(57)【要約】【課題】  成形後の成型物を分離しやすい型を簡便な方法で作製できる型の製造方法を提供すること。【解決手段】  シリコンからなる基板６の表面にマスク４を形成する工程と、マスク４の下部に基板６に一つ以上形成された凸部を形成する凸部形成工程と、凸部の表面側と、基板６とは別体の基体とを接着あるいは接合する一体化工程と、基板の凸部だけが基体に残留するよう基板を除去する除去工程を含み、凸部形成工程において、イオン衝撃を利用したドライエッチング法を用い、凸部の断面形状の幅が、基板６のマスク４が形成された面から深さ方向に対して狭くなることを特徴とする型の製造方法とした。【選択図】  図１
2006082476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の型の形状を転写して部品や第二の型を得る成形加工に用いる型の製造方法において、
シリコンからなる基板の表面にマスクを形成する工程と、
前記マスクを加工用マスク材として用い、前記基板に少なくとも一つ以上の凸部を形成する凸部形成工程と、
前記凸部の表面側と、前記基板とは別体の基体とを接着あるいは接合する一体化工程と、
前記基板の前記凸部だけが前記基体に残留するよう前記基板を除去する除去工程を含み、
前記凸部形成工程において、イオン衝撃を利用したドライエッチング法を用い、前記凸部の断面形状の幅が、前記基板の前記マスクが形成された面から深さ方向に対して狭くなることを特徴とする型の製造方法。
【請求項２】
前記凸部形成工程と前記一体化工程との間に、前記マスクを除去するマスク除去工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の型の製造方法。
【請求項３】
前記一体化工程において、前記基体の前記凸部と接着あるいは接合する面の少なくとも一部に金属を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の型の製造方法。
【請求項４】
前記一体化工程において、前記基体の前記マスクと接着あるいは接合する面の少なくとも一部に金属を形成したことを特徴とする請求項１に記載の型の製造方法。
【請求項５】
前記一体化工程において、前記基体の少なくとも一部に金属が形成されており、前記凸部が前記前記基体の表面が露出されている部分と接着あるいは接合されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずか一項に記載の型の製造方法。
【請求項６】
前記基板が単結晶シリコン基板であり、前記除去工程において、前記基体と一体化された前記凸部の高さを前記基板の加工深さよりも小さくし、かつ、前記凸部の高さを揃え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型の製造方法。
【請求項７】
前記基板が、シリコンからなる支持層、二酸化珪素からなる埋め込み酸化膜層、シリコンからなる活性層で構成されるＳＯＩ基板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型の製造方法。
【請求項８】
前記基体が金属からなることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の型の製造方法。
【請求項９】
前記基体が樹脂からなることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の型の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の方法で作製された型を第一の型として用いて作製されることを特徴とする型。
【請求項１１】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の方法で作成された型を用いて作製されることを特徴とする部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電鋳法、ホットエンボス法、射出成形法などの成形加工で使用される型の製造方法に関するものであり、特に、高アスペクト比で微細な部品の製造に用いる型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電鋳法やホットエンボス法などの成形加工は、大量生産に適しており、様々な部品製造に用いられている。近年、成形加工において、微細な形状を有する部品や金型を製造するための型としてシリコンプロセスを用いた型が利用されている。
