(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンの積層を可能とするドナー基板、微小構造体、およびそれらの製造方法を提供する。【解決手段】  ドナー基板１０８の積層部材１０７をターゲット基板１０９側に転写する第１の工程と、前記ターゲット基板１０９側に転写された前記積層部材１０７に含まれる、基板１００との間の離型性を制御するための消失離型層１０２部分をエッチングにより除去して材料部分１０４−１および材料部分１０４−２で構成される薄膜パターン１０６を残す第２の工程と、前記第１、第２の工程を繰り返すことにより、前記ドナー基板１０８の複数の前記積層部材１０７を前記ターゲット基板１０９側に順次積層して前記微小構造体を作製する第３の工程とを含むことを特徴とする微小構造体の製造方法を提供する。【選択図】    図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンと、
前記基板と前記薄膜パターンとの間に形成され、前記基板との間の離型性を制御するための消失離型層とを備えたことを特徴とするドナー基板。
【請求項２】
前記薄膜パターンと前記消失離型層との間の密着力が、前記消失離型層と前記基板との間の密着力よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のドナー基板。
【請求項３】
前記消失離型層と前記薄膜パターンをそれぞれ形成する材料の組み合わせは、前記消失離型層のみを選択的に除去することが可能なものであることを特徴とする請求項１に記載のドナー基板。
【請求項４】
前記薄膜パターンの上面に、前記薄膜パターンの材料よりも前記消失離型層との間の密着力の高い材料からなる接着層を設けたことを特徴とする請求項１に記載のドナー基板。
【請求項５】
前記薄膜パターンを構成する前記材料の１つに前記消失離型層と同じ材料を用いたことを特徴とする請求項１に記載のドナー基板。
【請求項６】
前記消失離型層の膜厚は、前記薄膜パターンの表面粗さ（Ｒａ）以上、前記薄膜パターンの膜厚の１割以下であることを特徴とする請求項１に記載のドナー基板。
【請求項７】
面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンと、基板との間の離型性を制御するための消失離型層とを含む複数の積層部材を積層してなることを特徴とする微小構造体。
【請求項８】
前記積層部材は、前記薄膜パターンの材料よりも前記消失離型層との間の密着力の高い材料からなる接着層を含むことを特徴とする請求項７に記載の微小構造体。
【請求項９】
基板上に、前記基板との間の離型性を制御するための消失離型層を形成する第１の工程と、
前記消失離型層の上に面内で部分的に材料の異なる薄膜を形成する第２の工程と、
前記薄膜の上にレジストを形成する第３の工程と、
エッチングを施した後に前記レジストを除去することにより前記消失離型層および前記薄膜をパターニングしてドナー基板を作製する第４の工程とを含むことを特徴とするドナー基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の工程と前記第３の工程との間に、前記薄膜の上に前記接着層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項９に記載のドナー基板の製造方法。
【請求項１１】
基板上にリフトオフ用レジストを形成する第１の工程と、
前記リフトオフ用レジストを備える前記基板上に前記基板との間の離型性を制御するための消失離型層を形成する第２の工程と、
前記消失離型層の上に面内で部分的に材料の異なる薄膜を形成する第３の工程と、
前記リフトオフ用レジストを前記リフトオフ用レジスト上の前記薄膜と共に除去することにより、前記消失離型層および前記薄膜をパターニングしてドナー基板を作製する第４の工程とを含むことを特徴とするドナー基板の製造方法。
【請求項１２】
前記第３の工程と前記第４の工程との間に、前記薄膜の上に前記接着層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載のドナー基板の製造方法。
【請求項１３】
ドナー基板の積層部材をターゲット基板側に転写する第１の工程と、
前記ターゲット基板側に転写された前記積層部材に含まれる、基板との間の離型性を制御するための消失離型層をエッチングにより除去する第２の工程と、
前記第１、第２の工程を繰り返すことにより、前記ドナー基板の複数の前記積層部材を前記ターゲット基板側に順次積層して前記微小構造体を作製する第３の工程とを含むことを特徴とする微小構造体の製造方法。
【請求項１４】
ドナー基板の積層部材をターゲット基板側に転写する第１の工程と、
前記ターゲット基板側に転写された前記積層部材に含まれる、基板との間の離型性を制御するための消失離型層、および前記積層部材に含まれる薄膜パターンの前記消失離型層と同じ材料で形成された部分をエッチングにより除去する第２の工程と、
前記第１、第２の工程を繰り返すことにより、前記ドナー基板の複数の前記積層部材を前記ターゲット基板側に順次積層して微小構造体を作製する第３の工程とを含むことを特徴とする微小構造体の製造方法。
