JP3223290B2 - Micro rotating body and manufacturing method thereof - Google Patents

Micro rotating body and manufacturing method thereof

Info

Publication number
JP3223290B2
JP3223290B2 JP32384092A JP32384092A JP3223290B2 JP 3223290 B2 JP3223290 B2 JP 3223290B2 JP 32384092 A JP32384092 A JP 32384092A JP 32384092 A JP32384092 A JP 32384092A JP 3223290 B2 JP3223290 B2 JP 3223290B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
micro
rotator
substrate
rotating body
etching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP32384092A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06148560A (en
Inventor
宏生 浮田
栄治 日暮
秀尚 田中
脩 大口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP32384092A priority Critical patent/JP3223290B2/en
Publication of JPH06148560A publication Critical patent/JPH06148560A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3223290B2 publication Critical patent/JP3223290B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Micromachines (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、光圧により回転駆動
するマイクロ回転体およびその製造方法に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micro rotating body driven to rotate by light pressure and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】光圧を利用した微小物体操作は、これま
でラテックス球や細胞,微生物などを対象として、空中
や液中で行われてきた。微小物体はレーザ光があたるこ
とにより光圧を受ける。すなわち、微小物体とその微小
物体が存在する媒質との屈折率の差によって、照射した
レーザ光の屈折と反射が起こる際、この屈折と反射が起
こる光の場の運動量変化が微小物体の力学的な運動量と
して伝達され、レーザ光がこの微小物体に与える力(光
圧)が発生する。図16は、レーザ光が照射される球形
の微小物体に加わる光圧を示す断面図であり、1iは球
形の微小物体、8はレーザ光、9はレーザ光8を集光す
るレンズ、9aはレンズ9により集光されるレーザ光8
の焦点である。
2. Description of the Related Art Micro-object manipulation using light pressure has been performed in the air or in liquid for latex spheres, cells, microorganisms, and the like. The minute object receives light pressure by being irradiated with the laser light. In other words, when the refraction and reflection of the irradiated laser beam occur due to the difference in the refractive index between the micro object and the medium in which the micro object exists, the change in the momentum of the light field where the refraction and reflection occurs is caused by the dynamics of the micro object. The momentum is transmitted as a large amount of momentum, and a force (light pressure) generated by the laser light on the minute object is generated. FIG. 16 is a cross-sectional view showing light pressure applied to a spherical minute object irradiated with laser light, where 1 i is a spherical minute object, 8 is a laser beam, 9 is a lens for condensing the laser beam 8, and 9 a is a lens. Laser light 8 focused by lens 9
Is the focus.

【0003】光の場におかれた球形の微小物体1i、す
なわちレーザ光8が照射されている領域におかれた球形
の微小物体1iは、図16に示すように、この球形の微
小物体1iの屈折率が周囲の媒質の屈折率より大きい場
合には光強度が最大であるところ、すなわち焦点付近に
引き寄せられる。レーザ光8の光8a,8bは焦点9a
を通過して球形の微小物体1iに入射し、屈折して通過
していき、それぞれ光圧を発生する。これらの光圧を全
て合計すると、この光圧を合計したことによる力(光ト
ラップ力)は、球形の微小物体1iを焦点9aの方に近
づけるように働く。その逆に屈折率が小さい場合には、
光強度が最大であるところより押し退けられる力を受け
る。
As shown in FIG. 16, a spherical minute object 1i placed in a light field, that is, a spherical minute object 1i placed in an area irradiated with a laser beam 8 is turned into a spherical minute object 1i. Is larger than the refractive index of the surrounding medium, it is drawn to the place where the light intensity is maximum, that is, near the focal point. Lights 8a and 8b of the laser light 8 are focused at 9a.
And enters the spherical minute object 1i, refracts and passes, and generates light pressure. When all of these light pressures are summed, the force (light trapping force) due to the sum of the light pressures acts to bring the spherical minute object 1i closer to the focal point 9a. Conversely, if the refractive index is small,
It receives the force to be pushed away from where the light intensity is maximum.

【0004】このような光圧による微小物体操作の中
で、回転駆動に関する報告には、以下に示す文献があ
る。 文献1「杉浦,河田,南:円偏光レーザビームを用いた
顕微鏡下での粒子の回転操作,分光研究,39,pp.
342−346(1990).」 文献2「S.Sato,M.Ishigure and
H.Inaba:”Optical traping
and rotation manipulatio
n of microscopic particle
s and biological cells us
ing highr−order mode Nd:Y
AG laser beams”,Elecrton
Lett.,27,pp.1831−1832(199
1).」 文献3「笹木,越岡,三澤,喜多村,増原:レーザ操作
マイクロマニプレーション III.微小構造物の組立と駆
動,秋期応用物理学会講演予稿集,9P−zP−7,8
41(1991).」 文献4「佐藤,石塚,稲場:光マイクロモータの提案と
基礎実験,秋期応用物理学会講演予稿集,16a−N−
10,774 (1992).」
[0004] Among such small object manipulations by light pressure, there are the following documents in reports on rotational driving. Reference 1 “Sugiura, Kawata, Minami: Rotational operation of particles under a microscope using a circularly polarized laser beam, spectroscopic research, 39, pp.
342-346 (1990). Reference 2 "S. Sato, M. Ishigure and
H. Inaba: "Optical trapping
and rotation manipulatio
n of microscopic particles
s and biological cells
ing high-order mode Nd: Y
AG laser beams ”, Electrton
Lett. , 27, pp. 1831-1832 (199
1). Reference 3 "Sasaki, Koshioka, Misawa, Kitamura, Masuhara: Laser Manipulation Micromanipulation III. Assembly and Driving of Small Structures, Proceedings of Autumn Society of Applied Physics, 9P-zP-7, 8
41 (1991). Reference 4 “Sato, Ishizuka, Inaba: Proposal and Basic Experiment of Optical Micromotor, Proceedings of the Fall Meeting of Japan Society of Applied Physics, 16a-N-
10,774 (1992). "

【0005】文献1では、図17に示す機器構成で、水
に分散させたラテックス粒子を円偏光した光の持つ角運
動量で連続回転させることが記載されている。図17に
おいて、171は試料(微小物体)が載置されているス
ライドガラス、172はレーザ光を発振するArレー
ザ、173はArレーザ172から出射したレーザ光を
反射するミラー、174はミラー174を反射したレー
ザ光を集光するレンズ、175はレーザ光をカットする
フィルタ、176はカメラ、177はカメラ176で撮
影した映像を記録するVTR、178は撮影した映像を
確認するモニタ、179は映像をカメラ176に結像す
るリレーレンズである。この文献1によれば、Arレー
ザ172から出射したレーザ光をスライドガラス171
上の微小物体(試料)に照射することで、非接触で遠隔
操作によりラテックス粒子からなる微小物体を回転駆動
できる。しかし、この状態をカメラ176で撮影して観
察した結果、微小物体が1回転に要する時間は数10秒
から数10分と極めて遅い。
Document 1 describes that the latex particles dispersed in water are continuously rotated with the angular momentum of circularly polarized light with the equipment configuration shown in FIG. In FIG. 17, reference numeral 171 denotes a slide glass on which a sample (a minute object) is placed; 172, an Ar laser that oscillates laser light; 173, a mirror that reflects the laser light emitted from the Ar laser 172; A lens for condensing the reflected laser light, 175 is a filter for cutting off the laser light, 176 is a camera, 177 is a VTR for recording the video captured by the camera 176, 178 is a monitor for checking the captured video, and 179 is a video monitor. The relay lens forms an image on the camera 176. According to the document 1, the laser light emitted from the Ar laser 172 is transmitted to the slide glass 171.
By irradiating the above minute object (sample), the minute object composed of latex particles can be driven to rotate by remote control without contact. However, as a result of photographing and observing this state with the camera 176, the time required for one rotation of the minute object is extremely slow, from several tens of seconds to several tens of minutes.

