(57)【要約】      （修正有）【課題】基板上に間隔を空けて設けられた膜厚５μｍ以上の金属膜の積層体を備えた積層構造体について、この複数の積層体を面方向に面積の異なる複数種類の群に分けたときに、最も面積の小さい群に属する積層体と、最も面積の大きい群に属する積層体と、における同じ階層の金属膜の膜厚の差が２μｍを超える場合に比べて、金属膜間の接合強度の高い積層構造体を提供する。【解決手段】積層構造体１０は、膜厚５μｍ以上の金属膜１４を１または複数積層した構成の積層体１２が、基板１６上に間隔を空けて複数設けられた構成とされおり、この積層構造体１０を構成する複数の積層体１２は、基板１６の面方向における面積の異なる複数種類の群に分けられ、複数種類の群の内の、最も面積の大きい第１の群に属する積層体１４と、最も面積の小さい第２の群に属する積層体１４と、における同じ階層の金属膜１４の膜厚の差が２μｍ以下である積層構造体。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の面方向に間隔を空けて設けられ、膜厚５μｍ以上の金属膜の積層体を備え、
前記積層体は、前記基板の面方向における面積の異なる複数種類の群に分けられ、該複数種類の群の内の、最も面積の大きい第1の群に属する積層体と、最も面積の小さい第２の群に属する積層体と、における同じ階層の金属膜の膜厚の差が２μｍ以下である積層構造体。
【請求項２】
前記第２の群に属する積層体における金属膜の膜厚が、前記第１の群に属する積層体における同じ階層の金属膜の膜厚より大きい請求項１に記載の積層構造体。
【請求項３】
前記積層体は、前記基板の面方向における面積の小さい群に属する積層体ほど、より面積の大きい群に属する積層体に比べて、同じ階層の金属膜の膜厚が大きい請求項１または請求項２に記載の積層構造体。
【請求項４】
基板と、
前記基板の面方向に間隔を空けて設けられた、膜厚５μｍ以上の複数の金属膜と、
を備え、
前記複数の金属膜は、前記基板の面方向における面積の異なる複数種類の群に分けられ、該複数種類の群の内の、最も面積の大きい第1の群に属する金属膜と、最も面積の小さい第２の群に属する金属膜と、の膜厚の差が２μｍ以下であるドナー基板。
【請求項５】
前記第２の群に属する金属膜の膜厚が、前記第1の群に属する金属膜の膜厚より大きい請求項４に記載のドナー基板。
【請求項６】
前記金属膜は、前記基板の面方向における面積の小さい群に属する金属膜ほど、より面積の大きい群に属する金属膜に比べて、膜厚が大きい請求項４または請求項５に記載のドナー基板。
【請求項７】
開口面積の異なる複数種類の凹部を有する型部材の各凹部内に、電気めっき法を用いて膜厚５μｍ以上の金属膜を形成することによってドナー基板を作製するドナー基板作製工程と、
前記ドナー基板作製工程によって作製されたドナー基板における複数の金属膜は、前記凹部の開口面方向における面積の異なる複数種類の群に分けられ、該複数種類の群の内の、最も面積の大きい種類の第1の群に属する金属膜と、最も面積の小さい種類の第２の群に属する金属膜と、の膜厚の差が、予め定められた値以下となるように該複数の金属膜の表面を研磨する研磨工程と、
前記研磨工程によって研磨された前記複数の金属膜へ第２の基板を圧接させた後に、該第２の基板を離間させることによって、前記複数の金属膜を前記第２の基板側へ転写する転写工程と、
を備えた積層構造体の製造方法。
【請求項８】
前記予め定められた値が、２μｍである請求項７に記載の積層構造体の製造方法。
【請求項９】
前記第２の群に属する金属膜の膜厚は、前記第１の群に属する金属膜の膜厚より大きい請求項７または請求項８に記載の積層構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記金属膜は、前記基板の面方向における面積の小さい群に属する金属膜ほど、より面積の大きい群に属する金属膜に比べて、膜厚が大きい請求項７〜請求項９の何れか１項に記載の積層構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記研磨工程は、化学的機械的研磨法によって行なわれる請求項７〜請求項１０の何れか１項に記載の積層構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層構造体、ドナー基板、及び積層構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細な形状の三次元物体を精度良く造形する方法として、電気鋳造を用いた積層造形方法が普及している（例えば、特許文献１〜特許文献３）。この電気鋳造を用いれば、対象物の形状や対象物の表面の凹凸が忠実に再現されることから、電気鋳造を用いた積層造形法で作製された三次元物体は、種々の精密機器に用いられる各種部品に適用されている。
【０００３】
特許文献１〜特許文献３には、基板上に形成対象の形状を反転した反転形状を形成し、この反転形状の空間部分に電気めっき法により金属膜を形成した後に該反転形状を除去し、この形成された金属膜を別途用意した基板に圧接した後に離間を行なう処理を繰り返すことによって、金属膜を該別途用意した基板側に転写及び積層させて、複数の金属膜の積層された三次元物体としての積層構造体を製造する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１７２４１２号公報
【特許文献２】特開平１１−２８７６８号公報
【特許文献３】特開２００６−３４１５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、基板の面方向に間隔を空けて設けられた、膜厚５μｍ以上の金属膜の積層体を備えた積層構造体について、この複数の積層体を面方向に面積の異なる複数種類の群に分けたときに、最も面積の小さい群に属する積層体と、最も面積の大きい群に属する積層体と、における同じ階層の金属膜の膜厚の差が２μｍを超える場合に比べて、積層された複数の金属膜に欠落が少ない積層構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、以下の手段により解決される。
即ち、
請求項１に係る発明は、基板の面方向に間隔を空けて設けられ、膜厚５μｍ以上の金属膜の積層体を備え、前記積層体は、前記基板の面方向における面積の異なる複数種類の群に分けられ、該複数種類の群の内の、最も面積の大きい第1の群に属する積層体と、最も面積の小さい第２の群に属する積層体と、における同じ階層の金属膜の膜厚の差が２μｍ以下である積層構造体である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記第２の群に属する積層体における金属膜の膜厚が、前記第１の群に属する積層体における同じ階層の金属膜の膜厚より大きい請求項１に記載の積層構造体である。
【０００８】
請求項３に係る発明は、前記積層体は、前記基板の面方向における面積の小さい群に属する積層体ほど、より面積の大きい群に属する積層体に比べて、同じ階層の金属膜の膜厚が大きい請求項１または請求項２に記載の積層構造体である。
【０００９】
