JP2684220B2 - 微細部品の製造方法 - Google Patents
微細部品の製造方法Info
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- JP2684220B2 JP2684220B2 JP23785289A JP23785289A JP2684220B2 JP 2684220 B2 JP2684220 B2 JP 2684220B2 JP 23785289 A JP23785289 A JP 23785289A JP 23785289 A JP23785289 A JP 23785289A JP 2684220 B2 JP2684220 B2 JP 2684220B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、微細部品の製造方法に関する。
（従来の技術） 従来、例えばマイクロメカニズム用の歯車やカム等の
微細部品の製造方法としては、例えば100μｍ程度の薄
い鋼の薄板を、部品の大きさ及び形状に応じて打ち抜く
方法が一般的である。
微細部品の製造方法としては、例えば100μｍ程度の薄
い鋼の薄板を、部品の大きさ及び形状に応じて打ち抜く
方法が一般的である。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、微細部品として例えば医療具等のマイ
クロピンセットのヘッドでは、微細な細胞等の操作を行
う必要がある。このような場合、従来の微細部品の製造
方法では、製造精度が±10μｍ以上の微細部品しか得ら
れないため、様々な処理に対した時に、対応できないと
いう欠点があった。
クロピンセットのヘッドでは、微細な細胞等の操作を行
う必要がある。このような場合、従来の微細部品の製造
方法では、製造精度が±10μｍ以上の微細部品しか得ら
れないため、様々な処理に対した時に、対応できないと
いう欠点があった。
この発明は、上記の点に対処してなされたもので、精
度の高い微細部品を製造することができる方法を目的と
する。
度の高い微細部品を製造することができる方法を目的と
する。
（課題を解決するための手段） この発明は、水晶を、その化学軸に垂直な方向に切り
出して水晶薄板を形成し、この薄板に、所望の微細部品
の形状及び大きさに応じたマスクを施し、エッチング処
理して上記微細部品を得るようにしたことを特徴とす
る。
出して水晶薄板を形成し、この薄板に、所望の微細部品
の形状及び大きさに応じたマスクを施し、エッチング処
理して上記微細部品を得るようにしたことを特徴とす
る。
（作用効果） 水晶は、Ｘ（光軸）方向、Ｙ（電気軸）方向、Ｚ（化
学軸）方向の、それぞれエッチングレート（エッチング
速度）が異なり、 X:Y:Z＝6:1:100 である。
学軸）方向の、それぞれエッチングレート（エッチング
速度）が異なり、 X:Y:Z＝6:1:100 である。
そこで、水晶の結晶からＺ方向に垂直な方向に薄板を
切り出し、微細部品の形状及び大きさに応じたマスク
を、この水晶薄板上に施した後、エッチングすると、Ｚ
方向のエッチングレートが大きいので、Ｘ及びＹ方向に
は殆どエッチングされることなく、マスクパターンに応
じた形状及び大きさの微細部品が抜き取られ、非常に精
度の高い微細部品が得られる。
切り出し、微細部品の形状及び大きさに応じたマスク
を、この水晶薄板上に施した後、エッチングすると、Ｚ
方向のエッチングレートが大きいので、Ｘ及びＹ方向に
は殆どエッチングされることなく、マスクパターンに応
じた形状及び大きさの微細部品が抜き取られ、非常に精
度の高い微細部品が得られる。
（実施例） 以下、この発明による微細部品の製造方法の一実施例
を図面を参照しながら説明する。
を図面を参照しながら説明する。
第１図で、１は、水晶の結晶の形状を示し、Ｘ（光
軸）方向、Ｙ（電気軸）方向、Ｚ（化学軸）方向の各方
向は、図示のようになる。
軸）方向、Ｙ（電気軸）方向、Ｚ（化学軸）方向の各方
向は、図示のようになる。
この水晶の結晶１から、X,Y方向を含み、Ｚ方向に垂
直な方向に、第２図に示すように、Ｚ板と呼ばれる薄板
２を切り出す。この場合、Ｚ板２の厚さは、例えば130
μｍ程度で薄板を切り出した後、研磨して例えば100μ
ｍとしておく。
直な方向に、第２図に示すように、Ｚ板と呼ばれる薄板
２を切り出す。この場合、Ｚ板２の厚さは、例えば130
μｍ程度で薄板を切り出した後、研磨して例えば100μ
ｍとしておく。
次に、このＺ板２上に、例えばフォトリソグラフィ工
程により、目的とする微細部品の形状及び大きさに応じ
たレジスト膜３を、第３図Ａに示すように塗布する。こ
の場合のレジスト膜３のパターンとしては、第４図に示
すように、歯車４やカム５等、種々の部品のパターンが
形成可能である。また、第５図に示すように、医療具等
に用いられる例えばマイクロピンセット７のヘッド８の
パターンも形成可能である。
程により、目的とする微細部品の形状及び大きさに応じ
たレジスト膜３を、第３図Ａに示すように塗布する。こ
の場合のレジスト膜３のパターンとしては、第４図に示
すように、歯車４やカム５等、種々の部品のパターンが
形成可能である。また、第５図に示すように、医療具等
