JPH11293486A - マイクロ構造体の作製方法 - Google Patents
マイクロ構造体の作製方法Info
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- JPH11293486A JPH11293486A JP10629598A JP10629598A JPH11293486A JP H11293486 A JPH11293486 A JP H11293486A JP 10629598 A JP10629598 A JP 10629598A JP 10629598 A JP10629598 A JP 10629598A JP H11293486 A JPH11293486 A JP H11293486A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 機械的特性のばらつきが小さく、かつ、機械
的強度の経時劣化を抑制する。 【解決手段】 表面に電極１２を形成した基板１１上に
スペーサ層１３を形成し、さらにその上に潜像層１８を
形成する。次いで、潜像層１８に隣接する位置において
スペーサ層１３に開口部１５を形成し、電極１２を露出
させる。その後、電極１２を陰極として電気メッキを行
い、開口部１５内および潜像層１８上にメッキ層１７を
形成する。最後にスペーサ層１３を除去し、基板１１上
に支持柱１０ｂを介して支持されたカンチレバー１０ａ
が作製される。
的強度の経時劣化を抑制する。 【解決手段】 表面に電極１２を形成した基板１１上に
スペーサ層１３を形成し、さらにその上に潜像層１８を
形成する。次いで、潜像層１８に隣接する位置において
スペーサ層１３に開口部１５を形成し、電極１２を露出
させる。その後、電極１２を陰極として電気メッキを行
い、開口部１５内および潜像層１８上にメッキ層１７を
形成する。最後にスペーサ層１３を除去し、基板１１上
に支持柱１０ｂを介して支持されたカンチレバー１０ａ
が作製される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロメカニク
スを用いて作製するマイクロ構造体の製造方法、特に電
気メッキを用いたマイクロ構造体の製造方法に関する。
スを用いて作製するマイクロ構造体の製造方法、特に電
気メッキを用いたマイクロ構造体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、小型の可動機構を有する微小機械
がマイクロメカニクス技術により検討されている。特
に、半導体集積回路形成技術（半導体フォトリソグラフ
ィプロセス）を用いて形成するマイクロ構造体は、基板
上に小型で作製再現性の高い複数の微小な機械部品を作
製することが可能である。このため、アレイ化、低コス
ト化が比較的容易となり、かつ小型化により従来の機械
式構造体に比べて高速応答性が期待できる。
がマイクロメカニクス技術により検討されている。特
に、半導体集積回路形成技術（半導体フォトリソグラフ
ィプロセス）を用いて形成するマイクロ構造体は、基板
上に小型で作製再現性の高い複数の微小な機械部品を作
製することが可能である。このため、アレイ化、低コス
ト化が比較的容易となり、かつ小型化により従来の機械
式構造体に比べて高速応答性が期待できる。
【０００３】半導体フォトリソグラフィプロセスを用い
るマイクロメカニクス技術の中で、犠牲層を用いる表面
マイクロマシーニング（Surface Micro-Machining）
は、マイクロカンチレバー、リニアアクチュエータ等の
マイクロ構造体を基板上に容易に作製することが可能な
方法であり、このプロセスを用いた様々なデバイス開発
がなされている。
るマイクロメカニクス技術の中で、犠牲層を用いる表面
マイクロマシーニング（Surface Micro-Machining）
は、マイクロカンチレバー、リニアアクチュエータ等の
マイクロ構造体を基板上に容易に作製することが可能な
方法であり、このプロセスを用いた様々なデバイス開発
がなされている。
【０００４】犠牲層を用いる表面マイクロマシーニング
の典型的な方法としては以下の２つの方法がある。
の典型的な方法としては以下の２つの方法がある。
【０００５】表面マイクロマシーニングの第１の方法と
しては、シリコン基板上の二酸化シリコン膜を介して薄
膜形成された、マイクロ構造体となるポリシリコン膜あ
るいはＳＯＩ（Si on Insulator）膜等を、所望の形状
にパターニングした後にフッ酸水溶液にて二酸化シリコ
ン酸化膜を除去する方法であり、リニアアクチュエータ
（D. Kobayashi et al., “An Integrated Lateral Tun
neling Unit”, Proceedings of IEEE Micro Electro M
echanical Systems Workshop 1992, pp214-219）等を作
製することが可能である。この方法では、マイクロ構造
体を作製する際に用いる犠牲層は全ての構造体に共通の
単一層となっている。
しては、シリコン基板上の二酸化シリコン膜を介して薄
膜形成された、マイクロ構造体となるポリシリコン膜あ
るいはＳＯＩ（Si on Insulator）膜等を、所望の形状
にパターニングした後にフッ酸水溶液にて二酸化シリコ
ン酸化膜を除去する方法であり、リニアアクチュエータ
（D. Kobayashi et al., “An Integrated Lateral Tun
neling Unit”, Proceedings of IEEE Micro Electro M
echanical Systems Workshop 1992, pp214-219）等を作
製することが可能である。この方法では、マイクロ構造
体を作製する際に用いる犠牲層は全ての構造体に共通の
単一層となっている。
【０００６】図５に、この方法によるマイクロ構造体の
作製工程の概略を示す。まず、基板５１２上に、犠牲層
となる二酸化シリコン膜５１１、構造体層となるポリシ
リコン膜５１３、ニッケルマスク層５１４を順次形成す
る（図５（ａ））。次いで、ニッケルマスク層５１４を
パターニングして、これをマスクとしてポリシリコン膜
５１３をエッチングし、ポリシリコン膜５１３からなる
マイクロ構造体Ａ，Ｂ，Ｃを形成する（図５（ｂ））。
その後、ニッケルマスク層５１４を除去してポリシリコ
ン膜５１３を露出させ（図５（ｃ））、次に二酸化シリ
コン膜５１１をフッ酸水溶液にてエッチングする。これ
により、図５（ｄ）に示すように、中央のマイクロ構造
体Ｂの下方には空隙が形成される。また、両側のマイク
ロ構造体Ａ，Ｃは、これらを支持する二酸化シリコン膜
５１１がサイドエッチングされてカンチレバー形状とな
る。最後に、各構造体Ａ，Ｂ，Ｃの表面にＣｒとＡｕを
順次積層した金属膜５１５を蒸着し、電気的導電性を有
するマイクロ構造体Ａ，Ｂ，Ｃが作製される（図５
（ｅ））。
作製工程の概略を示す。まず、基板５１２上に、犠牲層
となる二酸化シリコン膜５１１、構造体層となるポリシ
