(57)【要約】【課題】機械的強度を向上する３次元微細構造体の製造方法を提供する。【解決手段】導電性または表面に導電性の膜を有する基板１１上において、貫通パターンを有するレジスト１２ａ〜１２ｄを形成した後に、貫通パターンに第１の金属１３ａ〜１３ｄを充填して、積層単位ａ〜ｄを１層以上形成する工程を実施する。積層単位ａ〜ｄの最表面に貫通パターン１２ｅ１を有する最表面レジスト１２ｅを形成する工程を実施する。第１の金属１３ａ〜１３ｄをエッチングにより除去して、レジスト構造体１２を形成する工程を実施する。レジスト構造体１２の空間に第２の金属を充填することにより３次元微細構造体を形成する工程を実施する。３次元構造体からレジスト構造体１２を除去する工程を実施する。積層単位ａ〜ｄおよび最表面レジスト１２ｅのそれぞれの貫通パターンのうち、積層方向において隣接する貫通パターンは互いに一部が重なるように形成されていることを特徴としている。【選択図】図６
2008030152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の膜を少なくとも一方の面に有する基板上、または導電性の基材からなる基板上において、貫通パターンを有するレジストを形成した後に、前記貫通パターンに第１の金属を充填して、前記貫通パターンに前記第１の金属が充填された積層単位を１層以上形成する工程と、
前記積層単位の最表面に貫通パターンを有する最表面レジストを形成する工程と、
前記第１の金属をエッチングにより除去して、前記積層単位および前記最表面レジストの内部に空間を有するレジスト構造体を形成する工程と、
前記レジスト構造体の前記空間に第２の金属を充填することにより３次元微細構造体を形成する工程と、
前記３次元構造体から前記レジスト構造体を除去する工程とを備える３次元微細構造体の製造方法であって、
１層以上の前記積層単位および前記最表面レジストのそれぞれの貫通パターンのうち、積層方向において隣接する貫通パターンは互いに一部が重なるように形成されていることを特徴とする、３次元微細構造体の製造方法。
【請求項２】
前記積層単位を１層以上形成する工程は、前記第１の金属を充填した後に、前記積層単位の表面を研磨または研削する工程を含む、請求項１に記載の３次元微細構造体の製造方法。
【請求項３】
前記第２の金属を充填する工程の後に、表面を研磨または研削する工程をさらに備える、請求項１または２に記載の３次元微細構造体の製造方法。
【請求項４】
前記最表面レジストに第１の金属を充填する工程と、
前記最表面レジストの表面を研磨または研削する工程とをさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載の３次元微細構造体の製造方法。
【請求項５】
前記第１の金属が銅または銅合金であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の３次元微細構造体の製造方法。
【請求項６】
前記第２の金属がニッケルまたはニッケル合金であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の３次元微細構造体の製造方法。
【請求項７】
前記３次元微細構造体から前記基板を分離する工程をさらに備える、請求項１〜６のいずれかに記載の３次元微細構造体の製造方法。
【請求項８】
前記基板上に導電性のコート層を形成する工程をさらに備え、
前記分離する工程では、前記コート層をエッチングする工程を含む、請求項７に記載の３次元微細構造体の製造方法。
【請求項９】
前記分離する工程は、前記基板を機械的に引き剥がす工程を含む、請求項７に記載の３次元微細構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元微細構造体の製造方法に関し、たとえばマイクロマシンなどに用いる３次元微細構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロマシンなどの３次元微細構造体は、半導体分野などの種々の分野で注目されている。このような３次元微細構造体の製造方法として、たとえば特開２００１−３５５０９５号公報（特許文献１）および特開２００２−１１７００号公報（特許文献２）などに電着によって３次元微細構造体を製造する方法が開示されている。
【０００３】
