JP5475109B2 - 光学素子、反射防止構造体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光の反射を防止する反射防止構造体及びその製造方法、ならびに反射防止構造体を備える光学素子に関する。

光を入射または出射する光学素子として、半導体レーザー、発光ダイオード、光センサー、太陽電池に代表される電子デバイスや、ディスプレイに用いられるガラスや、レンズ、偏光板に代表される光学部品がある。

これらの光学素子の表面においては、当該光学素子に入射または光学素子から出射する光（入射光または出射光）が、光学素子と外部との界面において反射されることを防ぐ目的で反射防止構造が形成される。

上記反射防止構造のうち、入射光または出射光の波長よりも短い周期の凹凸構造を表面に繰り返し形成することにより、光の進行方向に対して屈折率が徐々に変化する状態を作り出し、反射率を低下させる構造が「モスアイ」構造として知られている。

このうち、特許文献１には、このような構造を形成するために、ドットアレイ状の金属マスクを用いる表面処理方法が開示されている。

また、特許文献２には、金属体からなる島状微粒子をマスクとして反応性エッチングを施すことにより反射防止構造を得る手法が開示されている。

また、特許文献３には、入射光の波長よりも大きな構造体（マクロ構造体）と小さな構造体（ミクロ構造体）とを形成することにより、モスアイ構造においてより高い反射防止効果が得られることが開示されている。ミクロ構造体は、２５０ｎｍよりも小さく、マクロ構造体は、入射光の波長のほぼ１０〜１００倍程度の大きさを有するものである。

なお、反射防止構造としては開示されていないが、簡易な方法で均一性の高い磁性粒子の周期性パターンを一度に形成できる、微粒子の形成方法を開示した特許文献４が公開されている。

また、非特許文献１には、Ｓｉ基板をイオンビームスパッタ装置内に装着し、基板表面に対して斜め方向からＡｒイオンを照射した場合にＳｉ基板上に形成されるリップル形状について開示されている。

また、非特許文献２には、種々の元素についての二元状態図が示されている。

日本国公開特許公報「特開２００１−２７２５０５号公報（２００１年１０月５日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００８−１４３１６２号公報（２００８年６月２６日公開）」 日本国公表特許公報「特表２００１−５１７３１９号公報（２００１年１０月２日公表）」 日本国公開特許公報「特開２００９−１２９４９２号公報（２００９年６月１１日公開）」

"Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｒｉｐｐｌｅ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｉｏｎ ｂｏｍｂａｒｄｍｅｎｔ" Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，ｐ．２３９０−２３９５，Ａ６（４），１９９８年７・８月 Ｂｉｎａｒｙ Ａｌｌｏｙ Ｐｈａｓｅ Ｄｉａｇｒａｍｓ Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ Ｖｏｌｕｍｅ３，ｐ．１９６８，１９７２，２０１８，２０２０，２６６６，２７６７，３３６５，３３７６，３３７８，１９９０年、ＡＳＭ

特許文献１には、光学素子上にドットアレイ状に金属マスクを形成し、反応性イオンエッチングを施して光学素子上に錘形状を形成する方法が開示されているが、上記金属マスクを形成するために、電子線による描画法を用いている。このため、反射防止構造の形成のためには、光学基板上への電子線レジストの塗布工程、電子線による描画工程、金属の蒸着工程、電子線レジストの除去工程、反応性イオンエッチング工程というように、多くの工程と装置とを用いる必要があり、製造工程及び製造装置が複雑化してしまうという問題が生じる。

特許文献２の発明では、薄膜物質の凝集作用、分解作用、または、核形成を生じさせて金属体微粒子を島状に形成し、これをマスクとして反応性エッチング処理を施すため、特許文献１に記載されているような電子線による描画は必要としない。

しかしながら、金属体微粒子を島状に形成するために、熱反応、光反応、または、ガス反応を要しており、一旦薄膜として形成された物質を島状に形状変化を起こさせるためには比較的大きなエネルギーを供給する必要があることから、熱や高強度の光、ガスに対して耐性の低い材料から基材が形成されている場合には、本方式を適用することが難しい。

また、反射防止効果を得るために、基板上に１層ないしは複数層のエッチング転写層を形成する工程、薄膜物質を形成する工程、薄膜物質を島状化する工程、反応性エッチング工程とを必要とし、特許文献１と同様に製造工程及び装置が複雑化してしまうという問題が生じる。

特許文献３の発明では、反射防止面にマクロ構造体とミクロ構造体とを形成するために、それぞれ別の工程を必要とする。具体的には、マクロ構造体は、機械的、化学的あるいは適当の形で露出されたフォトレジスト層により被覆されることが記載されており、ミクロ構造体は、このような予備処理をした基材面にフォトレジスト層を必要に応じて被覆した後、露光することで得られることが記載されている。

このように、特許文献３に記載の技術では、マクロ構造体を形成する工程、フォトレジストを塗布する工程、露光によりミクロ構造体を形成する工程、構造体を伝達する成形工程、を必要とし、特許文献１及び２の発明と同様に製造工程及び製造装置が複雑化してしまうという問題が生じる。

このように従来の技術では、反射防止構造を形成するための工程及び装置が複雑であり、反射防止構造を簡易に製造することが難しい。特許文献２の発明では、これに加えて熱や高強度の光、ガスに対して耐性の低い材料から基材が構成されている場合に適用することが難しいという問題も生じる。

また、従来の反射防止構造体の反射防止効果は必ずしも十分であるとは言えず、より反射防止効果の高い反射防止構造体が望まれている。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、簡易な製法で従来よりも反射防止効果の高い反射防止構造体を製造することができる製造方法及び反射防止構造体を提供することにある。

本発明に係る反射防止構造体は、上記の課題を解決するために、光の反射を防止する反射防止構造体であって、複数の小型凸部をその表面に有する複数の大型凹部を備え、上記複数の小型凸部の間のピッチ、及び上記複数の大型凹部の間のピッチは、上記反射防止構造体に入射する光の波長よりも小さいことを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明の反射防止構造体には、複数の大型凹部が形成されており、その大型凹部の表面には複数の小型凸部が形成されている。必然的に大型凹部の幅は、小型凸部の幅よりも大きい。

これら小型凸部同士の間のピッチ（凸部の頂点間の距離）及び大型凹部同士の間のピッチ（凹部中央の間の距離）は、反射防止構造体に入射する入射光（換言すれば、反射防止構造体を透過する光）の波長よりも小さい。必然的に小型凸部及び大型凹部の幅も入射光の波長よりも小さい。

反射防止構造体の表面に複数の大型凹部が入射光の波長よりも小さいピッチで存在することにより、入射光の光の波長よりも小さい大型の凹凸が形成されることになり、この大型の凹凸がモスアイ構造として機能する。

それとともに、大型凹部の表面に複数の小型凸部が、入射光の波長よりも小さいピッチで存在することにより、入射光の波長よりも小さい小型の凹凸が形成されることになり、この小型の凹凸もモスアイ構造として機能する。

すなわち、上記反射防止構造体は、大型の凹凸によるモスアイ構造に加え、その表面に形成された小型の凹凸によるモスアイ構造を備えている。

それゆえ、単一のモスアイ構造が形成されている従来の構成に比べて反射防止効果を高めることができる。実際、紫外域から近赤外光領域に至る範囲の波長を有する入射光の反射防止効果を高められることを本発明の発明者は実験にて確認している。

一般に凹凸のアスペクト比（凹凸構造の高さ／凹部（または凸部）の幅）が大きいほど反射防止効果は高い。それゆえ、従来の反射防止構造体よりも高い反射防止効果が得られる本発明では、同じ反射防止効果が得られる反射構造体を作る場合に、凹凸構造の高低差を従来よりも小さくできる。

さらに、本発明の製造方法によれば、小型凸部及び大型凹部を実質的に単一のプロセスを継続して行うことで連続形成することが可能であり、極めて簡易な製法で上記反射防止構造体を製造できる。

本発明に係る反射防止構造体は、上記の課題を解決するために、光の反射を防止する反射防止構造体であって、複数の小型凹部をその表面に有する複数の大型凸部を備え、上記複数の小型凹部の間のピッチ、及び上記複数の大型凸部の間のピッチは、上記反射防止構造体に入射する光の波長よりも小さいことを特徴としている。

上記の構成は、複数の小型凸部及び複数の大型凹部を備える上述の反射防止構造体を別の基体に転写した場合の構成に相当し、複数の大型凸部の表面に複数の小型凹部が形成されているものであり、凹凸の関係が逆転しているものである。

このように凹凸の関係が逆転した場合でも、上述の反射防止構造体と同様の効果が得られる。

本発明に係る反射防止構造体の製造方法は、上記の課題を解決するために、基体の表面に反射防止構造を形成することにより反射防止構造体を製造する製造方法であって、上記基体の表面をエッチングすることにより当該基体を構成する基体材料を分子または原子として放出するとともに、当該基体材料と混合されることにより粒子を形成する供給材料を供給源から供給する供給工程と、上記供給工程において放出された基体材料と、供給された供給材料とを混合させることにより上記基体の表面に複数の凸部を、上記反射防止構造体に入射する光の波長よりも小さいピッチで形成する凸部形成工程とを含み、上記供給工程と上記凸部形成工程とを継続的に繰り返すことにより、上記凸部を表面に有する複数の凹部を、上記光の波長よりも小さいピッチで上記基体の表面に形成することを特徴としている。

上記の構成によれば、基体の表面をエッチングすることによって生成された基体材料と、供給源から供給された供給材料とを混合する（より好ましくは化学反応させる）ことにより基体の表面に複数の凸部が形成される。これら複数の凸部は、反射防止構造体に入射する光（入射光）の波長よりも小さいピッチで形成される。換言すれば、複数の凸部の頂点間の距離は、入射光の波長よりも小さい。

この凸部を形成する工程を継続する（換言すれば、供給工程と凸部形成工程とを継続的に繰り返す）ことにより、凸部を表面に有する複数の凹部が形成される。これら複数の凹部は、反射防止構造体に入射する入射光の波長よりも小さいピッチで形成される。

複数の凸部によって形成される凹凸及び複数の凹部によって形成される凹凸が、それぞれモスアイ構造として機能する。

それゆえ、単一のモスアイ構造が形成されている従来の構成に比べて反射防止効果の高い反射防止構造体を製造できる。

さらに、供給工程及び凸部形成工程は、実質的に単一のプロセスであり、このプロセスを継続して行うことで上記凸部及び凹部を連続形成できる。それゆえ、極めて簡易な製法で従来よりも反射防止効果の高い反射防止構造体を製造できる。

以上のように、本発明に係る反射防止構造体は、複数の小型凸部をその表面に有する複数の大型凹部を備え、上記複数の小型凸部の間のピッチ、及び上記複数の大型凹部の間のピッチは、上記反射防止構造体に入射する光の波長よりも小さい構成である。

それゆえ、単一のモスアイ構造が形成されている従来の構成に比べて反射防止効果を高めることができる。

本発明に係る反射防止構造体の製造方法は、基体の表面をエッチングすることにより当該基体を構成する基体材料を分子または原子として放出するとともに、当該基体材料と混合されることにより粒子を形成する供給材料を供給源から供給する供給工程と、上記供給工程おいて放出された基体材料と、供給された供給材料とを混合させることにより上記基体の表面に複数の凸部を、上記反射防止構造体に入射する光の波長よりも小さいピッチで形成する凸部形成工程とを含み、上記供給工程と上記凸部形成工程とを継続的に繰り返すことにより、上記凸部を表面に有する複数の凹部を、上記光の波長よりも小さいピッチで上記基体の表面に形成する構成である。

供給工程及び凸部形成工程は、実質的に単一のプロセスであり、このプロセスを継続して行うことで上記凸部及び凹部を連続形成できる。それゆえ、極めて簡易な製法で従来よりも反射防止効果の高い反射防止構造体を製造できる。

（ａ）は本発明の反射防止構造体の初期製造段階における構造を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は本発明の反射防止構造体の断面を模式的に示す断面図である。 上記反射防止構造体の構造を模式的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る反射防止構造体製造装置の構成を示す概略図である。 正負両方の成分を有する高周波電圧の波形の一例を示す図である。 上記反射防止構造体製造装置の変更例を示す概略図である。 上記反射防止構造体製造装置の別の変更例を示す概略図である。 本発明の他の実施形態に係る反射防止構造体製造装置の構成を示す概略図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る反射防止構造体製造装置の構成を示す概略図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の他の実施形態に係る反射防止構造体製造方法の各工程を示す断面図である。 （ａ）は本発明の一実施例において製造された反射防止構造体の第１の凸構造の表面を１μｍ角の走査範囲で観察したＡＦＭ像を示す図であり、（ｂ）は第２の凹構造の表面を１μｍ角の走査範囲で観察したＡＦＭ像を示す図である。 （ａ）は上記実施例における第１の凸構造のＡＦＭ測定結果を２次元フーリエ変換したスペクトラムを示す図であり、（ｂ）はパワースペクトル密度を示す図である。 （ａ）は上記実施例における第１の凸構造の断面透過電子顕微鏡像を示す図であり、（ｂ）はＴａについてのＥＤＸマッピング像を示す図であり、（ｃ）はＳｉについてのＥＤＸマッピング像を示す図である。 上記実施例において製造された反射防止構造体における反射率の測定結果を、比較試料、参考試料の測定結果と併せて示したグラフ図である。 上記実施例において製造された反射防止構造体における反射率の測定結果を、第２の凹構造のみが形成された場合の計算値と併せて示したグラフ図である。 （ａ）は本発明に係る参考例の基体のＡＦＭ測定結果を２次元フーリエ変換したスペクトラムを示す図であり、（ｂ）はパワースペクトル密度を示す図である。 本発明に係る反射防止構造体における、反射防止構造体の表面粗さ毎の反射率を示したグラフ図である。

〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

なお、本明細書における「主体とする」若しくは「主成分とする」とは、当該成分が、全成分中で最も多く含まれていることを意味し、好ましくは当該成分が５０質量％以上含まれていることを意味し、最も好ましくは当該成分が１００質量％含まれていることを意味する。また、範囲を示す「Ａ〜Ｂ」は、Ａ以上Ｂ以下であることを意味する。

（ａ）反射防止構造体１０の構造
まず、本発明の反射防止構造体１０の構造を概念的に説明する。図１（ａ）は本発明の反射防止構造体の初期製造段階における構造を模式的に示す断面図であり、図１（ｂ）は反射防止構造体１０の断面を模式的に示す断面図である。図２は、反射防止構造体１０の構造を模式的に示す斜視図である。なお、図２は、理解を容易にするために反射防止構造体１０の構造を極端にデフォルメした図であり、実際の構造については、後述する図１０（ａ）及び図（ｂ）等を参照されたい。

図１（ｂ）及び図２に示すように、反射防止構造体１０は、光の反射を防止するものであり、複数の凸部１ａ（小型凸部）をその表面に有する複数の凹部２ａ（大型凹部）が基体１０４の表面に形成されているものである。複数の凸部１ａによって第１の凸構造１が構成されており、複数の凹部２ａによって第２の凹構造２が構成されている。

複数の凹部２ａは、必ずしも、基体１０４の表面において密に形成されていなくても構わない。すなわち、凹部２ａが形成されておらず、凸部１ａのみが形成されている部分が基体１０４の表面に存在してもよい。ただし、反射防止効果を高めるためには、凹部２ａが、基体１０４の表面において密に形成されている方が好ましい。

基体１０４は、反射防止構造を形成しようとする光学素子であっても良く、光学素子表面に反射防止構造体を転写形成するための転写マスターであっても構わない。基体１０４が光学素子の一部である場合には、反射防止構造体１０は光学素子そのものであることになる。ただし、反射防止構造体１０と光学素子とは別体として形成されてもよい。

複数の凸部１ａの間のピッチ（凸部の頂点間の距離）、及び凹部２ａの間のピッチ（凹部中央の間の距離）は、反射防止構造体１０に入射する光の波長（または、反射防止構造体１０から出射する光の波長）よりも小さい。そのため、必然的に凹部２ａの幅（口径）は、凸部１ａの幅（基体１０４の表面に沿う方向の幅）よりも大きく、上記光の波長よりも小さい。

詳細については後述するが、凹部２ａの間の平均ピッチは、凸部１ａの間の平均ピッチの例えば１．２倍以上１０倍以下である。また、凸部１ａの間の平均ピッチは、例えば７ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、凹部２ａの間の平均ピッチは、２８ｎｍ以上２５０ｎｍ以下である。

また、後述するように、凸部１ａ及び凹部２ａを備える反射防止構造体を別の基体に転写した場合に形成される構造体も本発明の技術的範囲に含まれる。

基体１０４の表面に複数の凹部２ａが入射光の波長よりも小さいピッチで存在することにより、入射光の光の波長よりも小さい大型の凹凸が形成されることになり、この大型の凹凸がモスアイ構造として機能する。

さらに、凹部２ａの表面に複数の凸部１ａが、入射光の波長よりも小さいピッチで存在することにより、入射光の波長よりも小さい小型の凹凸が形成されることになり、この小型の凹凸もモスアイ構造として機能する。

