JPH1016066A - マイクロマシン用部品の製造方法 - Google Patents
マイクロマシン用部品の製造方法Info
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- JPH1016066A JPH1016066A JP8186585A JP18658596A JPH1016066A JP H1016066 A JPH1016066 A JP H1016066A JP 8186585 A JP8186585 A JP 8186585A JP 18658596 A JP18658596 A JP 18658596A JP H1016066 A JPH1016066 A JP H1016066A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 形状精度の高い、作製工程が簡単なマイクロ
マシン用部品の製造方法を提供する。 【解決手段】 ガラス基板１の上に光硬化性樹脂層２を
形成する層形成工程と、光硬化性樹脂層２の上にフォト
マスク３を載せ、光線をフォトマスク３に照射して、フ
ォトマスク３を透過した光線によって光硬化性樹脂層２
を感光させる感光工程と、光硬化性樹脂層２の非感光領
域を溶剤で除去することによって３次元構造物を形成す
る現像工程とを有するマイクロマシン用部品の製造方法
において、前記感光工程と前記現像工程の間に、光硬化
性樹脂層２の上に遮光材４を積層し、更に別体の光硬化
性樹脂層２を遮光材４の上に順次積層する積層工程と、
遮光材４上に積層された光硬化性樹脂層２を感光する感
光工程とを少なくとも１回設けたものである。
マシン用部品の製造方法を提供する。 【解決手段】 ガラス基板１の上に光硬化性樹脂層２を
形成する層形成工程と、光硬化性樹脂層２の上にフォト
マスク３を載せ、光線をフォトマスク３に照射して、フ
ォトマスク３を透過した光線によって光硬化性樹脂層２
を感光させる感光工程と、光硬化性樹脂層２の非感光領
域を溶剤で除去することによって３次元構造物を形成す
る現像工程とを有するマイクロマシン用部品の製造方法
において、前記感光工程と前記現像工程の間に、光硬化
性樹脂層２の上に遮光材４を積層し、更に別体の光硬化
性樹脂層２を遮光材４の上に順次積層する積層工程と、
遮光材４上に積層された光硬化性樹脂層２を感光する感
光工程とを少なくとも１回設けたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リソグラフィ技術
を利用して、微小機械すなわちマイクロマシンの構成部
品を製造する方法に関する。
を利用して、微小機械すなわちマイクロマシンの構成部
品を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、マイクロマシン等に使用される構
成部品の製造方法として、ＬＩＧＡ法（Lithographie G
alvanoformung Abformung)と、光造形法の二つの方法が
よく知られている。ＬＩＧＡ法は、シード層の上にレジ
スト材であるＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）を
塗布し、レジスト材に所望の形状の範囲にシンクロトロ
ン放射光を照射して感光させ、これを現像した後、シー
ド層を溶解することで所望の微細な形状の微細構造物を
作製する方法である（例えば、W.Ehrfeld,:IEEE,Micro
Electro Mechanical System Proceedings PP86,1994)。
このＬＩＧＡ法を利用して、底面がミクロンオーダ、高
さが数百ミクロン、形状精度がサブミクロンの金属やセ
ラミックス材料の微細構造物が作製されている。また、
光造形法は、集光した紫外線光を光硬化性樹脂層の所望
の形状の範囲に走査させながら照射して感光させ、現像
して微細構造物を作製する方法である（例えば、特開平
４−９１９２８号公報）。
成部品の製造方法として、ＬＩＧＡ法（Lithographie G
alvanoformung Abformung)と、光造形法の二つの方法が
よく知られている。ＬＩＧＡ法は、シード層の上にレジ
スト材であるＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）を
塗布し、レジスト材に所望の形状の範囲にシンクロトロ
ン放射光を照射して感光させ、これを現像した後、シー
ド層を溶解することで所望の微細な形状の微細構造物を
作製する方法である（例えば、W.Ehrfeld,:IEEE,Micro