【0006】文献2では、高次横モード光の急峻な光強
度分布で赤血球をトラップし、レーザ光の回転に追従し
て赤血球を回転させることが記載されているが、1回転
の所要時間は10秒程度である。文献3では、2つのレ
ーザ光の一方で棒状物体を固定(トラップ)し、もう一
方のレーザ光を回転して、物体を回転させていることが
記載されている文献4では、LiNbO3 やKTiO
PO4 から構成される微小物体の中で、比較的偏平に近
いものがレーザ光を照射しただけで高速回転するという
報告が記載されている。ただし、どのような形状が光圧
に対して有効なのかは、その製造方法を含めて記載され
ていない。
Document 2 describes that red blood cells are trapped with a steep light intensity distribution of higher-order transverse mode light, and the red blood cells are rotated following the rotation of the laser light. It is about 10 seconds. Literature 3 describes that one of two laser beams fixes (traps) a rod-shaped object, and the other laser beam is rotated to rotate the object . In Literature 4, LiNbO 3 and KTiO
There is a report that among relatively small flat objects composed of PO 4 , a relatively flat object rotates at high speed only by irradiating a laser beam. However, what shape is effective against light pressure is not described, including its manufacturing method.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上示したように、従
来では、光圧による微小物体の回転は、回転速度が極め
て遅いという問題があり、また、回転に適した微小物体
の形状,およびその製造方法などが不明であった。
As described above, conventionally, the rotation of a minute object by light pressure has a problem that the rotation speed is extremely slow. In addition, the shape of the minute object suitable for rotation and the shape of the minute object are very small. The manufacturing method was unknown.

【0008】この発明は、以上のような問題点を解消す
るために成されたものであり、レーザ光などを照射した
ときにより高速に回転することができるマイクロ回転体
を得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to obtain a micro rotator capable of rotating at a higher speed when irradiated with a laser beam or the like. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明のマイクロ回転
体は、支柱の側面にパドルを装着し、マイクロ回転体の
軸に平行な対称面が存在しないようにし、かつ支柱の軸
に垂直に切った支柱およびパドルの断面形状が、切った
場所によらず各々一定であるようにすることを特徴とす
る。またこの発明のマイクロ回転体の製造方法は、基板
上に形成した膜をマイクロ回転体の形状に加工し、基板
を選択的エッチングして加工されたマイクロ回転体を基
板より剥離し、このマイクロ回転体を濾過により取り出
すことを特徴とする。そして、このマイクロ回転体の製
造方法は、基板上に異なる性質の膜2種類以上を交互に
形成してマイクロ回転体の形状に加工し、これを等方的
にエッチングし、そして、基板を選択的エッチングして
加工されたマイクロ回転体を基板より剥離し、このマイ
クロ回転体を濾過により取り出すことを特徴とする
According to the present invention, there is provided a micro rotating body having a paddle mounted on a side surface of a column so that there is no plane of symmetry parallel to the axis of the micro rotating body , and an axis of the column.
The cross-section of the struts and paddles cut perpendicular to the
It is characterized in that it is constant regardless of the location . Further, the method of manufacturing a micro rotating body according to the present invention is characterized in that the film formed on the substrate is processed into the shape of the micro rotating body, the substrate is selectively etched, and the processed micro rotating body is peeled off from the substrate. The body is removed by filtration. In this method of manufacturing a micro rotating body, two or more kinds of films having different properties are alternately formed on a substrate, processed into a shape of a micro rotating body, isotropically etched, and a substrate is selected. The micro-rotator processed by the selective etching is peeled from the substrate, and the micro-rotator is taken out by filtration .

【0010】[0010]

【作用】この発明のマイクロ回転体は、光が照射される
とその光の焦点近くにトラップされる。一方、光が照射
されることにより発生する光圧の総和は0にならず、パ
ドルに発生する回転方向の力(回転力)により回転す
る。また、この発明のマイクロ回転体の製造方法では、
μm単位の小さいマイクロ回転体を形成する。そして、
この発明のマイクロ回転体の製造方法は、円錐形状のマ
イクロ回転体を形成し、またその周面に溝を形成する。
When the micro rotator of the present invention is irradiated with light, it is trapped near the focal point of the light. On the other hand, the sum of the light pressures generated by light irradiation does not become zero, and the paddles are rotated by the rotational force (rotational force) generated in the paddles. In the method for manufacturing a micro rotating body according to the present invention,
Form a micro-rotary body as small as μm. And
According to the method of manufacturing a micro rotator of the present invention, a micro rotator having a conical shape is formed, and a groove is formed on a peripheral surface thereof.

【0011】[0011]

【実施例】(実施例1)以下、この発明に1実施例を図
を参照して説明する。図1は、この発明の1実施例であ
るマイクロ回転体の形状を示す図であり、(a)は斜視
図,(b)は正面図,(c)は平面図である。1はマイ
クロ回転体、2は断面が半円のマイクロ回転体1のパド
ル、3は円柱状のマイクロ回転体1の支柱である。ま
た、図1(d),(e),(f),(g)は光圧による
マイクロ回転体1の回転状態を示しており、8は図示し
ていないレンズにより集光されているレーザ光、9aは
その焦点である。そして、図1(d),(e)はパドル
2が2個の場合を示し、図1(f),(g)はパドル2
が4個の場合を示している。
(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1A and 1B are views showing the shape of a micro rotating body according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a perspective view, FIG. 1B is a front view, and FIG. 1C is a plan view. 1 is a micro rotating body, 2 is a paddle of the micro rotating body 1 having a semicircular cross section, and 3 is a column of the micro rotating body 1 having a columnar shape. 1 (d), (e), (f), and (g) show the rotation state of the micro-rotator 1 due to light pressure, and reference numeral 8 denotes a laser beam focused by a lens (not shown). , 9a is the focus. FIGS. 1D and 1E show the case where two paddles 2 are provided, and FIGS. 1F and 1G show the case where the paddles 2 are provided.
Are four.

【0012】マイクロ回転体1をこのような構成にする
と、レーザ光8を照射された支柱3は、回転対称軸を持
つ円柱形状なので、上部がレーザ光8の焦点9aに位置
するようにトラップされ、マイクロ回転体1の回転軸
(中心軸)とレーザ光8の光軸とが平行になる。一方、
支柱3の側面に形成されているパドル2は、回転軸方向
に対して非対称なので、支柱3がレーザ光の焦点にトラ
ップされた場合、焦点から広がるレーザ光に照射される
パドル2にかかる光圧を総和すると0にはならない。す
なわち、パドル2の円弧曲面の面積の方が、対向する平
面の面積より広いので、パドル2の円弧曲面にかかる光
圧の総和は、対向する平面にかかる光圧の総和より大き
く、したがってパドル2の円弧曲面の向きに回転力が発
生し、これによりマイクロ回転体1は回転することにな
る。
When the micro rotator 1 is configured as described above, the column 3 irradiated with the laser beam 8 has a cylindrical shape having a rotationally symmetric axis, and is trapped so that the upper portion is located at the focal point 9a of the laser beam 8. The rotation axis (center axis) of the micro-rotator 1 is parallel to the optical axis of the laser beam 8. on the other hand,
Since the paddle 2 formed on the side surface of the column 3 is asymmetric with respect to the rotation axis direction, when the column 3 is trapped at the focal point of the laser beam, the light pressure applied to the paddle 2 irradiated with the laser beam expanding from the focal point. Do not add up to zero. That is, since the area of the arcuate curved surface of the paddle 2 is larger than the area of the opposing plane, the sum of the light pressures applied to the arcuate curved surface of the paddle 2 is larger than the sum of the light pressures applied to the opposing planes. , A rotating force is generated in the direction of the arcuate curved surface of the micro-rotating body 1.

【0013】図2は、マイクロ回転体1を回転させるた
めにレーザ光8を照射するための装置を示す構成図であ
る同図において、4は液体、5はスライドガラス、6は
カバーガラス、7はステージ、8cは波長1.064μ
mのレーザを発振するYAGレーザ、9は対物レンズ、
10は波長1.064μmの光を反射するダイクロイッ
クミラー、11は波長1.064μmの光を遮断するフ
ィルタ、12はマイクロ回転体1の動作を観察するため
に必要な照明である。また、13はCCDカメラ、14
はCCDカメラ1により撮影した映像を記録するVT
R、15はVTR14で記録している映像を確認するモ
ニタ、16は対物レンズ9,ダイクロイックミラー1
0,フィルタ11を通過してきたマイクロ回転体1が動
作している映像をCCDカメラ13に結像するためのリ
レーレンズである。
FIG. 2 is a block diagram showing a device for irradiating a laser beam 8 to rotate the micro-rotator 1. In FIG. 2, reference numeral 4 denotes a liquid, 5 denotes a slide glass, 6 denotes a cover glass, and 7 denotes a cover glass. Is a stage, 8c is a wavelength of 1.064μ.
m, a YAG laser that oscillates a laser of m, 9 is an objective lens,
Reference numeral 10 denotes a dichroic mirror that reflects light having a wavelength of 1.064 μm, 11 denotes a filter that blocks light having a wavelength of 1.064 μm, and 12 denotes illumination necessary for observing the operation of the microrotator 1. 13 is a CCD camera, 14
VT for recording video captured by the CCD camera 1 3
R and 15 are monitors for confirming images recorded by the VTR 14, 16 is an objective lens 9, and a dichroic mirror 1
0, a relay lens for forming an image on the CCD camera 13 of an image in which the micro rotator 1 that has passed through the filter 11 is operating.

