(57)【要約】【課題】本発明はフォトニック結晶素子等の光マイクロデバイスを製造するのに適したマイクロデバイスの製造方法に関し、製造コストの低減及び量産性の向上を図ることを課題とする。【解決手段】シリコン基板７０上に所定の条件で溶解する第１の樹脂膜８０を形成する第１工程と、この第１の樹脂膜８０上に所定の条件で耐溶解性を有する第２の樹脂膜９０を積層する第２工程と、所定の転写パターンの型部材１０１を有したスタンパー１００をプレスすることにより第２の樹脂膜９０に前記所定の転写パターンを転写してデバイス層１２０Ａを形成する第３工程と、スタッカー基板１１０にデバイス層１２０Ａを付着させる第４工程と、前記所定の条件で第１の樹脂膜８０を溶解する第５工程とを備える。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上に、所定の条件で溶解する犠牲層となる第１の樹脂膜を形成する第１工程と、
前記第１の樹脂膜上に、前記所定の条件で耐溶解性を有する第２の樹脂膜を積層する第２工程と、
所定の転写パターンを加工した型部材の押圧により、前記第２の樹脂膜に前記所定の転写パターンに対応する所定の立体的形状分布を付与してデバイス層とする第３工程と、
転写台表面側に、前記デバイス層を接触させ、当該転写台表面側に付着させる第４工程と、
前記所定の条件で前記第１の樹脂膜を溶解する第５工程と
を備えるマイクロデバイスの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記第１工程乃至第５工程を繰返すことにより、立体的形状分布が異なる複数のデバイス層を前記転写台表面上に順次積層することを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項３】
請求項２記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記第１工程乃至第５工程を繰返す毎に、前記転写パターンの異なる複数の型部材を用いることを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記支持基板の前記第１の樹脂膜が形成される面に形成された凹凸の大きさに対し、前記型部材の前記第２の樹脂膜と接する面に形成された凹凸の大きさが小さくなるよう構成したことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項５】
請求項４記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記型部材の前記第２の樹脂膜と接する面を鏡面としたことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記第１及び第２の工程において、前記第１及び第２の樹脂膜を形成するのにスピンコートを用いたことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記支持基板に貫通孔を形成しておき、
前記第５工程で前記第１の樹脂膜を溶解する際、前記貫通孔を介して前記第１の樹脂膜を溶解する溶剤を供給することを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロデバイスの製造方法に係り、特にフォトニック結晶素子等の光マイクロデバイスを製造するのに適したマイクロデバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットの爆発的普及によって光通信関連機器、分けても波長多重通信（ＤＷＤＭ）関連機器への需要が高まっている。ところでＤＷＤＭ技術において、大陸間伝送などの長距離伝送網の整備は比較的進んでいるが、局所地域内（家庭内、職域内）レベルでの通信網に関しては、未だ全光化はなされていない。ＤＷＤＭ技術では、１本の光ファイバー内に多くの波長の異なる信号を流し、大容量化を図っているが、通信網のネットワーク化を行うには、これら異波長信号の合波、分波、スイッチング等に必要な各種素子を敷設して行く必要がある。
【０００３】
