特許 6101897 焼成体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6101897

(24)【登録日】2017年3月10日

(45)【発行日】2017年3月29日

(54)【発明の名称】焼成体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20170316BHJP

   H01L 21/28 20060101ALI20170316BHJP

   H01L 21/288 20060101ALI20170316BHJP

   H01L 21/3205 20060101ALI20170316BHJP

   H01L 21/768 20060101ALI20170316BHJP

   H03H 3/08 20060101ALI20170316BHJP

   B82Y 30/00 20110101ALI20170316BHJP

   B82Y 40/00 20110101ALI20170316BHJP

   B29C 59/02 20060101ALI20170316BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/30 502D

   H01L21/28 ZZNM

   H01L21/288 Z

   H01L21/88 B

   H03H3/08

   B82Y30/00

   B82Y40/00

   B29C59/02 Z

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-110357(P2012-110357)

(22)【出願日】2012年5月14日

(65)【公開番号】特開2013-239510(P2013-239510A)

(43)【公開日】2013年11月28日

【審査請求日】2015年4月8日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 発行者：公益社団法人 応用物理学会、刊行物名：２０１２年春季 第５９回応用物理学関係連合講演会講演予稿集（ＤＶＤ−ＲＯＭ）、該当ページ：１８ｐ−Ａ２−７、発行日：２０１２年２月２９日

(73)【特許権者】

【識別番号】000236920

【氏名又は名称】富山県

(74)【代理人】

【識別番号】100090206

【弁理士】

【氏名又は名称】宮田 信道

(74)【代理人】

【識別番号】100154760

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 正男

(72)【発明者】

【氏名】丹保 浩行

(72)【発明者】

【氏名】横山 義之

(72)【発明者】

【氏名】坂井 雄一

【審査官】 松岡 智也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２９２１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２９４５６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６２１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４６６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１９０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Shu SHIMADA et al.，"An Easy Method for Fabricating TiO2 Gel Photonic Crystals Using Molds and Highly Concentrated Alkoxide Solutions"，Japanease Journal of Applied Physics，２００２年 ３月，Vol.41, Part2, No.3A，pp.L291-L293

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７、２１／２８８、２１／８８

Ｃ０３Ｂ １１／００

Ｂ２９Ｃ ５９／０２

Ｂ８２Ｙ ５／００−９９／００

Ｂ８２Ｂ １／００−３／００

Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｄｉｒｅｃｔ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上にナノ粒子、有機物が含有されたペーストを塗布して乾燥させることによりペースト膜を形成する塗布乾燥工程と、凹凸パターンが表面に設けられたモールドを前記ペースト膜に押圧することにより前記凹凸パターンが転写された転写膜を形成する押圧工程と、前記モールドを前記転写膜に密接させながら焼成することにより前記凹凸パターンが転写された焼成体を作製する焼成工程と、前記モールドが前記焼成体から離型される離型工程と、を含み、
前記押圧工程は、その温度を、前記ナノ粒子の外側を構成する有機被覆の分解温度以下である２０℃〜４００℃の範囲内にするものであり、前記ペースト膜と前記基板と前記モールドの少なくとも一つには前記ペースト膜から発生するガスの排出路が形成された状態で行われ、
前記焼成工程は、その焼成温度を、前記押圧工程よりも上昇する温度であって、前記ナノ粒子の外側を構成する前記有機被覆と前記有機物の分解温度以上、かつ融点降下現象が現れる前記ナノ粒子の内側を構成する核の焼結温度以上である１００℃〜１５００℃の範囲内にすると共に、前記転写膜と前記基板と前記モールドの少なくとも一つには前記転写膜から発生するガスの排出路が形成された状態とし、前記押圧工程よりも押圧力を減少させて前記モールドを前記転写膜に密接させながら焼成することを特徴とする焼成体の製造方法。

【請求項2】

前記焼成工程は、ナノインプリント装置の前記モールドの押圧力を０．０ＭＰａに設定した状態で行われることを特徴とする請求項１記載の焼成体の製造方法。

【請求項3】

前記押圧工程及び前記焼成工程において、前記基板上に形成された前記ペースト膜及び前記転写膜には前記モールドの外周に通じる溝が形成されており、前記溝がガスの排出路となることを特徴とする請求項１又は２に記載の焼成体の製造方法。