リコン膜５１３、ニッケルマスク層５１４を順次形成す
る（図５（ａ））。次いで、ニッケルマスク層５１４を
パターニングして、これをマスクとしてポリシリコン膜
５１３をエッチングし、ポリシリコン膜５１３からなる
マイクロ構造体Ａ，Ｂ，Ｃを形成する（図５（ｂ））。
その後、ニッケルマスク層５１４を除去してポリシリコ
ン膜５１３を露出させ（図５（ｃ））、次に二酸化シリ
コン膜５１１をフッ酸水溶液にてエッチングする。これ
により、図５（ｄ）に示すように、中央のマイクロ構造
体Ｂの下方には空隙が形成される。また、両側のマイク
ロ構造体Ａ，Ｃは、これらを支持する二酸化シリコン膜
５１１がサイドエッチングされてカンチレバー形状とな
る。最後に、各構造体Ａ，Ｂ，Ｃの表面にＣｒとＡｕを
順次積層した金属膜５１５を蒸着し、電気的導電性を有
するマイクロ構造体Ａ，Ｂ，Ｃが作製される（図５
（ｅ））。
【０００７】表面マイクロマシーニングの第２の方法と
しては、所望のパターンに成形された犠牲層上に、薄膜
作製方法によりマイクロ構造体を形成する方法である。
この方法を用いて、ワブルマイクロモーター（M. Mehre
gany et al., "Operation ofmicrofabricated harmonic
and ordinary side-drive motors", Proceedings IEEE
Micro Electro Mechanical Systems Workshop 1990, p
p1-8）、やカンチレバー（L. C. Kong et al., Integra
ted electrostatically resonant scan tipfor an atom
ic force microscope" J. Vac. Sci. Technol. B11(3),
p634, 1993）等が作製可能である。
しては、所望のパターンに成形された犠牲層上に、薄膜
作製方法によりマイクロ構造体を形成する方法である。
この方法を用いて、ワブルマイクロモーター（M. Mehre
gany et al., "Operation ofmicrofabricated harmonic
and ordinary side-drive motors", Proceedings IEEE
Micro Electro Mechanical Systems Workshop 1990, p
p1-8）、やカンチレバー（L. C. Kong et al., Integra
ted electrostatically resonant scan tipfor an atom
ic force microscope" J. Vac. Sci. Technol. B11(3),
p634, 1993）等が作製可能である。
【０００８】図６に、この方法で作製されるカンチレバ
ーの作製工程を示す。まず、パッシベーション層６１４
が形成されたシリコン基板６１２上に犠牲層６１１を成
膜した後に、半導体フォトリソグラフィ技術およびエッ
チングを用いて犠牲層６１１をパターニングする（図６
（ａ））。次いで、この基板６１２上に、マイクロ構造
体となる構造体層６１３を成膜し（図６（ｂ））、半導
体フォトリソグラフィ技術およびエッチングを用いて構
造体層６１３を所望の形状にパターニングする（図６
（ｃ））。次に、犠牲層６１１のみを除去可能なエッチ
ャントによりエッチングし、図６（ｄ）に示すようなカ
ンチレバー６１２を形成する。さらに、この方法によ
り、犠牲層および構造体層を複数形成して、より複雑な
構造体を形成することが可能である（L. Y. Lin et a
l., "Micromachined Integrated Opticsfor Free-Space
Interconnections", Proceedings IEEE Micro Electro
Mechanical Systems Workshop 1995, pp77-82）。
ーの作製工程を示す。まず、パッシベーション層６１４
が形成されたシリコン基板６１２上に犠牲層６１１を成
膜した後に、半導体フォトリソグラフィ技術およびエッ
チングを用いて犠牲層６１１をパターニングする（図６
（ａ））。次いで、この基板６１２上に、マイクロ構造
体となる構造体層６１３を成膜し（図６（ｂ））、半導
体フォトリソグラフィ技術およびエッチングを用いて構
造体層６１３を所望の形状にパターニングする（図６
（ｃ））。次に、犠牲層６１１のみを除去可能なエッチ
ャントによりエッチングし、図６（ｄ）に示すようなカ
ンチレバー６１２を形成する。さらに、この方法によ
り、犠牲層および構造体層を複数形成して、より複雑な
構造体を形成することが可能である（L. Y. Lin et a
l., "Micromachined Integrated Opticsfor Free-Space
Interconnections", Proceedings IEEE Micro Electro
Mechanical Systems Workshop 1995, pp77-82）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のマイクロ構造体の作製方法では、以下に示すよ
うな問題点があった。
た従来のマイクロ構造体の作製方法では、以下に示すよ
うな問題点があった。
【００１０】まず、図５に示した第１の方法では、両側
のマイクロ構造体Ａ，Ｃの長さは、二酸化シリコン膜５
１１のエッチング条件に依存し、エッチング液の濃度、
温度、攪拌等の変動により、ばらつく事となる。マイク
ロ構造体の長さのばらつきは、それと接続するカンチレ
バーや梁等のばね定数、共振周波数等の機械的特性のば
らつきとなるために、この方法では、マイクロ構造体の
作製再現性が低下する。
のマイクロ構造体Ａ，Ｃの長さは、二酸化シリコン膜５
１１のエッチング条件に依存し、エッチング液の濃度、
温度、攪拌等の変動により、ばらつく事となる。マイク
ロ構造体の長さのばらつきは、それと接続するカンチレ
バーや梁等のばね定数、共振周波数等の機械的特性のば
らつきとなるために、この方法では、マイクロ構造体の
作製再現性が低下する。
【００１１】一方、一般にカンチレバーが外力により変
位する場合、応力はカンチレバーの根元に集中する。図
６に示した方法により作製したカンチレバー６２１で
は、屈曲部６２２に応力が集中する。このような屈曲部
の基板下面側は応力集中部Ｄとなり、過度の歪みが加わ
るために、機械的強度の経時劣化が現れやすく、機械的
金属疲労による破壊が起こり易くなる。
位する場合、応力はカンチレバーの根元に集中する。図
６に示した方法により作製したカンチレバー６２１で
は、屈曲部６２２に応力が集中する。このような屈曲部
の基板下面側は応力集中部Ｄとなり、過度の歪みが加わ
るために、機械的強度の経時劣化が現れやすく、機械的
金属疲労による破壊が起こり易くなる。
【００１２】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みなされたものであり、その目的は、（１）機械的特
