(57)【要約】【課題】  従来の積層造形法では難しいとされてきた曲がり部、捻れ部等の変形部を有する構造体を簡易に形成することができる微小構造体およびその製造方法を提供する。【解決手段】  基板１１上に離型層１２を形成し、薄膜パターン１４との密着力を低下させる密着力低下領域１２ａを部分的に形成した後、複数の薄膜パターン１４ａ，１４ｂ，１４ｃを形成する。基板１１とターゲット基板２２とを押圧し、順次複数の薄膜パターン１４ａ，１４ｂをターゲット基板２２側に転写する。２枚目の薄膜パターン１４ｂと３枚目の薄膜パターン１４ｃとを接合した後、上部ステージ２１を上昇させると、３枚目の薄膜パターン１４ｃが塑性変形を起こす。【選択図】    図１
2006062011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に離型層を形成し、
前記離型層上に複数の薄膜を形成し、
前記基板とは異なる他の基板側と前記薄膜との接合・分離を繰り返すことにより、前記複数の薄膜を前記離型層から順次剥離して前記他の基板上に積層し、前記複数の薄膜からなる微小構造体を製造する方法において、
前記複数の薄膜のうち所定の薄膜を前記離型層から剥離する際に、剥離速度を制御しながら剥離することにより前記所定の薄膜の形状を変更することを特徴とする微小構造体の製造方法。
【請求項２】
前記所定の薄膜の形状の変更は、前記所定の薄膜に曲げ、せん断、捻り等の機械的加工を加えることにより行う請求項１に記載の微小構造体の製造方法。
【請求項３】
前記所定の薄膜の形状の変更は、前記基板および前記他の基板を相対的に移動させることにより行う請求項１に記載の微小構造体の制御する製造方法。
【請求項４】
前記所定の薄膜の形状の変更は、前記所定の薄膜の剥離開始位置および前記剥離速度を制御することにより行う請求項１に記載の微小構造体の製造方法。
【請求項５】
前記剥離速度の制御により、前記所定の薄膜の曲げ角度を制御する請求項４に記載の微小構造体の製造方法。
【請求項６】
前記接合・分離は、所定の雰囲気で行うか、前記基板を加熱することにより、前記所定の薄膜の形状の変更を容易にする請求項１に記載の微小構造体の製造方法。
【請求項７】
前記離型層の形成は、前記離型層の表面に前記所定の薄膜との密着力が変化した密着力変化領域の形成を伴い、
前記所定の薄膜の形状の変更は、前記所定の薄膜を前記離型層から剥離する際に、前記密着力変化領域による密着力差を利用して前記所定の薄膜を変形させる請求項１に記載の微小構造体の製造方法。
【請求項８】
前記密着力変化領域の形成は、前記所定の薄膜との密着力を前記離型層の他の表面よりも強化あるいは減少させることにより行う請求項７に記載の微小構造体の製造方法。
【請求項９】
前記密着力変化領域は、前記所定の薄膜の一部に接触する前記離型層の部分に形成する請求項７に記載の微小構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記密着力変化領域の形成は、前記基板あるいは前記離型層にフッ素を含む薄膜を蒸着することにより、あるいはフッ素原子を有するガス中に前記基板あるいは前記離型層を部分的に晒してフッ素化することにより行う請求項７に記載の微小構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記密着力変化領域の形成は、前記所定の薄膜との密着力を徐々に変化させることにより行う請求項７に記載の微小構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記所定の薄膜の形状の変更は、密着力の弱い前記離型層上に形成された前記所定の薄膜の部分と密着力の強い前記離型層上の前記所定の薄膜の部分との間で機械的に破断することにより行う請求項７に記載の微小構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記密着力変化領域の形成は、前記離型層の弾性率を変化させる処理を伴うことで、接合時の接合応力の不均一性を緩和または助長し、前記所定の薄膜の剥離開始位置を制御する請求項７に記載の微小構造体の製造方法。
【請求項１４】
所定の面上に形成された複数の薄膜を順次剥離し、積層して形成された構造体において、
前記複数の薄膜のうち少なくとも１枚の薄膜は、前記所定の面から剥離する際に曲げ、せん断あるいは捻り等の機械的加工が加えられて変形されたことを特徴とする微小構造体。
【請求項１５】
前記複数の薄膜は、常温接合によって接合された請求項１４に記載の微小構造体。