しかし、多チャンネル化した際のこれら素子のコンパクト化がネックとなり、そうした分岐部では、一旦光電変化を行ない、電気信号を分岐、合成する手法が取られている。光ネットワークの全光化には、こうしたノード部分でのデバイスを如何にコンパクトに作るかが重要なポイントになるが、この点に関して最近フォトニクス結晶という優れた導波機能を有する光素子が注目されている。
【０００４】
フォトニック結晶は、伝送対象波長の１／２程度のピッチで屈折率の周期的構造を有していることを特徴としており、構造如何によって、一定周波数帯の光の存在を禁止する“フォトニック・バンド・ギャップ（ＰＢＧ）と呼ばれる現象が出現する。更に、ＰＢＧが現れる周期屈折率構造中に一定の“欠陥”を導入すると、その部分だけ禁制帯効果が失われ、光が存在、導波されることになる。
【０００５】
上記のフォトニック結晶の製造方法としては、例えば、
▲１▼ＥＢ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｂｅａｍ）リソグラフィ及びドライエッチングを組み合わせて２次元フォトニック結晶を製造するもの（Ｔｏｓｈｉｈｉｋｏ　Ｂａｂａ，　ｅｔ　ａｌ．，“Ｎａｎｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＧａＩｎＡｓＰ／ＩｎＰ　２−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｐｈｏｔｏｎｉｃ　ｃｒｙｓｔａｌｓ　ｂｙ　ａ　ｍｅｔｈａｎｅ−ｂａｓｅｄ　ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｉｏｎ　ｂｅａｍ　ｅｔｃｈｉｎｇ”，　Ｐｈｙｓｉｃａ　Ｂ，　２２７，　１９９６，　ｐｐ４１５−４１８）と、
▲２▼リソグラフィ技術とともに、ウェハ融着法及び光干渉アライメント技術を用いて３次元フォトニック結晶を製造するもの（野田、「半導体３次元フォトニック結晶」、Ｏ　ｐｌｕｓ　Ｅ，　ｖｏｌ．２１，　Ｎｏ．１２，　ｐ．１５３９）と、
▲３▼超短パルスレーザを用いた光造形法によって３次元フォトニック結晶を製造するもの（三澤、「３次元有機フォトニック結晶の新しい形成法」、Ｏ　ｐｌｕｓ　Ｅ，　ｖｏｌ．２１，　Ｎｏ．１２，　ｐ．１５４９）とが存在する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の▲１▼や▲２▼の方法は、リソグラフィプロセスを用いるため、大規模な製造システムが必要になり、製造コストが高くなる。また、▲３▼の方法は、一筆書きの繰り返しになるため、製造のスループットに上限があり、量産に向かないという問題がある。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、安価でかつ量産性に優れたマイクロデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１記載のマイクロデバイスの製造方法は、
支持基板上に、所定の条件で溶解する犠牲層となる第１の樹脂膜を形成する第１工程と、
前記第１の樹脂膜上に、前記所定の条件で耐溶解性を有する第２の樹脂膜を積層する第２工程と、
所定の転写パターンを加工した型部材の押圧により、前記第２の樹脂膜に前記所定の転写パターンに対応する所定の立体的形状分布を付与してデバイス層とする第３工程と、
転写台表面側に、前記デバイス層を接触させ、当該転写台表面側に付着させる第４工程と、
前記所定の条件で前記第１の樹脂膜を溶解する第５工程とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
上記発明によれば、第１工程で形成される所定の条件で溶解する犠牲層となる膜及び第２工程で形成されるデバイス層となる膜が、いずれも樹脂膜（第１及び第２の樹脂膜）とされている。樹脂膜は、めっき、蒸着、スパッタリング等の成膜方法により形成される金属膜に比べ、容易かつ短時間で所定厚さの膜を形成できる。また、めっき、蒸着、スパッタリング等の成膜方法に用いる膜形成装置は、樹脂膜形成装置に比べて高価であるため、本発明によれば設備コストの低減を図ることができる。
【００１１】
また、上記の方法では、第４工程で転写台表面側にデバイス層を接触させ当該転写台表面側に付着させ、第５工程で前記所定の条件で裏側の犠牲層を溶解する。このため、マイクロデバイスの本体部分となる立体的形状分布を有するデバイス層を、容易にかつ前記立体的形状分布を損傷させることなく、一括して転写台表面側に形成することができる。
