(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小構造体の断面形状を有する複数の薄膜をステージ上に積層して接合することにより、積層数が異なる複数の前記微小構造体を一括して製造する微小構造体の製造方法において、
基板上に最大の前記積層数と同数の複数のセルを設定し、前記複数のセル内には前記最大の積層数の前記微小構造体を構成する同一の層の１つあるいは複数の前記薄膜と、前記セル内の所定の位置に前記最大の積層数と等しい積層数のダミー構造体の断面形状を有するダミー薄膜と、前記最大の積層数の前記微小構造体とは異なる積層数の前記微小構造体を構成する同一の層の１つあるいは複数の前記薄膜を、前記セルの積層順序に従ってその積層数分の前記セル内にそれぞれ離間した状態で形成する第１の工程と、
前記基板と前記ステージとを相対的に移動させつつ、前記基板上の１つの前記セルから前記セル内に含まれる前記１つあるいは複数の薄膜、および前記ダミー薄膜をそれぞれが離間した状態のまま剥離し、この剥離した前記１つあるいは複数の薄膜、および前記ダミー薄膜を前記ステージ上に積層して接合させ、前記ステージ上に積層数の異なる前記複数の微小構造体、および前記ダミー構造体を形成する第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２】
前記第１の工程は、前記セル内の少なくも周辺部に前記ダミー薄膜を形成する構成の請求項１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、前記セル内の少なくも周辺部のうち、前記セルの４辺、対向する２辺もしくは角部に前記ダミー薄膜を形成する構成の請求項２記載の微小構造体の製造方法。
【請求項４】
微小構造体の断面形状を有する複数の薄膜をステージ上に積層して接合することにより、積層数が同数あるいは異なる複数の前記微小構造体を一括して製造する微小構造体の製造方法において、
基板上に最大の前記積層数と同数の複数のセルを設定し、前記複数のセル内に同一の層の複数の前記薄膜を形成するとともに、前記複数の薄膜を形成する際、前記セル内に前記セルの周辺部の対向する２辺のうち一方の辺には２つ以上、他方の辺には１つ以上の前記最大の積層数の微小構造体の断面形状を有する複数の前記薄膜をそれぞれ離間した状態で配置する第１の工程と、
前記基板と前記ステージとを相対的に移動させつつ、前記基板上の１つの前記セルから前記セルに含まれる前記複数の薄膜をそれぞれ離間した状態で剥離し、この剥離した前記複数の薄膜を前記ステージ上に積層して接合させ、前記ステージ上に前記複数の微小構造体を形成する第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５】
前記第１の工程は、前記対向する２辺の一方に２つ、他方に１つの前記最大の積層数の前記微小構造体を構成する前記薄膜を配置する構成の請求項４記載の微小構造体の製造方法。
【請求項６】
前記第１の工程は、少なくとも前記セルの四隅に前記最大の積層数の前記微小構造体を構成する前記薄膜を配置する構成の請求項４記載の微小構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層造形方法によって製造される微小ギアや微細光学部品、あるいはこれらを成形する金型等の微小構造体の製造方法に関し、特に、積層方向の解像度が高く、複数の微小構造体を一括して製造する際の歩留まり向上を図った微小構造体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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次元物体を短納期で造形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。この方法が適用される部品のサイズは、数ｃｍ以上の比較的大きな部品が多かったが、近年、精密に加工して形成される微小部品、例えば微小ギアや微細光学部品にもこの方法を適用したいというニーズがある。このようなニーズに対応する従来の微小構造体の製造方法として、例えば、特開平１０−３０５４８８号公報に示されるものがある。