性のばらつきが小さく、かつ、（２）屈曲部での応力集
中による機械的強度の経時劣化が抑制される、マイクロ
構造体の作製方法を提供することである。
鑑みなされたものであり、その目的は、（１）機械的特
性のばらつきが小さく、かつ、（２）屈曲部での応力集
中による機械的強度の経時劣化が抑制される、マイクロ
構造体の作製方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のマイクロ構造体の作製方法は、基板上に、支持
部と、該支持部に前記基板と間隔をおいて支持される板
状部とを有する構造体を形成するマイクロ構造体の作製
方法であって、表面に電極層が形成された基板上に絶縁
材料からなるスペーサ層を形成する工程と、前記スペー
サ層上の、作製すべき構造体の板状部が形成される部位
に導電性材料からなる潜像層を形成する工程と、前記ス
ペーサ層の、作製すべき構造体の支持部が形成される部
位に、前記電極層の一部を露出させた開口部を設ける工
程と、前記電極層を陰極として電気メッキを行い、前記
開口部内および前記潜像層上にメッキ膜よりなる構造体
層を形成する工程と、前記スペーサ層を除去する工程と
を有する。
本発明のマイクロ構造体の作製方法は、基板上に、支持
部と、該支持部に前記基板と間隔をおいて支持される板
状部とを有する構造体を形成するマイクロ構造体の作製
方法であって、表面に電極層が形成された基板上に絶縁
材料からなるスペーサ層を形成する工程と、前記スペー
サ層上の、作製すべき構造体の板状部が形成される部位
に導電性材料からなる潜像層を形成する工程と、前記ス
ペーサ層の、作製すべき構造体の支持部が形成される部
位に、前記電極層の一部を露出させた開口部を設ける工
程と、前記電極層を陰極として電気メッキを行い、前記
開口部内および前記潜像層上にメッキ膜よりなる構造体
層を形成する工程と、前記スペーサ層を除去する工程と
を有する。
【００１４】上記のとおりの本発明では、電極上および
潜像層上にメッキ膜を析出成長させ、支持部と板状部と
を有する構造体をメッキにより形成している。ここで、
マイクロ構造体の板状部は、潜像層上でのメッキ膜の析
出および成長によって形成され、さらに、メッキ膜から
なる構造体層の形成後、スペーサ層は全て除去されるの
で、板状部の大きさは潜像層の大きさで決定される。し
たがって、従来のように板状部となる部材の下方の構造
層をエッチングにより除去して板状部を形成するのとは
異なり、板状部の長さがエッチング条件によってばらつ
くことはない。また、マイクロ構造体の支持部は、スペ
ーサ層に設ける開口部内に析出、成長したメッキ膜で形
成されるので、支持部の大きさは、板状部の厚みとは無
関係に設定することができる。その結果、開口部の大き
さを、作製される構造体の板状部の厚みと比べて大きく
すれば、板状部の根元に加わる応力集中が緩和される。
本発明で得られる最も単純な構造としては、支持部によ
って基板上に支持されたカンチレバーが挙げられる。
潜像層上にメッキ膜を析出成長させ、支持部と板状部と
を有する構造体をメッキにより形成している。ここで、
マイクロ構造体の板状部は、潜像層上でのメッキ膜の析
出および成長によって形成され、さらに、メッキ膜から
なる構造体層の形成後、スペーサ層は全て除去されるの
で、板状部の大きさは潜像層の大きさで決定される。し
たがって、従来のように板状部となる部材の下方の構造
層をエッチングにより除去して板状部を形成するのとは
異なり、板状部の長さがエッチング条件によってばらつ
くことはない。また、マイクロ構造体の支持部は、スペ
ーサ層に設ける開口部内に析出、成長したメッキ膜で形
成されるので、支持部の大きさは、板状部の厚みとは無
関係に設定することができる。その結果、開口部の大き
さを、作製される構造体の板状部の厚みと比べて大きく
すれば、板状部の根元に加わる応力集中が緩和される。
本発明で得られる最も単純な構造としては、支持部によ
って基板上に支持されたカンチレバーが挙げられる。
【００１５】また、潜像層の上の一部位に第２のスペー
サ層を形成する工程を追加し、構造体層を形成する際
に、この第２のスペーサ層を取り囲む高さまでメッキ膜
を成長させることで、板状部に開口が設けられたマイク
ロ構造体を作製可能である。この場合、スペーサ層に開
口部を設ける際、潜像層を取り囲む領域に開口部を設け
ることで、天面に開口が設けられた中空のマイクロ構造
体を作製可能である。さらにこの場合、基板の裏面側か
ら基板の一部位を除去し、電極上に形成されたスペーサ
層の一部位を露出させる工程を追加することで、基板の
除去された部位を液体の供給口とし、天面の開口を液体
の噴射口としたノズル構造を作製可能である。
サ層を形成する工程を追加し、構造体層を形成する際
に、この第２のスペーサ層を取り囲む高さまでメッキ膜
を成長させることで、板状部に開口が設けられたマイク
ロ構造体を作製可能である。この場合、スペーサ層に開
口部を設ける際、潜像層を取り囲む領域に開口部を設け
ることで、天面に開口が設けられた中空のマイクロ構造
体を作製可能である。さらにこの場合、基板の裏面側か
ら基板の一部位を除去し、電極上に形成されたスペーサ
層の一部位を露出させる工程を追加することで、基板の
除去された部位を液体の供給口とし、天面の開口を液体
の噴射口としたノズル構造を作製可能である。
【００１６】さらに、潜像層を形成する際、複数の潜像
層を互いに間隔をおいて形成することで、メッキ膜は、
スペーサ層の開口部に近い位置の潜像層から順に析出
し、成長する。これにより、板状部は、その厚みが複数
段階に変化したものとなる。また、作製されるマイクロ
構造体は、板状部の裏面に潜像層が付いたままとなって
いるが、潜像層が不要である場合は、構造体層を形成し
た後に、潜像を除去してもよい。
層を互いに間隔をおいて形成することで、メッキ膜は、
スペーサ層の開口部に近い位置の潜像層から順に析出
し、成長する。これにより、板状部は、その厚みが複数
段階に変化したものとなる。また、作製されるマイクロ
構造体は、板状部の裏面に潜像層が付いたままとなって
いるが、潜像層が不要である場合は、構造体層を形成し
た後に、潜像を除去してもよい。
【００１７】上記スペーサ層は、高分子樹脂で形成する
ことができる。この場合には、酸素プラズマによりスペ
ーサ層を除去すれば、スペーサ層を容易に剥離でき、好
ましい。
ことができる。この場合には、酸素プラズマによりスペ
ーサ層を除去すれば、スペーサ層を容易に剥離でき、好
ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００１９】図１は、本発明のマイクロ構造体の作製方
法の一実施形態を説明するための、マイクロ構造体の断
面を各工程ごとに示した図である。以下、図１を参照し
て、基板１１上に支持柱１０ｂで支持されたカンチレバ
ー１０ａを作製する工程を例に挙げ、本実施形態につい
て説明する。
法の一実施形態を説明するための、マイクロ構造体の断
面を各工程ごとに示した図である。以下、図１を参照し
