(57)【要約】【課題】  真空雰囲気下でも、樹脂製薄膜に所定の微細構造が形成されているかどうかの検査を、微細構造を形成した直後に、安価、簡易かつ正確に行なうことができる検査方法を提供する。また、かかる検査方法を実施し、品質保証が可能な検査装置を提供する。【解決手段】  本発明の検査方法は、微細構造を形成した樹脂製薄膜の静電容量を導体間で測定し、静電容量の測定値および導体間の距離により、樹脂製薄膜における微細構造の形成状態を検査することを特徴とする。本検査方法により、厚さ方向に貫通孔を有する樹脂製薄膜を検査することができる。検査に際しては、樹脂製薄膜の複数箇所における静電容量を独立して測定する態様が好ましい。本発明の検査装置は、かかる検査方法を実施することを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細構造を形成した樹脂製薄膜の静電容量を導体間で測定し、静電容量の測定値および導体間の距離により微細構造の形成状態を検査する樹脂製薄膜の検査方法。
【請求項２】
前記樹脂製薄膜は、厚さ方向に貫通孔を有する請求項１に記載の樹脂製薄膜の検査方法。
【請求項３】
前記樹脂製薄膜の複数箇所における静電容量を独立して測定する請求項１または２に記載の樹脂製薄膜の検査方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の検査方法を実施する樹脂製薄膜の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細構造を形成したプラスチックなどからなる樹脂製薄膜を高精度かつ安価に検査できる検査方法および検査装置に関する。また、インクジェットプリンタ用ノズル、医療用ネブライザノズル、超微細フィラ用の精密フィルタ、高密度プリント基板などの高機能微細部品に利用することができる微細孔の検査方法および検査装置に関する。また、厚さ精度の厳しいマイクロレンズ、導光板などの高機能微細部品の厚さの検査に利用することができる微細孔の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタ用ノズルまたは医療用ネブライザノズルなどの高機能微細部品を製造するには、樹脂製薄膜などに微細な貫通孔を精度よく形成する必要がある。微細な貫通孔を形成する方法には、レーザ加工法があるが、この方法は、たとえば、プレート上の貫通孔を形成する位置にフォトレジストを形成し、プレート上のフォトレジストを形成していない領域に、マスクを形成する。マスクは、レーザなどの高エネルギ線を遮断することができるから、フォトレジストを除去し、マスクを介してレーザなどの高エネルギ線を照射し、プレートに貫通孔を形成する（特許文献１参照）。しかし、レーザ加工法では、高輝度のレーザを照射する必要があり、照射位置を高精度に調整しなければならないため、加工装置が非常に高価であり、レーザにより貫通孔を形成していく加工方法であるため、スループットが小さい。
【０００３】
微細な貫通孔を有する樹脂製薄膜を形成する方法には、射出成形法があるが、この方法は、使用する金型の貫通孔を形成する部分に、シリコン樹脂などの弾性部材からなる突き当て型を当接し、突き当て型を当接した状態で射出成形する。金型の数μｍの隙間にも流れ込むような流動性のよい樹脂を使用することにより、微細な貫通孔を形成することができる。また、直径が５０μｍ以下の細く、折れやすい突き当て金型を使用しても、突き当て型が弾性部材からなるため、射出成形時に折れることがなく、成形樹脂に対する離型性もよい（特許文献２参照）。しかし、この方法では、使用できる樹脂の種類が大きく制限され、また、貫通孔の口径が小さくなり、狭ピッチ化すると、当接する突き当て型により、流路抵抗が大きくなるため、均一な樹脂注入が困難となる。
【０００４】