【請求項１５】
前記エッチングは、ＦＡＢ処理により施されるものであることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の微小構造体の製造方法。
【請求項１６】
ドナー基板の１層目の積層部材をターゲット基板側に転写する第１の工程と、
前記ターゲット基板側に転写された前記１層目の積層部材に含まれる、基板との間の離型性を制御するための消失離型層部分と、２層目の積層部材に含まれる、前記積層部材に含まれる薄膜パターンの材料よりも前記消失離型層との間の密着力の高い材料からなる接着層とを接着させて、前記２層目の積層部材をターゲット基板側に転写する第２の工程とを含むことを特徴とする微小構造体の製造方法。
【請求項１７】
面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層して微小構造体を作製する微小構造体の製造方法において、
前記薄膜パターンを構成する第１の材料と好適な離型性を有する第１の離型層を備える第１の基板と、第２の材料と好適な離型性を有する第２の離型層を備える第２の基板を用意する第１の工程と、
前記薄膜パターンの前記第１の材料で構成される部分を第１の基板上に形成し、前記第２の材料で構成される部分を第２の基板上に形成する第２の工程と、
前記第１の基板上の前記第１の材料で構成される部分の第１層目をターゲット基板側に転写する第３の工程と、
前記第２の基板上の前記第２の材料で構成される部分の第１層目をターゲット基板側に転写する第４の工程と、
前記第３および４の工程を第２層目以降の薄膜パターンについて繰り返すことにより、前記薄膜パターンを前記ターゲット基板側に順次積層して前記微小構造体を作製する第５の工程とを含むことを特徴とする微小構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層造形方法によって作製される微少ギアや微少光学部品等の微小構造体、およびそれを製造するためのドナー基板、およびそれらの製造方法に関する。
【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、基板上に設けられた離型層上に微小構造体の各断面に対応した複数の薄膜パターンを形成したドナー基板を作製し、ドナー基板に対向して構造体形成基板（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。
【０００４】
この製造方法においては、薄膜パターンと離型層の間の好適な密着力は３００〜１０００ｇ／ｃｍ２であると考えられ、この数値を超える場合は積層工程において薄膜パターンを離型層から剥離させることが困難になり、一方、この数値に満たない場合は積層工程以前に薄膜パターンが離型層から剥離するおそれがある。そのため、薄膜パターンの材料に合わせて、適した密着力を有する離型層を用いる必要がある。
【０００５】
表１に薄膜パターンの材料と離型層の材料の適応可否の一例を示す。表中の「○」は適した組み合わせであること、「×」は密着力が強すぎて適さない組み合わせであることを示している。
【表１】
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【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】
【０００６】
しかし、従来の微小構造体の製造方法によると、基板１００上に離型層１０１を介して形成された、面内で異なる材料部分（１０４−１、１０４−２）からなる薄膜パターン１０６を積層する場合は、各々の薄膜パターン材料の離型層１０１との間の剥離性に差が生じるため、全ての薄膜パターン１０６を確実にターゲット基板１０９側へ転写することが困難になる。
【０００７】
図８（ａ）〜（ｃ）に、一部の材料で構成された部分が転写されない場合の一例を示す。
【０００８】
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、ターゲット基板１０９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８（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１０９をドナー基板１０８の薄膜パターン１０６上に位置させる。続いて、ターゲット基板１０９の表面および薄膜パターン１０６表面にアルゴン原子ビームを照射して清浄化する。
【０００９】
次に、図８（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１０９とを所定の時間（例えば、５分間）押圧し、ターゲット基板１０９と薄膜パターン１０６とを常温接合する。
【００１０】
次に、図８（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１０６を構成する１０４−１および１０４−２の２つの材料部分のうち、第１の材料部分１０４−１のみが離型層１０１から剥離し、ターゲット基板１０９側に転写される。このような部分的な転写不良を解決することが本発明の趣旨である。
