特開 2024-145633 樹脂製マイクロニードルの形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024145633

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】樹脂製マイクロニードルの形成方法

(51)【国際特許分類】

   A61M 37/00 20060101AFI20241004BHJP

【ＦＩ】

A61M37/00 505

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023058072

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000125347

【氏名又は名称】学校法人近畿大学

(74)【代理人】

【識別番号】100118924

【弁理士】

【氏名又は名称】廣幸 正樹

(72)【発明者】

【氏名】加藤 暢宏

【テーマコード（参考）】

4C267

【Ｆターム（参考）】

4C267AA71

4C267BB02

4C267BB04

4C267BB48

4C267CC01

(57)【要約】

【課題】精密な機械加工をすることなく、円錐状以外の形状のマイクロニードルの雄型を形成する。
【解決手段】透明基板上にネガ型フォトレジストを塗布する工程と、
前記透明基板の前記ネガ型フォトレジストを塗布した面の裏面に、移動可能に正方形の透過部を有するマスクを配置する工程と、
前記マスクに対して前記透明基板とは反対側に配置され照射前方にロッドを有する光源を、前記透明基板の裏面にデフォーカスされた光源像である露光光源像ができるように前記透明基板と前記光源の距離を調節する工程と、
前記光源から光線を照射しながら前記マスク及び前記透明基板を前記光源に対し、前記露光光源像の大きさより小さい範囲でアステロイド様軌跡に相対的に移動させる工程を有する樹脂製マイクロニードルの形成方法は、側面に複雑な形状を有するほぼ円錐形状の樹脂製マイクロニードルを提供できる。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

透明基板上にネガ型フォトレジストを塗布する工程と、
前記透明基板の前記ネガ型フォトレジストを塗布した面の裏面に、透過部を有するマスクを移動可能に配置する工程と、
前記マスクに対して前記透明基板とは反対側に配置され照射前方にロッドを有する光源を、前記透明基板の裏面にデフォーカスされた光源像である露光光源像ができるように前記透明基板と前記光源の距離を調節する工程と、
前記光源から光線を照射しながら前記マスク及び前記透明基板を前記光源に対し、前記露光光源像の大きさより小さい範囲でアステロイド様軌跡に相対的に移動させる工程を有する樹脂製マイクロニードルの形成方法。

【請求項2】

前記露光光源像の大きさは、前記光源が前記透明基板の裏面にフォーカスされた光源像の大きさをＤとして、１．５Ｄ以上５．０Ｄ以下である請求項１に記載された樹脂製マイクロニードルの形成方法。

【請求項3】

前記アステロイド様軌跡は、（１）式および（２）式で表され、Ｎは１以外の正の実数である請求項１または２の何れかに記載された樹脂製マイクロニードルの形成方法。

【数10】

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は表面形状が複雑で表面積が大きい樹脂製マイクロニードルの形成方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

主として薬効を有する機能性物質を含む素材で、高さ１００～１０００マイクロメートル、アスペクト比（高さ／底面の直径）が３～９の円錐状の針で構成されるマイクロニードルが知られている。

【0003】

マイクロニードルは、皮膚への穿刺性を高めるために、さまざまな形状のものが提案されている。特許文献１には、先端に平板状のブレードをつけたものや、先端の断面を星形形状にしたものが示されている。また、特許文献２にも先端を星形にし、穿刺性を高めたマイクロニードルが示されている。

【0004】

これらのマイクロニードルの製造方法は、金属や樹脂を機械加工することで、マイクロニードルの雄型を製造し、この雄型で樹脂等に雌型を形成する。この雌型に薬剤などの所望の材料を流し込むことで薬剤や樹脂といった材料で形成されたマイクロニードルを形成する。

【0005】

特許文献３には、ネガ型フォトレジストを透明基板上に塗布し、透明基板の裏側からマスク越しに紫外線を照射し、透明基板とマスクを光源に対して所定の半径で円運動をすることでマイクロニードルの雄型を形成する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２０１７／０４７４３７号

