(57)【要約】【課題】容易かつ制御可能な凹凸構造を有する構造体の提供。【解決手段】凸部を有する構造体であって、該構造体は、第１の材料を含み構成される第１の層、該第１の層上に形成されている第１の凸部、及び該第１の凸部の周囲に、陽極酸化し得る材料を含み構成される、複数個の第２の凸部から構成される。前記第１の凸部が前記第１の材料の酸化物より構成される。前記第１の材料はＷ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＨｆのうち少なくとも一つの元素を含有する。前記第１の凸部が導電性材料により構成されている。前記陽極酸化し得る材料がアルミニウムである。前記第２の凸部の密度が前記第１の凸部の密度の２倍以上である。前記第１及び第２の凸部の高さの差が２００ｎｍ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸部を有する構造体であって、
第１の材料を含み構成される第１の層、該第１の層上に形成される第１の凸部、及び該第１の凸部の周囲に、陽極酸化し得る材料を含み構成される、複数の第２の凸部からなることを特徴とする構造体。
【請求項２】
前記第１の凸部が前記第１の材料の酸化物よりなる請求項１記載の構造体。
【請求項３】
前記第１の材料がＷ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＨｆのうち少なくとも一つの元素を含有する請求項１に記載の構造体。
【請求項４】
前記第１の凸部が導電性材料により構成されている請求項１記載の構造体。
【請求項５】
前記陽極酸化し得る材料がアルミニウムである請求項１記載の構造体。
【請求項６】
前記第２の凸部の密度が前記第１の凸部の密度の２倍以上である請求項１記載の構造体。
【請求項７】
前記第１及び第２の凸部の高さの差が２００ｎｍ以下である請求項１記載の構造体。
【請求項８】
前記第１及び第２の凸部が規則的に配置されている請求項１記載の構造体。
【請求項９】
前記第１及び第２の凸部上に保護層が形成されている請求項１記載の構造体。
【請求項１０】
凸部を有する構造体の製造方法であって、
第１の層上に第２の層を備えた部材を用意する工程、
該第２の層に細孔を形成する工程、
該細孔内に突起部を形成する工程、及び
該第２の層を除去する工程
からなることを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記突起部を形成する工程が前記細孔底部に露出した前記第１の層を酸化する工程である請求項１０記載の構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記突起部を形成する工程が前記細孔内に導電性材料を充填する工程である請求項１０記載の構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記第２の層に細孔を形成する工程が陽極酸化工程である請求項１０記載の構造体の製造方法。
【請求項１４】
前記第２の層を除去する工程により、前記突起部の周囲に複数の凸部が現れる請求項１０記載の構造体の製造方法。
【請求項１５】
前記突起部と凸部の高さの差が２００ｎｍ以下である請求項１０記載の構造体の製造方法。
【請求項１６】
前記第２の層がアルミニウムを含み構成され、前記第１の層がＷ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆのうち少なくとも一つの元素を含み構成される層である請求項１０記載の構造体の製造方法。
【請求項１７】
請求項１記載の構造体をスタンパとして用い、被加工膜に窪みを有することを特徴とする構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナノスケールの間隔を有するナノサイズの凹凸構造を有し、さらには、記録媒体および光機能素子などとして利用可能な構造体及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
