(57)【要約】【課題】誘電体膜を形成する耐熱性基板上の下地電極にあらかじめ剥離性の高い積層構造を導入しておいて転写することにより、低コストで高誘電率を有する誘電体構造体、及び、その誘電体構造の製造方法、圧着転写方法、保持構造を提供すること。【解決手段】非耐熱性基板６０上に下部電極６１ｂを形成する工程と、耐熱性基板６６上に上部電極６４ｂを形成する工程と、上部電極６４ｂ上に誘電体６３ｂを形成する工程と、誘電体６３ｂと、下部電極６１ｂとを、導電性接着部６２ｂを介して、向き合わせて圧着する工程と、誘電体６３ｂと、下部電極６１ｂとを、導電性接着部６２ｂを介して、向き合わせて圧着した後、上部電極６４ｂを耐熱性基板６６から剥離する工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】図１１
2010251403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板上に第１の電極を形成する工程と、
第２の基板上に第２の電極を形成する工程と、
前記第２の電極上に誘電体を形成する工程と、
前記誘電体と、前記第１の電極とを向き合わせて、導電性接着部を介して圧着する工程と、
前記誘電体と、前記第１の電極とを圧着した後、前記第２の電極を前記第２の基板から剥離する工程と、
を含むことを特徴とする誘電体構造体の製造方法。
【請求項２】
前記誘電体と、前記第１の電極とを圧着する前に、
前記誘電体上に前記導電性接着部を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の誘電体構造体の製造方法。
【請求項３】
前記第２の電極を形成する工程では、
前記第２の電極を、前記誘電体を構成する材料が当該第２の電極内に浸透する最大深さ、以上の厚さに形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘電体構造体の製造方法。
【請求項４】
前記第２の電極を形成する工程では、
前記誘電体を、前記第２の電極の厚み以下の厚さに形成することを特徴とする請求項３に記載の誘電体構造体の製造方法。
【請求項５】
前記第２の電極を形成する工程では、前記第２の電極を白金で形成し、
前記誘電体を形成する工程では、前記誘電体としてＰＺＴを、ＭＯＤ法を利用して作成し、
その際に、前記白金の厚みを１０００ｎｍとするとともに、
前記誘電体の厚みを１５０ｎｍとすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の誘電体構造体の製造方法。
【請求項６】
前記誘電体と、前記第１の電極とを向き合わせて、前記導電性接着部を介して圧着する工程は、
第１のワークガイドに載置された、前記第１の基板上に形成された第１の電極を、第１の開口部を有する第１の固定プレートを介して第１の固定手段によって固定保持する第１の保持手段と、
第２のワークガイドに載置された、前記第２の基板上に第２の電極、誘電体、導電性接着部、の順に形成された当該接着部を、第２の開口部を有する第２の固定プレートを介して第２の固定手段によって固定保持する第２の保持手段と、を有し、
前記第１の開口部と前記第２の開口部とが向き合うように、前記第１の保持手段上に前記第２の保持手段を重ね合わせた後、前記第１の保持手段に対して前記第２の保持手段を加圧する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の誘電体構造体の製造方法。
【請求項７】
前記第１の保持手段は、前記第１のワークガイドと前記第１の固定プレートとを貫通する第３の開口部をさらに有し、
前記第２の保持手段は、前記第２のワークガイドと前記第２の固定プレートとを貫通する第４の開口部をさらに有し、
前記第１の保持手段と前記第２の保持手段とを重ね合わせる時、前記第３の開口部に前記第２の固定手段の凸部を嵌入するとともに、前記第４の開口部に前記第１の固定手段の凸部を嵌入することを特徴とする請求項６に記載の誘電体構造体の製造方法。
【請求項８】
前記第１の基板は、耐熱性の絶縁性基板及び非耐熱性の絶縁性基板のいずれか一方とし、
前記第２の基板は、耐熱性の基板とすることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の誘電体構造体の製造方法。
【請求項９】
第１の基板上に形成された第１の電極と、
前記第１の電極上に形成された誘電体と、
前記誘電体上に形成された導電性接着部と、
前記導電性接着部上に形成された第２の電極と、
を含むことを特徴とする誘電体構造体。
【請求項１０】
前記導電性接着部は、前記誘電体上に形成された接着部であることをさらに特徴とする請求項９に記載の誘電体構造体。
【請求項１１】
前記第２の電極の厚みは、前記誘電体を構成する材料が前記第２の電極内に浸透する最大深さ以上であることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の誘電体構造体。
【請求項１２】
前記第１の基板は、耐熱性の絶縁性基板及び非耐熱性の絶縁性基板のいずれか一方であることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の誘電体構造体。
【請求項１３】
前記第１の電極と、前記誘電体と、前記接着部と、前記第２の電極とが形成された前記第１の基板の全面を覆うように形成された絶縁体を、さらに含むことを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の誘電体構造体。
【請求項１４】
第１のワークガイドに載置された、第１の基板上に形成された被転写体を、第１の開口部を有する第１の固定プレートを介して第１の固定手段によって固定保持する第１の保持手段と、
第２のワークガイドに載置された、第２の基板上に形成された転写体を、第２の開口部を有する第２の固定プレートを介して第２の固定手段によって固定保持する第２の保持手段と、を有し、
前記第１の開口部と前記第２の開口部とが接着部を介して向き合うように、前記第１の保持手段上に前記第２の保持手段を重ね合わせた後、前記第１の保持手段に対して前記第２の保持手段を加圧し、
当該加圧後、前記第１の保持手段と前記第２の保持手段とを分離することにより、前記第１の基板上に形成された被転写体上に、前記第２の基板上に形成された転写体を転写することを特徴とする圧着転写方法。
【請求項１５】
第１のワークガイドに載置された、第１の基板上に形成された被転写体を、第１の開口部を有する第１の固定プレートを介して第１の固定手段によって固定保持する第１の保持手段と、
第２のワークガイドに載置された、第２の基板上に形成された転写体を、第２の開口部を有する第２の固定プレートを介して第２の固定手段によって固定保持する第２の保持手段と、を有し、
前記第１の開口部と前記第２の開口部とが接着部を介して向き合うように、前記第１の保持手段上に前記第２の保持手段を重ね合わせる保持構造であって、
前記第１の保持手段は、前記第１のワークガイドと前記第１の固定プレートとを貫通する第３の開口部を有し、
前記第２の保持手段は、前記第２のワークガイドと前記第２の固定プレートとを貫通する第４の開口部を有し、
