JP5190571B2 - マイクロピラーアレイ素子の製造方法と製造装置 - Google Patents
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Description
のである。
12 真空容器
14 永久磁石
16 上蓋
18 ガス導入口
20 排気ポンプ
22 電極
24 試料ステージ
26 アンテナ
28 基板取付部
30 被エッチング材料
32 高周波電源
Claims (6)
- 真空容器内で反応性イオンを生成し、前記真空容器内で所定のマスクが施されて設けられた被エッチング材料を、前記反応性イオンによりドライエッチングしてマイクロピラーアレイ構造を形成するマイクロピラーアレイ素子の製造方法において、
前記被エッチング材料をポリマー材料とし、このポリマー材料の表面に前記マイクロピラーアレイ構造に対応し、金属、酸化シリコン、又はカーボンナイトライドによるアモルファス材料で構成された所定形状のマスクを施し、
前記真空容器は、内部に所定間隔開けて互いに対向して設けられた一対の電極を有し、前記真空容器内でプラズマを発生させるプラズマ処理装置を備え、
前記プラズマ処理装置は、前記真空容器にマイクロ波を放射し、前記真空容器を共振器としてその真空容器内で電子サイクロトロン共鳴によるプラズマを発生させて前記反応性イオンを生成し、
前記真空容器内の一方の電極側に、前記マスクが施された被エッチング材料が設けられ、前記一方の電極が試料ステージを兼ねており、他方の電極は前記真空容器の蓋の内側に設けられ、
前記一対の電極は、前記真空容器内での前記マイクロ波の管内波長のn/2(nは自然数)倍の間隔を隔てて配置され、
前記真空容器にマイクロ波を放射するアンテナは、前記電極が設けられた前記上蓋から前記マイクロ波の管内波長の1/4の長さ離れた位置に固定され、前記アンテナの位置は、前記真空容器内の前記マイクロ波の電磁界モードのうち、TE01モードでの電界強度の値がほぼ最大となる位置であり、
前記真空容器内の試料ステージ電力密度を0.3W/cm 2 以上5W/cm 2 以下に設定し、前記試料ステージに供給する電力の周波数を、1.0MHz以上13.56MHz以下に設定し、
酸素もしくは酸素を主体とした不活性ガスやハロゲン含有ガスとの混合ガスを用いて、これら混合ガスによる反応性イオンのプロセス圧力を0.01Pa以上0.2Pa以下の条件で前記ドライエッチングを行い、
前記ポリマー材料に微細で上面が平滑で側面がほぼ垂直に底面から起立し、前記マイクロピラー間の底面であるエッチングされた前記基板表面も平滑なピラー構造を形成することを特徴とするマイクロピラーアレイ素子の製造方法。 - 前記ポリマー材料は、ポリメチルメタクリレート又はポリカーボネートである請求項1記載のマイクロピラーアレイ素子の製造方法。
- 前記マイクロピラーは、垂直性が前記ポリマー材料の基板表面に対して、88°から92°の範囲にあり、アスペクト比が1から40の範囲にある請求項2記載のマイクロピラーアレイ素子の製造方法。
- 前記ポリマー材料は、厚み0.3〜3mmのシート材である請求項3記載のマイクロピラーアレイ素子の製造方法。
- 前記マイクロピラーは、ポリマー材料の基板内に形成されたマイクロ流体チップである請求項3記載のマイクロピラーアレイ素子の製造方法。
- 真空容器内で所定間隔開けて互いに対向して設けられた一対の電極を備え、前記真空容器にマイクロ波を放射し、前記真空容器を共振器としてその真空容器内で電子サイクロトロン共鳴によるプラズマを発生させるプラズマ処理装置により構成され、前記真空容器内の一方の電極側に設けられた被エッチング材料を、前記プラズマによる反応性イオンによりドライエッチングを行うマイクロピラーアレイ素子の製造装置において、
前記一対の電極は、前記真空容器内での前記マイクロ波の管内波長のn/2(nは自然数)倍の間隔を隔てて配置され、
前記真空容器にマイクロ波を放射するアンテナは、前記電極が設けられた前記上蓋から前記マイクロ波の管内波長の1/4の長さ離れた位置に固定され、前記アンテナの位置は、前記真空容器内の前記マイクロ波の電磁界モードのうち、TE01モードでの電界強度の値がほぼ最大となる位置であり、
前記真空容器内の試料ステージ電力密度が、0.3W/cm2以上5W/cm2以下に設定され、前記プラズマ処理装置の試料ステージに供給する電力の周波数は、1.0MHz以上13.56MHz以下に設定され、
前記被エッチング材料を、ポリメチルメタクリレート又はポリカーボネートから成るポリマー材料とし、このポリマー材料の表面に前記マイクロピラーアレイ構造に対応した所定形状のマスクであって、金属、酸化シリコン、又はカーボンナイトライドによるアモルファス材料で構成されたマスクを施し、
酸素もしくは酸素を主体とした不活性ガスやハロゲン含有ガスとの混合ガスを用いて、これら混合ガスによる反応性イオンのプロセス圧力を0.01Pa以上0.2Pa以下の条件で、前記プラズマ処理装置の電極間に高周波の電力を印加してエッチングを行い、前記ポリマー材料に、前記マスクに対応した微細なピラー構造を形成することを特徴とするマイクロピラーアレイ素子の製造装置。
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