(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の薄膜パターンを積層してなる微小構造体の製造方法において、
前記複数の薄膜パターンの形状、大きさおよび積層位置に基づいて薄膜パターンの配置設計を行う第１の工程と、
前記配置設計に基づいてドナー基板上に前記複数の薄膜パターンを形成する第２の工程と、
前記ドナー基板にターゲット基板を対向して配置し、前記ドナー基板と前記ターゲット基板の位置決め、圧接および離間を行い、前記ターゲット基板上に前記複数の薄膜パターンを順次積層する第３の工程とを含み、
前記第１の工程における前記薄膜パターンの配置設計は、１層目の薄膜パターンをターゲット基板のスタンプ部に転写したときの前記１層目の薄膜パターンと前記スタンプ部のドナー基板上に占める平面領域の和集合に、パターニング誤差に対する所定のマージンを加えたものを１層目の薄膜パターンのスタンプ面積とし、ｎ（ｎは２以上の自然数）層目にｎ−１層目の薄膜パターンを転写したときの前記ｎ層目の薄膜パターンと前記ｎ−１層目の薄膜パターンのドナー基板上に占める平面領域の和集合に、パターニング誤差に対する所定のマージンを加えたものをｎ層目の薄膜パターンのスタンプ面積としたとき、前記ｎ層目の薄膜パターンが、ｎ−１層目の前記薄膜パターンのスタンプ面積に接するように配置することを特徴とする微小構造体の製造方法。
【請求項２】
前記所定のマージンは、アライメント顕微鏡の識別精度誤差、圧接軸の繰り返し精度誤差、ターゲット基板もしくはドナー基板の設置されたステージの位置決め精度誤差、フォトリソグラフィー等のパターニング精度誤差等の機械誤差と、積層時の熱や振動等により生じる環境誤差とからなる誤差パラメータ群から定められるものである請求項１に記載の微小構造体の製造方法。
【請求項３】
前記第１の工程は、同一層の薄膜パターンの間に高低差が存在する場合は、それらを分けて配置し、
前記第３の工程は、前記同一層の薄膜パターンの低い薄膜パターンから順に積層していくことを特徴とする請求項１に記載の微小構造体の製造方法。
【請求項４】
基板上に複数の薄膜パターンを有するドナー基板において、
前記複数の薄膜パターンは、請求項１に記載の前記薄膜パターンの配置設計に基づいて形成されたことを特徴とするドナー基板。
【請求項５】
微小構造体の断面形状に対応する複数の薄膜パターンの形状、大きさおよび積層位置を入力情報として入力する入力手段と、
前記入力情報に基づいて、１層目の薄膜パターンをターゲット基板のスタンプ部に転写したときの前記１層目の薄膜パターンと前記スタンプ部のドナー基板上に占める平面領域の和集合に、パターニング誤差に対する所定のマージンを加えたものを１層目の薄膜パターンのスタンプ面積とし、ｎ（ｎは２以上の自然数）層目にｎ−１層目の薄膜パターンを転写したときの前記ｎ層目の薄膜パターンと前記ｎ−１層目の薄膜パターンのドナー基板上に占める平面領域の和集合に、パターニング誤差に対する所定のマージンを加えたものをｎ層目の薄膜パターンのスタンプ面積としたとき、前記ｎ層目の薄膜パターンが、ｎ−１層目の前記薄膜パターンのスタンプ面積に接するように配置する前記複数の薄膜パターンの配置設計を行う処理手段とを備えたことを特徴とするレイアウト設計装置。
【請求項６】
微小構造体の断面形状に対応する複数の薄膜パターンの形状、大きさおよび積層位置を入力情報として受け取る第１のステップと、
前記入力情報に基づいて、１層目の薄膜パターンをターゲット基板のスタンプ部に転写したときの前記１層目の薄膜パターンと前記スタンプ部のドナー基板上に占める平面領域の和集合に、パターニング誤差に対する所定のマージンを加えたものを１層目の薄膜パターンのスタンプ面積とし、ｎ（ｎは２以上の自然数）層目にｎ−１層目の薄膜パターンを転写したときの前記ｎ層目の薄膜パターンと前記ｎ−１層目の薄膜パターンのドナー基板上に占める平面領域の和集合に、パターニング誤差に対する所定のマージンを加えたものをｎ層目の薄膜パターンのスタンプ面積としたとき、前記ｎ層目の薄膜パターンが、ｎ−１層目の前記薄膜パターンのスタンプ面積に接するように配置する前記複数の薄膜パターンの配置設計を行う第２のステップとをコンピュータに実行させるためのレイアウトプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小構造体の製造方法とドナー基板に関し、特に、ドナー基板の面積効率を向上させるように薄膜パターンを配置した微小構造体の製造方法およびドナー基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層造形方法は、コンピュータで設計された複雑な形状の３次元物体を短時間で製造する方法として近年急速に普及している。積層造形方法により造形された３次元物体は、種々の装置の部品のモデル（プロトタイプ）として、部品の動作や形状の良否を調べるために利用される。最近では、積層造形方法を数センチ単位の比較的大きな部品だけでなく、微小ギアや微細光学部品等の微小部品の製造に適用する技術も報告されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この製造方法は、微小構造体の各断面に対応した複数の薄膜パターンを基板上に形成したドナー基板を作製し、ドナー基板に対向してターゲット基板を配置し、ドナー基板とターゲット基板の位置決め、圧接、離間を繰り返すことによりターゲット基板上に複数の薄膜パターンを転写積層した微小構造体を作製するというものである。