陽極酸化法による多孔質構造体の製造は、ナノメータからマイクロメータサイズの凹凸をもった構造が形成される簡易な手法として従来注目されていた。陽極酸化法は、一般に酸性溶液中に被加工物を浸し、これを陽極として電圧を印加することで表面に溶解と酸化現象を同時に起こし、微細な凹凸構造を形成するものである。この微細構造は、ある一定の条件（電圧、温度、酸の種類など）において自己組織的な規則性を示すことが知られており、記録媒体や光機能素子等の様々なナノデバイスへの利用が期待されている。
【０００３】
一例としては、Ａｌの陽極酸化であり、蓚酸やリン酸や硫酸水溶液中でＡｌを陽極として電圧を印加すると、バリヤー層（アルミナ）で覆われたナノホールが形成され、ポーラスな皮膜を得る事が出来る。他の金属でもこの現象は起こり得るが、Ａｌが最も直進性の良い円柱細孔を得る事が出来る。この際、細孔間隔が規則的なもので間隔数十ｎｍ（非特許文献１）、不規則なものでは平均間隔約１８ｎｍ、直径８ｎｍ（特許文献１）の細孔が得られる。
【０００４】
また更に、陽極酸化法により形成したホール型の構造体を鋳型として用い、ピラー型の構造体も作製されている（図６）。特許文献２や非特許文献２等には、ホール型構造体（アルミニウム陽極酸化皮膜）１０２を鋳型として、その細孔１０３内部に樹脂や金属等の材料１０４を充填した後に鋳型を除去してピラー構造とするものが提案されている（非特許文献３）。これにより、半導体プロセスを用いた製造法では得られないナノメータサイズで且つ高アスペクト比を有する構造体を作製する事が出来る。ここで、アスペクト比とは、細孔の直径をｘ、細孔の深さをｙとしたときのｙ／ｘを表す。
【０００５】
ピラー構造作製のため、細孔内へ樹脂や金属等の材料を充填するには幾種類かの手法が考えられる。例えば、液状の樹脂を充填する場合では、真空中でホール開口部に滴下したり、遠心力による脱泡処理を行なったりすることなどがある。また、金属等を充填するにはスパッタリングないし蒸着が主であるが、これには綿密な条件設定が必要となり、ピラー構造体の高さを均一にするのも困難である。
【０００６】
また、これらを充填した後に鋳型であるホール型構造体を除去し、ピラー型構造をスタンパ等として使用する場合には充填材を支持する基盤が必要となる。しかし、スタンパの突起物高さを一定にするため、充填材の支持基盤を接着剤等で固定するには、基板と厳密に平行になるようにしなければならない。
【０００７】
陽極酸化法による細孔間隔も更に微細な構造且つ短時間で作製できるものが求められているが、電子線描画等で規則的な開始点を作製するには数十ｎｍが限界であり、処理も長時間を要する。
【０００８】
このように、これらの手法は手間・時間・経済性共に良好ではなく、これらを改善したより簡便な手法の開発が求められている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１９５０３６号公報
【特許文献２】
特開平６−３２６７５号公報
【非特許文献１】
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７２，１１７３，１９９８
【非特許文献２】
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，６２１，１９９０、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．３６，７７９１，１９９７
【非特許文献３】
Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ．，１９（２），５６９，２００１
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような課題に着目して成された物であり、その目的とするところは上述のような問題点を改善した容易かつ制御可能な凹凸構造を有する構造体、およびその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、陽極酸化された被加工物の細孔の底部から、下地層の酸化ないし電気めっきによって内包物を形成し、その後被陽極酸化層を除去して得られるナノ構造体である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る凸部を有する構造体は、
第１の材料を含み構成される第１の層、該第１の層上に形成される第１の凸部、及び該第１の凸部の周囲に、陽極酸化し得る材料を含み構成される、複数の第２の凸部からなることを特徴とする。
