(57)【要約】【課題】  ＰＭＭＡやＰＣ等のポリマー材料に対して、反応性イオンエッチング法を用いて、正確に微細なピラーアレイ構造を安価に形成することができるマイクロピラーアレイ素子の製造方法と製造装置並びにマイクロ流体チップ等に用いるマイクロピラーアレイ素子を提供する。【解決手段】  真空容器１２内にプラズマを発生させて反応性イオンを生成し、真空容器１２内に設けられた被エッチング材料３０を、反応性イオンによりドライエッチングする。被エッチング材料３０はポリマー材料であり、ポリマー材料の表面にマイクロピラーアレイ構造に対応した所定形状のマスクを施す。酸素もしくは酸素を主体とした不活性ガスやハロゲン含有ガスとの混合ガスを用いて、これら混合ガスによる反応性イオンのプロセス圧力を０．０１Ｐａ以上０．２Ｐａ以下の条件にして、ドライエッチングを行い、ポリマー材料に微細なピラー構造を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内にプラズマを発生させて反応性イオンを生成し、前記真空容器内に設けられた被エッチング材料を前記反応性イオンによりドライエッチングしてマイクロピラーアレイ構造を形成するマイクロピラーアレイ素子の製造方法において、
前記被エッチング材料をポリマー材料とし、このポリマー材料の表面に前記マイクロピラーアレイ構造に対応した所定形状のマスクを施し、酸素もしくは酸素を主体とした不活性ガスやハロゲン含有ガスとの混合ガスを用いて、これら混合ガスによる反応性イオンのプロセス圧力を０．０１Ｐａ以上０．２Ｐａ以下の条件で前記ドライエッチングを行い、前記ポリマー材料に微細なピラー構造を形成することを特徴とするマイクロピラーアレイ素子の製造方法。
【請求項２】
前記真空容器は、内部に所定間隔開けて互いに対向して設けられた一対の電極を備え、前記真空容器にマイクロ波を放射し、前記真空容器を共振器としてその真空容器内で電子サイクロトロン共鳴によるプラズマを発生させるプラズマ処理装置を形成し、前記真空容器内の試料ステージ電力密度を０．３Ｗ／ｃｍ２以上５Ｗ／ｃｍ２以下にすることを特徴とする請求項１記載のマイクロピラーアレイ素子の製造方法。
【請求項３】
前記プラズマ処理装置の試料ステージに供給する電力の周波数を、１．０ＭＨｚ以上１３．５６ＭＨｚ以下にすることを特徴とする請求項２記載のマイクロピラーアレイ素子の製造方法。
【請求項４】
前記マスク材料を、金属もしくは酸化シリコン、カーボンナイトライドによるアモルファス材料で構成することを特徴とする請求項１記載のマイクロピラーアレイ素子の製造方法。
【請求項５】
真空容器内で所定間隔開けて互いに対向して設けられた一対の電極を備え、前記真空容器にマイクロ波を放射し、前記真空容器を共振器としてその真空容器内で電子サイクロトロン共鳴によるプラズマを発生させるプラズマ処理装置により構成され、前記真空容器内の一方の電極側に設けられた被エッチング材料を、前記プラズマによる反応性イオンによりドライエッチングを行うマイクロピラーアレイ素子の製造装置において、
前記被エッチング材料をポリマー材料とし、このポリマー材料の表面に所定形状のマスクを施し、酸素もしくは酸素を主体とした不活性ガスやハロゲン含有ガスとの混合ガスを用いて、これら混合ガスによる反応性イオンのプロセス圧力を０．０１Ｐａ以上０．２Ｐａ以下の条件で、前記プラズマ処理装置の電極間に高周波の電力を印加してエッチングを行い、前記ポリマー材料に前記マスクに対応した微細なピラー構造を形成することを特徴とするマイクロピラーアレイ素子の製造装置。
【請求項６】
一枚のポリマー材料の基板上に形成され、高さが数μｍから４０μｍであり直径または幅が数μｍから数十μｍの柱状のマイクロピラーを所定間隔で複数備え、このマイクロピラーは、上面が平滑で側面がほぼ垂直に底面から起立し、前記マイクロピラー間の底面である前記基板表面も平滑であることを特徴とするマイクロピラーアレイ素子。
【請求項７】
前記マイクロピラーは、垂直性が前記ポリマー材料の基板表面に対して、８８°から９２°の範囲にあり、アスペクト比が１から４０の範囲にあることを特徴とする請求項６記載のマイクロピラーアレイ素子。
【請求項８】
前記ポリマー材料は、厚み０．３〜３mmのシート材であることを特徴とする請求項６記載のマイクロピラーアレイ素子。
【請求項９】
