(57)【要約】【課題】マイクロスタンプによる微細パターン転写方法において、インク等による微細パターン形成方法ではなく、新しい微細パターン形成方法を可能にする。【解決手段】微細パターン転写部を有するシリコン基板部と、該シリコン基板部に形成されたコイル状の金属配線部による加熱部とで構成することにより、シリコン基板部に形成されたコイル状の金属配線部に電流を流しマイクロスタンプを加熱しスタンプすることにより焼き跡による微細パターンが形成できる。【選択図】      図２
2004306293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写する微細パターンをシリコン基板にエッチングにより形成し、該シリコン基板を加熱し微細パターンを転写することを特徴とするマイクロスタンプ。
【請求項２】
微細パターンを転写するためのマイクロスタンプにおいて、前記マイクロスタンプは転写する微細パターンを有するシリコン基板部と、該シリコン基板部に形成された金属配線部とより構成し、シリコン基板部を金属配線部により加熱し微細パターンを転写することを特徴とするマイクロスタンプ。
【請求項３】
金属配線を積層したことを特徴とする請求項２記載のマイクロスタンプ。
【請求項４】
金属配線で形成される微細パターンで隠し模様を形成したことを特徴とする請求項２記載のマイクロスタンプ。
【請求項５】
シリコン基板の微細パターン形成部を突起部とし、該突起部平面に隠し模様を形成したことを特徴とする請求項２又は３記載のマイクロスタンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロマシン技術により製作したマイクロスタンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スタンプは日常生活の中でいろいろな場面で使用されている。駅や観光地での記念スタンプや、受領印、ネーム印等あるが、大体はゴム印であり、インクを付けて転写するものである。金属で作成した印を加熱して対象物に押しつける焼印も目印として多用されている。偽造防止のためのスタンプも多用されているが、偽造防止のためのスタンプが偽造されることもまま発生している。
【０００３】
偽造を防止するためには、スタンプの模様を微細化し容易に偽造できないようにすることが考えられるが、微細化した模様に追随するインクが必要となる。スタンプとインクのなじみやすさ、インクの表面張力、スタンプの材質等々の問題があり、実際には微細化した模様はスタンプ時につぶれてしまうため、微細化には限度がある。
【０００４】
焼印は、あまり微細化されることがなく、どちらかと言うと大雑把なものであり、偽造されやすいものであった。
【０００５】
本発明は、スタンプを微細化し偽造を防止するためのものであるが、対象は焼印であり、従来焼印を微細化して偽造防止をするという思想はあまりなかったようである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、焼印はあまり微細化されたものはなかった。これは、通常の焼印は火の中にいれて加熱し、赤熱化したものを対象物に押しつけ、対象物を焦がすことで印をつけるので、加熱による焼印の酸化や損傷が起こりやすいためである。
【０００７】
本発明の目的は、上記課題を解決しようとするもので、焼印でありながら、微細模様を形成できるマイクロスタンプを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
転写する微細パターンをシリコン基板にエッチングにより形成し、該シリコン基板を加熱し微細パターンを転写するマイクロスタンプとする。
【０００９】
微細パターンを転写するためのマイクロスタンプにおいて、前記マイクロスタンプは、転写する微細パターンを有するシリコン基板部と、該シリコン基板部に形成された金属配線部とより構成し、シリコン基板部を金属配線部により加熱し微細パターンを転写するマイクロスタンプとする。
【００１０】
金属配線で形成される微細パターンで隠し模様を形成したマイクロスタンプとするか、シリコン基板の微細パターン形成部を突起部とし、該突起部平面に隠し模様を形成したマイクロスタンプとする。さらに、前記金属配線を積層した構造とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明によるマイクロスタンプの第一実施形態で斜視図である。マイクロスタンプ１は、シリコン基板２に微細パターン３をエッチングにより形成した物である。図２は前記マイクロスタンプの製造工程を示す断面図である。スタンプ部は微細パターン（加工上は２〜３μｍ幅で可能である）で構成されるが、本明細書では説明を容易にするために単純なＴの字で説明する。
工程（Ａ）：シリコン基板２のａ面にレジスト膜４を形成する。
工程（Ｂ）：レジスト膜４を所定パターンのマスクで露光し、不要部分を除去してシリコン基板２のａ面を露出させる。
工程（Ｃ）：露出したシリコン基板２のａ面から異方性エッチングを行う。
工程（Ｄ）：レジスト膜４を除去する。
前記のような加工方法はＭＥＭＳといわれ、数μｍの凹凸パターンを精度良く加工することができる。