請求項４に係る発明は、基板と、前記基板の面方向に間隔を空けて設けられた、膜厚５μｍ以上の複数の金属膜と、を備え、前記複数の金属膜は、前記基板の面方向における面積の異なる複数種類の群に分けられ、該複数種類の群の内の、最も面積の大きい第1の群に属する金属膜と、最も面積の小さい第２の群に属する金属膜と、の膜厚の差が２μｍ以下であるドナー基板である。
【００１０】
請求項５に係る発明は、前記第２の群に属する金属膜の膜厚が、前記第1の群に属する金属膜の膜厚より大きい請求項４に記載のドナー基板である。
【００１１】
請求項６に係る発明は、前記金属膜は、前記基板の面方向における面積の小さい群に属する金属膜ほど、より面積の大きい群に属する金属膜に比べて、膜厚が大きい請求項４または請求項５に記載のドナー基板である。
【００１２】
請求項７に係る発明は、開口面積の異なる複数種類の凹部を有する型部材の各凹部内に、電気めっき法を用いて膜厚５μｍ以上の金属膜を形成することによってドナー基板を作製するドナー基板作製工程と、前記ドナー基板作製工程によって作製されたドナー基板における複数の金属膜は、前記凹部の開口面方向における面積の異なる複数種類の群に分けられ、該複数種類の群の内の、最も面積の大きい種類の第1の群に属する金属膜と、最も面積の小さい種類の第２の群に属する金属膜と、の膜厚の差が、予め定められた値以下となるように該複数の金属膜の表面を研磨する研磨工程と、前記研磨工程によって研磨された前記複数の金属膜へ第２の基板を圧接させた後に、該第２の基板を離間させることによって、前記複数の金属膜を前記第２の基板側へ転写する転写工程と、を備えた積層構造体の製造方法である。
【００１３】
請求項８に係る発明は、前記予め定められた値が、２μｍである請求項７に記載の積層構造体の製造方法である。
【００１４】
請求項９に係る発明は、前記第２の群に属する金属膜の膜厚は、前記第１の群に属する金属膜の膜厚より大きい請求項７または請求項８に記載の積層構造体の製造方法である。
【００１５】
請求項１０に係る発明は、前記金属膜は、前記基板の面方向における面積の小さい群に属する金属膜ほど、より面積の大きい群に属する金属膜に比べて、膜厚が大きい請求項７〜請求項９の何れか１項に記載の積層構造体の製造方法である。
【００１６】
請求項１１に係る発明は、前記研磨工程は、化学的機械的研磨法によって行なわれる請求項７〜請求項１０の何れか１項に記載の積層構造体の製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１、２に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、積層された複数の金属膜に欠落が少ない積層構造体が提供される、という効果を奏する。
【００１８】
請求項３に係る発明によれば、基板の面方向における面積の小さい群に属する積層体ほど、より面積の大きい群に属する積層体に比べて、同じ階層の金属膜の膜厚が小さい場合に比べて、積層された複数の金属膜の欠落がより少ない、という効果を奏する。
【００１９】
請求項４、５に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、積層された複数の金属膜に欠落が少ない積層構造体の製造に用いられるドナー基板が提供される、という効果を奏する。
【００２０】
請求項６に係る発明によれば、面積の小さい群に属する金属膜ほど、より面積の大きい群に属する金属膜に比べて、膜厚が小さい場合に比べて、積層された複数の金属膜の欠落がより少ない積層構造体の製造に用いられるドナー基板が提供される、という効果を奏する。
【００２１】
請求項７、８に係る発明によれば、本発明の研磨工程を有さない場合に比べて、積層された複数の金属膜に欠落が少ない積層構造体が提供される、という効果を奏する。
【００２２】
請求項９、１０に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、積層された複数の金属膜の欠落をより少なくする積層構造体が提供される、という効果を奏する。
【００２３】
請求項１１に係る発明によれば、化学的機械的研磨法以外の方法で研磨を行なった場合に比べて、容易に精度の良い積層構造体を作製できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）本実施の形態の積層構造体の一態様を模式的に示す構成図であり、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の領域Ａ部分を拡大した模式図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）本実施の形態のドナー基板の一態様を模式的に示す構成図であり、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の領域Ｂ部分を拡大した模式図である。
【図３】（Ａ）は、積層構造体の一態様を模式的に示す断面図であり、（Ｂ）は、ドナー基板の一態様を模式的に示す断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）ドナー基板の製造工程を示す模式図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）ドナー基板の製造工程を示す模式図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）積層構造体の製造工程を示す模式図である。
【図７】積層構造体の製造装置の一態様を示す模式図である。
【図８】積層構造体の製造装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図９】（Ａ）（Ｂ）積層構造体の製造装置の一態様を示す模式図である。
【図１０】複数種類の金属膜における最も面積の大きい群に属する金属膜と最も面積の小さい群に属する金属膜との膜厚の差と、これらの金属膜の基板への転写率と、の関係を示す棒グラフである。
【００２５】
１０、１１  積層構造体
１２  積層体
１４  金属膜
１６  基板
２０、２１  ドナー基板
２０Ａ  型部材
５０  積層構造体の製造装置
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明における一の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００２７】
本実施の形態に係る積層構造体１０は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、基板１６上に、複数の積層体１２が面方向に間隔を空けて設けられた構成とされている。これらの各積層体１２は、膜厚５μｍ以上の金属膜１４を、１または複数積層した構成とされている。
【００２８】
なお、本実施の形態では、積層構造体１０を構成する各積層体１２は、３層の金属膜１４（金属膜１４１、金属膜１４２、及び金属膜１４３）を積層した構成である場合を説明するが、１層、２層、または４層以上の金属膜１４を積層した構成であっても良い。
【００２９】
積層構造体１０を構成する複数の積層体１２は、基板１６の面方向における面積の異なる複数種類の群に分けられる。
