(57)【要約】【課題】応力の集中により、基材と膜間に剥離が発生することを回避するために、接着剤を用いることなく応力が少ない温度環境で部材を分割することなく、部材の構造において効果的に応力を分散させる薄膜積層体を提供する。【解決手段】基材１０１に微小な穴もしくは連続した長穴もしくは溝をエッチング等の手法で形成し、スパッタ時に膜１０２が微小な穴もしくは長穴に入り込む構造とする楔１０３を形成する。これにより、膜１０２の剥離を防止することができる。【選択図】  図７
2004338204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱膨張係数の異なる複数の薄膜層で形成された薄膜積層体であって、
表面に所定の深さの複数の穴を有する第１の熱膨張係数を持つ第１の薄膜層と、
前記第１の薄膜層の表面と前記穴の内表面を含めて積層された第２の熱膨張係数を持つ第２の薄膜層とを有することを特徴とする薄膜積層体。
【請求項２】
前記穴の横断面積が当該穴の底面に至る間に、他の部分の横断面積よりも少なくとも１箇所で小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜積層体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の薄膜積層体を複数の部分に分割する際の各分割部の境界に前記穴の全部あるいは大部分を配置することを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜積層体。
【請求項４】
熱膨張係数の異なる複数の薄膜層で形成された薄膜積層体であって、
表面に所定の深さの複数の穴を有する第１の熱膨張係数を持つ第１の薄膜層と、
前記第１の薄膜層の表面と前記穴の内表面を含めて積層された第２の熱膨張係数を持つ第２の薄膜層と、
前記第２の薄膜層の表面に形成された前記穴に沿って形成された前記第２の薄膜層の表面の穴の内表面を含めて積層された第３の熱膨張係数を持つ第３の薄膜層とを有することを特徴とする薄膜積層体。
【請求項５】
前記第２の薄膜層の表面と前記穴に沿って形成された前記第２の薄膜層の表面に形成された穴の内表面を含めて積層された前記第３薄膜層と同様に、前記第３薄膜層の上部に積層してなる複数の薄膜層を有することを特徴とする請求項４に記載の薄膜積層体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパッタ、蒸着あるいはメッキ手法等で材料表面に異なる熱膨張係数を持つ材料を形成（成長）させて形成する薄膜積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱膨張係数の異なる異種材料間を接着することで利用されている技術の代表的なものに、バイメタル機構があるのは良く知られている。二枚の熱膨張係数の異なる金属の板を張り合わせて、周囲温度の変化により金属の熱膨張量が異なることを利用して変形させて、温度検出スイッチなどに応用されている。このように温度係数が異なることを利点として活用するという側面がある一方で、熱膨張係数の違いは接着時の温度とその後の温度の変化により、望まない熱膨張による材料間の応力による接着部の劣化や剥離という欠点を生じさせるという側面がある。
【０００３】
スパッタリングや蒸着という手法で材料を積層していく技術が多くの分野で利用されている。その多くは材料の特性を利用して、半導体を形成して電子回路を形成したり、微小コイルを形成するというようなものである。ある特性をもった材料を積層する場合にその材料が、下地の材料と必ずしも同程度の熱膨張係数を持つとは限らない。この熱膨張係数の違いによる応力の発生を原理的に回避するのは困難であり、応力が悪影響を与えないような工夫が従来より提案されているので幾つかの従来例を以下に示す。
【０００４】
