JP2015114381A - 反射防止機能を有する部材およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基材上に薄い酸化アルミニウム膜を均一に形成して均一な微細凹凸状の反射防止構造を得ることができる、反射防止機能を有する部材およびその製造方法を提供する。【解決手段】反射防止機能を有する部材１０は、基材１１と、基材１１の表面に形成された反射防止膜１３とを備えている。反射防止膜１３は、原子層堆積法によって形成された酸化アルミニウム膜を、高温の熱水または水蒸気により水熱処理することにより、微細凹凸構造が形成されたものである。【選択図】図１
Description
本発明は、反射防止機能を有する部材およびその製造方法に関する。
レンズ、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）基板、半導体基板等には、反射防止構造が要求される。反射防止構造としては、基材の表面に微細な凹凸構造を形成することにより急激な屈折率の変化が生じないようにした、いわゆるモスアイ構造が知られている。このような表面に微細凹凸構造を形成して反射防止構造を形成する方法としては、基材上に酸化アルミニウム膜等を形成した後、沸点以下の熱水に浸漬する水熱処理を行うものが提案されている（例えば特許文献１、２）。
この場合の酸化アルミニウム膜の形成方法としては、特許文献１にはゾルゲル法が開示されており、特許文献２には化学蒸着法（ＣＶＤ法）や物理蒸着法（ＰＶＤ法）が開示されている。
ところで、光学部材としては反射防止機能の他に、高透光機能、すなわち、透過する光の透過率を損なわない機能も必要であり、形成する酸化アルミニウム膜の厚さが厚ければ厚いほど、光の吸収により透過率は低下するので、酸化アルミニウム膜を可能な限り薄膜（１００ｎｍ以下）とする必要がある。しかし、ＦＰＤ基板のような大型基板の場合、ゾルゲル法やＣＶＤ法、ＰＶＤ法では、１００ｎｍ以下の薄膜を均一に形成することは困難である。
一方、特許文献１、２に記載されたような反射防止構造を屈折率の大きい基材、例えばシリコンウエハに形成する場合には、アルミナの屈折率が１．６であるのに対し、シリコンの屈折率が３．８であって、これらの屈折率差が大きく、反射防止効果が十分とは言い難い場合も生じる。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、基材上に薄い酸化アルミニウム膜を均一に形成して均一な微細凹凸状の反射防止構造を得ることができる、反射防止機能を有する部材およびその製造方法を提供することを課題とする。
また、屈折率の大きい基材に対しても十分な反射防止機能を得ることができる反射防止機能を有する部材およびその製造方法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、基材と、前記基材の表面に形成された反射防止膜とを備えた反射防止機能を有する部材であって、前記反射防止膜は、原子層堆積法によって形成された酸化アルミニウム膜を、高温の熱水または水蒸気により水熱処理することにより、微細凹凸構造が形成されたものであることを特徴とする、反射防止機能を有する部材を提供する。
上記第１の観点において、前記反射防止機能を有する部材は、光学部材、またはデバイス形成用もしくはフラットパネルディスプレイ用の基板として用いることができる。また、前記酸化アルミニウム膜は、トリメチルアルミニウムと酸化剤とを交互に供給することにより形成することができる。
本発明の第２の観点では、基材の表面に、原子層堆積法によって酸化アルミニウム膜を形成する工程と、前記酸化アルミニウム膜に高温の熱水または水蒸気により水熱処理を施して微細凹凸構造を形成し、反射防止膜とする工程とを有することを特徴とする、反射防止機能を有する部材の製造方法を提供する。
上記第２の観点において、前記酸化アルミニウム膜は、トリメチルアルミニウムと、酸化剤とを交互に供給することにより形成することができる。
