マイクロ技術的な光学素子に流体物質を充填可能とする空洞の形成方法
新しい方法は、光学的な使用法に対してフィルムの内部に所定の光学的特性を有する流体の内包を意図する空洞の形成を可能にする。
空洞（４０）の壁体（３８）は、マイクロ技術的な基体に転写される、透明か、または光を吸収する物質（３０、３４）の層をプラズマエッチングすることによって形成される。
壁体（３８）は、光の拡散と回折との寄生的な現象を抑制するために構造化された外形形状を有している。
空洞（４０）の壁体（３８）は、マイクロ技術的な基体に転写される、透明か、または光を吸収する物質（３０、３４）の層をプラズマエッチングすることによって形成される。
壁体（３８）は、光の拡散と回折との寄生的な現象を抑制するために構造化された外形形状を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高さに比べて厚さが薄い、高さが大体１００μｍより低く、厚さが大体２μｍより薄い壁体によって分離され、内部に機能性流体を導入可能とする空洞を有するフィルムの製造に関する。
【０００２】
特に応用としては、基体が透明で、かつ機能性流体が、例えば、感光性流体、所定の光学的特性を有する流体、または、液晶などの光学的特性を有する“光学”素子に関する。
【０００３】
さらに一般的には、本発明は、凹部あるいは丸みを帯びた壁体を有する空洞を形成するためのマイクロ技術的な方法、および、それによって得られた上記素子に関する。
【背景技術】
【０００４】
１９９０年代に、眼鏡用レンズへのフォトクロミック分子の導入は、著しい発展を迎えた。
【０００５】
それによって得られた眼鏡用レンズは、それらに達する紫外線の作用下で暗くなる特性を有している。
【０００６】
その有機ガラスのフォトクロミック現象は、特定の紫外線光の作用下で、それらの構造内で可視光線の吸収特性を変える変化を受ける感光成分物質の導入によって得られる。
【０００７】
オキサジン、ピランまたはフルギド化合物のような分子のいくつかの仲間が使用され、そして、そのような分子に引き起こされる上述の構造上の変化は、（特に分離や結合による構造異性化、シス・トランス異性化などの）いくつかのタイプがあり得る。
【０００８】
これらの全ての変化に対して、その遷移時間は非常に長く、そして、上記の分子が活性化するのに数十秒の時間と、それらを不活性化するのに数百秒の測定時間を要し、これらの遷移時間は、今のところ、最高の快適性と光学的安定性とを保証しない。
【０００９】
このような眼鏡を改良するために、製造者は、それゆえ、他のフォトクロミック物質、そして、特に遷移時間を十分に短縮させるであろう液体相の物質を探している。
【００１０】
しかしながら、液体状態にある物質を使用するには、液漏れしない維持構造、すなわち、繋がっているか、あるいは封止された壁体からなる（空間と固体壁とのどちらも含む）空洞の境界を明確にする構造が必要となる。
【００１１】
さらに、その光学的特性は、各構成要素間で互いに、そして、全構造体に対して最適化されなければならない。
【００１２】
しかしながら、上記の壁体は、光の拡散や回折のような僅かな光学的影響を引き起こす可能性がある。
【００１３】
空洞を満たしている液体の屈折率に可能な限り近い屈折率を有する壁体を形成するのが好ましいであろう。
【００１４】
すなわち、従来技術において、最初にすぐ思いつく解決策は、感光性樹脂を使って壁体を製造することである。
【００１５】
それにもかかわらず、上述の全ての条件を満たすことができ、商業的に使用可能な樹脂は、現在まで発見されていない。
【００１６】
それゆえ、これらの僅かな影響を抑制し、そして、特に、それらの影響が肉眼では見えないことを保証し、そして、上記の構造を通過する可視光の拡散や回折の現象を抑制するような光学的特性を有する好適な壁体の形成の問題が提起される。
【発明の開示】
【００１７】
本発明は、他の利点の中から、壁体がフィルムの光学的特性を損なわないか、ほとんど損なわないような空洞と、その空洞に内包された液体とを含むフィルムを形成可能とする製造方法の提供を提案する。
【００１８】
さらに一般的に、本発明に係る方法では、（基体に平行な壁体の）厚さに対する（基体に垂直な空洞の）高さの比が大きく、所望の凹部形状を有する空洞の基体壁が形成可能となる。
【００１９】
特に、高さＨ、両端部の厚さｌ、中央の厚さｅの丸みを帯びた壁体に対して、後に続く比率、すなわち、２ ≦ Ｈ／l ≦ １０および l／１０ ≦ｅ≦l／２ が推奨される。
【００２０】
さらに一般的には、上記凹部の凹みは、壁体の厚さの約１／４である。
【００２１】
本発明では、上記壁体は、積層構造で使用可能な物質を“薄膜（thin film）”として知られるマスクを通して、プラズマエッチングすることによって形成される。
【００２２】
この方法では、十分な高さと小さな幅のパターンの製造を保証すると同時に、上記壁体を形成するための物質の選択幅を広めることができる。
【００２３】
その上、このタイプのエッチングは、異方性ではあるが、エッチングされたパターンの縁に丸みを付けることができ、そして、それゆえ、光学的特性が最適化された壁体を形成することができる。
【００２４】
凸状の空洞を有する物質層が得られるような方法において、エッチングが、空洞の深さに到達すると一旦停止するような場合には、壁体は一様な物質層の内部に形成できる。
【００２５】
上記物質層は、フィルムの将来的な使用法のために選択された光に対して、透明か、または不透明であるのが好ましく、そして、もし空洞を覆う必要がないならば空洞の壁体は約５μｍから３０μｍの高さのネットワークを形成する。
【００２６】
さらに、支持体上に堆積された上記壁体は、例えば、透明か、または光を吸収する、あるいは、さらに一般的に興味のある上記光を吸収する物質層を通り抜けて完全に横切っていてもよい。
【００２７】
上記透明な支持体には停止層がコーティングされているので、プラズマエッチングは、この高さで停止する。
【００２８】
上記停止層は、１０ｎｍから１００ｎｍまでの厚さの層とするのが好ましく、それは透明であってもなくてもよい。
【００２９】
この停止層は、好適には、そのとき、裸の上記支持体を上記空洞のベースに置くようにエッチングされてもよく、そして、上記光学的特性を最適化する。
【００３０】
閉じたネットワークを形成する壁体によって互いに分離可能な空洞か、または、空間部分に形成される壁体によって互いに部分的に連絡している空洞の高さは、プラズマエッチングされた上記物質層の高さと上記停止層の厚さとの合計に等しい。
【００３１】
一度、光学的に最適化された放射によって規定された積層構造が得られると、空洞は、放射の最も深い部分がフィルムの接着によって覆われる前に、光学的に適した流体で満たされる。
【００３２】
上記エッチング法を促進するために、上記素子の支持体は、半導体（特に、シリコン）またはガラスのようなマイクロエレクトロニクスにおいて共通に使われる物質で優先的に、一体の硬い基体によって作られる。
【００３３】
上記エッチングは、例えば、樹脂をコーティングして薄いマスキングフィルムを堆積させ、その樹脂を露光および現像し、それから、マスク層をエッチングすることによって形成される薄膜マスクを通して実行されるのが好ましい。
【００３４】
さらに、本発明は、そのようにして得られた有益な光学的特性を有する素子またはフィルムに関連している。
【００３５】
この他の特徴および本発明の効果は、この後に与えられた記載を読むことによって、そして、図示によって単独に与えられ、そして、何も制限しない付記された図面を参照することによって明確となるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明に係る方法は、すでに眼鏡用レンズへの応用として述べられたが、この応用だけに限るものではない。
【００３７】
特に、後述の光学素子は、受動的な偏光フィルム、液晶ベースのビューイングスクリーン、“電子インク”として知られる技術のような液体を使ったスクリーン、その他のあらゆるフィルム、または、目的とする応用的機能として所定の光学的特性を有する流体で満たされ、上記層の光学的特性が劣化しない壁体で、互いに繋がっているか、あるいは、繋がっていない多くの空洞を含む層であってもよい。