（１）限りなく同一系材料を用いることで温度係数の影響を避ける手法。この手法は半導体でよく使われるもので、シリコンを基材にして、ドーピング（イオン打ち込みによる半導体化）により材料を変えていくことで、近い熱膨張係数を持つ材料の積層構造にする。
【０００５】
（２）下地材料と積層材料間に中間の熱膨張係数を持つ材料を挟み込む手法で、中間層が応力を分散させることで、剥離を防ぐ。
【０００６】
（２）の手法に関し、公知例「多層厚膜混成集積回路基板」（特許文献１参照）について説明する。この公知例では、金属基板とポリイミド絶縁層間に銅微粒子成分を含有する介合層を介して構成することにより、熱歪でポリイミド絶縁層にクラツクが発生したり、金属基板とポリイミド絶縁層間で剥離が生じることを防止することを目的としている。
【０００７】
その構成は、金属基板にポリイミドに銅微粒子を含有させた介合層を絶縁層パターンと同等かそれよりも大きく、均一に印刷硬化させ、その上にポリイミド絶縁層、導体層、ビアホールを多層印刷配線する。
【０００８】
これによりポリイミド絶縁層は同じポリイミドを介して介合層と強固に接続されるが、膨張差による熱歪は介合層中の展延性に富む銅微粒子の伸びによって軽減され、また分散した銅微粒子の樹脂間質としてのネツトワーク的効果により応力の集中が軽減されポリイミド絶縁層のクラックや剥離を防止することができる。
【０００９】
（３）応力の積算（伝達）が起こらないように微小ブロックに分割して積層する手法。例えば温度係数が異なり、且つ積層する材料の形成において、結晶（原子間レベル）性を要求される場合で、材料Ａ（基材で結晶性）に材料Ｂを結晶成長させて作る時に、材料Ｂの安定な結晶成長のために環境温度が数百℃必要であるような場合、材料Ｂは材料Ａの結晶構造に相関するように結晶が成長していくとすれば、材料Ｂの結晶膜は常温に戻すと、材料Ａと材料Ｂの結晶界面にて応力を持つことになる。しかし上述の応力が悪影響を与えないための工夫である同一材料系の使用や、中間材の使用は困難であることは明白である。材料Ｂの結晶膜の応力が大きくならないような温度の間に、材料Ｂの結晶膜を分割する等の工夫が必要である。
【００１０】
そこで、（３）の手法に関し、半導体の３次元回路素子の構成手法が以下に述べる公知例（特許文献２参照）で提案されている。この公知例では、３次元回路素子の構成における２層目以上の部分を細分化することにより歪による破壊の発生を除去するとともに、冷却効果を大にすることを目的としている。
【００１１】
その構成は、３次元回路素子は、能動領域相当の部分と層間膜とからなる平板を３層に重ねた構造となっていて、各平板間は層の一部にスルーホールを設けることにより接続され、その３次元回路素子において２層目以上の平板を分割した構造としている。
【００１２】
このような構造にすることにより、応力集中個所の応力を充分に小さくすることができ、亀裂や剥離の発生を防止することができる。また冷却効果を大にすることもできる。
【００１３】
（４）接着力を強化するために表面を荒らす手法。この手法では、基材側表面を荒らすことでランダムな細かな凹凸を形成しておき、その凹凸面に接着材が入り込むことで接着力を強化するという方法は良く知られている。接着という現象は、接着面積が大きい、分子間力が大きい、材料が融和（混合）するなどの各種の条件により左右される現象である。ランダムな細かな凹凸を形成する手法は接着面積を大きくする効果と、巨視的には擬似的に材料が融和（混合）した領域を構造的に形成するものである。
【００１４】
上述したように、従来より応力の発生と回避に関し、応力が集中する前に部材をブロックごとに分割して応力の集中を小さくする、あるいは接着力を強化するための荒れた粗面を形成することで剥離を防止する等様々な工夫がなされている。
【００１５】
【特許文献１】
特開平１−２１１９９１号公報
【特許文献２】