【００１２】
この際、型部材の押圧によって前記デバイス材料層に所定の立体的形状分布を付与しているため、リソグラフィプロセス等を用いる場合に比較して、製造コストを低く抑えることができる。また、このように型部材の押圧を用いるので、比較的簡単な工程で形状の一括転写が可能になり、製造処理におけるスループットを高めることができる。
【００１３】
尚、上記発明において、第４工程と第５工程は、個別に行うものに限らず同時並行的に行うことができる。このように第４工程と第５工程を並行して行うことで、更なるスループットの向上を図ることができる。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記第１工程乃至第５工程を繰返すことにより、立体的形状分布が異なる複数のデバイス層を前記転写台表面上に順次積層することを特徴とするものである。
【００１５】
上記発明によれば、第１工程乃至第５工程を繰返すことにより、複数のデバイス層が積層され、３次元的な構造を有するフォトニック結晶素子等のマイクロデバイスを簡易に形成することができる。
【００１６】
また、請求項３記載の発明は、
請求項２記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記第１工程乃至第５工程を繰返す毎に、前記転写パターンの異なる複数の型部材を用いることを特徴とするものである。
【００１７】
上記発明によれば、転写パターンが異なる複数の型部材を用いて第１工程乃至第５工程が繰り返し実施されることとなり、立体的形状分布が異なる複数のデバイス層が順次積層される。これにより、立体的形状分布が異なった部分には欠陥が形成されるため、所定の欠陥を有した３次元構造のフォトニック結晶素子（マイクロデバイス）を簡易に形成することができる。
【００１８】
また、請求項４記載の発明は、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記支持基板の前記第１の樹脂膜が形成される面に形成された凹凸の大きさに対し、前記型部材の前記第２の樹脂膜と接する面に形成された凹凸の大きさが小さくなるよう構成したことを特徴とするものである。
【００１９】
上記発明によれば、支持基板の第１の樹脂膜が形成される面に形成された凹凸に対し、型部材の第２の樹脂膜と接する面に形成された凹凸が小さいため、型部材の第２の樹脂膜との接合力に対し、第１の樹脂膜と支持基板との接合力は強くなる。よって、第３の工程において第２の樹脂膜に型部材を押圧して所定の立体的形状分布を付与した後、この型部材を第２の樹脂膜から離脱させる際、第１の樹脂膜が支持基板から剥がれることを防止できる。
【００２０】
また、請求項５記載の発明は、
請求項４記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記型部材の前記第２の樹脂膜と接する面を鏡面としたことを特徴とするものである。
【００２１】
上記発明によれば、型部材の第２の樹脂膜と接する面を鏡面としたことにより、
第３の工程において第２の樹脂膜に型部材を押圧して所定の立体的形状分布を付与した後、この型部材を第２の樹脂膜から離脱させる際、型部材を第２の樹脂膜から容易に離脱させることができ、よって第１の樹脂膜が支持基板から剥がれることを防止できる。
【００２２】
また、請求項６記載の発明は、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記第１及び第２の工程において、前記第１及び第２の樹脂膜を形成するのにスピンコートを用いたことを特徴とするものである。
【００２３】
上記発明によれば、スピンコートを用いて第１及び第２の樹脂膜を形成することにより、所定膜厚の樹脂膜を容易かつ短時間で形成することが可能となる。
【００２４】
また、請求項７記載の発明は、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記支持基板に貫通孔を形成しておき、
前記第５工程で前記第１の樹脂膜を溶解する際、前記貫通孔を介して前記第１の樹脂膜を溶解する溶剤を供給することを特徴とするものである。
【００２５】