【０００３】
この微小構造体の製造方法は、基板上に真空蒸着法，スピンコート法等によって薄膜を着膜した後、その薄膜をフォトリソグラフィー法によりパターニングして微小構造体の各断面形状に対応した複数の薄膜を形成し、次に、その複数の薄膜が形成された基板（パターン基板）を基板ホルダ上に載置し、基板ホルダを上昇させて基板ホルダに対向配置されたステージ上の対向基板に接合させた後、基板ホルダを下降させると、薄膜がパターン基板から剥離してステージ側に転写され、これを繰り返すことにより、対向基板上に複数の薄膜が積層された微小構造体を形成するものである。この製造方法によると、膜厚制御性が良好で基板全体に渡って膜厚均一性に優れたスパッタリング法等の着膜方法を用いて複数の薄膜を形成できるので、積層方向の解像度が高い微小構造体を製造することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の微小構造体の製造方法によれば、基板上に１つの微小構造体に対応する複数の薄膜しか形成していないため、着膜，パターニング，転写の一連の製造工程を経て１つの微小構造体しか製造できず、微小構造体の量産には不向きであるという欠点がある。
【０００５】
そこで、本出願人は、特願平９−３１９５１０号により量産性を向上させた微小構造体の製造方法を提案している。この製造方法は、基板上に積層数と同数のセルを設定し、各セル内に同一の層の複数の薄膜を形成し、基板（パターン基板）とステージとを相対的に移動させつつ、基板上の１つのセルから複数の薄膜を剥離し、この剥離した複数の薄膜をステージ上の対向基板に積層して接合させ、対向基板上に複数の微小構造体を形成するものである。
【０００６】
しかし、特願平９−３１９５１０号により提案された微小構造体の製造方法によれば、積層数の異なる複数の微小構造体を一括して製造する場合、複数の薄膜を配列したセルには、途中から薄膜が欠落する領域が発生することになる。このような場合、パターン基板と対向基板との間に接合荷重を付加すると、薄膜が欠落した領域の方に傾きが発生してしまい、パターン基板と対向基板の平行度が維持できなくなり、接合不良が発生して転写歩留まりが低下するという問題ある。また、積層数が同数の複数の微小構造体を一括して製造する場合でも、接合荷重分布が一様でない場合は、接合不良が発生して転写歩留りが低下するおそれがある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、積層方向の解像度が高く、複数の微小構造体を一括して製造する際の歩留まり向上を図った微小構造体の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、微小構造体の断面形状を有する複数の薄膜をステージ上に積層して接合することにより、積層数が異なる複数の前記微小構造体を一括して製造する微小構造体の製造方法において、基板上に最大の前記積層数と同数の複数のセルを設定し、前記複数のセル内には前記最大の積層数の前記微小構造体を構成する同一の層の１つあるいは複数の前記薄膜と、前記セル内の所定の位置に前記最大の積層数と等しい積層数のダミー構造体の断面形状を有するダミー薄膜と、前記最大の積層数の前記微小構造体とは異なる積層数の前記微小構造体を構成する同一の層の１つあるいは複数の前記薄膜を、前記セルの積層順序に従ってその積層数分の前記セル内にそれぞれ離間した状態で形成する第１の工程と、前記基板と前記ステージとを相対的に移動させつつ、前記基板上の１つの前記セルから前記セル内に含まれる前記１つあるいは複数の薄膜、および前記ダミー薄膜をそれぞれが離間した状態のまま剥離し、この剥離した前記１つあるいは複数の薄膜、および前記ダミー薄膜を前記ステージ上に積層して接合させ、前記ステージ上に積層数の異なる前記複数の微小構造体、および前記ダミー構造体を形成する第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。
上記構成によれば、セル内の所定の位置に複数の薄膜の他にダミー薄膜を配置することにより、基板とステージとの間に接合荷重を付加するとき、常に、接合荷重をダミー薄膜にも分散できるので、基板とステージの平行度を維持することが可能になり、各薄膜における接合荷重分布を一様にすることが可能になる。
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、微小構造体の断面形状を有する複数の薄膜をステージ上に積層して接合することにより、積層数が同数あるいは異なる複数の前記微小構造体を一括して製造する微小構造体の製造方法において、基板上に最大の前記積層数と同数の複数のセルを設定し、前記複数のセル内に同一の層の複数の前記薄膜を形成するとともに、前記複数の薄膜を形成する際、前記セル内に前記セルの周辺部の対向する２辺のうち一方の辺には２つ以上、他方の辺には１つ以上の前記最大の積層数の微小構造体の断面形状を有する複数の前記薄膜をそれぞれ離間した状態で配置する第１の工程と、前記基板と前記ステージとを相対的に移動させつつ、前記基板上の１つの前記セルから前記セルに含まれる前記複数の薄膜をそれぞれ離間した状態で剥離し、この剥離した前記複数の薄膜を前記ステージ上に積層して接合させ、前記ステージ上に前記複数の微小構造体を形成する第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。
上記構成によれば、セルの周辺部の対向する２辺のうち一方の辺には２つ以上、他方の辺には１つ以上の最大積層数の微小構造体を構成する薄膜を配置することにより、基板とステージとの間に接合荷重を付加するとき、常に、接合荷重を最大積層数の微小構造体を構成する薄膜にも分散できるので、基板とステージの平行度を維持することが可能となり、各薄膜における接合荷重分布を一様にすることが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る積層装置を示す。この積層装置１は、真空槽２を有し、この真空槽２の内部に、複数の薄膜が形成された基板（パターン基板）上に複数の薄膜を形成してなる薄膜担持体３を上面４ａに固定し、ｘ軸方向，ｙ軸方向およびｚ軸周りのθ方向にそれぞれ移動させるｘ−ｙ−θステージ４と、薄膜担持体３のアライメント状態を検出する例えばＣＣＤカメラの如きアライメント検出部５と、対向基板６が表面層７ａに形成されるとともに、ｚ軸方向に移動するｚステージ７と、ｘ−ｙ−θステージ４側およびｚステージ７側に粒子ビーム８をそれぞれ照射してＦＡＢ(Fast Atom Beam)処理を施す第１の粒子ビーム出射端９Ａおよび第２の粒子ビーム出射端９Ｂと、真空槽２内の真空度を検出する真空計１０とを配設している。なお、「ＦＡＢ処理」とは、粒子ビーム８として例えばアルゴン原子ビームを１ｋＶ程度の電圧で加速して材料の表面に照射し、材料表面の酸化膜，不純物等を除去して清浄な表面を形成する処理をいう。本実施の形態では、ＦＡＢの照射条件を処理対象の材料に応じて加速電圧１〜１．５ｋＶ、照射時間１〜１０分の範囲で変更するようにしている。