特開昭５８−９０７６５号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、別の材料をスパッタリングや蒸着といった手法で、基材上に膜形成し、且つこの膜の形成時の環境温度がその後の工程や実使用時と著しく異なる場合に、製造工程において応力の集中により基材と膜間に剥離が発生することを回避するために、応力が少ない温度環境で部材を分割することが困難である場合や結晶性基材上に結晶性の薄膜を形成する場合等においては、接着力強化のために基材表面の結晶面が荒れる状態を形成することは極めて悪条件を基材にもたらす。
【００１７】
さらに、部分的にランダムな凹凸面に結晶膜を成長させる場合の接着の安定性を予測することは困難である。
【００１８】
そこで、本発明は、応力の集中による基材と膜間に剥離が発生することを回避するために、接着剤を用いることなく、また応力が少ない温度環境で部材を分割することなく、部材の構造において効果的に応力を分散させることができる薄膜積層体を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明の薄膜積層体は、熱膨張係数の異なる複数の薄膜層で形成された薄膜積層体であって、表面に所定の深さの複数の穴を有する第１の熱膨張係数を持つ第１の薄膜層と、前記第１の薄膜層の表面と前記穴の内表面を含めて積層された第２の熱膨張係数を持つ第２の薄膜層とを有する構成としたものである。
【００２０】
これにより、第１の薄膜層に液体侵食（エッチング）、光（レーザ）、高エネルギー粒子（電子線、粒子線）等で形成される穴にスパッタリング、蒸着、メッキ等により形成される第２の薄膜層が侵入して第２の薄膜層側から第１の薄膜層内部に杭状の物質が食い込んだ構造が形成され、これにより、第１の薄膜層の穴に第２の薄膜層の熱膨張係数の違いにより生じる応力を分散することができる。
【００２１】
本発明の薄膜積層体は、前記穴の横断面積が垓穴の底面に至る間に、他の部分の横断面積よりも少なくとも１箇所で小さくなっている構成としたものである。
【００２２】
これにより、第１の薄膜層の穴に第２の薄膜層が侵入して第２の薄膜層側から第１の薄膜層内部に楔状の物質が食い込んだ構造が形成され、これにより、第１の薄膜層の穴に第２の薄膜層の熱膨張係数の違いにより生じる応力を分散することができると共に、第１の薄膜層と第２の薄膜層が剥離させる力に抗する抵抗力を大きくすることができる。
【００２３】
本発明の薄膜積層体は、請求項１または２に記載の薄膜積層体を複数の部分に分割する際の各分割部の境界に前記穴の全部あるいは大部分を配置する構成としたものである。
【００２４】
これにより、各分割部の周囲が穴で囲まれる構造となるため、各分割部で生じる応力が他の分割部から遮蔽されて、複数の分割部間の干渉が減じられるため、分割部内では特性を均一化できると共に、各々の分割部の特性を近似させることができる。
【００２５】
本発明の薄膜積層体は、熱膨張係数の異なる複数の薄膜層で形成された薄膜積層体であって、表面に所定の深さの複数の穴を有する第１の熱膨張係数を持つ第１の薄膜層と、前記第１の薄膜層の表面と前記穴の内表面を含めて積層された第２の熱膨張係数を持つ第２の薄膜層と、前記第２の薄膜層の表面に形成された前記穴に沿って形成された前記第２の薄膜層の表面の穴の内表面を含めて積層された第３の熱膨張係数を持つ第３の薄膜層とを有する構成としたものである。
【００２６】
これにより、第１の薄膜層の穴に第２の薄膜層が侵入して第２の薄膜層側から第１の薄膜層内部に杭状の物質が食い込んだ構造が形成され、更に、第２の薄膜層の穴に第３の薄膜層が侵入して第３の薄膜層側から第１の薄膜層内部に杭状の物質が食い込んだ構造が形成され、これにより、第１、第２、第３の薄膜層の熱膨張係数の違いにより生じる応力を分散することができる。
【００２７】
本発明の薄膜積層体は、前記第２の薄膜層の表面と前記穴に沿って形成された前記第２の薄膜層の表面に形成された穴の内表面を含めて積層された前記第３薄膜層と同様に、前記第３薄膜層の上部に積層してなる複数の薄膜層を有する構成としたものである。