樹脂製薄膜に微細な貫通孔を形成する方法には、打ち抜き加工法がある。この方法は、セラミックスファイバであるポンチの表面に金属膜を形成し、ポンチの先端とダイス素材の表面との間で放電する。放電により、ポンチをダイス素材に接触することなく、ダイス素材にポンチが挿通可能な微細な貫通孔を形成する。ダイス孔の形成後も、ダイスとポンチの位置関係が変化しないため、ポンチをダイス孔に確実に挿通することができ、薄板にポンチの太さに相当する貫通孔を短時間で容易に形成することができる（特許文献３参照）。しかし、この方法では、形成できる貫通孔の口径は、セラミックスファイバの口径により定まるため、貫通孔の微細化に限界がある。また、１つの貫通孔は、対応する１本のポンチにより形成するため、各ポンチをそれぞれホルダにアセンブルするときに、ポンチのピッチ精度の維持が難しく、製造効率が低い。さらに、メンテナンスと破損時の復旧が難しいため、量産性が低い。
【特許文献１】特開平６−１２２２０３号公報
【特許文献２】特開２０００−７１４５９号公報
【特許文献３】特開２００４−１１４２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの微細加工技術の改良方法として、ホットエンボス法がある。この方法は、樹脂製薄膜を、押し型と対向基材との間にセットし、押し型と対向基材との間で、樹脂製薄膜を流動開始温度以上に加熱し、流動開始温度以上の樹脂製薄膜を、押し型と対向基材との間で加圧して微細構造体を形成する。ホットエンボス法は、樹脂の流動現象を利用して、高精度な微細構造体を容易に形成することができ、製造コストが低廉である。
【０００６】
しかし、微細構造の形成工程は、高精度を維持するために、通常、真空雰囲気下で連続して行なわれる。製造効率を高めるため頻繁に大気開放して微細構造の形成状態を検査できないことから、押し型の目詰まりなどにより未貫通孔または孔繋がりなど不良部分が発生すると、真空雰囲気下、不良部分が連続して発生する。したがって、微細構造の形成後、直ちに検査する必要がある。
【０００７】
インラインで検査する方法として、画像認識により検査する方法があるが、樹脂製薄膜に形成する微細構造は、孔径数ミクロンから数十ミクロンで、数万個程度の孔構造であるため、明瞭なコントラストを有する画像が得られず、また処理時間がかかる。したがって、未貫通または孔繋がりなどの不良品の検査には不向きである。一方、気密構造を有する検査ヘッドを、逐次、成形後の樹脂製薄膜に押し当て、濾気試験を行ない検査する方法があるが、真空チャンバ内の真空度が悪化し、エアの噛み込みなどによる成形への悪影響が生じるため、検査方法として好ましくない。
【０００８】
本発明の課題は、真空雰囲気下でも、樹脂製薄膜に所定の微細構造が形成されているかどうかの検査を、微細構造を形成した直後に、安価、簡易かつ正確に行なうことのできる検査方法を提供することにある。また、かかる検査方法を実施する樹脂製薄膜の検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の検査方法は、微細構造を形成した樹脂製薄膜の静電容量を導体間で測定し、静電容量の測定値および導体間の距離により、樹脂製薄膜における微細構造の形成状態を検査することを特徴とする。本検査方法により、厚さ方向に貫通孔を有する樹脂製薄膜を検査することができる。検査に際しては、樹脂製薄膜の複数箇所における静電容量を独立して測定する態様が好ましい。本発明の検査装置は、かかる検査方法を実施する装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、真空雰囲気下においても、樹脂製薄膜に微細構造を形成した直後に、安価、簡易かつ正確に、微細構造の形成状態を検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の検査方法は、微細構造を形成した樹脂製薄膜の静電容量を導体間で測定し、静電容量の測定値および導体間の距離を診ることにより、樹脂製薄膜における微細構造を検査することを特徴とする。微細構造を形成した後、樹脂製薄膜の静電容量を測定し、その測定値および導体間の距離に基づき、安価、簡易かつ正確に微細構造の形成状態を検査することができる。また、静電容量の測定は、微細構造の形成直後に、真空雰囲気下で行なうことが可能であるため、不良部分が連続して発生する事態を回避でき、樹脂製薄膜における微細加工を綿密に管理するとともに、製造効率を高く維持できる。このような品質管理の充実した方法により微細加工された樹脂製薄膜は、インクジェットプリンタ用ノズル、医療用ネブライザノズル、超微細フィラ用の精密フィルタ、高密度プリント基板およびマイクロレンズなどの高機能微細部品として有用である。本発明の検査装置は、かかる検査方法を実施する装置であり、簡単なシステムにより、高精度に加工した高機能微細部品を安価に提供することができる。