【特許文献１】特許第３１６１３６２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、従来の微小構造体の製造方法によると、図１８に示すように、ドナー基板上に形成された各薄膜パターン６０２−１〜３を配置する領域が、薄膜パターンの形状や大きさに係わらず一定であるため、使用するドナー基板の面積が必要以上に大きくなってしまうという問題点がある。
【０００５】
また、従来の微小構造体の製造方法によると、同一層の薄膜パターンの間に高低差が存在する場合に、高さの低い部分のターゲット基板への転写が失敗するおそれがあるという問題点がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、ドナー基板の面積効率を向上させるように薄膜パターンを配置した微小構造体の製造方法、ドナー基板、レイアウト設計装置およびレイアウトプログラムを提供することである。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、同一層の薄膜パターンの間に高低差が存在する場合であっても、全ての薄膜パターンを失敗することなくターゲット基板へ転写することができる微小構造体の製造方法、ドナー基板、レイアウト設計装置およびレイアウトプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、複数の薄膜パターンを積層してなる微小構造体の製造方法において、前記複数の薄膜パターンの形状、大きさおよび積層位置に基づいて薄膜パターンの配置設計を行う第１の工程と、前記配置設計に基づいてドナー基板上に前記複数の薄膜パターンを形成する第２の工程と、前記ドナー基板にターゲット基板を対向して配置し、前記ドナー基板と前記ターゲット基板の位置決め、圧接および離間を行い、前記ターゲット基板上に前記複数の薄膜パターンを順次積層する第３の工程とを含み、前記第１の工程における前記薄膜パターンの配置設計は、１層目の薄膜パターンをターゲット基板のスタンプ部に転写したときの前記１層目の薄膜パターンと前記スタンプ部のドナー基板上に占める平面領域の和集合に、パターニング誤差に対する所定のマージンを加えたものを１層目の薄膜パターンのスタンプ面積とし、ｎ（ｎは２以上の自然数）層目にｎ−１層目の薄膜パターンを転写したときの前記ｎ層目の薄膜パターンと前記ｎ−１層目の薄膜パターンのドナー基板上に占める平面領域の和集合に、パターニング誤差に対する所定のマージンを加えたものをｎ層目の薄膜パターンのスタンプ面積としたとき、前記ｎ層目の薄膜パターンが、ｎ−１層目の前記薄膜パターンのスタンプ面積に接するように配置することを特徴とする微小構造体の製造方法を提供する。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上記目的を達成するため、基板上に複数の薄膜パターンを有するドナー基板において、前記複数の薄膜パターンは、請求項１に記載の前記薄膜パターンの配置設計に基づいて形成されたことを特徴とするドナー基板を提供する。
【００１０】
また、本発明の一態様は、上記目的を達成するため、微小構造体の断面形状に対応する複数の薄膜パターンの形状、大きさおよび積層位置を入力情報として入力する入力手段と、前記入力情報に基づいて、１層目の薄膜パターンをターゲット基板のスタンプ部に転写したときの前記１層目の薄膜パターンと前記スタンプ部のドナー基板上に占める平面領域の和集合に、パターニング誤差に対する所定のマージンを加えたものを１層目の薄膜パターンのスタンプ面積とし、ｎ（ｎは２以上の自然数）層目にｎ−１層目の薄膜パターンを転写したときの前記ｎ層目の薄膜パターンと前記ｎ−１層目の薄膜パターンのドナー基板上に占める平面領域の和集合に、パターニング誤差に対する所定のマージンを加えたものをｎ層目の薄膜パターンのスタンプ面積としたとき、前記ｎ層目の薄膜パターンが、ｎ−１層目の前記薄膜パターンのスタンプ面積に接するように配置する前記複数の薄膜パターンの配置設計を行う処理手段とを備えたことを特徴とするレイアウト設計装置を提供する。
【００１１】
また、本発明の一態様は、上記目的を達成するため、微小構造体の断面形状に対応する複数の薄膜パターンの形状、大きさおよび積層位置を入力情報として受け取る第１のステップと、前記入力情報に基づいて、１層目の薄膜パターンをターゲット基板のスタンプ部に転写したときの前記１層目の薄膜パターンと前記スタンプ部のドナー基板上に占める平面領域の和集合に、パターニング誤差に対する所定のマージンを加えたものを１層目の薄膜パターンのスタンプ面積とし、ｎ（ｎは２以上の自然数）層目にｎ−１層目の薄膜パターンを転写したときの前記ｎ層目の薄膜パターンと前記ｎ−１層目の薄膜パターンのドナー基板上に占める平面領域の和集合に、パターニング誤差に対する所定のマージンを加えたものをｎ層目の薄膜パターンのスタンプ面積としたとき、前記ｎ層目の薄膜パターンが、ｎ−１層目の前記薄膜パターンのスタンプ面積に接するように配置する前記複数の薄膜パターンの配置設計を行う第２のステップとをコンピュータに実行させるためのレイアウトプログラムを提供する。
【００１２】
上記本発明の一態様に係る微小構造体の製造方法、レイアウト設計装置、およびレイアウトプログラムによれば、薄膜パターンの形状、大きさおよび積層位置に基づいて薄膜パターンの配置設計を行うことにより、ドナー基板の面積効率を向上させることができる。
【００１３】
上記本発明の一態様に係るドナー基板によれば、面積効率の高いドナー基板を得ることができる。
【００１４】
上記本発明の一態様に係る微小構造体の製造方法の第１の工程は、１層目の薄膜パターンをターゲット基板のスタンプ部に転写したときのそれらのドナー基板上に占める平面領域の和集合（ｎが１である場合）、もしくはｎ層目にｎ−１層目の薄膜パターンを転写したときのそれらのドナー基板上に占める平面領域の和集合（ｎが２以上の自然数である場合）に、パターニング誤差に対する所定のマージンＭを加えたものであるｎ層目の薄膜パターンのスタンプ面積に基づいて薄膜パターンの配置設計を行うものである。
