(57)【要約】【課題】電極層上に位置する領域に形成されたナノホールについては充填状態とし、絶縁層上に位置する領域に形成されたナノホールについては非充填とすることができ、もってナノホールの充填状態を制御することができるナノホール構造体及びその製造方法の提供。【解決手段】本発明のナノホール構造体の製造方法は、基板の上に電極層を形成する電極層形成工程と、前記電極層上の一部に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記電極層及び前記絶縁層を覆う基材を形成する基材形成工程と、前記基材にナノホールを形成するナノホール形成工程と、前記電極層上に位置する領域に形成されたナノホール内に電気メッキ法にて金属を充填する金属充填工程とを含む。【選択図】図１Ｄ
2009235553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に電極層を形成する電極層形成工程と、
前記電極層上の一部に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記電極層及び前記絶縁層を覆う基材を形成する基材形成工程と、
前記基材にナノホールを形成するナノホール形成工程と、
前記電極層上に位置する領域に形成されたナノホール内に電気メッキ法にて金属を充填する金属充填工程と
を含むことを特徴とするナノホール構造体の製造方法。
【請求項２】
前記絶縁層形成工程において、前記絶縁層を部分的に除去することにより、前記電極層上の一部に前記絶縁層を形成する請求項１に記載のナノホール構造体の製造方法。
【請求項３】
前記基材形成工程において、前記電極層及び前記絶縁層上に金属層を形成し、該金属層を酸化することにより前記基材を形成する請求項１に記載のナノホール構造体の製造方法。
【請求項４】
陽極酸化により、前記金属層を酸化して前記基材を形成するとともに、該基材中に前記ナノホールを形成する請求項３に記載のナノホール構造体の製造方法。
【請求項５】
基板と、
前記基板の上に形成された電極層と、
前記電極層上の一部に形成された絶縁層と、
前記電極層及び前記絶縁層を覆い、前記電極層上に位置する領域に第一ナノホールが形成され、前記絶縁層上に位置する領域に第二ナノホールが形成された基材と
を有することを特徴とするナノホール構造体。
【請求項６】
前記第二ナノホールは前記第一ナノホールよりも深さが浅い請求項５に記載のナノホール構造体。
【請求項７】
前記第一ナノホールには金属が充填され、前記第二ナノホールには絶縁性物質が充填された請求項５又は６に記載のナノホール構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体、フォトニック結晶、及びバイオチップ等に適用可能なナノホール構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属アルミニウムを陽極酸化して作製する陽極酸化アルミナは、１）発生するナノホールのピッチや口径を陽極酸化条件によりある程度任意に制御できること、２）陽極酸化前に金属アルミニウム表面にナノホール発生の起点（形成開始点）となる浅い窪みを形成しておくこと（テクスチャリング処理）により、ナノホールの理想配列を得ることができること、３）形成されたナノホール中に、さまざまな金属（金属一般、磁性体、生体親和材料）をメッキによって充填することが可能で、磁気記録媒体、フォトニック結晶、バイオチップ等への適用が期待されている。
【０００３】
陽極酸化アルミナにおけるナノホールに金属を充填したアルミナ・金属複合媒体の応用を検討していく上で、理想配列したナノホールに任意の金属を充填するという技術だけでは不十分である。つまり、例えば、フォトニック結晶での誘電率変調、磁気記録媒体でのサーボパターン作製等のためには、任意のナノホールに金属を充填する（任意のナノホールに金属を充填しない）というパターニング技術の開発が必要である。
【０００４】
従来より、バルクのアルミニウムから作製した陽極酸化アルミナに形成されたナノホールに対する金属充填領域を制御する方法として、陽極酸化アルミナをフォトリソグラフィによってパターニングした上で、メッキを行うことが公知とされている（例えば、特許文献１）。しかし、ナノホールピッチ（ナノホールパターン）が微細化され、また、陽極酸化アルミナが薄膜化されたアルミニウムから作製された場合において、以下のような問題が生じていた。
【０００５】
レジストを用いたフォトリソグラフを行うためには、レジストの密着性を確保するためウエット処理で作製したアルミナを乾燥し、疎水化処理を行う必要がある。その結果、ナノホール最下部の絶縁層（一般に、バリア層と呼ばれる）の膜厚が増加し、高抵抗となってメッキ不良を引き起こすという問題があった。また、ナノホールが微細化されると、ナノホール内に侵入したレジストを完全に除去することが困難となり、ナノホール内に残存したレジストがメッキ不良を引き起こすという問題があった。
【０００６】
また、ナノホール最下部の絶縁層の膜厚増加によるメッキ不良を避けるために、メッキ前に酸処理を行って絶縁層をエッチングすると、アルミナナノホールの口径も拡大してしまい（一般に、ポアワイドニング、口径拡大処理といわれる）、応用のための特性の自由度が減ってしまうという問題があった。
【０００７】
また、ナノホール最下部の絶縁層の膜厚増加によるメッキ不良を避けるために、メッキ時の電圧を高くしてメッキ電流を確保すると、薄膜アルミを使った場合において、界面にストレスが集中し、アルミナ膜が剥がれやすくなってしまうという問題があった。
【０００８】
さらに、充填領域と非充填領域を制御する別の方法として、以下の方法が提案されている。まず、ナノホールの起点となる窪みのピッチと、陽極酸化条件によって決まるピッチとを特定の倍率でずらし、窪みと窪みとの間の特定の位置にナノホールを誘導発生させる。この誘導発生されたナノホールは、窪みを起点とするナノホールと比べて、成長速度が遅いことを利用して、窪みを起点とするナノホールのみに金属を充填する（例えば、特許文献２）。しかしながら、非充填領域のサイズは、起点となる窪みのピッチのせいぜい数倍であり、サーボパターンやフォトニック結晶への応用に必要な面積を有する非充填領域の作製には対応できないという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】特開昭５３−０９３８０３号公報
【特許文献２】特開２００３−３２３７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、電極層上に位置する領域に形成されたナノホールについては充填状態とし、絶縁層上に位置する領域に形成されたナノホールについては非充填とすることができ、もってナノホールの充填状態を制御することができるナノホール構造体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
本発明のナノホール構造体の製造方法は、基板の上に電極層を形成する電極層形成工程と、前記電極層上の一部に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記電極層及び前記絶縁層を覆う基材を形成する基材形成工程と、前記基材にナノホールを形成するナノホール形成工程と、前記電極層上に位置する領域に形成されたナノホール内に電気メッキ法にて金属を充填する金属充填工程と含むことを特徴とする。
該ナノホール構造体の製造方法では、前記電極層形成工程において、基板の上に電極層が形成され、前記絶縁層形成工程において、前記電極層上の一部に絶縁層が形成され、前記基材形成工程において、前記電極層及び前記絶縁層を覆う基材が形成され、前記ナノホール形成工程において、前記基材にナノホールが形成され、前記金属充填工程において、前記電極層上に位置する領域に形成されたナノホール内に電気メッキ法にて金属が充填される。
基板上に形成された電極層と基材との間にパターニングされた絶縁層を設け、基材を陽極酸化した場合、基材に形成されたナノホールは基材表面から基板に向かって成長する。ここで、絶縁層上に位置する領域に形成されたナノホールは、下部バリア層が絶縁層に接触した時点で高抵抗となり、それ以上の電流供給が停止されて成長が停止する。一方、電極層膜上に位置する領域に形成されたナノホールは、電極層まで成長を続ける。さらに、電気メッキを行うと、電極層膜上に位置する領域に形成されたナノホールには金属が充填されるが、絶縁層上に位置する領域に形成されたナノホールは高抵抗であるため金属が充填されない。
【００１２】
本発明のナノホール構造体は、基板と、前記基板の上に形成された電極層と、前記電極層上の一部に形成された絶縁層と、前記電極層及び前記絶縁層を覆い、前記電極層上に位置する領域に第一ナノホールが形成され、前記絶縁層上に位置する領域に第二ナノホールが形成された基材とを有することを特徴とする。
該ナノホール構造体は、電極層上に位置する領域に第一ナノホールが形成され、絶縁層上に位置する領域に第二ナノホールが形成されているので、第一ナノホールについては充填状態とし、第二ナノホールについては非充填とすることができ、もってナノホールの充填状態を制御することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、従来における問題を解決することができ、電極層上に位置する領域に形成されたナノホールについては充填状態とし、絶縁層上に位置する領域に形成されたナノホールについては非充填とすることができ、もってナノホールの充填状態を制御することができるナノホール構造体及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（ナノホール構造体）
前記ナノホール構造体としては、基板と、電極層と、絶縁層と、基材とを有し、更に必要に応じてその他の層を有すること以外には特に制限はなく、その形状、構造、大きさ等について目的に応じて適宜選択することができる。
【００１５】
前記形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、板状、円板状（ディスク状）等が好適に挙げられる。これらの中でも、前記ナノホール構造体をハードディスク等の磁気記録媒体に適用する場合には、円板状（ディスク状）であるのが好ましい。
なお、前記形状が前記板状、円板状等である場合には、前記ナノホール（細孔）は、これらの一の露出面（板面）に対し、略直交する方向に形成される。
【００１６】
前記構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００１７】
前記大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記ナノホール構造体をハードディスク等の磁気記録媒体に適用する場合には、既存のハードディスク等の大きさに対応した大きさが好ましく、前記ナノホール構造体をＤＮＡチップ等に適用する場合には、既存のＤＮＡチップ等の大きさに対応した大きさが好ましい。
【００１８】
−基板−
前記基板としては、その形状、構造、大きさ、材質等について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記形状としては、前記磁気記録媒体がハードディスク等の磁気ディスクである場合には、円板状であり、また、前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、前記材質としては、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、アルミニウム、ガラス、シリコン、石英、シリコン表面に熱酸化膜を形成してなるＳｉＯ２／Ｓｉ、等が挙げられる。これらの基板材料は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。また、前記基板として、後述する電極層と一体化された導電性基体としてのｎ＋＋またはＰ＋＋のＳｉ基板を用いてもよい。
なお、前記基板は、適宜製造したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。
【００１９】
−電極層−
前記電極層としては、前記基板の上に形成されたこと以外には、その形状、構造、材質等について目的に応じて適宜選択することができる。
【００２０】
前記電極層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、これらの合金等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。また、該電極層は、これらの材料以外に、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｏ等を含有していてもよい。また、前記電極層として、パーマロイ膜や、前記基板と一体化された導電性基体としてのｎ＋＋のＳｉ基板を用いてもよい。
【００２１】
前記電極層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。該電極層は、１層のみ設けられていてもよいし、２層以上設けられていてもよい。
前記電極層の形成は、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、スパッタ法、蒸着法等により行うことができる。
【００２２】
−絶縁層−
前記絶縁層としては、前記電極層上の一部に形成されたこと以外には、その形状、構造、材質等について目的に応じて適宜選択することができ、例えば、プラズマＣＶＤ法で製膜したＳｉＯ２膜、蒸着やスパッタ法で製膜した、ＳｉＯＮ、ＳｉＯｘ、ＳｉＯ、ＣｅＯ２、アルミナ等の絶縁性酸化物、窒化物等が挙げられる。