て、基板１１上に支持柱１０ｂで支持されたカンチレバ
ー１０ａを作製する工程を例に挙げ、本実施形態につい
て説明する。
【００２０】まず、表面に電極１２を形成した基板１１
上に、絶縁材料からなるスペーサ層１３を形成する（図
１（ａ））。次いで、スペーサ層１３の表面の所定の領
域に、導電性材料からなる潜像層１８を形成し（図１
（ｂ））、さらに、潜像層１８に隣接する位置において
スペーサ層１３に所定の大きさの開口部１５を設け、開
口部１５内に電極１２を露出させる。潜像層１８は、電
極１２とは電気的に絶縁されている。この後、電極１２
を陰極として電気メッキを行い、開口部１５内に露出し
た電極１２の表面に金属メッキを析出させる。析出した
金属メッキは、その成長とともに潜像層１８に接し、潜
像層１８上にも電極１２上と同様に金属メッキが析出
し、断面形状が鉤形のメッキ層１７が形成される（図１
（ｄ））。最後に、スペーサ層１３を除去することによ
り、メッキ層１７よりなるカンチレバー１０ａが作製さ
れる。
上に、絶縁材料からなるスペーサ層１３を形成する（図
１（ａ））。次いで、スペーサ層１３の表面の所定の領
域に、導電性材料からなる潜像層１８を形成し（図１
（ｂ））、さらに、潜像層１８に隣接する位置において
スペーサ層１３に所定の大きさの開口部１５を設け、開
口部１５内に電極１２を露出させる。潜像層１８は、電
極１２とは電気的に絶縁されている。この後、電極１２
を陰極として電気メッキを行い、開口部１５内に露出し
た電極１２の表面に金属メッキを析出させる。析出した
金属メッキは、その成長とともに潜像層１８に接し、潜
像層１８上にも電極１２上と同様に金属メッキが析出
し、断面形状が鉤形のメッキ層１７が形成される（図１
（ｄ））。最後に、スペーサ層１３を除去することによ
り、メッキ層１７よりなるカンチレバー１０ａが作製さ
れる。
【００２１】ここで、図５を用いて説明した作製方法と
比較すると、本実施形態ではカンチレバー１０ａはスペ
ーサ層１３の表面の潜像層１８の大きさで決定されるの
で、サイドエッチング等により構造体の長さが変化する
ことはない。
比較すると、本実施形態ではカンチレバー１０ａはスペ
ーサ層１３の表面の潜像層１８の大きさで決定されるの
で、サイドエッチング等により構造体の長さが変化する
ことはない。
【００２２】また、図６を用いて説明した作製方法と比
較すると、開口部１５の大きさをカンチレバー１０ａの
膜厚に比べ大きくすることで、図６に示したような屈曲
部が形成されることはなくなり、カンチレバー１０ａの
根元部の応力集中が緩和される。その結果、カンチレバ
ー１０ａが外力によって変位したときの、根元部での歪
みが軽減されるので、機械的強度の経時劣化が抑制さ
れ、疲労による破壊も生じにくくなる。
較すると、開口部１５の大きさをカンチレバー１０ａの
膜厚に比べ大きくすることで、図６に示したような屈曲
部が形成されることはなくなり、カンチレバー１０ａの
根元部の応力集中が緩和される。その結果、カンチレバ
ー１０ａが外力によって変位したときの、根元部での歪
みが軽減されるので、機械的強度の経時劣化が抑制さ
れ、疲労による破壊も生じにくくなる。
【００２３】さらに、従来の方法では、フォトリソグラ
フィプロセスおよびエッチングにより所望のパターンに
成形するのに対して、本発明ではカンチレバー１０ａは
潜像層１８によってメッキ層１７の大きさが決定され
る。従来、ウェットエッチングにてパターンを形成して
いた金属薄膜では、膜厚が厚いとサイドエッチング等に
よりパターン形状の精度が出難かったが、同様の金属を
金属メッキにて作製することが可能であれば、パターニ
ングせずに、所望のパターンを有するマイクロ構造体を
得ることが可能となる。
フィプロセスおよびエッチングにより所望のパターンに
成形するのに対して、本発明ではカンチレバー１０ａは
潜像層１８によってメッキ層１７の大きさが決定され
る。従来、ウェットエッチングにてパターンを形成して
いた金属薄膜では、膜厚が厚いとサイドエッチング等に
よりパターン形状の精度が出難かったが、同様の金属を
金属メッキにて作製することが可能であれば、パターニ
ングせずに、所望のパターンを有するマイクロ構造体を
得ることが可能となる。
【００２４】また、薄膜形成方法にて作製する膜は通
常、粒塊を有しており、図６に示す薄膜形成方法にて作
製する構造体ではスペーサ層の屈曲部にて形成される膜
は粒塊の影響を強く受ける為、その強度は低下する傾向
にある。しかしながら、本発明の作製方法によれば、支
持柱１０ｂとカンチレバー１０ａが同時にメッキ形成さ
れるために、粒塊の影響が低減される。
常、粒塊を有しており、図６に示す薄膜形成方法にて作
製する構造体ではスペーサ層の屈曲部にて形成される膜
は粒塊の影響を強く受ける為、その強度は低下する傾向
にある。しかしながら、本発明の作製方法によれば、支
持柱１０ｂとカンチレバー１０ａが同時にメッキ形成さ
れるために、粒塊の影響が低減される。
【００２５】以下に、上述した夫々の層の特徴を述べ
る。
る。
【００２６】電極１２は、電気メッキの陰極として用い
る。このため、電極表面を導電性にしておく。
る。このため、電極表面を導電性にしておく。
【００２７】スペーサ層１３は、マイクロ構造体となる
構造体層（本実施形態ではメッキ層１７）を形成した後
に、最終工程にて除去され、マイクロ構造体と基板１１
との間の空隙となる。スペーサ層１３としては、マイク
ロ構造体を作製するメッキ浴にて腐蝕せず、電気絶縁性
の高い材料を用いる。また、その材料としては有機高分
子樹脂や、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ等の酸
化物材料、Ｓｉ3Ｎ4、ＴｉＮ等の窒化物材料、ＳｉＣ、
ＴｉＣ、Ｃ等の炭化物材料等を利用することが可能であ
る。スペーサ層１３を除去する場合、構造体層を形成す
る材料とのエッチング選択比が十分とれる材料を選ぶ。
有機溶媒で希釈しスピンナー法、ディッピング法、スプ
レー法等により膜形成可能な有機高分子樹脂は、酸素プ
ラズマによるアッシングにて容易に剥離できるため好ま
しい。このような樹脂材料で、ナトリウムイオン等の不
純物の少ないフォトレジストは、スペーサ層１３として
特に好ましく、基板１１としては、回路を集積化したＳ
ｉ基板を用いることができる。
構造体層（本実施形態ではメッキ層１７）を形成した後
に、最終工程にて除去され、マイクロ構造体と基板１１
との間の空隙となる。スペーサ層１３としては、マイク
ロ構造体を作製するメッキ浴にて腐蝕せず、電気絶縁性
の高い材料を用いる。また、その材料としては有機高分
子樹脂や、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ等の酸
化物材料、Ｓｉ3Ｎ4、ＴｉＮ等の窒化物材料、ＳｉＣ、
ＴｉＣ、Ｃ等の炭化物材料等を利用することが可能であ
る。スペーサ層１３を除去する場合、構造体層を形成す
る材料とのエッチング選択比が十分とれる材料を選ぶ。
有機溶媒で希釈しスピンナー法、ディッピング法、スプ
