專利名稱：微細(xì)構(gòu)造的形成方法以及具有微細(xì)構(gòu)造的基體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用激光以及蝕刻形成微細(xì)構(gòu)造的形成方法以及具有微細(xì)構(gòu)造的基體。本申請(qǐng)主張于2010年2月5日在日本申請(qǐng)的特愿2010 — 024775號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并在此援引其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
作為在基板(加工材料)上形成微細(xì)構(gòu)造的方法，已知下述的方法。作為第一種方法，已知使用光刻技術(shù)的微細(xì)構(gòu)造的形成方法。在該方法中，首先， 在材料的表面形成掩膜，之后，利用濕式蝕刻或干式蝕刻，形成微細(xì)構(gòu)造(例如，參照下述專利文獻(xiàn)I)。作為第二種方法，已知聚光照射具有皮秒級(jí)以下的脈沖時(shí)間寬度的激光，在聚光部形成構(gòu)造變質(zhì)部，之后，通過利用氟酸等的濕式蝕刻，形成高深寬比(High aspect)的槽、微細(xì)孔或者在橫向等分支或分支彎曲的構(gòu)造的方法(例如，參照下述專利文獻(xiàn)2)。作為第三種方法，已知下述的方法。首先，將具有皮秒級(jí)以下的脈沖時(shí)間寬度的激 光脈沖聚光照射到加工材料的表面以及離表面近的部分、或內(nèi)部，在聚光部利用通過激光脈沖所產(chǎn)生的電子等離子體波和入射光，與激光偏振垂直地形成變質(zhì)部和數(shù)百納米級(jí)的周期構(gòu)造?；蛘撸ㄟ^將圓偏振聚光照射到加工材料的內(nèi)部，形成向偏振旋轉(zhuǎn)方向打旋的特別的構(gòu)造(例如，參照下述專利文獻(xiàn)3)。接下來，進(jìn)行研磨，使激光變質(zhì)部露出，通過利用氟酸的濕式蝕刻，而選擇性地對(duì)周期構(gòu)造進(jìn)行蝕刻從而形成周期性地凹凸。(例如，參照下述非專利文獻(xiàn)I)。作為第四種方法，提出了用水或乙醇覆蓋基板的表面，聚光照射具有皮秒級(jí)以下的脈沖時(shí)間寬度的激光，使聚光部產(chǎn)生消融而形成微細(xì)孔的方法(例如，參照下述非專利文獻(xiàn)2)。然而，在上述的第一種光刻法中，例如在石英玻璃等的加工材料上形成寬度數(shù)百納米級(jí)、深度5微米以上的高深寬比構(gòu)造，一般來說是困難的。另外，由于加工形狀限定在一維方向，所以在加工材料內(nèi)部進(jìn)行橫向的蝕刻是困難的。而且，在第二種所記載的組合脈沖激光和濕式蝕刻的方法中，能夠進(jìn)行橫向以及垂直方向的蝕刻，但主要加工孔徑為至少數(shù)微米以上的微米級(jí)的孔，所以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的加工寬度是困難的。并且，在第三種所記載的方法中，能夠以數(shù)百納米級(jí)形成周期構(gòu)造，但自行形成周期構(gòu)造，所以在任意的地方單獨(dú)形成孔是困難的，而且也沒有記載橫向的蝕刻方法。 而且，在利用第四種方法實(shí)施加工的情況下，能夠進(jìn)行橫向以及垂直方向的微細(xì)孔加工，但由于(I)是孔徑為至少數(shù)微米以上的微米級(jí)的加工，(2)是利用消融的加工，所以加工面粗糙，(3)加工速度慢，(4)若深寬比變大，則因消融飛散的微粒子堵塞等原因，有蝕刻停止等缺點(diǎn)。