【００２８】
これにより、第１の薄膜層の穴に第２の薄膜層が侵入して第２の薄膜層側から第１の薄膜層内部に杭状の物質が食い込んだ構造が形成され、更に、第２の薄膜層の穴に第３の薄膜層が侵入して第３の薄膜層側から第１の薄膜層内部に杭状の物質が食い込んだ構造が形成され、更に、第３の薄膜層の上に形成される複数の薄膜層も同様の構造で第１の薄膜層の穴に食い込んだ構造となり、複数の薄膜層の熱膨張係数の違いにより生じる応力を分散することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、熱膨張係数の異なる複数の薄膜層で形成された薄膜積層体であって、表面に所定の深さの複数の穴を有する第１の熱膨張係数を持つ第１の薄膜層と、前記第１の薄膜層の表面と前記穴の内表面を含めて積層された第２の熱膨張係数を持つ第２の薄膜層とを有する薄膜積層体であり、第１の薄膜層に液体侵食（エッチング）、光（レーザ）、高エネルギー粒子（電子線、粒子線）等で形成される穴にスパッタリング、蒸着、メッキ等により形成される第２の薄膜層が侵入して第２の薄膜層側から第１の薄膜層内部に杭状の物質が食い込んだ構造が形成され、これにより、第１の薄膜層の穴に第２の薄膜層の熱膨張係数の違いにより生じる応力を分散することができるという作用を有する。
【００３０】
本発明の請求項２に記載の発明は、前記穴の横断面積が垓穴の底面に至る間に、他の部分の横断面積よりも少なくとも１箇所で小さくなっている薄膜積層体であり、第１の薄膜層の穴に第２の薄膜層が侵入して第２の薄膜層側から第１の薄膜層内部に楔状の物質が食い込んだ構造が形成され、これにより、第１の薄膜層の穴に第２の薄膜層の熱膨張係数の違いにより生じる応力を分散することができると共に、第１の薄膜層と第２の薄膜層が剥離させる力に抗する抵抗力を大きくすることができるという作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の薄膜積層体を複数の部分に分割する際の各分割部の境界に前記穴の全部あるいは大部分を配置する薄膜積層体であり、各分割部の周囲が穴で囲まれる構造となるため、各分割部で生じる応力が他の分割部から遮蔽されて、複数の分割部間の干渉が減じられるため、分割部内では特性を均一化できると共に、分割部同時の特性を近似させることができるという作用を有する。
【００３２】
本発明の請求項４に記載の発明は、熱膨張係数の異なる複数の薄膜層で形成された薄膜積層体であって、表面に所定の深さの複数の穴を有する第１の熱膨張係数を持つ第１の薄膜層と、前記第１の薄膜層の表面と前記穴の内表面を含めて積層された第２の熱膨張係数を持つ第２の薄膜層と、前記第２の薄膜層の表面に形成された前記穴に沿って形成された前記第２の薄膜層の表面の穴の内表面を含めて積層された第３の熱膨張係数を持つ第３の薄膜層とを有する薄膜積層体であり、第１の薄膜層の穴に第２の薄膜層が侵入して第２の薄膜層側から第１の薄膜層内部に杭状の物質が食い込んだ構造が形成され、更に、第２の薄膜層の穴に第３の薄膜層が侵入して第３の薄膜層側から第１の薄膜層内部に杭状の物質が食い込んだ構造が形成され、これにより、第１、第２、第３の薄膜層の熱膨張係数の違いにより生じる応力を分散することができるという作用を有する。
【００３３】
本発明の請求項５に記載の発明は、前記第２の薄膜層の表面と前記穴に沿って形成された前記第２の薄膜層の表面に形成された穴の内表面を含めて積層された前記第３薄膜層と同様に、前記第３薄膜層の上部に積層してなる複数の薄膜層を有する薄膜積層体であり、第１の薄膜層の穴に第２の薄膜層が侵入して第２の薄膜層側から第１の薄膜層内部に杭状の物質が食い込んだ構造が形成され、更に、第２の薄膜層の穴に第３の薄膜層が侵入して第３の薄膜層側から第１の薄膜層内部に杭状の物質が食い込んだ構造が形成され、更に、第３の薄膜層の上に形成される複数の薄膜層も同様の構造で第１の薄膜層の穴に食い込んだ構造となり、複数の薄膜層の熱膨張係数の違いにより生じる応力を分散することができるという作用を有する。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１０を用いて説明する。なお、これらの図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態に係るスパッタリング等により形成された膜の剥離防止構造を有する薄膜積層体の外観を示す斜視図である。