【特許文献2】特開２０１５－１１６３３５号公報

【特許文献3】特開２０１７－２０２３０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献３に記載された方法は、１０００マイクロメートル以下の微細な針形状を複数個同時に、しかも精密な機械加工することなく製造できる点で非常に有用である。しかし、光源に対して円運動をすることで、ネガ型フォトレジストを円錐状に露光するため、円錐状以外の形状のマイクロニードルの雄型を形成することは容易ではなかった。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は上記の課題に鑑みて想到されたものであり、透明基板上に塗布したネガ型フォトレジストを透明基板裏側からマスク越しに露光する方法でありながら、断面星形様形状のマイクロニードルの雄型（以後「マイクロニードルの雄型」を「樹脂製マイクロニードル」と呼ぶ。）を形成方法を提供する。

【0009】

より具体的に本発明に係る樹脂製マイクロニードルの形成方法は、
透明基板上にネガ型フォトレジストを塗布する工程と、
前記透明基板の前記ネガ型フォトレジストを塗布した面の裏面に、透過部を有するマスクを移動可能に配置する工程と、
前記マスクに対して前記透明基板とは反対側に配置され照射前方にロッドを有する光源を、前記透明基板の裏面にデフォーカスされた光源像である露光光源像ができるように前記透明基板と前記光源の距離を調節する工程と、
前記光源から光線を照射しながら前記マスク及び前記透明基板を前記光源に対し、前記露光光源像の大きさより小さい範囲でアステロイド様軌跡に相対的に移動させる工程を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る樹脂製マイクロニードルは、光源からの光線をデフォーカスさせ、ネガ型フォトレジストへの照射光源像に強弱の分布を与え、光源とネガ型フォトレジストの相対運動をアステロイド様軌跡としたので、側面に複雑な形状を有する略円錐形状を有する。この複雑な形状には、断面星形様の形状も含まれる。

【0011】

その結果、皮膚への穿刺性の向上や表面積の増大を図ることができる形状の樹脂製マイクロニードルを機械加工の工程を経ることなく提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る樹脂製マイクロニードルを作製するための装置の構成を示す図である。

【図2】図１の装置の一部を抜粋した図である。

【図3】マスク基板間距離を広げ、デフォーカスした露光光源像の様子を示す写真である。

【図4】露光光源像がデフォーカスされる様子を模式的に説明する図である。フォーカス状態（ａ）、露光光源像の大きさが２Dの場合（ｂ）、仮想光源像同士が接する場合（ｃ）、露光光源像の大きさが３Ｄの場合（ｄ）を示す。

【図5】デフォーカスされた露光光源像をアステロイド様軌跡で移動させる様子を示す図である。

【図6】図５が進行した結果透明基板上に形成される露光パターンを示す図である。

【図7】実施例に使用した露光光源像とアステロイド様軌跡を示す図である。

【図8】図７の露光光源像とアステロイド様軌跡によって、実際に作製された樹脂製マイクロニードルの平面図（ｃ）、側面図（ｄ）および、シミュレーションによって求められた平面図（ａ）、側面図（ｂ）である。

【図9】Ｎ＝２の場合のアステロイド様軌跡で形成される樹脂製マイクロニードルのシミュレーション像で、平面図（ａ）、側面図（ｂ）、斜視図（ｃ）である。

【図10】Ｎ＝１．５の場合のアステロイド様軌跡で形成される樹脂製マイクロニードルのシミュレーション像で、平面図（ａ）、側面図（ｂ）、斜視図（ｃ）である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に本発明に係る樹脂製マイクロニードルの形成方法について図面を示し説明を行う。なお、以下の説明は、本発明の一実施形態および一実施例を例示するものであり、本発明が以下の説明に限定されるものではない。以下の説明は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変することができる。

【0014】

図１に本発明に係る樹脂製マイクロニードル４４（図８（ｃ）および（ｄ）参照）を形成する形成装置１の構成を示す。樹脂製マイクロニードル４４を形成するには、フォトレジスト１０を塗布した透明基板１２を保持する基板保持部１４と、マスク１６と、マスク保持部１８と紫外線照射装置２０と、少なくともマスク保持部１８を制御する制御部２４で構成される。