【００１１】
従って、本発明の目的は、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンの積層を可能とするドナー基板、微小構造体、およびそれら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】
【００１２】
本発明の第１の態様は、上記目的を達成するため、基板と、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンと、前記基板と前記薄膜パターンとの間に形成され、前記基板との間の離型性を制御するための消失離型層とを備えたことを特徴とするドナー基板を提供する。
【００１３】
上記本発明の第１の態様に係るドナー基板によれば、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層する場合であっても、全ての薄膜パターンを確実にターゲット基板側へ転写することが可能となる。
【００１４】
また、全ての部分が単一の材料で構成された薄膜パターンを積層する場合に、その材料に適した離型性を有する離型層が存在しない場合であっても、ドナー基板が消失離型層を備えることにより、全ての薄膜パターンを確実にターゲット基板側へ転写することが可能となる。
【００１５】
薄膜パターンと消失離型層との間の密着力は、消失離型層と前記基板との間の密着力よりも大きいことが好ましい。
【００１６】
消失離型層と薄膜パターンをそれぞれ形成する材料の組み合わせは、消失離型層のみを選択的に除去することが可能なものであることが好ましい。ＦＡＢ処理等の物理的なエッチング法により除去する場合には、スパッタ収率の差が大きい材料の組み合わせが好ましく、ウェットエッチングやドライエッチング等の化学的なエッチング法により除去する場合には、化学耐食性の差が大きい材料の組み合わせが好ましい。
【００１７】
薄膜パターンの上面に、薄膜パターンの材料よりも消失離型層との間の密着力の高い材料からなる接着層を設けてもよい。
【００１８】
接着層は、消失離型層と同じ材料から構成されたものであることが好ましい。
【００１９】
薄膜パターンの一部分を構成する材料に消失離型層と同じ材料を用いてもよい。
【００２０】
消失離型層の膜厚は、薄膜パターンの表面粗さ（Ｒａ）以上、薄膜パターンの膜厚の１割以下であることが好ましい。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
本発明の第２の態様は、上記目的を達成するため、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンおよび基板との間の離型性を制御するための消失離型層と構造体を形成する薄膜パターンを含む複数の積層部材を積層してなることを特徴とする微小構造体を提供する。
【００２４】
上記第２の態様によれば、離型性を制御するための消失離型層を含むことにより、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層した微小構造体を作製することができる。
【００２５】
積層部材は、薄膜パターンの材料よりも消失離型層との間の密着力の高い材料からなる接着層を含んでいてもよい。
【００２６】
接着層は、消失離型層と同じ材料から構成されたものであることが好ましい。
【００２７】
本発明の第３の態様は、上記目的を達成するため、基板上に、前記基板との間の離型性を制御するための消失離型層を形成する第１の工程と、前記消失離型層の上に面内で部分的に材料の異なる薄膜を形成する第２の工程と、前記薄膜の上にレジストを形成する第３の工程と、エッチングを施した後に前記レジストを除去することにより前記消失離型層および前記薄膜をパターニングしてドナー基板を作製する第４の工程とを含むことを特徴とするドナー基板の製造方法を提供する。
【００２８】
上記第３の態様によれば、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンと、基板と前記薄膜パターンとの間に形成され、基板との間の離型性を制御するための消失離型層とを備えたドナー基板を作製することができる。
【００２９】
第２の工程と第３の工程との間に、薄膜の上に接着層を形成する工程を含んでもよい。
【００３０】
本発明の第４の態様は、上記目的を達成するため、基板上にリフトオフ用レジストを形成する第１の工程と、前記リフトオフ用レジストを備える前記基板上に前記基板との間の離型性を制御するための消失離型層を形成する第２の工程と、前記消失離型層の上に面内で部分的に材料の異なる薄膜を形成する第３の工程と、前記リフトオフ用レジストを前記リフトオフ用レジスト上の前記薄膜と共に除去することにより、前記消失離型層および前記薄膜をパターニングしてドナー基板を作製する第４の工程とを含むことを特徴とするドナー基板の製造方法を提供する。
【００３１】