上記発明によれば、支持基板に形成された貫通孔を介して第１の樹脂膜を溶解する溶剤を供給するため、支持基板と第２の樹脂膜との間に挟まれた第１の樹脂膜であっても、確実にこれを溶解することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面と共に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施例であるマイクロデバイスの製造方法に用いるマイクロデバイス製造装置の全体構成を示す図である。尚、以下の説明では、マイクロデバイスとして、フォトニック結晶素子１４０（図８参照）を製造する方法を例に挙げて説明するが、本願発明の適用はフォトニック結晶素子に限らず種々のマイクロデバイスに対して適用できるものである。
【００２８】
図１に示されるように、製造装置は、支持台であるシリコン基板７０を複数収納するカセット部１０と、カセット部１０から搬出された各シリコン基板７０上に犠牲層である第１の樹脂膜８０を形成する第１成膜装置２０と、第１成膜装置２０で形成された第１の樹脂膜８０上にデバイス材料層である薄膜状の第２の樹脂膜９０を積層する第２成膜装置３０と、各シリコン基板７０上の樹脂膜８０，９０にプレス加工を施すことによってデバイス層１２０Ａ〜１２０Ｅをそれぞれ形成するスタンプ装置４０と、プレス加工によって各シリコン基板７０上に形成した各デバイス層１２０Ａ〜１２０Ｅをスタッカー基板１１０に付着させつつ順次積層するスタック装置５０と、これらの装置１０、２０、３０、４０、５０間でシリコン基板７０等を搬送する搬送ロボット６１を有する搬送装置６０とを備えている。
【００２９】
カセット部１０は、平板状のシリコン基板７０を複数収容している。各シリコン基板７０は、マイクロデバイスを構成すべく積層される複数のデバイス層１２０Ａ〜１２０Ｅに対応して設けられている。各々のシリコン基板７０は、図４（Ａ）に示すように、その表面（第１の樹脂膜８０が形成される側の面）に粗面化処理が行なわれることにより微細な凹凸（数百ｎｍ〜数μｍの凹凸）が形成された粗面部７２が形成されている。この粗面化処理は、例えばプラズマエッチング法等が用いられる。
【００３０】
更に、シリコン基板７０には、上下に貫通する複数の溶剤挿入孔７１（貫通孔）が形成されている。後述するように、この溶剤挿入孔７１には、第１の樹脂膜８０を溶解する際に溶剤が導入される。
【００３１】
尚、溶剤挿入孔７１の直径寸法は、例えば数１０μｍ程度である。また、上記のシリコン基板７０に代えて、ＳＵＳ等の耐食性（具体的には、第１の樹脂膜８０を溶解する溶剤に対する耐食性）を有する金属材料よりなる支持基板を用いることも可能である。
【００３２】
第１及び第２の成膜装置２０，３０は、例えばスピナー２１で構成されている。図２は、第１及び第２の成膜装置２０，３０として用いられるスピナー２１の概略構成図である。このスピナー２１は、ステージ２２，モータ２３，及びノズル２４等よりなる簡単な構成のものである。
【００３３】
シリコン基板７０は、モータ２３により回転されるステージ２２に載置される。そして、モータ２３によりシリコン基板７０を回転した状態において、ノズル２４より第１の樹脂膜８０或いは第２の樹脂膜９０となる樹脂２５を滴下する。滴下された樹脂２５は遠心力により外周に向け広がり、所定の膜厚の樹脂膜８０，９０を容易にスピンコートすることができる。
【００３４】
第１成膜装置２０では、上記のスピナー２１を用いて第１の樹脂膜８０が形成される。この第１の樹脂膜８０は、後述するように溶剤で溶解されて除去されるため、フォトニクス結晶素子１４０の製造における犠牲層となる。この第１の樹脂膜８０は、カセット部１０から搬出されたシリコン基板７０上に形成される。
【００３５】
第２成膜装置３０は、第１の樹脂膜８０上に、デバイス層１２０Ａ〜１２０Ｅとなる第２の樹脂膜９０を形成するものである。この第２の樹脂膜９０となる樹脂材は、第１の樹脂膜８０を溶解する溶剤では溶解しない、耐溶解性を有した材料が選定されている。
【００３６】
スタンプ装置４０は、図３に示すように、フォトニクス結晶素子１４０を構成する複数のデバイス層１２０Ａ〜１２０Ｅに対応する複数（本実施例では２個）の型部材１０１ａ、１０１ｂを形成したスタンパー１００と、このスタンパー１００を水平面内で回転させる駆動装置４２と、スタンパー１００に設けた各型部材１０１ａ、１０１ｂが押圧されるシリコン基板７０を保持する基板ホルダ４３と、シリコン基板７０を基板ホルダ４３と共に昇降移動させる昇降装置４４とを備えている。尚、以下の説明で各型部材１０１ａ、１０１ｂを区別しないで説明する場合には、型部材１０１というものとする。