【００３８】
好ましくは透明であり、そして、フォトクロミック流体をせき止めることが可能な空洞を含む本発明に係るフィルムは、接着のような公知の方法により、それによって眼鏡レンズ上、または、その他の支持体上に転写してもよい。
【００３９】
本発明に係る上記方法および上記素子において、空洞の壁体は、選択された物質の中に形成され、そして、好適には透明な基体上に形成される。
【００４０】
光学的特性を有する液体、例えば、感光性または感熱性の流体または正確な屈折率を有する流体でさえも気密状態に内包させることができ、互いに繋がっているか、あるいは繋がっていない空洞を形成するために、第２の基体によって壁体を覆う。
【００４１】
さらに、互いに繋がっていない空洞には、例えば、屈折率の異なった流体のような異なった流体を内包させることができる。
【００４２】
実際に想定される応用に依っては、例えば、フォトクロミック物質の場合には、できるだけたくさんの光を吸収するように機能性流体を相当の厚さとすることには興味があるかもしれない。
【００４３】
しかしながら、空洞の深さが増すほど、それらの壁体の技術的形成工程において、多くの問題が生じ、そして、それらの厚さについては妥協を余儀なくされる。
【００４４】
とはいえ、例として、上記壁体は、数ミクロン（大体５μｍから２０μｍ）の高さを有することができ、そして、それらの厚さは、それらが引き起こす有害な光学的現象を最小限にするために、ミクロンのオーダーの薄さが好ましい。
【００４５】
本発明では、上記壁体は、上記層、または、上記壁体を作り上げている物質の層の積層をプラズマエッチングすることによりエッチングされる。
【００４６】
この方法では、上述の高さであっても、２μｍより薄い厚さの壁体の形成が可能となる。
【００４７】
その上、大抵の高分子は、酸素を使ったプラズマ法によってエッチングされ、さらに一般的には、このタイプのエッチングは、壁体の形成に対して想定される大抵の物質に適している。
【００４８】
さらに、プラズマエッチングは異方性であるがために、そのプラズマエッチングによって、壁体の内側に向かって丸みを帯びた外形形状が得られる。
【００４９】
実際、イオン化された物質や（ベースに対してほとんど垂直な）小さな入射角で壁体を打ちつけ、それから空洞のベースに跳ね返るイオン化された物質の照射の間の化学反応は、壁体を局所的に薄くする。
【００５０】
通常は欠点として考えられる、この現象は本発明では求められている。すなわち、僅かに丸みを帯びた形状によって光学的な回折現象が抑制される。
【００５１】
特に、上記壁体は、凹みの水平方向の壁体の厚さを、例えば、その両端部に比べて中央部で一層薄くすることが可能な両凹状となっている。
【００５２】
さらに、本発明では、エッチングの結果として生じる凹部を所望の形状に形成できる。
【００５３】
上記壁体の外形は、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）エッチング装置の中で、非等方性を増大させる以下のいくつかの方法、例えば、低圧にすると非等方性が助長され、高圧にすると等方性が助長されるので、エッチングチェンバーの中のガスの圧力を調整する方法、基体の極性（polarization）を調整することによって、そして、その結果としてイオンの加速度が変わり、高電圧がエッチングの物理的効果を増大させ、そして、それゆえ、非等方性を増大させる方法などによって所望の形状に形成できる。
【００５４】
例えば、図１には、“Ｎｅｘｔｒａｌ ３３０”ＲＩＥエッチングによって、４μｍの同一幅のマスクに対して、それぞれ、１００ｍＴｏｒｒ（図１Ａ）、５０ｍＴｏｒｒ（図１Ｂ）、１０ｍＴｏｒｒ（図１０）の、３５０ｍＷの酸素により得られる壁体の３つの外形が示されている。
【００５５】
凹みは、異なった高さに局在し、そして、壁体の厚さは、上記の圧力の条件によって、ｅＡ＜１[μｍ]，ｅＢ≒１[μｍ]、および ｅＣ≒２[μｍ] と変わる。
【００５６】
さらに一般的に、高さＨ、両端部での厚さｌ、および凹みの水平方向の厚さｅの壁体に対して、本発明に係る上記のエッチング変数は、２≦Ｈ／l≦１０およびｌ／１０ ≦ｅ≦ｌ／２を得るように選ばれている。
【００５７】
プラズマエッチングは、壁体の上に形成されている物質層の上に予め堆積させた“薄膜”として知られるマスクを通してなされる。
【００５８】
上記マスクは、プラズマエッチング、リソグラフィー、およびエッチングのために選択された金属の堆積によって形成されるのが好ましい。
【００５９】
特に、図２に示されるように、上記マスクの好適な実施の形態は、上記壁体のプラズマエッチングとは対照的に選択的な物質からなる、例えば、スパッタ法または蒸着によって得られる、支持体１上のエッチング用のマスク層２の堆積物を含む。
【００６０】
例えば、それは、大体の厚さが０．１μｍと２μｍとの間の、金属(Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｒ，ｅｔｃ．)、合金 (Ａｌ/Ｓｉ，Ａｌ/Ｃｕ，ｅｔｃ．) 、セラミック (Ｃｒ/ＳｉＯ， etc.) 、あるいは、ＳｉＯ２，ＳｉＯＸ , ＳｉＯＣ,ＳｉＮまたはＩＴＯの中の透明層である。
【００６１】
それから、例えば、マイクロエレクトロニクスまたはフラットスクリーン技術において使用されるタイプの感光性樹脂４が堆積される（図２Ａ）。
【００６２】
この樹脂は、光増感のようなリソグラフィーの技術によって、壁体のパターンを表しているマスクを通して露光される。
【００６３】
それから、樹脂４の現像は、マイクロエレクトロニクスまたはフラットスクリーン技術において通常使用される技術によってなされる（図２Ｂ）。
【００６４】
それから、マスク６を得るために、樹脂４によって保護されないマスク層２の部分は、プラズマエッチング、化学エッチング、ドライまたはウェットエッチングによってエッチングされる（図２Ｃ）。
【００６５】
上記マスクの幅が、そのマスクの下での凹部の形成を可能にする側面側からのエッチングにより与えられた特性を有する壁体を得るために考慮すべき変数であることは注意すべきである。
【００６６】
例えば、上端で２μｍ幅の壁体を得るために、４μｍ幅のマスクを使用することもある。そして、その相対的な特性の最適化は物質やエッチングなどに依存する。
【００６７】
図３に示された第１の実施形態では、本発明に係る前記素子の空洞は一様な物質層の内部に形成される。言い換えれば、空洞のベースと、それの壁体とは、同じ構造上（例えば、この層を構成している唯一の構造）の要素部分を形成している。
【００６８】
上記物質は、その光学的特性よって選択される。そして、特に、それは透明であってもよい。
【００６９】
上記フィルムを構成している物質１０は、想定されるエッチング法に対して、それの厚さやそれの剛性において、特に適さないのが普通である。
【００７０】
すなわち、フィルムへの細工と、パターンの形成と、エッチングとを容易にするために、物質層１０は、その全体が十分な厚さと剛性を有することが保証されているために、リソグラフィーおよびドライエッチング装置によって扱うことができる支持体１２に固定されているとよい。
【００７１】
したがって、支持体１２は、ガラス中、シリコン中、水晶中、高分子中などにあってもよい。
【００７２】
上記の組立は、例えば、接着によってなされてもよく、そのとき、接着は、易解体性と両立可能であると同時に、その次の技術的工程のための十分な力学的強度を有している（図３Ａ）。
【００７３】
それから、マスク６は、基体１２とは反対側のフィルム層１０の表面上に堆積される。
【００７４】
そして、マスク６は、図２に関連して記載された方法によって形成されるのが好ましい。
【００７５】
それから、透明なフィルム１０は、所定の深さ以上のマスク６を通して、エッチングされる。
【００７６】
図３Ｂの、この工程で使われるエッチングは、従来のＲＩＥプラズマ、または、上記の僅かな等方性を有するために適した条件下で、ＳＦ６やＣＨＦ３などの種類のフッ化気体と混合されたか、あるいはされないＯ２を使った高密度エッチングであってもよい。