【００３６】
薄膜積層体は、円形の基材１０１上に膜１０２をスパッタして形成されている。膜１０２の表面には、基材１０１上に予め形成された穴（図示せず）に膜１０２の形成物質がが入り込んで出来た複数の楔１０３が円形状に配列されてる。
【００３７】
ここで、本実施の形態の基材１０１の材料はＭｇＯ（酸化マグネシウム）で、膜１０２の材料はＰＺＴ（燐、亜鉛、チタンの合金）である。
【００３８】
以下に図１に示した構成の薄膜積層体の特性について図を参照して説明する。
【００３９】
図２は図１に示す薄膜積層体の構成材料の温度係数の違いがもたらす影響を示す説明図である。図２（ａ）は、結晶ＭｇＯ基材１０１上にＰＺＴ薄膜１０２をスパッタリング手法にて形成した構造物を示している。この際、ＰＺＴ薄膜を所望の結晶構造に成長させるためにスパッタ槽内の環境温度（基材１０１温度）は約７００℃に設定されている。
【００４０】
ＭｇＯとＰＺＴの温度係数はＭｇＯの方が大きいため、７００℃で図２（ａ）に示すように膨張している構造物を常温（２５℃）近辺に戻すと、図２（ｂ）のようにＭｇＯ側の収縮２０１がＰＺＴ側の収縮２０２より大きいことで、周辺に過大な応力が発生するため、ＭｇＯ層とＰＺＴ層間の剥離を起こしてしまう。これはＭｇＯ結晶面とＰＺＴ結晶面の結合力に応力が勝ってしまうことで発生する。
【００４１】
図３は上記した本実施の形態のＭｇＯ結晶面とＰＺＴ結晶面に発生する応力をくい止めるための杭３０１を示す概念図である。本実施の形態の構造体も結晶ＭｇＯ基材１０１上にＰＺＴ薄膜１０２をスパッタリング手法にて形成したものであるが、ＰＺＴ薄膜１０２から杭３０１がＭｇＯ結晶基材１０１に入り込んだ構造を有している。
【００４２】
杭３０１は、上記したようにＭｇＯ結晶基材１０１の内部に入り込んでおり、ＰＺＴ結晶１０２が図２（ｂ）で示した応力方向にずれようとした時、この杭３０１が障害となることで杭３０１近辺で応力の分散が起こり、周辺部への応力の集中が緩和される。
【００４３】
図４は図３に示す抗の概念を更に発展させて楔を形成した場合の構成を示す断面図である。前述の杭３０１が応力に抗する機能を主とした概念であるのに対して、楔４０１はＰＺＴ結晶１０２と同材料で、ＰＺＴ結晶１０２から基材１０１側に打ち込まれているが、この楔４０１の形状は、基材１０１に開けられた穴の深部のほうが入り口部よりも広いため、基材１０１に入り込んだ楔４０１（ＰＺＴ結晶１０２で形成）は応力に抗するだけでなく、基材１０１からの剥離方向の力に対しても抵抗となる機能を持つことになる。
【００４４】
次に、以上のような概念に基づく剥離防止構造を実際に形成する工法を図５の説明図と図６のフローチャートを用いて説明する。
【００４５】
図５は、本発明の第１の実施の形態における楔の製造工程を説明した図であり、それぞれ、図５（ａ）は、本発明の実施の形態１における基板上のレジスト層の露光を示す図であり、図５（ｂ）は、同じく基板上にレジスト層穴の形成及び遮光マスクの除去を示す図であり、図５（ｃ）は、同じく基板上への穴の形成を示す図であり、図５（ｄ）は、基板上に形成された楔を示す図である。また、図６は、本発明の第１の実施の形態における楔の製造工程を説明したフローチャートである。
【００４６】
図６において、まず、図５（ａ）に示したＭｇＯ基材１０１の結晶表面を清掃する処理を行った後（Ｓ１）、このＭｇＯ基材１０１の表面にレジスト層５０１を図５（ａ）に示すように形成する（Ｓ２）。このレジスト層５０１は後の工程であるＳ６のエッチング時に基材１０１を保護する働きをする。