特許文献１および２に開示の３次元微細構造体を製造する方法は、図１１〜図１５に示すように、構成金属１０３と犠牲金属１０２とを異なる電着材で形成し、犠牲金属１０２を除去することにより製造している。具体的には、図１１に示すように、まず、基板１０１上にリソグラフィーにより形成されたレジストのパターンに、Ｃｕなどの犠牲金属１０２を形成する。そして、研磨により表面を平坦化した後、レジストを除去する。そして、図１２に示すように、基板１０１および犠牲金属１０２上に、Ｎｉなどの犠牲金属１０２とは異なる材料の構成金属１０３を形成する。そして、図１３に示すように、構成金属１０３が表面に露出するように研磨により表面を平坦化して、基板１０１上に構成金属１０３と犠牲金属１０２とからなる第１の層１１０を形成する。そして、図１４に示すように、図１１〜１３に示す工程を繰り返して、第１の層１１０上に複数の層を積層する。そして、図１５に示すように、犠牲金属１０２をエッチングにより除去することにより、３次元微細構造体を得ることができる。なお、図１１〜１５は、従来技術を説明するための図である。図１１は、犠牲金属を形成する工程を示す概略斜視図である。図１２は、構成金属を形成する工程を示す概略斜視図である。図１３は、平坦化をする工程を示す概略斜視図である。図１４は、積層する工程を示す概略斜視図である。図１５は、犠牲金属をエッチングする工程を示す概略斜視図である。
【特許文献１】特開２００１−３５５０９５号公報
【特許文献２】特開２００２−１１７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１および２に開示の３次元微細構造体の製造方法では、研磨した後に構成金属１０３をめっきすることにより積み上げて形成しているため、構成金属１０３の接続部分である層間の強度が弱く、剥離が起きやすい。そのため、得られる微細構造体の機械的強度が弱いという問題がある。
【０００５】
また、層間の強度を向上するためには、層毎にめっきをする前に、構成金属の組成が均一になるような前処理を行なう必要がある。前処理は複雑であるため、時間を要してしまうとともに、製造コストが高いという問題がある。
【０００６】
それゆえ本発明の目的は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、機械的強度を向上するとともにコストの低減を図ることができる３次元微細構造体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の３次元微細構造体の製造方法は、以下の工程を実施する。導電性の膜を少なくとも一方の面に有する基板上、または導電性の基材からなる基板上において、貫通パターンを有するレジストを形成した後に、貫通パターンに第１の金属を充填して、貫通パターンに第１の金属が充填された積層単位を１層以上形成する工程を実施する。そして、積層単位の最表面に貫通パターンを有する最表面レジストを形成する工程を実施する。そして、第１の金属をエッチングにより除去して、積層単位および最表面レジストの内部に空間を有するレジスト構造体を形成する工程を実施する。そして、レジスト構造体の空間に第２の金属を充填することにより３次元微細構造体を形成する工程を実施する。そして、３次元構造体からレジスト構造体を除去する工程を実施する。そして、１層以上の積層単位および最表面レジストのそれぞれの貫通パターンのうち、積層方向において隣接する貫通パターンは互いに一部が重なるように形成されていることを特徴としている。
【０００８】
本発明の３次元微細構造体の製造方法によれば、レジスト構造体の空間に第２の金属を充填するので、第２の金属は積層単位および最表面レジストの層間の剥離などの発生を防止できる。そのため、得られる３次元微細構造体の機械的強度を向上できる。また、前処理などを行なわずに、第２の金属をレジスト構造体に充填しても、層間における第２の金属の組成のばらつきが無い。そのため、コストの低減を図ることができる。
【０００９】
なお、上記「基板上」とは、導電性の膜を一方の面に有している基板においては該膜の上を意味し、導電性の膜を両方の面に有している基板においてはいずれか一方の膜の上を意味する。
【００１０】
上記３次元微細構造体の製造方法において好ましくは、積層単位を１層以上形成する工程は、第１の金属を充填した後に、積層単位の表面を研磨または研削する工程を含んでいる。
【００１１】
これにより、１層以上の積層単位の精度を向上できるので、レジスト構造体の精度を向上できる。よって、得られる３次元微細構造体の品質を向上できる。
【００１２】
なお、上記「表面」とは、積層単位において、基板から見て最上層に位置する表面を意味する。積層単位が２層以上のときは、それぞれの積層単位における基板から見て最上層に位置するそれぞれの表面を意味する。
【００１３】
上記３次元微細構造体の製造方法において好ましくは、第２の金属を充填する工程の後に、表面を研磨または研削する工程をさらに備えている。
【００１４】