【請求項１６】
前記構造体は、前記少なくとも１枚の薄膜の前記機械加工によってオーバーハング部あるいは中空構造部が形成されたことを特徴とする請求項１４に記載の微小構造体。
【請求項１７】
前記構造体は、前記機械的加工によって形成された突起部を作用面に配置したマイクロリアクタ、ヒートパイプ、流路デバイス、放熱器等の熱交換素子である請求項１４に記載の微小構造体。
【請求項１８】
前記構造体は、微小ハニカム構造体、パンタグラフ構造体、板バネあるいはスプリングワッシャー等の弾性体である請求項１４に記載の微小構造体。
【請求項１９】
前記構造体は、凹面鏡、凸面鏡、回折格子、レンズ等の光学素子である請求項１４に記載の微小構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロリアクタ等の熱交換素子、微小ハニカム構造体等の弾性体、凹面鏡、凸面鏡等の光学素子等の微小構造体およびその製造方法に関し、特に、従来の積層造形法では難しいとされてきた曲がり部、捻れ部等の変形部を有する構造体を簡易に形成することができる微小構造体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層造形方法は、コンピュータで設計された複雑な形状の３次元物体を短納期で形成する方法として近年急速に普及している。
【０００３】
積層造形方法で作製または作製が期待されるデバイスとして、近年注目されているマイクロリアクタやマイクロ放熱システムなどの流路素子では、冷媒などの作用する面積が広いほど効果が高い場合が多く、作用面の表面に凹凸をつけるなどで比表面積が大きくなるよう工夫がされている。
【０００４】
図１６（ａ），（ｂ）は、その比表面積を大きくする従来の流路素子の製造方法を示す（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
この流路素子は、異なる種類の流体を導入し、それらを混合して排出するものであり、図１６（ａ）に示すように、小室５１を有する混合エレメント５０Ａ，５０Ｂをリソグラフィ法や光造形法等によって形成した後、第１および第２のチップ５２Ａ，５２Ｂの溝５２ａの内面にそれぞれ配置し、混合エレメント５０Ａ，５０Ｂが対向するように第１および第２のチップ５２Ａ，５２Ｂを積層して形成される。小室５１の形状は、図１６（ｂ）に示すように、ハニカム形状にしてもよい。
【０００６】
図１６（ａ）に示すように作用壁面にアスペクト比率の高い突起物を形成したり、図１６（ｂ）に示すように、流路内にハニカム構造を形成することにより、流体の流れを乱流にすることができ、流体の混合を短時間で行うことができる。
【０００７】
このような積層造形法により微小な構造物を形成する従来の微小構造体の製造方法として、例えば、薄膜の接合、剥離、転写による造形法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
この微小構造体の製造方法は、まず、ＳｉＣ，ガラス基板等からなる第１の基板上に熱酸化膜，フッ素樹脂等からなる離型層を形成し、その上に金属，セラミックス等からなる薄膜を例えば０．５μｍの厚さで一様に形成した後、その薄膜をフォトリソグラフィー法，集束イオンビーム（ＦＩＢ）法等を用いてパターニングして微小構造体の各断面に対応した複数の薄膜パターンを形成する。
【０００９】
次に、この薄膜パターンが形成された第１の基板の直上に第２の基板を配置し、第１の基板と第２の基板同士を常温下で所定の時間加圧して１枚目の薄膜パターンと第２の基板とを接合した後、第１および第２の基板を離すと、１枚目の薄膜パターンが離型層から剥がれて第２の基板側に転写される。
【００１０】
次に、２枚目の薄膜パターン上に第２の基板を位置させ、同様に第１の基板と第２の基板を加圧して２枚目の薄膜パターンと第２の基板上に転写した１枚目の薄膜パターンとを接合した後、第１および第２の基板を離すと、２枚目の薄膜パターンが離型層から剥がれて第２の基板側に転写される。
【００１１】
以上の接合、剥離、転写を繰り返すことにより、複数の薄膜パターンが積層させて第２の基板上に微小構造体が形成される。
【００１２】
また、平板部に変形を施す従来の製造方法として、特許文献３および特許文献４に記載されたものがある。
【００１３】
特許文献３に記載された製造方法は、平板状部材に磁気異方性材料を貼付けし、これを磁場中に配置することにより、磁気異方性材料と磁場との相互作用によって平板状部材を折曲するものである。
