JP2007000958A - Donor substrate, micro-structure and manufacturing method thereof - Google Patents

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Kazuaki Tabata
和章 田畑
Mutsuya Takahashi
睦也 高橋
Yoshifumi Yamazaki
芳文 山崎
Takayuki Yamada
高幸 山田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a donor substrate, in which thin film patterns partially different in material in a plane are stacked, a micro-structure and a manufacturing method thereof. <P>SOLUTION: This manufacturing method of a micro-structure includes: a first process of transferring a laminated member 107 of the donor substrate 108 to the target substrate 109 side; a second process of removing a disappearing and releasing layer 102 part for controlling the releasing ability from the substrate 100 contained in the laminated member 107 transferred to the target substrate 109 side by etching to leave behind a thin film pattern 106 formed of a material part 104-1 and a material part 104-2; and a third process of repeating the first and second processes to sequentially stack a plurality of laminated members 107 of the donor substrate 108 on the target substrate 109 side, thereby manufacturing the micro-structure. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、積層造形方法によって作製される微少ギアや微少光学部品等の微小構造体、およびそれを製造するためのドナー基板、およびそれらの製造方法に関する。   The present invention relates to a microstructure such as a minute gear or a minute optical component produced by an additive manufacturing method, a donor substrate for producing the same, and a method for producing the same.

積層造形方法は、コンピュータで設計された複雑な形状の３次元物体を短時間で製造する方法として近年急速に普及している。積層造形方法により造形された３次元物体は、種々の装置の部品のモデル（プロトタイプ）として、部品の動作や形状の良否を調べるために利用される。最近では、積層造形方法を数センチ単位の比較的大きな部品だけでなく、微小ギアや微細光学部品等の微小部品の製造に適用する技術も報告されている（例えば、特許文献１参照）。   The additive manufacturing method has been rapidly spread in recent years as a method for manufacturing a complex-shaped three-dimensional object designed by a computer in a short time. A three-dimensional object modeled by the additive manufacturing method is used as a model (prototype) of parts of various devices in order to examine the operation and shape of parts. Recently, a technique for applying the additive manufacturing method not only to relatively large parts of several centimeters but also to micro parts such as micro gears and micro optical parts has been reported (for example, see Patent Document 1).

この製造方法は、基板上に設けられた離型層上に微小構造体の各断面に対応した複数の薄膜パターンを形成したドナー基板を作製し、ドナー基板に対向して構造体形成基板（ターゲット基板）を配置し、ドナー基板とターゲット基板の位置決め、圧接、離間を繰り返すことによりターゲット基板上に複数の薄膜パターンを転写積層した微小構造体を作製するというものである。   In this manufacturing method, a donor substrate in which a plurality of thin film patterns corresponding to each cross section of a microstructure is formed on a release layer provided on the substrate is manufactured, and a structure-forming substrate (target) is opposed to the donor substrate. Substrate), and positioning, press-contact, and separation of the donor substrate and the target substrate are repeated to produce a microstructure in which a plurality of thin film patterns are transferred and laminated on the target substrate.

この製造方法においては、薄膜パターンと離型層の間の好適な密着力は３００〜１０００ｇ／ｃｍ２であると考えられ、この数値を超える場合は積層工程において薄膜パターンを離型層から剥離させることが困難になり、一方、この数値に満たない場合は積層工程以前に薄膜パターンが離型層から剥離するおそれがある。そのため、薄膜パターンの材料に合わせて、適した密着力を有する離型層を用いる必要がある。 In this manufacturing method, it is considered that a suitable adhesion force between the thin film pattern and the release layer is 300 to 1000 g / cm 2 , and when this value is exceeded, the thin film pattern is peeled from the release layer in the laminating step. On the other hand, if this value is not reached, the thin film pattern may be peeled off from the release layer before the lamination step. Therefore, it is necessary to use a release layer having an appropriate adhesion force in accordance with the material of the thin film pattern.

表１に薄膜パターンの材料と離型層の材料の適応可否の一例を示す。表中の「○」は適した組み合わせであること、「×」は密着力が強すぎて適さない組み合わせであることを示している。
特許第３１６１３６２号公報 Table 1 shows an example of applicability of the thin film pattern material and the release layer material. “◯” in the table indicates a suitable combination, and “×” indicates a combination that is not suitable because the adhesive force is too strong.
Japanese Patent No. 3161362

しかし、従来の微小構造体の製造方法によると、基板１００上に離型層１０１を介して形成された、面内で異なる材料部分（１０４−１、１０４−２）からなる薄膜パターン１０６を積層する場合は、各々の薄膜パターン材料の離型層１０１との間の剥離性に差が生じるため、全ての薄膜パターン１０６を確実にターゲット基板１０９側へ転写することが困難になる。   However, according to the conventional microstructure manufacturing method, the thin film pattern 106 formed of the different material portions (104-1, 104-2) in the plane formed on the substrate 100 via the release layer 101 is laminated. In this case, since there is a difference in peelability between each thin film pattern material and the release layer 101, it is difficult to reliably transfer all the thin film patterns 106 to the target substrate 109 side.

図８（ａ）〜（ｃ）に、一部の材料で構成された部分が転写されない場合の一例を示す。   FIGS. 8A to 8C show an example of a case where a portion made of a part of material is not transferred.

ドナー基板１０８を真空槽内の図示しない下部ステージ上に配置し、ターゲット基板１０９を真空層内の図示しない上部ステージ上に配置する。続いて、真空槽内を排気して高真空状態あるいは超高真空状態にする。次に、図８（ａ）に示すように、下部ステージおよび上部ステージを相対的にｘ、ｙ、ｚ方向、およびｚ軸周りの回転角度θの方向に移動させてターゲット基板１０９をドナー基板１０８の薄膜パターン１０６上に位置させる。続いて、ターゲット基板１０９の表面および薄膜パターン１０６表面にアルゴン原子ビームを照射して清浄化する。   The donor substrate 108 is placed on a lower stage (not shown) in the vacuum chamber, and the target substrate 109 is placed on an upper stage (not shown) in the vacuum layer. Subsequently, the inside of the vacuum chamber is evacuated to a high vacuum state or an ultrahigh vacuum state. Next, as shown in FIG. 8A, the lower stage and the upper stage are relatively moved in the x, y, z directions, and the direction of the rotation angle θ around the z axis to move the target substrate 109 to the donor substrate 108. The thin film pattern 106 is positioned. Subsequently, the surface of the target substrate 109 and the surface of the thin film pattern 106 are cleaned by irradiation with an argon atom beam.

次に、図８（ｂ）に示すように、上部ステージを下降させ、所定の荷重力（例えば、１０ｋｇｆ／ｍｍ２）でドナー基板１０８とターゲット基板１０９とを所定の時間（例えば、５分間）押圧し、ターゲット基板１０９と薄膜パターン１０６とを常温接合する。 Next, as shown in FIG. 8B, the upper stage is lowered, and the donor substrate 108 and the target substrate 109 are held at a predetermined time (for example, 5 minutes) with a predetermined load force (for example, 10 kgf / mm 2 ). The target substrate 109 and the thin film pattern 106 are bonded at room temperature by pressing.

次に、図８（ｃ）に示すように、上部ステージを上昇させると、薄膜パターン１０６を構成する１０４−１および１０４−２の２つの材料部分のうち、第１の材料部分１０４−１のみが離型層１０１から剥離し、ターゲット基板１０９側に転写される。このような部分的な転写不良を解決することが本発明の趣旨である。   Next, as shown in FIG. 8C, when the upper stage is raised, only the first material portion 104-1 of the two material portions 104-1 and 104-2 constituting the thin film pattern 106 is obtained. Is peeled off from the release layer 101 and transferred to the target substrate 109 side. The gist of the present invention is to solve such a partial transfer failure.

従って、本発明の目的は、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンの積層を可能とするドナー基板、微小構造体、およびそれらの製造方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a donor substrate, a microstructure, and a method for manufacturing the same, which enable the lamination of thin film patterns of different materials partially in a plane.

本発明の第１の態様は、上記目的を達成するため、基板と、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンと、前記基板と前記薄膜パターンとの間に形成され、前記基板との間の離型性を制御するための消失離型層とを備えたことを特徴とするドナー基板を提供する。   In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is formed between a substrate, a thin film pattern partially different in material in a plane, and between the substrate and the thin film pattern. There is provided a donor substrate characterized by comprising an elimination mold release layer for controlling the mold release property.

