JP3360065B2 - 感光性ガラス基板を利用したマイクロ構造物の製造方法 - Google Patents
感光性ガラス基板を利用したマイクロ構造物の製造方法Info
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
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- H01J9/241—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases the vessel being for a flat panel display
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フラットパネル・
ディスプレイに関するもので、パネルの２枚の平板間の
内部空間に、それらを一定の間隔に保つスペーサまたは
隔壁のようなマイクロ構造物を製造する方法に係るもの
で、詳細には、感光性ガラス基板を利用したマイクロ構
造物の製造方法に関するものである。
ディスプレイに関するもので、パネルの２枚の平板間の
内部空間に、それらを一定の間隔に保つスペーサまたは
隔壁のようなマイクロ構造物を製造する方法に係るもの
で、詳細には、感光性ガラス基板を利用したマイクロ構
造物の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、マン−マシン・インタフェースの
主要な役割を担当するディスプレイとして、液晶ディス
プレイ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）、電界放出
ディスプレイ（field Emission Display：ＦＥＤ）、プ
ラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel：Ｐ
ＤＰ）、及びプラズマアドレス液晶ディスプレイ（Plas
ma Address Liquid Crystal Display：ＰＡＬＣ）など
のフラットパネル・ディスプレイ（Flat Panel Displa
y：ＦＰＤ）が活発に開発されつつある。これらのフラ
ットパネル・ディスプレイは、２枚の平面基板を所定間
隔離して平行に配置し、それら平面基板間に画素を形成
している。２枚の基板間に形成されたディスプレイの内
部空間は外部の大気圧よりも低圧に維持されており、内
部空間の大きさは一定に維持されている。
主要な役割を担当するディスプレイとして、液晶ディス
プレイ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）、電界放出
ディスプレイ（field Emission Display：ＦＥＤ）、プ
ラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel：Ｐ
ＤＰ）、及びプラズマアドレス液晶ディスプレイ（Plas
ma Address Liquid Crystal Display：ＰＡＬＣ）など
のフラットパネル・ディスプレイ（Flat Panel Displa
y：ＦＰＤ）が活発に開発されつつある。これらのフラ
ットパネル・ディスプレイは、２枚の平面基板を所定間
隔離して平行に配置し、それら平面基板間に画素を形成
している。２枚の基板間に形成されたディスプレイの内
部空間は外部の大気圧よりも低圧に維持されており、内
部空間の大きさは一定に維持されている。
【０００３】このように、フラットパネル・ディスプレ
イは２枚の基板を有し、その内部空間の圧力が大気圧よ
り低いので、その内部空間と外部大気圧間の気圧差によ
る基板の変形を防止する必要があり、かつ内部空間の厚
さを一定に維持するために、それら２枚の平面基板間に
所定高さの隔壁若しくはスペーサのようなマイクロ構造
物が配置されている。
イは２枚の基板を有し、その内部空間の圧力が大気圧よ
り低いので、その内部空間と外部大気圧間の気圧差によ
る基板の変形を防止する必要があり、かつ内部空間の厚
さを一定に維持するために、それら２枚の平面基板間に
所定高さの隔壁若しくはスペーサのようなマイクロ構造
物が配置されている。
【０００４】このようなマイクロ構造物は様々なものが
あり、その製造又は形成方法も様々であるが、プラズマ
ディスプレイ（ＰＤＰ）及びプラズマアドレス液晶ディ
スプレイ（ＰＡＬＣ）の製造に適用される隔壁の形成方
法としては、スクリーンプリント法、サンドブラスト法
及び金型法などが提案されている。
あり、その製造又は形成方法も様々であるが、プラズマ
ディスプレイ（ＰＤＰ）及びプラズマアドレス液晶ディ
スプレイ（ＰＡＬＣ）の製造に適用される隔壁の形成方