すなわち、反射防止構造体１０は、第１の凸構造１によるモスアイ構造と、第２の凹構造２によるモスアイ構造との２種類のモスアイ構造を備えている。

それゆえ、単一のモスアイ構造が形成されている従来の構成に比べて反射防止効果を高めることができる。

特許文献３に記載の発明は、入射光の波長よりも大きな構造体（マクロ構造体）と小さな構造体（ミクロ構造体）とを有しているが、上記マクロ構造体は、第２の凹構造２には相当しない。なぜなら、凹部２ａの間のピッチは、反射防止構造体１０に入射する光の波長よりも小さいが、上記マクロ構造体の大きさは、入射光の波長よりも大きいからである。それゆえ特許文献３の発明は、本発明とは本質的に異なるものである。

第２の大型モスアイ構造の表面に第１の小型モスアイ構造を形成するという技術的思想は、上述の特許文献には開示されておらず、新規なものである。

一般に凹凸のアスペクト比（凹凸構造の高さ／凹部（または凸部）の幅）が大きいほど反射防止効果は高い。それゆえ、従来の反射防止構造体よりも高い反射防止効果が得られる反射防止構造体１０では、同じ反射防止効果が得られるものを作る場合に、凹凸構造の高低差（換言すれば、凹部２ａの深さ）を従来よりも小さくできる。

後述するように、第１の凸構造１及び第２の凹構造２を実質的に単一のプロセスを継続して行うことで連続形成することが可能であり、極めて簡易な製法で反射防止構造体１０を製造できる。

（ｂ）反射防止構造体製造装置
本実施形態に係る反射防止構造体製造装置１１の概略構成を図３に示す。

図３に示すように、反射防止構造体製造装置１１は、真空チャンバー１０１、基体１０４を支持する基体支持部材１０２、供給材料を基体１０４へ供給する供給源１０３、高周波電源１０５、整合器１０６及び真空ポンプ１０７を備えている。この反射防止構造体製造装置１１は、基体１０４に対してスパッタエッチング処理を施すとともに、供給源１０３から供給材料を基体１０４に供給することにより、当該基体１０４の表面に第１の凸構造１及び第２の凹構造２を有する反射防止構造体１０を形成する。

（真空チャンバー１０１）
反射防止構造体製造装置１１において、基体１０４、基体支持部材１０２、及び供給源１０３は、真空チャンバー１０１内に備えられている。真空チャンバー１０１には、真空ポンプ１０７が接続され、真空チャンバー１０１の内部を減圧状態にすることができる。

また、真空チャンバー１０１には、ＡｒやＫｒ、Ｘｅに代表される不活性ガスを内部に導入するためのガス配管が接続されている。

反射防止構造体製造装置１１では、上記不活性ガスを導入し、高周波電圧を加えることによって真空チャンバー１０１内でプラズマ放電を生じさせ、スパッタリング現象を利用して基体１０４上に反射防止構造体１０を形成することが可能となる。

（基体支持部材１０２）
基体支持部材１０２の表面には供給源１０３が形成されており、さらに供給源１０３の上には基体１０４が取り付けられている。それゆえ、基体支持部材１０２は、供給源１０３及び基体１０４を支持している。

また、基体支持部材１０２には、高周波電源１０５が電気的に接続される。それゆえ、基体支持部材１０２は、導電性の良い金属材料を用いて形成されることが望ましい。

基体支持部材１０２の構成は、基体１０４を支持できるものであればよく、例えば、基体１０４をネジやバネで固定する構成、磁石を用いて固定する構成、真空吸着する構成等を用いることができる。

なお、基体支持部材１０２では、必ずしも基体１０４を積極的に固定する必要は無く、基体支持部材１０２上に基体１０４を単に載せるものであっても構わない。更に、基体支持部材１０２は、真空チャンバー１０１の内部で回転動作を行うものや、高周波電源１０５から給電される部材と素子を支持する部材とが組み合わされて成るものであっても構わない。

つまり、基体支持部材１０２における、基体１０４を支持する部分が直接電気的に接続された状態であってもよいし、他の部材を介して間接的に電気的に接続された状態であってもよい。例えば、回転体と台座とが組み合わされて成り、回転体に基体１０４が保持され、台座に高周波電源１０５からの給電がなされる基体支持部材１０２であっても構わない。

（供給源１０３）
供給源１０３は、反射防止構造体１０を形成するために基体１０４の表面へ供給材料を供給するものである。この供給材料は、分子または原子として放出された、基体１０４の表面を構成する基体材料（以下、単に基体材料と称する）と混合されることにより粒子を形成するものであり、より好ましくは、基体材料と化合物の粒子を形成するものである。

すなわち、この供給源１０３は、基体１０４表面に対して、供給材料を原子若しくは分子（以下、「原子等」と略する場合もある）の状態で供給源１０３から供給する。当該原子等の状態の供給材料は、基体１０４表面において微粒子（凸部１ａ）を形成することが可能なものであり、より好ましくは、基体１０４表面の材料と化合物を生成し、基体１０４表面に当該化合物の微粒子を形成することが可能なものである。

基体材料と供給材料とが、上記化合物を生成するか否かを判断するためには、例えば、状態遷移図（Ｐｈａｓｅ Ｄｉａｇｒａｍ）を用いることができる。

つまり、本明細書における「基体材料と化合物を生成可能な供給材料」とは、基体材料との状態遷移図において、基体材料との化合物の領域を有する供給材料を意味する。より好ましくは、基体材料との状態遷移図において、使用する微粒子形成条件（温度、圧力）における基体材料との化合物の領域を有する供給材料を意味する。

供給源１０３に用いる材料として、基体材料と化合物を生成可能な供給材料を選択する場合には、特に限定するものではないが、例えば、遷移金属元素を主体とする材料から選択することができる。より具体的には、高融点の遷移金属材料であるＶ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔからなる群から選択される何れか１つの金属元素を主体とする材料、当該群から選択される少なくとも１つの元素を含む合金を主体とする材料、またはこれらの材料と基体材料との合金を主体とする材料が挙げられる。

それゆえ、凸部１ａは、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、ＩｒまたはＰｔのいずれか１つを含むものとなる。

この供給材料は、プロセス中に基体１０４上に連続膜として形成されることが無い程度に、極めて低いレートで供給される。この構成を実現するために、供給源１０３は、供給材料が基体１０４表面に直接入射させることができない位置に配置されている。

なお、本明細書における「供給材料を直接入射させることができない位置」とは、例えば、基体１０４を、供給源１０３から放出された供給材料が直線的に到達しない位置に配置することにより実現することができる。また、後述するように、基体１０４の表面と供給材料を供給する供給源１０３との間に、供給材料が供給源１０３から直進して基体１０４表面に到達することができないように遮蔽物を設けることにより実現しても良い。

供給源１０３は、基体支持部材１０２上に薄膜として形成されたものであってもよく、バルク状に形成されたものであってもよい。また、供給源１０３は基体支持部材１０２の全面に形成する必要は無く、少なくとも基体１０４によって隠される領域以外の領域に部分的に形成されていればよい。供給源１０３が薄膜として形成される場合には、第１の凸構造１と第２の凹構造２とから成る反射防止構造体１０が形成されるスパッタエッチングの過程において供給源１０３が無くならない厚みで形成する。

（基体１０４）
基体１０４若しくはその表面を構成する材料としては、供給源１０３から供給される供給材料が基体１０４表面で濡れ性が悪い状態を示し、基体１０４上で微粒子を生成することができる材料を選択する。より好ましくは、供給源１０３から供給される原子等と化合物を生成することが良く、例えば、ＳｉやＧｅに代表される元素を主体とする半導体材料や、Ａｌが挙げられる。

基体１０４は、これらの材料が表面に形成されていれば良く、その母材は特に限定されない。従って、基体１０４の母材には、上記の材料以外に、例えば、ＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３、ガラスに代表される絶縁体材料、ＧａＡｓやＧａＮに代表される半導体材料、種々の金属材料、及び樹脂基板を用いることができる。

なお、供給源１０３に適用する材料と基体材料とを決定するに当っては、供給源１０３から供給された供給材料が基体１０４上で凸部１ａとなる微粒子を作る際に、生成する微粒子が基体１０４表面に対して濡れ性が悪い状態を示すように材料選択することが更に望ましい。

これは、生成される微粒子が基体１０４表面に対して濡れ性が悪い性質を示すことで、微粒子（微粒子集合体）が、隣り合う微粒子との間に隙間を形成した状態で周期的に形成され、個々の微粒子を孤立させることができるためである。これにより、周期性の高い第１の凸構造１を基体１０４の表面に渡って形成することが可能となり、引いては、第２の凹構造２の発現に繋がって、最終的に良好な反射防止構造体１０を提供することができる。

なお、第１の凸構造１の周期性が高いとは、凸部１ａが形成される間隔（複数の凸部１ａ間のピッチ）が所定の範囲に収まっていることを意味している。また、第２の凹構造２の周期性が高いとは、凹部２ａが形成される間隔（複数の凹部２ａ間のピッチ）が所定の範囲に収まっていることを意味している。

このように、基体１０４上に形成される微粒子が基体１０４表面に対して濡れ性の悪い性質を示すようにするためには、基体１０４側の表面エネルギーを小さく、微粒子側の表面エネルギー及び基体１０４と微粒子との間の界面エネルギーを大きくすることが重要である。従って、表面エネルギーの大きな材料を供給源１０３の材料として用い、これに比べて表面エネルギーの小さな材料を基体材料として用いることが望ましい。

表面エネルギーの大きさは、材料（元素）の融点と概ね相関があることが知られており、供給源１０３に用いる材料（元素）の融点が概ね１５００℃を超えるような高融点材料を用いることが特に望ましい。また、基体材料は、供給源１０３に用いる材料よりも低い融点の材料を用いることが望ましい。

また、供給源１０３から供給された供給材料が基体１０４上で基体材料と化合物微粒子を生成するように、基体材料と供給材料とを選択すれば、供給材料が基体材料と化合物を生成しない場合に形成される微粒子と比較して、得られる微粒子の融点を低下させることができる（供給材料に対して基体材料の融点が低い場合）。これにより、基体１０４上に形成された微粒子が、基体１０４表面に対して馴染まない性質を有しつつ、且つ、反射防止構造体１０の形成に必要な凸部１ａとして適用できる程度に粒子成長させることができる。

具体的には、例えば、基体材料として、供給材料と化合物を生成することができない材料を用いた場合に、基体１０４上で１〜２ｎｍ以下程度の極めて小さな粒子を形成するような高融点材料であっても、基体材料を、供給材料と化合物を生成することができる材料とすることにより、得られる微粒子（化合物）の融点は供給材料の融点と比較して低下し、当該微粒子を基体１０４上で直径４ｎｍ〜数十ｎｍ程度の粒子にまで成長させることができる。

（高周波電源１０５・整合器１０６）
高周波電源１０５は、正負両極性成分を有する高周波電圧を、基体１０４及び基体支持部材１０２の少なくとも一方に対して印加する。この高周波電源１０５は、インピーダンスの調整を行う整合器１０６を介して基体支持部材１０２に電気的に接続されている。

この高周波電源１０５は、供給源１０３から供給材料をスパッタリングによって叩き出すことが可能な周波数範囲、具体的には１００ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の範囲の高周波電圧を発生する電源であって、接地電圧に対して正負両方の成分を有する高周波電圧を供給可能なものである。例えば、高周波スパッタリングの電源として一般的な１３．５６ＭＨｚ近傍の高周波電圧を発生する電源を用いることができる。

上記正負両方の成分を有する高周波電圧の波形の一例を図４に示す。

図４に示すように、高周波電源１０５が発生する高周波電圧は、例えば、略正弦波の形状をしており、接地電圧（図４中の０のライン）に対して正及び負の両方の成分を有している。

ここで、高周波電圧の最大値と最小値との差をＶｐｐ、高周波電圧の平均値から接地電圧を引いた値をＶｄｃとすると、接地電圧に対して正及び負の両方の成分を有するためには、ＶｐｐがＶｄｃの絶対値よりも大きくなるように設定されていればよい。

なお、Ｖｄｃは図４に示すように負の方向、言い換えれば、基体１０４表面をスパッタエッチングする方向に加えられる。

（真空ポンプ１０７）
真空ポンプ１０７は、真空チャンバー１０１を減圧状態にすることができるポンプであればどのようなものを用いても構わないが、例えば、ロータリーポンプまたはドライポンプと、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、及びディフュージョンポンプから選ばれる何れかのポンプとを組み併せて用いることができる。

なお、図３では、高周波電源１０５における基体支持部材１０２側と反対側は接地状態としてあり、且つ、真空チャンバー１０１の壁面と同電位として図示してあるが、基体支持部材１０２に対して高周波電位を印加することができるものであればよく、このような構成に限るものではない。具体的には、例えば、真空チャンバー１０１内に対向電極を配置し、これを高周波電源１０５の基体支持部材１０２側と反対側と同電位としてもよい。

また、本願における反射防止構造体製造装置には、スパッタエッチング処理が可能なスパッタリング装置を適用しても構わない。

（ｃ）反射防止構造体の製造方法
次に、反射防止構造体１０の製造方法について説明する。

＜１．真空状態の形成及び不活性ガスの導入＞
まず、真空ポンプ１０７を用いて真空チャンバー１０１の真空引きを行い、真空チャンバー１０１内を減圧状態とする。このときの到達真空度は特に限定するものではないが、汚染物の影響を小さくする観点から、例えば、１×１０^−３Ｐａ以下、より望ましくは１×１０^−４Ｐａ以下とする。続いて、ガス配管から不活性ガスを導入する。このときの真空チャンバー１０１内部の圧力（ガス圧）は、例えば、１×１０^−２Ｐａ〜１Ｐａ程度とする。

＜２．第１の凸構造１の形成＞
続いて、高周波電源１０５に通電し、基体支持部材１０２に対して高周波電圧を印加する。このとき、真空チャンバー１０１内に不活性ガスが導入されていることによってプラズマ放電が生じ、スパッタリングが起こる。

このときの高周波電圧の最大値と最小値との差（Ｖｐｐ）は、例えば２００Ｖ〜２０００Ｖに設定する。高周波電圧の平均値から接地電圧を引いた値（Ｖｄｃ）は、例えば−５００Ｖ〜０Ｖとする。また、ＶｐｐとＶｄｃとの関係は、ＶｐｐがＶｄｃの絶対値よりも大きくなるように設定する。

これにより、高周波電圧は、接地電圧に対して正及び負の両方の成分を有することになる。なお、上記不活性ガス導入と高周波電圧の印加とは、順序が逆であっても構わない。上記Ｖｄｃを負の値とすることにより、プロセス全体で基体１０４表面をエッチングする向きのスパッタリング（スパッタエッチング）となる。

上記高周波電圧の大きさは、基体支持部材１０２に対する入射電力と反射電力とによって制御されるものであっても構わない。上記入射電力は、入射電力を基体支持部材１０２における基体１０４取り付け面の面積で割った単位面積当りの入射電力が、例えば０．０２Ｗ／ｃｍ^２〜１．２Ｗ／ｃｍ^２程度となるように設定する。反射電力は、できる限り小さいことが望ましいが、例えば入射電力の１割以下程度とする。

ここで、基体支持部材１０２に、接地電圧に対して負の電圧が印加されている時間範囲では、真空チャンバー１０１内の不活性ガスイオンに対し、基体支持部材１０２に衝突する方向の運動エネルギーが与えられ、不活性ガスイオンは供給源１０３及び基体１０４表面に衝突して、それぞれの表面に存在する原子等を物理的に叩き出すエッチングが起こる。

すなわち、基体１０４の表面をエッチングすることにより当該基体１０４を構成する基体材料が分子または原子として放出されるとともに、当該基体材料と混合されることにより粒子を形成する供給材料が供給源１０３から供給される（供給工程）。

一方、接地電圧に対して正の電圧が印加されている時間範囲では、真空チャンバー１０１内の不活性ガスイオンに対し、基体支持部材１０２から離れる方向の運動エネルギーが与えられ、供給源１０３及び基体１０４から叩き出された原子等は基体１０４の表面に付着する。これに加えて、接地電圧に対して負の電圧が印加されている時間範囲において、供給源１０３及び基体１０４表面の原子等は、物理的に叩き出されて周囲に飛び散るスプラッシュ現象を起こすため、これによっても基体１０４表面に付着する。

すなわち、供給工程おいて放出された基体材料と、供給された供給材料とが混合されることにより基体１０４の表面に複数の凸部１ａが形成される（凸部形成工程）。このとき、凸部１ａは、反射防止構造体１０に入射する光の波長よりも小さいピッチで形成される。

このようにして、供給源１０３及び基体１０４表面において叩き出しと付着とを繰り返すことにより、基体１０４の表面では供給源１０３から供給された原子等と基体１０４から叩き出された原子等とが混じり合いながら粒子成長する。

このとき、供給源１０３から供給される供給材料が、基体１０４の表面を構成する材料と比べて融点が高い材料である場合には、基体１０４上で成長した粒子は、基体１０４表面に対して濡れ性の悪い性質を示し、図１（ａ）に示すように、粒子同士の間に隙間を作りながら、凸部１ａが周期的に形成されてなる第１の凸構造１が基体１０４上に形成される。第１の凸構造１を形成する時間は特に限定されないが、例えば、１００秒〜１時間程度の範囲とすることができる。

＜３．第２の凹構造２の形成＞
第１の凸構造１を形成した後、引き続き、第１の凸構造１を形成する際と同様の高周波電圧を印加してスパッタリングを生じさせ、上記供給材料を基体１０４表面に供給し続けるとともにスパッタエッチング処理を行うことにより、第１の凸構造１が基体１０４上に存在することに起因して生じる、第２の凹構造２を基体１０４表面に形成する。

