表面微细构造的形成方法以及具有表面微细构造的基体技术

一种表面微细构造的形成方法，该方法包括：第一工序，准备具有加工合适值的基板，以接近于上述基板的上述加工合适值的照射强度、或者以加工合适值以上且烧蚀阈值以下的照射强度，对与上述基板的表面接近的部分照射具有皮秒量级以下的脉冲时间宽度的激光，在上述激光聚光的焦点以及接近于该焦点的区域中以自组织的方式形成周期性地配置第一改性部与第二改性部的周期构造；和第二工序，通过对形成有上述周期构造的上述基板的表面进行蚀刻处理，形成使上述第一改性部为凹部的凹凸构造。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用激光以及蚀刻实现的表面微细构造的形成方法以及具有表面微细构造的基体。本申请基于2010年2月5日在日本申请的特愿2010 — 024776号主张优先权，将其内容援用于本说明书中。
技术介绍
众所周知，如果使脉冲时间宽度为皮秒量级以下的激光脉冲聚光照射到加工材料的内部，则由于因激光脉冲而在聚光部所产生的等离子激元(Plasmon)与入射光，改性部和、数百纳米量级的周期构造会相对于激光偏振光垂直地形成。另外，众所周知，通过使圆偏振光聚光照射到材料内部，可得到沿偏振光旋转方向旋绕的特别构造。利用了这些现象的加工方法正被积极研究(例如参照下述专利文献I)。人们提出了一种在内部形成该周期构造的基础上增大凹凸，来制造纵横(aspect)比高的周期构造的方法。例如，公开了下述方法，即以大于形成周期构造用的加工阈值的功率使脉冲时间宽度为皮秒量级以下的超短脉冲激光聚光照射到材质内部。然后进行研磨，来使激光改性部2露出，通过利用氢氟酸的湿法蚀刻选择性地对周期构造进行蚀刻，从而形成周期性的凹凸构造(例如参照下述非专利文献I)。在利用通过蚀刻制成的周期构造来制造器件的情况下，为了能够与各种各样的器件对应，希望能够通过制造方法来控制该周期构造的纵横比。但是，在上述非专利文献I所公开的方法中存在以下所示的问题。( I)难以形成纵横比非常高的凹凸构造。(2)由于在向内部照射了激光后，需要使周期构造露出的研磨工序，所以加工工序增加。(3)虽容易形成比较高的纵横比的周期构造，但由于利用浓度为I %以下的氢氟酸实施蚀刻工序，所以难以通过变化该氢氟酸的浓度来控制加工形状。专利文献I :日本国特开2008 - 49380号公报非专利文献I 0PTICS LETTERS/JuIy 15，2005/vol. 30，NO. 14/1867-
技术实现思路
本专利技术鉴于这样的现有实际情况而提出，其第一目的在于，通过比以往简略的方法来形成具有高纵横比的周期构造。而且，第二目的在于，提供一种能够控制加工形状、并能够形成具有高纵横比的周期构造的表面微细构造的形成方法。并且，本专利技术的第三目的在于，提供一种具备由具有高纵横比的周期构造构成的表面微细构造的基体。本专利技术的方式涉及的表面微细构造的形成方法包括第一工序，准备具有加工合适值的基板，以接近于上述基板的上述加工合适值的照射强度、或者以加工合适值以上且烧蚀阈值以下的照射强度，对与上述基板的表面接近的部分照射具有皮秒量级以下的脉冲时间宽度的激光，在上述激光聚光的焦点以及接近于该焦点的区域中以自组织的方式形成周期性地配置第一改性部与第二改性部的周期构造；和第二工序，通过对形成有上述周期构造的上述基板的表面进行蚀刻处理，形成使上述第一改性部为凹部的凹凸构造。在上述第一工序中，也可以通过使用直线偏振激光作为上述激光，来形成与上述激光的偏振方向垂直地配置的上述凹部作为上述周期构造。在上述第一工序中，也可以通过使用圆偏振激光作为上述激光，来形成具有沿圆偏振光的旋转方向旋绕的形状的上述凹部作为上述周期构造。在上述第一工序中，也可以通过使用圆偏振激光作为上述激光，来形成与激光扫描方向倾斜地配置的上述凹部作为上述周期构造。在上述第二工序中，作为上述蚀刻处理，也可以使用各向同性干法蚀刻法，形成具有在接近于上述激光聚光的焦点的区域周期性地配置的第一凹部和在该第一凹部的底部周期性地配置的微细的第二凹部的周期性凹凸构造。