上記第４の態様によれば、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンと、基板と前記薄膜パターンとの間に形成され、基板との間の離型性を制御するための消失離型層とを備えたドナー基板を作製することができる。
【００３２】
第３の工程と第４の工程との間に、薄膜の上に接着層を形成する工程を含んでもよい。
【００３３】
本発明の第５の態様は、上記目的を達成するため、ドナー基板の積層部材をターゲット基板側に転写する第１の工程と、前記ターゲット基板側に転写された前記積層部材に含まれる、基板との間の離型性を制御するための消失離型層部分をエッチングにより除去する第２の工程と、前記第１、第２の工程を繰り返すことにより、前記ドナー基板の複数の前記積層部材を前記ターゲット基板側に順次積層して前記微小構造体を作製する第３の工程とを含むことを特徴とする微小構造体の製造方法を提供する。
【００３４】
上記第５の態様によれば、ドナー基板の積層部材をターゲット基板側に転写する工程と、ターゲット基板側に転写された積層部材に含まれる、基板との間の離型性を制御するための消失離型層部分をエッチングにより除去する工程とを繰り返すことにより、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層した微小構造体を作製することができる。
【００３５】
上記第５の態様において、消失離型層のエッチングは、ＦＡＢ処理により施されることが好ましい。
【００３６】
なお、ＦＡＢ処理とは、粒子ビームとして例えばアルゴンガスを電圧を印可することにより加速して材料の表面に照射する処理を言う。
【００３７】
本発明の第６の態様は、上記目的を達成するため、ドナー基板の１層目の積層部材をターゲット基板側に転写する第１の工程と、前記ターゲット基板側に転写された前記１層目の積層部材に含まれる、基板との間の離型性を制御するための消失離型層部分と、２層目の積層部材に含まれる、前記積層部材に含まれる薄膜パターンの材料よりも前記消失離型層との間の密着力の高い材料からなる接着層とを接着させて、前記２層目の積層部材をターゲット基板側に転写する第２の工程とを含むことを特徴とする微小構造体の製造方法を提供する。
【００３８】
上記第６の態様によれば、接着層と消失離型層との密着力は、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンと消失離型層並びに面内で部分的に材料の異なる薄膜パターン同士の密着力よりも強いため、より確実に積層部材の積層を行うことができる。
【００３９】
本発明の第７の態様は、上記目的を達成するため、ドナー基板の積層部材をターゲット基板側に転写する第１の工程と、前記ターゲット基板側に転写された前記積層部材の、基板との間の離型性を制御するための消失離型層部分および前記薄膜パターンの前記消失離型層と同じ材料で形成された部分をエッチングにより除去する第２の工程と、前記第１、第２の工程を繰り返すことにより、前記ドナー基板の複数の前記積層部材を前記ターゲット基板側に順次積層して微小構造体を作製する第３の工程とを含むことを特徴とする微小構造体の製造方法を提供する。
【００４０】
上記第７の態様によれば、ドナー基板の積層部材をターゲット基板側に転写する工程と、基板との間の離型性を制御するための消失離型層部分および薄膜パターンの前記消失離型層と同じ材料で形成された部分をエッチングにより除去する工程とを繰り返すことにより、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層した中空構造の微小構造体を作製することができる。
【００４１】
本発明の第８の態様は、上記目的を達成するため、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層して微小構造体を作製する微小構造体の製造方法において、前記薄膜パターンを構成する第１の材料と好適な離型性を有する第１の離型層を備える第１の基板と、第２の材料と好適な離型性を有する第２の離型層を備える第２の基板を用意する第１の工程と、前記薄膜パターンの前記第１の材料で構成される部分を第１の基板上に形成し、前記第２の材料で構成される部分を第２の基板上に形成する第２の工程と、前記第１の基板上の前記第１の材料で構成される部分の第１層目をターゲット基板側に転写する第３の工程と、前記第２の基板上の前記第２の材料で構成される部分の第１層目をターゲット基板側に転写する第４の工程と、前記第３および４の工程を第２層目以降の薄膜パターンについて繰り返すことにより、前記薄膜パターンを前記ターゲット基板側に順次積層して前記微小構造体を作製する第５の工程とを含むことを特徴とする微小構造体の製造方法を提供する。
【００４２】
上記第８の態様によれば、薄膜パターンを構成する材料毎に、各々の材料にとって離型性の適した離型層を備えた基板を用意して薄膜パターンを形成し、これらの基板から順次ターゲット基板側に積層することにより、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層した微小構造体を作製することができる。
【００４３】