すなわち、供給工程と凸部形成工程とを継続的に繰り返すことにより、凸部１ａを表面に有する複数の凹部２ａを、入射光の波長よりも小さいピッチで基体１０４の表面に形成する。

（ｄ）第１の凸構造１の平均周期
凸部１ａの基体１０４表面に沿う方向の大きさは、供給材料及び基体１０４表面の材料、高周波電圧を印加する際の条件によって制御可能であるが、例えば、凸部１ａを構成する微粒子の粒径が４ｎｍ〜２０ｎｍ、平均周期（平均ピッチ）が７ｎｍ〜４０ｎｍ程度で形成する。また、凸形状の高さは２ｎｍ〜１５ｎｍ程度で形成する。

反射防止構造体１０に入射する光として紫外光から近赤外光（約３０〜２５００ｎｍ）を想定する場合、凸部１ａの平均周期（７ｎｍ〜４０ｎｍ）は反射防止構造体１０に入射する光の波長よりも小さいといえる。

（ｅ）第２の凹構造２の平均周期
凹部２ａの大きさは、供給材料及び基体１０４表面の材料、高周波電圧を印加する際の条件によっても変化するが、第２の凹構造２は、第１の凸構造１に比べて１．２倍〜１０倍程度の平均周期で形成され、凹部２ａの高さ（深さ）は凸部１ａの高さの１．５倍〜２０倍程度で形成される。

例えば、第１の凸構造１の平均周期を２４ｎｍ程度で形成した場合、第２の凹構造２は２８ｎｍ〜２５０ｎｍ程度の平均周期で形成することが出来る。また、第１の周期を有する第１の凸構造１の高さを５ｎｍ程度で形成した場合、第２の凹構造２の高さ（深さ）を７ｎｍ〜１００ｎｍ程度の大きさで形成できる。このような第２の凹構造２が存在することによって、基体１０４において、特に青色から紫外光の波長で反射防止効果が高い反射防止構造体１０が形成出来る。

（ｆ）供給源１０３の位置
本実施形態では、供給源１０３から供給される供給材料は、基体１０４上で連続的な薄膜として形成されない程度に低いレートで供給されていれば良く、供給方法を限定するものではないが、基体１０４における第１の凸構造１、及び、第２の凹構造２を形成する面（図１に示した基体１０４の紙面上側の面）に、供給源１０３から放出された供給原子等が直接入射しない配置（微粒子を形成する面に供給元素が直線的に入射することを妨げられる配置）とすれば、供給原子が基体１０４上で連続的な薄膜として形成されるのを容易に防ぐことができるためより好ましい。

例えば、図３に示した構成には、基体１０４自体に妨げられて、供給源１０３から放出された供給原子等が直接基体１０４における第１の凸構造１、及び、第２の凹構造２を形成する面に入射しないようになっている。

このような配置を取ることで、スパッタリングによって供給源１０３から叩き出されたエネルギーやサイズ分散の大きなスパッタリング粒子のうち、高エネルギーの成分が直接基体１０４表面に到達することを防ぎ、基体１０４を迂回したエネルギーの低い粒子のみが基体１０４表面に到達して高周期性の微粒子（第１の凸構造１）及び、これに続く第２の凹構造２が形成されるため特に望ましい。

（ｇ）第２の凹構造２の形成メカニズム
ここで、第１の凸構造１が存在することに起因して、第２の凹構造２が形成されるメカニズムについて説明する。第２の凹構造２の形成は、スパッタエッチング時に生じるリップルによるものであることが考えられる。

本実施形態の反射防止構造体形成プロセスは、基体１０４に対して負のＶｄｃが印加されるプロセス、すなわち、スパッタエッチングプロセスとなっている。図３に示すような構成の装置においてスパッタエッチングプロセスを行う場合、基体支持部材１０２とチャンバー壁との間に印加される高周波電圧によってスパッタリングを起こすプラズマが発生し、基体１０４表面をエッチングする。

この際、基体１０４に対して様々な入射角で不活性ガスイオンが飛来しエッチングを行うため、第１の凸構造１が存在しない通常のスパッタエッチングプロセスであれば、基体１０４表面はスパッタエッチングに伴い平滑化が進む。

上述したように非特許文献１には、Ｓｉ基板をイオンビームスパッタ装置内に装着し、基板表面に対して斜め方向からＡｒイオンを照射した場合にＳｉ基板上に形成されるリップル形状について開示されている。

非特許文献１に開示されているようなイオンビームスパッタ法では、不活性ガスイオンはイオンガンから基板に照射されるため、基板に対してある一方向からのみスパッタリングが行われることになる。非特許文献１によれば、このように、基板に対してある入射角から不活性ガスイオンを入射させ、Ｓｉ基板をエッチングすると基板上にリップル形状が形成される。

一方、本願の図３に示したような装置では、基体支持部材１０２とチャンバー壁との間に高周波電圧が印加されるため、非特許文献１とは異なり、様々な入射角を持った不活性ガスイオンによってスパッタエッチングが行われる。この場合、リップルは打ち消され、第１の凸構造１が形成されていなければ、基体１０４の表面は平坦なまま維持されることになる。

ここで、本願では、第１の凸構造１が形成された状態の基体１０４に対し、引き続いてスパッタエッチング（第２の凹構造形成工程）を行い、当該第２の凹構造２形成工程中にも第１の凸構造１が維持されるように凸部１ａを構成する元素が供給し続けられる。

このような場合には、スパッタエッチングを行っても基体１０４表面の平坦化は進まず、第１の凸構造１が基体１０４表面に残ったままとなる。このとき、基体１０４の元々の表面が現れている部分（第１の凸構造１が無い箇所）では、スパッタエッチングに際して微粒子が存在しないため（供給材料が供給されて来ないため）、凸部１ａに比べてエッチングがより強く進行するため凹部２ａが現れる。

さらに、第１の凸構造１に妨げられて、入射角の小さな成分を有する不活性ガスイオンは、一部が凸部１ａの存在によってその裏側の基体１０４の表面への到達を妨げられる。このことにより、スパッタエッチング時の対称性が損なわれ、リップルが打ち消されなくなり、リップルの重ね合わせ（干渉）によりエッチング強度が大きくなった箇所でスパッタエッチングが特に進行して第２の凹構造２が成長していることが考えられる。

これらのことから考えて、第２の凹構造２が形成されるためには、（ｉ）第１の凸構造１が、数十ナノメートル以下の間隔で密に形成されていること、及び、（ｉｉ）第２の凹構造２を形成するスパッタエッチング中に、基体１０４表面に供給材料が供給され続けること、が重要であると考えられる。

また、このようなスパッタエッチング処理を施して得られた反射防止構造体１０においては、第１のステップで形成された第１の凸構造１が、続く第２のステップで第２の凹構造２が形成された段階においても表面に残ることとなる。

なお、第１の凸構造１は、必ずしも明確な周期性を持つ必要は無く、第１の凸構造１が、数ナノメートル〜数十ナノメートル程度の間隔を持って高い密度で形成されていれば良い。但し、より均一な形状及び周期の第２の凹構造２を形成する観点からは、高い周期性を持つことが特に望ましい。

（ｈ）本発明の利点
上述した反射防止構造体１０の形成方法は、まず第１の凸構造１を形成し、続いて、第１の凸構造１が存在することによって生じる第２の凹構造２を形成することで反射防止構造体１０を得るものであるが、実質的に単一のプロセスを継続して行うことにより、第１の凸構造１と第２の凹構造２とを連続形成出来るものである。

従って、従来の反射防止構造体製造プロセスと異なり、単一のプロセスで反射防止構造体１０を製造可能である。さらに、真空装置内でドライプロセスのみを用いて製造可能であるため、基体１０４に対する汚染を防ぎ、基体１０４の特性を劣化させること無く反射防止構造体１０を形成することが可能である。

更に、ＳｉやＧｅに代表される比較的表面エネルギーが小さく、高融点の遷移金属と化合物を形成する材料によって表面が構成されている基体１０４に対しては、基体１０４に特別な処理を施す必要が無く、直接反射防止構造体１０を形成することが可能である。従って、これらの材料から成る光学素子上に反射防止構造体１０を直接形成するのに特に好適である。

更に、基体１０４の加熱を必要とせず、室温下で形成可能であるために、プラスチックに代表される低融点材料の基体１０４の表面にも反射防止構造体１０を形成することが可能である。また、供給するガスは不活性ガスであるために、基体１０４と反応して劣化させる虞が無い。

更に、スパッタエッチングを利用して反射防止構造体１０を形成するため、基体１０４の表面が曲面であっても形成可能である。

（ｉ）特許文献４に記載の発明との差異
上述の特許文献４には、凸部１ａに相当する微粒子の形成方法が開示されている。本発明は、特許文献４に記載の微粒子形成方法において、微粒子を形成する工程（微粒子形成工程）の時間を延ばすか、または、微粒子形成時に基体支持部材１０２へ印加する高周波電圧を高めることなどによって、凹部２ａをさらに形成するものである。

微粒子形成工程の時間を延ばすことは、製造プロセスの時間を延ばすことになり、一般的には好ましくなく、それゆえ、微粒子形成工程の時間を延ばすという試みは、従来行われて来なかった。従って、微粒子形成工程を延ばせば凹部２ａが形成されることを当業者が見出すことは困難であった。

また、基体支持部材１０２へ印加する高周波電圧を高めれば製造コストが増加するため、できるだけ少ない電力消費量で凸部１ａを形成することが好ましい。それゆえ、凸部１ａが十分に形成できる印加電圧の範囲が見出されている状況において、それを超えた印加電圧をあえて印加するという試みは、従来行われて来なかった。従って、微粒子形成工程における印加電圧を増やせば凹部２ａが形成されることを当業者が見出すことは困難であった。

本発明は、このような固定観念を打ち破って、凸部１ａの形成工程の時間を延ばすこと、または、凸部１ａの形成工程における印加電圧を高めることなどを行った結果想到されたものであり、特許文献４から容易には想到できないものである。

（ｊ）変更例
本実施形態において、基体１０４と基体支持部材１０２とは電気的に導通していてもよく、導通していなくても構わない。電気的に導通していない場合であっても、基体１０４の極近傍に基体支持部材１０２が存在するため、基体支持部材１０２に向かう運動エネルギーを与えられたイオンが基体１０４にも到達する。このため、導通している場合と同様の効果が得られる。

具体的には、例えば、基体１０４として不導体の母材に、供給源１０３から供給される原子等と化合物を生成する材料を表面に形成したものを用いる場合でも高い周期性を持った第１の凸構造１が得られる。また、基体支持部材１０２を介さずに基体１０４に直接高周波電圧が印加されていても構わない。

本実施形態において、第１の凸構造１と、第２の凹構造２とを得るためには、次の（ｉ）〜（iii）の条件を満たすことが好ましい。これらの条件とは、（ｉ）供給源１０３を構成する材料（供給源１０３から供給される供給材料）は、基体１０４の表面に微粒子を形成できるものあること、言い換えれば、供給材料と基体材料とは、濡れ性が悪い状態となる組み合わせであって、より好ましくは、化合物を形成する組み合わせであること、及び（ii）基体１０４に対して高周波電圧が印加されることであり、特に好ましくは、（iii）基体１０４と供給源１０３との配置が、供給源１０３から基体１０４に対して供給される原子等が基体１０４に直接入射しない配置であること、である。

従って、これら（ｉ）及び（ii）、より好ましくは（iii）を含めた要素を満足するための装置構成であればよく、本発明は、必ずしも図３に示した装置構成に限定されるものではない。

例えば、図５に示す反射防止構造体製造装置１２のように、基体支持部材１０２自体が供給源であってもよい。換言すれば、供給源１０３が基体支持部材としての役割を果たしてもよい。また、図６に示す反射防止構造体形成装置１３のように、供給源１０３が基体支持部材１０２とは別の部材として、基体支持部材１０２に隣接する位置に配置されていても構わない。図５及び図６は、反射防止構造体製造装置の変更例を示す概略図である。

更には、図６に示す構成において、供給源１０３に電圧（電力）を供給する電源と、基体１０４に電圧（電力）を供給する電源とが別個の電源であっても構わない。このとき、供給源１０３に電圧（電力）を供給する電源は高周波電源ではなく、直流電源であっても構わない。また、図３、図５及び図６の構成において、基体支持部材１０２に対する高周波電圧の印加は、基体１０４に印加されてもよい。

図６に示す構成おいて、供給源１０３には高周波電源１０５からの電源供給がなされずに、供給源１０３に対してイオンビームや電子ビームを照射して供給源１０３から原子等を供給するためのイオン源や電子源が備えられていてもよい。または、供給源１０３を加熱して分子を蒸発させるための加熱源が備えられたものであってもよい。

また、基体１０４の表面よりも前面側（図３、５及び６における紙面上方向）に供給源１０３が配置されていても、高周波電圧の印加に際して供給源１０３と基体１０４との間に、スパッタリングを起こすような電位差が生じない配置になっている場合についても、上記（iii）に記載の、「基体１０４と供給源１０３との配置が供給源１０３から基体１０４に対して供給される原子等が基体１０４に直接入射しない配置」となり、第１の凸構造１及び第２の凹構造２をより好ましく形成することができる。

〔実施の形態２〕
本実施の形態の他の一例について図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明しない構成は、特に断らない限り実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図７は、本実施の形態に係る反射防止構造体製造装置２１の概略構成を示す断面図である。図７に示すように、反射防止構造体製造装置２１は、実施の形態１において示した反射防止構造体製造装置１１と同様に、真空チャンバー１０１と、真空チャンバー１０１の内部に備えられた基体支持部材１０２と、基体支持部材１０２に取り付けられる基体１０４と、基体支持部材１０２に対して高周波電圧を印加する高周波電源１０５と、インピーダンスの調整を行う整合器１０６と、真空チャンバー１０１の真空引きを行う真空ポンプ１０７とを備えている。

（ａ）供給源２０３
ここで、本実施形態では、基体１０４に対して原子等を供給する供給源２０３がスパッタリングのターゲット材として配置され、基体支持部材１０２に対して高周波電圧を印加する高周波電源１０５と共通、または高周波電源１０５とは別のスパッタリング用電源が接続されて、供給源２０３から原子等がスパッタリングによって放出される。

なお、上記供給源２０３を構成する材料は、上述した供給源１０３と同じである。

（ｂ）遮蔽部材２０８
加えて、本実施形態では、供給源２０３と基体１０４とを結ぶ直線上に、供給源２０３からの原子等が基体１０４に直接入射することを防ぐ遮蔽部材２０８が配置されている。

遮蔽部材２０８を構成する材料は、供給源２０３から供給される原子等を遮蔽することができれば特に限定されないが、スパッタリングによるダメージに耐え得る部材を用いることが好ましい。例えば、ステンレスやアルミニウム、アルミニウム合金、ガラス等を用いることができる。

また、遮蔽部材２０８がスパッタリングされ、基体１０４に遮蔽部材２０８を構成する材料が付着しないようにするために、遮蔽部材２０８は接地電圧、または基体支持部材１０２と同電位とすることがより好ましい。

このように遮蔽部材２０８が配置されることにより、供給源２０３から放出された原子等は、基体１０４に直線的に直接到達することができず、成膜雰囲気中に存在する不活性ガスや供給源２０３から放出された他の原子等に衝突して散乱された原子等や、遮蔽部材２０８に衝突して散乱または回折したエネルギーの低い原子等が基体１０４の表面に到達する。

（ｃ）反射防止構造体１０の形成工程
ここで実施の形態１と同様に、基体支持部材１０２に印加された高周波電圧によって基体１０４の表面で叩き出しと付着とが繰り返し起こることにより、基体１０４の表面で供給源２０３から供給された原子等を含んだ微粒子が生成されながら粒子成長し、第１の凸構造１となる。

このとき、供給源２０３から供給される供給材料が基体１０４の表面を構成する材料に比べて融点が高い材料である場合には、基体１０４上で成長した粒子は、基体１０４表面に対して濡れ性が悪い性質を示し、粒子同士の間に隙間を作りながら基体１０４上に周期性を持った孤立微粒子が形成される。これによってナノメートルオーダーの高い周期性を有する第１の凸構造１を形成することができる。

さらに、引き続き高周波電圧を印加して、第１の凸構造１を形成する場合と同様のスパッタリングを生じさせ、供給材料を基体１０４表面に供給し続けるとともにスパッタエッチング処理を行うことにより、第１の凸構造１が基体１０４上に存在することに起因して生じる、第２の凹構造２が基体１０４表面に形成される。

（ｄ）電力及び電圧の設定値
本実施形態において、供給源２０３に供給するスパッタリング電力は、単位面積当たり例えば、０．２Ｗ／ｃｍ^２〜８．２Ｗ／ｃｍ^２程度とする。供給源２０３のスパッタリングターゲットとして直径６インチのものを用いる場合には、およそ３０Ｗ〜１．５ｋＷの電力を投入することに相当する。

基体支持部材１０２に対して印加する高周波電圧の最大値と最小値との差（Ｖｐｐ）は、第１実施形態と同様に、例えば２００Ｖ〜２０００Ｖに設定する。高周波電圧の平均値から接地電圧を引いた値（Ｖｄｃ）についても第１実施形態と同様に、例えば−５００Ｖ〜０Ｖとする。ＶｐｐとＶｄｃとの関係は、ＶｐｐがＶｄｃの絶対値よりも大きくなるように設定する。