法としては、スクリーンプリント法、サンドブラスト法
及び金型法などが提案されている。
【０００５】スクリーンプリント法は、印刷及び乾燥を
数回繰り返す工程が必要であるため形成時間が長引き、
スクリーンの位置合わせを間違えると隔壁の形状が変形
して高精細の隔壁とすることが困難になる。また、サン
ドブラスト法は、研磨材を用いて基板を研磨して製造す
るため、基板材料の浪費が多くなって製造費用が上昇
し、研磨材によって基板が衝撃を受けて損傷するおそれ
がある。また、金型法は、半固体化された隔壁材のフィ
ルムまたはペースト上に金型を載せて均一な圧力を加え
て隔壁を形成する方法であるが、広い面積の基板の場
合、金型に均一な圧力を加えることが難しいため、均一
な高さの隔壁とすることが困難になって、金型と隔壁と
を分離させることが困難である。というように、従来の
マイクロ構造物を製造する方法にはそれぞれの問題点が
あった。
数回繰り返す工程が必要であるため形成時間が長引き、
スクリーンの位置合わせを間違えると隔壁の形状が変形
して高精細の隔壁とすることが困難になる。また、サン
ドブラスト法は、研磨材を用いて基板を研磨して製造す
るため、基板材料の浪費が多くなって製造費用が上昇
し、研磨材によって基板が衝撃を受けて損傷するおそれ
がある。また、金型法は、半固体化された隔壁材のフィ
ルムまたはペースト上に金型を載せて均一な圧力を加え
て隔壁を形成する方法であるが、広い面積の基板の場
合、金型に均一な圧力を加えることが難しいため、均一
な高さの隔壁とすることが困難になって、金型と隔壁と
を分離させることが困難である。というように、従来の
マイクロ構造物を製造する方法にはそれぞれの問題点が
あった。
【０００６】また、マイクロ構造物を製造又は形成する
ための他の方法として、ＬＩＧＡ（Lithography、Electr
oplating and Molding）法、シリコン異方性エッチング
法及び感光性ガラス基板のエッチング法などが新たに提
案されている。しかし、ＬＩＧＡ法はＸ−線を発生させ
なければならず、高価な装備を必要とし、シリコン異方
性エッチング法は、シリコン単結晶基板上にマスクパタ
ーンを形成した後、異方性エッチングを施すため、全面
積を均一な深さにエッチングすることが困難であるた
め、均一な高さのマイクロ構造物を製造することが困難
であり、かつシリコン単結晶基板が高価であるので、原
価が上昇する、という問題点があった。
ための他の方法として、ＬＩＧＡ（Lithography、Electr
oplating and Molding）法、シリコン異方性エッチング
法及び感光性ガラス基板のエッチング法などが新たに提
案されている。しかし、ＬＩＧＡ法はＸ−線を発生させ
なければならず、高価な装備を必要とし、シリコン異方
性エッチング法は、シリコン単結晶基板上にマスクパタ
ーンを形成した後、異方性エッチングを施すため、全面
積を均一な深さにエッチングすることが困難であるた
め、均一な高さのマイクロ構造物を製造することが困難
であり、かつシリコン単結晶基板が高価であるので、原
価が上昇する、という問題点があった。
【０００７】以下、従来の感光性ガラス基板のエッチン
グ法を利用したマイクロ構造物の製造方法を図面を用い
て説明する。先ず、図５（Ａ）に示したように、感光性
ガラス基板２を準備する。ガラス基板２は、ＳｉＯ2及
びＬｉ2Ｏを主成分とする。それにＣｅＯ2とＡｌ2Ｏ3が
少量添加され、感光性金属としてＡｕ、Ａｇ及びＣｕが
少量添加され、必要に応じて、その他の酸化物を添加す
る。
グ法を利用したマイクロ構造物の製造方法を図面を用い
て説明する。先ず、図５（Ａ）に示したように、感光性
ガラス基板２を準備する。ガラス基板２は、ＳｉＯ2及
びＬｉ2Ｏを主成分とする。それにＣｅＯ2とＡｌ2Ｏ3が
少量添加され、感光性金属としてＡｕ、Ａｇ及びＣｕが
少量添加され、必要に応じて、その他の酸化物を添加す
る。
【０００８】次いで、図５（Ｂ）に示したように、感光
性ガラス基板２上にマスクパターン４を載せて、マスク
パターン４により被覆されてない部分に紫外線を照射す
る。一般に、厚さ１ｍｍの感光性ガラス基板２に紫外線
を照射するためのエネルギーは、紫外線波長が３１０ｎ
ｍであるとき、ほぼ２Ｊ／ｃｍ2である。
性ガラス基板２上にマスクパターン４を載せて、マスク
パターン４により被覆されてない部分に紫外線を照射す
る。一般に、厚さ１ｍｍの感光性ガラス基板２に紫外線
を照射するためのエネルギーは、紫外線波長が３１０ｎ
ｍであるとき、ほぼ２Ｊ／ｃｍ2である。
【０００９】このように、所定時間の間紫外線に露光さ
せると、ガラス基板２の露光部分で３価のＣｅイオンが
４価のＣｅイオンに変化して、電子がガラス基板２内に
放出される。
せると、ガラス基板２の露光部分で３価のＣｅイオンが
４価のＣｅイオンに変化して、電子がガラス基板２内に
放出される。
【００１０】次いで、ガラス基板２上のマスクパターン
４を除去し、ガラス基板２に３５０℃で約３０分間熱処
理を施すと、その熱処理によって、ガラス基板２の露光
部分で電子が感光性金属イオンと反応して金属元素が析
出される。
４を除去し、ガラス基板２に３５０℃で約３０分間熱処
理を施すと、その熱処理によって、ガラス基板２の露光
部分で電子が感光性金属イオンと反応して金属元素が析
出される。
【００１１】次いで、金属元素の析出されたガラス基板
２に５７０℃で２〜３時間の間熱処理を施すと、図５
（Ｃ）に示したように、感光性ガラス基板２の露光部分
Ｄ１では、金属を核として金属の周辺にＳｉＯ2及びＬ
ｉ2Ｏ等の結晶が形成される。即ち、露光部分Ｄ１の組
織構造は、アモルファスと結晶が混合された構造で、結
晶の比率は約２５％程度である。一方、非露光部Ｄ２は
アモルファス構造のままである。
２に５７０℃で２〜３時間の間熱処理を施すと、図５
（Ｃ）に示したように、感光性ガラス基板２の露光部分
Ｄ１では、金属を核として金属の周辺にＳｉＯ2及びＬ
ｉ2Ｏ等の結晶が形成される。即ち、露光部分Ｄ１の組
織構造は、アモルファスと結晶が混合された構造で、結
晶の比率は約２５％程度である。一方、非露光部Ｄ２は
アモルファス構造のままである。
【００１２】次いで、ガラス基板２をフッ酸（ＨＦ）を
包含する水溶液に所定時間浸漬させると、図５（Ｄ）に
示したように、結晶の混じった組織構造を有する露光部
分Ｄ１が溶解して除去される。
包含する水溶液に所定時間浸漬させると、図５（Ｄ）に
示したように、結晶の混じった組織構造を有する露光部
分Ｄ１が溶解して除去される。
【００１３】このように、従来の感光性ガラス基板のエ
ッチング法は、結晶化された露光部分と非露光部分との
エッチング速度の差を利用して露光部分を除去するとい
うポジティブエッチング法であって、このような感光性
ガラス基板のポジティブエッチング法は、電界放出ディ
スプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）
及びプラズマアドレス液晶ディスプレイ（ＰＡＬＣ）等
の隔壁からインクジェットヘッドの露出形成までに広く
用いられ、例えば、厚さ２００μｍのガラス基板に直径
６０μｍのホールを形成することができる。
ッチング法は、結晶化された露光部分と非露光部分との
エッチング速度の差を利用して露光部分を除去するとい
うポジティブエッチング法であって、このような感光性
ガラス基板のポジティブエッチング法は、電界放出ディ
スプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）
及びプラズマアドレス液晶ディスプレイ（ＰＡＬＣ）等
の隔壁からインクジェットヘッドの露出形成までに広く
用いられ、例えば、厚さ２００μｍのガラス基板に直径
６０μｍのホールを形成することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】然るに、このような従
来感光性ガラス基板のポジティブエッチング法において
は、製造費用は低廉であるが、露光部分の結晶の析出程
度が充分でないと、所望の形状のマイクロ構造物が得ら
れないので、充分な結晶を析出するために熱処理及びエ
ッチング過程を反復して行うようになって、工程が煩雑
で、時間が長引くという不都合な点があった。
来感光性ガラス基板のポジティブエッチング法において
は、製造費用は低廉であるが、露光部分の結晶の析出程
度が充分でないと、所望の形状のマイクロ構造物が得ら
れないので、充分な結晶を析出するために熱処理及びエ
ッチング過程を反復して行うようになって、工程が煩雑
で、時間が長引くという不都合な点があった。
【００１５】即ち、露光部分の組織構造において、結晶
化の比率が約２５％以下であると、露光部分と非露光部
分とのエッチング速度比の差が小さくなり、露光部分の
エッチングが難しくなって、露光部分に残存物が残り、
高アスペクト比を有するマイクロ構造物の製造時に、均
一な大きさのホールが形成されず、マイクロ構造物の側
壁の形状が歪み、良好なマイクロ構造物を製造すること
が困難であるという不都合な点があった。
化の比率が約２５％以下であると、露光部分と非露光部
分とのエッチング速度比の差が小さくなり、露光部分の
エッチングが難しくなって、露光部分に残存物が残り、
高アスペクト比を有するマイクロ構造物の製造時に、均
一な大きさのホールが形成されず、マイクロ構造物の側
壁の形状が歪み、良好なマイクロ構造物を製造すること
が困難であるという不都合な点があった。
【００１６】また、従来の感光性ガラス基板を利用した
マイクロ構造物は、約７．５×１０ -6程度の熱膨張係数
を有し、固有の熱膨張係数を有する基板又は誘電層に接
合される。ところが、フラットパネル・ディスプレイの
基板として適用されるガラスの熱膨張係数は、通常、
８．３〜８．６×１０-6程度で、ガラスを代替する材料
として利用される金属基板の場合は熱膨張係数が著しく
大きい。マイクロ構造物と、そのマイクロ構造物と接合
される基板との熱膨張係数の差が大きい場合は、接合が
容易でなく、マイクロ構造物が損傷を受けるおそれがあ
った。
マイクロ構造物は、約７．５×１０ -6程度の熱膨張係数
を有し、固有の熱膨張係数を有する基板又は誘電層に接
合される。ところが、フラットパネル・ディスプレイの
基板として適用されるガラスの熱膨張係数は、通常、
８．３〜８．６×１０-6程度で、ガラスを代替する材料
として利用される金属基板の場合は熱膨張係数が著しく
大きい。マイクロ構造物と、そのマイクロ構造物と接合
される基板との熱膨張係数の差が大きい場合は、接合が
容易でなく、マイクロ構造物が損傷を受けるおそれがあ
った。
【００１７】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたもので、高アスペクト比を有するマイクロ構造
物を製造できるマイクロ構造物の製造方法を提供するこ
とを目的とする。本発明の他の目的は、エッチング工程
後の残存物がない、信頼性の高いマイクロ構造物を製造
できるマイクロ構造物の製造方法を提供することであ
る。さらに、本発明の他の目的は、露光部分と非露光部
分とのエッチング選択性（エッチング速度比の差）を高
めることによって、１回の露光と熱処理工程を行うだけ
でマイクロ構造物を製造できるマイクロ構造物の製造方
法を提供することである。さらに、本発明の他の目的
は、他材料との熱膨張係数の整合性を有するようにマイ
クロ構造物の熱膨張係数を調節し得るマイクロ構造物の
製造方法を提供することである。
なされたもので、高アスペクト比を有するマイクロ構造
物を製造できるマイクロ構造物の製造方法を提供するこ
とを目的とする。本発明の他の目的は、エッチング工程
後の残存物がない、信頼性の高いマイクロ構造物を製造
できるマイクロ構造物の製造方法を提供することであ
る。さらに、本発明の他の目的は、露光部分と非露光部
分とのエッチング選択性（エッチング速度比の差）を高
めることによって、１回の露光と熱処理工程を行うだけ
でマイクロ構造物を製造できるマイクロ構造物の製造方
法を提供することである。さらに、本発明の他の目的
は、他材料との熱膨張係数の整合性を有するようにマイ
クロ構造物の熱膨張係数を調節し得るマイクロ構造物の
製造方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明に係るマイクロ構
造物の製造方法は、感光性ガラス基板上に透光部と遮光
部からなるマスクパターンを形成し、そのマスクパター
ンを形成させた感光性ガラス基板を２０Ｊ／ｃｍ2のエ
ネルギーで露光し、マスクパターンを除去し、ガラス基
板に所定温度で熱処理を施して感光性ガラス基板の非露
光部分を欠陥の多い組織に変化させて、その欠陥が多く
なった感光性ガラス基板の非露光部をエッチングして除
去することを特徴とする。そして、本発明に係るマイク
ロ構造物の製造方法においては、エッチングして非露光
部を除去した後、マイクロ構造物の熱膨張係数を調節す
ることをも特徴とする。
造物の製造方法は、感光性ガラス基板上に透光部と遮光
部からなるマスクパターンを形成し、そのマスクパター
ンを形成させた感光性ガラス基板を２０Ｊ／ｃｍ2のエ
ネルギーで露光し、マスクパターンを除去し、ガラス基
板に所定温度で熱処理を施して感光性ガラス基板の非露
光部分を欠陥の多い組織に変化させて、その欠陥が多く
なった感光性ガラス基板の非露光部をエッチングして除
去することを特徴とする。そして、本発明に係るマイク
ロ構造物の製造方法においては、エッチングして非露光
部を除去した後、マイクロ構造物の熱膨張係数を調節す
ることをも特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に対
し、図面を用いて説明する。以下の説明は実験で見いだ
した結果を記したものである。本発明に係る感光性ガラ
ス基板を利用したマイクロ構造物の製造方法に対し、図
面を用いて説明する。先ず、図１（Ａ）に示したよう
に、感光性ガラス基板１２を準備する。このガラス基板
１２は、ＳｉＯ2及びＬｉ2Ｏを主成分とするもので、そ
れにＣｅＯ2とＡｌ2Ｏ3が少量添加され、感光性金属と
してＡｕ、Ａｇ及びＣｕが少量添加されている。感光性
ガラス基板１２の組成比を詳しく説明すると、７０〜９
０％のＳｉＯ2、５〜１５％のＬｉ2Ｏ、５〜１５％のＡ