Electro Mechanical System Proceedings PP86,1994)。
このＬＩＧＡ法を利用して、底面がミクロンオーダ、高
さが数百ミクロン、形状精度がサブミクロンの金属やセ
ラミックス材料の微細構造物が作製されている。また、
光造形法は、集光した紫外線光を光硬化性樹脂層の所望
の形状の範囲に走査させながら照射して感光させ、現像
して微細構造物を作製する方法である（例えば、特開平
４−９１９２８号公報）。
【０００３】この場合、ポリマー製３次元構造物の作製
工程は、例えば図４（ａ）に模式図的に示すように、光
硬化性樹脂１０を収納した樹脂槽の中にＸＹＺテーブル
２０を僅かに沈ませ、集光した紫外線３０を光硬化性樹
脂１０の表面に照射・感光するとともに、ＸＹＺテーブ
ル２０をＸ，Ｙ方向に移動して所望の形状の領域の光硬
化性樹脂１０を硬化し、１層目の光硬化性樹脂層４０を
形成する。次に、図４（ｂ）に示すように、ＸＹＺテー
ブル２０をＺ方向に降下させ、前工程で形成した１層目
の光硬化性樹脂層４０の上に光硬化性樹脂１０を載せ
て、集光した紫外線３０を光硬化性樹脂１０の表面に照
射・感光するとともに、ＸＹＺテーブル２０をＸ，Ｙ方
向に移動して所望の形状の領域の光硬化性樹脂１０を硬
化し、２層目の光硬化性樹脂層５０を形成する。このよ
うな操作を繰り返すことにより、図４（ｃ）に示すよう
に、光硬化性樹脂１０の中に紫外線が照射された所望の
３次元形状が形成される。次に、紫外線３０が照射され
ない領域の光硬化性樹脂１０を溶剤によって除去する
と、図４（ｄ）に示すように、所望のポリマー製３次元
構造物６０が得られる。また、金属製３次元構造物の作
製工程は、例えば図５（ａ）に示すように、ＸＹＺテー
ブル２０上に金属層（シード層）７０を載せ、ポリマー
製３次元構造物６０の作製工程と同じく、光硬化性樹脂
１０を収納した樹脂槽の中にＸＹＺテーブル２０を僅か
に沈ませ、集光した紫外線３０を光硬化性樹脂１０の表
面に照射して感光させ、ＸＹＺテーブル２０をＸ，Ｙ方
向に移動して所望の形状の領域の光硬化性樹脂１０を硬
化する。次に、紫外線３０が照射されない領域の光硬化
性樹脂１０を溶剤によって除去することにより、図５
（ｂ）に示すように、シード層７０の上にポリマー製３
次元構造物６０を形成する。次に、図５（ｃ）に示すよ
うに、シード層７０の上の光硬化性樹脂１０が除去され
た部分に電鋳（金属メッキ）により金属８０を埋め込
む。次に、図５（ｄ）に示すように、ポリマー製３次元
構造物６０およびシード層７０をエッチングにより除く
と、図５（ｅ）に示すような単独の金属の３次元の微細
構造物９０が得られる。
工程は、例えば図４（ａ）に模式図的に示すように、光
硬化性樹脂１０を収納した樹脂槽の中にＸＹＺテーブル
２０を僅かに沈ませ、集光した紫外線３０を光硬化性樹
脂１０の表面に照射・感光するとともに、ＸＹＺテーブ
ル２０をＸ，Ｙ方向に移動して所望の形状の領域の光硬
化性樹脂１０を硬化し、１層目の光硬化性樹脂層４０を
形成する。次に、図４（ｂ）に示すように、ＸＹＺテー
ブル２０をＺ方向に降下させ、前工程で形成した１層目
の光硬化性樹脂層４０の上に光硬化性樹脂１０を載せ
て、集光した紫外線３０を光硬化性樹脂１０の表面に照
射・感光するとともに、ＸＹＺテーブル２０をＸ，Ｙ方
向に移動して所望の形状の領域の光硬化性樹脂１０を硬
化し、２層目の光硬化性樹脂層５０を形成する。このよ
うな操作を繰り返すことにより、図４（ｃ）に示すよう
に、光硬化性樹脂１０の中に紫外線が照射された所望の
３次元形状が形成される。次に、紫外線３０が照射され
ない領域の光硬化性樹脂１０を溶剤によって除去する
と、図４（ｄ）に示すように、所望のポリマー製３次元
構造物６０が得られる。また、金属製３次元構造物の作
製工程は、例えば図５（ａ）に示すように、ＸＹＺテー
ブル２０上に金属層（シード層）７０を載せ、ポリマー
製３次元構造物６０の作製工程と同じく、光硬化性樹脂
１０を収納した樹脂槽の中にＸＹＺテーブル２０を僅か
に沈ませ、集光した紫外線３０を光硬化性樹脂１０の表
面に照射して感光させ、ＸＹＺテーブル２０をＸ，Ｙ方
向に移動して所望の形状の領域の光硬化性樹脂１０を硬
化する。次に、紫外線３０が照射されない領域の光硬化
性樹脂１０を溶剤によって除去することにより、図５
（ｂ）に示すように、シード層７０の上にポリマー製３
次元構造物６０を形成する。次に、図５（ｃ）に示すよ
うに、シード層７０の上の光硬化性樹脂１０が除去され
た部分に電鋳（金属メッキ）により金属８０を埋め込
