(57)【要約】      （修正有）【課題】相互接続構造などに必要な機能性材料を含む、高精度な複合多機能ミクロ構造とその製造方法を提供する。【解決手段】第１の層（１６）、および第２の層（１７）を設ける。第２の層（１７）は、その上にレリーフ機構（１８）を有し、レリーフ機構間に溝（１９）を形成し保持機構とする。溝には導電材料などの機能性材料からなる第３の層（２０）が堆積され、オプションの浸漬オーバーレイヤ（２２）をその上に含む。層（２０）は、その基部にわたって連続する。【選択図】図１
2009095971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
明細書に記載の発明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細線ミクロ回路および／または機能性材料のミクロアレイを含む多機能ミクロ構造、その製造方法およびマイクロシステムにおけるその使用、それを製造するための装置、ならびに、本発明のミクロ構造を含むマイクロシステムに関する。具体的には、本発明は、ミクロ光学、ミクロ流体、ミクロ電気、ミクロ音響、ミクロ磁気、微生物および／またはミクロ機械の応用のための、ミクロレリーフエレメントまたはエレメントのアレイに関連する電気的に活性な材料のアレイおよび／または微細線回路を含む多機能ミクロ構造、その製造方法および多機能マイクロシステムにおけるその使用、それを製造するための装置、ならびに、微細線構造を含む多機能マイクロシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
新しいマイクロシステム製品の開発のためには、チップの形態のマイクロエレクトロニクスだけではなく、例えばディスプレイモジュール、センサ、アクチュエータ、電源、または情報受信／送信アンテナなどのチッププロセッサに結合するまたは結合されるミクロ機械加工された様々な構成要素が必要とされる。
【０００３】
マイクロシステムの完全な解決策を提供するためには、マイクロエレクトロニクス構成要素を、ミクロ機械加工された構成要素と集積させることが必要である。マイクロエレクトロニクス構成要素は、しばしばシリコンチップ（ＡＳＩＣ）の使用により、システムに知能を搭載することを可能にする。チップの微細化と、単位面積当たりの機能数の増加の要求とに伴い、品質または堅牢性を失わずに複雑さが増大したより微細なミクロ機械加工された構成要素、特に、相互接続構造であって、例えば可撓性のあるまたは強固なプリント基板などに組み込まれ得るミクロ機械加工された構成要素、特に、相互接続構造が必要とされる。
【０００４】
製造における微細化への傾向は、特にマイクロエレクトロニクスおよびコンピュータの分野においては、十分に確立されている。あらゆる種類のコンピュータディスプレイ、ヘルスケア製品、光ファイバ、通信およびセンサ、などの他の分野では、小型サイズおよび高精度の要求がますます重要になってきている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
幾つかの応用では、単一チップ上にすべてのマイクロシステム機能を集積することが可能であるが、ハイブリッドマイクロシステムは、単一基板技術よりも優れている場合が多く、大きな柔軟性を提供し得る。ハイブリッドマイクロシステムでは、各構成要素に最も適した技術が使用され、すべての構成要素またはサブシステムを互いに結合するために、高度な相互接続技術が使用される。本発明は、高度な相互接続製品および技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
単一基板の製造は、半導体産業において開発されたリソグラフィープロセスに依存し、選択的エッチングにより表面レリーフを提供することを可能にする感光性材料にパターンを露光することを可能するためにマスクの使用を伴う。堆積プロセス、露光プロセスおよびエッチングプロセスを繰り返し使用することにより、より、複雑な３次元または多層構造が作製され得る。
【０００７】
現在、可撓性のあるプリント基板の製造のためのリール・ツー・リール（ｒｅｅｌ  ｔｏ  ｒｅｅｌ）技術では、リソグラフィーを使用して、回路を、銅が充填された薄板に導入する。あるいは、高解像度が必要条件ではない応用のために、導電性インクなどの低導電率材料を用いる別の印刷方法が開発されている。既存のリール・ツー・リールの印刷およびリソグラフィープロセスは、業界の傾向により要求される必須の小型サイズおよび精度を提供しないため、機能が制限される。
【０００８】
従って、特に様々な基板および設計の複雑さにおいて、追加の材料を多機能の態様で支持することができる高解像度の微細化されたミクロ構造と、その構造の都合の良い低コストな製造方法であって、好ましくはリール・ツー・リールである製造方法とを提供することが必要である。本発明は以下を提供する。
１．ミクロ構造に関連する少なくとも１つの機能性材料を含む複合多機能ミクロ構造であって、該ミクロ構造は、レリーフ形成材料の層を含み、該レリーフ形成材料の層は、好ましくは、複数のレリーフ機構が形成されて少なくとも１つの保持機構を提供する少なくとも部分的にＵＶ硬化性のレリーフ形成ポリマーを含み、該機能性材料は、該少なくとも１つの保持機構内に堆積され、且つ、該少なくとも１つの保持機構を実質的にまたは部分的に充填するまたは裏打ちする、ミクロ構造。
ａ）レリーフ形成ポリマーを保持することができる受け入れ表面を有する、任意の／無くてもよい第１の基板の第１の層と、
ｂ）任意に無くてもよい、レリーフ形成ポリマーの第２の層であって、該受け入れ表面上にあり、好ましくは少なくとも部分的にＵＶ硬化性である第２の層と、
ｃ）該レリーフ形成ポリマーの第２の層に形成され、少なくとも１つの保持構造を提供する、任意に無くてもよい複数のレリーフ機構と、
ｄ）少なくとも１つの保持機構内に堆積され、該少なくとも１つの保持機構を実質的または部分的に充填するまたは裏打ちする、少なくとも１つの機能性材料の第３の層。
３．前記機能性材料が、前記少なくとも１つの保持機構内に、マイクロレベルから分子レベルのオーダ、好ましくは２５ミクロンおよびそれ未満、より好ましくは１５ミクロンおよびそれ未満、最も好ましくは１０ミクロンおよびそれ未満のオーダの厚さ、堆積幅、または隣接する堆積間の間隔で、１または０．１ミクロンよりも大きいオーダから１または０．１ミクロンまでの均等なオーダまでの寸法に堆積される、項目１または２に記載のミクロ構造。
４．前記機能性材料が、前記保持機構に触媒などのマーカ材料を堆積しその後にその上に成長させることにより得られ得る、標的成長材料などの任意の実質的に非ＵＶ硬化性の非ポリマー材料、または、任意の部分的もしくは実質的にＵＶ硬化性のポリマー材料から選択される、項目１から３のいずれかに記載のミクロ構造。
５．前記レリーフ形成材料が、オプションとして、上で規定された少なくとも１つの機能性材料を包含しまたは含み、該機能性材料が、前記少なくとも１つの保持機構に堆積された機能性材料と同じかまたは異なり、好ましくは異なる、項目１から４のいずれかに記載のミクロ構造。
６．前記機能性材料が、エネルギー差分（例えば誘電泳動、選択された波長の光の分離または遮蔽などによる異なる位相の分離材料）、エネルギー操作（毛管作用による輸送材料）、異なる形態間のエネルギー変換、エネルギー密度の変換（電圧の変換、光の波長変換、など）、空間変換（エネルギーの輸送、動力伝達、通信など）、および時間スケールに沿った変換（例えば電池または磁気データ格納などの、エネルギー保存、データ格納、など）のために適合される任意の材料を含む、項目１から５のいずれかに記載のミクロ構造。
７．微細化された微細線には、非常に高精度な製造技術により、実質的に歪み影響がない、項目１から６のいずれかに記載のミクロ構造。
８．現在小型化されているマイクロチップの高ピンアウト密度に匹敵するトラック密度を提供し、直接のチップ・オン・ボード装着を可能にする微細化された微細線を含む、項目１から７のいずれかに記載のミクロ構造。
９．マイクロ波または他の手段により光学的または磁気的に識別され得る、バーコードなどの自動識別を提供する微細化された微細線を含む、項目１から７のいずれかに記載のミクロ構造。
１０．ディスプレイなどのための高い光伝送のために適合された低密度の微細線適用範囲を有する微細化された微細線を安全の機構と組み合わせて含み、不当な間接的な線観測などを低減する、項目１から７のいずれかに記載のミクロ構造。
１１．前記ミクロ構造の少なくとも１つの保持機構から得られるレリーフ形状および／またはアスペクト比に関連する微細化された微細線を含む、使用するための項目１から７のいずれかに記載のミクロ構造。
１２．上で規定された層の平面での接続および該層のさらなる平面間の接続を使用することにより、または、フォールト・トレラントの態様で且つ故障に対する回路トラックの堅牢性を向上して、製品の小型化および／もしくは他の多機能モジュールとの関連のために３次元の形状に折りたたまれ得る非常に可撓性のある回路を使用することにより、３次元ミクロ回路装置を含み、進行性破壊に対する保護を提供する、項目１から７のいずれかに記載のミクロ構造。
１３．微細線回路を、関連するパッケージングとともに含み、該パッケージングにより追加の機能が提供され、および／または、該パッケージングが、製造の効率のために、上で規定されたミクロレリーフアレイもしくはマイクロシステムを含む、項目１から７のいずれかに記載のミクロ構造。
１４．前記ミクロ構造が、生体電気の応用において、化学的および／もしくは生物学的に活性な機能との適合性のために分子レベルのオーダでミクロ電極として使用されるように適合され、該応用が、電極サイズの、システムの粒子サイズもしくは分子レベルの寸法との適合性により、単位面積当たりの測定効率が高められたバイオセンサとして測定するために適合されるか、または、分離の目的のために適合される、項目１から７のいずれかに記載のミクロ構造。
１５．前記機能性材料が、適切には、Ｖａ、ＶＩａ、ＶＩＩａ、ＶＩＩＩ、Ｉｂ、ＩＩｂ、ＩＩＩｂ、ＩＶｂ、Ｖｂ、ＶＩｂ族、例えばＶ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｃ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｐ、Ｔｅ、Ｔｈなどの元素の周期表のアクチニドおよびその合金と、公知のＵＶ硬化性の磁気、フェロ、または電気的に活性なポリマーとから選択され、該公知のＵＶ硬化性の磁気、フェロ、または電気的に活性なポリマーは、例えば、ポリアニリン、ポリビニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、およびその前駆物質、類似物またはコポリマーの処理可能な形態から選択されるが、これらに限定されない、項目１から１４のいずれかに記載のミクロ構造。
１６．項目１から１５において上で規定されたミクロ構造の製造方法であって、保持機構を含む上で規定されたミクロ構造の（オプションのあるいは無くてもよい）第１の層および（任意に無くてもよい）第２の層を提供する工程と、上で規定された機能性材料を含む第３の層を提供する工程と、を包含し、該機能性材料またはその前駆物質が、レリーフ機構の形成の前、またはそれと同時またはその後に、該保持機構の基部および／または壁を実質的に充填するまたは裏打ちするような態様で堆積される、方法。
１７．ａ）上で規定された第１の、任意に無くてもよい層を提供するステージと、
ｂ）該層の表面または部分を、上で規定された標的媒体を含む標的成長機能性材料の前駆物質と接触させるステージと、
ｃ）受け入れ表面の上に、レリーフ形成ポリマーの第２の層を提供するステージと、
ｄ）該レリーフ形成ポリマーの第２の層に形成される複数のレリーフ機構を提供し、上で規定された少なくとも１つの保持機構に、該保持機構の基部におけるレリーフ形成ポリマーのオーバレイを提供するステージと、
ｅ）該少なくとも１つの保持機構内に含まれ且つ該少なくとも１つの保持機構を実質的または部分的に充填するまたは裏打ちする少なくとも１つの実質的に非ＵＶ硬化性の非ポリマー機能性材料の第３の層を提供する態様で、上で規定された成長媒体と接触させるステージと、を包含し、
標的と該成長媒体との接触を可能にするために、該オーバレイは、実質的にゼロである、項目１６に記載の方法。
上で規定されたステージａ）、ｃ）およびｄ）と、
ｂ１）前記少なくとも１つの保持機構の基部および／または壁を、選択的または非選択的な堆積により、上で規定された機能性材料またはその前駆物質と接触させるステージと、
ｅ１）前記ステージｅ）で規定された成長媒体と接触させるかまたはＵＶ源を用いて硬化させ、上で規定された第３の層を提供するステージと、を包含する、項目１７に記載の方法。
１９．上で規定された第３の層が、
Ｂ１）前記第２の層と、可撓性のある分配層に形成された少なくとも１つのモールド機構との間の接触線を形成する工程と、
Ｂ２）十分な機能性材料またはその前駆物質を塗布し、該接触線に沿って、該少なくとも１つのモールド機構を実質的または部分的に充填するまたは裏打ちする工程と、