前記マイクロピラーは、ポリマー材料の基板内に形成されたマイクロ流体チップであることを特徴とする請求項６記載のマイクロピラーアレイ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重力・遠心力・電磁力などの外部からの力を用いることなく、ポリマービーズ、セラミックス、細胞、タンパク質、抗体等のバイオ粒子などの粒子を、連続かつ正確に大きさによって分離もしくは分級を行う際などに用いるマイクロピラーアレイ素子の製造方法と製造装置、並びにマイクロ流体チップ等に用いるマイクロピラーアレイ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば微粒子の分離・分級を行うために、一枚の基板上に微細な流路やフィルター構造と、センサーやアクチュエータ等を一体に形成したマイクロ流体チップと呼ばれる素子がある。従来このマイクロ流体チップは、高い精度で微細加工ができるガラスやシリコンが広く使用されてきた。しかしながら、これらの材料は、割れ易いため取り扱いに注意が必要であり、不燃物であることから廃棄処理上でも問題があった。さらに、医療用で用いる場合に、患者からの検体による感染を防止するため、使用したマイクロ流体チップは使い捨てにすることが望まれている。
【０００３】
このような背景から、ポリマーをチップ材料として用いることが検討されている。ポリマー材料の微細加工については、母型を必要とするホットエンボスやソフトリソグラフィ、射出成形と、ポリマーを直接加工するＬＩＧＡ（Ｘ線リソグラフィー、電鋳、モールド）プロセスやイオンビームエッチング、厚膜レジストを用いたＬＩＧＡライクプロセス、反応性イオンエッチングなどがある。
【０００４】
一方、マイクロ流体チップにおいては、ポリマービーズ、セラミクス、細胞などの粒子等の微粒子をその寸法により濾過、もしくは分級するために、精密なマイクロピラーアレイをチップ内に作りこむことが検討されている。
【０００５】
しかしながら、前記加工方法でこのような構造体の形成を行う場合、いくつかの問題点が指摘されている。まず、母型を必要とする加工法においては、アスペクト比の大きなマイクロピラーを形成する場合、ポリマーの残膜の発生を抑制し、離型を容易にするために抜き勾配を付ける必要があり、異方性の垂直な形状を得ることが困難である。さらに、ホットエンボスにおいては、ポリマーシート材料に圧力をかけながら加熱することにより、成形収縮が生じたり、ピラーの上面が丸くなるなどの問題点がある。射出成形においても、加熱溶融した樹脂を金型内で固化させるため、前記の問題のほかに、内部応力が大きいなどの問題点がある。また、ソフトリソグラフィにおいては、前記離型の問題のほかに、ポリマー材料として、ポリジメチルシロキサンに代表されるエラストマーに特定されてしまうという問題点がある。
【０００６】
また、直接加工のＬＩＧＡプロセスにおいては、大掛かりな放射光施設を必要とするため、設備コストがかかり、その技術が汎用になることは考えにくい。イオンビームエッチングは、リソグラフィーとエッチングを組み合わせた加工を１工程で実現できるが、加工時間が長いことや、加工深さが基板内で均一にならない等の問題がある。さらに、ポリマーなどの絶縁体を加工する場合、チャージアップにより、加工精度を劣化させてしまう問題点もある。その他、ＬＩＧＡライクプロセスは、通常の半導体プロセスで使用するＵＶ光を使うものの、パターンの転写精度やプロセスの再現性に問題点がある。また、現像後の残渣を除去しにくく、材料の選択性に乏しいなどの問題点を有している。
【０００７】
その他、特許文献１に開示されているように、酸素とＢＣｌ３等の混合ガスのプラズマを用いて、フォトレジスト樹脂のような炭素系樹脂のエッチングを行う処理方法も提案されている。このエッチング処理方法は、酸素とＢＣｌ３等の混合ガスの混合比を変えて２つのステップでエッチングを行うもので、非直進散乱イオンから、側壁エッチングを十分に保護し、溝やホール底部の寸法細りを起こさないようにしたものである。