【００１４】
特許文献４に記載された製造方法は、金属板の裏面に凹部をエッチング加工によって形成し、金属板の凹部に対応する表面に圧子を押し付けて窪みを形成して光学素子成形用金型を製造するものである。
【特許文献１】特開２００４−０１６８７０号公報
【特許文献２】特許第３１６１３６２号公報
【特許文献３】特開２００３−２１１３９８号公報
【特許文献４】特開２００３−３４０８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、特許文献１の製造方法では、図１６の構造を流路全域の広範囲にわたり光造形法で形成することは困難であり、精密な加工が難しく、生産性も劣る。また、積層造形法でもアスペクト比が積層方向に高いため、積層回数が非常に多く現実的ではない。
【００１６】
図１７は、特許文献２の積層造形法で作製されたＹ字型突起物の模式図を示す。効率的に比表面積を増加させるには、図１６（ａ）のような単純な凹凸より、図１７に示すように複数の薄膜５３を積層したＹ字型突起の方が良い。
【００１７】
しかし、図１７に示すようなＹ字状のような突起物は、積層回数が非常に多く、精度的にも困難が伴う。この例では１０層の積層例であるが、積層造形法で複雑な突起構造物を形成する場合、積層回数が多くなり、工程の増加に対して比表面積の増加の効果が少なく、非現実的である。また実現できても図１８（ａ）のような大きな広がりを有するオーバーハング部を備えた構造体や図１８（ｂ）のような螺旋形状を有する構造体は作製不可能である。
【００１８】
また、特許文献３に示す製造方法では、電場または磁場による作用を必要とするため、加工可能な材料が限られ、設計において従来のような機械的な曲げ加工のような自由度が失われる。
【００１９】
さらに、特許文献４に示す製造方法では、凹面を薄膜形成後に一つずつ加工せねばならない、などの問題がある。
【００２０】
従って、本発明の目的は、従来の積層造形法では難しいとされてきた曲がり部、捻れ部等の変形部を有する構造体を簡易に形成することができる微小構造体およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、上記目的を達成するため、基板上に離型層を形成し、前記離型層上に複数の薄膜を形成し、前記基板とは異なる他の基板側と前記薄膜との接合・分離を繰り返すことにより、前記複数の薄膜を前記離型層から順次剥離して前記他の基板上に積層し、前記複数の薄膜からなる微小構造体を製造する方法において、前記複数の薄膜のうち所定の薄膜を前記離型層から剥離する際に、剥離速度を制御しながら剥離することにより前記所定の薄膜の形状を変更することを特徴とする微小構造体の製造方法を提供する。
【００２２】
所定の薄膜の形状の変更には、所定の薄膜に曲げ部、捻り部等を生じさせることの他、せん断によって複数の部分に分離されることも含まれる。
【００２３】
離型層の表面に密着力変化領域を形成し、所定の薄膜に剥離速度の差を生じさせて所定の薄膜の形状を変更することができる。また、密着力変化領域を形成しなくても、所定の薄膜の剥離開始位置および剥離速度を制御することで、所定の薄膜に剥離速度の差を生じさせて所定の薄膜の形状を変更することができる。
【００２４】
本発明は、上記目的を達成するため、所定の面上に形成された複数の薄膜を順次剥離し、積層して形成された構造体において、前記複数の薄膜のうち少なくとも１枚の薄膜は、前記所定の面から剥離する際に曲げ、せん断あるいは捻り等の機械的加工が加えられて変形されたことを特徴とする微小構造体を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、所定の薄膜を離型層から剥離する際に所定の薄膜の形状が変更するので、曲がり部、捻れ部等の変形部を有する構造体を簡易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る微小構造体の製造方法を示す。この製造方法は、「曲げ加工」によりＬ字型の微小構造体を得るものである。まず、図１（ａ）に示すように、ＳｉＣ，ガラス基板等からなる基板１１上にポリイミド，Ｓｉ０2熱酸化膜等からなる離型層１２をスピンコーティングにより形成する。
【００２７】
次に、図１（ｂ）に示すように、離型層１２のうち後に形成される薄膜パターン１４との密着力を低下させる密着力低下領域１２ａを部分的に形成する。密着力低下領域１２ａは、離型層１２の表面をＣＦ4ガスやＣＨＦ3ガスなどでフッ化処理を行うことで形成される。
【００２８】
