(57)【要約】【課題】比較的簡単に、また比較的短時間に、フォトニック結晶を製造することが可能なフォトニック結晶の製造方法を提供すること、さらに高精度を維持可能なフォトニック結晶の製造方法を提供することにある。【解決手段】それぞれが異なる分光感度特性を有するハロゲン化銀粒子を含む二層以上のハロゲン化銀粒子層を、前記異なる分光感度特性のそれぞれに対応する波長を有する光により露光し現像して、前記ハロゲン化銀粒子層中に、現像銀の集合体による周期構造を形成することを特徴とするフォトニック結晶の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが異なる分光感度特性を有するハロゲン化銀粒子を含む二層以上のハロゲン化銀粒子層を、前記異なる分光感度特性のそれぞれに対応する波長を有する光により露光し現像して、前記ハロゲン化銀粒子層中に、現像銀の集合体による周期構造を形成することを特徴とするフォトニック結晶の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屈折率の異なる複数の媒質を周期的に配置した構造を有するフォトニック結晶の製造方法に関し、特に、ハロゲン化銀を用いる写真技術を応用したフォトニック結晶の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォトニック結晶は、固体結晶と類似性を有する人工的な多次元周期構造（２次元，３次元）を有しており、より具体的には、屈折率の異なる複数の媒質を周期的に配置したものである。
【０００３】
従来、この種の、屈折率の異なる複数の媒質を周期的に配置した構造を有するフォトニック結晶の製造方法としては、例えば、ドライエッチング，ウェットエッチング，融着・積層，スパッタリング，マニピュレーション，自己組織化，リソグラフィ応用など、各種の方法がある。
【０００４】
しかしながら、従来行われていた上述の各種方法は、全体的に、工程が複雑であり、かつ、比較的長時間を用するものであり、また、特に、２次元や３次元のフォトニック結晶を製造するための簡易な方法は知られていなかった。また、上述の各種方法は、半導体の製造技術に基づいているため、大きな面積のものを製造するのは困難であるという問題もあった。
【０００５】
さらに、方法によっては、作成できるパターンのサイズや精度に制約がある場合もあり、これには、例えば、エッチング法を用いる場合などにおける、光や処理液の回り込みなどに起因する、パターンの形状の劣化の発生等の例が挙げられる。
【０００６】
なお、フォトニック結晶の基本的な性質やその動作例、さらには従来におけるフォトニック結晶の製造方法に関しては、各種の先行技術文献に詳細に記載されている（例えば、特許文献１参照）通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２７２５６６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、従来の技術における上述のような問題を解消し、比較的簡単に、また比較的短時間に、フォトニック結晶を製造することが可能なフォトニック結晶の製造方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、上記特徴に加えて、高精度を維持可能なフォトニック結晶の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るフォトニック結晶の製造方法は、それぞれが異なる分光感度特性を有するハロゲン化銀粒子を含む二層以上のハロゲン化銀粒子層を、前記異なる分光感度特性のそれぞれに対応する波長を有する光により露光し現像して、前記ハロゲン化銀粒子層中に、現像銀の集合体による周期構造を形成することを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記ハロゲン化銀粒子が有する異なる分光感度特性は、ハロゲン化銀粒子自身が有する特性であってもよく、また、ハロゲン化銀に適宜の分光増感，化学増感等により増感作用を施したものが有する特性であってもよく、さらには、上述の諸特性と分光吸収特性を吟味した適宜のフィルターとの組み合わせにより実現される特性であってもよい。