【特許文献１】特開平２００２−８３８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ポリマー材料は、前記のとおり、材料が均質ではないことや、擬似マスクの作用により、エッチング深さが場所により異なってしまう。この状態で長時間エッチングを行うと表面の凹凸が大きくなり、針のような形状が形成される。さらに、この針形状の突起物は、容量結合型プラズマエッチング装置で用いられるガス圧力条件下の場合、加工表面に対して垂直以外の運動量を持つイオンやラジカルなどと衝突することで、カールを巻いた毛羽のような形状になってしまうという問題点もある。
【０００９】
これに対して、反応性イオンエッチングは、シリコンなど半導体材料において、異方性及び垂直性の高い加工を均一かつ高速に行うことを可能にしてきた。しかしながら、ポリマーにこの反応性イオンエッチングを応用し、マイクロ流体チップを開発した事例はなく、高度な微細構造であるマイクロピラーアレイを形成した事例もない。これは、この方法によるエッチング加工は表面が粗く、液体や液体に含まれる微粒子などの試料を正確に制御することができないためである。また、従来の反応性イオンエッチングによりマイクロピラーなどの微細構造物の形成を試みても、ピラー間隙が湾曲したボトル断面形状になり、精密な微粒子濾過・微粒子分級ができないなどの問題点があった。
【００１０】
反応性イオンエッチング法におけるポリマー材料の加工表面が平滑にならないという問題点は、チャンバー内の被エッチング物質が加工表面に再付着し、擬似マスクとして作用することがその大きな理由と考えられる。これは、被エッチング物質がポリマー材料と加工選択比が大きいほど顕著になる。
【００１１】
また、上記反応性イオンエッチング法において、マイクロピラーの間隙がボトル断面形状になるという問題点は、以下の理由によるものである。比較的高い真空チャンバー圧力でエッチングを行うと、ポリマー基板の垂直方向以外からイオンが飛来し、マイクロピラーの上部で強いアンダーカットを発生させるためである。また、エッチングの反応ガスとして酸素等を用いた場合、プラズマの中で酸素ラジカルなど電荷を持たない化学反応種が生成され、それがピラーの側壁に飛来し、揮発性の高い反応性生物を発生させ、側壁がエッチングされることも問題であった。
【００１２】
この発明は、上記背景技術に鑑みなされたもので、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）やＰＣ（ポリカーボネート）等のポリマー材料に対して、反応性イオンエッチング法を用いて、正確に微細なピラーアレイ構造を安価に形成することができるマイクロピラーアレイ素子の製造方法と製造装置並びにマイクロ流体チップ等に用いるマイクロピラーアレイ素子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】
【００１３】
この発明は、真空容器内にプラズマを発生させて反応性イオンを生成し、前記真空容器内に設けられた被エッチング材料を前記反応性イオンによりドライエッチングしてマイクロピラーアレイ構造を形成するマイクロピラーアレイ素子の製造方法であって、前記被エッチング材料をポリマー材料とし、このポリマー材料の表面に前記マイクロピラーアレイ構造に対応した所定形状のマスクを施し、酸素もしくは酸素を主体とした不活性ガスやハロゲン含有ガスとの混合ガスを用いて、これら混合ガスによる反応性イオンのプロセス圧力を０．０１Ｐａ以上０．２Ｐａ以下、好ましくは０．０５Ｐａ以上０．２Ｐａ以下の条件で前記ドライエッチングを行い、前記ポリマー材料に微細なピラー構造を形成するマイクロピラーアレイ素子の製造方法である。
【００１４】
前記真空容器は、内部に所定間隔開けて互いに対向して設けられた一対の電極を備え、前記真空容器にマイクロ波を放射し、前記真空容器を共振器としてその真空容器内で電子サイクロトロン共鳴によるプラズマを発生させるプラズマ処理装置を形成し、前記真空容器内の試料ステージ電力密度を０．３Ｗ／ｃｍ２以上５Ｗ／ｃｍ２以下にするものである。
【００１５】
また、前記プラズマ処理装置の試料ステージに供給する電力の周波数を、１〜１０数ＭＨｚ、好ましくは１．０ＭＨｚ以上１３．５６ＭＨｚ以下にするものである。
【００１６】
前記マスク材料を、チタンやアルミニウム等の金属、もしくは酸化シリコン、カーボンナイトライドによるアモルファス材料で構成するものである。
【００１７】