【請求項4】

前記塗布乾燥工程で用いられる前記ペーストに含有された全数の前記ナノ粒子のうち少なくとも一つは、１０nm以下であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の焼成体の製造方法。

【請求項5】

前記塗布乾燥工程で用いられる前記ペーストに含有された前記ナノ粒子の内側を構成する前記核の材料は、リチウム（Ｌｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ホウ素（Ｂ）、カーボン（Ｃ）、酸素（Ｏ）、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、砒素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、テルリウム（Ｔｅ）、バリウム（Ｂａ）、ネオジム（Ｎｄ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ハフ二ウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）から選択されたいずれか一つ、または二つ以上からなる化合物であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の焼成体の製造方法。

【請求項6】

前記焼成工程の雰囲気は、大気、真空、水素（Ｈ_２）、ヘリウム（Ｈｅ）、窒素（Ｎ_２）、酸素（Ｏ_２）、アルゴン（Ａｒ）、アンモニア（ＮＨ_３）から選択されたいずれかであることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の焼成体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板上に凹凸パターンを有する焼成体を製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話には、特定の周波数を通し、雑音となる周波数成分を除去するために、軽薄短小で高性能かつ安価である表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタが用いられている。特定の高周波信号だけを取り出すためには、線幅の短い電極が必用である。また、ＳＡＷフィルタに限らず電子部品に用いられる電極は、微細化に伴い、すなわち線幅が短くなるにつれて断線や短絡が生じやすくなり、かつ抵抗値が増大する。そこで、マイグレーションを抑制でき低抵抗率である材料の研究が進められ、材料としてＡｇＣｕなどが開発されている。また、ナノインプリントリソグラフィは凹凸パターンを有するモールドを材料に直接押圧するため、簡便かつ安価に微細加工を行うことができる技術である。非特許文献１、２に開示されているように、ナノインプリントリソグラフィは、金属に直接凹凸パターンを形成できることから、ＥＵＶリソグラフィーやＥＢリソグラフィーに較べて、レジストは不要となる利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１４６６６１

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】H. Masuda et al., Appl. Phys. Lett., vol. 71, p2770-2772,1997

【非特許文献2】Seung H. Ko et al., Nano Lett., vol. 7,p1869-1877, 2007

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述したように金属を直接微細加工するためには、例えば、Ａｌに硬度が高いＳｉＣ製モールドを約４．９×１０^８Ｐａで押圧する必要があり、直接モールドを押し込むため金属に欠陥が生じる問題がある。

【0006】

そこで、ナノ粒子と有機物を含有するペースト（以下、「ナノ粒子ペースト」とも言う。）に対して直接モールドを押圧して、微細な凹凸パターンを転写した後、電気炉で焼成が行われている。

【0007】

しかしながら、微細な凹凸パターンを有するナノ粒子ペーストを電気炉で焼成すると、焼成体に形成された凹凸パターンの表面（より詳しく言えば、表面自体の凸凹）が粗面化し、表面を緻密にすることが難しいという問題がある。

【0008】

特許文献１に開示された焼成体の製造方法では、ナノインプリント装置で感光性金属有機物前駆体溶液を加熱してパターンを形成した後、焼成工程を含むことを特徴としており、パターン及び残留層の厚さを制御することができるとしている。従って、ナノインプリント装置を用いた加熱工程では有機物の除去はできておらず、ナノインプリント装置では、焼成体を作製するための焼成工程は行われていない。また、有機物の除去手段、熱膨張を考慮に入れていないため、加熱工程でモールド及び基板が破壊されるおそれもある。

【0009】

本発明は、上記実情を考慮して創作されたものであり、焼成体に形成される凹凸パターンの表面が焼成時に粗面化するのを抑制し、表面をより緻密なものとすることの可能な焼成体の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、基板上にナノ粒子、有機物が含有されたペーストを塗布して乾燥させることによりペースト膜を形成する塗布乾燥工程と、凹凸パターンが表面に設けられたモールドを前記ペースト膜に押圧することにより前記凹凸パターンが転写された転写膜を形成する押圧工程と、前記モールドを前記転写膜に密接させながら焼成することにより前記凹凸パターンが転写された焼成体を作製する焼成工程と、前記モールドが前記焼成体から離型される離型工程と、を含み、前記押圧工程は、その温度を、前記ナノ粒子の外側を構成する有機被覆の分解温度以下である２０℃〜４００℃の範囲内にするものであり、前記ペースト膜と前記基板と前記モールドの少なくとも一つには前記ペースト膜から発生するガスの排出路が形成された状態で行われ、前記焼成工程は、その焼成温度を、前記押圧工程よりも上昇する温度であって、前記ナノ粒子の外側を構成する前記有機被覆と前記有機物の分解温度以上、かつ融点降下現象が現れる前記ナノ粒子の内側を構成する核の焼結温度以上である１００℃〜１５００℃の範囲内にすると共に、前記転写膜と前記基板と前記モールドの少なくとも一つには前記転写膜から発生するガスの排出路が形成された状態とし、前記押圧工程よりも押圧力を減少させて前記モールドを前記転写膜に密接させながら焼成することを特徴とする焼成体の製造方法である。