【００１１】
ｘ−ｙ−θステージ４は、真空中で使用可能なものであり、薄膜担持体３をｘ軸方向およびｙ軸方向にそれぞれ移動させるｘステージ４０およびｙステージ４１と、ｚ軸周りに回転するθステージ４２とを備える。
【００１２】
ｚステージ７は、例えば、ステンレス，アルミニウム合金等の金属からなる。対向基板６は、１０ｍｍ角からなり、ｚステージ７上に積層された複数の薄膜からなる微小構造体をｚステージ７から容易に取り出せるようにするため、予め、ｚステージ７の表面層７ａ上に形成される。対向基板６の材料は、微小構造体の材料に応じて選択する。すなわち、微小構造体をアルミニウム等の金属で形成する場合は、対向基板６の材料として銅あるいはニッケルを選択し、ｚステージ７の表面層７ａとして銅あるいはニッケルをめっき法により例えば約５μｍ着膜する。微小構造体をアルミナ、窒化アルミ、炭化珪素、シリコン窒化膜等の絶縁体であるセラミックスで形成する場合は、対向基板６の材料としてアルミニウムを選択し、ｚステージ７の表面層７ａとしてアルミニウムを真空蒸着法等により形成する。薄膜の積層終了後、対向基板６のみをエッチング除去することにより、微小構造体に外力を加えることなく、微小構造体のみをｚステージ７から容易に分離することができる。
【００１３】
図２は、積層装置１の制御系を示す。積層装置１は、本装置１全体の制御を司る制御部１１を有し、この制御部１１に、制御部１１のプログラムを含む各種の情報（ｘ−ｙ−θステージ４の移動ピッチ情報）を記憶するメモリ１２、真空槽２内を真空にする真空ポンプ１３、第１および第２の粒子ビーム出射端９Ａ，９Ｂからそれぞれ粒子ビーム８を照射する第１のＦＡＢ処理部１４Ａおよび第２のＦＡＢ処理部１４Ｂ、ｘステージ４０を構成するｘ軸モータ４０ａおよびｘ軸位置検出部４０ｂ、ｙステージ４１を構成するｙ軸モータ４１ａおよびｙ軸位置検出部４１ｂ、θステージ４２を構成するθモータ４２ａおよびθ位置検出部４２ｂ、ｚステージ７を構成するｚ軸モータ７ｂおよびｚ軸位置検出部７ｃ、上記アライメント検出部５、および上記真空計１０を各々接続している。ｘ軸位置検出部４０ｂ，ｙ軸位置検出部４１ｂ，θ位置検出部４２ｂおよびｚ軸位置検出部７ｃは、例えば、レーザー干渉計やガラススケール等を用いることができる。これらを用いることにより、サブμｍの移動精度を実現できる。
【００１４】
第１および第２のＦＡＢ処理部１４Ａ，１４Ｂは、１〜１．５ｋＶの加速電圧を、対応する第１および第２の粒子ビーム出射端１１Ａ，１１Ｂに付与するものである。
【００１５】
制御部１１は、メモリ１２が記憶するプログラムおよびｘ−ｙ−θステージ４の移動ピッチ情報に基づいて、薄膜担持体３が載置されたｘ−ｙ−θステージ４を所定のピッチ（例えば１０．１ｍｍ）で移動させつつ、ｚステージ７の表面層７ａに対向基板６を介して順次積層して接合させることにより微小構造体を形成するように積層装置１の各部を制御するようになっている。
【００１６】
次に、上記構成の積層装置１を用いた微小構造体の製造方法を説明する。
【００１７】