む。次に、図５（ｄ）に示すように、ポリマー製３次元
構造物６０およびシード層７０をエッチングにより除く
と、図５（ｅ）に示すような単独の金属の３次元の微細
構造物９０が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記前者の
従来技術であるＬＩＧＡ法では、Ｘ線マスクのパターン
をＰＭＭＡに転写するだけであるため、マスクによって
形成された形状の柱状構造物しか作製することができな
いという問題があった。また、ＬＩＧＡ法は、シンクロ
トロン放射光を使用するため、加速器が必要となり、通
常の機械加工のように誰でも容易に加工できるものでは
なく、高度の技術を要すると共に、設備が高価となると
いう問題があった。後者の従来技術である光造形法で
は、照射する集光紫外線のスポット径が５μｍ程度であ
るため、５μｍ以下の曲率を有する微細構造物は作製が
困難であり、また形状精度も５μｍ以下にすることが難
しいという問題があった。本発明は、形状精度の高い、
３次元構造物を作製することができ、かつ作製工程が簡
単なマイクロマシン用部品の製造方法を提供することを
目的とするものである。
従来技術であるＬＩＧＡ法では、Ｘ線マスクのパターン
をＰＭＭＡに転写するだけであるため、マスクによって
形成された形状の柱状構造物しか作製することができな
いという問題があった。また、ＬＩＧＡ法は、シンクロ
トロン放射光を使用するため、加速器が必要となり、通
常の機械加工のように誰でも容易に加工できるものでは
なく、高度の技術を要すると共に、設備が高価となると
いう問題があった。後者の従来技術である光造形法で
は、照射する集光紫外線のスポット径が５μｍ程度であ
るため、５μｍ以下の曲率を有する微細構造物は作製が
困難であり、また形状精度も５μｍ以下にすることが難
しいという問題があった。本発明は、形状精度の高い、
３次元構造物を作製することができ、かつ作製工程が簡
単なマイクロマシン用部品の製造方法を提供することを
目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、ガラス基板の上に光硬化性樹脂層または
光分解性樹脂層を形成する層形成工程と、前記光硬化性
樹脂層または光分解性樹脂層の上にフォトマスクを載
せ、光線を前記フォトマスクに照射して、前記フォトマ
スクを透過した光線によって前記光硬化性樹脂層または
光分解性樹脂層を感光させる感光工程と、前記光硬化性
樹脂層の非感光領域または前記光分解性樹脂層の感光領
域を溶剤で除去することによって３次元構造物を形成す
る現像工程とを有するマイクロマシン用部品の製造方法
において、前記感光工程と前記現像工程の間に、前記光
硬化性樹脂層または前記光分解性樹脂層の上に遮光材を
積層し、更に別体の前記光硬化性樹脂層または別体の前
記光分解性樹脂層を前記遮光材の上に順次積層する積層
工程と、前記遮光材上に積層された前記光硬化性樹脂層
または前記光分解性樹脂層を感光する感光工程とを少な
くとも１回設けたものである。また、前記層形成工程
は、前記ガラス基板上にあらかじめ金属層からなるシー
ド層を設けるものとし、前記現像工程の後、前記シード
層上に金属メッキ層を設ける電鋳工程と、感光した前記
光硬化性樹脂層または非感光部の前記光分解性樹脂層、
前記遮光材並びに前記シード層を除去する除去工程とを
設けたものである。また、前記積層した遮光材並びに前
記積層した光硬化性樹脂層または光分解性樹脂層は、ガ
ラス基板の上に第１の金属層を蒸着し、その上に第２の
金属層を蒸着する２層形成工程と、前記第１の金属層と
前記第２の金属層とを備えた状態のガラス基板から前記
第１の金属層を除去し、前記第２の金属層と前記光硬化
樹脂層または前記光分解性樹脂層からなる２層フィルム
を形成するエッチング工程とによって形成されるもので
ある。また、前記第１の金属層がアルミニウム層からな
り、前記第２の金属層が銅層からなるものである。
め、本発明は、ガラス基板の上に光硬化性樹脂層または
光分解性樹脂層を形成する層形成工程と、前記光硬化性
樹脂層または光分解性樹脂層の上にフォトマスクを載
せ、光線を前記フォトマスクに照射して、前記フォトマ
スクを透過した光線によって前記光硬化性樹脂層または
光分解性樹脂層を感光させる感光工程と、前記光硬化性
樹脂層の非感光領域または前記光分解性樹脂層の感光領
域を溶剤で除去することによって３次元構造物を形成す
る現像工程とを有するマイクロマシン用部品の製造方法
において、前記感光工程と前記現像工程の間に、前記光
硬化性樹脂層または前記光分解性樹脂層の上に遮光材を