【００３７】
スタンパー１００の第２の樹脂膜９０と対向する面（図５に符号１０２で示す面）は、平滑な面とされている。この対向面１０２は、本実施例では鏡面とされている。ここでいう鏡面は、表面に数ｎｍ〜数十ｎｍ程度の凹凸が存在するものも含むものとする。
【００３８】
基板ホルダ４３は、シリコン基板７０を保持しうる構成とされている。また、ディスク４１は駆動装置４２により所望の角度に回転可能な構成とされおり、よって所望の型部材１０１をシリコン基板７０と対向する位置まで回動させることができる。更に、昇降装置４４は、基板ホルダ４３を昇降可能な構成とされている。
【００３９】
よって、所望の型部材１０１がシリコン基板７０と対向している状態で基板ホルダ４３を上昇させることにより、型部材１０１を第２の樹脂膜９０に押圧することができる。これにより、型部材１０１の凸部分は第２の樹脂膜９０を貫通し、よって第２の樹脂膜９０に所定の立体的形状分布が付与（転写）される。これにより、デバイス層１２０Ａ〜１２０Ｅが形成される。
【００４０】
尚、型部材１０１に形成される微小な立体的形状は、マイクロマシニング技術を用いた精密加工技術によってスタンパー１００上に形成される。この微小な立体的形状の凹部の間隔や高さは、サブμｍから数μｍ程度となっている。
【００４１】
スタック装置５０は、製造されたデバイス層１２０Ａ〜１２０Ｅを保持するスタッカー基板１１０、及び第１の樹脂膜８０を溶解する溶剤を供給する溶剤供給装置が設けられている。スタッカー基板１１０は、図６に示すように内部にヒータ１１１を有しており、図示しない移動機構によりデバイス層１２０Ａ〜１２０Ｅを保持した状態で移動可能な構成とされている。また、溶剤供給装置は、シリコン基板７０に形成された溶剤挿入孔７１に対し、第１の樹脂膜８０の形成面と半体側の面（図中の下面）から溶剤を供給しうる構成とされている。
【００４２】
搬送装置６０は、まず各シリコン基板７０をカセット部１０から第１成膜装置２０に搬送して、シリコン基板７０上に第１の樹脂膜８０を形成させる。次に搬送装置６０は、シリコン基板７０を第１成膜装置２０から第２成膜装置３０に搬送して第１の樹脂膜８０上に第２の樹脂膜９０を形成させる。
【００４３】
次に搬送装置６０は、シリコン基板７０を第２成膜装置３０からスタンプ装置４０に搬送して、シリコン基板７０上の第２の樹脂膜９０に所定の立体的形状分布を付与する。次に搬送装置６０は、シリコン基板７０をスタンプ装置４０からスタック装置５０に搬送して、製造されたデバイス層１２０Ａ〜１２０Ｅを順次積層させてフォトニクス結晶素子１４０を完成させる。
【００４４】
続いて、図４乃至図７を参照しつつ、図上記構成とされたマイクロデバイス製造装置を用いて実施されるフォトニクス結晶素子１４０（マイクロデバイス）の製造方法について説明する。
【００４５】
フォトニクス結晶素子１４０を製造するには、先ず図４（Ａ）に示すように、シリコン基板７０を用意する。このシリコン基板７０は、予め図中上下に貫通する溶剤挿入孔７１が多数形成されている。また、シリコン基板７０の表面（後述する第１の樹脂膜８０が形成される面）には、例えばプラズマエッチング法等により粗面化処理が行なわれている。このため、シリコン基板７０の表面には、微細な凹凸を有した粗面部７２が形成されている。
【００４６】
上記構成とされたシリコン基板７０は、基板カセット部１０に収納されている。このシリコン基板７０は、搬送装置６０により基板カセット部１０から搬出され、続いて第１成膜装置２０に装着される。第１成膜装置２０では、図４（Ｂ）に示されるように、シリコン基板７０の表面に第１の樹脂膜８０が形成される。第１の樹脂膜８０としては、水溶性樹脂を適用することができる。
【００４７】
この第１の樹脂膜８０の形成は、前記したスピナー２１を用いて行なわれるため、容易にかつ短時間で形成することができる。また、第１の樹脂膜８０は、シリコン基板７０の表面に形成された粗面部７２の凹凸内にしっかり入り込んだ状態となる。
【００４８】