に用いられる例えばマイクロピンセット７のヘッド８の
パターンも形成可能である。
そして、レジスト膜のマスクを施したＺ板２を、エッ
チング液例えば弗酸（弗素アンモニューム）によりエッ
チングする。このエッチングは、例えば弗酸液にＺ板２
を浸漬してもよいし、Ｚ板２の表面に弗酸液を霧状にス
プレーして、表面に弗酸液を蓄積させることにより、エ
ッチングしてもよい。
チング液例えば弗酸（弗素アンモニューム）によりエッ
チングする。このエッチングは、例えば弗酸液にＺ板２
を浸漬してもよいし、Ｚ板２の表面に弗酸液を霧状にス
プレーして、表面に弗酸液を蓄積させることにより、エ
ッチングしてもよい。
ここで、水晶のエッチングレートは、前述したように
X,Y,Zの各方向で、 X:Y:Z＝6:1:100 であり、Ｚ方向のエッチング速度は、他のＸ方向及びＹ
方向よりも非常に早いので、Ｘ方向及びＹ方向に殆どエ
ッチングされないうちに、第３図Ｂに示すように、レジ
スト膜３のマスクパターンに覆われていない水晶の部分
のみが消失する。すると、マスクパターンに覆われた水
晶部分、すなわち、微細部品の形状及び大きさの水晶部
分６のみが残る。
X,Y,Zの各方向で、 X:Y:Z＝6:1:100 であり、Ｚ方向のエッチング速度は、他のＸ方向及びＹ
方向よりも非常に早いので、Ｘ方向及びＹ方向に殆どエ
ッチングされないうちに、第３図Ｂに示すように、レジ
スト膜３のマスクパターンに覆われていない水晶の部分
のみが消失する。すると、マスクパターンに覆われた水
晶部分、すなわち、微細部品の形状及び大きさの水晶部
分６のみが残る。
次に、上記で所望の位置を繰り抜いた水晶部分６に対
し、例えばアッシング処理やウェット洗浄などを行い、
第３図Ｃに示すように、レジスト膜３の除去を行う。
し、例えばアッシング処理やウェット洗浄などを行い、
第３図Ｃに示すように、レジスト膜３の除去を行う。
以上のようにして、レジスト膜３を除去して繰り抜か
れた水晶部分６は、レジスト膜３のマスクパターンに応
じた形状及び大きさの微細部品となる。
れた水晶部分６は、レジスト膜３のマスクパターンに応
じた形状及び大きさの微細部品となる。
この例の場合、マスクパターンの形状及び大きさは、
X,Y,Zの各方向のエッチングレートを考慮したものとす
る。すなわち、Ｚ方向のエッチングにより水晶部分６が
繰り抜かれる間に、Ｘ方向及びＹ方向にもエッチングさ
れるので、この繰り抜きエッチング時間内にＸ方向及び
Ｙ方向にエッチングされる量を加味して、マスクパター
ンの形状及び大きさが選定されている。
X,Y,Zの各方向のエッチングレートを考慮したものとす
る。すなわち、Ｚ方向のエッチングにより水晶部分６が
繰り抜かれる間に、Ｘ方向及びＹ方向にもエッチングさ
れるので、この繰り抜きエッチング時間内にＸ方向及び
Ｙ方向にエッチングされる量を加味して、マスクパター
ンの形状及び大きさが選定されている。
以上のようにして、水晶を部品材料とし、水晶のエッ
チングの異方性を利用して、微細部品をエッチング処理
により製造するので、従来の打ち抜きなどに比して精度
の高い微細部品が得られる。この場合に、シリコン等の
エッチングの等方性材料を薄板にして、これにマスクを
施してエッチングして微細部品を製造することも考えら
れるが、その場合には板の厚み方向のエッチングにより
部品を繰り抜く間に、板面方向にエッチングされる量が
多くなり、高精度を補償することが難しい。
チングの異方性を利用して、微細部品をエッチング処理
により製造するので、従来の打ち抜きなどに比して精度
の高い微細部品が得られる。この場合に、シリコン等の
エッチングの等方性材料を薄板にして、これにマスクを
施してエッチングして微細部品を製造することも考えら
れるが、その場合には板の厚み方向のエッチングにより
部品を繰り抜く間に、板面方向にエッチングされる量が
多くなり、高精度を補償することが難しい。
これに対し、この実施例ではエッチングの異方性材料
の水晶を用いているので、薄板の厚み方向（Ｚ方向）に
エッチングする間に、薄板の板面方向（X,Y方向）に
は、殆どエッチングされないから、精度の高い微細部品
を得ることができる。しかも、この例では、これらX,Y
方向のエッチングレートも考慮してマスクパターンの形
状及び大きさを微細部品に併せて決定するようにしてい
るので、より高精度の微細部品を製造することができ
る。この場合、微細部品は、初期の形状及び大きさに対
して、±１μｍと、高精度で得ることができる。
の水晶を用いているので、薄板の厚み方向（Ｚ方向）に
エッチングする間に、薄板の板面方向（X,Y方向）に
は、殆どエッチングされないから、精度の高い微細部品
を得ることができる。しかも、この例では、これらX,Y
方向のエッチングレートも考慮してマスクパターンの形
状及び大きさを微細部品に併せて決定するようにしてい
るので、より高精度の微細部品を製造することができ
る。この場合、微細部品は、初期の形状及び大きさに対
して、±１μｍと、高精度で得ることができる。
また、この実施例では、エッチングをウエット式で行
っているので、ドライエッチングに比較して複雑な装置
及びそれに供った複雑なプロセスコントロールを必要と
せず、エッチング処理を安価で簡単に行える。
っているので、ドライエッチングに比較して複雑な装置