【００１３】
陽極酸化処理し得る材料とは、例えばアルミニウムやシリコンなどである。また、本発明に係る凸部を有する構造体の製造方法は、第１の層上に第２の層を備えた部材を用意する工程、該第２の層に細孔を形成する工程、該細孔内に突起部を形成する工程、及び該第２の層を除去する工程からなることを特徴とする。ここで、細孔を形成する工程は、被加工物のエッチングや陽極酸化により実現される。
【００１４】
また、本発明の方法の一つは、基板４、下地層３および、アルミニウムを主成分とする被陽極酸化層２からなる被加工物１を陽極酸化して被陽極酸化層２に細孔７を形成する工程（１）と、それにより露出した下地層３を溶液中ないし酸素を主成分とする気体中において酸化し、細孔内部に突出した酸化物突起８を形成する工程（２）と、被陽極酸化層２を除去する工程（３）から成る（図１）。
【００１５】
次に工程（２）として、下地層３を酸化しアルミナを侵さない溶液中または酸素を主成分とする気体中において下地層３を酸化すると、酸化物突起８は体積が増すため細孔底部から細孔内部へと充填されていく。ここで、使用する溶液はホウ酸アンモニウム、酒石酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム水溶液等が好ましい。最後に、リン酸を含む水溶液等によって被陽極酸化層２を溶解除去すると、酸化物突起８による凸型構造体が得られる。
【００１６】
本発明の他の方法は、基板４、下地層３および、アルミニウムを主成分とする被陽極酸化層２からなる被加工物１を陽極酸化して被陽極酸化層２に細孔７を形成する工程（１）と、電気めっきにより細孔７の底部から細孔内部に導電性物質突起１３を形成する工程（４）と、被陽極酸化層２を除去する工程（３）から成る（図２）。
【００１７】
工程（１）は上記の本発明の方法と同様であるが、ここで被加工物は下地層を有さないアルミニウム板でもよいし、絶縁性の基板４上にタングステン膜等の導電性下地層３を設け、更にその上にアルミニウム膜を積層したものでもよい。
【００１８】
本発明の更に他の方法は、上記の本発明の方法ないし他の方法により作製される構造体の上部にスパッタや蒸着等の手法によって構造体と異なる材料を積層するものである（図３）。積層条件にもよるが、一般に積層物１０の表面は下層の凸構造の表面形状を反映した凸形状となる。構造体の凸構造をスタンパとして用いる場合にはある程度の強度が求められ、初期の凸構造のみでは強度が弱すぎる場合には、タングステン（Ｗ）等の硬度の高い材料を積層して補強してよい。また、誘電率の異なる材料を繰り返し積層することで、３次元的な周期性を持つフォトニック結晶としての機能を実現することも可能である。
【００１９】
本発明の別の方法は、更に他の方法の特殊な事例である。図５（ａ）に図示するように本発明の方法ないし他の方法による酸化物突起８ないし導電性物質突起１３による凸構造の高さと、工程（３）における被陽極酸化層２の残留突起９の高さをほぼ同程度（好ましくは、前者と後者の差が２００ｎｍ未満であること）にしておき、これを更に他の方法によりスタンパとして用い、作製した凹構造１１を新たに陽極酸化の開始点とするものである。
【００２０】
本発明の方法ないし他の方法の工程（１）の陽極酸化を始めるにあたり、前もって電子線（ＥＢ）等により規則的に配列した凹構造開始点を作製しておき、その間隔に対応した印加電圧下で陽極酸化を行なうと、規則的に配列した細孔が得られ、その結果として同様に規則的に配列した凸構造が得られる。被陽極酸化層の残留突起９は図４のように凸構造を重心とした六角形状に位置する三角錐である。これをスタンパとして作製される凹構造１１を開始点とし（図５（ｂ））、適当な印加電圧の下で再度陽極酸化を行なうと、スタンパを作製するために行なった陽極酸化による細孔の間隔Ａに対し、間隔Ａ／３１／２　の細孔７を得る事が出来る。即ち、これを繰り返す事によって短時間で且つより微細な構造体を製造することが可能となる。
【００２１】
本発明における構造体には、多数の凹構造が配置された面を有するホール型構造体及び多数の凸構造体が配置された面を有するピラー型構造体が含まれ、これらはナノオーダーの微細な構造を利用した光機能素子や記録媒体を形成するための基材として利用できる。本発明の構造体は、その凹凸構造面を形成する凸構造の直径の最大値あるいは凹構造の内径の最大値が１０００ｎｍを超えないものが好ましい。凹構造の代表的な形態は、断面がほぼ円形の柱状の中空部を形成するホールであり、凸構造の代表的な形態は、断面がほぼ円形の柱形状である。