前記第１の保持手段と前記第２の保持手段とを重ね合わせる時、前記第３の開口部に前記第２の固定手段の凸部を嵌入するとともに、前記第４の開口部に前記第１の固定手段の凸部を嵌入することを特徴とする保持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ（微小電気機械システム））、 ＭＳＴ(Ｍｉｃｒｏ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)、マイクロマシン、ナノテクノロジー、メカトロニクス、電気電子機器、情報通信機器等の主要構成部品である電子回路基板に適用される強誘電体膜、より具体的には、センサ、アクチュエータ、キャパシタ、コントローラ（出力制御器）、メモリ、小型電力源、フィルタ−、導波路等の機能性トランスデュ−サ（エネルギ−変換）の電子回路基板上に成膜された誘電体構造体、誘電体構造体の製造方法、圧着転写方法、及び保持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘電体は、強誘電性、誘電性、焦電性、圧電性、電気光学性、光起電力性、電歪、光歪等の有用な特性を有しており、コンデンサやメモリ等の電子デバイス、センサやアクチュエータ等の駆動及び検知デバイス、光スイッチ、ＳＨＧ（第２高調波）素子、光導波路等の光デバイスに用いられている。
このような小型デバイスへの応用に際しては、誘電体への印加電圧を低くし、基板等への集積及び実装を容易にするために、バルク単結晶やセラミックスではなく、基板上に成膜した膜構造体として用いることが望ましい。特に、強誘電体構造体は、電気機械結合定数が高く、また入出力特性の線形性により、消費電力が小さく、熱的な影響が小さいため小型化に適した駆動・検知方式が実現可能であり、これらの材料をＭＥＭＳ等の小型デバイスの構成要素として適用する利点は多い。
【０００３】
従来、このような誘電体膜は、例えばゾルゲル法、ＭＯＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、レーザ蒸着法、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等によって作製されていた。この際、成膜基板として主として用いられてきたのは、シリコン若しくはシリコン上に酸化膜や下地電極等を形成したもの、又は酸化マグネシウムやサファイア等の耐熱性の基板材料であった。特に電気・機械特性を有する誘電体膜は、このような耐熱性の基板上に形成されていた。
【０００４】
ところで、上記の技術分野においては、低コスト化・軽量化・高成形性等の優位性を確保するために、今後はシリコン基板に加えて樹脂製の基板材料も広く用いられることが予想される。通常、誘電体薄膜の結晶化には６００℃以上の成膜基板温度とアニーリングが必要であり、熱処理を施す基板として、エポキシ樹脂等の低融点材料を使用することは困難であった。
現在、既に一部の電子回路基板において誘電体膜をコンデンサ等の受動素子として利用されているが、実用的な手法によって達成できる比誘電率は５０程度である。ところで、今後のエレクトロニクスや実装技術の技術動向を俯瞰すると、高い電気・機械特性を持つ誘電体膜を、プリント基板や樹脂基板上に形成するための技術開発の重要性は非常に高まることが予想されるが、これに適した製造技術並びに製造装置などの技術基盤が確立されていないのが現状である。
【０００５】
一方、カンチレバーや光スキャナ等のＭＥＭＳデバイスにおいては、誘電体も成膜に加えて、半導体のプロセスを多用するために、高コスト化することとなる。そこで、今後の量産化技術を確立するためには、原材料の最小化・低コスト化、製造プロセスの簡素化、廃棄物や温室効果ガスの削減・最小化等の検討が要請される。
図２０は、従来技術に係るデバイスの製造方法の一例（Ｐｔ／Ｔｉ／ＰＺＴ／Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ多層構造の微細加工）を示す図である。
【０００６】
この製造方法では、図２０（ａ）から（ｆ）に示したように、誘電体膜（Ｐｔ／Ｔｉ／ＰＺＴ／Ｐｔ／Ｔｉ）を基板（ＳｉＯ２／Ｓｉ）全面に塗布した後に、リソグラフィーによるリフトオフプロセスにより微細構造やパターニングを形成している。この製造方法は、後工程であるエッチングにより、基板及び膜の双方ともに除去する箇所が多く存在するため原材料の無駄な使用が多く、また、ドライエッチングやウェットエッチングに際しては、温室効果ガスや有毒物質を使用するために、半導体プロセスを多用した既存の製造技術手法の改良が望まれている。このような状況を踏まえて以下の技術が提案されている。
【０００７】
特許文献１には、球形の無機酸化物粒子を分散させた有機・無機酸化物混合体薄膜を用いてコンデンサ用の電子基板を作製する技術が記載されている。
また、特許文献２は、層間絶縁膜及び導電体層を積層させた基板上に、エアロゾル化した誘電体を堆積させることによって、キャパシタを形成する技術が記載されている。
また、特許文献３には、導電性ペーストを付着した可とう性金属基板上に、厚膜誘電体ペーストを塗布・焼成した後に、有機基板上へ付着することで転写させる技術が記載されている。
【０００８】
また、非特許文献１には、スクリーン印刷によりサファイア基板上に形成したＰＺＴ厚膜を裏面よりエキシマレーザ照射することにより、シリコン上へ移植する技術が示されている。
特許文献４、５には、ナノインプリント技術により型パターンを基板に形成するための技術、具体的にはロール状の側面へのパターン形成方法とその転写技術とが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−５６９３５公報
【特許文献２】特開２００５−５６４５公報
【特許文献３】特開２００１−１６０６７２公報
【特許文献４】特開２００７−５０４６２公報
【特許文献５】特開２００７−７６３５８公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｂ．Ｘｕ  ｅｔ  ａｌ．  Ａｐｐl．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８７（２００５）１９２９０２．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１で得られる有機・無機酸化物混合体薄膜の比誘電率はせいぜい５０程度である。また、この薄膜を得る方法では形成過程における体積収縮が大きく、膜厚等の寸法の制御が困難であるとともに、表面の凹凸も他の薄膜形成技術に比べて大きい問題点もある。これらの問題点は、誘電体構造体の小型化及び精密化を実現する上で障害となることがある。
また、特許文献２で得られる回路基板においては、成膜を安定して持続させるための技術開発が必要であり、また、微粒子汚染問題の対処が付加的に必要になる。さらに微粒子のアンカーリングによる基板の損傷に関しても課題が残っている。また、この回路基板を得る手法では、焼成した微粒子を用いるために、形成される誘電体膜はランダム配向膜となり、最高レベルの誘電体性能を実現することは難しい場合が多い。
【００１２】
また、特許文献３の方法で得られる誘電体の比誘電率も５０程度であり、高い誘電率の膜を作製することは実現されていない。また、特許文献１の手法と同様に寸法制御と表面凹凸の発生に関して課題が残っている。さらに、この手法による転写方法は誘電体ペーストを用いる方法であり、薄膜技術を用いる方法による作製されたものより、１桁以下小さな比誘電率のものしか作成することができない場合が多い。
また、非特許文献１の方法では、焼成時に１２００℃程度の高温プロセスが必要であり、また特殊なレーザ装置や技術が必要である。したがって、より簡素な技術開発が必要とされる。