【０００３】
図１０に、従来のシリコンプロセスを用いた型の作製方法を示す。まず、図１０（ａ）に示すように、シリコン基材２０１の上にレジスト２０２を形成する。図１０（ｂ）に示すように、レジスト２０２をマスクパターン（図示しない）を用いて露光、現像し、レジストパターン２０５を形成する。次に、図１０（ｃ）に示すように、レジストパターン２０５をマスクとしたリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を用いたドライエッチングを行い、凸形状２０３をシリコン基材２０１に形成する。次に、図１０（ｄ）に示すように、レジストパターン２０５を除去する。次に、図１０（ｅ）に示すように、シリコン基材２０１および凸形状２０３上にＮｉ電鋳を用いてＮｉ電鋳型２０４を形成し、シリコン基材２０１および凸形状２０３をエッチングによって除去し、Ni電鋳型２０４を分離している。Ｎｉ電鋳型２０４を用いて樹脂の成形を行っている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、特許文献１ではRIEを用いて凸形状２０３を形成しているが、通常のRIEでは不可能な深さのエッチングを行ってアスペクト比の高い構造体を作製するために、ディープＲＩＥ（ＤＲＩＥ）を用いてシリコン基板を加工している。ＤＲＩＥは、エッチングステップと保護膜形成ステップを交互に繰り返すことによって、シリコン基板を高アスペクト比で加工することができる。
【特許文献１】特開２００３−２４５９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、凸形状２０３を形成するにあたり、ＲＩＥを用いたドライエッチングを利用しており、イオンの斜入射のため、たとえば、図１１に示すような凸形状２０３の幅が深さ方向に対して狭くなる逆テーパー形状となってしまう可能性がある。凸形状２０３が逆テーパー形状となると、Ｎｉ電鋳型２０４の凸部も逆テーパーとなり、成形後の成型物を分離しにくい、成型物が破損する、型が破損するなどの問題があった。また、凸形状２０３が逆テーパー形状になっていると、Ni電鋳型２０４のシリコン基材２０１および凸形状２０３からの分離の際に、シリコン基材２０１および凸形状２０３を破壊する必要があり、型の再利用が出来ない問題があった。
【０００６】
また、ＤＲＩＥを用いた通常条件のシリコンの加工では、図１１に示すような逆テーパー形状の凸形状２０３となる傾向がRIEよりも強い。ただし、ＤＲＩＥを用いた加工では、凸形状２０３の幅が深さ方向に対して広くなる順テーパ形状とすることも可能であるが、順テーパー形状とするためには、エッチングステップよりも保護膜形成ステップを積極的に利用する。すなわち、加工形状の側面にエッチング保護膜を厚く堆積するようなエッチング条件を用いて加工側壁方向へのエッチングを抑えながら深さ方向への加工を行う。この場合、加工底面においてもエッチング保護膜が厚く堆積されるため、エッチングステップでのイオン衝撃による保護膜除去が不十分になりやすく、加工底面に残渣が形成されやすい。残渣が形成されることによって、深さ方向への加工速度が低下する、あるいは、望みの加工深さを得ることが困難である。したがって、ＤＲＩＥ加工では、順テーパー加工を行うよりも逆テーパー形状となる条件で加工を行うのが一般的である。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、成型物を分離しやすい型を簡便な方法で作製できる型の製造方法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】
【０００８】
