JP5089107B2 - 微細部品の製造方法 - Google Patents
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本発明に係る型の製造方法は、少なくとも一面が導電性を有する支持基板を設ける基板ステップと、絶縁性を有するマスキング部材にて前記導電性を有する一面にパターニングするパターニングステップと、前記マスキング部材から露出した部分に金属層を形成する金属層形成ステップとを備えていることを特徴とする。なお、支持基板の一面が導電性を有する場合には、基板ステップを省略することが可能である。
また、本発明に係る微細部品の製造方法は、第2金属層を構成する金属層の少なくとも一層がニッケルまたはニッケル合金であることを特徴とする。
また、本発明に係る微細部品の製造方法は、第1金属層を構成する金属層が銅であることを特徴とする。
本発明の型を上方および断面方向から示した図1において、凹部形状1a、1bおよび1cを有する本発明に係わる型1は、少なくとも一面2aが導電性を有する支持基板2を設ける基板ステップ(S01)と、支持基板2の一面2aを、絶縁性を有するマスキング部4にてパターニングするパターニングステップ(S02)と、湿式めっきにより金属層を形成する金属層形成ステップ(S03)と、必要に応じて外形形状を整える外形加工ステップ(S04)とを備えている。
基板ステップ(S01)では、図3(a)に示すように、支持基板2として、例えば鉄、ステンレス、チタン等の金属性のものやシリコンウエハ等のシリコン基板やガラス基板等の表面に金属膜を蒸着等により設けて、その一面2aに導電性を付したものでもよい。
凸部形状11a、11bおよび11cを有する微細部品11の製造方法は、少なくとも一面12aが導電性を有する支持基板12を設ける基板ステップ(S11)と、導電性を有する支持基板12の一面12aを絶縁性を有するマスキング部材でパターニングを行うパターニングステップ(S12)と、湿式めっきにより第1金属層形成ステップ(S13)と、第1金属層16の表面に第1金属層16とは材質が異なる金属からなる金属を湿式めっきにより析出し、第2金属層17の形成を行う第2金属層形成ステップ(S14)と、第2金属層17の表面17a、第1金属層および支持基板12に機械加工などを施すことにより、必要に応じて形状を整える第1外形加工ステップ(S15)と、支持基板12、第1金属層16およびマスキング部14を取り除いて、微細部品18を支持基板12と分離する除去分離ステップ(S16)と、必要に応じて形状を整える第2外形加工ステップ(S17)とを備えている。
基板ステップ(S11)では、図6(a)に示すように、支持基板12として、シリコンウエハを使用し、その一面12aに導電性を付与するために、クロムと金からなる蒸着層を形成する。なお、支持基板12として、導電性を有する金属、例えば鉄、ステンレス、チタン等を用いてもよい。
略円錐形状21aを有する微細部品21の製造方法は、少なくとも一面22aが導電性を有する支持基板22を設ける基板ステップ(S21)と、導電性を有する支持基板22の一面22aを絶縁性を有するマスキング部材でパターニングを行う第1パターニングステップ(S22)と、湿式めっきにより第1金属層形成ステップ(S23)と、第1金属層26の表面に絶縁性を有するマスキング部材でパターニングを行う第2パターニングステップ(S24)と、第1金属層26とは材質が異なる金属を湿式めっきにより析出し、第2金属層27の形成を行う第2金属層形成ステップ(S25)と、さらに、絶縁性を有するマスキング部材でパターニングを行う第3パターニングステップ(S26)と、第1金属層26とは材質が異なる金属を湿式めっきにより析出し、第3金属層30の形成を行う第3金属層形成ステップと、支持基板22、第1金属層26、マスキング部材を取り除いて、微細部品22を分離する除去分離ステップ(S28)を備えている。
なお、支持基板の一面が導電性を有する場合には、基板ステップ(S21)を省略することが可能である。
基板ステップ(S21)では、図9(a)に示すように、支持基板2として、シリコンウエハを使用し、その一面22aに導電性を付与するために、クロムと金からなる蒸着層を形成する。なお、支持基板22として、導電性を有する金属、例えば鉄、ステンレス、チタン等を用いてもよい。
また、第2の実施形態と同様、単結晶シリコンの異方性エッチングを用いたピラミッド状のピット形成などのシリコン特有の結晶面を利用する手段を用いないため、曲面や任意の形状のパターンを形成することができると同時に、シリコンのマスキング部材となるシリコン酸化膜や窒化膜を用いないことやシリコンの異方性エッチングにもちいるフッ化水素をはじめとする危険な薬品やガスを用いないので、高額な設備を使用せず、安価に製造することができる。