【0014】図2に示すような装置により、液体4の中
のマイクロ回転体1にレーザ光8を照射し、この状態を
モニタ15で確認したところ、マイクロ回転体1が約数
百rpmで回転していた。なお、マイクロ回転体1の下
からレーザ光8を照射し、レザー光8の焦点9aをマイ
クロ回転体1の上に位置するようにすれば、光圧により
マクロ回転体1を持ち上げることができ、前述のように
液体中でなく、空中や真空中でマイクロ回転体1を回転
させることも可能である。ただしこの場合、液体中では
存在した浮力がなくなるので、これに相当する分だけレ
ーザ光8の出力を増加する必要がある。
The micro rotary body 1 in the liquid 4 is irradiated with the laser beam 8 by the apparatus as shown in FIG. 2, and the state of the micro rotary body 1 is confirmed by the monitor 15. The micro rotary body 1 is rotated at about several hundred rpm. Was. By irradiating the laser beam 8 from below the micro rotator 1 so that the focal point 9a of the laser beam 8 is located above the micro rotator 1, the macro rotator 1 can be lifted by light pressure. As described above, it is also possible to rotate the micro rotator 1 in the air or in a vacuum, not in a liquid. However, in this case, since the buoyancy existing in the liquid is lost, it is necessary to increase the output of the laser beam 8 by a corresponding amount.

【0015】次に、このマイクロ回転体1の製造方法を
説明する。図3は実施例1のマイクロ回転体1の製造方
法を説明するための説明図であり、31はGaAsから
なる基板、32はマイクロ回転体1の材料となるSiO
2膜である。まず、図3(a)に示すように、基板31
上にCVD法によりSiO2 を堆積させSiO2 膜32
を形成する。次いで、この上にフォトリソグラフィによ
りマイクロ回転体1(図1)の断面形状の穴を形成した
レジストマスクを形成し、この上にイオンビームスパッ
タにより膜厚が約0.1μmのクロム膜を形成し、これ
をアセトンに浸漬してリフトオフし、図3(b)に示す
ように、クロムパターン33を形成する。この製造にお
いては、μmオーダーの精度が要求されるので、金属の
クロムパターン33をマスクとして使用することによ
り、寸法精度を保つことが可能となる。
Next, a method for manufacturing the micro rotator 1 will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a method of manufacturing the micro-rotator 1 according to the first embodiment. Reference numeral 31 denotes a substrate made of GaAs, and 32 denotes SiO which is a material of the micro-rotator 1.
Two films. First, as shown in FIG.
SiO 2 is deposited thereon by the CVD method to form a SiO 2 film 32.
To form Next, a resist mask having a cross-sectional hole of the micro-rotator 1 (FIG. 1) is formed thereon by photolithography, and a chromium film having a thickness of about 0.1 μm is formed thereon by ion beam sputtering. This is immersed in acetone and lifted off to form a chromium pattern 33 as shown in FIG. In this manufacturing, since accuracy on the order of μm is required, dimensional accuracy can be maintained by using the metal chromium pattern 33 as a mask.

【0016】次いで、このクロムパターン33をマスク
とし、反応ガスとしてフッ素系ガスを用いた反応性イオ
ンビームエッチングでSiO2 膜32を基板31表面が
現れるまでエッチングする。この後、クロムパターン3
3を除去して、図3(c)に示すように、SiO2パタ
ーン32aを得る。次に、SiO2 パターン32aを形
成した基板31を硫酸,過酸化水素の水溶液からなるビ
ーカ34中のエッチング液35の中に浸漬し、GaAs
からなる基板1を溶解することにより、SiO2 パター
ン32aを基板31より剥離させる。このときSiO2
パターン32aは、硫酸,過酸化水素水溶液からなるエ
ッチング液35には溶けない。そして、このSiO2
ターン32aが遊離拡散したエッチング液を、SiO2
パターン32aより細かい目を持つ濾紙36で濾過し、
濾紙36上に濾過されて残ったSiO2 パターン32a
を回収すれば良く、このSiO2 パターン32aが図1
に示すマイクロ回転体1となる。
Next, using the chromium pattern 33 as a mask, the SiO 2 film 32 is etched by reactive ion beam etching using a fluorine-based gas as a reactive gas until the surface of the substrate 31 appears. After this, chrome pattern 3
3 is removed to obtain an SiO 2 pattern 32a as shown in FIG. Next, the substrate 31 on which the SiO 2 pattern 32a is formed is immersed in an etching solution 35 in a beaker 34 made of an aqueous solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and GaAs is formed.
By dissolving the substrate 1 made of, the SiO 2 pattern 32a is separated from the substrate 31. At this time, SiO 2
The pattern 32a does not dissolve in the etching solution 35 composed of sulfuric acid and an aqueous solution of hydrogen peroxide. Then, the etching solution in which the SiO 2 pattern 32a is freely diffused is added to the SiO 2 pattern.
Filter with a filter paper 36 having finer eyes than the pattern 32a,
SiO 2 pattern 32a remaining after being filtered on filter paper 36
The SiO 2 pattern 32a can be recovered as shown in FIG.
The micro rotator 1 shown in FIG.

【0017】(実施例2)図4は、この発明の第2の実
施例であるマイクロ回転体の形状を示す図であり、
(a)は斜視図,(b)は正面図,(c)は平面図であ
り、1aはマイクロ回転体、2aはマイクロ回転体1a
の角柱状のパドル、3aはマイクロ回転体1aの角柱状
の支柱である。この実施例2においては、実施例1とは
異なり、矩形により構成されているので、製造する上で
クロムによるマスクパタンが作製し易く、また、支柱3
とパドル2との接続部も高い強度を持つ。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a view showing the shape of a micro rotating body according to a second embodiment of the present invention.
(A) is a perspective view, (b) is a front view, (c) is a plan view, 1a is a micro rotating body, 2a is a micro rotating body 1a.
Is a prism-shaped paddle, and 3a is a prism-shaped support of the micro-rotating body 1a. In the second embodiment, unlike the first embodiment, a rectangular chromium mask pattern is used.
The connection between the paddle 2 and the paddle 2 also has high strength.

【0018】ところで、この実施例2においても、マイ
クロ回転体1aが回転する原理は、実施例1のマイクロ
回転体1と同様である。図4aに示すように、マイクロ
回転体1aの上面のP点より入射するレーザ光は、P点
で屈折してマイクロ回転体1a内部に進入し、側面のQ
点で屈折して外部にでるが、このときP点およびQ点に
おいて光圧Fが発生する。例えばQ点における光圧F
は、Q点にくる光とQ点からでる光との2つの線分によ
り決定される面上で、かつ、マイクロ回転体1aのQ点
のある面の外側に向いている。
Incidentally, also in the second embodiment, the principle of rotation of the micro rotator 1a is the same as that of the micro rotator 1 of the first embodiment. As shown in FIG. 4A, a laser beam incident from point P on the upper surface of the micro rotator 1a is refracted at point P and enters the inside of the micro rotator 1a, and Q on the side surface.
The light is refracted at the point and goes outside. At this time, light pressure F is generated at the points P and Q. For example, light pressure F at point Q
Is directed on the plane determined by the two line segments of the light coming to the point Q and the light coming from the point Q, and facing the outside of the plane where the point Q of the microrotator 1a is located.