そこで、本発明では、第一の型の形状を転写して部品や第二の型を得る成形加工に用いる型の製造方法において、シリコンからなる基板の表面にマスクを形成する工程と、マスクを加工用マスク材として用い、基板に少なくとも一つ以上の凸部を形成する凸部形成工程と、凸部の表面側と、基板とは別体の基体とを接着あるいは接合する一体化工程と、基板の凸部だけが基体に残留するよう基板を除去する除去工程を含み、凸部形成工程において、イオン衝撃を利用したドライエッチング法を用い、凸部の断面形状の幅が、基板のマスクが形成された面から深さ方向に対して狭くなることを特徴とする型の製造方法とした。また、凸部形成工程と一体化工程との間に、マスクを除去するマスク除去工程を含むことを特徴とする型の製造方法とした。また、一体化工程において、基体の凸部と接着あるいは接合する面の少なくとも一部に金属を形成したことを特徴とする型の製造方法とした。また、一体化工程において、基体のマスクと接着あるいは接合する面の少なくとも一部に金属を形成したことを特徴とする製造方法とした。一体化工程において、基体の少なくとも一部に金属が形成されており、凸部が基体の表面が露出されている部分と接着あるいは接合されることを特徴とする型の製造方法とした。したがって、イオン衝撃を利用したドライエッチング法によって、加工深さに対して断面形状の幅が狭くなる逆テーパー形状を有する凸部を形成し、その後、凸部の上下を反転させて基体に転写することで、順テーパー形状の凸部を有する型を提供することが出来る。また、基体に金属を形成することによって、作製した型を用いた電鋳工程を容易に行うことができるようになるとともに、底面からのみの電鋳物の析出が可能になる。
【０００９】
基板が単結晶シリコン基板であり、除去工程において、基体と一体化された凸部の高さを基板の加工深さよりも小さくし、かつ、凸部の高さを揃えることを特徴とする型の製造方法とした。また、基板が、シリコンからなる支持層、二酸化珪素からなる埋め込み酸化膜層、シリコンからなる活性層で構成されるＳＯＩ基板であることを特徴とする型の製造方法とした。したがって、凸部の高さが均一となる。
【００１０】
また、基体が金属からなることを特徴とする型の製造方法とした。また、基体が樹脂からなることを特徴とする型の製造方法とした。したがって、基体が金属の場合、電鋳工程において電極を形成しなくても電鋳を行うことができる。また、基体が樹脂の場合、成形加工後に加熱され軟化した基体にモーメントを与えて曲げることで容易に成形部品を取り出すことができる。
【００１１】
また、上記の方法で作製された型を第一の型として用いて作製されることを特徴とする型とした。また、上記の方法で作製された型を用いて作製されることを特徴とする部品とした。したがって、型から引き離す力が弱くても成形された型や部品を分離できる。また、成形された型や部品に加わる応力が小さく、傷が付きにくい。
【発明の効果】
【００１２】
したがって、本発明では、順テーパー形状の凸部を有する型をイオン衝撃を利用したドライエッチングという簡便な方法を用いて作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態１に係る型１０1の製造方法を説明する図である。まず、図１（ａ）に示すように、シリコンからなる活性層１、二酸化珪素からなる埋め込み酸化膜（BOX層）２、および、シリコンからなる支持層３からなるＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ on  Insulator）基板を用意し、活性層１の上にマスク４を形成する。マスク４の材料は、二酸化珪素や窒化珪素などの誘電体や、アルミニウムやクロムなどの金属、あるいは、フォトレジストなどを用いる。活性層１の厚さは、作製する型の深さと同等であり、数μｍから数１００μｍのものを用いる。また、ＢＯＸ層２の厚さは、後述するエッチング工程における活性層１をエッチングする場合のBOX層２との選択比から算出される必要厚さ以上であればよく、数１００ｎｍから数μｍの厚さを用いる。また、支持層３の厚さは、型作製工程中に割れないような十分な強度を持っていれば良く、数１００μｍ程度であり、たとえば、径１００mmのウエハでは、支持層３の厚さは、５２５μｍが一般的である。
【００１５】