これにより、高周波電圧は、接地電圧に対して正及び負の両方の成分を有することになる。また、上記Ｖｄｃを負の値とすることにより、プロセス全体で基体１０４の表面をエッチングする向きのスパッタリング（スパッタエッチング）となる。

上記の高周波電圧の大きさは、基体支持部材１０２に対する入射電力と反射電力との大きさによって制御されるものであっても構わない。上記入射電力と反射電力とで制御する場合、入射電力を基体支持部材１０２における基体１０４取り付け面の面積で割った単位面積当りの入射電力が第１実施形態と同様に、例えば、０．０２Ｗ／ｃｍ^２〜１．２Ｗ／ｃｍ^２程度となるように設定する。反射電力は、できる限り小さいことが望ましいが、例えば入射電力の１割以下程度とする。

（ｅ）変更例
本実施形態において、基体支持部材１０２の表面は、難スパッタ材料で保護されるか、実施の形態１と同様に、基体支持部材１０２の表面に供給源２０３と同じ材料が形成されることが望ましい。または、基体支持部材１０２自体が供給源２０３と同じ材料であっても構わない。

これにより、高周波電圧の印加により基体支持部材１０２の構成材料が不純物として基体１０４に供給されることを防ぐことができる。基体支持部材１０２を基体１０４と同程度に小さくし、基体支持部材１０２の構成材料が基体１０４の表面に到達しないようにしても構わない。

なお、本実施形態では、遮蔽部材２０８が存在することによって、基体１０４の第１の凸構造１、及び、第２の凹構造２を形成しようとする面（図７に示した基体１０４の上側の面）に対して、供給源２０３から放出された供給原子等が直接入射しない配置（微粒子を形成する面に供給原子等が直線的に入射することを妨げられる配置））とすることで、供給原子が基体１０４上で連続的な薄膜として形成されるのを容易に防ぐことができるためより好ましい配置となっている。

このような配置を取ることで、スパッタリングによって供給源２０３から叩き出されたエネルギーやサイズ分散の大きなスパッタリング粒子のうち、高エネルギーの成分が基体１０４の表面に到達してしまうことを防ぎ、遮蔽部材２０８を迂回したエネルギーの低い粒子のみが基体１０４表面に到達する。従って、高周期性の微粒子（第１の凸構造１）及び、これに続く第２の凹構造２が形成されるため特に好ましい。

また、本実施形態の反射防止構造体製造装置２１においては、供給源２０３にスパッタリング電源からの電力供給がなされずに、供給源２０３に対してイオンビームや電子ビームを照射して供給源２０３から原子等を供給するためのイオン源や電子源が備えられていてもよい。または、供給源２０３を加熱して分子を蒸発させるための加熱源が備えられたものであってもよい。

（ｆ）反射防止構造体製造装置２１の利点
本実施形態の反射防止構造体製造装置２１を用いて、基体１０４の表面に第１の凸構造１（微粒子）を作製し、引き続いて第２の凹構造２を作製する方法を用いれば、基体１０４に印加する高周波電圧の大きさ（Ｖｐｐ及びＶｄｃ）と、供給源２０３に供給するスパッタリング電力とを、個別に調整することが可能であるため、反射防止構造体の高さ及び周期性をコントロールする自由度が高まる。

〔実施の形態３〕
本発明のさらに別の実施形態について図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明しない構成は、特に断らない限り上記実施形態１〜２と同じである。また、説明の便宜上、実施形態１〜２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図８は、本実施の形態に係る反射防止構造体製造装置３１の概略構成を示す断面図である。図８に示すように、反射防止構造体製造装置３１は、実施形態１〜２に示した反射防止構造体製造装置１１・２１と同様に、真空チャンバー１０１と、真空チャンバー１０１の内部に備えられた基体支持部材１０２と、基体支持部材１０２に取り付けられる基体１０４と、基体支持部材１０２に対して高周波電圧を印加する高周波電源１０５と、インピーダンスの調整を行う整合器１０６と、真空チャンバー１０１の真空引きを行う真空ポンプ１０７とを備えている。

また、反射防止構造体製造装置３１は、反射防止構造体製造装置２１と同様に、基体１０４に対して原子等を供給する供給源２０３がスパッタリングのターゲット材として配置され、基体支持部材１０２に対して高周波電圧を印加する高周波電源１０５と共通、または高周波電源１０５とは別のスパッタリング用電源が接続され、供給源２０３から原子等がスパッタリングによって放出される。

（ａ）基体１０４の配置
反射防止構造体製造装置３１では、図８に示すように、供給源２０３から放出される原子等の放電プラズマ３０９の放出範囲を外した位置に基体１０４が配置されている。

このように、放電プラズマ３０９の放出範囲を外した位置に基体１０４が配置されることによって、供給源２０３から放出された原子等は、基体１０４に直線的に直接到達することが無く、成膜雰囲気中に存在する不活性ガスや供給源２０３から放出された他の原子等、またはチャンバー壁等の真空チャンバー１０１内に存在する部材に衝突して散乱または反射されたエネルギーの低い原子等が基体１０４の表面に到達する。

放電プラズマ３０９の範囲は供給源２０３をスパッタリングした際の放電状態を目視で観察することによって概ね判別可能であるが、基体１０４の位置を少しずつ変えながら高い周期性が得られる範囲を確認することがより好ましい。

他の判断基準として、図８に示すように、供給源２０３の基体１０４に最も近い端部と基体１０４の供給源２０３に最も近い端部とを結んだ直線と、供給源２０３の表面（プラズマが発生する基体１０４側の表面）の延長線との成す角度をθとしたときに、θを略５５度以下にすることによっても本実施形態の反射防止構造体の作製を実現することができる。

なお、多くのスパッタリング装置では、ターゲット材の周囲をアースシールドと呼ばれる部材が囲んでいる。反射防止構造体製造装置３１においても上記アースシールドによって、放電プラズマの一部が遮蔽された状態になっている場合（すなわち、基体１０４がアースシールドによって囲まれている場合）には、アースシールドが遮蔽部材として機能するため、遮蔽された陰の部分に当る領域では、第２実施形態に示したように高周期性の微粒子（第１の凸構造１）、及び、これに起因する第２の凹構造２が得られる。

従って、このような場合では、上記θが５５度よりも大きい場合であっても供給源２０３から放出された原子等が基体１０４に直線的に直接入射することが無く、良好な反射防止構造体を得ることができる。

（ｂ）供給源１０３
本実施形態では、供給源１０３から供給される供給材料は、基体１０４上で連続的な薄膜として形成されない程度に低いレートで供給されていれば良く、供給方法を限定するものではないが、放電プラズマ３０９を外した位置に基体１０４を配置したことによって、基体１０４の微粒子を形成しようとする面（図８に示した基体１０４の上側の面）に供給源２０３から放出された供給材料が直接入射しない配置（供給材料が直線的には入射しない配置）とし、供給原子が基体１０４上で連続的な薄膜として形成されるのを容易に防ぐことができるためより好ましい配置となっている。

このような配置を取ることで、スパッタリングによって供給源２０３から叩き出されたエネルギーやサイズ分散の大きなスパッタリング粒子のうち、高エネルギーの成分が直接基体１０４の表面に到達してしまうことを防ぎ、エネルギーの低い粒子のみが基体１０４表面に到達する。従って、高周期性の微粒子（第１の凸構造１）及び、これに続く第２の凹構造２が形成されるため特に好ましい。

（ｃ）反射防止構造体１０の形成工程
実施形態１〜２と同様に、基体支持部材１０２に印加された高周波電圧によって、基体１０４の表面で叩き出しと付着とが繰り返し起こされることにより、基体１０４の表面で供給源２０３から供給された原子等とを含んだ微粒子が生成されながら粒子成長し、第１の凸構造１となる。

このとき、供給源２０３から供給される供給材料が基体１０４の表面を構成する基体材料に比べて融点が高い材料である場合には、基体１０４上で成長した粒子は、基体１０４の表面に対して濡れ性が悪い性質を示し、粒子同士の間に隙間を作りながら基体１０４上に周期性を持った孤立微粒子として形成される。これによってナノメートルオーダーの高い周期性を有する第１の凸構造１を形成することができる。

さらに、引き続き高周波電圧を印加して、第１の凸構造１を形成する場合と同様のスパッタリングを生じさせ、供給材料を基体１０４表面に供給し続けるとともにスパッタエッチング処理を行うことにより、第１の凸構造１が基体１０４上に存在することに起因して生じる、第２の凹構造２が基体１０４の表面に形成される。

（ｄ）電力及び電圧の設定値
本実施形態において、供給源２０３に供給するスパッタリング電力は、単位面積当たり例えば０．０５Ｗ／ｃｍ^２〜５．５Ｗ／ｃｍ^２程度とする。供給源２０３のスパッタリングターゲットとして直径６インチのものを用いる場合には、およそ１０Ｗ〜１ｋＷの電力を投入することに相当する。

基体支持部材１０２に対して印加する高周波電圧の最大値と最小値との差（Ｖｐｐ）は、第１及び第２実施形態と同様に、例えば、２００Ｖ〜２０００Ｖに設定する。高周波電圧の平均値から接地電圧を引いた値（Ｖｄｃ）についても第１及び第２実施形態と同様に、例えば−５００Ｖ〜０Ｖとする。ＶｐｐとＶｄｃとの関係は、ＶｐｐがＶｄｃの絶対値よりも大きくなるように設定する。これにより、高周波電圧は、接地電圧に対して正及び負の両方の成分を有することになる。また、上記Ｖｄｃを負の値とすることにより、プロセス全体で基体１０４表面をエッチングする向きのスパッタリング（スパッタエッチング）となる。

上記の高周波電圧の大きさは、基体支持部材１０２に対する入射電力と反射電力との大きさによって制御されるものであっても構わない。上記入射電力と反射電力とで制御する場合、入射電力を基体支持部材１０２の基体１０４にける取り付け面の面積で割った単位面積当りの入射電力が第１及び第２実施形態と同様に、例えば、０．０２Ｗ／ｃｍ^２〜１．２Ｗ／ｃｍ^２程度となるように設定する。また、反射電力は、できる限り小さいことが望ましいが、例えば入射電力の１割以下程度とする。

（ｅ）変更例
本実施形態においては、供給源２０３の横方向に放電プラズマ３０９を外して基体１０４を配置した場合についてのみ示したが、これ以外にも供給源２０３の表面と直交する方向（供給源２０３から離れる方向）に、放電プラズマ３０９を外して基体１０４を配置しても構わない。

これによれば、供給源２０３から放出された供給材料（原子等）が、スパッタリング雰囲気中に存在するＡｒ等の不活性ガス分子や供給材料（原子等）に衝突して、供給源２０３から離れる程エネルギーを失っていくので、供給源２０３から離れる方向に放電プラズマ３０９を外して基体１０４を配置した場合においても、供給源２０３の横方向に放電プラズマ３０９を外して基体１０４を配置した場合と同じ効果が得られる。

このように、供給源２０３から離れる方向に放電プラズマ３０９を外して基体１０４を配置する場合には、特に限定するものではないが、供給源２０３と基体１０４との距離を、供給源２０３から放出される供給材料（原子等）の平均自由行程の２倍以上程度とすることが望ましい。

また、本実施形態において、基体支持部材１０２は、放電プラズマ３０９の範囲外に配置する必要は必ずしもなく、少なくとも基体１０４が放電プラズマ３０９の領域外に配置されていればよい。

また、反射防止構造体製造装置３１においても、供給源２０３にスパッタリング電源からの電力供給がなされずに、供給源２０３に対してイオンビームや電子ビームを照射して供給源２０３から原子等を供給するためのイオン源や電子源が備えられていてもよい。または、供給源３０３を加熱して分子を蒸発させるための加熱源が備えられたものであってもよい。

〔実施の形態４〕
本発明のさらに別の実施形態について図１及び図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、本実施の形態において説明しない構成は、特に断らない限り実施の形態１〜３と同じである。また、説明の便宜上、実施の形態１〜３の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図９は、本実施形態に係る反射防止構造体製造方法を示す概略図である。反射防止構造体４１は、実施の形態１〜３に示した製造方法において、基体１０４の表面に第１の凸構造１、及び第２の凹構造２を形成した後、これをマスターとして、第２の基体（基体）４０４に対し、公知のナノインプリント法や射出成形法に代表される転写方法を用いて構造を転写し、第２の基体４０４上に反射防止構造体が形成されたものである。この反射防止構造体４１をさらに転写したものが反射防止構造体４２である。

また、必要に応じて第２の基体４０４上の凹凸構造の高さを大きくして、より大きな反射防止効果が得られるようにしてもよい。

（ａ）第２の基体４０４
第２の基体４０４は、反射防止構造体を形成しようとする光学素子であっても構わない。上記第２の基体４０４を構成する材料は特に限定されるものではなく、例えば、ＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３、ガラスに代表される絶縁体材料、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓやＧａＮに代表される半導体材料、種々の金属材料、及び樹脂基板を用いることができる。

（ｂ）製造工程
次に、反射防止構造体４１・４２の製造方法について説明する。図９は、本実施の形態に係る反射防止構造体の製造方法に含まれる各工程における反射防止構造体の断面を示す断面図である。

まず、図１（ａ）及び（ｂ）に示す工程において、実施の形態１〜３に示した製法と同じ製法を用い、基体１０４上に凸部１ａ及び凹部２ａを形成する。

続いて、図９（ａ）に示す工程において、ナノインプリント樹脂に代表される転写層４０５が一方の表面に形成された第２の基体４０４を用意し、この転写層４０５を基体１０４の凹凸構造が形成された面に押圧することにより、基体１０４の凹凸構造を転写層４０５に転写する。

ここで用いる転写層４０５は、ナノインプリント技術として知られる転写技術に用いられる樹脂を適用することが可能であって、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）に代表されるアクリル系樹脂や、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）、ＨＳＱ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｓｉｌｓｅｑｕｉｏｘａｎｅ）等の塗布液を塗布したもの、ＵＶ硬化樹脂等を用いることができる。

転写時の押圧は、０．１ＭＰａ〜１０ＭＰａ程度の圧力を加えて行い、必要に応じて転写層４０５を軟化または硬化させるために加熱や紫外光照射を行う。また、転写層４０５上には、転写後の剥離（第２の基体４０４と転写層４０５との間の剥離）を容易にするための剥離剤が塗布されていてもよい。

上記凹凸構造が転写された転写層４０５を、第２の基体４０４と共に剥離した後、必要に応じて転写時に付着した残渣を取り除くために軽度のアッシング処理を行う。

続いて、図９（ｂ）に示す工程で、第２の基体４０４に対して転写層４０５側から異方性エッチング処理を行い、転写層４０５の凹凸構造に対応する凹凸構造を第２の基体４０４上に形成する。このとき、転写層４０５の材料として、そのエッチングレートが第２の基体４０４上のエッチングレートよりも遅い材料を適用すれば、両者のエッチングレート差を利用して、図９（ｃ）に示すように凹凸構造の高さをエンハンスしつつ、第２の基体４０４上に転写形成することが可能である。

上記異方性エッチング処理は、例えば、フッ化物や塩化物に代表されるハロゲン系の反応性ガスを導入した状態でプラズマを生じさせて異方性エッチングを行うＲＩＥ（Ｒｅａｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法や異方性ウェットエッチング法を適用することが可能である。

このようにして、第２の基体４０４上に形成された反射防止構造体は、その凹凸が基体１０４上に形成された凹凸と逆転している。すなわち、凹部（小型凹部）３ａを表面に有する複数の凸部（大型凸部）４ａが、入射光の波長よりも小さいピッチで第２の基体４０４の表面に形成される。

この場合、複数の凸部４ａの間の平均ピッチは、複数の凹部３ａの間の平均ピッチの、例えば１．２倍以上１０倍以下であり、複数の凹部３ａの間の平均ピッチは、例えば７ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、複数の凸部４ａの間の平均ピッチは、例えば２８ｎｍ以上２５０ｎｍ以下である。

なお、図９においては、転写層４０５に転写された凹凸構造を、異方性エッチング処理によって第２の基体４０４に形成する方法について記載したが、上記異方性エッチング処理は必ずしも必要でなく、凹凸構造が転写層４０５に転写された反射防止構造体４０の状態（図９（ｂ））で工程を終了するものであっても構わない。

さらには、転写回数は１回である必要は無く、複数回行われるものであっても構わない。例えば、基体１０４上に形成された凹凸構造（図１（ｂ））を、第２の基体４０４の転写層４０５に転写した後、さらに別の基体に形成された転写層に転写するものであっても構わない。

また、図９（ｃ）に示す第２の基体４０４上に形成された凹凸構造を、図９（ｄ）に示すように、さらに別の第３の基体（基体）４０６上に形成された第２の転写層４０７に転写し、図９（ｅ）に示す反射防止構造体４２を形成してもよい。

また、本実施形態における転写層４０５や第２の転写層４０７はナノインプリント樹脂以外にも、基体１０４の表面の凹凸構造を転写できるものであればこれに限るものではない。例えば、一般的なフォトレジスト材を適用してもよく、射出成形法によってプラスチック製の基体１０４表面に転写されるものであってもよく、電鋳法によってＮｉ等の金属板上に転写されるものであっても構わない。上記射出成形法や電鋳法を用いる場合には、転写層４０５と第２の基体４０４と、及び第２の転写層４０７と第３の基体４０６とは同一部材として形成されても構わない。