またこの発明は、真空容器内で所定間隔開けて互いに対向して設けられた一対の電極を備え、前記真空容器にマイクロ波を放射し、前記真空容器を共振器としてその真空容器内で電子サイクロトロン共鳴によるプラズマを発生させるプラズマ処理装置により構成され、前記真空容器内の一方の電極側に設けられた被エッチング材料を、前記プラズマによる反応性イオンによりドライエッチングを行うマイクロピラーアレイ素子の製造装置であって、前記被エッチング材料をポリマー材料とし、このポリマー材料の表面に所定形状のマスクを施し、酸素もしくは酸素を主体とした不活性ガスやハロゲン含有ガスとの混合ガスを用いて、これら混合ガスによる反応性イオンのプロセス圧力を０．０１Ｐａ以上０．２Ｐａ以下、好ましくは０．０５Ｐａ以上０．２Ｐａ以下の条件で、前記プラズマ処理装置の電極間に高周波の電力を印加してエッチングを行い、前記ポリマー材料に前記マスクに対応した微細なピラー構造を形成するマイクロピラーアレイ素子の製造装置である。
【００１８】
またこの発明は、一枚のポリマー材料の基板上に形成され、高さが数μｍから４０μｍであり直径または幅が数μｍから数十μｍの柱状のマイクロピラーを所定間隔で複数備え、このマイクロピラーは、上面が平滑で側面がほぼ垂直に底面から起立し、前記マイクロピラー間の底面である前記基板表面も平滑であるマイクロピラーアレイ素子である。
【００１９】
前記マイクロピラーは、垂直性が前記ポリマー材料の基板表面に対して、８８°から９２°の範囲にあり、アスペクト比が１から４０の範囲にある。前記ポリマー材料は、厚み０．３〜３mmのシート材である。前記マイクロピラーは、例えばポリマー材料の基板内に形成されたマイクロ流体チップである。
【発明の効果】
【００２０】
この発明のマイクロピラーアレイ素子の製造方法と製造装置並びにマイクロピラーアレイ素子によれば、ＰＭＭＡやＰＣなどポリマーのシート材等に平滑な加工底面を形成し、且つ異方性・垂直性に優れ、上面も平滑なマイクロピラーアレイ構造を形成することができ、この製造方法と装置をマイクロ流体チップへ応用可能としたものである。これにより、例えば、細胞や血液の分離・分球、分析等を行うバイオチップを低コストで量産することができ、取り扱いが容易であり、安全性の高い使い捨てのバイオチップを安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態について説明する。まず、この実施形態のマイクロピラーアレイ素子の製造に用いる装置は、図１に示すように、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を利用したＥＣＲ装置（ＥＣＲ：Electron Cyclotron Resonance=電子サイクロトロン共鳴）から成るプラズマ処理装置１０を用いる。このプラズマ処理装置１０は、アルミニウム等の非磁性体の導体により形成された円筒状の真空容器１２と、この真空容器１２内にＥＣＲプラズマを発生させるためのミラー磁場を形成するように配置された所定の環状の永久磁石１４を備える。永久磁石１４は、真空容器１２の上蓋１６の内面に固定されている。
【００２２】
真空容器１２は、円筒状に形成され、マイクロ波の空洞共振器としても機能する。真空容器１２の内部は密閉可能に設けられ、真空に近い状態に維持可能なものである。上蓋１６は、ゴム等の絶縁リング４０を介して真空容器１２の側面部１２ａの端縁部に接続し、気密状態を維持可能であるとともに、上蓋１４と真空容器１２の側面部１２ａとの間を確実に絶縁している。真空容器１２の内面１２ａには、例えばサンドブラスト処理のような表面処理方法により、微細な凹凸が形成されている。これにより、各種処理を行った際に付着する反応生成物を内面１２ａに強固に固着させ、内部空間に飛散するのを防止している。
【００２３】
上蓋１６の永久磁石１４の側方には、ガス導入口１８が設けられ、真空容器１２の下部には、排気ポンプ２０が接続されている。これにより、ガス導入口１８から導入された処理用ガスが真空容器１２内を通過して、下方の排気ポンプ２０により排気される。
【００２４】
真空容器１２には、真空容器１２内での上記マイクロ波の管内波長のｎ／２（ｎは自然数）倍の間隔を隔てて、一対の電極を構成する一方の電極２２と他方の電極を兼ねた試料ステージ２４が設けられている。また、真空容器１２の永久磁石１４に近い位置の側壁には、マイクロ波を真空容器１２内に放射するアンテナ２６が取り付けられている。
【００２５】