【0019】このように、レーザ光8が通過したことに
より発生した光圧を、マイクロ回転体1aの上面から見
た状態を示したのが図4(d)である。図4(d)では
光圧Fの方向を簡略化して記載してあるが、同図から明
らかなように、領域41の部分の光圧Fを打ち消す光圧
Fがなく、すなわち、マイクロ回転体1aの側面に加わ
る光圧Fの総和は、0にはならず、これによりマイクロ
回転体1aは中心42を中心として左回りに回転する。
FIG. 4D shows the light pressure generated by the passage of the laser beam 8 as viewed from the upper surface of the micro-rotator 1a. In FIG. 4D, the direction of the light pressure F is described in a simplified manner, but as is clear from FIG. 4D, there is no light pressure F that cancels out the light pressure F in the region 41, that is, the micro rotator The sum of the light pressures F applied to the side surfaces of 1a does not become 0, whereby the micro rotator 1a rotates counterclockwise about the center 42.

【0020】(実施例3)図5は、この発明の第3の実
施例であるマイクロ回転体の形状を示す図であり、
(a)は斜視図,(b)は正面図,(c)は平面図であ
り、1bは正四角柱の側面に三角柱をつけた形状のマイ
クロ回転体、2bはマイクロ回転体1bの三角柱形状の
パドル、3bはマイクロ回転体1bの角柱形状の支柱で
ある。この実施例のマイクロ回転体1bも、上記実施例
と同様であり、レーザ光が照射されることによりマイク
ロ回転体1bの側面に発生する光圧の総和は0にならな
い。図5(d)の平面図に示すように、パドル2bの面
積の大きい側面51a,51bそれぞれにかかる光圧の
総和は、マイクロ回転体1bの上面の中心を通る直線5
2と角度を成しており、側面51aにかかる光圧の総和
と側面51bにかかる光圧の総和は打ち消し合うことは
なく、このため、マイクロ回転体1bには左回りに回転
する力が加わることになる。
(Embodiment 3) FIG. 5 is a view showing a shape of a micro rotating body according to a third embodiment of the present invention.
(A) is a perspective view, (b) is a front view, and (c) is a plan view. 1b is a micro-rotating body having a triangular prism attached to the side surface of a square prism, and 2b is a triangular prism-shaped micro-rotating body 1b. The paddles 3b are prism-shaped pillars of the micro rotating body 1b. The micro rotator 1b of this embodiment is also the same as the above embodiment, and the sum of the light pressures generated on the side surfaces of the micro rotator 1b by irradiating the laser beam does not become zero. As shown in the plan view of FIG. 5D, the sum of the light pressures applied to the side surfaces 51a and 51b having a large area of the paddle 2b is represented by a straight line 5 passing through the center of the upper surface of the micro rotator 1b.
2, and the sum of the light pressure applied to the side surface 51a and the sum of the light pressure applied to the side surface 51b do not cancel each other, and therefore, a force that rotates counterclockwise is applied to the micro rotator 1b. Will be.

【0021】(実施例4)なお、上記実施例ではマイク
ロ回転体の支柱とパドルとが同じ長さであったがこれに
限るものではない。図6はこの発明の第4に実施例であ
るマイクロ回転体の形状を示す図であり、(a)は斜視
図,(b)は正面図,(c)は平面図である。同図にお
いて、1cは実施例4のマイクロ回転体、2cはマイク
ロ回転体1cのパドル、3cはマイクロ回転体1cの支
柱である。この実施例4のマイクロ回転体1cは、図6
に示すように、パドル2cが支柱3cより短く支柱の先
端より奥に装着されていることが特徴である。このよう
に構成することにより、レーザ光が照射されて発生する
光圧による回転に寄与する回転力の発生領域とトラップ
点との距離が、前記実施例1〜3より離れることにな
る。
(Embodiment 4) In the above embodiment, the column and the paddle of the micro rotary body have the same length, but the present invention is not limited to this. FIGS. 6A and 6B are views showing the shape of a micro rotating body according to a fourth embodiment of the present invention, wherein FIG. 6A is a perspective view, FIG. 6B is a front view, and FIG. In the figure, reference numeral 1c denotes a micro rotator of the fourth embodiment, 2c denotes a paddle of the micro rotator 1c, and 3c denotes a column of the micro rotator 1c. The micro rotator 1c of the fourth embodiment is similar to the micro rotator 1c shown in FIG.
As shown in (1), the paddle 2c is shorter than the support 3c, and is mounted deeper than the tip of the support. With this configuration, the distance between the generation region of the rotational force contributing to the rotation by the light pressure generated by the irradiation of the laser beam and the trap point is longer than in the first to third embodiments.

【0022】レーザ光がマイクロ回転体をトラップする
力は、照射されるレーザ光の焦点に近い位置ほど大きく
なる。一方、パドルに発生する回転力はこの焦点位置よ
りある程度はなれた方が大きくなる。この実施例4のマ
イクロ回転体1cは、実施例1〜3のマイクロ回転体1
〜1bに比較して、レーザ光の光軸方向の焦点より離れ
た、回転力が大きい領域にパドル2cを配置させること
ができる。なお、この実施例においても、パドル2cの
形状は半円柱に限るものではなく、図に示すように、
角柱や三角柱であっても良い。また、支柱3cにおいて
もその形状が円柱に限るものではなく、図7に示すよう
に角柱であってもよい。
The force with which the laser beam traps the microrotating body increases as the position is closer to the focal point of the laser beam to be irradiated. On the other hand, the rotational force generated in the paddle becomes larger when it is separated to some extent from this focal position. The micro rotator 1c of the fourth embodiment is different from the micro rotator 1 of the first to third embodiments.
1b, the paddle 2c can be disposed in a region where the rotational force is large, away from the focal point of the laser beam in the optical axis direction. Also in this embodiment, the shape of the paddle 2c is not limited to semi-cylindrical, as shown in FIG. 7,
It may be a prism or a triangular prism. Further, the shape of the support 3c is not limited to a cylinder, but may be a prism as shown in FIG.

【0023】次に、この実施例4のマイクロ回転体1c
の製造方法を説明する。図8は、実施例4のマイクロ回
転体1cの製造方法を説明するための説明図であり、7
1は石英からなる基板、72はマイクロ回転体の材料と
なる窒化シリコンからなる窒化シリコン膜、73はクロ
ムからなる第1のクロムパタンである。以下、マイクロ
回転体1cの製造方法を説明する。まず、図8(a)に
示すように、基板71上に膜厚10μmの窒化シリコン
膜72を、イオンビームスパッタにより堆積して形成す
る。次に、この上にスパッタなどによりクロム膜を形成
し、このクロム膜をフォトリソグラフィとリフトオフに
より加工して、図8(b)に示すように、第1のクロム
パタン73を形成する。この第1のクロムパタン73の
平面形状は、図6()に示す、支柱3cの断面形状で
あり、すなわち円形である。
Next, the micro rotator 1c of the fourth embodiment
Will be described. FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a method of manufacturing the micro rotator 1c according to the fourth embodiment.
1 is a substrate made of quartz, 72 is a silicon nitride film made of silicon nitride which is a material of a micro-rotator, and 73 is a first chromium pattern made of chromium. Hereinafter, a method for manufacturing the micro rotator 1c will be described. First, as shown in FIG. 8A, a 10 μm-thick silicon nitride film 72 is formed on a substrate 71 by ion beam sputtering. Next, a chromium film is formed thereon by sputtering or the like, and the chromium film is processed by photolithography and lift-off to form a first chromium pattern 73 as shown in FIG. 8B. The planar shape of the first Kuromupatan 73, shown in FIG. 6 (c), the a cross-sectional shape of the strut 3c, i.e. circular.

【0024】この第1のクロムパタン73をマスクとし
て、反応ガスにフッ素系ガスを用いた反応性イオンビー
ムエッチングにより、窒化シリコン膜72を約5μmエ
ッチングする。次に、この上に再びクロム膜を形成し
て、フォトリソグラフィとリフトオフにより、図8
(c)に示すように、第2のクロムパタン74を形成す
る。この第2のクロムパタン74の平面形状は、図6
)に示すような、パドル2cの断面形状であり、す
なわち半円形状である。次いで、この第2のクロムパタ
ン74と第1のクロムパタン73とをマスクとして、反
応ガスにフッ素系ガスを用いた反応性イオンビームエッ
チングにより、窒化シリコン膜72をエッチングする。
このエッチングは、基板71が露出するまで行い、窒化
シリコン回転体75を形成する。
Using the first chromium pattern 73 as a mask, the silicon nitride film 72 is etched by about 5 μm by reactive ion beam etching using a fluorine-based gas as a reaction gas. Next, a chromium film is again formed thereon, and photolithography and lift-off
As shown in (c), a second chromium pattern 74 is formed. The plan shape of the second chrome pattern 74 is shown in FIG.
The cross-sectional shape of the paddle 2c as shown in ( c ), that is, a semicircular shape. Next, using the second chromium pattern 74 and the first chromium pattern 73 as masks, the silicon nitride film 72 is etched by reactive ion beam etching using a fluorine-based gas as a reaction gas.
This etching is performed until the substrate 71 is exposed, and a silicon nitride rotating body 75 is formed.