Ｂ３）前記受け入れ表面を該可撓性のある分配層に徐々に接触させ、該接触線が該受け入れ表面を横切って移動し、十分な該機能性材料またはその前駆物質が、該モールド機構により捕えられ、該モールド機構を実質的または部分的に充填するまたは裏打ちする工程と、オプションとして、その後に、
Ｂ４）該可撓性のある分配層を少なくとも１つの前記レリーフ機構から解放する工程と、により提供される、項目１６に記載の方法。
２０．項目１６から１９のいずれかに記載の方法により得られるミクロ構造。
２１．ミクロ光学、ミクロ流体、ミクロ電気、ミクロ音響、ミクロ磁気、ミクロ生物学、および／またはミクロ機械の応用から選択される多機能システムにおいて使用するための、項目１から１５および項目２０のいずれかに記載のミクロ構造。
２２．項目１から１５に記載されるミクロ構造を製造するための装置。
【０００９】
驚くことに、発明者らは、上記目的を優れた態様で満たすことができ、ならびに、追加の利点に関連し且つ新しい範囲の使用および応用にアクセスする簡便な方法により製造され得る多機能ミクロ構造が提供され得ることを発見した。
【００１０】
従って、最も広い局面において、本発明により、ミクロ構造に関連する少なくとも１つの機能性材料を含む多機能ミクロ構造であって、レリーフ形成材料の層を含み、レリーフ材料の層が、好ましくは、複数のレリーフ機構（ｆｅａｔｕｒｅ）が形成されて少なくとも１つの保持機構を提供する少なくとも部分的にＵＶ硬化性（ｃｕｒａｂｌｅ）のレリーフ形成ポリマーを含み、機能性材料が、この少なくとも１つの保持機構内に堆積され、且つ、この少なくとも１つの保持機構を実質的または部分的に充填（ｆｉｌｌ）するまたは裏打ち（ｌｉｎｅ）する、多機能ミクロ構造が提供される。
【００１１】
好ましくは、システムは、
ａ）レリーフ形成ポリマーを保持することができる受け入れ表面を有する、オプションの／無くてもよい第１の基板の第１の層と、
ｂ）任意に無くてもよい、レリーフ形成ポリマーの第２の層であって、受け入れ表面上にあり、好ましくは少なくとも部分的にＵＶ硬化性である第２の層と、
ｃ）レリーフ形成材料の第２の層に形成され、少なくとも１つの保持構造を提供する、任意に無くてもよい複数のレリーフ機構と、
ｄ）少なくとも１つの保持機構内に堆積され、この少なくとも１つの保持機構を実質的または部分的に充填するまたは裏打ちする、少なくとも１つの機能性材料の第３の層、を含む。
【００１２】
機能性材料が、マイクロレベルから分子レベルのオーダの厚さ、堆積幅、および隣接する堆積間の間隔で、少なくとも１つの保持機構内に堆積され得、好ましくは２５ミクロンおよびそれ未満のマイクロオーダのために使用され得ることが特に利点である。本発明のミクロ構造は、１５ミクロンおよびそれ未満のオーダ、より好ましくは１０ミクロンおよびそれ未満のオーダでそのような堆積を達成する能力を、特に新規な機構として提供する。材料が、１または０．１ミクロンよりも小さいオーダから１または０．１ミクロンまでの均等なオーダまでの寸法で堆積され得ることが考えられる。
【００１３】
機能性材料は、
保持機構に触媒などのマーカ材料を堆積しその後にその上に成長させることにより得られ得る、標的成長材料などの任意の実質的に非ＵＶ硬化性の非ポリマー材料、または、
任意の部分的もしくは実質的にＵＶ硬化性のポリマー材料を含み得る。
【００１４】
効率的な導通を必要とする応用の場合、前者が好ましいが、後者を使用してもよい。従って、公知の材料は、任意の適切な金属、合金、および／または、金属および非金属の磁気または電気的に活性な材料の複合体を含む。従って、本発明は、ミクロ成形技術の使用により都合の良い態様で作製され得るミクロ構造に機能性材料を組み込むことを特徴とする。反応ミクロ成形または書き込みが好ましい。この反応ミクロ成形または書き込みには、例えば、国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ９４／０２１１８号および同第ＰＣＴ／ＧＢ９６／０１０９６号に開示される、前進する接触線でのＵＶエンボス加工技術、または、例えばＰＤ  Ｃａｌｖｅｒｔら、Ｃｈｅｍ  Ｍａｔｅｒ  １９９７、９（３）、６５０−６６３、「Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｓｏｌｉｄ  ｆｒｅｅｆｏｒｍ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：  ｍａｋｉｎｇ  ｓｈａｐｅｓ  ｗｉｔｈｏｕｔ  ｍｏｕｌｄｓ」などに記載される自由造形方法（ｆｒｅｅｆｏｒｍｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ）に関連する適切な書き込みまたは分配ノズルを用いる順次書き込みまたは分配ＵＶ自由造形技術、のようなミクロ成形などがある。本明細書において、上記特許出願の内容を参考として援用する。さらに、少なくとも部分的にＵＶ硬化性のポリマーレリーフ形成材料に加えて、非ＵＶ硬化性の非ポリマー機能性材料、またはポリマー機能性材料であってオプションとしてはＵＶ硬化性である機能性材料を含む多機能ミクロ構造は、上で参照された国際出願に開示されるＵＶエンボス加工技術を、特に有利な態様で新規に適合することにより、製造され得る。具体的には、本発明によるミクロ構造およびその製造方法は、その独自の性質の長所により、すべての範囲の新しい使用の実現を可能にしている。
【００１５】
上で規定されたレリーフ形成材料は、オプションとして、上で規定された少なくとも１つの機能性材料を包含し得または含み得、この機能性材料は、少なくとも１つの保持機構に堆積された機能性材料と同じかまたは異なり、好ましくは異なっている。
【００１６】
本明細書で参照される機能性材料が、エネルギー差分（ｅｎｅｒｇｙ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ）（例えば誘電泳動、選択された波長の光の分離または遮蔽などによる異なる位相の分離材料）、エネルギー操作（毛管作用による輸送材料）、異なる形態間のエネルギー変換、エネルギー密度の変換（電圧の変換、光の波長変換、など）、空間変換（エネルギーの輸送、動力伝達、通信など）、および時間スケールに沿った変換（例えば電池または磁気データ格納などの、エネルギー保存、データ格納、など）のために適合される任意の材料を含む。マイクロシステムの応用のために特に魅力があり得るエネルギー変換の例は、「Ａｎ  Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ」、Ｎｏｒｉｏ  ＩｓｅおよびＩｗａｏ  Ｔａｂｕｓｈｉ編、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ、１９８３、Ｃｈａｐｔｅｒ  ４、「Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｈａｖｉｎｇ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ」、Ｓｈｉｇｅｏ  Ｔａｚｕｋｅに開示されており、特に、機械−電磁変換（マイクロホンおよびピックアップにおける圧電気、音圧−電気変換）、熱−電磁変換（熱光学効果によるスイッチング装置）、光−化学変換（光起電または光電効果）、化学−電磁変換（機能化された電極を有する様々なセンサ）を含む。変換は、検知、作動のためのもの、または、読み取りもしくはモニタリングの目的のためのものであり得る。従って、機能性材料が、電気、磁気、および強誘電体から選択された特性を有するいかなる材料をも含むことを含意する。
【００１７】
第１の目的では、本発明は、上で規定された微細化されたミクロ構造であって、微細化された微細線には、非常に高精度な製造技術の長所により、実質的に歪み影響がないミクロ構造を提供する。
【００１８】
別の目的では、本発明は、上で規定された微細化されたミクロ構造であって、現在微細化されているマイクロチップの高ピンアウト密度に匹敵するトラック密度を提供し、直接のチップ・オン・ボード（ｃｈｉｐ  ｏｎ  ｂｏａｒｄ）装着を可能にする微細化された微細線を含むミクロ構造を提供する。
【００１９】
他の目的では、本発明は、上で規定された微細化されたミクロ構造であって、マイクロ波または他の手段により光学的または磁気的に識別され得る、バーコードなどの自動識別を提供する微細化された微細線を含むミクロ構造を提供する。
【００２０】
さらに他の目的では、本発明は、上で規定された微細化されたミクロ構造であって、ディスプレイなどのための高い光伝送のために適合された低密度の微細線適用範囲を有する微細化された微細線を、安全の機構と組み合わせて含み、不当な間接的な線観測（ｖｉｅｗｉｎｇ）などを低減する。
【００２１】
さらに他の目的では、本発明は、微細化されたミクロ構造であって、多機能の応用において使用するため、ならびに／または、ミクロ構造の少なくとも１つの保持機構から得られるレリーフ形状および／もしくはアスペクト比に関連する微細化された微細線の使用により応用の効率を高めるためのミクロ構造を提供する。
【００２２】
さらに他の目的では、本発明は、微細化されたミクロ構造であって、上で規定された層の平面での接続およびこれらの層のさらなる平面間の接続を使用することにより、または、フォールト・トレラントの態様で且つ故障に対する回路トラックの堅牢性を向上して、製品の小型化および／もしくは他の多機能モジュールとの関連のために３次元の形状に折りたたまれ得る非常に可撓性のある回路を使用することにより、３次元ミクロ回路装置を含み、進行性破壊に対する保護を提供するミクロ構造を提供する。
【００２３】
さらに他の目的では、本発明は、微細線回路を、関連するパッケージングとともに含む集積マイクロシステムの形態の微細化されたミクロ構造であって、パッケージングにより追加の機能が提供され、および／または、パッケージングが、製造の効率のために、上で規定されたミクロレリーフアレイもしくはマイクロシステムを含むミクロ構造を提供する。
【００２４】
さらに他の目的では、本発明は、多機能の目的および従来の目的のために、微細化された従来のシステムとともに使用するためのミクロ構造を提供する。
【００２５】
さらに他の目的では、本発明は、形状および／または導電率が信号受信またはブロードキャストのための所望の電磁シグネチャを提供するように適合される微細線アレイを含む、微細化されたミクロ構造を提供する。
【００２６】
さらに他の目的では、本発明は、微細化されたミクロ構造であって、生体電気の応用において、化学的および／もしくは生物学的に活性な機能との適合性のために分子レベルのオーダでミクロ電極として使用されるように適合され、この応用が、電極サイズの、システムの粒子サイズもしくは分子レベルの寸法との適合性という長所により、単位面積当たりの測定効率が高められたバイオセンサとして測定するために適合されるか、または、分離の目的のために適合される、ミクロ構造を提供する。
【００２７】
さらに他の目的では、本発明は、リソグラフィーのマスクとして使用するために適合される微細化されたミクロ構造であって、本発明の高品質な微細線構造により与えられる高品質の再現に関連する高い光不透過性を提供するミクロ構造を提供する。
【００２８】
さらに他の目的では、本発明は、材料の分離および輸送のためのふるいおよび毛管として使用するために適合される微細化されたミクロ構造であって、微細線およびアレイのために使用される電気活性機能性材料の特性と、誘電泳動および移動する電界効果の現象を用いて輸送材料の誘電特性を操作するための微小電極を介してオーディオおよびＲＦ電界を使用することとにより、高いフォールト・トレランスと、熱、溶媒などに対する安定性とを提供するミクロ構造を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明のミクロ構造の様々な層の性質および構成をより詳細に説明する。
【００３０】
レリーフ形成材料の第２の層は、任意の有機もしくは無機材料、または、ゾル−ゲルなどの無機材料の有機前駆物質を含み得る。有機材料は、適切には、ポリマーである。第２の層は、最小および最大の厚さを有する第１の層のための連続する表面またはオーバレイヤ（ｏｖｅｒｌａｙｅｒ）を形成し得るか、または、その上に保持される個別のレリーフ機構を含み得る。従って、第３の層は、第３の層が第１の層から分離される態様または第２および第３の層の両方が第１の層と接し且つ第１の層の上に保持される態様で、第２の層と互いに連続（ｃｏ−ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ）し得る。
【００３１】
第２の層は、無くてもよく、例えば、堆積されたミクロ機構を作製するためにモールド（ｍｏｕｌｄ）として使用され得、その後、第１の層の表面から突出する堆積されたミクロ構造を与えるために除去され得る。
【００３２】
第１の層もまた、無くてもよく、その場合、機能性材料の自己支持ミクロ構造であって、続いて適切であれば追加の材料またはモジュールに関連して装着され得る自己支持ミクロ構造が得られ得る。
【００３３】