【００１３】
このような問題点を解決するために、既存の高い配向性薄膜形成手法を用いて一旦耐熱性の基板上に、高い配向性を有する誘電体膜を形成し、その後、この耐熱性の基板上から、形成した誘電体膜を剥離し、非耐熱性の基板上へ転写することが考えられる。しかし、通常、耐熱性の基板上に形成された高誘電率特性を有する誘電体膜は、基板との付着力が非常に強く、剥離することが困難となる場合が多い。これに対処するために、レーザを用いて基板の裏面から高エネルギービームを照射して、この誘電体膜を剥離することを容易化する方法があるが、これには特殊な設備を要し、またハロゲンの有毒ガスを用いなければならない難点がある。さらに、上記の特殊な設備の導入することで、誘電体構造体を製造する際に製造コストが割高となるという問題点もある。
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、低コストで高誘電率を有する誘電体構造体、及び、その誘電体構造体の製造方法、圧着転写方法、保持構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、第１の基板上に第１の電極を形成する工程と、第２の基板上に第２の電極を形成する工程と、前記第２の電極上に誘電体を形成する工程と、前記誘電体と、前記第１の電極とを向き合わせて、導電性接着部を介して圧着する工程と、前記誘電体と、前記第１の電極とを圧着した後、前記第２の電極を前記第２の基板から剥離する工程と、
を含むことを特徴とする誘電体構造体の製造方法である。
上記の手段であれば、第１の電極、導電性接着部、誘電体、第２の電極を含む誘電体構造体を第１の基板上に形成することができる。これにより、従来の課題であった、誘電体構造体を製造する際に特殊な設備等を用いることなく、圧着の手法と剥離の手法とを用いることで容易にそれを形成することができる。
【００１５】
第２の手段は、第１の手段において、前記誘電体と、前記第１の電極とを圧着する前に、
前記誘電体上に前記導電性接着部を形成する工程をさらに含むことを特徴とする誘電体構造体の製造方法である。
上記の手段であれば、誘電体上に導電性接着部を形成しなかった場合と比較して、容易に誘電体構造体を形成することができる。
第３の手段は、第１の手段または第２の手段において、前記第２の電極を形成する工程では、前記第２の電極を、前記誘電体を構成する材料が当該第２の電極内に浸透する最大深さ、以上の厚さに形成することを特徴とする誘電体構造体の製造方法である。
上記の手段であれば、さらに容易に第２の電極を第２の基板から剥離させることができる。
【００１６】
第４の手段は、第３の手段において、前記第２の電極を形成する工程では、前記誘電体を、前記第２の電極の厚み以下の厚さに形成することを特徴とする誘電体構造体の製造方法である。
上記の手段であれば、厚みを最小限に抑えた誘電体構造体を製造することができる。
第５の手段は、第１の手段から第４の手段のいずれか一つの手段において、前記第２の電極を形成する工程では、前記第２の電極を白金で形成し、前記誘電体を形成する工程では、前記誘電体としてＰＺＴを、ＭＯＤ法を利用して作成し、その際に、前記白金の厚みを１０００ｎｍとするとともに、前記誘電体の厚みを１５０ｎｍとすることを特徴とする誘電体構造体の製造方法である。
上記の手段であれば、最も確実に第２の電極を第２の基板から剥離させることができる。
なお、上記の第１から第５の手段は、その一実施形態として、本明細書の第４の実施形態で例示している。
【００１７】
第６の手段は、第１の手段から第５の手段のいずれか一つの手段において、前記誘電体と、前記第１の電極とを向き合わせて、前記導電性接着部を介して圧着する工程は、第１のワークガイドに載置された、前記第１の基板上に形成された第１の電極を、第１の開口部を有する第１の固定プレートを介して第１の固定手段によって固定保持する第１の保持手段と、第２のワークガイドに載置された、前記第２の基板上に第２の電極、誘電体、導電性接着部、の順に形成された当該接着部を、第２の開口部を有する第２の固定プレートを介して第２の固定手段によって固定保持する第２の保持手段と、を有し、前記第１の開口部と前記第２の開口部とが向き合うように、前記第１の保持手段上に前記第２の保持手段を重ね合わせた後、前記第１の保持手段に対して前記第２の保持手段を加圧する工程をさらに含むことを特徴とする誘電体構造体の製造方法である。
上記の手段であれば、第１の保持手段及び第２の保持手段を用いない場合と比較して、第１の電極と誘電体とを、接着部を介して容易に圧着することができる。
【００１８】
第７の手段は、第６の手段において、前記第１の保持手段は、前記第１のワークガイドと前記第１の固定プレートとを貫通する第３の開口部をさらに有し、前記第２の保持手段は、前記第２のワークガイドと前記第２の固定プレートとを貫通する第４の開口部をさらに有し、前記第１の保持手段と前記第２の保持手段とを重ね合わせる時、前記第３の開口部に前記第２の固定手段の凸部を嵌入するとともに、前記第４の開口部に前記第１の固定手段の凸部を嵌入することを特徴とする誘電体構造体の製造方法である。
上記の手段あれば、第３の開口部に第２の固定手段の凸部を嵌入せず、さらに第４の開口部に第１の固定手段の凸部を嵌入しない場合と比較して、第１の電極と誘電体膜との位置の精度が高まるとともに、容易に圧着することができる。
なお、上記の第６及び第７の手段は、その一実施形態として、本明細書の第３の実施形態と第４の実施形態とで例示している。
【００１９】
第８の手段は、第１の手段から第７の手段のいずれか一つの手段において、前記第１の基板は、耐熱性の絶縁性基板及び非耐熱性の絶縁性基板のいずれか一方とし、前記第２の基板は、耐熱性の基板とすることを特徴とする誘電体構造体の製造方法である。
上記の手段であれば、第２の電極上に、高い誘電率を有する誘電体を形成することができるとともに、平坦化した表面を有する誘電体を形成することができる。この誘電体を、接着部を介して第１の電極上に積層させることができるため、高い誘電率を示す誘電体構造体を製造することができる。
【００２０】
第９の手段は、第１の基板上に形成された第１の電極と、前記第１の電極上に形成された誘電体と、前記誘電体上に形成された導電性接着部と、前記導電性接着部上に形成された第２の電極と、を含むことを特徴とする誘電体構造体である。
上記の誘電体構造体であれば、圧着の手法と剥離の手法を用いることで、第１の電極、接着部、誘電体、第２の電極を含む誘電体構造体を第１の基板上に形成することができる。これにより、特殊な設備等を用いることなく、容易に誘電体構造体を形成することができる。
【００２１】
第１０の手段は、第９の手段において、前記導電性接着部は、前記誘電体上に形成された接着部であることをさらに特徴とする誘電体構造体である。
上記の誘電体構造体であれば、第１の電極、接着部、誘電体、第２の電極を含む誘電体構造体を容易に第１の基板上に形成することができる。
第１１の手段は、第９の手段または第１０の手段において、前記第２の電極の厚みは、前記誘電体を構成する材料が前記第２の電極内に浸透する最大深さ以上であることを特徴とする誘電体構造体である。
上記の誘電体構造体であれば、例えば、第２の電極が第２の基板上に支持されている場合には、最も効果的に第２の電極を第２の基板から剥離させることができる。
【００２２】
第１２の手段は、第９の手段から第１１の手段において、前記第１の基板は、耐熱性の絶縁性基板及び非耐熱性の絶縁性基板のいずれか一方であることを特徴とする誘電体構造体である。
