JPH03103400A - 微細部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、微細部品の製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、バイオテクノロジーや医療関係では、技術の発達
により、超微細な細胞等を取り扱うことが多くなってき
ている。この微細な操作を行う際に例えばバイオ用や医
療用のマイクロカッター等が使用される。ここで、この
ような微細部品の製造方法としては、例えば１００μｍ
程度の薄い鋼の薄板を、部品の大きさ及び形状に応じて
打ち抜く方法が一般的である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、微細部品として例えば医療具等のマイク
ロカッターでは、微細な細胞等の操作を行う必要がある
。このような場合、従来の微細部品の製造方法では、製
造精度が±１０μｍ以上の微細部品しか得られないため
、様々な超微細な処理に対した時に、速やかに対応でき
ないという欠点があった。

特に、カッター等の先端が鋭利なものでは、その傾向が
顕著であり、その対応が望まれていた。

この発明は、上記の点に対処してなされたもので、精度
の高い微細部品を製造することができる方法を目的とす
る。

〔発明の構戒〕

（課題を解決するための手段） この発明は、水晶を、その化学軸に対して所定の角度方
向に切り出して水晶薄板を形威し、この薄板に、所望の
微細部品の形状及び大きさに応じたマスクを施し、エッ
チング処理して上記微細部品を得るようにしたことを特
徴とする。

（作用効果） 水晶は、Ｘ（光軸）方向、Ｙ（電気軸）方向、Ｚ（化学
軸）方向の、それぞれエッチングレート（エッチング速
度）が異なり、 Ｘ：Ｙ：Ｚ＝６：１：１００ である。

そこで、水晶の結晶からその化学軸に対して所定の角度
方向に薄板を切り出して、微細部品の形状及び大きさに
応じたマスクを、この水晶薄板上に施した後、エッチン
グすると、Ｚ方向のエッチングレートが大きいので、Ｘ
及びＹ方向には殆どエッチングされることなく、エッチ
ング面に所定の角度を持った微細部品が抜き取られ、非
常に精度の高い微細部品が得られる。

（実施例） 以下、この発明による微細部品の製造方法の一実施例を
図面を参照しながら説明する。

第１図で、１は、水晶の結晶の形状を示し、Ｘ（光軸）
方向、Ｙ（電気軸）方向、Ｚ（化学軸）方向の各方向は
、図示のようになる。

ここでまず、第２図Ａ，Ｈに示すように、この水晶の結
晶１から、Ｚ方向に対して所定の角度ｅ方回に、水晶薄
板２を切り出す。この場合、薄板２の厚さは、例えば１
３０μｍ程度で薄板を切り出した後、研磨して例えば１
００μｍとしておく。

次に、この薄板２上に、例えばフォトリソグラフィ工程
により、目的とする微細部品の形状及び大きさに応じた
レジスト膜３を、第３図Ａに示すように塗布する。この
場合のレジスト膜３のパターンとしては、第４図に示す
ように、マイクロカッター７等所定の角度方向を持つ部
品のパターンが形或可能である。

そして、レジスト膜のマスクを施した薄板２を、エッチ
ング液例えば弗酸（弗素アンモニューム）によりエッチ
ングする。このエッチングは、例えば弗酸液に薄板２を
浸漬してもよいし、薄板２の表面に弗酸液を霧状にスプ
レーして、表面に弗酸液を蓄積させることにより、エッ
チングしてもよい。

ここで、水晶のエッチングレートは、前述したようにＸ
，Ｙ，Ｚの各方向で、 Ｘ：Ｙ：Ｚ＝６：１：１００ であり、Ｚ方向のエッチング速度は、他のＸ方向及びＹ
方向よりも非常に早いので、Ｘ方向及びＹ方向に殆どエ
ッチングされないうちに、第３図Ｂに示すように、レジ
スト膜３のマスクパターンに覆われていない水晶の部分
からＺ方向にエッチングが進む。即ち、所定の角度ｅ方
向にエッチングが進み、エッチングされて出来た側面は
、薄板２の表面に対して角度ｅの関係となる。