本明細書で第１、第２および第３の層を参照する場合、単一または複数の関連する種類の材料として提供される、単一または複数のそのような層のことを指し得る。
【００３４】
好ましくは、第１の基板の第１の層は、機能性材料を保持することができる受け入れ表面を有し、第３の層は、第１の層に接する。あるいは、レリーフ形成ポリマーの連続するオーバレイヤは、その最小の厚さ領域で、機能性材料を保持することができる受け入れ表面を有し、第３の層は、第１の層から分離される。
【００３５】
レリーフ機構は、果たされる機能に応じていかなる所望の幾何学的形状であってもよく、例えば、連続する、階段状、またはその他の輪郭（ｐｒｏｆｉｌｅ）の複数の構造を含み得る。
【００３６】
本明細書で保持機構を参照する場合、側壁間に機能性材料を含むように適合される態様で、少なくとも２つのレリーフ機構の間に形成される機構であって、その側壁がレリーフ機構により規定され、且つ、その基部が第１の層または第２の層の最小オーバレイ厚により規定され、それにより、別の保持機構内に含まれる材料または他の材料との望ましくない接触を実質的に防ぐ機構を指す。
【００３７】
保持構造は、ウェル（ｗｅｌｌ）または溝の形態であり得る。即ち、例えば長細い端部またはその他の場所などの一部分に沿って片持であり得る細長いまたはその他の構造であり得る。ウェルは、レリーフ機構の間に含まれ得、別のレリーフ機構をさらに含み得る。即ち、保持機構は、伝統的なアレイのネガ型を提供するために、複数のレリーフ機構の周囲および複数のレリーフ機構の間で連続していてもよく、または、伝統的なアレイを提供するために、１つ以上の連続するレリーフ機構の間で連続していなくてもよい。
【００３８】
溝は、適切には、直線状、曲線状、または角度が付けられたトラックを含み得、トラックは、分岐していても、分岐していなくてもよく、または、その一部分で連続していてもよい。即ち、トラックは、閉じた円形、細長い、もしくは他の幾何学的形状のループ、またはその任意の組み合わせを含み得る。複数の溝が、平行、同心、分岐、インターロックの態様など、またはその任意の組み合わせで配列され得る。好ましくは、溝は、信号を所望の態様で検知、受信または送信するための手段を提供するために使用され得るパターンを含み、より好ましくは、溝は、マイクロ波アンテナまたは導波管から選択される形態を有する。あるいは、ウェルは、適切には、均一の深さまたはその他の深さの任意の断面、輪郭または形状、例えば、連続するまたは多角形の形状を含み得る。好ましくは、ウェルは構成（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ）センサー、例えば生物、磁気、相互接続連結点、インターチャネルホール（ｉｎｔｅｒｃｈａｎｎｅｌ  ｈｏｌｅ）などとして使用され得る。
【００３９】
溝が、アレイの形態のウェルをアドレス指定するために適合され得ることが、特に有利である。アレイには、例えば、液晶ディスプレイの画素、情報格納のための磁気アレイ、音響撮像のための強誘電性材料、連結点における生物学的材料などのアレイ、オプションとして、アッセイの目的のためにキットの形態である電極対、磁場源、などがある。
【００４０】
実質的に互いに連続する第２および第３の層は、互いに連続する表面を与え得、それにより、第２の層により提供されるレリーフは、実質的に完全にこの表面に含まれ得る。または、実質的に互いに連続する第２および第３の層は、実質的に非連続の表面を有し得、それにより、第３の層は、第２の層の表面の上に突出するかまたは第２の層の表面の下に窪む。
【００４１】
第２の層は、実質的に輪郭が付けられた表面を含み得、それにより、レリーフ機構は、第１の層の上の異なる高さまで突出する。または、第２の層は、実質的に均一な表面を有し得、それにより、レリーフ機構は、第１の層の上に実質的に均一に突出する。同様に、第２の層が、第１の層の表面の上に最小の厚さを有するオーバレイを含む場合、この最小の厚さは均一であり得、それにより、各溝の基部は、第１の基板から実質的に均一に間隔があけられる。または、第２の層は、変動するオーバレイヤの最小の厚さを有していてもよく、それにより、任意の１つの溝の基部は、第１の層から、より小さいまたはより大きい厚さだけ間隔があけられ得る。これは、第３の層に表面レリーフを提供することが望ましい場合に特に有利であり得、それにより、材料は、第２の層の表面から突出するか、窪むか、または、第２の層の表面と互いに連続する。
【００４２】
ミクロ構造は、第２および第３の層の表面を部分的または実質的に完全に覆い得且つこの表面に接し得る浸漬層を含み得る。浸漬オーバレイヤは、適切には、エレメント、またはエレメントの選択された部分を封止する役割を果たす。エレメント表面の複数の領域または部分を覆う複数の浸漬オーバレイヤがあり得る。これは、例えば、半導体チップまたは金属構造の埋め込みを可能にするミクロ電気の応用などにおいて、特に有利である。
【００４３】
ミクロ構造は、繰り返しの整列された構成または逆同一平面の構成において、上で規定された複数のミクロ構造を含み得る。整列された構成では、第１の基板の第１の層は、同一平面上の隣接するミクロ構造の浸漬オーバレイを含み得、それにより、この隣接するミクロ構造の領域を覆う選択的浸漬オーバレイが、隣接するミクロ構造の第３の層に含まれる材料間の接触接続を提供するような態様で使用され得る。接触接続は、突出する第３の層に、直接提供され得るか、または、平面間の孔に配置される相互接続を介して提供され得る。しかし、これは、平面および平面間において、相互接続が３次元で提供されることを意味する。
【００４４】
あるいは、またはさらに、逆同一平面の構成の複数のミクロ構造は、実質的または部分的に同一であり得、それぞれのミクロ構造の第３の層の保持機構のうちの少なくとも幾つかが合わされて、これらの保持機構が複合構成要素を形成し得るように配置され得る。この手段により、挟まれたミクロ構造において、相互接続が提供される。
【００４５】
あるいは、上で規定された複数のミクロ構造が、ミクロ構造内での独立したエレメントをコンパクトに配置する目的で、接触せずに絶縁する同一平面上での整列された構成または逆の構成にされ得る。これらの構成では、オーバレイは、専用のオーバレイとして、または、隣接するミクロ構造の第１の層として提供され得、少なくとも、隣接する導電性領域間の直接の線で、絶縁している。
【００４６】
ミクロ構造は、任意の所望のアスペクト比のレリーフ機構を含み得る。このアスペクト比は、適切には、深さ：幅が２００：１であり、好ましくは１００：１、より好ましくは５０：１〜１：２０であり、例えば２５：１〜１：１０である。高アスペクト比は、線幅の関数、即ち、トラックなどの所定の保持機構の断面の関数として、導電率を最大にするために有利であり得る。別の利点では、高アスペクト比はまた、斜めの見通しまたは視野角を低減するために、ディスプレイスクリーンなどに使用され得、それによりユーザにプライバシーおよび安全性を提供することが発見された。
【００４７】
高アスペクト比の保持機構は、好ましくは上で規定されたエンボス加工技術を使用するとともに、上で規定されたどの方法を使用しても構成され得る。従って、機能性材料は、適切には、後にＵＶ硬化されるポリマー材料の形態か、または、保持機構を実質的に充填し且つ無電解堆積、無電解堆積、およびオプションとしては電気めっきなどの適切な手段により成長されるか、もしくは露出した金属の第１の層を電気めっきすることにより成長される触媒を含む機能性材料の前駆物質の形態のいずれかで、保持機構を実質的に充填する態様で導入される。
【００４８】
上で規定されたように、本発明のミクロ構造は、ミクロ光学、ミクロ流体、ミクロ電気、ミクロ音響、ミクロ磁気、微生物、またはミクロ機械の装置において活性構成要素として使用でき得る。
【００４９】
従って、オプションの即ち無くてもよい第１の層は、果たされる所望の機能に応じて、いかなる所望の性質および幾何学的形状であってもよい。例えば、オプションの支持基板を含む第１の層は、オプションとしては本発明の装置のための集積パッケージングとして、支持機能を果たし得、それにより、この第１の層は、剛性であっても可撓性があってもよく、本発明のミクロ構造への接続またはミクロ構造との関連のために追加の機能構成要素を含み得、平坦なまたは湾曲した平面、中空または中実、円筒形、などのいかなる形状であってもよく、表面ラフニング、輪郭または他の機械、流体、音響、電気、磁気、光学もしくは生物学的な構成要素の提供、などによりパターニングされ得る。レリーフ機構（単数または複数）は、適切には、第１の層の表面に付与される。
【００５０】
第１の層が存在する場合、第１の層は、ミクロ構造の動作または構成のための追加の機構を提供し得る。
【００５１】
第１の層は、適切な支持基板により支持され得、この支持基板は、後で第１の層から取り除かれ得る。しかし、第１の層が自己支持しているかまたは所望の応用のための所望の幾何学的形状の支持表面と関連していることが好ましい。適切には、第１の層は、当該分野において公知であり得る、意図された応用のための任意の適切な材料からなり、例えば、この材料は、パターニングされ得るポリマー材料もしくは非ポリマー材料でオプションとしてコーティングされるポリマー膜、もしくは、このポリマー材料もしくは非ポリマー材料との積層された形態のポリマー膜であり（特に、ＰＥＴもしくはＰＥＮなどのポリエステル、ポリプロピレンもしくはＰＥなどのポリオレフィン、ＰＶＣなどのハロゲン化ポリマー、ナイロンなどのポリアミド、ポリエーテルスルホンおよびケトンＰＥＳ、ＰＥＥＳ、ＰＥＫ、ＰＥＥＫなどの芳香族ポリマー、ポリイミドなどの複素環式芳香族ポリマー、もしくは公知の生分解性ポリマー、例えば、ポリ（ヒドロキシブチレート）からなる膜であり、機能性材料は、空隙が無くなるように予め処理された、アルミニウムなどのスパッタされた金属もしくは金属酸化物コーティングまたは金属箔であり得る）；ある特定の波長での光透過性のために選択された材料であって、例えば、２ミクロンと１５ミクロンとの間の赤外領域において動作することができるＺｎＳｅもしくはゲルマニウム；シリコン；チタニアもしくは（溶融）シリカ、例えばガラス、などの耐熱性の無機金属酸化物もしくはセラミック；木材パルプもしくは合成厚紙もしくは合成紙などの天然もしくは合成紙製品；または電気鋳造により保持機構の基部および／または壁に電気接触および直接金属成長を形成するように適合され、且つ、適切には、追加の絶縁支持層により絶縁される導電性金属材料であり得る。
【００５２】
例えば半導体構成要素がミクロ構造上に装着され、そこから熱を放散することが望ましい場合などの特定の応用の場合、第１の層は、高い熱伝導性を有するダイアモンドまたは同様の材料の層でコーティングされ得る。このダイアモンドまたは同様の材料の層は、オプションとしてパターニングされてもよく、または、支持層に関して上で規定されたいかなる形状を有していてもよい。本発明のミクロ構造が、電気接触の導電性を最適化することにより、最小にされた熱生成のために適合され得ることが特に有利である。
【００５３】
第１の層の受け入れ表面は、樹脂、ペースト、液体などの形態のレリーフ形成ポリマーおよび／または機能性材料もしくはその前駆物質についての接着、ぬれなどの関連する特性によりラフニングを提供するミクロ機械加工された表面を含んでいてもよく、または、適切な結合剤（例えば、第１の層がガラスである場合）、シランカップリング剤、または、例えば酸および／もしくはアミド基を含み、レリーフ機構および／もしくは機能性材料をよりしっかりと第１の層に固定する役割を果たすアクリルポリマーでコーティングされてもよい。
【００５４】
保持機構の基部および／または壁のコーティングは、第１の層上に第２の層を形成する前に第１の層に塗布される連続する層として達成され得るが、好ましくは、レリーフ機構の形成中または形成後に適切な態様で複製により作製され得る、レリーフ機構の周りの層として達成される。
【００５５】
レリーフ形成材料の選択は、ミクロ構造の意図された使用に依存し、充填されたシリカなどのポリマーまたは複合体、歯科医療において使用される樹脂および立体リソグラフィーによる高速プロトタイピングのための樹脂などの光硬化性樹脂、ＵＶ硬化性液晶樹脂、光カチオンエポキシ樹脂、および以下に説明される光透過性樹脂、光撮像可能な（ｐｈｏｔｏｉｍａｇｅａｂｌｅ）ポリイミドと、熱硬化性樹脂と、２部の樹脂と、熱可塑性物質と、ゾル−ゲル処理可能な材料などの（部分的に）無機の材料とを含むフォトレジスト、光撮像可能なガラス、およびセラミック前駆物質を含む。
【００５６】
処理特性および特性が硬化の程度により変えられ得るポリマーが好ましく、または、ポリマーは、各層が、提供される界面で必要とされる機能に合わせられるように多層化され得る。例えば、複数の第２の層のうちの最も低い層は、第１の層への接着を提供するように合わせられるか、または、成長媒体の標的媒体へのアクセスを促進するために、成長媒体を含む溶液により膨潤または部分的に膨潤される。あるいは、低膨張係数の材料または埋め込まれた構成要素への界面では、応力軽減のために、より低い機械係数の材料が選択される。あるいは、より上の層は、ミクロ構造の生成または使用のために、特定の表面化学特性を提供するように選択され得る。この表面化学特性は、上で述べられたような機能性材料の前駆物質によるぬれを助けるためにレリーフ機構付近の表面層に含まれる疎水性および／またはレリーフ機構の疎水性など、または、生物学的試薬の付着のための生物学的相互作用もしくは特定の結合基に対する不活性など、である。
【００５７】
第２の層の表面レリーフの表面改変、例えば、−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＳＨ、または、−ＮＨ２などの反応基の導入は、低温プラズマプロセス、ウェット化学処理、または、液相もしくは蒸気相からの移植（ｇｒａｆｔ）により生成され得るか、または、レリーフを形成するために使用される反応性モノマーもしくはポリマーに付着されたペンダント（ｐｅｎｄａｎｔ）基としてのグループ分けを含むことにより生成され得る。適切なプラズマプロセスは、Ｈ  Ｖ  Ｂｏｅｎｉｇにより「Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ｏｆ  Ｐｌａｓｍａ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．  Ｉｎｃ．、ランカスター、ペンシルバニア州、１９８８、ならびに、同じ著者、年、および出版社の「Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｐｌａｓｍａ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」に記載される。
【００５８】
熱エンボス加工およびミクロ成形のための第２の層のポリマーとして適切な熱可塑性ポリマーは、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリ（エーテルエーテル）ケトン（ＰＥＥＫ）、ポリ（エーテル）ケトン（ＰＥＫ）、およびフッ素化ポリマー、特に、テフロン（登録商標）  ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰおよびＡＦの商品名の下で販売されている、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、および２，２ビストリフルオロメチル−４，５−ジフルオロ−１、３−ジオキソールに基づくアモルファスポリマーがある。
【００５９】
幅広い範囲の熱硬化性樹脂が、表面レリーフを形成するために使用され得る。典型的には、樹脂のコーティングは、第１の層に塗布され、そして、部分的に熱的に硬化されて、エンボス加工に適したレオロジーまたは「固まっていない状態（ｇｒｅｅｎ  ｓｔａｔｅ）」を達成する。エンボス加工の後、さらなる加熱により、モールドに接するレリーフを用いた硬化が終了し、または、レリーフが十分に安定している場合には、モールドなしでの変形が終了する。硬化条件は、より上の部分が最も下の部分よりも完全に硬化されるよう、不均一になるように有用に操作され得る。不完全な硬化は、膨潤、および標的材料へのアクセスを助ける。
【００６０】
好適な熱硬化性樹脂には、アクリル樹脂、ビニル、ビスマレイミドおよび不飽和ポリエステルなどの付加重合樹脂、尿素、メラミンまたはフェノールと反応するホルムアルデヒド凝縮物などの縮重合樹脂、シアン酸塩およびイソシアン酸塩樹脂、官能化されたポリエステル、ポリアミドまたはポリイミド、エポキシ樹脂、ならびに、上記のうちの２つ以上の混合物、を含む。エポキシ樹脂は、適切には、硬化剤およびおそらく触媒を用いて樹脂前駆物質を少なくとも部分的に硬化する製品である。樹脂前駆物質は、典型的には、芳香族ジアミン、芳香族モノ第一級アミン、アミノフェノール、多価フェノール、多価アルコール、およびポリカルボン酸のモノまたはポリグリシジル誘導体である。例えばＣｉｂａ  Ｇｅｉｇｙにより販売されているような、大気温度で液体である樹脂が好ましい。
【００６１】
レリーフ形成ポリマーは、光透過性である場合、例えば名称ＬＵＸＴＲＡＫ（商品名）の下で販売されている接着剤などの、光学構成要素を結合するための光硬化性接着剤として開発されたポリマー、ポリマー光ファイバーの製造のために開発されたポリマー、および、ポリマーフォトレジストを用いた光学記録のために開発されたポリマーを含む、当業者に公知のポリマーから選択され得る。特に、光透過性のレリーフ形成ポリマーは、例えば、ハロゲン化および重水素化されたシロキサン、スチレン、イミド、アクリレート、およびメタクリレート（ジメタクリル酸エチレングリコール、テトラフルオロプロピルメタクリレート、ペンタフルオロフェニルメタクリレート、テトラクロロエチルアクリレート、トリアジンおよびホスファゼンの多機能誘導体など）などの適切な樹脂からなり得る。
【００６２】
樹脂の硬化を促進するためには、例えば熱開始剤および／または光開始剤などの開始剤を使用することが好ましい。典型的には、開始剤が使用される場合、開始剤は、０．１〜３．０重量％の濃度、好ましくは、０．５〜２．０重量％の濃度で、樹脂中に存在する。適切な光開始剤としては、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパノン−１（Ｉｒｇａｃｕｒｅ  ９０７）、１−ヒドロキシ−シクロへキシル−フェニルケトン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ  １８４）、イソプロピルチオキサントン（Ｑｕａｎｔａｃｕｒｅ  ＩＴＸ）、カンファキノン／ジメチルアミノエチルメタクリレート、および適切な光カチオン開始剤、などがある。同様に、適切な熱開始剤は、ｔｅｒｔ−ブチルペロキシ−２−エチルヘキサン酸塩（Ｉｎｔｅｒｏｘ  ＴＢＰＥＨ）である。
【００６３】
適切な光カチオン硬化性エポキシ樹脂は、商品名Ｃｙｒａｃｕｒｅの下で販売されているエポキシ樹脂などがあり、例えば、３，４エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボン酸塩、およびビス（３，４−エポキシシクロヘキシル）アジピン酸塩である。同様に商品名Ｃｙｒａｃｕｒｅの下で販売されている適切な光開始剤には、混合されたトリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩、および混合されたトリアリールスルホニウムヘキサフルオロリン酸塩、などがある。
【００６４】
第２の層のポリマー組成物は、強化剤および充填剤（二酸化チタン、タルク、窒化ホウ素、マイカ、顔料、および、リン酸塩などの安定剤、など）などの添加剤を含み得る。
【００６５】
第３の層は、上で規定されたような任意のＵＶ硬化性ポリマー材料または非ＵＶ硬化性非ポリマー標的成長材料を含み得る。特に好適な実施形態では、本発明は、第３の層を堆積させる手段を提供する。第３の層は、所望の形に形成または成形されることが実質的にできないため上で規定された溝に保持され得る材料であって、その後に材料を固体の形態にするように処理されることが実質的にできない材料を含む。そのような第３の層材料を提供するためには、例えば同時係属中の国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ９６／０１０９６号に開示されているような、ＵＶ硬化性材料に関する公知の手段とは異なる手段を使用しなければならないことが認識される。具体的には、本発明は、原位置で（ｉｎ  ｓｉｔｕ）標的にされ得且つ成長され得る標的成長材料の堆積を提供する。
【００６６】
好ましくは、本発明のミクロ構造の第３の層の機能性材料は、第１の形の保持機構に導入され且つ処理され得固体層の形態される材料を含む。より好ましくは、この材料は、第１の標的前駆物質と第２の成長前駆物質との反応生成物であり、この反応生成物は、標的材料を支持する部位での材料層の発達または成長のための物質源となる。
【００６７】
機能性材料またはその前駆物質は、保持機構（単数または複数）の基部および／または壁に直接堆積され得るか、あるいは、第１の層の表面上に層として間接的に堆積され得、その後に、機能性材料の層の表面上に選択的にレリーフ機構を形成し、レリーフ機構間の領域は、露出されたままであるか、または適切な態様で露出されるように適合される保持機構（単数または複数）の基部を含み、それにより、機能性材料またはその前駆物質が、露出されるか、または露出されるように適合される。本発明の特定の利点では、上で参照された前進する接触線のＵＶエンボス加工を使用することにより、第１の層の表面上に、レリーフ形成機構が形成され得、それにより、レリーフ形成材料の最小またはゼロのオーバレイが、機構間に形成される。この場合、オーバレイが存在する場合には、オーバレイは、エッチングまたは他の手段により機能性材料を露出することにより簡便に除去され得る。好ましくは、この態様で層として堆積された触媒を含む機能性材料の前駆物質は、保持機構（単数または複数）の基部の中央部のみで部分的に露出され、それにより、保持機構（単数または複数）内での触媒層の成長のために、レリーフ機構（単数または複数）と第１の層との結合を弱めることなく触媒層との電気接触が作られ得る。
【００６８】
好ましくは、標的材料を含む機能性材料の前駆物質は、オプションとしてはミクロ構造の製造における必須のステージで、上で規定された保持機構の基部および／または壁と適切な態様で接触され得且つ適切な態様でそこに保持され得る流体の液体またはペーストである。好ましくは、成長材料は、流体の気体または液体材料であり、これを用いて、上で規定されたミクロ構造のうち、少なくとも、標的媒体と接する保持機構の基部および／または壁を含む部分が、第３の層材料の堆積のための触媒反応を提供する態様で接触され得る。
【００６９】
標的および成長媒体は、化学、生化学および生物学の分野において公知の適切な材料から選択され得る。好ましくは、標的材料は、触媒、細胞培養物、などを含み、この場合、成長媒体は、触媒に関連する堆積との触媒反応のために適合された流体を含み、例えば、金属塩、生物学的な複製媒体などの溶液を含む。より好ましくは、標的媒体は、（半）導電性材料の無電解（ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ）堆積の分野において公知の任意の触媒を含み、成長媒体は、無電解堆積または電気鋳造（より厚いコーティングのため）に関して公知の金属塩の１つ以上の溶液を、組み合わせまたは連続で含む。
【００７０】
例えば、電気化学的な触媒および成長媒体は、「Ｍｏｄｅｒｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ」、Ｆ  Ａ  Ｌｏｗｅｎｈｅｉｍ編、第３版、Ｗｙｌｅｙ、ニューヨーク（Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）、１９７３、ｐｐ．６３７−６７１、および「Ｔｈｅ  ｋｉｎｅｔｉｃｓ  ｏｆ  ＰｄＣ１２／ＳｎＣ１２  Ａｃｔｉｖａｔｉｎｇ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ  ｐｌａｔｉｎｇ」、Ｗａｎｇ  ＆  Ｗａｎ、Ｐｌａｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ  ６９（８）５９（１９８２）に開示されている。本明細書において、上記文献の内容を参考として援用する。Ｓｎ−Ｐｄコロイド触媒は、市販で入手可能である（Ｔｈｅ  Ｓｈｉｐｌｅｙ  Ｃｏ．）。
【００７１】
好ましくは、保持機構の開口部よりも実質的に小さい分子の大きさを有する触媒が選択される。あるいは、コロイド触媒などの大きい触媒が原位置で形成されてもよく、例えば、第１の構成要素が、保持機構の基部および／または壁に提供され、第２の構成要素と接触される。これは、ぬれを向上するという特定の利点を有する。
【００７２】
光により活性化される触媒が公知であり、所望のぬれた領域の直接照射に使用され得る。例えば、保持機構領域への照射に限定された機能性材料の成長において、触媒の堆積への保持機構が使用されるか、もしくは、第２の層表面を一般に横切って堆積する触媒間の境界が提供される。
【００７３】
好ましくは、触媒は、成長が望まれない領域から触媒が選択的に除去され得る態様、または、触媒が選択的にまたはその他の態様で堆積されている領域に成長のし始めが向けられ得る態様で、検出可能である。これは、望ましくない横方向の成長の抑制を提供する利点がある。好ましくは、触媒は、適切な色素などを使用して着色される。
【００７４】
機能性材料の磁気または電気的に活性な構成要素は、適切には、Ｖａ、ＶＩａ、ＶＩＩａ、ＶＩＩＩ、Ｉｂ、ＩＩｂ、ＩＩＩｂ、ＩＶｂ、Ｖｂ、ＶＩｂ族、例えばＶ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｃ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｐ、Ｔｅ、Ｔｈなどの元素の周期表のアクチニドおよびその合金から選択される。金属は、意図された使用に応じて選択され得、例えば、（Ｆｅベースの）磁気金属、マスク構成のための不透明（ｏｐａｑｕｅ）金属、または、例えばはんだ付け可能な合金（例えば、ＣｕもしくはＮｉ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）もしくは金などの導電性金属であり、オプションとしては、銅またはニッケル層のフラッシュまたはコーティングとしてのものであり、ミクロ構造の表面に配置される半導体構成要素への電気接触が作られ得る。