【００１２】
静電容量（capacitance）は、電気エネルギの貯蔵容量であり、ある電位差Ｖにおいて、どれだけの電荷Ｑを蓄えられるかを示す値である。２つの導体間に、絶縁体を挿入すると、絶縁体は電気エネルギを吸収し、分子配列を変えるため、一定の電位差を保つにはより多くの電気エネルギが必要になり、２つの導体間の静電容量が増大する。したがって、２つの導体間に絶縁体である樹脂製薄膜を挟み、静電容量を測定すると、たとえば、図５に示すように、樹脂製薄膜の微細構造に応じて静電容量が変化し、樹脂製薄膜の厚さの総量が小さくなるにつれて静電容量は次第に大きくなる。一方、厚さが一定の薄膜に対しては、樹脂製薄膜の厚さ方向に形成される微細孔の総面積が増加すると、見かけ上、樹脂製薄膜の比誘電率が低下するため、静電容量は低下する。したがって、樹脂製薄膜の静電容量を測定し、静電容量の測定値および導体間の距離を診ることにより、樹脂製薄膜における微細孔などの微細構造の形成状態をインラインで高精度に検査し、さらに検査データを成形システムにフィードバックすることにより成形システムを制御することが可能である。
【００１３】
静電容量は、ＬＣＲメータ（reactance capacitance resistance meter）により測定することができる。ＬＣＲメータは、試料が入ったコンデンサの静電容量（capacitance）を測定し、その周波数での複素誘電率を評価することができる。ＬＣＲメータとしては、アジレント  テクノロジー社製のＨＰ４２８４Ａなどがあり、ＨＰ４２８４Ａは２０Ｈｚ〜１ＭＨｚまでの測定を行なうことができる。たとえば、図６に示すように、樹脂製薄膜（図６（ａ））の厚さ方向に貫通孔などの微細構造を形成した後（図６（ｂ））、２つの導体６４ａ、６４ｂの間に挟み、ＬＣＲメータにより静電容量を測定して、微細構造の形成状態を検査することができる（図６（ｃ））。
【００１４】
樹脂製薄膜の複数箇所における静電容量を独立して測定することにより、各箇所における微細構造の形成状態を検査することができる。たとえば、図７に示すように、微細構造を形成した樹脂製薄膜を検査するに当たり、樹脂製薄膜を挟む上下の導体を、上下位置が対応するように分割し、電気的に縁切りし、各箇所の静電容量をＬＣＲメータ１〜３により独立して測定することにより、検査の分解能を向上させることができ、各箇所において所定の微細構造が形成されているかどうか、また、どの場所に不良箇所が生じているかを容易に検査できるようになる。どの範囲を縁切りし、独立して検査するかは、たとえば、押し型のパターンに合わせて決めることができる。
【００１５】
本発明の検査方法は、微細構造を形成した樹脂製薄膜を検査する方法であり、微細構造の形成方法としてはホットエンボス法が高精度の微細構造体を容易かつ安価に形成できる点で好ましい。ホットエンボス法により微細構造を形成した後、微細構造の形成状態を検査する方法を図１に例示する。まず、図１（ａ）に示すように、樹脂製薄膜１を、押し型２と対向基材３との間にセットする。つぎに、図１（ｂ）に示すように、押し型２と対向基材３との間で、樹脂製薄膜１を流動開始温度以上に加熱する。つづいて、図１（ｃ）に示すように、流動開始温度以上の樹脂製薄膜を、押し型と対向基材との間で、矢印の方向に加圧して、図１（ｄ）に示すような微細孔を形成する。図１（ｄ）においては、微細孔として、貫通孔を例示する。その後、図１（ｅ）に示すように、微細孔を形成した樹脂製薄膜を２つの導体４ａ、４ｂの間に挟み、ＬＣＲメータにより静電容量を測定する。
