JP2922126B2 - Ｔｆｅ系ポリマーの微細加工方法及び微細加工した部材 - Google Patents
Ｔｆｅ系ポリマーの微細加工方法及び微細加工した部材Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリテトラフルオロエ
チレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサ
フルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、及びテトラフ
ルオロエチレン−ペルフルオロビニルエーテル共重合体
（ＰＦＡ）からなる群より選ばれた１つの材料（本明細
書において、これらの材料を総称して「ＴＦＥ系ポリマ
ー」と記す。）の微細加工に関する。ＴＦＥ系ポリマー
は、耐熱性、耐腐食性が高く、表面摩擦が少ないため、
生化学的なマイクロマシン用材料に適している。このた
め、ＴＦＥ系ポリマーを微細加工する技術が望まれてい
る。
チレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサ
フルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、及びテトラフ
ルオロエチレン−ペルフルオロビニルエーテル共重合体
（ＰＦＡ）からなる群より選ばれた１つの材料（本明細
書において、これらの材料を総称して「ＴＦＥ系ポリマ
ー」と記す。）の微細加工に関する。ＴＦＥ系ポリマー
は、耐熱性、耐腐食性が高く、表面摩擦が少ないため、
生化学的なマイクロマシン用材料に適している。このた
め、ＴＦＥ系ポリマーを微細加工する技術が望まれてい
る。
【０００２】
【従来の技術】ＴＦＥ系ポリマーは、融点以上に加熱し
てもゲル化するだけであり、微細成型に必要な流動性が
得られにくい。ＴＦＥ系ポリマーを溶かす有機溶剤もな
い。従って、リソグラフィ及び電気沈着により鋳型を成
型し、この鋳型を使用して微細構造体を作製するいわゆ
るＬＩＧＡプロセスによってはＴＦＥ系ポリマーを微細
加工することはできない。また、ＴＦＥ系ポリマーは導
体ではないため、放電加工もできない。
てもゲル化するだけであり、微細成型に必要な流動性が
得られにくい。ＴＦＥ系ポリマーを溶かす有機溶剤もな
い。従って、リソグラフィ及び電気沈着により鋳型を成
型し、この鋳型を使用して微細構造体を作製するいわゆ
るＬＩＧＡプロセスによってはＴＦＥ系ポリマーを微細
加工することはできない。また、ＴＦＥ系ポリマーは導
体ではないため、放電加工もできない。
【０００３】ＴＦＥ系ポリマーを加工する技術として
は、波長１５７ｎｍまたは１６０ｎｍの真空紫外レーザ
や超短パルスレーザを使用したアブレーションによる加
工技術が知られている（Ｋｕｐｅｒ ｅｔ ａｌ．Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５４（１９８９）及び Ｗ
ａｄａ ｅｔ ａｌ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．
６２（１９９３））。
は、波長１５７ｎｍまたは１６０ｎｍの真空紫外レーザ
や超短パルスレーザを使用したアブレーションによる加
工技術が知られている（Ｋｕｐｅｒ ｅｔ ａｌ．Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５４（１９８９）及び Ｗ
ａｄａ ｅｔ ａｌ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．
６２（１９９３））。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】レーザで加工する場合
には、集光光学系によりレーザビームを局部に集光する
ため、レーザビームの側面は円錐形状になる。加工され
た凹部の側面はこの円錐形状にほぼ沿うため、高いアス
ペクト比を得ることは困難である。ここで、アスペクト
比とは、実際に加工されたパターンの最小幅に対する凹
部の深さの比をいう。
には、集光光学系によりレーザビームを局部に集光する
ため、レーザビームの側面は円錐形状になる。加工され
た凹部の側面はこの円錐形状にほぼ沿うため、高いアス
ペクト比を得ることは困難である。ここで、アスペクト
