JP2001205599A - マイクロガイド機構、マイクロアクチュエータおよびマイクロセンサ - Google Patents
マイクロガイド機構、マイクロアクチュエータおよびマイクロセンサInfo
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- JP2001205599A JP2001205599A JP2000019239A JP2000019239A JP2001205599A JP 2001205599 A JP2001205599 A JP 2001205599A JP 2000019239 A JP2000019239 A JP 2000019239A JP 2000019239 A JP2000019239 A JP 2000019239A JP 2001205599 A JP2001205599 A JP 2001205599A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気メッキの埋まる速度の差を少なくし、最
終的に出来上がる構造体の高さをそろえることで、メッ
キ時間を短縮し、後加工の必要性を少なくしたマイクロ
ガイド構造体を提供する。 【解決手段】 基板と、該基板に固定された固定部材
と、長方形平板部材の一部が幅方向に膨らんで柱状構造
部を形成しているマイクロばね部材とを有し、前記マイ
クロばね部材が一端において前記固定部に結合されてい
るマイクロカンチレバーと、可動子を有し、該可動子
が、前記マイクロカンチレバーの自由端に連結されてお
り、前記マイクロカンチレバーがたわむことで前記可動
子が前記基板に対して相対的に可動であり、前記可動子
と前記マイクロばね部材が、同一材料からなるマイクロ
ガイド機構。
終的に出来上がる構造体の高さをそろえることで、メッ
キ時間を短縮し、後加工の必要性を少なくしたマイクロ
ガイド構造体を提供する。 【解決手段】 基板と、該基板に固定された固定部材
と、長方形平板部材の一部が幅方向に膨らんで柱状構造
部を形成しているマイクロばね部材とを有し、前記マイ
クロばね部材が一端において前記固定部に結合されてい
るマイクロカンチレバーと、可動子を有し、該可動子
が、前記マイクロカンチレバーの自由端に連結されてお
り、前記マイクロカンチレバーがたわむことで前記可動
子が前記基板に対して相対的に可動であり、前記可動子
と前記マイクロばね部材が、同一材料からなるマイクロ
ガイド機構。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロマシニン
グの技術分野に属し、より詳しくは電気メッキを用いて
作成するマイクロガイド構造体、マイクロガイド機構、
マイクロアクチュエータおよびマイクロセンサーに関す
るものである。
グの技術分野に属し、より詳しくは電気メッキを用いて
作成するマイクロガイド構造体、マイクロガイド機構、
マイクロアクチュエータおよびマイクロセンサーに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】電極の上に比較的厚膜のフォトレジスト
を塗布、パターンニングし、フォトレジストの開口部を
電気メッキで埋めることで、金属の構造体を形成するプ
ロセスは、ＬＩＧＡ（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈ Ｇａｌｖ
ａｎｆｏｒｍｕｎｇ ｕｎｄＡｂｆｏｒｍｕｎｇ）プロ
セスとして知られている（Ｗ．Ｍｅｎｚ，Ｗ．Ｂａｃｈ
ｅｒ，Ｍ．Ｈａｒｍｅｎｉｎｇ，ａｎｄＡ．Ｍｉｃｈｅ
ｌ，“Ｔｈｅ ＬＩＧＡ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ−ａ Ｎ
ｏｖｅｌ Ｃｏｎｃｅｐｔ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｓｔｒ
ｕｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ Ｃｏｍｂｉｎａｔｉ
ｏｎ ｗｉｔｈＳｉ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｂｙ
Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ”，Ｐｒｏｃｅ
ｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＩＥＥＥ Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ，１９９
１，ｐｐ．６９〜７３）。
を塗布、パターンニングし、フォトレジストの開口部を
電気メッキで埋めることで、金属の構造体を形成するプ
ロセスは、ＬＩＧＡ（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈ Ｇａｌｖ
ａｎｆｏｒｍｕｎｇ ｕｎｄＡｂｆｏｒｍｕｎｇ）プロ
セスとして知られている（Ｗ．Ｍｅｎｚ，Ｗ．Ｂａｃｈ
ｅｒ，Ｍ．Ｈａｒｍｅｎｉｎｇ，ａｎｄＡ．Ｍｉｃｈｅ
ｌ，“Ｔｈｅ ＬＩＧＡ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ−ａ Ｎ
ｏｖｅｌ Ｃｏｎｃｅｐｔ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｓｔｒ
ｕｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ Ｃｏｍｂｉｎａｔｉ
ｏｎ ｗｉｔｈＳｉ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｂｙ
Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ”，Ｐｒｏｃｅ
ｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＩＥＥＥ Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ，１９９
１，ｐｐ．６９〜７３）。
【０００３】このプロセスは、アスベクト比（基板に垂
直な寸法と基板に水平な寸法の比）が高い加工が可能
で、また、様々な金属材料を用いることができるという
利点を有している。
直な寸法と基板に水平な寸法の比）が高い加工が可能
で、また、様々な金属材料を用いることができるという
利点を有している。
【０００４】図６に、このプロセスを用いて作成した片
持ちはり構造を示す。基板１００１の上に固定部材１０
０２が固定され、その固定部材１００２に、平ばね部材
１００３の一端が固定されている。平ばね部材１００３
は、厚み方向と、長さ方向が、基板１００１と水平にな
るように配置されているので、基板１００１の面に水平
な方向にたわみやすくなっている。このような構造は、
加速度センサのような力学量センサや、マイクロアクチ
ュエータのサスベンション機構などに広く用いられてい
る。
持ちはり構造を示す。基板１００１の上に固定部材１０
０２が固定され、その固定部材１００２に、平ばね部材
１００３の一端が固定されている。平ばね部材１００３
は、厚み方向と、長さ方向が、基板１００１と水平にな
るように配置されているので、基板１００１の面に水平
な方向にたわみやすくなっている。このような構造は、
加速度センサのような力学量センサや、マイクロアクチ
ュエータのサスベンション機構などに広く用いられてい
る。
【０００５】図８に、典型的なＬＩＧＡプロセスのフロ
ー図を示す。図８は、図６のＣ−Ｃ’の断面図を示して
いる。まず、基板１００１の上に、犠牲層１０１０を形
成する（図８ａ）。ここで、犠牲層１０１０は、後のプ
ロセスで除去され構造体と基板を離す役割をする。次
に、電気メッキの種となる電極層１０１１を成膜する
（図８ｂ）。そして、その上に感光性樹脂層１０１２を
塗布する（図８ｃ）。そして、感光性樹脂層１０１２
に、光やＸ線を照射した後に現像を行う（図８ｄ）。こ
の工程で除去された部分が、作成される構造体の雌型と
なる。そして、電極層１０１１の上に金属層１０１３の
電気メッキを行い構造体を作成する（図８ｅ）。最後
に、感光性樹脂層１０１２と犠牲層１０１０を除去し
て、カンチレバー構造を作成する。
ー図を示す。図８は、図６のＣ−Ｃ’の断面図を示して
いる。まず、基板１００１の上に、犠牲層１０１０を形
成する（図８ａ）。ここで、犠牲層１０１０は、後のプ
ロセスで除去され構造体と基板を離す役割をする。次
に、電気メッキの種となる電極層１０１１を成膜する
（図８ｂ）。そして、その上に感光性樹脂層１０１２を
塗布する（図８ｃ）。そして、感光性樹脂層１０１２
に、光やＸ線を照射した後に現像を行う（図８ｄ）。こ
の工程で除去された部分が、作成される構造体の雌型と
なる。そして、電極層１０１１の上に金属層１０１３の
電気メッキを行い構造体を作成する（図８ｅ）。最後
に、感光性樹脂層１０１２と犠牲層１０１０を除去し
て、カンチレバー構造を作成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たようなＬＩＧＡプロセスを用いて、構造体を作成する
場合、部位によって電気メッキの埋まる速度が異なり、
最終的に出来上がる構造体の高さが場所によって異なっ
てしまうという問題点があった。
たようなＬＩＧＡプロセスを用いて、構造体を作成する
場合、部位によって電気メッキの埋まる速度が異なり、
最終的に出来上がる構造体の高さが場所によって異なっ
てしまうという問題点があった。
【０００７】例として、図７に、ＬＩＧＡ法で作成した
構造体の、メッキを行った直後の形状を示す。図７の構
造体において、メッキは固定部材１００２において速く
進み、また、平ばね部材１００３においては、固定部材
１００２に近い部分で速く、自由端部で遅いため、片持
ちはり構造において、自由端部の高さが低くなってしま
っている。
構造体の、メッキを行った直後の形状を示す。図７の構
造体において、メッキは固定部材１００２において速く
進み、また、平ばね部材１００３においては、固定部材
１００２に近い部分で速く、自由端部で遅いため、片持
ちはり構造において、自由端部の高さが低くなってしま
っている。
【０００８】そのため、最も埋まる速度の遅い場所が埋
まるまでメッキをする必要があるのでメッキに時間がか
かり、また、高さをそろえる必要がある場合には、研磨
等の後加工が必要となり、コストが高くなるという問題
点があった。
まるまでメッキをする必要があるのでメッキに時間がか
かり、また、高さをそろえる必要がある場合には、研磨
等の後加工が必要となり、コストが高くなるという問題
点があった。
【０００９】また、図７に示すような高アスベクト比の
ネガパターンを、ＬＩＧＡプロセスで作成する場合、細
線化するに従い、露光後の現像時に現像液が撹件にて入
ることが難しくなる。この結果、固定部材１００２と平
ばね部材１００３のような、アスベクト比の異なる形状
では、平ばね部材１００３の現像終了時には、固定部材
１００２が先に現像され、オーバー現像となってしま
う。この結果、レジストパターンの側壁の角度が場所に
よって異なってしまうという問題点があった。
ネガパターンを、ＬＩＧＡプロセスで作成する場合、細
線化するに従い、露光後の現像時に現像液が撹件にて入
ることが難しくなる。この結果、固定部材１００２と平
ばね部材１００３のような、アスベクト比の異なる形状
では、平ばね部材１００３の現像終了時には、固定部材
１００２が先に現像され、オーバー現像となってしま
う。この結果、レジストパターンの側壁の角度が場所に
よって異なってしまうという問題点があった。
【００１０】上記問題点を鑑みた本発明の目的は、電気
メッキの埋まる速度の差を少なくし、最終的に出来上が
る構造体の高さをそろえることで、メッキ時間を短縮
し、後加工の必要性を少なくしたマイクロガイド構造
体、マイクロガイド機構、マイクロアクチュエータおよ
びマイクロセンサーを提供することである。
メッキの埋まる速度の差を少なくし、最終的に出来上が
る構造体の高さをそろえることで、メッキ時間を短縮
し、後加工の必要性を少なくしたマイクロガイド構造
体、マイクロガイド機構、マイクロアクチュエータおよ
びマイクロセンサーを提供することである。
【００１１】また、本発明は、場所による現像速度をそ
ろえて、レジストパターンの側壁の角度を一定にそろえ
たマイクロガイド構造体、マイクロガイド機構、マイク
ロアクチュエータおよびマイクロセンサーを提供するこ
とである。
ろえて、レジストパターンの側壁の角度を一定にそろえ
たマイクロガイド構造体、マイクロガイド機構、マイク
ロアクチュエータおよびマイクロセンサーを提供するこ
とである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の第一の発
明は、長方形平板部材からなるマイクロばね部材であっ
て、前記長方形平板部材の一部が幅方向に膨らんで柱状
構造部を形成していることを特徴とするマイクロばね部
材である。
明は、長方形平板部材からなるマイクロばね部材であっ
て、前記長方形平板部材の一部が幅方向に膨らんで柱状
構造部を形成していることを特徴とするマイクロばね部
材である。
【００１３】前記柱状構造部の幅が、前記長方形平板部
材の幅の２倍以上であることが好ましい。前記長方形平
板部材の高さ／幅の比が５以上であることが好ましい。
材の幅の２倍以上であることが好ましい。前記長方形平
板部材の高さ／幅の比が５以上であることが好ましい。
【００１４】本発明の第二の発明は、基板と、該基板に
固定された固定部材と、上記のマイクロばね部材とを有
し、前記マイクロばね部材が一端において前記固定部に
結合されており、前記長方形平板部材の高さ方向が前記
基板に垂直であり、前記固定部材と前記マイクロばね部
材が同一材料からなることを特徴とするマイクロカンチ
レバーである。
固定された固定部材と、上記のマイクロばね部材とを有
し、前記マイクロばね部材が一端において前記固定部に
結合されており、前記長方形平板部材の高さ方向が前記
基板に垂直であり、前記固定部材と前記マイクロばね部
材が同一材料からなることを特徴とするマイクロカンチ
レバーである。
【００１５】本発明の第三の発明は、上記のマイクロカ
ンチレバーと可動子を有し、該可動子が前記マイクロカ
ンチレバーの自由端に連結されており、前記マイクロカ
ンチレバーがたわむことで前記可動子が前記基板に対し
て相対的に可動であり、前記可動子と前記マイクロばね
部材が同一材料からなることを特徴とするマイクロガイ
ド機構である。
ンチレバーと可動子を有し、該可動子が前記マイクロカ
ンチレバーの自由端に連結されており、前記マイクロカ
ンチレバーがたわむことで前記可動子が前記基板に対し
て相対的に可動であり、前記可動子と前記マイクロばね
部材が同一材料からなることを特徴とするマイクロガイ
ド機構である。
【００１６】前記マイクロカンチレバーを複数有し、前
記複数のマイクロカンチレバーの長手方向が互いに平行
に配置されていることが好ましい。前記マイクロカンチ
レバーの柱状構造部が、前記長方形平板部材の長さ方向
の辺の中央部に配置されていることが好ましい。前記マ
イクロカンチレバーの柱状構造部が、前記長方形平板部
材がたわむときの曲げモーメントが略０になる点に配置
されていることが好ましい。
記複数のマイクロカンチレバーの長手方向が互いに平行
に配置されていることが好ましい。前記マイクロカンチ
レバーの柱状構造部が、前記長方形平板部材の長さ方向
の辺の中央部に配置されていることが好ましい。前記マ
イクロカンチレバーの柱状構造部が、前記長方形平板部