これにより、充填された第２の金属からなる３次元微細構造体の表面の精度を向上できる。よって、得られる３次元微細構造体の品質を向上できる。
【００１５】
なお、上記「表面」とは、レジスト構造体の内部に充填された第２の金属において、基板から見て最上層に位置する表面を意味する。
【００１６】
上記３次元微細構造体の製造方法において好ましくは、最表面レジストの貫通パターンに第１の金属を充填する工程と、最表面レジストの表面を研磨または研削する工程とをさらに備えている。
【００１７】
これにより、最表面レジストの表面の精度を向上できるため、レジスト構造体の最表面の精度を向上できる。よって、得られる３次元微細構造体の品質を向上できる。
【００１８】
なお、上記「表面」とは、最表面レジストにおいて、基板から見て最上層に位置する表面を意味する。
【００１９】
上記３次元微細構造体の製造方法において好ましくは、第１の金属が銅または銅合金であることを特徴としている。
【００２０】
これにより、エッチングを容易に行なうことができる。また、銅または銅合金をエッチングする際に用いるエッチング液は、他の材料のエッチング液と比較してレジストへのダメージが少ないため、得られる３次元微細構造体の精度を向上できる。
【００２１】
上記３次元微細構造体の製造方法において好ましくは、第２の金属がニッケルまたはニッケル合金であることを特徴としている。これにより、汎用性の高い３次元微細構造体を得ることができる。
【００２２】
上記３次元微細構造体の製造方法において好ましくは、３次元微細構造体から基板を分離する工程をさらに備えている。これにより、基板を備えない３次元微細構造体を得ることができる。
【００２３】
上記３次元微細構造体の製造方法において好ましくは、基板上に導電性のコート層を形成する工程をさらに備え、分離する工程では、コート層をエッチングする工程を含んでいる。これにより、基板を容易に除去することができる。
【００２４】
上記３次元微細構造体の製造方法において好ましくは、分離する工程は、基板を機械的に引き剥がす工程を含んでいる。これにより、基板を容易に除去することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の３次元微細構造体の製造方法によれば、機械的強度を向上するとともにコストの低減を図ることができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態における３次元微細構造体の製造方法を示すフローチャートである。図２〜図１０は、本発明の実施の形態における３次元微細構造体の製造方法を説明するための図である。図２は、レジストを形成する工程を示す概略断面図である。図３は、積層単位を１層形成する工程を示す概略断面図である。図４は、１層の積層単位の上にレジストを形成する工程を示す概略断面図である。図５は、積層単位を２層形成する工程を示す概略断面図である。図６は、最表面レジストを形成する工程を示す概略断面図である。図７は、最表面レジストに第１の金属を充填する工程を示す概略断面図である。図８は、レジスト構造体を形成する工程を示す概略断面図である。図９は、第２の金属を充填する工程を示す概略断面図である。図１０は、レジスト構造体および基板を除去する工程を示す概略断面図である。図１〜図１０を参照して、本発明の実施の形態における３次元微細構造体の製造方法を説明する。
【００２８】
図１〜図７に示すように、まず、導電性の膜を少なくとも一方の面に有する基板１１上、または導電性の基材からなる基板１１上において、貫通パターン１２ａ１〜１２ｄ１を有するレジスト１２ａ〜１２ｄを形成した後に、貫通パターン１２ａ１〜１２ｄ１に第１の金属１３ａ〜１３ｄを充填して貫通パターン１２ａ１〜１２ｄ１に第１の金属１３ａ〜１３ｄが充填された積層単位ａ〜ｄを１層以上形成する工程（Ｓ１０）を実施する。実施の形態では、４層の積層単位ａ〜ｄを形成している。
【００２９】
積層単位ａ〜ｄを１層以上形成する工程（Ｓ１０）では、たとえば以下の工程を実施する。まず、図２に示すように、導電性の膜を少なくとも一方の面に有する基板１１、または導電性の基材からなる基板１１を準備する（Ｓ１１）。基板１１が導電性である場合には、導電性および剛性の観点から、ステンレスやチタンなどの材料を用いることが好ましい。基板１１は、絶縁性、半導体性もしくは導電性の基材と、基材の少なくとも一方の面に導電性の膜（図示せず）を有していても良い。基材は、特に限定されず、任意の材料を用いることができる。
【００３０】