上記第５〜８の態様において、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。
【００４４】
上記第５〜８の態様において、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ＦＡＢ処理により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。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層する場合であっても、全ての薄膜パターンを確実にターゲット基板側へ転写することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態に係る微小構造体の製造方法をドナー基板の作製工程と積層部材の積層工程とに分けて説明する。
【００４７】
（ドナー基板の作製）
図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係るドナー基板の各製造工程における断面図である。
【００４８】
まず、図１（ａ）に示すように、Ｓｉからなる基板１００の上にフッ化ポリイミドからなる離型層１０１を形成し、その上にＡｕからなる消失離型層１０２および面内で部分的に材料の異なる薄膜１０３を形成する。この第１の実施の形態においては、薄膜１０３は、Ｃｕからなる第１の材料部分１０４−１とＡｌからなる第２の材料部分１０４−２を有する。
【００４９】
次に、図１（ｂ）に示すように、薄膜１０３の上にレジスト１０５を形成する。
【００５０】
次に、図１（ｃ）に示すように、薄膜１０３を所望の形状にパターニングして薄膜パターン１０６を形成する。レジストのパターニングは、リソグラフィー法を用いて実施されることが好ましい。
【００５１】
次に、図１（ｄ）に示すように、レジスト１０５を除去して、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターン１０６と消失離型層１０２から構成される積層部材１０７を備えるドナー基板１０８を得る。
【００５２】
なお、この第１の実施の形態に係るドナー基板の作製方法は、以下に説明するものであってもよい。
【００５３】
図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るドナー基板の各製造工程における断面図である。
【００５４】
まず、図２（ａ）に示すように、Ｓｉからなる基板１００の上にフッ化ポリイミドからなる離型層１０１を形成し、その上にリフトオフ用レジスト１０５を形成する。
【００５５】
次に、図２（ｂ）に示すように、リフトオフ用レジスト１０５を備える基板１００上に消失離型層１０２および面内で部分的に材料の異なる薄膜１０３を形成する。薄膜１０３は、第１の材料部分１０４−１と第２の材料部分１０４−２を有する。
【００５６】
次に、図２（ｃ）に示すように、リフトオフ用レジストをリフトオフ用レジスト上の薄膜１０３と共に除去することにより、消失離型層１０２および薄膜１０３をパターニングして、薄膜パターン１０６と消失離型層１０２から構成される積層部材１０７を備えたドナー基板１０８を得る。
【００５７】
（積層部材の積層）
図３Ａ（ａ）〜（ｄ）、３Ｂ（ｅ）〜（ｇ）は、積層部材の積層工程を示す側面図である。
【００５８】
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、ターゲット基板１０９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３Ａ（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１０９をドナー基板１０８の１層目の積層部材１０７−１上に位置させる。続いて、ターゲット基板１０９の表面および１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６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３Ａ（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１０９とを所定の時間（例えば、５分間）押圧し、ターゲット基板１０９と１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６とを常温接合する。
【００６０】
次に、図３Ａ（ｃ）に示すように、上部ステージを上昇させると、１層目の積層部材１０７−１が離型層１０１から剥離し、ターゲット基板１０９側に転写される。これは、１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６とターゲット基板１０９との密着力並びに１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６と消失離型層１０２との密着力が消失離型層１０２と離型層１０１との密着力より十分に大きいからである。
【００６１】