專利文獻(xiàn)I :日本國(guó)特開2006 - 111525號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本國(guó)特開2005 - 219105號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本國(guó)特表2004 - 035255號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)I 0PTICS LETTERS/JuLy 15，2005/voL. 30，NO. 14/1867-非專利文獻(xiàn)2 :AppLied Physics A /August, 2005/voL. 79, NO. 3/605-

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的以往的實(shí)際情況而做出的，其第一目的在于，提供能夠控制加工形狀的同時(shí)，能夠形成具有納米級(jí)的開口寬度且具有高深寬比的微細(xì)構(gòu)造的微細(xì)構(gòu)造的形成方法。另外，本發(fā)明的第二目的在于，提供具備微細(xì)構(gòu)造的基體，該微細(xì)構(gòu)造具有納米級(jí)的開口寬度且具有高深寬比。本發(fā)明的微細(xì)構(gòu)造的形成方法，準(zhǔn)備具有加工適合值的基板；對(duì)于上述基板的內(nèi)部，以接近于上述基板的上述加工適合值的照射強(qiáng)度，將具有皮秒級(jí)以下的脈沖時(shí)間寬度的激光在由上述激光的傳播方向和與上述激光的偏振方向(電場(chǎng)方向)垂直的方向構(gòu)成的平面內(nèi)進(jìn)行照射；在上述激光聚光的焦點(diǎn)以及離該焦點(diǎn)近的區(qū)域形成構(gòu)造改性部(第一工序);對(duì)上述構(gòu)造改性部選擇性地進(jìn)行蝕刻處理，形成由微細(xì)孔構(gòu)成的微細(xì)構(gòu)造(第二工序)。上述微細(xì)構(gòu)造可以為槽。上述微細(xì)構(gòu)造也可以為通孔。上述微細(xì)構(gòu)造的至少一部分也可以形成，在上述基板內(nèi)部彎曲或分支的構(gòu)造，或者相對(duì)于上述基板表面在橫向或者傾斜方向配置的三維構(gòu)造。在上述基板的表面也可以以自行形成的方式形成相對(duì)于上述激光的偏振方向垂直配置的周期構(gòu)造。本發(fā)明的基體，在基板的內(nèi)部具備通過上述微細(xì)構(gòu)造的形成方法形成的微細(xì)構(gòu)造。本發(fā)明的微細(xì)構(gòu)造的形成方法，在第一工序，向基板的內(nèi)部照射激光，在上述激光聚光的焦點(diǎn)以及離該焦點(diǎn)近的區(qū)域形成構(gòu)造改性部，之后在第二工序，對(duì)上述構(gòu)造改性部選擇性地進(jìn)行蝕刻處理，形成由微細(xì)孔構(gòu)成的微細(xì)構(gòu)造。此時(shí)，在上述第一工序中，將上述激光的照射強(qiáng)度設(shè)為接近于上述基板的加工適合值的照射強(qiáng)度，并且將上述激光的照射區(qū)域設(shè)為由上述激光的傳播方向和與上述激光的偏振方向垂直的方向構(gòu)成的平面內(nèi)，所以沒有形成周期性的構(gòu)造，通過激光照射形成一個(gè)構(gòu)造改性部。之后，通過進(jìn)行蝕刻，形成具有納米級(jí)的開口寬度且具有高深寬比的微細(xì)孔。其結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供可控制加工形狀，并且能夠形成至少相對(duì)于激光的偏振方向具有納米級(jí)的開口寬度的高深寬比的微細(xì)構(gòu)造的微細(xì)構(gòu)造的形成方法。而且，本發(fā)明的基體在基板的內(nèi)部具有由微細(xì)孔構(gòu)成的微細(xì)構(gòu)造。該微細(xì)孔通過上述的本實(shí)施方式的方法形成，所以具有高深寬比。其結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供具有納米級(jí)的開口寬度，并且具備高深寬比的微細(xì)構(gòu)造的基體。