【００４７】
次にレジスト層５０１上にレジスト層に所定間隔の穴を形成するためのパターンを有する遮光マスク５０２を図５（ａ）に示すように形成した後（Ｓ３）、この遮光マスク５０２を介して露光５０５を行う（Ｓ４）。露光後の遮光マスク５０２は図５（ｂ）に示すように除去された後（Ｓ５）、現像すると、レジスト層５０１に遮光マスク５０２のバターンに応じて図５（ｂ）に示すようなレジスト層穴５０３が形成される。
【００４８】
ここで、上記したＳ１からＳ５までの処理は単に一例を示しているのであって、この部分の工程は上記方法に限定される訳ではなく、例えばスクリーンマスクを用いて直接レジスト層とレジスト層穴５０３を形成しても良い。
【００４９】
遮光マスク５０２が除去されたレジスト層と基材１０１はエッチング処理され、基材１０１を開口部であるレジスト層穴５０３から溶かして図５（ｃ）に示すような基材１０１に穴５０４を形成する（Ｓ６）。このエッチング処理の後、レジスト層５０４を除去すると、処理後には基材１０１表面に穴５０４が形成されている（Ｓ７）。一般にエッチング手法ではエッチング時間を制御することで形成される穴は図７に示すように入り口よりも穴の深部のほうの開口径を大きく取ることが可能である。
【００５０】
上記のように加工したＭｇＯ基材１０１上にＰＺＴ材の結晶を所望の状態で形成するためにスパッタ槽に入れ、槽内温度を約７００℃に上げて（Ｓ８）、スパッタリングを行う（Ｓ９）。その後、スパッタリングの槽の温度を下げる（Ｓ１０）。なお、上記槽内温度は一例であることは言うまでもない。図５（ｄ）は、このスパッタ後のＭｇＯ基材１０１とＰＺＴ膜１０２と楔１０３の形状を示している。
【００５１】
ここで、スパッタリングとは極低気圧状態に置かれた槽内に、微小の不活性気体などを入れた環境に、磁界発生装置と電解発生装置を組み合わせて電離イオンを生成し、それが電磁界で加速されて、槽内に置かれたターゲット（本実施の形態ではＰＺＴ）に高速に衝突することでターゲットの表面から原子がはじき出され、そのはじき出された原子を別の材料（本実施の形態ではＭｇＯ）表面で再結晶化させる仕組みである（積層という視点では必ずしも再結晶化することに限定してはいない。）。
【００５２】
図７は本発明の第１の実施の形態における楔の拡大図である。エッチングによって深部が広く溶解した穴にスパッタリングによって薄膜が成長していくことでＰＺＴ膜１０２の立体的な形状は楔１０３として、前述の図４で説明した楔４０１と同等の機能を有する構造が得られる。
【００５３】
図１では楔１０３を円形のＭｇＯ基材１０１の周囲に円形に配置している。しかし、楔１０３の主な機能である応力の分散と剥離防止という観点から見れば、基材１０１の形状や大きさ（直径）と膜１０２の厚さや、当然のことではあるがそれらの材質とスパッタリング時の温度（つまり応力の最大値を推定しうる根拠）に応じて適切に配置することが望ましいのは言うまでもない。また、図１では楔１０３をイメージとして大きな穴として表しているが、上述の説明から推測されるように、本実施の形態では膜１０２の厚みが実際は数ミクロン〜数百ミクロンであることから穴の直径自体は微小なものである。
【００５４】
本実施の形態によれば、膜１０２と基材１０１の熱膨張係数が異なっていても膜１０２から基材１０１側に楔１０３が入り込んでいるため、熱膨張係数の違いにより膜面と平行に応力が発生しても、楔１０３によりこの応力を分散して応力に抗するだけでなく、基材１０１からの剥離方向の力に対しても抗することができるため、基材１０１と膜１０２間に剥離が発生することを回避するために、接着剤等を使用することなくまた応力が少ない温度環境で部材を分割することなく、応力を分散させて膜１０２の剥離を防止することができる。
【００５５】