次に、図３Ａ（ｄ）に示すように、ターゲット基板１０９側に転写された１層目の積層部材１０７−１にアルゴン原子ビームを照射して、消失離型層１０２を除去する。なお、このときのアルゴン原子ビームは、転写直前にターゲット基板１０９の表面および１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６表面の清浄化の為に照射したアルゴン原子ビームと同じ装置から照射されるものである。
【００６２】
次に、図３Ｂ（ｅ）に示すように、下部ステージおよび上部ステージをターゲット基板１０９が２層目の積層部材１０７−２上に位置するように相対的に移動させ、ターゲット基板１０９側に転写された薄膜パターン１０６の表面（消失離型層１０２が存在していた面）および２層目の積層部材１０７−２の薄膜パターン１０６の表面を前述したように清浄化した後、上部ステージを下降させ、１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６と２層目の積層部材１０７−２の薄膜パターン１０６とを接合させる。
【００６３】
次に、図３Ｂ（ｆ）に示すように、上部ステージを上昇させると、２層目の積層部材１０７−２が離型層１０９から剥離し、ターゲット基板１０９側に転写される。
【００６４】
次に、図３Ｂ（ｇ）に示すように、ターゲット基板１０９側に転写された２層目の積層部材１０７−２にアルゴン原子ビームを照射して、消失離型層１０２を除去する。
【００６５】
以降、全ての積層部材について上記のターゲット基板１０９への転写および消失離型層１０２の除去の工程を繰り返すことにより、微小構造体が得られる。
【００６６】
なお、基板１００と消失離型層１０２との間の離型性が、上記の工程による積層部材１０７の積層に適したものである場合は、離型層は無くてもよい。
【００６７】
また、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、消失離型層１０２の存在が、以降の工程に悪影響を及ぼさない場合は、これを除去せずにそのまま積層部材１０７を積層してもよい。
【００６８】
（第１の実施の形態の効果）
上記本発明の第１の実施の形態によれば、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層する場合であっても、全ての薄膜パターンを確実にターゲット基板側へ転写することが可能となる。
【００６９】
また、全ての部分が単一の材料で構成された薄膜パターンを積層する場合に、その材料に適した離型性を有する離型層が存在しない場合であっても、ドナー基板が消失離型層を備えることにより、材料に依存せず全ての薄膜パターンを確実にターゲット基板側へ転写することが可能となる。
【００７０】
〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態に係る微小構造体の製造方法をドナー基板の作製工程と積層部材の積層工程とに分けて説明する。
【００７１】
（ドナー基板の作製）
ドナー基板の作製方法は第１の実施の形態と同じであるが、この第２の実施の形態においては、ＳｉＯ２からなる離型層１０１と、Ｃｕからなる消失離型層１０２と、薄膜１０３は、Ａｕからなる第１の材料部分１０４−１と、Ａｌからなる第２の材料部分１０４−２と、消失犠牲層１０２と同じ材料であるＣｕからなる第３の材料部分１０４−３を有する。
【００７２】
（積層部材の積層）
図５Ａ（ａ）〜（ｄ）、図５Ｂ（ｅ）〜（ｈ）は、積層部材の積層工程を示す側面図である。なお、ターゲット基板１０９と１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６とを常温接合するまでの工程は第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００７３】
次に、図５Ａ（ａ）に示すように、上部ステージを上昇させると、１層目の積層部材１０７−１が離型層１０１から剥離し、ターゲット基板１０９側に転写される。これは、１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６とターゲット基板１０９との密着力並びに１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６と消失離型層１０２との密着力が消失離型層１０２と離型層１０１との密着力よりも大きいからである。
【００７４】
次に、図５Ａ（ｂ）に示すように、ターゲット基板１０９側に転写された１層目の積層部材１０７−１に塩化第２鉄水溶液によるウェットエッチング処理を施し、消失離型層１０２およびＣｕからなる第３の材料部分１０４−３を除去する。
【００７５】
次に、図５Ａ（ｃ）に示すように、下部ステージおよび上部ステージをターゲット基板１０９が２層目の積層部材１０７−２上に位置するように相対的に移動させ、ターゲット基板１０９側に転写された薄膜パターン１０６の表面（消失離型層１０２が存在していた面）および２層目の積層部材１０７−２の薄膜パターン１０６の表面を前述したように清浄化した後、上部ステージを下降させ、１層目の積層部材１０７−１の薄膜パターン１０６と２層目の積層部材１０７−２の薄膜パターン１０６とを接合させる。