圖I是示意性地表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的微細(xì)構(gòu)造的形成方法的立體圖。圖2是示意性地表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的微細(xì)構(gòu)造的形成方法的立體圖。圖3A是示意性地表示激光照射能量和所形成的構(gòu)造改性部(氧氣缺乏部)的關(guān)系的圖。圖3B是示意性地表示激光照射能量和所形成的構(gòu)造改性部(氧氣缺乏部)的關(guān)系的圖。圖4是表示由微細(xì)孔構(gòu)成的微細(xì)構(gòu)造的形成例的照片。圖5是表示由微細(xì)孔構(gòu)成的微細(xì)構(gòu)造的其他的形成例的照片。
圖6是示意性地表示本發(fā)明的基體的一構(gòu)成例的立體圖。圖7是利用以往技術(shù)形成的微細(xì)孔的剖面圖。圖8是利用本發(fā)明形成的微細(xì)孔的剖面圖。
具體實(shí)施例方式以下，對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式的微細(xì)構(gòu)造的形成方法以及基體的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖I以及圖2是示意性地表示本實(shí)施方式的微細(xì)構(gòu)造的形成方法的立體圖。本實(shí)施方式的微細(xì)構(gòu)造的形成方法具有向基板10的內(nèi)部照射激光L，在上述激光L聚光的焦點(diǎn)以及離該焦點(diǎn)近的區(qū)域形成構(gòu)造改性部11的第一工序(參照?qǐng)DI);對(duì)上述構(gòu)造改性部11選擇性地進(jìn)行蝕刻處理，形成由微細(xì)孔12構(gòu)成的微細(xì)構(gòu)造13的第二工序(參照?qǐng)D2)，在上述第一工序中，上述激光L的照射強(qiáng)度被設(shè)為接近于上述基板10的加工適合值的照射強(qiáng)度，并且上述激光L的照射區(qū)域被設(shè)為由上述激光L的傳播方向(圖I中，箭頭A)和與上述激光L的偏振(也稱為電場(chǎng)或者電場(chǎng)矢量)方向(圖I中，箭頭B)垂直的方向構(gòu)成的平面IOa內(nèi)。本實(shí)施方式的微細(xì)構(gòu)造的形成方法中，在第一工序，向基板10的內(nèi)部照射激光L，在上述激光L聚光的焦點(diǎn)以及離該焦點(diǎn)近的區(qū)域形成構(gòu)造改性部11，之后在第二工序，對(duì)上述構(gòu)造改性部11選擇性地進(jìn)行蝕刻處理，形成由微細(xì)孔12構(gòu)成的微細(xì)構(gòu)造13。此時(shí)，在上述第一工序中，將上述激光L的照射強(qiáng)度設(shè)為接近于上述基板10的加工適合值的照射強(qiáng)度，并且將上述激光L的照射區(qū)域設(shè)為由上述激光L的傳播方向(箭頭A)和與上述激光L的偏振方向(箭頭B)垂直的方向構(gòu)成的平面IOa內(nèi)，所以沒有形成周期性的構(gòu)造，通過激光照射形成一個(gè)構(gòu)造改性部11。之后，通過進(jìn)行蝕刻，形成具有納米級(jí)的開口寬度且具有高深寬比的微細(xì)孔12。