比とは、実際に加工されたパターンの最小幅に対する凹
部の深さの比をいう。
【０００５】また、レーザによる加工では、レーザビー
ムの非均一性と干渉性により、加工された表面は不均一
なものになる。さらに、レーザビームを一点に集光する
ため、大面積の加工には適さない。
ムの非均一性と干渉性により、加工された表面は不均一
なものになる。さらに、レーザビームを一点に集光する
ため、大面積の加工には適さない。
【０００６】本発明の目的は、アスペクト比が高くかつ
大面積の加工が容易なＴＦＥ系ポリマーの微細加工技術
を提供することである。
大面積の加工が容易なＴＦＥ系ポリマーの微細加工技術
を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、放射光を、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピ
レン共重合体（ＦＥＰ）、及びテトラフルオロエチレン
−ペルフルオロビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）から
なる群より選ばれた１つの加工対象材料の加工方法であ
って、前記加工対象材料で形成された部分を含む加工対
象物を準備する工程と、前記放射光を実質的に透過させ
る領域と、実質的に透過させない領域がパターニングさ
れたマスクを準備する工程と、少なくとも波長１６０ｎ
ｍの紫外線を含む放射光を、前記マスクを介して前記加
工対象物の表面に照射し、該放射光の照射された領域に
凹部もしくは貫通孔を形成する工程とを含む加工方法が
提供される。
と、放射光を、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピ
レン共重合体（ＦＥＰ）、及びテトラフルオロエチレン
−ペルフルオロビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）から
なる群より選ばれた１つの加工対象材料の加工方法であ
って、前記加工対象材料で形成された部分を含む加工対
象物を準備する工程と、前記放射光を実質的に透過させ
る領域と、実質的に透過させない領域がパターニングさ
れたマスクを準備する工程と、少なくとも波長１６０ｎ
ｍの紫外線を含む放射光を、前記マスクを介して前記加
工対象物の表面に照射し、該放射光の照射された領域に
凹部もしくは貫通孔を形成する工程とを含む加工方法が
提供される。
【０００８】前記放射光を照射する工程で、前記加工対
象物の表面で光子密度が３×１０15フォトン／ｓ・ｍｍ
2 以上となる放射光を照射することが好ましい。本発明
のテフロン部材は、平坦面に最小幅が２０〜５０μｍの
平面形状を有する微細加工部が形成されたテフロン領域
を含む部材であって、前記平坦面の法線方向に関する該
微細加工部の寸法は５０μｍ以上であり、該微細加工部
の前記平坦面に平行な断面は、形状及び大きさが前記平
坦面の法線方向の位置によらずほぼ等しい。
象物の表面で光子密度が３×１０15フォトン／ｓ・ｍｍ
2 以上となる放射光を照射することが好ましい。本発明
のテフロン部材は、平坦面に最小幅が２０〜５０μｍの
平面形状を有する微細加工部が形成されたテフロン領域
を含む部材であって、前記平坦面の法線方向に関する該
微細加工部の寸法は５０μｍ以上であり、該微細加工部
の前記平坦面に平行な断面は、形状及び大きさが前記平
坦面の法線方向の位置によらずほぼ等しい。
【０００９】
【作用】ＴＦＥ系ポリマーの大きい単光子吸収は、１６
０ｎｍ近傍で鋭いピークを示す。つまり、波長１６０ｎ
ｍの紫外線を含む放射光をＴＦＥ系ポリマーに照射する
と、アブレーションが生じる。従って、この放射光をマ
スクを介してＴＦＥ系ポリマーに照射することにより、
マスクに予め形成されたパターンに応じて微細加工する
ことができる。
０ｎｍ近傍で鋭いピークを示す。つまり、波長１６０ｎ
ｍの紫外線を含む放射光をＴＦＥ系ポリマーに照射する
と、アブレーションが生じる。従って、この放射光をマ
スクを介してＴＦＥ系ポリマーに照射することにより、
マスクに予め形成されたパターンに応じて微細加工する
ことができる。
【００１０】なめらかな加工表面を得るためには、放射
光の加工部における光子密度が３×１０１５フォトン／