次に、図１（ｂ）に示すように、マスク４を用いてＤＲＩＥによる活性層１のエッチングを行う。ＤＲＩＥ加工では、一般的な加工条件、すなわち、垂直あるいは深さ方向にエッチングするにしたがってエッチングされる部分の幅が広がるような逆テーパー形状となる条件で加工を行う。このとき、ＢＯＸ層２がエッチングストップ層として機能し、活性層１の厚さと同等の高さの凸形状１００を形成できる。凸形状１００は、深さ方向に幅が狭くなる逆テーパー形状となる。テーパー角度θは、０〜４度となる。さらに、成型物を分離しやすく、かつ、成型物の形状精度を向上させるためには、テーパー角度θは、０〜２度にすることが望ましい。また、テーパー角度θのSOI基板内のばらつきは、±１度以下である。また、活性層１の加工方法は、ＤＲＩＥの他に、ＲＩＥやイオンスパッタリングなどイオン衝撃を利用したドライエッチング法を用いてもよい。
【００１６】
次に、図１（ｃ）に示すように、マスク４を除去して元型５を形成する。なお、マスク４を除去せずに次の工程に進んでも良い。
【００１７】
次に、図１（ｄ）に示すように、元型５の凸形状１００と基板６とを対向させ、接着あるいは接合を行う。基板６の材料は、シリコン、二酸化珪素、ナトリウムイオンやカリウムイオンを含むガラスなどのシリコン系材料、あるいは、ステンレス、ニッケル、アルミニウムなどの金属、塩化ビニルやポリメタクリル酸メチルなどの樹脂を用いる。基板６がシリコンや二酸化珪素の場合、元型５との接合には直接接合を用いる。また、基板６がナトリウムイオンやカリウムイオンなどを含むガラスの場合、陽極接合を用いて、元型５と基板６との接合を行う。また、図１（ｃ）で説明した工程において、マスク４を除去しなかった場合、マスクが二酸化珪素の場合、元型５と基板６との接合には、直接接合を用いる。また、マスク４がレジストの場合、レジストのガラス転位点以上に加熱を行い、元型５と基板６とを圧着することで、レジストが接着剤となって元型５と基板６とを一体化することができる。また、接着剤を用いて元型５と基板６とを接着し、一体化しても良い。この場合、凸形状１００と基板６の間には、接着層（図示しない）が形成される。
【００１８】
次に、図１（ｅ）に示すように、支持層３およびＢＯＸ層２を研磨やエッチングなどの方法によって除去し、凸形状１００ａを有する型１０１を得ることができる。たとえば、支持層３は、研磨によって除去し、BOX層２は、フッ酸で除去する。凸形状１００ａは、凸形状１００の反転形状となるため、順テーパー形状となる。
【００１９】
次に、図４および図５を用いて型１０１を用いて電鋳型８を得るための方法について説明する。図４は、電鋳型８ａの製造方法を説明する図である。まず、図４（ａ）に示すように、型１０１の凸形状１００ａが形成された面に電極７を形成する。電極７は、金、白金、ニッケル、銀、銅などの金属、または、下地としてクロム、チタンなどの金属を堆積した後に、金、白金、ニッケル、銀、銅などの金属を堆積した２層構造のものを用いる。電極７の形成方法は、真空蒸着、スパッタなどの物理的気相堆積法や、無電解メッキなどの方法を用いる。電極７の厚さは、数nm〜数μｍであり、後述する電鋳工程において電鋳物を析出するための電流が十分に流れる厚さであればよい。後述する電鋳型８ａの分離工程において、電極７を除去して電鋳型８ａを型１０１から分離する場合、電極７の除去を容易に行うために、電極７の厚さは、厚いほどよく、２〜９μｍの厚さとすることが望ましい。
【００２０】
次に、図４（ｂ）に示すように電極７の上に電鋳物８を析出する。図５は、型１０１を用いた電鋳工程を説明する図である。電鋳漕２１に電鋳液２２が満たされており、電鋳液２２に、型１０１と電極２３が浸されている。電鋳液２２は、析出させる金属によって異なるが、たとえば、ニッケルを析出させる場合、スルファミン酸ニッケル水和塩を含む水溶液を使用する。また、電極２３の材料は、析出させたい金属とほぼ同一の材料であり、ニッケルを析出させる場合は、ニッケルとし、ニッケル板や、チタンバスケットにニッケルボールを入れたものを電極２３として用いる。なお、本発明の製造方法で析出する材料はニッケルに限定されるわけではない。銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、スズ（Ｓｎ）等、電鋳可能な材料すべてに適用可能である。型１０１上の電極７、電極２３は、電源Ｖに接続されている。電源Ｖの電圧によって、電極７から電子が供給されることによって、電極７から徐々に金属が析出する。析出した金属は、基板６の厚さ方向に成長するとともに、基板６の厚さ方向と直交する方向にも成長する。