【００７７】
上記のエッチングは、その深さが一度ある深さに達すると、具体的に言えば、一度１０μｍの高さの壁体１４が得られると停止する。
【００７８】
先に明らかになったように、異なった変数（継続時間、プラズマ圧力、気体の種類など）の選択によって所望の外形を得ることができる。
【００７９】
そして、マスク層６は、オプションの工程によって、例えば、プラズマエッチングまたは化学エッチングによって除去することができる（図３Ｃ）。
【００８０】
壁体１４としての表面の凸凹を有するが、各表面は一様な特徴を有する構成部分は、このようにして得られる。
【００８１】
このようにして得られた空洞１６は、適当な流体１８で満たすことができ、そして、上から透明な物質２０の別の層を接着することによって覆うことができる。例えば、本発明に係るフィルム２２は、それはラミネートによって得られる。
【００８２】
そして、フィルム２２の光学的特性は最適化され、そして、フィルム２２は、選択された光学的特性の流体１８が置かれる気密な空洞１６を有している（図３Ｃ）。
【００８３】
空洞１６は、任意の適切な方法によって、例えば、ディッピング法、遠心塗装機またはドクターブレードによる塗布法、シルクスクリーン印刷、または、他のどんな印刷技術によって、満たすことができる。
【００８４】
本発明に係るフィルム２２を最適化するのに、特に、基体１２が所望の光学的品質を有さないならば基体１２から層１０を分離してもよいし、あるいは、フィルム１０の特性または柔軟性を再生してもよい（図３Ｄ）。
【００８５】
上記の分離は、例えば、力学的作用（牽引力、剪断力、刃の挿入など）や化学反応によってなされてもよい。
【００８６】
この第１の実施形態のために、例えば、厚さ７５μｍのＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）タイプの柔軟な透明なフィルム１０が選択され、そして、それはアクリル系接着剤の層でコーティングされている。
【００８７】
それから、フィルム１０は、シリコンウェハー１２またはガラススレート上にラミネートされる。
【００８８】
約５０ｎｍのチタン層２がスパッタ法または蒸着によって堆積している。
【００８９】
そして、そのとき、上記壁体は、例えば、約１０μｍから１００μｍのピッチの四角いメッシュ、または周期的過ぎる配列による光学的効果を最低限に抑えるための不規則的なメッシュなどの小さなサイズ（約２μｍ）のパターン６を設定可能とする、従来の薄膜樹脂４による光リソグラフィーによって設定される。
【００９０】
それから、１０ｍＴｏｒｒかつ３５０Ｗの下でＳＦ６を使って、樹脂４では保護されていないチタン層２のＲＩＥプラズマエッチングがなされ、その後、Ｏ２を使ったＲＩＥプラズマエッチングによって、約１０μｍの厚さ以上の高分子層１０のエッチングがなされる。
【００９１】
その得られた凹部はミクロンオーダーの凹みを有している。
【００９２】
考慮された物質１０に依存して、そのプラズマエッチングは、“草状形成物”という名前でも知られる繊維状物を空洞１８のベース上に生成する可能性がある（図４）。
【００９３】
実際には、この草状形成物２４は、ある種の応用、あるいは、ある種の流体に対しては障害となり得る。
【００９４】
本発明の１つの実施形態では、空洞ベース１６となるものの中に、草状形成物２４を取り除くために化学的な反応経路によって優先的にエッチングされる薄膜を堆積させることを提案する。
【００９５】
この層は、好適には、プラズマエッチングの間の停止層としても使用することができる。
【００９６】
このように、上記の空洞の深さを所望の深さにするのは容易である。
【００９７】
第２の実施形態では、このようにして、壁体が平坦な透明なフィルム３０の上に転写される。
【００９８】
そして、それらは、ベース３０と同じ構成を有していても、有していなくてもよい。
【００９９】
第１の実施形態と同様の方法において、支持体上への、あるいは、リソグラフィーおよびドライエッチング装置によって取り扱うことができる基体３２上への透明なフィルム３０の転写は最初に接着によってなされる（図５Ａ）。
【０１００】
支持体３２は、例えば、ガラス、シリコン、水晶、またはポリマーである。
【０１０１】
それから、プラズマエッチングの停止と草状形成物２４の削除との両方のために使用される層３４への堆積がなされる（図５Ｂ）。
【０１０２】
上記壁体のプラズマエッチングとは対照的に、例えば、金属（Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒなど）、合金（Ａｌ／Ｓｉ、Ａｌ／Ｃｕなど）、あるいは、Ｓｉ０２、ＳｉＯｘ、ＳｉＯＣ、ＳｉＮ、または、ＩＴＯの中の透明層は、この層３４のために選択される。
【０１０３】
この物質３４は、例えば、０．０５μｍから２μｍの厚さを有しており、そして、化学蒸着(ＣＶＤ)、スパッタ法、または、蒸着によって、決まった場所に置くことができる。
【０１０４】
それから、エッチングされる壁体中に層３６は堆積される。
【０１０５】
すなわち、それは、遠心塗装機によって堆積されるか、あるいは、スプレー、ドライフィルム、または、引き（spread coating）によって形成された、適した屈折率の、あるいは可視光線を吸収する、大体１μｍと３０μｍとの間の厚さの高分子物質である。
【０１０６】
それから、マスク６は、第１の実施形態と同様に堆積される。
【０１０７】
図５Ｃには、図２に示されたような方法による、マスク６のパターン上の、樹脂２の残留物を使ったマスクの除去が示されている。
【０１０８】
それから、層３６のプラズマエッチングによって、従来のＲＩＥ、または、僅かな等方性を有するための比率および圧力の上記適当な条件の下で、ＳＦ６やＣＨＦ３などの種類のフッ化気体と混合されたか、あるいはされないＯ２を使った高密度プラズマエッチングよる壁体３８の形成が可能となる。
【０１０９】
この工程の間、樹脂２のマスクは、それ自体も除去されるであろう（図５Ｄ）。
【０１１０】
ここで、そのエッチングは、停止層３４に達するまで続く。
【０１１１】
第１の実施形態と同様の方法において、得られた壁体３８の湾曲形状は、プラズマエッチングのために選択された変数に依存する。
【０１１２】
停止層３４が透明でない場合や草状体が存在する場合には、プラズマエッチングまたは化学エッチングによって停止層３４を取り除いてもよい（図５Ｅ）。
【０１１３】
マスク層６のエッチングも、例えば、プラズマエッチングまたは化学エッチングによって可能となる。
【０１１４】
そのとき、空洞の深さが、層３６の厚さに必要ならば停止層３４の厚さだけ増大され、そして、それゆえ、所望の厚さとされる厚さに等しいことには注意すべきである。
【０１１５】
それから、第１の実施形態におけるのと同様の方法において、空洞４０は満たされ、別の透明なフィルム４２を上からラミネートすることによって覆われる（図５Ｆ）。そして、得られた上記素子は基体３２から分離できる。
【０１１６】
例えば、図５Ｇに係るフィルム４４を形成するために、柔軟かつ透明なＰＥＴタイプの厚さ７５μｍのフィルム３０が選択され、例えば、厚さ２５μｍのアクリル系接着剤の層が塗布され、それから、シリコンウェハー３２またはガラススレート上にラミネートされる。
【０１１７】
それから、約５０ｎｍのＳｉＯxまたはＳｉＯＣの層３４は、プラズマにより強化された化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）か、または蒸着によって堆積される。
【０１１８】
約５μｍから１０μｍの厚さの、適した屈折率の高分子３６が、遠心塗装機によって堆積され、それから、マスク６は、上述したように形成される（約５０ｎｍのチタンの層２のスパッタ法または蒸着、従来の薄い樹脂４による光リソグラフィーエッチングによるパターン６の定義、樹脂２では保護されないチタンの層４の、ＳＦ６を使ったＲＩＥプラズマによるエッチング）。
【０１１９】