材がたわむときの曲げモーメントが略０になる点に配置
されていることが好ましい。
【００１７】本発明の第四の発明は、上記のマイクロガ
イド機構と、前記基板上に設けられた固定子と、前記可
動子と前記固定子の間に力を発生させる力発生手段から
なり、前記マイクロばね部材と前記固定部材と前記可動
子と前記固定子とが同一材料からなることを特徴とする
マイクロアクチュエータである。
イド機構と、前記基板上に設けられた固定子と、前記可
動子と前記固定子の間に力を発生させる力発生手段から
なり、前記マイクロばね部材と前記固定部材と前記可動
子と前記固定子とが同一材料からなることを特徴とする
マイクロアクチュエータである。
【００１８】前記マイクロばね部材と前記固定部材と前
記可動子と前記固定子とが同一の導電性材料からなり、
前記力発生手段が前記可動子と前記固定子の間に電圧を
印加する電圧印加手段からなることが好ましい。前記マ
イクロばね部材と前記固定部材と前記可動子と前記固定
子とが同一の透磁性材料からなり、前記力発生手段が前
記固定子に周回するコイルと、該コイルに電流を流す電
流供給手段からなることが好ましい。前記力発生手段
が、前記可動子と前記固定子の間に配置された圧電素子
からなることが好ましい。
記可動子と前記固定子とが同一の導電性材料からなり、
前記力発生手段が前記可動子と前記固定子の間に電圧を
印加する電圧印加手段からなることが好ましい。前記マ
イクロばね部材と前記固定部材と前記可動子と前記固定
子とが同一の透磁性材料からなり、前記力発生手段が前
記固定子に周回するコイルと、該コイルに電流を流す電
流供給手段からなることが好ましい。前記力発生手段
が、前記可動子と前記固定子の間に配置された圧電素子
からなることが好ましい。
【００１９】本発明の第五の発明は、上記のマイクロガ
イド機構と、前記基板上に設けられた固定子と、前記可
動子と前記固定子の間の距離を測定する変位測定手段か
らなり、前記マイクロばね部材と前記固定部材と前記可
動子と前記固定子とが同一材料からなることを特徴とす
るマイクロ力学量センサである。
イド機構と、前記基板上に設けられた固定子と、前記可
動子と前記固定子の間の距離を測定する変位測定手段か
らなり、前記マイクロばね部材と前記固定部材と前記可
動子と前記固定子とが同一材料からなることを特徴とす
るマイクロ力学量センサである。
【００２０】前記マイクロばね部材と前記固定部材と前
記可動子と前記固定子とが同一の導電性材料からなり、
前記変位測定手段が、前記可動子と前記固定子の間の静
電容量を測定する静電容量測定手段であることが好まし
い。前記マイクロばね部材と前記固定部材と前記可動子
と前記固定子とが同一の透磁性材料からなり、前記固定
子に周回するコイルを有し、前記変位測定手段が、前記
コイルのインダクタンスを測定するインダクタンス測定
手段であることが好ましい。前記変位測定手段が、前記
可動子と前記固定子の間に配置された圧電素子であるこ
とが好ましい。
記可動子と前記固定子とが同一の導電性材料からなり、
前記変位測定手段が、前記可動子と前記固定子の間の静
電容量を測定する静電容量測定手段であることが好まし
い。前記マイクロばね部材と前記固定部材と前記可動子
と前記固定子とが同一の透磁性材料からなり、前記固定
子に周回するコイルを有し、前記変位測定手段が、前記
コイルのインダクタンスを測定するインダクタンス測定
手段であることが好ましい。前記変位測定手段が、前記
可動子と前記固定子の間に配置された圧電素子であるこ
とが好ましい。
【００２１】本発明の第六の発明は、フォトリソグラフ
ィーにより形成されたレジストパターンに電気メッキに
より材料を埋め込んで構造体を作成する際に使用するフ
ォトマスクに描画されているフォトマスクパターンであ
って、細線パターン部の途中に大きさが前記細線パター
ンの幅よりも広い多角形パターンを有することを特徴と
するフォトマスクパターンである。
ィーにより形成されたレジストパターンに電気メッキに
より材料を埋め込んで構造体を作成する際に使用するフ
ォトマスクに描画されているフォトマスクパターンであ
って、細線パターン部の途中に大きさが前記細線パター
ンの幅よりも広い多角形パターンを有することを特徴と
するフォトマスクパターンである。
【００２２】前記細線パターン部の幅が、露光を行うレ
ジストの厚みの１／５以下であることが好ましい。前記
多角形パターン部の幅が、前記細線パターン部の幅の２
倍以上であることが好ましい。
ジストの厚みの１／５以下であることが好ましい。前記
多角形パターン部の幅が、前記細線パターン部の幅の２
倍以上であることが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明者等は、様々な形状のマイ
クロ構造体を試作する過程において、電気メッキの埋ま
る速度が遅い部位においては、メッキ時にメッキ液の交
換が起こりにくくなっていることを見出した。このメッ
キ液交換が起こりにくい場所は、アスベクト比が比較的
高い部位である。また、そのような部位に於いては、現
像液の交換が遅くなるので、現像速度も遅くなる。その
ため、本発明に於いては、下記のごとくマイクロ構造体
の形状を工夫することで、メッキ液の交換および現像が
起こりやすくなるようにした。
クロ構造体を試作する過程において、電気メッキの埋ま
る速度が遅い部位においては、メッキ時にメッキ液の交
換が起こりにくくなっていることを見出した。このメッ
キ液交換が起こりにくい場所は、アスベクト比が比較的
高い部位である。また、そのような部位に於いては、現
像液の交換が遅くなるので、現像速度も遅くなる。その
ため、本発明に於いては、下記のごとくマイクロ構造体
の形状を工夫することで、メッキ液の交換および現像が
起こりやすくなるようにした。
【００２４】本発明に於いては、長方形平板部材からな
るマイクロばね部材であって、前記長方形平板部材の一
部が幅方向に膨らんで柱状構造部を形成しているような
構造とすることで、アスベクト比が高い部位に隣接し
て、アスベクト比が低い部位を配置することにより、メ
ッキ液と現像液の交換が起こりやすくなるように工夫し
ている。
るマイクロばね部材であって、前記長方形平板部材の一
部が幅方向に膨らんで柱状構造部を形成しているような
構造とすることで、アスベクト比が高い部位に隣接し
て、アスベクト比が低い部位を配置することにより、メ
ッキ液と現像液の交換が起こりやすくなるように工夫し
ている。
【００２５】また、本発明の効果であるメッキ液と現像
液の交換を有効に行うためには、前記マイクロばね部材
の柱状構造部の幅を前記長方形平板部材の２倍以上とす
るのが望ましい。
液の交換を有効に行うためには、前記マイクロばね部材
の柱状構造部の幅を前記長方形平板部材の２倍以上とす
るのが望ましい。
【００２６】また、アスベクト比が５を超えると、メッ
キ液と現像液の交換が急速に起こりにくくなるので、前
記マイクロばね部材の構造は、前記長方形部材の高さと
幅の比が５以上であるときに、適用されるのが望まし
い。
キ液と現像液の交換が急速に起こりにくくなるので、前
記マイクロばね部材の構造は、前記長方形部材の高さと
幅の比が５以上であるときに、適用されるのが望まし
い。
【００２７】また、基板と、該基板に固定された固定部
材と、上記のマイクロばね部材とを有し、前記マイクロ
ばね部材が、一端において前記固定部に結合されてお
り、前記長方形平板部材の高さ方向が前記基板に垂直で
あり、前記固定部材と前記マイクロばね部材が同一材料
からなることを特徴とするマイクロカンチレバーに示す
ような構造とすることで、基板面に水平な方向にたわみ
やすいカンチレバー構造を作成する際に、現像液とメッ
キ液の交換が起こりやすいようにすることができる。
材と、上記のマイクロばね部材とを有し、前記マイクロ
ばね部材が、一端において前記固定部に結合されてお
り、前記長方形平板部材の高さ方向が前記基板に垂直で
あり、前記固定部材と前記マイクロばね部材が同一材料
からなることを特徴とするマイクロカンチレバーに示す
ような構造とすることで、基板面に水平な方向にたわみ
やすいカンチレバー構造を作成する際に、現像液とメッ
キ液の交換が起こりやすいようにすることができる。
【００２８】また、上記のマイクロカンチレバーと、可
動子を有し、該可動子が、前記マイクロカンチレバーの
自由端に連結されており、前記マイクロカンチレバーが
たわむことで前記可動子が前記基板に対して相対的に可
動であり、前記可動子と前記マイクロばね部材が、同一
材料からなることを特徴とするマイクロガイド機構に示
すような構造とすることで、可動子が基板面に水平な方
向に動くことができるガイド機構を提供できる。
動子を有し、該可動子が、前記マイクロカンチレバーの
自由端に連結されており、前記マイクロカンチレバーが
たわむことで前記可動子が前記基板に対して相対的に可
動であり、前記可動子と前記マイクロばね部材が、同一
材料からなることを特徴とするマイクロガイド機構に示
すような構造とすることで、可動子が基板面に水平な方
向に動くことができるガイド機構を提供できる。
【００２９】また、前記マイクロカンチレバーを複数有
し、前記複数のマイクロカンチレバーの長手方向が互い
に平行に配置されている構造とすることで、可動子が基
板面に水平な方向に動く際に、基板に垂直な軸周りの回
転運動を伴わないガイド機構を提供できる。
し、前記複数のマイクロカンチレバーの長手方向が互い
に平行に配置されている構造とすることで、可動子が基
板面に水平な方向に動く際に、基板に垂直な軸周りの回
転運動を伴わないガイド機構を提供できる。
【００３０】また、平行ヒンジばね構造においては、ヒ
ンジばねの中央部において、曲げモーメントが最小とな
るので、前記マイクロカンチレバーの柱状構造部が、
前記長方形平板部材の長さ方向の辺の中央部に配置され
ている構造、または前記マイクロカンチレバーの柱状
構造部が、前記長方形平板部材がたわむときの曲げモー
メントが略０になる点に配置されている構造とすること
で、前記柱状構造部が、前記マイクロばね部材のたわみ
やすさに影響を与えにくいようにすることができる。
ンジばねの中央部において、曲げモーメントが最小とな
るので、前記マイクロカンチレバーの柱状構造部が、
前記長方形平板部材の長さ方向の辺の中央部に配置され
ている構造、または前記マイクロカンチレバーの柱状
構造部が、前記長方形平板部材がたわむときの曲げモー
メントが略０になる点に配置されている構造とすること
で、前記柱状構造部が、前記マイクロばね部材のたわみ
やすさに影響を与えにくいようにすることができる。
【００３１】また、上記のマイクロガイド機構と、前記
基板上に設けられた固定子と、前記可動子と前記固定子
の間に力を発生させる力発生手段からなり、前記マイク
ロばね部材と前記固定部材と前記可動子と前記固定子と
が同一材料からなることを特徴とするマイクロアクチュ
エータに示すような構造とすることで、可動子が基板面
に水平な方向に動くことができるマイクロアクチュエー
タを提供できる。
基板上に設けられた固定子と、前記可動子と前記固定子
の間に力を発生させる力発生手段からなり、前記マイク
ロばね部材と前記固定部材と前記可動子と前記固定子と
が同一材料からなることを特徴とするマイクロアクチュ
エータに示すような構造とすることで、可動子が基板面
に水平な方向に動くことができるマイクロアクチュエー
タを提供できる。
【００３２】また、前記マイクロばね部材と前記固定部
材と前記可動子と前記固定子とが同一の導電性材料から
なり、前記力発生手段が前記可動子と前記固定子の間に
電圧を印加する電圧印加手段からなるような構造とする
ことで、可動子が基板面に水平な方向に動くことができ
る静電マイクロアクチュエータを提供できる。
材と前記可動子と前記固定子とが同一の導電性材料から
なり、前記力発生手段が前記可動子と前記固定子の間に
電圧を印加する電圧印加手段からなるような構造とする
ことで、可動子が基板面に水平な方向に動くことができ
る静電マイクロアクチュエータを提供できる。
【００３３】また、前記マイクロばね部材と前記固定部
材と前記可動子と前記固定子とが同一の透磁性材料から
なり、前記力発生手段が前記固定子に周回するコイル
と、該コイルに電流を流す電流供給手段からなるような
構造とすることで、可動子が基板面に水平な方向に動く
ことができる電磁マイクロアクチュエータを提供でき
る。
材と前記可動子と前記固定子とが同一の透磁性材料から
なり、前記力発生手段が前記固定子に周回するコイル
と、該コイルに電流を流す電流供給手段からなるような
構造とすることで、可動子が基板面に水平な方向に動く
ことができる電磁マイクロアクチュエータを提供でき
る。
【００３４】また、前記力発生手段が、前記可動子と前
記固定子の間に配置された圧電素子からなるような構造
とすることで、可動子が基板面に水平な方向に動くこと
ができる圧電マイクロアクチュエータを提供できる。
記固定子の間に配置された圧電素子からなるような構造
とすることで、可動子が基板面に水平な方向に動くこと
ができる圧電マイクロアクチュエータを提供できる。
【００３５】また、上記のマイクロガイド機構と、前記
基板上に設けられた固定子と、前記可動子と前記固定子
の間の距離を測定する変位測定手段からなり、前記マイ
クロばね部材と前記固定部材と前記可動子と前記固定子
とが同一材料からなることを特徴とするマイクロ力学量
センサに示すような構造とすることで、可動子が基板面
に水平な方向に動くことができるマイクロ力学量センサ
を提供できる。
基板上に設けられた固定子と、前記可動子と前記固定子
の間の距離を測定する変位測定手段からなり、前記マイ
クロばね部材と前記固定部材と前記可動子と前記固定子
とが同一材料からなることを特徴とするマイクロ力学量
センサに示すような構造とすることで、可動子が基板面
に水平な方向に動くことができるマイクロ力学量センサ
を提供できる。
【００３６】また、前記マイクロばね部材と前記固定部
材と前記可動子と前記固定子とが同一の導電性材料から
なり、前記変位測定手段が、前記可動子と前記固定子の
間の静電容量を測定する静電容量測定手段であるような
構造とすることで、可動子が基板面に水平な方向に動く
ことができる静電式マイクロ力学量センサを提供でき
る。
材と前記可動子と前記固定子とが同一の導電性材料から
なり、前記変位測定手段が、前記可動子と前記固定子の
間の静電容量を測定する静電容量測定手段であるような
構造とすることで、可動子が基板面に水平な方向に動く
ことができる静電式マイクロ力学量センサを提供でき
る。
【００３７】また、前記マイクロばね部材と前記固定部
材と前記可動子と前記固定子とが同一の透磁性材料から
なり、前記固定子に周回するコイルを有し、前記変位測
定手段が、前記コイルのインダクタンスを測定するイン
ダクタンス測定手段であるような構造とすることで、可
動子が基板面に水平な方向に動くことができる電磁式マ
イクロ力学量センサを提供できる。
材と前記可動子と前記固定子とが同一の透磁性材料から
なり、前記固定子に周回するコイルを有し、前記変位測
定手段が、前記コイルのインダクタンスを測定するイン
ダクタンス測定手段であるような構造とすることで、可
動子が基板面に水平な方向に動くことができる電磁式マ
イクロ力学量センサを提供できる。
【００３８】また、前記変位測定手段が、前記可動子と
前記固定子の間に配置された圧電素子であるような構造
とすることで、可動子が基板面に水平な方向に動くこと
ができる圧電式マイクロ力学量センサを提供できる。
前記固定子の間に配置された圧電素子であるような構造
とすることで、可動子が基板面に水平な方向に動くこと
ができる圧電式マイクロ力学量センサを提供できる。