【００１２】
完成したマイクロスタンプ１を台座（不図示）に固定して使用するが、スタンプ面をヒーター等で加熱して対象物に押しつければ微細パターン３が転写できる。対象物により加熱温度を決めれば良いが、シリコン基板１の加熱可能上限温度は、１４２０℃なので、紙，、材木、皮革、プラスチック等への転写が可能である。
【００１３】
図３は本発明によるマイクロスタンプの第二実施形態で斜視図である。マイクロスタンプ１１は、シリコン基板１２のａ面に微細パターン１３をエッチングにより形成し、シリコン基板１２のｂ面に加熱用金属配線１４を形成した物である。図４は前記マイクロスタンプの製造工程を示す断面図である。
工程（Ａ）：シリコン基板１２のｂ面にシリコン酸化膜１５を形成する。
工程（Ｂ）：シリコン酸化膜１５の上面に金属膜１４を形成する。金属膜１４は発熱体として使用するので例えばニクロムやカンタルがよい。
工程（Ｃ）：金属膜１４の上にレジスト膜１６を形成し、所定パターンのマスクで露光し、不要部分を除去して金属膜１４の面を露出させる。
工程（Ｄ）：露出した金属膜１４をエッチングで除去する。残った金属膜１４は加熱用ヒーターとして使用するので、マイクロスタンプが一様に加熱できる形状であることが必要である。
工程（Ｅ）：レジスト膜１６を除去する。
工程（Ｆ）：シリコン基板１２のａ面にレジスト膜１６を形成する。
工程（Ｇ）：レジスト膜１６を所定パターンのマスクで露光し、不要部分を除去してシリコン基板１２のａ面を露出させる。
工程（Ｈ）：露出したシリコン基板１２のａ面から異方性エッチングを行う。
工程（Ｉ）：レジスト膜１６を除去する。
【００１４】
完成したマイクロスタンプ１１を台座（不図示）に固定して使用する。ヒーター用金属膜１４の２端子と電源を接続し、中間に温度調整用のレギュレータを接続すれば良い。マイクロスタンプ１１を加熱して対象物に押しつければ微細パターン１３が転写できる。対象物によりレギュレータで加熱温度を調整すれば良い。
【００１５】
図５は本発明によるマイクロスタンプの第三実施形態で断面図である。加熱用金属配線を２層にした形態であり、１層目の加熱用金属配線１４の端部と２層目の加熱用金属配線１４’の端部をコンタクト部Ｘで接続することで１層目と２層目が同じ配線であればほぼ２倍の発熱量が得られる。
【００１６】
図６は本発明によるマイクロスタンプの第四実施形態で正面図である。マイクロスタンプ２１は、シリコン基板２２のａ面に微細パターン２３をエッチングにより形成し、微細パターン２３上面の平面部に加熱用金属配線２４を形成した物である。本実施形態では微細パターン２３下面に隠し模様用の加熱用金属配線２５を形成する。図７は前記マイクロスタンプの製造工程を示す断面図である。
【００１７】
工程（Ａ）：シリコン基板２２にシリコン酸化膜２６を形成する。
工程（Ｂ）：シリコン酸化膜２６上にレジスト膜２７を形成し、シリコン基板２２に貫通穴を形成するためのパターンを形成する。
工程（Ｃ）：露出したシリコン酸化膜２６を除去する。
工程（Ｄ）：露出したシリコン基板２２を異方性エッチングで４つの貫通穴２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄ（不図示）を形成する。
工程（Ｅ）：レジスト膜２７を除去する。
工程（Ｆ）：シリコン酸化膜２６上と貫通穴壁面に金属膜２９を形成する。
工程（Ｇ）：加熱用金属配線２５を形成するためのマスキングをする。貫通穴２８Ｂ、２８Ｃもマスキングする。
工程（Ｈ）：露出した金属膜２９を除去する。
工程（Ｉ）：レジスト膜を除去する。
工程（Ｊ）：上面全面に絶縁膜３０を形成する。
工程（Ｋ）：貫通穴２８Ａ、２８Ｄ（不図示）上面の絶縁膜を除去するためのマスキングをする。
工程（Ｌ）：露出した絶縁膜３０を除去する。
工程（Ｍ）：レジスト膜を除去する。
工程（Ｎ）：上面全面と貫通穴２８Ａ、２８Ｄの壁面に金属膜３１を形成する。
工程（Ｏ）：加熱用金属配線２４を形成するためのマスキングをする。
工程（Ｐ）：露出した金属膜３１を除去する。
工程（Ｑ）：レジスト膜を除去する。
以上の工程を経て図６に示すマイクロスタンプが形成される。
４つ貫通穴は、加熱用金属配線とシリコン基板裏面で電源を接続するための端子となる。
【００１８】
完成したマイクロスタンプ２１を台座（不図示）に固定して使用する。加熱用金属配線２５の２端子及び加熱用金属配線２４の２端子をそれぞれ電源と接続し、中間に温度調整用のレギュレータを接続すれば良い。マイクロスタンプ２１の加熱用金属配線２４を加熱して対象物に押しつければ加熱用金属配線２４で形成された微細パターンが転写できる。さらに、加熱用金属配線２５を加熱して押しつければ加熱用金属配線２５で形成された微細パターンを重畳して転写できる。それぞれの金属配線の加熱温度を調整すれば重なるパターンを変化させることができる。
【００１９】
図８は本発明によるマイクロスタンプの第五実施形態で斜視図である。マイクロスタンプは、シリコン基板に微細パターンをエッチングにより形成し、シリコン基板１２のｂ面に加熱用金属配線を形成した物であるが、金属配線パターンに隠し模様をいれたものである。
【００２０】