其結(jié)果，在本實(shí)施方式的微細(xì)構(gòu)造的形成方法中，能夠控制加工形狀，并且能夠形成至少相對(duì)于激光的偏振方向具有納米級(jí)的開口寬度的高深寬比的微細(xì)構(gòu)造13。以下，按照工序順序進(jìn)行說明。(I)如圖I所示，向基板10的內(nèi)部照射激光L，在上述激光L聚光的焦點(diǎn)以及離該焦點(diǎn)近的區(qū)域形成構(gòu)造改性部11 (第一工序)。首先，向基板10的內(nèi)部，通過透鏡20聚光照射激光L或者對(duì)聚光部進(jìn)行掃描而照射，形成構(gòu)造改性部11。此時(shí)，使上述激光L的照射強(qiáng)度接近于上述基板10的加工適合值的照射強(qiáng)度，并且使激光的偏振方向與掃描方向垂直。在此，加工適合值定義為用于形成周期構(gòu)造的激光脈沖能量的下限值。
作為構(gòu)成基板10的材料，優(yōu)選相對(duì)于激光的波長(zhǎng)為透過率的較高的材質(zhì)。合成石英最適合加工，但除此之外還可使用例如，硼硅玻璃等的玻璃材料、石英、寶石、金剛石、單晶娃等的晶體性材料。另外，作為激光L，優(yōu)選使用具有皮秒級(jí)以下的脈沖時(shí)間寬度的激光。例如，能夠使用鈦寶石激光，光纖激光等。其中，需要使用相對(duì)于基板10透明的波長(zhǎng)。對(duì)激光L聚光的透鏡20能夠使用例如折射式的物鏡或折射式的透鏡。除此之外也可以采用例如，菲涅耳(FResneL)、反射式、油浸、水浸式進(jìn)行照射。另外，例如，若使用柱面透鏡，則能夠一次性向基板10的廣范圍照射激光。另外，例如，若使用錐形透鏡，則能夠一次性向基板10的垂直方向的大范圍照射激光L。但是，在使用柱面透鏡的情況下，需要激光L的偏振相對(duì)于透鏡20具有曲率的方向平行。另外，在本實(shí)施方式中，將激光L的照射區(qū)域設(shè)為由上述激光L的傳播方向(箭頭A)和相對(duì)于上述激光L的偏振方向(箭頭B)垂直的方向構(gòu)成的平面IOa內(nèi)。
此外，作為上述偏振詳細(xì)說明了直線偏振，但采用具有一些橢圓偏振成分的激光脈沖也能夠形成相同的構(gòu)造。另外，針對(duì)激光L的照射區(qū)域，以上述激光L的傳播方向(箭頭A)和上述激光L的偏振方向(箭頭B)之間的關(guān)系進(jìn)行了敘述，但是從垂直偏離一些角度變化也能夠得到相同的構(gòu)造。即，優(yōu)選平面IOa和激光L的偏振方向(箭頭B)所呈的角度大于88°，90°以下，更優(yōu)選88. 5°以上90°以下，更優(yōu)選89°以上90°以下，特別優(yōu)選90。。激光L的照射方法不作特別限定，但作為能夠通過一次性連續(xù)照射而形成的構(gòu)造，限定為相對(duì)于偏振方向垂直的一維方向和激光L的傳播方向的二維方向。S卩，通過一次性連續(xù)照射而形成的構(gòu)造形成于由激光L的傳播方向(箭頭A)和與激光L的偏振方向(箭頭B)垂直的方向構(gòu)成的平面IOa內(nèi)。只要是該二維方向內(nèi)，則能夠在基板10的內(nèi)部形任意地成構(gòu)造。例如，能夠按照照射部在與激光L的傳播方向平行方向重疊的方式照射，在與激光L的傳播方向垂直的方向或者傾斜方向加工，或者在基板10的內(nèi)部的平面IOa內(nèi)形成分支構(gòu)造、曲線等。此時(shí)，激光L的照射，先在激光L的傳播方向照射最遠(yuǎn)的位置，接著照射近的位置即可。若先照射近的位置，接著照射遠(yuǎn)的位置，則有因形成于近的位置的構(gòu)造改性部會(huì)妨礙激光L的傳播，不易在遠(yuǎn)的位置形成構(gòu)造改性部的情況。為了形成沿三維方向延伸的構(gòu)造，在每次形成時(shí)，需要改變偏振光方向。能夠通過一次性描繪加工的面，是由激光L的傳播方向和與偏振方向垂直的方向構(gòu)成的面。