また、基板１１上に導電性のコート層（図示せず）を形成することが好ましい。基板１１が導電性の膜を有している場合およびコート層をさらに有する場合には、膜およびコート層は、特に限定されないが、たとえば後述する積層単位ａ〜ｄおよび最表面層ｅの表面を研磨または研削する際に第１および第２の金属が剥離することなく研磨でき、かつ基板を除去する工程で剥離し易い観点から、チタン、アルミニウムおよびクロムなどの材料を用いることが好ましい。なお、後述する第１および第２の金属を電鋳によって形成するときの電気抵抗の観点から、基板１１は、導電性であることが好ましい。
【００３１】
そして、基板１１上にレジスト１２ａを塗布する（Ｓ１２）。レジスト１２ａは、特に限定されないが、厚膜加工用ＵＶレジストを用いることが好ましく、たとえばＳＵ−８（日本マクダーミット（株）製）やＴＨＢ４３０（ＪＳＲ（株）製）などを用いることができる。また、レジスト１２ａは、アクリル樹脂、エポキシ樹脂またはノボラック樹脂などの材料からなるフォトレジストが好適に用いられる。また、レジスト１２ａのアスペクト比は、０．２〜２０が好ましい。また、１の積層単位の厚さをたとえば１０μｍ以上とする場合には、厚い膜でも感光させられる観点から、レジスト１２ａはネガレジストが好ましい。１の積層単位の厚さをたとえば２０μｍ以上とする場合には、一気にコートする観点から、レジスト１２ａの粘度は高い方が好ましく、たとえば２０００ｃＳｔ（センチストーク）以上とすることが好ましい。
【００３２】
レジスト１２ａを基板１１上に塗布する方法は、任意の方法を採用でき、たとえば、コーターやスプレー方式により塗布することができる。
【００３３】
塗布する工程（Ｓ１２）では、準備する工程（Ｓ１１）で導電性の基材からなる基板を準備する場合には、該基板の一方の表面上にレジスト１２ａを塗布する。また、準備する工程（Ｓ１１）で導電性の膜を一方の面のみに有する基板を準備する場合には、該膜の上にレジスト１２ａを塗布する。また、準備する工程（Ｓ１１）で導電性の膜を両方の面に有する基板を準備する場合には一方の膜の上にレジスト１２ａを塗布する。
【００３４】
そして、所望のパターンを有するマスクを用いて、露光をして、レジスト１２ａに所望のパターンを転写する（Ｓ１３）。露光する工程（Ｓ１３）は特に限定されず、Ｘ線を用いて行なっても良いが、アライメント露光を行なう観点からＵＶ光で露光することが好ましい。ＵＶ光で露光を行なう条件としては、５００〜５０００ｍＪｃｍ-2、温度変動±２℃以内が好ましい。
【００３５】
そして、基板１１上のレジスト１２ａの露光された部分を薬液で溶かす現像を行なう（Ｓ１４）。これにより、図２に示すように、貫通パターン１２ａ１を有するレジスト１２ａを形成することができる。なお、貫通パターン１２ａ１は、レジスト１２ａの厚さ方向（積層される方向）において、孔が基板１１の表面に到達する位置まで到達している。
【００３６】
現像に用いられる薬液は特に限定されないが、たとえば一般的な電子回路形成と同様の条件や設備を使える観点から、たとえばＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）やＴＭＡＨに界面活性剤を添加したアルカリ現像液が好適に用いられる。
【００３７】
そして、図３に示すように、レジスト１２ａの貫通パターン１２ａ１に第１の金属１３ａを充填する（Ｓ１５）。これにより、１層目の積層単位ａを形成できる。
【００３８】
第１の金属１３ａは特に限定されず、たとえばＣｕ（銅）、銅合金、Ｎｉ（ニッケル）、Ｎｉ合金、Ａｕ（金）およびＡｕ合金などを用いることができ、ＣｕまたはＣｕ合金を用いることが好ましい。第１の金属１３ａとしてＣｕまたはＣｕ合金を用いることにより、後述するレジスト構造体を形成する工程（Ｓ３０）で第１の金属１３ａ〜１３ｄ（または１３ａ〜１３ｅ）をエッチングにより容易に除去できる。また、エッチングに要する時間を短縮でき、エッチングにより残存する第１の金属１３ａ〜１３ｄ（または１３ａ〜１３ｅ）を減少できる。さらに、ＣｕまたはＣｕ合金のエッチング液はレジスト構造体へのダメージが少ない。
【００３９】
第１の金属１３ａを充填する方法としては、任意の方法を採用できるが、レジスト構造体の空隙に金属を緻密かつ高精度に充填できるという観点から、電鋳により行なうことが好ましい。
【００４０】
第１の金属１３ａの厚みＤ１３ａは、特に限定されないが、積層単位ａの精度を向上する観点および表面を研磨または研削する工程（Ｓ１６）の簡略化の観点から、レジスト１２ａの厚みＤ１２ａと同程度であることが好ましい。厚みＤ１３ａは、厚みＤ１２ａよりも薄くても厚くてもよく、その場合には、次の研削または研磨する工程（Ｓ１６）で表面の精度を向上することもできる。
【００４１】
そして、第１の金属１３ａを充填した後に、表面ａ２を研磨または研削する工程（Ｓ１６）を実施することが好ましい。なお、表面ａ２とは、積層単位ａにおいて、基板１１から見て最上層に位置する表面を意味する。