【００２１】
次に、図４（ｃ）に示すように、型１０１から電鋳物をとりはずして電鋳型８ａを得ることができる。凸形状１００ａが順テーパー形状となっているため、電鋳型８ａと型１０１を引き離すように力を加えることで、型１０１から電鋳型８ａを容易に取り外すことができる。また、型１０１をエッチングや研磨などの方法で除去しても良い。また、電極７を選択的に除去して電鋳型８ａを型１０１から分離しても良い。たとえば、電鋳型８ａの材質がニッケルで、電極７の材質が銅の場合、発煙硝酸を用いることで、電鋳型８ａを溶かすことなく電極７を除去することができる。
【００２２】
電鋳型８ａを取り外した後、電鋳型８ａを用いた成形加工時に電鋳型８ａの取り付けを安定して行うため、電鋳型８ａの型１０１と接する面と反対側の面を研磨や研削などの方法によって平滑化する。また、電鋳型８ａを成型装置に固定するための貫通穴やねじ穴を電鋳型８ａに加工したり、電鋳型８ａと他の型との位置あわせ用の穴やピンを機械加工によって電鋳型８ａに形成しても良い。
【００２３】
以上説明したように、本発明の実施の形態１に係る型１０１の製造方法によれば、型１０１の凸形状１００ａが順テーパー形状となっているため、電鋳型８ａを引き離す際に少ない力で分離することができ、電鋳型８ａや型１０１に加えられる応力が小さいため、電鋳型８ａや型１０１の破損が少ない。
【００２４】
次に、図６を用いて型１０１を用いた電鋳部品９を得るための方法について説明する。図６は、電鋳部品９の製造方法を説明する図である。まず、図６（ａ）に示すように、型１０１の凸形状１００ａが形成された面に電極７を形成する。電極７は、図示しない位置で互いにつながるような配置とする。また、基板６が金属の場合、電極７は、互いにつながっていなくても基板６を通して導通をとることができる。電極７は、金、白金、ニッケル、銀、銅などの金属、または、下地としてクロム、チタンなどの金属を堆積した後に、金、白金、ニッケル、銀、銅などの金属を堆積した２層構造のものを用いる。電極７の形成方法は、真空蒸着、スパッタなどの物理的気相堆積法や、無電解メッキなどの方法を用いる。
【００２５】
次に、図６（ｂ）に示すように凸形状１００ａの上面に堆積している電極７をエッチングや研磨などの方法によって除去し、電極７ｂを形成する。
【００２６】
次に、図６（ｃ）に示すように、電鋳物９を析出する。電鋳工程は、図５で説明した工程と同様である。ただし、図６（ｃ）では、凸形状１００の上面に電極が無いため、凸形状１００ａの上面には電鋳物は析出しにくい。
【００２７】
次に、図６（ｄ）に示すように、電鋳部品９ｂを型１０１から引き離すような力を加えて分離する。また、型１０１をエッチングや研磨などの方法を用いることで、電鋳部品９ｂを得る。また、電極７ｂを選択的にエッチングすることでも電鋳部品９ｂを型１０１から分離することができる。たとえば、電鋳部品９ｂがニッケルであり、電極７ｂに銅を用いた場合、発煙硝酸で電極７ｂを除去することで、電鋳部品９ｂを取り出すことができる。また、基板６が樹脂の場合、樹脂を加熱することで基板６が柔らかくなり、基板６にモーメントを加えて曲げることで図１２に示すように電鋳部品9bと凸形状100aとの間隔を拡げることができ、容易に電鋳部品9bを取り出すことができる。
【００２８】
なお、電鋳部品９ｂの厚さを均一にするために、電鋳工程終了後、研磨や研削などの方法によって、電鋳物９の厚さを所望の部品厚さとすることができる。また、電鋳部品９ｂを型１０１から分離した後に、所望の部品厚さとするための、研磨や研削を行っても良い。
【００２９】
以上説明したように、本発明の実施の形態１で説明した型１０１の製造方法によれば、逆テーパー形状となる凸形状１００を形成した後に、別の基板６に凸形状１００を転写することで、順テーパー形状となる凸形状１００ａを有する型を得ることができ、型１０１から電鋳型８、電鋳部品９を容易に分離することができる。
【００３０】