【００７６】
次に、図５Ａ（ｄ）に示すように、上部ステージを上昇させると、２層目の積層部材１０７−２が離型層１０９から剥離し、ターゲット基板１０９側に転写される。
【００７７】
次に、図５Ｂ（ｅ）に示すように、ターゲット基板１０９側に転写された２層目の積層部材１０７−２に塩化第２鉄水溶液によるウェットエッチング処理を施し、消失離型層１０２および消失犠牲層１０２と同じ材料であるＣｕからなる第３の材料部分１０４−３を除去する。
【００７８】
続けて、図５Ｂ（ｆ）〜（ｈ）に示すように、同様の手順で３層目の積層部材１０７−３をターゲット基板１０９側に転写し、消失離型層１０２および離型層と同じ材料であるＣｕからなる第３の材料部分１０４−３を除去する。
【００７９】
以上の工程により、中空構造を有する微小構造体が得られる。
【００８０】
なお、基板１００と消失離型層１０２との間の離型性が、上記の工程による積層部材１０７の積層に適したものである場合は、離型層は無くてもよい。
【００８１】
（第２の実施の形態の効果）
上記本発明の第２の実施の形態によれば、ドナー基板の積層部材をターゲット基板側に転写する工程と、基板との間の離型性を制御するための消失離型層部分および薄膜パターンの前記消失離型層と同じ材料で形成された部分をエッチングにより除去する工程とを繰り返すことにより、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層した中空構造の微小構造体を作製することができる。
【００８２】
なお、消失離型層および犠牲槽材料をエッチングするタイミングは、本実施例では各断面パターンを接合後に実施しているが、構造体の精度や形状によっては、複数層積層したあとに、まとめて行ってもよく、すべての積層が終了した後に一括で行っても良い。
【００８３】
〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態に係る微小構造体の製造方法をドナー基板の作製工程と積層部材の積層工程とに分けて説明する。
【００８４】
（ドナー基板の作製）
ドナー基板の作製方法は第１の実施の形態と同じであるが、この第２の実施の形態においては、積層部材１０７は、薄膜パターン１０６の上に接着層１１０を備える。接着層１１０は、消失離型層と同じ材料であるＡｕで形成されることが好ましい。
【００８５】
（積層部材の積層）
図６（ａ）〜（ｄ）は、積層部材の積層工程を示す側面図である。この第３の実施の形態に係る薄膜パターンの積層方法の、第１の実施の形態との相違点は、エッチングにより消失離型層１０２を除去せずに、積層部材１０７を積層することである。
【００８６】
この際、図６（ｃ）に示すように、１層目の積層部材１０７−１の消失離型層１０２と、２層目の積層部材１０７−２の接着層１１０が接着される。以降の積層部材の積層の際においても同様に、消失離型層１０２と接着層１１０が接着される。
【００８７】
（第３の実施の形態の効果）
上記本発明の第３の実施の形態によれば、接着層と消失離型層との密着力は、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンと消失離型層並びに面内で部分的に材料の異なる薄膜パターン同士の密着力よりも強いため、より確実に積層部材の積層を行うことができる。
【００８８】
〔第４の実施の形態〕
本発明の第４の実施の形態に係る微小構造体の製造方法をドナー基板の作製工程と積層部材の積層工程とに分けて説明する。
【００８９】
（ドナー基板の作製）
基板１００上に、薄膜パターン１０６を構成する第１の材料と好適な離型性を有する第１の離型層１０２−１を形成し、その上に薄膜パターン１０６を構成する第１の材料部分１０４−１を形成することにより、第１のドナー基板１０８−１を得る。
【００９０】
同様に、基板１００上に、薄膜パターン１０６を構成する第２の材料と好適な離型性を有する第２の離型層１０２−２を形成し、その上に薄膜パターン１０６を構成する第２の材料部分１０４−２を形成することにより、第２のドナー基板１０８−２を得る。
【００９１】
（積層部材の積層）
図７Ａ（ａ）〜（ｄ）および図７Ｂ（ｅ）〜（ｈ）は、積層部材の積層工程を示す側面図である。
【００９２】
第１のドナー基板１０８−１および第２のドナー基板１０８−２を真空槽内の図示しない下部ステージ上に配置し、ターゲット基板１０９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７Ａ（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１０９を第１のドナー基板１０８−１の１層目の積層部材１０７−１上に位置させる。続いて、ターゲット基板１０９の表面および１層目の積層部材１０７−１の第１の材料部分１０４−１表面にアルゴン原子ビームを照射して清浄化する。
【００９３】