上記の誘電体構造体であれば、例えば、第２の電極が第２の基板上に支持されている場合には、第２の電極上に形成された誘電率の高い誘電体を、接着部を介して第１の電極上に積層させることで、高い誘電率を示す誘電体構造体とすることができる。
【００２３】
第１３の手段は、第９の手段から第１２の手段において、前記第１の電極と、前記誘電体と、前記接着部と、前記第２の電極とが形成された前記第１の基板の全面を覆うように形成された絶縁体を、さらに含むことを特徴とする誘電体構造体である。
上記の誘電体構造体であれば、絶縁体中に当該誘電体構造体が埋め込まれているため、受動素子内蔵基板（ｅｍｂｅｄｄｅｄ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）とすることができる。
なお、上記の第８から第１３の手段は、その一実施形態として、本明細書の第４の実施形態で例示している。
【００２４】
第１４の手段は、第１のワークガイドに載置された、第１の基板上に形成された被転写体を、第１の開口部を有する第１の固定プレートを介して第１の固定手段によって固定保持する第１の保持手段と、第２のワークガイドに載置された、第２の基板上に形成された転写体を、第２の開口部を有する第２の固定プレートを介して第２の固定手段によって固定保持する第２の保持手段と、を有し、前記第１の開口部と前記第２の開口部とが接着部を介して向き合うように、前記第１の保持手段上に前記第２の保持手段を重ね合わせた後、前記第１の保持手段に対して前記第２の保持手段を加圧し、当該加圧後、前記第１の保持手段と前記第２の保持手段とを分離することにより、前記第１の基板上に形成された被転写体上に、前記第２の基板上に形成された転写体を転写することを特徴とする圧着転写方法である。
上記の手段であれば、第１の保持手段及び第２の保持手段を用いない場合と比較して、容易に第１の電極と誘電体とを圧着転写することができる。
【００２５】
第１５の手段は、第１のワークガイドに載置された、第１の基板上に形成された被転写体を、第１の開口部を有する第１の固定プレートを介して第１の固定手段によって固定保持する第１の保持手段と、第２のワークガイドに載置された、第２の基板上に形成された転写体を、第２の開口部を有する第２の固定プレートを介して第２の固定手段によって固定保持する第２の保持手段と、を有し、前記第１の開口部と前記第２の開口部とが接着部を介して向き合うように、前記第１の保持手段上に前記第２の保持手段を重ね合わせる保持構造であって、前記第１の保持手段は、前記第１のワークガイドと前記第１の固定プレートとを貫通する第３の開口部を有し、前記第２の保持手段は、前記第２のワークガイドと前記第２の固定プレートとを貫通する第４の開口部を有し、前記第１の保持手段と前記第２の保持手段とを重ね合わせる時、前記第３の開口部に前記第２の固定手段の凸部を嵌入するとともに、前記第４の開口部に前記第１の固定手段の凸部を嵌入することを特徴とする保持構造である。
【００２６】
上記の保持構造であれば、第３の開口部に第２の固定手段の凸部を嵌入せず、さらに第４の開口部に第１の固定手段の凸部を嵌入しない場合と比較して、第１の電極と誘電体とを位置の精度を高めて保持することができる。
なお、上記の第１４及び第１５の手段は、その一実施形態として、本明細書の第３の実施形態と第４の実施形態とで例示している。
【発明の効果】
【００２７】
そこで、本発明によれば、誘電体膜を形成する耐熱性基板上の下地電極にあらかじめ剥離性の高い積層構造を導入し、その後、形成した誘電体膜を転写することにより、例えば、耐熱性基板上で結晶化した誘電体を、非耐熱性基板上やシリコンデバイス上に、特殊な装置等を用いることなく簡便な方法で転写することができ、非耐熱性基板やシリコンデバイス上に高誘電率を有する誘電体を形成することが可能となる。また、耐熱性基板を繰りかえし使用することが可能であることに加えて、不要な成膜箇所とその除去のプロセスが不要であるオンデマンド製造技術として活用することができる。
また、本発明によれば、例えば、今後の受動素子内蔵型回路基板に必要とされる高い容量密度のキャパシタを含む多層回路基板及び誘電体を用いるＭＥＭＳデバイスに特に有効である。
さらに、本発明によれば、圧着転写方法や保持構造を用いることにより、被転写体への転写体の転写を繰り返し精度よく、且つ確実性を高めて行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施形態の発明に係る誘電体構造体の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態の発明に係る誘電体構造体の製造工程を示す図である。
【図３】第１の実施形態の発明に係る誘電体構造体の誘電体のＸ線回析を示す図である。
【図４】第２の実施形態の発明に係る誘電体構造体（カンチレバー）の構成を示す図である。
【図５】第２の実施形態の発明に係る誘電体構造体（カンチレバー）の製造工程を示す図である。
【図６】第３の実施形態の発明に係る圧着の際に適用可能なナノインプリント装置（加圧装置）を示す図である。
【図７】第３の実施形態の発明に係る誘電体構造体の製造工程において使用される保持構造を示す図である。
【図８】第３の実施形態の発明に係る誘電体構造体の製造工程を示す図である。
【図９】第３の実施形態の発明に係る誘電体構造体の製造工程を示す図である。
【図１０】第４の実施形態の発明に係る誘電体構造体の構成を示す図である。
【図１１】第４の実施形態の発明に係る誘電体構造体の製造工程を示す図である。
【図１２】白金膜とＰＺＴ膜との膜厚相関を調べる際に使用するサンプルの作成工程を示すフローチャートである。
【図１３】剥離転写工程において、ＰＺＴ膜等が引き剥がされる様子を示す図である。
【図１４】剥離転写工程における、白金膜の膜厚とＰＺＴ膜の膜厚との相関関係を示す図である。
【図１５】上部電極膜の固着のメカニズムを示す図である。
【図１６】ＰＺＴ膜の表面形状を示すＳＥＭ画像である。
【図１７】ＰＺＴ膜等の断面形状を示すＳＥＭ画像である。
【図１８】ＰＺＴ膜のＸＲＤパターンの熱分解温度依存性を示す図である。
【図１９】熱分解温度を２５０℃及び３５０℃とした場合におけるＰＺＴ膜の膜厚依存性を示す図である。
【図２０】従来技術に係るデバイスの製造方法の一例（Ｐｔ／Ｔｉ／ＰＺＴ／Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ多層構造の微細加工）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の第１の実施形態を図１ないし図３を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係る誘電体構造体の構成を示す図である。
同図において、１はポリイミド樹脂等からなる非耐熱性基板、２は銀ペーストからなる下部電極（第１の電極）、３は配向性ＰＺＴ膜からなる誘電体、４は白金膜からなる上部電極（第２の電極）、５は貫通穴に充填された金属ペーストあるいは半田である。
なお、誘電体３としては、鉛含有誘電体または非鉛含有誘電体が使用される。さらに、鉛含有誘電体または非鉛含有誘電体は、多結晶体または単結晶体であって、単独もしくは複数の化合物から成る母材材料が単独で使用されているもの、または前記母材材料に微量添加物を１種もしくは２種以上加えたものである。
【００３０】