【0015】

透明基板１２は、使用する紫外線が透過すれば、特に材質は限定されない。ガラスや硬質樹脂などはもちろん、可撓性を有する樹脂材などであってもよい。厚さは強度の制限が許す限り薄い方がよい。本発明の樹脂製マイクロニードル４４の形成方法においては、紫外線は透明基板１２を通過してからフォトレジスト１０を感光させる。したがって、透明基板１２が厚いと紫外線の浸透深さが浅くなるからである。つまり、透明基板１２が厚くなると、高さの高い樹脂製マイクロニードルを形成しにくくなる。

【0016】

フォトレジスト１０は、紫外線で感光することで、溶解度が低下するネガ型のフォトレジストが望ましい。本発明に係る樹脂製マイクロニードル４４の形成方法では、感光した部分が残るタイプのものでなければならないからである。また、厚膜のポジ型レジストを透明基板１２の裏面から感光すると、感光部分がフォトレジスト１０の表面まで到達しなくなり、樹脂製マイクロニードル４４を形成できない。

【0017】

基板保持部１４は、透明基板１２を保持する基板ホルダー１４ａと、紫外線照射装置２０の光軸２０ｃ方向に基板ホルダー１４ａを移動可能にする基板アーム１４ｂを含む。基板保持部１４は、透明基板１２の裏面側に紫外線照射装置２０が配置された状態で、フォトレジスト１０が塗布された透明基板１２を固定でき、光軸２０ｃ方向への高さ調整が可能であればよい。すなわち、基板保持部１４は手動で光軸２０ｃ方向への高さ調節を行う形態であってもよい。

【0018】

紫外線照射装置２０は、光源２０ａと、光源２０ａの照射方向前方に配置されたロッド２２で構成されている。ロッド２２は、使用する波長の紫外線を内壁で全反射させることで仮想的に複数の光源があるように見せる部材である。ロッド２２は使用する紫外線が十分な透過率で透過する材料であればよく、通常ガラスが使用される。

【0019】

ロッド２２の形状は、四角柱が製造しやすく好適であるが、六角柱より角数の少ない角柱であればよい。また、角柱の側面内壁部分を鏡面にした貫通孔であってもよい。そのような部材であっても、本発明におけるロッド２２とすることができる。

【0020】

また、ロッド２２の入射端および出射端には、入射端レンズ２２ａおよび出射端レンズ２２ｂが構成されている。これらのレンズ２２ａ、２２ｂは、ガラス製のロッド２２の両端を凸状に成型することでレンズとしてよい。また、内壁がガラスでできたロッド２２であれば、両端に別途作製したレンズを取り付けてもよい。

【0021】

ロッド２２は、入射端からロッド２２内に入った光線が側面の内壁で全反射しながら進行し、出射端から出た光線は、所定の距離Ｌｆでフォーカスするように設計される。また、紫外線照射装置２０にはシャッター（図示は省略）が設けられていてもよい。

【0022】

マスク１６は、紫外線を通過できる透過部１６ａと、紫外線を遮断する遮光部１６ｂで構成される。材質は特に限定されるものではない。一定の強度があり平面を維持できるものであればよい。透過性の基板の上にフォトリソグラフィなどで形成した薄膜であってもよい。

【0023】

なお、マスク１６を透過性の基板の上にフォトリソグラフィなどで形成した薄膜とした場合は、マスク１６内部での光路長が増すと、垂直入射しない光はマスク１６の表面で屈折するため、マスク１６裏面でのパターンがより大きくなることとなり針の形状に影響が出る。具体的には根本が大きくなり、高さは低くなるので、基板は薄い方が好ましい。

【0024】

また、マスク１６の透過部１６ａの形状は、特に限定されない。丸、三角、四角を初め、それ以外の形状であってもよい。複雑な形状になると、回折光の割合が増え、露光に時間がかかる。丸、三角、四角といった基本的な形状が好ましい。