ｓ・ｍｍ２必要である。放射光の加工部における光子密
度が３×１０１５フォトン／ｓ・ｍｍ２以上であり、１
６０ｎｍ近傍の波長の紫外線を含む放射光をＴＦＥ系ポ
リマーに照射することにより、集光光学系を用いること
なく最小幅２０〜５０μｍ、深さ５０μｍ以上の微細パ
ターンを形成することができる。また、集光光学系を使
用して放射光を集光しないため、加工部近傍における放
射光はほぼ平行光と考えることができる。従って、形成
された凹部の開口面と底面もしくは凸部の先端面と底部
断面は、形状及び大きさがほぼ等しくなる。
光の加工部における光子密度が３×１０１５フォトン／
ｓ・ｍｍ２必要である。放射光の加工部における光子密
度が３×１０１５フォトン／ｓ・ｍｍ２以上であり、１
６０ｎｍ近傍の波長の紫外線を含む放射光をＴＦＥ系ポ
リマーに照射することにより、集光光学系を用いること
なく最小幅２０〜５０μｍ、深さ５０μｍ以上の微細パ
ターンを形成することができる。また、集光光学系を使
用して放射光を集光しないため、加工部近傍における放
射光はほぼ平行光と考えることができる。従って、形成
された凹部の開口面と底面もしくは凸部の先端面と底部
断面は、形状及び大きさがほぼ等しくなる。
【００１１】
【実施例】図１を参照して、本発明の実施例によるＴＦ
Ｅ系ポリマーの加工方法を説明する。図１は、実施例に
よるＴＦＥ系ポリマー加工時の放射光、マスク及び加工
対象物の相対位置関係を示す斜視図である。シンクロト
ロンに蓄積された電子の軌道１から光軸５に沿ってシン
クロトロン放射光（ＳＲ光）２が放射される。光軸５に
沿った光源からの距離Ｌの位置にＴＦＥ系ポリマー製の
加工対象物４が配置されている。加工対象物４の前方に
は、間隔Ｇだけ離してマスク３が配置されている。電子
軌道１、加工対象物４及びマスク３は同一の真空容器内
に配置されている。
Ｅ系ポリマーの加工方法を説明する。図１は、実施例に
よるＴＦＥ系ポリマー加工時の放射光、マスク及び加工
対象物の相対位置関係を示す斜視図である。シンクロト
ロンに蓄積された電子の軌道１から光軸５に沿ってシン
クロトロン放射光（ＳＲ光）２が放射される。光軸５に
沿った光源からの距離Ｌの位置にＴＦＥ系ポリマー製の
加工対象物４が配置されている。加工対象物４の前方に
は、間隔Ｇだけ離してマスク３が配置されている。電子
軌道１、加工対象物４及びマスク３は同一の真空容器内
に配置されている。
【００１２】マスク３には、ＳＲ光を実質的に透過させ
る領域と透過させない領域がパターニングされている。
本実施例で使用したマスクは、マイクロ部品のパターン
を有し、厚さ１０〜５００μｍの銅板である。なお、銅
以外の金属を用いてもよい。
る領域と透過させない領域がパターニングされている。
本実施例で使用したマスクは、マイクロ部品のパターン
を有し、厚さ１０〜５００μｍの銅板である。なお、銅
以外の金属を用いてもよい。
【００１３】ＳＲ光２は、マスク３を介して加工対象物
４の表面に照射される。加工対象物４の表面でＳＲ光に
よるアブレーションが生じ、ＳＲ光が照射された部分が
剥離される。マスク３に微細なパターンを形成しておく
ことにより、加工対象物４の表面を微細に加工すること
ができる。
４の表面に照射される。加工対象物４の表面でＳＲ光に
よるアブレーションが生じ、ＳＲ光が照射された部分が
剥離される。マスク３に微細なパターンを形成しておく
ことにより、加工対象物４の表面を微細に加工すること
ができる。
【００１４】次に、ＴＦＥ系ポリマー加工に適する放射
光の波長について考察する。図２は、ＰＴＦＥの光吸収
スペクトルを示す。図２（Ａ）に示すように、放射光の
エネルギが増加すると、吸収は減少する傾向にある。さ
らに、１０４ｅＶ（波長０．１ｎｍ）の吸収は１０２ｅ
Ｖの吸収の１０４倍少ないので、０．１ｎｍ以下の波長
の放射光はＰＴＦＥ加工に効果がない。
光の波長について考察する。図２は、ＰＴＦＥの光吸収
スペクトルを示す。図２（Ａ）に示すように、放射光の
エネルギが増加すると、吸収は減少する傾向にある。さ
らに、１０４ｅＶ（波長０．１ｎｍ）の吸収は１０２ｅ
Ｖの吸収の１０４倍少ないので、０．１ｎｍ以下の波長
の放射光はＰＴＦＥ加工に効果がない。
【００１５】図２（Ｂ）に示すように、真空紫外線域の
吸収はエネルギ７．７ｅＶ（波長１６０ｎｍ）近傍で大