図３は、目的とする複数の微小構造体からなる微小構造体群を示す。この微小構造体群３０は、積層総数が１６層の大径円柱からなる２つの第１の微小構造体３０Ａと、積層総数が１６層の小径円柱からなる３つの第２の微小構造体３０Ｂと、積層総数が１６層の正方形四角柱からなる１つの第３の微小構造体３０Ｃと、積層数が１２層の長方形四角柱からなる２つの第４の微小構造体３０Ｄと、積層総数が１２層の大径円柱からなる１つの第５の微小構造体３０Ｅと、積層総数が８層の小径円柱からなる１つの第６の微小構造体３０Ｆとを製造する場合について説明する。このように積層数の異なる微小構造体３０Ａ〜３０Ｆを一括して製造する場合、各微小構造体３０Ａ〜３０Ｆの断面形状を有する複数の薄膜を配列したセルＣには、途中から薄膜が欠落する領域が発生することになる。このような場合、パターン基板と対向基板６に接合荷重を付加すると、ｚステージ７とｘ−ｙ−θステージ４の上面４ａとの間で薄膜が欠落した領域の方に傾きが発生してしまい、パターン基板と対向基板６の平行度が維持できなくなり、接合不良が発生して転写歩留まりが低下する。そのため図３に示すように、セルＣ内の周辺部に製造する微小構造体３０Ａ〜３０Ｆの最大積層総数（１６層）と同数の１６層からなるダミー構造体３０Ｇを設け、このダミー構造体３０ＧがセルＣの周辺を支えるようにして常に平行度を維持できるような構成とした。
【００１８】
図４(a) 〜(d) は、着膜工程およびパターンニング工程を示す。
【００１９】
（１）着膜
まず、同図(a) に示すように、基板３１としてシリコンウェハを準備し、この基板３１の上にポリイミド３２を８μｍスピンコーティング法により形成する。そして図示しない真空処理装置内に導入し、ＣＦ4 ガスによるプラズマ処理を施し、ポリイミド３２の表面をふっ化する。この工程により、この上に形成される薄膜が接合後容易に剥離できるようにするための離型層３３が形成される。
【００２０】
次に、同図(b) に示すように、スパッタリング法によりＡｌ薄膜３４を０．５μｍ着膜する。なお、ターゲットには高純度Ａｌを使用し、スパッタ圧力０．５Ｐａ、基板３１の温度は室温とする。着膜中は水晶振動子式膜厚計で常時膜厚をモニターし、膜厚が０．５μｍに達したところで着膜を終了する。この結果、基板３１上のＡｌ薄膜３４の膜厚分布は、０．５±０．０２μｍ以下が得られた。なお、このＡｌ薄膜３４が最終的に得られる微小構造体３０Ａ〜３０Ｆの積層方向の分解能を決めるため、膜厚および膜厚分布には十分な配慮が必要である。
【００２１】
（２）パターンニング
次に、同図(c) に示すように、基板３１上に形成したＡｌ薄膜３４の表面にフォトレジスト３５を塗布し、通常のフォトリソグラフィー法によりフォトマスクを用いてＡｌ薄膜３４をエッチングし、微小構造体群３０の断面形状のパターン（断面パターン）を一括して形成する。本実施の形態ではドライエッチング法を用いた。引き続き、同じフォトマスクを用いてポリイミド３２を約３μｍエッチバックする。エッチングにはＡｌのエッチングと同様にドライエッチング法を用い、ガスとしてＣＦ4 とＯ2 を用いた。その後、同図(d) に示すように、レジスト３５を剥離液により剥離して薄膜担持体３を得る。
【００２２】
図５(a) ，(b) は、パターンニング後の基板３１表面を示す。１つのセルＣｎには、同図(a) に示すように、第１〜第６の微小構造体３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ, ３０Ｅ，３０Ｆ、およびダミー構造体３０Ｇの第ｎ層のＡｌ薄膜３４が形成されている。基板３１上には、同図(b) に示すように、同層の断面パターンのＡｌ薄膜３４を形成した所定のサイズのセルＣが予め定められた配列方法で配列されている。本実施の形態の場合は、１０×１０ｍｍのサイズを有する１６個の第１層〜第１６層のセルＣ1 ，Ｃ2 , Ｃ3 , …，Ｃ16が、ｘ方向およびｙ方向にピッチ１０．１ｍで４×４の２次元状に配列されている。なお、配列方法は、１×１６のような１次元状の配列でもよい。
【００２３】
（３）薄膜担持体３の真空槽２への導入
次に、複数のＡｌ薄膜３４が形成された基板３１、すなわち薄膜担持体３を図１に示した真空槽２内のｘ−ｙ−θステージ４にセットし固定する。