【0025】

マスク保持部１８は、マスク１６を移動可能に保持することができる。ここで移動可能とは、平面内をＸ方向とＹ方向に自由にマスク１６を移動させることができることを意味する。例えば、本体１８ｃ中に、Ｘ軸方向のモータとＹ軸方向のモータが備えられ、これらのモータに接続されたアーム１８ｂがマスク１６の保持枠１８ａに取り付けられた構成が例示できる。

【0026】

この構成では、アーム１８ｂは、透明基板１２と平行な平面内で自由に移動可能である。つまり、基板保持部１４に対して平行な面内で、マスク１６を保持した保持枠１８ａが相対的に移動可能に構成されている構成を得ることができる。

【0027】

制御部２４は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）とメモリで構成されるコンピュータで構成することができる。制御部２４は、紫外線照射装置２０と、マスク保持部１８に接続される。基板保持部１４が外部からの信号によって光軸２０ｃ方向への高さ調節が可能に構成されている場合は、制御部２４は基板保持部１４と接続されていてもよい。また、入力装置および表示装置（図示は省略）を有し、外部から制御部２４へ指示を送ることができ、また制御部２４の現在の状況を、表示装置を介して外部に伝えることができる。

【0028】

制御部２４は、紫外線照射装置２０に対して、シャッターの開閉および照射波長の切換を指示命令ＣＬで指示する。また、制御部２４は、マスク保持部１８に対して、マスク１６（保持枠１８ａ）の移動パターンを指示命令ＣＭによって指示する。また、制御部２４は基板保持部１４の光軸２０ｃ方向への高さ（マスク１６と透明基板１２との間の距離）を調節する指示命令ＣＨを送信することもできる。

【0029】

なお、ロッド２２とマスク１６との間の距離は、ロッド２２の焦点距離Ｌｆに設定される。基板保持部１４の光軸２０ｃ方向への高さ（マスク１６と透明基板１２との間の距離）の調節とは、このロッド２２とマスク１６との関係を保持したまま、透明基板１２とマスク１６との間の距離を変更できればよい。

【0030】

したがって、図１では、透明基板１２が基板保持部１４によって光軸２０ｃに沿って移動可能であるように説明したが、基板保持部１４が固定され、マスク保持部１８と紫外線照射装置２０がまとまって、光軸２０ｃ方向に移動可能であるように構成されていてもよい。

【0031】

＜形成工程の説明＞
以上の構成を有する樹脂製マイクロニードル４４の形成装置１において本発明に係る樹脂製マイクロニードル４４の形成方法を実施する工程を説明する。

【0032】

まず、透明基板１２上にフォトレジスト１０を塗布する。フォトレジスト１０の厚みが樹脂製マイクロニードル４４の最大高さを決める。所望する樹脂製マイクロニードル４４の高さより分厚い厚みでフォトレジスト１０を塗布する。塗布の方法は特に限定されない。スピンコート法や、ディップ法が好適に利用できる。

【0033】

なお、塗布は透明基板１２の一方の面だけでよい。１回の塗布で塗りきれない場合は、多層塗布を行ってもよい。塗布後は十分に乾燥させる。ベークが必要な場合はベークしてもよい。なお、通常は、図に示すように透明基板１２よりフォトレジスト１０の厚みは厚いが、フォトレジスト１０は透明基板１２より薄くてもよい。

【0034】

次にフォトレジスト１０を塗布した透明基板１２を基板保持部１４に固定する。透明基板１２は、フォトレジスト１０を塗布した面を紫外線照射装置２０と反対の方に向けて固定される。

【0035】

マスク１６はマスク保持部１８に固定される。マスク１６は基板保持部１４と紫外線照射装置２０の間に配置されている。したがって、マスク１６は、透明基板１２のフォトレジスト１０を塗布した面の裏面に移動可能に配置される。

【0036】

次に制御部２４からの指示命令ＣＨでフォトレジスト１０が塗布された透明基板１２をマスク１６から所定の距離まで離す。マスク１６と透明基板１２までをマスク基板間距離Ｌｄと呼ぶ。