【００１５】
ｎ層目の薄膜パターンは、１〜ｎ−１層目の薄膜パターンのスタンプ面積と重ならない位置に配置されるものである。
【００１６】
マージンとは、アライメント顕微鏡の識別精度誤差、圧接軸の繰り返し精度誤差、ターゲット基板もしくはドナー基板の設置されたステージの位置決め精度誤差、フォトリソグラフィー等のパターニング精度誤差等の機械誤差と、積層時に発生する熱膨張や振動等により生じる環境誤差からなる誤差パラメータ群から定められるものである。
【００１７】
上記本発明の一態様に係る微小構造体の製造方法の第２の工程において、離型層のドナー基板上への形成は、スパッタ法、分子線ビームエピタキシャル法、化学気相堆積法、真空蒸着法、スピン塗布法等の一般的な薄膜形成方法を用いることができる。
【００１８】
離型層は、ターゲット基板のスタンプ部に転写する際、薄膜パターンが離型層から剥離し易いように離型層と薄膜パターンとの接着強度が調整されたものである。離型層は、例えば、ポリイミド、フッ化ポリイミド、酸化シリコン等の公知の材料を用いることができるが、第一の基板の熱酸化処理を行って形成される熱酸化膜を用いてもよい。
【００１９】
薄膜パターンは、例えば、金属、半導体、セラミックス、プラスチック等の公知の材料を用いることができる。
【００２０】
上記本発明の一態様に係る微小構造体の製造方法の第３の工程において、複数の薄膜パターンは、常温接合によって接合されるのが好ましい。「常温接合」とは、室温で原子同士を直接接合することをいう。常温接合によれば、常温接合される薄膜パターンの形状や厚みの変化が少なく、高精度な微小構造体が得られる。薄膜パターンを接合する前に、その表面に中性原子ビーム、イオンビーム等を照射して表面を清浄化するのが好ましい。清浄化により表面が活性化して強固な接合が得られる。
【００２１】
上記本発明の一態様に係るレイアウト設計装置は、キーボード、マウス等の入力デバイスと、入力デバイスから入力されたパラメータに基づいてレイアウト設計を行うＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等を備えた処理デバイスと、レイアウト結果等を表示するディスプレイ、プリンタ等の出力デバイスを有して構成されている。
【００２２】
入力デバイスは、微小構造体の断面形状に対応する複数の薄膜パターンの形状、大きさおよび積層位置を入力情報として受け取るものであり、処理デバイスのＣＰＵは、薄膜パターンを一平面にレイアウトしたとき、前記平面上の占有面積が最小となるように前記複数の薄膜パターンの配置設計を行うものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、薄膜パターンを配置を所定のアルゴリズムに従って設計し、ドナー基板の面積効率を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
〔第１の実施の形態〕
（微小構造体の構成）
図１（ａ）は、この第１の実施の形態において作製する微小構造体の上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中の一点鎖線Ａ−Ａ’における断面を矢印の指す方向から見た図である。
【００２５】
ターゲット基板１００上に設けられたスタンプ部１０１の上に１層目の薄膜パターン１０２−１、２層目の薄膜パターン１０２−２、および３層目の薄膜パターン１０２−３からなる微小構造体が形成されている。これらの薄膜パターンはそれぞれ異なる面積を有し、面積の大きなものから順に積層することで微小構造体が形成されている。
【００２６】
（微小構造体の製造方法）
次に、図２〜４を参照して、微小構造体の製造方法について、薄膜パターンの配置設計、ドナー基板の作製、薄膜パターンの積層に分けて説明する。
【００２７】
（薄膜パターンの配置設計）
図２（ａ）〜（ｃ）は、レイアウト設計装置による薄膜パターンの配置設計の流れを示す上面図であり、図３はそのフローチャートである。図３のフローチャートに示すようなプログラムがレイアウト設計装置に含まれる処理デバイスのＲＯＭに格納されている。
【００２８】
まず初めに、図２（ａ）に示すように、任意の場所に１層目の薄膜パターン１０２−１を配置し（図３ステップＡ１）、そのスタンプ領域１０５−１を求める（図３ステップＡ２）。
【００２９】
ここで、各層のスタンプ領域は、１層目の薄膜パターン１０２−１のものと、２層目以降の薄膜パターン１０２−２のものとで次のように定義される。１層目の薄膜パターンのスタンプ領域１０５−１は、１層目の薄膜パターンをターゲット基板のスタンプ部に転写したときのそれらのドナー基板１０８上に占める平面領域の和集合にパターニング誤差に対する所定のマージン１０４を加えたもの、ｎ層目（ｎは２以上の自然数）のスタンプ領域１０５−ｎは、ｎ層目にｎ−１層目の薄膜パターンを転写したときのそれらのドナー基板１０８上に占める平面領域の和集合に、パターニング誤差に対する所定のマージン１０４を加えたものである。
【００３０】
ここで、パターニング誤差に対する所定のマージン１０４とは、具体的には、アライメント顕微鏡の識別精度誤差、圧接軸の繰り返し精度誤差、ターゲット基板もしくはドナー基板の設置されたステージの位置決め精度誤差、フォトリソグラフィー等のパターニング精度誤差等の機械誤差と、積層時の熱や振動等により生じる環境誤差からなる誤差パラメータ群から定められるものである。
【００３１】