このように、本実施形態の反射防止構造体及びその製法を用いれば、基体１０４や、基体１０４の凹凸構造を転写した第２の基体４０４をマスターとして複数の光学素子上に本願の反射防止構造体を転写形成出来るため、大量生産に適した反射防止構造体を提供出来る。

また、転写層４０５や第２の転写層４０７と、第２の基体４０４や第３の基体４０６のエッチングレート差を利用して凹凸構造の高さをエンハンスすればより大きな反射防止効果が得られる。

なお、本実施形態の製法では、反射防止構造体を転写する工程、及び、必要に応じて、異方性エッチングによって高さをエンハンスする工程が増えることになる。しかしながら、基体１０４上に形成される反射防止構造体が、実質的に単一のプロセスで製造可能であることから、全体の工程を含んでも従来の反射防止構造体製造方法に比べて工程や装置を簡略化出来ることになる。

以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

＜ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察＞
本実施例における全てのＡＦＭ観察は、Ｖｅｅｃｏ社製のＮａｎｏｓｃｏｐｅ ＤＩ−３１００を用いて行った。

〔実施例１〕
実施例１として、図３に示した反射防止構造体製造装置１１を用いて、基体１０４上に第１の凸構造１と、第２の凹構造２とから成る反射防止構造体１０を形成した例を示す。

（設定条件）
本実施例においては、到達真空度が５×１０^−５Ｐａの真空チャンバー１０１を用い、基体支持部材１０２にステンレスを用いた。基体支持部材１０２表面には、予めスパッタリング装置を用いてＴａを膜厚５００ｎｍ形成し、これを供給源１０３として用いた。このときのＴａ膜は、基体支持部材１０２における基体１０４の取り付け面全面に形成した。基体１０４にはＢがドープされたＰ型Ｓｉウエハ（面方位（１００））を用いた。基体１０４は上記Ｔａ薄膜が形成された基体支持部材１０２上にバネ部材で固定した。

反射防止構造体形成時に真空チャンバー１０１に導入する不活性ガスはＡｒガスとし、ガス導入時の圧力が、１．２５×１０^−２Ｐａとなるように設定した。

高周波電源１０５には、周波数１３．５６ＭＨｚであり１ｋＷまでの電力印加が可能な電源を使用した。そして、高周波電源１０５から基体支持部材１０２への高周波電圧の印加に際しては、図３に示すように、高周波電源１０５の基体支持部材１０２側と反対側が電気的に接地され、真空チャンバー１０１壁と同電位となるように接続し、入射電力が一定となるように制御を行った。なお、本実施例では、基体支持部材１０２の基体１０４を載置する面である基体取り付け面に印加される電力である入射電力が３００Ｗとなるように印加した。

本実施例で用いた基体支持部材１０２の上記基体取り付け面の直径は５５０ｍｍであったので、入射電力の単位面積当たりの大きさは０．１３Ｗ／ｃｍ^２に相当する。加えて、整合器１０６で調整を行い反射電力は５Ｗ以下とした。

これにより、反射防止構造体を形成している時間中に、Ｖｄｃは−１６０Ｖ〜−１９０Ｖの範囲で、Ｖｐｐは１０００Ｖ〜１０６０Ｖの範囲で、それぞれ変化した。これは、印加した高周波電圧が接地電圧に対して正及び負の両方の成分を有する状態である。

第１の凸構造１を形成するステップとして、高周波電圧の印加時間は１２００秒間とした。これに続いて、第２の凹構造２を形成するステップとして、高周波電圧の印加時間は６０００秒間とした。これらの高周波電圧の印加は連続して行い、実操作上は単一のプロセスとして処理を行った。基体支持部材１０２における基体１０４取り付け面と、これと対向する真空チャンバー１０１壁との距離は２００ｍｍとした。

（基体１０４の表面形状）
本実施例の方法で形成した反射防止構造体について、第１の凸構造１が形成された段階のもの（印加時間を１２００秒で停止したもの）と、第２の凹構造２まで形成したもの（印加時間を合計７２００秒間としたもの）について、基体１０４の表面形状を、ＡＦＭを用いて観察した結果を図１０及び図１１に示す。

図１０（ａ）は第１の凸構造１が形成された段階のもの、図１０（ｂ）は第２の凹構造２まで形成されたものについて、１μｍ角の走査範囲で表面を観察した結果を示す上面図である。

図１０（ａ）に示すように、本実施例で作製した第１の凸構造１は、１μｍ角の範囲での最大高低差が５．２ｎｍ、算術平均粗さＲａが０．５９ｎｍの周期的な微粒子（凸部１ａ）が並んだ凸形状であった。また、微粒子は互いに孤立して形成されている様子が見られた。

また、図１０（ｂ）に示すように、第２の凹構造２まで形成したものについては、第１の凸構造１を構成する微粒子形状が確認できるとともに、深さが５ｎｍ〜２５ｎｍ程度の第２の凹構造２が形成されており、１μｍ角の範囲での最大高低差が２７．９ｎｍ、算術平均粗さＲａが３．２７ｎｍと、第２の凹構造２が形成されたことによって高低差並びにＲａが大きくなった。

図１１（ａ）には、図１０（ａ）に示した第１の凸構造１について、基体１０４の表面に平行な方向の周期性を確認するために、図１０（ａ）に示した１μｍ角のＡＦＭ測定結果を２次元フーリエ変換したスペクトラム（２Ｄ−ｓｐｅｃｔｒｕｍ）の図を示す。図１１（ｂ）には、同じく１μｍ角の測定結果を２次元フーリエ変換したパワースペクトル密度（Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｄｅｎｓｉｔｙ：ＰＳＤ）のグラフを示す。

図１１（ａ）に示す２次元スペクトラムは、図の明るい箇所ほど強度が強いことを示すものであり、部分的に明るい箇所はその場所（周波数）の周期成分がそれ以外の周期成分に比べて特に強いことを示すものである。

図１１（ａ）の結果から、１３ｎｍ〜３８ｎｍの範囲に相当する周波数の範囲でリング状の明るい部分が見えており、本実施例で作製された第１の凸構造１が１３ｎｍ〜３８ｎｍの極めて狭い範囲で強い周期性を有していることが明らかとなった。また、２次元スペクトラムがリング状であることから、凸部１ａが基体１０４の表面に平行な方向に等方的に配置されていることが分かる。

一方、図１１（ｂ）に示したパワースペクトル密度からも、１３ｎｍ〜３８ｎｍの範囲に明瞭なピークが現れており、ピークの最も高い位置は２４ｎｍであった。

このように、本願の反射防止構造体において、反射防止効果を発現する第２の凹構造２を得るためには、第１の凸構造１が数ナノメートルから数十ナノメートルオーダーの高い密度で基体１０４上に形成されていることが望ましく、より望ましくは、図１１（ａ）及び（ｂ）に示したように強い周期性を有することが好ましい。

このような第１の凸構造１に起因して形成された第２の凹構造２は、図１０（ｂ）に観察された範囲で、基体１０４の表面に平行な方向における個々の凹部２ａの長さ（換言すれば、第２の凹構造２に含まれる凹部２ａ間の平均ピッチ）が２８ｎｍ〜２５０ｎｍ程度であり、第１の凸構造１における周期中心の値（２４ｎｍ）に対して１．２倍〜１０倍程度の値であった。なお、凹部２ａがまばらに形成されている場合には、凹部２ａ間の平均ピッチは、上記個々の凹部２ａの長さ（凹部２ａの口径）よりも長くなるが、本実施例では、凹部２ａが密に形成されるため、凹部２ａ間の平均ピッチは、個々の凹部２ａの長さとほぼ等しい。

なお、本実施例では、Ｐ型のＳｉウエハを基体１０４として用いたが、Ｎ型のＳｉウエハでも同様の結果が得られた。更にはドープ元素量や面方位の異なるＳｉウエハにおいても同様の結果が得られた。このように、基体１０４または基体１０４表面に形成される材料は、必ずしも純粋な元素である必要は無く、供給源１０３から供給される供給材料が基体１０４表面で濡れ性が悪い状態を示し、基体１０４上で微粒子を生成することができればよい。

（元素分析）
本実施例の、第１の凸構造１が形成された基体１０４の表面を、オージェ分光法を用いて元素分析したところ、基体１０４の表面材料であるＳｉ以外に、供給源１０３に用いたＴａが検出された。すなわち、本実施例の工程を行うことで基体１０４表面にＴａが付着することが確認できた。

更にＡｒエッチングを行いながら試料の表面を削り、深さ方向の元素分析（エッチング量：５ｎｍ毎）についても行ったところ、５ｎｍエッチングした後では僅かにＴａが検出されたが、１０ｎｍエッチングしたところではＴａが検出されなくなった。この深さは、ＡＦＭで観察された微粒子の高さと一致するものであり、供給源１０３を構成する材料であるＴａは基体１０４の表面に形成された微粒子中に含まれていると考えられる。

また、第２の凹構造２を形成した基体１０４上にも、図１０（ｂ）に示したように、第１の凸構造１が、第２の凹構造２とともに基体１０４上に残っていることが分かる。後に示す比較例５の結果にも示すように、第２の凹構造２を得るためには、第２の凹構造２を形成するプロセス中に、供給源１０３から供給材料を基体１０４表面に供給し続けることが重要である。従って、第２の凹構造２が形成された後であっても、供給材料を含む微粒子が、第１の凸構造１を構成する凸部１ａとして基体１０４表面に存在することになる。

（第１の凸構造１の電子顕微鏡観察像）
基体１０４上における供給源１０３から供給されたＴａの配置をより詳しく確認するために、図１２（ａ）には、第１の凸構造１が形成された段階の基体１０４の断面についての透過電子顕微鏡観察像を示し、図１２（ｂ）及び（ｃ）に、これに対応するＴａ及びＳｉについてのＥＤＸ（energy dispersive X-ray analysis）マッピング像を示す。

図１２（ａ）に示した電子顕微鏡観察像において、白く凸状に見える部分が第１の凸構造１（微粒子）に相当する。図１２（ｂ）に示したＴａについての組成像では、第１の凸構造１に相当する箇所で像が明るくなっており、供給源１０３から供給されたＴａが第１の凸構造１の位置に、特に選択的に配置されていることが分かる。

一方、図１２（ｃ）に示したＳｉについての組成像においても、Ｓｉが第１の凸構造１部分に存在している様子が分かる。この結果から、第１の凸構造１においては、供給源１０３から供給されたＴａと基体１０４の表面材料であるＳｉとが共に存在した状態にあると言える。

（反射率の測定結果）
本実施例の反射防止構造を表面に形成した基体１０４について、分光器を用いて反射率を測定した結果を図１３に示す。図１３には、本実施例の反射防止構造体を形成する前の基体１０４（表面が平坦なＳｉウェハ）を比較試料とし、図１０（ａ）に示した第１の凸構造１が形成された段階の試料を参考試料として、これらの反射率を測定した結果を合せて示す。

図１３に示すように、本実施例の反射防止構造を形成した基体１０４では、特に４００ｎｍ以下の紫外光の波長域において反射防止構造を形成しない場合（比較試料）、及び、図１０（ａ）に示した第１の凸構造１が形成された段階の試料（参考試料）に比べて反射率が低下しており、反射防止効果が得られることが明らかとなった。

（第１の凸構造１の効果）
ここで、本実施例の反射防止構造体について、第１の凸構造１と第２の凹構造２とがともに形成されている効果をより明らかにするために、図１４には、本実施例の試料の反射率の測定結果と、第２の凹構造２のみが形成されたと仮定した場合に推定される反射率を計算で求めた計算値とを合わせて示す。

図１４に示した計算値は以下のようにして求めた。

反射防止構造を形成した表面の反射率Ｒは表面粗さにより変化することが知られており、下記（１）式で書き表すことができる。

（１）式において、Ｒ_０は表面粗さが無い場合の反射率、λは波長、ｎは入射側の媒質の屈折率、σは標準偏差であり、平均値が０である場合のＲＭＳ（二乗平均平方根）に相当する。

ここでは、反射防止構造を形成していない平滑なＳｉウエハについての反射率実測値（図１３における比較試料の反射率の実測値）をＲ_０とし、空気からの光入射を考えｎは１とした。

本実施例において、第１の凸構造１を有しない、第２の凹構造２のみが形成された表面を再現するために、第２の凹構造２を、第２の凹構造２の平均周期に相当する繰り返し凹凸形状が正弦波状に形成された状態と近似し、ＲＭＳの値は図１０（ｂ）に示したＡＦＭ像から求めた本実施例の試料の実測値（ＲＭＳ＝４．０９ｎｍ）を適用した。

すなわち、図１４に示した計算値は、第１の凸構造１が形成されず、第２の凹構造２のみが表面に形成された試料であって、ＲＭＳが本実施例の試料と同じ大きさであるものについての反射率を再現していることになる。

図１４に示すように、本実施例の試料は、計算値に比べて紫外光領域における反射率の低下が顕著であることが明らかである。これは、第１の凸構造１が第２の凹構造２とともに形成されていることによる効果と考えられ、ＲＭＳが同じであっても、本願のように第１の凸構造と第２の凹構造とがともに形成されていることによって、短波長域での反射防止効果を高めることが出来ることが分かる。

従って、本実施例の反射防止構造は、第２の凹構造２のみが形成されている場合に比べて、より小さな凹凸高さ（深さ）でもって、特に短波長で大きな反射防止効果が得られる構造である。

（基体材料と供給材料との組み合わせ）
なお、本実施例で供給源１０３に用いたＴａは、融点が約２９９６℃であり、２９８Ｋにおける表面エネルギーは３０１８ｅｒｇ／ｃｍ^２程度であることが知られている。これに対し、基体１０４に用いたＳｉは、融点が約１４１４℃であり、２９８Ｋにおける表面エネルギーは１１０７ｅｒｇ／ｃｍ^２程度であることが知られている。

このように、本実施例で用いた材料（元素）の組み合わせは、供給源１０３に用いた材料（元素）の表面エネルギーが基体１０４表面の材料（元素）の表面エネルギーに比べて高く、基体１０４上に形成される第１の凸構造１としての微粒子が基体１０４表面に対して濡れ性が悪い材料（元素）の組み合わせとなっている。

（基体１０４に対する処理）
また、本実施例において、予め基板洗浄を行って表面の自然吸着物や自然酸化膜を除去した基体１０４と、基板洗浄を行わず、自然吸着物や自然酸化膜が表面に付着したままの基体１０４との両方について表面に第１の凸構造１を作製し、形状をＡＦＭ観察で比較したが顕著な差は見られなかった。

従って、基体１０４表層の数ｎｍ程度に存在する吸着物の影響はさほど無く、その下に形成される数十ｎｍ程度（高周波電圧の印加によって材料が叩き出される深さ程度）に存在する材料種が特に重要である。

なお、本実施例においては、基体１０４の加熱及び冷却を行わなかったが、形成される微粒子のサイズや間隔を調整するために、基板加熱または基板冷却を行っても構わない。

（凹凸構造の大きさの調整）
本発明では、第１の凸構造１及び第２の凹構造２を形成するに当って、入射電力や時間を変化させることにより、第１の凸構造１及び第２の凹構造２の高さ（深さ）を調整することが可能であり、用途に応じて容易に周期及び径を調整することが可能である。

高周波電圧の最大値と最小値との差（Ｖｐｐ）は、例えば１００Ｖ以上２０００Ｖ以下の範囲内とすることが特に望ましい。Ｖｐｐが１００Ｖ以上であれば、供給源１０３に衝突する不活性ガスイオンの運動エネルギーが十分高くなり、供給源１０３から供給材料を効率よく叩き出すことができ、基体１０４上に第１の凸構造１及び第２の凹構造２を安定して形成することができる。

一方、Ｖｐｐが２０００Ｖ以下であれば、基体１０４に衝突する不活性ガスイオンの運動エネルギーが大きくなりすぎることを抑制することができ、基体１０４に意図しないダメージを与え、不均一な凹凸構造が形成されることを抑制することができる。このため、基体１０４上に高い周期性の第１の凸構造１を形成することができ、これに起因して生じる第２の凹構造２を安定して形成することができる。

また、上記範囲内で入射電力を大きくすることで、本願の反射防止構造体が形成される時間を短くすることができるため、製造時間を短くする観点で望ましい。

また、本発明では、第１の凸構造１及び第２の凹構造２を形成するに当って、導入する不活性ガスの圧力によっても形状を制御可能である。具体的には、低いガス圧下で形成することにより、第１の凸構造１及び第２の凹構造２の大きさ（径および高さ）についての標準偏差を小さくすることができる。

具体的には、反射防止構造体を形成する際のガス圧範囲は、１．０×１０^−２Ｐａ以上１．０Ｐａ以下の範囲内であることが特に望ましい。ガス圧が１．０×１０^−２Ｐａ以上であれば、安定してプラズマ放電を得ることができる。また、１．０Ｐａ以下であれば、導入した不活性ガスが第１の凸構造１を構成する微粒子中に取り込まれることを抑制することができ、第１の凸構造１の大きさについての均一性をより高くすることができ、引いては、第２の凹構造２の大きさについての均一性を高めることができる。