さらに、レジストそのものを絶縁層として用いることもできる。
前記絶縁層を任意のパターンで形成することにより、充填領域と非充填領域とを任意に設定することができる。
【００２３】
−基材−
前記基材としては、前記電極層及び前記絶縁層を覆い、前記電極層上に位置する領域に第一ナノホールが形成され、前記絶縁層上に位置する領域に第二ナノホールが形成されたこと以外には、その形状、構造、材質等について目的に応じて適宜選択することができる。前記材質としては、金属単体、その酸化物、窒化物等、合金等を挙げることができ、その中でも、例えばアルミニウム、アルミナ（酸化アルミニウム）、酸化チタン、シリコン等が特に好ましい。
【００２４】
−−ナノホール−−
前記ナノホールは、前記電極層上に位置する領域に形成された第一ナノホールと、前記絶縁層上に位置する領域に形成された第二ナノホールとからなる。前記ナノホールは、前記基材に形成され、基材表面から前記基板に向かって成長する。ここで、前記絶縁層上に位置する領域に形成された第二ナノホールは、下部バリア層が絶縁層に接触した時点で高抵抗となり、それ以上の電流供給が停止されて成長が停止する。一方、電極層膜上に位置する領域に形成された第一ナノホールは、電極層まで成長を続ける。即ち、前記第二ナノホールは、前記第一ナノホールよりも深さが浅い。
さらに、電気メッキを行うと、電極層膜上に位置する領域に形成された第一ナノホールには金属が充填されるが、絶縁層上に形成された第二ナノホールは高抵抗であるため金属が充填されない。この金属が充填されなかった第二ナノホールに絶縁性物質を充填してもよい。
【００２５】
前記ナノホールの配列としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一方向に平行に配列していてもよいし、同心円状及び螺旋状の少なくともいずれかに配列していてもよい。前記ナノホール構造体をＤＮＡチップ等に適用する場合には前者の配列が好ましく、前記ナノホール構造体をハードディスク、ビデオディスク等の前記磁気記録媒体に適用する場合には後者の配列が好ましく、特に、ハードディスク用途の場合にはアクセスの容易性の観点から同心円状が好ましく、ビデオディスク用途の場合には連続再生の容易性の観点から螺旋状が好ましい。
なお、前記ナノホール構造体がハードディスク等の前記磁気記録媒体に適当する場合、隣接するナノホール列におけるナノホールが、半径方向に配列しているのが好ましい。この場合、該磁気記録媒体は、磁気ヘッドの書込み電流を増やすことなく高密度記録・高速記録が可能で大容量であり、オーバーライト特性に優れ、均一な特性を有し、特にクロスリードやクロスライト等の問題がなく、極めて高品質である。
【００２６】
前記ナノホールの配列の幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記ナノホール構造体がハードディスク等の前記磁気記録媒体に適当する場合、記録密度の増加にしたがってより狭くする必要がある。具体的には、２５０ＧＢ／ｉｎ程度の記録密度で、前記配列の幅としては、例えば、５０〜１００ｎｍが好ましく、１ＴＢ／ｉｎに対応する前記配列の幅としては、例えば、２５〜５０ｎｍが好ましい。
【００２７】
前記ナノホールの配列における前記ナノホールの配列パターンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、隣接する前記配列における少なくとも一方が、前記ナノホールが概六方最密格子状に最密化して形成されたパターンであるのが好ましい。六方最密格子はアルミナナノホールにおいて最も安定なパターンであるため、意識的に導入したパターン変化以外のパターンの揺らぎを最低限に押さえることができる。
【００２８】
前記ナノホールにおける開口径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記ナノホール構造体をハードディスク等の磁気記録媒体に適用する場合、その記録層となる強磁性層（硬磁性層）を単磁区とすることができる大きさが好ましく、具体的には、前記ナノホールのピッチの２／３以下が好ましく、１／３〜２／５がより好ましい。例えば前記ナノホールのピッチが３０ｎｍの場合には、２０ｎｍ以下が好ましく、１０〜１２ｎｍがより好ましい。
前記ナノホールにおける開口径が、ナノホールのピッチの２／３、例えばピッチが３０ｎｍのときに２０ｎｍを超えると、前記ナノホール構造体を適用した磁気記録媒体が単磁区構造にならないことがある。
【００２９】
また、前記ナノホールのピッチは、陽極酸化処理における電圧によって適宜決定され、ほぼ陽極酸化電圧（Ｖ）の２．５倍（ｎｍ）となる。したがって、前記陽極酸化処理における電圧としては、特に制限はないが、例えば、３〜４０Ｖが好ましく、３〜１０Ｖがより好ましい。
前記電圧が、３〜４０Ｖであると、前記記録媒体の高密度化を実現することができ、３〜１０Ｖであると、前記ナノホールのピッチを、７〜２５ｎｍとすることができ、前記磁気記録媒体の更なる高密度化を図ることができる点で、特に有利である。
なお、前記陽極酸化処理における電解液の種類、濃度、温度、時間等としては、特に制限はなく、形成するナノホールの数、大きさ、アスペクト比等に応じて適宜選択することができる。例えば、前記電解液の種類としては、希釈リン酸溶液、希釈蓚酸溶液、希釈硫酸溶液等が好適に挙げられる。いずれの場合も、前記ナノホールのアスペクト比の調整は、陽極酸化処理後にリン酸溶液に浸漬させて前記ナノホール（アルミナポア）の直径を増加させることにより行うことができる。
【００３０】
前記絶縁層上に位置する領域に形成されたナノホール内に充填される金属としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、磁性材料、貴金属類、導電性透明酸化物、生体親和性が高い金属等が挙げられる。
前記磁性材料がナノホール内に充填される場合、該磁性材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、硬磁性材料、軟磁性材料等が挙げられる。ここで、前記ナノホールの内部に硬磁性材料と軟磁性材料を充填して多層構造とする場合、軟磁性層と硬磁性層とが前記基板側からこの順に積層されていてもよく、更に前記硬磁性層及び前記軟磁性層の間に非磁性層（中間層）が形成されていてもよい。
【００３１】
垂直磁気記録媒体において、硬磁性層は記録層として機能し、軟磁性層と共に多層磁性層を構成する。