図１（ａ）、（ｂ）に示したように、１層目の薄膜パターン１０２−１は、ターゲット基板１００のスタンプ部１０１に転写される際に、それらの中心を合わせて転写される。転写後の１層目の薄膜パターン１０２−１とスタンプ部転写領域１０３との位置関係は図２（ａ）に示される通りである。この場合、１層目の薄膜パターン１０２−１はスタンプ部転写領域１０３の中に完全に収まるため、転写時に１層目の薄膜パターン１０２−１とスタンプ部１０１のドナー基板１０８上に占める平面領域の和集合は、スタンプ部転写領域１０３の占める平面領域と等しくなる。
【００３２】
この転写時に１層目の薄膜パターン１０２−１とスタンプ部１０１がドナー基板上に占める平面領域の和集合（スタンプ部転写領域１０３）に、パターニング誤差に対する所定のマージン１０４を付加して、１層目のスタンプ領域１０５−１が求まる。
【００３３】
次に、図２（ｂ）に示すように、２層目の薄膜パターン１０２−２の配置を決める（図３ステップＡ３）。このとき、２層目の薄膜パターン１０２−２を１層目のスタンプ領域１０５−１に重なる位置に配置すると、１層目の薄膜パターン１０２−１をスタンプ部１０１に転写する際に、２層目の薄膜パターン１０２−２も同時に転写されてしまう。そのため、１層目のスタンプ領域１０５−１に重ならずに、かつなるべくドナー基板１０８上に占める平面領域を少なくするために、２層目の薄膜パターン１０２−２を１層目のスタンプ領域１０５−１に接するように配置する。
【００３４】
図１（ａ）、（ｂ）に示したように、２層目の薄膜パターン１０２−２は、１層目の薄膜パターン１０２−１に転写される際に、それらの中心を合わせて転写される。転写後の２層目の薄膜パターン１０２−２と１層目の薄膜パターン転写領域１０６−１との位置関係は図２（ｂ）に示される通りである。この場合、２層目の薄膜パターン１０２−２は１層目の薄膜パターン転写領域１０６−１の中に完全に収まるため、転写時に２層目の薄膜パターン１０２−２と１層目の薄膜パターン１０２−１のドナー基板１０８上に占める平面領域の和集合は、１層目の薄膜パターン１０２−１の占める平面領域と等しくなる。
【００３５】
この転写時に２層目の薄膜パターン１０２−２と１層目の薄膜パターン１０２−１がドナー基板上に占める平面領域の和集合（スタンプ部転写領域１０３）に、パターニング誤差に対する所定のマージン１０４を付加して、２層目のスタンプ領域１０５−２が求まる（図３ステップＡ４）。
【００３６】
次に、図２（ｃ）に示すように、３層目の薄膜パターン１０２−３の配置を決める。このとき、３層目の薄膜パターン１０２−３を１層目のスタンプ領域１０５−１、および２層目のスタンプ領域１０５−２に重ならない位置、すなわち２層目までのスタンプ領域の和集合１０７−２に重ならない位置に配置する必要がある。そのため、ドナー基板１０８上に占める平面領域を少なくすることも考慮して、３層目の薄膜パターン１０２−３を図２（ｃ）に示すように２層目までのスタンプ領域の和集合１０７−２に２点で接するように配置する（図３ステップＡ５）。
【００３７】
図４に、最終的に決定した各薄膜パターン１０２−１〜３の配置を示す上面図を示す。
【００３８】
（ドナー基板の作製）
まず、ドナー基板１０８の上に、例えばポリイミドからなる離型層１０９をスピン塗布により形成する。
【００３９】
次に、離型層１０９の上に、薄膜を形成し、これをパターニングして、上記のようにして決定した配置の１〜３層目の薄膜パターン１０２−１〜３を作製する。
【００４０】
（薄膜パターンの積層）
図５Ａ（ａ）〜（ｄ）、５Ｂ（ｅ）〜（ｈ）は、微小構造体の製造工程を示す側面図である。作製した１〜３層目の薄膜パターン１０２−１〜３を積層することで微小構造体を作製する。
【００４１】
ドナー基板１０８を真空槽内の図示しない下部ステージ上に配置し、スタンプ部１０１を備えるターゲット基板１００を真空層内の図示しない上部ステージ上に配置する。続いて、真空槽内を排気して高真空状態あるいは超高真空状態にする。次に、図５Ａ（ａ）に示すように、下部ステージおよび上部ステージを相対的にｘ、ｙ、ｚ方向、およびｚ軸周りの回転角度θの方向に移動させてターゲット基板１００をドナー基板１０８の１層目の薄膜パターン１０２−１上に位置させる。続いて、スタンプ部１０１の表面および１層目の薄膜パターン１０２−１表面にアルゴン原子ビームを照射して清浄化する。
【００４２】
次に、図５Ａ（ｂ）に示すように、上部ステージを下降させ、所定の荷重力（例えば、１０ｋｇｆ／ｍｍ２）でドナー基板１０８とターゲット基板１００とを所定の時間（例えば、５分間）押圧し、スタンプ部１０１と１層目の薄膜パターン１０２−１とを常温接合する。
【００４３】
次に、図５Ａ（ｃ）に示すように、上部ステージを上昇させると、１層目の薄膜パターン１０２−１が離型層１０９から剥離し、ターゲット基板１００側に転写される。これは、１層目の薄膜パターン１０２−１とスタンプ部１０１との密着力が１層目の薄膜パターン１０２−１と離型層１０９との密着力よりも大きいからである。このとき、２層目の薄膜パターン１０２−２は１層目のスタンプ領域１０５−１の外側に位置しているため、同時に転写されることはない。
【００４４】
次に、図５Ａ（ｄ）に示すように、下部ステージおよび上部ステージを相対的に移動させ、ターゲット基板１００を２層目の薄膜パターン１０２−２上に位置させる。ターゲット基板１００側に転写された１層目の薄膜パターン１０２−１の表面（離型層１０９に接触していた面）および２層目の薄膜パターン１０２−２の表面を前述したように清浄化する。
【００４５】
次に、図５Ｂ（ｅ）に示すように、上部ステージを下降させ、１層目の薄膜パターン１０２−１と２層目の薄膜パターン１０２−２とを接合させ、上部ステージを上昇させると、２層目の薄膜パターン１０２−２が離型層１０９から剥離し、ターゲット基板１００側に転写される。
【００４６】