【0037】

図２は図１から説明に不要な部分を除いた図である。ロッド２２から出射された光線はマスク基板間距離Ｌｄ＝０の点（マスク１６と透明基板１２を密着させた状態）の場合は、マスク１６の透過部１６ａの地点で出射光は焦点を結ぶ。

【0038】

出射端側から光源２０ａを見ると、光源２０ａからの光はロッド２２の各側面の内壁面で反射した光が存在する。すなわち、ロッド２２の各内壁面には光源２０ａの鏡像が見える。マスク基板間距離Ｌｄがゼロの地点（光源２０ａの像がフォーカスされている地点）ではこれらの鏡像からの光が１つにまとまった状態であると言える。

【0039】

マスク基板間距離Ｌｄを、Ｌｄ１およびＬｄ２と長くすると、これら光源２０ａの鏡像からの光は透明基板１２の表面の異なる位置で結像する。すなわち、ロッド２２から出射された光をデフォーカスすることで、複数の光源２０ａの像が透明基板１２の表面に現れる。各内壁からの光源２０ａの鏡像の個々を「仮想光源像」と呼ぶ。

【0040】

図３はロッド２２からの出射光がフォーカスする位置にＣＣＤカメラの撮像面を置き、ロッド２２から離していった場合の像の変化を示す。図３（ａ）はロッド２２からの出射光がフォーカスする位置（マスク基板間距離Ｌｄがゼロ）であり、図３（ｂ）は、Ｌｄ＝Ｌｄ１（ｍｍ）、図３（ｃ）はＬｄ２（ｍｍ）離した場合の像である。

【0041】

マスク基板間距離Ｌｄをゼロにした場合は、ロッド２２からの仮想光源像が１つになるように調節されている（フォーカスされている）が、マスク基板間距離Ｌｄを離す（長くする）と、図３（ａ）の状態からデフォーカスされ、Ｚ２（ｍｍ）離す（図３（ｃ））と、複数の各仮想光源像を明確に確認することができる。なお、さらにマスクを離すこともできるが、全体として照度が低くなってしまい、露光には好適でない。また、透明基板１２上にできる複数の仮想光源像からなる光源パターンを「露光光源像」と呼ぶ。マスク基板間距離がゼロとなり、仮想光源像が１つになった場合（フォーカス状態）にできた光源像も露光光源像と呼んでよい。

【0042】

図４は、マスク基板間距離Ｌｄをゼロから離していった場合の、露光光源像の模式図である。図４（ａ）は、マスク基板間距離Ｌｄをゼロにした場合の露光光源像の状態を示す。この場合は、透明基板１２の表面でロッド２２からの仮想光源像は、１つに重なり合っている（フォーカスしている。）。この時の露光光源像の直径をＤとする。また１つの仮想光源像を符号３０で表す。

【0043】

図４（ａ）からマスク基板間距離Ｌｄを長くする（マスク１６と透明基板１２間を離す）と、透明基板１２の表面の露光光源像はデフォーカスされ広がる。広がった露光光源像の最も長い部分の長さを「露光光源像の大きさ」とする。ロッド２２が四角柱の場合は、ロッド２２の内壁面が４面あるので、仮想光源が４つ生じ、仮想光源像３０は４つ発生する。各仮想光源像３０がＤだけ離れた場合が図４（ｂ）である。この場合の露光光源像の最長部分は２Ｄの長さになる。

【0044】

さらに各光源像が離れ、各仮想光源像３０が互いに接する程度にまで離れると、露光光源像の長さは（２^０．５＋１）Ｄの長さになる（図４（ｃ））。さらにデフォーカスが進むと露光光源像の大きさは３Ｄとなる（図４（ｄ））。本発明は、露光光源像の大きさが好ましくは１．５Ｄ以上５Ｄ以下、より好ましくは２Ｄ以上４Ｄ以下、より好ましくは２Ｄより大きく３．５Ｄ以下の大きさにデフォーカスさせて露光する。なお、回折光によって、淡い像も発生するこれを「淡い仮想光源像」とよび、符号３２で表す。露光光源像の大きさを測定する場合は、淡い仮想光源像３２は含めない。