次に、図１（ｃ）に示すように、離型層１２の上に金属，セラミックス等からなる薄膜１３をスパッタリング法により厚さ０．５〜２０μｍに着膜する。
【００２９】
次に、図１（ｄ）に示すように、薄膜１３をフォトリソグラフィー法，集束イオンビーム（ＦＩＢ）法等を用いてパターニングして微小構造体の各断面に対応した複数の薄膜パターン１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）を形成する。以下、薄膜パターン１４が形成された基板１１をドナー基板１０という。
【００３０】
次に、図２（ａ）に示すように、ドナー基板１０を図示しない真空槽内に配置した後、真空槽内を１０-6Ｐまで排気する。真空槽内には、相対的に移動可能な下部ステージ２０および上部ステージ２１が配置されている。すなわち、下部ステージ２０は、水平方向のｘ軸およびｙ軸方向に移動でき、垂直方向のｚ軸の回りのθ方向に回転可能に構成されている。上部ステージ２１は、ｚ軸方向に移動可能に構成されている。ドナー基板１０は、下部ステージ２０上に配置する。
【００３１】
次に、下部ステージ２０および上部ステージ２１を相対的に移動してターゲット基板２２を１枚目の薄膜パターン１４ａ上に位置させる。ターゲット基板２２の表面、および１枚目の薄膜パターン１４ａの表面にアルゴン原子ビームを照射して清浄化する。
【００３２】
次に、図２（ｂ）に示すように、上部ステージ２１を下降させ、所定の荷重力（例えば、５ｋｇｆ／ｃｍ2）でドナー基板１０とターゲット基板２２とを押圧し、ターゲット基板２２と１枚目の薄膜パターン１４ａとを接合する。
【００３３】
次に、図２（ｃ）に示すように、上部ステージ２１を上昇させると、１枚目の薄膜パターン１４ａが離型層１２から剥離し、ターゲット基板２２側に転写される。これは、薄膜パターン１４ａと離型層１２との密着力よりも薄膜パターン１４ａとターゲット基板２２との密着力の方が大きいからである。
【００３４】
次に、下部ステージ２０を移動させて、２枚目の薄膜パターン１４ｂ上にターゲット基板２２を位置させる。上部ステージ２１側に転写された１枚目の薄膜パターン１４ａの表面および２枚目の薄膜パターン１４ｂの表面を前述したように清浄化する。
【００３５】
次に、図２（ｄ）に示すように、上部ステージ２１を下降させ、１枚目の薄膜パターン１４ａと２枚目の薄膜パターン１４ｂとを接合させ、図２（ｅ）に示すように、上部ステージ２１を上昇させると、２枚目の薄膜パターン１４ｂが離型層１２から剥離し、ターゲット基板２２側に転写される。
【００３６】
次に、下部ステージ２０を移動させて、３枚目の薄膜パターン１４ｃ上にターゲット基板２２を位置させる。上部ステージ２１側に転写された２枚目の薄膜パターン１４ｂの表面および３枚目の薄膜パターン１４ｃの表面を前述したように清浄化する。
【００３７】
次に、図３（ａ）に示すように、上部ステージ２１を下降させ、２枚目の薄膜パターン１４ｂと３枚目の薄膜パターン１４ｃとを接合させる。
【００３８】
次に、図３（ｂ）に示すように、上部ステージ２１を上昇させると、３枚目の薄膜パターン１４ｃの一方の端部１５ａ側は離型層１２から剥離するが、他方の端部１５ｂは離型層１２にまだ密着したままとなっている。薄膜パターン１４ｃの一方の端部１５ａ側の直下は密着力低下領域１２ａであるため、剥離しやすく、一方の端部１５ａから剥離を開始する。一方、フッ化処理の行われていない薄膜パターン１４ｃの他方の端部１５ｂの直下は比較的剥離しにくいため、基板１１側に残った状態で剥離が進むと、薄膜パターン１４ｃは、図３（ｂ）に示すように塑性変形を起こす。
【００３９】
図３（ａ）の状態で、離型層１２に対する薄膜パターン１４ｃの一方の端部１５ａと他方の端部１５ｂとで密着力差が少ない場合は、、図３（ｂ）のように薄膜パターン１４ｃに塑性変形が起こる前に剥離が終了し、図３（ｃ）に示す状態になってしまう。
【００４０】
離型層１２の密着力差が適度であれば、図３（ｄ）に示すように、薄膜パターン１４ｃの他方の端部１５ｂ側は剥離の工程で塑性変形をしながら完全に剥離し、薄膜パターン１４の転写と同時に曲げ加工が終了する。
【００４１】
図３（ｂ）の状態で、薄膜パターン１４ｃの他方の端部１５ｂと離型層１２の密着力が十分に強いとき、即ち他方の端部１５ｂと離型層１２の密着力が、薄膜パターン１４ｃがせん断するのに必要な破壊応力を上回る場合、図３（ｅ）に示すように、薄膜パターン１４ｃは他方の端部１５ｂとの境界で破断した微小構造体が得られる。
【００４２】