上記本発明の第１の態様に係るドナー基板によれば、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層する場合であっても、全ての薄膜パターンを確実にターゲット基板側へ転写することが可能となる。   According to the donor substrate according to the first aspect of the present invention, all thin film patterns can be reliably transferred to the target substrate side even when thin film patterns of different materials are partially laminated in the plane. Is possible.

また、全ての部分が単一の材料で構成された薄膜パターンを積層する場合に、その材料に適した離型性を有する離型層が存在しない場合であっても、ドナー基板が消失離型層を備えることにより、全ての薄膜パターンを確実にターゲット基板側へ転写することが可能となる。   In addition, when a thin film pattern composed of a single material is laminated on all parts, the donor substrate disappears even if there is no release layer having a release property suitable for the material. By providing the layer, it is possible to reliably transfer all the thin film patterns to the target substrate side.

薄膜パターンと消失離型層との間の密着力は、消失離型層と前記基板との間の密着力よりも大きいことが好ましい。   The adhesion force between the thin film pattern and the disappearance release layer is preferably larger than the adhesion force between the disappearance release layer and the substrate.

消失離型層と薄膜パターンをそれぞれ形成する材料の組み合わせは、消失離型層のみを選択的に除去することが可能なものであることが好ましい。ＦＡＢ処理等の物理的なエッチング法により除去する場合には、スパッタ収率の差が大きい材料の組み合わせが好ましく、ウェットエッチングやドライエッチング等の化学的なエッチング法により除去する場合には、化学耐食性の差が大きい材料の組み合わせが好ましい。   It is preferable that the combination of the material for forming the disappearance release layer and the thin film pattern is one that can selectively remove only the disappearance release layer. When removing by a physical etching method such as FAB treatment, a combination of materials having a large difference in sputter yield is preferable. When removing by a chemical etching method such as wet etching or dry etching, chemical corrosion resistance A combination of materials having a large difference is preferable.

薄膜パターンの上面に、薄膜パターンの材料よりも消失離型層との間の密着力の高い材料からなる接着層を設けてもよい。   You may provide the contact bonding layer which consists of a material with higher adhesive force between the disappearance mold release layers rather than the material of a thin film pattern on the upper surface of a thin film pattern.

接着層は、消失離型層と同じ材料から構成されたものであることが好ましい。   The adhesive layer is preferably made of the same material as the disappearance release layer.

薄膜パターンの一部分を構成する材料に消失離型層と同じ材料を用いてもよい。   The same material as the disappearing release layer may be used as the material constituting a part of the thin film pattern.

消失離型層の膜厚は、薄膜パターンの表面粗さ（Ｒａ）以上、薄膜パターンの膜厚の１割以下であることが好ましい。   The film thickness of the disappearing release layer is preferably not less than the surface roughness (Ra) of the thin film pattern and not more than 10% of the film thickness of the thin film pattern.

薄膜パターンは、例えば、金属、半導体、セラミックス、プラスチック等の公知の材料を用いることができる。   For the thin film pattern, for example, a known material such as metal, semiconductor, ceramics, or plastic can be used.

離型層は、ターゲット基板のスタンプ部に転写する際、薄膜パターンが離型層から剥離し易いように離型層と薄膜パターンとの接着強度が調整されたものである。離型層は、例えば、ポリイミド、フッ化ポリイミド、酸化シリコン等の公知の材料を用いることができるが、第一の基板の熱酸化処理を行って形成される熱酸化膜を用いてもよい。   The release layer is one in which the adhesive strength between the release layer and the thin film pattern is adjusted so that the thin film pattern is easily peeled off from the release layer when transferred to the stamp portion of the target substrate. For the release layer, for example, a known material such as polyimide, fluorinated polyimide, or silicon oxide can be used. Alternatively, a thermal oxide film formed by performing a thermal oxidation process on the first substrate may be used.

本発明の第２の態様は、上記目的を達成するため、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンおよび基板との間の離型性を制御するための消失離型層と構造体を形成する薄膜パターンを含む複数の積層部材を積層してなることを特徴とする微小構造体を提供する。   In order to achieve the above object, the second aspect of the present invention forms a thin film pattern and a disappearing release layer and a structure for controlling the release property between the substrate and the thin film pattern partially different in material in the plane. Provided is a microstructure formed by laminating a plurality of laminated members including a thin film pattern.

上記第２の態様によれば、離型性を制御するための消失離型層を含むことにより、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層した微小構造体を作製することができる。   According to the said 2nd aspect, the micro structure which laminated | stacked the thin film pattern from which material differs partially in a surface can be produced by including the vanishing release layer for controlling mold release property.

積層部材は、薄膜パターンの材料よりも消失離型層との間の密着力の高い材料からなる接着層を含んでいてもよい。   The laminated member may include an adhesive layer made of a material having a higher adhesive force with the disappearance release layer than the material of the thin film pattern.

接着層は、消失離型層と同じ材料から構成されたものであることが好ましい。   The adhesive layer is preferably made of the same material as the disappearance release layer.

本発明の第３の態様は、上記目的を達成するため、基板上に、前記基板との間の離型性を制御するための消失離型層を形成する第１の工程と、前記消失離型層の上に面内で部分的に材料の異なる薄膜を形成する第２の工程と、前記薄膜の上にレジストを形成する第３の工程と、エッチングを施した後に前記レジストを除去することにより前記消失離型層および前記薄膜をパターニングしてドナー基板を作製する第４の工程とを含むことを特徴とするドナー基板の製造方法を提供する。   According to a third aspect of the present invention, in order to achieve the above object, a first step of forming a disappearance release layer for controlling a release property between the substrate and the substrate on the substrate, and the disappearance separation. A second step of forming a thin film of a different material partially in-plane on the mold layer; a third step of forming a resist on the thin film; and removing the resist after etching. A fourth step of patterning the disappearance release layer and the thin film to produce a donor substrate, thereby providing a method for producing a donor substrate.

上記第３の態様によれば、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンと、基板と前記薄膜パターンとの間に形成され、基板との間の離型性を制御するための消失離型層とを備えたドナー基板を作製することができる。   According to the third aspect, a thin film pattern that is partially different in material in a plane, and a disappearance release mold that is formed between the substrate and the thin film pattern and controls the release property between the substrate and the substrate. A donor substrate with a layer can be made.

第２の工程と第３の工程との間に、薄膜の上に接着層を形成する工程を含んでもよい。   A step of forming an adhesive layer on the thin film may be included between the second step and the third step.

本発明の第４の態様は、上記目的を達成するため、基板上にリフトオフ用レジストを形成する第１の工程と、前記リフトオフ用レジストを備える前記基板上に前記基板との間の離型性を制御するための消失離型層を形成する第２の工程と、前記消失離型層の上に面内で部分的に材料の異なる薄膜を形成する第３の工程と、前記リフトオフ用レジストを前記リフトオフ用レジスト上の前記薄膜と共に除去することにより、前記消失離型層および前記薄膜をパターニングしてドナー基板を作製する第４の工程とを含むことを特徴とするドナー基板の製造方法を提供する。   According to a fourth aspect of the present invention, in order to achieve the above object, a first step of forming a lift-off resist on a substrate and a mold release property between the substrate and the substrate provided with the lift-off resist. A second step of forming a disappearance release layer for controlling the thickness, a third step of forming a thin film partially different in material in a plane on the disappearance release layer, and the lift-off resist. And a fourth step of fabricating the donor substrate by patterning the disappearance release layer and the thin film by removing together with the thin film on the lift-off resist. To do.

上記第４の態様によれば、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンと、基板と前記薄膜パターンとの間に形成され、基板との間の離型性を制御するための消失離型層とを備えたドナー基板を作製することができる。   According to the fourth aspect, a thin film pattern that is partially different in material in a plane, and a disappearance release mold that is formed between the substrate and the thin film pattern and controls the release property between the substrate and the substrate. A donor substrate with a layer can be made.

第３の工程と第４の工程との間に、薄膜の上に接着層を形成する工程を含んでもよい。   A step of forming an adhesive layer on the thin film may be included between the third step and the fourth step.