きなピークがあるので、ＴＦＥ系ポリマー加工用の放射
光には波長１６０の紫外線を含んでいることが好まし
い。
吸収はエネルギ７．７ｅＶ（波長１６０ｎｍ）近傍で大
きなピークがあるので、ＴＦＥ系ポリマー加工用の放射
光には波長１６０の紫外線を含んでいることが好まし
い。
【００１６】次に、図１に示す加工方法でＴＦＥ系ポリ
マーの微細加工を行った結果について説明する。赤外領
域からＸ線領域までの連続した波長分布を持つＳＲ光を
用い、厚さ１．５ｍｍのシート状のＰＴＦＥを加工し
た。加工対象物４と光源との距離Ｌは３ｍである。
マーの微細加工を行った結果について説明する。赤外領
域からＸ線領域までの連続した波長分布を持つＳＲ光を
用い、厚さ１．５ｍｍのシート状のＰＴＦＥを加工し
た。加工対象物４と光源との距離Ｌは３ｍである。
【００１７】表面を研磨したＰＴＦＥシートをメタノー
ルで洗浄し、真空容器内のＳＲ光の光軸上に配置する。
微細パターンが形成されたマスク３を加工対象物４の前
方に約０．５ｍｍの間陽をおいて配置する。使用したマ
スクパターンの幅は１００μｍ以下である。
ルで洗浄し、真空容器内のＳＲ光の光軸上に配置する。
微細パターンが形成されたマスク３を加工対象物４の前
方に約０．５ｍｍの間陽をおいて配置する。使用したマ
スクパターンの幅は１００μｍ以下である。
【００１８】マスク３及び加工対象物４を配置した後、
真空容器内を７×１０-7Ｐａになるまで排気する。ＳＲ
光を加工対象物４に照射する。ＳＲ光の強度は、加工対
象物表面における光子密度が３×１０15フォトン／ｓ・
ｍｍ2 になるようにした。
真空容器内を７×１０-7Ｐａになるまで排気する。ＳＲ
光を加工対象物４に照射する。ＳＲ光の強度は、加工対
象物表面における光子密度が３×１０15フォトン／ｓ・
ｍｍ2 になるようにした。
【００１９】図３は、上記条件で加工したＰＴＦＥのシ
ートの加工部の拡大写真である。図３（Ａ）は、パター
ンの最小幅が２０μｍ、深さが２２０μｍの加工部品を
斜め方向から見た写真のスケッチである。図３（Ａ）に
示すように滑らかな側面の加工ができる。図３（Ｂ）
は、深さ１００μｍの凹部を上方から見た写真のスケッ
チである。図の下半分がＰＴＦＥの表面であり、上半分
が凹部の底面である。図３（Ｂ）に示すように、滑らか
な底面を有する凹部を形成することができる。
ートの加工部の拡大写真である。図３（Ａ）は、パター
ンの最小幅が２０μｍ、深さが２２０μｍの加工部品を
斜め方向から見た写真のスケッチである。図３（Ａ）に
示すように滑らかな側面の加工ができる。図３（Ｂ）
は、深さ１００μｍの凹部を上方から見た写真のスケッ
チである。図の下半分がＰＴＦＥの表面であり、上半分
が凹部の底面である。図３（Ｂ）に示すように、滑らか
な底面を有する凹部を形成することができる。
【００２０】このように、光子密度が３×１０15フォト
ン／ｓ・ｍｍ2 以上とすることにより、滑らかな加工面
を得ることができる。なお、光子密度を高くすれば加工
速度は速くなり、加工面もより滑らかになる。
ン／ｓ・ｍｍ2 以上とすることにより、滑らかな加工面
を得ることができる。なお、光子密度を高くすれば加工
速度は速くなり、加工面もより滑らかになる。
【００２１】また、ＳＲ光は加工部近傍でほぼ平行光と
考えられるため、凹部の側面はＰＴＦＥ表面に対してほ
ぼ垂直になる。このため、凹部の底面の形状及び大きさ
は開口面のそれとほぼ等しくなる。なお、マスクの明暗
を反転させると凸部を形成することができる。このとき
も、凸部の底部断面の平面形状及び大きさは、先端面の
それとほぼ等しくなる。
考えられるため、凹部の側面はＰＴＦＥ表面に対してほ
ぼ垂直になる。このため、凹部の底面の形状及び大きさ
は開口面のそれとほぼ等しくなる。なお、マスクの明暗
を反転させると凸部を形成することができる。このとき
も、凸部の底部断面の平面形状及び大きさは、先端面の
それとほぼ等しくなる。
【００２２】図３（Ａ）は、パターンの最小幅が２０μ
ｍ、深さが２２０μｍの場合を示したが、パターン幅２
０〜５０μｍ、深さ２２０μｍ以上の微細パターンを形
成することもできる。
ｍ、深さが２２０μｍの場合を示したが、パターン幅２
０〜５０μｍ、深さ２２０μｍ以上の微細パターンを形
成することもできる。
【００２３】ＰＴＦＥシート表面における光子密度を３