及びそれに供った複雑なプロセスコントロールを必要と
せず、エッチング処理を安価で簡単に行える。
さらにまた、ピンセット７の場合、先端のヘッド８を
硬質の水晶としたので、先端が曲がったり欠けたりして
ピンセット自体が使用不可能になることが、なくなり、
高精度で微細な細胞等の操作ができる。
硬質の水晶としたので、先端が曲がったり欠けたりして
ピンセット自体が使用不可能になることが、なくなり、
高精度で微細な細胞等の操作ができる。
なお、この水晶微細部品、スパッタリング等により、
Cr（クロム）/Au（金）、又はAu/Pd（パラジウム）等の
金属をコーティングして欠けや汚染等に強くすることも
できる。
Cr（クロム）/Au（金）、又はAu/Pd（パラジウム）等の
金属をコーティングして欠けや汚染等に強くすることも
できる。
以上説明したように、この発明によれば、水晶を部品
材料として用い、この水晶のエッチングの異方性を利用
して、微細部品の形状及び大きさに応じたマスクパター
ンを介してエッチングすることにより、非常に精度の良
い微細部品を製造することができる。
材料として用い、この水晶のエッチングの異方性を利用
して、微細部品の形状及び大きさに応じたマスクパター
ンを介してエッチングすることにより、非常に精度の良
い微細部品を製造することができる。
また、水晶は、透明であり、また、硬度は比較的高
く、種々の用途に適用可能な微細部品が得られる。
く、種々の用途に適用可能な微細部品が得られる。
第１図は本発明の一実施例を説明するための水晶の結晶
を示す図、第２図は第１図の水晶結晶から切り出したＺ
板を示す図、第３図はこの一実施例の製造方法の工程を
説明するための図、第４図は第３図による微細部品のマ
スクパターンの例を示す図、第５図は第３図による微細
部品のマスクパターンの他の例を示す図である。 １……水晶結晶 ２……Ｚ板 ３……レジスト膜 ６……微細部品となる水晶部分 ７……ピンセット ８……ヘッド
を示す図、第２図は第１図の水晶結晶から切り出したＺ
板を示す図、第３図はこの一実施例の製造方法の工程を
説明するための図、第４図は第３図による微細部品のマ
スクパターンの例を示す図、第５図は第３図による微細
部品のマスクパターンの他の例を示す図である。 １……水晶結晶 ２……Ｚ板 ３……レジスト膜 ６……微細部品となる水晶部分 ７……ピンセット ８……ヘッド
Claims (1)
- 【請求項１】水晶を、その化学軸に垂直な方向に切り出
して水晶薄板を形成し、この薄板に、所望の微細部品の
形状及び大きさに応じたマスクを施し、エッチング処理
して上記微細部品を得るようにしたことを特徴とする微
細部品の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-199054 | 1989-07-31 | ||
| JP19905489 | 1989-07-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03137100A JPH03137100A (ja) | 1991-06-11 |
| JP2684220B2 true JP2684220B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=16401342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23785289A Expired - Fee Related JP2684220B2 (ja) | 1989-07-31 | 1989-09-13 | 微細部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2684220B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100873232B1 (ko) * | 2003-05-30 | 2008-12-10 | 렘 테크놀로지스, 인코포레이티드 | 풍력 터빈, 풍력 터빈에 사용되는 유성 기어단 및 기어 박스 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005213080A (ja) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Kyocera Kinseki Corp | 水晶薄膜の製造方法 |
-
1989
- 1989-09-13 JP JP23785289A patent/JP2684220B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100873232B1 (ko) * | 2003-05-30 | 2008-12-10 | 렘 테크놀로지스, 인코포레이티드 | 풍력 터빈, 풍력 터빈에 사용되는 유성 기어단 및 기어 박스 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03137100A (ja) | 1991-06-11 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |