JP3360282B2 - 微細構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微細構造体の製造
方法及び微細構造体に関し、特にマイクロマシンの作製
に適した製造方法及び微細構造体に関する。
方法及び微細構造体に関し、特にマイクロマシンの作製
に適した製造方法及び微細構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】微細構造体の製造技術として、ＬＩＧＡ
技術が知られている。以下、従来のＬＩＧＡ技術につい
て簡単に説明する。
技術が知られている。以下、従来のＬＩＧＡ技術につい
て簡単に説明する。
【０００３】導電性の支持基板の表面上にフォトレジス
ト膜を形成する。このフォトレジスト膜をコントラスト
の高いＬＩＧＡ用マスクを用いてＸ線により部分的に露
光し、フォトレジスト膜を現像してパターニングする。
フォトレジスト膜の除去された領域を、金属メッキによ
り埋め込む。残っているフォトレジスト膜を除去するこ
とにより、金属からなる微細構造体が得られる。
ト膜を形成する。このフォトレジスト膜をコントラスト
の高いＬＩＧＡ用マスクを用いてＸ線により部分的に露
光し、フォトレジスト膜を現像してパターニングする。
フォトレジスト膜の除去された領域を、金属メッキによ
り埋め込む。残っているフォトレジスト膜を除去するこ
とにより、金属からなる微細構造体が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＬＩＧＡ技術において
は、一般的にフォトレジスト膜の露光及び現像にそれぞ
れ数時間程度が必要とされる。また、フォトマスクとし
てコントラストの高いものが必要とされる。
は、一般的にフォトレジスト膜の露光及び現像にそれぞ
れ数時間程度が必要とされる。また、フォトマスクとし
てコントラストの高いものが必要とされる。
【０００５】本発明の目的は、加工時間の短縮を図るこ
とができる微細構造体の製造方法を提供することであ
る。
とができる微細構造体の製造方法を提供することであ
る。
【０００６】
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、第１の膜と、該第１の膜に密着し、シンクロトロン
放射光によってエッチング可能な材料からなる第２の膜
との２層を含んで構成される積層基板を準備する工程
と、シンクロトロン放射光を透過させない材料からなる
パターンが形成されたマスク部材を、前記積層基板の第
２の膜の表面上に密着させ、もしくはある間隔をおいて
配置する工程と、前記マスク部材を介して前記第２の膜
の表面の一部にシンクロトロン放射光を照射し、該シン
クロトロン放射光の照射された部分の第２の膜を該シン
クロトロン放射光によりエッチングし、エッチングされ
た領域の底面に前記第１の膜の表面の一部を露出させる
工程と、前記第１の膜と、その表面の一部の領域上に残
っている前記第２の膜とにより、プラスチックの型取り
を行い、プラスチック製の微細構造体を作製する工程と
を含み、前記マスク部材を配置する工程が、前記第２の
膜の表面上に金属膜を堆積する工程と、前記金属膜の表
面上にフォトレジスト膜を塗布する工程と、フォトマス
クを介して前記フォトレジスト膜を露光する工程と、露
光されたフォトレジスト膜を現像し、レジストパターン
を形成する工程と、前記レジストパターンをエッチング
マスクとし、前記金属膜をエッチングし、残った金属膜
からなるマスク部材を形成する工程とを含む微細構造体
の製造方法が提供される。
と、第１の膜と、該第１の膜に密着し、シンクロトロン
放射光によってエッチング可能な材料からなる第２の膜
との２層を含んで構成される積層基板を準備する工程
と、シンクロトロン放射光を透過させない材料からなる
パターンが形成されたマスク部材を、前記積層基板の第
２の膜の表面上に密着させ、もしくはある間隔をおいて
配置する工程と、前記マスク部材を介して前記第２の膜
の表面の一部にシンクロトロン放射光を照射し、該シン
クロトロン放射光の照射された部分の第２の膜を該シン
クロトロン放射光によりエッチングし、エッチングされ
た領域の底面に前記第１の膜の表面の一部を露出させる
工程と、前記第１の膜と、その表面の一部の領域上に残
っている前記第２の膜とにより、プラスチックの型取り
を行い、プラスチック製の微細構造体を作製する工程と
を含み、前記マスク部材を配置する工程が、前記第２の
膜の表面上に金属膜を堆積する工程と、前記金属膜の表
面上にフォトレジスト膜を塗布する工程と、フォトマス
クを介して前記フォトレジスト膜を露光する工程と、露
光されたフォトレジスト膜を現像し、レジストパターン
を形成する工程と、前記レジストパターンをエッチング
マスクとし、前記金属膜をエッチングし、残った金属膜
からなるマスク部材を形成する工程とを含む微細構造体
の製造方法が提供される。
【０００８】放射光の照射により第２の膜を除去するた
め、露光、現像工程を経るＬＩＧＡ技術に比べて加工時
間を短縮することがができる。
め、露光、現像工程を経るＬＩＧＡ技術に比べて加工時
間を短縮することがができる。
【０００９】
【００１０】この微細構造体を金型として使用し、プラ
スチックからなる微細構造体を作製することができる。
スチックからなる微細構造体を作製することができる。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【発明の実施の形態】図１（Ａ）は、実施例による微細
構造体の製造方法で使用する加工装置の概略図である。
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だけ離れてマスク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。
構造体の製造方法で使用する加工装置の概略図である。
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だけ離れてマスク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。
【００１４】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とが画定されている。なお、
実質的に透過させる領域とは、加工対象物を加工するの
に十分な強さのＳＲ光を透過させる領域を意味し、実質
的に透過させない領域とは、その領域をＳＲ光が透過し
ないか、または透過したとしても透過光が加工対象物を
加工しない程度の強さまで弱められるような領域を意味
する。
る領域と透過させない領域とが画定されている。なお、
実質的に透過させる領域とは、加工対象物を加工するの
に十分な強さのＳＲ光を透過させる領域を意味し、実質
的に透過させない領域とは、その領域をＳＲ光が透過し
ないか、または透過したとしても透過光が加工対象物を
加工しない程度の強さまで弱められるような領域を意味
する。
【００１５】本実施例で使用したマスクは、厚さ１０〜
１００μｍの銅板であり、所定のマイクロ部品のパター
ンが形成されている。なお、銅以外の金属を用いてもよ
い。なお、マスクは、２〜１０μｍ程度の厚さのもので
もよい。
１００μｍの銅板であり、所定のマイクロ部品のパター
ンが形成されている。なお、銅以外の金属を用いてもよ
い。なお、マスクは、２〜１０μｍ程度の厚さのもので
もよい。
【００１６】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
よるエッチングが生じ、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
よるエッチングが生じ、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。
【００１７】図１（Ｂ）は、加工部の断面図を示す。真
空容器２０内に試料保持台１４が配置されている。試料
保持台１４の試料保持面に加工対象物４が保持されてい
る。マスク３が、マスク保持手段１７により加工対象物
４の前面に配置されている。マスク３を加工対象物４の
表面に密着させてもよいし、ある間隔を隔てて配置して
もよい。加工時には、図の左方からマスク３を通して加
工対象物４の表面にＳＲ光２を照射する。
空容器２０内に試料保持台１４が配置されている。試料
保持台１４の試料保持面に加工対象物４が保持されてい
る。マスク３が、マスク保持手段１７により加工対象物
４の前面に配置されている。マスク３を加工対象物４の
表面に密着させてもよいし、ある間隔を隔てて配置して
もよい。加工時には、図の左方からマスク３を通して加
工対象物４の表面にＳＲ光２を照射する。
【００１８】試料保持台１４は、例えばセラミックで形
成され、内部にヒータ８が埋め込まれている。ヒータ８
のリード線が、真空容器２０の壁に取り付けられたコネ
クタ２１の容器内側の端子に接続されている。コネクタ
２１の容器外側の端子が、電源７に接続されており、電
源７からヒータ８に電流が供給される。ヒータ８に電流
を流すことにより、加工対象物４を加熱することができ
る。
成され、内部にヒータ８が埋め込まれている。ヒータ８
のリード線が、真空容器２０の壁に取り付けられたコネ
クタ２１の容器内側の端子に接続されている。コネクタ
２１の容器外側の端子が、電源７に接続されており、電
源７からヒータ８に電流が供給される。ヒータ８に電流
を流すことにより、加工対象物４を加熱することができ
る。
【００１９】試料保持台１４の試料保持面に熱電対２３
が取り付けられている。熱電対２３のリード線は、リー
ド線取出口２２を通して真空容器２０の外部に導出さ
れ、温度制御装置９に接続されている。リード線取出口
２２は、例えばハンダ付けにより気密性が保たれてい
る。温度制御装置９は、試料保持面の温度が所望の温度
になるように、電源７を制御しヒータ８を流れる電流を
調節する。
が取り付けられている。熱電対２３のリード線は、リー
ド線取出口２２を通して真空容器２０の外部に導出さ
れ、温度制御装置９に接続されている。リード線取出口
２２は、例えばハンダ付けにより気密性が保たれてい
る。温度制御装置９は、試料保持面の温度が所望の温度
になるように、電源７を制御しヒータ８を流れる電流を
調節する。
【００２０】図１（Ｃ）は、試料保持台の他の構成例を
示す。試料保持台１５の内部にガス流路１６が形成され
ている。ガス流路１６に所望の温度のガスを流してガス
と加工対象物４との熱交換を行わせ、加工対象物を所望
の温度に維持することができる。
示す。試料保持台１５の内部にガス流路１６が形成され
ている。ガス流路１６に所望の温度のガスを流してガス
と加工対象物４との熱交換を行わせ、加工対象物を所望
の温度に維持することができる。
【００２１】図２は、加工対象物４とマスク３のＺ方向
移動機構を示す。試料保持台１４は、その試料保持面が
ＳＲ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。試料保持台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。試料保持台１４は、その試料保持面が
ＳＲ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。試料保持台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。
【００２２】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、試料保持台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、試料保持台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。
【００２３】また、ハンドル１２、１３を回転すれば、
試料保持台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により試料
保持台１４のＸ及びＹ方向の位置を微調整することがで
きる。
試料保持台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により試料
保持台１４のＸ及びＹ方向の位置を微調整することがで
きる。
【００２４】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を回転させると、加工対
象物４がＺ方向に移動し、比較的大きな面積を有する部
分を容易に加工することができる。
ッピングモータでハンドル１１を回転させると、加工対
象物４がＺ方向に移動し、比較的大きな面積を有する部
分を容易に加工することができる。
【００２５】次に、図３を参照して、本発明の第１の実
施例について説明する。図３（Ａ）に示すように、金属
膜３１とそれに密着したポリテトラフルオロエチレン膜
３２とが積層された基板３０を準備する。基板３０は、
例えばポリテトラフルオロエチレン膜にＮｉ膜とＣｕ膜
をメッキにより堆積して作製することができる。また
は、Ｃｕ板の上にポリテトラフルオロエチレン膜を載
せ、加熱しながら加圧して融着させることによっても作
製することができる。実施例で用いた金属膜３１の厚さ
は２０μｍ、ポリテトラフルオロエチレン膜３２の厚さ
は３００μｍである。
施例について説明する。図３（Ａ）に示すように、金属
膜３１とそれに密着したポリテトラフルオロエチレン膜
３２とが積層された基板３０を準備する。基板３０は、
例えばポリテトラフルオロエチレン膜にＮｉ膜とＣｕ膜
をメッキにより堆積して作製することができる。また
は、Ｃｕ板の上にポリテトラフルオロエチレン膜を載
せ、加熱しながら加圧して融着させることによっても作
製することができる。実施例で用いた金属膜３１の厚さ
は２０μｍ、ポリテトラフルオロエチレン膜３２の厚さ
は３００μｍである。
【００２６】ポリテトラフルオロエチレン膜３２の表面
上に一定の間隔を隔ててマスク部材４を配置する。マス
ク部材４はステンレス製の膜であり、幅１００μｍの複
数のスリットが２００μｍ間隔で形成されている。
上に一定の間隔を隔ててマスク部材４を配置する。マス
ク部材４はステンレス製の膜であり、幅１００μｍの複
数のスリットが２００μｍ間隔で形成されている。
【００２７】マスク部材３３を介してポリテトラフルオ
ロエチレン膜３２にＳＲ光３４を照射する。照射された
部分のポリテトラフルオロエチレン膜３２がエッチング
除去される。金属膜３１はエッチングされないため、金
属膜３１の表面が露出した時点でエッチングが停止す
る。
ロエチレン膜３２にＳＲ光３４を照射する。照射された
部分のポリテトラフルオロエチレン膜３２がエッチング
除去される。金属膜３１はエッチングされないため、金
属膜３１の表面が露出した時点でエッチングが停止す
る。
【００２８】基板温度を２００℃とし、光子密度約６×
１０15フォトン／ｓ・ｍｍ2 のＳＲ光を照射したとこ
ろ、約１０分で３００μｍの厚さのポリテトラフルオロ
エチレン膜３２の全厚さ部分をエッチングすることがで
きた。従来のＬＩＧＡ技術では、３００μｍ程度のフォ
トレジスト膜を用いた場合、露光に約２〜３時間、現像
に約２〜３時間が必要とされる。これに対し、本実施例
の場合には、短時間でポリテトラフルオロエチレン膜を
加工することができる。
１０15フォトン／ｓ・ｍｍ2 のＳＲ光を照射したとこ
ろ、約１０分で３００μｍの厚さのポリテトラフルオロ
エチレン膜３２の全厚さ部分をエッチングすることがで
きた。従来のＬＩＧＡ技術では、３００μｍ程度のフォ
トレジスト膜を用いた場合、露光に約２〜３時間、現像
に約２〜３時間が必要とされる。これに対し、本実施例
の場合には、短時間でポリテトラフルオロエチレン膜を
加工することができる。
【００２９】図３（Ｂ）は、金属膜３１の表面の一部が
露出した状態を示す。ポリテトラフルオロエチレン膜３
２に、マスク部材３３のスリットに対応した溝３５が形
成される。
露出した状態を示す。ポリテトラフルオロエチレン膜３
２に、マスク部材３３のスリットに対応した溝３５が形
成される。
【００３０】図３（Ｃ）に示すように、溝３５の底面に
露出した金属膜３１の表面上に、電鋳により、例えばＣ
ｕ、Ｎｉ、Ｐｔ等を堆積する。溝３５内がＣｕ、Ｎｉ、
Ｐｔ等からなる金属部材３６で埋め込まれる。
露出した金属膜３１の表面上に、電鋳により、例えばＣ
ｕ、Ｎｉ、Ｐｔ等を堆積する。溝３５内がＣｕ、Ｎｉ、
Ｐｔ等からなる金属部材３６で埋め込まれる。
【００３１】残ったポリテトラフルオロエチレン膜３２
にＳＲ光または電子線を照射する。ＳＲ光を照射する
と、ポリテトラフルオロエチレン膜３２がエッチングさ
れる。電子線を照射すると、ポリテトラフルオロエチレ
ンが劣化して粉末状になり、ポリテトラフルオロエチレ
ン膜３２を容易に除去することが可能になる。
にＳＲ光または電子線を照射する。ＳＲ光を照射する
と、ポリテトラフルオロエチレン膜３２がエッチングさ
れる。電子線を照射すると、ポリテトラフルオロエチレ
ンが劣化して粉末状になり、ポリテトラフルオロエチレ
ン膜３２を容易に除去することが可能になる。
【００３２】図３（Ｄ）は、ポリテトラフルオロエチレ
ン膜３２を除去した後の状態の断面図を示す。金属膜３
１の表面上に金属部材３６が残る。各金属部材３６の幅
は約２００μｍ、間隔は１００μｍである。このように
して、金属材料からなる微細な構造体を作製することが
できる。
ン膜３２を除去した後の状態の断面図を示す。金属膜３
１の表面上に金属部材３６が残る。各金属部材３６の幅
は約２００μｍ、間隔は１００μｍである。このように
して、金属材料からなる微細な構造体を作製することが
できる。
【００３３】図３（Ｅ）に示すように、金属膜３１の表
面上にプラスチック材料３７ａを流し込み、型取りす
る。金属膜３１からプラスチック材料を剥離すると、図
３（Ｆ）に示すようなプラスチックからなる微細構造体
３７が得られる。
面上にプラスチック材料３７ａを流し込み、型取りす
る。金属膜３１からプラスチック材料を剥離すると、図
３（Ｆ）に示すようなプラスチックからなる微細構造体
３７が得られる。
【００３４】次に、図４を参照して、上記第１の実施例
の変形例について説明する。図４（Ａ）に示すように、
積層基板３０のポリテトラフルオロエチレン膜３２の表
面上にＣｕ等からなる厚さ２〜２０μｍの金属膜４０を
堆積する。積層基板３０は、図３（Ａ）で説明した積層
基板と同一のものである。金属膜４０の表面上に、レジ
ストパターン４１を形成する。レジストパターン４１
は、レジスト膜を塗布した後、フォトマスクを介した露
光及び現像工程を行うことにより形成される。この露光
は、可視光もしくは紫外光により行われ、使用するフォ
トマスクは、例えばガラス基板上にＣｒパターンが形成
された通常のものでよい。
の変形例について説明する。図４（Ａ）に示すように、
積層基板３０のポリテトラフルオロエチレン膜３２の表
面上にＣｕ等からなる厚さ２〜２０μｍの金属膜４０を
堆積する。積層基板３０は、図３（Ａ）で説明した積層
基板と同一のものである。金属膜４０の表面上に、レジ
ストパターン４１を形成する。レジストパターン４１
は、レジスト膜を塗布した後、フォトマスクを介した露
光及び現像工程を行うことにより形成される。この露光
は、可視光もしくは紫外光により行われ、使用するフォ
トマスクは、例えばガラス基板上にＣｒパターンが形成
された通常のものでよい。
【００３５】レジストパターン４１をマスクとして金属
膜４０をエッチングし、開口部を形成する。開口部を形
成したのち、レジストパターン４１を除去する。
膜４０をエッチングし、開口部を形成する。開口部を形
成したのち、レジストパターン４１を除去する。
【００３６】図４（Ｂ）は、レジストパターン４１を除
去した状態の断面図を示す。次に、積層基板３０にＳＲ
光４２を照射する。金属膜４０の開口部に露出したポリ
テトラフルオロエチレン膜３２がエッチングされる。
去した状態の断面図を示す。次に、積層基板３０にＳＲ
光４２を照射する。金属膜４０の開口部に露出したポリ
テトラフルオロエチレン膜３２がエッチングされる。
【００３７】図４（Ｃ）は、ポリテトラフルオロエチレ
ン膜３２がエッチングされた状態の断面図を示す。金属
膜４０を除去することにより、図３（Ｂ）に示す積層構
造と同様の構造体が得られる。
ン膜３２がエッチングされた状態の断面図を示す。金属
膜４０を除去することにより、図３（Ｂ）に示す積層構
造と同様の構造体が得られる。
【００３８】図３（Ａ）で説明した方法では、金属板に
スリットを形成したマスク部材３３を使用した。しか
し、遮光領域を孤立させる必要がある場合には、このよ
うなマスク部材を使用することができない。このため、
ＳＲ光を透過させる材料、例えばＳｉＣ等からなるメン
ブレンの表面上に、ＳＲ光を遮光する材料、例えばＴｉ
等からなるパターンを形成したマスク部材を用いる必要
がある。このようなマスク部材は高価であるのみならず
機械的強度が弱いため、取扱いに不便である。
スリットを形成したマスク部材３３を使用した。しか
し、遮光領域を孤立させる必要がある場合には、このよ
うなマスク部材を使用することができない。このため、
ＳＲ光を透過させる材料、例えばＳｉＣ等からなるメン
ブレンの表面上に、ＳＲ光を遮光する材料、例えばＴｉ
等からなるパターンを形成したマスク部材を用いる必要
がある。このようなマスク部材は高価であるのみならず
機械的強度が弱いため、取扱いに不便である。
【００３９】図４に示す方法では、可視光もしくは紫外
光用の通常のマスクを用いてパターンを金属膜４０に転
写すればよいため、コスト、取扱いの容易性等の点で有
利である。また、金属膜４０がポリテトラフルオロエチ
レン膜３２に密着しているため、遮光領域を孤立させる
ことが容易である。
光用の通常のマスクを用いてパターンを金属膜４０に転
写すればよいため、コスト、取扱いの容易性等の点で有
利である。また、金属膜４０がポリテトラフルオロエチ
レン膜３２に密着しているため、遮光領域を孤立させる
ことが容易である。
【００４０】次に、図５を参照して、本発明の第２の実
施例について説明する。図５（Ａ）の積層基板３０は、
第１の実施例における図３（Ｂ）の積層基板３０と同一
の構造を有する。
施例について説明する。図５（Ａ）の積層基板３０は、
第１の実施例における図３（Ｂ）の積層基板３０と同一
の構造を有する。
【００４１】図５（Ｂ）に示すように、基板３０の表面
上にプラスチック材料４５ａを流し込み、型取りする。
基板３０からプラスチック材料を剥離すると、図５
（Ｃ）に示すようなプラスチックからなる微細構造体４
５が得られる。
上にプラスチック材料４５ａを流し込み、型取りする。
基板３０からプラスチック材料を剥離すると、図５
（Ｃ）に示すようなプラスチックからなる微細構造体４
５が得られる。
【００４２】第１の実施例の場合には、図３（Ｄ）に示
す金属膜３１とその表面上に電鋳により形成された微細
な金属部材３６を金型として使用した。第２の実施例の
ように、金属膜３１の表面上に形成された加工後のポリ
テトラフルオロエチレン膜３２を金型として使用しても
よい。
す金属膜３１とその表面上に電鋳により形成された微細
な金属部材３６を金型として使用した。第２の実施例の
ように、金属膜３１の表面上に形成された加工後のポリ
テトラフルオロエチレン膜３２を金型として使用しても
よい。
【００４３】上記第１及び第２の実施例では、微細加工
する材料としてポリテトラフルオロエチレンを用いた場
合を説明したが、ＳＲ光でエッチング可能なその他の材
料を用いてもよい。例えば、ＮａＣｌ、ＬｉＦ等の結晶
材料を用いてもよい。
する材料としてポリテトラフルオロエチレンを用いた場
合を説明したが、ＳＲ光でエッチング可能なその他の材
料を用いてもよい。例えば、ＮａＣｌ、ＬｉＦ等の結晶
材料を用いてもよい。
【００４４】次に、図６を参照して、本発明の第３の実
施例について説明する。図６（Ａ）の基板３０は、第１
の実施例における図３（Ｃ）の基板と同一の構造を有す
る。基板３０の下面の金属膜３１を除去する。金属膜３
１がＣｕの場合には、例えば、硫酸等を用いたエッチン
グにより除去することができる。なお、金属膜３１のエ
ッチング時には、ポリテトラフルオロエチレン３２の反
対側の表面をレジスト膜等で被覆しておく。
施例について説明する。図６（Ａ）の基板３０は、第１
の実施例における図３（Ｃ）の基板と同一の構造を有す
る。基板３０の下面の金属膜３１を除去する。金属膜３
１がＣｕの場合には、例えば、硫酸等を用いたエッチン
グにより除去することができる。なお、金属膜３１のエ
ッチング時には、ポリテトラフルオロエチレン３２の反
対側の表面をレジスト膜等で被覆しておく。
【００４５】なお、金属膜３１と金属部材３６とのエッ
チング選択比が小さい場合には、時間制御により、金属
膜３１の全厚さ部分が除去された時点でエッチングを停
止する。金属膜３１と金属部材３６とのエッチング選択
比を大きくできる場合には、厳密な時間制御を行うこと
なく、比較的容易に金属膜３１のみをエッチング除去す
ることができる。
チング選択比が小さい場合には、時間制御により、金属
膜３１の全厚さ部分が除去された時点でエッチングを停
止する。金属膜３１と金属部材３６とのエッチング選択
比を大きくできる場合には、厳密な時間制御を行うこと
なく、比較的容易に金属膜３１のみをエッチング除去す
ることができる。
【００４６】図６（Ｂ）は、金属膜３１を除去した状態
の断面図を示す。ポリテトラフルオロエチレン膜３２の
間隙部に金属部材３６が充填された微細な複合材料が得
られる。例えば、耐薬品性が必要とされる部分をポリテ
トラフルオロエチレンで形成し、機械的強度もしくは電
気伝導性が必要とされる部分を金属で形成した複合材料
を作製することができる。
の断面図を示す。ポリテトラフルオロエチレン膜３２の
間隙部に金属部材３６が充填された微細な複合材料が得
られる。例えば、耐薬品性が必要とされる部分をポリテ
トラフルオロエチレンで形成し、機械的強度もしくは電
気伝導性が必要とされる部分を金属で形成した複合材料
を作製することができる。
【００４７】図６（Ｂ）では、金属膜３１をすべて除去
する場合を説明したが、部分的に除去してもよい。
する場合を説明したが、部分的に除去してもよい。
【００４８】図６（Ｃ）は、金属部材３６に対応する領
域及びその周辺領域の金属膜３１が残るように、金属膜
３１を部分的にエッチングした場合を示す。このよう
に、金属膜３１を部分的にエッチングすることにより、
各金属部材３６の間の絶縁性を確保しつつ、ポリテトラ
フルオロエチレン部と金属部との接着性を高めることが
できる。
域及びその周辺領域の金属膜３１が残るように、金属膜
３１を部分的にエッチングした場合を示す。このよう
に、金属膜３１を部分的にエッチングすることにより、
各金属部材３６の間の絶縁性を確保しつつ、ポリテトラ
フルオロエチレン部と金属部との接着性を高めることが
できる。
【００４９】なお、各金属部材３６の間の絶縁性を確保
する必要がない場合には、必ずしも金属膜３１を除去す
る必要はない。
する必要がない場合には、必ずしも金属膜３１を除去す
る必要はない。
【００５０】また、上記実施例では、厚さ約３００μｍ
のポリテトラフルオロエチレン膜を加工する場合を例示
して説明したが、加工対象物の厚さはこれに限定されな
い。ただし、加工対象物が厚くなると加工時間が長くな
る。このため、加工対象物の厚さの好適な範囲は３００
０μｍ以下である。
のポリテトラフルオロエチレン膜を加工する場合を例示
して説明したが、加工対象物の厚さはこれに限定されな
い。ただし、加工対象物が厚くなると加工時間が長くな
る。このため、加工対象物の厚さの好適な範囲は３００
０μｍ以下である。
【００５１】また、微細加工物をマイクロマシンに適用
する場合には、それ自体ある程度の機械的強度が必要と
されるため、加工対象物の厚さを３０μｍ以上とするこ
とが好ましい。ただし、それ自体機械的強度が必要とさ
れない場合には、特に厚さの制限はない。
する場合には、それ自体ある程度の機械的強度が必要と
されるため、加工対象物の厚さを３０μｍ以上とするこ
とが好ましい。ただし、それ自体機械的強度が必要とさ
れない場合には、特に厚さの制限はない。
【００５２】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。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
放射光を用いて比較的短時間に、微細加工を行うことが
できる。また、微細加工した部材の微細な隙間に他の材
料を埋め込むことにより、微細な複合材料を作製するこ
とができる。
放射光を用いて比較的短時間に、微細加工を行うことが
できる。また、微細加工した部材の微細な隙間に他の材
料を埋め込むことにより、微細な複合材料を作製するこ
とができる。
【図１】本発明の実施例で使用する加工装置の概略図、
及び加工部の概略断面図である。
及び加工部の概略断面図である。
【図２】図１の加工装置に使用される駆動機構の正面図
である。
である。
【図３】第１の実施例による微細構造体の作製方法を説
明するための各工程における構造体の断面図である。
明するための各工程における構造体の断面図である。
【図４】第１の実施例の変形例による微細構造体の作製
方法を説明するための各工程における構造体の断面図で
ある。
方法を説明するための各工程における構造体の断面図で
ある。
【図５】第２の実施例による微細構造体の作製方法を説
明するための各工程における構造体の断面図である。
明するための各工程における構造体の断面図である。
【図６】第３の実施例による微細構造体の作製方法を説
明するための各工程における構造体の断面図である。
明するための各工程における構造体の断面図である。
１ 電子軌道 ２ ＳＲ光 ３ マスク ４ 加工対象物 ５ 光軸 ７ 電源 ８ ヒータ ９ 温度制御装置 １０ 駆動機構 １１、１２、１３ ハンドル １４、１５ 試料保持台 １６ ガス流路 １７ マスク保持手段 ２０ 真空容器 ２１ コネクタ ２２ リード線取出口 ２３ 熱電対 ３０ 積層基板 ３１ 金属膜 ３２ ポリテトラフルオロエチレン膜 ３３ マスク部材 ３４、４２ ＳＲ光 ３５ 溝 ３６ 金属部材 ３７、４５ プラスチック微細構造体 ４０ 金属膜 ４１ レジストパターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ２１Ｋ 5/02 Ｇ２１Ｋ 5/02 Ｘ // Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５３１Ｚ 21/302 21/302 Ｚ (56)参考文献 特開 平５−279873（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−217921（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−320550（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−312332（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−83756（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−336894（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−90609（ＪＰ，Ａ) 加藤隆典，シンクトロン放射光誘起反 応を用いたテフロンの微細加工及び薄膜 形成，電気学会論文誌Ｃ，日本，社団法 人電気学会，1996年11月20日，Ｖｏｌ. 116 Ｎｏ12，1341−1347 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23F 4/00 B22C 7/00 113 B29C 39/02 B29C 39/26 G03F 7/40 521 G21K 5/02 H01L 21/072 H01L 21/302
Claims (5)
- 【請求項１】 第１の膜と、該第１の膜に密着し、シン
クロトロン放射光によってエッチング可能な材料からな
る第２の膜との２層を含んで構成される積層基板を準備
する工程と、 シンクロトロン放射光を透過させない材料からなるパタ
ーンが形成されたマスク部材を、前記積層基板の第２の
膜の表面上に密着させ、もしくはある間隔をおいて配置
する工程と、 前記マスク部材を介して前記第２の膜の表面の一部にシ
ンクロトロン放射光を照射し、該シンクロトロン放射光
の照射された部分の第２の膜を該シンクロトロン放射光
によりエッチングし、エッチングされた領域の底面に前
記第１の膜の表面の一部を露出させる工程と、 前記第１の膜と、その表面の一部の領域上に残っている
前記第２の膜とにより、プラスチックの型取りを行い、
プラスチック製の微細構造体を作製する工程とを含み、 前記マスク部材を配置する工程が、 前記第２の膜の表面上に金属膜を堆積する工程と、 前記金属膜の表面上にフォトレジスト膜を塗布する工程
と、 フォトマスクを介して前記フォトレジスト膜を露光する
工程と、 露光されたフォトレジスト膜を現像し、レジストパター
ンを形成する工程と、 前記レジストパターンをエッチングマスクとし、前記金
属膜をエッチングし、残った金属膜からなるマスク部材
を形成する工程と を含む微細構造体の製造方法。 - 【請求項２】 前記第２の膜をエッチングし、エッチン
グされた領域の底面に第１の膜の表面の一部を露出させ
る工程の後、さらに、前記残った金属膜を除去する工程
を含む請求項１に記載の微細構造体の製造方法。 - 【請求項３】 第１の膜と、該第１の膜に密着し、シン
クロトロン放射光によってエッチング可能な材料からな
る第２の膜との２層を含んで構成される積層基板を準備
する工程と、 シンクロトロン放射光を透過させない材料からなるパタ
ーンが形成されたマスク部材を、前記積層基板の第２の
膜の表面上に密着させ、もしくはある間隔をおいて配置
する工程と、 前記マスク部材を介して前記第２の膜の表面の一部にシ
ンクロトロン放射光を照射し、該シンクロトロン放射光
の照射された部分の第２の膜を該シンクロトロン放射光
によりエッチングし、エッチングされた領域の底面に前
記第１の膜の表面の一部を露出させる工程と、 前記第１の膜の露出した表面上に、電鋳により金属部材
を堆積し、前記第２の膜の除去された部分を該金属部材
で埋め込む工程と、 前記第１の膜のうち、前記金属部材に対応する領域及び
その周辺領域を残すように前記第１の膜をパターニング
し、残された前記第１の膜、前記金属部材、及び前記第
２の膜を含む微細構造体を作製する工程とを含み、 前記マスク部材を配置する工程が、 前記第２の膜の表面上に金属膜を堆積する工程と、 前記金属膜の表面上にフォトレジスト膜を塗布する工程
と、 フォトマスクを介して前記フォトレジスト膜を露光する
工程と、 露光されたフォトレジスト膜を現像し、レジストパター
ンを形成する工程と、 前記レジストパターンをエッチングマスクとし、前記金
属膜をエッチングし、残った金属膜からなるマスク部材
を形成する工程と を含む微細構造体の製造方法。 - 【請求項４】 前記第２の膜をエッチングし、エッチン
グされた領域の底面に第１の膜の表面の一部を露出させ
る工程の後、さらに、前記残った金属膜を除去する工程
を含む請求項３に記載の微細構造体の製造方法。 - 【請求項５】 第１の膜と、該第１の膜に密着し、シン
クロトロン放射光によってエッチング可能な材料からな
る第２の膜との２層を含んで構成される積層基板を準備
する工程と、 前記第２の膜の表面上に金属膜を堆積する工程と、 前記金属膜の表面上にフォトレジスト膜を塗布する工程
と、 フォトマスクを介して前記フォトレジスト膜を露光する
工程と、 露光されたフォトレジスト膜を現像し、レジストパター
ンを形成する工程と、 前記レジストパターンをエッチングマスクとし、前記金
属膜をエッチングし、残った金属膜からなるマスク部材
を形成する工程と、 前記マスク部材を介して前記第２の膜の表面の一部にシ
ンクロトロン放射光を照射し、該シンクロトロン放射光
の照射された部分の第２の膜を該シンクロトロン放射光
によりエッチングし、エッチングされた領域の底面に前
記第１の膜の表面の一部を露出させる工程と、 前記残った金属膜を除去する工程とを含み、前記第１の
膜、及び残っている前記第２の膜を有する微細構造体の
製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16314897A JP3360282B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 微細構造体の製造方法 |
| US09/098,289 US6159413A (en) | 1997-06-19 | 1998-06-16 | Micro structure and its manufacture method |
| EP98111166A EP0886181A3 (en) | 1997-06-19 | 1998-06-17 | Micro structure and its manufacture method |
| CNB981150403A CN1182952C (zh) | 1997-06-19 | 1998-06-19 | 微结构及其制造方法 |
| US09/602,273 US6454987B1 (en) | 1997-06-19 | 2000-06-23 | Micro structure and its manufacture method |
| US10/011,569 US20020051864A1 (en) | 1997-06-19 | 2001-11-06 | Micro structure and its manufacture method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16314897A JP3360282B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 微細構造体の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002232515A Division JP2003145498A (ja) | 2002-08-09 | 2002-08-09 | 微細構造体の製造方法及び微細構造体 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1112770A JPH1112770A (ja) | 1999-01-19 |
| JP3360282B2 true JP3360282B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=15768141
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