本実施の形態では、複数の積層体１２は、面積の異なる３種類の群に分けられるものとして説明する。具体的には、図１に示すように、積層構造体１０を構成する複数の積層体１２は、最も面積の大きい第１の群１２Ａ、最も面積の小さい第２の群１２Ｃ、及び第１の群１２Ａより面積が小さく且つ第２の群１２Ｃより面積が大きい群１２Ｂ、の３種類の群に分けられる。なお、本実施の形態では、積層構造体１０を構成する複数の積層体１２は、該面方向の面積の異なる３種類の群に分けられる場合を説明するが、該面方向の面積の異なる複数種類の群に分けられれば良く、３種類に限らず、２種類、または４種類以上であってもよい。
【００３０】
この複数種類の群の内の、最も面積の大きい第１の群（図１中、第１の群１２Ａ）に属する積層体１２と、最も面積の小さい第２の群（図１中、第２の群１２Ｃ）に属する積層体１２と、は、同じ階層の金属膜１４の膜厚の差が２μｍ以下とされている。
【００３１】
具体的には、図１（Ｃ）に示すように、第１の群１２Ａに属する積層体１２における最も基板１６側の金属膜１４１の膜厚ｄ１１と、第２の群１２Ｃに属する積層体１２における最も基板１６側の金属膜１４１の膜厚ｄ２１と、の差は２μｍ以下とされている（｜ｄ１１―ｄ２１｜≦２μｍ）。
他の階層についても同様に、同一階層の金属膜１４の膜厚の差は２μｍ以下とされている。具体的には、第１の群１２Ａに属する積層体１２における、金属膜１４１上に積層された２層目の金属膜１４２の膜厚ｄ１２と、第２の群１２Ｃに属する積層体１２における、金属膜１４１上に積層された２層目の金属膜１４２の膜厚ｄ１２と、の差は２μｍ以下とされている。また、第１の群１２Ａに属する積層体１２における、金属膜１４２上に積層された３層目の金属膜１４３の膜厚ｄ１３と、第２の群１２Ｃに属する積層体１２における、金属膜１４２上に積層された３層目の金属膜１４３の膜厚ｄ１３と、の差は２μｍ以下とされている。（｜ｄ１２―ｄ２２｜≦２μｍ，｜ｄ１３―ｄ２３｜≦２μｍ）
【００３２】
ここで、上述のように、積層構造体１０を構成する複数の積層体１２の各々を構成する各金属膜１４の１層当たりの膜厚は５μｍ以上（ｄ１１≧５μｍ，ｄ１２≧５μｍ，ｄ１３≧５μｍ，ｄ２１≧５μｍ，ｄ２２≧５μｍ，ｄ２３≧５μｍ）とされている。
【００３３】
積層構造体１０を製造する方法としては、電気鋳造法が好適に用いられる。電気鋳造法は、電気めっき法による金属製品の製造もしくは複製法であって、微細な形状や表面の凹凸を忠実に再現する製造法として広く用いられている。
電気鋳造法を用いた積層構造体１０の製造方法は、詳細な製造方法については後述するが、概略としては、開口面積の異なる複数種類の凹部を有する型部材を用意し、この型部材の各凹部内に電気めっき法により金属膜を形成し、この形成された金属膜を別途用意した基板１６に圧接する工程を繰り返して、該金属膜を基板１６側に転写及び積層させる方法が用いられる。
この電気鋳造法によれば、微細な形状や表面の凹凸の再現性が良好であることから、凹部の反転形状の再現性が良く、目的とする形状で且つ厚み５μｍ以上の金属膜１４を積層させた積層体１２を有する積層構造体１０が得られる。
【００３４】
一方、電気鋳造法以外の方法（例えば、スパッタリング法や蒸着法等）では、指向性が高く、光学的に影になる部分には付着しないため，凹部内を所望の材質で均等に埋め込むことは難しく、また，凹部内だけに選択的に金属膜を形成することは困難である。この現象は、膜厚が厚いほど顕著であり、具体的には、５μｍ以上の深さの凹部内に金属膜をスパッタリングや蒸着によって成膜すると、凹部内において金属膜によって充填されない領域が生じ、電気鋳造法に比べて表面凹凸の再現性に劣る。一方、電気鋳造法を用いれば、形成対象の金属膜１４の膜厚が５μｍ以上であっても、目的とする形状の金属膜１４が好適に得られ、膜厚５μｍ以上の金属膜１４を積層させた積層体１２が基板１６の面方向に間隔を空けて複数設けられた構成の積層構造体１０が好適に得られる。
【００３５】
ここで、上記電気鋳造法を用いれば、上記凹部の反転形状が精度良く再現された金属膜が形成されるものの、凹部の開口面積にばらつきがあると、形成される金属膜の厚みにばらつきが生じる、という電気鋳造法に特有の現象が生じていた。
このため、従来技術では、電気鋳造法を用いても、上記凹部内に形成される金属膜の膜厚にばらつきがあることから、結果的に、積層構造体１０を構成する複数の積層体１２の内の、最も面積の大きい群（第１の群１２Ａ）に属する積層体１２と、最も面積の小さい群（第２の群１２Ｃ）に属する積層体１２と、の同じ階層の金属膜１４の膜厚の差を２μｍ以下とした構成は、実現されていなかった。
【００３６】
一方、本実施の形態の積層構造体１０によれば、後述する製造方法を用いたことによって、基板１６の面方向の面積の異なる複数種類の群に分けられる複数の積層体１２を備え、各積層体１２が膜厚５μｍ以上の金属膜１４の積層体である積層構造体１０において、最も面積の大きい群（第１の群１２Ａ）に属する積層体１２と、最も面積の小さい群（第２の群１２Ｃ）に属する積層体１２と、における同じ階層の金属膜１４の膜厚の差が２μｍ以下の積層構造体１０が実現された。
【００３７】
該膜厚の差が２μｍ以下とされることによって、該膜厚の差が２μｍを超える場合に比べて、積層構造体１０を構成する各積層体１２における金属膜１４間の接合強度の高い積層構造体１０が得られる。また、各積層体１２における金属膜１４間の接合強度が高いことから、積層構造体１０全体の機械強度が向上する。
【００３８】
なお、本実施の形態の積層構造体１０においては、該膜厚の差が２μｍ以下であることが必須であるが、該膜厚の差が２μｍの範囲内で、且つ基板１６の面方向の面積の最も小さい第２の群１２Ｃに属する積層体１２における金属膜１４の膜厚が、該面積の最も大きい第１の群１２Ａに属する積層体１２における同一階層の金属膜１４の膜厚より大きいことが望ましい。
【００３９】
また、積層構造体１０を構成する複数の積層体１２は、基板１６の面方向の面積の小さい群に属する積層体１２ほど、該面積の大きい群に属する積層体１２に比べて、同じ階層の金属膜１４の膜厚が大きいことが更に望ましい。
【００４０】
なお、積層構造体１０を各種精密部品に適用する観点から、各積層体１２を構成する金属膜１４の膜厚は、上述のように５μｍ以上であることが必須であるが、１５μｍ以上３５μｍ以下とされる事が望ましく、２５μｍ以上３５μｍ以下とされることが更に望ましい。
【００４１】
なお、この積層構造体１０は、図３（Ａ）に示すように、複数の積層体１２の各々を構成する各金属膜１４の少なくとも基板１６側の面に、金属膜１４より硬度の小さい第２の金属膜３０が設けられた構成の積層構造体１１とされていることが望ましい。この金属膜１４の構成材料としては、具体的には、ニッケル、ニッケル合金、銅、または銅合金が挙げられる。また、第２の金属膜３０の構成材料としては、具体的には、金が挙げられる。
【００４２】
金属膜１４の少なくとも基板１６側の面に、第２の金属膜３０が設けられていることから、各積層体１２を構成する金属膜１４間の接合強度、及び最も基板１６側に配置された金属膜１４と基板１６との間の接合強度が、第２の金属膜３０が設けられていない場合に比べて強い。このため、第２の金属膜３０を更に設けることによって、積層構造体１１の機械的強度の向上が図れる。