【0025】この後、図8(d)に示すように、第1の
クロムパタン73と第2のクロムパタン74とを除去
し、この後、基板71をビーカ76中のフッ酸(HF)
とフッ化アンモニウム(FNH3 )との水溶液であるエ
ッチング液77に浸漬し、基板71を溶解させて窒化シ
リコン回転体75を基板71より分離する。そして、図
8(f)に示すように、ビーカ76中のエッチング液7
7を、窒化シリコン回転体75より目の小さい濾紙78
で濾過することにより、窒化シリコン回転体75を分離
して取り出し、窒化シリコン回転体75を回収する。以
上のようにして製造された窒化シリコン回転体75が、
マイクロ回転体1cとなる。
After that, as shown in FIG. 8D, the first chromium pattern 73 and the second chromium pattern 74 are removed, and thereafter, the substrate 71 is replaced with hydrofluoric acid (HF) in a beaker 76.
Then, the substrate 71 is dissolved in an etching solution 77 which is an aqueous solution of hydrogen fluoride and ammonium fluoride (FNH 3 ) to separate the silicon nitride rotating body 75 from the substrate 71. Then, as shown in FIG. 8F, the etching solution 7 in the beaker 76 is formed.
7 is replaced with a filter paper 78 smaller than the silicon nitride rotor 75.
Then, the silicon nitride rotator 75 is separated and taken out, and the silicon nitride rotator 75 is recovered. The silicon nitride rotating body 75 manufactured as described above is
It becomes the micro rotator 1c.

【0026】(実施例5) ところで、上記実施例4では、その製造において、マイ
クロ回転体の形状を形成するためのエッチングにおける
マスクとして使用するクロムパタンの形成を2回行わな
くてならず、工程が若干長くなるという欠点がある。
ここで、マイクロ回転体の形状を図9に示すようにすれ
ば、工程を短縮できる。図9は、この発明の第5の実施
例であるマイクロ回転体の形状を示す図であり、(a)
は斜視図,(b)は正面図,(c)は平面図であり、1
eはマイクロ回転体、2eはマイクロ回転体1eのパド
ル、3eはマイクロ回転体1eの支柱である。また、8
1はパドル2eの側面に開けられた穴であり、図9
(b)の正面図に示すB−B’断面である図9(c)に
示すように、この穴81はパドル2eを貫通していな
い。
[0026] (Example 5) Incidentally, in the fourth embodiment, in the manufacturing, is not performed twice in the formation of Kuromupatan used as a mask in the etching for forming the shape of the micro rotary body Narazu, step Has the disadvantage of being slightly longer.
Here, if the shape of the micro rotator is as shown in FIG. 9, the process can be shortened. FIG. 9 is a view showing the shape of a micro rotating body according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG.
Is a perspective view, (b) is a front view, (c) is a plan view,
e is a micro rotating body, 2e is a paddle of the micro rotating body 1e, and 3e is a column of the micro rotating body 1e. Also, 8
Reference numeral 1 denotes a hole formed in the side surface of the paddle 2e.
As shown in FIG. 9C, which is a cross section taken along the line BB ′ in the front view of FIG. 9B, the hole 81 does not penetrate the paddle 2e.

【0027】パドル2eに開けられた穴81は貫通して
いないので、このマイクロ回転体1eは、上記実施例と
同様に、面対称となる対称面は存在せず、レーザ光を照
射したときに発生する光圧の総和は0になることはな
い。したがって、前述の実施例と同様に、パドル2eに
はマイクロ回転体1eを軸A−A’を中心として左回り
に回転させる回転力が発生する。
Since the hole 81 formed in the paddle 2e does not penetrate, the micro rotator 1e has no plane of symmetry which is plane symmetric similarly to the above-described embodiment, and the micro rotator 1e is not illuminated by laser light. The sum of the generated light pressures does not become zero. Therefore, similarly to the above-described embodiment, a rotational force is generated in the paddle 2e to rotate the micro rotator 1e counterclockwise about the axis AA '.

【0028】次に、このマイクロ回転体1eの製造方法
を説明する。図10はこの実施例5のマイクロ回転体1
eの製造方法を示す説明図であり、101は石英からな
る基板、102は窒化シリコンからなる窒化シリコン膜
である。まず、図10(a)に示すように、基板101
上にイオンビームスパッタにより膜厚5μmの窒化シリ
コン膜102を形成する。次いで、フォトリソグラフィ
とリフトオフによりクロムパタン103を形成する。ク
ロムパタン103の平面形状は、図9(b)の正面図に
示すマイクロ回転体1eの正面形状と同じである。次ぎ
に、図10(c)に示すように、クロムパタン103を
マスクとして、窒化シリコン膜102を2.5μmエッ
チングする。ここで、図10(d),(e)に示すよう
に、フォトリソグラフィとエッチングによりクロムパタ
ン103の所定の位置に穴を形成する。なお、図10
(e)は図10(d)の斜視図である。
Next, a method of manufacturing the micro rotator 1e will be described. FIG. 10 shows the micro rotator 1 of the fifth embodiment.
4A and 4B are explanatory views showing a method for manufacturing the semiconductor device e, wherein 101 is a substrate made of quartz, and 102 is a silicon nitride film made of silicon nitride. First, as shown in FIG.
A 5 μm-thick silicon nitride film 102 is formed thereon by ion beam sputtering. Next, a chromium pattern 103 is formed by photolithography and lift-off. The plan shape of the chrome pattern 103 is the same as the front shape of the micro rotator 1e shown in the front view of FIG. 9B. Next, as shown in FIG. 10C, the silicon nitride film 102 is etched by 2.5 μm using the chromium pattern 103 as a mask. Here, as shown in FIGS. 10D and 10E, holes are formed at predetermined positions of the chrome pattern 103 by photolithography and etching. Note that FIG.
(E) is a perspective view of FIG. 10 (d).

【0029】そして、穴の空いたクロムパタン103a
をマスクとして窒化シリコン膜102を基板101表面
が露出するまでエッチングし、この後、クロムパタン1
03aを除去して、図10(f)に示すように、窒化シ
リコン回転体104を形成する。次いで、前記実施例の
製造方法と同様に、フッ酸(HF)とフッ化アンモニウ
ム(FNH3 )との水溶液からなるエッチング液に基板
101を浸漬することにより基板101を溶解して窒化
シリコン回転体104を剥離し、剥離した窒化シリコン
回転体104が存在するエッチング液を濾過することに
より窒化シリコン回転体104を回収する。この窒化シ
リコン回転体104が、図9に示すマイクロ回転体1e
となる。以上示したように、この実施例5のマイクロ回
転体1eは、実施例4に示すマイクロ回転体1c,1d
に比較して、同様の効果を示しながら、マスクとして利
用するクロム膜の形成が1回で済むなど製作し易いとい
う長所がある。
Then, the chrome pattern 103a having a hole is formed.
The silicon nitride film 102 is etched until the surface of the substrate 101 is exposed, using the mask as a mask.
After removing 03a, a silicon nitride rotator 104 is formed as shown in FIG. Next, the substrate 101 is dissolved in an etching solution composed of an aqueous solution of hydrofluoric acid (HF) and ammonium fluoride (FNH3) by dissolving the substrate 101 in the same manner as in the manufacturing method of the above-described embodiment. Is removed, and the silicon nitride rotator 104 is recovered by filtering the etchant in which the separated silicon nitride rotator 104 is present. This silicon nitride rotator 104 is a micro rotator 1e shown in FIG.
Becomes As described above, the micro rotator 1e of the fifth embodiment is different from the micro rotators 1c and 1d of the fourth embodiment.
In comparison with the method described above, there is an advantage in that the chromium film used as a mask can be formed only once, while exhibiting the same effect.

【0030】(実施例6)図11は、この発明の第6の
実施例を示すマイクロ回転体の形状を示す図であり、
(a)は斜視図,(b)は平面図である。図11に示す
ように、この実施例においては、上記実施例に示した支
柱とパドルとの境がない一体化した円錐状を呈し、この
マイクロ回転体1fは、その底部の一部を切除した切除
部111を有しているのが特徴である。このような形状
とすることにより、マイクロ回転体1fは、面対称とな
る面を持たず、レーザ光が照射されることにより発生す
る光圧の総和は0にはならず、図11(b)に示すよう
に、円錐の頂点を通る中心軸を中心にして左回りに回転
する回転力Fが面112に発生する。
(Embodiment 6) FIG. 11 is a view showing a shape of a micro rotating body according to a sixth embodiment of the present invention.
(A) is a perspective view, (b) is a plan view. As shown in FIG. 11, in this embodiment, the micro-rotator 1 f has an integrated conical shape without a boundary between the support and the paddle shown in the above-described embodiment, and a part of the bottom of the micro-rotator 1 f is cut off. It is characterized by having a resection part 111. With such a shape, the micro-rotator 1f does not have a plane that is plane-symmetric, and the sum of the light pressures generated by the irradiation of the laser beam does not become zero, and FIG. As shown in FIG. 7, a rotational force F that rotates counterclockwise about a central axis passing through the vertex of the cone is generated on the surface 112.

【0031】以下、この実施例6のマイクロ回転体1f
の製造方法を説明する。図12は、マイクロ回転体1f
の製造方法を説明するための説明図であり、同図におい
て、121はGaAsからなる基板、122はレジスト
膜、123はチタンからなるチタン膜である。まず、図
12(a)に示すように、基板121上に膜厚15μm
のレジスト膜122をスピンコートにより形成し、この
上にイオンビームスパッタによりチタンを堆積して膜厚
0.2μmのチタン膜123を形成する。
Hereinafter, the micro rotator 1f of the sixth embodiment will be described.
Will be described. FIG. 12 shows a micro rotator 1f.
4A and 4B are explanatory diagrams for explaining the manufacturing method of the present invention, in which 121 is a substrate made of GaAs, 122 is a resist film, and 123 is a titanium film made of titanium. First, as shown in FIG.
Is formed by spin coating, and titanium is deposited thereon by ion beam sputtering to form a titanium film 123 having a thickness of 0.2 μm.

【0032】次に、図12(b)に示すように、フォト
リソグラフィと塩素系ガスを反応ガスとしたドライエッ
チングによりチタン膜123に直径4μmの穴124を
開ける。次いで、反応ガスとして酸素を用いたい反応性
イオンビームエッチングを用い、穴124の空いたチタ
ン膜123をマスクとしてレジスト膜122をエッチン
グする。このエッチングは異方的に行い、基板121面
が露出するまで穴を開ける。ついで、やはり反応ガスと
して酸素を用いた等方的プラズマエッチングにより、図
12(b)に示すように、レジスト膜122を横方向に
エッチングして空洞125を形成し、チタン膜123に
よる庇123aを形成する。
Next, as shown in FIG. 12B, a hole 124 having a diameter of 4 μm is formed in the titanium film 123 by photolithography and dry etching using a chlorine-based gas as a reaction gas. Next, the resist film 122 is etched using reactive ion beam etching in which oxygen is desired to be used as a reactive gas, using the titanium film 123 with the hole 124 as a mask. This etching is performed anisotropically, and holes are made until the surface of the substrate 121 is exposed. Next, as shown in FIG. 12B, the resist film 122 is laterally etched to form a cavity 125 by isotropic plasma etching using oxygen as a reaction gas, and the eaves 123 a of the titanium film 123 are formed. Form.

【0033】次に、イオンビームスパッタにより、Si
2 を10μm堆積させ、SiO2膜126を形成す
る。このとき、図12(c)に示すように、空洞125
内基板121上の穴124直下に円錐状のSiO2 パタ
ン127が形成される。SiO2 パタン127は、イオ
ンビームスパッタによるスパッタ粒子が穴124を通っ
て空洞125内に進入することにより形成されたもので
あり、スパッタ粒子が方向性を持つため円錐状となる。
Next, by ion beam sputtering, Si
O 2 is deposited to a thickness of 10 μm to form a SiO 2 film 126. At this time, as shown in FIG.
A conical SiO 2 pattern 127 is formed directly below the hole 124 on the inner substrate 121. The SiO 2 pattern 127 is formed by sputtered particles by ion beam sputtering entering the cavity 125 through the holes 124, and has a conical shape because the sputtered particles have directionality.

【0034】この後、レジスト膜122を除去すること
によりチタン膜123,SiO2 膜126を取り除き、
図12(d)に示すように、フォトリソグラフィ等によ
りマスク128を形成する。マスク128は、図11
(b)に示す切除部111に相当する部分が露出するよ
うに形成する。そして、このマスク128をマスクとし
て、反応ガスとしてフッ素ガスを用いた反応性イオンビ
ームエッチングにより、SiO2 パタン127のエッチ
ングする領域下の基板121面が露出するまでエッチン
グし、マスク128を除去することにより、図12
(e)に示すように、円錐状回転体127aを得る。
Thereafter, by removing the resist film 122, the titanium film 123 and the SiO 2 film 126 are removed.
As shown in FIG. 12D, a mask 128 is formed by photolithography or the like. The mask 128 is shown in FIG.
The portion corresponding to the cutout 111 shown in FIG. Then, using the mask 128 as a mask, the mask 128 is removed by reactive ion beam etching using a fluorine gas as a reactive gas until the surface of the substrate 121 under the region to be etched by the SiO 2 pattern 127 is exposed. As a result, FIG.
As shown in (e), a conical rotating body 127a is obtained.

【0035】最後に、前記実施例と同様に、硫酸と過酸
化水素の水溶液からなるエッチング液中に基板121を
浸漬することにより、円錐状回転体127を剥離する。
このエッチング液は、GaAsは溶解するがSiO2
溶解しないので、円錐状回転体は、基板121から剥離
してエッチング液中に分離される。そして、エッチング
液を濾紙により濾過することにより円錐状回転体127
を回収する。この円錐状回転体が、図11に示すマイク
ロ回転体1fとなる。
Finally, as in the previous embodiment, the conical rotating body 127 is peeled off by immersing the substrate 121 in an etching solution composed of an aqueous solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide.
Since this etching solution dissolves GaAs but does not dissolve SiO 2 , the conical rotating body is separated from the substrate 121 and separated into the etching solution. Then, the etching liquid is filtered with filter paper to form a conical rotating body 127.
Collect. This conical rotator becomes the micro rotator 1f shown in FIG.

【0036】(実施例7)図13は、この発明の第7の
実施例のマイクロ回転体の形状を示す斜視図である。図
13に示すように、この実施例におけるマイクロ回転体
1gは、実施例6のマイクロ回転体1fの周面に複数の
周方向の溝131を形成したものであり、他は図11に
示すマイクロ回転体1fと同様である。
(Embodiment 7) FIG. 13 is a perspective view showing a shape of a micro rotating body according to a seventh embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, the micro rotator 1g in this embodiment is formed by forming a plurality of circumferential grooves 131 on the peripheral surface of the micro rotator 1f of the sixth embodiment, and the other is the micro rotator shown in FIG. It is the same as the rotating body 1f.

【0037】次にこの実施例7のマイクロ回転体1gの
製造方法を説明する。まず、実施例6のマイクロ回転体
1fと同様に、図12(a),(b)に示すように、基
板121上に空洞125を開けたレジスト膜122と穴
124を開けたチタン膜123を形成する。次に、図1
4(a)に示すように、SiO2 と窒化シリコンとを交
互に堆積して窒化シリコン層141とSiO2 層142
とが交互に形成された状態とする。引き続いて、フッ酸
とフッ化アンモニウムの水溶液によるエッチングを僅か
な時間行い、SiO2 層142のみを僅かにエッチング
する。これにより、図14(b)に示すように窪みがで
きる。この後は、実施例6で説明したのと同様にして、
マイクロ回転体1gを作製する。
Next, a method of manufacturing the microrotator 1g of the seventh embodiment will be described. First, as shown in FIGS. 12A and 12B, a resist film 122 having a cavity 125 formed thereon and a titanium film 123 having a hole 124 formed thereon are formed on the substrate 121, similarly to the micro rotator 1f of the sixth embodiment. Form. Next, FIG.
As shown in FIG. 4A, SiO 2 and silicon nitride are alternately deposited to form a silicon nitride layer 141 and a SiO 2 layer 142.
And are alternately formed. Subsequently, etching with an aqueous solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride is performed for a short time, and only the SiO 2 layer 142 is slightly etched. As a result, a depression is formed as shown in FIG. Thereafter, in the same manner as described in Embodiment 6,
1 g of a micro rotating body is produced.