【００２２】
本発明の構造体におけるピラー型のものは、例えば、酸化により体積膨張を生じる材料からなる下地層上に、陽極酸化により微細な細孔を形成することができる材料からなる被陽極酸化層を積層し、被陽極酸化層を陽極酸化して層厚方向に伸びる多数の細孔を形成し、各細孔の底部に下地層を露出させた状態で露出部を酸化して膨張させ、下地層を構成する材料の酸化物からなる凸構造を形成する方法により得ることができる。
【００２３】
本発明は、陽極酸化による凹型構造体の底部から材料を充填することによる凸型構造体の製造方法であり、これを利用して更に微細な凹型構造体を簡易に製造することができる。
【００２４】
さらに、本発明の製造方法を利用することにより従来よりも微細かつ規則的な構造を有し、作製の容易なピラー型の凸構造を有する構造体を得ることができる。
【００２５】
本発明の構造体を得るための方法の１態様は、凸構造を有するピラー型の構造体の製法であり、下地層３と被陽極酸化層２からなる被加工物１を陽極酸化して被陽極酸化層２に細孔７を形成する工程（図１（ａ））と、それにより露出した下地層３を酸化し、細孔７内部に突出した酸化物８を形成する工程（図１（ｃ））と、被陽極酸化層２を除去する工程（図１（ｄ））とから成る。なお、必要に応じて、陽極酸化により形成された細孔を酸性溶液で処理することにより更に拡大させることもできる。
【００２６】
本発明における構造体の製造方法は、陽極酸化された被加工物の細孔の底部から、下地層の酸化ないし電気めっきによって内包物を形成し、その後被陽極酸化層を除去することで凸型構造体を製造するものである。
【００２７】
本発明の方法は、基板４、下地層３および、アルミニウムを主成分とする被陽極酸化層２からなる被加工物１を陽極酸化して被陽極酸化層２に細孔７を形成する工程（１）と、それにより露出した下地層３を溶液中ないし酸素を主成分とする気体中において酸化し、細孔内部に突出した酸化物突起８を形成する工程（２）と、被陽極酸化層２を除去する工程（３）から成る（図１）。
【００２８】
例えば、Ｓｉ等の基板４上にスパッタや蒸着等によってＷ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＨｆから選択された少なくとも一つの元素を含有する下地層３を形成し、その上にＡｌを主成分とする被陽極酸化膜２を形成する。なお、被陽極酸化被膜中２には、陽極酸化によるナノホール形成を阻害しない含量で他成分が含まれていてもよい。次に、これを陽極として処理液中で適当な電圧を印加し、下地層３が露出するまで細孔７を形成する（工程（１））（図１（ａ））。処理液は蓚酸、リン酸や硫酸水溶液もしくはこれらの混合物を使用するのが好ましい。また、他の酸性溶液を用いる事もできる。適当な印加電圧とは所望の細孔間隔から決まり、おおむね印加電圧（Ｖ）＝細孔間隔（ｎｍ）／２．５であることが知られている。この時の温度は、処理液が凝固や沸騰をせず、被陽極酸化層の溶解が効率的に行なえる温度であればよい。
【００２９】
次に工程（２）として、下地層３を酸化し、アルミナを侵さない溶液中において下地層３を酸化すると、酸化物８は体積が増すため、細孔底部から内部へと膨張し、突起物が形成される（図１（ｃ））。ここで、使用する溶液はホウ酸アンモニウム、酒石酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム水溶液等が好ましい。最後に、リン酸を含む水溶液等によって被陽極酸化層２を溶解除去すると、下地層酸化物８によるピラー型の凸型構造体が得られる（図１（ｄ））。
【００３０】
本発明の他の方法は、基板４、下地層３および、アルミニウムを主成分とする被陽極酸化層２からなる被加工物１を陽極酸化して被陽極酸化層２に細孔７を形成する工程（１）と、電気めっきにより細孔７の底部から細孔内部に導電性物質突起１３を形成する工程（４）と、被陽極酸化層２を除去する工程（３）から成る（図２）。
【００３１】