【００４３】
次に、ドナー基板２０について説明する。
ドナー基板２０は、積層構造体１０を作製するために用いられ、ドナー基板２０に設けられた複数の金属膜１４を基板１６側へ提供するための提供部材として機能する。
ドナー基板２０は、図２（Ａ）に示すように、基板２２と、基板２２の面方向に間隔を空けて設けられた膜厚５μｍ以上の複数の金属膜１４と、を備えた構成とされている。
【００４４】
この基板２２に設けられた金属膜１４は、基板２２の面方向における面積の異なる複数種類の群に分けられ、該複数種類の群の内の、最も面積の大きい第１の群１４Ａに属する金属膜１４と、最も面積の小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４と、の膜厚の差が２μｍ以下とされている。なお、本実施の形態では、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、基板２２に設けられた複数の金属膜１４は、基板２２の面方向における面積の異なる３種類の群（第１の群１４Ａ、群１４Ｂ、及び第２の群１４Ｃ）に分けられる場合を説明する。なお、この種類は、２種類以上であればよく、３種類に限られない。
【００４５】
なお、本実施の形態では、ドナー基板２０は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、積層構造体１０を構成する各積層体１２において、同じ階層の金属膜１４を構成する一単位として、第１の群１４Ａ、群１４Ｂ、及び第２の群１４Ｃの３種類の群に分類される複数の金属膜１４を一単位としたパターン１５が、基板２２上に間隔を空けて複数設けられているものとして説明する。積層構造体１０の製造時には、ドナー基板２０に設けられた金属膜１４に基板１６を圧接させて該金属膜１４を基板１６側へ転写する処理を、基板２２上のパターン１５毎に繰り返し行なうことによって、該パターン１５の積層された構成の積層構造体１０が製造されることとなる。
【００４６】
このドナー基板２０に設けられた複数の金属膜１４の内の、最も面積の大きい第１の群１４Ａに属する金属膜１４と、最も面積の小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４と、の膜厚の差は、２μｍ以下とされている。具体的には、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示すように、第１の群１４Ａに属する金属膜１４の膜厚ｄ１と、第２の群１４Ｃに属する金属膜１４の膜厚ｄ２と、の差は２μｍ以下とされている（｜ｄ１―ｄ２｜≦２μｍ）。
【００４７】
ドナー基板２０に設けられた複数の金属膜１４の内の、最も面積の大きい第１の群１４Ａに属する金属膜１４と、最も面積の小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４と、の膜厚の差が２μｍ以下であると、該膜厚の差が２μｍを超える場合に比べて、このドナー基板２０を用いて製造される積層構造体１０の金属膜１４間の接合強度が高くなる。
また、金属膜１４の積層方向の接合強度が高いことから、積層構造体１０全体の機械強度が向上する。この金属膜１４の接合強度は、以下の方法により評価される。
具体的には、「接合強度が高い」とは、３０×６００μｍ２の大きさで、且つ厚み３０μｍの金属膜１４を複数積層した構成の積層体１４を用意し、この複数の金属膜１４の内の積層方向の一端側に積層されている金属膜１４にキスラー社製ロードセルを搭載した引っ張り試験機（富士ゼロックス株式会社製）を接続して１．３ＭＰａの応力で他の金属膜１４から剥離したときに、剥離されない程度の強度であることを示している。
【００４８】
なお、本実施の形態のドナー基板２０においては、最も面積の大きい第１の群１４Ａに属する金属膜１４と、最も面積の小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４と、の膜厚の差が２μｍ以下であることが必須であるが、該膜厚の差が２μｍの範囲内で、且つドナー基板２０の面方向の面積の最も小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４の膜厚が、該面積の最も大きい第１の群１４Ａに属する金属膜１４の膜厚より大きいことが望ましい。
【００４９】
また、ドナー基板２０の面方向の面積の小さい群に属する金属膜１４ほど、面積の大きい群に属する金属膜１４に比べて、膜厚が大きいことが更に望ましい。
【００５０】
なお、ドナー基板２０を構成する複数の金属膜１４の膜厚は、５μｍ以上とされている。なお、このドナー基板２０を用いて作製される積層構造体１０を各種精密部品に適用する観点から、金属膜１４の膜厚は、１５μｍ以上３５μｍ以下とされる事が望ましく、２５μｍ以上３５μｍ以下とされることが更に望ましい。
【００５１】
なお、ドナー基板２０は、図３（Ｂ）に示すように、金属膜１４の表面（基板２２とは反対側の面）に、金属膜１４より硬度の小さい第２の金属膜３０が設けられていることが望ましい。金属膜１４及び第２の金属膜３０の構成材料の具体例は上述したため省略する。
【００５２】
複数の金属膜１４の各々の表面に、第２の金属膜３０を設けることで、各金属膜１４の厚みが面方向にばらついている場合であっても、第２の金属膜３０によって該厚みのばらつきが抑制され、積層構造体１０の製造時において基板１６側への良好な転写が図れる。
【００５３】
次に、積層構造体１０の製造方法を、ドナー基板２０の作製と、このドナー基板２０を用いた積層構造体１０の作製に分けて説明する。
なお、本実施の形態では、金属膜１４間に第２の金属膜３０の設けられた構成のドナー基板２１（図３（Ｂ）参照）の作製と、積層構造体１１の作製（図３（Ａ）参照）を行なう場合を説明する。
【００５４】
（１）ドナー基板の作製
図４（Ａ）に示すように、まず基板２２を用意する。この基板２２の構成材料としては、例えば、ステンレス等の鉄系の金属、及び銅等の非鉄系の金属が挙げられる。この基板としては、例えば、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、望ましくは、０．５ｍｍ以上１ｍｍの厚みのものが用いられる。
【００５５】
次に、この基板２２の表面を研磨する。この研磨は、電解研磨、遊離砥粒による機械研磨等を用いて、粗研磨から仕上げ研磨までを行い、最終的に、表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を望ましくは１０ｎｍ以下、さらに望ましくは５ｎｍ以下とする。表面粗さが小さいほど、この基板２２に後工程で形成される金属膜１４が、積層構造体１０を構成するための基板１６側へ良好に転写されて転写の歩留まりが向上するが、表面粗さが小さすぎると、該転写前に金属膜１４が基板２２から離脱する場合がある。このため、この基板２２の表面粗さは、３ｎｍ以上５ｎｍ以下が望ましい。
【００５６】