對(duì)不同角度的平面進(jìn)行加工時(shí)，通過改變偏振方向能夠形成三維的復(fù)雜的構(gòu)造。在對(duì)多個(gè)平面進(jìn)行加工時(shí)，可以通過改變幾次激光L的聚光位置、偏振方向，進(jìn)行加工。并且，在通過一次性描繪加工的面上形成的、多個(gè)構(gòu)造改性部相接的情況或者交叉的情況下，通過進(jìn)行蝕刻處理，能夠連接各個(gè)微細(xì)孔。具體而言，例如，使用鈦寶石激光(作為激光介質(zhì)使用在寶石摻雜鈦的結(jié)晶的激光)。作為照射條件，例如，以波長(zhǎng)800nm、重復(fù)頻率200kHz、激光掃描速度Imm /秒，將激光L聚光照射。這些波長(zhǎng)、重復(fù)頻率、掃描速度的值為一例，本發(fā)明并不局限于此，可任意改變。在上述的將鈦寶石激光照射到石英基板的情況下，作為用于聚光的透鏡20，優(yōu)選使用N. A <不足O. 7的物鏡。在對(duì)離石英基板的表面近的部分照射激光時(shí)，優(yōu)選脈沖能量為接近于加工適合值的能量(例如80nJ / PuLse左右以下)。若為其以上的能量，則不易加工納米級(jí)的加工寬度，成為微米級(jí)的加工寬度。或者，成為形成多個(gè)周期構(gòu)造的構(gòu)造，不能形成本發(fā)明的構(gòu)造。并且，即使N.A.彡O. 7，也能夠形成構(gòu)造改性部，但光斑尺寸更小，聚光部中的每個(gè)I脈沖的激光能量密度變大，成為形成了多個(gè)周期構(gòu)造的構(gòu)造。因此，使用N. A. ^ O. 7的物鏡的情況下，要求聚光部中的激光的脈沖能量變得更小。另外，本發(fā)明中，也能夠自行形成相對(duì)于激光L的偏振方向垂直配置的周期構(gòu)造。若以相同的激光照射條件、蝕刻條件，對(duì)離基板10的表面近的部分進(jìn)行加工，則能夠在基板10的表面形成配置于與激光L的偏振方向垂直的方向的、數(shù)百納米級(jí)的周期性的凹凸構(gòu)造。因此，若在離基板10的表面近的部分以及內(nèi)部，以相同的條件進(jìn)行加工，則能夠在離基板10的表面近的部分形成周期構(gòu)造，并且能夠在內(nèi)部形成至少偏振方向的開口寬度為納米級(jí)的微細(xì)構(gòu)造13。此外，記載了偏振為直線偏振的情況，但即使是具有一些橢圓偏振成分的激光脈沖也能夠形成相同的周期構(gòu)造。 (2)接下來，如圖2所示，對(duì)上述構(gòu)造改性部11選擇性地進(jìn)行蝕刻處理，形成由微細(xì)孔12構(gòu)成的微細(xì)構(gòu)造13 (第二工序)。之后，通過進(jìn)行蝕刻，對(duì)構(gòu)造改性部11選擇性地進(jìn)行蝕刻，形成由微細(xì)孔12構(gòu)成的微細(xì)構(gòu)造13。由此，能夠形成至少電場(chǎng)矢量方向的開口寬度為納米級(jí)的微細(xì)構(gòu)造13。該微細(xì)孔12 (微細(xì)構(gòu)造13)也能夠?qū)崿F(xiàn)在內(nèi)部的橫向具有分支、彎曲等復(fù)雜的構(gòu)造的加工形狀，即使是高深寬比的構(gòu)造也不會(huì)發(fā)生蝕刻停止。已知通過以加工適合值以上的照射強(qiáng)度，聚光照射具有皮秒級(jí)以下的脈沖時(shí)間寬度的脈沖激光，在聚光部發(fā)生電子等離子體波和入射光的干擾，自行形成相對(duì)于激光的偏振垂直的周期構(gòu)造。該周期構(gòu)造視為耐蝕刻性弱的區(qū)域。例如，在為石英的情況下，周期性地排列氧氣缺乏的區(qū)域和氧氣增加的區(qū)域，氧氣缺乏部(上述周期構(gòu)造)的耐蝕刻性變?nèi)?，若進(jìn)行蝕刻，形成周期性的凹部以及凸部。