×１０１５フォトン／ｓ・ｍｍ２として約１０分間ＳＲ
光を照射すると、厚さ１．５ｍｍのＰＴＦＥシートに径
３７５μｍの貫通孔を形成することができた。貫通孔の
側面はほぼ円筒状形状であり、高いアスペクト比を得る
ことが可能であった。ここで、アスペクト比は以下のよ
うに定義した。
×１０１５フォトン／ｓ・ｍｍ２として約１０分間ＳＲ
光を照射すると、厚さ１．５ｍｍのＰＴＦＥシートに径
３７５μｍの貫通孔を形成することができた。貫通孔の
側面はほぼ円筒状形状であり、高いアスペクト比を得る
ことが可能であった。ここで、アスペクト比は以下のよ
うに定義した。
【００２４】図４を参照して、アスペクト比の定義を説
明する。加工対象物２０に凹部２１が形成されている。
凹部２１の幅は深くなるほど狭くなっている。これは、
例えば光学系で集光されたレーザビームの側面に対応し
ている。凹部２１の開口部の幅をｗ、深さをｄとする
と、アスペクト比はｄ／ｗで定義される。レーザビーム
で加工すると、凹部２１の側面が傾斜するため、深さｄ
を大きくすると、幅ｗもそれに従って大きくなる。この
ため、大きなアスペクト比を得ることが困難である。こ
れに対し、ＳＲ光で加工すると、凹部２１の側面がほぼ
垂直になるため、深さｄを大きくしても幅ｗはほとんど
大きくならない。このため、容易に大きなアスペクト比
を得ることができる。
明する。加工対象物２０に凹部２１が形成されている。
凹部２１の幅は深くなるほど狭くなっている。これは、
例えば光学系で集光されたレーザビームの側面に対応し
ている。凹部２１の開口部の幅をｗ、深さをｄとする
と、アスペクト比はｄ／ｗで定義される。レーザビーム
で加工すると、凹部２１の側面が傾斜するため、深さｄ
を大きくすると、幅ｗもそれに従って大きくなる。この
ため、大きなアスペクト比を得ることが困難である。こ
れに対し、ＳＲ光で加工すると、凹部２１の側面がほぼ
垂直になるため、深さｄを大きくしても幅ｗはほとんど
大きくならない。このため、容易に大きなアスペクト比
を得ることができる。
【００２５】上記実施例では、集光光学系を使用しない
ため、点光源からの距離が離れていればＳＲ光はほぼ平
行光と近似できる。このため、図３（Ａ）に示すように
穴の内壁が表面に対してほぼ垂直になるように加工する
ことができる。従って、アスペクト比１以上の凹部を容
易に形成することが可能になる。特に、パターンの最小
幅が２０〜５０μｍ、深さが５０μｍ以上、アスペクト
比が１０以上の微細加工を行う場合に有効である。
ため、点光源からの距離が離れていればＳＲ光はほぼ平
行光と近似できる。このため、図３（Ａ）に示すように
穴の内壁が表面に対してほぼ垂直になるように加工する
ことができる。従って、アスペクト比１以上の凹部を容
易に形成することが可能になる。特に、パターンの最小
幅が２０〜５０μｍ、深さが５０μｍ以上、アスペクト
比が１０以上の微細加工を行う場合に有効である。
【００２６】図５は、図３（Ａ）の加工条件のうちＳＲ
光の光子密度のみを小さくして加工したときの写真のス
ケッチである。図５に示すように、凹部の側面に多数の
凹凸が発生している。このことから、滑らかな側面を有
する孔を形成するためには、加工部における光子密度を
３×１０15フォトン／ｓ・ｍｍ2 以上にすることが好ま
しいと考えられる。
光の光子密度のみを小さくして加工したときの写真のス
ケッチである。図５に示すように、凹部の側面に多数の
凹凸が発生している。このことから、滑らかな側面を有
する孔を形成するためには、加工部における光子密度を
３×１０15フォトン／ｓ・ｍｍ2 以上にすることが好ま
しいと考えられる。
【００２７】上記実施例では、加工対象物４とマスク３
との間隔Ｇを０．５ｍｍとした場合について説明した
が、間隔Ｇはその他の大きさとしてもよい。ただし、間
隔Ｇが大きすぎると、ＳＲ光の回折により加工対象物上
の像がぼける。このため、微細なパターンを形成するこ
とができなくなる。一方、間隔Ｇが小さすぎると、加工
部からマスクへ熱が伝達し易くなり、マスクに加工汚れ
が付着し易くなる。各種実験結果から、加工対象物４と
マスク３との間隔Ｇは０．３〜０．５ｍｍの範囲が好ま
しいと考えられる。
との間隔Ｇを０．５ｍｍとした場合について説明した
が、間隔Ｇはその他の大きさとしてもよい。ただし、間
