表面增强拉曼散射元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的一个方面涉及表面增强拉曼散射元件。
【背景技术】
[0002]作为现有的表面增强拉曼散射元件，众所周知具备产生表面增强拉曼散射(SERS:Surface Enhanced Raman Scattering)的微小金属结构体(例如参照专利文献I以及非专利文献I)。在这样的表面增强拉曼散射元件中，成为拉曼光谱分析的对象的样品被接触于微小金属结构体，如果在该状态下激发光被照射于该样品则产生表面增强拉曼散射，例如发出被增强到18倍左右的拉曼散射光。
[0003]作为上述微小金属结构体的一个例子，例如已知有按顺序层叠于硅基板上的含氟的石英玻璃膜以及通过蚀刻石英玻璃膜形成多个微小突起部之后，通过溅射法来成膜金属膜从而制造得到的微小金属结构体(例如参照专利文献2)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利特开2011-33518号公报
[0007]专利文献2:日本专利特开2009-222507号公报
[0008]非专利文献
[0009]非专利文献1:“Q-SERS? GISubstrate”，(互联网资料)，OPTO SICENCE, IN.[平成 24 年 7 月 19 日检索]，网页(URL:http://www.0ptoscience.com/maker/nanova/pdf/Q-SERS_G1.pdf)
【发明内容】
[0010]发明所要解决的技术问题
[0011]然而，在上述专利文献2中在制造微小金属结构体时，通过蚀刻形成成为其根基的微小突起部，例如可以利用纳米压印法来形成微小突起部。在这种情况下，例如，在将用于纳米压印的复制模具(replica mold)从用于微小突起部的树脂层上脱膜时，会对有助于表面增强拉曼散射的微小突起部造成损伤，结果表面增强拉曼散射的特性可能变得不稳定。
[0012]本发明的一个方面就是鉴于上述情况而完成的发明，其目的在于提供一种能够使表面增强拉曼散射的特性稳定的表面增强拉曼散射元件。
[0013]解决技术问题的手段
[0014]本发明的一个方面涉及表面增强拉曼散射元件。该表面增强拉曼散射元件具备:基板，其具有主面；成形层，其具有以沿着基板的主面延伸的形式形成于主面上的支撑部以及形成于支撑部上的细微结构部；导电体层，其形成于细微结构部上并且构成产生表面增强拉曼散射的光学功能部，并且关于在与基板的主面交叉的方向上的成形层的厚度，与在成形层中形成有细微结构部的细微结构区域的中央部分相比，细微结构区域的外缘部分相对更薄。
[0015]在该表面增强拉曼散射元件中，成形层具有细微结构部，导电体层形成于该细微结构部上，并构成产生表面增强拉曼散射的光学功能部。特别是在该表面增强拉曼散射元件中，成形层的厚度是以在形成了细微结构部的细微结构区域的中央部分相对较厚而在外缘部分较薄的形式构成的。因此，例如在为了通过纳米压印法形成成形层而将模具从成形层脱膜的时候，在细微结构区域的外缘部分细微结构部容易效仿复制模具的脱模，而且在细微结构区域的中央部分容易维持细微结构部的形状。因此，由于能够抑制在细微结构部上产生损伤，所以能够使表面增强拉曼散射的特性稳定。
[0016]在本发明的一个方面所涉及的表面增强拉曼散射元件中，细微结构部包含形成于支撑部上的多个凸部，凸部的形成密度能够做成在细微结构区域的中央部分比细微结构区域的外缘部分相对更小。在该情况下，例如能够通过纳米压印法，以其厚度在细微结构区域的外缘部分比中央部分相对更薄的方式从而容易并切实地形成成形层。
[0017]还有，在此所谓凸部的形成密度是指，例如通过在成为基准的规定区域内被形成的凸部的体积的总和来规定的凸部形成密度。因此，此处的形成密度在形成于规定区域内的凸部的体积的总和大时变大，在形成于规定区域内的凸部的体积的总和小时变小。例如，如果成为形成密度的比较对象的凸部形状均匀则形成密度的大小对应于形成于规定区域内的凸部个数的大小。
[0018]在本发明的一个方面所涉及的表面增强拉曼散射元件中，关于在与基板的主面交叉的方向上的成形层的厚度，根据支撑部的厚度的梯度，与在细微结构区域的中央部分相比，细微结构区域的外缘部分相对更薄。在此情况下也可以以其厚度在细微结构区域的外缘部分比细微结构区域的中央部分相对更薄的形式从而容易且确实地形成成形层。
[0019]在本发明的一个方面所涉及的表面增强拉曼散射元件中，细微结构部能够遍及基板的主面的整体来形成。在此情况下，能够在基板的主面的整体上产生表面增强拉曼散射。
[0020]在本发明的一个方面所涉及的表面增强拉曼散射元件中，能够进一步具备以沿着基板的主面至少包围支撑部的形式形成于基板的主面上的框部。在此情况下，通过框部能够保护细微结构部并提高可靠性。
[0021]在本发明的一个方面所涉及的表面增强拉曼散射元件中，框部距离基板主面的高度可以做成低于细微结构部距离基板的主面的高度。在此情况下，能够将相对较薄的(低的)框部用作设定芯片化时的切割线的区域。
[0022]发明效果
[0023]根据本发明的一个方面，能够提供一种能稳定表面增强拉曼散射特性的表面增强拉曼散射元件。
【附图说明】
[0024]图1是本实施方式所涉及的表面增强拉曼散射单元的平面图。
[0025]图2是沿着图1的I1-1I线的截面图。
[0026]图3是图2的区域AR的模式性的放大截面图。
[0027]图4是表示图1所示的表面增强拉曼散射单元的制造方法的主要工序的图。
[0028]图5是表示图3所示的成形层的变形例的放大截面图。
[0029]图6是表示图5所示的成形层的变形例的放大截面图。
[0030]图7是表示图3所示的成形层的变形例的放大截面图。
[0031]图8是表示图3所示的成形层的变形例的放大截面图。
[0032]图9是表示用于形成图8所示的成形层的模具的截面图。
[0033]图10是表面增强拉曼散射单元的光学功能部的照片。
[0034]符号说明
[0035]1......SERS单元(表面增强拉曼散射单元)
[0036]3......SERS元件(表面增强拉曼散射元件)
[0037]4......基板
[0038]4a......表面(主面)
[0039]5……成形层
[0040]5a......中央部分
[0041]5b......外缘部分
[0042]6......导电体层
[0043]7......支撑部
[0044]8……细微结构部
[0045]9......框部
[0046]10……光学功能部
[0047]81......凸部
[0048]A5......细微结构区域
【具体实施方式】
[0049]以下参照附图详细说明本发明的实施方式。另外，在各个附图中对相同部分或者相当部分标注相同符号，并省略重复的说明。
[0050]图1是本实施方式所涉及的表面增强拉曼散射单元的平面图，图2是沿着图1的I1-1I线的截面图。如图1、图2所示，本实施方式所涉及