但し、供給源１０３から原子等を叩き出す方法が、本実施例に示したようなスパッタリング法ではなく、イオンビームや電子ビームを照射する方法や、加熱により分子を蒸発させる方法を選択する場合には、より低いガス圧力下で反射防止構造体を安定形成することができる。場合によっては、Ａｒガス等の不活性ガスを導入せずに反射防止構造体の形成を行っても構わない。

このように、入射電力や時間、ガス圧を調整することにより、第１の凸構造１の周期を変化させることが可能であり、使用した装置で調整可能な範囲で、７ｎｍから４０ｎｍまで平均周期を変化させることが可能であった。

本発明において、反射防止構造体の形成に際しては、Ａｒガス以外の不活性ガスを用いても構わない。具体的には、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅから選択される１種類または複数のガス種を適用しても構わない。

（参考例）
参考例として、実施例１で基体１０４に用いたＳｉウエハ（実施例１に記載した処理を行う前の状態）の表面形状をＡＦＭで観察し、上記ＡＦＭ観察をもとに実施例１と同様に２次元スペクトラム（図１５（ａ））及び２次元のパワースペクトル密度（図１５（ｂ））を求めた結果について説明する。

上記Ｓｉウエハの表面を１μｍ角の走査範囲でＡＦＭ観察したところ、最大高低差が１．６ｎｍ、算術平均粗さＲａが０．１５ｎｍであった。

また、図１５（ａ）に示す２次元スペクトラムでは、実施例１で見られたようなリング状の明るい部分は見られず、図１５（ｂ）に示したパワースペクトル密度でも、実施例１で見られたような明瞭なピークは見られなかった。

（比較例１）
比較例１として、実施例１で用いた基体１０４と同じＳｉウエハを基体１０４とし、実施例１で供給源１０３の材料として用いたＴａを基体１０４と対向する位置にターゲットとして備えるスパッタリング装置を使用して、Ｔａを基体１０４にスパッタリング成膜した結果を示す。

上記Ｔａの成膜に際しては、スパッタリング装置の到達真空度を実施例１と同じ５×１０^−５Ｐａとし、実施例１と同様にＡｒガスを導入して、ガス導入時の圧力が８．６×１０^−２Ｐａとなるようにした。Ｔａターゲットは直径６インチのものを用い、放電可能な最小電力であるＤＣ２０Ｗの電力をターゲットに加えて９００秒間スパッタリング成膜を行った。ターゲットと基体１０４との間の距離は１６０ｍｍとした。基体１０４並びに基体支持部材１０２に対しては、実施例１で行ったような高周波電圧の印加は行わなかった。

上記の方法で作製した比較例１の試料について、表面形状をＡＦＭを用いて観察した結果、比較例１では実施例１に示したようなナノメートルオーダーの周期性の有る凹凸形状は見られず、１μｍ角の走査範囲で観察した際の最大高低差が２．２ｎｍ、算術平均粗さＲａが０．１６ｎｍと実施例１よりも小さな値であった。

また、上記ＡＦＭ観察をもとに２次元スペクトラム及び２次元のパワースペクトル密度を求めた結果、２次元スペクトラムからは、実施例１で見られたリング状の明るい部分は見られず、パワースペクトル密度には、明瞭なピークは現れなかった。これらの結果から、比較例１の試料では第１の凸構造１は形成されていないことが確認された。

上記のプロセスに引き続いて、３６００秒間のスパッタリング成膜を行い、基体１０４の表面をＡＦＭ観察した結果、第２の凹構造２に相当するような形状は見られず、比較例１の方法では反射防止構造体に適用可能な凹凸構造を形成することが出来なかった。また、成膜により、反射率の高い金属Ｔａ膜が基体１０４表面に形成されてしまうため、本試料を反射防止構造体として適用することは困難である。

この他に、Ａｒガス圧力、スパッタリング時の入射電力、成膜時間をそれぞれ変化させて試料を作製したが、何れの場合でも実施例１で得られたような、第１の凸構造１、及び、これに続く第２の凹構造２を形成することはできなかった。また、成膜により、反射率の高い金属膜が基体１０４表面に形成されてしまうため、これらの試料を反射防止構造体として適用することは困難である。

本比較例の結果は、実施例１で得られたような第１の凸構造１、及び、第２の凹構造２を形成するためには、単に供給源１０３から基体１０４に対して原子等を供給するだけでは無く、基体支持部材１０２に対して（基体１０４と導通している場合には基体１０４に対しても）接地電圧に対して正負両方の成分を持った高周波電圧が印加され、表面の叩き出しと再付着とが繰り返し起こることが重要であることを示すものである。

（比較例２）
比較例２として、比較例１にターゲット材料として用いたＴａに代わり、Ａｌをターゲット材料とした例について示す。本比較例においても、比較例１で用いたＳｉウエハを基体１０４とし、基体１０４と対向する位置にＡｌターゲットを備えるスパッタリング装置を使用して、Ａｌを基体１０４にスパッタリング成膜した。

上記Ａｌの成膜に際しては、スパッタリング装置の到達真空度を比較例１と同じ５×１０^−５Ｐａとし、比較例１と同様にＡｒガスを導入して、ガス導入時の圧力が８．６×１０^−２Ｐａとなるようにした。Ａｌターゲットは直径６インチのものを用い、ＤＣ４００Ｗの電力をターゲットに加えて１０秒間スパッタリング成膜を行った。ターゲットと基体１０４との間の距離は１６０ｍｍとした。基体１０４並びに基体支持部材１０２に対しては、実施例１で行ったような高周波電圧の印加は行わなかった。

上記の方法で作製した比較例２の試料について、表面形状をＡＦＭを用いて１μｍ角の走査範囲で観察した結果、本比較例ではＡｌの融点が低いために基体１０４上で粒子の凝集が起こり、凹凸構造が確認された。１μｍ角の走査範囲で観察した際の最大高低差は７．８ｎｍ、算術平均粗さＲａは０．５８ｎｍであった。但し、実施例１に比べて個々の凹凸の大きさにばらつきが見られる結果であった。

また、比較例２について、上記ＡＦＭ観察をもとに２次元スペクトラム及び２次元のパワースペクトル密度を求めた結果、２次元スペクトラムからは、実施例１で見られたようなリング状の明るい部分は見られず、パワースペクトル密度には、明瞭なピークは現れなかった。

上記のプロセスに引き続いて、３６００秒間のスパッタリング成膜を行い、基体１０４の表面をＡＦＭ観察した結果、本比較例においても、比較例１と同様に第２の凹構造２に相当するような形状は見られなかった。また、比較例１と同様に、成膜により、反射率の高い金属Ａｌ膜が基体１０４表面に形成されてしまうため、本試料を反射防止構造体として適用することは困難である。

これらの結果から、比較例２の試料では、Ａｌの凝集により、基体１０４の表面に凹凸構造を形成することは可能であるが、形成される凹凸の形状の均一性は低く、また、スパッタエッチングプロセスでは無い為、引き続きスパッタリング成膜を行ったとしても、第２の凹構造２は形成されなかった。

この他に、Ａｒガス圧力、スパッタリング時の入射電力、成膜時間をそれぞれ変化させて試料を作製したが、何れの場合でも実施例１で得られた、第１の凸構造１、及び、これに続く第２の凹構造２を形成することはできなかった。

（比較例３）
本比較例では、実施例１において、供給源１０３の材料をＴａからＡｌに変更した場合の結果を示す。ただし、本比較例では、Ａｒガス導入時の圧力が、８．６×１０^−２Ｐａとなるように設定し、Ａｌを基体１０４に供給する際の入射電力を２００Ｗとした点が実施例１とは異なる。これらの条件は、実施例１のＴａを供給源１０３として適用した場合であれば、第１の凸構造１、及び、第２の凹構造２を形成することが出来た条件である。

供給源１０３のＡｌの形成に際しても、実施例１のＴａと同じ方法を用い、予めスパッタリング装置を用いてＡｌを基体支持部材１０２表面に膜厚５００ｎｍ形成し、これを供給源１０３として用いた。

上記の方法で９００秒間のスパッタリングを行った比較例３の試料について、表面形状を１μｍ角の走査範囲でＡＦＭを用いて観察した結果、比較例３では実施例１に示したようなナノメートルオーダーの周期性の有る第１の凸構造１は見られず、１μｍ角の走査範囲で観察した際の最大高低差が２．１ｎｍ、算術平均粗さＲａが０．１３ｎｍと実施例１よりも小さな値であった。

また、上記ＡＦＭ観察をもとに２次元スペクトラム及び２次元のパワースペクトル密度を求めた結果、参考例や比較例１と同様に、２次元スペクトラムには実施例１で見られたようなリング状の明るい部分は見られず、パワースペクトル密度には明瞭なピークは現れなかった。これらの結果から、比較例３の試料では周期性を持った第１の凸構造１は形成されていないことが確認された。

さらに、上記のプロセスに引き続いて、６０００秒間の処理を行い、基体１０４の表面をＡＦＭ観察した結果、第２の凹構造２に相当するような形状は見られず、比較例３の方法では反射防止構造体に適用可能な凹凸構造を形成することが出来なかった。

本比較例で供給源１０３に用いたＡｌは、基体１０４に用いたＳｉよりも融点が低く、Ｓｉと化合物を生成しない材料である。本比較例の結果は、基体１０４の表面が供給源１０３に用いる材料に対して濡れ性の悪い状態を示すように、供給源１０３に用いる材料の融点が基体１０４の表面の材料よりも高融点であることが望ましいことを示す結果であるとともに、より好ましくは、供給源１０３に用いる供給材料と基体１０４の表面の材料とが化合物を生成する材料であることが望ましいことを示す結果である。

この他に、供給材料として、難スパッタ材料であるＭｇＯについても検討し、Ａｌの場合と同様に、実施例１で得られた第１の凸構造１、及び、第２の凹構造２を形成することはできないことを確認した。即ち、基体１０４表面に対する他の元素供給がない状態でも、第１の凸構造１、及び、これに起因して形成される第２の凹構造２を形成することはできないことを確認した。

（比較例４）
比較例４では、実施例１において、基体１０４をＳｉウエハから、Ｓｉウエハの表面を熱酸化した熱酸化Ｓｉウエハに変更した結果について示す。

ただし、本比較例では、Ａｒガス導入時の圧力が、８．６×１０^−２Ｐａとなるように設定し、Ｔａを基体１０４に供給する際の入射電力を２００Ｗとした点が実施例１とは異なる。これらの条件は、実施例１のＳｉウエハを基体１０４として適用した場合であれば、第１の凸構造１、及び、第２の凹構造２を形成することが出来た条件である。

本実施例で使用した熱酸化Ｓｉウエハは、Ｓｉウエハを熱酸化し、表面から５００ｎｍ以上の厚さが酸化Ｓｉとなっている熱酸化Ｓｉウエハである。

上記熱酸化Ｓｉウエハを基体１０４に用いて作製した比較例４の試料について、表面形状を１μｍ角の走査範囲でＡＦＭを用いて観察した。その結果、比較例４では比較例１及び３と同様に、実施例１に示したようなナノメートルオーダーの周期性の有る第１の凸構造１（微粒子）は見られず、最大高低差が２．７ｎｍ、算術平均粗さＲａが０．１９ｎｍと実施例１よりも小さな値であった。

また、上記ＡＦＭ観察をもとに２次元スペクトラム及び２次元のパワースペクトル密度を求めた結果、参考例や比較例１〜３と同様に、２次元スペクトラムには実施例１で見られたようなリング状の明るい部分は見られず、パワースペクトル密度には明瞭なピークは現れなかった。これらの結果から、比較例４の試料においても周期性を持った第１の凸構造１は形成されていないことが確認された。

さらに、上記のプロセスに引き続いて、６０００秒間の処理を行い、基体１０４表面をＡＦＭ観察した結果でも、第２の凹構造２に相当するような形状は見られず、比較例４の方法では反射防止構造体に適用可能な凹凸構造を形成することが出来なかった。

本比較例における基体１０４の表面の酸化Ｓｉは、室温下のプロセスにおいて供給源１０３に用いたＴａと化合物を生成しにくい材料であり、本比較例の結果は、比較例２と共に、供給源１０３に用いる材料と基体１０４の表面の材料とは化合物を生成する材料であることが望ましいこと示す結果である。

（比較例５）
実施例１では、第１の凸構造１を形成する第１のステップと、第２の凹構造２を形成する第２のステップとの両方において、供給源１０３からＴａを供給材料として供給しながら基体１０４表面のＳｉをスパッタエッチングして反射防止構造体を形成する場合について示した。本比較例では、第１のステップを実施例１と同様の方法で形成した後、第２のステップにおいてはＴａを供給せずにＳｉ基板のスパッタエッチングを行った場合について示す。

具体的に、本比較例では、第１のステップにおいて、実施例１に示した方法と同じ方法で第１の凸構造１を形成した後、第２のステップにおいて、基体１０４を保持する基体支持部材１０２が、基体１０４の周囲にはみ出す領域が極めて小さい構造を持ったスパッタエッチング装置を適用し、且つ、第１の凸構造１が形成された基体１０４を保持するのに先立って、供給源としてのＴａの層を基体支持部材１０２に形成することなく、当該第１の凸構造１が形成された基体１０４を保持して第２のステップの処理を行った。

この際、第２のステップにおいて投入する電力は、基体支持部材１０２のサイズの違いを考慮し、基体１０４に印加される単位面積当たりの電力がほぼ等しくなるよう調整して処理を行った。

その結果、本比較例のように供給材料としてのＴａを供給せずに第２のステップを行った場合、６００秒の処理で第１の凸構造１の高さは小さくなり、基体１０４表面の平坦化が進んだことが分かった。更に処理時間を長くすると基体１０４表面はより平坦化が進み、実施例１で見られたような第２の凹構造２が得られることは無かった。

このように、第２のステップにおけるエッチング処理に際しては、第１のステップで形成した凸部１ａが、第２のステップの最中に失われてしまうことが無いように、凸部１ａを構成する元素を供給しつつスパッタエッチング処理することが重要である。

換言すれば、第２のステップにおいて反射防止効果を示す第２の凹構造２が発現するためには、第２のステップ中に第１の凸構造１が表面に存在し続けていることが重要である。

〔実施例２〕
実施例２では、実施例１において基体１０４に用いたＳｉウエハの替わりに、ガラス基板（バリウムホウケイ酸ガラス）の表面に、Ｓｉ膜を５００ｎｍの膜厚で形成した素子を基体１０４として用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。

（基体１０４の構成）
本実施例に用いたガラス基板は、比較例４で用いた熱酸化Ｓｉウエハと同様に、基体１０４の表面が供給源１０３の材料（Ｔａ）と、室温下で化合物を作りにくい材料であるために、Ｓｉ膜を形成せずに実施例１と同様の操作を行っても第１の凸構造１及び第２の凹構造２が得られることは無かった。

これに対し、本実施例では、上記ガラス基板上にＳｉ膜を形成しており、基体１０４の表面が、供給源１０３の材料（Ｔａ）と化合物を生成する材料（Ｓｉ）となっている。

本実施例の基体１０４は、上記ガラス基板上にスパッタリング法でＳｉ膜を５００ｎｍ成膜して作製した。到達真空度は５×１０^−６Ｐａとし、Ｓｉ成膜時にはＡｒガスを導入した。成膜時のガス圧力は１．０×１０^−１Ｐａとした。スパッタリングターゲットに用いたＳｉはＢがドープされ、抵抗率が０．１Ωｃｍ以下のＳｉ単結晶ターゲットを用い、ＲＦスパッタリング法で成膜した。

上記のようにして、表面にＳｉ膜が形成された基体１０４を実施例１と同様に、予めスパッタリング装置を用いてＴａを膜厚５００ｎｍ形成した基体支持部材１０２上に保持した。

（その他の設定）
反射防止構造体形成時に真空チャンバー１０１に導入する不活性ガスは実施例１と同様にＡｒガスとし、ガス導入時の圧力が、１．３×１０^−２Ｐａとなるように設定した。高周波電源１０５から基体支持部材１０２への高周波電圧の印加に際しては、入射電力が３００Ｗと一定となるように制御を行った。

第１の凸構造１を形成するステップとして、高周波電圧の印加時間は１２００秒間とした。試料作製中の高周波電圧の最大値と最小値との差（Ｖｐｐ）は７３０Ｖ〜８００Ｖ程度、高周波電圧の平均値から接地電圧を引いた値（Ｖｄｃ）は−２２０Ｖ〜−２５０Ｖ程度であった。

（基体１０４の表面形状の観察）
本実施例の試料について、実施例１と同様に基体１０４の表面形状をＡＦＭで観察したところ、第１の凸構造１が形成された段階の基体１０４の表面は、１μｍ角の走査範囲での最大高低差が６．４ｎｍ、算術平均粗さＲａが０．７４ｎｍであった。そして、２次元スペクトラムでは、１３ｎｍ〜３８ｎｍの範囲に相当する周波数の範囲でリング状の明るい部分が見えており、本実施例で作製された第１の凸構造１が１３ｎｍ〜３８ｎｍの極めて狭い範囲において強い周期性を有していることが明らかとなった。

一方、パワースペクトル密度からも、１３ｎｍ〜３８ｎｍの範囲に明瞭なピークが現れており、ピークが最も高い位置が２３ｎｍであった。

（第２の凹構造２が形成される原理）
このようにして第１の凸構造１を形成した基体１０４に対して、引き続き、本実施例に記載の処理を行うことにより、実施例１に示したような第２の凹構造２を形成することができる。