【0038】(実施例8)図15は、この発明の第8の
実施例であるマイクロ回転体の形状を示す斜視図であ
り、1hはこの実施例8の円錐形状のマイクロ回転体、
151はマイクロ回転体1hの傾斜している周面に螺旋
状に切られた螺旋溝であり、他は図11と同様である。
この実施例8では、マイクロ回転体1hの周面に螺旋溝
151を形成しているので、このマイクロ回転体1hを
レーザ光の照射により回転駆動させることにより、非接
触で遠隔操作が可能な極微小ドリルとして使用できる。
(Eighth Embodiment) FIG. 15 is a perspective view showing the shape of a micro rotator according to an eighth embodiment of the present invention.
Reference numeral 151 denotes a spiral groove which is spirally cut on the inclined peripheral surface of the micro rotator 1h, and the other components are the same as those in FIG.
In the eighth embodiment, since the spiral groove 151 is formed on the peripheral surface of the micro rotator 1h, the micro rotator 1h is driven to rotate by irradiating a laser beam, so that the micro rotator can be remotely operated in a non-contact manner. Can be used as a small drill.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、光が照射されることにより回転動作をする数十μm
以下のマイクロ回転体が、より高速に回転することがで
きるという効果がある。このマイクロ回転体は、高速に
回転させることができ、非接触,遠隔操作が可能なの
で、マイクロモータやマイクロドリルなどの応用の他、
マイクロ構造物の作製のための道具としても利用するこ
とが可能となる。
As described above, according to the present invention, several tens of .mu.m
There is an effect that the following micro rotator can be rotated at a higher speed. This micro rotating body can be rotated at high speed and can be operated in a non-contact and remote manner.
It can also be used as a tool for producing a microstructure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の1実施例であるマイクロ回転体の形
状を示す、斜視図,正面図,平面図である。
FIG. 1 is a perspective view, a front view, and a plan view showing the shape of a micro rotating body according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の1実施例であるマイクロ回転体が回
転する状態を観察するための装置の構成を示す構成図で
ある。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of an apparatus for observing a rotating state of a micro rotator according to an embodiment of the present invention.

【図3】図1に示すマイクロ回転体の製造方法を示す説
明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing a method of manufacturing the micro rotator shown in FIG.

【図4】この発明の他の実施例であるマイクロ回転体の
形状を示す斜視図,正面図,平面図である。
Figure 4 is a perspective view showing another shape of the micro rotary member is a real施例of the present invention, a front view, a plan view.

【図5】この発明の他の実施例であるマイクロ回転体の
形状を示す斜視図,正面図,平面図である。
FIG. 5 is a perspective view, a front view, and a plan view showing the shape of a micro rotating body according to another embodiment of the present invention.

【図6】この発明の他の実施例であるマイクロ回転体の
形状を示す斜視図,正面図,平面図である。
FIG. 6 is a perspective view, a front view, and a plan view showing a shape of a micro rotator according to another embodiment of the present invention.

【図7】この発明の他の実施例であるマイクロ回転体の
形状を示す斜視図,正面図,平面図である。
FIG. 7 is a perspective view, a front view, and a plan view showing the shape of a micro rotator according to another embodiment of the present invention.

【図8】この発明の第2の実施例であるマイクロ回転体
の製造方法を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory view showing a method for manufacturing a micro rotator according to a second embodiment of the present invention.

【図9】この発明の他の実施例であるマイクロ回転体の
形状を示す斜視図,正面図,平面図である。
FIG. 9 is a perspective view, a front view, and a plan view showing the shape of a micro rotator according to another embodiment of the present invention.

【図10】この発明の第3の実施例である図9に示すマ
イクロ回転体の製造方法を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory view showing a method of manufacturing the micro rotator shown in FIG. 9, which is a third embodiment of the present invention.

【図11】この発明の他の実施例であるマイクロ回転体
の形状を示す斜視図,平面図である。
FIG. 11 is a perspective view and a plan view showing a shape of a micro rotator according to another embodiment of the present invention.

【図12】図11のマイクロ回転体の製造方法を示す説
明図である。
FIG. 12 is an explanatory view showing a method of manufacturing the micro rotator of FIG.

【図13】この発明の他の実施例であるマイクロ回転体
の形状を示す斜視図である。
FIG. 13 is a perspective view showing a shape of a micro rotator according to another embodiment of the present invention.

【図14】図13のマイクロ回転体の製造方法を示す説
明図である。
FIG. 14 is an explanatory view showing a method of manufacturing the micro rotator of FIG.

【図15】この発明の他の実施例であるマイクロ回転体
の形状を示す斜視図である。
FIG. 15 is a perspective view showing the shape of a micro rotator according to another embodiment of the present invention.

【図16】マイクロ回転体の動作原理を示す断面図であ
る。
FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating the operation principle of the micro rotator.

【図17】文献1に記載されている水に分散させたラテ
ックス粒子を円偏光した光の持つ角運動量で連続回転さ
せるための機器構成を示す構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram showing a device configuration for continuously rotating latex particles dispersed in water described in Document 1 at the angular momentum of circularly polarized light.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 マイクロ回転体 2 パドル 3 支柱 1 Micro rotating body 2 Paddle 3 Prop