前記硬磁性層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＦｅＣｏ、ＦｅＮｉ、ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＰ、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ及びＮｉＰｔから選択される少なくとも１種等が好適に挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記硬磁性層は、前記材料により垂直磁化膜として形成されていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、Ｌｌ０規則構造を有し、Ｃ軸が前記基板と垂直方向に配向しているもの、ｆｃｃ構造あるいはｂｃｃ構造を有し、Ｃ軸が前記基板と垂直方向に配列しているもの、単に形状異方性により垂直磁化特性を得ているもの等が好適に挙げられる。
【００３２】
前記硬磁性層の厚みとしては、本発明の効果を害さない限り特に制限はなく、記録時に使用される線記録密度等に応じて適宜選択することができるが、例えば、（１）前記軟磁性層の厚み以下である態様、（２）記録時に使用される線記録密度で決まる最小ビット長の１／３倍〜３倍である態様、（３）前記軟磁性層及び前記下地層の厚みの合計以下である態様等が好ましく、例えば、通常５〜１００ｎｍ程度が好ましく、５〜５０ｎｍがより好ましく、１Ｔｂ／ｉｎ２をターゲットにした線記録密度１，５００ｋＢＰＩで磁気記録を行う場合には、５０ｎｍ以下（２０ｎｍ程度）であるのが好ましい。
なお、ここでの前記「硬磁性層」の厚みは、該硬磁性層が、積層構造、又は複数層に分割された構造（例えば、非磁性層等の中間層により分割され連続層になっていない構造）を有する場合には、各硬磁性層の厚みの合計を意味する。また、前記「軟磁性層」の厚みは、該軟磁性層が、積層構造、又は複数層に分割された構造（例えば、非磁性層等の中間層により分割され連続層になっていない構造）を有する場合には、各軟磁性層の厚みの合計を意味する。また、前記「軟磁性層及び下地層の厚みの合計」は、該軟磁性層及び該下地層の少なくともいずれかが、積層構造、又は複数層に分割された構造（例えば、非磁性層等の中間層により分割され連続層になっていない構造）を有する場合には、各軟磁性層及び下地層の厚みの合計を意味する。
【００３３】
前記硬磁性層及び前記軟磁性層を有する磁気記録媒体の場合、磁気記録の際に使用する単磁極ヘッドと前記軟磁性層との間の距離を、前記ナノホールが形成された基材（多孔質層）の厚みよりも短く、該硬磁性層の厚みと略等しくすることができるため、前記ナノホールが形成された基材（多孔質層）の厚みに拘らず該硬磁性層の厚みだけで、前記単磁極ヘッドからの磁束の集中、使用される記録密度での最適な磁気記録再生特性等が制御可能となる。その結果、該磁気記録媒体においては、従来の磁気記録媒体に比し、書込み効率が大幅に向上し、書込み電流が小さくて済み、オーバーライト特性を著しく向上させることができる。
前記硬磁性層の形成は、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、電気メッキ方法等により行うことができる。
具体的には、前記ナノホールが形成された基材（多孔質層）をメッキ液中に浸漬させた後、電極層を電極として電圧を印加させることにより、前記磁性体を析出ないし堆積させることにより、行うことができる。
【００３４】
前記軟磁性層としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、Ｎｉ、ＮｉＦｅ、ＦｅＳｉＡｌ、ＦｅＣ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＮｉＢ及びＣｏＺｒＮｂから選択される少なくとも１種等が好適に挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３５】
前記軟磁性層の厚みとしては、本発明の効果を害さない限り特に制限はなく、前記前記ナノホールが形成された基材（多孔質層）における前記ナノホールの深さ、前記硬磁性層の厚み等に応じて適宜選択することができるが、例えば、（１）前記硬磁性層の厚み超である態様、（２）前記下地層の厚みとの合計が前記硬磁性層の厚み超である態様等が挙げられる。
【００３６】
前記軟磁性層は、磁気記録に使用する磁気ヘッドからの磁束を効果的に前記硬磁性層に収束させることができ、該磁気ヘッドの磁界の垂直成分を大きくさせることができる点で有利である。また、前記軟磁性層は、下地層とともに前記磁気ヘッドと共に該磁気ヘッドから入力させる記録磁界の磁気回路を形成可能であるのが好ましい。
前記軟磁性層としては、前記基板面に略直交する方向に磁化容易軸を有しているのが好ましい。この場合、垂直磁気記録用ヘッドで記録を行うと、該垂直磁気記録用ヘッドからの磁束の集中、使用される記録密度での最適な磁気記録再生特性等が制御可能となり、磁束が前記硬磁性層に集中する結果、従来の磁気記録装置に比し、書込み効率が大幅に向上し、書込み電流が小さくて済み、オーバーライト特性が著しく向上する。
前記軟磁性層の形成は、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、電気メッキ方法等により行うことができる。
具体的には、前記ナノホールが形成された基材（多孔質層）をメッキ液中に浸漬させた後、電極層を電極として電圧を印加させることにより、前記軟磁性体を析出ないし堆積させることにより、行うことができる。
【００３７】
前記ナノホール構造体（多孔質層）における前記ナノホール中には、前記硬磁性層と前記軟磁性層との間に非磁性層（中間層）を有していてもよい。該非磁性層（中間層）が存在すると、前記硬磁性層と前記軟磁性層との間の交換結合力の作用を弱める結果、予想とは異なる磁気記録の再生特性となってしまう場合に、それを所望の再生特性に制御することができる。
前記非磁性層の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｗ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｔａ及びＴｉから選択される少なくとも１種等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３８】
前記非磁性層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記非磁性層の形成は、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、電着（電着法）等により行うことができる。
【００３９】
−その他の層−
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、保護層、密着層、酸化停止層等が挙げられる。
【００４０】
−−保護層−−
前記保護層は、前記硬磁性層を保護する機能を有する層であり、前記硬磁性層の表面乃至上方に設けられる。該保護層は、１層のみ設けられていてもよいし、２層以上設けられていてもよく、また、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