表面粗さの計測は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）、白色干渉計、触針式表面プロファイラ等を用いて行なわれる。
【００５７】
次に、図４（Ｂ）に示すように、基板２２の研磨された側の面に、例えば、３０μｍの厚みにレジストを塗布してレジスト膜７０を形成する。そして、図４（Ｃ）に示すように、図示しない露光装置によってフォトマスク７２の開口部を通してレジスト膜７０を露光する。これによって、形成対象の面方向の面積の異なる複数種類の金属膜１４によるパターン（パターン１５）を反転させた反転パターンとしての、レジストパターン７０Ａが形成される。これによって、基板２２は、該基板２２の表面がレジストパターン７０Ａによって区切られた状態となり、基板２２及びレジストパターン７０Ａによって、開口面積の異なる複数種類の凹部７０Ｂを備えた型部材２０Ａが作製された状態となる。各凹部７０Ｂは、形成対象の各金属膜１４各々の反転形状とされている。
【００５８】
次に、図４（Ｄ）に示すように、基板２２上にレジストパターン７０Ａを形成することによって作製された型部材２０Ａを、図示を省略するめっき浴に浸すことによって、該型部材２０Ａの各凹部７０Ｂ内（基板２２上の各レジストパターン７０Ａ間の領域）に、電気めっき法によって金属膜１４を成膜し、５μｍ以上の厚みに成長させる。
これによって、図４（Ｅ）に示すように、基板２２上の各レジストパターン７０Ａの間の領域が金属膜１４によって埋められて、型部材２０Ａの各凹部７０Ｂ内に金属膜１４が形成された状態となる。すなわち、基板２２上には、基板２２の面方向に面積の異なる複数種類の金属膜１４が形成された状態となる（形成工程）。
【００５９】
ここで、電気めっき法によって、基板２２上のレジストパターン７０Ａ間の領域に金属膜が５μｍ以上の厚みの金属膜１４を形成すると、この形成された金属膜１４の膜厚にはレジストパターン７０Ａ間の距離に応じてバラツキが生じ、金属膜１４間の膜厚の差が２μｍを超える厚みとなってしまうことが知られている。これは、電気鋳造法に特有の現象である。
【００６０】
そこで、本実施の形態においては、この基板２２上のレジストパターン７０Ａ間の領域（凹部７０Ｂ）に成膜された金属膜１４について、基板２２の面方向（凹部７０Ｂの開口面方向）の最も面積の大きい群に属する金属膜１４の膜厚と、最も該面積の小さい群に属する金属膜１４の膜厚と、の差が予め定められた値以下となるように研磨する（研磨工程）。
この予め定められた値とは、この基板２２上に形成された面積の異なる複数種類の金属膜１４に、後工程において基板１６が圧接された後に離間されることによって、これらの面積の異なる複数種類の金属膜１４の全てが基板１６側に良好に転写される程度の厚みの差を示しており、後工程において基板１６から金属膜１４へ加えられる荷重と、転写率との関係によって定められる。この予め定められた値としては、具体的には、この基板２２上に形成された面積の異なる複数種類の金属膜１４の内の、最も面積の大きい第１の群１４Ａに属する金属膜１４の膜厚と、最も面積の小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４の層厚と、の差が２μｍ以下となるまで研磨することが望ましい。
【００６１】
この金属膜１４の研磨の方法としては、基板２２上に形成された面積の異なる複数種類の金属膜１４の内の、最も面積の大きい第１の群１４Ａに属する金属膜１４の膜厚と、最も面積の小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４の層厚と、の差が所望の値以下（具体的には、上記２μｍ以下）となるように研磨可能な方法であれば、どのような方法を用いてもよいが、面積の大きな金属膜（例えば図１における積層構造体１０の最も面積の大きい群１２Ａ）の中央が薄くなってしまう現象（ディッシング）や，面積の大きな金属膜（例えば図１における積層構造体１０の１２Ａや１２Ｂ）に囲まれた複数の面積の小さな金属膜（例えば図１における積層構造体１０の１２Ｃ）の特に面積の大きな金属膜から離れた部分の膜厚が薄くなってしまう現象（エロージョン）が低減できるなどの理由から、化学的機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、以下ＣＭＰと称する）が好適に用いられる。
【００６２】
ＣＭＰの一般的な方法としては、円形の研磨定盤（プラテン）上に研磨パッドを貼り付け、研磨パッド表面を研磨液で浸して、パッドに研磨対象の表面を押しつけて、その裏面から研磨圧力を加えた状態で、研磨定盤及び研磨対象の双方を回転させ、発生する機械的摩擦により表面を平坦化する方法が挙げられる。研磨液には、一般には砥粒（例えば、アルミナ、シリカ）と酸化剤（例えば、過酸化水素、過硫酸）とが含まれる。基本的なメカニズムは、酸化剤によって研磨対象の表面を酸化し、その酸化皮膜を砥粒で除去することで研磨していると考えられている。
【００６３】
この金属膜１４の研磨は、基板２２上に形成された面積の異なる複数種類の金属膜１４の内の、最も面積の大きい第１の群１４Ａに属する金属膜１４の膜厚と、最も面積の小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４の層厚と、の差が上記予め定められた値以下の範囲で、且つ、最も面積の大きい第１の群１４Ａに属する金属膜１４の膜厚に比べて、最も面積の小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４の膜厚が大きくなるように研磨することが望ましい。また、更に望ましくは、該面積が小さくなるほど、金属膜１４の膜厚が大きくなるように研磨することが望ましい。
【００６４】
上記条件を満たす金属膜１４の研磨は、研磨条件として、研磨液の種類や研磨速度を調整することによって容易に実現される。
例えば、金属膜１４としてＣｕを用い、レジストとして、日立化成工業製ＲＹ−３２２９を用い、面方向の面積が１０００×１００００μｍ２、３００×１００００μｍ２、３０×６０００μｍ２の３種類の金属膜１４（厚み２９μｍ）が７０μｍの間隔で配列されており、最も面積の大きい金属膜１４と、最も面積の小さい金属膜１４と、の厚みの差が２μｍ以下となるように研磨するためには、ＣＭＰ装置（岡本工作機械社製、商品名  ＳＰＰ−６００ｓ、ニッタハース社製パッドＩＣ１４００）を用いて、研磨液としてＣｕ用研Ｃｕ用砥粒含有スラリー（Ｄ−Ｐｒｐｃｅｓｓ社製、商品名  ｈｏｒｉｚｏｎｏｒ−ＳＴＤ）を用い、研磨条件を加圧３ｐｓｉ，ヘッド回転数８０ｒｐｍ，パッド回転数８０ｒｐｍとすることによって目的の膜厚の差に研磨される。
なお、研磨液として、Ｃｕ用砥粒含無スラリー（Ｄ−Ｐｒｐｃｅｓｓ社製、商品名  ｈｏｒｉｚｏｎｏｒ−ＣＬＤ）を用いて同じ研磨条件で研磨してもよい。
また、金属膜１４としてＮｉを用いた場合には、Ｎｉ専用のスラリーとしてＤ−Ｐｒｐｃｅｓｓ社製  ｈｏｒｉｚｏｎｏｒ−Ｎｉを用いればよい。
【００６５】