【００４２】
研磨または研削する方法としては、任意の方法を採用できる。研磨としては、たとえば、電界研磨法、化学研磨法、または機械研磨法を用いることができ、砥石を用いて行なう機械研磨が第１の金属１３ａへの機械的負荷と加工面の加工変質層の発生を少なくできるという観点から好ましく行なわれる。研削としては、たとえば、平面研削装置を用いることができ、砥石の一部分の面を当てて研削する方法が加工速度が速い観点から好ましく行なわれる。
【００４３】
研磨または研削する工程（Ｓ１６）により、積層単位ａの表面ａ２を平坦化することができる。表面ａ２の表面粗さＲａが５０ｎｍ以下となるように、または表面ａ２の積層単位ａの厚さ（積層方向）における凹凸の差が±３μｍ以下となるように、研磨または研削を行なうことが好ましい。なお、上記「表面粗さＲａ」とは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠して測定される値である。
【００４４】
そして、図４に示すように、積層単位ａの上に、貫通パターン１２ｂ１を有するレジスト１２ｂを形成する（Ｓ１７）。工程（Ｓ１７）では、積層方向において隣接する貫通パターン１２ａ１，１２ｂ１は互いに一部が重なるように形成されている。この工程（Ｓ１７）は、上述した工程（Ｓ１１〜Ｓ１４）と同様に実施し、レジスト１２ｂはレジスト１２ａと同じ材料を用いる。
【００４５】
そして、図５に示すように、貫通パターン１２ｂ１に第１の金属１３ｂを充填して、積層単位ａ上に積層単位ｂを形成する（Ｓ１８）。この工程（Ｓ１８）は、上述した工程（Ｓ１５，Ｓ１６）と同様に実施して、第１の金属１３ｂは第１の金属１３ａと同じ材料を用いる。
【００４６】
そして、図６に示すように、工程（Ｓ１７，Ｓ１８）実施後に、上述した工程（Ｓ１１〜Ｓ１６）を繰り返して、貫通パターン１２ａ１〜１２ｄ１に第１の金属１３ａ〜１３ｄが充填された積層単位ａ〜ｄを複数（実施の形態では４層）形成する（Ｓ１９）。１層以上の積層単位ａ〜ｄのそれぞれの貫通パターン１２ａ１〜１２ｄ１のうち、積層方向において隣接する貫通パターンは互いに一部が重なるように形成されている。そのため、貫通パターン１２ａ１〜１２ｄ１に充填される第１の金属１３ａ〜１３ｄは、接続された一体物となる。
【００４７】
なお、貫通パターン１２ａ１〜１２ｄ１は、レジスト１２ａ〜１２ｄにおいて一方の表面から他方の表面まで渡って空いている孔を意味する。
【００４８】
積層単位ａ〜ｄを形成する工程（Ｓ１０）では、工程（Ｓ１６）と同様に、第１の金属１３ａ〜１３ｄを充填した後に、それぞれの表面（基板１１から見て最上層に位置する表面）を研磨または研削する工程を実施することが好ましい。これにより、積層単位ａ〜ｄのそれぞれの精度を向上できる。
【００４９】
なお、積層単位ａ〜ｄは１層以上であればよく、積層単位ｂ〜ｄを形成する工程（Ｓ１７〜Ｓ１９）は省略されてもよい。また、製造する３次元微細構造体の形状に合わせて、積層単位ａ〜ｄの数は任意の数を選択できる。
【００５０】
次に、図６に示すように、積層単位ａ〜ｄの最表面ｄ２に貫通パターン１２ｅ１を有する最表面レジスト１２ｅを形成する工程（Ｓ２０）を実施する。最表面レジスト１２ｅは、レジスト１２ａ〜１２ｄを形成する方法（Ｓ１１〜Ｓ１４）と同様に形成する。最表面レジスト１２ｅの貫通パターン１２ｅ１のうち、積層方向において隣接する貫通パターン１２ｄ１，１２ｅ１は互いに一部が重なるように形成する。なお、最表面ｄ２とは、積層単位ａ〜ｄにおいて、基板１１から見て最上層に位置する表面を意味する。
【００５１】
そして、図７に示すように、最表面レジスト１２ｅの貫通パターン１２ｅ１に第１の金属１３ｅを充填する工程（Ｓ２１）を実施してもよい。工程（Ｓ２１）を実施する場合には、最表面レジスト１２ｅおよび第１の金属１３ｅとからなる最表面層ｅの表面ｅ２を研磨または研削する工程（Ｓ２２）を実施することが好ましい。工程（Ｓ２１，Ｓ２２）を実施することにより、最表面層ｅの精度を向上できる。
【００５２】
なお、最表面レジスト１２ｅに第１の金属１３ｅを充填しない場合には、工程（Ｓ２１）を実施しないため、工程数を減少して製造コストを低減する観点から好ましい。なお、最表面レジスト１２ｅに第１の金属１３ｅを充填しない場合に、最表面レジスト１２ｅの表面（基板１１から見て最上層に位置する表面）を研磨または研削する工程を、工程（Ｓ２２）と同様に実施してもよい。
【００５３】
次に、図８に示すように、第１の金属１３ａ〜１３ｄ（または１３ａ〜１３ｅ）をエッチングにより除去して、積層単位ａ〜ｄおよび最表面レジスト１２ｅの内部に空間を有するレジスト構造体１２を形成する工程（Ｓ３０）を実施する。なお、レジスト構造体１２とは、積層単位ａ〜ｄおよび最表面レジスト１２ｅを含む最表面層ｅとを構成する第１の金属１３ａ〜１３ｄ（または１３ａ〜１３ｅ）をエッチングして除去して残るレジスト１２ａ〜１２ｅからなる。