それから、今までどおり（例えば、５０ｍＴｏｒｒ、３５０Ｗの）Ｏ２ を使ったＲＩＥプラズマによって、高分子層３６はエッチングされる。
【０１２０】
そして、そのエッチングは、ＢＯＥのような緩衝性のフッ化水素溶液を使って化学的にエッチングされたＳｉＯxまたはＳｉＯＣの層３４上で停止する。
【０１２１】
上記空洞の壁体３８上に存在する金属６は、例えば、希釈されたフッ化水素を使って化学反応によってエッチングできる。
【０１２２】
空洞４０は、基体３０上に一滴のフォトクロミック流体を滴下し、そして、スクレーパーを使って塗布することによって充填される。
【０１２３】
それから、空洞４０は、予め接着されたＰＥＴのフィルム４２上にラミネートすることによって覆われる。
【０１２４】
明らかに、これらの形成方法は、例示したものによって唯一与えられており、そして、実施される異なった選択は、本発明に係る方法または素子の部分を形成するために一緒に組み合わされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１Ａ】異なるエッチング変数によって形成された異なる壁体の外形を示している。
【図１Ｂ】異なるエッチング変数によって形成された異なる壁体の外形を示している。
【図１Ｃ】異なるエッチング変数によって形成された異なる壁体の外形を示している。
【図２Ａ】本発明に係るマスクを形成する最良の方法を示している。
【図２Ｂ】本発明に係るマスクを形成する最良の方法を示している。
【図２Ｃ】本発明に係るマスクを形成する最良の方法を示している。
【図３Ａ】本発明に係る方法の第１の実施形態を示している。
【図３Ｂ】本発明に係る方法の第１の実施形態を示している。
【図３Ｃ】本発明に係る方法の第１の実施形態を示している。
【図３Ｄ】本発明に係る方法の第１の実施形態を示している。
【図４】本発明により使用されたエッチングによって形成される“草状”形状を図式化している。
【図５Ａ】本発明に係る方法の、その他の最良の実施形態を示している。
【図５Ｂ】本発明に係る方法の、その他の最良の実施形態を示している。
【図５Ｃ】本発明に係る方法の、その他の最良の実施形態を示している。
【図５Ｄ】本発明に係る方法の、その他の最良の実施形態を示している。
【図５Ｅ】本発明に係る方法の、その他の最良の実施形態を示している。
【図５Ｆ】本発明に係る方法の、その他の最良の実施形態を示している。
【図５Ｇ】本発明に係る方法の、その他の最良の実施形態を示している。
【符号の説明】
【０１２６】
２ マスク層
４ 樹脂
６ マスク
１０，３０ 第１の物質層
１０，３０，３０−３４−３６ 構造体
１２，３０，３２ 基体
１４，３８，３４、３６ 壁体
１６，４０ 空洞
１８ 流体
２０，２２，４２，４４ フィルム
２０，４２ 第２の物質層
２０，４４ 光学素子
３４、３６ 物質
３４ 停止層
３６ 壁体層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高さに比べて厚さが薄い、高さが大体１００μｍより低く、厚さが大体２μｍより薄い壁体によって分離され、内部に機能性流体を導入可能とする空洞を有するフィルムの製造に関する。
【０００２】
特に応用としては、基体が透明で、かつ機能性流体が、例えば、感光性流体、所定の光学的特性を有する流体、または、液晶などの光学的特性を有する“光学”素子に関する。
【０００３】
さらに一般的には、本発明は、凹部あるいは丸みを帯びた壁体を有する空洞を形成するためのマイクロ技術的な方法、および、それによって得られた上記素子に関する。
【背景技術】
【０００４】
１９９０年代に、眼鏡用レンズへのフォトクロミック分子の導入は、著しい発展を迎えた。
【０００５】
それによって得られた眼鏡用レンズは、それらに達する紫外線の作用下で暗くなる特性を有している。
【０００６】
その有機ガラスのフォトクロミック現象は、特定の紫外線光の作用下で、それらの構造内で可視光線の吸収特性を変える変化を受ける感光成分物質の導入によって得られる。
【０００７】
オキサジン、ピランまたはフルギド化合物のような分子のいくつかの仲間が使用され、そして、そのような分子に引き起こされる上述の構造上の変化は、（特に分離や結合による構造異性化、シス・トランス異性化などの）いくつかのタイプがあり得る。
【０００８】
これらの全ての変化に対して、その遷移時間は非常に長く、そして、上記の分子が活性化するのに数十秒の時間と、それらを不活性化するのに数百秒の測定時間を要し、これらの遷移時間は、今のところ、最高の快適性と光学的安定性とを保証しない。
【０００９】
このような眼鏡を改良するために、製造者は、それゆえ、他のフォトクロミック物質、そして、特に遷移時間を十分に短縮させるであろう液体相の物質を探している。
【００１０】
しかしながら、液体状態にある物質を使用するには、液漏れしない維持構造、すなわち、繋がっているか、あるいは封止された壁体からなる（空間と固体壁とのどちらも含む）空洞の境界を明確にする構造が必要となる。
【００１１】
さらに、その光学的特性は、各構成要素間で互いに、そして、全構造体に対して最適化されなければならない。
【００１２】
しかしながら、上記の壁体は、光の拡散や回折のような僅かな光学的影響を引き起こす可能性がある。
【００１３】
空洞を満たしている液体の屈折率に可能な限り近い屈折率を有する壁体を形成するのが好ましいであろう。
【００１４】
すなわち、従来技術において、最初にすぐ思いつく解決策は、感光性樹脂を使って壁体を製造することである。
【００１５】
それにもかかわらず、上述の全ての条件を満たすことができ、商業的に使用可能な樹脂は、現在まで発見されていない。
【００１６】
それゆえ、これらの僅かな影響を抑制し、そして、特に、それらの影響が肉眼では見えないことを保証し、そして、上記の構造を通過する可視光の拡散や回折の現象を抑制するような光学的特性を有する好適な壁体の形成の問題が提起される。
【発明の開示】
【００１７】
本発明は、他の利点の中から、壁体がフィルムの光学的特性を損なわないか、ほとんど損なわないような空洞と、その空洞に内包された液体とを含むフィルムを形成可能とする製造方法の提供を提案する。
【００１８】
さらに一般的に、本発明に係る方法では、（基体に平行な壁体の）厚さに対する（基体に垂直な空洞の）高さの比が大きく、所望の凹部形状を有する空洞の基体壁が形成可能となる。
【００１９】
特に、高さＨ、両端部の厚さｌ、中央の厚さｅの丸みを帯びた壁体に対して、後に続く比率、すなわち、２ ≦ Ｈ／l ≦ １０および l／１０ ≦ｅ≦l／２ が推奨される。
【００２０】
さらに一般的には、上記凹部の凹みは、壁体の厚さの約１／４である。
【００２１】
本発明では、上記壁体は、積層構造で使用可能な物質を“薄膜（thin film）”として知られるマスクを通して、プラズマエッチングすることによって形成される。
【００２２】
この方法では、十分な高さと小さな幅のパターンの製造を保証すると同時に、上記壁体を形成するための物質の選択幅を広めることができる。
【００２３】
その上、このタイプのエッチングは、異方性ではあるが、エッチングされたパターンの縁に丸みを付けることができ、そして、それゆえ、光学的特性が最適化された壁体を形成することができる。
【００２４】
凸状の空洞を有する物質層が得られるような方法において、エッチングが、空洞の深さに到達すると一旦停止するような場合には、壁体は一様な物質層の内部に形成できる。
【００２５】
上記物質層は、フィルムの将来的な使用法のために選択された光に対して、透明か、または不透明であるのが好ましく、そして、もし空洞を覆う必要がないならば空洞の壁体は約５μｍから３０μｍの高さのネットワークを形成する。
【００２６】
さらに、支持体上に堆積された上記壁体は、例えば、透明か、または光を吸収する、あるいは、さらに一般的に興味のある上記光を吸収する物質層を通り抜けて完全に横切っていてもよい。
【００２７】
上記透明な支持体には停止層がコーティングされているので、プラズマエッチングは、この高さで停止する。
【００２８】
上記停止層は、１０ｎｍから１００ｎｍまでの厚さの層とするのが好ましく、それは透明であってもなくてもよい。