楔１０３の断面形状は膜１０２側の開口面積よりも大きい面積を持つ部分があるように形成されている。
【００５６】
なお、本実施の形態ではスパッタリングを用いて基材１０１に穴５０４を形成したが、図８は放電加工を用いて図１に示す穴を形成する場合の説明図である。放電電極８０１と被加工物８０３（上述の記述に照らし合わせれば前記第１の材料）の間に電圧を印加する。放電電極８０１と被加工物８０３の間は油８０２等で満たされており、放電電極８０１と被加工物８０３が近接すると放電８０４が発生する。発生した放電の熱エネルギーを用いて被加工物８０３の表面を溶かし（微小に破壊）て徐々に電極の形状に近い加工形状が得られる。図８では放電電極８０１は被加工物８０３の中に入り込んで深部を広げているイメージを示している。
【００５７】
（実施の形態２）
図９は本発明の第２の実施の形態に係る薄膜積層体を複数に分割する場合の穴の配列構成を示す図であり、詳しくは膜形成の剥離防止構造を有する形成物の基材９０１と基材９０１上に予め形成された穴９０２の配置を表す図である。基材９０１は第１の実施の形態で詳述した基材１０１に相当するものであり、穴９０２は第１の実施の形態で詳述した穴５０２に相当するものである。
【００５８】
基材９０１上に穴９０２を形成する説明に関しては第１の実施の形態で詳述したのでここでは省略する。
【００５９】
さて、図９に示すように本発明を用いて作成される形成物が分割部品９０４に分割される場合に、分割位置９０３に穴９０２を配置するように配慮すれば、分割部品９０４内に剥離防止のために穴９０２を不必要に配置することが減少する。なお、９０４内に穴９０２を配置する必要があるならば、その配置を禁ずるものではない。
【００６０】
通常半導体の基材であるシリコンウエハーなどは、一つのウエハーからできるだけ多くの部品を得るために大きな径を持つウエハーが望まれる。これは円形ウエハー周辺の非活用部（図９の９０５のような部位）を減らすためであるが、本発明でも同様に有効部分を増やすためには、最終的に部品に分割されるために切断される切断線内に剥離防止のための穴９０２を配置することで、効率的な材料活用が行える。
【００６１】
また、分割部品９０４から見れば、周囲を穴に囲まれることで応力が他の部品部から遮蔽されるため、基材９０１上に膜形成された場合に分割された複数の部品間で干渉が減じられ、部品内では均一化され、部品ごとの特性が近似するという効果が得られる。容易に推測できるように穴が連続して長穴になっても同様の効果が得られ、更に連続した溝（長穴の長手側の端面が基材よりはみ出す）になっても同様の効果が得られる。
【００６２】
（実施の形態３）
図１０は本発明の第３の実施の形態に係る薄膜積層体に形成された楔形状の断面図を示す説明図であり、詳しくは、第１の実施の形態１で詳述した図７の構造（基材１０１上と穴５０４に膜１０２を形成）に更に膜１００１を形成した場合を示したものである。
【００６３】
まず、第１の実施の形態と同様の方法で基材１０１上に穴５０４を形成して膜１０２と楔１０３を形成する。この楔１０３は穴５０４の底部を含めた内表面に図１０に示すように積層されて楔１０３を形成するため、楔１０３は内部が空洞で、穴５０４と相似形の穴を有している。そこで、膜１０２と楔１０３を形成した後、新たに別の膜１００１をスパッタリングなどにより形成すれば、図１０の如く、膜１００１から基材１０１に形成された穴１０３側に入った楔１００２を形成することができ、膜１０２と膜１００１の熱膨張係数が異なっていても、熱膨張係数の違いによる応力が発生しても、楔１０３によって応力を分散して応力に抗するだけでなく、基材１０１からの剥離方向の力に対しても抗することができるため、基材１０１上に多重に膜を形成した多層の構造体の場合でも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、第１の薄膜層の表面に所定の深さの複数の穴を形成し、この第１の薄膜層の表面と前記穴の内表面を含めて第２の薄膜層を積層することにより、接着剤を使用することなく、また応力が少ない温度環境で部材を分割することなく、部材の構造において効果的に応力を分散させることができ、応力の集中により、基材と膜間に剥離が発生することを回避することができるという有効な効果が得られる。