アンテナ２６の位置は、電極２２が設けられた上蓋１６の内側面からマイクロ波の管内波長の約１／４の長さ離れた位置に固定されている。このアンテナ２６の位置は、真空容器１２内のマイクロ波の電磁界モードのうち、ＴＥ０１モードでの電界強度の値がほぼ最大となる位置である。さらに、プラズマ処理装置１０のアンテナ２６は、真空容器１２の中心軸方向において、真空容器１２内のマイクロ波の電磁界モードのうち、ＴＥ０１モードの電界強度の定在波分布の中で、電界強度がほぼ最大となる位置に設置されている。
【００２６】
また、永久磁石１４は、真空容器１２内での永久磁石１４による外部磁界の磁力線の向きとマイクロ波によるＴＥ０１モードの電界の向きがほぼ直交する位置であって、ＴＥ０１モードでの電界強度の値がほぼ最大となる位置で、ＥＣＲ条件にほぼ合致するように設定されている。
【００２７】
真空容器１２の下方には、基板取付部２８が位置し、その上に電極を兼ねた試料ステージ２４が設けられている。試料ステージ２４は、所定の高周波電源３２に接続され、電極２２は接地されている。そして、被エッチング材３０は、試料ステージ２４に載置される。
【００２８】
この実施形態によるプラズマ処理装置１０の動作は、反応性イオンエッチング処理を行う場合は、真空容器１２にガス導入口１８よりＯ２を主成分としてＣＦ４等を添加した反応性ガスを導入し、所定の圧力になるように排気ポンプ２０により圧力制御する。その後、マイクロ波導入部のアンテナ２６から２．４５ＧＨｚ程度のマイクロ波を導入し、真空容器１２内に放射する。そして、高周波電源３２から電極である試料ステージ２４に１〜１０数ＭＨｚ、好ましくは１．０ＭＨｚ以上１３．５６ＭＨｚ以下の高周波電力を印加すると、アンテナ２６から放射されたマイクロ波によりプラズマが発生する。プラズマは、永久磁石１４の作るミラー磁場に閉じ込められ、ＥＣＲ条件を満たす領域で効率的に高密度プラズマとなる。プラズマ中のイオンは、電極である試料ステージ２４の高周波によるＤＣバイアスにより加速され試料ステージ２４上の被エッチング材料３０を衝撃し、物理化学的に表面をエッチング加工する。この時、電極２２は、接地電位に接続されているので、ミラー磁場中のイオンは主として試料ステージ２４に向かって加速され、電極２２への衝撃は少ない。
【００２９】
なお、エッチングガスについては、酸素に加えるガスとして、ＡｒやＸｅなどの不活性ガス、ＣＦ４をはじめとするハロゲンガス、及びこれらの混合ガスが望ましい。不活性ガスプラズマ中のイオンは、酸素プラズマのイオンに比較してイオン半径が大きいため、スパッタリング率が高く、再付着物を除去するのに適している。一方、ハロゲンガスは、プラズマ化したときに生成される中性ラジカル等が、側壁を保護するため、垂直性・異方性に優れたマイクロピラーの形成に貢献する。これらのガス混合率は、反応性ガス全体の体積割合で１５〜２５％程度が望ましい。
【００３０】
そして、この実施形態の反応性イオンエッチング方法では、ポリマー材料の表面を、酸素を主成分とするエッチングガスのプラズマにより、平滑な加工表面を形成可能とする。また、垂直性・異方性に優れたマイクロピラーアレイ構造を形成する場合、マスク材料として、チタンやアルミニウム等の金属、もしくは酸化シリコン、カーボンナイトライドによるアモルファス材料を用いて、所望のマスク例えば格子状に開口部が設けられたマスクを形成し、ポリマー材料の一部をエッチングする。これにより、マスク部分をマイクロピラーアレイ状に残し、アスペクト比の大きいマイクロピラー構造を備えた素子を形成することができる。
【００３１】
具体的には、平滑な加工表面で垂直性・異方性に優れたマイクロピラーアレイ構造を形成するためには、酸素を主体とした反応性イオンエッチングにおいて、混合ガスのプロセス圧力を０．０１Ｐａ以上０．２Ｐａ以下、望ましくは０．０５Ｐａ以上０．２Ｐａ以下に設定する。この実施形態のマイクロピラーアレイ素子のポリマー材料は、ＰＭＭＡやＰＣであり、材料厚み０．３mm〜３mmのシート材を用いる。
【００３２】
次に、この発明において精密なマイクロピラーアレイ構造が得られる理由を説明する。容量結合型エッチング装置で用いられるような比較的高い圧力条件下においては、ポリマー基板に飛来するイオンの運動エネルギーが、それ以下の圧力下の運動エネルギーに比較して、平均自由工程が小さくなることに起因して小さくなる。従って、被エッチング物質が加工表面に再付着し、擬似マスクとして作用した場合、これをイオン衝撃効果で除去することが困難になってしまう。本発明にある０．２Ｐａ以下の圧力下においては、このような擬似マスクを除去することが可能になるため、加工表面が平滑になる。なお、エッチングガスとして酸素以外に、酸素よりイオン半径の大きい不活性ガスを少量加えることにより、イオン衝撃効果が高まり、擬似マスクの除去効率が上がる。