【００２４】
（４）アライメント調整
オペレータは、アライメント検出部５で薄膜担持体３を拡大観察しながら、ｘステージ４０を往復させ、薄膜担持体３上のｘ軸方向に平行なラインがｙ軸方向に移動しないよう、θステージ４２を調整する。すなわち、制御部１１は、オペレータの操作に基づいて、ｘ軸モータ４０ａを駆動してｘステージ４０を往復させ、θモータ４２ａを駆動してθステージ４２を回転させる。ｘ軸方向に平行なラインとしては、四角柱の第３および第４の微小構造体３０Ｃ，３０ＤのＡｌ薄膜３４のｘ軸方向に沿う辺３４ｘを用いることができる。この調整により、薄膜担持体３内のセルＣのｘ軸方向とｘ−ｙ−θステージ４のｘ軸方向とが一致する。このとき、セルＣのｙ軸方向とｘ−ｙ−θステージ４のｙ軸方向も一致する。そして、対向基板６の直下に第１層のセルＣ1 が概略位置するようにｘ−ｙ−θステージ４を位置決めする。このときの位置決め精度は、セルＣの大きさに対してセルＣの配列ピッチに余裕があるため、０．１ｍｍ以下ならよく、高精度なアライメントは不必要である。なお、この工程はｘ−ｙ−θステージ４のｘ軸方向（ｙ軸方向）とセルＣのｘ軸方向（ｙ軸方向）とを合わせる作業なので、特に真空槽２内で行う必要はなく、ステージ４を真空槽２の外に取り出して普通の顕微鏡を用いて行ってもよい。
【００２５】
（５）真空槽２内の排気
オペレータが、積層装置１の図示しない排気スイッチを押下すると、制御部１１は、真空計１０の検出値に基づいて真空ポンプ１３を制御して真空槽２内を１０-6Ｐａ台まで排気し、真空槽２内を高真空状態あるいは超高真空状態にする。
【００２６】
（６）ＦＡＢ処理
制御部１１は、図１に示すように、第１および第２のＦＡＢ処理部１４Ａ，１４Ｂを制御して第１の粒子ビーム出射端９Ａから対向基板６の表面に粒子ビーム８としてアルゴン原子ビームを照射し、第２の粒子ビーム出射端９ＢからＡｌ薄膜３４の表面に粒子ビーム８として同じくアルゴン原子ビームを照射してＦＡＢ処理を施す。本実施の形態では、アルゴン原子ビームを１．５ｋＶの加速電圧で斜め４５度の角度から１分間照射し、表面約５ｎｍの汚染層を除去した。
【００２７】
（７）薄膜転写
図６は、転写工程を示す。制御部１１は、同図に示すように、ｚ軸位置検出部７ｃの検出信号に基づいてｚ軸モータ７ｂを制御してｚステージ７を下降させて対向基板６をｘ−ｙ−θステージ４上の薄膜担持体３に接近させ、清浄な対向基板６の表面と清浄な第１層のセルＣ1 内のＡｌ薄膜３４の表面とを接触させ、所定の荷重（例えば、５０ｋｇｆ／ｃｍ2 ）で所定の時間（例えば５分間）押し付ける。これにより、対向基板６と第１層のセルＣ1 内の１４個のＡｌ薄膜３４の表面とが強固に接合される。その後、ｚステージ７を元の位置に復帰させる。離型層３３とＡｌ薄膜３４との接合力をｆ1 、Ａｌ薄膜３４，３４同士の接合力をｆ2 、Ａｌ薄膜３４と対向基板６との接合力をｆ3 としたとき、ｆ2 ＞ｆ3 ＞ｆ1 の大小関係となるように対向基板６、離型層３３およびＡｌ薄膜３４の材料を選択している。従って、Ａｌ薄膜３４は薄膜担持体３側からｚステージ７側に転写される。
【００２８】
次に、制御部１１は、メモリ１２が記憶するプログラムおよびｘ−ｙ−θステージ４の移動ピッチ情報に基づいて、ｘ−ｙ−θステージ４を所定のピッチ、例えば、−ｘ軸方向（図５(b) において上方向）に１０．１００ｍｍだけ移動させる。これにより、ｚステージ７の直下に第２層のセルＣ2 が位置する。このとき、第２層のセルＣ2 のパターンを観察してアライメントすることは必ずしも必要でない。すなわち、設計で定義したセルＣのピッチ１０．１ｍｍとステージ４の移動量１０．１ｍｍを正確に一致させることにより、ｚステージ７の直下に第２層のセルＣ2 が位置することになる。