レー法等により膜形成可能な有機高分子樹脂は、酸素プ
ラズマによるアッシングにて容易に剥離できるため好ま
しい。このような樹脂材料で、ナトリウムイオン等の不
純物の少ないフォトレジストは、スペーサ層１３として
特に好ましく、基板１１としては、回路を集積化したＳ
ｉ基板を用いることができる。
【００２８】メッキは、電極１２と同様に、潜像層１８
上で析出成長する。このため、潜像層１８の表面を導電
性にしておく。潜像層１８は、スペーサ層１３を介して
電極１２と電気的に絶縁されており、スペーサ層１３に
設けた開口部１５より析出した金属部分が潜像層１８に
接触することにより、電極１２と同電位となり潜像層１
８上に電気メッキにより構造体層が形成される。通常、
潜像層１８はスペーサ層１３上に金属を薄膜形成方法に
より形成し、フォトリソグラフィプロセス、及びエッチ
ングを適用することで所望の形状にパターニングする。
薄膜形成方法としては、従来公知の技術たとえば抵抗加
熱蒸着法やスパッタ法、電子ビーム蒸着法等の薄膜作製
技術を用いることができる。また、潜像層１８は、スペ
ーサ層１３上に、電気的に絶縁した複数のパターンから
構成されていても良い。
上で析出成長する。このため、潜像層１８の表面を導電
性にしておく。潜像層１８は、スペーサ層１３を介して
電極１２と電気的に絶縁されており、スペーサ層１３に
設けた開口部１５より析出した金属部分が潜像層１８に
接触することにより、電極１２と同電位となり潜像層１
８上に電気メッキにより構造体層が形成される。通常、
潜像層１８はスペーサ層１３上に金属を薄膜形成方法に
より形成し、フォトリソグラフィプロセス、及びエッチ
ングを適用することで所望の形状にパターニングする。
薄膜形成方法としては、従来公知の技術たとえば抵抗加
熱蒸着法やスパッタ法、電子ビーム蒸着法等の薄膜作製
技術を用いることができる。また、潜像層１８は、スペ
ーサ層１３上に、電気的に絶縁した複数のパターンから
構成されていても良い。
【００２９】本発明でいう構造体層は、電気メッキ法を
用いて、電極１２及びスペーサ層１３上の潜像層１８に
メッキ浴中の金属イオンが電気化学反応により析出する
ことにより形成される。本発明のマイクロ構造体は、用
いるメッキ浴によるのもでなく、単塩、複塩、錯塩等の
様々な金属塩により析出した金属をから作製される。主
な、メッキの金属としては単金属では、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐ
ｔ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ等、合金では、Ｃｕ−Ｚ
ｎ、Ｓｎ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｚｎ−Ｎｉ等があるが、
他にも電気メッキが可能な材料であれば用いることは可
能である。また、メッキ浴にＡｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＰＴ
ＦＥ等の分散粒子を付加することによる分散メッキも、
構造体層として利用できる。
用いて、電極１２及びスペーサ層１３上の潜像層１８に
メッキ浴中の金属イオンが電気化学反応により析出する
ことにより形成される。本発明のマイクロ構造体は、用
いるメッキ浴によるのもでなく、単塩、複塩、錯塩等の
様々な金属塩により析出した金属をから作製される。主
な、メッキの金属としては単金属では、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐ
ｔ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ等、合金では、Ｃｕ−Ｚ
ｎ、Ｓｎ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｚｎ−Ｎｉ等があるが、
他にも電気メッキが可能な材料であれば用いることは可
能である。また、メッキ浴にＡｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＰＴ
ＦＥ等の分散粒子を付加することによる分散メッキも、
構造体層として利用できる。
【００３０】
【実施例】以下に、本発明のマイクロ構造体の作製方法
の具体的な実施例について説明する。
の具体的な実施例について説明する。
【００３１】（第１実施例）第１実施例について、図１
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００３２】基板１１として、シリコンウエハを用い
る。この基板１１に、電子ビーム蒸着法により、Ｃｒを
膜厚５０ｎｍで成膜し、さらに続けて同一真空中でＡｕ
を膜厚１００ｎｍで成膜し、電極１２を形成した。この
電極１２を形成した基板１１上に全芳香族ポリアミド酸
溶液をスピン塗布し、熱処理を行いポリイミド薄膜から
なるスペーサ層１３を形成した（図１（ａ））。
る。この基板１１に、電子ビーム蒸着法により、Ｃｒを
膜厚５０ｎｍで成膜し、さらに続けて同一真空中でＡｕ
を膜厚１００ｎｍで成膜し、電極１２を形成した。この
電極１２を形成した基板１１上に全芳香族ポリアミド酸
溶液をスピン塗布し、熱処理を行いポリイミド薄膜から
なるスペーサ層１３を形成した（図１（ａ））。
【００３３】続いて、電極１２を形成したと同様の方法
により、スペーサ層１３上にＣｒおよびＡｕを成膜し、
該ＣｒとＡｕをフォトリソグラフィプロセスおよびエッ
チングによりパターニングし、潜像層１８を形成した
（図１（ｂ））。Ａｕは沃素と沃化カリウムの混合水溶
液により、Ｃｒは硝酸二アンモニウムセリウム（ＩＶ）
と過塩素酸との混合水溶液により夫々エッチングした。
により、スペーサ層１３上にＣｒおよびＡｕを成膜し、
該ＣｒとＡｕをフォトリソグラフィプロセスおよびエッ
チングによりパターニングし、潜像層１８を形成した
（図１（ｂ））。Ａｕは沃素と沃化カリウムの混合水溶
液により、Ｃｒは硝酸二アンモニウムセリウム（ＩＶ）
と過塩素酸との混合水溶液により夫々エッチングした。
【００３４】次に、フォトリソグラフィプロセスと酸素
による反応性イオンエッチングによりスペーサ層１３の
一部を除去し、潜像層１８の近傍に開口部１５を設け、
スペーサ層１３の下部の電極１２の一部を露出させた
（図１（ｃ））。
による反応性イオンエッチングによりスペーサ層１３の
一部を除去し、潜像層１８の近傍に開口部１５を設け、
スペーサ層１３の下部の電極１２の一部を露出させた
（図１（ｃ））。
【００３５】この後、電極１２を陰極として、硫酸ニッ
ケルと塩化ニッケルとほう酸よりなるＮｉメッキ浴を用
いて、浴温が５０℃、陰極電流密度５Ａ／ｄｍ2でＮｉ
メッキを行った。Ｎｉメッキは、まず、開口部１５から
析出、成長し、該Ｎｉメッキが潜像層１８に到達すると
潜像層１８上にもメッキが開始され、図１（ｄ）に示す
ように、メッキ層１７が形成される。
ケルと塩化ニッケルとほう酸よりなるＮｉメッキ浴を用
いて、浴温が５０℃、陰極電流密度５Ａ／ｄｍ2でＮｉ