上記鉛含有誘電体としては、ＰＬＺＴ、ＰＺＴ、ＰＭＮ、ＰｂＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３−Ｌａ（Ｚｎ２／３Ｎｂ１／３）Ｏ３、ＰｂＴｉＯ３−Ｐｂ（Ｍｇ１／２Ｗ１／２）Ｏ３またはＰｂ２Ｎｂ２Ｏ７、Ｃｄ２Ｎｂ２Ｏ７、Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３が用いられる。
また、上記非鉛含有誘電体としては、ＢａＴｉＯ３、ＢａＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＺｒＯ３、ＢａＴｉ４Ｏ９、Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０、Ｂａ（Ｍｇ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３、Ｂａ（Ｚｎ１／３Ｔａ２／３）、Ｂａ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）、ＺｒＳｎＴｉＯ４、ＬｉＮｂＯ３、ＫＮｂＯ３、ＴａＮｂＯ３、ＺｎＯ、ＳｂＳＩ、ＲｂＺｎＢｒ４、ＴＧＳ、ＰＶＤＦ、ＧａＰ、Ｌａ２Ｓ３、  Ｇｄ２Ｓ３、Ｄ２Ｓ３、ＣｕＰｓ５Ｂｒ、Ｂｉ１２ＳｉＯ２０、Ｂｉ１２ＧｅＯ２０、Ｂｉ１２ＴｉＯ２０、Ｔｅ、ＳｉＯ２、ＨｇＳ、または（Ｂａ、Ｃａ）ＴｉＯ３  タンタル酸ビスマスストロチウム、タンタル酸ビスマス、ＡｌＮが用いられる。
【００３１】
また、上記微量添加物としては、タングステン、タンタル、ニオブ、鉄、銅、マグネシウム、ビスマス、イットリウム、モリブデン、バナジウム、ナトリウム、カリウム、アルミニウム、マンガン、ニッケル、亜鉛、カルシウム、ストロンチウム、ケイ素、錫、セレン、ネオジム、エルビウム、ツリウム、ホルミウム、プラセオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユウロビウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、リチウム、スカンジウム、バリウム、ランタン、アクチニウム、セリウム、ルテニウム、オスミウム、コバルト、パラジウム、銀、カドミウム、ホウ素、ガリウム、ゲルマニウム、リン、ヒ素、アンチモン、フッ素、テルル、ルテチウム及びイッテルビウムからなる群から選択された１又は２以上のものが用いられる。
【００３２】
次に、上記誘電体構造体の製造方法について説明する。
図２は、上記誘電体構造体の製造工程を示す図である。
同図において、６は例えば膜厚が４００μｍからなる（１００）面のシリコン基板からなる耐熱性基板、７は例えば酸化シリコンからなる絶縁膜、８ａは例えば白金膜からなる上部電極膜、９ａは例えば配向性ＰＺＴ膜からなる誘電体膜である。なお、その他の構成は図１に示した同符号の構成に対応する。
【００３３】
まず、図２（ａ）の工程において、耐熱性基板６であるシリコン基板を熱酸化炉中で２０時間１２００℃で酸化させ、表面に約１．８ミクロンの酸化シリコンからなる絶縁膜７を形成した。この絶縁膜７上にＲＦスパッタリング方法により、上部電極用金属をスパッタして、５００ｎｍの厚みを有する上部電極膜８ａを形成した。この際の背圧の真空度は５×１０−６Ｔｏｒｒ程度であり、アルゴンガスの流量は２５ｓｃｃｍ、スパッタ時の圧力は１．５ｍＴｏｒｒ、出力は１００ＷのＤＣモードを用いた。上部電極膜８ａの成膜に要する時間は５分間であった。またスパッタリング時の耐熱性基板６の温度は２００℃とした。通常は上部電極膜８ａとして用いた白金と絶縁膜７として用いた酸化シリコン層との間には、密着層としてチタン層を形成するが、本発明では後の剥離工程のために特にこの層を形成することはしない。しかし、このチタン層がない場合でも、上述した上部電極膜８ａや後述する誘電体膜の形成時に自発的な剥離などは起きないことを実験により確認している。
【００３４】
次に、上部電極膜８ａ上にＭＯＤ法により配向性ＰＺＴ膜を塗布した。前駆体溶液は市販のＰＺＴ（５２／４８）溶液を用い、鉛の過剰添加量は１０％のものを用いた。この前駆体溶液をスピンコータの上の真空チャックに固定した上部電極膜８ａ上に滴下し、スピンコータの回転により均一に塗布を行った。塗布の際、回転数及び回転時間は、７００ｒｐｍで１０秒間、２７００ｒｐｍで１０秒間、４０００ｒｐｍで４０秒間とした。その後、溶液を塗布した耐熱性基板６を高速焼成炉中で熱処理した。この際の熱処理温度及び熱処理時間は、１２０℃で２分間、２５０℃で５分間、６５０℃で２分間とし、各温度における目的は順に前駆体溶液の乾燥、前駆体形成、結晶化である。これによって、５００ｎｍの厚みを有した、配向性ＰＺＴ膜からなる誘電体膜９ａが形成された。
【００３５】
次に、図２（ｂ）の工程において、誘電体膜９ａ及び上部電極膜８ａをパターニングすることで、誘電体９ｂ及び上部電極８ｂを形成した。
次に、図２（ｃ）の工程において、あらかじめ貫通穴５を備えたポリイミド樹脂からなる非耐熱性基板１上に銀の金属ペーストからなる下部電極２を設けた。なお、、この下部電極２は、銀の金属ペーストをパターニングすることで形成された。または、薄膜形成方法により作製した電極上にペーストを塗布してもよい。
この非耐熱性基板１上に形成された下部電極２に、先に、図２（ｂ）の工程で作製された耐熱性基板６上に形成された誘電体９ｂを圧着した。
【００３６】
次に、図２（ｄ）の工程において、耐熱性基板６と非耐熱性基板１間を剥離操作すると、絶縁膜７と上部電極８ｂとの間が剥離し、非耐熱性基板１側に上部電極８ｂと誘電体９ｂとが一体に転写される。剥離工程に際しては、さらに、超音波加振等の付加的な操作を行うことにより転写精度を向上させることができる。
ここで、作製した誘電体９ｂの比誘電率をインピーダンスアナライザを用いて１ｋＨｚの周波数で計測評価したところ、９００であった。この数値は、通常の薄膜形成方法による比誘電率が１０００程度であることを考慮するとほぼ最高性能を実現していることが分かる。
図３は、作成した誘電体９ｂのＸ線回析を示す図である。同図に示すように、この誘電体９ｂは、典型的なペロブスカイト構造を形成しており、高い誘電率を示す材料に必要な結晶構造を形成していることが確認できる。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施形態を図４及び図５を用いて説明する。
図４は、本実施形態の発明に係る誘電体構造体（カンチレバー）の構成を示す図である。
同図において、１０はシリコンからなる耐熱性基体、１１は酸化シリコンからなる絶縁膜、１２は白金からなる下部電極（第１の電極）、１３は配向性ＰＺＴ膜からなる誘電体、１４は白金からなる上部電極（第２の電極）である。
なお、誘電体１３としては、鉛含有誘電体または非鉛含有誘電体が使用され、鉛含有誘電体または非鉛含有誘電体は、多結晶体または単結晶体であって、単独もしくは複数の化合物から成る母材材料が単独で使用されているもの、または前記母材材料に微量添加物を１種もしくは２種以上加えたものである。なお、上記鉛含有誘電体、上記非鉛含有誘電体、及び上記微量添加物には、第１の実施形態において具体的に開示したものと同様のものが用いられる。
【００３８】
次に、本実施形態の発明に係る誘電体構造体（カンチレバー）の製造方法について説明する。
図５は上記誘電体構造体（カンチレバー）の製造工程を示す図である。