次に、図７および図８を用いて型１０１から樹脂部品を得る方法について説明する。図７は、ホットエンボス工程を説明する図である。ホットエンボス装置は、樹脂側ヒータ３４、型側ヒータ３２，可動ステージ３３、樹脂側ヒータ温度制御ユニット３５、型側ヒータ温度制御ユニット３６、可動ステージコントローラー３７からなり、型側ヒータ３２には型１０１が固定され、樹脂側ヒータ３４には樹脂３１が固定される。型１０１の型側ヒータへの固定方法は、ねじやピンなどを用いて固定するか、接着剤を用いて固定する。樹脂３１は、塩化ビニルやポリメタクリル酸メチルなどの樹脂を用いる。型側ヒータ３２および樹脂側ヒータ３４の温度は、温度制御ユニット３５および３６によって制御される。可動ステージ３３は、可動ステージコントローラー３７によって制御され、型１０１と樹脂３１との相対距離を変えることができる。温度制御ユニット３５、３６によってヒータ３２、３４を樹脂３１のガラス転位点温度以上に加熱し、可動ステージ３３を移動させ、型１０１を樹脂３１に押しつける。ガラス転位点以上になった樹脂３１は流動性を有しているため、樹脂３１は、型１０１の形状を精密に転写することができる。なお、型１０１、樹脂３１、ヒータ３２、ヒータ３４およびステージ３３を真空チャンバー内（図示しない）に設置し真空排気ユニット（図示しない）によって真空チャンバー内を減圧雰囲気とすることで樹脂３１の型１０１への転写精度を向上させることができる。
【００３１】
次に図８を用いて型１０１から樹脂３１を分離する工程を説明する。図８（ａ）は、ホットエンボス装置によって樹脂３１が型１０１に押しつけられた状態を示す。ホットエンボス装置によって樹脂３１が型１０１に押しつけられた後、樹脂３１および型１０１を室温程度まで冷却する。このとき、樹脂３１が収縮し、型１０１と樹脂３１の間に隙間ができる。
【００３２】
次に、図８（ｂ）に示すように、樹脂３１に力Ｆを加えることによって、型１０１と樹脂３１を分離することができ、樹脂部品３１ａを得ることができる。なお、樹脂部品３１ａは、型１０１の複製型として用いることができ、たとえば、図４や図６で説明した電鋳型および電鋳部品を製造するための型１０１と同様に樹脂部品３１ａを用いることができる。なお、上記では、樹脂の成形加工としてホットエンボスを例として説明したが、射出成形や圧縮成型などの成型法においても型１０１を用いることができる。
【００３３】
以上説明したように、本発明の実施の形態１によれば、一般的なDRIEの加工条件によってシリコン基板を加工することで容易に逆テーパー形状の凸形状１００を得ることができ、かつ、凸形状１００を基板６に転写することで、順テーパー形状の凸形状１００ａを有する型を得ることができる。したがって、型を用いて電鋳物や樹脂を成型した際に、型から成型物を分離することが容易となる。また、本発明の実施の形態１に係る型１０１で作製した電鋳型８、電鋳部品９、および、樹脂部品３１は、順テーパー形状を有する型から容易に分離されるため、分離の際に加えられる応力や傷の影響が少ない。したがって、型１０１の形状を精密に転写することができるとともに、歪みのない信頼性の高い型や部品を得ることができる。
【実施例２】
【００３４】
図２は、本発明の実施の形態２に係る型１０２の製造方法を説明する図である。なお、実施の形態１で説明した型１０１の製造方法と同じ構成要素については、同一符号を使用し、説明を省略する。型１０２の製造方法において、基板６の上に電極１２が形成されている点が、型１０１の製造方法と異なる点である。
【００３５】
図２（ａ）は、元型５と基板６との接合工程を説明する図である。基板６の上には電極１２が形成されている。電極１２は、金、白金、ニッケル、銀、銅などの金属、または、下地としてクロム、チタンなどの金属を堆積した後に、金、白金、ニッケル、銀、銅などの金属を堆積した２層構造のものを用いる。電極１２の厚さは、数ｎｍから数μｍである。電極１２と元型５の凸形状１００とを対向させ、接合あるいは接着を用いて一体化させる。電極１２が金の場合、金とシリコンの共晶接合によって元型５と電極１２を接合しても良い。
【００３６】
次に、図２（ｂ）に示すように、支持層３とBOX層２をエッチングや研磨などの方法を用いて除去し、順テーパー形状の凸形状１００ａを有する型１０２を得ることができる。
【００３７】