積層し、更に別体の前記光硬化性樹脂層または別体の前
記光分解性樹脂層を前記遮光材の上に順次積層する積層
工程と、前記遮光材上に積層された前記光硬化性樹脂層
または前記光分解性樹脂層を感光する感光工程とを少な
くとも１回設けたものである。また、前記層形成工程
は、前記ガラス基板上にあらかじめ金属層からなるシー
ド層を設けるものとし、前記現像工程の後、前記シード
層上に金属メッキ層を設ける電鋳工程と、感光した前記
光硬化性樹脂層または非感光部の前記光分解性樹脂層、
前記遮光材並びに前記シード層を除去する除去工程とを
設けたものである。また、前記積層した遮光材並びに前
記積層した光硬化性樹脂層または光分解性樹脂層は、ガ
ラス基板の上に第１の金属層を蒸着し、その上に第２の
金属層を蒸着する２層形成工程と、前記第１の金属層と
前記第２の金属層とを備えた状態のガラス基板から前記
第１の金属層を除去し、前記第２の金属層と前記光硬化
樹脂層または前記光分解性樹脂層からなる２層フィルム
を形成するエッチング工程とによって形成されるもので
ある。また、前記第１の金属層がアルミニウム層からな
り、前記第２の金属層が銅層からなるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施例に
ついて説明する。図１は本発明の第１の実施例のポリマ
ー製微細構造物の作製工程を模式図的に示す説明図であ
る。図１において、１は厚さ１ｍｍのガラス基板、２は
ガラス基板１の上に貼付した膜厚３０μｍのフィルム上
の光硬化性樹脂層、３は所望の形状領域に光を透過する
フォトマスク、４は顔料入りアクリル樹脂層からなる遮
光材、５はフォトマスク３の所望の領域を照射し得る紫
外線からなる平行光線である。作製工程は、図１（ａ）
に示すように、まず、ガラス基板１の上に第１の光硬化
性樹脂層２Ａを貼付し、第１の光硬化性樹脂層２Ａの上
に第１のフォトマスク３Ａを載せる。その後、平行光線
５を第１のフォトマスク３Ａに照射して、第１のフォト
マスク３Ａを透過した平行光線５によって第１の光硬化
性樹脂層２Ａを感光させ、第１の光硬化性樹脂層２Ａに
感光領域、すなわち硬化領域２ｂと、非感光領域、すな
わち非硬化領域２ａとを形成する。次に、図１（ｂ）に
示すように、第１のフォトマスク３Ａを使用して感光し
た第１の光硬化性樹脂層２Ａの上に、遮光材４を貼付し
て積層し、さらに第２の光硬化性樹脂層２Ｂを貼付して
積層する。その上に第２のフォトマスク３Ｂを載せ、平
行光線５を照射・感光して、第２の光硬化性樹脂層２Ｂ
に新たに硬化領域２ｂと非硬化領域２ａとを形成する。
ついて説明する。図１は本発明の第１の実施例のポリマ
ー製微細構造物の作製工程を模式図的に示す説明図であ
る。図１において、１は厚さ１ｍｍのガラス基板、２は
ガラス基板１の上に貼付した膜厚３０μｍのフィルム上
の光硬化性樹脂層、３は所望の形状領域に光を透過する
フォトマスク、４は顔料入りアクリル樹脂層からなる遮
光材、５はフォトマスク３の所望の領域を照射し得る紫
外線からなる平行光線である。作製工程は、図１（ａ）
に示すように、まず、ガラス基板１の上に第１の光硬化
性樹脂層２Ａを貼付し、第１の光硬化性樹脂層２Ａの上
に第１のフォトマスク３Ａを載せる。その後、平行光線
５を第１のフォトマスク３Ａに照射して、第１のフォト
マスク３Ａを透過した平行光線５によって第１の光硬化
性樹脂層２Ａを感光させ、第１の光硬化性樹脂層２Ａに
感光領域、すなわち硬化領域２ｂと、非感光領域、すな
わち非硬化領域２ａとを形成する。次に、図１（ｂ）に
示すように、第１のフォトマスク３Ａを使用して感光し
た第１の光硬化性樹脂層２Ａの上に、遮光材４を貼付し
て積層し、さらに第２の光硬化性樹脂層２Ｂを貼付して
積層する。その上に第２のフォトマスク３Ｂを載せ、平
行光線５を照射・感光して、第２の光硬化性樹脂層２Ｂ
に新たに硬化領域２ｂと非硬化領域２ａとを形成する。
【０００７】上記積層および照射・感光操作を同様に繰
り返し、この場合４回繰り返し、図１（ｃ）に示す、第
４の光硬化性樹脂層２Ｄを形成し、各層に硬化領域２ｂ
を持つ４層の積層構造物Ｗ1 を形成する。その後、最後
に形成した第４の光硬化性樹脂層２Ｄを現像して、非硬
化領域２ａを除去すると共に、非硬化領域２ａを覆って
いる遮光材４をエッチングにより除去する。次に第３、
第２、第１の順に光硬化性樹脂層２に現像、エッチング
の処理を行って、図１（ｄ）に示すように、平断面の形
状の異なる層を持つ３次元構造物Ｗ2 を形成する。な
お、各層のフォトマスク３（３Ａ，３Ｂ…）の感光領域