【００７５】
あるいは、第３の層の機能性材料は、任意の公知のＵＶ硬化性の磁気または電気的に活性なポリマーを含み、このポリマーは、例えば、ポリアニリン、ポリビニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、およびその前駆物質、類似物またはコポリマーの処理可能な形態から選択されるが、これらに限定されない。
【００７６】
好ましくは、同様の材料または異なる材料からなる複数の第３の層が使用され得る。例えば、応力管理などの特性制御を可能にするために固有の処理条件を選択する場合、耐食性、酸化安定性、表面結合、導電性の向上、熱膨張適合性の助けにするために、金属またはポリマーは、コーティングされ得るか、または、異なる形態にされ得る。
【００７７】
例えば超音波などを用いる、空隙形成を防ぐための公知の技術が、ポリマー金属または非ポリマー金属の使用とともに使用され得る。
【００７８】
レリーフ形成ポリマーのオーバレイは、上で規定された前進する接触線のＵＶエンボス加工技術を用いて、第１の層の上に形成され得る。オーバレイは、ミクロ構造の機能に適した厚さを得るように再現可能に制御され得、且つ、最小のオーバレイが望ましい場合でも、受け入れ表面を平坦化する役割を有用に果たす。例えばミクロ機械装置などの幾つかの例では、例えばレリーフ形成ポリマーを第１の層にしっかりと固定するために、比較的厚く且つ均一なオーバレイが望ましい場合がある。他の例では、オーバレイがミクロ構造の機能をあまり妨害しないように、即ち、オーバレイが機能的には重要でなくなるように、オーバレイの厚さを最小にすることが望ましい。好ましくは、機能的には重要でないオーバレイは、第１の基板の表面の上に、１．５mｍ未満、好ましくは１mｍ未満、特に０．５mｍ未満の最大厚を有する。機能的には重要でないオーバレイの平均厚は、好ましくは１mｍ未満であり、特に０．５mｍ未満である。これは、波面エラー、導電率、抵抗または接触、熱膨張または熱伝導率、磁場の影響などを最小にするという特定の利点を有する。上で規定された標的媒体で第１の層をコーティングし、その後に、第２の層を形成することが望ましい場合もあり、その場合、標的および成長媒体は、第２の層の形成の結果どんな中間オーバレイが得られても、反応または増加することができなければならない。
【００７９】
本発明のミクロ構造は、特に、３次元ミクロ構造を作製することが望ましい場所において、上で規定された浸漬層を含み得る。そのような層は、例えば、熱もしくは水分絶縁、接触絶縁、または、第３の層を電源もしくは接触などの作動源から絶縁もしくはそれに接触させる目的のための接続、などのいかなる所望の目的のためにも役立ち得る。浸漬層は、所望の要求に応じて、透明であっても、不透明であっても、反射性であってもよい。従って、適切には、浸漬層は、第１の基板またはレリーフ形成ポリマーについて上で規定された任意の材料を含む。
【００８０】
浸漬層はまた、適切な、オプションとしては解放可能な基板により、その上面で支持され得る。浸漬層は、例えば積層構造物などの任意の適切な手段により、少なくとも１つの機構の上に置かれ得る。
【００８１】
本発明の別の局面では、上で規定されたミクロ構造の製造方法が提供される。好ましくは、本発明の方法は、保持機構を含む上で規定されたミクロ構造の（任意のあるいは無くてもよい）第１の層および（任意に無くてもよい）第２の層を提供する工程と、上で規定された機能性材料を含む第３の層を提供する工程と、を包含し、機能性材料またはその前駆物質は、レリーフ機構の形成の前、またはそれと同時またはその後に、保持機構の基部および／または壁を実質的に充填するまたは裏打ちするような態様で堆積される。
【００８２】
より好ましくは、この方法は、レリーフ機構を形成する工程と、機能性材料またはその前駆物質を列状に堆積させる工程と、を包含する。これらの工程は、オプションとしては、実質的に同時に行われる。本発明の特定の利点は、保持機構（単数または複数）内での選択的な第３の層の形成が、第３の層の正確な配置を可能にすることである。
【００８３】
第１の実施形態では、上で規定された方法は、
ａ）上で規定された第１の、任意に無くてもよい層を提供するステージと、
ｂ）この層の表面または部分を、上で規定された標的媒体を含む標的成長機能性材料の前駆物質と接触させるステージと、
ｃ）受け入れ表面の上に、レリーフ形成ポリマーの第２の層を提供する工程と、
ｄ）レリーフ形成ポリマーの第２の層に形成される複数のレリーフ機構を提供し、上で規定された少なくとも１つの保持機構に、保持機構の基部におけるレリーフ形成ポリマーのオーバレイを提供するステージと、
ｅ）少なくとも１つの保持機構内に含まれ且つこの少なくとも１つの保持機構を実質的または部分的に充填するまたは裏打ちする少なくとも１つの実質的に非ＵＶ硬化性の非ポリマー機能性材料の第３の層を提供する態様で、上で規定された成長媒体と接触させるステージと、を包含し、
標的と成長媒体との接触を可能にするために、オーバレイは、実質的にゼロである。
【００８４】
標的媒体の上に形成されたレリーフ機構により、第３の層のための印が、標的媒体の選択的マスキングにより提供されることが認識される。ゼロでないオーバレイの除去は、好ましくは、エッチングにより行われる。ステージｄ）は、好ましくは、標的材料の層との電気接触を確立し且つ保持機構内で露出された標的材料を成長材料と接触させることにより、行われる。この方法は、単純であるという点、ならびに、上で規定された標的媒体を介在させた状態で保持を許容することができる材料および基板とともに使用される点に関して有利であり得る。ステージｄ）の適切な繰り返しによって、複数の第３の層が提供される点で有利である。
【００８５】
第２の実施形態において、本発明の方法は、
上で規定されたステージａ）、ｃ）およびｄ）と、
ｂ１）少なくとも１つの保持機構の基部および／または壁を、選択的または非選択的な堆積により、上で規定された機能性材料またはその前駆物質と接触させるステージと、
ｅ１）ステージｅ）で規定された成長媒体と接触させるかまたはＵＶ源を用いて硬化させ、上で規定された第３の層を提供するステージと、を包含する。
【００８６】
特定の利点は、第２の実施形態の方法が、第３の層のための選択的に印を付けることを可能にすることである。この印は、特に、標的媒体によるレリーフ形成ポリマーの許容可能なぬれを可能にする材料を使用して、上で規定された前進する接触線の技術を用いたエンボス加工工具からの接触印刷により、付けられる。
【００８７】
あるいは、この方法は、第２の層の表面を上で規定された標的媒体と接触させてその全体または部分的なぬれを得、そして、レリーフ機構の高い輪郭の領域から標的媒体を適切な分だけ排除することにより、選択的に印を付けることを可能にする。
【００８８】
第２の層の保持機構の基部のぬれは、ミクロ機械加工、化学表面改変などにより表面を粗くすることにより向上され得るが、第２の層の表面の平滑化は、標的媒体のより容易な除去を提供し得る。
【００８９】
あるいは、第２の層の表面には、標的材料の印刷前に、水、グリース、または油ベースの材料などの、除去可能な材料の犠牲層が提供され得、この犠牲層を拭き取りで除去することにより、標的媒体の所望の除去が達成される。
【００９０】
標的媒体の排除は、適切には、第２の層の表面を吸収性材料で拭き取ることにより達成され、任意に、排除媒体を吸収させた吸収性材料で拭き取ることにより達成される。好ましくは、拭き取りは、湿ったティッシュ、または含浸されたティッシュにより行われる。
【００９１】
この方法は、レリーフ機構の形成と同時に適切なぬれを提供することができない材料を用いて使用する場合、または、標的媒体の吸収を向上させるために、浸漬を長時間行なうことが必要とされる場合に、特に有利である。
【００９２】
最も好ましくは、第３の実施形態において、上で規定された第３の層は、
Ｂ１）第２の層と、可撓性のある分配層に形成された少なくとも１つのモールド機構との間の接触線を形成する工程と、
Ｂ２）十分な機能性材料またはその前駆物質を塗布し、接触線に沿って、少なくとも１つのモールド機構を実質的または部分的に充填するまたは裏打ちする工程と、
Ｂ３）受け入れ表面を可撓性のある分配層に徐々に接触させ、接触線が受け入れ表面を横切って移動し、十分な機能性材料またはその前駆物質が、モールド機構により捕えられ、モールド機構を実質的または部分的に充填するまたは裏打ちする工程と、オプションとして、その後に、
Ｂ４）可撓性のある分配層を少なくとも１つのレリーフ機構から解放する工程と、により提供される。
【００９３】
例えば上記方法の繰り返しなどにより、複数の第３の層が、適切な態様で提供され得る。
【００９４】
圧力は、任意の適切な手段により、接触線に沿って付与される。適切には、圧力は、表面に沿って引っ張られ得る、圧縮負荷下にある前進する棒もしくは可撓性のあるブレードを用いて、または、圧縮負荷下にあるローラを用いて付与され得、従って、これらの棒、ブレードまたはローラは、前進または回転の際に、棒、ブレードまたはローラにより可撓性のある分配層と表面との間に形成されるニップに樹脂を保持し得る。従って、接触線が表面を横切って進むに従って、樹脂がニップで硬化されることが好ましい。
【００９５】
可撓性のある分配層は、好ましくは、モールド機構がエンボス加工されたポリマー膜である。そのようなエンボス加工された膜は、好ましくは、ＵＶ光透過性であり、優れた表面解放特性を有し、そして、成形プロセスの間、寸法を正確なままにすることができる。簡便には、そのようなエンボス加工された膜は、（ａ）必要とされるレリーフ構造に従う、輪郭が付けられた金属被覆された表面を有するマスタパターンを形成し、（ｂ）金属被覆された表面に第１の金属の層を電気鋳造して金属マスタを形成し、（ｃ）マスタパターンから金属マスタを解放し、（ｄ）電気鋳造プロセスを繰り返して、金属エンボス加工マスタシムを形成し、（ｅ）ポリマー膜にレリーフ構造をエンボス加工して、所望のモールド機構を形成することにより、形成され得る。
【００９６】
さらに、エンボス加工された膜が受け入れ層に保持される場合、このエンボス加工された膜は、後で取り除くことができる保護膜としての役割を果たし得る。
【００９７】
上記の方法でミクロ構造を作製することの別の利点は、可撓性のある分配層が、任意の所望の目的のために適合された第３の層を提供するために、任意の適切な材料で処理され得ることである。さらに、例えば、マスキングまたはスクリーニング媒体、印刷媒体、または、任意の所望の光学特性、電気特性、機械特性、生物学的特性、磁気特性または流体特性などを与える媒体、などの追加の材料を用いた選択的処理が、達成され得る。これらの媒体は、例えばＡｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  ６８（７）、１０２２−２３などに記載された公知の技術の改変を用いて、接触再現により、必要に応じて第１の層またはオーバレイヤに転写され得、例えば、レリーフ機構の上または周囲にある、第１の層またはオーバレイヤの選択領域に転写され得る。
【００９８】
上記方法の別の利点は、機能性材料のエンボス加工および堆積に、同一の可撓性のある分配層が使用され得ることである。
【００９９】
機能性材料の堆積方法の選択は、機能性材料の性質に応じて行われる。例えば、高アスペクト比を使用する場合、無電解または電気鋳造の使用が、好適であり得る。
【０１００】
表面レリーフは、例えば微細ノズルを用いて光硬化性樹脂を分配する（１００ミクロン（内径）のオーダのノズルサイズが使用され得る。あるいは、インクジェット印刷ヘッドまたはペンプロッター）直接書き込み法により生成され得る。パターンは、ｘ−ｙ変換装置を用いて書き込まれ得、さらに、Ａｕｔｏｃａｄなどの設計製図プログラムを介して制御されるコンピュータにより書き込まれ得る。樹脂は、以前に説明したように、接触点を介して硬化され得る。標的媒体は、必要に応じて、レリーフの領域に同様に書き込まれ得る。この方法は、構造の高速プロトタイピングに有用である。
【０１０１】
あるいは、第１および第２の層は、例えば上で参照した手段などの、当該分野において公知のいかなる手段によっても提供され得る。好ましくは、第１および第２の層は、同時係属中の国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ９６／０１０９６号のプロセスにより提供される。本明細書において、上記出願の内容を参考として援用する。この目的のために、モールドは、上記のすべての国際特許出願の公知の技術により作製されるモールドが、使用され得る。
【０１０２】
以下の図面を参照して、本発明を説明するが、これは本発明を限定するものではない。
【０１０３】
図１および図２は、様々な実施形態における本発明のミクロ構造を、断面図、立面図および平面図で示す。