在上述第二工序中，作为上述蚀刻处理，也可以使用各向异性干法蚀刻法，选择性地蚀刻接近于上述激光聚光的焦点的区域来较深地形成上述凹部，从而形成周期性凹凸构造。作为上述蚀刻处理，也可以通过使用各向异性干法蚀刻法，并且使蚀刻时的处理压力变化，来控制上述凹部的形状。本专利技术的方式涉及的基体在与基板的表面接近的部分具备由上述表面微细构造的形成方法形成的、包含周期性地配置的凹部的凹凸构造。专利技术的效果对于本专利技术的方式涉及的表面微细构造的形成方法而言，在第一工序中，以接近于该基板的加工合适值的照射强度、或者以加工合适值以上且烧蚀阈值以下的照射强度对与基板的表面接近的部分照射激光，在与上述激光聚光的焦点接近的区域自组织地形成周期性配置第一改性部与第二改性部的周期构造之后，在第二工序中对形成有上述周期构造的上述基板的表面进行蚀刻处理，从而形成选择性地蚀刻上述第一改性部来作为凹部的凹凸构造。因此，能够通过比以往简略的方法，形成具有高纵横比的周期构造。另外，通过改变上述激光的偏振、蚀刻时的参数，能够控制加工形状。由此，根据本专利技术，可以提供具有下述特征的表面微细构造的形成方法，即能够实现加工工序的简化，可控制加工形状，并且能够形成包含高纵横比的凹部的凹凸构造。另外，本专利技术的方式涉及的基体具有包含周期性地配置于与基板的表面接近的部分的凹部的凹凸构造。由于该凹部通过上述本专利技术的表面微细构造的形成方法形成，所以具有高纵横比。结果，根据本专利技术，可以提供具备表面微细构造的基体，该表面微细构造由具有高纵横比的周期构造构成。附图说明图IA是示意性地表示本专利技术的一个实施方式涉及的表面微细构造的形成方法的剖视图。图IB是示意性地表示本专利技术的一个实施方式涉及的表面微细构造的形成方法的首1J视图。图2是示意性地表示周期构造的形成例的俯视图。图3是表示周期构造的形成例的照片。图4是表示周期构造的形成例的照片。图5是示意性地表示周期构造的形成例的俯视图。图6是表示周期构造的形成例的照片。图7是示意性地表示形成有包括凸部以及凹部的周期构造的例子的剖视图。图8是示意性地表示形成有包括第一凹部和在该第一凹部的底部周期性地配置的微细的第二凸部以及第二凹部的周期构造的例子的剖视图。图9是示意性地表示本专利技术的基体的一个构成例的剖视图。具体实施例方式以下，对本专利技术的一个实施方式涉及的表面微细构造的形成方法以及基体进行说明。图IA以及图IB是示意性地表示本实施方式的表面微细构造的形成方法的剖视图。本专利技术的表面微细构造的形成方法包括第一工序，以接近于该基板10的加工合适值的照射强度、或者以加工合适值以上且烧蚀阈值以下的照射强度对与基板10的表面接近的部分照射激光L，在与上述激光L聚光的焦点接近的区域，自组织地形成周期性地配置的、通过下一工序的蚀刻处理形成凹部12的周期构造14 ;以及第二工序，对形成了上述周期构造14的上述基板10的表面进行蚀刻处理，向下挖掘形成上述凹部12的区域来形成凹凸构造15 。对于本实施方式的表面微细构造的形成方法，在第一工序中，以接近于该基板10的加工合适值的照射强度、或者以加工合适值以上且烧蚀阈值以下的照射强度，对与基板10的表面接近的部分照射激光L。由此，在与上述激光L聚光的焦点接近的区域，自组织地形成周期性地配置的、通过下一工序的蚀刻处理形成凹部12的周期构造14 。然后，在第二工序中，对形成了上述周期构造14的上述基板10的表面进行蚀刻处理，形成包括上述凹部12的凹凸构造15。该凹凸构造15中的凹部12通过相当于等离子激元或者电子等离子体波与入射光的干涉波相互加强的部分的第一改性部Ila与其他区域(第二改性部Ilb)相比，被选择性蚀刻而得到。另外，通过改变上述激光L的偏振、蚀刻时的参数，能够控制加工形状。尤其通过在蚀刻中使用干法蚀刻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：额贺理，山本敏，寒川诚二，杉山正和，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，技术研究组合BEANS研究所，国立大学法人东京大学，
类型：发明
国别省市：