隔Ｇが大きすぎると、ＳＲ光の回折により加工対象物上
の像がぼける。このため、微細なパターンを形成するこ
とができなくなる。一方、間隔Ｇが小さすぎると、加工
部からマスクへ熱が伝達し易くなり、マスクに加工汚れ
が付着し易くなる。各種実験結果から、加工対象物４と
マスク３との間隔Ｇは０．３〜０．５ｍｍの範囲が好ま
しいと考えられる。
【００２８】加工によって発生したガスが電子軌道内に
回り込まないように、加工部近傍の空間から差動排気す
ることが好ましい。また、発生するガス量に応じて、ガ
スが電子軌道内に回り込まない程度の排気量とすること
が好ましい。
回り込まないように、加工部近傍の空間から差動排気す
ることが好ましい。また、発生するガス量に応じて、ガ
スが電子軌道内に回り込まない程度の排気量とすること
が好ましい。
【００２９】ＳＲ光の光軸に垂直な断面は水平方向に長
い形状を有する。例えば、本実施例で使用したシンクロ
トロンでは、光源から３ｍの位置におけるビームサイズ
は、縦方向が約３ｍｍ、横方向が約３０ｍｍである。こ
のため、横方向に比較的広い範囲を同時に加工すること
ができる。縦方向に広い範囲を加工するためには、加工
対象物４とマスク３を同時に縦方向（図１のＺ方向）に
移動すればよい。
い形状を有する。例えば、本実施例で使用したシンクロ
トロンでは、光源から３ｍの位置におけるビームサイズ
は、縦方向が約３ｍｍ、横方向が約３０ｍｍである。こ
のため、横方向に比較的広い範囲を同時に加工すること
ができる。縦方向に広い範囲を加工するためには、加工
対象物４とマスク３を同時に縦方向（図１のＺ方向）に
移動すればよい。
【００３０】図６は、加工対象物４とマスク３のＺ方向
移動機構を示す。ステージ１４は、その試料保持面がＳ
Ｒ光２の光軸（Ｙ方向）に対してほぼ垂直になるように
駆動機構１０に取り付けられている。ステージ１４の試
料保持面に加工対象物４が取り付けられており、加工対
象物４の表面から間隔Ｇを隔ててマクス３が取り付けら
れている。
移動機構を示す。ステージ１４は、その試料保持面がＳ
Ｒ光２の光軸（Ｙ方向）に対してほぼ垂直になるように
駆動機構１０に取り付けられている。ステージ１４の試
料保持面に加工対象物４が取り付けられており、加工対
象物４の表面から間隔Ｇを隔ててマクス３が取り付けら
れている。
【００３１】駆動機構１０には、ハンドル１１、１２及
び１３が取り付けられている。ハンドル１１を回転すれ
ば、ステージ１４が図の上下方向（Ｚ方向）に移動す
る。ハンドル１１をステッピングモータで回転すること
により、ステージを所望の一定速度でＺ方向に移動する
ことができる。
び１３が取り付けられている。ハンドル１１を回転すれ
ば、ステージ１４が図の上下方向（Ｚ方向）に移動す
る。ハンドル１１をステッピングモータで回転すること
により、ステージを所望の一定速度でＺ方向に移動する
ことができる。
【００３２】また、ハンドル１２、１３を回転すれば、
ステージ１４はそれぞれ紙面に垂直な方向（Ｘ方向）及
びＹ方向に移動する。ハンドル１２、１３によりステー
ジ１４のＸ及びＹ方向の位置を微調整することができ
る。
ステージ１４はそれぞれ紙面に垂直な方向（Ｘ方向）及
びＹ方向に移動する。ハンドル１２、１３によりステー
ジ１４のＸ及びＹ方向の位置を微調整することができ
る。
【００３３】ＳＲ光２を加工対象物４に照射しつつステ
ッピングモータでハンドル１１を回転すると、加工対象
物４がＺ方向に移動し、比較的大きな面積を容易に加工
することができる。光子密度が３×１０15フォトン／ｓ
・ｍｍ2 のとき、Ｚ方向の移動速度を５×１０-2ｍｍ／
ｓ程度とすることにより良好に微細加工することができ
た。
ッピングモータでハンドル１１を回転すると、加工対象
物４がＺ方向に移動し、比較的大きな面積を容易に加工
することができる。光子密度が３×１０15フォトン／ｓ
・ｍｍ2 のとき、Ｚ方向の移動速度を５×１０-2ｍｍ／
ｓ程度とすることにより良好に微細加工することができ
た。
【００３４】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＴＦＥ系ポリマーを微細に加工することができる。ま
た、大面積の加工、アスペクト比の大きな凹部の形成も
容易に行うことができる。微細加工したＴＦＥ系ポリマ
ーを使用して、生化学用のマイクロマシンを作製するこ