【００１６】
樹脂製薄膜の加熱は、押し型と対向基材との間で行ない、たとえば、樹脂製薄膜１を押し型２と対向基材３との間に挟んでから加熱する方式（図１（ｂ））、樹脂製薄膜のみを予め非接触の状態で加熱する方式、または、樹脂製薄膜を対向基材に接触させてから加熱する方式などにより行なうことができる。樹脂製薄膜１の加熱は、たとえば、対向基材３の直下に設置したヒータ（図示していない。）により行なうことができる。また、対向基材３の内部に加熱機能を導入して行なうこともできる。また、樹脂製薄膜を供給する過程で、非接触ヒータなどを利用して予め加熱することもできる。
【００１７】
樹脂製薄膜の流動開始温度以上に加熱してから加圧加工するため、流動現象を利用して、微細孔などの高精度な微細構造を樹脂製薄膜に容易に形成することができ、製造コストを低減できる。使用する押し型の精度によっても異なるが、本発明の加工方法により、孔径０．１μｍ以上の微細構造を形成することができる。また、線幅０．１μｍ以上で横長の溝状構造体を形成することもできる。したがって、インクジェットプリンタ用ノズル、医療用ネブライザノズル、細胞捕捉用フィルタ、超微細フィラ用フィルタまたは高密度プリント基板上の極細回路などの高機能微細構造体を安価に提供することができる。
【００１８】
樹脂製薄膜の材質は、比較的狭い温度範囲内で溶融し、冷却すると急速に硬化するプラスチックが、スループットが高い点で好ましく、たとえば、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン、ポリエーテルイミドなどの薄膜に対して孔開け加工および凹凸加工が可能である。樹脂製薄膜の厚さは特に限定されるものではないが、厚さ１μｍ〜１０ｍｍが好ましく、厚さ１０μｍ〜２００μｍがより好ましい。たとえば、厚さ数ｍｍのプラスチック平板または厚さ数十ミクロンのプラスチックフィルムを材料に使用することができる。
【００１９】
加熱成形のほかに、ＵＶ硬化成形を利用することができる。ＵＶ硬化成形をする場合には、たとえば、石英などからなる透明な押し型を用い、透明な押し型側からＵＶを照射して行なうことができる。また、透明な対向基材を用い、透明な対向基材側からＵＶを照射して行なうことができる。また、押し型および対向基材により成形し、脱型直後に、ＵＶを照射して硬化することもできる。
【００２０】
ナノインプリントにより形成した微細構造体に対しても、本発明の検査方法が有用である。ナノインプリントは、表面にナノレベルの微細な凹凸を有する押し型を樹脂製薄膜にセットし、樹脂製薄膜をガラス転位温度以上に加熱した後、押し型を樹脂製薄膜に押し付けて一定時間保持し、樹脂製薄膜をガラス転位温度以下に冷却してから、押し型を樹脂製薄膜から剥離する方法であり、ナノインプリントにより、押し型の表面の凹凸を樹脂製薄膜に転写することができる。また、ナノインプリントにより、ナノオーダーの３次元微細形状を、シンプルな加工工程で容易に形成することができ、製造コストを低減でき、量産化が容易である。
【００２１】
樹脂製薄膜は、リールから供給し、微細構造を形成し、検査した後、リールに巻き取るリール・トゥ・リール方式とする方法がある。リール・トゥ・リール方式は、一度セットすると、樹脂製薄膜と対向基材との相互の位置関係が変化しない点でも好ましい。樹脂製薄膜の供給は、たとえば、厚めの平板をバッチ式で送ることによっても可能である。
【００２２】
図８には、真空チャンバ８５内で、樹脂製薄膜をリール８６から供給し、微細構造の形成工程８７と検査工程８８を経て、リール８９に巻き取る製造方法の例を示す。図８に示すように、リール・トゥ・リール方式の場合には、リール８６、８９を含め、微細構造の形成工程８７と、検査工程８８とは、真空雰囲気下で実施する態様が好ましい。かかる態様により、樹脂製薄膜の対向基材上での浮き上がりと樹脂製薄膜と対向基材の間への気泡の混入を防止することができ、きれいな微細加工が可能となる。また、検査工程も真空チャンバ内に設置することにより、真空雰囲気下、微細構造形成後、直ちに検査することができる。したがって、不良品を作りつづける事態を回避することができるとともに、大気圧に戻さないため、製造効率を高く維持することができる。