如圖3A所示，若對(duì)基板10的內(nèi)部，以接近于加工適合值的照射強(qiáng)度、其中不足加工適合值、且能夠?qū)?0改性而降低耐蝕刻性的激光照射能量的下限值(閾值)以上進(jìn)行激光照射(圖3A的部分A)，則不能形成周期性的構(gòu)造，通過激光照射形成一個(gè)氧氣缺乏部(圖3A的部分B)。圖3A的部分C的照片是形成于石英基板的一個(gè)氧氣缺乏部的剖面照片。另一方面，如圖3B所示，若賦予加工適合值以上的激光照射能量，則在內(nèi)部自行形成多個(gè)氧氣缺乏部。通過激光照射僅形成一個(gè)氧氣缺乏部(構(gòu)造改性部11)時(shí)，該氧氣缺乏部極容易被蝕刻。另一方面，若存在多個(gè)氧氣缺乏部，則多個(gè)氧氣缺乏部的蝕刻性比一個(gè)氧氣缺乏部還差。本發(fā)明者首次發(fā)現(xiàn)了該現(xiàn)象。在此，對(duì)由以往技術(shù)的多個(gè)氧氣缺乏部形成的微細(xì)孔和本發(fā)明中的微細(xì)孔之間的差異進(jìn)行說明。圖7示出以往技術(shù)中的微細(xì)孔的剖面形狀。以往，通過賦予加工適合值以上的激光照射能量，在激光聚光的焦點(diǎn)的內(nèi)部自行形成多個(gè)氧氣缺乏部。接下來，若進(jìn)行蝕刻處理，則多個(gè)氧氣缺乏部被選擇性地蝕刻，從而形成多個(gè)微細(xì)孔。并且若繼續(xù)進(jìn)行蝕刻處理，則存在于相鄰的微細(xì)孔之間的氧氣充足的區(qū)域也被蝕刻，相鄰的微細(xì)孔彼此之間結(jié)合。這樣，形成圖7所示的一個(gè)微細(xì)孔。利用以往技術(shù)形成的微細(xì)孔呈外緣不平滑的凹凸形狀。或者，即使在設(shè)為相鄰的微細(xì)孔不結(jié)合的蝕刻條件的情況下，由于多個(gè)微細(xì)孔彼此的剖面形狀、尺寸不同，所以不易形成形狀一致的多個(gè)微細(xì)孔。圖8示出本發(fā)明中的微細(xì)孔的剖面形狀。由于以接近于加工適合值的照射強(qiáng)度、即使中間小于加工適合值也以能夠?qū)?0改性而降低耐蝕刻性的激光照射能量的下限值(閾值)以上的強(qiáng)度進(jìn)行激光照射，所以在焦點(diǎn)不形成周期性的構(gòu)造，而形成一個(gè)氧氣缺乏區(qū)域。接下來，若進(jìn)行蝕刻處理，則形成一個(gè)微細(xì)孔，呈圖8所示的剖面形狀。與以往技術(shù)中形成的微細(xì)孔不同，呈外緣平滑的形狀。作為蝕刻，可以采用濕式蝕刻或干式蝕刻。濕式蝕刻中，優(yōu)選使用例如，I %以下的氟酸，但也可以使用其他的具有酸或堿性的材料。作為能夠在干式蝕刻中使用的蝕刻的方式，各向同性蝕刻法能夠利用例如，圓筒型等離子體蝕刻、平行平板型等離子體蝕刻、下降流(down fLow)型化學(xué)干式蝕刻等各種干式蝕刻方式。作為各向異性干式蝕刻法，例如作為利用反應(yīng)離子刻蝕(以下，RIE)的方法，能夠使用平行平板型RIE、磁控管型RIE、ICP型RIE、NLD型RIE等。除了 RIE以外，例如能夠利用采用中性粒子束的蝕刻。在利用各向異性干式蝕刻法的情況下，通過提高工藝壓力等的手法，縮短離子的平均自由行程，能夠進(jìn)行接近于各向同性蝕刻的加工。使用的氣體主要為例如，氟碳(fLuoRocaRbon)系、SF系氣體、CHF3、氟氣、氯氣等，能夠?qū)Σ牧线M(jìn)行化學(xué)蝕刻的氣體，可在這些氣體中適當(dāng)?shù)鼗旌掀渌难鯕?、氬、氦等而使用，也可以進(jìn)行采用其他的干式蝕刻方式的加工。如上所述，能夠形成由配置在基板10的內(nèi)部的微細(xì)孔12構(gòu)成的微細(xì)構(gòu)造13。此外，被加工的微細(xì)構(gòu)造13呈平坦的構(gòu)造，所以成為納米級(jí)的構(gòu)造的，至少只有偏振方向一維方向。