の形状は、最終的に求める３次元構造物Ｗ2 を層状に分
割した時の平断面の形状に一致するようにしてある。ま
た、この場合、光感光性樹脂２に芳香族ビスアジド系樹
脂を使用し、現像液はキシレンを主成分としたものを使
用し、遮光材４のエッチングにはアセトンを使用した。
り返し、この場合４回繰り返し、図１（ｃ）に示す、第
４の光硬化性樹脂層２Ｄを形成し、各層に硬化領域２ｂ
を持つ４層の積層構造物Ｗ1 を形成する。その後、最後
に形成した第４の光硬化性樹脂層２Ｄを現像して、非硬
化領域２ａを除去すると共に、非硬化領域２ａを覆って
いる遮光材４をエッチングにより除去する。次に第３、
第２、第１の順に光硬化性樹脂層２に現像、エッチング
の処理を行って、図１（ｄ）に示すように、平断面の形
状の異なる層を持つ３次元構造物Ｗ2 を形成する。な
お、各層のフォトマスク３（３Ａ，３Ｂ…）の感光領域
の形状は、最終的に求める３次元構造物Ｗ2 を層状に分
割した時の平断面の形状に一致するようにしてある。ま
た、この場合、光感光性樹脂２に芳香族ビスアジド系樹
脂を使用し、現像液はキシレンを主成分としたものを使
用し、遮光材４のエッチングにはアセトンを使用した。
【０００８】図２は本発明の第２の実施例のポリマー製
微細構造物の作製工程を模式図的に示す説明図である。
上記第１の実施例では、遮光材４に顔料入りアクリル樹
脂を使用した例について説明したが、顔料入りアクリル
樹脂は膜厚がμｍオーダで、マイクロマシン用部品とし
ては比較的に厚く、エッチング時にμｍオーダのサイド
エッチングが生じ、微細構造物としての形状精度が低下
した。その対策として、第２の実施例では、遮光材４に
膜厚５０ｎｍの銅薄膜を使用した。作製工程は、図２
（ａ）に示すように、まず、ガラス基板１Ａの上に第１
の光硬化性樹脂層２Ａを貼付し、第１の光硬化性樹脂層
２Ａの上に第１のフォトマスク３Ａを載せる。その後、
平行光線５を第１のフォトマスク３Ａに照射して、第１
のフォトマスク３Ａを透過した平行光線５によって第１
の光硬化性樹脂層２Ａを感光させ、第１の光硬化性樹脂
層２Ａに硬化領域２ｂと非硬化領域２ａとを形成する。
２層目以降の光硬化樹脂層（第２の光硬化樹脂層２Ｂ以
降）は、図２（ｂ）に示すように、ガラス基板１Ｂの上
に第１の金属層として膜厚５μｍのアルミニウム層１Ｃ
を蒸着し、その上に第２の金属層として膜厚５０ｎｍの
銅層１Ｄを蒸着する。更にその上に光硬化性樹脂を塗布
する。次に、アルミニウム層１Ｃと銅層１Ｄとを備えた
状態のガラス基板１Ｂを、りん酸を主成分とするエッチ
ング液に入れ、図２（ｃ）に示すように、ガラス基板１
Ｂと銅層１Ｄとの間のアルミニウム層１Ｃを除去し、遮
光材４としての銅層１Ｄと光硬化樹脂層２との２層のラ
ミネートフィルム２０を得る。
微細構造物の作製工程を模式図的に示す説明図である。
上記第１の実施例では、遮光材４に顔料入りアクリル樹
脂を使用した例について説明したが、顔料入りアクリル
樹脂は膜厚がμｍオーダで、マイクロマシン用部品とし
ては比較的に厚く、エッチング時にμｍオーダのサイド
エッチングが生じ、微細構造物としての形状精度が低下
した。その対策として、第２の実施例では、遮光材４に
膜厚５０ｎｍの銅薄膜を使用した。作製工程は、図２
（ａ）に示すように、まず、ガラス基板１Ａの上に第１
の光硬化性樹脂層２Ａを貼付し、第１の光硬化性樹脂層
２Ａの上に第１のフォトマスク３Ａを載せる。その後、
平行光線５を第１のフォトマスク３Ａに照射して、第１
のフォトマスク３Ａを透過した平行光線５によって第１
の光硬化性樹脂層２Ａを感光させ、第１の光硬化性樹脂
層２Ａに硬化領域２ｂと非硬化領域２ａとを形成する。
２層目以降の光硬化樹脂層（第２の光硬化樹脂層２Ｂ以
降）は、図２（ｂ）に示すように、ガラス基板１Ｂの上
に第１の金属層として膜厚５μｍのアルミニウム層１Ｃ
を蒸着し、その上に第２の金属層として膜厚５０ｎｍの
銅層１Ｄを蒸着する。更にその上に光硬化性樹脂を塗布
する。次に、アルミニウム層１Ｃと銅層１Ｄとを備えた
状態のガラス基板１Ｂを、りん酸を主成分とするエッチ
ング液に入れ、図２（ｃ）に示すように、ガラス基板１
Ｂと銅層１Ｄとの間のアルミニウム層１Ｃを除去し、遮
光材４としての銅層１Ｄと光硬化樹脂層２との２層のラ
ミネートフィルム２０を得る。
【０００９】このような構成のラミネートフィルム２０
を、図２（ｄ）に示すように、第２、第３、第４の光硬
化性樹脂層２Ｂ、２Ｃ，２Ｄとして使用する。すなわ
ち、第１の光硬化性樹脂層２Ａの上に第２の光硬化性樹
脂層２Ｂを接着剤を塗布して積層し、フォトマスクを載
せて平行光線５を照射・感光し、硬化領域２ｂと非硬化