メッキを行った。Ｎｉメッキは、まず、開口部１５から
析出、成長し、該Ｎｉメッキが潜像層１８に到達すると
潜像層１８上にもメッキが開始され、図１（ｄ）に示す
ように、メッキ層１７が形成される。
【００３６】最後に、スペーサ層１３をＥＣＲを用いた
酸素プラズマによるエッチングにて除去し、図１（ｅ）
に示すように、支持柱１０ｂに支持されたカンチレバー
１０ａを作製することができた。
酸素プラズマによるエッチングにて除去し、図１（ｅ）
に示すように、支持柱１０ｂに支持されたカンチレバー
１０ａを作製することができた。
【００３７】（第２実施例）本発明の第２実施例につい
て、図２および図３を参照して、マイクロ構造体とし
て、液供給口２０ｃと流路２０ａとオリフィス２０ｂか
らなるノズルを作製する場合を例に挙げて説明する。
て、図２および図３を参照して、マイクロ構造体とし
て、液供給口２０ｃと流路２０ａとオリフィス２０ｂか
らなるノズルを作製する場合を例に挙げて説明する。
【００３８】基板２１として、結晶方位面が（１００）
のｎ型シリコンウエハを用いる。基板２１を、酸化ガス
を用いた熱酸化により酸化させ、基板２１の両面に膜厚
１μｍの二酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜２６ａ，２６ｂ
を形成する。次いで、基板２１の裏面側の二酸化シリコ
ン膜２６ｂの一部を除去し基板２１を露出させ、エッチ
ング用の窓２９を設けた。一方、基板２１の表面側の二
酸化シリコン膜２６ａ上に、スパッタリング法により、
Ｔｉを膜厚１０ｎｍで成膜し、続けて同一真空中でＰｔ
を膜厚１００ｎｍで成膜し、電極２２を形成した。この
電極２２を形成した基板２１上にＨｅｃｈｓｔ社製半導
体用フォトレジストＡＺ４６２０をスピン塗布し、第１
スペーサ層２３を形成した。続いて、電子ビーム蒸着法
によりＣｒを膜厚１０ｎｍで成膜し、続けて同一真空中
にてＡｕを膜厚１００ｎｍで成膜し、該ＣｒとＡｕをフ
ォトリソグラフィプロセスおよびエッチングによりパタ
ーニングし、基板２１の中層の領域に潜像層２８を形成
した（図２（ａ））。Ａｕは沃素と沃化カリウムの混合
水溶液により、Ｃｒは硝酸二アンモニウムセリウム（Ｉ
Ｖ）と過塩素酸との混合水溶液により夫々エッチングし
た。
のｎ型シリコンウエハを用いる。基板２１を、酸化ガス
を用いた熱酸化により酸化させ、基板２１の両面に膜厚
１μｍの二酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜２６ａ，２６ｂ
を形成する。次いで、基板２１の裏面側の二酸化シリコ
ン膜２６ｂの一部を除去し基板２１を露出させ、エッチ
ング用の窓２９を設けた。一方、基板２１の表面側の二
酸化シリコン膜２６ａ上に、スパッタリング法により、
Ｔｉを膜厚１０ｎｍで成膜し、続けて同一真空中でＰｔ
を膜厚１００ｎｍで成膜し、電極２２を形成した。この
電極２２を形成した基板２１上にＨｅｃｈｓｔ社製半導
体用フォトレジストＡＺ４６２０をスピン塗布し、第１
スペーサ層２３を形成した。続いて、電子ビーム蒸着法
によりＣｒを膜厚１０ｎｍで成膜し、続けて同一真空中
にてＡｕを膜厚１００ｎｍで成膜し、該ＣｒとＡｕをフ
ォトリソグラフィプロセスおよびエッチングによりパタ
ーニングし、基板２１の中層の領域に潜像層２８を形成
した（図２（ａ））。Ａｕは沃素と沃化カリウムの混合
水溶液により、Ｃｒは硝酸二アンモニウムセリウム（Ｉ
Ｖ）と過塩素酸との混合水溶液により夫々エッチングし
た。
【００３９】次に、潜像層２８をエッチング用マスクと
して、第１スペーサ層２３を、酸素による反応性イオン
エッチングによりパターニングし、電極２２の一部を露
出させた開口部２５を形成した（図２（ｂ））。
して、第１スペーサ層２３を、酸素による反応性イオン
エッチングによりパターニングし、電極２２の一部を露
出させた開口部２５を形成した（図２（ｂ））。
【００４０】次に、第１スペーサ層２３を形成するのと
同様の工程により、フォトレジストＡＺ４６２０をスピ
ン塗布し、フォトリソグラフィプロセスにより露光およ
び現像し、潜像層２８上に第２スペーサ層２４を形成し
た。第２スペーサ層２４は、潜像層２８の一部を覆って
いる（図２（ｃ））。
同様の工程により、フォトレジストＡＺ４６２０をスピ
ン塗布し、フォトリソグラフィプロセスにより露光およ
び現像し、潜像層２８上に第２スペーサ層２４を形成し
た。第２スペーサ層２４は、潜像層２８の一部を覆って
いる（図２（ｃ））。
【００４１】この後、電極２２を陰極として、硫酸ニッ
ケルと塩化ニッケルとほう酸よりなるＮｉメッキ浴を用
いて、浴温が５０℃、陰極電流密度５Ａ／ｄｍ2でＮｉ
メッキを行った。Ｎｉメッキは、まず、開口部２５から
析出、成長し、該Ｎｉメッキが潜像層２８に到達すると
潜像層２８上にも、第２スペーサ層２４を取り囲むよう
にメッキが析出、成長し、メッキ層１７が形成される
（図２（ｄ））。
ケルと塩化ニッケルとほう酸よりなるＮｉメッキ浴を用
いて、浴温が５０℃、陰極電流密度５Ａ／ｄｍ2でＮｉ
メッキを行った。Ｎｉメッキは、まず、開口部２５から
析出、成長し、該Ｎｉメッキが潜像層２８に到達すると
潜像層２８上にも、第２スペーサ層２４を取り囲むよう
にメッキが析出、成長し、メッキ層１７が形成される
（図２（ｄ））。
【００４２】ここで、注目すべきは、基板２１上に設け
た第１および第２スペーサ層２３，２４の凹凸を解消す
るようにメッキが成長し、メッキ層２７の表面は略平坦
となる点である。メッキ層２７の表面は、最終的には後
述するようにノズル２０ｂの開口面となる。このよう
に、ノズル２０ｂの開口面を平坦にできることで、この
面に対する撥水処理等の表面加工が容易になる。
た第１および第２スペーサ層２３，２４の凹凸を解消す
るようにメッキが成長し、メッキ層２７の表面は略平坦
となる点である。メッキ層２７の表面は、最終的には後
述するようにノズル２０ｂの開口面となる。このよう
に、ノズル２０ｂの開口面を平坦にできることで、この
面に対する撥水処理等の表面加工が容易になる。
【００４３】次に、基板２１の裏面側を、濃度２２％の
ＴＭＡＨ（Tetramethlammoniumhydroxide）水溶液にて
液温度８０℃で、窓２９より結晶軸異方性エッチング
し、基板２１に（１１１）の結晶面からなる面で囲まれ
た凹部２１ａを形成した（図３（ｅ））。なお、基板２
１に設けた凹部２１ａは、最終工程にてノズルの液供給
口２０ｃとなる。
ＴＭＡＨ（Tetramethlammoniumhydroxide）水溶液にて
液温度８０℃で、窓２９より結晶軸異方性エッチング
し、基板２１に（１１１）の結晶面からなる面で囲まれ
た凹部２１ａを形成した（図３（ｅ））。なお、基板２
１に設けた凹部２１ａは、最終工程にてノズルの液供給
口２０ｃとなる。
【００４４】さらに、基板２１の裏面側から二酸化シリ
コン膜２６ｂおよびと電極２２の、凹部２１ａから露出
している部位をエッチングし、第１スペーサ層２３の一
部を露出させた（図３（ｆ））。二酸化シリコン膜２６
ｂはＢＨＦ（バッファードフッ酸）にて、Ｔｉ及びＰｔ