すると、微細部品の形状及び大きさの水晶部分６のみが
残る。

次に、上記で所望の位置を繰り抜いた水晶部分６に対し
、例えばアッシング処理やウエット洗浄などを行い、第
３図Ｃに示すように、レジスト膜３の除去を行う。

以上のようにして、レジスト膜３を除去して繰り抜かれ
た水晶部分６は、薄板２の表面に対して所定の角度ｅに
側面が形威され、先端が鋭利な微細部品となる。

この例の場合、マスクパターンの形状及び大きさは、Ｘ
，Ｙ，Ｚの各方向のエッチングレートを考慮したものと
する，すなわち、Ｚ方向のエッチングにより水晶部分６
が操り抜かれる間に、Ｘ方向及びＹ方向にもエッチング
されるので、この操り抜きエッチング時間内にＸ方向及
びＹ方向にエッチングされる量を加味して、マスクパタ
ーンの形状及び大きさが選定されている。

以上のようにして、水晶を部品材料とし、水晶のエッチ
ングの異方性を利用して、微細部品をエンチング処理に
より製造するので、従来の打ち抜きなどに比べて精度の
高い微細部品が得られる。

特に、先端が鋭利なマイクロカッター等の微細部品を形
威する場合においては、有効である。

またこの際に、シリコン等のエッチン・グの等方性材料
を薄板にして、これにマスクを施して工冫チングして微
細部品を製造することも考えられるが、その場合には仮
の厚み方向のエッチングにより部品を繰り抜《間に、仮
面方向にエッチングされる量が多くなり、高精度を補償
することが難しい。

これに対し、この実施例ではエッチングの異方性材料の
水晶を用いているので、薄板の厚み方向（Ｚ方向）にエ
ッチングする間に、薄板の仮面方向（Ｘ，Ｙ方向）には
、殆どエッチングされないから、所定の角度方向に精度
の高い微細部品を得ることができる。しかも、この例で
は、これらＸ．Ｙ方向のエッチングレートも考慮してマ
スクパターンの形状及び大きさを微細部品に併せて決定
するようにしているので、より高精度の微細部品を製造
することができる。この際、微細部品は、初期の形状及
び大きさに対して、±ｌμｍと、高精度で得ることがで
きる。

また、この実施例では、エッチングをウエット式で行っ
ているので、ドライエッチングに比較して複雑な装置及
びそれに供った複雑なプロセスコントロールを必要とせ
ず、エッチング処理を安価で簡単に行える。

さらにまた、２方向に対しての角度を、各種微細部品の
所定の角度に対応した値に設定することにより、各種の
微細部品に通用でき、汎用性が高いものとなる。

なお、この水晶微細部品に、スパッタリング等により、
Ｃｒ（クロム）／Ａｕ（金）、又はＡｕ／Ｐｄ（パラジ
ウム）等の金属をコーティングして欠けや汚染等に強く
することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、水晶を部品材
料として用い、この水晶のエッチングの異方性を利用し
て、微細部品の形状及び大きさに応じたマスクパターン
を介してエッチングすることにより、所定の角度方向に
非常に精度の良い微細部品を製造することができる。

また、水晶は透明であり、硬度は比較的高く、種々の用
途に適用可能な微細部品が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための水晶の結晶
を示す図、第２図は第１図の水晶結晶から切り出したＺ
板を示す図、第３図はこの一実施例の製造方法の工程を
説明するための図、第４図は第３図による微細部品の例
を示す図である。 １・・水晶結晶 ２・・薄板 ３・・レジスト膜 ６・・微細部品となる水晶部分 ７・・マイクロカッター ＠　１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水晶を、その化学軸に対して所定の角度方向に切り出し
   て水晶薄板を形成し、この薄板に、所望の微細部品の形
   状及び大きさに応じたマスクを施し、エッチング処理し
   て上記微細部品を得るようにしたことを特徴とする微細
   部品の製造方法。