【００２３】
押し型は、リソグラフィにより樹脂型を形成する工程と、導電性基板上で樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程と、樹脂型を除去する工程とを含む方法により製作することができる。製作される押し型は、精密な金属微細構造体であるため、樹脂製薄膜に超微細な孔構造を形成することができ、孔の狭ピッチ化にも十分対応できる。また、再現性よく製造することができ、一体形成が可能である。
【００２４】
押し型の製造方法を、図２および図３に例示する。図２に示す押し型の製造方法は、まず、図２（ａ）に示すように、導電性基板２１上に樹脂層２２を形成する。導電性基板として、たとえば、銅、ニッケル、ステンレス鋼などからなる金属製基板を用いる。また、チタン、クロムなどの金属材料をスパッタリングしたシリコン基板などを用いる。樹脂層には、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）などのポリメタクリル酸エステルを主成分とする樹脂材料、またはＸ線もしくは紫外線（ＵＶ）に感受性を有する化学増幅型樹脂材料などを用いる。樹脂層の厚さは、形成しようとする押し型の厚さに合せて任意に設定することができ、数百ミクロンとすることもできる。
【００２５】
つぎに、樹脂層２２上にマスク２３を配置し、マスク２３を介してＸ線２４またはＵＶなどを照射する。高いアスペクト比を有する押し型を得るときは、ＵＶ（波長３６５ｎｍなど）より短波長であるＸ線（波長０．４ｎｍ）を使用する態様が好ましい。また、Ｘ線の中でも指向性が高い点で、シンクロトロン放射のＸ線（以下、「ＳＲ」という。）が好ましい。ＳＲを使用するＬＩＧＡ（Lithographie Galvanoformung Abformung)法は、ディープなリソグラフィが可能であり、数１００μｍの高さの微細押し型をサブミクロンオーダの高精度で大量に製造することができ、厚手の樹脂製薄膜用の押し型を得ることができる。本実施の形態では、Ｘ線を照射する態様を例示する。
【００２６】
マスク２３は、押し型のパターンに応じて形成したＸ線吸収層２３ａと、透光性基材２３ｂとからなる。透光性基材２３ｂには、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ダイヤモンド、チタンなどを用いる。また、Ｘ線吸収層２３ａには、金、タングステン、タンタルなどの重金属あるいはその化合物などを用いる。導電性基板２１上の樹脂層２２が、たとえば、ポジレジストである場合、Ｘ線２４の照射により、樹脂層２２のうち、樹脂層２２ａは露光され変質（分子鎖が切断）するが、樹脂層２２ｂはＸ線吸収層２３ａにより露光されない。このため、現像により、Ｘ線２４により変質した部分のみが除去され、図２（ｂ）に示すような樹脂層２２ｂからなる樹脂型が得られる。
【００２７】
つぎに、電鋳を行ない、図２（ｃ）に示すように、樹脂型に金属材料層２５を堆積する。電鋳とは、金属イオン溶液を用いて導電性基板上に金属材料からなる層を形成することをいう。導電性基板２１を給電部として電鋳を行なうことにより、樹脂型に金属材料層２５を堆積することができる。樹脂型の高さを越えて電鋳することにより、押し型の台座を形成することができる。金属材料には、ニッケル、銅、鉄、ロジウムまたはそれらの合金などを用いるが、押し型の耐摩耗性を高める点で、ニッケルまたはニッケルマンガンなどのニッケル合金が好ましい。
【００２８】
電鋳後、図２（ｄ）に示すように、酸もしくはアルカリによりウェットエッチングし、または、機械加工により、導電性基板２１を除去する。つづいて、ウエットエッチングまたはプラズマアッシングにより樹脂型２２ｂを除去すると、図２（ｅ）に示すような本発明の加工方法において有効に使用することができる押し型が得られる。
【００２９】