本発明の第５の態様は、上記目的を達成するため、ドナー基板の積層部材をターゲット基板側に転写する第１の工程と、前記ターゲット基板側に転写された前記積層部材に含まれる、基板との間の離型性を制御するための消失離型層部分をエッチングにより除去する第２の工程と、前記第１、第２の工程を繰り返すことにより、前記ドナー基板の複数の前記積層部材を前記ターゲット基板側に順次積層して前記微小構造体を作製する第３の工程とを含むことを特徴とする微小構造体の製造方法を提供する。   According to a fifth aspect of the present invention, in order to achieve the above object, the first step of transferring the laminated member of the donor substrate to the target substrate side, and the substrate included in the laminated member transferred to the target substrate side A plurality of laminated members of the donor substrate by repeating a first step and a second step of removing the disappearing release layer portion for controlling the release property between the first and second steps. And a third step of fabricating the microstructure by sequentially laminating the substrate on the target substrate side.

上記第５の態様によれば、ドナー基板の積層部材をターゲット基板側に転写する工程と、ターゲット基板側に転写された積層部材に含まれる、基板との間の離型性を制御するための消失離型層部分をエッチングにより除去する工程とを繰り返すことにより、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層した微小構造体を作製することができる。   According to the fifth aspect, the step of transferring the laminated member of the donor substrate to the target substrate side and the releasability between the substrate included in the laminated member transferred to the target substrate side are controlled. By repeating the step of removing the disappearing release layer portion by etching, a microstructure in which thin film patterns of different materials are partially laminated in a plane can be produced.

上記第５の態様において、消失離型層のエッチングは、ＦＡＢ処理により施されることが好ましい。   In the fifth aspect, the disappearance release layer is preferably etched by FAB treatment.

なお、ＦＡＢ処理とは、粒子ビームとして例えばアルゴンガスを電圧を印可することにより加速して材料の表面に照射する処理を言う。   The FAB process is a process of irradiating the surface of a material by accelerating, for example, argon gas as a particle beam by applying a voltage.

本発明の第６の態様は、上記目的を達成するため、ドナー基板の１層目の積層部材をターゲット基板側に転写する第１の工程と、前記ターゲット基板側に転写された前記１層目の積層部材に含まれる、基板との間の離型性を制御するための消失離型層部分と、２層目の積層部材に含まれる、前記積層部材に含まれる薄膜パターンの材料よりも前記消失離型層との間の密着力の高い材料からなる接着層とを接着させて、前記２層目の積層部材をターゲット基板側に転写する第２の工程とを含むことを特徴とする微小構造体の製造方法を提供する。   In order to achieve the above object, according to a sixth aspect of the present invention, there is provided a first step of transferring the first laminated member of the donor substrate to the target substrate side, and the first layer transferred to the target substrate side. In the laminated member, the disappearance release layer portion for controlling the release property between the substrate and the thin film pattern material contained in the laminated member contained in the laminated member of the second layer And a second step of transferring the second layer laminated member to the target substrate side by adhering an adhesive layer made of a material having high adhesion to the disappearance release layer. A method for manufacturing a structure is provided.

上記第６の態様によれば、接着層と消失離型層との密着力は、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンと消失離型層並びに面内で部分的に材料の異なる薄膜パターン同士の密着力よりも強いため、より確実に積層部材の積層を行うことができる。   According to the sixth aspect, the adhesive force between the adhesive layer and the disappearance release layer is such that the thin film pattern partially different in material in the plane and the disappearance release layer and the thin film pattern partially different in material in the plane. Since it is stronger than the adhesion between each other, the laminated members can be more reliably laminated.

本発明の第７の態様は、上記目的を達成するため、ドナー基板の積層部材をターゲット基板側に転写する第１の工程と、前記ターゲット基板側に転写された前記積層部材の、基板との間の離型性を制御するための消失離型層部分および前記薄膜パターンの前記消失離型層と同じ材料で形成された部分をエッチングにより除去する第２の工程と、前記第１、第２の工程を繰り返すことにより、前記ドナー基板の複数の前記積層部材を前記ターゲット基板側に順次積層して微小構造体を作製する第３の工程とを含むことを特徴とする微小構造体の製造方法を提供する。   In order to achieve the above object, according to a seventh aspect of the present invention, there is provided a first step of transferring the laminated member of the donor substrate to the target substrate side, and the substrate of the laminated member transferred to the target substrate side. A second step of removing a part formed of the same material as the disappearing release layer of the thin film pattern by etching, and a first step, a second step, And a third step of producing a microstructure by sequentially laminating a plurality of the laminated members of the donor substrate on the target substrate side by repeating the above step. I will provide a.

上記第７の態様によれば、ドナー基板の積層部材をターゲット基板側に転写する工程と、基板との間の離型性を制御するための消失離型層部分および薄膜パターンの前記消失離型層と同じ材料で形成された部分をエッチングにより除去する工程とを繰り返すことにより、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層した中空構造の微小構造体を作製することができる。   According to the seventh aspect, the step of transferring the laminated member of the donor substrate to the target substrate side, the disappearance release layer portion for controlling the release property between the substrate and the disappearance release of the thin film pattern By repeating the step of removing a portion formed of the same material as the layer by etching, a hollow structure microstructure in which thin film patterns of different materials are partially stacked in a plane can be manufactured.

本発明の第８の態様は、上記目的を達成するため、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層して微小構造体を作製する微小構造体の製造方法において、前記薄膜パターンを構成する第１の材料と好適な離型性を有する第１の離型層を備える第１の基板と、第２の材料と好適な離型性を有する第２の離型層を備える第２の基板を用意する第１の工程と、前記薄膜パターンの前記第１の材料で構成される部分を第１の基板上に形成し、前記第２の材料で構成される部分を第２の基板上に形成する第２の工程と、前記第１の基板上の前記第１の材料で構成される部分の第１層目をターゲット基板側に転写する第３の工程と、前記第２の基板上の前記第２の材料で構成される部分の第１層目をターゲット基板側に転写する第４の工程と、前記第３および４の工程を第２層目以降の薄膜パターンについて繰り返すことにより、前記薄膜パターンを前記ターゲット基板側に順次積層して前記微小構造体を作製する第５の工程とを含むことを特徴とする微小構造体の製造方法を提供する。   According to an eighth aspect of the present invention, in order to achieve the above object, in the microstructure manufacturing method for manufacturing a microstructure by laminating thin film patterns of different materials partially in a plane, the thin film pattern is configured. A first substrate including a first release layer having a first release layer having a suitable releasability and a second release layer having a second release layer having a suitable releasability from the second material. A first step of preparing a substrate, and a portion of the thin film pattern made of the first material is formed on the first substrate, and a portion made of the second material is formed on the second substrate. A second step of forming the first layer on the first substrate, a third step of transferring the first layer of the portion made of the first material to the target substrate side, and the second substrate. A fourth step of transferring the first layer of the portion made of the second material to the target substrate side; and And a fifth step of fabricating the microstructure by sequentially stacking the thin film pattern on the target substrate side by repeating the steps 3 and 4 for the second and subsequent thin film patterns. A method for manufacturing a microstructure is provided.

上記第８の態様によれば、薄膜パターンを構成する材料毎に、各々の材料にとって離型性の適した離型層を備えた基板を用意して薄膜パターンを形成し、これらの基板から順次ターゲット基板側に積層することにより、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層した微小構造体を作製することができる。   According to the eighth aspect, for each material constituting the thin film pattern, a substrate provided with a release layer suitable for the releasability for each material is prepared, and the thin film pattern is formed. By stacking on the target substrate side, a microstructure in which thin film patterns of different materials are partially stacked in a plane can be manufactured.

上記第５〜８の態様において、離型層のドナー基板上への形成は、スパッタ法、分子線ビームエピタキシャル法、化学気相堆積法、真空蒸着法、スピン塗布法等の一般的な薄膜形成方法を用いることができる。   In the fifth to eighth embodiments, the release layer is formed on the donor substrate by a general thin film formation method such as sputtering, molecular beam epitaxy, chemical vapor deposition, vacuum vapor deposition, spin coating or the like. The method can be used.