この金属膜１４の研磨によって、図５（Ａ）に示すように、基板２２上に形成された面積の異なる複数種類の金属膜１４の内の、最も面積の大きい第１の群１４Ａに属する金属膜１４の膜厚と、最も面積の小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４の層厚と、の差が上記予め定められた範囲となるように研磨されたドナー基板２０が作製される。
また、研磨条件を調整することによって、図５（Ｂ）に示すように、基板２２上に形成された面積の異なる複数種類の金属膜１４の内の、最も面積の大きい第１の群１４Ａに属する金属膜１４の膜厚と、最も面積の小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４の層厚と、の差が上記予め定められた範囲で、且つ、最も面積の大きい第１の群１４Ａに属する金属膜１４の膜厚に比べて、最も面積の小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４の膜厚が大きくなるように研磨されたドナー基板２０Ｃが作製される。
【００６６】
なお、この金属膜１４の研磨は、図４（Ｅ）、図５（Ａ）、及び図５（Ｂ）に示すように、レジストパターン７０Ａを基板２２から除去する前に行なうことが望ましい。すなわち、研磨工程における金属膜１４の研磨は、基板２２上にレジストパターン７０Ａが存在する状態で行なうことが望ましい。
金属膜１４の研磨を、レジストパターン７０Ａの存在下で行なうことによって、特に面積の小さな金属膜（最も面積の小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４）の離脱を防止できるという効果が得られる。
【００６７】
なお、このドナー基板２０Ｂまたはドナー基板２０Ｃ、またはこのドナー基板２０Ｂ及びドナー基板２０Ｃの各々からレジストパターン７０Ａを除去したものを、積層構造体１０を製造するために用いるドナー基板２０として用いても良い。
【００６８】
本実施の形態では、この金属膜１４上に、更に第２の金属膜３０を形成する（図５（Ｃ）参照）。この金属膜１４上に第２の金属膜３０を形成する方法は、上記図４（Ｂ）〜図４（Ｅ）を用いて説明した方法と同様にして行なえばよい。具体的には、図示は省略するが、上記研磨工程を得た金属膜１４及びレジストパターン７０Ａの表面にレジストによるレジスト膜を形成した後に、金属膜１４に対応する領域にフォトマスクを設けて露光装置によってフォトマスクの開口部を通してレジスト膜を露光する。これによって、金属膜１４の表面が該レジストから露出した状態となる。次に、別のめっき浴に移して電気めっきを行い、金等の軟質膜による第２の金属膜３０を金属膜１４上に成長させる。この第２の金属膜３０は、金属膜１４よりも硬度が低く、薄い膜厚を有する。
【００６９】
次に、レジストパターン７０Ａを剥離液で除去することにより、図５（Ｄ）に示すように、基板２２上に、表面に第２の金属膜３０の形成された複数の金属膜１４を備えた構成のドナー基板２１が作製される。
なお、レジストパターン７０Ａの除去は、基板２２から除去する形態であってもよいし、後工程において、基板２２上の金属膜１４と共にレジストパターン７０Ａについても基板１６側へ転写させた後に、該基板１６からレジストパターン７０Ａを除去してもよい。
【００７０】
以上の工程によって、ドナー基板２１（またはドナー基板２０）が製造される。
【００７１】
上記製造工程によって、ドナー基板２１（またはドナー基板２０）を構成する金属膜１４の内の、面方向の面積の最も大きい第１の群１４Ａに属する金属膜１４と、面方向の面積の最も小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４と、における膜厚の差は、予め定められた膜厚の差、具体的には２μｍ以下に研磨される。
【００７２】
積層構造体１０は、詳細は後述するが、上記製造工程によって作製されたドナー基板２１またはドナー基板２０を用いて製造される。積層構造体１０は、ドナー基板２１（またはドナー基板２０）に設けられた金属膜１４に基板１６を圧接させて該金属膜１４を基板１６側へ転写する処理を繰り返し実行することによって作製される。そして、このドナー基板２０に設けられた金属膜１４への基板１６の圧接時には、ドナー基板２０に設けられた金属膜１４の端面が基板１６へ接触した状態で互いに近づく方向へ圧力を付与され、この後に基板１６とドナー基板２０とを離れる方向へ離間させることによって、ドナー基板２０側から基板１６側へと金属膜１４が供給されて、基板１６側に金属膜１４が転写される。
ここで、上記製造工程によって、ドナー基板２１（またはドナー基板２０）を構成する金属膜１４の内の、面方向の面積の最も大きい第１の群１４Ａに属する金属膜１４と、面方向の面積の最も小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４と、における膜厚の差は２μｍ以下とされていることから、該差が２μｍを超える場合に比べて、ドナー基板２０側に設けられた面積の異なる複数種類の金属膜１４が、良好に基板１６側へ転写される。
【００７３】
また、ドナー基板２１（またはドナー基板２０）における複数の金属膜１４は、面方向の面積が大きいほど塑性変形が小さく（つぶれ難い）、金属膜１４の該面積が小さいほど塑性変形が大きい（つぶれ易い）といえる。このため、上記膜厚の差が２μｍ以下とされ、望ましくは、面方向の面積の最も大きい第１の群１４Ａに属する金属膜１４の膜厚に比べて、面方向の面積の最も小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４の膜厚が大きくなるように上記研磨工程において研磨されることによって、積層構造体１０の製造時において、面積の異なる複数種類の金属膜１４が良好に基板１６へ転写される。
【００７４】
また、上記研磨工程によって、ドナー基板２０を構成する複数の金属膜１４を、基板２２の面方向の面積が小さい群に属する金属膜１４ほど、金属膜１４の膜厚が連続的または段階的に大きくなるように研磨することによって、該面積の違いによって金属膜１４の基板１６への転写率がばらつくことが抑制されて、該複数種類の積層体１２が良好に基板１６側へ転写されて積層構造体１０が構成される。
【００７５】
（２）積層構造体の製造
積層構造体１１は、上記製造工程によって製造されたドナー基板２１（またはドナー基板２０）を用いて、ドナー基板２１（またはドナー基板２０）に設けられた金属膜１４に基板１６を圧接させて該金属膜１４を基板１６側へ転写する処理を繰り返し実行することによって作製される。本実施の形態では、図２（Ａ）に示すように、ドナー基板２１における、積層構造体１１（または積層構造体１０）として構成されたときに同一階層とされる複数の金属膜１４（第１の群１４Ａ、群１４Ｂ、第２の群１４Ｃ）を１単位としたパターン１５毎に、複数の金属膜１４を基板１６側に順次転写して積層することによって積層構造体１１を製造する。
【００７６】
まず、真空槽（図示せず）内部に、ドナー基板２１から金属膜１４を転写される対象の基板として基板１６を設置すると共に、上記構成で作製されたドナー基板２１（図２（Ａ）参照）を設置する。
【００７７】