前記保護層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等が挙げられる。
【００４１】
前記保護層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記保護層の形成は、特に制限はなく、目的に応じて公知の方法に従って行うことができるが、例えば、プラズマＣＶＤ法、塗布法等により行うことができる。
【００４２】
−−密着層−−
前記密着層は、基板と電極層とを密着する機能、又は、電極層と絶縁層とを密着する機能を有する層である。前記密着層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｂ等、陽極酸化浴中で安定な絶縁性酸化膜を形成する、いわゆるバルブメタルといわれる金属類を使用することができる。
前記密着層の形成は、特に制限はなく、スパッタ法などにより行うことができる。
【００４３】
−−酸化停止層−−
前記酸化停止層は、基材の酸化を停止する機能を有する層である。前記酸化停止層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｂ等、陽極酸化浴中で安定な絶縁性酸化膜を形成する、いわゆるバルブメタルといわれる金属類を使用することができる。
前記酸化停止層の形成は、特に制限はなく、スパッタ法などにより行うことができる。
【００４４】
（ナノホール構造体の製造方法）
本発明のナノホール構造体の製造方法は、電極層形成工程と、絶縁層形成工程と、基材形成工程と、ナノホール形成工程と、金属充填工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程を含む。
【００４５】
−電極層形成工程−
前記電極層形成工程は、基板の上に電極層を形成する工程である。
前記基板及び前記電極層としては、上述したものが挙げられる。
前記電極層の形成は、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、スパッタ法（スパッタリング）、蒸着法等により好適に行うことができる。該電極層の形成条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記電極層形成工程により形成された前記電極層は、電気メッキ法（電着）により、ナノホール内に金属を充填する際の電極として使用される。
【００４６】
−絶縁層形成工程−
前記絶縁層形成工程は、前記電極層上の一部に絶縁層を形成する工程である。
前記絶縁層としては、上述したものが挙げられる。
前記絶縁層の形成は、プラズマＣＶＤ法等の公知の方法に従って行うことができる。該絶縁層の形成条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記絶縁層形成工程において、例えば、前記絶縁層を部分的に除去することにより、前記電極層上の一部に前記絶縁層を形成する。例えば、レジストを絶縁膜上に塗布し、モールドを用いて熱インプリント処理し、エッチングすることにより、絶縁層が部分的に除去されてパターンが形成される。さらに、前記熱インプリント処理の代わりに、光硬化性のレジストと透明石英性のモールドの組み合わせを用いて、光インプリント法によってパターンを形成してもよく、また、通常のフォトリソグラフィ工程を用いてパターンを形成してもよい。
【００４７】
−基材形成工程−
前記基材形成工程は、前記電極層及び前記絶縁層を覆う基材を形成する工程である。前記基材形成工程において、例えば、前記電極層及び前記絶縁層上に金属層を積層し、該金属層を酸化することにより前記基材を形成する（図１Ａ）。
前記基材としては、上述したものが挙げられる。
前記金属層の材料としては、ナノホールを形成可能な金属材料である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属単体、その酸化物、窒化物等、合金等のいずれであってもよく、これらの中でも、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、及びそれらの酸化物等が好ましい。
【００４８】
−ナノホール形成工程−
前記ナノホール形成工程は、前記基材にナノホールを形成する工程である。前記ナノホール形成工程において、例えば、陽極酸化により、該基材中に前記ナノホールを形成する（図１Ｃ、図２Ａ、図３Ａ）。
【００４９】
前記ナノホールが形成された基材の形成は、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができ、例えば、スパッタ法、蒸着法等により金属材料の層（金属層）を形成した後で、陽極酸化処理により前記ナノホールを形成することにより行うことができる。多数のナノホールをほぼ等間隔で均等に配列形成することができる等の点で、アルミニウム等の陽極酸化処理が好ましい。
【００５０】
なお、陽極酸化処理によって形成されるナノホールは、通常、ランダムに配置されるが、陽極酸化処理の前に、前記金属層上に前記ナノホールの規則配列を複数形成するためのパターン（所望の凹み）を予め形成しておくのが好ましい（図１Ｂ）。この場合、陽極酸化処理を行うと、前記パターン上にのみ、効率的に前記ナノホールを形成することができる点で有利である。
【００５１】
前記パターンの形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、（１）パターン状（例えば六方最密格子状）に配列してなる円形状の凸部の複数の規則配列（ナノホール構造体を磁気ディスク等に適用する場合には、該凸部の規則配列が同心円状又は螺旋状に配列）が形成されたパターンを表面形状として有するスタンパを、前記金属層（例えば、アルミナ、アルミニウム等）の表面にインプリント転写し、六方最密格子状に円が複数規則配列したパターンを形成する方法、（２）前記金属層上に樹脂層やフォトレジスト層を形成した後、通常のフォト工程やスタンパを用いたインプリント法により、これらをパターニングし、エッチング処理等することにより、前記金属層の表面に、パターン状（例えば六方最密格子状）に配列してなる凹部の複数の規則配列が形成されたパターンを形成する方法等が好適に挙げられる。
【００５２】
前記スタンパとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、半導体分野で微細構造作製用材料として最も広範囲に使用されているという観点からは、シリコンやシリコン酸化膜、これらの組み合わせ等が挙げられ、連続使用耐久性の観点からは、炭化珪素基板等が挙げられ、また、光ディスクの成型等に使用されているＮｉスタンパ等も挙げられる。該スタンパは、複数回使用することができる。前記インプリント転写の方法としては、特に制限はなく、公知の方法の中から目的に応じて適宜選択することができる。また、前記フォトレジスト層のレジスト材料には、光レジスト材料のほか、電子線レジスト材料等も含まれる。前記光レジスト材料としては、特に制限はなく、半導体分野等において公知の材料の中から適宜選択することができ、例えば、近紫外光、近視野光等を利用可能な材料等が挙げられる。