上記第５〜８の態様において、複数の薄膜パターンは、常温接合によって接合されるのが好ましい。「常温接合」とは、室温で原子同士を直接接合することをいう。常温接合によれば、常温接合される薄膜パターンの形状や厚みの変化が少なく、高精度な微小構造体が得られる。薄膜パターンを接合する前に、その表面にＦＡＢ処理により表面を清浄化するのが好ましい。清浄化により表面が活性化して強固な接合が得られる。   In the fifth to eighth aspects, it is preferable that the plurality of thin film patterns are bonded by room temperature bonding. “Room temperature bonding” refers to direct bonding of atoms at room temperature. According to room temperature bonding, there is little change in the shape and thickness of the thin film pattern to be bonded at room temperature, and a highly accurate microstructure can be obtained. Before the thin film pattern is bonded, it is preferable to clean the surface by FAB treatment. By cleaning, the surface is activated and a strong bond is obtained.

本発明によれば、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層する場合であっても、全ての薄膜パターンを確実にターゲット基板側へ転写することが可能となる。   According to the present invention, all thin film patterns can be reliably transferred to the target substrate side even when thin film patterns of different materials are partially laminated in the plane.

〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態に係る微小構造体の製造方法をドナー基板の作製工程と積層部材の積層工程とに分けて説明する。 [First Embodiment]
The manufacturing method of the microstructure according to the first embodiment of the present invention will be described by dividing it into a donor substrate manufacturing step and a stacking member stacking step.

（ドナー基板の作製）
図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係るドナー基板の各製造工程における断面図である。 (Preparation of donor substrate)
1A to 1D are cross-sectional views in each manufacturing process of a donor substrate according to the first embodiment of the present invention.

まず、図１（ａ）に示すように、Ｓｉからなる基板１００の上にフッ化ポリイミドからなる離型層１０１を形成し、その上にＡｕからなる消失離型層１０２および面内で部分的に材料の異なる薄膜１０３を形成する。この第１の実施の形態においては、薄膜１０３は、Ｃｕからなる第１の材料部分１０４−１とＡｌからなる第２の材料部分１０４−２を有する。   First, as shown in FIG. 1A, a release layer 101 made of fluorinated polyimide is formed on a substrate 100 made of Si, and a disappearance release layer 102 made of Au is partially formed on the release layer 101 made of Au. Then, a thin film 103 made of different materials is formed. In the first embodiment, the thin film 103 has a first material portion 104-1 made of Cu and a second material portion 104-2 made of Al.

次に、図１（ｂ）に示すように、薄膜１０３の上にレジスト１０５を形成する。   Next, as shown in FIG. 1B, a resist 105 is formed on the thin film 103.

次に、図１（ｃ）に示すように、薄膜１０３を所望の形状にパターニングして薄膜パターン１０６を形成する。レジストのパターニングは、リソグラフィー法を用いて実施されることが好ましい。   Next, as shown in FIG. 1C, the thin film 103 is patterned into a desired shape to form a thin film pattern 106. The resist patterning is preferably performed using a lithography method.

次に、図１（ｄ）に示すように、レジスト１０５を除去して、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターン１０６と消失離型層１０２から構成される積層部材１０７を備えるドナー基板１０８を得る。   Next, as shown in FIG. 1 (d), the resist 105 is removed, and a donor substrate 108 including a laminated member 107 composed of a thin film pattern 106 and a disappearing release layer 102 that are partially different in material in the plane. Get.

なお、この第１の実施の形態に係るドナー基板の作製方法は、以下に説明するものであってもよい。   The method for manufacturing the donor substrate according to the first embodiment may be described below.

図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るドナー基板の各製造工程における断面図である。   2A to 2C are cross-sectional views in each manufacturing process of the donor substrate according to the first embodiment of the present invention.

まず、図２（ａ）に示すように、Ｓｉからなる基板１００の上にフッ化ポリイミドからなる離型層１０１を形成し、その上にリフトオフ用レジスト１０５を形成する。   First, as shown in FIG. 2A, a release layer 101 made of fluorinated polyimide is formed on a substrate 100 made of Si, and a lift-off resist 105 is formed thereon.

次に、図２（ｂ）に示すように、リフトオフ用レジスト１０５を備える基板１００上に消失離型層１０２および面内で部分的に材料の異なる薄膜１０３を形成する。薄膜１０３は、第１の材料部分１０４−１と第２の材料部分１０４−２を有する。   Next, as shown in FIG. 2B, the disappearance release layer 102 and the thin film 103 partially made of different materials in the plane are formed on the substrate 100 including the lift-off resist 105. The thin film 103 includes a first material portion 104-1 and a second material portion 104-2.

次に、図２（ｃ）に示すように、リフトオフ用レジストをリフトオフ用レジスト上の薄膜１０３と共に除去することにより、消失離型層１０２および薄膜１０３をパターニングして、薄膜パターン１０６と消失離型層１０２から構成される積層部材１０７を備えたドナー基板１０８を得る。   Next, as shown in FIG. 2C, by removing the lift-off resist together with the thin film 103 on the lift-off resist, the disappearance release layer 102 and the thin film 103 are patterned to form the thin film pattern 106 and the disappearance release mold. A donor substrate 108 including a laminated member 107 composed of the layer 102 is obtained.

（積層部材の積層）
図３Ａ（ａ）〜（ｄ）、３Ｂ（ｅ）〜（ｇ）は、積層部材の積層工程を示す側面図である。 (Lamination of laminated members)
3A (a) to 3 (d) and 3B (e) to (g) are side views showing a lamination process of the laminated members.

ドナー基板１０８を真空槽内の図示しない下部ステージ上に配置し、ターゲット基板１０９を真空層内の図示しない上部ステージ上に配置する。続いて、真空槽内を排気して高真空状態あるいは超高真空状態にする。次に、図３Ａ（ａ）に示すように、下部ステージおよび上部ステージを相対的にｘ、ｙ、ｚ方向、およびｚ軸周りの回転角度θの方向に移動させてターゲット基板１０９をドナー基板１０８の１層目の積層部材１０７−１上に位置させる。続いて、ターゲット基板１０９の表面および１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６表面にアルゴン原子ビームを照射して清浄化する。   The donor substrate 108 is placed on a lower stage (not shown) in the vacuum chamber, and the target substrate 109 is placed on an upper stage (not shown) in the vacuum layer. Subsequently, the inside of the vacuum chamber is evacuated to a high vacuum state or an ultrahigh vacuum state. Next, as shown in FIG. 3A (a), the lower stage and the upper stage are relatively moved in the x, y, z directions and the direction of the rotation angle θ around the z axis to move the target substrate 109 to the donor substrate 108. The first layer is placed on the laminated member 107-1. Subsequently, the surface of the target substrate 109 and the surface of the thin film pattern 106 of the first layered member 107-1 are cleaned by irradiating them with an argon atom beam.

次に、図３Ａ（ｂ）に示すように、上部ステージを下降させ、所定の荷重力（例えば、１０ｋｇｆ／ｍｍ２）でドナー基板１０８とターゲット基板１０９とを所定の時間（例えば、５分間）押圧し、ターゲット基板１０９と１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６とを常温接合する。 Next, as shown in FIG. 3A (b), the upper stage is lowered, and the donor substrate 108 and the target substrate 109 are held at a predetermined time (for example, 5 minutes) with a predetermined load force (for example, 10 kgf / mm 2 ). The target substrate 109 and the thin film pattern 106 of the first laminated member 107-1 are bonded at room temperature by pressing.

次に、図３Ａ（ｃ）に示すように、上部ステージを上昇させると、１層目の積層部材１０７−１が離型層１０１から剥離し、ターゲット基板１０９側に転写される。これは、１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６とターゲット基板１０９との密着力並びに１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６と消失離型層１０２との密着力が消失離型層１０２と離型層１０１との密着力より十分に大きいからである。   Next, as shown in FIG. 3A (c), when the upper stage is raised, the first layered member 107-1 is peeled from the release layer 101 and transferred to the target substrate 109 side. This is because the adhesion between the thin film pattern 106 of the first layered member 107-1 and the target substrate 109 and the adhesion between the thin film pattern 106 of the first layered member 107-1 and the disappearing release layer 102 disappear. This is because the adhesive force between the release layer 102 and the release layer 101 is sufficiently larger.