偏振方向的開口寬度幾乎由蝕刻速度決定，因此理論上可以以數(shù)納米左右的寬度進(jìn)行加工。由這樣形成的微細(xì)孔12構(gòu)成的微細(xì)構(gòu)造13，例如作為槽或通孔發(fā)揮功能。通過具有高深寬比的槽構(gòu)造，從而表面積增大，所以若進(jìn)行導(dǎo)電體或電介質(zhì)的成膜，則能夠形成靜電容量大的電容器。另外，對(duì)于通孔而言，通過在通孔內(nèi)填充導(dǎo)電體，能夠形成布線。另夕卜，至少一部分能夠具備在上述基板10的內(nèi)部彎曲或者分支的構(gòu)造，或者相對(duì)于上述基板10的表面橫向或者傾斜地配置的三維構(gòu)造，所以能夠提供具備各種三維構(gòu)造的基板。圖4示出通過上述的本實(shí)施方式的方法形成的微細(xì)構(gòu)造13的一個(gè)例子。圖4所示的微細(xì)構(gòu)造13是微細(xì)孔12形成槽的情況。蝕刻時(shí)使用I %以下的氟酸實(shí)施了加工。在離表面近的部分，電子等離子體波的分布不同，所以成為背景技術(shù)中的第二種方法所示的加工寬度變寬的周期構(gòu)造，但內(nèi)部形成了納米級(jí)的槽構(gòu)造。槽的寬度為200nm左右。槽的深度為5 μ m左右。其中，槽的深度為5μπι左右是因?yàn)榧す獾恼丈渲粚?shí)施到該深度。因此，如果向更深的區(qū)域照射激光，則能夠使槽的深度更深。另外，槽的加工寬度為200nm左右是因?yàn)閷?duì)使用氟酸的蝕刻的依賴性強(qiáng)。因此，通過降低蝕刻濃度，或者減少蝕刻時(shí)間等，能夠形成更細(xì)的寬度的槽。另外，相反地，通過增加蝕刻量，能夠?qū)崿F(xiàn)微米級(jí)以上的加工寬度。另外，若在蝕刻前通過研磨基板10的表面而去除，則能夠形成不包含圖4所示的、加工寬度變寬的構(gòu)造的槽。并且，若使激光不直接在表面聚光，而將激光照射到表面正下面等，則能夠形成如圖5所示，在基板10的表面不包含周期構(gòu)造的槽構(gòu)造。因此，即使不進(jìn)行表面的研磨，也能夠形成在基板表面不包含周期構(gòu)造的槽。圖6是示意性表示本實(shí)施方式的基體I的一構(gòu)成例的剖面圖。本實(shí)施方式的基體I在基板10的內(nèi)部具有由微細(xì)孔12構(gòu)成的微細(xì)構(gòu)造13。由于該微細(xì)孔12通過上述的本實(shí)施方式的方法形成，所以具有高深寬比。其結(jié)果，本實(shí)施方式的基體I具有納米級(jí)的開口寬度，具備高深寬比的微細(xì)構(gòu)造13。
具備這樣的由具有高深寬比的微細(xì)孔12構(gòu)成的微細(xì)構(gòu)造13的基體I能夠使用于各種裝置。此外，在上述的本實(shí)施方式的微細(xì)構(gòu)造的形成方法中，詳細(xì)說明了在第一工序中，將激光的照射強(qiáng)度設(shè)為接近于基板的加工適合值的值的情況，但想得到本發(fā)明的效果，也可以將激光的照射強(qiáng)度設(shè)為該范圍外。例如，也可以將激光的照射強(qiáng)度設(shè)為基板的加工適合值以上且消融閾值以下。另外，為了通過上述的本實(shí)施方式的形成方法所得到的微細(xì)構(gòu)造，還包含例如使用激光的照射強(qiáng)度不接近于基板的加工適合值的激光條件等，而相對(duì)于通過該激光照射自行形成的周期構(gòu)造，部分包含實(shí)施蝕刻加工而得到的凹凸構(gòu)造的構(gòu)造(例如，部分包含多個(gè)微細(xì)凹凸的構(gòu)造)。以上，說明了本實(shí)施方式的微細(xì)構(gòu)造的形成方法以及具有微細(xì)構(gòu)造的基體，但本發(fā)明不限于此，能夠在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏?。