【０１０４】
図３〜図５は、本発明のミクロ構造の製造のための装置および方法を図解で示す。
【０１０５】
図１ａ）には、オプションの支持層（図示せず）、第１の層（１６）、および第２の層（１７）を含む、本発明のミクロ構造の実施形態が示される。第２の層（１７）は、その上にレリーフ機構（１８）を有し、これらのレリーフ機構（１８）間に溝（１９）を形成する。溝は、標的前駆物質（２１）から生成される、上で規定された材料の第３の層（２０）と、オプションの浸漬オーバーレイヤ（２２）とを含む。層（２０）は、その基部にわたって連続し得るか、または、その他の場合は、例えばセンサが、その長さに沿って電気的に活性な材料からなる２つの線を有し得、溝は、検知される生体材料で充填され得、それにより、線間の接触が生体材料によりなされ、測定値が得られることを可能にする。
【０１０６】
別の実施形態が、図１ｂ）〜図１ｌ）に示されており、図中、参照番号は同じである。図１ｂは、第２の材料（２４）および第３の材料（２３）の複数の層を含むミクロ構造が示される。これらの層は、（標的前駆物質の溝へのアクセスを促進するために）溶媒膨潤性などの調整特性、または、熱応力軽減の目的、または、Ｃｕなどの導電性の高い材料の接着性、耐食性などの特性の向上のためにＣｕ、Ｎｉ、Ａｕなどに連続してもしくは多数回浸すことにより得られる複数の第３の層などをとともに異なるミクロ特性、のために理想的に適している。図１ｄ）および図１ｅ）には、ゼロまたは正のオーバレイ（２７、２８）を有する図３の製品が示される。図１ｌ）には、標的材料が溝の基部上に印刷され且つその上に機能性材料が成長された図４または図５の製品が示される。図１ｉ）および図１ｊ）には、構成要素層の熱膨張の差により変形に耐えることができる対称な装置および構成が示され、マイクロシステムのパッケージング内に専用の支持手段を必要とせずにこのパッケージングでの使用に適合された態様で、第１の層が、熱または水分絶縁層により別の外側層から絶縁される。装置は、単一または複数の第３の層で部分的または実質的に充填され得、オプションとして、溝の基部の表面ラフニングまたはプロファイリングで充填され得、そして、ゼロまたは正のオーバレイ（２７、２８）で充填され得る、図１ｆ）および図１ｇ）に示されるようないかなる所望のアスペクト比または輪郭をも有し得る。図１ｉ）は、本発明による音響、電気または光学装置を含み得、本発明の同一平面上の２つのミクロ構造間のさらなる構成要素として提供される、半導体または音響もしくは光学導波管（２５）を含む。切り換えは、例えば、電荷伝導の目的で提供された金属トラックによる導波管の加熱により可能にされる。音響装置は、第３の層として、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｌａまたはタンタレートを、超微粒子の分散物の形態のポリマー複合体として含む。
【０１０７】
図１ｈ）および図１ｉ）において、ミクロ構造は、適切には、異方性の導電性または非導電性接着剤（２６）で接着される。
【０１０８】
図１ｋ）には、ミクロ構造のミクロ配置の実施形態が示される。実施形態は、ミクロ回路アレイの上に置かれるミクロ反応チャンバのアレイの形態の電気手段を用いて、液晶ディスプレイまたはバイオアッセイにおいて使用され得る。
【０１０９】
図１ｍ）には、図１ｅ）による実施形態が示され、この実施形態では、正のオーバレイ（２８）のエッチングにより、保持機構の基部における露出された機能性材料との接触を確立することが可能にされる。
【０１１０】
図１ｎ）には、電気および／またはディスプレイの応用において、導電性を高めるため、または、低密度の微細線適用範囲および／または高い光伝送を有しながら不当な間接的線観測を低減するために、上で規定された高アスペクト比を有するミクロ構造が示され、ゼロまたは正のオーバレイ（２７、２８）の比は典型的には１を超える。この構造は、適切には、溝の壁および基部を触媒で裏打ちし、そして、無電解堆積または電気めっきにより機能性材料を堆積させ、実質的に溝を充填する機能性材料を堆積させることにより作られる。
【０１１１】
図１ｐおよび図１ｑ）には、はんだもしくは導電性接着接続で、または、非導電性接着剤を用いた大まかな縁部接続で、フリップチップ接合によりマイクロチップに接続するためのミクロ構造が示される。ミクロ構造１ｐ）は、チップピンを従来の可撓性のある回路板、たとえば、チップスケールパッケージングで使用される標準ピッチに扇形に広げるための可撓性のある挿入物であり得る。接合は、鉛−スズもしくは好ましくは金−スズ合金はんだを用いたはんだ付け、冷間硬化（ｃｏｌｄ  ｃｕｒｉｎｇ）、または他の技術によるものであり得る。
【０１１２】
図１ｒ）には、導電性または非導電性の第２の層またはオーバレイヤに含まれ得る、第２の平面の１つ以上の溝と垂直に整列された互いに平行な（ｃｏ  ｐａｒａｌｌｅｌ）溝の第１の平面を有する３次元構造が示される。
【０１１３】
図２ａ）には、高伝導率を提供する態様で堆積された導電性材料の低表面密度構造を含む導電性トラックのための機構が平面図で示される。この構造は、適切には２０ミクロンの幅および４０ミクロンの間隔を有する複数の平行な細長い溝（３１）を含み、従って、５つの細長い溝を有する構造は、２６０ミクロンの累積幅を有する。この構造は、すべての細長い溝を結合する一連の相互接続（３２）を、細長い方向に５ｍｍ間隔でさらに含む。これらの相互接続は、任意の２本の相互接続間の微細線の溝のいずれかが故障または破損した場合にフォールト・トレランスを提供する役割を果たし、それにより、欠陥のあるいかなる微細線の溝の長さの残りも、互いに平行な無傷の溝により効果的に機能し続け、故障が局所化される。
【０１１４】
この機構は、本明細書において上で規定された低密度のトラック適用範囲を必要とするが、所望の導電率レベルを達成する態様で、有用に使用され得る。さらに、この機構は、上で規定された使用のいずれかについて特に有利になるように、可撓性のあるミクロ構造において使用され得る。
【０１１５】
図２ｂ）には、ミクロ流体、ミクロ光学、微生物学、などの応用においてセンサまたはアクチュエータとして使用されるミクロ構造のための使用に適合された機構が示される。導電性材料の２つの細長いトラック（３３）は、検知または作動される材料を輸送するように適合された中央溝（３４）を中心に平行に整列される。横方向の相互接続（３５）は、細長いトラック（３３）の各々を溝（３４）に結合して、細長いトラック（３３）の長さを下方に電気的に輸送される応答波の形態で電気的検知または作動を提供する。
【０１１６】
図２ｃ）には、上で規定された、複数の層平面を有する３次元構造を含むミクロ構造として使用するために適合された機構が、立面図で示される。例示の目的のために、隣接する平面は、第１の平面に、機能性材料の溝（３６ｘ）を含み、第２の平面に、機能性材料の平行または垂直に整列された溝（３６ｙ）を含み、この構造は、溝（３６ｘ）に関連する第１の支持層の形態、または溝（３６ｙ）に関連する絶縁オーバレイヤの形態の介在層（３７）を含む。ミクロ構造は、隣接する層間の相互接続として機能するように配置された層（３７）に、溝（３６ｘ、ｙ）と接する、機能性材料の追加の相互接続「バイア」（３８）を含む。整列を容易にし且つ１００％の相互接続が達成されることを保証するために、このバイアは、適切には、溝（３６ｘ、ｙ）よりも断面積が大きい。溝（３６ｘ、ｙ）およびバイア（３８）の機能性材料は、同じであっても異なっていてもよく、適切には、同じである。構造は、適切には、層の連続的な積層構造物と、はんだまたは導電性接着剤によるこれらの層の接合とにより、作製される。バイアは、きりもみ、エッチング、または、後で機能性材料が充填され得る貫通孔もしくはバイアを含む薄板の成形により、作製され得る。バイアを含む薄板は、上で参照した国際出願のＵＶエンボス加工技術を使用して作製され且つ後に支持層から解放されるレリーフ形成層であり得る。
【０１１７】
図２（ｃ）の機構は、図２ｄ）において平面図で示される。図２ｄ）の参照番号は、図２ｃ）について説明された意味と同じ意味を有する。
【０１１８】
図２ｅ）には、溝（３６ｘ、ｙ）を含むマルチトラック構造が示され、この構造において、すべての接続点（３９）は、多重化によりアドレス指定され得る。電極間の材料は、電界の影響を受け得る（液晶）か、または、間隙を変えることにより電界の影響を受け得る（例えば、タッチパネルにおいて）。
【０１１９】
図２ｆ）には、ウェル（４０）を含む金属センサのアレイとして使用するための、機能性材料構造のアレイのための機構が示され、ここで、ウェル（４０）の各々は、その基部に、ウェル（４０）に導入される材料に対する応答を検出するための電極としての役割を果たす電気コンタクト（４ｌ＋、４ｌ−）を有する。アレイは、第２の層（４２）に含まれるものとして示され、第２の層（４２）は、応答を所望の態様で伝送するように適合された、例えば磁気的に活性な材料などの追加の機能性材料を含み得る。
【０１２０】
図２ｇ）には、電気めっきによる機能性材料の堆積のために適合された、触媒を含む平行に整列された複数の溝を含む構造のための機構が示される。適切には、この構造は、図１ｄ）、図１ｅおよび図１ｍ）または図１ｌ）に示される形態であり、導電性ペーストまたは縁どり（ｄａｇ）（４３）が、溝（３６）の端部に塗布される。ペースト（４０）は、電流が、電気めっき溶液からの銅などの金属の堆積用の電極として機能するすべての溝（３６）を通過することを可能にする。電気めっきプロセスは、実施例１６において説明される。
【０１２１】
図２ｈ）には、非連続のレリーフ機構（４５）を有する連続する保持機構（４４）を含むアレイのための機構が示される。この構造は、例えば、無くてもよい第２の層とともに使用され得、それにより、物理的、磁気的または生物学的ふるいとしての応用のための、孔のアレイが作製される。
【０１２２】
図２ｉ）には、ミクロ流体などの応用のための毛管溝構造のための機構が示され、ここで、毛管（４６）は、隣接する平面の毛管（４７）と相互接続され得る。
【０１２３】
図３には、上で規定された方法の第１の実施形態が示される。前進する接触線により、上で規定された第２の層を提供する方法の形のステージｃ）が示される。図において、第１の基板層（２）と標的媒体のコーティング（３）とをその上に有する支持層（１）が示される。樹脂のビード（４）が、ローラ（５）および可撓性のある分配層（６）からの下方向に向けられたローラ負荷により形成される接触線の前に前進され、可撓性のある分配層（６）と、コーティングされた基板（２）との接触を引き起こす。可撓性のある分配層（６）はＵＶ光を透過し、それにより、前進する接触線の後ろで樹脂の硬化が起こる。容易にはがされ得る可撓性のある分配層（６）を除去すると、本発明のミクロ構造の第１および第２の層が提供され、溝（７）の基部には、第３の層を適切な態様で提供するための印が付けられる。
【０１２４】
図４には、第２の実施形態の方法であって、簡便には、可撓性のある第１の層およびオプションの支持層によりリール・ツー・リールで動作される方法が示される。この場合、レリーフ形成ポリマー樹脂のコーティングを有する第１の層（８）が、２つの対向するローラの間に通される。第１のローラ（９）は、標的媒体を引っ張ってローラエンボス加工の高い輪郭の表面と接触させる手段（１０）と接触させるために回転するエンボス加工された「シム」表面を有する。第２のローラ（１１）は、第１のコーティングされた層（８）が適切な圧力付与でローラ間を通って、硬化していない樹脂のエンボス加工を引き起こするような態様で、ローラ（９）に接する。エンボス加工のプロセスにおいて、標的媒体は、密着印画により、レリーフ形成ポリマーに形成された溝の基部に転写される。第１の層はＵＶ光を透過し、それにより、ローラ（９）からの第１の層（８）が離れる前に硬化が開始される。その後、装置は、第１および第２の層を含む製品を巻き取り、上で規定された第３の層のための印を付ける。
【０１２５】
ローラ（９）のより大きい弧の周りの別の膜経路は、レリーフ機構を充填する態様で、以前にエンボス加工された膜にローラ（１０）上で触媒がコーティングされることを可能にし、この膜は、異なる速度で回転するローラ（９）とローラ（１１）との間で拭き取られ、エンボス加工された機構の表面から触媒が除去される。これは、望ましくない堆積を最小にして、溝の基部および壁の触媒コーティングを最大にすることを可能にする。この方法は、結合剤に導電性粒子のコーティング製剤を含む触媒を用いて行われ得る。
【０１２６】
図４の装置は、上で規定され且つ示された方法のいずれかにおいて、加工材料（例えば、犠牲層）、異なる化学的機能（例えば、親水性／疎水性）、異なるぬれ、ならびに異なる付着および解放特性を導入する材料、などの他の材料を選択的に塗布するために使用される。
【０１２７】
エンボス加工技術または材料のいかなる所望のシーケンスまたは組み合わせをも達成するような態様で図４の装置を用いることにより、他の膜経路が考えられ得る。
【０１２８】