この第１の実施の形態によれば、離型層１２に密着力低下領域１２ａを形成することにより、従来の積層造形法では難しいとされてきたアスペクト比が非常にＶ字型、Ｌ字型といった複雑なオーバーハング状の微小構造体を得ることができる。
【００４３】
[第２の実施の形態]
本発明の第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態では、離型層１２に密着力低下領域１２ａを形成せずに、薄膜パターン１４に曲げ加工を施すものである。
【００４４】
すなわち、薄膜パターン１４の曲げ角度θは、離型層１２の密着力、薄膜パターン１４の形状および剥離する速度により制御することができる。例えば、離型層１２のポリイミド上に薄膜として、ＡｌＣｕ（２％）合金薄膜（膜厚８．５μｍ、図３（ａ）において前工程にて積層した薄膜パターン１４ａの長さａ＝２００μｍ、薄膜パターン１４ｃの長さｂ＝９００μｍ）を積層する場合、剥離速度（ターゲット基板２２のｚ軸方向の移動速度）：１．５ｃｍ／ｓｅｃで剥離した場合、θ＝４０°という結果を得た。なお、この実験では離型層１２中に密着力低下領域１２ａは形成していない。すなわち、次に積層する薄膜パターン１４の一部で接合し、剥離速度を適度に制御すれば、密着力低下領域１２ａを形成していなくても、薄膜パターンを曲げることができることを意味している。
【００４５】
この第２の実施の形態によれば、密着力低下領域を形成しなくても薄膜パターンに曲げ加工等の機械加工を施すことができるので、製造工程を簡素化することができる。また、薄膜の積層造形法においてエッチングなどが困難でパターニングが難しいチタン酸バリウムストロンチウム等の強誘電体材料、Ａｕ（金），Ｐｔ（白金），Ｒｕ（ルテチウム），Ｉｒ（イリジウム）等の特殊電極材料からなる薄膜を薄膜自体にパターニングを施さずに積層パターンを形成することができる。
【００４６】
[第３の実施の形態]
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る微小構造体の製造工程の一部を示す。まず、図４（ａ）に示すように、基板１１上に、密着力低下領域１２ａが形成された離型層１２を着膜し、その上に薄膜１３を形成し、これを下部ステージ２０上に配置する。次に、図４（ｂ）に示すように、上部ステージ２１を下降させ、薄膜１３とターゲット基板２２とを接合させ、図４（ｃ）に示すように、上部ステージ２１を上昇させると、薄膜１３の中央部と両端の端部との境界で薄膜１３は切断され、薄膜１３の中央部のみがターゲット基板２２側に転写される。
【００４７】
この第３の実施の形態によれば、薄膜をエッチングなどでパターニングしなくても、離型層１２に密着力分布を設けることで、任意の薄膜パターンを転写することができる。
【００４８】
なお、上記実施の形態においおける薄膜剥離工程において、剥離中にドナー基板１０とターゲット基板２２の相対位置を変化させることにより、図３に示した様な「曲げ加工」以外にも「曲面加工」や「ねじり加工」といった複雑な加工も可能となる。また、ドナー基板１０およびターゲット基板２２を相対的に回転させることで、薄膜にねじり変形を施すことができる。
【００４９】
[他の実施の形態]
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々変形実施が可能である。例えば、密着力変化領域は、上記実施の形態では、フッ素原子を有するガス中に離型層を部分的に晒して形成したが、基板あるいは離型層にフッ素を含む薄膜を蒸着して形成してもよい。また、基板を部分的にフッ素原子を有するガス中に晒して形成してもよい。
【００５０】
また、密着力変化領域の形成は、離型層の弾性率を変化させる処理を伴うことで、接合時の接合応力の不均一性を緩和または助長し、所定の薄膜が剥離開始を始める場所を制御してもよい。
【実施例１】
【００５１】
図５は、本発明の実施例１に係る微小構造体を示す。この実施例１は、Ｙ字構造体であり、５枚目の薄膜パターン１４ｅの両端部に密着していた離型層１２の部分に密着力低下領域を形成しておき、４枚の薄膜パターン１４ａ〜１４ｄを積層した後、５枚目の薄膜パターン１４ｅを転写する際に薄膜パターン１４ｅの両端部を折曲したものである。これにより、従来、図６に示すように、金属板１６を折曲して形成されたＹ字構造体と同等の機能を有する構造体を、薄膜の積層より製造することができる。
【実施例２】
【００５２】