図２に示す製造方法においては、導電性基板２１を除去して（図２（ｄ））、押し型２５を製造するが、図３に示す製造方法のように、導電性基板を除去することなく押し型を製造することもできる。まず、図３（ａ）に示すように、基板３１ａ上に、ポジレジストからなる樹脂層３２を形成する。つぎに、樹脂層３２上にマスク３３を配置し、前述と同様にリソグラフィを行なう。露光により、樹脂層３２のうち、樹脂層３２ａは露光され変質するが、樹脂層３２ｂは露光されない。このため、現像により、図３（ｂ）に示すような樹脂層３２ｂからなる樹脂型が得られる。
【００３０】
つぎに、図３（ｃ）に示すように、樹脂層３２ｂの頂上部に、導電性基板３１ｂを形成し、基板３１ａを除去し（図３（ｄ））、電鋳を行ない、図３（ｅ）に示すように、導電性基板３１ｂをメッキ電極として、樹脂型に金属材料層３５を堆積する。電鋳後、必要に応じて、研磨または研削により所定の厚さに揃えてから、ウエットエッチングまたはプラズマアッシングにより樹脂型を除去すると、図３（ｆ）に示すような押し型が得られる。この押し型は、導電性基板を金型の台座として利用するため、台座を形成するために必要な電鋳時間を省略することができる。また、台座は、電鋳により形成するものではないため、内部応力による金型の反りが少ない。
【００３１】
導電性基板を除去することなく、押し型を製造する他の方法を図４に示す。この方法は、導電性基板の材質と、電鋳により形成する金属材料層の材質が近く、導電性基板と金属材料層との密着強度が大きい場合に利用することができる。まず、図２に示す方法と同様にして、リソグラフィを行ない（図４（ａ））、導電性基板４１上に樹脂型４２ｂを形成する（図４（ｂ））。つぎに、電鋳を行ない、樹脂型４２ｂに金属材料層４５ａを形成し（図４（ｃ））、研磨または研削して平坦化する（図４（ｄ））。最後に、ウェットエッチングまたはプラズマアッシングにより樹脂型４２ｂを除去すると、図４（ｅ）に示しような導電性基板４１付きの押し型が得られる。
【００３２】
押し型は、シリコンエッチングまたは光造形により非導電性マスタを形成する工程と、非導電性マスタを導電化する工程と、電鋳により導電性マスタに金属材料層を形成する工程と、導電性マスタを除去する工程を含む方法により形成することができる。
【００３３】
シリコンエッチングにより非導電性マスタを形成する方法は、まず、プラズマＣＶＤにより、シリコン基板の表面にＳｉＮ膜を形成する。つぎに、ＳｉＮ膜上に、ポジレジストからなる樹脂層を形成する。つづいて、樹脂層上にマスクを配置し、リソグラフィを行なう。露光と現像により、樹脂層のうち、露光された部分を除去する。つぎに、ＳＦ6ガスでドライエッチングし、ＳｉＮ膜をパターニングしてから、樹脂層を剥離し、ＫＯＨ水溶液でシリコンエッチングすると、非導電性マスタを得ることができる。その後、Ｐｄなどの金属材料をスパッタリングして、非導電性マスタを導電化し、電鋳後、ウェットエッチングにより導電性マスタを除去すると、押し型が得られる。
【００３４】
光造形により非導電性マスタを形成する方法は、まず、液状の光硬化性樹脂（ディーメック製ＳＣＲ７０１など）を、マイクロ光造形装置において光ビームにより一層ずつ硬化し、積層して、非導電性マスタを形成する。つぎに、非導電性マスタにＰｄなどをスパッタリングして導電化し、この導電性マスタに電鋳した後、ウェットエッチングまたはプラズマアッシングにより導電性マスタを除去すると、押し型を得ることができる。また、押し型は、ダイシング加工または切削加工によっても製造することができる。リソグラフィを利用する方法と異なり、マスクを使用しないため、押し型を短期間で製造することができる。また、ジルコニアなどのセラミックスからなる押し型を製造することができる。
【００３５】
押し型は、ダイシング加工または切削加工により導電性マスタを形成する工程と、電鋳により導電性マスタに金属材料層を形成する工程と、導電性マスタを除去する工程を含む方法により形成することができる。押し型をダイシング加工または切削加工により直接製造する上述の方法に比べて、高価なダイシング加工品または切削加工品から複数の押し型を得ることができる点で有利である。導電性マスタは、たとえば、銅または真鍮などから形成することができる。 