これは、実施例１と同様に、第１の凸構造１が形成された表面に対してスパッタエッチング処理を施すと、スパッタエッチングは基体１０４の元々の表面に現れている部分（第１の凸構造１が無い部分）で強く進行するとともに、第１の凸構造１に妨げられて、その裏側の基体１０４表面への到達を妨げられる不活性ガスイオンが発生する。これにより、スパッタエッチング時の対称性が損なわれ、リップルが打ち消されず、複数のリップルの重ね合わせ（干渉）によりエッチング強度が大きくなった箇所でスパッタエッチングが特に進行して第２の凹構造２が成長するためである。

具体的には、例えば、第２の凹構造２を形成するステップとして、高周波電圧の印加時間を６０００秒間とすることで第２の凹構造２を形成できる。第１の凸構造１を形成するステップと、第２の凹構造２を形成するステップとは連続して行うことが可能であり、実操作上は単一のプロセスとして処理を行うことが可能である。また、入射電力を反射防止構造体の形状が損なわれない範囲で大きくすることによりプロセス時間を短縮しても構わない。

また、本実施例の方法で第１の凸構造１を形成したのち、実施形態２または３に記載の方法を用いて第２の凹構造２を形成しても構わない。

このように、基体１０４の表面が供給源１０３の材料（本実施例ではＴａ）と化合物を生成する材料（本実施例ではＳｉ）となっていることで良質な反射防止構造体が形成できる。

（基体材料としての薄膜の厚み）
なお、本実施例のように、基体１０４の表面に供給源１０３の材料と化合物を生成する材料を薄膜で形成する場合、基体１０４の表面が高周波電圧の印加によってエッチングされることを考慮に入れる必要がある。具体的には、反射防止構造体を形成するプロセスの間で基体１０４からエッチングされる膜厚よりも厚い膜厚で表面に薄膜を形成しておく。これにより、エッチングによって薄膜が全て無くなり、プロセス中に下地材料が露出してしまうことを防ぐことができる。

（変更例）
また、本実施例においては、Ｂがドープされ、抵抗率が０．１Ωｃｍ以下のＳｉ単結晶ターゲットを用いたが、所望の反射防止構造体が形成できるものであればこれに限るものではない。添加材料や添加量が異なっていてもよく、添加物を含まないものであっても構わない。また、スパッタリングで形成された膜は単結晶ではないため、ターゲット材が必ずしも単結晶である必要は無い。

また、本実施例においては、バリウムホウケイ酸ガラス基板上にＳｉ膜を形成した例について示したが、この他にも、ＳｉＯ_２基板、熱酸化Ｓｉ基板、ポリカーボネート基板上にＳｉ膜を形成した場合でも同じように第１の凸構造１と第２の凹構造２とを備えた反射防止構造体が確認できた。

このように、本発明の反射防止構造体を得るためには基体１０４の母材は特に限定されるものではなく、基体１０４の表面（表面から深さ方向に数十ｎｍ程度の範囲）に形成されている材料種が重要であることが分かる。更に、不導体材料を基体１０４の母材として用いても第１の凸構造１及び第２の凹構造２が得られたことから、基体支持部材１０２と基体１０４とは必ずしも電気的に導通していなくても構わない。

また、本実施例においては、基板加熱及び基板冷却を行わなかったが、形成される微粒子のサイズや間隔を調整するために、基板加熱または基板冷却を行っても構わない。

〔実施例３〕
実施例３として、図７に示した遮蔽部材２０８を有する反射防止構造体製造装置２１を用いて第１の凸構造１を作製した一例を示す。

（各部材の構成）
本実施例においては、実施例１と同様に到達真空度が５×１０^−５Ｐａの真空チャンバー１０１を用い、基体支持部材１０２にはステンレスを用いた。基体支持部材１０２表面には、予めスパッタリング装置を用いて難スパッタ材料であるＭｇＯを膜厚２００ｎｍで形成し、高周波電圧印加時に基体支持部材１０２から基体１０４に対して原子等が供給され難いようにした。

このときのＭｇＯ膜は、基体支持部材１０２の基体１０４取り付け面の全面に形成した。基体１０４は実施例１と同様に、ＢがドープされたＰ型Ｓｉウエハ（面方位（１００））を用いた。基体１０４の直径は７６ｍｍとし、上記ＭｇＯ薄膜が形成された基体支持部材１０２上にバネ部材で固定した。供給源２０３であるスパッタリングターゲット材には直径１５２ｍｍのＴａを用いた。供給源２０３は、基体１０４と対向するように配置し、基体１０４までの距離を１６０ｍｍとした。

（遮蔽部材２０８の配置及び意義）
遮蔽部材２０８はステンレスからなる直径２１６ｍｍ、厚み３ｍｍの円盤を使用し、供給源２０３と基体１０４とを結ぶ直線上に供給源２０３から３０ｍｍの位置に供給源２０３に対向させて配置した。遮蔽部材２０８は電気的に接地状態とした。

このように遮蔽部材２０８を配置することにより、供給源２０３からスパッタリングによって放出された原子等（Ｔａ）は、遮蔽部材２０８によって基体１０４に直線的に直接入射することが妨げられ、成膜雰囲気中に存在する不活性ガスや供給源２０３から放出された他の原子等に衝突して散乱された原子等や、遮蔽部材２０８に衝突して散乱または回折したエネルギーの低い原子等が基体１０４に到達する。

（その他の設定）
反射防止構造体形成時に真空チャンバー１０１に導入する不活性ガスはＡｒガスとし、ガス導入時の圧力が、８．６×１０^−２Ｐａとなるように設定した。高周波電源１０５についても実施例１と同様に、周波数１３．５６ＭＨｚであり１ｋＷまでの電力印加が可能な電源を使用し、高周波電源１０５から基体支持部材１０２への高周波電圧の印加に際しては、図７に示すように、高周波電源１０５の基体支持部材１０２側と反対側が電気的に接地され、真空チャンバー１０１側壁と同電位となるように接続し、入射電力が一定となるように制御を行った。

本実施例では、入射電力が２００Ｗとなるように印加した。本実施例で用いた基体支持部材１０２の基体１０４取り付け面の直径は５５０ｍｍであったので、入射電力の単位面積当たりの大きさは０．０８Ｗ／ｃｍ^２に相当する。加えて、整合器１０６で調整を行い反射電力は５Ｗ以下とした。これにより、反射防止構造体を形成している時間中に、Ｖｄｃは−７０Ｖ〜−１４０Ｖの範囲で、Ｖｐｐは８２０Ｖ〜８５０Ｖの範囲で、それぞれ変化した。これは、印加した高周波電圧が接地電圧に対して正及び負の両方の成分を有する状態である。

高周波電圧の印加時間は、第１の凸構造１の形成に際して６００秒間連続とした。供給源２０３にはＤＣスパッタリング電源を電気的に接続し、４５０Ｗの電力を投入してＴａターゲットのスパッタリングを行った。Ｔａターゲットには直径１５２ｍｍのものを用いたので、ターゲットに投入された単位面積当たりの電力は、２．５Ｗ／ｃｍ^２に相当する。基体支持部材１０２における基体１０４取り付け面と、これと対向する真空チャンバー１０１壁との距離は２００ｍｍとした。

（基体１０４の表面形状の観察）
本実施例の試料について、表面形状をＡＦＭで観察したところ、第１の凸構造１が形成された段階の基体１０４の表面は、１μｍ角の走査範囲での最大高低差が７．３ｎｍ、算術平均粗さＲａが０．７０ｎｍであった。２次元スペクトラムでは、１１ｎｍ〜３１ｎｍの範囲に相当する周波数の範囲でリング状の明るい部分が見えており、本実施例で作製された第１の凸構造１が１１ｎｍ〜３１ｎｍの極めて狭い範囲で強い周期性を有していることが明らかとなった。

一方、パワースペクトル密度からも、１１ｎｍ〜３１ｎｍの範囲に明瞭なピークが現れており、ピークが最も高い位置が２０ｎｍであった。

（第２の凹構造２が形成される原理）
このようにして第１の凸構造１を形成した基体１０４に対して、引き続き、本実施例に記載の処理を行うことにより、実施例１と同様に第２の凹構造２を形成することができる。

これは、実施例１と同様に、第１の凸構造１が形成された表面に対してスパッタエッチング処理を施すと、スパッタエッチングは基体１０４の元々の表面に現れている部分（第１の凸構造１が無い部分）で強く進行するとともに、第１の凸構造１に妨げられて、その裏側の基体１０４の表面への到達を妨げられる不活性ガスイオンが発生する。これにより、スパッタエッチング時の対称性が損なわれ、リップルが打ち消されず、複数のリップルの重ね合わせ（干渉）によりエッチング強度が大きくなった箇所でスパッタエッチングが特に進行して第２の凹構造２が成長するためである。

具体的には、例えば、第２の凹構造２を形成するステップとして、高周波電圧の印加時間を３０００秒間とすることで第２の凹構造２を形成できる。

第１の凸構造１を形成するステップと、第２の凹構造２を形成するステップとは連続して行うことが可能であり、実操作上は単一のプロセスとして処理を行うことが可能である。また、入射電力を反射防止構造体の形状が損なわれない範囲で大きくすることによりプロセス時間を短縮しても構わない。

また、本実施例の方法で第１の凸構造１を形成した後、実施形態１または３に記載の方法を用いて第２の凹構造２を形成しても構わない。

なお、本実施例においても、基板加熱及び基板冷却を行わなかったが、形成される微粒子のサイズや間隔を調整するために、基板加熱または基板冷却を行っても構わない。

〔実施例４〕
実施例４として、図８に示した反射防止構造体製造装置３１を用いて第１の凸構造１を作製した一例を示す。

（各部材の構成）
本実施例においては、実施例１と同様に到達真空度が５×１０^−５Ｐａの真空チャンバー１０１を用い、基体支持部材１０２にステンレスを用いた。基体支持部材１０２表面には、予めスパッタリング装置を用いて難スパッタ材料であるＭｇＯを膜厚２００ｎｍで形成し、高周波電圧印加時に基体支持部材１０２から基体１０４に対して原子等が供給され難いようにした。このときのＭｇＯ膜は、基体支持部材１０２における基体１０４取り付け面全面に形成した。

基体１０４は実施例１と同様に、ＢがドープされたＰ型Ｓｉウエハ（面方位（１００））を用いた。基体１０４の直径７６ｍｍとし、上記ＭｇＯ薄膜が形成された基体支持部材１０２上にバネ部材で固定した。

（供給源２０３の配置）
供給源２０３であるスパッタリングターゲット材には直径１５２ｍｍのＴａを用いた。供給源２０３と基体１０４とは互いの表面が平行となるように配置し、図８中の角度θが５５度となるように配置した。供給源２０３と基体支持部材１０２との距離は１６０ｍｍとした。

（その他の設定）
反射防止構造体形成時に真空チャンバー１０１に導入する不活性ガスはＡｒガスとし、ガス導入時の圧力が、１．７×１０^−２Ｐａとなるように設定した。

高周波電源１０５についても実施例１と同様に、周波数が１３．５６ＭＨｚであり１ｋＷまでの電力印加が可能な電源を使用し、高周波電源１０５から基体支持部材１０２への高周波電圧の印加に際しては、図８に示すように、高周波電源１０５の基体支持部材１０２側と反対側が電気的に接地され、真空チャンバー１０１壁と同電位となるように接続し、入射電力が一定となるように制御を行った。

本実施例では入射電力が４００Ｗとなるように印加した。本実施例で用いた基体支持部材１０２における基体１０４取り付け面の直径は５５０ｍｍであるので、入射電力の単位面積当たりの大きさは０．１７Ｗ／ｃｍ^２に相当する。加えて、整合器１０６で調整を行い反射電力は５Ｗ以下とした。

これにより、反射防止構造体を形成している時間中に、Ｖｄｃは−２５９Ｖ〜−３００Ｖの範囲で、Ｖｐｐは１０００Ｖ〜１０８０Ｖの範囲で、それぞれ変化した。これは、印加した高周波電圧が接地電圧に対して正及び負の両方の成分を有する状態である。

高周波電圧の印加時間は、第１の凸構造１の形成に際して３００秒間連続とした。供給源２０３にはＤＣスパッタリング電源を電気的に接続し、２０Ｗの電力を投入して上記高周波電圧印加に併せてＴａターゲットのスパッタリングを行った。

Ｔａターゲットには直径１５２ｍｍのものを用いたので、ターゲットに投入された単位面積当たりの電力は、０．１１Ｗ／ｃｍ^２に相当する。基体支持部材１０２における基体１０４取り付け面と、これと対向する真空チャンバー１０１壁との距離は２００ｍｍとした。

（基体１０４の表面形状の観察）
本実施例の試料について、表面形状をＡＦＭで観察したところ、第１の凸構造１が形成された段階の基体１０４表面は、１μｍ角の走査範囲での最大高低差が５．７ｎｍ、算術平均粗さＲａが０．６３ｎｍであり、２次元スペクトラムでは、１５ｎｍ〜３８ｎｍの範囲に相当する周波数の範囲でリング状の明るい部分が見えており、本実施例で作製された第１の凸構造１が１５ｎｍ〜３８ｎｍの極めて狭い範囲で強い周期性を有していることが明らかとなった。

一方、パワースペクトル密度からも、１５ｎｍ〜３８ｎｍの範囲に明瞭なピークが現れており、ピークが最も高い位置が２５ｎｍであった。

（第２の凹構造２が形成される原理）
このようにして第１の凸構造１を形成した基体１０４に対して、引き続き、本実施例に記載の処理を行うことにより、実施例１と同様に第２の凹構造２を形成することができる。

これは、実施例１と同様に、第１の凸構造１が形成された表面に対してスパッタエッチング処理を施すと、スパッタエッチングは基体１０４の元々の表面に現れている部分（第１の凸構造１が無い部分）で強く進行するとともに、第１の凸構造１に妨げられて、その裏側の基体１０４表面への到達を妨げられる不活性ガスイオンが発生する。これにより、スパッタエッチング時の対称性が損なわれ、リップルが打ち消されず、複数のリップルの重ね合わせ（干渉）によりエッチング強度が大きくなった箇所でスパッタエッチングが特に進行して第２の凹構造２が成長するためである。

具体的には、例えば、第２の凹構造２を形成するステップとして、高周波電圧の印加時間を１５００秒間とすることで第２の凹構造２を形成できる。第１の凸構造１を形成するステップと、第２の凹構造２を形成するステップとは連続して行うことが可能であり、実操作上は単一のプロセスとして処理を行うことが可能である。また、入射電力を反射防止構造体の形状が損なわれない範囲で大きくすることによりプロセス時間を短縮しても構わない。

また、本実施例の方法で第１の凸構造１を形成したのち、実施形態１または２に記載の方法を用いて第２の凹構造２を形成しても構わない。

（角度θの意義）
本実施例において、供給源２０３の基体１０４に最も近い端部と基体１０４の供給源２０３に最も近い端部とを結んだ直線と、供給源２０３の表面の延長線との成す角度θを変化させたところ、角度θが５５度を超える場合には、第１の凸構造１を作製した基体１０４の表面は凸凹形状が形成されているものの、基体１０４上で成長した粒子同士が結合し、基体１０４の面方向にランダムに細長く繋がった形状となっていた。このときのＡＦＭ測定結果（走査範囲：１μｍ）を２次元フーリエ変換したパワースペクトル密度のグラフからは、明瞭なピークは見られず、高い周期性は得られなかった。

これは、基体１０４に対して供給源２０３からの原子等（Ｔａ）が直接供給されたために、基体１０４へ到達した際の原子等の運動エネルギーが大きすぎ、基体１０４上で形成された微粒子が隣接する微粒子と衝突し、これら微粒子同士が不規則に結合したことによるものと考えられる。

一方、角度θが２５度〜５５度の範囲では、パワースペクトル密度のグラフに明瞭なピークが現れ、高い周期性を持った微粒子（凸凹形状）が第１の凸構造１として形成されていることが確認された。また、微粒子は互いに孤立して形成されている様子が見られた。

本検討を行った装置では装置構成上、角度θを２５度よりも小さくすることが不可能であったが、更に角度θを小さくした場合でも、必要に応じて供給源２０３に投入する電力を調整し、高い周期性を持った第１の凸構造１を作製することができる。

本実施例においても、基板加熱及び基板冷却を行わなかったが、形成される微粒子のサイズや間隔を調整するために、基板加熱または基板冷却を行っても構わない。

〔実施例５〕
実施例１〜４では、基体１０４の表面の基板材料としてＳｉを、供給材料（供給源１０３または２０３）としてＴａを、それぞれ用いた例について示したが、これ以外にも化合物を生じ易く、基体１０４上でナノメートルオーダーの微粒子を形成できる材料を選択すれば同様の結果が得られる。本実施例では、第１〜第３の実施形態に適用可能な材料の組み合わせについて示す。

上述したように非特許文献２には、種々の元素についての二元状態図が示されている。この文献に記載されている、ＳｉとＴａとの二元状態図、ＳｉとＷとの二元状態図、ＳｉとＭｏとの二元状態図を参照すると、実施例１〜４で用いたＳｉとＴａとの組み合わせを含め、何れの組み合わせについても幅広い組成範囲で化合物が生成される系であることが分かる。この他、非特許文献２の二元状態図によれば、Ｓｉに替えてＧｅやＡｌを適用した場合や、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏに替えて元素周期表上で遷移金属材料を用いた場合の組み合わせにおいて、化合物が生成され易いことが分かる。