ｌ2Ｏ3、０〜５％のＮａ2Ｏ、０〜５％のＫ2Ｏ、０．０
１〜０．３％のＣｅＯ2、０〜１％のＺｎＯ、０〜０．
５％のＡｇＯ、０〜０．５％のＣｕ2Ｏ、０〜０．１％
のＳｎＯ2及び０〜０．２％のＡｕである。
し、図面を用いて説明する。以下の説明は実験で見いだ
した結果を記したものである。本発明に係る感光性ガラ
ス基板を利用したマイクロ構造物の製造方法に対し、図
面を用いて説明する。先ず、図１（Ａ）に示したよう
に、感光性ガラス基板１２を準備する。このガラス基板
１２は、ＳｉＯ2及びＬｉ2Ｏを主成分とするもので、そ
れにＣｅＯ2とＡｌ2Ｏ3が少量添加され、感光性金属と
してＡｕ、Ａｇ及びＣｕが少量添加されている。感光性
ガラス基板１２の組成比を詳しく説明すると、７０〜９
０％のＳｉＯ2、５〜１５％のＬｉ2Ｏ、５〜１５％のＡ
ｌ2Ｏ3、０〜５％のＮａ2Ｏ、０〜５％のＫ2Ｏ、０．０
１〜０．３％のＣｅＯ2、０〜１％のＺｎＯ、０〜０．
５％のＡｇＯ、０〜０．５％のＣｕ2Ｏ、０〜０．１％
のＳｎＯ2及び０〜０．２％のＡｕである。
【００２０】次いで、図１（Ｂ）に示しすように、感光
性ガラス基板１２上に、光を透過させる透光部と光を遮
断する遮光部を有するマスクパターン１４を載せて、ガ
ラス基板１２を３１０ｎｍの紫外線に露光させる。した
がって、感光性ガラス基板１２はマスクパターン１４の
透光部を介して部分的に露光される。このときの紫外線
の露光エネルギーは、従来のポジティブエッチング法
（２Ｊ／ｃｍ2）の約１０倍である２０Ｊ／ｃｍ3に設定
する。
性ガラス基板１２上に、光を透過させる透光部と光を遮
断する遮光部を有するマスクパターン１４を載せて、ガ
ラス基板１２を３１０ｎｍの紫外線に露光させる。した
がって、感光性ガラス基板１２はマスクパターン１４の
透光部を介して部分的に露光される。このときの紫外線
の露光エネルギーは、従来のポジティブエッチング法
（２Ｊ／ｃｍ2）の約１０倍である２０Ｊ／ｃｍ3に設定
する。
【００２１】次いで、図１（Ｃ）に示したように、マス
クパターン１４を除去した後、感光性ガラス基板１２に
約６００〜６５０℃の温度範囲で５０分〜９０分の間熱
処理を施す。この熱処理によって、感光性ガラス基板１
２の露光部分Ｄ１と非露光部分Ｄ２の組織構造が変化す
る。即ち、非露光部分Ｄ２は欠陥の多い組織構造になる
が、露光部分Ｄ１は緻密な組織構造となる。
クパターン１４を除去した後、感光性ガラス基板１２に
約６００〜６５０℃の温度範囲で５０分〜９０分の間熱
処理を施す。この熱処理によって、感光性ガラス基板１
２の露光部分Ｄ１と非露光部分Ｄ２の組織構造が変化す
る。即ち、非露光部分Ｄ２は欠陥の多い組織構造になる
が、露光部分Ｄ１は緻密な組織構造となる。
【００２２】ここで、露光部分Ｄ１と非露光部分Ｄ２を
熱処理した後の組織構造の電子走査顕微鏡（ＳＥＭ）写
真を図２（Ａ）、（Ｂ）に示すと、従来よりも露光エネ
ルギーを１０倍程度高めた結果、熱処理を行った後の露
光部分Ｄ１の組織構造（Ｂ）は非露光部分Ｄ２の組織構
造（Ａ）と緻密度において明確に区別することができ
る。非露光部Ｄ２でははっきりと欠陥が生じているのが
分かる。
熱処理した後の組織構造の電子走査顕微鏡（ＳＥＭ）写
真を図２（Ａ）、（Ｂ）に示すと、従来よりも露光エネ
ルギーを１０倍程度高めた結果、熱処理を行った後の露
光部分Ｄ１の組織構造（Ｂ）は非露光部分Ｄ２の組織構
造（Ａ）と緻密度において明確に区別することができ
る。非露光部Ｄ２でははっきりと欠陥が生じているのが
分かる。
【００２３】次いで、感光性ガラス基板１２をフッ酸
（ＨＦ）を包含する水溶液に所定時間浸漬させると、図
１（Ｄ）に示したように、欠陥の多い非露光部分Ｄ２が
エッチング除去される。即ち、非露光部分Ｄ２は欠陥の
多い組織構造を有するため、フッ酸水溶液が組織内に容
易に浸透して溶解、除去されるが、相対的に緻密な組織
構造を有する露光部分Ｄ１はエッチング速度が遅いた
め、除去されずに残留される。このようにして所定の間
隔で壁形状が並んだマイクロ構造物が形成される。壁が
平行に並んだ形状でも、壁が格子状に形成された形状で
もどちらでも同じ方法で得ることができる。
（ＨＦ）を包含する水溶液に所定時間浸漬させると、図
１（Ｄ）に示したように、欠陥の多い非露光部分Ｄ２が
エッチング除去される。即ち、非露光部分Ｄ２は欠陥の
多い組織構造を有するため、フッ酸水溶液が組織内に容
易に浸透して溶解、除去されるが、相対的に緻密な組織
構造を有する露光部分Ｄ１はエッチング速度が遅いた
め、除去されずに残留される。このようにして所定の間
隔で壁形状が並んだマイクロ構造物が形成される。壁が
平行に並んだ形状でも、壁が格子状に形成された形状で
もどちらでも同じ方法で得ることができる。