【００３６】
樹脂製薄膜に微細構造を形成する加工装置は、樹脂製薄膜を、押し型と対向基材との間にセットする手段と、押し型と対向基材との間にある樹脂製薄膜を流動開始温度以上に加熱する手段と、流動開始温度以上の樹脂製薄膜を、押し型と対向基材との間で加圧して微細構造を形成する手段とを備える態様が好ましい。樹脂製薄膜の流動開始温度以上に加熱して加圧するため、高精度で超微細な孔構造を樹脂製薄膜に容易に形成することができ、製造コストを低減できる。また、微細構造を形成する手段においては、加圧時における面内最大圧力差を±１０％以下とすると、面内にある多数の微細孔加工を一括して行なっても、未貫通孔などの不良部分が生じにくく、面内最大圧力差を±５％以下に調整すると、より好ましい。
【００３７】
微細構造を形成する手段は、微細構造形成後に、樹脂製薄膜と押し型と対向基材のうち少なくとも１つを冷却する手段を有する態様が好適である。微細構造の形成後、流動開始温度以上にある部材を冷却し、固化を速めることにより、加工のスループットを上げ、量産化および低コスト化を図ることができる。冷却には、対向基材に冷却水を循環させて間接冷却する方法がある。
【００３８】
樹脂製薄膜をセットする手段と、樹脂製薄膜を加熱する手段と、樹脂製薄膜に微細構造を形成する手段とは、駆動系が相互に独立する態様が好ましい。各手段の駆動系を分離することにより、加工工程における繰り返し動作による相互の位置ズレを最小限に抑えることができ、常に面内最大圧力差を±１０％以下とすることが容易となる。たとえば、加工装置における、Ｘ軸ステージとＹ軸ステージとＺ軸ステージが重ならないようにし、それぞれを分離することにより精度を高めることができる。
【００３９】
樹脂製薄膜をセットする手段と、樹脂製薄膜を加熱する手段と、樹脂製薄膜に微細構造を形成する手段と、微細構造の形成状態を検査する手段は、真空チャンバ内に設置する態様が好ましい。真空雰囲気下で加工作業を実施することにより、樹脂製薄膜の対向基材上での浮き上がりを抑え、樹脂製薄膜と対向基材間への気泡の混入を防止することができ、きれいな孔開け加工が可能となる。また、検査手段も真空チャンバ内に設置することにより、真空雰囲気下、微細構造形成後、直ちに検査することができる。したがって、不良品を作りつづける事態を回避し、製造効率を高く維持することができる。
【００４０】
実施例
（試料１の作成）
本実施例で使用する押し型を図４に示す方法で製造した。まず、導電性基板４１として、厚さ５ｍｍ、直径３インチのニッケル基板上に、厚さ８０μｍのアクリル樹脂層４２を形成し、樹脂層４２上にマスク４３を配置し、マスク４３を介してＸ線４４を照射した（図４（ａ））。マスク４３は、５０μｍ×５０μｍの透光領域が縦横１００μｍピッチで描かれ、透光性基材４３ｂが厚さ２μｍの窒化珪素、Ｘ線吸収層４３ａが厚さ３μｍの窒化タングステンからなるものを用いた。また、Ｘ線４４はＳＲを使用し、２０ｍｍ×２０ｍｍの範囲でリソグラフィを行なった。
【００４１】
つぎに、メチルイソブチルケトンにより現像し、イソプロパノールによりリンス処理した後、純水で洗浄すると、樹脂層４２のうち、露光された樹脂層４２ａのみが除去され、図４（ｂ）に示すような樹脂層４２ｂからなる樹脂型が得られた。つぎに、電鋳を行ない、図４（ｃ）に示すように、樹脂型に金属材料層４５ａを堆積した。電鋳は、スルファミン酸ニッケルメッキ浴に浸漬して行ない、樹脂型の頂上部を越えて金属材料層４５ａを堆積した。
【００４２】
電鋳後、図４（ｄ）に示すように、研磨によりフラット化し、厚さを７０μｍとした。つづいて、酸素プラズマによりアッシングして樹脂型４２ｂを除去し、図４（ｅ）に示すような押し型を得た。この押し型には、縦５０μｍ×横５０μｍ×高さ７０μｍの角柱が、ピッチ１００μｍで、２０ｍｍ×２０ｍｍの範囲に林立し、各角柱は０．１°の順テーパを有していた。
【００４３】