【００３９】また、フォトリソグラフィーにより形成さ
れたレジストパターンに電気メッキにより材料を埋め込
んで構造体を作成する際に使用するフォトマスクに描画
されているフォトマスクパターンであって、細線パター
ン部の途中に大きさが前記細線パターンの幅よりも広い
多角形パターンを有することを特徴とするフォトマスク
パターンに示すようなフォトマスクパターンを用いるこ
とで、アスベクト比が高い部位に隣接して、アスベクト
比が低い部位を配置することにより、メッキ液と現像液
の交換が起こりやすくなるようなマイクロ構造体を作成
することができる。
れたレジストパターンに電気メッキにより材料を埋め込
んで構造体を作成する際に使用するフォトマスクに描画
されているフォトマスクパターンであって、細線パター
ン部の途中に大きさが前記細線パターンの幅よりも広い
多角形パターンを有することを特徴とするフォトマスク
パターンに示すようなフォトマスクパターンを用いるこ
とで、アスベクト比が高い部位に隣接して、アスベクト
比が低い部位を配置することにより、メッキ液と現像液
の交換が起こりやすくなるようなマイクロ構造体を作成
することができる。
【００４０】また、アスペクト比が５を超えると、メッ
キ液と現像液の交換が急速に起こりにくくなるので、上
記のフォトマスクパターンは、前記細線パターン部の幅
が、露光を行うレジストの厚みの１／５以下であること
が望ましい。
キ液と現像液の交換が急速に起こりにくくなるので、上
記のフォトマスクパターンは、前記細線パターン部の幅
が、露光を行うレジストの厚みの１／５以下であること
が望ましい。
【００４１】また、本発明の効果であるメッキ液と現像
液の交換を有効に行うためには、上記のフォトマスクパ
ターンは、前記多角形パターン部の幅が、前記細線パタ
ーン部の幅の２倍以上であることが望ましい。
液の交換を有効に行うためには、上記のフォトマスクパ
ターンは、前記多角形パターン部の幅が、前記細線パタ
ーン部の幅の２倍以上であることが望ましい。
【００４２】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。
する。
【００４３】実施例１ 図１に、本実施例のカンチレバーの斜視図を示す。基板
１０１の上に、固定部材１０２が配置されている。その
固定部材１０２には、ばね部材１１０が一端を固定され
ている。ばね部材１１０は、長方形平板部材１０３、柱
状部材１０４、長方形平板部材１０５、柱状部材１０６
が、直列に連結されることで構成されている。
１０１の上に、固定部材１０２が配置されている。その
固定部材１０２には、ばね部材１１０が一端を固定され
ている。ばね部材１１０は、長方形平板部材１０３、柱
状部材１０４、長方形平板部材１０５、柱状部材１０６
が、直列に連結されることで構成されている。
【００４４】本実施例の作成プロセスは、図８に示した
プロセスと同様に、図９および図１０に示すプロセスで
行なった。図９および図１０は、図１のＡ−Ａ’とＢ−
Ｂ’の断面図を示している。まず、基板１０１の上に、
犠牲層２０１０を形成する（図９ａ，図１０ａ）。ここ
で、犠牲層２０１０は、後のプロセスで除去され構造体
と基板を離す役割をする。次に、電気メッキの種となる
電極層２０１１を成膜する（図９ｂ，図１０ｂ）。そし
て、その上に感光性樹脂層２０１２を塗布する（図９
ｃ，図１０ｃ）。そして、感光性樹脂層２０１２に、光
やＸ線を照射した後に現像を行う（図９ｄ，図１０
ｄ）。この工程で除去された部分が、作成される構造体
の雌型となる。そして、電極層２０１１の上に金属層２
０１３の電気メッキを行い構造体を作成する（図９ｅ，
図１０ｅ）。最後に、感光性樹脂層２０１２と犠牲層２
０１０を除去して、カンチレバー構造を作成する（図９
ｆ，図１０ｆ）。
プロセスと同様に、図９および図１０に示すプロセスで
行なった。図９および図１０は、図１のＡ−Ａ’とＢ−
Ｂ’の断面図を示している。まず、基板１０１の上に、
犠牲層２０１０を形成する（図９ａ，図１０ａ）。ここ
で、犠牲層２０１０は、後のプロセスで除去され構造体
と基板を離す役割をする。次に、電気メッキの種となる
電極層２０１１を成膜する（図９ｂ，図１０ｂ）。そし
て、その上に感光性樹脂層２０１２を塗布する（図９
ｃ，図１０ｃ）。そして、感光性樹脂層２０１２に、光
やＸ線を照射した後に現像を行う（図９ｄ，図１０
ｄ）。この工程で除去された部分が、作成される構造体
の雌型となる。そして、電極層２０１１の上に金属層２
０１３の電気メッキを行い構造体を作成する（図９ｅ，
図１０ｅ）。最後に、感光性樹脂層２０１２と犠牲層２
０１０を除去して、カンチレバー構造を作成する（図９
ｆ，図１０ｆ）。
【００４５】本実施例の作成にあたっては、感光性樹脂
層として、ＳＵ−８（ＭｉｃｒｏＣｈｅｍ社製）を３０
０μｍの厚さに塗布し、通常の紫外線露光装置にてパタ
ーンニングを行った。また、犠牲層２０１０の膜厚は５
μｍとし、ばね部材１１０は、基板１０１から５μｍ離
れるようにした。また、メッキ液として、硫酸ニッケル
を使用し、ニッケルをＨが２００μｍとなるように電気
メッキを行った。
層として、ＳＵ−８（ＭｉｃｒｏＣｈｅｍ社製）を３０
０μｍの厚さに塗布し、通常の紫外線露光装置にてパタ
ーンニングを行った。また、犠牲層２０１０の膜厚は５
μｍとし、ばね部材１１０は、基板１０１から５μｍ離
れるようにした。また、メッキ液として、硫酸ニッケル
を使用し、ニッケルをＨが２００μｍとなるように電気
メッキを行った。
【００４６】また、図１中の各寸法は、以下の通りとし
た。Ｈ：２００μｍ、Ｔ：２０μｍ、Ｌ1 ：８００μ
ｍ、Ｌ2 ：６００μｍ、Ｗ1 ：５０μｍ、Ｗ2 ：５０μ
ｍ、Ｍ 1 ：７５μｍ、Ｍ2 ：７５μｍ。
た。Ｈ：２００μｍ、Ｔ：２０μｍ、Ｌ1 ：８００μ
ｍ、Ｌ2 ：６００μｍ、Ｗ1 ：５０μｍ、Ｗ2 ：５０μ
ｍ、Ｍ 1 ：７５μｍ、Ｍ2 ：７５μｍ。
【００４７】この時、長方形平板部材１０３、１０５の
アスペクト比は、Ｈ／Ｔ＝Ｈ／Ｔ＝２００μｍ／２０μ
ｍ＝１０、柱状部材１０４、１０６のアスペクト比は、
Ｈ／Ｗ1＝Ｈ／Ｗ2＝２００μｍ／５０μｍ＝４となる。
アスペクト比は、Ｈ／Ｔ＝Ｈ／Ｔ＝２００μｍ／２０μ
ｍ＝１０、柱状部材１０４、１０６のアスペクト比は、
Ｈ／Ｗ1＝Ｈ／Ｗ2＝２００μｍ／５０μｍ＝４となる。
【００４８】このように、アスベクト比の高い部材の一
部にアスベクト比の低い部材が連結された形状にするこ
とで、部位による現像速度の違いを少なくすることがで
きるので、レジスト側壁の角度をそろえることができ
る。また、ばね部材の部分のメッキ速度が他の部分と同
等になるので、作成に必要な時間が短くて済む。また、
後加工の必要性が少なくなるので、製作コストを下げる
ことができる。
部にアスベクト比の低い部材が連結された形状にするこ
とで、部位による現像速度の違いを少なくすることがで
きるので、レジスト側壁の角度をそろえることができ
る。また、ばね部材の部分のメッキ速度が他の部分と同
等になるので、作成に必要な時間が短くて済む。また、
後加工の必要性が少なくなるので、製作コストを下げる
ことができる。
【００４９】実施例２ 図２に、本実施例の静電アクチュエー夕の斜視図を示
す。本静電アクチュェータも、実施例１と同様なプロセ
スで作成した。本実施例に於いては、メッキ材料として
銅を使用した。固定部材２０２と、固定子２０８は、基
板上２０１の上に固定されている。４つのばね部材２１
０は、それぞれ一端を固定部材２０２に結合され、いわ
ゆる平行ヒンジばねを構成しており、可動子２０７を固
定子２０８に対して基板面に水平な方向に揺動自由に支
持している。また、可動子２０７と固定子２０８には、
くし歯状の電極が設けられでおり、それらは、互い違い
に噛み合うように配置されている。
す。本静電アクチュェータも、実施例１と同様なプロセ
スで作成した。本実施例に於いては、メッキ材料として