【0011】

また、前記焼成工程は、ナノインプリント装置の前記モールドの押圧力を０．０ＭＰａに設定した状態で行われることが望ましい。

【0012】

更に、前記押圧工程及び前記焼成工程において、前記基板上に形成された前記ペースト膜及び前記転写膜には前記モールドの外周に通じる溝が形成されており、前記溝がガスの排出路となることが望ましい。

【0013】

塗布乾燥工程で用いられるペーストに含有された全数のナノ粒子のうち少なくとも一つは、１０nm以下であることが望ましい。

【0015】

更に、前記塗布乾燥工程で用いられる前記ペーストに含有された前記ナノ粒子の内側を構成する核の材料は、リチウム（Ｌｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ホウ素（Ｂ）、カーボン（Ｃ）、酸素（Ｏ）、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、砒素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、テルリウム（Ｔｅ）、バリウム（Ｂａ）、ネオジム（Ｎｄ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ハフ二ウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）から選択されたいずれか一つ、または二つ以上からなる化合物であることが望ましい。

【0016】

また、前記焼成工程の雰囲気は、大気、真空、水素（Ｈ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）、アルゴン（Ａｒ）、アンモニア（ＮＨ３）から選択されたいずれかであることが望ましい。

【発明の効果】

【0017】

本発明の焼成体の製造方法は、ナノ粒子と有機物が含有されたペーストを基板上に塗布乾燥させてペースト膜を形成し、このペースト膜に対して直接モールドを押圧して、凹凸パターンが転写された転写膜を作製した後、転写膜にモールドを押し当てながら焼成するため、有機物の蒸発及びナノ粒子（ナノ粒子の内側を構成する核）の凝集により生じる焼成体の表面の粗面化が抑制され、表面が緻密な焼成体を作製することが可能である。
また、本発明の焼成体の製造方法は、直接モールドを小さな圧力でペーストに押し込んで凹凸パターンを形成できるため、硬度の高いモールドは必用なく、かつ、モールドは繰り返して使用することができ、従来のフォトリソグラフィーやＥＢリソグラフィーに較べて、レジストは不要となり、凹凸パターンを形成する工程が著しく簡便化される効果がある。

【0018】

更に、約１０ｎｍ以下のナノ粒子は融点降下現象が顕著になるため、低温焼成で融解したナノ粒子が、ナノ粒子の接合剤の役割を果たす。すなわち、有機物の蒸発により生じた孔（ポア）を埋めるため緻密で低抵抗率な焼成体を作製できる。
また、凹凸パターンを有する焼成体を作製した後、エッチング工程を行うことにより、基板上に複数の焼成体を分離した状態で形成でき、電極あるいはマスクの機能を持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の焼成体の製造方法を示す模式図である。

【図2】（ａ）（ｂ）図は、本発明の焼成体の製造方法における焼成工程において、ペーストに残留している有機物から発生するガスを大気中に短時間で拡散させるために作製した溝の模式図である。

【図3】実施例で得られたＡｇＣｕナノ粒子ペーストの断面ＳＥＭ観察結果である。

【図4】比較例６の室温転写による転写膜を電気炉で焼成した焼成体の鳥瞰ＳＥＭ像である。

【図5】本発明の焼成体の製造方法による焼成体の鳥瞰ＳＥＭ像である。

【図6】本発明の焼成体の製造方法による焼成体と、比較例１〜４のＸ線回折測定結果である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照して、本発明の焼成体の製造方法の実施形態について、詳細に説明する。