【0045】

次に、制御部２４からの指示命令ＣＬで、紫外線がマスク１６を介して透明基板１２に照射される。それと同時に制御部２４はマスク保持部１８に指示命令ＣＭを送信する。マスク保持部１８は、決められた移動（運動）を開始する。

【0046】

ここでマスク保持部１８は、アステロイド様軌跡を描く。アステロイド様軌跡とは、マスク保持部１８のＸ方向とＹ方向が以下の（１）式および（２）式で表される動きである。

【0047】

【数1】

【0048】

ここで、ＶはＸ方向およびＹ方向の最大振幅であり、Ｎは１以外の正の実数であり、πは円周率であり、ｆは周波数であり、ｔは時間である。なお、Ｎが１の場合は、アステロイド様軌跡は円となる。Ｎが奇数（整数）の場合はアステロイド曲線となり、Ｎが偶数（整数）の場合は、往復運動となる。また、Ｎが整数＋０．５の場合は、直角二等辺三角形であり、Ｎが０．５の場合は１／４円の往復運動となる。

【0049】

また、Ｖは、露光光源像の大きさよりも小さい値であることが好ましい。Ｖが露光光源像の大きさより大きくなると、外輪山状の樹脂製マイクロニードルが形成されるからである。したがって、マスク１６と光源２０ａは、露光光源像の大きさより小さい範囲でアステロイド様軌跡に相対的に移動されると言ってよい。なお、Ｖはゼロより大きな値である。

【0050】

図５（ａ）は露光光源像を表す。露光光源像の大きさは３Ｄである。光軸２０ｃ（図１参照。）は、露光光源像の中心にある。図５（ｂ）は、露光光源像の移動軌跡となるアステロイド様軌跡である。横軸はＸ軸、縦軸はＹ軸である。移動軌跡は点線で表した。露光光源像の中心を光軸２０ｃとする。移動軌跡は光軸２０ｃの動きと考えてよい。

【0051】

より具体的には、光軸２０ｃがＸ軸上のＴ１点から始動し、Ｔ２、Ｔ３，Ｔ４点まで１周する。図５（ｃ）は、Ｔ１の点にある露光光源像の中心（光軸２０ｃ）が、Ｔ２の点まで点線のアステロイド様軌跡上を移動する様子を示す。

【0052】

図６（ａ）は、露光光源像がＴ１からＴ４まで移動した状態を示している。また図６（ｂ）は、露光光源像が移動した領域を全て黒で塗りつぶした状態を示す。このように、仮想光源像３０が４つ正方形の各頂点に並んだ露光光源像がアステロイド様軌跡で移動しながら露光すると、その露光領域は８つの角をもった八角形様の形状になる。

【0053】

以上のように、光源２０ａの照射前方にロッド２２を配し、透明基板１２の表にデフォーカスされた露光光源像を形成し、アステロイド様軌跡で移動させながら透明基板１２の裏側に配置されたフォトレジスト１０を露光すると、八角形様の露光領域を形成することができる。３次元方向でこのような露光を行うと、八角形様の側面を持った錘形状を形成することができる。

【実施例0054】

図８（ｃ）および図８（ｄ）に、本発明に係る樹脂製マイクロニードルの形成方法によって実際に作製した樹脂製マイクロニードル４４のＳＥＭ写真を示す。図８（ｃ）は上方からの平面図であり、図８（ｂ）は側面図である。このような樹脂製マイクロニードル４４は以下のように作製された。

【0055】

ネガ型フォトレジストは、ＳＵ－８ ３０５０（日本化薬社製）を用いた。基板として、厚さ１７０μｍのガラス基板を用意し、アセトン、ガラス用洗浄剤、蒸留水、イソプロピルアルコールで洗浄した。