【００３３】
また、本発明にある０．２Ｐa以下の圧力下では、プラズマ中のイオンを始めとする粒子相互の衝突が少なくなるため、ポリマー基板に飛来するイオンの指向性が高くなり、基板の垂直方向以外からイオンが入射する確率が低くなる。したがって、マイクロピラーの側壁に衝突するイオンの数が減り、垂直性と異方性に優れたマイクロピラー構造を形成することができる。
【００３４】
さらに、エッチングガスとして酸素を用いた場合、プラズマ中で酸素ラジカルなど中性な化学活性種が発生し、マイクロピラーの側面をエッチングする傾向にあるが、フロン１４などハロゲンを含んだガスを導入することにより、プラズマ中で中性なハロゲンの化学活性種が発生し、これがマイクロピラーの表面に付着、側壁を保護することで、異方性・垂直性に優れたマイクロピラーアレイの形成に貢献する。
【００３５】
この発明の実施形態により得られるマイクロピラーアレイ素子は、高さが数μｍから４０μｍ程度までで、直径が数μｍから数十μｍの円柱、もしくは短軸が数μｍから数十μｍの楕円柱、もしくは一辺が数μｍから数十μｍの角柱もしくは三角柱から構成され、上面が平滑で垂直性、異方性に優れたなマイクロピラーが複数個所定間隔で並んで構成され、これらピラーの間隔が数μｍから数十μｍであり、ピラー間隔の底面も平滑なものである。また、ピラーにおいて、垂直性が８８°から９２°の範囲にあり、アスペクト比が１から４０の範囲である。
【００３６】
この実施形態のマイクロピラーアレイ素子は、マイクロピラー頂部の端面が平面であり、マイクロピラー頂部にガラス板を密着し、マイクロピラーアレイの流路を形成することができる。これにより、マイクロピラー間を通過する粒子の分級を容易にし、流路を観察しながら行うことも可能である。
【００３７】
なお、この発明の反応性イオンエッチング方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、エッチング装置については、低圧でも高プラズマ密度を実現できるＥＣＲ型かＩＣＰ型、もしくはマグネトロン型が好ましい。
【００３８】
また、プラズマ処理装置の磁石は永久磁石の他、電磁石でも良く、その数や位置も、適宜設定可能なものである。マイクロ波の周波数、発生させるプラズマやイオンの種類も適宜選択できる。
【実施例１】
【００３９】
この発明のマイクロピラーアレイ素子の製造装置としてプラズマ処理装置であるＥＣＲ型反応性イオンエッチング装置を用いて、反応性イオンエッチングを行った。エッチングプロセス条件を表１に示す。マイクロ波電力１００Ｗ、バイアスＲＦ電力密度（周波数１３．５６ＭＨｚ）１．３Ｗ／ｃｍ２の条件下において、プロセス圧力０．０５Ｐａ以上０．２Ｐａ以下の範囲で、図２に示すマイクロピラーアレイ素子の構造が得られた。このときのポリマー材料は、ＰＭＭＡで厚さが２ｍｍのものである。エッチング深さは３７．８μｍ、エッチングレートは０．６６μｍ／ｍｉｎであり、ピラーの寸法は１３．５μｍ×１３．５μｍ×３７．８、ピラー間隙のアスペクト比は１２であった。
【００４０】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の一実施形態のプラズマ処理装置の概略断面図である。
【図２】この発明の実施例１における、マイクロピラーアレイ素子を表す顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  プラズマ処理装置
１２  真空容器
１４  永久磁石
１６  上蓋
１８  ガス導入口
２０  排気ポンプ
２２  電極
２４  試料ステージ
２６  アンテナ
２８  基板取付部
３０  被エッチング材料
３２  高周波電源
【図１】
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【図２】
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