JP2004004621A - 微細構造を有する素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な格子溝パターンなどの微細構造を有する素子の製造方法を提供する。
【解決手段】この微細構造を有する素子の製造方法は、ガラス基板１上にアルミニウム膜３を形成する工程と、アルミニウム膜３の表面に凹部３ａのドット列を形成する工程と、凹部３ａのドット列が形成されたアルミニウム膜３の表面を陰極６の表面と対向させた状態で陽極酸化することによって、線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜８を形成する工程とを備える。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、微細構造を有する素子およびその製造方法に関し、特に、陽極酸化法を用いて形成される微細構造を有する素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、微細な格子パターンなどの微細構造の製造方法として、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いる方法や陽極酸化法を用いる方法が知られている（たとえば、非特許文献１参照）。そして、近年では、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて光学素子などの種々の微細な格子溝パターンを有する素子が実現されている。
【０００３】
図４５は、従来の微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の概念を示した斜視図である。従来の波長板１００では、図４５に示すように、ガラス基板１０１に、格子を構成する溝パターンが形成されている。この格子溝パターンは、空気層１０２と、ガラス基板１０１と同じ材料からなる幅ａの基板材料層１０３とから構成されている。この格子溝パターンは、光の波長以下の周期Ｐを有する。なお、空気層１０２の屈折率は１であり、基板材料層１０３（ガラス基板１０１）の屈折率はｎとする。この波長板１００の格子溝パターンに光が入射する場合、波長板１００の屈折率は、空気層１０２の屈折率１と、基板材料層１０３の屈折率ｎとが混合された屈折率である有効屈折率となる。
【０００４】
図４６は、図４５に示した従来の波長板（偏光素子）の有効屈折率とデューティ比との関係を示した相関図である。図４６の縦軸には、有効屈折率がとられており、横軸には、格子の周期Ｐに対する基板材料層１０３の幅ａの割合であるデューティ比（＝ａ／Ｐ）がとられている。図４６中の「ＴＥ」は、図４５に示すように、偏光方向が格子溝パターンの延びる方向に平行な光を示している。また、「ＴＭ」は、図４５に示すように、偏光方向が格子溝パターンの延びる方向に直交する光を示している。
【０００５】
図４６を参照して、格子溝パターンのデューティ比が変化すると、有効屈折率も変化する。この場合、偏光方向が格子溝パターンの方向に平行な光（ＴＥ）の有効屈折率と、偏光方向が格子溝パターンの方向に直交する光（ＴＭ）の有効屈折率とは異なる値になる。このように、光の偏光方向によって有効屈折率が異なる特性を複屈折特性という。また、従来では、上記したデューティ比を調整することにより、所定の偏光方向を有する光に対しては屈折率変調を感じさせることなく、その光の偏光方向と直交する偏光方向を有する光に対してのみ屈折率変調を感じさせることが可能な偏光依存性回折格子（偏光依存性回折素子）が知られている。以下に、従来の偏光依存性回折格子について説明する。
【０００６】
図４７は、従来の微細構造を有する素子としての偏光依存性回折格子（偏光依存性回折素子）の格子溝パターンを示した平面図である。図４６および図４７を参照して、従来の偏光依存性回折格子では、ガラス基板１０１に、直線状の格子溝パターン１００ａと、格子溝パターン１００ａとほぼ直交する方向に延びる直線状の格子溝パターン１００ｂとが交互に形成されている。この格子溝パターン１００ａおよび１００ｂは、それぞれ、異なるデューティ比Ｄ１（＝（Ｐ−Ｗ１）／Ｐ）およびＤ２（＝（Ｐ−Ｗ２）／Ｐ）を有している。また、格子溝パターン１００ａおよび１００ｂは、どちらも同じ周期Ｐを有している。すなわち、格子溝パターン１００ａおよび１００ｂのデューティ比Ｄ１およびＤ２は、格子溝パターン１００ａの溝部の幅Ｗ１および格子溝パターン１００ｂの溝部の幅Ｗ２を調整することにより調整されている。
【０００７】
そして、デューティ比Ｄ１を有する格子溝パターン１００ａに平行な偏光方向（ＴＥ）の光を入射した場合、デューティ比Ｄ２を有する格子溝パターン１００ｂにおいて、その光の偏光方向は、格子溝パターン１００ｂに直交する偏光方向（ＴＭ）となる。このため、デューティ比Ｄ１を有する格子溝パターン１００ａおよびデューティ比Ｄ２を有する格子溝パターン１００ｂの有効屈折率は、図４６に示すように、Ｎ５になる。その一方、デューティ比Ｄ１を有する格子溝パターン１００ａに直交する偏光方向（ＴＭ）の光を入射した場合、デューティ比Ｄ２を有する格子溝パターン１００ｂにおいて、その光の偏光方向は、格子溝パターン１００ｂに平行な偏光方向（ＴＥ）となる。このため、図４６に示すように、デューティ比Ｄ１を有する格子溝パターン１００ａの有効屈折率はＮ４になり、デューティ比Ｄ２を有する格子溝パターン１００ｂの有効屈折率はＮ６になる。このように、格子溝パターン１００ａに平行な偏光方向（ＴＥ）の光に対して、デューティ比Ｄ１を有する格子溝パターン１００ａとデューティ比Ｄ２を有する格子溝パターン１００ｂとの有効屈折率を同じＮ５にすることができるので、格子溝パターン１００ａに平行な偏光方向（ＴＥ）の光に対してのみ屈折率差（屈折率変調）がない状態（透明）にすることができる。
【０００８】
なお、図４５に示した従来の波長板１００や図４７に示した従来の偏光依存性回折格子の直線状の格子溝パターンの製造方法としては、たとえば、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、ガラス基板の表面をエッチングすることにより直線状の格子溝パターンを形成する方法が考えられる。
【０００９】
【非特許文献１】
Ｈ．Ｍａｓｕｄａ　ｅｔ　ａｌ．「Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．」、Ｖｏｌ．７１（１９）、１０　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ　１９９７、ｐ．２７７０−ｐ．２７７２
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４５に示した従来の波長板１００や図４７に示した従来の偏光依存性回折格子の直線状の格子溝パターンをフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて形成しようとすると、深さが大きく、かつ、深さ方向に均一な溝幅を有する格子溝パターンを形成するのは困難であった。具体的には、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて直線状の格子溝パターンを深く形成すると、図４８に示すように、深さ方向に均一でない台形状の断面を有する格子溝パターンが形成されるので、格子溝パターンの上部と下部とのデューティー比が異なるという不都合があった。その結果、良好な格子溝パターンなどの微細構造を有する素子を形成するのが困難であるので、良好な複屈折特性を有する光学素子を得るのが困難であるという問題点があった。
【００１０】
また、上記非特許文献１には、陽極酸化法を用いた三角格子パターンの製造方法が開示されている。この非特許文献１に開示された三角格子パターンの製造方法では、深く均一な細孔を有する三角格子パターンを形成することができるので、２次元フォトニック結晶の製造方法の１つとして提案されている。具体的には、アルミニウム、チタンおよびタンタルなどのバルブ金属やＳｉ、ＧａＡｓなどの半導体では、酸性電解液中で陽極に通電すると、膜面に垂直に配列した細孔を有する酸化皮膜が形成されるという特性を有する。特に、アルミニウムの酸化皮膜においては、細孔が三角格子状に配列し易いという材料特性を有している。この特性を用いることによって、深く均一な細孔を有する三角格子パターンを形成することができる。
【００１１】
図４９〜図５２は、従来の陽極酸化法を用いた格子孔パターンの製造プロセスを説明するための断面図である。図５３は、２次元フォトニック結晶を示した平面図である。次に、図４９〜図５３を参照して、従来の陽極酸化法を用いた三角格子パターンの製造プロセスを説明する。
【００１２】
従来の陽極酸化法を用いた三角格子パターンの製造プロセスでは、図４９に示すように、ＳｉＣなどの硬い材料からなる押し付け部材１１６の表面に、三角格子状の配列を有する凸部１１６ａを形成する。そして、アルミニウム材１１５の表面に、押し付け部材１１６を押し付けるテクスチャリング処理を行う。これにより、図５０に示すように、アルミニウム材１１５の表面に、三角格子状の配列を有する凹部１１５ａが形成される。次に、凹部１１５ａが形成されたアルミニウム材１１５を、図５１に示すように、電解液１１９中で酸化処理する。この場合、陰極１１８として白金などを用いるとともに、電解液１１９として硫酸、シュウ酸、リン酸などの水溶液を用いる。これにより、図５２および図５３に示すように、三角格子状の配列を有するとともに、凹部１１５ａを起点とした深く均一な細孔１１３ａを有する酸化アルミニウム膜（アルミナ）１１３が自己組織化的に形成される。この細孔１１３ａは、サブミクロンの直径に対して、１０μｍ以上の深さを有するように形成することができる。