【００２９】
この停止層は、好適には、そのとき、裸の上記支持体を上記空洞のベースに置くようにエッチングされてもよく、そして、上記光学的特性を最適化する。
【００３０】
閉じたネットワークを形成する壁体によって互いに分離可能な空洞か、または、空間部分に形成される壁体によって互いに部分的に連絡している空洞の高さは、プラズマエッチングされた上記物質層の高さと上記停止層の厚さとの合計に等しい。
【００３１】
一度、光学的に最適化された放射によって規定された積層構造が得られると、空洞は、放射の最も深い部分がフィルムの接着によって覆われる前に、光学的に適した流体で満たされる。
【００３２】
上記エッチング法を促進するために、上記素子の支持体は、半導体（特に、シリコン）またはガラスのようなマイクロエレクトロニクスにおいて共通に使われる物質で優先的に、一体の硬い基体によって作られる。
【００３３】
上記エッチングは、例えば、樹脂をコーティングして薄いマスキングフィルムを堆積させ、その樹脂を露光および現像し、それから、マスク層をエッチングすることによって形成される薄膜マスクを通して実行されるのが好ましい。
【００３４】
さらに、本発明は、そのようにして得られた有益な光学的特性を有する素子またはフィルムに関連している。
【００３５】
この他の特徴および本発明の効果は、この後に与えられた記載を読むことによって、そして、図示によって単独に与えられ、そして、何も制限しない付記された図面を参照することによって明確となるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明に係る方法は、すでに眼鏡用レンズへの応用として述べられたが、この応用だけに限るものではない。
【００３７】
特に、後述の光学素子は、受動的な偏光フィルム、液晶ベースのビューイングスクリーン、“電子インク”として知られる技術のような液体を使ったスクリーン、その他のあらゆるフィルム、または、目的とする応用的機能として所定の光学的特性を有する流体で満たされ、上記層の光学的特性が劣化しない壁体で、互いに繋がっているか、あるいは、繋がっていない多くの空洞を含む層であってもよい。
【００３８】
好ましくは透明であり、そして、フォトクロミック流体をせき止めることが可能な空洞を含む本発明に係るフィルムは、接着のような公知の方法により、それによって眼鏡レンズ上、または、その他の支持体上に転写してもよい。
【００３９】
本発明に係る上記方法および上記素子において、空洞の壁体は、選択された物質の中に形成され、そして、好適には透明な基体上に形成される。
【００４０】
光学的特性を有する液体、例えば、感光性または感熱性の流体または正確な屈折率を有する流体でさえも気密状態に内包させることができ、互いに繋がっているか、あるいは繋がっていない空洞を形成するために、第２の基体によって壁体を覆う。
【００４１】
さらに、互いに繋がっていない空洞には、例えば、屈折率の異なった流体のような異なった流体を内包させることができる。
【００４２】
実際に想定される応用に依っては、例えば、フォトクロミック物質の場合には、できるだけたくさんの光を吸収するように機能性流体を相当の厚さとすることには興味があるかもしれない。
【００４３】
しかしながら、空洞の深さが増すほど、それらの壁体の技術的形成工程において、多くの問題が生じ、そして、それらの厚さについては妥協を余儀なくされる。
【００４４】
とはいえ、例として、上記壁体は、数ミクロン（大体５μｍから２０μｍ）の高さを有することができ、そして、それらの厚さは、それらが引き起こす有害な光学的現象を最小限にするために、ミクロンのオーダーの薄さが好ましい。
【００４５】
本発明では、上記壁体は、上記層、または、上記壁体を作り上げている物質の層の積層をプラズマエッチングすることによりエッチングされる。
【００４６】
この方法では、上述の高さであっても、２μｍより薄い厚さの壁体の形成が可能となる。
【００４７】
その上、大抵の高分子は、酸素を使ったプラズマ法によってエッチングされ、さらに一般的には、このタイプのエッチングは、壁体の形成に対して想定される大抵の物質に適している。
【００４８】
さらに、プラズマエッチングは異方性であるがために、そのプラズマエッチングによって、壁体の内側に向かって丸みを帯びた外形形状が得られる。
【００４９】
実際、イオン化された物質や（ベースに対してほとんど垂直な）小さな入射角で壁体を打ちつけ、それから空洞のベースに跳ね返るイオン化された物質の照射の間の化学反応は、壁体を局所的に薄くする。
【００５０】
通常は欠点として考えられる、この現象は本発明では求められている。すなわち、僅かに丸みを帯びた形状によって光学的な回折現象が抑制される。
【００５１】
特に、上記壁体は、凹みの水平方向の壁体の厚さを、例えば、その両端部に比べて中央部で一層薄くすることが可能な両凹状となっている。
【００５２】
さらに、本発明では、エッチングの結果として生じる凹部を所望の形状に形成できる。
【００５３】
上記壁体の外形は、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）エッチング装置の中で、非等方性を増大させる以下のいくつかの方法、例えば、低圧にすると非等方性が助長され、高圧にすると等方性が助長されるので、エッチングチェンバーの中のガスの圧力を調整する方法、基体の極性（polarization）を調整することによって、そして、その結果としてイオンの加速度が変わり、高電圧がエッチングの物理的効果を増大させ、そして、それゆえ、非等方性を増大させる方法などによって所望の形状に形成できる。
【００５４】
例えば、図１には、“Ｎｅｘｔｒａｌ ３３０”ＲＩＥエッチングによって、４μｍの同一幅のマスクに対して、それぞれ、１００ｍＴｏｒｒ（図１Ａ）、５０ｍＴｏｒｒ（図１Ｂ）、１０ｍＴｏｒｒ（図１０）の、３５０ｍＷの酸素により得られる壁体の３つの外形が示されている。
【００５５】
凹みは、異なった高さに局在し、そして、壁体の厚さは、上記の圧力の条件によって、ｅＡ＜１[μｍ]，ｅＢ≒１[μｍ]、および ｅＣ≒２[μｍ] と変わる。
【００５６】
さらに一般的に、高さＨ、両端部での厚さｌ、および凹みの水平方向の厚さｅの壁体に対して、本発明に係る上記のエッチング変数は、２≦Ｈ／l≦１０およびｌ／１０ ≦ｅ≦ｌ／２を得るように選ばれている。
【００５７】
プラズマエッチングは、壁体の上に形成されている物質層の上に予め堆積させた“薄膜”として知られるマスクを通してなされる。
【００５８】
上記マスクは、プラズマエッチング、リソグラフィー、およびエッチングのために選択された金属の堆積によって形成されるのが好ましい。
【００５９】
特に、図２に示されるように、上記マスクの好適な実施の形態は、上記壁体のプラズマエッチングとは対照的に選択的な物質からなる、例えば、スパッタ法または蒸着によって得られる、支持体１上のエッチング用のマスク層２の堆積物を含む。
【００６０】
例えば、それは、大体の厚さが０．１μｍと２μｍとの間の、金属(Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｒ，ｅｔｃ．)、合金 (Ａｌ/Ｓｉ，Ａｌ/Ｃｕ，ｅｔｃ．) 、セラミック (Ｃｒ/ＳｉＯ， etc.) 、あるいは、ＳｉＯ２，ＳｉＯＸ , ＳｉＯＣ,ＳｉＮまたはＩＴＯの中の透明層である。
【００６１】
それから、例えば、マイクロエレクトロニクスまたはフラットスクリーン技術において使用されるタイプの感光性樹脂４が堆積される（図２Ａ）。
【００６２】
この樹脂は、光増感のようなリソグラフィーの技術によって、壁体のパターンを表しているマスクを通して露光される。
【００６３】
それから、樹脂４の現像は、マイクロエレクトロニクスまたはフラットスクリーン技術において通常使用される技術によってなされる（図２Ｂ）。
【００６４】
それから、マスク６を得るために、樹脂４によって保護されないマスク層２の部分は、プラズマエッチング、化学エッチング、ドライまたはウェットエッチングによってエッチングされる（図２Ｃ）。
【００６５】