【００５３】
−金属充填工程−
前記金属充填工程は、前記電極層上に位置する領域に形成されたナノホール内に電気メッキ法にて金属を充填する工程である（図１Ｄ、図２Ｂ、図３Ｂ）。
前記基材としては、上述したものが挙げられる。
前記ナノホールが形成された基材（多孔質層）をメッキ液中に浸漬させた後、電極層を電極として電圧を印加させることにより、前記金属を析出ないし堆積させることにより、行うことができる。
【００５４】
−その他の工程−
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、絶縁性物質充填工程、下地層形成工程、研磨工程（表面処理工程）、等が挙げられる。
【００５５】
−−絶縁性物質充填工程−−
絶縁性物質充填工程は、必要に応じて選択され、前記絶縁層上に位置する領域に形成されたナノホール内に絶縁性物質を充填する工程である。
絶縁性物質としては、例えば、光硬化性樹脂等が挙げられる。金属充填処理後に、基体を乾燥し、シランカップリング剤の蒸気処理等により疎水化処理を行う。低粘度の光硬化性樹脂を塗布した後、紫外線処理を行って硬化させる。アッシング、研磨等によって余剰の樹脂を除去すれば、前記絶縁膜上に形成されたナノホールにのみ絶縁体を充填できる。
【００５６】
−−下地層形成工程−−
前記下地層形成工程は、必要に応じて選択され、基板上に下地層を形成する工程である。
前記基板としては、上述したものが挙げられる。
前記下地層の形成は、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、スパッタ法（スパッタリング）、蒸着法等の真空成膜法、電着（電着法）等で形成してもよいし、あるいは無電解メッキで形成してもよい。
前記下地層形成工程により、前記基板上に所望の厚みの前記下地層が形成される。
【００５７】
−−研磨工程（平坦化処理工程）−−
前記研磨工程は、前記金属充填工程の後、前記ナノホール構造体（多孔質層）の表面を研磨し、平坦化する工程である。
前記研磨工程における研磨の方法としては、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができ、例えば、ＣＭＰ処理等が挙げられる。該研磨工程により、前記磁気記録媒体の表面が平滑化されると、垂直磁気記録ヘッド等の磁気ヘッドの安定浮上が可能となり、低浮上化による高密度記録と信頼性確保の双方を達成することができる点で有利である。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
【００５９】
（実施例１）
−ナノホール構造体の作製−
実施例１では、Ｓｉ基板上にパターニングした金属・アルミナ複合媒体を作製した場合を示す。
まず、導電性基体（基板及び電極層）としてｎ＋＋のＳｉ基板を用い、該Ｓｉ基板の上に、密着層兼酸化停止層として、膜厚５０ｎｍのＴａ膜をスパッタ法により作製した。
【００６０】
次に、前記Ｔａ膜の上に、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を原料とし、プラズマＣＶＤ法により基板温度３００℃で膜厚２０ｎｍのＳｉＯ２膜（絶縁層）を製膜した。なお、ＳｉＯ２膜の製膜条件は、基板温度３００℃、圧力１Ｔｏｒｒ、キャリアガスＡｒ流量５０ｓｃｃｍ、酸素流量５０ｓｃｃｍ、印加電力２００Ｗ、製膜時間６０秒であった。
【００６１】
次に、スピンコート法（１，５００回転、３０秒）によって、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）レジストを５０ｎｍ塗布し、熱インプリント法によりＰＭＭＡレジストのパターン転写を以下のように行った。
まず、温度９０℃、３０分のプリベークにより、ＰＭＭＡレジストにおける溶媒を除去した後、基板温度１２５℃、圧力５０ｋｇｆ／ｃｍ２、保持時間１０秒の条件で、Ｎｉ製モールドを押し付けて熱インプリント処理を行った。なお、Ｎｉ製モールドには、高さ５０ｎｍの反転パターンが形成されている。その後、ＰＭＭＡのガラス転移点以下の温度まで冷却した後、モールドを基板から剥離した。さらに、モールド凹部に残った残渣を除去するため、Ｏ２圧力０．４Ｔｏｒｒ、印加電力１００Ｗの条件で１分間の酸素プラズマアッシングを行った。
【００６２】
次に、基板をＲＩＥ装置中に移し、ＣＦ４をプロセスガスとしたＲＩＥ法により、ＳｉＯ２膜のエッチングを行った。エッチング条件は、ＣＦ４  １０ｓｃｃｍ、Ｈ２  ２０ｓｃｃｍ、印加電力５０Ｗ、圧力０．１Ｔｏｒｒ、３０秒とした。なお、エッチングはオーバーエッチ気味に行い、ＳｉＯ２膜製膜時にＴａ膜の表面にできた過剰な酸化膜も同時に除去した。
【００６３】
次に、酸素アッシングにより、ＰＭＭＡレジストを除去した。これにより、ＳｉＯ２膜（絶縁層）のパターンが形成された。
【００６４】
次に、スパッタ法を用いて、膜厚３００ｎｍのＡｌ膜（基材）を製膜し、表面の凹凸を低減するため平坦化処理（ＣＭＰ処理）を行った。
【００６５】
次に、ＰＭＭＡをレジストとする熱インプリント処理を行い、さらに、Ｏ２ドライエッチング、ＣＣｌ４によるドライエッチングを行うこと（テクスチャリング処理）によって、Ａｌ膜上に深さ１０ｎｍの６０ｎｍピッチ三角格子パターンを転写した。
【００６６】
次に、０．３Ｍ硫酸浴を用いて、酸化電圧２５ＶにてＡｌ膜の陽極酸化を行った。これは、６０ｎｍピッチ三角格子パターンに対応した陽極酸化条件である。
【００６７】
次に、硫酸Ｎｉが３０ｇ／Ｌの濃度で含まれ、ホウ酸が３０ｇ／Ｌの濃度で含まれた水溶液のＮｉメッキ浴を用いてアルミナナノホール内部へのＮｉの充填を行った。交流５０Ｈｚ、１５Ｖ  ＡＣ、５分間の定電圧交流メッキにより金属がナノホール内部にメッキされ、過剰なＮｉがナノホール開口部からあふれた。
【００６８】
斜め方向からのＡｒイオンミリングにより、あふれたＮｉをアルミナ表面まで平坦化して表面を観察した。その結果、埋め込み絶縁層に対応する部分には金属が充填されておらず、金属の充填部と非充填部を任意に作製することができた。
【００６９】
実施例１では、前記密着層兼酸化停止層としてＴａを用いたが、これに限定されるものではなく、Ｔａの他にＮｂ、Ｔｉ、Ｍｂ等、陽極酸化浴中で安定な絶縁性酸化膜を形成するいわゆるバルブメタルといわれる金属類を使用することができる。
【００７０】
また、実施例１では、導電性基体（基板及び電極層）としてｎ＋＋のＳｉ基板を用いたが、これに限定されるものではなく、その他の導電性基体を用いてもよく、また、ガラス、サファイア、プラスチック等の絶縁体基体の上、且つ、密着層兼酸化停止層の下に十分に厚い導電性の電極層を形成してもよい。
【００７１】
また、実施例１では、アルミナナノホールの配列性及び垂直性の向上を図るために、陽極酸化前のＡｌ膜の平坦化処理及びテクスチャー処理を行ったが、これに限定されるものではなく、パターンサイズがＡｌ膜厚やナノホールのピッチに対して十分に大きく、ナノホールの配列および垂直性の乱れを無視してもよい場合には、これらの工程を省略することもできる。
【００７２】
また、実施例１では、埋めこみ絶縁層として、プラズマＣＶＤ法で製膜したＳｉＯ２膜を用いたが、これに限定されるものではなく、蒸着やスパッタ法で製膜した、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ、ＳｉＯＸ、ＣｅＯ２、アルミナ等の絶縁性酸化物、窒化物を用いることもでき、さらに、レジストそのものを絶縁層として用いることもできる。
【００７３】
以下に、レジストそのものを絶縁層として用いる場合の例を示す。
まず、導電体膜付きの基板又は導電体基板上に、スピンコート法によってガラス転移点１０５℃のＰＭＭＡ膜を膜厚５０ｎｍとなるように塗布した。スピンコートは、回転数１，５００回転、時間３０秒で行った。温度９０℃、３０分のプリベークにより、溶媒を除去した後、基板温度１２５℃、圧力５０ｋｇｆ／ｃｍ２、保持時間１０秒の条件で、Ｎｉ製モールドを押し付けて熱インプリント処理を行った。このとき、Ｎｉ製モールドには高さ５０ｎｍの反転パターンが形成されている。
ＰＭＭＡのガラス転位点以下の温度まで冷却したのち、モールドを基板から剥離した。モールド凹部に残った残渣を除去するため、Ｏ２圧力０．４Ｔｏｒｒ、印可電力１００Ｗの条件で１分間の酸素プラズマアッシングを行った。これにより、導電体膜付きの基板又は導電体基板上に、絶縁体ＰＭＭＡによるパターンが形成された。
【００７４】
また、実施例１では、Ｎｉメッキ浴を用いてアルミナナノホール内部へのＮｉの充填を行ったが、これに限定されるものではなく、メッキ浴を変更することでＮｉ以外にも、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｕ等様々な金属を充填することができる。
【００７５】
実施例１では、ＰＭＭＡレジストを用いて熱インプリント法にてパターンを形成したが、これに限定されるものではなく、光硬化性のレジストと透明石英性のモールドの組み合わせを用いることにより、光インプリント法によってパターンを形成してもよい。また、パターンのサイズによっては通常のフォトリソグラフィ工程を用いてパターンを形成してもよい。
【００７６】
（実施例２）
実施例２では、アルミナナノホールパターンドメディア用のサーボパターンを形成した例を示す。
【００７７】
まず、ハードディスクドライブ用の２．５型の結晶化ガラス基板上に、スパッタリング法を用いて密着層として膜厚５０ｎｍのＴａ膜、下地軟磁性層（電極層）として膜厚５０ｎｍのパーマロイ膜、酸化停止層として５ｎｍのＴａ膜、絶縁層として膜厚１０ｎｍのＳｉＯｘ膜を基板側からこの順で製膜した。
【００７８】
次に、ナノインプリントとＣＦ４を用いたドライエッチングを用いてＳｉＯｘ膜にサーボパターンをパターニングした。このサーボパターンでは２０ｎｍピッチ四角格子の２ドットを１ビットとして使用するため、４０ｎｍピッチのＬ／Ｓを基本としてパターンを形成している。
【００７９】
さらに、スパッタ法を用いて、膜厚７０ｎｍのＡｌ膜を形成した。表面をＣＭＰ処理にて平坦化した後、ＰＭＭＡをレジストとする熱インプリント処理を行い、Ｏ２ドライエッチング、ＣＣｌ４によるドライエッチングを行うことによって、Ａｌ膜上に深さ３ｎｍ以下の２０ｎｍピッチ四角格子パターンのテキスチャリング処理を行った。四角格子パターンは基板中心を中心とする円周上に配置されている。硫酸０．３Ｍ浴を用いて電圧７Ｖにて陽極酸化を行った。これにより、２０ｎｍピッチの円周上配置四角格子配列でアルミナナノホールを形成した。
【００８０】
次に、硫酸Ｃｏが５０ｇ／Ｌの濃度で含まれ、ホウ酸が２０ｇ／Ｌの濃度で含まれた水溶液のＣｏメッキ浴を用いて、アルミナナノホール内部への磁性体Ｃｏの充填を行った。交流５０Ｈｚ、６Ｖ  ＡＣ、１０分間の定電圧交流メッキにてアルミナナノホール内部に金属がメッキされ、過剰なＣｏがナノホール開口部からあふれた。
【００８１】
次に、ＣＭＰ処理により、過剰なＣｏを除去し、さらに、スパッタ法にて膜厚５ｎｍのＤＬＣ保護膜、ディップ法にてふっ素系潤滑剤を塗布することによりディスク化した。絶縁膜を埋めこんだ部分には、磁性体は充填されておらず、サーボパターン付きのナノホールパターンドメディアが実現された（図４）。
【００８２】
実施例２では、磁性体として、Ｃｏ単体を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、Ｃｏ単体以外に、Ｆｅ単体、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ系といった合金系磁性体、ＦｅＮｉ／Ｃｏといった軟磁性/硬磁性スタック構造を用いることができる。また、Ａｌ表面へのテキスチャリング処理を省略して、ランダム配列によるアルミナナノホール媒体を作製することもできる。
【００８３】
（実施例３）
実施例３では、フォトニック結晶の屈折率変調に応用した例を示す。
【００８４】
まず、平坦なガラス基板上に、スパッタリング法を用いて下地電極兼酸化停止膜として膜厚５０ｎｍのＮｂ膜を製膜し、Ｎｂ膜の上に、絶縁層としてプラズマＣＶＤ法を用いて膜厚１０ｎｍのＳｉＯ２膜を製膜した。通常のフォトリソグラフとドライエッチングを用いて、導波路パターンとなる幅２００ｎｍ、長さ２，４００ｎｍのラインパターンとそれに隣接する光放出穴となる直径２００ｎｍの円形パターンを形成した。
【００８５】
次に、スパッタ法により膜厚３００ｎｍのＡｌ膜を形成し、表面平坦化のためＣＭＰ処理を行った。通常のフォトリソグラフ法によるパターニングとドライエッチングを用いて、Ａｌ膜表面にピッチ２００ｎｍ、深さ１０ｎｍの三角格子パターンのテキスチャリング処理を行った。シュウ酸０．３Ｍ浴を用いて電圧８０Ｖで陽極酸化を行い、２００ｎｍピッチのアルミナナノホールを作製した。
【００８６】
次に、硫酸Ｎｉが３０ｇ／Ｌの濃度で含まれ、ホウ酸が３０ｇ／Ｌの濃度で含まれた水溶液のＮｉメッキ浴を用いてアルミナナノホール内部へのＮｉの充填を行った。交流５０Ｈｚ、２５Ｖ  ＡＣ、１５分間のメッキ処理によりアルミナナノホール内部にＮｉが充填され表面にあふれた。ＣＭＰ処理により溢れたＮｉを除去したところ、埋めこみ絶縁層がある部分には充填されず、ナノホールのまま残すことができた（図５）。
【００８７】
作製したサンプルに光を導入したところ、周期的な屈折率変調から外れた非充填部のみに閉じ込められた光が、放出穴から取り出されることが検出されフォトニック結晶として動作することが確認された。
【００８８】
実施例３では、充填部をフォトニック結晶本体、非充填部を導波路となる欠陥として定義したが、逆の配置でもよい。
【００８９】
また、実施例３では、充填する金属としてＮｉを用いたが、これに限定されるものではなく、Ａｕ、Ｐｔといった貴金属類や、ＴｉＯｘ、ＳｎＯｘ、ＩｎＯｘといった導電性透明酸化物等、アルミナの誘電率と差があり、メッキにより充填できるものであれば何を用いてもよい。
【００９０】
（実施例４）
実施例４では、バイオチップの作製に応用した例を示す。
まず、平坦なガラス基板上に、スパッタリング法を用いて下地電極兼酸化停止膜として膜厚５０ｎｍのＮｂ膜を製膜し、Ｎｂ膜の上に、絶縁層としてプラズマＣＶＤ法を用いて膜厚１０ｎｍのＳｉＯ２膜を製膜した。通常のフォトリソグラフ法とドライエッチング法の組み合わせにより、ＳｉＯ２膜にバイオチップ用のパターンを形成した。パターンには用途によって様々な形状が考えられるが、ここでは一例として１ｃｍ四角のパターニング領域内に２μｍピッチの正方形の市松模様（図６Ｂ）をパターニングしている。
【００９１】
次に、スパッタリングにより、膜厚１００ｎｍのＡｌ膜を製膜した後、通常のフォトリソグラフ法とドライエッチング法により、３００ｎｍピッチの三角格子パターンのテキスチャリング処理を行った。
【００９２】
次に、リン酸０．３Ｍ浴を用いて電圧１２０Ｖで陽極酸化処理を行い、３００ｎｍピッチのアルミナナノホール膜を得た。
【００９３】
次に、シアン化金カリウムが１ｇ／Ｌの濃度で含まれ、シアン化カリウムが７０ｇ／Ｌの濃度で含まれ、リン酸水素二カリウムが１０ｇ／Ｌの濃度で含まれたアルカリ性金メッキ浴を用いてアルミナナノホール内部へのＡｕの充填を行った。交流５０Ｈｚ、３０Ｖ  ＡＣ、５分間のメッキ処理によりアルミナナノホール内部に充填され表面にあふれた。
【００９４】
ＣＭＰ法によりあふれたＡｕを除去し、Ａｕの微細パターンで形成されたバイオチップを得た（図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃ）。
【００９５】
実施例４では、充填する金属としてＡｕを用いたが、これに限定されるものではなく、ナノホールに充填する金属として、Ｐｔ、ＴｉＯｘのような生体親和性が高く電気メッキが可能な金属（導電性物質）であれば何を用いてもよい。
【００９６】
また、実施例４では、最下部からＡｕの充填を行ったが、これに限定されるものではなく、例えば、下層がＮｉ、表層がＡｕの２層構造としてＡｕの使用量を減らし、コストを低減してもよい。また、この場合、下地金属を触媒として利用することにより、表層金属を電気メッキでは無く無電解メッキで形成することもできる。
【００９７】
本発明の好ましい態様を付記すると、以下の通りである。
（付記１）基板の上に電極層を形成する電極層形成工程と、前記電極層上の一部に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記電極層及び前記絶縁層を覆う基材を形成する基材形成工程と、前記基材にナノホールを形成するナノホール形成工程と、前記電極層上に位置する領域に形成されたナノホール内に電気メッキ法にて金属を充填する金属充填工程とを含むことを特徴とするナノホール構造体の製造方法。
（付記２）前記絶縁層形成工程において、前記絶縁層を部分的に除去することにより、前記電極層上の一部に前記絶縁層を形成する付記１に記載のナノホール構造体の製造方法。
（付記３）前記基材形成工程において、前記電極層及び前記絶縁層上に金属層を形成し、該金属層を酸化することにより前記基材を形成する付記１に記載のナノホール構造体の製造方法。
（付記４）陽極酸化により、前記金属層を酸化して前記基材を形成するとともに、該基材中に前記ナノホールを形成する付記３に記載のナノホール構造体の製造方法。
（付記５）基板と、前記基板の上に形成された電極層と、前記電極層上の一部に形成された絶縁層と、前記電極層及び前記絶縁層を覆い、前記電極層上に位置する領域に第一ナノホールが形成され、前記絶縁層上に位置する領域に第二ナノホールが形成された基材と、を有することを特徴とするナノホール構造体。
（付記６）前記第二ナノホールは前記第一ナノホールよりも深さが浅い付記５に記載のナノホール構造体。
（付記７）前記第一ナノホールには金属が充填され、前記第二ナノホールには絶縁性物質が充填された付記５又は６に記載のナノホール構造体。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明のナノホール構造体は、磁気記録媒体をはじめ、ＤＮＡチップ、診断装置、検出センサー、触媒基板、電界放出ディスプレイ等の各種分野に好適に使用することができ、特に、磁気記録媒体、フォトニック結晶、及びバイオチップ等に好適に使用することができる。
本発明のナノホール構造体の製造方法は、本発明のナノホール構造体の製造に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明のナノホール構造体の製造方法を説明するための図である（その１）。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明のナノホール構造体の製造方法を説明するための図である（その２）。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明のナノホール構造体の製造方法を説明するための図である（その３）。
【図１Ｄ】図１Ｄは、本発明のナノホール構造体の製造方法を説明するための図である（その４）。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明のナノホール構造体の製造方法を説明するための図である（その５）。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明のナノホール構造体の製造方法を説明するための図である（その６）。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明のナノホール構造体の製造方法を説明するための図である（その７）。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明のナノホール構造体の製造方法を説明するための図である（その８）。
【図４】図４は、ナノホールパターンドメディアを説明するための図である。
【図５】図５は、フォトニック結晶の誘電率制御を説明するための図である。
【図６Ａ】図６Ａは、バイオチップを説明するための図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６ＡにおけるＸ部の拡大図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６ＢにおけるＹ部の拡大図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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