銅を使用した。固定部材２０２と、固定子２０８は、基
板上２０１の上に固定されている。４つのばね部材２１
０は、それぞれ一端を固定部材２０２に結合され、いわ
ゆる平行ヒンジばねを構成しており、可動子２０７を固
定子２０８に対して基板面に水平な方向に揺動自由に支
持している。また、可動子２０７と固定子２０８には、
くし歯状の電極が設けられでおり、それらは、互い違い
に噛み合うように配置されている。
【００５０】本発明の特徴であるばね部材２１０は、長
方形平板部材２０３、柱状部材２０４、長方形平板部材
２０５が、直列に連結されて構成されている。長方形平
板部材２０３と長方形平板部材２０５は、長さが等しい
ので、柱状部材２０４は、ばね部材２１０の中央に配置
されている。柱状部材２０４があることにより、ばね部
材２１０のばね定数は大きくなってしまうが、このよう
な配置とすることで、柱状部材２０４は、ばね部材２１
０のたわみに与える影響を最小限にすることができる。
その理由は、ばね部材２１０は平行ヒンジばねを形成し
ているため、可動子２０７が変位するときには、ばね部
材２１０は、その中央部において曲げモーメントが最小
になるからである。
方形平板部材２０３、柱状部材２０４、長方形平板部材
２０５が、直列に連結されて構成されている。長方形平
板部材２０３と長方形平板部材２０５は、長さが等しい
ので、柱状部材２０４は、ばね部材２１０の中央に配置
されている。柱状部材２０４があることにより、ばね部
材２１０のばね定数は大きくなってしまうが、このよう
な配置とすることで、柱状部材２０４は、ばね部材２１
０のたわみに与える影響を最小限にすることができる。
その理由は、ばね部材２１０は平行ヒンジばねを形成し
ているため、可動子２０７が変位するときには、ばね部
材２１０は、その中央部において曲げモーメントが最小
になるからである。
【００５１】なお、２０２、２１０、２０７は、メッキ
により金属で一体に作成されるため、電気的に接続して
いる。
により金属で一体に作成されるため、電気的に接続して
いる。
【００５２】可変直流電源２０９から、固定子２０８と
固定部材２０２の間に電圧を印加すると、可動子２０７
と固定子２０８の間に静電引力が働き、可動子２０７が
固定子２０８に引き寄せられる方向に変位する。
固定部材２０２の間に電圧を印加すると、可動子２０７
と固定子２０８の間に静電引力が働き、可動子２０７が
固定子２０８に引き寄せられる方向に変位する。
【００５３】また、固定子２０８と固定部材２０２の間
に電圧を印加する代わりに、固定子２０８と固定部材２
０２の間の静電容量を測定すると、可動子２０７の変位
を測定することができ、力学量センサとして用いること
もできる。
に電圧を印加する代わりに、固定子２０８と固定部材２
０２の間の静電容量を測定すると、可動子２０７の変位
を測定することができ、力学量センサとして用いること
もできる。
【００５４】本実施例の静電アクチュエータは、柱状部
材２０４を設けたことにより、部位による現像速度の違
いを少なくすることができるので、レジスト側壁の角度
をそろえることができる。また、ばね部材の部分のメッ
キ速度が他の部分と同等になるので、作成に必要な時間
が短くて済む。また、後加工の必要性が少なくなるの
で、製作コストを下げることができる。
材２０４を設けたことにより、部位による現像速度の違
いを少なくすることができるので、レジスト側壁の角度
をそろえることができる。また、ばね部材の部分のメッ
キ速度が他の部分と同等になるので、作成に必要な時間
が短くて済む。また、後加工の必要性が少なくなるの
で、製作コストを下げることができる。
【００５５】実施例３ 図３に、本実施例の電磁アクチュエータの斜視図を示
す。本電磁アクチュエータも、実施例１と同様なプロセ
スで作成する。本実施例に於いては、メッキ材料として
パーマロイ（鉄−ニッケル合金）を使用した。パーマロ
イは、透磁率の高い材料として知られている。図３にお
いて、３０１〜３０７は、実施例２の２０１〜２０７に
対応している。また、固定子３０８には、コイル３１１
が周回している。
す。本電磁アクチュエータも、実施例１と同様なプロセ
スで作成する。本実施例に於いては、メッキ材料として
パーマロイ（鉄−ニッケル合金）を使用した。パーマロ
イは、透磁率の高い材料として知られている。図３にお
いて、３０１〜３０７は、実施例２の２０１〜２０７に
対応している。また、固定子３０８には、コイル３１１
が周回している。
【００５６】可変直流電源３０９から、コイル３１１に
電流を流すと、可動子３０７と固定子３０８の間に電磁
力が働き、可動子３０７が固定子３０８に引き寄せられ
る方向に変位する。
電流を流すと、可動子３０７と固定子３０８の間に電磁
力が働き、可動子３０７が固定子３０８に引き寄せられ
る方向に変位する。
【００５７】また、コイル３１１に電流を流す代わり
に、コイル３１１のインダクタンスを測定すると、可動
子３０７の変位を測定することができ、力学量センサと
して用いることもできる。
に、コイル３１１のインダクタンスを測定すると、可動
子３０７の変位を測定することができ、力学量センサと
して用いることもできる。
【００５８】本実施例の電磁アクチュエータは、柱状部
材３０４を設けたことにより、部位による現像速度の違
いを少なくすることができるので、レジスト側壁の角度
をそろえることができる。また、ばね部材の部分のメッ
キ速度が他の部分と同等になるので、作成に必要な時間
が短くて済む。また、後加工の必要性が少なくなるの
で、製作コストを下げることができる。
材３０４を設けたことにより、部位による現像速度の違
いを少なくすることができるので、レジスト側壁の角度
をそろえることができる。また、ばね部材の部分のメッ
キ速度が他の部分と同等になるので、作成に必要な時間
が短くて済む。また、後加工の必要性が少なくなるの
で、製作コストを下げることができる。
【００５９】実施例４ 図４に、本実施例の圧電アクチュエータの斜視図を示
す。４０１〜４０７は、実施例２の２０１〜２０７に対
応している。固定子４０８は基板４０１に固定され、固
定子４０８と可動子４０７間には積層型圧電素子４１１
が配置されている。本圧電アクチュエータは、４０２〜
４０８を実施例１と同様なプロセスで作成し、その後に
積層型圧電素子４１１を組み合わせることで作成する。
積層型圧電素子４１１に電圧を印加すると、可動子４０
７が固定子４０８に対して相対的に変位する。
す。４０１〜４０７は、実施例２の２０１〜２０７に対
応している。固定子４０８は基板４０１に固定され、固
定子４０８と可動子４０７間には積層型圧電素子４１１
が配置されている。本圧電アクチュエータは、４０２〜
４０８を実施例１と同様なプロセスで作成し、その後に
積層型圧電素子４１１を組み合わせることで作成する。
積層型圧電素子４１１に電圧を印加すると、可動子４０
７が固定子４０８に対して相対的に変位する。
【００６０】また、積層型圧電素子４１１に電圧を印加
する代わりに、積層型圧電素子４１１の発生電圧を測定
すると、可動子４０７の変位を測定することができ、力
学量センサとして用いることもできる。
する代わりに、積層型圧電素子４１１の発生電圧を測定
すると、可動子４０７の変位を測定することができ、力
学量センサとして用いることもできる。
【００６１】本実施例の圧電アクチュエータは、柱状部
材４０４を設けたことにより、部位による現像速度の違
いを少なくすることができるので、レジスト側壁の角度
をそろえることができる。また、ばね部材の部分のメッ
キ速度が他の部分と同等になるので、作成に必要な時間
が短くて済む。また、後加工の必要性が少なくなるの
で、製作コストを下げることができる。
材４０４を設けたことにより、部位による現像速度の違
いを少なくすることができるので、レジスト側壁の角度