図10は、第3の実施形態で示した探針42が複数個電気配線がなされている基板43に接続されている探針アレイ41を示した図である。
図11(b)に示したように、電気配線がなされている基板61の配線62と微細部品途中形成体51の最表面がハンダからなる第3金属層55とが対向して配置され、ついで、両者を加圧・加熱することにより、ハンダからなる第3金属層55により接合され、図11(c)に示したごとく、ハンダ接合層71を介して一体化される。
このように、本発明に係る微細部品の製造方法を適用することにより、単純な微細部品の製造だけでなく、探針アレイ72のように他部品と一体化された新たな部品、装置を製造する方法を比較的安全な方法でかつ安価に提供することができる。
1a、1b、1c 凹部形状
2、12、22、52 支持基板
2a、12a、22a 一面
3、13、23、27、31 フォレジスト
4、14 マスキング材
5、15、25、29 露出面
6 ニッケル層
6a、26a 円曲面
7 間隙
11、21 微細部品
11a、11b、11c 凸部形状
16、26、53 第1金属層
16a、16b、16c 凹部
17、30、54 第2金属層
21a 略円錐形状
24 第1マスキング部
28 第2マスキング部
32 第3マスキング部
34、55 第3金属層
41、72 探針アレイ
42 探針
43、61 基板
51 微細部品途中形成体
62 配線
71 ハンダ接合層
Claims (7)
- 少なくとも一面が導電性を有する基板上に、絶縁性を有する第1マスキング部材にて前記導電性を有する一面にパターニングする第1パターニングステップと、
前記第1マスキング部材から露出した部分と前記パターニングされた前記第1マスキング部材表面の周縁部から中心部に向って等方的に張り出す第1金属層を形成する第1金属層形成ステップと、
前記第1金属層の表面に、第1金属層とは材質が異なる金属層からなる第2金属層を形成する第2金属層形成ステップと、
前記第2金属層を前記第1マスキング部材および前記第1金属層から分離または除去する除去分離ステップとを備え、前記第2金属層に中心部が凸状の先端鋭利部を形成し、前記先端鋭利部を含む先端鋭利部品を形成することを特徴とする微細部品の製造方法。 - 少なくとも一面が導電性を有する支持基板を設ける基板ステップと、
絶縁性を有する第1マスキング部材にて前記導電性を有する一面にパターニングする第1パターニングステップと、
前記第1マスキング部材から露出した部分と前記パターニングされた第1マスキング部材表面の周縁部から中心部に向って等方的に張り出す第1金属層を形成する第1金属層形成ステップと、
前記第1金属層の表面に、前記第1金属層とは材質が異なる金属層からなる第2金属層を形成する第2金属層形成ステップと、
前記第2金属層を前記第1マスキング部材および前記第1金属層から分離または除去する除去分離ステップとを備え、前記第2金属層に中心部が凸状の先端鋭利部を形成し、前記先端鋭利部を含む先端鋭利部品を形成することを特徴とする微細部品の製造方法。 - 前記第1金属形成ステップの後に前記第1金属層の表面に絶縁性を有する第2マスキング部材をパターニングする第2パターニングステップを有し、
第2金属層形成ステップは、前記第2マスキング部材の開口部に、前記第1金属層を構成する金属とは異なる材質の金属からなる第2金属層を形成し、
前記除去分離ステップは、前記第2金属層を前記第1マスキング部材、前記第2マスキング部材および前記第1金属層から分離または除去することを特徴とする請求項1または2に記載の微細部品の製造方法。 - 前記第2金属層形成ステップの後に前記第2金属層の表面に絶縁性を有する第3マスキング部材をパターニングする第3パターニングステップと、
前記第3マスキング部材の開口部に前記第1金属層を構成する金属とは異なる材質の金属からなる第3金属層を形成する第3金属層形成ステップと、を有し、
前記除去分離ステップは、前記第2金属層を前記第1マスキング部材、前記第2マスキング部材、前記第3マスキング部材および前記第1金属層から分離または除去することを特徴とする請求項3に記載の微細部品の製造方法。 - 前記第1金属層が銅であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の微細部品の製造方法。
- 前記第2金属層を構成する金属層の少なくとも一層がニッケルまたはニッケル合金であることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の微細部品の製造方法。
- 前記第3金属層の最外層が他部品と接続に用いられる接合材であることを特徴とする請求項4に記載の微細部品の製造方法。
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