この場合、前記フィルターは、その対象となる吸収波長を有するハロゲン化銀粒子層上に重ねて設けられていることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係るフォトニック結晶の製造方法には、前記二層以上のハロゲン化銀粒子層相互の間に、ハロゲン化銀粒子を含まない中間層を有する材料が好適に用い得る。
なお、この中間層は、前記フィルターを兼ねていてもよい。
【００１３】
また、本発明に係るフォトニック結晶の製造方法においては、例えば、４６０ｎｍ以下、好ましくは４４０ｎｍ以下、より好ましくは４００ｎｍ以下の短波長の光を用いて露光されることが、より微細なパターンを精度よく構成する上で有効であるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１４】
さらに、本発明に係るフォトニック結晶の製造方法に用いるフォトニック結晶製造用材料におけるハロゲン化銀粒子層の数は二層以上であればよく、特に限定されるものではない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係るフォトニック結晶製造用材料を示すものであり、ここでは、支持体上に２層のハロゲン化銀粒子層を有し、さらにこれらの２層のハロゲン化銀粒子層の間に、所定波長よりも短波側の光をカットするシャープカットフィルター（以下、ＳＣフィルターという）層を有する構成となっている。
【００１７】
すなわち、図１において、フォトニック結晶製造用材料１０は、支持体１２上に下層のハロゲン化銀粒子層１４，ＳＣフィルター層１６，上層のハロゲン化銀粒子層１８を備えた構成を有している。なお、図示は省略しているが、上層のハロゲン化銀粒子層１８の表面に、適宜の保護層を設けてもよい。また、下層のハロゲン化銀粒子層１４の下面に、適宜の中間層等を設けてもよい。
【００１８】
ここで、下層のハロゲン化銀粒子層１４としては例えば１０ｍｏｌ　％のＡｇ　Ｂｒ　を含むＡｇ　Ｃｌ　粒子層が、また、上層のハロゲン化銀粒子層１８としては、例えば純Ａｇ　Ｃｌ　粒子層が用い得る。なお、ＳＣフィルター層１６としては、図２に示すような、４２０ｎｍ位の位置に急峻な立ち上がりを有する分光吸収特性を有するものが用い得る。
【００１９】
図３には、上述の純Ａｇ　Ｃｌ　（１），１０ｍｏｌ　％のＡｇ　Ｂｒ　を含むＡｇ　Ｃｌ　（３）に加えて、純Ａｇ　Ｂｒ　（２），３ｍｏｌ　％のＡｇ　Ｉを含むＡｇ　Ｂｒ　（４）の各結晶の光学的吸収スペクトルの概略を、模式的に示している。なお、各結晶の光学的吸収スペクトルには、少なくとも２０ｎｍ以上の明確な差が認められる。
【００２０】
図２，図３から明らかなように、本実施形態に係るフォトニック結晶製造用材料１０においては、ＳＣフィルター層１６の分光吸収作用を利用して、純Ａｇ　Ｃｌ　粒子層である上層のハロゲン化銀粒子層１８と、１０ｍｏｌ　％のＡｇ　Ｂｒ　を含むＡｇ　Ｃｌ　粒子層である下層のハロゲン化銀粒子層１４に対して、選択的な露光を与えることが可能である。
【００２１】
すなわち、まず、波長４００ｎｍの光により（所定の）フォトニック結晶作製パターンを露光する。この露光では、上層のハロゲン化銀粒子層１８には露光が行われてそれに対応する潜像が形成されるが、４２０ｎｍ位の位置に急峻な立ち上がりを有するＳＣフィルター層１６がある関係で、下層のハロゲン化銀粒子層１４には波長４００ｎｍの光は到達せず（図２を参照）、従って、この下層のハロゲン化銀粒子層１４には露光は行われない。
【００２２】
次に、波長４４０ｎｍの光により上とは異なる（所定の）フォトニック結晶作製パターンを露光する。この露光では、上層のハロゲン化銀粒子層１８がこの波長域に感度を有しないことから、ＳＣフィルター層１６を透過した光により、下層のハロゲン化銀粒子層１４に対してのみ露光が行われて、それに対応する潜像が形成される。
【００２３】
図４に、上述の状況を模式的に示す。図４中、上層のハロゲン化銀粒子層１８中の縦横ハッチングを施した部分１８ａは、波長４００ｎｍの光による露光により形成された潜像、下層のハロゲン化銀粒子層１４中の縦横ハッチングを施した部分１４ａは、波長４４０ｎｍの光による露光により形成された潜像を示しており、また、ＳＣフィルター層１６中の縦横ハッチングを施した部分１６ａは、波長４００ｎｍの光が吸収されたことを示している（いうまでもなく、この部分では、実質的な変化が起きるわけではない）。