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）で第１のドナー基板１０８−１とターゲット基板１０９とを所定の時間（例えば、５分間）押圧し、ターゲット基板１０９と１層目の積層部材１０７−１の第１の材料部分１０４−１とを常温接合する。
【００９４】
次に、図７Ａ（ｃ）に示すように、上部ステージを上昇させて１層目の積層部材１０７−１の第１の材料部分１０４−１をターゲット基板１０９へ転写させ、下部ステージおよび上部ステージをターゲット基板１０９が第２のドナー基板１０８−２の１層目の積層部材１０７−１上に位置するように相対的に移動させ、ターゲット基板と、ターゲット基板１０９側に転写された第１の材料部分１０４−１の表面および第２のドナー基板１０８−２の１層目の積層部材１０７−１の表面を前述したように清浄化する。
【００９５】
次に、図７Ａ（ｄ）に示すように、上部ステージを下降させ、ターゲット基板と１層目の積層部材１０７−１の第２の材料部分１０４−２とを、１層目の積層部材１０７−１の第１の材料部分１０４−１と１層目の積層部材１０７−１の第２の材料部分１０４−２が組み合わさるように接合させる。
【００９６】
続けて、図７Ｂ（ｆ）〜（ｈ）に示すように、同様の手順で２層目の積層部材１０７−２の第１の材料部分１０４−１と第２の材料部分１０４−２を順次ターゲット基板１０９側に転写することにより、微小構造体が得られる。
【００９７】
（第４の実施の形態の効果）
上記本発明の第４の実施の形態によれば、薄膜パターンを構成する材料毎に、各々の材料にとって離型性の適した離型層を備えた基板を用意して薄膜パターンを形成し、これらの基板から順次ターゲット基板側に積層することにより、面内で部分的に材料の異なる薄膜パターンを積層した微小構造体を作製することができる。
【００９８】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、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、上記各実施の形態で説明した微小構造体の形状や材料は一例であり、別のものに置き換えることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係るドナー基板の製造工程を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るドナー基板の製造工程を示す断面図である。
【図３Ａ】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係る積層部材の積層工程を示す断面図である。
【図３Ｂ】（ｅ）〜（ｇ）は、本発明の第１の実施の形態に係る積層部材の積層工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係る積層部材の積層工程を示す断面図である。
【図５Ａ】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２の実施の形態に係る積層部材の積層工程を示す断面図である。
【図５Ｂ】（ｅ）〜（ｈ）は、本発明の第２の実施の形態に係る積層部材の積層工程を示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第３の実施の形態に係る積層部材の積層工程を示す断面図である。
【図７Ａ】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第４の実施の形態に係る積層部材の積層工程を示す断面図である。
【図７Ｂ】（ｅ）〜（ｈ）は、本発明の第４の実施の形態に係る積層部材の積層工程を示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、従来の積層部材の積層工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１００    基板
１０１    離型層
１０１−１    第１の離型層
１０１−２    第２の離型層
１０２    消失離型層
１０３    薄膜
１０４−１    第１の材料部分
１０４−２    第２の材料部分
１０４−３    第３の材料部分
１０５    レジスト
１０６    薄膜パターン
１０７、１０７−１、１０７−２、１０７−３    積層部材
１０８    ドナー基板
１０９    ターゲット基板
１１０    接着層
【図１】
2007000958.tif 000004
【図２】
2007000958.tif 000005
【図３Ａ】
2007000958.tif 000006
【図３Ｂ】
2007000958.tif 000007
【図４】
2007000958.tif 000008
【図５Ａ】
2007000958.tif 000009
【図５Ｂ】
2007000958.tif 000010
【図６】
2007000958.tif 000011
【図７Ａ】
2007000958.tif 000012
【図７Ｂ】
2007000958.tif 000013
【図８】
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