領域２ａとを形成する。次に、同様の操作により第３、
第４の光硬化性樹脂層２Ｃ，２Ｄに硬化領域２ｂと非硬
化領域２ａとを形成する。この後、上記第１の実施例と
同様に、現像とエッチング処理を繰り返して、図２
（ｅ）に示すように、平断面の形状の異なる層を持つ３
次元構造物Ｗ2 を形成する。なお、第１の光硬化性樹脂
層２Ａと第２の光硬化性樹脂層２Ｂとの接着は、第１の
光硬化性樹脂層２Ａを感光後、この表面に０．５〜１％
ｔブチルベンゼン−イソプノパノール溶液をスピンコー
タで極微量塗布し、第１の光硬化性樹脂層２Ａと第２の
光硬化性樹脂層２Ｂを張り合せて積層する。以下第３、
第４の光硬化性樹脂層２Ｃ，２Ｄの積層も同様にする。
このように、遮光材４を極薄い金属膜にすることによ
り、サイドエッチングのない、高い形状精度の３次元構
造物Ｗ2 を作製することができる。本実施例では、図２
（ｂ）の工程において、アルミニウムと銅をそれぞれ第
１の金属層と第２の金属層として選定したが、ある特定
のエッチング液に対して腐食の選択性を有する第１の金
属層と第２の金属層を形成しても同様の効果が得られ
る。例えば、第１の金属層に銅層を、第２の金属層に金
層を形成してもよい。この場合、エッチング液に対して
第１の金属層である銅層が溶解し、第２の金属層である
金層が溶解しないので、上記実施例と同様の効果が得ら
れる。
を、図２（ｄ）に示すように、第２、第３、第４の光硬
化性樹脂層２Ｂ、２Ｃ，２Ｄとして使用する。すなわ
ち、第１の光硬化性樹脂層２Ａの上に第２の光硬化性樹
脂層２Ｂを接着剤を塗布して積層し、フォトマスクを載
せて平行光線５を照射・感光し、硬化領域２ｂと非硬化
領域２ａとを形成する。次に、同様の操作により第３、
第４の光硬化性樹脂層２Ｃ，２Ｄに硬化領域２ｂと非硬
化領域２ａとを形成する。この後、上記第１の実施例と
同様に、現像とエッチング処理を繰り返して、図２
（ｅ）に示すように、平断面の形状の異なる層を持つ３
次元構造物Ｗ2 を形成する。なお、第１の光硬化性樹脂
層２Ａと第２の光硬化性樹脂層２Ｂとの接着は、第１の
光硬化性樹脂層２Ａを感光後、この表面に０．５〜１％
ｔブチルベンゼン−イソプノパノール溶液をスピンコー
タで極微量塗布し、第１の光硬化性樹脂層２Ａと第２の
光硬化性樹脂層２Ｂを張り合せて積層する。以下第３、
第４の光硬化性樹脂層２Ｃ，２Ｄの積層も同様にする。
このように、遮光材４を極薄い金属膜にすることによ
り、サイドエッチングのない、高い形状精度の３次元構
造物Ｗ2 を作製することができる。本実施例では、図２
（ｂ）の工程において、アルミニウムと銅をそれぞれ第
１の金属層と第２の金属層として選定したが、ある特定
のエッチング液に対して腐食の選択性を有する第１の金
属層と第２の金属層を形成しても同様の効果が得られ
る。例えば、第１の金属層に銅層を、第２の金属層に金
層を形成してもよい。この場合、エッチング液に対して
第１の金属層である銅層が溶解し、第２の金属層である
金層が溶解しないので、上記実施例と同様の効果が得ら
れる。
【００１０】図３は本発明の第３の実施例の金属製微細
構造物の作製工程を模式図的に示す説明図である。ま
ず、ガラス基板１の上に金属層からなるシード層６を形
成し、その上に光硬化性樹脂層を形成し、第１の実施例
または第２の実施例に示した方法によって、図３（ａ）
に示すように、光硬化性樹脂２および遮光材４からなる
３次元構造物Ｗ2 を形成する。次に、シード層６の上の
３次元構造物Ｗ2 のない部分に電鋳により、図３（ｂ）
に示すように、金属構造物Ｗ3 を形成する。その後、図
３（ｃ）に示すように、光硬化性樹脂層２および遮光材
４を溶剤とエッチング液で除去し、ガラス基板１上に金
属構造物Ｗ3 だけを残す。さらに、図３（ｄ）に示すよ
うに、シード層６をエッチング液で除去すると単独の金
属構造物Ｗ3 が得られる。なお、図３に示した実施例の
シード層６は銅を使用し、金属構造物Ｗ3 はニッケルを
使用した。また、各光硬化性樹脂層２（２Ａ〜２Ｄ）を
感光する時に使用するマスクには光を透過する円形の穴
の周囲に歯車の歯型を形成したものを使用した。その結
果、金属構造物Ｗ3 として、ピッチ円直径が１００μ
ｍ、歯数が２０の第１の内歯車７ａと、ピッチ円直径が
５０μｍ、歯数が１０の第２の内歯車７ｂと、ピッチ円
直径が４０μｍ、歯数が８の第３の内歯車７ｃの３個の
内歯車が一体になった段差歯車７を作製することができ
た。なお、本実施例では、感光性の樹脂として光硬化性
樹脂を使用したが、適当な現像液、遮光材を選択するこ
とによって、光硬化性樹脂の代わりに光分解性樹脂を使