工程（１）は上記の本発明の方法と同様であるが、ここで被加工物は下地層を有さないアルミニウム板でもよいし、絶縁性の基板４上にタングステン膜等の導電性下地層３を設け、更にその上にアルミニウム膜を積層したものでもよい。
【００３２】
次に工程（４）として、電気めっき浴内部に被加工物を浸漬し、細孔７の底部を電極としてめっきを行なう。めっき材料としてはＣｕ、ＡｇおよびＣｏ等の種々の材料を使用することができる。めっき浴の種類は被陽極酸化層２のアルミナを侵さないものが好ましい。最後にリン酸水溶液とクロム酸水溶液の混合液等によって被陽極酸化層２を溶解除去すると、めっき材料による凸型構造体が得られる。
【００３３】
本発明の更に他の方法は、上記の本発明の方法ないし他の方法により作製される構造体の上部にスパッタや蒸着等の手法によって構造体と異なる材料を積層するものである（図３）。積層条件にもよるが、一般に積層された材料１０の表面は下層の凸構造の表面形状を反映した凸形状となる。
【００３４】
構造体の凸構造をスタンパとして用いる場合には、ある程度の強度が求められ、初期の凸構造のみでは強度が弱い場合には、タングステン等の硬度の高い材料をその上に積層させるとよい。また、誘電率の異なる材料を斜入射成膜等で構造を保存しながら繰り返し積層することで、３次元的な周期性を持つフォトニック結晶としての機能を実現することも可能である。
【００３５】
本発明の別の方法は、更に他の方法の特殊な場合である。図５（ａ）に図示するように本発明の方法ないし他の方法による酸化物突起８ないし導電性物質突起１３による凸構造の高さと、工程（３）における被陽極酸化層２の残留突起９の高さをほぼ同程度（好ましくは、前者と後者の差が２００ｎｍ未満であること）にしておき、これを更に他の方法によりスタンパとして用い、作製した凹構造１１を新たに陽極酸化の開始点とするものである。この際、スタンパ中の凸構造８と被陽極酸化層２の除去後の残留突起９の高さの差は２００ｎｍ以下であるのが好ましい。凸構造８と被膜陽極化層２の除去後の残留突起はどちらが高くてもよい。
【００３６】
本発明の方法ないし他の方法の工程（１）の陽極酸化を始めるにあたり、前もって電子線（ＥＢ）等により規則的に配列した凹構造開始点を作製しておき、その間隔に対応した印加電圧下で陽極酸化を行なうと、規則的に配列した細孔が得られ、その結果として同様に規則的に配列した凸構造が得られる。被陽極酸化層の残留突起９は図４のように凸構造を重心とした六角形状に位置する三角錐である。これをスタンパとして作製される凹構造１１を開始点とし（図５（ｂ））、適当な印加電圧の下で再度陽極酸化を行なうと、スタンパを作製するために行なった陽極酸化による細孔の間隔Ａに対し、間隔Ａ／３１／２　の細孔７を得る事が出来る。即ち、これを繰り返す事によって短時間で且つより微細な構造体を製造することが可能となる。
【００３７】
陽極酸化は例えば、約１００ｎｍ間隔のアルミナ凹凸構造体を作製するには、１６℃、０．３ｍｏｌ／ｌの蓚酸水溶液中にて被陽極酸化物を陽極として４０Ｖを印加するのが好ましい。作製した凹凸構造は、電子顕微鏡等により観察することができ、またその規則性はＸ線回折装置等により評価することが出来る。
【００３８】
また、陽極酸化によるナノホール作製が不可能な物質に対しても凸構造を有する構造体をスタンパとして用いることでスタンパ中の細孔間隔よりも微細で不規則な構造を有する構造体を作製することが出来る。また、陽極酸化によるナノホール作製が可能な物質に対しても自己組織化が起こらない条件で陽極酸化を行なうことによって、不規則な構造を有する構造体を作製することが出来る。例えば、自己組織化を起こさない陽極酸化の条件は、処理液として燐酸溶液を用い、４０Ｖ、１６℃に設定することが出来る。不規則な構造を有する構造体は、例えば、構造体中に磁性体を埋め込むことによって構造体と同様、記録媒体および光機能素子などとして利用可能である。
【００３９】
【実施例】
［実施例１］
構造体の作製
本発明の方法について一例を示す。
【００４０】
本発明の方法は、図１に示すように下地層３とアルミニウムを主成分とする被陽極酸化層２からなる被加工物１を陽極酸化して被陽極酸化層２に細孔７を形成する工程（１）と、それにより露出した下地層３を溶液中において酸化し細孔内部に突出した酸化物突起８を形成する工程（２）と、被陽極酸化層２を除去する工程（３）から成る。