また、基体１０４表面上で濡れ性が悪い性質を強めるためには、生成される化合物の融点が高く、生成される化合物の融点と基体材料（元素）の融点との温度差が大きいことが概ね望ましい。

これらのことから、供給源１０３（２０３）に適用する供給材料として、遷移金属のうちで高い融点を持つＶ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔからなる群から選択される元素を主体とする材料とするか、またはこれらの合金を主体とする材料を用い、基体１０４の表面の基体材料として、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅから選ばれる元素を主体とする材料、またはこれらの合金を主体とする材料を用いることが特に望ましい。また、供給源１０３（２０３）に適用する材料は、供給材料として好適な材料と基体材料として好適な材料との化合物であっても構わない。

〔実施例６〕
実施例５に示した、第１〜第３の実施形態において適用可能な材料の組み合わせの一例として、基体１０４にＳｉを、供給源１０３にＷを用いた場合について実際に第１の凸構造１を作製した結果を実施例６として示す。

本実施例では実施例１に記載の作製方法を用いたが、供給源１０３としてＴａの替わりにＷを用いたこと以外に、真空チャンバー１０１の到達真空度を８．５×１０^−５Ｐａ、Ａｒガス導入時の圧力を１．３×１０^−１Ｐａ、高周波電源１０５の入射電力を１００Ｗとした点が実施例１とは異なる。

本実施例の方法で高周波電圧の印加時間を９００秒間として作製した第１の凸構造１について、ＡＦＭを用いて観察した。その結果、供給源１０３にＷを用いた場合でも、周期的な凸形状が並んだ表面形状が得られ、１μｍ角の走査範囲での最大高低差は４．０ｎｍ、算術平均粗さＲａは０．３４ｎｍであった。また、微粒子は互いに孤立して形成されている様子が見られた。

２次元フーリエ変換したスペクトラム、及び２次元フーリエ変換したパワースペクトル密度を求めたところ、２次元フーリエ変換したスペクトラムからは、１２ｎｍ〜３１ｎｍの範囲に相当する周波数の範囲でリング状の明るい部分が見えており、本実施例で作製された微粒子（凸部１ａ）が１２ｎｍ〜３１ｎｍの極めて狭い範囲で強い周期性を有していることが明らかとなった。またリング状であることから基板面に平行な方向に等方的に配置されていることが分かった。また、パワースペクトル密度からも、１２ｎｍ〜３１ｎｍの範囲に明瞭なピークが現れており、ピークが最も高い位置が２０ｎｍであった。

以上の結果から、本実施例で作製された第１の凸構造１が１２ｎｍ〜３１ｎｍの極めて狭い範囲で強い周期性を有していることが確認できた。

このようにして第１の凸構造１を形成した基体１０４に対して、引き続き、本実施例に記載の処理を行うことにより、実施例１と同様に第２の凹構造２を形成することができる。

これは、実施例１と同様に、第１の凸構造１が形成された表面に対してスパッタエッチング処理を施すと、スパッタエッチングは基体１０４の元々の表面に現れている部分（第１の凸構造１が無い部分）で強く進行するとともに、第１の凸構造１に妨げられて、その裏側の基体１０４表面への到達を妨げられる不活性ガスイオンが発生する。これにより、スパッタエッチング時の対称性が損なわれ、リップルが打ち消されず、複数のリップルの重ね合わせ（干渉）によりエッチング強度が大きくなった箇所でスパッタエッチングが特に進行して第２の凹構造２が成長するためである。

具体的に例えば、第２の凹構造２を形成するステップとして、高周波電圧の印加時間を４５００秒間とすることで第２の凹構造２を形成できる。第１の凸構造１を形成するステップと、第２の凹構造２を形成するステップとは連続して行うことが可能であり、実操作上は単一のプロセスとして処理を行うことが可能である。また、入射電力を反射防止構造体の形状が損なわれない範囲で大きくすることによりプロセス時間を短縮しても構わない。

また、本実施例の方法で第１の凸構造１を形成したのち、実施形態１または２に記載の方法を用いて第２の凹構造２を形成しても構わない。

本実施例で供給源１０３に用いたＷは、融点が３３８７℃程度であり、２９８Ｋにおける表面エネルギーは３４６８ｅｒｇ／ｃｍ^２程度であることが知られている。

これに対し、基体１０４に用いたＳｉは、融点が約１４１４℃であり、２９８Ｋにおける表面エネルギーは１１０７ｅｒｇ／ｃｍ^２程度であることが知られている。

このように、本実施例で用いた材料（元素）の組み合わせは、供給源１０３に用いた材料（元素）の表面エネルギーが基体１０４表面の材料（元素）の表面エネルギーに比べて高く、基体１０４上に形成される微粒子が基体１０４表面上で濡れ性の悪い性質を示すような材料（元素）の組み合わせとなっている。

〔実施例７〕
実施例７として、実施の形態４に示したように、本発明の反射防止構造を基体１０４に形成した後、転写材料を用いて第２の基体４０４上に転写し、異方性エッチングにより、高さを大きくしてより大きな反射防止効果を得る例について示す。

実施例１でも説明したように、反射防止構造体を形成した表面の反射率Ｒは（１）式で書き表すことができる。

図１６は、上記（１）式を用いて、第２の基体４０４がＳｉである場合に、異方性エッチングによって凹凸高さ（深さ）をエンハンスした際、表面粗さの変化に伴って反射率Ｒがどのように変化するかを示した図である。ここで、反射防止構造を形成していない平滑なＳｉウエハについての反射率実測値をＲ_０とし、空気からの光入射を考えｎは１とした。

図１６に示すように、ＲＭＳ（平均値を０とした）の増加に伴って反射率Ｒは単調に減少し、低減できる波長は長波長側にも広がることが分かる。計算の結果、ＲＭＳが４ｎｍ程度から顕著な反射率の低下が見られ始め、ＲＭＳが９０ｎｍ以上では、１９０〜９００ｎｍの波長範囲で反射率Ｒが１０％以下とすることが可能である。

このとき、表面粗さを作り出す凹凸構造を正弦波状の形状で近似すると、上記のＲＭＳが４ｎｍの場合は、高さ（深さ）が１４ｎｍの繰り返し凹凸構造に相当する。また、ＲＭＳが９０ｎｍの場合は、高さ（深さ）が２５０ｎｍ程度の繰り返し凹凸構造に相当する。このような高さ（深さ）の繰り返し凹凸構造を、第２の基体４０４表面に沿う方向の平均周期が、使用する光の波長以下となるような大きさで形成すれば、紫外光から近赤外光までの波長範囲に渡って極めて良好な反射防止構造体として機能することが分かる。

このような高さ（深さ）の凹凸形状は、異方性エッチング時のエッチングレートが、第２の基体４０４の構成材料におけるエッチングレートに比べて、１／１０程度の転写層４０５を適用することで実現可能である。

このように、本発明の反射防止構造体は、第４の実施形態に示したように、形成された反射防止構造体を、ナノインプリント法に代表される転写方法を利用して、他の基板や素子上に転写した後、ドライまたはウェットエッチングを施すことによって高さを大きくすることで、紫外光のみならず、より広い波長の光学素子に適用可能であり、且つ、更に大きな反射防止効果を得ることが出来るものである。

また、実施例１の図１４でも示したように、第１の凸構造１と第２の凹構造２とがともに形成されていることによって、第２の凹構造２よりも小さな周期の第１の凸構造１の存在により、第２の凹構造２のみが形成された場合に比べて短波長域での反射防止効果をより高めることができる。

上記ナノインプリント法に代表される転写方法を用いて、さらに他の基体や光学素子上に本願の反射防止構造体を転写した場合には、転写回数が奇数回である場合には、第１の凸構造１は反転して凹構造として形成され、第２の凹構造２は同じく反転して凸構造として形成される。

以上のように、上記複数の大型凹部の間の平均ピッチは、上記複数の小型凸部の間の平均ピッチの１．２倍以上１０倍以下であることが好ましい。

また、上記複数の小型凸部の間の平均ピッチは、７ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることが好ましい。

また、上記複数の大型凹部の間の平均ピッチは、２８ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であることが好ましい。

本発明の製造方法では、小型凸部間のピッチに応じて大型凹部間のピッチが規定され、大型凹部間の平均ピッチは、小型凸部間の平均ピッチの１．２倍以上１０倍以下の範囲内のものとなる。

具体的には、小型凸部間の平均ピッチを７ｎｍ以上４０ｎｍ以下とすることができ、大型凹部間の平均ピッチを２８ｎｍ以上２５０ｎｍ以下とすることができる。

この構成により、小型凸部間及び大型凹部間の平均ピッチを紫外域から近赤外領域（約３０〜２５００ｎｍ）に至る範囲の波長よりも小さくすることができ、紫外域から近赤外領域の光の反射防止効果を高めることができる。

なお、小型凸部間及び大型凹部間の平均ピッチは、入射光（または出射光）の波長に応じて設定すればよい。例えば、入射光の波長が１００ｎｍであれば、小型凸部間及び大型凹部間の平均ピッチを１００ｎｍよりも小さくすればよい。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み併せて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

また、上記複数の大型凸部の間の平均ピッチは、上記複数の小型凹部の間のピッチの１．２倍以上１０倍以下であることが好ましい。

また、上記複数の小型凹部の間の平均ピッチは、７ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることが好ましい。

また、上記複数の大型凸部の間の平均ピッチは、２８ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であることが好ましい。

複数の大型凸部の間の平均ピッチ及び複数の小型凹部の間の平均ピッチについても、上述の反射防止構造体における複数の大型凹部の間の平均ピッチ及び複数の小型凸部の間の平均ピッチと同様の構成を好適に適用できる。

また、上記小型凸部は、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔのいずれか１つを含んでいることが好ましい。

上記の材料は、表面エネルギーが高いため、表面エネルギーが低い基体に対して上記材料を蒸着させた場合には、濡れ性が悪くなる。すなわち、上記材料は基体表面に対して均一に広がらず、ドット状になる。

小型凸部を形成するための材料として上記材料を用いることにより、基体表面に対して小型凸部をドット状に形成することができ、小型凸部間のピッチを一定の範囲に収めることが容易になる。

また、上記小型凸部が形成される基体を備え、上記基体の表面には、Ａｌ、Ｓｉ及びＧｅのうちのいずれか１つ、または、これらの合金が含まれていることが好ましい。

Ａｌ、Ｓｉ及びＧｅは、融点が低く、表面エネルギーが低い。表面エネルギーの差の大きい物質同士はその表面において馴染み難い傾向がある。そのため、小型凸部を形成するための材料を表面エネルギーの大きいものにした場合、小型凸部の材料は、基体表面に対して濡れ性が悪くなる。その結果、基体表面に対して小型凸部をドット状に形成することができ、複数の小型凸部間のピッチを均一にすることが容易になる。

また、上記反射防止構造体を表面に有する光学素子も本発明の技術的範囲に含まれる。この構成により、光学素子に入射する光または光学素子から出射する光の反射を効果的に防止できる。なお、反射防止構造体と光学素子とを別体として形成した後、両者を合体させてもよいし、光学素子の表面に反射防止構造体を形成してもよい。

なお、本発明は、以下のようにも表現できる。

すなわち、本発明に係る反射防止構造は、光学素子表面における反射を防止するため形成された反射防止構造であって、上記反射防止構造の形成面に沿う方向の長さが、前記光学素子に対して入射、または、前記光学素子から出射させようとする光の波長よりも小さな第１の凸部または第１の凹部を、上記形成面に沿う方向に繰り返し形成した第１の凸構造または第１の凹構造と、前記第１の凸部または第１の凹部よりも上記形成面に沿う方向のサイズが大きく、且つ、上記光の波長よりも小さな第２の凹部または第２の凸部を、上記形成面に沿う方向に繰り返し形成した第２の凹構造または第２の凸構造と、を備えることを特徴としている。

また、本発明に係る反射防止構造は、上記の構成に加えて、上記第１の凸構造または第１の凹構造と、上記第２の凹構造または第２の凸構造とが、それぞれ互いに反対の凸構造または凹構造から構成されていることを特徴としている。

これらの反射防止構造によれば、上記第１の凸構造が形成された後、前記第１の凸構造が存在することによって生じる、第１の凸部よりも大きな第２の凹部の繰り返し（第２の凹構造）が形成され、上記第２の凹構造が、紫外域から近赤外光領域に至る範囲で反射を防止する効果を発現することにより、反射防止構造が得られる。また、上記第１の凸構造と上記第２の凹構造とは、単一のプロセスを継続して行うことで連続形成することが可能であり、極めて簡易な製法で反射防止構造が得られる。このような構造を別の基体上に転写形成した場合には、上記凸構造と凹構造とは逆転して形成される。

更に、本発明に係る反射防止構造は、これに加えて、上記第２の凹構造または第２の凸構造の、上記形成面に沿う方向の平均周期が、上記第１の凸構造または第１の凹構造の１．２倍以上１０倍以下であることを特徴としている。

更に、本発明に係る反射防止構造は、これに加えて、上記第１の凸構造または第１の凹構造の、上記形成面に沿う方向の平均周期が、７ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴としている。

更に、本発明に係る反射防止構造は、これに加えて、上記第２の凹構造または第２の凸構造の、上記形成面に沿う方向の平均周期が、２８ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であることを特徴としている。

これらの反射防止構造によれば、スパッタエッチングのみを用いた簡易な製造法において、第１の凸構造が形成された後、前記第１の凸構造が存在することに起因して、反射防止効果を発現する第２の凹構造を作製可能である。これにより極めて容易に製造可能な反射防止構造を提供できる。このような構造を別の基体上に転写形成した場合には、上記凸構造と凹構造とは逆転して形成される。

更に、本発明に係る反射防止構造は、これに加えて、上記第１の凸部がＶ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔからなる元素の何れかを含んでいることを特徴としている。

更に、本発明に係る反射防止構造は、これに加えて、上記反射防止構造を形成する基体の表面が、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅの何れかまたは、これらの合金を主体とする材料から成ることを特徴としている。

これらの反射防止構造によれば、スパッタエッチングを用いた製造法において、周期性の高い第１の凸構造を得ることが可能となり、引いては、前記第１の凸構造が存在することに起因して生じる、反射防止効果を発現する第２の凹構造を得ることが可能となる。

光の反射を防止することが望まれる光学素子の表面における反射防止構造体、または各種の透光性部材の表面に配される反射防止膜として利用できる。

１０、４０、４１、４２ 反射防止構造体
１ａ 凸部（小型凸部）
２ａ 凹部（大型凹部）
３ａ 凹部（小型凹部）
４ａ 凸部（大型凸部）
１０４ 基体
４０４ 第２の基体
４０６ 第３の基体
１０３、２０３、３０３ 供給源

Claims (7)

1. 光の反射を防止する反射防止構造体であって、
   複数の小型凸部をその表面に有する複数の大型凹部を備え、
   上記複数の小型凸部の間のピッチ、及び上記複数の大型凹部の間のピッチは、上記反射防止構造体に入射する光の波長よりも小さく、上記複数の大型凹部の間の平均ピッチは、２８ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であることを特徴とする反射防止構造体。
2. 上記複数の大型凹部の間の平均ピッチは、上記複数の小型凸部の間の平均ピッチの１．２倍以上１０倍以下であることを特徴とする請求項１に記載の反射防止構造体。
3. 上記複数の小型凸部の間の平均ピッチは、７ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の反射防止構造体。
4. 光の反射を防止する反射防止構造体であって、
   複数の小型凸部をその表面に有する複数の大型凹部を備え、
   上記複数の小型凸部の間のピッチ、及び上記複数の大型凹部の間のピッチは、上記反射防止構造体に入射する光の波長よりも小さく、
   上記小型凸部は、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔのいずれか１つを含んでいることを特徴とする反射防止構造体。
5. 光の反射を防止する反射防止構造体であって、
   複数の小型凸部をその表面に有する複数の大型凹部を備え、
   上記複数の小型凸部の間のピッチ、及び上記複数の大型凹部の間のピッチは、上記反射防止構造体に入射する光の波長よりも小さく、
   上記小型凸部が形成される基体をさらに備え、
   上記基体の表面には、Ａｌ、Ｓｉ及びＧｅのうちのいずれか１つ、または、これらの合金が含まれていることを特徴とする反射防止構造体。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の反射防止構造体を表面に有することを特徴とする光学素子。
7. 基体の表面に反射防止構造を形成することにより反射防止構造体を製造する製造方法であって、
   上記基体の表面をエッチングすることにより当該基体を構成する基体材料を分子または原子として放出するとともに、当該基体材料と混合されることにより粒子を形成する供給材料を供給源から供給する供給工程と、
   上記供給工程において放出された基体材料と、供給された供給材料とを混合させることにより上記基体の表面に複数の凸部を、上記反射防止構造体に入射する光の波長よりも小さいピッチで形成する凸部形成工程とを含み、
   上記供給工程と上記凸部形成工程とを継続的に繰り返すことにより、上記凸部を表面に有する複数の凹部を、上記光の波長よりも小さいピッチで上記基体の表面に形成することを特徴とする、反射防止構造体の製造方法。