次に、図３Ａ（ｄ）に示すように、ターゲット基板１０９側に転写された１層目の積層部材１０７−１にアルゴン原子ビームを照射して、消失離型層１０２を除去する。なお、このときのアルゴン原子ビームは、転写直前にターゲット基板１０９の表面および１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６表面の清浄化の為に照射したアルゴン原子ビームと同じ装置から照射されるものである。   Next, as shown in FIG. 3A (d), the first layered member 107-1 transferred to the target substrate 109 side is irradiated with an argon atom beam, and the disappearing release layer 102 is removed. At this time, the argon atom beam is irradiated from the same apparatus as the argon atom beam irradiated for cleaning the surface of the target substrate 109 and the surface of the thin film pattern 106 of the first layered member 107-1 immediately before the transfer. Is.

次に、図３Ｂ（ｅ）に示すように、下部ステージおよび上部ステージをターゲット基板１０９が２層目の積層部材１０７−２上に位置するように相対的に移動させ、ターゲット基板１０９側に転写された薄膜パターン１０６の表面（消失離型層１０２が存在していた面）および２層目の積層部材１０７−２の薄膜パターン１０６の表面を前述したように清浄化した後、上部ステージを下降させ、１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６と２層目の積層部材１０７−２の薄膜パターン１０６とを接合させる。   Next, as shown in FIG. 3B (e), the lower stage and the upper stage are moved relative to each other so that the target substrate 109 is positioned on the second laminated member 107-2, and transferred to the target substrate 109 side. After cleaning the surface of the thin film pattern 106 (the surface on which the disappearing release layer 102 was present) and the surface of the thin film pattern 106 of the second layered member 107-2 as described above, the upper stage is lowered. Then, the thin film pattern 106 of the first laminated member 107-1 and the thin film pattern 106 of the second laminated member 107-2 are joined.

次に、図３Ｂ（ｆ）に示すように、上部ステージを上昇させると、２層目の積層部材１０７−２が離型層１０９から剥離し、ターゲット基板１０９側に転写される。   Next, as shown in FIG. 3B (f), when the upper stage is raised, the second layered member 107-2 is peeled off from the release layer 109 and transferred to the target substrate 109 side.

次に、図３Ｂ（ｇ）に示すように、ターゲット基板１０９側に転写された２層目の積層部材１０７−２にアルゴン原子ビームを照射して、消失離型層１０２を除去する。   Next, as shown in FIG. 3B (g), the second layered member 107-2 transferred to the target substrate 109 side is irradiated with an argon atom beam to remove the disappearance release layer 102.

以降、全ての積層部材について上記のターゲット基板１０９への転写および消失離型層１０２の除去の工程を繰り返すことにより、微小構造体が得られる。   Thereafter, the micro structure can be obtained by repeating the above-described steps of transferring to the target substrate 109 and removing the disappearing release layer 102 for all the laminated members.

なお、基板１００と消失離型層１０２との間の離型性が、上記の工程による積層部材１０７の積層に適したものである場合は、離型層は無くてもよい。   In addition, when the mold release property between the board | substrate 100 and the vanishing release layer 102 is a thing suitable for lamination | stacking of the lamination | stacking member 107 by said process, a mold release layer does not need.

また、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、消失離型層１０２の存在が、以降の工程に悪影響を及ぼさない場合は、これを除去せずにそのまま積層部材１０７を積層してもよい。   Further, as shown in FIGS. 4A to 4D, when the disappearance release layer 102 does not adversely affect the subsequent steps, the laminated member 107 is laminated as it is without removing it. Also good.

（第１の実施の形態の効果）
上記本発明の第１の実施の形態によれば、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層する場合であっても、全ての薄膜パターンを確実にターゲット基板側へ転写することが可能となる。 (Effects of the first embodiment)
According to the first embodiment of the present invention, all thin film patterns can be reliably transferred to the target substrate side even when thin film patterns of different materials are partially laminated in the plane. It becomes.

また、全ての部分が単一の材料で構成された薄膜パターンを積層する場合に、その材料に適した離型性を有する離型層が存在しない場合であっても、ドナー基板が消失離型層を備えることにより、材料に依存せず全ての薄膜パターンを確実にターゲット基板側へ転写することが可能となる。   In addition, when a thin film pattern composed of a single material is laminated on all parts, the donor substrate disappears even if there is no release layer having a release property suitable for the material. By providing the layer, it is possible to reliably transfer all the thin film patterns to the target substrate without depending on the material.

〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態に係る微小構造体の製造方法をドナー基板の作製工程と積層部材の積層工程とに分けて説明する。 [Second Embodiment]
A method for manufacturing a microstructure according to a second embodiment of the present invention will be described separately for a donor substrate manufacturing step and a stacking member stacking step.

（ドナー基板の作製）
ドナー基板の作製方法は第１の実施の形態と同じであるが、この第２の実施の形態においては、ＳｉＯ２からなる離型層１０１と、Ｃｕからなる消失離型層１０２と、薄膜１０３は、Ａｕからなる第１の材料部分１０４−１と、Ａｌからなる第２の材料部分１０４−２と、消失犠牲層１０２と同じ材料であるＣｕからなる第３の材料部分１０４−３を有する。 (Preparation of donor substrate)
The method for producing the donor substrate is the same as that of the first embodiment, but in this second embodiment, the release layer 101 made of SiO 2 , the disappearance release layer 102 made of Cu, and the thin film 103 Has a first material portion 104-1 made of Au, a second material portion 104-2 made of Al, and a third material portion 104-3 made of Cu which is the same material as the disappearance sacrificial layer 102. .

（積層部材の積層）
図５Ａ（ａ）〜（ｄ）、図５Ｂ（ｅ）〜（ｈ）は、積層部材の積層工程を示す側面図である。なお、ターゲット基板１０９と１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６とを常温接合するまでの工程は第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。 (Lamination of laminated members)
FIGS. 5A (a) to (d) and FIGS. 5B (e) to (h) are side views showing the lamination process of the laminated members. Note that the steps up to room temperature bonding of the target substrate 109 and the thin film pattern 106 of the first layered member 107-1 are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

次に、図５Ａ（ａ）に示すように、上部ステージを上昇させると、１層目の積層部材１０７−１が離型層１０１から剥離し、ターゲット基板１０９側に転写される。これは、１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６とターゲット基板１０９との密着力並びに１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６と消失離型層１０２との密着力が消失離型層１０２と離型層１０１との密着力よりも大きいからである。   Next, as shown in FIG. 5A (a), when the upper stage is raised, the first layered member 107-1 is peeled from the release layer 101 and transferred to the target substrate 109 side. This is because the adhesion between the thin film pattern 106 of the first layered member 107-1 and the target substrate 109 and the adhesion between the thin film pattern 106 of the first layered member 107-1 and the disappearing release layer 102 disappear. This is because the adhesive strength between the release layer 102 and the release layer 101 is greater.

次に、図５Ａ（ｂ）に示すように、ターゲット基板１０９側に転写された１層目の積層部材１０７−１に塩化第２鉄水溶液によるウェットエッチング処理を施し、消失離型層１０２およびＣｕからなる第３の材料部分１０４−３を除去する。   Next, as shown in FIG. 5A (b), the first layered member 107-1 transferred to the target substrate 109 side is subjected to a wet etching process using a ferric chloride aqueous solution, and the disappearance release layer 102 and Cu The third material portion 104-3 made of is removed.

次に、図５Ａ（ｃ）に示すように、下部ステージおよび上部ステージをターゲット基板１０９が２層目の積層部材１０７−２上に位置するように相対的に移動させ、ターゲット基板１０９側に転写された薄膜パターン１０６の表面（消失離型層１０２が存在していた面）および２層目の積層部材１０７−２の薄膜パターン１０６の表面を前述したように清浄化した後、上部ステージを下降させ、１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６と２層目の積層部材１０７−２の薄膜パターン１０６とを接合させる。   Next, as shown in FIG. 5A (c), the lower stage and the upper stage are moved relative to each other so that the target substrate 109 is positioned on the second laminated member 107-2, and transferred to the target substrate 109 side. After cleaning the surface of the thin film pattern 106 (the surface on which the disappearing release layer 102 was present) and the surface of the thin film pattern 106 of the second layered member 107-2 as described above, the upper stage is lowered. Then, the thin film pattern 106 of the first laminated member 107-1 and the thin film pattern 106 of the second laminated member 107-2 are joined.