をそろえることができる。また、ばね部材の部分のメッ
キ速度が他の部分と同等になるので、作成に必要な時間
が短くて済む。また、後加工の必要性が少なくなるの
で、製作コストを下げることができる。
【００６２】実施例５ 図５に、本実施例のマイクロステージを示す。基板５０
１の上には、４つの固定部材５０２が配置されている。
この固定部材５０２には、ばね部材５１０ａの一端が連
結されている。ばね部材５１０ａの他方の端は、支持枠
５０７の四隅を弾性的に支持している。そして、ステー
ジ５０８は、ばね部材５１０ｂで、支持枠５０７に対し
て弾性的に支持されている。このように配置することに
より、支持枠５０７は、基板５０１に対してｙ方向に動
けるように支持され、また、ステージ５０８は、支持枠
５０７に対してｘ方向に動けるように支持されている。
１の上には、４つの固定部材５０２が配置されている。
この固定部材５０２には、ばね部材５１０ａの一端が連
結されている。ばね部材５１０ａの他方の端は、支持枠
５０７の四隅を弾性的に支持している。そして、ステー
ジ５０８は、ばね部材５１０ｂで、支持枠５０７に対し
て弾性的に支持されている。このように配置することに
より、支持枠５０７は、基板５０１に対してｙ方向に動
けるように支持され、また、ステージ５０８は、支持枠
５０７に対してｘ方向に動けるように支持されている。
【００６３】本発明の特徴である、ばね部材５１０ａ
は、長方形平板部材５０３ａ、柱状部材５０４ａ、長方
形平板部材５０５ａが直列に接続されて構成されてお
り、また、ばね部材５１０ｂは、長方形平板部材５０３
ｂ、柱状部材５０４ｂ、長方形平板部材５０５ｂが直列
に接続されて構成されている。
は、長方形平板部材５０３ａ、柱状部材５０４ａ、長方
形平板部材５０５ａが直列に接続されて構成されてお
り、また、ばね部材５１０ｂは、長方形平板部材５０３
ｂ、柱状部材５０４ｂ、長方形平板部材５０５ｂが直列
に接続されて構成されている。
【００６４】このような形状にすることで、部位による
現像速度の違いを少なくすることができるので、レジス
ト側壁の角度をそろえることができる。また、ばね部材
の部分のメッキ速度が他の部分と同等になるので、作成
に必要な時間が短くて済む。また、後加工の必要性が少
なくなるので、製作コストを下げることができる。
現像速度の違いを少なくすることができるので、レジス
ト側壁の角度をそろえることができる。また、ばね部材
の部分のメッキ速度が他の部分と同等になるので、作成
に必要な時間が短くて済む。また、後加工の必要性が少
なくなるので、製作コストを下げることができる。
【００６５】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明を適用するこ
とで、電気メッキの埋まる速度の差を少なくし、最終的
に出来上がる構造体の高さをそろえ、また場所による現
像速度をそろえたマイクロガイド構造体、マイクロガイ
ド機構、マイクロアクチュエータおよびマイクロセンサ
ーを得ることができる。また、本発明により、メッキ時
間を短縮し、後加工の必要性を少なくし、レジストパタ
ーンの側壁の角度を一定にそろえることができる。
とで、電気メッキの埋まる速度の差を少なくし、最終的
に出来上がる構造体の高さをそろえ、また場所による現
像速度をそろえたマイクロガイド構造体、マイクロガイ
ド機構、マイクロアクチュエータおよびマイクロセンサ
ーを得ることができる。また、本発明により、メッキ時
間を短縮し、後加工の必要性を少なくし、レジストパタ
ーンの側壁の角度を一定にそろえることができる。
【図１】本発明の実施例１のカンチレバー構造を説明す
る図である。
る図である。
【図２】本発明の実施例２の静電アクチュエータ／セン
サを説明する図である。
サを説明する図である。
【図３】本発明の実施例３の電磁アクチュエータ／セン
サを説明する図である。
サを説明する図である。
【図４】本発明の実施例４の圧電アクチュエータ／セン
サを説明する図である。
サを説明する図である。
【図５】本発明の実施例５のマイクロステージを説明す
る図である。
る図である。
【図６】従来のカンチレバー構造を説明する図である。
【図７】従来のカンチレバー構造の問題点を説明する図
である。
である。
【図８】ＬＩＧＡプロセスを説明する図である。
【図９】実施例１のカンチレバーの作成プロセスを説明
する図である。
する図である。
【図１０】実施例１のカンチレバーの作成プロセスを説
明する図である。
明する図である。
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、１００１
基板 １０２、２０２、３０２、４０２、５０２、１００２
固定部材 １０３、１０５、２０３、２０５、３０３、３０５、４
０３、４０５、５０３ａ、５０５ａ、５０３ｂ、５０５
ｂ、１００３ 長方形平板部材 １０４、１０６、２０４、３０４、４０４ 柱状部材 ５０７ 支持枠 ５０８ ステージ ２０７、３０７、４０７ 可動子 ２０８、３０８、４０８ 固定子 ２０９、３０９ 可変直流電源 １１０、２１０、３１０、４１０、５１０ａ、５１０ｂ
ばね部材 ３１１ コイル ４１１ 圧電素子 １０１０、２０１０ 犠牲層 １０１１、２０１１ 電極層 １０１２、２０１２ 感光性樹脂層 １０１３、２０１３ 金属層（電気メッキ層）
基板 １０２、２０２、３０２、４０２、５０２、１００２
固定部材 １０３、１０５、２０３、２０５、３０３、３０５、４
０３、４０５、５０３ａ、５０５ａ、５０３ｂ、５０５
ｂ、１００３ 長方形平板部材 １０４、１０６、２０４、３０４、４０４ 柱状部材 ５０７ 支持枠 ５０８ ステージ ２０７、３０７、４０７ 可動子 ２０８、３０８、４０８ 固定子 ２０９、３０９ 可変直流電源 １１０、２１０、３１０、４１０、５１０ａ、５１０ｂ
ばね部材 ３１１ コイル ４１１ 圧電素子 １０１０、２０１０ 犠牲層 １０１１、２０１１ 電極層 １０１２、２０１２ 感光性樹脂層 １０１３、２０１３ 金属層（電気メッキ層）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｎ 1/00 Ｈ０２Ｎ 2/00 Ｂ 2/00 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｎ (72)発明者 八木 隆行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 5H633 BB07 GG04 GG09 GG15 JA03
Claims (19)
- 【請求項１】 長方形平板部材からなるマイクロばね部
材であって、前記長方形平板部材の一部が幅方向に膨ら
んで柱状構造部を形成していることを特徴とするマイク
ロばね部材。 - 【請求項２】 前記柱状構造部の幅が、前記長方形平板
部材の幅の２倍以上であることを特徴とする請求項１に
記載のマイクロばね部材。 - 【請求項３】 前記長方形平板部材の高さ／幅の比が５
以上であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ
ばね部材。 - 【請求項４】 基板と、該基板に固定された固定部材
と、請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロばね部
材とを有し、前記マイクロばね部材が一端において前記
固定部に結合されており、前記長方形平板部材の高さ方
向が前記基板に垂直であり、前記固定部材と前記マイク
ロばね部材が同一材料からなることを特徴とするマイク
ロカンチレバー。 - 【請求項５】 請求項４に記載のマイクロカンチレバー
と可動子を有し、該可動子が前記マイクロカンチレバー
の自由端に連結されており、前記マイクロカンチレバー
がたわむことで前記可動子が前記基板に対して相対的に
可動であり、前記可動子と前記マイクロばね部材が同一