【0021】

図１は、熱ナノインプリント装置（図示省略）が用いられた本発明の焼成体の製造方法を、模式的に示したものである。
０）準備工程。予め微細な凹凸パターンを有するモールド１を準備し、モールド１には離型剤を塗布しておく。
１）塗布乾燥工程。基板２の上に２種類のナノ粒子（ナノ粒子３、ナノ粒子４）、有機物５を含有するナノ粒子ペーストを薄く塗布して乾燥させる。これによって、ペースト膜６を形成する。
２）押圧工程。このペースト膜６とモールド１を加熱した上で、ペースト膜６に対してモールド１を所望の力で押圧することにより、ペースト膜６にモールド１の微細な凹凸パターンを転写し、転写膜７を形成する。より詳しくは、基板２を載せるナノインプリント装置のステージ、及びモールド１を取り付けるステージを加熱しながら、基板２側のステージに対してモールド１側のステージを相対的に接近させた上で、更に接近させようとする状態を保つことで、モールド１をペースト膜６に押し込み、転写膜７を形成する。
３）焼成工程。引き続き、ナノインプリント装置で転写膜７及びモールド１の押圧及び温度を制御することにより微細な凹凸パターンを有する焼成体８を作製する。
４）離型工程。焼成体８を冷却し、焼成体８の焼成温度以下で、焼成体８からモールド１を離型させる。
５）エッチング工程。基板２の上に焼成体８を作製した後、エッチングを行うことにより、基板２の上に複数の焼成体８を分離した形状で形成できる。

【0022】

ナノ粒子３、４は、図２（ａ）に示すように、内側を構成する核９と、核９の外側を構成する（核９の表面に結合している）有機被覆１０とから構成される。
そして、ナノ粒子３及びナノ粒子４の核９の材料としては、例えば、リチウム（Ｌｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ホウ素（Ｂ）、カーボン（Ｃ）、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、砒素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、テルリウム（Ｔｅ）、バリウム（Ｂａ）、ネオジム（Ｎｄ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ハフ二ウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）から選択されたいずれか一つまたは二つ以上からなる化合物が挙げられる。

【0023】

焼成工程の雰囲気は、大気、真空、水素（Ｈ_２）、ヘリウム（Ｈｅ）、窒素（Ｎ_２）、酸素（Ｏ_２）、アルゴン（Ａｒ）、アンモニア（ＮＨ_３）から選択されたいずれかである。また、押圧工程の雰囲気は、転写のし易い雰囲気が望ましい。但し、押圧工程と焼成工程で雰囲気を大幅に変えることは、製造時間の延長とコストの増加に繋がるので、両工程は同一雰囲気で行われることが好ましい。

【0024】

塗布乾燥工程では、基板２の表面上に塗布したナノ粒子ペーストの乾燥温度は、ナノ粒子３及びナノ粒子４の核９を保護する有機被覆１０の分解温度以下である２０℃〜４００℃とする。

【0025】

押圧工程の温度は、ペースト膜６に含有されるナノ粒子３及びナノ粒子４の核９を保護する有機被覆１０の分解温度以下である２０℃〜４００℃とすることで、ナノ粒子３及びナノ粒子４の凝集は抑制される。好ましくは、押圧工程の温度を１００℃〜２５０℃として、押圧工程と焼成工程の温度差を小さくすることで、有機物５の残留量が少ない微細な凹凸パターンを有する転写膜７を形成して、押圧工程から焼成工程への温度上昇に伴うモールド１、基板２及び転写膜７の熱膨張による体積増加を小さくするのが良い。

【0026】

ペースト膜６にモールド１を約５０．０ＭＰａで押圧して微細な凹凸パターンを形成させる。有機物５は、押圧工程における、ナノ粒子３及びナノ粒子４の流動性を向上させている。

【0027】

焼成工程において、転写膜７に含有される有機物５（有機溶剤、分散剤、樹脂成分）及び有機被覆１０の分解温度以上、かつ融点降下現象が現れる核９の焼結温度以上である１００℃〜１５００℃で焼成を行うことで、有機物５及び有機被覆１０は分解する。このとき生じたＨ、Ｃ及びＯなどの原子及びその化合物分子は、転写膜７あるいはモールド１及び基板２を構成する原子と衝突しながら、拡散して大気中に蒸発する。また、有機物５及び有機被覆１０は、気相に相転移するため体積が大きくなる。