產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用的可能性本發(fā)明的微細(xì)構(gòu)造的形成方法以及具有該微細(xì)構(gòu)造的基體，廣泛適用于例如，微通道、微孔板、光學(xué)部件、1C、電子部件等技術(shù)領(lǐng)域。圖中符號(hào)說明I…基體；10…基板；10 a …平面；11…構(gòu)造改性部；12…微細(xì)孔；13…微細(xì)構(gòu)造；L···激光。
權(quán)利要求
1.一種微細(xì)構(gòu)造的形成方法，其特征在于， 準(zhǔn)備具有加工適合值的基板； 對(duì)上述基板的內(nèi)部，以接近于上述基板的上述加工適合值的照射強(qiáng)度，將具有皮秒級(jí)以下的脈沖時(shí)間寬度的激光在由上述激光的傳播方向和相對(duì)于上述激光的偏振方向(電場(chǎng)方向)垂直的方向構(gòu)成的平面內(nèi)進(jìn)行照射； 在上述激光聚光的焦點(diǎn)以及離該焦點(diǎn)近的區(qū)域形成構(gòu)造改性部； 對(duì)上述構(gòu)造改性部選擇性地進(jìn)行蝕刻處理，形成由微細(xì)孔構(gòu)成的微細(xì)構(gòu)造。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微細(xì)構(gòu)造的形成方法，其特征在于， 上述微細(xì)構(gòu)造為槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微細(xì)構(gòu)造的形成方法，其特征在于， 上述微細(xì)構(gòu)造為通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微細(xì)構(gòu)造的形成方法，其特征在于， 上述微細(xì)構(gòu)造的至少一部分形成為在上述基板內(nèi)部彎曲或分支的構(gòu)造，或者形成為相對(duì)于上述基板表面在橫向或者傾斜方向配置的三維構(gòu)造。
5.根據(jù)權(quán)利要求廣4中任意一項(xiàng)所述的微細(xì)構(gòu)造的形成方法，其特征在于， 在上述基板的表面以自行形成的方式形成相對(duì)于上述激光的偏振方向垂直地配置的周期構(gòu)造。
6.一種基體，其特征在于，在基板的內(nèi)部具備根據(jù)上述權(quán)利要求廣5中任意一項(xiàng)所述的方法形成的微細(xì)構(gòu)造。
全文摘要
在本發(fā)明的微細(xì)構(gòu)造的形成方法中，準(zhǔn)備具有加工適合值的基板；對(duì)上述基板的內(nèi)部，以接近于上述基板的上述加工適合值的照射強(qiáng)度，將具有皮秒級(jí)以下的脈沖時(shí)間寬度的激光在由上述激光的傳播方向和與上述激光的偏振方向(電場(chǎng)方向)垂直的方向構(gòu)成的平面內(nèi)進(jìn)行照射；在上述激光聚光的焦點(diǎn)以及離該焦點(diǎn)近的區(qū)域形成構(gòu)造改性部；對(duì)上述構(gòu)造改性部選擇性地進(jìn)行蝕刻處理，形成由微細(xì)孔構(gòu)成的微細(xì)構(gòu)造。
文檔編號(hào)B23K26/38GK102741012SQ20118000834
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者寒川誠(chéng)二, 杉山正和, 額賀理 申請(qǐng)人:國(guó)立大學(xué)法人東京大學(xué), 技術(shù)研究組合Beans研究所, 株式會(huì)社藤倉(cāng)