用しても、本実施例と同様に微細な３次元構造物を得る
ことができる。
構造物の作製工程を模式図的に示す説明図である。ま
ず、ガラス基板１の上に金属層からなるシード層６を形
成し、その上に光硬化性樹脂層を形成し、第１の実施例
または第２の実施例に示した方法によって、図３（ａ）
に示すように、光硬化性樹脂２および遮光材４からなる
３次元構造物Ｗ2 を形成する。次に、シード層６の上の
３次元構造物Ｗ2 のない部分に電鋳により、図３（ｂ）
に示すように、金属構造物Ｗ3 を形成する。その後、図
３（ｃ）に示すように、光硬化性樹脂層２および遮光材
４を溶剤とエッチング液で除去し、ガラス基板１上に金
属構造物Ｗ3 だけを残す。さらに、図３（ｄ）に示すよ
うに、シード層６をエッチング液で除去すると単独の金
属構造物Ｗ3 が得られる。なお、図３に示した実施例の
シード層６は銅を使用し、金属構造物Ｗ3 はニッケルを
使用した。また、各光硬化性樹脂層２（２Ａ〜２Ｄ）を
感光する時に使用するマスクには光を透過する円形の穴
の周囲に歯車の歯型を形成したものを使用した。その結
果、金属構造物Ｗ3 として、ピッチ円直径が１００μ
ｍ、歯数が２０の第１の内歯車７ａと、ピッチ円直径が
５０μｍ、歯数が１０の第２の内歯車７ｂと、ピッチ円
直径が４０μｍ、歯数が８の第３の内歯車７ｃの３個の
内歯車が一体になった段差歯車７を作製することができ
た。なお、本実施例では、感光性の樹脂として光硬化性
樹脂を使用したが、適当な現像液、遮光材を選択するこ
とによって、光硬化性樹脂の代わりに光分解性樹脂を使
用しても、本実施例と同様に微細な３次元構造物を得る
ことができる。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、層
状の光硬化性樹脂に所望の形状のフォトマスクを当て
て、紫外線からなる平行光線で感光しながら積層し、感
光によって硬化する部分だけを残して３次元構造物を形
成するので、ＬＩＧＡ法では実現できなかった３次元の
微細構造物を作製することができともに、スポット光源
を移動して作製する従来の光造形法ではできなかった１
〜２μｍの形状精度を有する３次元の微細構造物を作製
することができる。しかも、簡単なリソグラフィ技術の
作製工程で作製するので、作業費や製造設備も安価とな
り、コストの低いマイクロマシン用部品の製造方法を提
供できる効果がある。
状の光硬化性樹脂に所望の形状のフォトマスクを当て
て、紫外線からなる平行光線で感光しながら積層し、感
光によって硬化する部分だけを残して３次元構造物を形
成するので、ＬＩＧＡ法では実現できなかった３次元の
微細構造物を作製することができともに、スポット光源
を移動して作製する従来の光造形法ではできなかった１
〜２μｍの形状精度を有する３次元の微細構造物を作製
することができる。しかも、簡単なリソグラフィ技術の
作製工程で作製するので、作業費や製造設備も安価とな
り、コストの低いマイクロマシン用部品の製造方法を提
供できる効果がある。
【図１】 本発明の第１の実施例を示す模式図的説明図
である。
である。
【図２】 本発明の第２の実施例を示す模式図的説明図
である。
である。
【図３】 本発明の第３の実施例を示す模式図的説明図
である。
である。
【図４】 従来例を示す模式図的説明図である。
【図５】 他の従来例を示す模式図的説明図である。
１、１Ａ、１Ｂ：ガラス基板、１Ｃ：アルミニウム層、
１Ｄ：銅層、２：光硬化性樹脂層、２Ａ：第１の光硬化
性樹脂層、２Ｂ：第２の光硬化性樹脂層、２Ｄ：第４の
光硬化性樹脂層、２ａ：非硬化領域、２ｂ：硬化領域、
３：フォトマスク、３Ａ：第１のフォトマスク、４：遮
光材、５：平行光線、６：シード層、７：段差歯車、Ｗ
1 ：積層構造物、Ｗ2 ：３次元構造物、Ｗ3 ：金属構造
物
１Ｄ：銅層、２：光硬化性樹脂層、２Ａ：第１の光硬化
性樹脂層、２Ｂ：第２の光硬化性樹脂層、２Ｄ：第４の
光硬化性樹脂層、２ａ：非硬化領域、２ｂ：硬化領域、
３：フォトマスク、３Ａ：第１のフォトマスク、４：遮
光材、５：平行光線、６：シード層、７：段差歯車、Ｗ
1 ：積層構造物、Ｗ2 ：３次元構造物、Ｗ3 ：金属構造
物
Claims (4)
- 【請求項１】 ガラス基板の上に光硬化性樹脂層または
光分解性樹脂層を形成する層形成工程と、前記光硬化性
樹脂層または光分解性樹脂層の上にフォトマスクを載
せ、光線を前記フォトマスクに照射して、前記フォトマ
スクを透過した光線によって前記光硬化性樹脂層または
光分解性樹脂層を感光させる感光工程と、前記光硬化性