この実施形態では、加熱用金属配線に工夫をし、隠し模様斜め縞を形成している。
【００２１】
図９は本発明によるマイクロスタンプの第六実施形態で斜視図である。マイクロスタンプ４１は、シリコン基板４２のａ面に微細パターン４３をエッチングにより形成し、シリコン基板４２のｂ面に加熱用金属膜４４を形成した物である。微細パターン４３は凸部になっているが、凸部上面の平面部に複数の溝４３’が形成されている。図１０は前記マイクロスタンプの製造工程を示すｔ−ｔ’断面図である。
【００２２】
工程（Ａ）：シリコン基板４２のａ面にシリコン酸化膜４５を形成する。
工程（Ｂ）：シリコン酸化膜４５の上面全面にレジスト膜４６を形成し、所定形状のマスクをして露光し、不要部分を除去しシリコン酸化膜４５を露出させる。
工程（Ｃ）：露出したシリコン酸化膜４５を除去する。
工程（Ｄ）：レジスト膜４５を除去する。シリコン酸化膜４５のパターン形成が完了する。
工程（Ｅ）：シリコン酸化膜４５上面を含めた全面にレジスト膜４６を形成し、微細パターン上面をマスキングするよう露光し、不要部のレジストを除去する。
工程（Ｆ）：シリコン基板４２の露出面を異方性エッチングにより所定量エッチングする（たとえば３００μｍ）。
工程（Ｇ）：微細パターン上面のレジスト膜４６を剥離する。
工程（Ｈ）：露出しているシリコン基板４２を異方性エッチングする（例えば５０μｍ）。このエッチング量は隠し模様を形成するためのものであり、模様によりエッチング量を調整する必要がある。
工程（Ｉ）：シリコン酸化膜４５を除去する。
シリコン基板のｂ面に作成する加熱用金属配線の作成の説明は省略する。
【００２３】
完成したマイクロスタンプ４１を台座（不図示）に固定して使用する。加熱用金属膜４４の２端子と電源を接続し、中間に温度調整用のレギュレータを接続すれば良い。マイクロスタンプ４１を加熱して対象物に押しつければ微細パターン４３が転写できるが、本実施形態では微細パターン４３に複数の浅い溝４３’が形成されているため、微細パターンの焦げ具合が異なり（溝の部分は薄く焦げるか、溝の中央部は焦げないぼかし状態になるか、ほとんど焦げない）模様ができる。溝の幅・深さと加熱温度は対象物により変えなければならないが、幅・深さを変えなくともレギュレータで加熱温度を調整することと、スタンプ時間により調整可能である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係わるマイクロスタンプの使用により、インク等による微細パターン形成方法ではなく、焼き付けによる微細パターン形成方法を可能にする。
【００２５】
加熱温度は電流で調整できるので、スタンプの温度調整が容易となる。また、加熱用金属配線を積層することで加熱時間も調整できる。
【００２６】
微細パターンを作成できるので、隠し模様を作成することができる。また、加熱用金属配線を２重にすることで容易に隠し模様を作成することができる。
【００２７】
焼印で微細パターンを転写できるので、偽造することが困難となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるマイクロスタンプの第一実施形態で斜視図
【図２】マイクロスタンプの製造工程を示す断面図
【図３】本発明によるマイクロスタンプの第二実施形態で斜視図
【図４】マイクロスタンプの製造工程を示す断面図
【図５】本発明によるマイクロスタンプの第三実施形態で断面図
【図６】本発明によるマイクロスタンプの第四実施形態で正面図
【図７】マイクロスタンプの製造工程を示す断面図
【図８】本発明によるマイクロスタンプの第五実施形態で斜視図
【図９】本発明によるマイクロスタンプの第六実施形態で斜視図
【図１０】マイクロスタンプの製造工程を示すｔ−ｔ’断面図
【符号の説明】
１  マイクロスタンプ
２  シリコン基板
３  微細パターン
４  レジスト膜
１１  マイクロスタンプ
１２  シリコン基板
１３  微細パターン
１４  加熱用金属配線（金属膜）
１４’  金属配線
１５  シリコン酸化膜
１６  レジスト膜
２１  マイクロスタンプ
２２  シリコン基板
２３  微細パターン
２４  加熱用金属配線
２５  加熱用金属配線
２６  シリコン酸化膜
２７  レジスト膜
２８Ａ  貫通穴
２８Ｂ  貫通穴
２８Ｃ  貫通穴
２８Ｄ  貫通穴
２９  金属膜
３０  絶縁膜
３１  金属膜
４１  マイクロスタンプ
４２  シリコン基板
４３  微細パターン
４３’  溝
４４  加熱用金属膜
４５  シリコン酸化膜
４６  レジスト膜
【図１】
2004306293.tif 000003
【図２】
2004306293.tif 000004
【図３】
2004306293.tif 000005
【図４】
2004306293.tif 000006
【図５】
2004306293.tif 000007
【図６】
2004306293.tif 000008
【図７】
2004306293.tif 000009
【図８】
2004306293.tif 000010
【図９】
2004306293.tif 000011
【図１０】
2004306293.tif 000012