次に、図５Ｂ（ｆ）に示すように、下部ステージおよび上部ステージを相対的に移動させ、ターゲット基板１００を３層目の薄膜パターン１０２−３上に位置させる。ターゲット基板１００側に転写された２層目の薄膜パターン１０２−２の表面および３層目の薄膜パターン１０２−３表面を前述したように清浄化する。
【００４７】
次に、図５Ｂ（ｇ）に示すように、上部ステージを下降させ、２層目の薄膜パターン１０２−２と３層目の薄膜パターン１０２−３とを接合させ、図５Ｂ（ｈ）に示すように、上部ステージを上昇させると、３層目の薄膜パターン１０２−３が離型層１０９から剥離し、ターゲット基板１００側に転写される。
【００４８】
以上の工程により、図１（ａ）、（ｂ）に示す微小構造体が作製される。
【００４９】
（第１の実施の形態の効果）
この第１の実施の形態によれば、薄膜パターンの配置を上記のアルゴリズムに従って設計することにより、面積効率のよいドナー基板１０８を製造することができる。
【００５０】
〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態では、微小構造体の断面形状に対応する薄膜パターンにおいて、同一層の薄膜パターンの間に高低差が存在する場合の薄膜パターンのターゲット基板への転写方法について説明する。
【００５１】
以下に、図６、７を参照して、薄膜パターンの転写方法について、薄膜パターンの配置設計、薄膜パターンの転写に分けて説明する。ドナー基板の作製方法については第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００５２】
（薄膜パターンの配置設計）
電鋳等の成膜法によると、同一基板内においても薄膜パターン成長面が平坦にならず、パターンのレイアウトによっては、同一層の薄膜パターンの間に高低差ができてしまう場合がある。
【００５３】
図６（ａ）、（ｂ）は、同一層の薄膜パターンの間に高低差が存在する場合のレイアウトの一例であり、それぞれ上面図、上面図Ａ−Ａ’における断面図を示す。
【００５４】
薄膜パターンａ１１２−１と薄膜パターンｂ１１２−２は微小構造体の同一層を形成する薄膜パターンであるが、図６（ｂ）に示されるように、薄膜パターンａ１１２−１の高さｈ１と薄膜パターンｂ１１２−２の高さｈ２は異なり、ｈ１＜ｈ２という関係にある。
【００５５】
この場合は、薄膜パターンａ１１２−１と薄膜パターンｂ１１２−２を別の層であるとして、第１の実施の形態に係る薄膜パターンの配置設計方法に従って図５に示すような配置設計を行う。
【００５６】
ここで、第１のスタンプ領域１１５−１は、転写時に薄膜パターンａ１１２−１とスタンプ部１０１がドナー基板上に占める平面領域の和集合（スタンプ部転写領域１０３）に、パターニング誤差に対する所定のマージン１０４を付加したものである。
【００５７】
（薄膜パターンの転写）
図７Ａ（ａ）〜（ｄ）、７Ｂ（ｅ）〜（ｆ）は、微小構造体の製造工程を示す側面図である。作製した薄膜パターンａ１１１−１と薄膜パターンｂ１１１−２を高さの低い順にターゲット基板に転写する。使用する装置は第１の実施の形態と同様であるので、重複する部分については説明を省略する。
【００５８】
まず、図７Ａ（ａ）に示すように、ターゲット基板１００をドナー基板１０８の薄膜パターンｂ１１２−２よりも高さの低い薄膜パターンａ１１２−１上に位置させる。続いて、スタンプ部１０１の表面および薄膜パターンａ１１２−１表面にアルゴン原子ビームを照射して清浄化する。
【００５９】
次に、図７Ａ（ｂ）に示すように、上部ステージを下降させ、所定の荷重力（例えば、１０ｋｇｆ／ｍｍ２）でドナー基板１０８とターゲット基板１００とを所定の時間（例えば、５分間）押圧し、スタンプ部１０１と薄膜パターンａ１１２−１とを常温接合する。
【００６０】
次に、図７Ａ（ｃ）に示すように、上部ステージを上昇させると、薄膜パターンａ１１２−１が離型層１０９から剥離し、ターゲット基板１００側に転写される。これは、薄膜パターンａ１１２−１とスタンプ部１０１との密着力が薄膜パターンａ１１２−１と離型層１０９との密着力よりも大きいからである。このとき、薄膜パターンｂ１１１−２は第１のスタンプ領域１１５−１の外側に位置しているため、同時に転写されることはない。
【００６１】
次に、図７Ａ（ｄ）に示すように、下部ステージおよび上部ステージを相対的に移動させ、ターゲット基板１００を薄膜パターンｂ１１１−２上に位置させる。ターゲット基板１００側に転写された薄膜パターンａ１１２−１の表面（離型層１０９に接触していた面）および薄膜パターンｂ１１１−２の表面を前述したように清浄化する。
【００６２】
次に、図７Ｂ（ｅ）に示すように、上部ステージを下降させ、薄膜パターンａ１１１−１と薄膜パターンｂ１１１−２とを接合させる。
【００６３】
次に、図７Ｂ（ｆ）に示すように、上部ステージを上昇させると、薄膜パターンｂ１１１−２が離型層１０９から剥離し、ターゲット基板１００側に転写される。
【００６４】
（第２の実施の形態の効果）
この第２の実施の形態によれば、同一層の薄膜パターンの間に高低差が存在する場合であっても、高さの異なる薄膜パターン毎に分けて配置し、高さの低い薄膜パターンから順に転写することで、全ての薄膜パターンを失敗することなくターゲット基板へ転写することができる。
【００６５】
以下に本発明の実施の形態を具体的に説明するが、本発明はそれらによって限定されるものではない。
【実施例１】
【００６６】
（微小構造体の構成）
図８（ａ）は、この実施例１において作製する微小構造体の上面図である。また、図８（ｂ）は、図８（ａ）中の一点鎖線Ａ−Ａ’における断面を矢印の指す方向から見た図であり、図８（ｃ）は、図８（ａ）中の一点鎖線Ｂ−Ｂ’における断面を矢印の指す方向から見た図である。
【００６７】