樹脂層の非感光領域または前記光分解性樹脂層の感光領
域を溶剤で除去することによって３次元構造物を形成す
る現像工程とを有するマイクロマシン用部品の製造方法
において、前記感光工程と前記現像工程の間に、前記光
硬化性樹脂層または前記光分解性樹脂層の上に遮光材を
積層し、更に別体の前記光硬化性樹脂層または別体の前
記光分解性樹脂層を前記遮光材の上に順次積層する積層
工程と、前記遮光材上に積層された前記光硬化性樹脂層
または前記光分解性樹脂層を感光する感光工程とを少な
くとも１回設けたことを特徴とするマイクロマシン用部
品の製造方法。 - 【請求項２】 前記層形成工程は、前記ガラス基板上に
あらかじめ金属層からなるシード層を設けるものとし、
前記現像工程の後、前記シード層上に金属メッキ層を設
ける電鋳工程と、感光した前記光硬化性樹脂層または非
感光部の前記光分解性樹脂層、前記遮光材並びに前記シ
ード層を除去する除去工程とを設けた請求項１記載のマ
イクロマシン用部品の製造方法。 - 【請求項３】 前記積層した遮光材並びに前記積層した
光硬化性樹脂層または光分解性樹脂層は、ガラス基板の
上に第１の金属層を蒸着し、その上に第２の金属層を蒸
着する２層形成工程と、前記第１の金属層と前記第２の
金属層とを備えた状態のガラス基板から前記第１の金属
層を除去し、前記第２の金属層と前記光硬化樹脂層また
は前記光分解性樹脂層からなる２層フィルムを形成する
エッチング工程とによって形成される請求項１または２
記載のマイクロマシン用部品の製造方法。 - 【請求項４】 前記第１の金属層がアルミニウム層から
なり、前記第２の金属層が銅層からなる請求項３記載の
マイクロマシン用部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8186585A JPH1016066A (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | マイクロマシン用部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8186585A JPH1016066A (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | マイクロマシン用部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1016066A true JPH1016066A (ja) | 1998-01-20 |
Family
ID=16191129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8186585A Pending JPH1016066A (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | マイクロマシン用部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1016066A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001062926A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-13 | Teijin Seiki Co Ltd | 光造形装置および光造形方法 |
| CN111844736A (zh) * | 2019-04-25 | 2020-10-30 | 苏州苏大维格科技集团股份有限公司 | 三维打印系统及其使用的方法 |
-
1996
- 1996-06-26 JP JP8186585A patent/JPH1016066A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001062926A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-13 | Teijin Seiki Co Ltd | 光造形装置および光造形方法 |
| CN111844736A (zh) * | 2019-04-25 | 2020-10-30 | 苏州苏大维格科技集团股份有限公司 | 三维打印系统及其使用的方法 |
| CN111844736B (zh) * | 2019-04-25 | 2025-05-09 | 苏州苏大维格科技集团股份有限公司 | 三维打印系统及其使用的方法 |
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