上記マスクの幅が、そのマスクの下での凹部の形成を可能にする側面側からのエッチングにより与えられた特性を有する壁体を得るために考慮すべき変数であることは注意すべきである。
【００６６】
例えば、上端で２μｍ幅の壁体を得るために、４μｍ幅のマスクを使用することもある。そして、その相対的な特性の最適化は物質やエッチングなどに依存する。
【００６７】
図３に示された第１の実施形態では、本発明に係る前記素子の空洞は一様な物質層の内部に形成される。言い換えれば、空洞のベースと、それの壁体とは、同じ構造上（例えば、この層を構成している唯一の構造）の要素部分を形成している。
【００６８】
上記物質は、その光学的特性よって選択される。そして、特に、それは透明であってもよい。
【００６９】
上記フィルムを構成している物質１０は、想定されるエッチング法に対して、それの厚さやそれの剛性において、特に適さないのが普通である。
【００７０】
すなわち、フィルムへの細工と、パターンの形成と、エッチングとを容易にするために、物質層１０は、その全体が十分な厚さと剛性を有することが保証されているために、リソグラフィーおよびドライエッチング装置によって扱うことができる支持体１２に固定されているとよい。
【００７１】
したがって、支持体１２は、ガラス中、シリコン中、水晶中、高分子中などにあってもよい。
【００７２】
上記の組立は、例えば、接着によってなされてもよく、そのとき、接着は、易解体性と両立可能であると同時に、その次の技術的工程のための十分な力学的強度を有している（図３Ａ）。
【００７３】
それから、マスク６は、基体１２とは反対側のフィルム層１０の表面上に堆積される。
【００７４】
そして、マスク６は、図２に関連して記載された方法によって形成されるのが好ましい。
【００７５】
それから、透明なフィルム１０は、所定の深さ以上のマスク６を通して、エッチングされる。
【００７６】
図３Ｂの、この工程で使われるエッチングは、従来のＲＩＥプラズマ、または、上記の僅かな等方性を有するために適した条件下で、ＳＦ６やＣＨＦ３などの種類のフッ化気体と混合されたか、あるいはされないＯ２を使った高密度エッチングであってもよい。
【００７７】
上記のエッチングは、その深さが一度ある深さに達すると、具体的に言えば、一度１０μｍの高さの壁体１４が得られると停止する。
【００７８】
先に明らかになったように、異なった変数（継続時間、プラズマ圧力、気体の種類など）の選択によって所望の外形を得ることができる。
【００７９】
そして、マスク層６は、オプションの工程によって、例えば、プラズマエッチングまたは化学エッチングによって除去することができる（図３Ｃ）。
【００８０】
壁体１４としての表面の凸凹を有するが、各表面は一様な特徴を有する構成部分は、このようにして得られる。
【００８１】
このようにして得られた空洞１６は、適当な流体１８で満たすことができ、そして、上から透明な物質２０の別の層を接着することによって覆うことができる。例えば、本発明に係るフィルム２２は、それはラミネートによって得られる。
【００８２】
そして、フィルム２２の光学的特性は最適化され、そして、フィルム２２は、選択された光学的特性の流体１８が置かれる気密な空洞１６を有している（図３Ｃ）。
【００８３】
空洞１６は、任意の適切な方法によって、例えば、ディッピング法、遠心塗装機またはドクターブレードによる塗布法、シルクスクリーン印刷、または、他のどんな印刷技術によって、満たすことができる。
【００８４】
本発明に係るフィルム２２を最適化するのに、特に、基体１２が所望の光学的品質を有さないならば基体１２から層１０を分離してもよいし、あるいは、フィルム１０の特性または柔軟性を再生してもよい（図３Ｄ）。
【００８５】
上記の分離は、例えば、力学的作用（牽引力、剪断力、刃の挿入など）や化学反応によってなされてもよい。
【００８６】
この第１の実施形態のために、例えば、厚さ７５μｍのＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）タイプの柔軟な透明なフィルム１０が選択され、そして、それはアクリル系接着剤の層でコーティングされている。
【００８７】
それから、フィルム１０は、シリコンウェハー１２またはガラススレート上にラミネートされる。
【００８８】
約５０ｎｍのチタン層２がスパッタ法または蒸着によって堆積している。
【００８９】
そして、そのとき、上記壁体は、例えば、約１０μｍから１００μｍのピッチの四角いメッシュ、または周期的過ぎる配列による光学的効果を最低限に抑えるための不規則的なメッシュなどの小さなサイズ（約２μｍ）のパターン６を設定可能とする、従来の薄膜樹脂４による光リソグラフィーによって設定される。
【００９０】
それから、１０ｍＴｏｒｒかつ３５０Ｗの下でＳＦ６を使って、樹脂４では保護されていないチタン層２のＲＩＥプラズマエッチングがなされ、その後、Ｏ２を使ったＲＩＥプラズマエッチングによって、約１０μｍの厚さ以上の高分子層１０のエッチングがなされる。
【００９１】
その得られた凹部はミクロンオーダーの凹みを有している。
【００９２】
考慮された物質１０に依存して、そのプラズマエッチングは、“草状形成物”という名前でも知られる繊維状物を空洞１８のベース上に生成する可能性がある（図４）。
【００９３】
実際には、この草状形成物２４は、ある種の応用、あるいは、ある種の流体に対しては障害となり得る。
【００９４】
本発明の１つの実施形態では、空洞ベース１６となるものの中に、草状形成物２４を取り除くために化学的な反応経路によって優先的にエッチングされる薄膜を堆積させることを提案する。
【００９５】
この層は、好適には、プラズマエッチングの間の停止層としても使用することができる。
【００９６】
このように、上記の空洞の深さを所望の深さにするのは容易である。
【００９７】
第２の実施形態では、このようにして、壁体が平坦な透明なフィルム３０の上に転写される。
【００９８】
そして、それらは、ベース３０と同じ構成を有していても、有していなくてもよい。
【００９９】
第１の実施形態と同様の方法において、支持体上への、あるいは、リソグラフィーおよびドライエッチング装置によって取り扱うことができる基体３２上への透明なフィルム３０の転写は最初に接着によってなされる（図５Ａ）。
【０１００】
支持体３２は、例えば、ガラス、シリコン、水晶、またはポリマーである。
【０１０１】
それから、プラズマエッチングの停止と草状形成物２４の削除との両方のために使用される層３４への堆積がなされる（図５Ｂ）。
【０１０２】
上記壁体のプラズマエッチングとは対照的に、例えば、金属（Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒなど）、合金（Ａｌ／Ｓｉ、Ａｌ／Ｃｕなど）、あるいは、Ｓｉ０２、ＳｉＯｘ、ＳｉＯＣ、ＳｉＮ、または、ＩＴＯの中の透明層は、この層３４のために選択される。
【０１０３】
この物質３４は、例えば、０．０５μｍから２μｍの厚さを有しており、そして、化学蒸着(ＣＶＤ)、スパッタ法、または、蒸着によって、決まった場所に置くことができる。
【０１０４】
それから、エッチングされる壁体中に層３６は堆積される。
【０１０５】
すなわち、それは、遠心塗装機によって堆積されるか、あるいは、スプレー、ドライフィルム、または、引き（spread coating）によって形成された、適した屈折率の、あるいは可視光線を吸収する、大体１μｍと３０μｍとの間の厚さの高分子物質である。
【０１０６】
それから、マスク６は、第１の実施形態と同様に堆積される。
【０１０７】
図５Ｃには、図２に示されたような方法による、マスク６のパターン上の、樹脂２の残留物を使ったマスクの除去が示されている。
【０１０８】
それから、層３６のプラズマエッチングによって、従来のＲＩＥ、または、僅かな等方性を有するための比率および圧力の上記適当な条件の下で、ＳＦ６やＣＨＦ３などの種類のフッ化気体と混合されたか、あるいはされないＯ２を使った高密度プラズマエッチングよる壁体３８の形成が可能となる。
【０１０９】
この工程の間、樹脂２のマスクは、それ自体も除去されるであろう（図５Ｄ）。