【００２４】このように製造されたマイクロ構造物の熱
膨張係数は約７．５×１０-6であるため、最後に、この
マイクロ構造物を接合すべき基板若しくは誘電層の熱膨
張係数に近似した熱膨張係数を有するように、マイクロ
構造物の熱膨張係数を調節する工程を追加して行う。
膨張係数は約７．５×１０-6であるため、最後に、この
マイクロ構造物を接合すべき基板若しくは誘電層の熱膨
張係数に近似した熱膨張係数を有するように、マイクロ
構造物の熱膨張係数を調節する工程を追加して行う。
【００２５】最近のフラットパネル・ディスプレイ用基
板の材料としては、ガラス又はガラスーセラミックスの
他にも金属などの多様な材料が使用され、それらの材料
によって熱膨張係数も相当な差を有する。通常、フラッ
トパネル・ディスプレイ用基板の材料として最も使用さ
れるガラスの熱膨張係数は約８．３〜８．６×１０-6程
度であるため、マイクロ構造物の熱膨張係数を８．３〜
８．６×１０-6程度に調節するのが、基板との接合特性
を向上させるために好ましい。
板の材料としては、ガラス又はガラスーセラミックスの
他にも金属などの多様な材料が使用され、それらの材料
によって熱膨張係数も相当な差を有する。通常、フラッ
トパネル・ディスプレイ用基板の材料として最も使用さ
れるガラスの熱膨張係数は約８．３〜８．６×１０-6程
度であるため、マイクロ構造物の熱膨張係数を８．３〜
８．６×１０-6程度に調節するのが、基板との接合特性
を向上させるために好ましい。
【００２６】ここで、本発明に係るマイクロ構造物の製
造方法に適用される熱膨張係数の調節方法としては、マ
イクロ構造物に約６１５℃の温度で１時間の間熱処理を
行う工程である。この熱処理を施した結果、７．５×１
０-6程度であったマイクロ構造物の熱膨張係数が８．３
〜８．６×１０-6程度に上昇した。
造方法に適用される熱膨張係数の調節方法としては、マ
イクロ構造物に約６１５℃の温度で１時間の間熱処理を
行う工程である。この熱処理を施した結果、７．５×１
０-6程度であったマイクロ構造物の熱膨張係数が８．３
〜８．６×１０-6程度に上昇した。
【００２７】参考として、熱膨張係数を調節する以前の
マイクロ構造物の温度による熱膨張係数の変化を図３に
示し、付加的な熱処理（６１０℃で約１時間）を施して
熱膨張係数を調節した後の熱膨張係数の変化を図４に、
それぞれ示した。
マイクロ構造物の温度による熱膨張係数の変化を図３に
示し、付加的な熱処理（６１０℃で約１時間）を施して
熱膨張係数を調節した後の熱膨張係数の変化を図４に、
それぞれ示した。
【００２８】図３に示したように、熱処理を施す前のマ
イクロ構造物の熱膨張係数は５５．４℃で約６．５×１
０-6程度で、温度の上昇に伴って漸進的に上昇して３９
５℃で約８．５×１０-6程度になる。従って、熱膨張係
数の平均値は約７．５×１０ -6である。
イクロ構造物の熱膨張係数は５５．４℃で約６．５×１
０-6程度で、温度の上昇に伴って漸進的に上昇して３９
５℃で約８．５×１０-6程度になる。従って、熱膨張係
数の平均値は約７．５×１０ -6である。
【００２９】一方、図４に示したように、熱処理を施し
た後のマイクロ構造物の熱膨張係数は約６７．３℃で
７．５×１０-6程度で、３８０℃で約８．５×１０-6程
度である。従って、熱処理を施した後の熱膨張係数の平
均値は約８．２×１０-6程度に上昇した。
た後のマイクロ構造物の熱膨張係数は約６７．３℃で
７．５×１０-6程度で、３８０℃で約８．５×１０-6程
度である。従って、熱処理を施した後の熱膨張係数の平
均値は約８．２×１０-6程度に上昇した。
【００３０】このように本発明に係るマイクロ構造物の
製造方法を利用すると、マイクロ構造物の熱膨張係数を
マイクロ構造物が接合される基板、例えば、ガラス基
板、セラミックス基板及び金属基板などの熱膨張係数に
マッチングされるように適切に調節することができるた
め、接合が一層容易になる。
製造方法を利用すると、マイクロ構造物の熱膨張係数を
マイクロ構造物が接合される基板、例えば、ガラス基
板、セラミックス基板及び金属基板などの熱膨張係数に
マッチングされるように適切に調節することができるた
め、接合が一層容易になる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る感光
性ガラス基板を利用したマイクロ構造物の製造方法にお
いては、非露光部分Ｄ２を欠陥の多い組織として除去す
るネガティブエッチング法を用いて、例えば、厚さ５０
０μｍのガラス基板に直径６０μｍのホールを形成する
ことが可能であるなど、従来のポジティブエッチング法
に比べてアスペクト比が高くなるという効果がある。
性ガラス基板を利用したマイクロ構造物の製造方法にお