【００２９】
以下同様に、第２層のセルＣ2 内のＡｌ薄膜３４に対しＦＡＢ処理・転写することにより、第１層のセルＣ2 内のＡｌ薄膜３４の上に第２層のセルＣ2 のＡｌ薄膜３４が積層される。最初の工程との唯一の違いは、ＦＡＢ処理工程において、２回目のときはｚステージ７上の対向基板６の表面にアルゴン原子ビーム８を照射するのではなく、第１層のＡｌ薄膜３４の裏面（それまで基板３１に離型層３３を介して接触していた面）に照射し、そこを清浄化することである。
【００３０】
図７は、完成した微小構造体群３０を示す。上述した工程をＮ個（１６個）のセルＣ1 〜Ｃ16の数だけ繰り返すことにより、Ｎ個のセルＣ1 〜Ｃ16内のＡｌ薄膜３４が最大Ｎ層に積層され、同図に示すように、ｚステージ７上の対向基板６上にＭ個（１０個）の微小構造体３０Ａ〜３０Ｆ、および４つのダミー構造体３０Ｇが一括して完成する。その後、対向基板６を除去することにより、必要な微小構造体３０Ａ〜３０Ｆが得られる。
【００３１】
上記の構成によれば、以下の効果が得られる。
(イ) 膜厚０．５μｍの複数のＡｌ薄膜３４を順次積層して微小構造体群３０を製造しているので、積層方向の高解像度化が可能になる。
(ロ) 積層数の異なる微小構造体３０Ａ〜３０Ｆが混在しても、セルＣ内の周辺部に最大積層数からなるダミー構造体３０Ｇがあるため、基板３１と対向基板６との間に接合荷重を付加するとき、常に、接合荷重をダミー薄膜にも分散できるので、基板３１と対向基板６の平行度が高精度に保て、接合不良が減って歩留まりが向上する。
なお、上記実施の形態では、ダミー構造体は、セルＣ内の四辺に直線状に形成したが、必ずしもこの配置に限ることはなく、破線状でもよく、対向する二辺上のみに形成してもよい。更にセルＣ内の角部のみに形成してもよい。
【００３２】
図８(a) 〜(d) は、本発明の第２の実施の形態に係る微小構造体群の配列を示す。この第２の実施の形態は、微小構造体群を構成する複数の微小構造体のうち最大積層数を有する微小構造体３０ＨをセルＣ内の少なくとも周辺部に配置してダミー構造体を廃止したものである。この態様として、同図(a) に示すように、セルＣの四隅に微小構造体３０Ｈを配置してもよく、同図(b) に示すように、セルＣの四隅および中央に微小構造体３０Ｈを配置してもよく、同図(c) に示すように、セルＣの対向する２辺近傍に複数の微小構造体３０Ｈを配置してもよく、同図(d) に示すように、セルＣの三角形の頂点の位置に微小構造体３０Ｈを配置してもよい。これにより、製造する微小構造体とは別にダミー構造体を挿入する必要が無いため、セルＣのエリアを有効に利用できる。また、セルＣ内の少なくも周辺部に最大積層数の微小構造体３０Ｈを構成する薄膜を配置することにより、基板３１と対向基板６との間に接合荷重を付加するとき、常に、接合荷重を最大積層数の微小構造体３０Ｈを構成する薄膜にも分散できるので、基板３１と対向基板６の平行度を維持することが可能となり、接合不良が減って歩留りが向上する。
【００３３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々に変形実施が可能である。例えば、積層数が同数の複数の微小構造体を一括して製造する場合でも、それと同じ積層数のダミー構造体を荷重分布に応じて配置しもよい。これにより、各薄膜における接合荷重分布を一様にすることが可能になり、接合不良が減って歩留り向上が図れる。
また、接合荷重分布に応じた位置にダミー薄膜、あるいは最大積層数の微小構造体を構成する薄膜を配置してもよい。これにより、各薄膜における接合荷重分布を一様にすることが可能になり、接合不良が減って歩留まり向上が図れる。