本発明の第３の観点では、基材の表面に反射防止機能を有する微細凹凸部が形成されてなる反射防止機能を有する部材であって、前記微細凹凸部は、前記基材の表面に酸化アルミニウム膜を形成し、次いで酸化アルミニウム膜を水熱処理して微細凹凸状酸化アルミニウムを形成し、その後、前記微細凹凸状酸化アルミニウムをエッチングマスクとして前記基材の表面をドライエッチングするとともに、前記微細凹凸状酸化アルミニウムを除去することにより形成されたものであることを特徴とする、反射防止機能を有する部材を提供する。
上記第３の観点において、前記微細凹凸部を形成する際に用いる酸化アルミニウム膜は、原子層堆積法で形成されることが好ましい。また、反射防止機能を有する部材は、光学部材、またはデバイス形成用もしくはフラットパネルディスプレイ用の基板として用いることができる。
本発明の第４の観点では、基材の表面に酸化アルミニウム膜を形成する工程と、前記酸化アルミニウム膜に高温の熱水または水蒸気により水熱処理を施して微細凹凸状酸化アルミニウムを形成する工程と、前記微細凹凸状酸化アルミニウムをエッチングマスクとして前記基材の表面をドライエッチングして前記基材の表面に微細凹凸部を形成するとともに、前記微細凹凸状酸化アルミニウムを除去し、反射防止構造を形成する工程とを有することを特徴とする、反射防止機能を有する部材の製造方法を提供する。
上記第４の観点において、前記酸化アルミニウム膜を形成する工程は、原子層堆積法により行われることが好ましい。
本発明の第５の観点では、基材の表面に反射防止機能を有する微細凹凸部が形成されてなる反射防止機能を有する部材であって、前記微細凹凸部は、前記基材の表面に、基板の屈折率の近傍の屈折率を有し、基材よりもエッチングされやすい易エッチング性膜を形成し、前記易エッチング性膜の表面に酸化アルミニウム膜を形成し、次いで酸化アルミニウム膜を水熱処理して微細凹凸状酸化アルミニウムを形成し、その後、前記微細凹凸状酸化アルミニウムをエッチングマスクとして前記易エッチング性膜の表面をドライエッチングするとともに、前記微細凹凸状酸化アルミニウムを除去することにより形成されたものであることを特徴とする、反射防止機能を有する部材を提供する。
本発明の第６の観点では、基材の表面に、基板の屈折率の近傍の屈折率を有し、基材よりもエッチングされやすい易エッチング性膜を形成する工程と、前記易エッチング性膜の表面に酸化アルミニウム膜を形成する工程と、前記酸化アルミニウム膜に高温の熱水または水蒸気により水熱処理を施して微細凹凸状酸化アルミニウムを形成する工程と、前記微細凹凸状酸化アルミニウムをエッチングマスクとして前記易エッチング性膜の表面をドライエッチングして前記易エッチング性膜の表面に微細凹凸部を形成するとともに、前記微細凹凸状酸化アルミニウムを除去し、反射防止構造を形成する工程とを有することを特徴とする、反射防止機能を有する部材の製造方法を提供する。
上記第５および第６の観点において、前記微細凹凸部を形成する際に用いる酸化アルミニウム膜は、原子層堆積法で形成されることが好ましい。また、上記第５および第６の観点は、前記基材がガラス基板、透明導電膜、またはカラーフィルターのような難エッチング性基板の場合に好適である。
本発明の第１および第２の観点によれば、基材に対し、その表面に酸化アルミニウム膜を形成した後、水熱処理を行って微細凹凸構造を形成することにより、反射防止膜を形成するにあたり、酸化アルミニウム膜を原子層堆積法により形成するので、大型基板の場合であっても、基材全体に薄い酸化アルミニウム膜を均一に形成することができ、高透光機能を損なうことがなく、基材の表面全体に均一に、微細凹凸状をなす反射防止膜を形成することができる。
本発明の第３および第４の観点によれば、基材の表面に酸化アルミニウム膜を形成した後に水熱処理を行って形成された微細凹凸状酸化アルミニウムをエッチングマスクとして基材表面にドライエッチングを施して基材表面に微細凹凸部を形成するとともに、微細凹凸状酸化アルミニウムを除去し、反射防止構造を形成するので、屈折率の大きい基材であっても、屈折率差による反射が生じず、十分な反射防止機能を得ることができる。