【0028】

このような製造方法では、原子及びその化合物分子の平均自由行程が短いので、転写膜７から熱分解した有機物５及び有機被覆１０を取り除くのには時間がかかり、かつモールド１及び基板２には熱膨張により大きな圧力が働くため破損する恐れがある。

【0029】

そこで、図２に示すように焼成工程前（より詳しくは、押圧工程前）のペースト膜６に予め１つ以上の溝１１を形成している。この溝１１は、モールド１の外周に通じるものとし、ペースト膜６から発生するガスの排出路となる。すなわち、気相に相転移したガスは原子密度が低い溝１１を経由して大気中に拡散するので、転写膜７に含有される有機物５及び有機被覆１０が除去される時間を短縮できる。更に、転写膜７に残留する有機物５及び有機被覆１０を減少することで、焼成工程における熱膨張は抑制されるため、短い焼成時間でナノ粒子３及びナノ粒子４の核９から形成される焼成体８を作製できる。好ましくは、離型剤の分解温度以下である２００℃〜４００℃で焼成を行い、ナノ粒子ペーストには融点降下現象が顕著となる１０nm以下のナノ粒子３あるいはナノ粒子４を含有させて、焼成工程において融解していない核９の接合剤とさせるのが良い。すなわち、液相に相転移した核９は、有機物５及び有機被覆１０の蒸発により生じたポアを埋めるため、緻密で低抵抗率な焼成体８を作製できる。更に好ましくは、１０nm以下のナノ粒子３及びナノ粒子４だけで構成されるのが良い。

【0030】

焼成工程において、転写膜７にモールド１を０．５ＭＰａ以下で密接させながら焼成することで、微細な凹凸パターンを有する焼成体８が形成され、凹凸パターンの表面の粗面化がナノメートルオーダ（１〜１００nm）で抑制されたものとなる。

【0031】

また、モールド１に付着する離型剤は、核９がモールド１に吸着するのを抑制させている。

【0032】

離型工程において、焼成温度以下である２０℃〜１５００℃でモールド１を離型させることで、微細な凹凸パターンを有する焼成体８を作製できる。

【実施例】

【0033】

本発明の実施例について説明する。ここで用いたＡｇＣｕナノ粒子ペーストは、スクリーン印刷用ＡｇＣｕナノ粒子インク（大研化学工業製）と有機溶剤：α‐テルピネオールを混合することで得た。なお、スクリーン印刷用ＡｇＣｕナノ粒子インクは、銀ナノ粒子：４４〜５０（wt％）（より詳しくは、銀：４２〜４８（wt％）、有機被覆：残余（wt％））、銅ナノ粒子：３１〜３５（wt％）（より詳しくは、銅：２８〜３２（wt％）、有機被覆：残余（wt％））、分散剤：２〜３（wt％）、樹脂成分：＜１（wt％）、テルピネオール：１１〜２３（wt％）である。これら分散剤、樹脂成分、テルピネオールが有機物に相当する。

【0034】

有機溶剤の混合により希釈されたＡｇＣｕナノ粒子ペーストをガラス基板上に滴下し、スピンコートした後、大気中７０℃で乾燥を行った。

【0035】

乾燥により形成されたペースト膜に対して、その中央部から放射状に１つの溝を形成し、ペースト膜を二つの小さな小ペースト膜に分離した。

【0036】

引き続き、微細な凹凸パターンが表面に設けられたＳｉ製のモールドを大気中１００℃、約５０．０ＭＰａで１０分間押圧することにより、微細な凹凸パターンが転写されたＡｇＣｕナノ粒子が含まれる転写膜を形成した。

【0037】

モールドの押圧力を０．０ＭＰａに設定して圧力を減少させた後、温度を上昇させて、３５０℃で３０分間焼成した。焼成中、モールドが押圧する圧力値を目視していたところ、０．０ＭＰａを中心に、圧力値が上下動した（最大値約０．５ＭＰａ）。これは、モールド、基板、転写膜が膨張することによるものと思われる。なお、０．０ＭＰａに設定してあるということは、凹凸パターンが形成された転写膜にモールドを密接させながら焼成しているということに、他ならない。