【００５４】
工程（Ｓ３０）では、第１の金属１３ａ〜１３ｄ（または１３ａ〜１３ｅ）を除去するために、ウエットエッチングまたはドライエッチングを行なうことができるが、ウエットエッチングを行なうことが好ましい。ウエットエッチングを行なうことによって、レジスト構造体１２に残存する第１の金属１３ａ〜１３ｄ（または１３ａ〜１３ｅ）を減少することができる。
【００５５】
工程（Ｓ３０）でウエットエッチングに用いるエッチング液は、特に限定されない。第１の金属１３ａ〜１３ｄ（または１３ａ〜１３ｅ）が銅または銅合金の場合には、エッチング液は、重クロム酸カリウム、無水クロム酸、塩化第２鉄、過硫酸アンモニウム、アンモニア水、りん酸銅、硫酸水素カリウム、硫酸過酸化水素水、よう素よう化カリウム混合液、およびりん酸と硫酸と硝酸と酢酸との混合液からなる群より選ばれた少なくとも一種の物質よりなることが好ましい。このようなエッチング液は、レジスト構造体１２への損傷が少ない観点およびエッチング時間を短くできる観点から好ましい。また、第１の金属１３ａ〜１３ｄ（または１３ａ〜１３ｅ）が金または金合金の場合には、エッチング液は、たとえばよう素よう化カリウム混合液などのよう素系エッチング液を用いることが好ましい。
【００５６】
次に、図９に示すように、レジスト構造体１２の空間に第２の金属１４を充填することにより３次元微細構造体を形成する工程（Ｓ４０）を実施する。第２の金属１４を充填する方法としては、任意の方法を採用できるが、機械的に強度が高い金属や電気特性の良い金属をレジスト構造体１２の空隙に緻密にかつ高精度に充填できるという観点から、電鋳により行なうことが好ましい。
【００５７】
第２の金属１４は特に限定されず、たとえばＮｉ、Ｎｉ合金、Ａｕ、Ａｕ合金、ＣｕおよびＣｕ合金などを用いることができ、ＮｉまたはＮｉ合金を用いることが好ましい。第２の金属１４としてＮｉまたはＮｉ合金を用いることにより、汎用性の高い３次元微細構造体を製造できる。また、第２の金属１４は、第１の金属１３ａ〜１３ｄ（または１３ａ〜１３ｅ）と同じ材料であってもよい。
【００５８】
なお、貫通パターン１２ａ１〜１２ｅ１が積層単位ａ〜ｄおよび最表面層ｅにおける端部に形成されている場合には、別の部材を端部に配置して、貫通パターン１２ａ１〜１２ｅ１に第２の金属１４を充填することができる。
【００５９】
次に、３次元構造体からレジスト構造体１２を除去する工程（Ｓ５０）を実施する。工程（Ｓ５０）を実施することにより、基板１１と、基板１１上に形成された３次元微細構造体１０とを備える３次元微細構造体を得ることができる。
【００６０】
レジスト構造体１２を除去する方法は任意の方法を採用できるが、エッチング、剥離、またはアッシングにより除去することが好ましく、エッチングではウエットエッチングにより除去することがより好ましい。レジスト構造体１２を除去する方法の中では複雑な構造でもレジスト構造体１２の残留を大きく減少できる観点から、アッシングが最も好ましい。アッシングは、密閉されたチャンバー内に酸素とフロン（ＣＦ4）とを充填し、ＲＦを印加してプラズマを発生し、レジスト１２ａ〜１２ｄ（または、レジスト１２ａ〜１２ｄおよび最表面レジスト１２ｅ）を灰化除去して、レジスト構造体１２を除去することができる。
【００６１】
次に、図１０に示すように、３次元微細構造体１０から基板１１を分離する工程（Ｓ６０）を実施する。これにより、図１０に示す３次元微細構造体１０を製造することができる。
【００６２】
工程（Ｓ６０）では、基板１１を３次元微細構造体１０から機械的に引き剥がすことが好ましい。また、基板１１が導電性の膜を有している場合には、該膜をエッチングする工程を実施することが好ましい。これにより、３次元微細構造体１０に与える損傷を抑えて、基板１１を除去できる。
【００６３】
また、基板１１を準備する工程（Ｓ１１）で基板１１上に導電性のコート層を形成する工程を実施する場合には、工程（Ｓ６０）では、コート層をエッチングする工程を実施することが好ましい。あるいは、コート層から３次元微細構造体１０を機械的に引き剥がす工程を実施することが好ましい。これにより、３次元微細構造体１０に与える損傷を抑えて、基板１１を除去できる。
【００６４】