【００１３】
しかしながら、上記従来の陽極酸化法を用いた三角格子パターンの製造プロセスは、２次元フォトニック結晶細孔を形成するための方法として知られていた。このため、従来では、図４５および図４７に示したような線状の格子溝パターンを陽極酸化法により形成する試みはなされていなかった。
【００１４】
上記のように、従来では、深さが大きく、かつ、深さ方向に均一な溝幅を有する直線状の格子溝パターンを形成するのは困難であったため、良好な格子溝パターンなどの微細構造を有する素子を形成するのが困難であった。
【００１５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、良好な格子溝パターンなどの微細構造を有する素子の製造方法を提供することである。
【００１６】
この発明のもう１つの目的は、良好な格子溝パターンなどの微細構造を有する素子を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するために、本願発明者が鋭意検討した結果、従来の陽極酸化法を用いて、深さ方向に均一な溝幅を有する線状の格子溝パターンを形成することができることを見い出した。以下、本発明の具体的な内容について説明する。
【００１８】
この発明の第１の局面による微細構造を有する素子の製造方法は、基板上に金属層を形成する工程と、金属層の表面に凹部のドット列を形成する工程と、凹部のドット列が形成された金属層の表面を陰極面と対向させた状態で陽極酸化することによって、線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程とを備えている。
【００１９】
この第１の局面による微細構造を有する素子の製造方法では、上記のように、凹部のドット列が形成された金属層の表面を陰極面と対向させた状態で陽極酸化することにより、線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成することによって、ドット列の各凹部間の間隔を小さくすれば、容易に、深さが大きく、かつ、深さ方向に均一な溝幅を有する線状の格子溝パターンを自己組織化的に形成することができる。その結果、容易に、良好な格子溝パターンなどの微細構造を有する素子を形成することができる。この場合、第１の局面による素子の製造方法を、微細構造を有する素子の一例としての光学素子の形成に適用すれば、容易に、良好な複屈折特性を有する光学素子を形成することができる。
【００２０】
上記第１の局面による微細構造を有する素子の製造方法において、好ましくは、凹部のドット列を形成する工程は、凹部のドット列を三角格子が形成される位置からずらして形成する工程を含む。このように構成すれば、三角格子を形成すべき位置に孔が形成されるのを防止することができるので、格子溝以外の部分に孔が形成されるのを防止することができる。これにより、より良好な格子溝パターンなどの微細構造を有する素子を形成することができる。また、この構成を、微細構造を有する素子の一例としての光学素子に適用すれば、格子溝以外の部分に形成された孔に光が入射することに起因して屈折率が変化するなどの不都合が生じない。
【００２１】
上記第１の局面による微細構造を有する素子の製造方法において、好ましくは、格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程は、ドット列が形成された金属層の表面を陰極面と対向させた状態で陽極酸化することによりドット列に対応する孔を形成した後、ドット列に対応する孔をエッチングにより拡大することによって、格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程を含む。このように構成すれば、ドット列に対応する孔が拡大することにより隣接する孔同士が繋がるので、より容易に、隣接する孔同士が繋がった良好な格子溝パターンなどの微細構造を形成することができる。
【００２２】
この発明の第２の局面による微細構造を有する素子の製造方法は、基板上に金属層を形成する工程と、金属層の表面に周期的にマスク層を形成する工程と、マスク層が形成された金属層の表面を陰極面と対向させた状態で陽極酸化することによって、線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程とを備えている。
【００２３】
この第２の局面による微細構造を有する素子の製造方法では、上記のように、金属層の表面に周期的にマスク層を形成した後、金属層の表面を陰極面と対向させた状態で陽極酸化することにより、線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成することによって、容易に、マスク層が形成されない領域にのみ、深さが大きく、かつ、深さ方向に均一な溝幅を有する線状の格子溝パターンを自己組織化的に形成することができる。その結果、容易に、良好な格子溝パターンなどの微細構造を有する素子を形成することができる。この場合、第２の局面による素子の製造方法を、微細構造を有する素子の一例としての光学素子の形成に適用すれば、容易に、良好な複屈折特性を有する光学素子を形成することができる。また、マスク層を形成することによって、格子溝以外の部分（マスク層の形成領域）に孔が形成されるのを防止することができるので、格子溝以外の部分に形成された孔に光が入射することに起因して屈折率が変化するなどの不都合が生じない。
【００２４】
上記第２の局面による微細構造を有する素子の製造方法において、好ましくは、格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程は、マスク層が形成された金属層の表面を陰極面と対向させた状態で陽極酸化することによりマスク層が形成されない金属酸化膜の表面に微細な孔を形成した後、微細な孔をエッチングにより拡大することによって、格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程を含む。このように構成すれば、金属酸化膜を貫通する微細な孔が拡大することにより隣接する孔同士が繋がるので、より容易に、隣接する孔同士が繋がった良好な格子溝パターンなどの微細構造を形成することができる。
【００２５】
この発明の第３の局面による微細構造を有する素子の製造方法は、基板上に金属層を形成する工程と、金属層の表面を陰極面と対向させた状態で陽極酸化することによって、微細な孔を有する金属酸化膜を形成する工程と、金属酸化膜の表面に周期的にマスク層を形成する工程と、マスク層をマスクとして、マスク層が形成されない領域の微細な孔をエッチングにより拡大することによって、線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程とを備えている。
【００２６】
この第３の局面による微細構造を有する素子の製造方法では、上記のように、金属層の表面を陰極面と対向させた状態で陽極酸化することにより、微細な孔を有する金属酸化膜を形成した後、金属酸化膜の表面に周期的にマスク層を形成するとともに、マスク層をマスクとして、マスク層が形成されない領域の微細な孔をエッチングにより拡大することによって、マスク層が形成されない領域の微細な孔が拡大することにより隣接する孔同士が繋がるので、マスク層が形成されない領域にのみ、深さが大きく、かつ、深さ方向に均一な溝幅を有する線状の格子溝パターンを形成することができる。その結果、容易に、良好な格子溝パターンなどの微細構造を有する素子を形成することができる。この場合、第３の局面による素子の製造方法を、微細構造を有する素子の一例としての光学素子の形成に適用すれば、容易に、良好な複屈折特性を有する光学素子を形成することができる。
【００２７】
上記の微細構造を有する素子の製造方法において、好ましくは、線状の格子溝パターンは、直線状の格子溝パターンを含む。このように構成すれば、容易に、良好な直線状の格子溝パターンなどの微細構造を有する素子を形成することができる。
【００２８】
この発明の第４の局面による微細構造を有する素子の製造方法は、基板上に金属層を形成する工程と、金属層の側面に凹部のドット列を形成する工程と、凹部のドット列が形成された金属層の側面を陰極端に対向させた状態で陽極酸化することによって、基板の表面とほぼ平行な方向に延びる格子孔パターンを有する金属酸化膜を形成する工程とを備えている。
【００２９】
この第４の局面による微細構造を有する素子の製造方法では、凹部のドット列が形成された金属層の側面を陰極端に対向させた状態で陽極酸化することによって、基板の表面とほぼ平行な方向に延びる細孔列パターンを有する金属酸化膜を形成することにより、容易に、基板とほぼ平行な方向に延びる深さ方向に均一な孔径を有する細孔列パターンを自己組織化的に形成することができる。その結果、容易に、良好な細孔列パターンなどの微細構造を有する素子を形成することができる。また、第４の局面による素子の製造方法を、微細構造を有する素子の一例としての光学素子の形成に適用すれば、金属酸化膜の表面に対して垂直な方向に光を入射すれば、細孔列パターンが延びる方向と平行な偏光方向の光と細孔列パターンが延びる方向と直交する偏光方向の光とで有効屈折率を異ならせることができる。
【００３０】
この発明の第５の局面による微細構造を有する素子の製造方法は、基板上に金属層を形成する工程と、金属層の表面に凹部のドット列を形成する工程と、凹部のドット列が形成された金属層の表面を陰極面と対向させた状態で陽極酸化することによって、直線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程とを備えている。
【００３１】