本発明の第５および第６の観点によれば、基材の表面に、基板の屈折率の近傍の屈折率を有し、基材よりもエッチングされやすい易エッチング性膜を形成した後に、酸化アルミニウム膜を形成した後に水熱処理を行って形成された微細凹凸状酸化アルミニウムをエッチングマスクとして易エッチング性膜表面にドライエッチングを施して基材表面に微細凹凸部を形成するとともに、微細凹凸状酸化アルミニウムを除去し、反射防止構造を形成するので、屈折率が大きく難エッチング性の基材であっても、屈折率差による反射が生じず、十分な反射防止機能を得ることができる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る反射防止機能を有する部材を示す断面図である。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る反射防止機能を有する部材を示す断面図である。
本実施形態に係る反射防止機能を有する部材１０は、基材１１を有しており、さらに、基材１１の表面に形成された、微細凹凸状をなすモスアイ構造の反射防止膜１３を有している。部材１０は、それ自体をレンズ等の光学部材として用いてもよいし、デバイス形成用やＦＰＤ用の基板として用いてもよい。
基材１１の材料は特に限定されず、ガラス、半導体、セラミックス、プラスチック、金属のいずれであってもよく、デバイス用基板として用いられる場合にはシリコン、ＦＰＤ用の基板やレンズとして用いられる場合にはガラスが典型例として例示される。
反射防止膜１３は、原子層堆積法（ＡＬＤ法）により酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）膜を形成した後、水熱処理してＡｌ２Ｏ３膜を凹凸状にしたものである。
以下、図２を参照して反射防止膜１３の形成方法について具体的に説明する。
図２（ａ）に示すように、最初に基材１１の表面にＡＬＤ法によりＡｌ２Ｏ３膜１４を形成する。
図２（ａ）に示すように、最初に基材１１の表面にＡＬＤ法によりＡｌ２Ｏ３膜１４を形成する。
Ａｌ２Ｏ３膜１４をＡＬＤ法で形成する際には、Ａｌ含有ガスと、酸化剤とを順次供給してＡｌ２Ｏ３からなる薄い単位膜を形成する操作を、複数回繰り返すことにより、すなわちＡｌ含有ガスと酸化剤とを交互に供給することにより、所定の膜厚のＡｌ２Ｏ３膜とする。具体的には、処理容器内に基材を収容し、基材を所定温度に加熱するとともに、処理容器内を所定の真空度まで排気し、その状態で、「Ａｌ含有ガスの供給→処理容器内のパージ→酸化剤の供給→処理容器内のパージ」を単位膜形成のための１サイクルとして、複数サイクル繰り返す。
Ａｌ含有ガスは特に限定されず、一般的に用いられるものであればよく、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）：Ａｌ（ＣＨ３）３が例示される。酸化剤としては、例えば、Ｈ２Ｏ、Ｏ３、Ｏ２プラズマを用いることができる。
このときのＡｌ２Ｏ３膜１４の膜厚は、水熱処理により所望の反射防止構造が得られる厚さであることが好ましい。そのような点から、１００ｎｍ以下が好ましく、１０〜５０ｎｍがより好ましい。
次いで、図２（ｂ）に示すように、Ａｌ２Ｏ３膜１４に水熱処理を施して、Ａｌ２Ｏ３膜１４に微細な凸部１５および凹部１６を有する微細凹凸を形成する。これにより微細凹凸状の反射防止膜１３が形成される。
水熱処理は、上記特許文献１および２に開示された方法で行うことができる。具体的には、熱水または高温のアルカリ水溶液に浸漬する方法、または水蒸気に曝す方法等により行うことができる。これにより、元のＡｌ２Ｏ３膜１４の厚さよりも深い凹凸が形成される。このとき、全てのＡｌ２Ｏ３膜１４を熱水で反応させるのではなく、Ａｌ２Ｏ３膜１４の下層側を未反応のまま残しておくことが好ましい。これは、反応して微細凹凸状化した部分は、基材１１との密着性が低下しており、剥離しやすくなってしまうが、未反応のＡｌ２Ｏ３膜を残すことで密着性の低下を抑制することができるからである。未反応のＡｌ２Ｏ３膜の厚さは１〜２５ｎｍであることが好ましい。熱水または高温のアルカリ水溶液は、６０℃以上沸騰温度以下であることが好ましい。これらへの浸漬時間は、Ａｌ２Ｏ３膜の膜厚によるが、１秒〜３０分程度が好ましく、１０秒〜１０分がより好ましい。水蒸気に曝す方法の場合の処理時間は、１分〜２４時間が好ましい。
このような水熱処理により形成された微細な凸部１５および凹部１６は、例えば１００ｎｍ程度のピッチで形成され、照射する光の波長よりも短いピッチとすることができ、微細凹凸の形状は針状や紡錘状であるため、深さ方向に連続的に屈折率が変化し、反射防止機能が得られる。
反射防止膜１３に形成される微細凹凸の深さ（凸部の高さ）は、良好な反射防止機能を得るために、１００〜５００ｎｍであることが好ましい。
反射防止膜１３は、良好な反射防止性を有し、特に透光部材に用いる場合には、無用に透過率を悪化（光の吸収）させず、密着性が低下しないように形成する必要があり、そのために、Ａｌ２Ｏ３膜の膜厚は、上述したような条件を満たす必要がある。すなわち、透過率を満たすためには、１００ｎｍ以下、より好ましくは２５〜５０ｎｍの範囲で成膜する必要があり、密着性を高めるためには、未反応のＡｌ２Ｏ３膜を１〜２５ｎｍ残す必要がある。しかし、大面積の基板の場合には、このような薄い膜を面内で均一に（好ましくは±５％以下）成膜しなければならず、また、未反応のＡｌ２Ｏ３膜は１〜２５ｎｍという極めて薄い膜厚であるため、これを高精度で制御するために、やはり基になるＡｌ２Ｏ３膜の均一性が極めて高い必要がある。しかし、従来提案されているＣＶＤ法や、ＰＶＤ法では、このような薄い膜厚を均一に成膜することはできない。
これに対して、本実施形態では、ＡＬＤ法を用いてＡｌ２Ｏ３膜１４を形成するので、Ａｌ２Ｏ３膜１４を薄い膜厚でかつ均一に成膜することができる。また、ＡＬＤ法はステップカバレッジが良好であるため、基板上に構造物が存在しているような場合でも、基材１１の全体に均一にＡｌ２Ｏ３膜１４を形成することができる。すなわち、ＡＬＤ法では、薄い単位膜を形成する操作を複数回繰り返すため、基材に対して薄くかつ均一に、高ステップカバレッジで成膜することができ、基材１１表面全体に薄くかつ均一に、微細凹凸状をなす反射防止膜１３を密着性良く形成することができる。
また、ＡＬＤ法は、このようにカバレッジが極めて良好であるため、基材の上面のみならず、他の方法では十分に成膜することができない基材の裏面や側面へも成膜することができる。
＜第２の実施形態＞
図３は、本発明の第２の実施形態に係る反射防止機能を有する部材を示す断面図である。
図３は、本発明の第２の実施形態に係る反射防止機能を有する部材を示す断面図である。
本実施形態に係る反射防止機能を有する部材２０は、基材２１の表面に反射防止機能を有するモスアイ構造の微細凹凸部２２が形成されてなる。部材２０は、それ自体をレンズ等の光学部材として用いてもよいし、デバイス形成用やＦＰＤ形成用の基板として用いてもよい。
基材２１の材料は特に限定されず、ガラス、半導体、セラミックス、プラスチック、金属のいずれであってもよく、デバイス用基板として用いられる場合にはシリコン、ＦＰＤ用の基板やレンズとして用いられる場合にはガラスが典型例として例示される。
微細凹凸部２２は、基材２１表面にＡｌ２Ｏ３膜を形成し、次いで水熱処理を行ってＡｌ２Ｏ３膜を微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３とし、この微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３をエッチングマスクとして用いて基材２１の表面をドライエッチングし、その微細凹凸を転写するとともに、微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３を除去することにより形成することができる。
以下、図４を参照して微細凹凸部２２の形成方法について具体的に説明する。
図４（ａ）に示すように、最初に基材２１表面にＡｌ２Ｏ３膜２３を形成する。本実施形態では、第１の実施形態と異なり、Ａｌ２Ｏ３膜２３の形成方法はＡＬＤ法に限らず、例えばＣＶＤ法やＰＶＤ法（スパッタリング法や真空蒸着法）等の他の方法を用いてもよい。ただし、良好なカバレッジで基材２１表面に薄く均一にＡｌ２Ｏ３膜２３を形成する観点から、第１の実施形態と同様、ＡＬＤ法を用いることが好ましい。
図４（ａ）に示すように、最初に基材２１表面にＡｌ２Ｏ３膜２３を形成する。本実施形態では、第１の実施形態と異なり、Ａｌ２Ｏ３膜２３の形成方法はＡＬＤ法に限らず、例えばＣＶＤ法やＰＶＤ法（スパッタリング法や真空蒸着法）等の他の方法を用いてもよい。ただし、良好なカバレッジで基材２１表面に薄く均一にＡｌ２Ｏ３膜２３を形成する観点から、第１の実施形態と同様、ＡＬＤ法を用いることが好ましい。
このときのＡｌ２Ｏ３膜２３の膜厚は、次の水熱処理によりエッチングマスクとなる微細凹凸を形成することができ、かつ所望の微細凹凸部２２を形成することができる厚さであることが好ましい。そのような点から、Ａｌ２Ｏ３膜２３の膜厚は、３〜５０ｎｍが好ましい。
次いで、図４（ｂ）に示すように、Ａｌ２Ｏ３膜２３に水熱処理を施して、微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３２４を形成する。この際の水熱処理条件は第１の実施形態と同様に行うことができる。微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３２４は、針状や紡錘状に形成される。
微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３２４の凹凸の深さ（凸部の高さ）は、得ようとする微細凹凸部２２の深さ等に応じて適宜設定することができるが、１０〜３００ｎｍが好ましい。
次いで、図４（ｃ）に示すように、微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３２４をエッチングマスクとして基材２１表面のドライエッチングを開始する。そして、図４（ｄ）に示すように、微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３２４も併せてエッチングし、所望深さの微細凹凸部２２を形成する。微細凹凸部２２の深さによっては、微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３２４を別途エッチングしてもよい。
ドライエッチングとしては、一般的なプラズマエッチングを用いることができる。エッチングガスとしては、基材２１と微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３２４の両方をエッチングすることができるものがよく、基材２１の種類に応じて適宜選択すればよい。例えば、基材２１がシリコンの場合には、ＢＣｌ３、Ｃｌ２が例示され、基材２１がガラスの場合には、ＢＣｌ３、ＣＦ４、Ｏ２が例示される。
微細凹凸部２２の深さ（凸部の高さ）は、エッチング時間、エッチングガス（種別、流量）、プラズマ条件（圧力、ＲＦパワー）、処理温度などのプロセス条件やエッチングマスクである微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３２４高さにより調節することができる。微細凹凸部２２の深さ（凸部の高さ）は、得ようとする反射防止機能に応じて適宜設定すればよいが、１００〜１０００ｎｍが好適である。
上記特許文献１、２に記載されたような、基材表面にＡｌ２Ｏ３膜を形成し、水熱処理して形成された微細凹凸状の膜を反射防止膜とする場合、基材がシリコンのような屈折率が大きい材料で構成されると、Ａｌ２Ｏ３で構成された反射防止膜と基材との屈折率差が大きくなって、その界面で反射が生じてしまう。
具体的には、図５に示すように、シリコンウエハの表面にＡｌ２Ｏ３で構成された微細凹凸状の反射防止膜を形成する場合、基材に達する前までは、屈折率ｎは空気のｎ＝１からＡｌ２Ｏ３のｎ＝１．６まで連続に変化するため反射を防止することができるが、基材を構成するシリコンはｎ＝３．８であるため、屈折率差が大きく、反射防止膜と基材との界面での反射防止効果は十分ではない。この屈折率差による不都合を解消するため、上記特許文献２には、基材と反射防止膜との間にこれらの屈折率の中間の屈折率を有する光学調整膜を形成することが記載されているが、光学調整膜の形成には手間がかかり、また、光学調整膜と反射防止膜または基材との間の屈折率差をなくすことができない。
これに対して、本実施形態では、水熱処理により形成された微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３をエッチングマスクとして基材をドライエッチングすることにより、図６に示すように、基材に微細凹凸パターンを転写するので、図６に示すように、空気の屈折率ｎ＝１から、基材の屈折率、例えばシリコンの屈折率ｎ＝３．８まで連続的に変化させることができる。このため、屈折率が高い基材であっても屈折率差による反射が生じず、十分な反射防止効果を得ることができる。
また、基材に微細凹凸部を直接形成する手法としては、従来、ビーズを用いたり、電子線ビームを用いる方法が存在するが、これらは大型基材に微細凹凸を形成しようとすると、多大の時間がかかってしまう。これに対して、本実施形態では、基材にＡｌ２Ｏ３膜を形成してから水熱処理して微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３を形成し、それをエッチングマスクとしてドライエッチングすればよいので、基材が大型であっても全面に一括して微細凹凸部を形成することができ、短時間で形成可能である。
＜第３の実施形態＞
図７は、本発明の第３の実施形態に係る反射防止機能を有する部材を示す断面図である。
図７は、本発明の第３の実施形態に係る反射防止機能を有する部材を示す断面図である。
本実施形態に係る反射防止機能を有する部材３０は、基材３１の表面に基材３１の屈折率の近傍（好ましくは屈折率差が０．１以下）の屈折率を有し、基材３１よりもでエッチングが容易な易エッチング性膜３２が形成され、易エッチング性膜３２の表面に反射防止機能を有するモスアイ構造の微細凹凸部３３が形成されてなる。
このような構造は、例えば基材３１が難エッチング性材料、例えばガラス基板、透明導電膜、カラーフィルター等であり、直接微細凹凸部を形成することが困難である場合に有効である。
すなわち、第２の実施形態のように、基材とＡｌ２Ｏ３膜とに大きな屈折率差がある場合に、水熱処理により形成された微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３をエッチングマスクとして基材をドライエッチングして微細凹凸パターンを形成することが有効であるが、基材が難エッチング材料である場合には適用が困難である。
そのため、本実施形態では、基材３１の上に屈折率が基材３１に近くエッチングが容易な材料からなる易エッチング性膜３２を形成し、この易エッチング性膜３２に、水熱処理により形成された微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３をエッチングマスクとするエッチングを施して、易エッチング性膜３２の表面に反射防止機能を有するモスアイ構造の微細凹凸部３３を形成する。
具体的には、図８に示すようにして反射防止機能を有する部材３０を形成する。すなわち、図８（ａ）に示すように、最初に難エッチング性基材３１上に適宜の薄膜形成方法で易エッチング性膜３２を形成し、次いで、図８（ｂ）に示すように、易エッチング性膜３２表面にＡｌ２Ｏ３膜３４を形成する。このときのＡｌ２Ｏ３膜３４の形成方法は、第２の実施形態のＡｌ２Ｏ３膜２３と同様、ＡＬＤ法に限らず、例えばＣＶＤ法やＰＶＤ法（スパッタリング法や真空蒸着法）等の他の方法を用いてもよいが、ＡＬＤ法を用いることが好ましい。また、Ａｌ２Ｏ３膜３４の膜厚等も、第２の実施形態のＡｌ２Ｏ３膜２３と同様である。次いで、図８（ｃ）に示すように、Ａｌ２Ｏ３膜３４に水熱処理を施して、微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３３５を形成する。この際の水熱処理条件は第１の実施形態と同様に行うことができ、微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３３５は、針状や紡錘状に形成される。次いで、図８（ｄ）に示すように、微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３３５をエッチングマスクとして易エッチング性膜３２表面のドライエッチングを開始する。そして、図８（ｅ）に示すように、易エッチング性膜３２および微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３３５をエッチングして、所望深さの微細凹凸部３３を形成する。
微細凹凸部３３の深さは１００〜１０００ｎｍが好ましい。また、易エッチング性膜３２を全てエッチングするのではなく、易エッチング性膜３２の下層側をエッチングせずに残しておくことが好ましい。これは微細凹凸部３３と基材３１との密着性を確保するためである。
本実施形態の場合は、中間に易エッチング性膜３２を形成する必要があるため、第２の実施形態よりも手間はかかるが、易エッチング性膜３２の材料を基材３１に応じて適切に選択することにより、基材３１と易エッチング性膜３２との屈折率差をほとんどなくすことができ、第２の実施形態と同様、屈折率差による反射を生じさせず、十分な反射防止効果を得ることができる。
具体的には、図９に示すように、屈折率が大きい基材（屈折率ｎ＝Ａ）の表面にＡｌ２Ｏ３（屈折率ｎ＝１．６）で構成された微細凹凸部が存在する場合には、Ａｌ２Ｏ３と基材との界面での反射防止効果は十分ではないが、基材（屈折率ｎ＝Ａ）に近い屈折率を有する易エッチング性膜（屈折率ｎ＝Ａ±α）を基材とＡｌ２Ｏ３との間に設け、水熱処理により形成された微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３をエッチングマスクとして易エッチング性膜をドライエッチングし、図１０に示すように、微細凹凸パターンを易エッチング性膜に転写することにより、基材の上に屈折率の近い材料からなる微細凹凸部が形成されることとなるので、空気の屈折率から基材の屈折率までほぼ連続的に変化させることができる。
＜他の適用＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、レンズ、半導体基板、ＦＰＤなどの発光部に本発明を適用する場合を例示したが、ＣＭＯＳセンサーや太陽電池などの受光部にも適用可能である。また、本実施形態では、基材の材料、水熱処理条件、水熱処理により形成される微細凹凸の深さ、基材をドライエッチングする際の条件等について、いくつか例示したが、これらに限定されず、本発明の思想の範囲内で種々変形可能であることはいうまでもない。
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、レンズ、半導体基板、ＦＰＤなどの発光部に本発明を適用する場合を例示したが、ＣＭＯＳセンサーや太陽電池などの受光部にも適用可能である。また、本実施形態では、基材の材料、水熱処理条件、水熱処理により形成される微細凹凸の深さ、基材をドライエッチングする際の条件等について、いくつか例示したが、これらに限定されず、本発明の思想の範囲内で種々変形可能であることはいうまでもない。
１０，２０；反射防止機能を有する部材
１１，２１；基材
１３；反射防止膜
１４；Ａｌ２Ｏ３膜
１５；凸部
１６；凹部
２２；微細凹凸部
２３；Ａｌ２Ｏ３膜
２４；微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３
１１，２１；基材
１３；反射防止膜
１４；Ａｌ２Ｏ３膜
１５；凸部
１６；凹部
２２；微細凹凸部
２３；Ａｌ２Ｏ３膜
２４；微細凹凸状Ａｌ２Ｏ３
Claims (16)
- 基材と、前記基材の表面に形成された反射防止膜とを備えた反射防止機能を有する部材であって、
前記反射防止膜は、原子層堆積法によって形成された酸化アルミニウム膜を、高温の熱水または水蒸気により水熱処理することにより、微細凹凸構造が形成されたものであることを特徴とする、反射防止機能を有する部材。 - 光学部材、またはデバイス形成用もしくはフラットパネルディスプレイ用の基板として用いることを特徴とする、請求項１に記載の反射防止機能を有する部材。
- 前記酸化アルミニウム膜は、トリメチルアルミニウムと酸化剤とを交互に供給することにより形成されたものであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の反射防止機能を有する部材。
- 基材の表面に、原子層堆積法によって酸化アルミニウム膜を形成する工程と、
前記酸化アルミニウム膜に高温の熱水または水蒸気により水熱処理を施して微細凹凸構造を形成し、反射防止膜とする工程と
を有することを特徴とする、反射防止機能を有する部材の製造方法。 - 前記酸化アルミニウム膜は、トリメチルアルミニウムと、酸化剤とを交互に供給することにより形成することを特徴とする、請求項４に記載の反射防止機能を有する部材の製造方法。
- 基材の表面に反射防止機能を有する微細凹凸部が形成されてなる反射防止機能を有する部材であって、
前記微細凹凸部は、前記基材の表面に酸化アルミニウム膜を形成し、次いで酸化アルミニウム膜を水熱処理して微細凹凸状酸化アルミニウムを形成し、その後、前記微細凹凸状酸化アルミニウムをエッチングマスクとして前記基材の表面をドライエッチングするとともに、前記微細凹凸状酸化アルミニウムを除去することにより形成されたものであることを特徴とする、反射防止機能を有する部材。 - 前記微細凹凸部を形成する際に用いる酸化アルミニウム膜は、原子層堆積法で形成されることを特徴とする、請求項６に記載の反射防止機能を有する部材。
- 光学部材、またはデバイス形成用もしくはフラットパネルディスプレイ用の基板として用いることを特徴とする、請求項６または請求項７に記載の反射防止機能を有する部材。
- 基材の表面に酸化アルミニウム膜を形成する工程と、
前記酸化アルミニウム膜に高温の熱水または水蒸気により水熱処理を施して微細凹凸状酸化アルミニウムを形成する工程と、
前記微細凹凸状酸化アルミニウムをエッチングマスクとして前記基材の表面をドライエッチングして前記基材の表面に微細凹凸部を形成するとともに、前記微細凹凸状酸化アルミニウムを除去し、反射防止構造を形成する工程と
を有することを特徴とする、反射防止機能を有する部材の製造方法。 - 前記酸化アルミニウム膜を形成する工程は、原子層堆積法により行われることを特徴とする、請求項９に記載の反射防止機能を有する部材の製造方法。
- 基材の表面に反射防止機能を有する微細凹凸部が形成されてなる反射防止機能を有する部材であって、
前記微細凹凸部は、前記基材の表面に、基板の屈折率の近傍の屈折率を有し、基材よりもエッチングされやすい易エッチング性膜を形成し、前記易エッチング性膜の表面に酸化アルミニウム膜を形成し、次いで酸化アルミニウム膜を水熱処理して微細凹凸状酸化アルミニウムを形成し、その後、前記微細凹凸状酸化アルミニウムをエッチングマスクとして前記易エッチング性膜の表面をドライエッチングするとともに、前記微細凹凸状酸化アルミニウムを除去することにより形成されたものであることを特徴とする、反射防止機能を有する部材。 - 前記微細凹凸部を形成する際に用いる酸化アルミニウム膜は、原子層堆積法で形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の反射防止機能を有する部材。
- 前記基材は、ガラス基板、透明導電膜、またはカラーフィルターであることを特徴とする、請求項１１または請求項１２に記載の反射防止機能を有する部材。
- 基材の表面に、基板の屈折率の近傍の屈折率を有し、基材よりもエッチングされやすい易エッチング性膜を形成する工程と、
前記易エッチング性膜の表面に酸化アルミニウム膜を形成する工程と、
前記酸化アルミニウム膜に高温の熱水または水蒸気により水熱処理を施して微細凹凸状酸化アルミニウムを形成する工程と、
前記微細凹凸状酸化アルミニウムをエッチングマスクとして前記易エッチング性膜の表面をドライエッチングして前記易エッチング性膜の表面に微細凹凸部を形成するとともに、前記微細凹凸状酸化アルミニウムを除去し、反射防止構造を形成する工程と
を有することを特徴とする、反射防止機能を有する部材の製造方法。 - 前記酸化アルミニウム膜を形成する工程は、原子層堆積法により行われることを特徴とする、請求項１４に記載の反射防止機能を有する部材の製造方法。
- 前記基材は、ガラス基板、透明導電膜、またはカラーフィルターであることを特徴とする、請求項１４または請求項１５に記載の反射防止機能を有する部材の製造方法。
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