図７は、本発明の実施例２に係る微小構造体を示す。この実施例２は、曲面を有する構造体であり、５枚目の薄膜パターン１４ｅの中央部に密着していた離型層１２の部分に密着力が徐々に変化する密着力低下領域を形成しておき、４枚の薄膜パターン１４ａ〜１４ｄを積層した後、５枚目の薄膜パターン１４ｅを転写する際に薄膜パターン１４ｅを半径ｒで湾曲させたものである。なお、密着力が一定の密着力低下領域を形成した場合、あるいは密着力低下領域を形成していない場合であっても、下部ステージと上部ステージを薄膜パターンの曲率方向に平行移動させることで、湾曲形状を作製することも可能である。
【実施例３】
【００５３】
図８は、本発明の実施例３に係る微小構造体を示す。この実施例３は、例えば、Ｃｕ，Ａ１等の熱伝導率の高い部材からなるＹ字状のヒートシンクである。離型層に密着力低下領域を形成し、長手方向に複数の凹部１７が形成された薄膜パターン１４ｂをＹ字状に折曲することにより、同図に示すような微小なヒートシンクを形成することが可能である。また、この構造物を流路内に複数配置することで、流路内面の反応面積を効率的に増加させることができる。
【実施例４】
【００５４】
図９は、本発明の実施例４に係る微小構造体を示す。この実施例４は、例えば、Ｃｕ，Ａ１等の熱伝導率の高い部材からなるＬ字状のヒートシンクである。この実施例４は、離型層の片側に密着力低下領域を形成することにより、薄膜パターン１４ｂを同図に示すように略Ｌ字状に折曲形成することができる。
【実施例５】
【００５５】
図１０は、本発明の実施例５に係る微小構造体を示す。この実施例５は、Ｖ字状に折曲された薄膜パターン１４ｂを有するＶ字構造物である。このＶ字構造物のＶ字部分を流路として活用することで、従来のような特殊なエッチング工程を必要とせず、同図のような直線的な流路を形成することができる。
【実施例６】
【００５６】
図１１は、本発明の実施例６に係る微小構造体を示す。この実施例６は、延性に富む材料、例えば、アルミニウムからなるマイクロ凸面鏡１８Ａである。この実施例６は、上部の薄膜パターン１４ｃの両端を下部の薄膜パターン１４ａ，１４ｂに接合し、上部の薄膜パターン１４ｃの中央部を凸状に湾曲させたものである。
【実施例７】
【００５７】
図１２は、本発明の実施例７に係る微小構造体を示す。この実施例７は、延性に富む材料、例えば、アルミニウムからなるマイクロ凹面鏡１８Ｂである。この実施例７は、上部の薄膜パターン１４ｂの中央部を下部の薄膜パターン１４ａに接合し、上部の薄膜パターン１４ｂの両端部を高い位置にして中央部を凹状に湾曲させたものである。
【実施例８】
【００５８】
図１３は、本発明の実施例８に係る微小構造体を示す。この実施例８は、図１３（ｂ）に示すように、薄膜パターン１４ａ〜１４ｆにより積層して形成されたパンタグラフ状ばね１８Ｃである。
【００５９】
このようなパンタグラフ状ばね１８Ｃを製造するには、まず、下部柱となく薄膜パターン１４ｆが密着する離型層１２の部分に下部柱１４ｆとの密着力が他の部分よりも高くなるように密着力増加領域１２ｂを形成しておく。次に、離型層１２上に上部柱、上部ばね部、連結部および下部ばね部に対応する薄膜パターン１４ａ〜１４ｆを形成する。次に、１枚目から５枚目までの薄膜パターン１４ａ〜１４ｅをターゲット基板２２側に積層して上部柱、上部ばね部、連結部および下部ばね部を転写する。図１３（ａ）に示すように、５枚目の薄膜パターン１４ｅと６枚目の薄膜パターン１４ｆとを接合し、図１３（ｂ）に示すように、上部ステージ２１を上昇させると、下部ばね部（１４ｂ）および上部ばね部（１４ｅ）が塑性変形して湾曲する。このように形成されたパンタグラフ状ばね１８Ｃをターゲット基板２２から剥がすことにより、パンタグラフ状ばね１８Ｃを製造することができる。
【００６０】
この実施例８によれば、板ばねの一種であるパンタグラフ状ばね１８Ｃのように特殊ばねを製造することができる。また、通常の板バネも本実施例の方法で形成することによりマイクロ素子等に対応することができる。
【実施例９】
【００６１】
図１４は、本発明の実施例９に係る微小構造体を示す。この実施例９は、図１３に示したパンタグラフ状ばね１８Ｃを上下左右に複数並べて形成したハニカム構造のパンタグラフ状ばねである。従来のＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)技術でこのような形状を形成するには、ハニカム状の空洞部をすべてエッチングにより除去せねばならず、本実施例では、通常サイズのハニカム構造作成とほぼ変わらない少ない工程数で、ハニカム構造を形成することができる。
【実施例１０】
【００６２】
