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3次元ナノ金属構造体の光還元加工法

国内特許コード P09P006506
整理番号 21980
掲載日 2009年10月9日
出願番号 特願2008-077913
公開番号 特開2009-228097
登録番号 特許第5504467号
出願日 平成20年3月25日(2008.3.25)
公開日 平成21年10月8日(2009.10.8)
登録日 平成26年3月28日(2014.3.28)
発明者
  • 田中 拓男
  • 武安 伸幸
  • 河田 聡
出願人
  • 国立研究開発法人理化学研究所
発明の名称 3次元ナノ金属構造体の光還元加工法
発明の概要 【課題】 金属イオンを光還元して金属構造体を製造する方法において、従来の技術よりも加工分解能を大幅に改善することができる方法を提供する。より具体的には、金属構造体を構成する金属結晶の成長を抑制することで加工分解能を改善した金属構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】 金属結晶の成長を抑制することができる物質を金属イオンが分散した媒体中に添加することで、当該金属イオンが光還元されて生成される金属結晶の成長を防ぎ、これにより当該金属結晶からなる金属構造体の加工分解能を改善する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



近年、光リソグラフィ技術や光ディスク製造技術等のように、光を用いた微細加工技術が広く利用され、また、各種の方面で研究されてきている。





例えば、現在最も広く利用されている光を用いた微細加工技術として、上記した光リソグラフィ技術がある。この光リソグラフィ技術は、半導体チップ等のような各種の電子デバイスの製造には欠かせない基幹技術であるが、原理的には写真転写技術を用いた大量複製技術であって、最終的には化学的な手法によって特定の部位の金属を溶解、析出もしくは除去することにより、金属構造体として所望の金属パターンを作製するというものである。従ってこの方法は平面的な加工しか行えず、3次元構造の金属構造体を自由に作製することはできない。





一方、金属構造体として所望の金属パターンを作製する技術としては、上記した光リソグラフィ技術の他に、レーザー光を特定の材料に直接照射することによって金属パターンを作製する手法が知られている。具体的には、金属ナノ微粒子の分散体にレーザー光を集光照射することによって、レーザー光の集光点において金属ナノ微粒子を溶解結合させ、これにより金属構造体として金属パターンを作製する手法や、金属イオンに光を集光照射することにより金属イオンを光還元させることで金属体を析出させ、これにより金属構造体として金属パターンを作製する手法等が存在する。





ここで、上記した金属イオンを光還元させることで金属体を析出させるという手法においては、光を金属イオンに集光照射しながら当該集光を走査することによって、当該走査軌跡に応じて金属構造体として任意の金属パターンを作製することが可能である。従って3次元構造の金属構造体も自由に作製することができるためその応用範囲は極めて広範囲に及ぶものであって、近年さまざまな分野で研究開発が行われている。





金属イオンを光還元させることで金属体を析出させるという手法において、金属構造体の加工分解能を改善する方法も知られている。





一般的に金属構造体の析出に伴って光の吸収率が増加するので、金属構造体の量が増加してある閾値を超えたとたんに爆発的に反応が進行してしまうことが多い。このような現象がおきると、集光点の周辺に存在する金属イオンの光還元も同時に進行してしまい、金属構造体の加工分解能が低下してしまう問題があった。特許文献1には材料中にある種の色素を添加することで、非加工材料の吸収スペクトルならびに吸収断面積を一定に保ち、レーザー光の集光点以外の領域へレーザー光のエネルギーが伝搬して加工分解能を低下させることを防ぐとともに、レーザー光の集光点での光還元効率を向上させる方法が開示されている。





この方法によって、加工分解能がマイクロメートルオーダーまで改善されたが、より精度の高いナノメートルオーダーの加工分解能が要望されていた。

【特許文献1】

開2006-316311号公報

産業上の利用分野



本発明は、金属イオンを光還元して金属構造体を製造する方法に関する。さらに詳細には、金属構造体を構成する金属結晶の成長を抑制することで加工分解能を改善した金属構造体の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
金属イオンが分散された媒体中に光を照射することにより前記金属イオンを光還元して金属結晶を生成させる工程を含む金属構造体の製造方法であって、
前記媒体は金属結晶の成長を阻害する物質を含み、
前記金属結晶の成長を阻害する物質が、N-デカノイルサルコシンナトリウムおよびN-ラウロイルサルコシンナトリウムから選択される、
ことを特徴とする方法。

【請求項2】
前記金属イオンが銀イオンである請求項1に記載の方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008077913thum.jpg
出願権利状態 登録
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