次に、図５Ａ（ｄ）に示すように、上部ステージを上昇させると、２層目の積層部材１０７−２が離型層１０９から剥離し、ターゲット基板１０９側に転写される。   Next, as shown in FIG. 5A (d), when the upper stage is raised, the second layered member 107-2 is peeled off from the release layer 109 and transferred to the target substrate 109 side.

次に、図５Ｂ（ｅ）に示すように、ターゲット基板１０９側に転写された２層目の積層部材１０７−２に塩化第２鉄水溶液によるウェットエッチング処理を施し、消失離型層１０２および消失犠牲層１０２と同じ材料であるＣｕからなる第３の材料部分１０４−３を除去する。   Next, as shown in FIG. 5B (e), the second layered member 107-2 transferred to the target substrate 109 side is subjected to a wet etching process using a ferric chloride aqueous solution, and the disappearance release layer 102 and the disappearance are removed. The third material portion 104-3 made of Cu, which is the same material as the sacrificial layer 102, is removed.

続けて、図５Ｂ（ｆ）〜（ｈ）に示すように、同様の手順で３層目の積層部材１０７−３をターゲット基板１０９側に転写し、消失離型層１０２および離型層と同じ材料であるＣｕからなる第３の材料部分１０４−３を除去する。   Subsequently, as shown in FIGS. 5B to 5H, the third layered member 107-3 is transferred to the target substrate 109 side in the same procedure, and is the same as the disappearing release layer 102 and the release layer. The third material portion 104-3 made of Cu as the material is removed.

以上の工程により、中空構造を有する微小構造体が得られる。   Through the above steps, a microstructure having a hollow structure is obtained.

なお、基板１００と消失離型層１０２との間の離型性が、上記の工程による積層部材１０７の積層に適したものである場合は、離型層は無くてもよい。 In addition, when the mold release property between the board | substrate 100 and the vanishing release layer 102 is a thing suitable for lamination | stacking of the lamination | stacking member 107 by said process, a mold release layer does not need.

（第２の実施の形態の効果）
上記本発明の第２の実施の形態によれば、ドナー基板の積層部材をターゲット基板側に転写する工程と、基板との間の離型性を制御するための消失離型層部分および薄膜パターンの前記消失離型層と同じ材料で形成された部分をエッチングにより除去する工程とを繰り返すことにより、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層した中空構造の微小構造体を作製することができる。 (Effect of the second embodiment)
According to the second embodiment of the present invention, the step of transferring the laminated member of the donor substrate to the target substrate side, the disappearance release layer portion for controlling the release property between the substrate and the thin film pattern And a step of removing a portion formed of the same material as the disappearance release layer by etching, thereby producing a microstructure having a hollow structure in which thin film patterns of different materials are partially laminated in a plane. Can do.

なお、消失離型層および犠牲槽材料をエッチングするタイミングは、本実施例では各断面パターンを接合後に実施しているが、構造体の精度や形状によっては、複数層積層したあとに、まとめて行ってもよく、すべての積層が終了した後に一括で行っても良い。   The timing of etching the disappearance release layer and the sacrificial tank material is performed after joining the cross-sectional patterns in this embodiment, but depending on the accuracy and shape of the structure, the layers may be combined after being stacked. You may carry out, and you may carry out collectively after completion | finish of all the lamination | stacking.

〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態に係る微小構造体の製造方法をドナー基板の作製工程と積層部材の積層工程とに分けて説明する。 [Third Embodiment]
A method for manufacturing a microstructure according to a third embodiment of the present invention will be described separately for a donor substrate manufacturing process and a stacking member stacking process.

（ドナー基板の作製）
ドナー基板の作製方法は第１の実施の形態と同じであるが、この第２の実施の形態においては、積層部材１０７は、薄膜パターン１０６の上に接着層１１０を備える。接着層１１０は、消失離型層と同じ材料であるＡｕで形成されることが好ましい。 (Preparation of donor substrate)
The method for manufacturing the donor substrate is the same as that in the first embodiment, but in the second embodiment, the laminated member 107 includes an adhesive layer 110 on the thin film pattern 106. The adhesive layer 110 is preferably formed of Au, which is the same material as the disappearance release layer.

（積層部材の積層）
図６（ａ）〜（ｄ）は、積層部材の積層工程を示す側面図である。この第３の実施の形態に係る薄膜パターンの積層方法の、第１の実施の形態との相違点は、エッチングにより消失離型層１０２を除去せずに、積層部材１０７を積層することである。 (Lamination of laminated members)
6A to 6D are side views showing a lamination process of the laminated members. The thin film pattern laminating method according to the third embodiment is different from the first embodiment in that the laminating member 107 is laminated without removing the disappearing release layer 102 by etching. .

この際、図６（ｃ）に示すように、１層目の積層部材１０７−１の消失離型層１０２と、２層目の積層部材１０７−２の接着層１１０が接着される。以降の積層部材の積層の際においても同様に、消失離型層１０２と接着層１１０が接着される。   At this time, as shown in FIG. 6C, the disappearance release layer 102 of the first laminated member 107-1 and the adhesive layer 110 of the second laminated member 107-2 are bonded. Similarly, the laminating release layer 102 and the adhesive layer 110 are bonded in the subsequent lamination of the laminated members.

（第３の実施の形態の効果）
上記本発明の第３の実施の形態によれば、接着層と消失離型層との密着力は、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンと消失離型層並びに面内で部分的に材料の異なる薄膜パターン同士の密着力よりも強いため、より確実に積層部材の積層を行うことができる。 (Effect of the third embodiment)
According to the third embodiment of the present invention, the adhesive force between the adhesive layer and the disappearance release layer is such that the thin film pattern and the disappearance release layer that are partially different in material in the plane and partially in the plane. Since it is stronger than the adhesion between thin film patterns made of different materials, the laminated members can be more reliably laminated.

〔第４の実施の形態〕
本発明の第４の実施の形態に係る微小構造体の製造方法をドナー基板の作製工程と積層部材の積層工程とに分けて説明する。 [Fourth Embodiment]
A method for manufacturing a microstructure according to a fourth embodiment of the present invention will be described separately for a donor substrate manufacturing process and a stacking member stacking process.

（ドナー基板の作製）
基板１００上に、薄膜パターン１０６を構成する第１の材料と好適な離型性を有する第１の離型層１０２−１を形成し、その上に薄膜パターン１０６を構成する第１の材料部分１０４−１を形成することにより、第１のドナー基板１０８−１を得る。 (Preparation of donor substrate)
On the substrate 100, the first material part constituting the thin film pattern 106 is formed, and the first material part constituting the thin film pattern 106 is formed thereon. By forming 104-1, a first donor substrate 108-1 is obtained.

同様に、基板１００上に、薄膜パターン１０６を構成する第２の材料と好適な離型性を有する第２の離型層１０２−２を形成し、その上に薄膜パターン１０６を構成する第２の材料部分１０４−２を形成することにより、第２のドナー基板１０８−２を得る。   Similarly, a second release layer 102-2 having a suitable release property with the second material constituting the thin film pattern 106 is formed on the substrate 100, and the second thin film pattern 106 is formed thereon. By forming the material portion 104-2, the second donor substrate 108-2 is obtained.

（積層部材の積層）
図７Ａ（ａ）〜（ｄ）および図７Ｂ（ｅ）〜（ｈ）は、積層部材の積層工程を示す側面図である。 (Lamination of laminated members)
FIGS. 7A (a) to 7 (d) and FIGS. 7B (e) to (h) are side views showing a lamination process of the laminated members.

第１のドナー基板１０８−１および第２のドナー基板１０８−２を真空槽内の図示しない下部ステージ上に配置し、ターゲット基板１０９を真空層内の図示しない上部ステージ上に配置する。続いて、真空槽内を排気して高真空状態あるいは超高真空状態にする。次に、図７Ａ（ａ）に示すように、下部ステージおよび上部ステージを相対的にｘ、ｙ、ｚ方向、およびｚ軸周りの回転角度θの方向に移動させてターゲット基板１０９を第１のドナー基板１０８−１の１層目の積層部材１０７−１上に位置させる。続いて、ターゲット基板１０９の表面および１層目の積層部材１０７−１の第１の材料部分１０４−１表面にアルゴン原子ビームを照射して清浄化する。   The first donor substrate 108-1 and the second donor substrate 108-2 are placed on a lower stage (not shown) in the vacuum chamber, and the target substrate 109 is placed on an upper stage (not shown) in the vacuum layer. Subsequently, the inside of the vacuum chamber is evacuated to a high vacuum state or an ultrahigh vacuum state. Next, as shown in FIG. 7A (a), the lower stage and the upper stage are relatively moved in the x, y, z directions and the direction of the rotation angle θ around the z axis to move the target substrate 109 to the first stage. It is positioned on the first layered member 107-1 of the donor substrate 108-1. Subsequently, the surface of the target substrate 109 and the surface of the first material portion 104-1 of the first layered member 107-1 are cleaned by irradiation with an argon atom beam.