ターゲット基板１００上に設けられたスタンプ部１０１の上に１層目の薄膜パターン２０２−１、２層目の薄膜パターン２０２−２、３層目の薄膜パターン２０２−３、および４層目の薄膜パターン２０２−４からなる微小構造体が形成されている。これらの薄膜パターンはそれぞれ異なる向き、位置で積層され、オーバーハング構造を形成する。
【００６８】
（薄膜パターンの配置設計）
図９（ａ）〜（ｄ）は、薄膜パターンの配置設計の流れを示す上面図である。
【００６９】
まず初めに、図９（ａ）に示すように、任意の場所に１層目の薄膜パターン２０２−１を配置し、そのスタンプ領域２０５−１を求める。
【００７０】
図９（ａ）、（ｂ）に示したように、１層目の薄膜パターン２０２−１は、ターゲット基板１００のスタンプ部１０１に転写される際に、それらの中心を合わせて転写される。転写後の１層目の薄膜パターン２０２−１とスタンプ部転写領域１０３との位置関係は図９（ａ）に示される通りである。この場合、１層目の薄膜パターン２０２−１はスタンプ部転写領域１０３の中に完全に収まるため、転写時に１層目の薄膜パターン２０２−１とスタンプ部１０１のドナー基板１０８上に占める平面領域の和集合は、スタンプ部転写領域１０３の占める平面領域と等しくなる。
【００７１】
この転写時に１層目の薄膜パターン２０２−１とスタンプ部１０１がドナー基板上に占める平面領域の和集合（スタンプ部転写領域１０３）に、パターニング誤差に対する所定のマージン１０４を付加して、１層目のスタンプ領域２０５−１が求まる。
【００７２】
次に、図９（ｂ）に示すように、２層目の薄膜パターン２０２−２の配置を決める。このとき、２層目の薄膜パターン２０２−２を１層目のスタンプ領域２０５−１に重なる位置に配置すると、１層目の薄膜パターン２０２−１をスタンプ部１０１に転写する際に、２層目の薄膜パターン２０２−２も同時に転写されてしまう。そのため、１層目のスタンプ領域１０５−１に重ならずに、かつなるべくドナー基板１０８上に占める平面領域を少なくするために、２層目の薄膜パターン２０２−２を１層目のスタンプ領域２０５−１に接するように配置する。
【００７３】
図８（ａ）、（ｂ）に示したように、２層目の薄膜パターン２０２−２と１層目の薄膜パターン２０２−１は、オーバーハング構造を形成するように転写される。転写後の２層目の薄膜パターン２０２−２と１層目の薄膜パターン転写領域２０６−１との位置関係は図９（ｂ）に示される通りである。転写時に２層目の薄膜パターン２０２−２と１層目の薄膜パターン２０２−１がドナー基板上に占める平面領域の和集合に、パターニング誤差に対する所定のマージン１０４を付加して、２層目のスタンプ領域２０５−２が求まる。
【００７４】
次に、図９（ｃ）に示すように、３層目の薄膜パターン２０２−３の配置を決める。このとき、３層目の薄膜パターン２０２−３を１層目のスタンプ領域２０５−１、および２層目のスタンプ領域２０５−２に重ならない位置、すなわち２層目までのスタンプ領域の和集合２０７−２に重ならない位置に配置する必要がある。そのため、ドナー基板１０８上に占める平面領域を少なくすることも考慮して、３層目の薄膜パターン２０２−３を２層目までのスタンプ領域の和集合２０７−２に接するように配置する。
【００７５】
次に、図９（ｄ）に示すように、４層目の薄膜パターン２０２−４の配置を決める。このとき、４層目の薄膜パターン２０２−４を１層目のスタンプ領域２０５−１、２層目のスタンプ領域２０５−２、および３層目の薄膜パターン２０２−３に重ならない位置、すなわち３層目までのスタンプ領域の和集合２０７−３に重ならない位置に配置する必要がある。そのため、ドナー基板１０８上に占める平面領域を少なくすることも考慮して、４層目の薄膜パターン２０２−４を３層目までのスタンプ領域の和集合２０７−３に接するように配置する。
【００７６】
図１０に、最終的に決定した各薄膜パターンの配置を示す上面図を示す。
【００７７】
（実施例１の効果）
この実施例１によれば、オーバーハング構造を持つ微小構造体を形成する薄膜パターンであっても、第１の実施の形態に係るアルゴリズムに従って配置設計することにより、面積効率を向上させるができる。
【実施例２】
【００７８】
（微小構造体の構成）
図１１（ａ）は、この実施例２において作製する微小構造体の上面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）中の一点鎖線Ａ−Ａ’における断面を矢印の指す方向から見た図である。
【００７９】
ターゲット基板１００上に設けられたスタンプ部１０１の上に１層目の薄膜パターン３２０２−１、２層目の薄膜パターン３０２−２、３層目の薄膜パターン３０２−３、４層目の薄膜パターン３０２−４、および５層目の薄膜パターン３０２−５からなる微小構造体が形成されている。これらの薄膜パターンは孔を有する形状であり、径の大きなものから順に積層することで微小構造体が形成されている。
【００８０】
（薄膜パターンの配置設計）
図１２Ａ（ａ）〜（ｃ）および図１２Ｂ（ｄ）〜（ｅ）およびは、薄膜パターンの配置設計の流れを示す上面図である。
【００８１】
まず初めに、図１２Ａ（ａ）に示すように、任意の場所に１層目の薄膜パターン３０２−１を配置し、そのスタンプ領域３０５−１を求める。
【００８２】
図１１（ａ）、（ｂ）に示したように、１層目の薄膜パターン３０２−１は、ターゲット基板１００のスタンプ部１０１に転写される際に、それらの中心を合わせて転写される。転写後の１層目の薄膜パターン３０２−１とスタンプ部転写領域１０３との位置関係は図１２Ａ（ａ）に示される通りである。この場合、１層目の薄膜パターン３０２−１はスタンプ部転写領域１０３の中に完全に収まるため、転写時に１層目の薄膜パターン３０２−１とスタンプ部１０１のドナー基板１０８上に占める平面領域の和集合は、スタンプ部転写領域１０３の占める平面領域と等しくなる。