このため、第１の樹脂膜８０が固化した際、第１の樹脂膜８０とシリコン基板７０の接合面積は粗面部７２の存在により広くなり、よって第１の樹脂膜８０とシリコン基板７０の接合力も粗面部７２を設けない構成に比べて強くなる。
【００４９】
第１の樹脂膜８０が形成されたシリコン基板７０は、搬送装置６０により第１成膜装置２０から搬出され、続いて第２成膜装置３０に装着される。第２成膜装置３０では、図４（Ｃ）に示されるように、第１の樹脂膜８０の上面に第２の樹脂膜９０が形成される。
【００５０】
この第２の樹脂膜９０としては、非水溶性樹脂を適用することができる。また、この第２の樹脂膜９０も前記したスピナー２１を用いて形成することができるため、容易にかつ短時間で第２の樹脂膜９０を形成することができる。
【００５１】
第２の樹脂膜９０が形成されたシリコン基板７０は、搬送装置６０により第２成膜装置３０から搬出され、続いてスタンプ装置４０に装着される。スタンプ装置４０内にシリコン基板７０が装着されると、前記した駆動装置４２が駆動することによりスタンパー１００が回転し、所定の型部材１０１がシリコン基板７０と対向する位置まで回動する。図５（Ａ）は、スタンパー１００がシリコン基板７０（第２の樹脂膜９０）と対向した状態を示している。
【００５２】
この状態より、昇降装置４４（図３参照）によりシリコン基板７０は上昇され、これによりスタンパー１００は相対的にシリコン基板７０に向け押圧される。この際、第２の樹脂膜９０は熱可塑性樹脂であるから、適切なガラス転移温度までの昇温が必要になるが、これはスタンプ装置４０内に適切な昇温機構を設けることにより対応することができる。図５（Ｂ）は、スタンパー１００がシリコン基板７０に押圧された状態を示している。
【００５３】
スタンパー１００に形成された型部材１０１の凸部の長さ（図中、矢印Ｈ１で示す）は、第２の樹脂膜９０の厚さ（図中、矢印Ｈ２で示す）よりも大きくなるよう形成されている（Ｈ１＞Ｈ２）。このため、スタンパー１００をシリコン基板７０に押圧した状態において、型部材１０１は第２の樹脂膜９０を貫通し、その先端部は第１の樹脂膜８０まで到達する。
【００５４】
いま、仮に第１の樹脂膜８０を設けない構成を想定すると、スタンパー１００が押圧されて型部材１０１が第２の樹脂膜９０を打ち抜いた際、型部材１０１の先端はシリコン基板７０に当接することとなる。よって、打ち抜かれた第２の樹脂膜９０は、型部材１０１とシリコン基板７０との間に挟まれた状態となる。この樹脂は、粘性のため完全にはサイドに逃げ切ることはできず、いくらかの挟まれ分が残ってしまう（ベースレイヤー）。しかしながら、本実施例のように第２成膜装置３０を設けることにより、打ち抜かれた第２の樹脂膜９０は、第１の樹脂膜８０内に位置することとなり、後述する第１の樹脂膜８０の除去時に合わせて除去される。
【００５５】
次に、昇降装置４４により基板ホルダ４３を下降させることにより、図５（Ｃ）に示すように、スタンパー１００からシリコン基板７０を離間させる。この際、前記したように、シリコン基板７０の表面に粗面部７２が形成されることにより、第１の樹脂膜８０はシリコン基板７０に強固に接合されている。
【００５６】
これに対し、スタンパー１００と第２の樹脂膜９０の接合は、スタンパー１００の対向面１０２が鏡面とされているため弱い接合力となっている。このため、スタンパー１００をシリコン基板７０から離間させても、第２の樹脂膜９０がスタンパー１００に接合され、シリコン基板７０（第１の樹脂膜８０）から剥がれ離脱することはない。
【００５７】
上記のようにスタンパー１００がシリコン基板７０から離脱することにより、第２の樹脂膜９０には型部材１０１に対応した凹凸パターンが転写される。ここで、前記のように型部材１０１は第２の樹脂膜９０を貫通するため、形成されるデバイス層１２０Ａは第２の樹脂膜９０を不要な個所で除去したような孤立した突起の集合体となる。
【００５８】
上記のように第２の樹脂膜９０に対してスタンパー１００によるスタンプ処理が実施されると、シリコン基板７０はスタンプ装置４０から搬出されて、続いてスタック装置５０に装着される。スタック装置５０内では、先ず図６（Ａ）に示すように、スタッカー基板１１０が第２の樹脂膜９０に当接する。
【００５９】