図５には、本発明の第２の実施形態の方法の別の機構が示され、ここでは、上で規定されたレリーフ機構と上で規定された少なくとも１つの溝とを含む第２の層を有する第１の層は、容器（１２）内の触媒の溶液に通され、次いで、二重ローラに送られる。二重ローラは、エンボス加工された第１の層の最も高いレリーフ輪郭の領域、本質的には、第１の層の突出表面に接し、且つ、第１の層の裏面に接して、上記領域から標的媒体を選択的に取り除くように、２つの供給ローラから２つの紙ロールの各々を出す。次いで、連続する第１の層は、上で規定された成長媒体を含む第２の容器（１５）内での浸漬前に、オプションとして第１および第２の層の界面を封止することにより保護するための別の二重ローラ（１４）に移送される。第１、第２および第３の層をともなった上で規定されたミクロ構造を含む最終製品は、後で使用するためにリールに巻き取られ得るか、または、所望のように複数の部分に切断される。
【実施例】
【０１２９】
以下の実施例を参照して本発明を説明するが、これは本発明を限定するものではない。
【０１３０】
実施例１−第３の層材料の標的前駆物質の調製
３つの溶液を、それぞれ「Ｃｉｒｃｕｐｏｓｉｔ」および無電解銅前駆物質（例えば、Ｓｈｉｐｌｅｙ）からの銅の無電解堆積のために以下のように調製した。
【０１３１】
溶液Ｐ「Ｃｉｒｃｕｐｏｓｉｔ」（ＣＰ  ＰＤ「Ｐｒｅ−ｄｉｐ」３３４０溶液）
ＣＰ  ＰＤ  ３３４０を、最初に８４ｍｌの脱イオン水に溶解し、次いで、２７ｇのＣＰ  ＰＤ  ３３４０がこの水に可溶性にされると、１００ｍｌの溶液に取り入れた。
【０１３２】
この溶液は、ｐＨが約１の強酸性である。
【０１３３】
溶液Ｑ「Ｃｉｒｃｕｐｏｓｉｔ触媒（ＣＰ  ｃａｔ）３３４４溶液／縣濁液」
２７ｇのＣＰ  ＰＤ  ３３４０を、２４ｍｌの脱イオン水に溶解し、次いで、ポリエチレンビーカーに３．０ｍｌのＣＰ  ＣＡＴ  ３３４４を添加した。この溶液は、ｐＨが約１の強酸性である。
【０１３４】
溶液Ｒ「無電解銅（ＣＰＥＬＣｕ）３３５０溶液」
１０ｍｌの目盛り付きピペットからの３６．９ｍｌの脱イオン水、５ｍｌのピペットからの６．０ｍｌのＣＰＥＬＣｕ３３５０Ｍ、２．０ｍｌのピペットからの２．１ｍｌのＣＰＥＬＣｕ３３５０Ａ、および５ｍｌのピペットからの５．０ｍｌのＣＰＥＬＣｕ３３５０Ｂを、磁気攪拌しながら１００ｍｌの首の広いポリエチレン瓶に入れて、混ぜ合わせた。
【０１３５】
実施例２−第１の層材料の第１の基板前駆物質の調製
以下の基板前駆物質を、押出し成形可能な粉末または微粒の形態で得、そして、示される厚さを有する第１の基板のＡ４シートとして調製した。
【０１３６】
２．１    １００ポリエステル「ＭｅｌｉｎｅｘＳ５０５」（ＩＣＩＰＬＣ）
２．２    １００ポリエチレンナフテネート「ＫａｌｅｄｅｘＰＥＮ」（ＩＣＩＰＬＣ）
２．３    １００ポリエステルスルホン「ＳｔａｂａｒＰＥＳ」
２．４    １００ポリイミド「Ｕｐｉｌｅｘ」
２．５    ２ｍｍのソーダガラス。
【０１３７】
実施例３−第２の層材料のレリーフ形成ポリマー前駆物質の調製
以下の製剤Ａ〜Ｈを用いて、以下の成分を合わせることによりレリーフ形成ポリマー前駆物質を調製した。
【０１３８】
ＵＶ架橋性アクリル樹脂
製剤Ａ
Ｐｈｏｔｏｍｅｒ６２１７、脂肪族ウレタンアクリレート（Ａｋｃｒｏｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｌｔｄ．）５０部
ヘキサンジオールジアクリレート（ＵＣＢ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）５０部
光開始剤
Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１（Ｃｉｂａ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）２．５部
Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４（            ”            ）２．５部
Ｄａｒｃｕｒｅ１１７３（            ”            ）２．５部
熱硬化開始剤
エチルプロピルオキシヘキサノエート１部
Ｐ１１５共重合性第三級アミン（ＵＣＢ  Ｌｔｄ．）１部
製剤Ｂ（製剤Ａの改変）
Ｐｈｏｔｏｍｅｒ６２１７（Ａｋｃｒｏｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｌｔｄ．）８０部
ヘキサンジオールジアクリレート（ＵＣＢ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）２０部
光開始剤
Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１（Ｃｉｂａ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）１．５部
Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４（            ”            ）１．５部
Ｄａｒｃｕｒ１１７３（            ”            ）１．５部
Ａ１７４接着促進剤（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ）１部
メタクリル酸１部
イソボルニルアクリレート５部が含まれる。
【０１３９】
製剤Ｃ（製剤ＡおよびＢの改変）
Ｐｈｏｔｏｍｅｒ６２１７（Ａｋｃｒｏｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｌｔｄ．）８０部
ヘキサンジオールジアクリレート（ＵＣＢ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）２０部
Ｅｂｅｃｒｙｌ８０、オリゴマーポリエーテルテトラアクリレート１６．２５部
Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１（Ｃｉｂａ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）１．５部
Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４（            ”            ）１．５部
Ｄａｒｃｕｒｅ１１７３（            ”            ）１．５部
製剤Ｄ（製剤Ｃの改変）
製剤Ｃで挙げた成分１２０．７５部
Ｚ−６０２０シリコン界面活性剤（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ）１部
製剤Ｅ
Ｐｈｏｔｏｍｅｒ６２１７、脂肪族ウレタンアクリレート（Ａｋｃｒｏｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｌｔｄ．）５０部
ヘキサンジオールジアクリレート（ＵＣＢ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）５０部
光開始剤
Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１（Ｃｉｂａ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）２．５部
Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００（            ”            ）２．５部
熱硬化開始剤
Ｔｅｒｔブチルパーオキシ−２−エチル−ヘキサノエート、ＩｎｔｅｒｏｘＴＢＰＥＨ（Ｉｎｔｅｒｏｘ  Ｌｔｄ．）１部
Ｐ１１５共重合性第三級アミン（ＵＣＢ  Ｌｔｄ．）１部
製剤Ｆ
Ｐｈｏｔｏｍｅｒ６２１７（Ａｋｃｒｏｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｌｔｄ．）８０部
ヘキサンジオールジアクリレート（ＵＣＢ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）２０部
光開始剤
Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１（Ｃｉｂａ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）２．５部
ＬＧ１５６、ポリメチルメタクリレート、「Ｄｉａｋｏｎ」（ＩＣＩＰＬＣ）１７．５部
メチルエチルケトン中の製剤の６５％の固体
熱およびＵＶ硬化性エポキシ樹脂
製剤Ｇ
ＥＰＯ−ＴＥＫ３５４（Ｅｐｏｘｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．）１００部
（熱硬化製剤２部、樹脂９０％、硬膜剤１０％）
ＤＣ５７界面活性剤（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｌｔｄ．）２５０ｐｐｍ
ＦＣ４３０界面活性剤（３Ｍ）２５０ｐｐｍ
製剤Ｈ
ＯＧ１２５（Ｅｐｏｘｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．）１００部
（ＵＶ硬化性エポキシ製剤、６３３ｎｍでの屈折率１．４６００）
ＤＣ５７界面活性剤（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｌｔｄ．）２５０ｐｐｍ
ＦＣ４３０界面活性剤（３Ｍ）２５０ｐｐｍ。
【０１４０】
実施例４〜１８−本発明のミクロ構造の作製
実施例４
第ＰＣＴ／ＧＢ９４／０２１１８号の手順を用いて、樹脂を、基板の裏面を介してニッケルシム上の表面レリーフ機構と接触している間に硬化させ、製剤Ａを用いて１００ミクロンのポリエステル「ＭｅｌｉｎｅｘＳ５０５」上に断面が約４５ミクロン×約４５ミクロンの溝を生成することにより、回路パターンをエンボス加工する。まず、ローラーコーティングを用いて、樹脂をＡ４シートの基板に、約１００ミクロンの湿ったＮｏ．６のＭｅｙｅｒ棒を与えるように設定された２７０ミクロンのクリアランスで堆積した。基板上に支持された樹脂を、ニッケルシム上でパターニングされた導波管トラックと接触させた。シムと接触している間に、樹脂は基板を通ってＵＶ光に照射される。樹脂が光架橋し、ポリマーマトリックス内にレプリカパターンが生成された。次いで、エンボス加工された基板に、図３に従う非連続（オフライン）の方法を施して、製品のミクロ構造を得た。それにより、
ｉ）可撓性のある基板上の完全なエンボス加工物を、室温で５分間、溶液Ｐに浸漬した。このとき、溶液を、ＰＴＦＥ磁気フォロワを用いて攪拌した。
【０１４１】
ｉｉ）次いで、すすがずに、水浴を用いて３５〜４０℃で５分間溶液Ｑに浸漬した。この間、溶液を、時々かき混ぜた。
【０１４２】
エンボス加工された膜を、２５０ｍｌの脱イオン水ビーカーにおいて慎重にすすいだ。最初に余分な液体をティッシュで取り除いた後、膜に風を吹き付けて乾燥させるか、または、ゆっくりと空気乾燥させた。
【０１４３】
ｉｉｉ）乾燥後、回路パターンの表面を、拭き取りの動きが溝と同じ方向になるように、ティッシュで拭き取った。この目的は、溝の側部および基部上を除くすべての領域から触媒を取り除くことである。拭き取りを、３回繰り返した。
【０１４４】
ｉｖ）次いで、膜を、４６±４℃で２分間、同様にかき混ぜながら溶液Ｒのビーカーに入れた。数分後、パターンの溝内で銅がはっきりと見え、溶液からエンボス加工された膜を取り出した。膜を、脱イオン水中で数回慎重に洗浄し、次いで乾燥させた。
【０１４５】
基板膜は、銅トラックにいかなる明らかな破壊をも与えることなく曲げられ得る。
【０１４６】
銅は、溝の所望の領域に形成され、それ以外の場所には形成されなかった。  実施例５
実施例４のプロセスを用いて、ミクロ構造を作製したが、この場合には、高解像度回路パターンをエンボス加工して、断面が約７ミクロン×約７ミクロンの溝を、１０ミクロンまでの範囲の間隔で生成した。ステージｉｉｉ）で、エンボス加工物を、イソプロピルアルコールで湿らせた布で拭いて触媒を取り除いた。このとき、溝内を拭かないように注意した。
【０１４７】
顕微鏡により、溝だけが、堆積された銅で充填され、間隔が維持されていることが確認された。この場合、溶液Ｒ中の浸漬時間は２５分間であった。
【０１４８】
実施例６
実施例５のプロセスおよび実施例４の回路パターンを用いて、ミクロ構造を作製した。銅の堆積は数分後にははっきりと見え、２５分後に、エンボス加工された構造を溶液から取り出した。溝内の銅を、光学顕微鏡で調べた。
【０１４９】
実施例７
製剤Ｂを用いて、実施例５のプロセスで、実施例４および実施例５の回路パターンの両方をＳ５０５ポリエステル上にエンボス加工した。トラック内の銅の接着については認識できる差は観察されず、製品の挙動は、実施例４および５で製造された製品と同様であった。
【０１５０】
実施例８
製剤Ｃを用いて、実施例５のプロセスで、実施例４および実施例５の回路パターンの両方をＤ７２３ポリエステル上にエンボス加工した。トラック内の銅の接着については認識できる差は観察されず、製品の挙動は、実施例４および５で製造された製品と同様であった。