【０１１０】
ここで、そのエッチングは、停止層３４に達するまで続く。
【０１１１】
第１の実施形態と同様の方法において、得られた壁体３８の湾曲形状は、プラズマエッチングのために選択された変数に依存する。
【０１１２】
停止層３４が透明でない場合や草状体が存在する場合には、プラズマエッチングまたは化学エッチングによって停止層３４を取り除いてもよい（図５Ｅ）。
【０１１３】
マスク層６のエッチングも、例えば、プラズマエッチングまたは化学エッチングによって可能となる。
【０１１４】
そのとき、空洞の深さが、層３６の厚さに必要ならば停止層３４の厚さだけ増大され、そして、それゆえ、所望の厚さとされる厚さに等しいことには注意すべきである。
【０１１５】
それから、第１の実施形態におけるのと同様の方法において、空洞４０は満たされ、別の透明なフィルム４２を上からラミネートすることによって覆われる（図５Ｆ）。そして、得られた上記素子は基体３２から分離できる。
【０１１６】
例えば、図５Ｇに係るフィルム４４を形成するために、柔軟かつ透明なＰＥＴタイプの厚さ７５μｍのフィルム３０が選択され、例えば、厚さ２５μｍのアクリル系接着剤の層が塗布され、それから、シリコンウェハー３２またはガラススレート上にラミネートされる。
【０１１７】
それから、約５０ｎｍのＳｉＯxまたはＳｉＯＣの層３４は、プラズマにより強化された化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）か、または蒸着によって堆積される。
【０１１８】
約５μｍから１０μｍの厚さの、適した屈折率の高分子３６が、遠心塗装機によって堆積され、それから、マスク６は、上述したように形成される（約５０ｎｍのチタンの層２のスパッタ法または蒸着、従来の薄い樹脂４による光リソグラフィーエッチングによるパターン６の定義、樹脂２では保護されないチタンの層４の、ＳＦ６を使ったＲＩＥプラズマによるエッチング）。
【０１１９】
それから、今までどおり（例えば、５０ｍＴｏｒｒ、３５０Ｗの）Ｏ２ を使ったＲＩＥプラズマによって、高分子層３６はエッチングされる。
【０１２０】
そして、そのエッチングは、ＢＯＥのような緩衝性のフッ化水素溶液を使って化学的にエッチングされたＳｉＯxまたはＳｉＯＣの層３４上で停止する。
【０１２１】
上記空洞の壁体３８上に存在する金属６は、例えば、希釈されたフッ化水素を使って化学反応によってエッチングできる。
【０１２２】
空洞４０は、基体３０上に一滴のフォトクロミック流体を滴下し、そして、スクレーパーを使って塗布することによって充填される。
【０１２３】
それから、空洞４０は、予め接着されたＰＥＴのフィルム４２上にラミネートすることによって覆われる。
【０１２４】
明らかに、これらの形成方法は、例示したものによって唯一与えられており、そして、実施される異なった選択は、本発明に係る方法または素子の部分を形成するために一緒に組み合わされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１Ａ】異なるエッチング変数によって形成された異なる壁体の外形を示している。
【図１Ｂ】異なるエッチング変数によって形成された異なる壁体の外形を示している。
【図１Ｃ】異なるエッチング変数によって形成された異なる壁体の外形を示している。
【図２Ａ】本発明に係るマスクを形成する最良の方法を示している。
【図２Ｂ】本発明に係るマスクを形成する最良の方法を示している。
【図２Ｃ】本発明に係るマスクを形成する最良の方法を示している。
【図３Ａ】本発明に係る方法の第１の実施形態を示している。
【図３Ｂ】本発明に係る方法の第１の実施形態を示している。
【図３Ｃ】本発明に係る方法の第１の実施形態を示している。
【図３Ｄ】本発明に係る方法の第１の実施形態を示している。
【図４】本発明により使用されたエッチングによって形成される“草状”形状を図式化している。
【図５Ａ】本発明に係る方法の、その他の最良の実施形態を示している。
【図５Ｂ】本発明に係る方法の、その他の最良の実施形態を示している。
【図５Ｃ】本発明に係る方法の、その他の最良の実施形態を示している。
【図５Ｄ】本発明に係る方法の、その他の最良の実施形態を示している。
【図５Ｅ】本発明に係る方法の、その他の最良の実施形態を示している。
【図５Ｆ】本発明に係る方法の、その他の最良の実施形態を示している。
【図５Ｇ】本発明に係る方法の、その他の最良の実施形態を示している。
【符号の説明】
【０１２６】
２ マスク層
４ 樹脂
６ マスク
１０，３０ 第１の物質層
１０，３０，３０−３４−３６ 構造体
１２，３０，３２ 基体
１４，３８，３４、３６ 壁体
１６，４０ 空洞
１８ 流体
２０，２２，４２，４４ フィルム
２０，４２ 第２の物質層
２０，４４ 光学素子
３４、３６ 物質
３４ 停止層
３６ 壁体層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁体（１４，３８）により分離される流体を内包する空洞（１６，４０）によって光学的特性が付与されるフィルム（２０，４４）の形成方法であって、
一方と他方との表面間に前記壁体の厚さより厚い構造体（１０，３０−３４−３６）の形成と、
前記構造体（１０，３０−３４−３６）の一方の表面上への前記壁体（１４，３８）のパターンを表すマスク（６）の堆積と、
前記一方の表面上に開く前記空洞（１６，４０）の境界を規定する前記壁体（１４，３８）を内側に向かって湾曲した形状とするために、前記壁体（１４，３８）の厚さに等しい厚さ以上の前記マスク（６）を通して、プラズマエッチングによって一方の表面によりなされる前記構造体（１０，３０−３４−３６）のエッチングと、
流体（１８）による前記空洞（１６，４０）の充填と、
前記空洞（１６，４０）を覆う前記フィルム（２０，４２）の前記壁体（１４，３８）への接着と、
を含むことを特徴とする形成方法。
【請求項２】
前記構造体（１０）が一様な物質層であり、前記壁体（１４）が前記空洞（１６）のベースと一体であることを特徴とする請求項１に記載の形成方法。
【請求項３】
前記一様な物質が前記フィルム（２２）の光学的特性を考慮した光に対して透明か、または不透明のいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の形成方法。
【請求項４】
前記構造体の形成が、基体（３０）上への前記壁体（３８）の形成を意図した物質（３４，３６）の層の堆積を含み、
前記構造体のエッチングが、前記壁体（３４，３６）の形成を意図した前記物質層のエッチングを含むことを特徴とする請求項１に記載の形成方法。
【請求項５】
前記壁体の形成を意図する前記物質層の堆積が、停止層（３４）の前記基体（３０）上への堆積に引き続く壁体層（３６）の前記停止層（３４）上への堆積を含み、
その支持体のエッチングが、前記壁体（３８）が、その内側に向かうほど湾曲した構造を有するように、前記壁体層（３６）のプラズマエッチングによるエッチングを含むことを特徴とする請求項４に記載の形成方法。
【請求項６】
前記壁体層（３６）のエッチングに引き続いて、前記基体（３０）に達するまで、前記停止層（３４）のエッチングが行われることを特徴とする請求項５に記載の形成方法。
【請求項７】
前記壁体層（３６）が、前記フィルム（４４）の光学的特性を考慮した光に対して透明か、または不透明のいずれかであることを特徴とする請求項５または請求項６のいずれか一項に記載の形成方法。
【請求項８】
前記マスク（６）が、
マスク層（２）の堆積と、
樹脂（４）の層の堆積と、
前記樹脂（４）の露光と、
前記樹脂（４）の現像と、
そして、前記マスク層（２）のエッチングと、
によって形成された薄膜マスクであることを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちいずれか一項に記載の形成方法。
【請求項９】
前記空洞（１６，４０）を覆う前記フィルム（２０，４２）の接着が、ラミネートによってなされていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のうちいずれか一項に記載の形成方法。