【００６５】
また、本発明によれば、前記穴の横断面積が垓穴の底面に至る間に、他の部分の横断面積よりも少なくとも１箇所で小さくして、穴の入り口よりも底面部を広く形成することにより、第１の薄膜層の穴に第２の薄膜層を楔状に侵入させることができ、第１の薄膜層と第２の薄膜層の間に発生する応力を分散させることができると共に、第１の薄膜層と第２の薄膜層が剥離する力に抗する抵抗力を増加させることができるという有効な効果が得られる。
【００６６】
また、本発明によれば、分割部の周囲を囲むように複数の穴を配置することにより、各分割部で生じる応力が他の分割部から遮蔽されて、複数の分割部間の干渉が減じられるため、分割部内では特性を均一化できると共に、分割部同士の特性を近似させることができ、更に効率的な材料活用を行うことができるという有効な効果が得られる。
【００６７】
また、本発明によれば、第１の薄膜層の表面に所定の深さの複数の穴を形成し、この第１の薄膜層の表面と前記穴の内表面を含めて第２の薄膜層を積層し更に、この第２の薄膜層の表面とこの薄膜層に形成された穴の内表面を含めて第３の薄膜層、更に、この第３の薄膜層の表面とこの薄膜層に形成された穴の内表面を含めて第４の薄膜層というように複数の薄膜層を順次積層することにより、多層の薄膜積層体に発生する応力を分散させることができ、接着剤等を使用することなく、また応力が少ない温度環境で部材を分割することなく、部材の構造において効果的に応力を分散させることができるという有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るスパッタリング等により形成された膜の剥離防止構造を有する薄膜積層体の外観を示す斜視図
【図２】図１に示す薄膜積層体の構成材料の温度係数の違いがもたらす影響を示す説明図
【図３】本実施の形態のＭｇＯ結晶面とＰＺＴ結晶面に発生する応力をくい止めるための杭を示す概念図
【図４】図３に示す抗の概念を更に発展させて楔を形成した場合の構成を示す断面図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１における基板上のレジスト層の露光を示す図
（ｂ）本発明の実施の形態１における基板上にレジスト層穴の形成及び遮光マスクの除去を示す図
（ｃ）本発明の実施の形態１における基板上への穴の形成を示す図
（ｄ）本発明の実施の形態１における基板上に形成された楔を示す図
【図６】本発明の第１の実施の形態における楔の製造工程を説明したフローチャート
【図７】本発明の第１の実施の形態における楔の拡大図
【図８】図１に示す穴を放電加工を用いて形成する場合の説明図
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜積層体を複数に分割する場合の穴の配列構成を示す図
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る薄膜積層体に形成された楔形状の断面図を示す説明図
【符号の説明】
１０１、９０１  基材
１０２、１００１  膜
１０３  楔
３０１  杭
４０１  楔形状
５０１  レジスト層
５０２  遮光マスク
５０３  レジスト層穴
５０４、９０２  穴
８０１  放電電極
８０２  油
８０３  被加工物
８０４  放電
９０３  分割位置
９０４  分割部品
９０５  非活用部
【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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