【0038】

その後、温度を５０℃以下にした後、モールドを焼成体から離型し、ガラス基板上に焼成体を作製した。

【0039】

（比較例）
なお、本発明の製造方法による焼成体と比較するために、比較例１〜５を作製した。
比較例１は、本発明の製造方法の塗布乾燥工程によって作製されたペースト膜（ＡｇＣｕナノ粒子を含有する）である。
比較例２〜４は、比較例１の製造条件で得られたペースト膜を電気炉で大気中３００℃、３５０℃、４００℃の条件下で３０分間焼成した焼成体である。
比較例５は、ペースト膜にモールドを室温、約５０．０ＭＰａで１０分間押圧することにより形成した微細な凹凸パターンを有する転写膜（「室温転写による転写膜」という。）である。
比較例６は、比較例５の作製条件で得られた転写膜を電気炉で大気中３５０℃、３０分間焼成した焼成体である。

【0040】

図３（ａ）は、比較例５の室温転写による転写膜を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した断面図を示している。図３（ａ）の一部（白丸内の部分）を拡大させた図３（ｂ）から、室温転写による転写膜は、その表面自体の凸凹がナノメートルオーダで緻密な構造を持つことが分かった。

【0041】

図４は、比較例６の室温転写による転写膜を電気炉で焼成した焼成体の鳥瞰ＳＥＭ像を示している。電気炉で焼成すると、焼成前よりも凹凸パターンの表面が粗くなり、凹凸パターンの凹溝の幅が広くなることが分かった。これは、微細な凹凸パターンを有する転写膜に残留する有機被覆及び有機物が蒸発して金属が凝集したためであると考えられる。

【0042】

本発明の製造方法による焼成体の鳥瞰ＳＥＭ像を図５に示す。熱ナノインプリント装置でモールドを押し当てながら作製した焼成体は、図４に示す比較例６の焼成体よりも、凹凸パターンの表面の粗面化が抑制され、凹凸のうち凸の側面及び底面が平坦な構造となることが明らかとなった。これは、焼成工程において、モールド、転写膜（金属及び気体（有機被覆及び有機物が分解後に浮上して残留））が熱膨張することで、転写膜の凹凸のうち凸の側面及び底面が加圧された状態で焼成が行われているためであると推測される。

【0043】

更に、本発明の製造方法により作製された焼成体と、比較例１のペースト膜と、比較例２〜４の焼成体に対して、Ｘ線回折測定装置（ブルカーＡＸＳ社製Ｄ８ＤＩＳＣＯＶＥＲ ｗｉｔｈ ＧＡＤＤＳ）で結晶構造解析を行った結果を図６に示す。比較例１のペースト膜の特性を示す図６中の（ａ）からは、Ａｇ及びＣｕに由来するピークが観察された。一方、比較例２〜４の焼成体の特性を示す図６中の（ｂ）−（ｅ）からは、Ｃｕのピークを観察できなくなるが、Ａｇのピークは鋭くなり、焼成温度が３００℃〜４００℃の範囲でほとんど変化がないことが分かった。これは、ペースト膜を３００℃以上で焼成することで、有機被覆が分解して酸化が促進されたことと、有機物が除去されたことを示唆している。また、本発明の製造方法により作製された焼成体の特性を示す図６（ｅ）からは、結晶性については、比較例２〜４の焼成体とほぼ同程度であることが分かる。

【0044】

なお、本発明は前記した実施例等に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能である。例えば、押圧工程や焼成工程で発生するガスの排出路は、ペースト膜に対して放射状に形成された溝によって構成してあったが、これに限らない。具体的には例えば、基板自体をモールドよりも小さくして、モールドに対して複数の基板を互いに間隔をあけて配置することにより、その間隔をガスの排出路とするものであっても良い。また、モールドについても同様である。

【0045】

また、ナノ粒子ペーストは、ナノ粒子の内側を構成する核の材料、ナノ粒子の外側を構成する有機被覆、分散剤、樹脂成分及び有機溶剤のすべてを含有する必要はなく、例えば核の材料と有機溶剤だけであっても良い。更に、ＡｇＣｕナノ粒子ペーストを大気中で焼成したが、酸化を抑制するためには窒素雰囲気で焼成を行えば良い。また、ガラス基板に焼成体を形成したが、ＳＡＷフィルタを作製するためにはLiTaO3あるいはLiNbO3等を基板として用いる。

【符号の説明】

【0046】

１ モールド
２ 基板
３ ナノ粒子
４ ナノ粒子
５ 有機物
６ ペースト膜
７ 転写膜
８ 焼成体
９ 核
１０ 有機被覆
１１ 溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図6】

【図4】

【図5】