同図において、１５は例えば膜厚が４００μｍからなる（１００）面のシリコンからなる耐熱性基板、１６，１７は例えば酸化シリコンからなる絶縁膜である。なお、その他の構成は図４に示した同符号の構成に対応する。
まず、図５（ａ）の工程において、シリコンからなる耐熱性基板１５を熱酸化炉中で２０時間１２００℃で酸化させ表面に約１．８ミクロンの酸化シリコンからなる絶縁膜１６、１７を形成した。
【００３９】
次に、図５（ｂ）の工程において、絶縁膜１７上にＲＦスパッタリング方法により、例えば白金をスパッタし、その後、スパッタされた白金をパターニングすることにより、絶縁膜１７上に下部電極１２を形成した。
次に、図５（ｃ）の工程において、別途、第１の実施形態の図２（ｃ）と図２（ｄ）と同様の工程により白金からなる上部電極１４及び配向性ＰＺＴ膜からなる誘電体１３を取得しておいて、誘電体１３を下面とし下部電極１２を上面として、誘電体１３と下部電極１２を圧着し、誘電体１３を耐熱性基板１５側に移植した。
【００４０】
次に、図５（ｄ）の工程において、下部電極１２に相応する耐熱性基板１５上の絶縁膜１７の領域を除いて、絶縁膜１７を反応性イオンエッチングにより除去した。
次に、図５（ｅ）の工程において、耐熱性基板１５の裏側から、絶縁膜１７及び耐熱性基板１５の所定の領域（耐熱性基体１０）を除く耐熱性基板１５を反応性イオンエッチングにより除去して、図４に示した耐熱性基体１０上であって耐熱性基体１０を超える領域に、絶縁膜１１、下部電極１２、誘電体１３、及び上部電極１４の順に形成された片持ち梁の誘電体構造体（カンチレバー）を得た。
この製造方法によれば、従来法に比べてプロセス工程の簡素化が可能となり、同時に必要最小限のＰＺＴ膜の使用によりデバイス作製することが可能となり、ＰＺＴ除去プロセスが不要となる。これにより、誘電体膜を使用した製造プロセスの改善が可能となる。
【００４１】
本発明の第３の実施形態を図６ないし図９を用いて説明する。
図６は、本発明の圧着の際に適用可能なナノインプリント装置（加圧装置）を示す図である。
同図に示すように、このナノインプリント装置において、加圧ヘッド２１と金型ホルダ２２とにより金型２３が固定されている。加圧ヘッド２１を下へ押し下げることにより、基板ホルダ２５に固定されている転写基板２４に微細なパターンが形成される。以上が通常のナノインプリント装置による微細なパターンの形成方法である。
上記のナノインプリント装置（加圧装置）を使用して、非耐熱性基板からなる被転写体（下部電極）上に、耐熱性基板上に形成され転写体（誘電体及び上部電極）を転写するためには被転写体や転写体をそれぞれ保持するための保持構造が必要である。
【００４２】
図７は、ナノインプリント装置（加圧装置）利用して、本発明における圧着工程の際に使用される、非耐熱性基板からなる被転写体（下部電極）及び耐熱性基板上に形成され転写体（誘電体及び下部電極）を保持するための保持構造を示す図である。
具体的には、この保持構造は、図７（ａ）に示すように、第１のワークガイド３１に載置される、例えば、不図示の非耐熱性基板からなる被転写体（下部電極）を第１の開口部３３を有する第１の固定プレート３２を介して、固定板３５及び低頭ボルト３６からなる第１の固定手段によって固定保持する第１の保持手段３４と、図７（ｂ）に示すように、第２のワークガイド３７に載置される、例えば、不図示の耐熱性基板上に形成され転写体（誘電体及び上部電極）を第２の開口部３９を有する第２の固定プレート３８を介して固定板４１及び低頭ボルト４２からなる第２の固定手段によって固定保持する第２の保持手段４０とから構成される。
【００４３】
さらに、図７（ｃ）に示すように、第１の保持手段３４は、第１のワークガイド３１と第１の固定プレート３２とを貫通する第３の開口部４３を有し、第２の保持手段４０は、第２のワークガイド３７と第２の固定プレート３８とを貫通する第４の開口部４４を有する。そのため、第１の開口部３３と第２の開口部３９とが向き合うように、第１の保持手段３４上に第２の保持手段４０を重ね合わされたとき、第３の開口部４３に固定板４１及び低頭ボルト４２からなる凸状の第２の固定手段が嵌入し、第４の開口部４４に固定板３５及び低頭ボルト３６からなる凸状の第１の固定手段が嵌入される。その結果、第１の保持手段３４の第１の固定プレート３２の表面と第２の保持手段４０の第２の固定プレート３８の表面とは略隙間なく配置することができる。
【００４４】
次に、図６に示した加圧装置及び図７（ｃ）に示した保持構造を用いた誘電体構造体の製造工程について図８及び図９を用いて説明する。
まず、図８（ａ）に示すように、耐熱性基板５１上に形成され転写体（誘電体５４及び上部電極５３）を用意する。具体的には、耐熱性基板５１上に形成され転写体は、２０ｍｍ角で４００μｍ厚シリコン５１上に酸化膜５２を形成したもので、白金とチタンをスパッタにより形成された上部電極５３とからなるＰｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ基板であり、配向性ＰＺＴ膜からなる誘電体５４は第１の実施例の場合と同様の条件により製作されたものである。
【００４５】
次に、図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）で用意した耐熱性基板５１上に形成された転写体（誘電体５４及び上部電極５３）を、図７（ａ）において説明した第１のワークガイド３１に載置し、第１の開口部３３を有する第１の固定プレート３２を介して、固定板３５及び低頭ボルト３６からなる第１の固定手段によって第１の保持手段３４に固定保持する。固定保持後、第１の保持手段３４を、図６に示した加圧装置の加圧ヘッド２１と金型ホルダ２２とに固定する。
【００４６】
次に、図８（ｃ）に示すように、予め非耐熱性基板５５上に形成された被転写体（下部電極５６）を用意する。具体的には、２０ｍｍ角で１２０μｍのポリイミドとこれを３層積層した４００μｍのポリイミドからなる非耐熱性基板５５上に白金とチタンをスパッタして下部電極５６を形成する。この非耐熱性基板５５上に形成された被転写体（下部電極５６）を、図７（ｂ）において説明したように、第２のワークガイド３７に載置し、第２の開口部３９を有する第２の固定プレート３８を介して固定板４１及び低頭ボルト４２からなる第２の固定手段によって第２の保持手段４０に固定保持する。固定保持後、図６に示した加圧装置の基板ホルダ２５に固定する。ここで、圧着して転着が確実に行われるようにするために、非耐熱性基板５５上に形成された被転写体の厚みを第２の固定プレート３８の厚みよりわずかに厚くする。具体的には、１２０ミクロンと４００ミクロンの非耐熱性基板５５上に形成された被転写体を用いるときは、第２の固定プレートの厚みはそれぞれ８０ミクロンと３００ミクロンである。
【００４７】
次に、図８（ｄ）に示すように、図８（ｃ）において用意した非耐熱性基板５５上に形成された被転写体（下部電極５６）を保持固定した第２の保持手段４０をさらに加圧装置の基板ホルダ２５に固定保持したものの上に、図８（ｂ）において用意した耐熱性基板５１上に形成された転写体（誘電体５４及び上部電極５３）を保持固定した第１の保持手段３４をさらに加圧装置の加圧ヘッド２１と金型ホルダ２２に固定保持したものを載せ、加圧装置を動作させて加圧する。加圧時の条件は、温度は室温、印加力は４００Ｎ、印加時間は３０秒間である。
【００４８】