続いて、スタッカー基板１１０のヒータ１１１が加熱し、第２の樹脂膜９０を加熱処理する。これにより、第２の樹脂膜９０はガラス転位温度付近まで加熱され、よって第２の樹脂膜９０はスタッカー基板１１０に接着する。これにより、シリコン基板７０及び第１の樹脂膜８０も、第２の樹脂膜９０を介してスタッカー基板１１０に装着された状態となる。
【００６０】
これと同時に、スタック装置５０に設けられた溶剤供給装置が駆動し、図６（Ｂ）に示すように、第１の樹脂膜８０を溶解する溶剤（本実施例では、水）をシリコン基板７０の溶剤挿入孔７１に送り込む。
【００６１】
このように本実施例では、シリコン基板７０に形成された溶剤挿入孔７１を介して第１の樹脂膜８０を溶解する溶剤を供給するため、シリコン基板７０と第２の樹脂膜９０との間に挟まれた第１の樹脂膜８０であっても、確実にこれを溶解することができる。尚、本実施例の構成では、溶剤として水を用いてるため、溶剤供給装置として超音波洗浄装置を用いることができる。
【００６２】
このように、第１の樹脂膜８０が溶解除去されることにより、第２の樹脂膜９０とシリコン基板７０は分離された状態となる。これにより、スタンパー１００の型部材１０１により所定の立体的形状分布が付与されたデバイス層１２０Ａが形成される。しかしながら、このデバイス層１２０Ａは、図６（Ｃ）に示されるように、第１の樹脂膜８０が溶解除去された状態において、スタッカー基板１１０に接着された状態を維持している。
【００６３】
上記のようにデバイス層１２０Ａが形成されると、スタッカー基板１１０はデバイス層１２０Ａを図示しないスタッカーに搬送し、スタッカー内に設けられているベース板１３０にデバイス層１２０Ａを当接させる。続いて、ヒータ１１１を起動してデバイス層１２０Ａをガラス転位温度付近まで加熱する。これにより、第１成膜装置２０Ａは、ベース板１３０に接着される。
【００６４】
続いて、図４乃至図６を用いて説明した工程を繰り返し実施することにより、２層目となるデバイス層１２０Ｂを形成する。このデバイス層１２０Ｂは、図７（Ｂ）に示すように、スタッカー基板１１０によりデバイス層１２０Ａの上部に搬送される。そして、アライメント処理がされた後、デバイス層１２０Ｂはデバイス層１２０Ａ上に当接される。続いて、ヒータ１１１を起動してデバイス層１２０Ａ及びデバイス層１２０Ｂをガラス転位温度付近まで加熱し、デバイス層１２０Ａとデバイス層１２０Ｂとを接着する。図７（Ｃ）は、デバイス層１２０Ａとデバイス層１２０Ｂとが接着された状態を示している。
【００６５】
以上説明した工程を、ベース板１３０の上部にデバイス層を積層した所望回数繰り返すことにより、図８に示すように、ベース板１３０上にフォトニクス結晶素子１４０が形成される。このフォトニクス結晶素子１４０は、多数の微少な棒状部材からなる井桁状の周期的構造を有する。
【００６６】
図８に示す例では、５段構造の井桁構造としているが、実際は上記した工程を繰返すことによって更に多数段の井桁構造とすることもできる。このような３次元の周期的井桁構造は、３次元フォトニック結晶となっており、井桁の周期を対象光の波長の１／２程度のピッチとすることで、対象光に対してフォトニックバンドギャップ（ＰＢＧ）を形成することができる。
【００６７】
また、スタンパー１００の型部材１０１を適宜設定することにより、フォトニクス結晶素子１４０内に容易に欠陥部１２１（図中、破線で示す）を形成することができる。このように、周期的井桁構造に適当な配置で連続する欠陥部１２１を導入することにより、その欠陥部１２１の配置に対応する任意の形状の導波路や分岐・結合器等の光素子を形成することができる。更に、これらの光素子を集積することにより、光集積回路とすることも可能となる。
【００６８】
尚、前記したスタンプ装置４０では、樹脂圧縮方向に精密な位置決め機構を有した特別なプレス成形機を用いることもできるし、また一般的なプレス成形機を用いることもできる。
【００６９】
また、上記した型部材４１ａ，４１ｂは、その立体的な凹凸形状を変更することにより、フォトニックデバイス以外の他のマイクロデバイス層とすることもできる。即ち、バイオケミカル分野等における各種分析・処理を一括して行うラブ・オン・チップ、ガスや流体の分析を行うマイクロ・クロマトグラフィ等を形成する際に、上記実施形態の型部材４１ａ，４１ｂと同様の金型を利用したスタンピング、スタッカを利用した積層とリリース等を利用することにより、必要な３次元的形状を得ることができる。