具体的には、導電性の膜またはコート層をエッチングする工程を実施する場合には、たとえば導電性の膜またはコート層がチタン（Ｔｉ）からなるときは、ウエットエッチングで除去する。ウエットエッチングでのエッチング剤として、たとえば硝酸とアンモニアと過酸化水素水との混合液を使用する。また、３次元微細構造体１０を基板１１、または基板１１およびコート層から機械的に引き剥がす工程を実施する場合には、たとえばレジスト構造体１２を除去した３次元微細構造体１０の周辺を樹脂で覆い、該樹脂ごと基板から３次元微細構造体１０を引張試験機のような装置を用いて、速度と力とをコントロールして引き剥がす。引き剥がした後に、該樹脂をアッシングまたはウエットエッチングで除去し、３次元微細構造体１０を取り出す。
【００６５】
なお、実施の形態における３次元微細構造体の製造方法により得られる３次元微細構造体は、基板１１を備えた３次元微細構造体としてもよく、基板１１を分離する工程（Ｓ６０）は省略されてもよい。
【００６６】
次に、得られた３次元微細構造体１０にバレル研磨を行なうことが好ましい。バレル研磨を行なうことにより、バリを取ることやエッジを丸めることができるなど３次元微細構造体１０の形状をより整えることができる。
【００６７】
上記工程（Ｓ１０〜Ｓ６０）を実施することによって、本発明の実施の形態における３次元微細構造体１０を得ることができる。
【００６８】
以上説明したように、本発明の実施の形態における３次元微細構造体１０の製造方法によれば、導電性の膜を少なくとも一方の面に有する基板１１上、または導電性の基材からなる基板１１上において、貫通パターン１２ａ１〜１２ｄ１を有するレジスト１２ａ〜１２ｄを形成した後に、貫通パターン１２ａ１〜１２ｄ１に第１の金属１３ａ〜１３ｄを充填して、貫通パターン１２ａ１〜１２ｄ１に第１の金属１３ａ〜１３ｄが充填された積層単位ａ〜ｄを１層以上形成する工程（Ｓ１０）と、積層単位ａ〜ｄの最表面に貫通パターン１２ｅ１を有する最表面レジスト１２ｅを形成する工程（Ｓ２０）と、第１の金属１３ａ〜１３ｄをエッチングにより除去して、積層単位ａ〜ｄおよび最表面レジスト１２ｅの内部に空間を有するレジスト構造体１２を形成する工程（Ｓ３０）と、レジスト構造体１２の空間に第２の金属１４を充填することにより３次元微細構造体を形成する工程（Ｓ４０）と、３次元構造体からレジスト構造体１２を除去する工程（Ｓ５０）とを備える３次元微細構造体の製造方法であって、１層以上の積層単位ａ〜ｄおよび最表面レジスト１２ｅのそれぞれの貫通パターン１２ａ１〜１２ｅ１のうち、積層方向において隣接する貫通パターンは互いに一部が重なるように形成されていることを特徴としている。積層単位ａ〜ｄおよび最表面レジスト１２ｅから第１の金属１３ａ〜１３ｄを除去してできる空間に第２の金属１４を充填することにより、積層単位ａ〜ｄおよび最表面レジスト１２ｅの層間における接続部分において、第２の金属１４の剥離などの発生を防止できる。また、３次元微細構造体１０は電鋳により一体成型されるので、積層単位ａ〜ｄおよび最表面レジスト１２ｅの層間における接続部分において、第２の金属１４の剥離などの発生を防止できる。よって、機械的強度を向上する３次元微細構造体１０を得ることができる。
【００６９】
また、第２の金属１４を充填するための前処理などを行なうことなく、第２の金属１４をレジスト構造体１２の内部に充填しても、積層単位ａ〜ｄおよび最表面レジスト１２ｅの層間における第２の金属１４の組成のばらつきが無く均質となる。そのため、コストの低減を図ることができるとともに、品質を向上できる。
【００７０】
さらに、本発明の実施の形態により１層の積層単位ａ〜ｄを製造するためには、リソグラフィー工程（Ｓ１２〜Ｓ１４）、第１の金属１３ａを充填する工程（Ｓ１５）および平坦化する工程（表面を研磨または研削する工程（Ｓ１６））を実施する。そして、３次元微細構造体を製造するためには、さらに必要に応じて積層単位を形成する工程を繰り返した後、最表面レジストを形成する工程（Ｓ２０）、レジスト構造体１２を形成する工程（Ｓ３０）、第２の金属１４を充填する工程（Ｓ４０）およびレジスト構造体１２を除去する工程（Ｓ５０）を実施する。一方、図１１〜図１５に示す従来技術により図１３の１層積層単位を製造するためには、リソグラフィー工程、第１の金属（犠牲金属１０２）を充填する工程、平坦化する工程、レジストを除去する工程および第２の金属（構成金属１０３）を充填する工程を実施する必要がある。そして３次元微細構造体を製造するためには、必要に応じて積層単位を形成する工程を実施した後、最表面レジストを形成する工程（従来技術では、１層の積層単位を形成するための工程と同じ工程）および犠牲金属を除去する工程を実施する。そのため、本発明の実施の形態によれば、３次元微細構造体を製造する工程数を減少できる。よって、３次元微細構造体を製造するためのプロセスを簡略化することができるとともに、３次元微細構造体を製造するための時間を短縮することができる。
【００７１】