その後、図９（ｅ）に示すように、加圧を解除し、図８（ｃ）で用意したものを、図８（ｂ）で用意したものから離すと、非耐熱性基板５５上に形成された被転写体（下部電極５６）上に、耐熱性基板５１上の転写体（誘電体５４及び上部電極５３）が圧着転着され、耐熱性基板５１側から転写体（誘電体５４及び上部電極５３）が剥離され、非耐熱性基板５５に形成されている下部電極５６上に、誘電体５４及び上部電極５３の順に配列された誘電体構造体を得ることができた。
なお、上記に記載したごとく、転写基板側構造が耐熱性基板（シリコン＋絶縁膜）＋第２の電極＋誘電体とし、被転写基板側構造が第１の電極＋被耐熱性基板とする他に、転写基板側構造が耐熱性基板（シリコン＋絶縁膜）＋第２の電極＋誘電体＋第１電極とし、被転写基板側構造が被耐熱性基板とすることも可能である。また、上記の第１の電極として、薄膜で形成する他に、導電性ペーストを用いることも可能である。
【００４９】
次に、本発明の第４の実施形態を図１０及び図１１を用いて説明する。
図１０は、本実施形態の発明に係る、導電性接着部を含む誘電体構造体１００の構成を示す図である。図１０（ａ）は誘電体構造体１００の平面図であり、図１０（ｂ）は誘電体構造体１００を図１０（ａ）中で示したＸ１０―Ｘ′１０で切断した際の断面図である。
同図において、６０は例えばポリイミド樹脂等からなる非耐熱性基板、６１ｂは例えば白金膜からなる下部電極（第１の電極）、６２ｂは例えば導電性を有する材料からなる導電性接着部、６３ｂは例えば配向性ＰＺＴ膜からなる誘電体、６４ｂは例えば白金膜からなる上部電極（第２の電極）である。
【００５０】
次に、誘電体構造体１００の製造方法について説明する。
図１１は、誘電体構造体１００の製造工程を示す図である。
第４の実施形態においても、第１の実施形態で示した酸化膜形成工程、電極膜形成工程、及び誘電体膜形成工程（即ち、図２（ａ）の工程）と同様の工程を経て、上部電極膜６４ａ、絶縁膜６５、及び誘電体膜６３ａが耐熱性基板６６上に形成された。
つまり、まず、図１１（ａ）の工程において、耐熱性基板６６であるシリコン基板を熱酸化炉中で２０時間１２００℃で酸化させ、表面に約１．８ミクロンの酸化シリコンからなる絶縁膜６５を形成した。次に、この絶縁膜６５上にＲＦスパッタリング方法により、例えば白金膜からなる上部電極膜６４ａを５００ｎｍの厚みで形成した。この際の背圧の真空度は５×１０−６Ｔｏｒｒ程度であり、アルゴンガスの流量は２５ｓｃｃｍ、スパッタ時の圧力は１．５ｍＴｏｒｒ、出力は１００ＷのＤＣモードを用いた。上部電極膜６４ａの成膜に要する時間は５分間であった。またスパッタリング時の耐熱性基板６６の温度は２００℃とした。通常は上部電極膜６４ａと絶縁膜６５との間には、密着層としてチタン層を形成するが、本発明では後の剥離工程のために、特にこの層を形成することはしない。しかし、このチタン層がない場合でも、上述した上部電極膜６４ａや後述する誘電体膜６３ａ、及び導電性接着膜６２ａの形成時に自発的な上部電極膜６４ａの剥離などは起きないことを実験により確認している。
【００５１】
次に、誘電体膜６３ａとして、例えばＭＯＤ法を用いて配向性ＰＺＴ膜を上部電極膜６４ａ上に塗布した。前駆体溶液は市販のＰＺＴ（５２／４８）溶液を用い、鉛の過剰添加量は１０％のものを用いた。この前駆体溶液をスピンコータの上の真空チャックに固定した上部電極膜６４ａ上に滴下し、スピンコータの回転により均一に塗布を行った。塗布の際の回転数及び回転時間は、７００ｒｐｍで１０秒間、２７００ｒｐｍで１０秒間、４０００ｒｐｍで４０秒間とした。その後、溶液を塗布した耐熱性基板６６を高速焼成炉中で熱処理した。この際の熱処理温度及び熱処理時間は、１２０℃で２分間、２５０℃で５分間、６５０℃で２分間であり、各温度における目的は順に前駆体溶液の乾燥、前駆体形成、結晶化である。これによって、５００ｎｍの厚みを有した配向性ＰＺＴ膜からなる誘電体膜６３ａが形成された。
【００５２】
次に、誘電体膜６３ａ上に導電性を有する材料からなる導電性接着膜６２ａを形成する。この接着膜膜６２ａは、例えば導電性の粒子を含んだ樹脂で形成したものであってもいいし、導電性のテープであってもいいし、半田バンプであってもいい。つまり、導電性を有し、且つ、誘電体膜６３ａと後述する下部電極６１ｂとを接着することができる材料であれば、これを接着膜（または接着部）として使用できる。
次に、図１１（ｂ）の工程において、この導電性接着膜６２ａをパターニングして、導電性接着部６２ｂを形成した。
【００５３】
次に、図１１（ｃ）の工程において、例えば絶縁性を有するポリイミド樹脂からなる非耐熱性基板６０上にＲＦスパッタリング方法により、下部電極膜６１ａを５００ｎｍの厚みで形成した。ここで、下部電極膜６１ａの形成工程は、上記した上部電極膜６４ａの形成工程と同じである。なお、下部電極膜６１ａは、例えば白金膜である。
その後、下部電極膜６１ａをパターニングして、下部電極６１ｂを形成した（図１１（ｄ）参照）。この下部電極６１ｂと、先に、図１１（ｂ）の工程で形成した導電性接着部６２ｂとを対向させた（図１１（ｅ）参照）。そして、下部電極６１ｂと導電性接着部６２ｂとを圧着（即ち、圧力をかけて、下部電極６１ｂと誘電体膜６３ａとを導電性接着部６２ｂを介して接合）した（図１１（ｆ）参照）。
【００５４】
次に、図１１（ｇ）の工程において、耐熱性基板６６と非耐熱性基板６０間を剥離操作する（即ち、耐熱性基板６６と非耐熱性基板６０とを互いに異なる方向に引っ張る）と、絶縁膜６５と上部電極６４との間が剥離し、非耐熱性基板６０側に上部電極膜６４ａの一部（即ち、上部電極６４ｂ）と誘電体膜６３ａの一部（即ち、誘電体６３ｂ）と導電性接着部６２ｂとが一体に転写される（図１１（ｈ）参照）。こうして、図１０（ｂ）に示した誘電体構造体１００が製造される。なお、剥離工程に際しては、超音波加振等の付加的な操作を行うことにより転写精度を向上させることができる。
【００５５】
なお、図１１（ｈ）の工程で形成された誘電体構造体１００全体を絶縁膜６７でコートしても構わない（図１１（ｉ）参照）。これにより、絶縁体６７中に誘電体構造体１００が埋め込まれた受動素子内蔵基板を形成することができる。
さらに、本実施形態では、下部電極膜６１ａを支持する基板として、絶縁性を有する非耐熱性基板を用いた場合について説明したが、絶縁性を有する耐熱性基板であっても構わない。
【００５６】
また、本実施形態は、本明細書に記載した第３の実施形態とともに実施しても構わない。  例えば、誘電体構造体１００の製造方法であって、誘電体６３ｂと、第１の電極６１ｂとを向き合わせて、導電性接着部６２ｂを介して圧着する工程は、第１のワークガイド３１に載置された、第１の基板６０上に形成された第１の電極６１ｂを、第１の開口部３３を有する第１の固定プレート３２を介して第１の固定手段によって固定保持する第１の保持手段３４と、第２のワークガイド３７に載置された、第２の基板６６上に第２の電極６４ｂ、誘電体６３ｂ、導電性接着部６２ｂ、の順に形成された接着部６２ｂを、第２の開口部３９を有する第２の固定プレート３８を介して第２の固定手段によって固定保持する第２の保持手段４０と、を有し、第１の開口部３３と第２の開口部３９とが向き合うように、第１の保持手段３４上に第２の保持手段４０を重ね合わせた後、第１の保持手段３４に対して第２の保持手段４０を加圧する工程であっても構わない。
ところで、本発明者が行った実験により、上記の剥離工程における誘電体の剥離特性に関して、上部電極膜６４ａの膜厚と誘電体膜６３ａの膜厚との間に相関関係があることがわかった。
【００５７】
まず、この膜厚相関を求める方法について説明する。
図１２は、上記の膜厚相関を調べる際に使用したサンプルの作成工程を示すフローチャートである。