【請求項１０】
前記構造体（１０，３０）が、少なくとも前記堆積とエッチングとの異なる工程に対して、シリコンまたはガラスのようなマイクロ技術的な基体（１２，３２）に固定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項９のうちいずれか一項に記載の形成方法。
【請求項１１】
第１の物質層（１０，３０）と、
第２の物質層（２０，４２）と、
そして、前記第１と第２との物質層の間の空洞（１６，４０）の境界を規定する壁体（１４，３８）と、
からなり、
前記壁体（１４，３８）は、前記第１と第２との層に隣接している前記壁体の最も厚い部分の厚さが、これらの２つの最も離れた部分間の前記壁体の厚さより厚くなるように、凹部構造化された形状を呈していることを特徴とする光学素子（２０，４４）。
【請求項１２】
前記第１と前記第２との物質層が透明であり、かつ前記空洞（１６，４０）が所定の光学的特性を有する流体（１８）で満たされた気密な構造体を形成していることを特徴とする請求項１１に記載の素子。
【請求項１３】
前記流体（１８）が、感光性、感熱性、または、所定の光学的特性量を有する流体であることを特徴とする請求項１２に記載の素子。
【請求項１４】
前記壁体（１４，３８）が、
透明か、または光を吸収する部分と、
そして、前記第１と第２の物質層との一方に隣接している最も厚い部分と、
によって構成されていることを特徴とする請求項１１ないし請求項１３のうちいずれか一項に記載の素子。
【請求項１】
壁体（１４，３８）により分離される流体を内包する空洞（１６，４０）によって光学的特性が付与されるフィルム（２０，４４）の形成方法であって、
一方と他方との表面間に前記壁体の厚さより厚い構造体（１０，３０−３４−３６）の形成と、
前記構造体（１０，３０−３４−３６）の一方の表面上への前記壁体（１４，３８）のパターンを表すマスク（６）の堆積と、
前記一方の表面上に開く前記空洞（１６，４０）の境界を規定する前記壁体（１４，３８）を内側に向かって湾曲した形状とするために、前記壁体（１４，３８）の厚さに等しい厚さ以上の前記マスク（６）を通して、プラズマエッチングによって一方の表面によりなされる前記構造体（１０，３０−３４−３６）のエッチングと、
流体（１８）による前記空洞（１６，４０）の充填と、
前記空洞（１６，４０）を覆う前記フィルム（２０，４２）の前記壁体（１４，３８）への接着と、
を含むことを特徴とする形成方法。
【請求項２】
前記構造体（１０）が一様な物質層であり、前記壁体（１４）が前記空洞（１６）のベースと一体であることを特徴とする請求項１に記載の形成方法。
【請求項３】
前記一様な物質が前記フィルム（２２）の光学的特性を考慮した光に対して透明か、または不透明のいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の形成方法。
【請求項４】
前記構造体の形成が、基体（３０）上への前記壁体（３８）の形成を意図した物質（３４，３６）の層の堆積を含み、
前記構造体のエッチングが、前記壁体（３４，３６）の形成を意図した前記物質層のエッチングを含むことを特徴とする請求項１に記載の形成方法。
【請求項５】
前記壁体の形成を意図する前記物質層の堆積が、停止層（３４）の前記基体（３０）上への堆積に引き続く壁体層（３６）の前記停止層（３４）上への堆積を含み、
その支持体のエッチングが、前記壁体（３８）が、その内側に向かうほど湾曲した構造を有するように、前記壁体層（３６）のプラズマエッチングによるエッチングを含むことを特徴とする請求項４に記載の形成方法。
【請求項６】
前記壁体層（３６）のエッチングに引き続いて、前記基体（３０）に達するまで、前記停止層（３４）のエッチングが行われることを特徴とする請求項５に記載の形成方法。
【請求項７】
前記壁体層（３６）が、前記フィルム（４４）の光学的特性を考慮した光に対して透明か、または不透明のいずれかであることを特徴とする請求項５または請求項６のいずれか一項に記載の形成方法。
【請求項８】
前記マスク（６）が、
マスク層（２）の堆積と、
樹脂（４）の層の堆積と、
前記樹脂（４）の露光と、
前記樹脂（４）の現像と、
そして、前記マスク層（２）のエッチングと、
によって形成された薄膜マスクであることを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちいずれか一項に記載の形成方法。
【請求項９】
前記空洞（１６，４０）を覆う前記フィルム（２０，４２）の接着が、ラミネートによってなされていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のうちいずれか一項に記載の形成方法。
【請求項１０】
前記構造体（１０，３０）が、少なくとも前記堆積とエッチングとの異なる工程に対して、シリコンまたはガラスのようなマイクロ技術的な基体（１２，３２）に固定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項９のうちいずれか一項に記載の形成方法。
【請求項１１】
第１の物質層（１０，３０）と、
第２の物質層（２０，４２）と、
そして、前記第１と第２との物質層の間の空洞（１６，４０）の境界を規定する壁体（１４，３８）と、
からなり、
前記壁体（１４，３８）は、前記第１と第２との層に隣接している前記壁体の最も厚い部分の厚さが、これらの２つの最も離れた部分間の前記壁体の厚さより厚くなるように、凹部構造化された形状を呈していることを特徴とする光学素子（２０，４４）。
【請求項１２】
前記第１と前記第２との物質層が透明であり、かつ前記空洞（１６，４０）が所定の光学的特性を有する流体（１８）で満たされた気密な構造体を形成していることを特徴とする請求項１１に記載の素子。
【請求項１３】
前記流体（１８）が、感光性、感熱性、または、所定の光学的特性量を有する流体であることを特徴とする請求項１２に記載の素子。
【請求項１４】
前記壁体（１４，３８）が、
透明か、または光を吸収する部分と、
そして、前記第１と第２の物質層との一方に隣接している最も厚い部分と、
によって構成されていることを特徴とする請求項１１ないし請求項１３のうちいずれか一項に記載の素子。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図５Ｇ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図５Ｇ】
【公表番号】特表２００９−５２６２５３（Ｐ２００９−５２６２５３Ａ）
【公表日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５５３７４７（Ｐ２００８−５５３７４７）
【出願日】平成１９年２月６日（２００７．２．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０５１１０９
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０９０８２８
【国際公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【出願人】（５９００００５１４）コミツサリア タ レネルジー アトミーク (429)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月６日（２００７．２．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０５１１０９
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０９０８２８
【国際公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【出願人】（５９００００５１４）コミツサリア タ レネルジー アトミーク (429)
【Ｆターム（参考）】
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