次に、図７Ａ（ｂ）に示すように、上部ステージを下降させ、所定の荷重力（例えば、１０ｋｇｆ／ｍｍ２）で第１のドナー基板１０８−１とターゲット基板１０９とを所定の時間（例えば、５分間）押圧し、ターゲット基板１０９と１層目の積層部材１０７−１の第１の材料部分１０４−１とを常温接合する。 Next, as shown in FIG. 7A (b), the upper stage is lowered, and the first donor substrate 108-1 and the target substrate 109 are held for a predetermined time (for example, with a predetermined load force (for example, 10 kgf / mm 2 )). For example, the target substrate 109 and the first material portion 104-1 of the first layered member 107-1 are bonded at room temperature by pressing for 5 minutes.

次に、図７Ａ（ｃ）に示すように、上部ステージを上昇させて１層目の積層部材１０７−１の第１の材料部分１０４−１をターゲット基板１０９へ転写させ、下部ステージおよび上部ステージをターゲット基板１０９が第２のドナー基板１０８−２の１層目の積層部材１０７−１上に位置するように相対的に移動させ、ターゲット基板と、ターゲット基板１０９側に転写された第１の材料部分１０４−１の表面および第２のドナー基板１０８−２の１層目の積層部材１０７−１の表面を前述したように清浄化する。   Next, as shown in FIG. 7A (c), the upper stage is raised to transfer the first material portion 104-1 of the first layered member 107-1 to the target substrate 109, and the lower stage and the upper stage. Is moved relatively so that the target substrate 109 is positioned on the first layered member 107-1 of the second donor substrate 108-2, and the target substrate and the first substrate transferred to the target substrate 109 side are moved. The surface of the material portion 104-1 and the surface of the first layered member 107-1 of the second donor substrate 108-2 are cleaned as described above.

次に、図７Ａ（ｄ）に示すように、上部ステージを下降させ、ターゲット基板と１層目の積層部材１０７−１の第２の材料部分１０４−２とを、１層目の積層部材１０７−１の第１の材料部分１０４−１と１層目の積層部材１０７−１の第２の材料部分１０４−２が組み合わさるように接合させる。   Next, as shown in FIG. 7A (d), the upper stage is lowered, and the target substrate and the second material portion 104-2 of the first layered member 107-1 are moved to the first layered member 107. The first material portion 104-1 of -1 and the second material portion 104-2 of the laminated member 107-1 in the first layer are joined together.

続けて、図７Ｂ（ｆ）〜（ｈ）に示すように、同様の手順で２層目の積層部材１０７−２の第１の材料部分１０４−１と第２の材料部分１０４−２を順次ターゲット基板１０９側に転写することにより、微小構造体が得られる。   Subsequently, as shown in FIGS. 7B (f) to 7 (h), the first material portion 104-1 and the second material portion 104-2 of the second layered member 107-2 are sequentially placed in the same procedure. By transferring to the target substrate 109 side, a microstructure can be obtained.

（第４の実施の形態の効果）
上記本発明の第４の実施の形態によれば、薄膜パターンを構成する材料毎に、各々の材料にとって離型性の適した離型層を備えた基板を用意して薄膜パターンを形成し、これらの基板から順次ターゲット基板側に積層することにより、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層した微小構造体を作製することができる。 (Effect of the fourth embodiment)
According to the fourth embodiment of the present invention, for each material constituting the thin film pattern, a thin film pattern is formed by preparing a substrate having a release layer suitable for the releasability for each material, By laminating sequentially from these substrates to the target substrate side, a microstructure in which thin film patterns of different materials are partially laminated in a plane can be manufactured.

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。例えば、上記各実施の形態で説明した微小構造体の形状や材料は一例であり、別のものに置き換えることも可能である。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, the shape and material of the microstructure described in each of the above embodiments are examples, and can be replaced with another one.

（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係るドナー基板の製造工程を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows the manufacturing process of the donor substrate which concerns on the 1st Embodiment of this invention. （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るドナー基板の製造工程を示す断面図である。(A)-(c) is sectional drawing which shows the manufacturing process of the donor substrate which concerns on the 1st Embodiment of this invention. （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係る積層部材の積層工程を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows the lamination | stacking process of the lamination | stacking member which concerns on the 1st Embodiment of this invention. （ｅ）〜（ｇ）は、本発明の第１の実施の形態に係る積層部材の積層工程を示す断面図である。(E)-(g) is sectional drawing which shows the lamination process of the laminated member which concerns on the 1st Embodiment of this invention. （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係る積層部材の積層工程を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows the lamination | stacking process of the lamination | stacking member which concerns on the 1st Embodiment of this invention. （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２の実施の形態に係る積層部材の積層工程を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows the lamination process of the laminated member which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. （ｅ）〜（ｈ）は、本発明の第２の実施の形態に係る積層部材の積層工程を示す断面図である。(E)-(h) is sectional drawing which shows the lamination process of the lamination | stacking member which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第３の実施の形態に係る積層部材の積層工程を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows the lamination | stacking process of the lamination | stacking member which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第４の実施の形態に係る積層部材の積層工程を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows the lamination process of the laminated member which concerns on the 4th Embodiment of this invention. （ｅ）〜（ｈ）は、本発明の第４の実施の形態に係る積層部材の積層工程を示す断面図である。(E)-(h) is sectional drawing which shows the lamination process of the laminated member which concerns on the 4th Embodiment of this invention. （ａ）〜（ｃ）は、従来の積層部材の積層工程を示す断面図である。(A)-(c) is sectional drawing which shows the lamination process of the conventional laminated member.

符号の説明Explanation of symbols

１００ 基板
１０１ 離型層
１０１−１ 第１の離型層
１０１−２ 第２の離型層
１０２ 消失離型層
１０３ 薄膜
１０４−１ 第１の材料部分
１０４−２ 第２の材料部分
１０４−３ 第３の材料部分
１０５ レジスト
１０６ 薄膜パターン
１０７、１０７−１、１０７−２、１０７−３ 積層部材
１０８ ドナー基板
１０９ ターゲット基板
１１０ 接着層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Substrate 101 Release layer 101-1 First release layer 101-2 Second release layer 102 Dissipation release layer 103 Thin film 104-1 First material portion 104-2 Second material portion 104-3 Third material portion 105 Resist 106 Thin film pattern 107, 107-1, 107-2, 107-3 Laminated member 108 Donor substrate 109 Target substrate 110 Adhesive layer

Claims (17)