次に、真空槽内を排気し、高真空状態あるいは超真空状態にする。この状態を維持したまま、図６（Ａ）に示すように、ドナー基板２１と基板１６とを、ドナー基板２１の金属膜１４側の面における複数のパターン１５の内の１つと、と基板１６と、が向かい合うように配置する。そして、図６（Ｂ）に示すように、基板１６に荷重をかけることで、基板１６をドナー基板２１に圧接させた状態で維持する。この基板１６をドナー基板２１側へ圧接させる力（荷重）は、第２の金属膜３０の降伏応力以上、金属膜１４の降伏応力以下とすることが望ましい。
【００７８】
ここで、このドナー基板２１上の各パターン１５に含まれる複数種類の金属膜１４は、上述のように、最も面積の大きい第１の群１４Ａに属する金属膜１４の膜厚と、最も面積の小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４の膜厚と、の膜厚の差が予め定められた値として望ましくは２μｍ以下となるように研磨されていることから、良好な転写率で好適に基板１６の表面に接合（常温接合）される。
【００７９】
また、ドナー基板２１の各金属膜１４の表面には、第２の金属膜３０が設けられていることから、ドナー基板２１に基板１６が圧接されることによって、金属膜１４は第２の金属膜３０を介して基板１６の表面に好適に接触された状態となり、好適に基板１６の表面に接合（常温接合）される。
【００８０】
次に、図６（Ｃ）に示すように、基板１６をドナー基板２１の基板２２側から離間する方向に移動させることで、ドナー基板２１の基板２２側に設けられていた金属膜１４（第２の金属膜３０を含む）が基板２２から剥離して、基板１６側に転写される。上述のように、ドナー基板２１の基板２２は研磨されていることから、基板２２上に設けられていた複数の金属膜1４の各々は、容易に基板２２から剥離して基板１６側に転写される。
【００８１】
そして、上記工程によって複数種類の金属膜１４によるパターン１５が１層転写された状態の基板１６における、該パターン１５を構成する複数種類の金属膜１４の各々の位置と、ドナー基板２１上に設けられているパターン１５を構成する複数種類の金属膜１４の各々の位置と、が一致して重なるように位置合わせした後に、圧接した後に離間する。そして、この新たなパターン１５（金属膜１４）への圧接と離間とからなる一連の工程を繰り返すことによって、基板１６上には、金属膜１４が順次積層される。例えば、図３（Ａ）に示すように、複数種類の金属膜１４からなるパターン１５が順次積層されることによって、基板１６上に間隔を空けて複数設けられた膜厚５μｍ以上の金属膜１４の積層体１２であって、基板１６の面方向に面積の異なる複数種類の群に分けられる複数の積層体１２から構成された積層構造体１１が製造されることとなる。
【００８２】
なお、積層構造体１０の製造は、上記説明した製造方法において、第２の金属膜３０を設けない以外は同じ工程を得ることによって作製される。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態の積層構造体１１（積層構造体１０）の製造方法によれば、ドナー基板２１（ドナー基板２０）の製造工程において、基板２２上のレジストパターン７０Ａ間の領域としての凹部７０Ｂ内に成膜され、基板２２の面方向（凹部７０Ｂの開口面方向）の面積の異なる複数種類の金属膜１４の内の、最も面積の大きい群に属する金属膜１４の膜厚と、最も面積の小さい群に属する金属膜１４の膜厚と、の差が予め定められた値（望ましくは２μｍ）以下となるように研磨する。このため、得られるドナー基板２１及びドナー基板２０における、面積の異なる複数種類の金属膜１４の、最も面積の大きい群に属する金属膜１４の膜厚と、最も面積の小さい群に属する金属膜１４の膜厚と、の差は、予め定められた値（望ましくは２μｍ）以下に容易に調整される。
【００８４】
そして、このドナー基板２０またはドナー基板２１を用いて積層構造体１０または積層構造体１１を製造することによって、積層構造体１１または積層構造体１０を構成する複数の積層体１２の内の、面方向の面積の最も大きい第１の群１２Ａに属する積層体１２と、面方向の面積の最も小さい第２の群１２Ｃに属する積層体１２と、における同じ階層の金属膜１４の膜厚の差は、上記予め定められた値として望ましくは２μｍ以下となり、金属膜１４間の接合強度の高い積層構造体１０及び積層構造体１１が作製される。
【００８５】
すなわち、第２の群１２Ｃに属する積層体１２と、第１の群１２Ａに属する積層体１２と、の同一階層における金属膜１４の膜厚の差を２μｍ以下とすることによって、積層構造体１０の製造工程において、ドナー基板２０またはドナー基板２１側に保持されていた金属膜１４の表面と基板１６側の表面と、の密着性が向上し、結果的に、金属膜１４間の接合強度の高い積層構造体１０及び積層構造体１１が作製される。
【００８６】
また、積層構造体１０及び積層構造体１１における面積の異なる複数種類の積層体１２は、より面積の大きい群に属する積層体１２に比べて、より面積の小さい群に属する積層体１２の同一階層における金属膜の膜厚が厚いことから、積層構造体１０及び積層構造体１１の製造工程において、塑性変形の違い等によって、より面積の小さい群に属する金属膜１４の基板１６側への転写率が、より面積の大きい群に属する金属膜１４の基板１６側への転写率に比べて劣ることが抑制され、面積の異なる複数種類の金属膜１４が良好に基板１６へ転写される。
【００８７】
例えば、図１０に示すように、第１の群１２Ａに属する積層体１２と、第２の群１２Ｃに属する積層体１２と、の同一階層における金属膜１４の膜厚の差が２μｍを超えると、ドナー基板２１（またはドナー基板２０）側から基板１６側への金属膜１４の転写率が低いが、２μｍ以下であると、該転写率が１００％に近い値となった。なお、測定条件としては、表面粗さＲａが５０ｎｍである基板２２上に膜厚３０μｍで面積１０００×１００００μｍ２２つのの金属膜の間に、膜厚３０μｍで面積３０×６０００μｍ２の金属膜を、上記製造方法を用いて間隔を空けて各々４０個形成し、これらの金属膜１４に、９６０ｋｇｆの荷重で表面粗さＲａが５０ｎｍの基板１６を圧接した後に離間したときの、該基板１６への金属膜１４の転写率を測定したものである。そして一方の種類の金属膜１４の厚みを、２０μｍ以上３０μｍ以下の範囲で１μｍずつ薄く形成して、各々の転写率を測定したものである。
なお、転写率は、全ての金属膜１４が基板１６へ転写された場合を１００％とし、全ての金属膜１４が基板１６に転写されなかった場合を０％として顕微鏡観察によって確認することによって算出した。
【００８８】
次に、積層構造体の製造装置５０について説明する。
【００８９】
積層構造体の製造装置５０としては、上記の積層構造体１０の製造工程を実現する装置であればよいが、例えば、図７に示す積層構造体の製造装置５０が挙げられる。
【００９０】
この積層構造体の製造装置５０は、真空槽５２を有している。この真空槽５２の内部には、ｘ−ｙ−θステージ５４、アライメント検出部５５、ｚステージ５７、第１の粒子ビーム出射端５９Ａ、第２の粒子ビーム出射端５９Ｂ、及び真空計６０が設けられている。
【００９１】