とが可能になる。
ＴＦＥ系ポリマーを微細に加工することができる。ま
た、大面積の加工、アスペクト比の大きな凹部の形成も
容易に行うことができる。微細加工したＴＦＥ系ポリマ
ーを使用して、生化学用のマイクロマシンを作製するこ
とが可能になる。
【図１】本発明の実施例によりＴＦＥ系ポリマーを加工
する時の、放射光、マスク及び加工対象物の配置を示す
斜視図である。
する時の、放射光、マスク及び加工対象物の配置を示す
斜視図である。
【図２】放射光のエネルギに関するＰＴＦＥの吸収係数
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図３】実施例による方法でＰＴＦＥを加工したときの
加工部の拡大写真をスケッチした図である。
加工部の拡大写真をスケッチした図である。
【図４】アスペクト比の定義を説明するための加工部の
断面図である。
断面図である。
【図５】放射光の光子密度を低くしてＰＴＦＥを加工し
たときの加工部の拡大写真をスケッチした図である。
たときの加工部の拡大写真をスケッチした図である。
【図６】加工対象物を移動させる駆動機構の側面図であ
る。
る。
１ 電子軌道 ２ ＳＲ光 ３ マスク ４ 加工対象物 ５ 光軸 １０ 駆動機構 １１、１２、１３ ハンドル １４ ステージ ２０ 加工対象物 ２１ 凹部 ２２ 仮想的な凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−182758（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−148369（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−269024（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−247377（ＪＰ，Ａ) 「岩波理化学辞典 第３版」（昭46− 12−５）、岩波書店 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29C 59/00 - 59/18 C08J 7/00 - 7/18
Claims (5)
- 【請求項１】 放射光を、ポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオ
ロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、及びテトラフルオロ
エチレン−ペルフルオロビニルエーテル共重合体（ＰＦ
Ａ）からなる群より選ばれた１つの加工対象材料の加工
方法であって、 前記加工対象材料で形成された部分を含む加工対象物を
準備する工程と、 前記放射光を実質的に透過させる領域と、実質的に透過
させない領域がパターニングされたマスクを準備する工
程と、 少なくとも波長１６０ｎｍの紫外線を含む放射光を、前
記マスクを介して前記加工対象物の表面に照射し、該放
射光の照射された領域に凹部もしくは貫通孔を形成する
工程とを含む加工方法。 - 【請求項２】 前記放射光を照射する工程は、前記加工
対象物の表面で光子密度が３×１０１５フォトン／ｓ・
ｍｍ２以上となる放射光を照射する請求項１記載の加工
方法。 - 【請求項３】 前記放射光を照射する工程は、前記マス
クと前記加工対象物の表面との間に厚さ０．３〜０．５
ｍｍの間隙ができるように前記マスクを配置して放射光
を照射する請求項１または２記載の加工方法。 - 【請求項４】 前記放射光の光軸に垂直な断面は、一方
向に長く、 前記放射光を照射する工程は、前記加工対象物に放射光
を照射しつつ、前記加工対象物及び前記マスクをその相
対位置を保ったまま、前記放射光の光軸に垂直でかつ前
記一方向と交わる方向に移動する請求項１〜３のいずれ
かに記載の加工方法。 - 【請求項５】 平坦面に最小幅が２０〜５０μｍの平面
形状を有する微細加工部が形成され、ポリテトラフルオ
ロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘ
キサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、及びテト
ラフルオロエチレン−ペルフルオロビニルエーテル共重
