[發明專利]表面微細構造的形成方法以及具有表面微細構造的基體

無效

• 申請號: 201180008380.8
• 申請日: 2011-01-31
• 公開（公告）號: CN102741010A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 額賀理;山本敏;寒川誠二;杉山正和
• 申請（專利權）人: 株式會社藤倉;技術研究組合BEANS研究所;國立大學法人東京大學
• 主分類號: B23K26/32
• 分類號: B23K26/32;B23K26/00;B23K26/36;C03C15/00;C03C23/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李偉;王軼

技術領域

本發明涉及利用激光以及蝕刻實現的表面微細構造的形成方法以及具有表面微細構造的基體。

本申請基于2010年2月5日在日本申請的特愿2010－024776號主張優先權，將其內容援用于本說明書中。

背景技術

眾所周知，如果使脈沖時間寬度為皮秒量級以下的激光脈沖聚光照射到加工材料的內部，則由于因激光脈沖而在聚光部所產生的等離子激元（Plasmon）與入射光，改性部和數百納米量級的周期構造會相對于激光偏振光垂直地形成。另外，眾所周知，通過使圓偏振光聚光照射到材料內部，可得到沿偏振光旋轉方向旋繞的特別構造。利用了這些現象的加工方法正被積極研究（例如參照下述專利文獻1）。

人們提出了一種在內部形成該周期構造的基礎上增大凹凸，來制造縱橫（aspect）比高的周期構造的方法。例如，公開了下述方法，即以大于形成周期構造用的加工閾值的功率使脈沖時間寬度為皮秒量級以下的超短脈沖激光聚光照射到材質內部。然后進行研磨，來使激光改性部2露出，通過利用氫氟酸的濕法蝕刻選擇性地對周期構造進行蝕刻，從而形成周期性的凹凸構造（例如參照下述非專利文獻1）。

在利用通過蝕刻制成的周期構造來制造器件的情況下，為了能夠與各種各樣的器件對應，希望能夠通過制造方法來控制該周期構造的縱橫比。

但是，在上述非專利文獻1所公開的方法中存在以下所示的問題。

（1）難以形成縱橫比非常高的凹凸構造。

（2）由于在向內部照射了激光后，需要使周期構造露出的研磨工序，所以加工工序增加。

（3）雖容易形成比較高的縱橫比的周期構造，但由于利用濃度為1％以下的氫氟酸實施蝕刻工序，所以難以通過變化該氫氟酸的濃度來控制加工形狀。

專利文獻1：日本國特開2008－49380號公報

非專利文獻1：OPTICS?LETTERS/July?15,2005/vol.30,NO.14/1867-

發明內容

本發明鑒于這樣的現有實際情況而提出，其第一目的在于，通過比以往簡略的方法來形成具有高縱橫比的周期構造。

而且，第二目的在于，提供一種能夠控制加工形狀、并能夠形成具有高縱橫比的周期構造的表面微細構造的形成方法。

并且，本發明的第三目的在于，提供一種具備由具有高縱橫比的周期構造構成的表面微細構造的基體。

本發明的方式涉及的表面微細構造的形成方法包括：第一工序，準備具有加工合適值的基板，以接近于上述基板的上述加工合適值的照射強度、或者以加工合適值以上且燒蝕閾值以下的照射強度，對與上述基板的表面接近的部分照射具有皮秒量級以下的脈沖時間寬度的激光，在上述激光聚光的焦點以及接近于該焦點的區域中以自組織的方式形成周期性地配置第一改性部與第二改性部的周期構造；和第二工序，通過對形成有上述周期構造的上述基板的表面進行蝕刻處理，形成使上述第一改性部為凹部的凹凸構造。

在上述第一工序中，也可以通過使用直線偏振激光作為上述激光，來形成與上述激光的偏振方向垂直地配置的上述凹部作為上述周期構造。

在上述第一工序中，也可以通過使用圓偏振激光作為上述激光，來形成具有沿圓偏振光的旋轉方向旋繞的形狀的上述凹部作為上述周期構造。

在上述第一工序中，也可以通過使用圓偏振激光作為上述激光，來形成與激光掃描方向傾斜地配置的上述凹部作為上述周期構造。

在上述第二工序中，作為上述蝕刻處理，也可以使用各向同性干法蝕刻法，形成具有在接近于上述激光聚光的焦點的區域周期性地配置的第一凹部和在該第一凹部的底部周期性地配置的微細的第二凹部的周期性凹凸構造。

在上述第二工序中，作為上述蝕刻處理，也可以使用各向異性干法蝕刻法，選擇性地蝕刻接近于上述激光聚光的焦點的區域來較深地形成上述凹部，從而形成周期性凹凸構造。

作為上述蝕刻處理，也可以通過使用各向異性干法蝕刻法，并且使蝕刻時的處理壓力變化，來控制上述凹部的形狀。

本發明的方式涉及的基體在與基板的表面接近的部分具備由上述表面微細構造的形成方法形成的、包含周期性地配置的凹部的凹凸構造。

發明的效果