材料からなることを特徴とするマイクロガイド機構。 - 【請求項６】 前記マイクロカンチレバーを複数有し、
前記複数のマイクロカンチレバーの長手方向が互いに平
行に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の
マイクロガイド機構。 - 【請求項７】 前記マイクロカンチレバーの柱状構造部
が、前記長方形平板部材の長さ方向の辺の中央部に配置
されている請求項５に記載のマイクロガイド機構。 - 【請求項８】 前記マイクロカンチレバーの柱状構造部
が、前記長方形平板部材がたわむときの曲げモーメント
が略０になる点に配置されている請求項５に記載のマイ
クロガイド機構。 - 【請求項９】 請求項５乃至８のいずれかに記載のマイ
クロガイド機構と、前記基板上に設けられた固定子と、
前記可動子と前記固定子の間に力を発生させる力発生手
段からなり、前記マイクロばね部材と前記固定部材と前
記可動子と前記固定子とが同一材料からなることを特徴
とするマイクロアクチュエータ。 - 【請求項１０】 前記マイクロばね部材と前記固定部材
と前記可動子と前記固定子とが同一の導電性材料からな
り、前記力発生手段が前記可動子と前記固定子の間に電
圧を印加する電圧印加手段からなることを特徴とする請
求項９に記載のマイクロアクチュエータ。 - 【請求項１１】 前記マイクロばね部材と前記固定部材
と前記可動子と前記固定子とが同一の透磁性材料からな
り、前記力発生手段が前記固定子に周回するコイルと、
該コイルに電流を流す電流供給手段からなることを特徴
とする請求項９に記載のマイクロアクチュエータ。 - 【請求項１２】 前記力発生手段が、前記可動子と前記
固定子の間に配置された圧電素子からなることを特徴と
する請求項９に記載のマイクロアクチュエータ。 - 【請求項１３】 請求項５乃至８のいずれかに記載のマ
イクロガイド機構と、前記基板上に設けられた固定子
と、前記可動子と前記固定子の間の距離を測定する変位
測定手段からなり、前記マイクロばね部材と前記固定部
材と前記可動子と前記固定子とが同一材料からなること
を特徴とするマイクロ力学量センサ。 - 【請求項１４】 前記マイクロばね部材と前記固定部材
と前記可動子と前記固定子とが同一の導電性材料からな
り、前記変位測定手段が、前記可動子と前記固定子の間
の静電容量を測定する静電容量測定手段であることを特
徴とする請求項１３に記載のマイクロ力学量センサ。 - 【請求項１５】 前記マイクロばね部材と前記固定部材
と前記可動子と前記固定子とが同一の透磁性材料からな
り、前記固定子に周回するコイルを有し、前記変位測定
手段が、前記コイルのインダクタンスを測定するインダ
クタンス測定手段であることを特徴とする請求項１３に
記載のマイクロ力学量センサ。 - 【請求項１６】 前記変位測定手段が、前記可動子と前
記固定子の間に配置された圧電素子であることを特徴と
する請求項１３に記載のマイクロ力学量センサ。 - 【請求項１７】 フォトリソグラフィーにより形成され
たレジストパターンに電気メッキにより材料を埋め込ん
で構造体を作成する際に使用するフォトマスクに描画さ
れているフォトマスクパターンであって、細線パターン
部の途中に大きさが前記細線パターンの幅よりも広い多
角形パターンを有することを特徴とするフォトマスクパ
ターン。 - 【請求項１８】 前記細線パターン部の幅が、露光を行
うレジストの厚みの１／５以下であることを特徴とする
請求項１７に記載のフォトマスクパターン。 - 【請求項１９】 前記多角形パターン部の幅が、前記細
線パターン部の幅の２倍以上であることを特徴とする請
求項１７に記載のフォトマスクパターン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000019239A JP2001205599A (ja) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | マイクロガイド機構、マイクロアクチュエータおよびマイクロセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000019239A JP2001205599A (ja) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | マイクロガイド機構、マイクロアクチュエータおよびマイクロセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001205599A true JP2001205599A (ja) | 2001-07-31 |
Family
ID=18545972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000019239A Pending JP2001205599A (ja) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | マイクロガイド機構、マイクロアクチュエータおよびマイクロセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001205599A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6649441B2 (en) * | 2001-10-09 | 2003-11-18 | Infineon Technologies, Ag | Method for fabricating a microcontact spring on a substrate |
| JP2006196654A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2008306848A (ja) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Japan Aerospace Exploration Agency | 多軸慣性駆動型アクチュエータ |
| WO2010035417A1 (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-01 | オムロン株式会社 | 電気鋳造方法 |
| CN104391133A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-04 | 沈阳工业大学 | 压阻式高固有频率mems加速度敏感芯片及其制造方法 |
-
2000
- 2000-01-27 JP JP2000019239A patent/JP2001205599A/ja active Pending
Cited By (9)
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| KR101254888B1 (ko) | 2008-09-29 | 2013-04-15 | 오므론 가부시키가이샤 | 전기주조 방법 |
| US9085828B2 (en) | 2008-09-29 | 2015-07-21 | Omron Corporation | Electroforming method |
| CN104391133A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-04 | 沈阳工业大学 | 压阻式高固有频率mems加速度敏感芯片及其制造方法 |
| CN104391133B (zh) * | 2014-11-19 | 2017-06-06 | 沈阳工业大学 | 压阻式高固有频率mems加速度敏感芯片及其制造方法 |
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