また、上記実施の形態では、基板上への薄膜の着膜方法としてスパッタリング法を用いたが、電子ビーム加熱蒸着法，抵抗加熱蒸着法，化学蒸着法等の他の真空蒸着法やスピンコーティング法等を用いてもよい。
また、上記実施の形態では、薄膜の材料としてＡｌを用いたが、銅，インジウム等の他の金属やアルミナ，窒化アルミ，炭化珪素，シリコン窒化膜等の絶縁体を用いてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の微小構造体の製造方法によれば、セル内の所定の位置に複数の薄膜の他にダミー薄膜を配置することにより、基板とステージとの間に接合荷重を付加するとき、基板とステージの平行度を維持することが可能となり、各薄膜における接合荷重分布を一様にすることが可能になるので、接合不良が減って歩留まり向上が図れる。
また、セル内の所定の位置に最大積層数の微小構造体を構成する薄膜を配置することにより、基板とステージとの間に接合荷重を付加するとき、基板とステージの平行度を維持することが可能となり、各薄膜における接合荷重分布を一様にすることが可能になるので、接合不良が減って歩留まり向上が図れる。
また、膜厚制御性が良好で基板全体に渡って膜厚均一性に優れたスパッタリング法等の着膜方法を用いて複数の薄膜を形成できるので、積層方向の高解像度化が可能になる。
【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積層装置の構成図
【図２】第１の実施の形態に係る積層装置の制御系を示すブロック図
【図３】目的とする微小構造体群を示す斜視図
【図４】  (a) 〜(d) は着膜工程およびパターンニング工程を示す図
【図５】  (a) ，(b) はパターンニング後の基板表面を示す図
【図６】積層工程を示す積層装置の側面図
【図７】対向基板上に完成された微小構造体群を示す斜視図
【図８】  (a) 〜(d) は本発明の第２の実施の形態に係る微小構造体群の配列を示す図
【符号の説明】
１  積層装置
２  真空槽
３  薄膜担持体
４  ｘ−ｙ−θステージ
４ａ  ｘ−ｙ−θステージの上面
４ｂ  位置決めピン
５  アライメント検出部
６  対向基板
７  ｚステージ
７ａ  ｚステージの表面層
７ｂ  ｚ軸モータ
７ｃ  ｚ軸位置検出部
８  粒子ビーム
９Ａ  第１の粒子ビーム出射端
９Ｂ  第２の粒子ビーム出射端
１０  真空計
１１  制御部
１２  メモリ
１３  真空ポンプ
１４Ａ  第１のＦＡＢ処理部
１４Ｂ  第２のＦＡＢ処理部
３０  微小構造体群
３０Ａ  第１の微小構造体
３０Ｂ  第２の微小構造体
３０Ｃ  第３の微小構造体
３０Ｄ  第４の微小構造体
３０Ｅ  第５の微小構造体
３０Ｆ  第６の微小構造体
３０Ｇ  ダミー構造体
３０Ｈ  最大積層数を有する微小構造体
３１  基板
３２  ポリイミド
３３  離型層
３４  Ａｌ薄膜
３４ｘ  辺
３５  フォトレジスト
４０  ｘステージ
４０ａ  ｘ軸モータ
４０ｂ  ｘ軸位置検出部
４１  ｙステージ
４１ａ  ｙ軸モータ
４１ｂ  ｙ軸位置検出部
４２  θステージ
４２ａ  θモータ
４２ｂ  θ位置検出部
Ｃ，Ｃ1 〜Ｃ16  セル
【図１】
0003785845.tif 000002
【図２】
0003785845.tif 000003
【図３】
0003785845.tif 000004
【図４】
0003785845.tif 000005
【図５】
0003785845.tif 000006
【図６】
0003785845.tif 000007
【図７】
0003785845.tif 000008
【図８】
0003785845.tif 000009