図１５は、本発明の実施例１０に係る微小構造体を示す。この実施例１０は、スプリングワッシャー１８Ｄであり、一部が切れているリングパターンを転写させながら、ねじり変形を加えることで、同図に示すようなスプリング形状を得ることができる。これにより、従来では犠牲層が必要であったスプリングワッシャーを犠牲層を必要とせずに簡便に形成できる。
【００６３】
なお、本発明は、上記実施例の構造体の他に、機械的加工によって形成された突起部を作用面に配置したマイクロリアクタ，流路デバイス，放熱器等の熱交換素子、板バネ等の弾性体、回折格子，レンズ等の光学素子等の各種の微小構造体に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係る微小構造体の製造工程を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１の実施の形態に係る微小構造体の製造工程を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１の実施の形態に係る微小構造体の製造工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施の形態に係る微小構造体の製造工程を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例１の微小構造体を示す正面図である。
【図６】本発明の実施例１の微小構造体に対応する従来の微小構造体を示す正面図である。
【図７】本発明の実施例２の微小構造体を示す正面図である。
【図８】本発明の実施例３の微小構造体を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施例４の微小構造体を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施例５の微小構造体を示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施例６の微小構造体を示す正面図である。
【図１２】本発明の実施例７の微小構造体を示す正面図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例８の微小構造体の製造工程を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施例９の微小構造体を示す正面図である。
【図１５】本発明の実施例１０の微小構造体を示す斜視図である。
【図１６】特許文献２の方法により製造された微小構造体の模式図である。
【図１７】（ａ）は、大きな広がりを有するオーバーハング部を有する構造体の模式図、（ｂ）は、螺旋形状を有する構造体の斜視図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  ドナー基板
１１  基板
１２ａ  密着力低下領域
１２ｂ  密着力増加領域
１２  離型層
１３  薄膜
１４，１４ａ〜１４ｅ  薄膜パターン
１５ａ  一方の端部
１５ｂ  他方の端部
１６  金属板
１７  凹部
１８Ａ  マイクロ凸面鏡
１８Ｂ  マイクロ凹面鏡
１８Ｃ  パンタグラフ状ばね
１８Ｄ  スプリングワッシャー
２０  下部ステージ
２１  上部ステージ
２２  ターゲット基板
５０Ａ，５０Ｂ  混合エレメント
５１  小室
５２Ａ，５２Ｂ  チップ
５２ａ  溝
５３  薄膜
【図１】
2006062011.tif 000003
【図２】
2006062011.tif 000004
【図３】
2006062011.tif 000005
【図４】
2006062011.tif 000006
【図５】
2006062011.tif 000007
【図６】
2006062011.tif 000008
【図７】
2006062011.tif 000009
【図８】
2006062011.tif 000010
【図９】
2006062011.tif 000011
【図１０】
2006062011.tif 000012
【図１１】
2006062011.tif 000013
【図１２】
2006062011.tif 000014
【図１３】
2006062011.tif 000015
【図１４】
2006062011.tif 000016
【図１５】
2006062011.tif 000017
【図１６】
2006062011.tif 000018
【図１７】
2006062011.tif 000019