ｘ−ｙ−θステージ５４は、ドナー基板２０（またはドナー基板２１）を上面５４ａに固定すると共に、このドナー基板２０を、ｘ軸方向，ｙ軸方向、及びｚ軸周りのθ方向にそれぞれ移動させる。このｘ−ｙ−θステージ５４に載せられるドナー基板２０またはドナー基板２１は、上記に説明したドナー基板の製造工程によって製造されたものであり、上述のように、研磨工程において金属膜１４の表面を研磨された状態とされたものである。
ｘ−ｙ−θステージ５４は、真空中で使用され、ドナー基板２０をｘ軸方向へ移動させるｘステージ４０、ドナー基板２０をｙ軸方向に移動させるｙステージ４１、及びドナー基板２０をｚ軸周りに回転させるθステージ４２を備えている。
【００９２】
アライメント検出部５５は、ドナー基板２０のｘ−ｙ−θステージ５４への設置状態を検出する装置であり、例えば、ＣＣＤカメラが用いられる。
【００９３】
ｚステージ５７は、積層構造体１０を保持する基板１６を表面５７ａに保持すると共に、ｚ軸方向に移動させる。ｚステージ５７は、例えば、ステンレス，アルミニウム合金等の金属からなる。このｚステージ５７に保持される基板１６の構成材料は、基板１６上に形成される積層構造体１０の構成材料に応じて選択すればよい。
【００９４】
例えば、積層構造体１０を構成する積層体１２の金属膜１４の構成材料として、アルミニウムを用いる場合には、基板１６の構成材料としては、銅あるいはニッケルを選択し、ｚステージ５７の表面５７ａに銅あるいはニッケルをめっき法により例えば約５μｍ着膜する。
また、例えば、積層構造体１０を構成する積層体１２の金属膜１４の構成材料として、アルミナ、窒化アルミ、炭化けい素、シリコン窒化膜等のセラミックスで形成する場合は、基板１６の構成材料としては、アルミニウムを選択し、ｚステージ５７の表面５７ａにアルミニウムを真空蒸着法等により形成する。
【００９５】
この基板１６には、ドナー基板２０から面方向の面積の異なる複数種類の金属膜１４が転写されて順次積層されることで、積層体１２が形成されて基板１６上に積層構造体１０が形成された後に、ｚステージ５７のみをエッチング除去することにより、基板１６及び積層構造体１０に外力を加えることなく、これらの基板１６及び積層構造体１０がｚステージ５７から容易に分離される。
【００９６】
図８には、積層構造体の製造装置５０の電気的構成を示した。積層構造体の製造装置５０の装置各部は、装置各部を制御する制御部６１を備えている。この制御部６１には、制御部６１で実行される処理を示すプログラムを含む各種の情報（例えばｘ−ｙ−θステージ５４の移動距離情報）を記憶するメモリ６２、真空槽５２内を真空にする真空ポンプ６３、第１の粒子ビーム出射端５９Ａからの粒子ビーム５８の照射（加速電圧）を制御する第１のＦＡＢ処理部６４Ａ、第２の粒子ビーム出射端５９Ｂからの粒子ビーム５８の照射（加速電圧）を制御する第２のＦＡＢ処理部６４Ｂ、ｘステージ４０を駆動するｘ軸モータ４０ａ、ｘステージ４０のｘ軸方向における位置を検出するｘ軸位置検出部４０ｂ、ｙステージ４１を駆動するｙ軸モータ４１ａ、ｙステージ４１のｙ軸方向における位置を検出するｙ軸位置検出部４１ｂ、θステージ４２を駆動するθモータ４２ａ、θステージ４２の回転角度を検出するθ位置検出部４２ｂ、ｚステージ５７を駆動するｚ軸モータ５７ｂ、ｚステージ５７のｚ方向における位置を検出するｚ軸位置検出部５７ｃ、アライメント検出部５５、及び真空計６０の各々と、信号授受可能に接続されている。
【００９７】
なお、ｘ軸位置検出部４０ｂ、ｙ軸位置検出部４１ｂ、θ位置検出部４２ｂ、及びｚ軸位置検出部５７ｃとしては、例えば、レーザー干渉計やガラススケール等が用いられ、これらの機器を用いることによって、サブμｍ単位の各種機器の移動精度が実現される。
【００９８】
なお、本実施の形態では、ｘ−ｙ−θステージ５４上に保持される、ドナー基板２０（またはドナー基板２１）としては、図２（Ａ）に示すように、表面に第２の金属膜３０を有する複数の金属膜１４として、第１の群１４Ａ、群１４Ｂ、及び第２の群１４Ｃの３種類の群に分類される複数の金属膜１４を一単位としたパターン１５が、基板２２上に間隔を空けて複数設けられたものが用いられる。
すなわち、図７に示される積層構造体の製造装置５０のｘ−ｙ−θステージ５４上に保持されているドナー基板２０には、図２（Ａ）に示す第１の群１４Ａ、群１４Ｂ、及び第２の群１４Ｃの３種類の群に分類される複数の金属膜１４を一単位としたパターン１５が、該ドナー基板２０の面方向に所定間隔を空けて配列されたドナー基板が用いられるものとして説明する。
【００９９】
制御部６１では、メモリ６２に記憶されているプログラム、及びｘ−ｙ−θステージ５４の移動距離情報に基づいて、ドナー基板２１Ａ上の複数のパターン１５の内の１つがｚステージ５７上によって保持されている基板１６上に転写される位置まで該ｘ−ｙ−θステージ５４を移動させると共に、ｚステージ５７上に保持されている基板１６を、該ドナー基板２１Ａ上の複数のパターン１５の内の１つに接触させて荷重を加える制御を行なう。これによって、図９（Ａ）に示すように、ドナー基板２１上の複数のパターン１５の内の１つが基板１６に圧接される。
【０１００】
次に、ｚステージ５７の位置を制御することによって、図９（Ｂ）に示すように、ｚステージ５７上に保持されている基板１６をドナー基板２１Ａから離間させる。これによって、基板１６上には、パターン１５、すなわち図２（Ａ）に示す、第１の群１４Ａ、群１４Ｂ、及び第２の群１４Ｃの３種類の群に分類される複数の金属膜１４を一単位としたパターン１５が転写される。
【０１０１】
そして、上記の、ドナー基板２１上の複数のパターン１５の内の１つがｚステージ５７上によって保持されている基板１６上に転写される位置まで該ｘ−ｙ−θステージ５４を移動させると共に、ｚステージ５７上に保持されている基板１６を、該ドナー基板２１Ａ上の複数のパターン１５の内の１つに接触させて荷重を加えた後に離間させる処理を繰り返し実行するように制御することによって、基板１６上には、複数層の金属膜１４が積層された状態となり、図３（Ａ）に示す積層構造体１１が形成されることとなる。
【０１０２】
なお、ドナー基板２１に変えてドナー基板２０を用いれば、積層構造体の製造装置５０によって積層構造体１０が形成される。
【０１０３】
ここで、この積層構造体の製造装置５０で用いられるドナー基板２１及びドナー基板２０は、上述のように、このドナー基板２１及びドナー基板２０の製造工程によって金属膜１４の表面が研磨されており、パターン１５に含まれる複数の金属膜１４の内の、面方向の面積の最も小さい第２の群１４Ｃに属する金属膜１４と、面方向の面積の最も大きい第１の群１４Ａに属する金属膜１４と、の膜厚の差は、２μｍ以下となるように調整されている。このため、積層構造体の製造装置５０では、積層構造体１１または積層構造体１０を構成する複数の積層体１２の内の、面方向の面積の最も大きい第１の群１２Ａに属する積層体１２と、面方向の面積の最も小さい第２の群１２Ｃに属する積層体１２と、における同じ階層の金属膜１４の膜厚の差が２μｍ以下である積層構造体１０または積層構造体１１が作製される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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