はＡｒによるミーリングにて除去した。
コン膜２６ｂおよびと電極２２の、凹部２１ａから露出
している部位をエッチングし、第１スペーサ層２３の一
部を露出させた（図３（ｆ））。二酸化シリコン膜２６
ｂはＢＨＦ（バッファードフッ酸）にて、Ｔｉ及びＰｔ
はＡｒによるミーリングにて除去した。
【００４５】この後、第１および第２スペーサ層２３，
２４をアセトンによりエッチング除去し、潜像層２８に
ついては、Ａｕを沃素と沃化カリウムの混合水溶液によ
り、Ｃｒを硝酸二アンモニウムセリウム（ＩＶ）と過塩
素酸との混合水溶液によりエッチング除去した。この結
果、図３（ｇ）に示すように、液供給口２０ｃと流路２
０ａとオリフィス２０ｂとを有し、液供給口２０ｃから
供給される液体を、流路２０ａを介してオリフィス２０
ｂから噴射させるノズルを形成することができた。流路
２０ａの形状は第１スペーサ層２３のパターン形状で、
そしてオリフィス２０ｂの形状は第２スペーサ層２４の
パターン形状でそれぞれ決定される。
２４をアセトンによりエッチング除去し、潜像層２８に
ついては、Ａｕを沃素と沃化カリウムの混合水溶液によ
り、Ｃｒを硝酸二アンモニウムセリウム（ＩＶ）と過塩
素酸との混合水溶液によりエッチング除去した。この結
果、図３（ｇ）に示すように、液供給口２０ｃと流路２
０ａとオリフィス２０ｂとを有し、液供給口２０ｃから
供給される液体を、流路２０ａを介してオリフィス２０
ｂから噴射させるノズルを形成することができた。流路
２０ａの形状は第１スペーサ層２３のパターン形状で、
そしてオリフィス２０ｂの形状は第２スペーサ層２４の
パターン形状でそれぞれ決定される。
【００４６】（第３実施例）第３実施例として、本発明
のマイクロ構造体の作製方法を用いて２つの異なる膜厚
で構成されたカンチレバーを作製した。以下に、図４を
参照して本発明の第３実施例について説明する。
のマイクロ構造体の作製方法を用いて２つの異なる膜厚
で構成されたカンチレバーを作製した。以下に、図４を
参照して本発明の第３実施例について説明する。
【００４７】基板３１として、ガラス基板を用いる。こ
の基板３１に、電子ビーム蒸着方法により、Ｃｒを膜厚
５０ｎｍで成膜し、続けて同一真空中でＡｕを膜厚１０
０ｎｍで成膜し、電極３２を形成した。この電極３２を
形成した基板３１上に、全芳香族ポリアミド酸溶液をス
ピン塗布し、熱処理を行いポリイミド薄膜からなるスペ
ーサ層３３を形成した。続いて、電極３２を形成したと
同様の方法によりＣｒおよびＡｕの膜を成膜し、該Ｃｒ
とＡｕをフォトリソグラフィプロセスおよびエッチング
によりパターニングし、作製すべきカンチレバー３０ａ
の長手方向に沿って配置された第１潜像層３８および第
２潜像層３９を形成した（図４（ａ））。第１潜像層３
８および第２潜像層３９のパターニングに際し、Ａｕは
沃素と沃化カリウムの混合水溶液により、Ｃｒは硝酸二
アンモニウムセリウム（ＩＶ）と過塩素酸との混合水溶
液により夫々エッチングした。
の基板３１に、電子ビーム蒸着方法により、Ｃｒを膜厚
５０ｎｍで成膜し、続けて同一真空中でＡｕを膜厚１０
０ｎｍで成膜し、電極３２を形成した。この電極３２を
形成した基板３１上に、全芳香族ポリアミド酸溶液をス
ピン塗布し、熱処理を行いポリイミド薄膜からなるスペ
ーサ層３３を形成した。続いて、電極３２を形成したと
同様の方法によりＣｒおよびＡｕの膜を成膜し、該Ｃｒ
とＡｕをフォトリソグラフィプロセスおよびエッチング
によりパターニングし、作製すべきカンチレバー３０ａ
の長手方向に沿って配置された第１潜像層３８および第
２潜像層３９を形成した（図４（ａ））。第１潜像層３
８および第２潜像層３９のパターニングに際し、Ａｕは
沃素と沃化カリウムの混合水溶液により、Ｃｒは硝酸二
アンモニウムセリウム（ＩＶ）と過塩素酸との混合水溶
液により夫々エッチングした。
【００４８】次に、スペーサ層３３を、フォトリソグラ
フィプロセスと酸素による反応性イオンエツチングによ
り、第１潜像層３８の近傍に開口部３５を設け、スペー
サ層３８の下部の電極３２の一部を露出させた（図４
（ｂ））。
フィプロセスと酸素による反応性イオンエツチングによ
り、第１潜像層３８の近傍に開口部３５を設け、スペー
サ層３８の下部の電極３２の一部を露出させた（図４
（ｂ））。
【００４９】この後、電極３２を陰極として、硫酸ニッ
ケルと塩化ニッケルとほう酸よりなるＮｉメッキ浴を用
いて、浴温が５０℃、陰極電流密度５Ａ／ｄｍ2でＮｉ
メッキを行った。Ｎｉメッキは、まず、開口部３５から
析出し、開口部３５がメッキされた後、スペーサ層３３
の表面に横方向に広がりつつ成長し、Ｎｉメッキが第１
潜像層３８に到達すると第１潜像層３８上にもメッキが
開始されメッキ層３７が形成される（図４（ｃ））。さ
らにメッキを続けることにより、メッキは基板３１の厚
み方向に成長すると共に、スペーサ層３３の面内方向に
も広がり、Ｎｉメッキが第２潜像層３９に到達すると第
２潜像層３９上にもメッキ層が形成される（図４
（ｄ））。
ケルと塩化ニッケルとほう酸よりなるＮｉメッキ浴を用
いて、浴温が５０℃、陰極電流密度５Ａ／ｄｍ2でＮｉ
メッキを行った。Ｎｉメッキは、まず、開口部３５から
析出し、開口部３５がメッキされた後、スペーサ層３３
の表面に横方向に広がりつつ成長し、Ｎｉメッキが第１
潜像層３８に到達すると第１潜像層３８上にもメッキが
開始されメッキ層３７が形成される（図４（ｃ））。さ
らにメッキを続けることにより、メッキは基板３１の厚
み方向に成長すると共に、スペーサ層３３の面内方向に
も広がり、Ｎｉメッキが第２潜像層３９に到達すると第
２潜像層３９上にもメッキ層が形成される（図４
（ｄ））。
【００５０】最後に、スペーサ層３３をＥＣＲを用いた
酸素プラズマによるエッチングにて除去し、基板３１上
に支持柱３０ｂを介して支持された、途中から厚みが薄
くなったカンチレバー３０ａを作製することができた。
酸素プラズマによるエッチングにて除去し、基板３１上
に支持柱３０ｂを介して支持された、途中から厚みが薄
くなったカンチレバー３０ａを作製することができた。
【００５１】第３実施例では、２つの潜像層を用いて、
２つの異なる膜厚で構成されたカンチレバーを作製した
が、潜像層を増やすことにより、さらに多段の膜厚から
なるマイクロ構造体を形成できることは言うまでもな
い。
２つの異なる膜厚で構成されたカンチレバーを作製した
が、潜像層を増やすことにより、さらに多段の膜厚から
なるマイクロ構造体を形成できることは言うまでもな
い。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
イクロ構造体の板状部の大きさはスペーサ層上に形成さ
れる潜像層で決定されるので、板状部の大きさのばらつ
きを抑えることができる。また、マイクロ構造体の支持
部はスペーサ層に形成される開口部に形成されるので、
開口部の大きさを適宜設定すれば、マイクロ構造体の板
状部の根元に加わる応力集中を緩和することができる。
イクロ構造体の板状部の大きさはスペーサ層上に形成さ