【００４１】
なお、露出した下地層を酸化して酸化物突起８を形成する際には、酸素を含む雰囲気中で熱処理したり、あるいは該下地層の表層をエッチング除去した後酸素を含む雰囲気中で熱処理したりしてもよい。
【００４２】
Ｓｉからなる基板４上に下地層３としてスパッタリングにより約１００ｎｍのＮｂ膜を積層し、更に被陽極酸化層２として約１０００ｎｍのＡｌ膜を積層した被加工物１を用いた。工程（１）として、この被加工物１を陽極として１６℃の蓚酸水溶液中に浸し、印加電圧４０Ｖで陽極酸化を行なうと、細孔壁に酸化Ａｌ（アルミナ）膜が形成されながら溶解・酸化が進行し、約１００ｎｍ間隔で配列した細孔７が形成された（図１（ａ））。この条件は陽極酸化の自己組織化条件であり、長時間行なえば規則的に配列した細孔を得る事が出来る。
【００４３】
細孔７がＮｂ下地層３に達した時点で陽極酸化を終了し、水洗の後にリン酸水溶液中に４０分ほど浸してアルミナ膜を溶解させて細孔径を拡大した（図１（ｂ））。次に、工程（２）として、被加工物１を陽極としてホウ酸アンモニウム水溶液中に浸し、酸化を行なうと、体積膨張した酸化物が細孔内部に形成され、印加電圧に比例した高さのＮｂ酸化物８が形成された（図１（ｃ））。例えば、印加電圧５０ＶのときにＮｂ酸化物８の高さは約６０ｎｍであり、７０Ｖで約１２０ｎｍ、１００Ｖで約１８０ｎｍであった。最後に工程（３）として、リン酸水溶液とクロム酸水溶液の混合液に浸してアルミナ部を除去すると、細孔が規則的であれば細孔間に残留したＡｌの凸構造体９が図４のようにＮｂ酸化物８の間に残り、不規則であったならば多少崩れた配列になって残る。
【００４４】
［実施例２］
本発明の他の方法について一例を示す。
【００４５】
本発明の他の方法は、図２に示すように下地層３とアルミニウムを主成分とする被陽極酸化層２からなる被加工物１を陽極酸化して被陽極酸化層２に細孔７を形成する工程（１）と、電気めっきにより細孔７の底部から細孔内部に導電性物質突起１３を形成する工程（４）と、被陽極酸化層２を除去する工程（３）から成る。
【００４６】
工程（１）は上記の第１の実施例と同様であり、下地層３はタングステン膜である。この場合、細孔７とタングステン下地層３の間に導電部が出来るため、細孔内部から下地層にかけての通電が可能になる。次に工程（４）として、ニッケル電気めっき浴内部に被加工物を浸漬し、細孔７の底部を陰極としてめっきを行なう。めっき浴は一般的に酸性・強酸性のものが多いため、細孔のアルミナ膜５を侵蝕しないものを選択する事が好ましい。最後に工程（３）を実施例１と同様に行なうと、細孔間に残留したアルミニウムの残留突起９が図４のように得られ、細孔が不規則であったならばそれを反映した配列となって残る。
【００４７】
［実施例３］
構造体の凹凸構造面上に保護層を有する構造体の作製
本発明の更に他の方法について一例を示す。
【００４８】
本発明の更に他の方法は、図３に示すように上記実施例１または実施例２により作製される構造体の上部にスパッタや蒸気等の手法によって構造体と異なる材料を積層するものである。積層条件にもよるが、一般に積層物１０の表面は下層の凸構造の表面形状を反映した凸形状となる。
【００４９】
例として、作製した凸型構造体をスタンパとして用いる場合、Ｎｂ酸化物突起やＮｉ酸化物突起では強度が弱すぎる場合がある。このようなとき、タングステン等の硬度の高い物質をスパッタで積層すると、図３のように表面形状を反映した凸型構造体が形成される。
【００５０】
実施例１で作製した１００ｎｍ間隔、印加
電圧７０ＶのＮｂ酸化物突起の高さは約１２０ｎｍであり、これにタングステンを膜厚１５０ｎｍだけスパッタすると、主にコラムの高さ２８０ｎｍ、高低差３５ｎｍのコラム状凸構造が得られ、凹部の曲率は低いまま保たれる。タングステンスパッタ前の構造に１９６ＭＰａ（２０００ｋｇｆ／ｃｍ２　）の荷重を加えたところ、Ｎｂ酸化物突起は潰れて平坦になったが、スパッタ後では形状に変化は見られなかった。
【００５１】
［実施例４］
スタンパを用いた構造体の作製
本発明の別の方法について一例を示す。図５（ａ）に図示するように本発明の方法乃至他の方法による酸化物突起８ないし導電性物質突起１３による凸構造の高さと、工程（３）における被陽極酸化層２の残留突起９の高さをほぼ同程度にしておき、これを更に他の方法によりスタンパとして用い、作製した凹構造１１を新たに陽極酸化の開始点とするものである。
【００５２】
実施例１と同様に、Ｓｉからなる基板４上に下地層３としてスパッタリングにより約１００ｎｍのＮｂ膜を積層し、更に被陽極酸化層２として約１０００ｎｍのＡｌ膜を積層した被加工物１を用いた。Ａｌ表面に電子線描画により規則的な１００ｎｍ周期の三角格子からなる凹構造（図４）を作製しておき、実施例１の工程（１）と同様の条件で陽極酸化を行ない、リン酸水溶液とクロム酸水溶液の混合液に浸して細孔径を拡大した。この混合液は、Ａｌよりもアルミナを優先的に溶解するため、細孔と細孔の中間部に存在するＡｌ部分が数ｎｍ〜１０数ｎｍの高さの突起物９として残留した（図４）。
【００５３】
次に、実施例１と同様にＮｂ酸化物８を形成し、このとき図５（ａ）に示すようにＮｂ酸化物８の高さが残留突起９の高さと同じになるように印加電圧を調整した。
【００５４】
次に、実施例３と同様にスタンパとしての強度を得るためにタングステンを１００ｎｍ程度スパッタリングし、図５（ａ）のような断面構造を有するスタンパを得た。ここでは、Ａ＝１００ｎｍである。次に、これをＡｌ板１２に２９４ＭＰａ（３０００ｋｇｆ／ｃｍ２　）の圧力でスタンパすると（図５（ｂ））、表面にＡ／３１／２　＝５８ｎｍの周期を有する三角格子状の凹構造１１ができた（図５（ｃ））。１０℃の蓚酸水溶液ないし、１０℃のリン酸水溶液中にて印加電圧２３Ｖで陽極酸化を行なうと、図５（ｄ）のようにスタンパを作製するために行なった陽極酸化による細孔の周期Ａに対し、周期Ａ／３１／２　と微細化された細孔を得る事が出来た。即ち、電子線描画等では不可能な間隔の周期構造を、この手法により作製することが出来た。
【００５５】
【発明の効果】
このようにして本発明により作製した構造体は、例えば、細孔内に強磁性体を埋め込むことによって、磁気記録媒体として使用することもできる。この磁気記録媒体は、従来の記録媒体に比べて、ナノスケールのより微細且つ均一な構造を有しているため、従来よりも高密度の記録を可能とし、記録装置・媒体等の小型化を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を説明する断面図である。（ａ）は、被加工物１を陽極酸化して被陽極酸化層２に細孔７を形成する工程を表す図であり、（ｂ）は、酸性溶液中で処理することにより、細孔７をさらに拡大させる工程を表す図であり、（ｃ）は、露出した下地層３を酸化して細孔内部に突出した酸化物８を形成する工程を表す図であり、（ｄ）は、被陽極酸化層２を除去する工程を表す図である。
【図２】本発明の他の方法を説明する断面図である。
【図３】構造体上に、構造体と異なる材料をさらに積層させた構造体を表す断面図である。
【図４】スタンパとして用いる構造体を表す上面図である。
【図５】本発明に係るピラー型構造体の製造方法を表す図である。（ａ）は、陽極酸化後にスパッタリングを行ったスタンパを表す断面図であり、（ｂ）は、スタンパを用いてスタンプを行っている状態を表す模式図であり、（ｃ）は、スタンプされた後のＡｌ板の凹構造を表す断面図であり、（ｄ）は、スタンプされた凹構造を開始点として陽極酸化を行った後の凹構造を表す断面図である。
【図６】従来のピラー型構造体の製造方法を表す図である。（ａ）は、ホール型構造体を表す断面図であり、（ｂ）は、細孔１０３内部に樹脂や金属等の材料１０４を充填した状態を表す断面図であり、（ｃ）は、鋳型１０２を除去した後のピラー型構造体を表す断面図であり、（ｄ）は、ピラー構造体を鋳型としてスタンプや充填をし、構造転写を行っている状態を表す断面図である。
【符号の説明】
１　　被加工物
２　　被陽極酸化層
３　　下地層
４　　基板
５　　アルミナ膜
６　　アルミニウム膜
７　　細孔
８　　酸化物突起
９　　残留突起
１０　　積層物
１１　　凸構造
１２　　アルミニウム
１３　　導電性物質突起
１０１　　アルミニウム
１０２　　アルミニウム陽極酸化皮膜
１０３　　細孔
１０４　　樹脂や金属等の材料
１０５　　ホール型構造体
【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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