【００７０】
更に、上記実施形態のような型部材４１ａ，４１ｂと同様の金型を利用したスタンピング、スタッカを利用した積層とリリース等の組み合わせは、マイクロ・ポンプ、マイクロ光センサ、各種パワーＭＥＭＳパーツ等の作製にも活用することができる。
【００７１】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。
【００７２】
請求項１記載によれば、第１工程で形成される所定の条件で溶解する犠牲層となる膜及び第２工程で形成されるデバイス層となる膜がいずれも樹脂膜（第１及び第２の樹脂膜）とされているため、容易かつ短時間で所定厚さの膜を形成することができる。
【００７３】
また、請求項２記載の発明によれば、３次元的な構造を有するフォトニック結晶素子等のマイクロデバイスを簡易に形成することができる。
【００７４】
また、請求項３記載の発明によれば、所定の欠陥を有した３次元構造のフォトニック結晶素子（マイクロデバイス）を簡易に形成することができる。
【００７５】
また、請求項４及び請求項５記載の発明によれば、第３の工程において第２の樹脂膜に型部材を押圧して所定の立体的形状分布を付与した後、この型部材を第２の樹脂膜から離脱させる際、第１の樹脂膜が支持基板から剥がれることを防止できる。
【００７６】
また、請求項６記載の発明によれば、スピンコートを用いて第１及び第２の樹脂膜を形成することにより、所定膜厚の樹脂膜を容易かつ短時間で形成することが可能となる。
【００７７】
また、請求項７記載の発明によれば、支持基板に形成された貫通孔を介して第１の樹脂膜を溶解する溶剤を供給するため、支持基板と第２の樹脂膜との間に挟まれた第１の樹脂膜であっても、確実にこれを溶解することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である光マイクロデバイスの製造装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】図１の装置のうち、成膜装置の内部構造を説明する図である。
【図３】図１の装置のうち、スタンプ装置の内部構造を説明する図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１の装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を説明する図である（その１）。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１の装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を説明する図である（その２）。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１の装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を説明する図である（その３）。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１の装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を説明する図である（その４）。
【図８】図１の装置を用いて製造されたマイクロデバイスの一例を示す図である。
【符号の説明】
１０　基板カセット部
２０　第１成膜装置
２１　スピナー
２５　第１の樹脂
３０　第２成膜装置
４０　スタンプ装置
４１　ディスク
４１ａ，４１ｂ　型部材
４２　駆動装置
４３　基板ホルダ
４４　昇降装置
５０　スタック装置
６０　搬送装置
７０　シリコン基板
７１　溶剤挿入孔
７２　粗面部
８０　第１の樹脂膜
９０　第２の樹脂膜
９１　打ち抜き部
１００　スタンパー
１０１　型部
１０２　対向面
１１０　スタッカー基板
１１１　ヒータ
１１２　キャビティ
１２０Ａ〜１２０Ｅ　デバイス層
１２１　欠陥部
１３０　ベース板
１４０　フォトニクス結晶素子
【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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