この第５の局面による微細構造を有する素子の製造方法では、上記のように、凹部のドット列が形成された金属層の表面を陰極面と対向させた状態で陽極酸化することにより、直線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成することによって、ドット列の各凹部間の間隔を小さくすれば、容易に、深さが大きく、かつ、深さ方向に均一な溝幅を有する直線状の格子溝パターンを自己組織化的に形成することができる。その結果、容易に、良好な直線状の格子溝パターンなどの微細構造を有する素子を形成することができる。この場合、第５の局面による素子の製造方法を、微細構造を有する素子の一例としての光学素子の形成に適用すれば、容易に、良好な複屈折特性を有する光学素子を形成することができる。
【００３２】
この発明の第６の局面による微細構造を有する素子は、基板と、基板上に形成され、線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜とを備えている。
【００３３】
この第６の局面による微細構造を有する素子では、上記のように、基板上に、線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成することによって、この金属酸化膜を陽極酸化法を用いて形成すれば、深さが大きく、かつ、深さ方向に均一な溝幅を有する格子溝パターンを自己組織化的に形成することができるので、容易に、良好な格子溝パターンなどの微細構造を有する素子を得ることができる。この第６の局面による構成を、微細構造を有する素子の一例としての光学素子に適用すれば、容易に、良好な複屈折特性を有する光学素子を得ることができる。
【００３４】
上記第６の局面による微細構造を有する素子において、好ましくは、線状の格子溝パターンは、細孔が線状に連結された細孔列パターンを含む。このように構成すれば、従来の細孔パターンを形成するための陽極酸化法を用いて、容易に、細孔が線状に連結された格子溝パターンなどの微細構造を形成することができる。
【００３５】
上記第６の局面による微細構造を有する素子において、好ましくは、基板と、金属酸化膜との間に形成された透明導電層をさらに備える。このように構成すれば、陽極酸化法を用いて金属層を酸化することにより金属酸化膜を形成する場合に、透明導電層が電極として機能するので、基板の表面に凹凸がある場合にも、金属層を完全に酸化することができる。これにより、酸化されない金属層が生じるのを防止することができる。
【００３６】
上記第６の局面による微細構造を有する素子において、好ましくは、線状の格子溝パターンは、直線状の格子溝パターンを含む。このように構成すれば、容易に、良好な直線状の格子溝パターンなどの微細構造を有する素子を得ることができる。
【００３７】
上記第６の局面による微細構造を有する素子において、好ましくは、線状の格子溝パターンは、第１の方向に延びる線状の第１溝パターンと、第１溝パターンとほぼ直交する方向に延びる線状の第２溝パターンとを含み、第１溝パターンと第２溝パターンとが交互に形成されていてもよい。このように構成すれば、微細構造を有する素子の一例としての光学素子に適用した場合、異なる偏光依存性の回折格子を作製することができる。これにより、第１溝パターンおよび第２溝パターンのデューティ比を調整すれば、たとえば、第１溝パターンに直交する偏光方向の光に対してのみ第１溝パターンと第２溝パターンとの屈折率を同じにすることができるので、屈折率差（屈折率変調）がない状態（透明）にすることができる。これにより、良好な消光比を得ることができる。また、この第１溝パターンおよび第２溝パターンは、陽極酸化法を用いることによって、均一な溝幅を有するように形成することができるので、上部と下部とのデューティ比が均一になるように形成することができる。その結果、より良好な消光比を得ることができる。
【００３８】
この発明の第７の局面による微細構造を有する素子は、基板と、基板上に形成され、直線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜とを備えている。
【００３９】
この第７の局面による微細構造を有する素子では、上記のように、基板上に、直線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成することによって、この金属酸化膜を陽極酸化法を用いて形成すれば、深さが大きく、かつ、深さ方向に均一な溝幅を有する直線状の溝パターンを自己組織化的に形成することができるので、容易に、良好な直線状の格子溝パターンなどの微細構造を有する素子を得ることができる。この第７の局面による構成を、格子溝パターンを有する素子の一例としての光学素子に適用すれば、容易に、良好な複屈折特性を有する光学素子を得ることができる。
【００４０】
なお、上記第１〜第３の局面による微細構造を有する素子の製造方法において、線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程は、曲線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程を含む。このように構成すれば、容易に、良好な曲線状の格子溝パターンを有する素子を形成することができる。
【００４１】
また、上記第２の局面による微細構造を有する素子の製造方法において、格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程に先だって、マスク層をマスクとして、金属層をエッチングすることにより、エッチング溝を形成する工程をさらに備える。このように構成すれば、エッチング溝により形成される段差部で電界の歪みが発生しやすくなるので、マスク層が形成される領域とエッチング溝との境界領域に位置するエッチング溝の段差部で、微細な孔が発生しやすくなる。これにより、微細な孔の発生位置の精度を向上させることができる。
【００４２】
この場合、エッチング溝の幅をＳとし、マスク層の幅をＬとした場合、Ｌ≠２Ｓの関係式を満たすように、エッチング溝の幅Ｓおよびマスク層の幅Ｌが設定されている。このように構成すれば、三角格子を形成する孔の仮想位置同士が一致するのを防止することができるので、マスク層が形成される領域に微細な孔が発生するのを抑制することができる。
【００４３】
また、上記第３の局面による微細構造を有する素子の製造方法において、微細な孔を有する金属酸化膜を形成する工程は、三角格子状に配列された微細な孔を有する金属酸化膜を形成する工程を含む。このように構成すれば、微細な孔がランダムに形成される場合に比べて、微細な孔を連結して形成される格子溝パターンの寸法精度を向上させることができる。
【００４４】
また、上記第６の局面による微細構造を有する素子において、線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜は、偏光素子、偏光依存性回折素子および多層膜素子のいずれかに使用される。このように構成すれば、容易に、格子溝パターンを有する偏光素子、偏光依存性回折素子および多層膜素子を得ることができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００４６】
（第１実施形態）
図１〜図７は、本発明の第１実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための断面図および平面図である。図１〜図７を参照して、第１実施形態による波長板の製造プロセスを説明する。
【００４７】
まず、図１に示すように、蒸着法を用いて、ガラス基板１上に、ＩＴＯまたはＺｎＯからなる透明電極膜２および約３μｍの膜厚を有するアルミニウム膜３を順次形成する。なお、ガラス基板１は、本発明の「基板」の一例であり、透明電極膜２は、本発明の「透明導電層」の一例である。また、アルミニウム膜３は、本発明の「金属層」の一例である。
【００４８】
次に、図２に示すように、テクスチャリング処理を行うために、ＳｉＣなどの硬い材料からなる押し付け部材４の表面に、規則的な配列を有する凸部４ａを形成する。ここで、第１実施形態では、図３に示すように、テクスチャリング処理後のアルミニウム膜３の表面に形成される凹部３ａのドット列が、破線で示す複数の列状に配置された三角格子パターン５の１列置きに形成されるように、押し付け部材４の凸部４ａ（図２参照）を形成する。そして、図２に示したように、アルミニウム膜３の表面に押し付け部材４を押し付けるテクスチャリング処理を行うことによって、アルミニウム膜３の表面に、図３に示した配列を有する凹部３ａのドット列を形成する。
【００４９】
次に、図４に示すように、陽極酸化法を用いて、凹部３ａ（図３参照）のドット列が形成されたアルミニウム膜３の酸化処理を行うことによって、ドット列に対応する孔（図示せず）を形成する。具体的には、陽極としてのアルミニウム膜３の表面と、白金からなる陰極６の表面とが対向するように配置する。そして、約５％の濃度を有する硫酸水溶液７中で、約３０Ｖの電圧を印加することにより約２０分間の酸化処理を行う。このとき、第１実施形態では、ガラス基板１とアルミニウム膜３との間に形成された透明電極膜２を介して、アルミニウム膜３に電圧が印加される。これにより、酸化処理中は、常に、アルミニウム膜３に電圧を印加することができるので、ガラス基板１の表面に凹凸がある場合にも、酸化されないアルミニウム膜３が残るなどの不都合を防止することができる。これにより、微細な孔を有する酸化アルミニウム膜８が自己組織化的に形成される。なお、この陽極酸化処理により形成される微細な孔において、隣接する孔間の最大距離をＵとし、陽極酸化電圧をＶａとした場合、Ｕ＝０．００２５Ｖａ（μｍ）の関係式が成り立つことが知られている。この関係式（Ｕ＝０．００２５Ｖａ）は、たとえば、Ｈ．Ｍａｓｕｄａ　ｅｔ　ａｌ．「Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．」、Ｖｏｌ．３７、１９９８、ｐ．Ｌ１３４０−ｐ．Ｌ１３４２などに開示されている。