つぎに、対向基材であるＣｕ基板上に、樹脂製薄膜として、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×厚さ５０μｍのポリメタクリル酸メチル（誘電率３．０）を形成した。つづいて、ＬＩＧＡ法により製造した上述のＮｉ製の押し型を、樹脂製薄膜上にセットし、ポリメタクリル酸メチルからなる樹脂製薄膜の流動開始温度（約１００℃）以上である１６０℃に樹脂製薄膜を加熱した。樹脂製薄膜の加熱は、対向基材の直下に設置したヒータにより行なった。その後、樹脂製薄膜を、押し型と対向基材との間で、１０ＭＰａで加圧して、貫通孔を形成した。貫通孔は、縦５０μｍ×横５０μｍ、ピッチ１００μｍであった。また、加工精度は±１μｍであり、非常に精度の高い加工であることがわかった。
【００４４】
得られた樹脂製薄膜（以下、「試料１」という。）についてＬＣＲメータにより静電容量を測定した。ＬＣＲメータは、アジレント  テクノロジー社製のＨＰ４２８４Ａを使用し、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍの２枚の平板電極に樹脂製薄膜を挟み、電圧１Ｖ、周波数１ｋＨｚにより、静電容量を測定した。その結果、試料１の静電容量は、１．１０７μＦであった。
【００４５】
（試料２の作成）
樹脂製薄膜のパターンの一部が破損した不良箇所を想定して、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×厚さ５０μｍの樹脂製薄膜のうち、面積の１％に相当する貫通孔が繋がった以外は、試料１と同様にし微細加工し、樹脂製薄膜（以下、「試料２」という。）を得、同様に静電容量を測定した。その結果、試料２の静電容量は、１．０８８μＦであった。
【００４６】
（試料３の作成）
未貫通孔の発生を想定し、孔構造を貫通孔とせず、厚さ５μｍの残膜が生じるように、縦５０μｍ×横５０μｍ×深さ４５μｍ、ピッチ１００μｍの孔構造とした以外は、試料１と同様に加工し、樹脂製薄膜（以下、「試料３」という。）を得、同様に静電容量を測定した。その結果、試料３の静電容量は１．１２９μＦであった。
【００４７】
試料１〜３の結果から、微細加工した樹脂製薄膜の静電容量を測定し、静電容量の測定値および導体間の距離を診ることにより、微細構造の形成状態を検査することができ、未貫通孔および孔繋がりなどの不良箇所の発生を静電容量の変化により検査できることがわかった。
【００４８】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
インクジェットプリンタ用ノズル、医療用ネブライザノズル、超微細フィラ用の精密フィルタ、高密度プリント基板およびマイクロレンズなどの高機能微細部品を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】樹脂製薄膜に微細構造を形成した後、微細構造の形成状態を検査する本発明の方法を示す工程図である。
【図２】樹脂製薄膜に微細構造を形成するときに使用する押し型の製造方法を示す工程図である。
【図３】樹脂製薄膜に微細構造を形成するときに使用する押し型の製造方法を示す工程図である。
【図４】樹脂製薄膜に微細構造を形成するときに使用する押し型の製造方法を示す工程図である。
【図５】樹脂製薄膜の厚さの総量と静電容量との関係を示す図である。
【図６】樹脂製薄膜に微細構造を形成した後、微細構造の形成状態を検査する本発明の方法を示す工程図である。
【図７】微細構造の形成状態を検査する本発明の方法を示す図である。
【図８】リール・トゥ・リール方式により、樹脂製薄膜に微細構造を形成した後、微細構造の形成状態を検査する本発明の方法を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  樹脂製薄膜、２  押し型、３  対向基材、４ａ，４ｂ，６４ａ，６４ｂ  導体、２１，３１ｂ  導電性基板、２２，３２  樹脂層、２３，３３  マスク、２５，３５  金属材料層。
【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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