上記３次元微細構造体１０の製造方法において好ましくは、積層単位ａ〜ｄを形成する工程（Ｓ１０）は、第１の金属１４を充填した後に、積層単位ａ〜ｄのそれぞれの表面を研磨または研削する工程を含んでいる。これにより、レジスト構造体１２のそれぞれの積層単位ａ〜ｄ毎の精度を向上できる。よって、得られる３次元微細構造体１０の品質を向上できる。
【００７２】
上記３次元微細構造体１０の製造方法において好ましくは、第２の金属１４を充填する工程（Ｓ４０）の後に、表面を研磨または研削する工程をさらに備えている。これにより、３次元微細構造体１０の精度を向上できる。よって得られる３次元微細構造体１０の品質を向上できる。
【００７３】
上記３次元微細構造体１０の製造方法において好ましくは、最表面レジスト１２ｅの貫通パターン１２ｅ１に第１の金属１３ｅを充填する工程と、最表面レジスト１２ｅの表面を研磨または研削する工程とをさらに備えている。これにより、レジスト構造体１２の最表面の精度を向上できる。よって、得られる３次元微細構造体１０の品質を向上できる。
【００７４】
上記３次元微細構造体１０の製造方法において好ましくは、第１の金属１３ａ〜１３ｄ（または１３ａ〜１３ｅ）が銅または銅合金であることを特徴としている。これにより、エッチングを容易に行なうことができる。また、銅または銅合金をエッチングする際に用いるエッチング液は、他の材料のエッチング液と比較してレジストへのダメージが少ないため、得られる３次元微細構造体１０の精度を向上できる。
【００７５】
上記３次元微細構造体１０の製造方法において好ましくは、第２の金属１４がニッケルまたはニッケル合金であることを特徴としている。これにより、汎用性の高い３次元微細構造体１０を得ることができる。
【００７６】
上記３次元微細構造体の製造方法において好ましくは、３次元微細構造体１０から基板１１を分離する工程（Ｓ６０）をさらに備えている。これにより、基板１１を備えない３次元微細構造体を得ることができる。
【００７７】
上記３次元微細構造体１０の製造方法において好ましくは、基板１１上に導電性のコート層を形成する工程をさらに備え、分離する工程（Ｓ６０）では、コート層をエッチングする工程を含んでいる。これにより、基板１１を容易に除去することができる。
【００７８】
上記３次元微細構造体１０の製造方法において好ましくは、分離する工程（Ｓ６０）は、基板１１を機械的に引き剥がす工程を含んでいる。これにより、基板１１を容易に除去することができる。
【００７９】
今回開示された実施の形態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実施の形態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。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施の形態における３次元微細構造体の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】レジストを形成する工程を示す概略断面図である。
【図３】積層単位を１層形成する工程を示す概略断面図である。
【図４】１層の積層単位の上にレジストを形成する工程を示す概略断面図である。
【図５】積層単位を２層形成する工程を示す概略断面図である。
【図６】最表面レジストを形成する工程を示す概略断面図である。
【図７】最表面レジストに第１の金属を充填する工程を示す概略断面図である。
【図８】レジスト構造体を形成する工程を示す概略断面図である。
【図９】第２の金属を充填する工程を示す概略断面図である。
【図１０】レジスト構造体および基板を除去する工程を示す概略断面図である。
【図１１】犠牲金属を形成する工程を示す概略斜視図である。
【図１２】構成金属を形成する工程を示す概略斜視図である。
【図１３】平坦化をする工程を示す概略斜視図である。
【図１４】積層する工程を示す概略斜視図である。
【図１５】犠牲金属をエッチングする工程を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０  ３次元微細構造体、１１  基板、１２  レジスト構造体、１２ａ〜１２ｄ  レジスト、１２ｅ  最表面レジスト、１２ａ１〜１２ｅ１  貫通パターン、１３ａ〜１３ｅ  第１の金属、１４  第２の金属、ａ〜ｄ  積層単位、ｅ  最表面層、ａ２，ｂ２，ｃ２，ｅ２  表面、ｄ２  最表面。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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