【０１５１】
実施例９
実施例５の手順を用いて、Ｄ７２３Ｍｅｌｉｎｅｘポリエステル上に製剤Ｄを堆積させた。
【０１５２】
実施例１０
製剤Ｅを、実施例４の回路パターンの形で実施例２の１００ミクロンの「ＰＥＮ」上に堆積させた。溝は、実施例５と同様に銅で充填された。
【０１５３】
実施例１１
実施例２のポリマー「Ｕｐｉｌｅｘ」および「Ｓｔａｂａｒ」とともに、実施例４の手順を使用する。これらのポリマーは、光開始剤に適用可能なＵＶ硬化領域において吸光性であり、従って、適切な波長のＵＶ光を制限して樹脂を硬化させる。従って、基板上にパターンを生成／硬化させる方法は異なる。特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ９４／０２１１８号に記載されるように、必要なパターンを含む説明されたニッケルシムを用いて、反対の性（ｓｅｘ）のポリマーレプリカを生成する。この「ポリマーシム」は、解放特性を作り出し、基板上にパターンを堆積させるために積層プロセスにおいて使用され得る。この技術も、同様に特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ９４／０２１１８号に記載されている。
【０１５４】
実施例１２
実施例１と同様に生成された実施例１および２の回路パターンに、製剤Ｆを堆積させた。実施例１と同様に、銅トラックが堆積された。基板と製剤とのこの組み合わせの利点は、以前に生成された製品と比較して、高い温度での製品の使用があり得ることである。例えば、必要であれば、シート上への構成要素の低温はんだ付けが行われ得る。
【０１５５】
実施例１３
幾つかの応用では、好適な基板はガラスである。Ｎｏ．３  Ｍｅｙｅｒ棒を用いて製剤Ｆをガラス上に堆積させた。樹脂の厚さは、１２〜１５ミクロンのオーダであった。回路機構を有するシムを樹脂と接触させ、そして、密な接触を保証するためにラミネータを通して圧搾した。ラミネータロールを、１ｍ／分に設定した。ニップからガラス／樹脂／シム薄板が出てくると、２．５ミリワット／ｃｍ２のパワー出力を有する「Ｂｌａｋｒａｙ」ＵＶランプを用いて、ガラスプレートの基部を介して、樹脂を、ランプから１５インチの距離で照射した。ＵＶ光は樹脂を硬化させ、シムは、エンボス加工された溝を見せるために、架橋されたマトリックスの表面から取り除かれ得る。
【０１５６】
ガラス上のこの特定のＵＶ硬化膜の界面は、アルカリ状態の影響を受けやすいため、この界面を、縁部に接着テープを付与することにより３つの浸漬ステージの間保護し、銅トラックを堆積させ、それにより、ガラスから膜を除去する水溶液の出入りを防ぐ。従って、実施例４に記載されるプロセスを繰り返し、トラックを堆積させ、そして動作の終りにテープを取り除いた。
【０１５７】
実施例１４
一般的な規則として、ＵＶ架橋性アクリレートおよびメタクリレートの膜は、領域において１７５℃を超える温度での連続的な動作には使用されず、マトリックスのパターンに依存して、２２５〜２５０℃の温度では短時間でのみ使用され得る。熱硬化性エポキシは、その架橋されたマトリックスの性質により、より高い温度で使用されるという利点を有する。しかし、銅トラックを堆積させなければならない応用の場合に熱安定性が問題であれば、基板はまた、向上した熱安定性を有していなければならない。本実施例では、熱硬化樹脂ＥＰＯ−ＴＥＫ３５４を堆積させ、エンボス加工し、そして硬化させた。これは、３００℃を超える温度では数時間の間使用され得、それよりも高い温度ではより短い時間の間使用され得る。
【０１５８】
回路パターンをエンボス加工する技術は、以下の通りである。
【０１５９】
Ｎｏ．２  Ｍｅｙｅｒの棒を用いて、２ｍｍのソーダガラス上に製剤Ｇをコーティングして、約１２ミクロンの硬化していない樹脂を堆積させた。このステージでは、樹脂の粘度が低すぎて、優れた複製および解放を与えることができないが、グラス上で支持された膜を３時間６０℃で放置することにより、粘度が上昇したため、エポキシは、エンボス加工に適した「固まっていない状態」に達した。ガラス／樹脂およびニッケルシムを１メートル／分でラミネータに通すことにより、エンボス加工を行なった。
【０１６０】
この場合、樹脂からニッケルシムを分離して、回路パターンを見せた。ガラス上のエンボス加工されたエポキシを一晩放置し、次いで、１５０℃で２時間焼成した。
【０１６１】
別の手順は、高温架橋プロセス中、シムをガラス上のエポキシと接触させたままにしておくことである。
【０１６２】
その後、実施例４に記載された手順を行ない、銅をトラックに堆積させた。
【０１６３】
エポキシはまた、ガラスへの優れた接着という追加の利点を有し、ガラスとエンボス加工された膜との間の界面は、銅堆積ステージの間に溶液Ｃに曝露されるときに存在するアルカリ状態の影響をそれほど受けやすくない。
【０１６４】
実施例１５
製剤Ｈ、即ち、ＵＶ硬化性エポキシを、実施例１４に記載されるガラス上に堆積させ、積層構造物／硬化／複製方法を、実施例１３に記載されたように使用した。ガラス上のＵＶ硬化性アクリレート／メタクリレートと比較して向上された樹脂の接着は、ある特定の応用における利点である。なぜなら、界面がアルカリ溶液の影響を受けにくいからである。
【０１６５】
その後、実施例４に記載されたプロセスを行い、銅トラックを生成した。
【０１６６】
実施例１６
幅７．５ミクロン、深さ７．５ミクロンの表面レリーフ機構を１０ミクロンの最小間隔で含む構造を、実施例４のプロセスにより作製した。従来のスルファミン酸ニッケル電気鋳造溶液を調製した（４００ｇ／ｌの硫酸ニッケルおよびステンレススチールのアノードプレートおよびカソードプレートを溶液中に入れた）。この構造を、カソードプレートのすべての露出領域を覆うように、カソードプレート上の適切な場所に取り付けて固定しするが、サンプルの表面については露出したままにした。すべての表面レリーフ機構を互いに相互接続するように銀の導電性ペイントの薄い層を塗布することにより、露出表面のレリーフ機構（その上には、銅の薄い層が以前に堆積されている）と、カソードプレートとの間の電気接続が行われる。めっき浴の温度は５０℃であり、溶液のｐＨは４．２として測定された。
【０１６７】
アノードプレートおよびカソードプレートを、定電流源に接続し、２ｍＡの電流で１２０分間、４ｍＡでさらに６０分間、そして最後に１０ｍＡでさらに６時間めっきを行なった。
【０１６８】
光学顕微鏡を用いた検査により、表面レリーフ機構がニッケルで過剰に充填されており、幅が、電気めっき前の機構の幅の約２倍になることが確認された。ニッケルは、前駆物質溶液で処理され且つ銅でコーティングされた表面レリーフ機構にのみ、選択的に堆積された。前駆物質材料が拭き取りにより除去された場所では、ニッケル堆積の形跡はなかった。
【０１６９】
実施例１７
幅４５ミクロン、深さ４５ミクロンの表面レリーフ機構を含む構造を、実施例４の方法により作製した。この構造を、実施例１６と同様のめっきのために作製し、そして、同じめっき浴に同じ条件下で浸漬した。
【０１７０】
この構造を、４ｍＡで６時間、および６ｍＡでさらに３時間めっきした。めっきが終了すると、カソードプレートからサンプルを取り出した。
【０１７１】
以前のように光学顕微鏡を用いて、サンプルを検査した。表面レリーフ機構は、部分的にニッケルで充填されていた。ニッケルは、前駆物質溶液で処理され且つ銅でコーティングされた表面レリーフ機構にのみ、選択的に堆積されていた。前駆物質材料が拭き取りにより除去されている場所では、ニッケル堆積の形跡はなかった。サンプルを、両方向に曲げて、銅およびニッケルの表面レリーフ機構への全体的な接着をテストした。金属は表面から持ち上がらなかった。これは、金属層の優れた接着を示している。
【０１７２】
実施例１８−表面レリーフ機構の直接書き込み生成の方法
実験装置は、長さ４５０ｍｍ、幅８０ｍｍの平坦なスチールベッドが取り付けられたテーブルと、ベッドの縁部に取り付けられた軸受上で案内され、且つ、モータ付きねじにより、制御された速度でベッドの長さを上下に駆動されるヘッドアセンブリとからなる。ヘッドアセンブリ上に取り付けることにより青い光にベッドを横切らせ、ベッドの方に照射した（４００ｎｍから４５０ｎｍの波長範囲で２２０Ｗのパワー出力を送達するＩＣＩ  ＬＵＸＯＲライトボックスモデル４０００）。ヘッドアセンブリに、ポリマー樹脂分配装置および空気圧ポンプのためのホルダーをさらに取り付け、分配装置ノズルに樹脂を塗布した。角度およびミクロン調節装置は、分配方向の制御および調節をヘッドアセンブリを横切る方向にミクロン単位で行なうことを可能にし、樹脂を光のちょうど前に分配した。
【０１７３】
以下のポリマー樹脂製剤を調製した。
【０１７４】
製剤Ａ（粘度５０００ｍＰａ．ｓ）：ＩＣＩ  Ｌｕｘｔｒａｘ樹脂グレード０００Ｖ
製剤Ｂ：
カンファキノン（１．５部）、
ジメチルアミノエチルメタクリレート（２部）および
Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００（２部）
を含む、ＡＫＲＯＳ  ＣｈｅｍｉｃａｌｓのポリエステルアクリレートＡｃｔｉｌｎｎｅ５０５（１００部）。
【０１７５】
製剤Ｃ（粘度９０Ｍｐａ．ｓ）：
ＵＣＢ  ＣｈｅｍｉｃａｌｓのポリエステルアクリレートＥｂｅｃｒｙｌ（１００部）
カンファキノン（１．５部）、
ジメチルアミノエチルメタクリレート（２部）および
Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００（１．５部）
（ａ）テーブル速度は０．４７ｍ／分で、ノズル径１．１ｍｍ、空気圧２５ｐｓｉ．を用いた。樹脂製剤Ａの平行トラックを、厚さ３７５ミクロンのポリカーボネート基板（ＬＥＸＡＮシート）上に堆積させ、ヘッドアセンブリとの第２の通路を用いた堆積後さらに３５秒間（３５ｓ）硬化させた。自己支持トラック機構の書き込みに成功した。
【０１７６】
（ｂ）より低粘度の製剤Ｂとともに樹脂を使用すること以外、（ａ）の実験を繰り返した。トラックの書き込みに成功した。
【０１７７】
（ｃ）圧力４１ｐｓｉおよび速度０．６０ｍ／分を用いて、（ｂ）の実験を繰り返した。トラックの書き込みに成功した。
【０１７８】
（ｄ）（ａ）の方法において、圧力４２ｐｓｉおよび速度０．６５ｍ／分で、内径１１０ミクロンのノズルを使用した。トラックの書き込みに成功した。
【０１７９】
（ｅ）上記（ｄ）の条件およびより低粘度の製剤Ｃを用いて、トラックを書き込んだ。樹脂の粘度が低すぎたため、トラックはその形状を正しく保持しなかった。
【０１８０】
（ｆ）より高いヘッド速度１．１６ｍ／分を用いること以外、上記（ｅ）の実験を繰り返した。トラックの書き込みに成功し、高さは、Ａｌｐｈａ  Ｓｔｅｐ２００表面輪郭測定機を用いて１２．４ミクロンとして測定され、幅は１１０ミクロン、そして間隔は６０ミクロンあいていた。
【０１８１】
（ｇ）内径５０ミクロンの毛管を含むノズルを用いて、厚さ３７５ミクロンのポリカーボネート基板を、１０ｎｍのクロムおよび６０ｎｍの銀でコーティングした。圧力は３０ｐｓｉであり、テーブル速度は１．１６ｍ／分であった。幅１１０ミクロンおよび間隔６０ミクロンのトラックの生成に成功した。
【０１８２】
（ｈ）低粘度の樹脂製剤Ｃを用いた。５０ミクロンの毛管、金属で覆われていないポリカーボネート基板、３ｐｓｉの空気圧、および０．８８ｍ／分までのヘッド速度を用いて、トラックを書き込んだ。幅１２ミクロン、高さ１．９ミクロン、および間隔２２０ミクロンで、トラックの書き込みに成功した。
【０１８３】
（ｉ）（ｈ）の場合のように、樹脂製剤Ｃを用いてトラックを書き込んだ。（ｇ）のようにポリカーボネート基板を金属でコーティングした。空気圧は６ｐｓｉであり、ヘッド速度は１．１６ｍ／分であった。トラックの書き込みに成功し、トラックの幅は５１ミクロンであるとして測定され、間隔は１０９ミクロンであった。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】図１および図２は、様々な実施形態における本発明のミクロ構造を、断面図、立面図および平面図で示す。
【図１Ｎ】図１および図２は、様々な実施形態における本発明のミクロ構造を、断面図、立面図および平面図で示す。
【図２】図１および図２は、様々な実施形態における本発明のミクロ構造を、断面図、立面図および平面図で示す。
【図２Ｆ】図１および図２は、様々な実施形態における本発明のミクロ構造を、断面図、立面図および平面図で示す。
【図３】図３〜図５は、本発明のミクロ構造の製造のための装置および方法を図解で示す。
【図４】図３〜図５は、本発明のミクロ構造の製造のための装置および方法を図解で示す。
【図５】図３〜図５は、本発明のミクロ構造の製造のための装置および方法を図解で示す。
【図１】
2009095971.tif 000003
【図３】
2009095971.tif 000004
【図５】
2009095971.tif 000005
【図１Ｎ】
2009095971.tif 000006
【図２】
2009095971.tif 000007
【図２Ｆ】
2009095971.tif 000008
【図４】
2009095971.tif 000009