型１０２は、図４から図６で説明した電鋳型８および電鋳部品９の製造方法において、電極７の代わりに電極１２に電源Vからの電極を接続することで、実施の形態１で説明した型１０１と同様に使用することができる。型１０２を用いて電鋳を行う場合、型１０２の底面に形成された電極１２からのみ電鋳物が析出する。
【００３８】
以上説明したように、本発明の実施の形態２によれば、実施の形態１で説明した効果に加え、型１０２の底面に形成された電極１２からのみ電鋳物が析出し、型側面からの電鋳物の析出がない。アスペクト比の高い電鋳物を成型する際に、型側面および型底面から同時に電鋳が行われると、型側面のうち、型底面と逆側、すなわち型の上面部分に電界が集中しやすく、型側面のうち型上面側の電鋳速度が大きくなる。したがって、型上面部分では型側面から析出した電鋳物がつながってしまい、電鋳物の内部に隙間ができてしまう。一方、型１０２のように型の底面からのみ電鋳物が析出すると、電鋳物の内部に空泡が無い電鋳物を成型することができ、耐久性の高い電鋳型８や電鋳部品９を作製することができる。なお、本発明の実施の形態１で説明した型１０１において、基板６が金属であり、かつ、その後の工程において電極７を形成しない場合、金属からなる基板６に電源Ｖからの電極を接続することで、型１０２と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００３９】
図３は、本発明の実施の形態３に係る型１０３の製造方法を説明する図である。なお、実施の形態１および実施の形態２で説明した型１０１および型１０２の製造方法と同じ構成要素については、同一符号を使用し、説明を省略する。型１０３の製造方法において、基板６上の電極１３がパターニングされて形成されている点が、型１０１および型１０２の製造方法と異なる点である。
【００４０】
図３（ａ）は、元型５と基板６との接合工程を説明する図である。基板６の上の電極１３を形成するために、金、白金、ニッケル、銀、銅などの金属、または、下地としてクロム、チタンなどの金属を堆積した後に、金、白金、ニッケル、銀、銅などの２層構造の金属を堆積する。その後、フォトリソグラフィ工程を用いてパターニングを行い、電極１３を得る。電極１３と元型５の凸形状１００とを対向させ、接合あるいは接着を用いて凸形状１００を電極１３が形成されていない部分の基板６と一体化させる。
【００４１】
次に、図３（ｂ）に示すように、支持層３とBOX層２をエッチングや研磨などの方法を用いて除去し、順テーパー形状の凸形状１００ａを有する型１０３を得ることができる。
【００４２】
型１０３は、図４から図６で説明した電鋳型８および電鋳部品９の製造方法において、電極７の代わりに電極１３に電源Vからの電極を接続することで、実施の形態１で説明した型１０１と同様に使用することができる。型１０３を用いて電鋳を行う場合、型１０２と同様に電極１３からのみ電鋳物が析出する。
【００４３】
以上説明したように、本発明の実施の形態３によれば、実施の形態１および実施の形態２で説明した効果に加え、凸形状１００と基板６とを接合あるいは接着することができる。したがって、電極１３と基板６との密着力が弱い場合でも、基板６と凸形状１００との接合あるいは接着強度を高くすることで、強度の高い型１０３を得ることができる。
【実施例４】
【００４４】
図９は、本発明の実施の形態４に係る型１０４の製造方法を説明する図である。なお、実施の形態１から実施の形態３で説明した型１０１、型１０２、および、型１０３の製造方法と同じ構成要素については、同一符号を使用し、説明を省略する。
【００４５】
まず、図９（ａ）に示すように、シリコン基板１０を用意し、シリコン基板１０の上にマスク４を形成する。シリコン基板の厚さは、後述する凸形状１００ａの高さよりも厚く、以降の工程中で十分な強度を有していれば良く、数100μｍから数ｍｍである。
【００４６】
次に、図９（ｂ）に示すように、マスク４を用いてＤＲＩＥによるシリコン基板１０のエッチングを行う。ＤＲＩＥ加工では、一般的な加工条件、すなわち、垂直あるいは深さ方向にエッチングするにしたがってエッチングされる部分の幅が広がるような加工を行う。凸形状１００は、深さ方向に幅が狭くなる逆テーパー形状となる。テーパー角度θは、０〜４度となる。このとき、ローディング効果によって、マスクパターンの空間Ｌ１および空間Ｌ２の露出面積によって、シリコン基板１０の加工深さＤ１および加工深さＤ２が異なる。空間Ｌ１が空間Ｌ２よりも大きい場合、加工深さＤ１は、加工深さＤ２よりも大きくなる。加工深さD２は、後述する凸形状100aの高さよりも深ければ良い。