【0056】

次にガラス基板上にＳＵ－８ ３０５０を厚さ５００μｍの厚さになるまで複数回にわけて塗布した。次に９５℃で１時間ベークし、その後室温まで除冷した。

【0057】

マスクは１辺５０μｍに正方形の透過開口を形成したものである。ロッド２２は１辺１．５ｃｍの正方形を断面とするガラス製のものである。ロッド２２の両端面は垂直な断面とした。

【0058】

アステロイド様軌跡（（１）式、（２）式）において、Ｖは５０μｍであり、Ｎは９であり、ｆは４Ｈｚである。すなわち、露光光源像は４秒で１周する。

【0059】

図７を参照する。図７（ａ）は露光光源像である。各仮想光源は明らかに４つに分割されている。ロッド２２に断面が正方形のものを用いたので、４つの強い仮想光源像が観測されたと考えられる。なお、これらの強い仮想光源像からの光によって２次的な仮想光源が生じ、４つの強い仮想光源像の周辺に淡い像が観測された。露光光源像はおよそ３Ｄの大きさである。図７（ｂ）は移動軌跡である。これはＮ＝９のアステロイド様軌跡である。図７（ｂ）では、原点付近以外ほとんど軸上を移動するパターンに見える。各軸上での最大移動距離を三角印で示した。

【0060】

図８（ｃ）および図８（ｄ）には、すでに説明したように、上記のようにして作製した樹脂製マイクロニードル４４のＳＥＭ写真を示す。全体が錘形状をしており、側面は八角形様の凹凸を有する樹脂製マイクロニードル４４を得ることができた。

【0061】

図８（ａ）および図８（ｂ）は、図７（ａ）および図７（ｂ）の諸元で樹脂を露光させた際に得られる樹脂製マイクロニードルの形状をシミュレーションしたものである。ただし、露光光源像には回折光はないとし、紫外線がフォトレジストに侵入する際の強度減少もないとしたものである。ほぼ実際に近い状態のシミュレーション結果を得ることができているのが判る。

【0062】

図９はアステロイド様軌跡（（１）式、（２）式）において、Ｖを５０μｍであり、Ｎを２であり、ｆは４Ｈｚとした場合である。図９（ａ）は上からの平面視、図９（ｂ）は、側面視、図９（ｃ）は斜視図である。この場合露光光源像は往復運動をする。その結果、２峰を有する樹脂製マイクロニードルが形成される。

【0063】

図１０は同じ条件でＮを１．５にした場合である。図１０（ａ）は上からの平面視、図１０（ｂ）は、側面視、図１０（ｃ）は斜視図である。この場合は、露光光源像は直角二等辺三角形の軌跡を移動する。その結果、３つの峰を有する樹脂製マイクロニードルが形成される。

【産業上の利用可能性】

【0064】

本発明に係る樹脂製マイクロニードルの形成方法は、側面に複雑な凹凸を有する錐型のマイクロニードルを提供する。結果、表面積の大きな、マイクロニードルの形成に好適に利用することができる。また、マイクロニードルだけでなく、基板上に直接３次元構造を形成することができるので、サブミリサイズの３次元パターンの形成に好適に利用できる。

【符号の説明】

【0065】

１ 形成装置
１０ フォトレジスト
１２ 透明基板
１２ａ 表側表面
１４ 基板保持部
１４ａ 基板ホルダー
１４ｂ 基板アーム
１６ マスク
１６ａ 透過部
１６ｂ 遮光部
１８ マスク保持部
１８ａ 保持枠
１８ｂ アーム
１８ｃ 本体
２０ 紫外線照射装置
２０ａ 光源
２０ｃ 光軸
２２ ロッド
２２ａ 入射端レンズ
２２ｂ 出射端レンズ
２４ 制御部
３０ 仮想光源像
３２ 淡い仮想光源像
４４ 樹脂製マイクロニードル
ＣＬ 指示命令
ＣＭ 指示命令
ＣＨ 指示命令
Ｌｄ マスク基板間距離
Ｌｆ 焦点距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】