【００５０】
この後、第１実施形態では、約５ｗｔ％のリン酸が含有された水溶液を用いて、約３０℃で、陽極酸化処理により形成されたドット列に対応する孔をウェットエッチングにより拡大する。この際、図５および図６に示すように、ドット列に対応する孔が拡大することにより隣接する孔同士が繋がるので、容易に、溝部８ａの形成領域に位置する酸化アルミニウム膜８をほぼ完全に除去することができる。このようにして、直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜（アルミナ）８が形成される。なお、酸化アルミニウム膜８は、本発明の「金属酸化膜」の一例である。この格子溝パターンは、細孔を直線状に連結することにより形成された溝部８ａを含んでいる。また、格子溝パターンの溝部８ａの深さは、透明電極膜２にまで達するとともに、溝部８ａは、深さ方向に均一に形成される。なお、溝部８ａ間に位置する酸化アルミニウム膜８の表面には、孔９が形成される。この孔９は、図７に示すように、テクスチャリング処理により形成された凹部３ａの歪みおよび陽極酸化による歪みの影響によって、凹部３ａが形成されない三角格子パターン５（図３参照）に対応する位置に形成されると考えられる。
【００５１】
第１実施形態では、上記のように、アルミニウム膜３の表面に、図３に示したような凹部３ａのドット列を形成するとともに、そのアルミニウム膜３の表面を、白金からなる陰極６の表面と対向させた状態で陽極酸化することによって、従来の細孔パターンを形成するための陽極酸化法を用いて、容易に、細孔が直線状に連結された格子溝パターンを形成することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、陽極酸化法を用いることによって、上部と下部とで均一な幅を有する溝部８ａを含む格子溝パターンを形成することができるので、格子溝パターンの上部と下部とのデューティ比を均一にすることができる。その結果、格子溝パターンが延びる方向と平行な偏光方向の光と、格子溝パターンが延びる方向と直交する偏光方向の光とで有効屈折率を良好に異ならせることができるので、良好な複屈折特性を有する波長板を形成することができる。
【００５３】
また、第１実施形態では、陽極酸化法により形成された孔をウェットエッチングにより拡大することによって、より容易に、細孔が直線状に連結された格子溝パターンを形成することができる。
【００５４】
上記した第１実施形態による微細構造を有する偏光素子の一例としての１／４波長板の構造としては、図８に示すように、基板８１上に、本発明の直線状の格子溝パターン８９を有する金属酸化膜８８が形成されている。そして、格子溝パターンに対して約４５°傾いた直線偏光の光Ａを、金属酸化膜８８の上面に対して垂直に入射すると、直線偏光の光Ａが円偏光の光Ａに変換される。
【００５５】
図９は、第１実施形態の変形例による微細構造を有する素子としての偏光依存性回折格子（偏光依存性回折素子）の格子溝パターンを示した平面図である。図９を参照して、この第１実施形態の変形例による偏光依存性回折格子では、上記第１実施形態による波長板の製造プロセスと同様の製造プロセスを用いて、同一のガラス基板（図示せず）上に、直線状の格子溝パターン１０ａと、格子溝パターン１０ａとほぼ直交する方向に延びる直線状の格子溝パターン１０ｂとを交互に形成している。なお、格子溝パターン１０ａおよび１０ｂは、それぞれ、本発明の「第１溝パターン」および「第２溝パターン」の一例である。これにより、ガラス基板上に、偏光依存性回折格子を作製することができる。この場合、格子溝パターン１０ａのデューティ比または周期と格子溝パターン１０ｂのデューティ比または周期とを調整すれば、たとえば、格子溝パターン１０ａに直交する偏光方向の光に対して、格子溝パターン１０ａと格子溝パターン１０ｂとの有効屈折率を同じにすることができるので、格子溝パターン１０ａに直交する偏光方向に対してのみ屈折率差（屈折率変調）がない状態（透明）にすることができる。これにより、良好な消光比を得ることができる。また、格子溝パターン１０ａおよび格子溝パターン１０ｂは、上記第１実施形態と同様、格子溝パターンの上部と下部とのデューティ比が均一になるように形成することができるので、より良好な消光比を得ることができる。
【００５６】
（第２実施形態）
図１０〜図１２は、本発明の第２実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための平面図である。図１０〜図１２を参照して、この第２実施形態では、テクスチャリング処理により形成されるアルミニウム膜の凹部のドット列の位置が上記第１実施形態と異なる。第２実施形態のその他の製造プロセスは、第１実施形態と同様である。
【００５７】
すなわち、第２実施形態の製造プロセスでは、図１０に示すように、テクスチャリング処理後のアルミニウム膜１３の表面に形成される凹部１３ａのドット列が、複数の列状に配置された破線で示す三角格子パターン５の１列置きに、かつ、隣り合う列の凹部１３ａのドット列が互い違いになるようにテクスチャリング処理を行う。これにより、アルミニウム膜１３の表面に、図１０に示した配列を有する凹部１３ａのドット列が形成される。なお、アルミニウム膜１３は本発明の「金属層」の一例である。
【００５８】
この後、第２実施形態では、上記第１実施形態と同様、陽極酸化法を用いて、凹部１３ａのドット列が形成されたアルミニウム膜１３の酸化処理を行う。このように、図１０に示した配列を有する凹部１３ａのドット列が形成されたアルミニウム膜１３を陽極酸化する場合に、図１１に示すように、テクスチャリング処理により形成された凹部１３ａの歪みおよび陽極酸化による歪みの影響を受ける位置を、互い違いにずらすことができる。この後、陽極酸化により形成された細孔を拡大するためのウェットエッチングを行うことによって、図１２に示すような、溝部１８ａ間に位置する酸化アルミニウム膜１８の表面に孔がない格子溝パターンを形成することができる。その結果、溝部１８ａ以外に形成された孔に光が入射することに起因して屈折率が変化するなどの不都合が生じないので、第１実施形態に比べて、より良好な複屈折特性を有する波長板を形成することができる。なお、酸化アルミニウム膜１８は、本発明の「金属酸化膜」の一例である。
【００５９】
なお、第２実施形態のその他の効果は、第１実施形態と同様である。
【００６０】
（第３実施形態）
図１３〜図１５は、本発明の第３実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための平面図である。図１３〜図１５を参照して、この第３実施形態では、上記第１および第２実施形態に比べて、より多くの細孔が直線状に連結された格子溝パターンを形成する。
【００６１】
すなわち、この第３実施形態による波長板の格子溝パターンの製造プロセスでは、図１３に示すように、テクスチャリング処理により形成するアルミニウム膜２３の凹部２３ａのドット列の位置が、上記第１および第２実施形態と異なる。具体的には、アルミニウム膜２３の表面に形成される凹部２３ａのドット列が、複数の列状に配置された破線で示す三角格子パターン５の１列置きに、かつ、列方向の間隔が三角格子パターン５の間隔よりも狭くなるように、テクスチャリング処理を行う。なお、アルミニウム膜２３は、本発明の「金属層」の一例である。
【００６２】
この後、第３実施形態では、上記第１および第２実施形態と同様、陽極酸化法を用いて、凹部２３ａのドット列が形成されたアルミニウム膜２３の酸化処理を行う。このように、図１３に示した配列を有する凹部２３ａのドット列が形成されたアルミニウム膜２３を陽極酸化処理する場合に、図１４に示すように、テクスチャリング処理により形成された凹部２３ａの歪みおよび陽極酸化による歪みの影響を受ける位置を離すことができる。この後、陽極酸化により形成された細孔を拡大するためのウェットエッチングを行うことによって、図１５に示すような、溝部２８ａ間に位置する酸化アルミニウム膜２８の表面に孔がない格子溝パターンを形成することができる。その結果、溝部２８ａ以外に形成された孔に光が入射することに起因して屈折率が変化するなどの不都合が生じないので、第１実施形態に比べて、より良好な複屈折特性を有する波長板を形成することができる。なお、酸化アルミニウム膜２８は、本発明の「金属酸化膜」の一例である。
【００６３】
なお、第３実施形態のその他の効果は、第１および第２実施形態と同様である。
【００６４】
（第４実施形態）
図１６〜図１９は、本発明の第４実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための断面図および斜視図である。図１６〜図１９を参照して、この第４実施形態では、上記第１〜第３実施形態と異なり、酸化アルミニウム膜の側面に格子溝パターンを形成する例について説明する。
【００６５】
すなわち、第４実施形態による波長板の製造プロセスでは、図１６に示すように、蒸着法を用いて、ガラス基板３１上に、約３μｍの膜厚を有するアルミニウム膜３３を形成する。なお、ガラス基板３１は、本発明の「基板」の一例であり、アルミニウム膜３３は、本発明の「金属層」の一例である。
【００６６】
ここで、第４実施形態では、テクスチャリング処理を行うために、アルミニウム膜３３の側面を研磨する。そして、図１７に示すように、テクスチャリング処理によって、アルミニウム膜３３の側面に凹部３３ａのドット列を形成する。この凹部３３ａのドット列は、図３に示した第１実施形態、図１０に示した第２実施形態および図１３に示した第３実施形態の配列のいずれか１つを用いる。
【００６７】
この後、第４実施形態では、図１８に示すように、陽極酸化法を用いて、凹部３３ａのドット列が形成されたアルミニウム膜３３の酸化処理を行うことによって、ドット列に対応する孔（図示せず）を形成する。具体的には、陽極としてのアルミニウム膜３３の側面と、白金からなる陰極３６の側面とが対向するように配置する。そして、約５％の濃度を有する硫酸水溶液３７中で、約３０Ｖの電圧を印加することにより約１２０分間の酸化処理を行う。この後、上記第１実施形態と同様、酸化処理により形成されたドット列に対応する孔をウェットエッチングにより拡大する。この際、図１９に示すように、溝部３８ａの形成領域に位置する酸化アルミニウム膜３８がほぼ完全に除去される。このようにして、溝部３８ａを含む直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜３８が自己組織化的に形成される。なお、酸化アルミニウム膜３８は、本発明の「金属酸化膜」の一例である。
【００６８】
第４実施形態の製造プロセスでは、上記のように、アルミニウム膜３３の側面に規則的な配列を有する凹部３３ａのドット列を形成するとともに、このアルミニウム膜３３の側面を、白金からなる陰極３６の側面と対向させた状態で酸化処理を行うことによって、従来の細孔パターンを形成するための陽極酸化法を用いて、容易に、細孔が直線状に連結された格子溝パターンを形状することができる。
【００６９】
また、陽極酸化法を用いることによって、上部と下部とで均一な幅を有する溝部３８ａを含む格子溝パターンを形成することができるので、格子溝パターンの上部と下部とのデューティ比を均一にすることができる。その結果、格子溝パターンが延びる方向と平行な偏光方向の光と、格子溝パターンが延びる方向と直交する偏光方向の光とで有効屈折率を良好に異ならせることができるので、良好な複屈折特性を有する波長板を形成することができる。
【００７０】
また、第４実施形態では、陽極酸化法により形成された孔をウェットエッチングにより拡大することによって、より容易に、細孔が直線状に連結された格子溝パターンを形成することができる。
【００７１】
（第５実施形態）
図２０は、本発明の第５実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子孔パターンの製造プロセスを説明するための斜視図である。図２０を参照して、この第５実施形態では、上記第１〜第４実施形態と異なり、ガラス基板４１の表面とほぼ平行な方向（Ｘ方向）に延びる三角格子状の格子孔４８ａのパターンを有する酸化アルミニウム膜４８を形成する。なお、ガラス基板４１は、本発明の「基板」の一例であり、酸化アルミニウム膜４８は、本発明の「金属酸化膜」の一例である。
【００７２】
すなわち、この第５実施形態による波長板の製造プロセスでは、図１７に示した第４実施形態のテクスチャリング処理において、第４実施形態と異なり、三角格子パターンをテクスチャリング処理する。この後、図１８に示した第４実施形態の陽極酸化工程と同様の工程を行うことによって、容易に、ガラス基板４１の表面とほぼ平行な方向（Ｘ方向）に延びる三角格子状の格子孔４８ａのパターンを有する酸化アルミニウム膜４８を形成することができる。これにより、第５実施形態による波長板に酸化アルミニウム膜４８の表面に対して垂直な方向から光を入射した場合、格子孔４８ａのパターンが延びる方向と平行な偏光方向の光と、格子孔４８ａのパターンが延びる方向と直交する偏光方向の光とで、有効屈折率を異ならせることができる。その結果、容易に、良好な複屈折特性を有する波長板を形成することができる。
【００７３】
（第６実施形態）
図２１〜図２３、図２５および図２６は、本発明の第６実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための断面図および平面図である。図２４は、酸化処理の際に発生する孔の発生位置を説明するための平面図である。図２１〜図２６を参照して、この第６実施形態では、上記第１〜第５実施形態と異なり、テクスチャリング処理を行わずに、アルミニウム膜上にマスク層を周期的に形成した後に酸化処理を行うことにより格子溝パターンを形成する場合の例について説明する。
【００７４】
すなわち、この第６実施形態では、まず、図２１に示すように、電子ビーム蒸着法またはスパッタリング法を用いて、石英などからなる透明基板５１上に、所定の厚みを有するアルミニウム膜５３を形成する。なお、透明基板５１は、本発明の「基板」の一例であり、アルミニウム膜５３は、本発明の「金属層」の一例である。
【００７５】
次に、第６実施形態では、図２２に示すように、リフトオフ法を用いて、アルミニウム膜５３上に、約０．１μｍの厚みと約０．２５μｍの幅Ｌとを有するＮｉからなるマスク層５４を、約０．１μｍの間隔を隔てて周期的（周期：０．３５μｍ）に形成する。具体的には、まず、アルミニウム膜５３上の全面に、レジスト（図示せず）を形成した後、電子ビーム描画装置やステッパまたは２光束干渉露光装置などを用いて、そのレジストを、約０．１μｍの幅を有するように、約０．２５μｍの間隔を隔てて周期的にパターニングする。この後、そのレジストを覆うように、約０．１μｍの厚みを有するＮｉ層（図示せず）を形成した後、レジストおよびレジスト上のＮｉ層を除去する。これにより、約０．１μｍの厚みと約０．２５μｍの幅Ｌとを有するＮｉからなるマスク層５４が、約０．１μｍの間隔を隔てて周期的に形成される。
【００７６】
次に、図２３に示すように、マスク層５４をマスクとして、アルミニウム膜５３の上面から約０．１μｍの深さまでをドライエッチングにより除去することによって、約０．１μｍの幅Ｓと約０．１μｍの深さとを有するエッチング溝５０を形成する。このエッチング溝５０を形成することによって、後述する陽極酸化工程において、エッチング溝５０の段差部に電界の歪が発生しやすくなる。この場合、陽極酸化により形成される細孔は、電界の歪が発生した領域に発生しやすいので、細孔は、マスク層５４が形成される領域とエッチング溝５０との境界領域に位置するエッチング溝５０の段差部で発生しやすくなる。これにより、細孔の発生位置の精度を向上させることができる。
【００７７】
次に、図４に示した第１実施形態と同様の陽極酸化法を用いて、アルミニウム膜５３の酸化処理を行う。ただし、この第６実施形態では、約０．１モルの濃度を有するシュウ酸が溶解された電解液を用いるとともに、約３℃の温度で、約１００Ｖの電圧を印加することにより酸化処理を行う。これにより、図２４に示すように、微細な孔５３ａおよび５３ｂを有する酸化アルミニウム膜５８が自己組織化的に形成される。また、孔５３ａおよび５３ｂは、エッチング溝５０とマスク層５４の形成領域５４ａとの境界に発生するとともに、三角格子（図２４中の破線で囲まれた領域Ｆ）を形成するように発生する。なお、酸化アルミニウム膜５８は、本発明の「金属酸化膜」の一例である。また、この際、Ｎｉからなるマスク層５４も酸化処理される。
【００７８】
ここで、陽極酸化法により形成される孔において、隣接する孔間の最大距離をＵとし、陽極酸化電圧をＶａとした場合、上述したように、Ｕ＝０．００２５Ｖａ（μｍ）の関係式が成り立つことが知られている。また、図２４に示したように、エッチング溝５０とマスク層５４の形成領域５４ａとの境界に孔５３ａおよび５３ｂを発生させるためには、０．８６６Ｕ≧Ｓの関係式を満たすように、陽極酸化電圧Ｖａを設定する必要がある。この関係式（０．８６６Ｕ≧Ｓ）は、図２３に示すように、三角格子が正三角形状に配置されているので、三角比の関係からＵ＝（２／√３）×Ｓとなることから導くことができる。なお、この第６実施形態では、隣接する孔間の最大距離Ｕは、Ｕ＝約０．２５（μｍ）であり、エッチング溝５０の幅Ｓは、Ｓ＝約０．１（μｍ）であるので、０．８６６Ｕ≧Ｓの関係式を満たしている。これにより、孔５３ａおよび５３ｂを、エッチング溝５０とマスク層５４の形成領域５４ａとの境界に発生させることができる。
【００７９】
また、良好な格子溝パターンを形成するためには、後述する格子溝パターンの溝部５８ａ（図２５参照）の形成領域以外の領域（マスク層５４の形成領域５４ａ）に、孔が形成されないようにすることが重要である。ここで、図２４に示すように、マスク層５４の形成領域５４ａにおいて、孔５３ａと三角格子を形成する仮想位置５９ａと、孔５３ｂと三角格子を形成する仮想位置５９ｂとが一致すれば、マスク層５４が形成されていたとしても、酸化処理の際に孔が発生する場合がある。このため、仮想位置５９ａと仮想位置５９ｂとが一致するのを防止することによって、マスク層５４の形成領域５４ａに孔が発生するのを防止することが可能となる。したがって、Ｌ≠２Ｓの関係式を満たすように、マスク層５４の幅Ｌとエッチング溝５０の幅Ｓとを設定する必要がある。なお、この第６実施形態では、マスク層５４の幅Ｌは、Ｌ＝約０．２５（μｍ）であり、エッチング溝５０の幅Ｓは、Ｓ＝約０．１（μｍ）であるので、Ｌ≠２Ｓの関係式を満たしている。
【００８０】
さらに、マスク層５４の幅Ｌが隣接する孔間の最大距離Ｕ以下になるように、Ｕ≧Ｌの関係式も満たすように、マスク層５４の幅Ｌを設定する必要がある。この条件を満たさない場合（Ｕ＜Ｌの場合）、マスク層５４の幅方向の両端に位置する孔５３ａと孔５３ｂとが深さ方向に成長するにしたがって次第に近づき、孔５３ａと孔５３ｂとの距離が値Ｕになる。したがって、深さ方向に真すぐな孔を形成することができない。なお、この第６実施形態では、隣接する孔間の最大距離Ｕは、Ｕ＝約０．２５（μｍ）であり、マスク層５４の幅Ｌは、Ｌ＝０．２５（μｍ）であるので、Ｕ≧Ｌの関係式も満たしている。
【００８１】
この後、第６実施形態では、約５ｗｔ％のリン酸が含有された水溶液を用いて、約３０℃で、マスク層５４をマスクとして、孔５３ａおよび５３ｂをウェットエッチングにより拡大する。この際、図２５および図２６に示すように、孔５３ａおよび５３ｂ（図２４参照）が拡大することにより隣接する孔５３ａおよび５３ｂ同士が繋がるので、容易に、溝部５８ａの形成領域に位置する酸化アルミニウム膜５８をほぼ完全に除去することができる。ここで、マスク層５４を構成するＮｉ酸化物は、リン酸水溶液に対する耐久性に優れている。このため、マスク層５４の形成領域５４ａ（図２４参照）に孔が形成されていたとしても、その孔がエッチングされるのを防止することができる。これにより、マスク層５４の形成領域５４ａ以外の領域に、直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜５８が形成される。この格子溝パターンは、孔５３ａおよび５３ｂを直線状に連結することにより形成された溝部５８ａを含んでいる。また、格子溝パターンの溝部５８ａの深さは、透明基板５１にまで達するとともに、溝部５８ａは、深さ方向に均一に形成される。
【００８２】
第６実施形態では、上記のように、アルミニウム膜５３上に周期的にマスク層５４を形成した後、アルミニウム膜５３を陽極酸化することにより、直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜５８を形成することによって、容易に、マスク層５４が形成されていない領域にのみ、深さが大きく、かつ、深さ方向に均一な溝幅を有する直線状の格子溝パターンを自己組織化的に形成することができる。その結果、容易に、良好な複屈折特性を有する波長板を形成することができる。また、格子溝パターンの溝部５８ａ以外の部分（マスク層５４の形成領域５４ａ）に孔が形成されるのを防止することができるので、格子溝パターンの溝部５８ａ以外の部分に形成された孔に光が入射することに起因して屈折率が変化するなどの不都合が生じない。
【００８３】
図２７は、第６実施形態の変形例による微細構造を有する素子としての偏光依存性回折格子（偏光依存性回折素子）を示した斜視図であり、図２８は、図２７に示した第６実施形態の変形例による偏光依存性回折格子の格子溝パターンを示した平面図である。図２９は、図２７に示した第６実施形態の変形例による偏光依存性回折格子の有効屈折率と周期との関係を示した相関図である。図２７〜図２９を参照して、第６実施形態の変形例による偏光依存性回折格子について説明する。図２９の縦軸には、有効屈折率がとられており、横軸には、周期Ｐがとられている。また、図２９中の「ＴＥ」は、偏光方向が格子溝パターンの延びる方向に平行な光を示しており、「ＴＭ」は、偏光方向が格子溝パターンの延びる方向に直交する光を示している。
【００８４】
図２７〜図２９を参照して、この第６実施形態の変形例による偏光依存性回折格子では、上記第６実施形態による波長板の製造プロセスと同様の製造プロセスを用いて、透明基板５１上に、直線状の格子溝パターン５０ａと、格子溝パターン５０ａとほぼ直交する方向に延びる直線状の格子溝パターン５０ｂとを有する酸化アルミニウム膜５８を形成している。また、格子溝パターン５０ａと格子溝パターン５０ｂとを交互に形成している。なお、格子溝パターン５０ａおよび５０ｂは、それぞれ、本発明の「第１溝パターン」および「第２溝パターン」の一例である。この格子溝パターン５０ａおよび５０ｂは、それぞれ、周期Ｐ１およびＰ２を有しているとともに、同じ幅Ｗの溝部を有している。すなわち、この第６実施形態の変形例では、図４７に示した従来の偏光依存性回折格子と異なり、溝幅を調整せずに、周期Ｐ１およびＰ２を調整することにより、偏光依存性回折格子を作製している。
【００８５】
具体的には、周期Ｐ１を有する格子溝パターン５０ａに平行な偏光方向（ＴＥ）の光Ａを入射した場合、周期Ｐ２を有する格子溝パターン５０ｂにおいて、その光Ａの偏光方向は、格子溝パターン５０ｂに直交する偏光方向（ＴＭ）となる。このため、周期Ｐ１を有する格子溝パターン５０ａおよび周期Ｐ２を有する格子溝パターン５０ｂの有効屈折率は、Ｎ２になる。その一方、周期Ｐ１を有する格子溝パターン５０ａに直交する偏光方向（ＴＭ）の光Ｂを入射した場合、周期Ｐ２を有する格子溝パターン５０ｂにおいて、その光Ｂの偏光方向は、格子溝パターン５０ｂに平行な偏光方向（ＴＥ）となる。このため、周期Ｐ１を有する格子溝パターン５０ａの有効屈折率は、Ｎ１になり、周期Ｐ２を有する格子溝パターン５０ｂの有効屈折率は、Ｎ３になる。このように、格子溝パターン５０ａに平行な偏光方向の光Ａに対して、周期Ｐ１を有する格子溝パターン５０ａと周期Ｐ２を有する格子溝パターン５０ｂとの有効屈折率を同じＮ２にすることができるので、光Ａに対してのみ屈折率差（屈折率変調）がない状態（透明）にすることができる。
【００８６】
第６実施形態の変形例では、上記のように、格子溝パターン５０ａおよび５０ｂの格子溝パターンの溝部の幅Ｗを調整することなく偏光依存性回折格子を作製することができるので、均一な幅を有する格子溝パターンを形成しやすい第６実施形態の製造プロセスを用いれば、容易に、偏光依存性回折格子を作製することができる。また、上記第６実施形態と同様、深さが大きく、かつ、深さ方向に均一な溝幅を有する直線状の格子溝パターン５０ａおよび５０ｂを形成することができるので、良好な消光比を得ることができる。
【００８７】
（第７実施形態）
図３０〜図３４は、本発明の第７実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための断面図および平面図である。図３０〜図３４を参照して、この第７実施形態では、上記第６実施形態と異なり、マスク層を形成する前にアルミニウム膜の酸化処理を行う場合の例について説明する。
【００８８】
すなわち、この第７実施形態では、電子ビーム蒸着法またはスパッタリング法を用いて、ガラス基板５１（図３２参照）上に、アルミニウム膜（図示せず）を形成した後、図４に示した第１実施形態と同様の陽極酸化法を用いて、アルミニウム膜の酸化処理を行う。ただし、この第７実施形態による陽極酸化では、上記第６実施形態の印加電圧（約１００Ｖ）よりも低い電圧（約３０Ｖ〜約５０Ｖ）を印加する。これにより、図３０に示すように、図２４に示した第６実施形態の孔５３ａおよび５３ｂよりも小さい直径および間隔の孔６３を有する酸化アルミニウム膜６８が形成される。この孔６３は、酸化アルミニウム膜６８の全領域にわたってランダムに発生する。なお、酸化アルミニウム膜６８は、本発明の「金属酸化膜」の一例である。
【００８９】
次に、第７実施形態では、図３１および図３２に示すように、図２２に示した第６実施形態と同様のプロセスを用いて、酸化アルミニウム膜６８上にマスク層５４を周期的に形成する。この後、上記第６実施形態と同様のエッチング条件で、マスク層５４をマスクとして、孔６３をウェットエッチングにより拡大する。この際、図３３および図３４に示すように、マスク層５４の形成領域以外の領域に位置する孔６３が拡大することにより隣接する孔６３同士が繋がるので、容易に、溝部６８ａの形成領域に位置する酸化アルミニウム膜６８をほぼ完全に除去することができる。これにより、直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜６８が形成される。この格子溝パターンは、孔６３を帯状に連結することにより形成された溝部６８ａを含んでいる。また、格子溝パターンの溝部６８ａの深さは、透明基板５１にまで達するとともに、溝部６８ａは、深さ方向に均一に形成される。
【００９０】
第７実施形態では、上記のように、アルミニウム膜を陽極酸化することにより、微細な孔６３を有する酸化アルミニウム膜６８を形成した後、酸化アルミニウム膜６８上に周期的にマスク層５４を形成するとともに、マスク層５４をマスクとして、マスク層５４が形成されない領域の微細な孔６３をエッチングにより拡大することによって、容易に、マスク層５４が形成されない領域にのみ、深さが大きく、かつ、深さ方向に均一な溝幅を有する直線状の格子溝パターンを形成することができる。その結果、容易に、複屈折特性を有する波長板を形成することができる。
【００９１】
なお、第７実施形態では、ランダムに発生した孔６３を直線状に連結することにより格子溝パターンの溝部６８ａを形成しているので、溝部６８ａの寸法精度を向上させにくい。その一方、酸化アルミニウム膜６８に発生する孔６３の発生位置を設定する必要がないので、陽極酸化工程が複雑化するのを抑制することができる。
【００９２】
図３５〜図３９は、第７実施形態の変形例による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための断面図および平面図である。図３５〜図３９を参照して、この第７実施形態の変形例では、上記第７実施形態と異なり、三角格子状に配列された孔を有する酸化アルミニウム膜を自己組織化的に形成する場合の例について説明する。
【００９３】
すなわち、この第７実施形態の変形例では、陽極酸化法を用いてアルミニウム膜（図示せず）を酸化処理する際に、電解液濃度、温度および電圧などを調整することによって、図３５に示すように、三角格子状に配列された孔７３を有する酸化アルミニウム膜７８が自己組織化的に形成される。陽極酸化の具体的な条件としては、電解液濃度：約０．３Ｍｏｌ（シュウ酸）、温度：約１℃、および、電圧：４０Ｖである。なお、酸化アルミニウム膜７８は、本発明の「金属酸化膜」の一例である。
【００９４】
次に、第７実施形態の変形例では、上記第７実施形態と同様のプロセスを用いて、直線状の格子溝パターンを形成する。すなわち、図３６および図３７に示すように、酸化アルミニウム膜７８上にマスク層５４を周期的に形成する。この後、図３８および図３９に示すように、孔７３をウェットエッチングにより拡大することによって、溝部７８ａの形成領域に位置する酸化アルミニウム膜７８をほぼ完全に除去する。これにより、直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜７８が形成される。この格子溝パターンは、孔７３を帯状に連結することにより形成された溝部７８ａを含んでいる。また、格子溝パターンの溝部７８ａの深さは、透明基板５１にまで達するとともに、溝部７８ａは、深さ方向に均一に形成される。
【００９５】
第７実施形態の変形例では、上記のように、電解液濃度、温度および電圧などを調整した特殊な条件下で酸化処理を行うことによって、酸化アルミニウム膜７８に発生する孔７３の発生位置に規則性を持たせることができるので、孔７３を帯状に連結することにより形成される溝部７８ａの寸法精度を向上させることができる。これにより、容易に、所望の複屈折特性を有する波長板を作製することができる。
【００９６】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００９７】
たとえば、上記第１〜第７実施形態では、偏光素子や偏光依存性回折素子などの光学素子の形成に本発明を適用する例を説明したが、本発明はこれに限らず、光学素子以外の格子溝パターンを有する素子の形成にも適用可能である。
【００９８】
また、上記第１〜第７実施形態では、偏光素子としての波長板や偏光依存性回折素子としての偏光依存性回折格子の形成に本発明を適用する例を説明したが、本発明はこれに限らず、波長板や偏光依存性回折格子以外の偏光素子や偏光依存性回折素子および多層膜素子の形成にも適用可能である。たとえば、波長板以外の偏光素子としては、偏光ビームスプリッタ、および、アイソレータなどが考えられる。また、偏光依存性回折格子以外の偏光依存性回折素子としては、ホログラム光学素子（ＨＯＥ：Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｅｌｅｍｅｎｔ）、および、フレネルレンズなどが考えられる。また、多層膜素子としては、ブラッグ反射を利用した多層膜素子や導波路型の多層膜素子などがあり、導波路型波長フィルタ（図４０参照）、反射器、分波器、および、導波モード変換器などが考えられる。
【００９９】
また、上記した多層膜素子としての導波路型波長フィルタの構造としては、図４０に示すように、基板９１上の所定領域に、本発明の直線状の格子溝パターン９９を有する金属酸化膜９８が形成されている。この格子溝パターン９９は、金属酸化膜９８の中央部付近に配置されているとともに、フィルタ部９０ａとして機能する。また、金属酸化膜９８のフィルタ部９０ａ以外の領域は、導波路部９０ｂとして機能する。そして、２種類の波長の光ＡおよびＢを導波させる場合、ブラッグ反射条件を満たさない波長の光Ａは、フィルタ部９０ａを透過する一方、ブラッグ反射条件を満たす波長の光Ｂは、フィルタ部９０ａで反射される。また、フィルタ部９０ａとして機能する格子溝パターン９９の形状としては、図４１に示すように、溝部９９ａのピッチが徐々に変化するように形成してもよいし、図４２に示すように、溝部９９ｂが放射状に延びるように形成してもよい。また、図４３に示すように、溝部９９ｃを円弧状に形成してもよい。なお、図４３に示した円弧状の溝部９９ｃは、上記した第１〜第３、第６および第７実施形態と同様のプロセスで形成することができる。
【０１００】
また、上記した偏光素子、偏光依存性回折素子および多層膜素子において、図４４に示すように、溝部９９ｄが２次元的（平面的）に交差した格子溝パターンを形成してもよい。
【０１０１】
また、上記第１〜第７実施形態では、アルミニウム膜（３、１３、２３、３３および５３）を陽極酸化するようにしたが、本発明はこれに限らず、チタンおよびタンタルなどの他のバルブ金属を陽極酸化するようにしてもよい。
【０１０２】
また、上記第１〜第７実施形態では、陽極酸化法に用いる電解液として硫酸およびシュウ酸からなる電解液を用いたが、本発明はこれに限らず、燐酸などからなる電解液を用いてもよい。
【０１０３】
また、上記第１〜第７実施形態では、陽極酸化法に用いる陰極として白金を用いたが、本発明はこれに限らず、他の材料からなる陰極を用いてもよい。
【０１０４】
また、上記第６および第７実施形態では、透明基板とアルミニウム膜との間に、透明電極膜を形成しなかったが、本発明はこれに限らず、透明基板とアルミニウム膜との間に透明電極膜を形成するとともに、酸化処理の際に、透明電極膜を介してアルミニウム膜に電圧を印加するようにしてもよい。この場合、酸化処理中は、常に、アルミニウム膜に電圧を印加することができるので、透明基板の表面に凹凸がある場合にも、酸化されないアルミニウム膜が残るなどの不都合を防止することができる。
【０１０５】
また、上記第６および第７実施形態では、Ｎｉからなるマスク層を形成するようにしたが、本発明はこれに限らず、Ｎｉ以外の金属、ＳｉＯ_２などの無機誘電体、および、フォトレジストなどからなるマスク層を形成するようにしてもよい。なお、マスク層の形成領域に位置する孔がエッチングされるのを防止するためには、ウェットエッチングに対する耐久性に優れている材料を、マスク層として用いるのが好ましい。また、上記第６実施形態において、エッチング溝を精度よく形成するためには、ドライエッチングに対する耐久性に優れている材料を、マスク層として用いるのが好ましい。ドライエッチングに対する耐久性に優れている材料としては、たとえば、Ｔａ、ＴｉおよびＣｒなどが考えられる。
【０１０６】
また、上記第６および第７実施形態では、リフトオフ法を用いて、アルミニウム膜上に、マスク層を周期的に形成するようにしたが、本発明はこれに限らず、アルミニウム膜上の全面にマスク層を構成する材料を堆積させた後、収束イオンビーム（ＦＩＢ：Ｆｏｃｕｓｅｄ　Ｉｏｎ　Ｂｅａｍ）を用いて分離溝を形成することによって、アルミニウム膜上にマスク層を周期的に形成するようにしてもよい。
【０１０７】
また、上記第６実施形態では、陽極酸化工程において、孔の発生位置の精度を向上させるためにエッチング溝を形成するようにしたが、本発明はこれに限らず、エッチング溝を形成しなくてもよい。
【０１０８】
また、上記第７実施形態の変形例では、電解液濃度、温度および電圧などを調整した特殊な条件下で酸化処理することにより、三角格子状に配列された孔を有する酸化アルミニウム膜を自己組織化的に形成するようにしたが、本発明はこれに限らず、テクスチャリング処理した後に酸化処理することによって、三角格子状に配列された孔を有する酸化アルミニウム膜を自己組織化的に形成してもよい。
【０１０９】
また、従来のバルク型アルミ基板の陽極酸化で報告されているように、陽極酸化前にアルミ膜をアニールする工程を追加してもよい。このようにすれば、より精度よく細孔位置を制御することができる。
【０１１０】
また、本発明によって作製した微細構造を金型として作製した成形品も同等な素子特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の製造プロセスを説明するための平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の製造プロセスを説明するための平面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の製造プロセスを説明するための平面図である。
【図８】本発明の第１実施形態による微細構造を有する素子（偏光素子）の一例としての１／４波長板の構造を示した斜視図である。
【図９】第１実施形態の変形例による微細構造を有する素子としての偏光依存性回折格子（偏光依存性回折素子）の格子溝パターンを示した平面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための平面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための平面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための平面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための平面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための平面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための平面図である。
【図１６】本発明の第４実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための斜視図である。
【図１８】本発明の第４実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１９】本発明の第４実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための斜視図である。
【図２０】本発明の第５実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための斜視図である。
【図２１】本発明の第６実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２２】本発明の第６実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２３】本発明の第６実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２４】酸化処理の際に発生する孔の発生位置を説明するための平面図である。
【図２５】本発明の第６実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための平面図である。
【図２６】本発明の第６実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２７】第６実施形態の変形例による微細構造を有する素子としての偏光依存性回折格子（偏光依存性回折素子）を示した斜視図である。
【図２８】図２７に示した第６実施形態の変形例による偏光依存性回折格子の格子溝パターンを示した平面図である。
【図２９】図２７に示した第６実施形態の変形例による偏光依存性回折格子の有効屈折率と周期との関係を示した相関図である。
【図３０】本発明の第７実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための平面図である。
【図３１】本発明の第７実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための平面図である。
【図３２】図３１の５００−５００線に沿った断面図である。
【図３３】本発明の第７実施形態による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための平面図である。
【図３４】図３３の６００−６００線に沿った断面図である。
【図３５】第７実施形態の変形例による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための平面図である。
【図３６】第７実施形態の変形例による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための平面図である。
【図３７】図３６の７００−７００線に沿った断面図である。
【図３８】第７実施形態の変形例による微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の格子溝パターンの製造プロセスを説明するための平面図である。
【図３９】図３８の８００−８００線に沿った断面図である。
【図４０】本発明の微細構造の製造プロセスにより作製された導波路型波長フィルタの構造を示した斜視図である。
【図４１】本発明の微細構造の製造プロセスにより形成することが可能な格子溝パターンの形状の例を示した平面図である。
【図４２】本発明の微細構造の製造プロセスにより形成することが可能な格子溝パターンの形状の例を示した平面図である。
【図４３】本発明の微細構造の製造プロセスにより形成することが可能な格子溝パターンの形状の例を示した平面図である。
【図４４】本発明の微細構造の製造プロセスにより形成することが可能な格子溝パターンの形状の例を示した平面図である。
【図４５】従来の微細構造を有する素子としての波長板（偏光素子）の概念を示した斜視図である。
【図４６】図４５に示した従来の波長板（偏光素子）の有効屈折率とデューティ比との関係を示した相関図である。
【図４７】従来の微細構造を有する素子としての偏光依存性回折格子（偏光依存性回折素子）の格子溝パターンを示した平面図である。
【図４８】フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて形成された従来の格子溝パターンを有する素子の断面図である。
【図４９】従来の陽極酸化法を用いた格子孔パターンの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図５０】従来の陽極酸化法を用いた格子孔パターンの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図５１】従来の陽極酸化法を用いた格子孔パターンの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図５２】従来の陽極酸化法を用いた格子孔パターンの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図５３】従来の陽極酸化法を用いて形成される２次元フォトニック結晶を示した平面図である。
【符号の説明】
１、３１、４１　ガラス基板（基板）
３、１３、２３、３３、５３　アルミニウム膜（金属層）
３ａ、１３ａ、２３ａ、３３ａ　凹部
６、３６　陰極
８、１８、２８、３８、４８、５８、６８、７８　酸化アルミニウム膜（金属酸化膜）
１０ａ、５０ａ　格子溝パターン（第１溝パターン）
１０ｂ、５０ｂ　格子溝パターン（第２溝パターン）
５１　透明基板（基板）
５４　マスク層
５３ａ、５３ｂ、６３、７３　孔
８１、９１　基板
８８、９８　金属酸化膜

Claims (15)

1. 基板上に金属層を形成する工程と、
   前記金属層の表面に凹部のドット列を形成する工程と、
   前記凹部のドット列が形成された金属層の表面を陰極面と対向させた状態で陽極酸化することによって、線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程とを備えた、微細構造を有する素子の製造方法。
2. 前記凹部のドット列を形成する工程は、
   前記凹部のドット列を三角格子が形成される位置からずらして形成する工程を含む、請求項１に記載の微細構造を有する素子の製造方法。
3. 前記格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程は、前記ドット列が形成された金属層の表面を陰極面と対向させた状態で陽極酸化することにより前記ドット列に対応する孔を形成した後、前記ドット列に対応する孔をエッチングにより拡大することによって、前記格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程を含む、請求項１または２に記載の微細構造を有する素子の製造方法。
4. 基板上に金属層を形成する工程と、
   前記金属層の表面に周期的にマスク層を形成する工程と、
   前記マスク層が形成された金属層の表面を陰極面と対向させた状態で陽極酸化することによって、線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程とを備えた、微細構造を有する素子の製造方法。
5. 前記格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程は、前記マスク層が形成された金属層の表面を陰極面と対向させた状態で陽極酸化することにより前記マスク層が形成されない前記金属酸化膜の表面に微細な孔を形成した後、前記微細な孔をエッチングにより拡大することによって、前記格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程を含む、請求項４に記載の微細構造を有する素子の製造方法。
6. 基板上に金属層を形成する工程と、
   前記金属層の表面を陰極面と対向させた状態で陽極酸化することによって、微細な孔を有する金属酸化膜を形成する工程と、
   前記金属酸化膜の表面に周期的にマスク層を形成する工程と、
   前記マスク層をマスクとして、前記マスク層が形成されない領域の前記微細な孔をエッチングにより拡大することによって、線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程とを備えた、微細構造を有する素子の製造方法。
7. 前記線状の格子溝パターンは、直線状の格子溝パターンを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の微細構造を有する素子の製造方法。
8. 基板上に金属層を形成する工程と、
   前記金属層の側面に凹部のドット列を形成する工程と、
   前記凹部のドット列が形成された金属層の側面を陰極端に対向させた状態で陽極酸化することによって、前記基板の表面とほぼ平行な方向に延びる格子孔パターンを有する金属酸化膜を形成する工程とを備えた、微細構造を有する素子の製造方法。
9. 基板上に金属層を形成する工程と、
   前記金属層の表面に凹部のドット列を形成する工程と、
   前記凹部のドット列が形成された金属層の表面を陰極面と対向させた状態で陽極酸化することによって、直線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜を形成する工程とを備えた、微細構造を有する素子の製造方法。
10. 基板と、
    前記基板上に形成され、線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜とを備えた、微細構造を有する素子。
11. 前記線状の格子溝パターンは、
    細孔が線状に連結された細孔列パターンを含む、請求項１０に記載の微細構造を有する素子。
12. 前記基板と、前記金属酸化膜との間に形成された透明導電層をさらに備える、請求項１０または１１に記載の微細構造を有する素子。
13. 前記線状の格子溝パターンは、直線状の格子溝パターンを含む、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の微細構造を有する素子。
14. 前記線状の格子溝パターンは、
    第１の方向に延びる線状の第１溝パターンと、
    前記第１溝パターンとほぼ直交する方向に延びる線状の第２溝パターンとを含み、
    前記第１溝パターンと前記第２溝パターンとが交互に形成されている、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の微細構造を有する素子。
15. 基板と、
    前記基板上に形成され、直線状の格子溝パターンを有する金属酸化膜とを備えた、微細構造を有する素子。

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