【００２４】
ここで、上層のハロゲン化銀粒子層１８と下層のハロゲン化銀粒子層１４に対して行われる露光により形成される現像銀のパターンは、それぞれ、任意に決定することが可能である。すなわち、これらのハロゲン化銀粒子層中に形成される現像銀のパターンは、寸法，方向等が任意に決定できるものであり、これにより各種のパターンを有するフォトニック結晶の製造が可能になる。
【００２５】
上記実施例によれば、２種類の波長の異なる光を用いて、異なるハロゲン化銀粒子層に、異なる（所定の）フォトニック結晶作製パターンを露光することができる。従って、この露光で形成された潜像を、現像して顕像化することにより、フォトニック結晶製造用材料１０中に、現像銀による所望の立体構造のフォトニックパターンを形成することができる。
【００２６】
なお、ハロゲン化銀粒子層１４または１８中に存在する露光されなかったハロゲン化銀粒子については、定着処理により除去することが好ましいが、必ずしも除去せず、層中に残存させておいてもよい。
【００２７】
図５は、本発明の他の実施形態に係るフォトニック結晶製造用材料を示すものであり、ここでは、支持体上に３層のハロゲン化銀粒子層を有し、さらにこれらの３層のハロゲン化銀粒子層の間それぞれに、所定波長よりも短波側の光をカットする２種類のＳＣフィルター層を有する構成となっている。
【００２８】
すなわち、図５において、フォトニック結晶製造用材料３０は、支持体３２上に下層のハロゲン化銀粒子層３４，第１のＳＣフィルター層３６，中間層のハロゲン化銀粒子層３８，第２のＳＣフィルター層４０，上層のハロゲン化銀粒子層４２を備えた構成を有している。なお、図示は省略しているが、上層のハロゲン化銀粒子層４２の表面に、適宜の保護層を設けてもよい。また、各ハロゲン化銀粒子層に接して、適宜の中間層等を設けてもよい。
【００２９】
ここで、下層のハロゲン化銀粒子層３４としては例えば純Ａｇ　Ｂｒ　粒子層が、中間層のハロゲン化銀粒子層３８としては例えば１０ｍｏｌ　％のＡｇ　Ｂｒ　を含むＡｇ　Ｃｌ　粒子層が、また、上層のハロゲン化銀粒子層４２としては、例えば純Ａｇ　Ｃｌ　粒子層が用い得る。また、第１のＳＣフィルター層３６，第２のＳＣフィルター層４０としては、それぞれ、４２０ｎｍ，４６０ｎｍ位の位置に急峻な立ち上がりを有する分光吸収特性を有するものが用い得る。
【００３０】
図６に、本実施例に係るフォトニック結晶製造用材料３０における、各ハロゲン化銀粒子層の分光感度と、ＳＣフィルター層の立ち上がり位置および露光する光の波長、これら相互の関係を模式的に示す。
【００３１】
図６の意味するところは、図５に示したように構成されたフォトニック結晶製造用材料３０における、各ハロゲン化銀粒子層３４，３８，４２の分光感度域の異なる状況と、これに対応する、これらの分光感度域の切り分けに用いるＳＣフィルター（図２のような特性を有するものである）の立ち上がり位置との関係を模式化して示したものである。
【００３２】
すなわち、この実施例に示すフォトニック結晶製造用材料３０を用いて、フォトニックパターンを形成する際には、前述の実施例の場合と同様に、まず、波長４００ｎｍの光により（所定の）フォトニック結晶作製パターンを露光する。
【００３３】
この露光では、上層のハロゲン化銀粒子層４２には露光が行われてそれに対応する潜像が形成されるが、４２０ｎｍ位の位置に急峻な立ち上がりを有する第２のＳＣフィルター層４０がある関係で、これより下層には波長４００ｎｍの光は到達せず（図２を参照）、従って、これより下層のハロゲン化銀粒子層３８，３４には露光は行われない。
【００３４】
次に、波長４４０ｎｍの光により上とは異なる（所定の）フォトニック結晶作製パターンを露光する。この露光では、４４０ｎｍの光に感度を有する中間層のハロゲン化銀粒子層３８に露光が行われる。この理由は、上層のハロゲン化銀粒子層４２は４４０ｎｍの光には感度を有していないこと、および４６０ｎｍ位の位置に急峻な立ち上がりを有する第１のＳＣフィルター層３６がある関係で、下層のハロゲン化銀粒子層３４には波長４４０ｎｍの光は到達せず、従って、下層のハロゲン化銀粒子層３４には露光は行われない。