まず、図１１（ａ）の工程と同様にしてシリコンウェハを酸化し、絶縁膜を形成した（ステップＳ１）。その後、その絶縁膜上に、上部電極膜として白金で形成された金属膜を形成した（ステップＳ２）。このシリコンウェハを、ダイシングソーを使用して２０ｍｍ角に切断した（ステップＳ３）。切断したウェハは、Ｈ２Ｏ、アセトン及びイソプロピルアルコールを用いて洗浄した（ステップＳ４）。
この実験で、上部電極膜の厚みは、成膜時間を変えることで５０、１５０、５００、１０００、２０００ｎｍとした。
【００５８】
また、誘電体キャパシタとなる配向性ＰＺＴ膜は、化学溶液堆積（ＣＤＳ）法を用いて上部電極膜上に堆積させ（ステップＳ５）、その後、アニーリングを行った（ステップＳ６）。このアニーリングは、堆積させたＰＺＴを、まず１２０℃で乾燥させ、次いで設定した温度で熱分解させた。最後に７００℃で結晶化させることで誘電体膜を形成した。本実験では、このステップＳ５とステップＳ６の工程を複数回繰り返すことで、多層のＰＺＴ層（即ち、誘電体層）を形成した。なお、この繰り返し回数を変えることで、積層数を変えることができ、今回はＰＺＴ膜の膜厚が１５０、３００、４５０、１０５０、１５００ｎｍとなるようにした。
【００５９】
剥離方法は、ＰＺＴ膜の上部に両面テープを貼り付けで引き剥がす方法により行った。ここで、図１３は基板からＰＺＴ膜等を引き剥がす様子を示す図であり、図１３（ａ）は引き剥がし前を示す図であり、図１３（ｂ）は引き剥がしの途中を示す図である。この引き剥がしの結果を図１４に示す。
図１４の縦軸はＰＺＴ膜の厚みを示し、横軸は上部電極膜の厚みを示す。なお、本実験では上部電極膜として白金膜を用いた。同図から、領域Ａが引きはがし不可能な膜厚領域、領域Ｂが引きはがし可能な膜厚領域であることがわかった。図中の○、△、×は引きはがし実験の結果であり、○は残膜なく剥離可能、△は一部残膜有、×は剥離不可との結果を示すものである。
【００６０】
上部電極膜の膜厚が１００ｎｍの際には、ＰＺＴ膜の膜厚は１００ｎｍ以下のものしか剥離することができず、３００ｎｍのものは剥離できなかった。一方、上部電極膜の膜厚が１００００ｎｍ以上の場合は、ＰＺＴ膜の膜厚が１５００ｎｍであっても剥離することができていた。
このことから、上部電極膜の膜厚は厚いことが剥離・転写プロセスとしては適切であることがわかった。しかし、薄膜コンデンサとして使用される膜厚は通常１００ｎｍの場合が想定されることから、上記のことは実際には大きな課題とはならないと思われ、このことを図１４により確認できたことになる。
【００６１】
上部電極膜の膜厚が薄い場合であり、且つＰＺＴ層の積層数が少ない場合（即ち、ＰＺＴ層の膜厚が薄い場合）には剥離ができない、あるいは不完全にしか剥離できない。この原因としては、ＰＺＴ膜の原料材料の浸透が考えられる。すなわち、スピンコートした溶液材料の一部は上部電極膜中にある微細な欠陥内をわずかに浸透して、絶縁膜（即ち、酸化シリコン）と上部電極膜の界面に到達する（図１５参照）。この溶液が前駆体形成および結晶化の熱処理プロセスにより、上部電極膜を絶縁膜に固着させることがその原因であると思われる。つまり、上部電極膜を厚くすることで剥離が可能となるのは、ＰＺＴ膜の原料材料の浸透が酸化シリコン表面まで達していないことによるものと考えられる。
【００６２】
また、本発明者は、サンプルの表面形状及び断面形状の観察も行った。このサンプルの表面形状及び断面形状の観察には、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いた。その結果を図１６及び図１７にそれぞれ示す。
図１６に示したＳＥＭ画像から、作成されたサンプルのＰＺＴ膜表面には、大きな表面欠陥（例えば、大きな亀裂や凹凸等）等がないことがわかった。また、図１７に示したＳＥＭ画像から、作成されたサンプルは均一な積層構造体であることがわかった。
【００６３】
次に、形成されたＰＺＴ膜のＸＲＤ（Ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ；Ｘ線回折）パターンの熱分解温度依存性を図１８に示す。この図から、ＰＺＴ膜は、２５０℃の分解温度でペロブスカイト（１００）に配向し、３５０℃でペロブスカイト（１１１）に配向していることがわかる。
図１９は、熱分解温度が２５０℃と３５０℃とにおける、ＰＺＴ膜の膜厚依存性を示す。この実験では、ＰＺＴ膜の積層数を１層または１５層とした。なお、この「積層数」から、膜厚を換算することは可能である。この図から、厚いＰＺＴ膜は、薄いＰＺＴ膜と同じように無秩序な配向をしていることがわかった。
また、図６に示したナノインプリント装置と専用のホルダを用いて剥離する際に、あらかじめ導電性接着膜を加圧して十分に下部電極膜と接着する必要がある。そこで、本発明者は、剥離の際に必要な力を定量的に評価した。
実験の構成は、例えば、第３の実施例と同様である。また、工程図は図１１（ｅ）から図１１（ｈ）と同様である。
【００６４】
まず、樹脂製基板（今回の場合はポリイミド）の上に白金をスパッタすることにより、下部電極膜を作成した。その後、導電性接着膜を介したキャパシタ構造体等をその直上に設置し、ナノインプリント装置で種々の荷重下において接着を試みた。その後、キャパシタ構造体等が形成されていたシリコン基板を剥離する。この際に、接着力が弱いとシリコン基板の引き剥がしができないことが予想されるために、印加に必要な力を定量的に評価する必要があった。
この実験に際しては、白金膜の厚みが２０００ｎｍの上部電極膜の材料を用意した。その結果、印加力としては１６０Ｎ以上の力を印加して接着を行えば、引き剥がしが可能であることを確認することができた。
【符号の説明】
【００６５】
１  非耐熱性基板
２  下部電極（第１の電極）
３  誘電体
４  上部電極（第２の電極）
５  貫通穴に充填された金属ペーストあるいは半田
６  耐熱性基板
７  絶縁膜
８ａ  上部電極膜
８ｂ  上部電極
９ａ  誘電体膜
９ｂ  誘電体
１０  耐熱性基体
１１  絶縁膜
１２  下部電極（第１の電極）
１３  誘電体
１４  上部電極（第２の電極）
１５  耐熱性基板
１６  絶縁膜
１７  絶縁膜
２１  加圧ヘッド
２２  金型ホルダ
２３  金型
２４  転写基板
２５  基板ホルダ
３１  第１のワークガイド
３２  第１の固定プレート
３３  第１の開口部
３４  第１の保持手段
３５  固定板
３６  低頭ボルト
３７  第２のワークガイド
３８  第２の固定プレート
３９  第２の開口部
４０  第２の保持手段
４１  固定板  
４２  低頭ボルト
４３  開口部
４４  開口部
５１  耐熱性基板
５２  酸化膜
５３  上部電極
５４  誘電体
５５  非耐熱性基板
５６  下部電極
６０  非耐熱性基板
６１ａ  下部電極膜（第１の電極）
６１ｂ  下部電極（第１の電極）
６２ａ  導電性接着膜
６２ｂ  導電性接着部
６３ａ  誘電体膜
６３ｂ  誘電体
６４ａ  上部電極膜（第２の電極）
６４ｂ  上部電極（第２の電極）
６５  絶縁膜
６６  耐熱性基板
６７  絶縁膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図１６】
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【図１７】
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