【００４７】
次に、図９（ｃ）に示すように、マスク４を除去して元型５ａを形成する。
【００４８】
次に、図９（ｄ）に示すように、元型５ａの凸形状１００と基板６とを対向させ、接着あるいは接合を行う。
【００４９】
次に、図９（ｅ）に示すように、元型５ａの凸形状１００と反対側の面を研磨やエッチングなどの方法によって除去し、加工深さＤ２よりも小さな高さの凸形状１００ａを形成し、順テーパー形状の凸形状１００ａを有する型１０４を得ることができる。この工程によって、異なる高さを有していた凸形状１００は、均一な高さを有する凸形状１００ａとすることができる。
【００５０】
なお、型１０４は、実施の形態１で説明した型１０１と同様に使用することができる。また、基板６に電極１２を、基板６に電極１３を形成することで、実施の形態２および実施の形態３で説明した型１０２および型１０３と同様に作製し、使用することが可能である。
【００５１】
以上説明したように、本発明の実施の形態４に係る型１０４の製造方法によれば、実施の形態１から実施の形態４で説明した効果に加え、安価なシリコン基板を用いることができるため、より低コストで型１０４を作製することができる。また、加工深さが異なる凸形状１００を形成しても、研磨によって高さを揃えることが可能であるため、高さの均一な凸形状１００ａを有する型１０４を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る型１０１の製造方法を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る型１０２の製造方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る型１０３の製造方法を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る型１０１を用いた電鋳型８の製造方法を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る型１０１への電鋳工程を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る型１０１を用いた電鋳部品９の製造方法を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る型１０１を用いたホットエンボス工程の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る型１０１を用いた樹脂部品の製造方法を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る型１０４の製造方法を説明する図である。
【図１０】従来の型の製造方法を説明する図である。
【図１１】従来の型の断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る型１０１を用いた電鋳部品９の取り外し方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  活性層
２  埋め込み酸化膜層
３  支持層
４  マスク
５  元型
６  基板
７  電極
８  電鋳物
９  電鋳部品
１０  シリコン基板
１２  電極
１３  電極
１００、１００ａ  凸形状
１０１、１０２、１０３、１０４  型
【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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【図１１】
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【図１２】
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