いては、非露光部分Ｄ２を欠陥の多い組織として除去す
るネガティブエッチング法を用いて、例えば、厚さ５０
０μｍのガラス基板に直径６０μｍのホールを形成する
ことが可能であるなど、従来のポジティブエッチング法
に比べてアスペクト比が高くなるという効果がある。
【００３２】また、本発明に係る感光性ガラス基板を利
用したマイクロ構造物の製造方法においては、露光部分
と非露光部分とのエッチング速度比が従来よりも著しく
大きくなるため、高アスペクト比を有するマイクロ構造
物を形成し得るという効果がある。
用したマイクロ構造物の製造方法においては、露光部分
と非露光部分とのエッチング速度比が従来よりも著しく
大きくなるため、高アスペクト比を有するマイクロ構造
物を形成し得るという効果がある。
【００３３】さらに、本発明に係る感光性ガラス基板を
利用したマイクロ構造物の製造方法においては、露光部
分と非露光部分とのエッチング速度比が大きいため、１
回の熱処理工程及びエッチング工程を行うだけで信頼性
の高いマイクロ構造物を製造することができ、工程が単
純になって、工程時間を短縮することができるという効
果がある。
利用したマイクロ構造物の製造方法においては、露光部
分と非露光部分とのエッチング速度比が大きいため、１
回の熱処理工程及びエッチング工程を行うだけで信頼性
の高いマイクロ構造物を製造することができ、工程が単
純になって、工程時間を短縮することができるという効
果がある。
【００３４】さらに、本発明に係る感光性ガラス基板を
利用したマイクロ構造物の製造方法においては、マイク
ロ構造物の熱膨張係数を接合するべき対象の熱膨張係数
に近似するように調節したので、マイクロ構造物の接合
特性を向上させることができるという効果がある。
利用したマイクロ構造物の製造方法においては、マイク
ロ構造物の熱膨張係数を接合するべき対象の熱膨張係数
に近似するように調節したので、マイクロ構造物の接合
特性を向上させることができるという効果がある。
【図１】 本発明実施形態に係るマイクロ構造物の製造
方法を示した工程縦断面図である。
方法を示した工程縦断面図である。
【図２】 本発明実施形態に係るマイクロ構造物の製造
工程中、熱処理工程を行った後の感光性ガラス基板を示
したもので、（Ａ）は非露光部（Ｄ２）の組織構造を示
した電子顕微鏡写真、（Ｂ）は露光部（Ｄ１）の組織構
造を示した電子顕微鏡写真である。
工程中、熱処理工程を行った後の感光性ガラス基板を示
したもので、（Ａ）は非露光部（Ｄ２）の組織構造を示
した電子顕微鏡写真、（Ｂ）は露光部（Ｄ１）の組織構
造を示した電子顕微鏡写真である。
【図３】 熱処理を行う前のマイクロ構造物の温度によ
る熱膨張係数の変化を示したグラフである。
る熱膨張係数の変化を示したグラフである。
【図４】 熱処理を行った後のマイクロ構造物の温度に
よる熱膨張係数の変化を示したグラフである。
よる熱膨張係数の変化を示したグラフである。
【図５】 従来マイクロ構造物の製造方法を示した工程
縦断面図である。
縦断面図である。
２、１２：感光性ガラス基板 ４、１４：マスクパターン Ｄ１：露光部 Ｄ２：非露光部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−199011（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−246728（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−306341（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−128253（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−232293（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−296535（ＪＰ，Ａ) 特開2000−178036（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B81C 1/00 H01J 9/02 H01J 11/02
Claims (10)
- 【請求項１】 感光性ガラス基板上に透光部及び遮光部
からなるマスクパターンを形成する段階と、 前記感光性ガラス基板を３１０ｎｍの紫外線のとき２０
Ｊ／ｃｍ 2 の露光エネルギーで露光する段階と、 前記感光性ガラス基板に熱処理を施すことにより前記感
光性ガラス基板の露光部の組織を緻密な構造に変化さ
せ、非露光部の組織を欠陥の多い組織構造に変化させる
段階と、 前記感光性ガラス基板の非露光部をエッチングする段階
とを有することを特徴とする感光性ガラス基板を利用し