【００８３】
この転写時に１層目の薄膜パターン３０２−１とスタンプ部１０１がドナー基板上に占める平面領域の和集合（スタンプ部転写領域１０３）に、パターニング誤差に対する所定のマージン１０４を付加して、１層目のスタンプ領域３０５−１が求まる。
【００８４】
次に、図１２Ａ（ｂ）に示すように、２層目の薄膜パターン３０２−２の配置を決める。このとき、２層目の薄膜パターン３０２−２を１層目のスタンプ領域３０５−１に重なる位置に配置すると、１層目の薄膜パターン３０２−１をスタンプ部１０１に転写する際に、２層目の薄膜パターン３０２−２も同時に転写されてしまう。そのため、１層目のスタンプ領域３０５−１に重ならずに、かつなるべくドナー基板１０８上に占める平面領域を少なくするために、２層目の薄膜パターン３０２−２を１層目のスタンプ領域３０５−１に接するように配置する。
【００８５】
転写後の２層目の薄膜パターン３０２−２と１層目の薄膜パターン転写領域３０６−１との位置関係は図１２Ａ（ｂ）に示される通りである。転写時に２層目の薄膜パターン３０２−２と１層目の薄膜パターン３０２−１がドナー基板上に占める平面領域の和集合に、パターニング誤差に対する所定のマージン１０４を付加して、２層目のスタンプ領域３０５−２が求まる。
【００８６】
次に、図１２Ａ（ｃ）に示すように、３層目の薄膜パターン３０２−３の配置を決める。このとき、１層目のスタンプ領域３０５−１、および２層目のスタンプ領域３０５−２に重ならない位置、すなわち２層目までのスタンプ領域の和集合３０７−２に重ならない位置であって、ドナー基板１０８上に占める平面領域を少なくすることのできる位置として、図１２Ａ（ｃ）に示すような２層目までのスタンプ領域の和集合３０７−２に２点で接する位置を選択する。
【００８７】
次に、図１２Ｂ（ｄ）に示すように、４層目の薄膜パターン３０２−４の配置を決める。このとき、１層目のスタンプ領域３０５−１、２層目のスタンプ領域３０５−２および３層目のスタンプ領域３０５−３に重ならない位置、すなわち３層目までのスタンプ領域の和集合３０７−３に重ならない位置であって、ドナー基板１０８上に占める平面領域を少なくすることのできる位置として、２層目のスタンプ領域３０５−２の孔の内側を選択することができる。
【００８８】
次に、図１２Ｂ（ｅ）に示すように、５層目の薄膜パターン３０２−５の配置を決める。このとき、１層目のスタンプ領域３０５−１、２層目のスタンプ領域３０５−２、３層目のスタンプ領域３０５−３、および４層目のスタンプ領域３０５−４に重ならない位置、すなわち４層目までのスタンプ領域の和集合３０７−４に重ならない位置であって、ドナー基板１０８上に占める平面領域を少なくすることのできる位置として、３層目のスタンプ領域３０５−３の孔の内側を選択することができる。
【００８９】
図１３に、最終的に決定した各薄膜パターンの配置を示す上面図を示す。
【００９０】
（実施例２の効果）
この実施例２によれば、各薄膜パターンが孔を有するドナー基板１０８であっても、薄膜パターンの配置を第１の実施の形態に係るアルゴリズムに従って設計することにより、孔を利用して面積効率を向上させるができる。
【実施例３】
【００９１】
図１４（ａ）は、この実施例３において作製する微小構造体の上面図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）中の一点鎖線Ａ−Ａ’における断面を矢印の指す方向から見た図である。
【００９２】
図１５に、最終的に決定した各薄膜パターンの配置を表す上面図を示す。この第３の実施例に係る微小構造体の構造上の特徴は、各薄膜パターンが凹凸を有する形状であることであり、これらの配置設計は、互いの凹凸部分が入り組んだ形となる。
【００９３】
（実施例３の効果）
この実施例３によれば、各薄膜パターンが凹凸を有するドナー基板１０８であっても、薄膜パターンの配置を第１の実施の形態に係るアルゴリズムに従って設計することにより、面積効率を向上させるができる。
【実施例４】
【００９４】
図１６（ａ）、（ｂ）は、この実施例４において作製する微小構造体の上面図および斜視図を示す。
【００９５】
図１７に、最終的に決定した各薄膜パターンの配置を表す上面図を示す。この第４の実施例に係る微小構造体は、各薄膜パターンが異なる形状を有し、複雑な立体構造を持つ。
【００９６】
なお、この実施例４のように、同一層に複数の薄膜パターンが存在する場合、製造方法によってはこれらの間に高低差が生じる場合があるが、このような場合には、高低差のある薄膜パターンを分けて配置し、低い薄膜パターンから順に積層していくことにより、同一層の全薄膜パターンを失敗することなく積層することができる。
【００９７】
（実施例４の効果）
この実施例４によれば、複雑な立体構造を持つ微小構造体のドナー基板１０８であっても、薄膜パターンの配置を第１の実施の形態に係るアルゴリズムに従って設計することにより、面積効率を向上させるができる。
【００９８】
なお、上記各実施の形態に係る薄膜パターンの配置はそれぞれドナー基板１０８の面積効率を向上させることを目的として設計されたものの一例であり、これらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。例えば、薄膜パターンは、ドナー基板もしくはターゲット基板のθ方向の回転を考慮して、さらに面積効率のよい配置設計を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る微小構造体の上面図および断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜パターンの配置設計の流れを示す上面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜パターンの配置設計のフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る各薄膜パターンの配置を示す上面図である。