【００３５】
最後に、波長４８０ｎｍの光により、上の２つとは異なる、さらに別の（所定の）フォトニック結晶作製パターンを露光する。この露光では、４８０ｎｍの光に感度を有する下層のハロゲン化銀粒子層３４に露光が行われる。この理由は、上層および中間層のハロゲン化銀粒子層４２および３８は４８０ｎｍの光には感度を有していないことにある。
【００３６】
上記実施例によれば、３種類の波長の異なる光を用いて、異なる３つのハロゲン化銀粒子層に、異なる（所定の）フォトニック結晶作製パターンを露光することができる。従って、この露光で形成された潜像を、現像して顕像化することにより、フォトニック結晶製造用材料３０中に、現像銀による所望の立体構造のフォトニックパターンを形成することができる。
【００３７】
なお、ハロゲン化銀粒子層１４または１８中に存在する露光されなかったハロゲン化銀粒子については、定着処理により除去することが好ましいが、必ずしも除去せず、層中に残存させておいてもよいことは前述の通りである。
【００３８】
以上、分光感度の異なる２つもしくは３つのハロゲン化銀粒子層を有するフォトニック結晶製造用材料を用いて、所望の立体構造を有するフォトニック結晶を作製する方法について説明したが、分光感度の異なるハロゲン化銀粒子層の数をさらに増やして、それぞれに対応するＳＣフィルター層を適確に選択して組み合わせることにより、同様の方法により、さらに多層からなる立体構造を有するフォトニック結晶を作製することが可能である。
【００３９】
すなわち、上記各実施例はいずれも本発明の一例を示したものであり、本発明はこれらに限定されるべきものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更または改良を行ってもよいことはいうまでもない。
【００４０】
例えば、前述のように、本発明において用い得るフォトニック結晶製造用材料のハロゲン化銀粒子層としては、固有感度を有するハロゲン化銀粒子、また、適宜の分光増感，化学増感等により増感作用を施したハロゲン化銀粒子からなるもの等が挙げられる。
【００４１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、比較的簡単に、また比較的短時間に、フォトニック結晶を製造することが可能なフォトニック結晶の製造方法、さらには、より高精度を維持可能なフォトニック結晶の製造方法を実現できるという顕著な効果を奏するものである。
【００４２】
より具体的には、分光感度域の異なる複数のハロゲン化銀層と、これらの複数のハロゲン化銀層の分光感度の違いを利用して、異なる波長の光による露光を可能にするための、複数のハロゲン化銀層の分光感度域各々に対応したＳＣフィルターとを組み合わせるという方法で、写真技術を応用して高精度なフォトニック結晶を製造可能としたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るフォトニック結晶製造用材料を示す断面図である。
【図２】実施形態において用いたＳＣフィルター層の分光吸収特性の一例を示す図である。
【図３】各種のハロゲン化銀結晶の光学的吸収スペクトルの概略を模式的に示す図である。
【図４】図１に示したフォトニック結晶製造用材料を用いての露光の状況を模式的に示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るフォトニック結晶製造用材料を示す図である。
【図６】図５に示したフォトニック結晶製造用材料を用いての露光の状況を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０，３０　フォトニック結晶製造用材料
１２，３２　支持体３２上に３４，第１のＳＣフィルター層３６，３８，第２のＳＣフィルター層４０，上層のハロゲン化銀粒子層４２を備えた構成を有している。
１４，３４　下層のハロゲン化銀粒子層
１６，３６，４０　ＳＣフィルター層
１８，４２　上層のハロゲン化銀粒子層
３８　中間層のハロゲン化銀粒子層
【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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