基板と、
面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンと、
前記基板と前記薄膜パターンとの間に形成され、前記基板との間の離型性を制御するための消失離型層とを備えたことを特徴とするドナー基板。 A substrate,
A thin film pattern of different materials partially in the plane;
A donor substrate, comprising: a disappearance release layer formed between the substrate and the thin film pattern for controlling release properties between the substrate and the substrate. 前記薄膜パターンと前記消失離型層との間の密着力が、前記消失離型層と前記基板との間の密着力よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のドナー基板。   The donor substrate according to claim 1, wherein an adhesion force between the thin film pattern and the disappearance release layer is larger than an adhesion force between the disappearance release layer and the substrate. 前記消失離型層と前記薄膜パターンをそれぞれ形成する材料の組み合わせは、前記消失離型層のみを選択的に除去することが可能なものであることを特徴とする請求項１に記載のドナー基板。   2. The donor substrate according to claim 1, wherein a combination of materials for forming the disappearance release layer and the thin film pattern is capable of selectively removing only the disappearance release layer. . 前記薄膜パターンの上面に、前記薄膜パターンの材料よりも前記消失離型層との間の密着力の高い材料からなる接着層を設けたことを特徴とする請求項１に記載のドナー基板。   2. The donor substrate according to claim 1, wherein an adhesive layer made of a material having higher adhesion to the disappearance release layer than the material of the thin film pattern is provided on the upper surface of the thin film pattern. 前記薄膜パターンを構成する前記材料の１つに前記消失離型層と同じ材料を用いたことを特徴とする請求項１に記載のドナー基板。   The donor substrate according to claim 1, wherein the same material as that of the disappearance release layer is used as one of the materials constituting the thin film pattern. 前記消失離型層の膜厚は、前記薄膜パターンの表面粗さ（Ｒａ）以上、前記薄膜パターンの膜厚の１割以下であることを特徴とする請求項１に記載のドナー基板。   2. The donor substrate according to claim 1, wherein the film thickness of the disappearance release layer is not less than the surface roughness (Ra) of the thin film pattern and not more than 10% of the film thickness of the thin film pattern. 面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンと、基板との間の離型性を制御するための消失離型層とを含む複数の積層部材を積層してなることを特徴とする微小構造体。   Microstructure characterized by laminating a plurality of laminated members including a thin film pattern partially made of different materials in a plane and a disappearing release layer for controlling release properties between the substrate and the substrate . 前記積層部材は、前記薄膜パターンの材料よりも前記消失離型層との間の密着力の高い材料からなる接着層を含むことを特徴とする請求項７に記載の微小構造体。   The microstructure according to claim 7, wherein the laminated member includes an adhesive layer made of a material having a higher adhesive force with the disappearance release layer than the material of the thin film pattern. 基板上に、前記基板との間の離型性を制御するための消失離型層を形成する第１の工程と、
前記消失離型層の上に面内で部分的に材料の異なる薄膜を形成する第２の工程と、
前記薄膜の上にレジストを形成する第３の工程と、
エッチングを施した後に前記レジストを除去することにより前記消失離型層および前記薄膜をパターニングしてドナー基板を作製する第４の工程とを含むことを特徴とするドナー基板の製造方法。 A first step of forming, on the substrate, a disappearance release layer for controlling the releasability between the substrate and the substrate;
A second step of forming a thin film of a partially different material in-plane on the vanishing release layer;
A third step of forming a resist on the thin film;
And a fourth step of patterning the disappearance release layer and the thin film by removing the resist after etching and producing a donor substrate. 前記第２の工程と前記第３の工程との間に、前記薄膜の上に前記接着層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項９に記載のドナー基板の製造方法。   The method for manufacturing a donor substrate according to claim 9, comprising a step of forming the adhesive layer on the thin film between the second step and the third step. 基板上にリフトオフ用レジストを形成する第１の工程と、
前記リフトオフ用レジストを備える前記基板上に前記基板との間の離型性を制御するための消失離型層を形成する第２の工程と、
前記消失離型層の上に面内で部分的に材料の異なる薄膜を形成する第３の工程と、
前記リフトオフ用レジストを前記リフトオフ用レジスト上の前記薄膜と共に除去することにより、前記消失離型層および前記薄膜をパターニングしてドナー基板を作製する第４の工程とを含むことを特徴とするドナー基板の製造方法。 A first step of forming a lift-off resist on the substrate;
A second step of forming, on the substrate including the lift-off resist, a disappearing release layer for controlling the release property between the substrate and the substrate;
A third step of forming a thin film of partially different materials in-plane on the vanishing release layer;
And removing the lift-off resist together with the thin film on the lift-off resist, thereby patterning the disappearance release layer and the thin film to form a donor substrate. Manufacturing method. 前記第３の工程と前記第４の工程との間に、前記薄膜の上に前記接着層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載のドナー基板の製造方法。   The method for producing a donor substrate according to claim 11, further comprising a step of forming the adhesive layer on the thin film between the third step and the fourth step. ドナー基板の積層部材をターゲット基板側に転写する第１の工程と、
前記ターゲット基板側に転写された前記積層部材に含まれる、基板との間の離型性を制御するための消失離型層をエッチングにより除去する第２の工程と、
前記第１、第２の工程を繰り返すことにより、前記ドナー基板の複数の前記積層部材を前記ターゲット基板側に順次積層して前記微小構造体を作製する第３の工程とを含むことを特徴とする微小構造体の製造方法。 A first step of transferring the laminated member of the donor substrate to the target substrate side;
A second step of removing, by etching, an elimination mold release layer for controlling mold release properties included in the laminated member transferred to the target substrate side;
A third step of fabricating the microstructure by sequentially laminating a plurality of the laminated members of the donor substrate on the target substrate side by repeating the first and second steps. A manufacturing method of a microstructure. ドナー基板の積層部材をターゲット基板側に転写する第１の工程と、
前記ターゲット基板側に転写された前記積層部材に含まれる、基板との間の離型性を制御するための消失離型層、および前記積層部材に含まれる薄膜パターンの前記消失離型層と同じ材料で形成された部分をエッチングにより除去する第２の工程と、
前記第１、第２の工程を繰り返すことにより、前記ドナー基板の複数の前記積層部材を前記ターゲット基板側に順次積層して微小構造体を作製する第３の工程とを含むことを特徴とする微小構造体の製造方法。 A first step of transferring the laminated member of the donor substrate to the target substrate side;
Same as the disappearance release layer included in the laminated member transferred to the target substrate side to control the releasability with the substrate, and the disappearance release layer of the thin film pattern contained in the laminate member A second step of removing the portion formed of the material by etching;
A third step of manufacturing a microstructure by sequentially stacking the plurality of stacked members of the donor substrate on the target substrate side by repeating the first and second steps. Manufacturing method of microstructure. 前記エッチングは、ＦＡＢ処理により施されるものであることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の微小構造体の製造方法。   The method for manufacturing a microstructure according to claim 13 or 14, wherein the etching is performed by FAB treatment. ドナー基板の１層目の積層部材をターゲット基板側に転写する第１の工程と、
前記ターゲット基板側に転写された前記１層目の積層部材に含まれる、基板との間の離型性を制御するための消失離型層部分と、２層目の積層部材に含まれる、前記積層部材に含まれる薄膜パターンの材料よりも前記消失離型層との間の密着力の高い材料からなる接着層とを接着させて、前記２層目の積層部材をターゲット基板側に転写する第２の工程とを含むことを特徴とする微小構造体の製造方法。 A first step of transferring the first laminated member of the donor substrate to the target substrate side;
Included in the first layer laminated member transferred to the target substrate side, the disappearance release layer portion for controlling the releasability between the substrate and the second layer laminated member, The second layered member is transferred to the target substrate side by adhering an adhesive layer made of a material having a higher adhesion to the disappearance release layer than the material of the thin film pattern included in the layered member. A method for manufacturing a microstructure, comprising the step of 2. 面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層して微小構造体を作製する微小構造体の製造方法において、
前記薄膜パターンを構成する第１の材料と好適な離型性を有する第１の離型層を備える第１の基板と、第２の材料と好適な離型性を有する第２の離型層を備える第２の基板を用意する第１の工程と、
前記薄膜パターンの前記第１の材料で構成される部分を第１の基板上に形成し、前記第２の材料で構成される部分を第２の基板上に形成する第２の工程と、
前記第１の基板上の前記第１の材料で構成される部分の第１層目をターゲット基板側に転写する第３の工程と、
前記第２の基板上の前記第２の材料で構成される部分の第１層目をターゲット基板側に転写する第４の工程と、
前記第３および４の工程を第２層目以降の薄膜パターンについて繰り返すことにより、前記薄膜パターンを前記ターゲット基板側に順次積層して前記微小構造体を作製する第５の工程とを含むことを特徴とする微小構造体の製造方法。 In a manufacturing method of a microstructure in which a thin film pattern is partially laminated in a plane to produce a microstructure,
A first substrate comprising a first release layer having a suitable release property with the first material constituting the thin film pattern, and a second release layer having a suitable release property with the second material. A first step of preparing a second substrate comprising:
Forming a portion made of the first material of the thin film pattern on a first substrate and forming a portion made of the second material on a second substrate;
A third step of transferring the first layer of the portion made of the first material on the first substrate to the target substrate side;
A fourth step of transferring the first layer of the portion made of the second material on the second substrate to the target substrate side;
Repeating the third and fourth steps for the second and subsequent thin film patterns to sequentially stack the thin film pattern on the target substrate side to produce the microstructure. A method for manufacturing a featured microstructure.
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