合体（ＰＦＡ）からなる群より選ばれた１つの材料から
なる領域を含む部材であって、 前記平坦面の法線方向に関する該微細加工部の寸法は５
０μｍ以上であり、該微細加工部の前記平坦面に平行な
断面は、形状及び大きさが前記平坦面の法線方向の位置
によらずほぼ等しい部材。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32754594A JP2922126B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | Ｔｆｅ系ポリマーの微細加工方法及び微細加工した部材 |
| US08/578,960 US5730924A (en) | 1994-12-28 | 1995-12-27 | Micromachining of polytetrafluoroethylene using radiation |
| DE19549052A DE19549052C2 (de) | 1994-12-28 | 1995-12-28 | Mikrobearbeitung von Polytetrafluoräthylen unter Verwendung von Synchrotronstrahlung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32754594A JP2922126B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | Ｔｆｅ系ポリマーの微細加工方法及び微細加工した部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08183106A JPH08183106A (ja) | 1996-07-16 |
| JP2922126B2 true JP2922126B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=18200276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32754594A Expired - Fee Related JP2922126B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | Ｔｆｅ系ポリマーの微細加工方法及び微細加工した部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2922126B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6379773B1 (en) * | 1998-06-16 | 2002-04-30 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Micro structure and its manufacture method |
| KR100526053B1 (ko) * | 2002-11-15 | 2005-11-03 | 주식회사 미뉴타텍 | 비결정성 불소 수지를 이용한 주형 및 그 제조 방법 |
| JP4887015B2 (ja) * | 2005-09-06 | 2012-02-29 | 独立行政法人理化学研究所 | 紫外光透過性高分子材料のエッチング方法 |
| JP2007088288A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 回路基板、その製造方法及び多層回路基板 |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP32754594A patent/JP2922126B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「岩波理化学辞典 第３版」（昭４６−１２−５）、岩波書店 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08183106A (ja) | 1996-07-16 |
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