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大口 脩 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−78572(JP,A) 特開 平5−168265(JP,A) 特開 平6−82703(JP,A) 特開 平3−110510(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B81B 5/00 B81C 5/00 C23F 1/00 G02B 27/00 H02N 11/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Osamu Oguchi 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-6-78572 (JP, A) JP-A-Hei 5-168265 (JP, A) JP-A-6-82703 (JP, A) JP-A-3-110510 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B81B 5/00 B81C 5/00 C23F 1/00 G02B 27/00 H02N 11/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 回転自在に設けられた支柱と、 前記支柱の軸に平行な位置関係で前記支柱の側面に装着
され、光圧により回転力を発生させるためのパドルとか
ら構成され、前記支柱の軸に平行な対称面を持たないこ
、かつ前記支柱の軸に垂直に切った前記支柱およびパ
ドルの断面形状が、切った場所によらず各々一定である
ことを特徴とするマイクロ回転体。
1. A strut provided rotatably, and a paddle mounted on a side surface of the strut in a positional relationship parallel to an axis of the strut and configured to generate a rotational force by optical pressure, the strut comprising: Have no plane of symmetry parallel to the axis of
The cross section of the dollar is constant regardless of where it is cut
Micro rotary body, characterized in that.
【請求項2】 請求項1記載のマイクロ回転体におい
て、 前記パドルが前記支柱より短く、支柱の先端より奥に装
着されていることを特徴とするマイクロ回転体。
2. The micro rotator according to claim 1, wherein the paddle is shorter than the support and is mounted deeper than a tip of the support.
【請求項3】 回転自在に設けられた支柱と、 前記支柱の軸に平行な位置関係で前記支柱の側面に装着
され、光圧により回転力を発生させるためのパドルと
ら構成され、前記支柱の軸に平行な対称面を持たないこ
と、かつ 前記パドルの側面に凹状の穴があることを特徴
とするマイクロ回転体。
3. A column provided rotatably and mounted on a side surface of the column in a positional relationship parallel to an axis of the column.
It is either a paddle for generating a rotational force by light pressure
And do not have a plane of symmetry parallel to the axis of the strut.
And a concave hole on a side surface of the paddle.
【請求項4】 円錐の底面の一部に光圧により回転力を
発生させるための切除部を有し、 この円錐の軸を通過する面に対称面を持たないことを特
徴とするマイクロ回転体。
4. A micro-rotator having a cutout for generating a rotational force by light pressure on a part of the bottom surface of the cone, and having no plane of symmetry on a plane passing through the axis of the cone. .
【請求項5】 請求項4記載のマイクロ回転体におい
て、 前記マイクロ回転体の周面に周方向に溝が形成されてい
ることを特徴とするマイクロ回転体。
5. The micro rotator according to claim 4, wherein a groove is formed on a peripheral surface of the micro rotator in a circumferential direction.
【請求項6】 基板上にマイクロ回転体を構成する物質
からなる膜を形成する第1の工程と、 前記膜を加工して前記マイクロ回転体の形状を形成する
第2の工程と、 前記基板がエッチングされる選択エッチングにより前記
マイクロ回転体を前記基板より前記エッチングのための
エッチング液中に遊離させる第3の工程と、 前記基板より遊離した前記マイクロ回転体が存在する前
記エッチング液を濾過することにより前記マイクロ回転
体を回収する第4の工程とを含むマイクロ回転体の製造
方法。
6. A first step of forming a film made of a substance constituting a micro rotator on a substrate; a second step of processing the film to form a shape of the micro rotator; A third step of releasing the micro-rotating body from the substrate into the etching solution for the etching by selective etching, and filtering the etching solution containing the micro-rotating body released from the substrate. And a fourth step of recovering the micro rotator.
【請求項7】 基板上にスペーサを形成する第1の工程
と前記スペーサの上に穴の空いた庇を形成する第2工程
と、 前記庇をマスクとして前記スペーサの前記穴の下の領域
をえぐり取る第3の工程と、 前記第3の工程の後に前記基板上にマイクロ回転体を構
成する物質を堆積させ、前記庇の穴を通過した堆積によ
りマイクロ回転体の形状を形成する第4の工程と、 前記第2の工程の後に前記スペーサを除去するのと同時
に前記庇とその上に堆積した物質とを除去する第5の工
程と、 前記マイクロ回転体の形状の一部を除去する第6の工程
と前記基板がエッチングされる選択エッチングにより前
記マイクロ回転体を前記基板より前記エッチングのため
のエッチング液中に遊離させる第7の工程と、 前記基板より遊離した前記マイクロ回転体が存在する前
記エッチング液を濾過することにより前記マイクロ回転
体を回収する第8の工程とを含むことを特徴とするマイ
クロ回転体の製造方法。
7. A first step of forming a spacer on a substrate, a second step of forming a perforated eaves on the spacer, and using the eaves as a mask to form a region under the holes of the spacer. A third step of removing, and a fourth step of depositing a material constituting a micro-rotator on the substrate after the third step, and forming a shape of the micro-rotator by deposition passing through the hole of the eaves. A fifth step of removing the eaves and the substance deposited thereon while removing the spacer after the second step, and a fifth step of removing a part of the shape of the micro rotator. Step 6 and a seventh step of releasing the micro rotator from the substrate into an etching solution for the etching by selective etching in which the substrate is etched; and Method for producing a micro rotary body characterized by comprising an eighth step of recovering the micro rotary body by filtering the etching solution standing.
【請求項8】 請求項7記載のマイクロ回転体の製造方
法において、 前記第3の工程において、2種類以上の物質を交互に堆
積して前記膜を形成し、 前記第5の工程の後に、等方的エッチングにより前記マ
イクロ回転体周表面に周方向の溝を形成することを特徴
とするマイクロ回転体の製造方法。
8. The method of manufacturing a micro rotating body according to claim 7, wherein in the third step, two or more kinds of substances are alternately deposited to form the film, and after the fifth step, A method of manufacturing a micro rotator, wherein a circumferential groove is formed on the peripheral surface of the micro rotator by isotropic etching.
JP32384092A 1992-11-10 1992-11-10 Micro rotating body and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP3223290B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32384092A JP3223290B2 (en) 1992-11-10 1992-11-10 Micro rotating body and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32384092A JP3223290B2 (en) 1992-11-10 1992-11-10 Micro rotating body and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06148560A JPH06148560A (en) 1994-05-27
JP3223290B2 true JP3223290B2 (en) 2001-10-29

Family

ID=18159181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32384092A Expired - Fee Related JP3223290B2 (en) 1992-11-10 1992-11-10 Micro rotating body and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3223290B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8796261B2 (en) 2010-12-02 2014-08-05 Constellation Pharmaceuticals, Inc. Bromodomain inhibitors and uses thereof
US9249161B2 (en) 2010-12-02 2016-02-02 Constellation Pharmaceuticals, Inc. Bromodomain inhibitors and uses thereof
US9328117B2 (en) 2011-06-17 2016-05-03 Constellation Pharmaceuticals, Inc. Bromodomain inhibitors and uses thereof
US9422292B2 (en) 2011-05-04 2016-08-23 Constellation Pharmaceuticals, Inc. Bromodomain inhibitors and uses thereof
US9493483B2 (en) 2012-06-06 2016-11-15 Constellation Pharmaceuticals, Inc. Benzo [C] isoxazoloazepine bromodomain inhibitors and uses thereof
US9624244B2 (en) 2012-06-06 2017-04-18 Constellation Pharmaceuticals, Inc. Benzo [B] isoxazoloazepine bromodomain inhibitors and uses thereof

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4815635B2 (en) * 2004-07-22 2011-11-16 学校法人立命館 Light pressure rotating body and light pressure rotating device
GB2429244A (en) * 2006-08-29 2007-02-21 Garry Ritchie Optical motor using refraction

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8796261B2 (en) 2010-12-02 2014-08-05 Constellation Pharmaceuticals, Inc. Bromodomain inhibitors and uses thereof
US9249161B2 (en) 2010-12-02 2016-02-02 Constellation Pharmaceuticals, Inc. Bromodomain inhibitors and uses thereof
US9522920B2 (en) 2010-12-02 2016-12-20 Constellation Pharmaceuticals, Inc. Bromodomain inhibitors and uses thereof
US9422292B2 (en) 2011-05-04 2016-08-23 Constellation Pharmaceuticals, Inc. Bromodomain inhibitors and uses thereof
US9328117B2 (en) 2011-06-17 2016-05-03 Constellation Pharmaceuticals, Inc. Bromodomain inhibitors and uses thereof
US9493483B2 (en) 2012-06-06 2016-11-15 Constellation Pharmaceuticals, Inc. Benzo [C] isoxazoloazepine bromodomain inhibitors and uses thereof
US9624244B2 (en) 2012-06-06 2017-04-18 Constellation Pharmaceuticals, Inc. Benzo [B] isoxazoloazepine bromodomain inhibitors and uses thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06148560A (en) 1994-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4712264B2 (en) Microporous filter membrane, method for making microporous filter membrane, and separator using microporous filter membrane
JP3223290B2 (en) Micro rotating body and manufacturing method thereof
Kuiper et al. Fabrication of microsieves with sub-micron pore size by laser interference lithography
CN108710267B (en) Preparation method of thin film micro-optical structure based on photoetching and chemical mechanical polishing
WO2005078083A1 (en) Ultra-smooth microfabricated pores on a planar substrate for integrated patch-clamping
EP0964305A1 (en) Method of making a photonic crystal
JP2002210730A (en) Method for laser-aid working
CN101158809B (en) Focusing photoetching forming sub-wavelength micro-nano structure by using polystyrene spheres
KR100352799B1 (en) Method of making fiber probe devices using patterned reactive ion etching
US11592462B2 (en) Diamond probe hosting an atomic sized defect
US6638895B1 (en) Method for fabricating high aspect ratio structures in perovskite material
KR100313902B1 (en) method for fabricating micro-lens
Yavuzcetin et al. Photonic crystal fabrication in lithium niobate via pattern transfer through wet and dry etched chromium mask
Kondo et al. Three-dimensional recording by femtosecond pulses in polymer materials
JP2002168998A (en) Method of manufacturing metal membrane, and metal filter
JPH0861218A (en) Aeolotropic shape micro rotational body
WO2007002756A2 (en) Laser tweezer actuated micro-photonic devices
JP3566331B2 (en) Optical device and optical device manufacturing method
RU2706265C1 (en) Method of producing arrays of regular submicron metal structures on optically transparent substrates
CA2423527A1 (en) Method for forming micro groove structure
JPH06213139A (en) Light pressure actuator and manufacture thereof
Grineviciute et al. Releasable micro-waveplates
NL9301971A (en) Microfiltration membrane, and method for fabricating such a membrane
Chen et al. Micromachined silicon x-ray optics
Prather et al. Novel fabrication methods for 2D photonic crystals in silicon slab waveguides

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees