表面增強拉曼散射元件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明的一個方面涉及表面增強拉曼散射元件。
【背景技術】
[0002]作為現有的表面增強拉曼散射元件，眾所周知具備產生表面增強拉曼散射(SERS:Surface Enhanced Raman Scattering)的微小金屬結構體(例如參照專利文獻I以及非專利文獻I)。在這樣的表面增強拉曼散射元件中，成為拉曼光譜分析的對象的樣品被接觸于微小金屬結構體，如果在該狀態下激發光被照射于該樣品則產生表面增強拉曼散射，例如發出被增強到18倍左右的拉曼散射光。
[0003]作為上述微小金屬結構體的一個例子，例如已知有按順序層疊于硅基板上的含氟的石英玻璃膜以及通過蝕刻石英玻璃膜形成多個微小突起部之后，通過濺射法來成膜金屬膜從而制造得到的微小金屬結構體(例如參照專利文獻2)。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利特開2011-33518號公報
[0007]專利文獻2:日本專利特開2009-222507號公報
[0008]非專利文獻
[0009]非專利文獻1:“Q-SERS? GISubstrate”，(互聯網資料)，OPTO SICENCE, IN.[平成 24 年 7 月 19 日檢索]，網頁(URL:http://www.0ptoscience.com/maker/nanova/pdf/Q-SERS_G1.pdf)
【發明內容】
[0010]發明所要解決的技術問題
[0011]然而，在上述專利文獻2中在制造微小金屬結構體時，通過蝕刻形成成為其根基的微小突起部，例如可以利用納米壓印法來形成微小突起部。在這種情況下，例如，在將用于納米壓印的復制模具(replica mold)從用于微小突起部的樹脂層上脫膜時，會對有助于表面增強拉曼散射的微小突起部造成損傷，結果表面增強拉曼散射的特性可能變得不穩定。
[0012]本發明的一個方面就是鑒于上述情況而完成的發明，其目的在于提供一種能夠使表面增強拉曼散射的特性穩定的表面增強拉曼散射元件。
[0013]解決技術問題的手段
[0014]本發明的一個方面涉及表面增強拉曼散射元件。該表面增強拉曼散射元件具備:基板，其具有主面；成形層，其具有以沿著基板的主面延伸的形式形成于主面上的支撐部以及形成于支撐部上的細微結構部；導電體層，其形成于細微結構部上并且構成產生表面增強拉曼散射的光學功能部，并且關于在與基板的主面交叉的方向上的成形層的厚度，與在成形層中形成有細微結構部的細微結構區域的中央部分相比，細微結構區域的外緣部分相對更薄。
[0015]在該表面增強拉曼散射元件中，成形層具有細微結構部，導電體層形成于該細微結構部上，并構成產生表面增強拉曼散射的光學功能部。特別是在該表面增強拉曼散射元件中，成形層的厚度是以在形成了細微結構部的細微結構區域的中央部分相對較厚而在外緣部分較薄的形式構成的。因此，例如在為了通過納米壓印法形成成形層而將模具從成形層脫膜的時候，在細微結構區域的外緣部分細微結構部容易效仿復制模具的脫模，而且在細微結構區域的中央部分容易維持細微結構部的形狀。因此，由于能夠抑制在細微結構部上產生損傷，所以能夠使表面增強拉曼散射的特性穩定。
[0016]在本發明的一個方面所涉及的表面增強拉曼散射元件中，細微結構部包含形成于支撐部上的多個凸部，凸部的形成密度能夠做成在細微結構區域的中央部分比細微結構區域的外緣部分相對更小。在該情況下，例如能夠通過納米壓印法，以其厚度在細微結構區域的外緣部分比中央部分相對更薄的方式從而容易并切實地形成成形層。
[0017]還有，在此所謂凸部的形成密度是指，例如通過在成為基準的規定區域內被形成的凸部的體積的總和來規定的凸部形成密度。因此，此處的形成密度在形成于規定區域內的凸部的體積的總和大時變大，在形成于規定區域內的凸部的體積的總和小時變小。例如，如果成為形成密度的比較對象的凸部形狀均勻則形成密度的大小對應于形成于規定區域內的凸部個數的大小。
[0018]在本發明的一個方面所涉及的表面增強拉曼散射元件中，關于在與基板的主面交叉的方向上的成形層的厚度，根據支撐部的厚度的梯度，與在細微結構區域的中央部分相比，細微結構區域的外緣部分相對更薄。在此情況下也可以以其厚度在細微結構區域的外緣部分比細微結構區域的中央部分相對更薄的形式從而容易且確實地形成成形層。
[0019]在本發明的一個方面所涉及的表面增強拉曼散射元件中，細微結構部能夠遍及基板的主面的整體來形成。在此情況下，能夠在基板的主面的整體上產生表面增強拉曼散射。
[0020]在本發明的一個方面所涉及的表面增強拉曼散射元件中，能夠進一步具備以沿著基板的主面至少包圍支撐部的形式形成于基板的主面上的框部。在此情況下，通過框部能夠保護細微結構部并提高可靠性。
[0021]在本發明的一個方面所涉及的表面增強拉曼散射元件中，框部距離基板主面的高度可以做成低于細微結構部距離基板的主面的高度。在此情況下，能夠將相對較薄的(低的)框部用作設定芯片化時的切割線的區域。
[0022]發明效果
[0023]根據本發明的一個方面，能夠提供一種能穩定表面增強拉曼散射特性的表面增強拉曼散射元件。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實施方式所涉及的表面增強拉曼散射單元的平面圖。
[0025]圖2是沿著圖1的I1-1I線的截面圖。
[0026]圖3是圖2的區域AR的模式性的放大截面圖。
[0027]圖4是表示圖1所示的表面增強拉曼散射單元的制造方法的主要工序的圖。
[0028]圖5是表示圖3所示的成形層的變形例的放大截面圖。
[0029]圖6是表示圖5所示的成形層的變形例的放大截面圖。
[0030]圖7是表示圖3所示的成形層的變形例的放大截面圖。
[0031]圖8是表示圖3所示的成形層的變形例的放大截面圖。
[0032]圖9是表示用于形成圖8所示的成形層的模具的截面圖。
[0033]圖10是表面增強拉曼散射單元的光學功能部的照片。
[0034]符號說明
[0035]1......SERS單元(表面增強拉曼散射單元)
[0036]3......SERS元件(表面增強拉曼散射元件)
[0037]4......基板
[0038]4a......表面(主面)
[0039]5……成形層
[0040]5a......中央部分
[0041]5b......外緣部分
[0042]6......導電體層
[0043]7......支撐部
[0044]8……細微結構部
[0045]9......框部
[0046]10……光學功能部
[0047]81......凸部
[0048]A5......細微結構區域
【具體實施方式】
[0049]以下參照附圖詳細說明本發明的實施方式。另外，在各個附圖中對相同部分或者相當部分標注相同符號，并省略重復的說明。
[0050]圖1是本實施方式所涉及的表面增強拉曼散射單元的平面圖，圖2是沿著圖1的I1-1I線的截面圖。如圖1、圖2所示，本實施方式所涉及