れる潜像層で決定されるので、板状部の大きさのばらつ
きを抑えることができる。また、マイクロ構造体の支持
部はスペーサ層に形成される開口部に形成されるので、
開口部の大きさを適宜設定すれば、マイクロ構造体の板
状部の根元に加わる応力集中を緩和することができる。
【００５３】また、潜像層を形成する際に、複数の潜像
層を互いに間隔をおいて形成することで、板状部の厚み
を段階的に変化させることができる。
層を互いに間隔をおいて形成することで、板状部の厚み
を段階的に変化させることができる。
【００５４】本発明の作製方法を応用すれば、カンチレ
バーやノズル体など、種々のマイクロ構造体を作製する
ことができる。
バーやノズル体など、種々のマイクロ構造体を作製する
ことができる。
【図１】本発明のマイクロ構造体の作製方法の一実施形
態を説明するための、マイクロ構造体の断面を各工程ご
とに示した図である。
態を説明するための、マイクロ構造体の断面を各工程ご
とに示した図である。
【図２】本発明のマクロ構造体の作製方法によりノズル
を作製する場合の工程を説明するための図である。
を作製する場合の工程を説明するための図である。
【図３】本発明のマイクロ構造体の作製方法によりノズ
ルを作製する場合の工程を説明するための図である。
ルを作製する場合の工程を説明するための図である。
【図４】本発明のマイクロ構造体の作製方法により、厚
みが段階的に変化するカンチレバーを作製する場合の工
程を説明するための図である。
みが段階的に変化するカンチレバーを作製する場合の工
程を説明するための図である。
【図５】従来のマイクロ構造体の作製工程の一例を説明
するための図である。
するための図である。
【図６】従来のマイクロ構造体の作製工程の他の例を説
明するための図である。
明するための図である。
１０ａ，３０ａ カンチレバー １０ｂ，３０ｂ 支持柱 １１，２１，３１ 基板 １２，２２，３２ 電極 １３，３３ スペーサ層 １５，２５，３５ 開口部 １７，２７，３７ メッキ層 １８，２８ 潜像層 ２０ａ 流路 ２０ｂ オリフィス ２０ｃ 液供給口 ２１ａ 凹部 ２３ 第１スペーサ層 ２４ 第２スペーサ層 ２６ａ，２６ｂ 二酸化シリコン膜 ２９ 窓 ３８ 第１潜像層 ３９ 第２潜像層
Claims (8)
- 【請求項１】 基板上に、支持部と、該支持部に前記基
板と間隔をおいて支持される板状部とを有する構造体を
形成するマイクロ構造体の作製方法であって、 表面に電極層が形成された基板上に絶縁材料からなるス
ペーサ層を形成する工程と、 前記スペーサ層上の、作製すべき構造体の板状部が形成
される部位に導電性材料からなる潜像層を形成する工程
と、 前記スペーサ層の、作製すべき構造体の支持部が形成さ
れる部位に、前記電極層の一部を露出させた開口部を設
ける工程と、 前記電極層を陰極として電気メッキを行い、前記開口部
内および前記潜像層上にメッキ膜よりなる構造体層を形
成する工程と、 前記スペーサ層を除去する工程とを有する、マイクロ構
造体の作製方法。 - 【請求項２】 前記潜像層の上の一部位に、第２のスペ
ーサ層を形成する工程をさらに有し、前記構造体層を形
成する工程では、前記第２のスペーサを取り囲む高さま
で前記メッキ膜を成長させる請求項１に記載のマイクロ
構造体の作製方法。 - 【請求項３】 前記潜像層を取り囲む領域に前記開口部
を設ける請求項２に記載のマイクロ構造体の作製方法。 - 【請求項４】 前記基板の裏面側から前記基板の一部位
を除去し、前記電極上に形成されたスペーサ層の一部位
を露出させる工程をさらに有する請求項３に記載のマイ
クロ構造体の作製方法。 - 【請求項５】 前記潜像層を、互いに間隔をおいて複数
形成する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のマイ
クロ構造体の作製方法。 - 【請求項６】 前記構造体層を形成した後、前記潜像層
を除去する工程を有する請求項１ないし５のいずれか１
項に記載のマイクロ構造体の作製方法。 - 【請求項７】 前記スペーサ層が高分子樹脂よりなる請
求項１ないし６のいずれか１項に記載のマイクロ構造体
の作製方法。 - 【請求項８】 前記スペーサ層の除去を酸素プラズマに
より行う請求項７に記載のマイクロ構造体の作製方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10629598A JPH11293486A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | マイクロ構造体の作製方法 |
| US09/290,409 US6391527B2 (en) | 1998-04-16 | 1999-04-13 | Method of producing micro structure, method of production liquid discharge head |
| EP99107564A EP0956954A3 (en) | 1998-04-16 | 1999-04-15 | Method of producing micro structure, method of producing liquid discharge head, liqud discharge head produced thereby, head cartridge loaded with liquid discharge head, and device for discharging liquid produced therewith |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10629598A JPH11293486A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | マイクロ構造体の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11293486A true JPH11293486A (ja) | 1999-10-26 |
Family
ID=14430060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10629598A Pending JPH11293486A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | マイクロ構造体の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11293486A (ja) |
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1998
- 1998-04-16 JP JP10629598A patent/JPH11293486A/ja active Pending
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