たマイクロ構造物の製造方法。 - 【請求項２】 前記熱処理段階は、６００〜６５０℃の
温度範囲で行うことを特徴とする請求項１記載の感光性
ガラス基板を利用したマイクロ構造物の製造方法。 - 【請求項３】 前記熱処理段階を行う前に、前記マスク
パターンを除去する段階を追加行うことを特徴とする請
求項１記載の感光性ガラス基板を利用したマイクロ構造
物の製造方法。 - 【請求項４】 前記熱処理段階を行うときの熱処理時間
は、約５０分〜９０分であることを特徴とする請求項１
記載の感光性ガラス基板を利用したマイクロ構造物の製
造方法。 - 【請求項５】 前記感光性ガラス基板の非露光部を除去
する段階では、ＨＦ溶液を利用して湿式エッチングを行
うことを特徴とする請求項１記載の感光性ガラス基板を
利用したマイクロ構造物の製造方法。 - 【請求項６】 前記感光性ガラス基板の非露光部を除去
する工程を行った後、熱膨張係数を調節する工程を追加
して行うことを特徴とする請求項１記載の感光性ガラス
基板を利用したマイクロ構造物の製造方法。 - 【請求項７】 前記マイクロ構造物の熱膨張係数を調節
する段階では、前記マイクロ構造物の熱膨張係数を、そ
のマイクロ構造物を接合する基板の熱膨張係数にマッチ
ングさせることを特徴とする請求項６記載の感光性ガラ
ス基板を利用したマイクロ構造物の製造方法。 - 【請求項８】 前記基板は、ガラス基板、ガラスセラミ
ックス基板及び金属基板中何れか１つであることを特徴
とする請求項７記載の感光性ガラス基板を利用したマイ
クロ構造物の製造方法。 - 【請求項９】 前記熱膨張係数を調節する工程では、熱
処理が施されることを特徴とする請求項６記載の感光性
ガラス基板を利用したマイクロ構造物の製造方法。 - 【請求項１０】 前記熱処理は、約６１５℃の温度で約
１時間の間施されることを特徴とする請求項９記載の感
光性ガラス基板を利用したマイクロ構造物の製造方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990010138A KR20000061235A (ko) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 마이크로 구조물과 그 제조방법 및 그를 이용한 평판 표시장치 |
| KR1019990036236A KR20010019686A (ko) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 마이크로 구조물의 제조방법 |
| KR10138/1999 | 1999-08-30 | ||
| KR36236/1999 | 1999-08-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000301500A JP2000301500A (ja) | 2000-10-31 |
| JP3360065B2 true JP3360065B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=26634864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000083593A Expired - Fee Related JP3360065B2 (ja) | 1999-03-24 | 2000-03-24 | 感光性ガラス基板を利用したマイクロ構造物の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6511793B1 (ja) |
| JP (1) | JP3360065B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2002286755A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-10-03 | Yamaha Corp | プローブユニットの製造方法 |
| KR100831005B1 (ko) * | 2002-02-27 | 2008-05-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전계방출 디스플레이용 스페이서 및 그 제조 방법 |
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| KR20220164800A (ko) | 2020-04-17 | 2022-12-13 | 3디 글래스 솔루션즈 인코포레이티드 | 광대역 인덕터 |
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