【図５Ａ】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係る微小構造体の製造工程を示す側面図である。
【図５Ｂ】（ｅ）〜（ｈ）は、本発明の第１の実施の形態に係る微小構造体の製造工程を示す側面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る各薄膜パターンの配置を示す上面図および断面図である。
【図７Ａ】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２の実施の形態に係る微小構造体の製造工程を示す側面図である。
【図７Ｂ】（ｅ）〜（ｆ）は、本発明の第２の実施の形態に係る微小構造体の製造工程を示す側面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例１に係る微小構造体の上面図および断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例１に係る薄膜パターンの配置設計の流れを示す上面図である。
【図１０】本発明の実施例１に係る各薄膜パターンの配置を示す上面図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例２に係る微小構造体の上面図および断面図である。
【図１２Ａ】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例２に係る薄膜パターンの配置設計の流れを示す上面図である。
【図１２Ｂ】（ｄ）〜（ｅ）は、本発明の実施例２に係る薄膜パターンの配置設計の流れを示す上面図である。
【図１３】本発明の実施例２に係る各薄膜パターンの配置を示す上面図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例３に係る微小構造体の上面図および断面図である。
【図１５】本発明の実施例３に係る各薄膜パターンの配置を示す上面図である。
【図１６】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例４に係る微小構造体の上面図および斜視図である。
【図１７】本発明の実施例４に係る各薄膜パターンの配置を示す上面図である。
【図１８】従来の製造方法に係る各薄膜パターンの配置を示す上面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１００    ターゲット基板
１０１    スタンプ部
１０２−１、２０２−１、３０２−１、４０２−１、５０２−１、６０２−１    １層目の薄膜パターン
１０２−２、２０２−２、３０２−２、４０２−２、５０２−２、６０２−２    ２層目の薄膜パターン
１０２−３、２０２−３、３０２−３、４０２−３、５０２−３、６０２−３    ３層目の薄膜パターン
２０２−４、３０２−４、４０２−４、５０２−４    ４層目の薄膜パターン
３０２−５、４０２−５、５０２−５    ５層目の薄膜パターン
５０２−６    ６層目の薄膜パターン
１０３    スタンプ部転写領域
１０４    マージン
１０５−１、２０５−１、３０５−１    １層目のスタンプ領域
１０５−２、２０５−２、３０５−２    ２層目のスタンプ領域
２０５−３、３０５−３    ３層目のスタンプ領域
３０５−４    ４層目のスタンプ領域
１０６−１、２０６−１、３０６−１    １層目の薄膜パターン転写領域
２０６−２、３０６−２    ２層目の薄膜パターン転写領域
３０６−３    ３層目の薄膜パターン転写領域
１０７−２、２０７−２、３０７−２    ２層目までのスタンプ領域の和集合
２０７−３、３０７−３    ３層目までのスタンプ領域の和集合
３０７−４    ４層目までのスタンプ領域の和集合
４０７−５、５０７−５    ５層目までのスタンプ領域の和集合
１０８    ドナー基板
１０９    離型層
１１２−１    薄膜パターンａ
１１２−２    薄膜パターンｂ
１１５−１    第１のスタンプ領域
【図１】
0004802579.tif 000002
【図２】
0004802579.tif 000003
【図３】
0004802579.tif 000004
【図４】
0004802579.tif 000005
【図５Ａ】
0004802579.tif 000006
【図５Ｂ】
0004802579.tif 000007
【図６】
0004802579.tif 000008
【図７Ａ】
0004802579.tif 000009
【図７Ｂ】
0004802579.tif 000010
【図８】
0004802579.tif 000011
【図９】
0004802579.tif 000012
【図１０】
0004802579.tif 000013
【図１１】
0004802579.tif 000014
【図１２Ａ】
0004802579.tif 000015
【図１２Ｂ】
0004802579.tif 000016
【図１３】
0004802579.tif 000017
【図１４】
0004802579.tif 000018
【図１５】
0004802579.tif 000019
【図１６】
0004802579.tif 000020
【図１７】
0004802579.tif 000021
【図１８】
0004802579.tif 000022