JP2016144874A - Cylindrical mold, dry etching device and manufacturing method of cylindrical mold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、円筒形モールド、ドライエッチング装置及び円筒形モールドの製造方法に関する。 The present invention relates to a cylindrical mold, a dry etching apparatus, and a method for manufacturing a cylindrical mold.
半導体、ディスクリートトラックメディア又は光学素子の分野では、平板の基板上に配列される構成要素（凹凸の形状がｎｍ又はμｍレベルの微細パターン）の集積度の向上に伴い、基板の表面に形成されるレジスト層のパターンがより微細であることが求められている。 In the field of semiconductors, discrete track media, or optical elements, it is formed on the surface of a substrate as the degree of integration of components arranged on a flat substrate (a fine pattern with irregularities in the nm or μm level) increases. There is a demand for a finer resist layer pattern.
このような微細なレジストパターンを形成する方法としては、従来フォトリソグラフィー技術が用いられている。フォトリソグラフィー技術は、レジスト層に光を露光して露光パターンを形成した後に、レジスト層を現像処理することによって、基板上のレジスト層にパターンを形成する技術である。 As a method for forming such a fine resist pattern, a photolithography technique is conventionally used. The photolithographic technique is a technique for forming a pattern on a resist layer on a substrate by exposing the resist layer to light to form an exposure pattern and then developing the resist layer.
レジスト層に、より微細なパターンを形成するため露光光の短波長化が行われている。例えば、１００ｎｍ以下の微細なレジストパターンを形成するためには、従来用いていた露光光より短波長の電子ビーム（ＥＢ）を用いるＥＢリソグラフィーが用いられている。しかし、ＥＢリソグラフィーは使用装置が高価であり、単位面積あたりの描画時間がフォトリソグラフィーに比べはるかに長時間を要するためスループットが低く、量産化には適応しにくい。 In order to form a finer pattern in the resist layer, the wavelength of exposure light is shortened. For example, in order to form a fine resist pattern of 100 nm or less, EB lithography using an electron beam (EB) having a wavelength shorter than that of exposure light that has been conventionally used is used. However, EB lithography is expensive to use and requires much longer drawing time per unit area than photolithography, so throughput is low and it is difficult to adapt to mass production.
そこでＥＢリソグラフィーの代替法であり、微細パターンを効率的に形成する方法として、ナノインプリントが近年盛んに行われている。例えば、石英ガラス製のモールドとＵＶ硬化性の樹脂を用いて、ＵＶ光を照射する方法でナノインプリントを行う、ＵＶナノインプリントという方法が開発されている。ＵＶナノインプリントに用いられるモールドは、製品性能の均一性や量産性の観点から、大面積かつ微細パターン形状の均一性が必須である。 Therefore, nanoimprinting has been actively performed in recent years as an alternative method of EB lithography and a method for efficiently forming a fine pattern. For example, a method called UV nanoimprint has been developed in which nanoimprinting is performed by a method of irradiating UV light using a quartz glass mold and a UV curable resin. Molds used for UV nanoimprinting are required to have a large area and a uniform fine pattern from the viewpoint of product performance uniformity and mass productivity.
ナノインプリントモールドは、フォトリソグラフィー又はＥＢリソグラフィー等の露光技術によりレジストパターンを形成し、ドライエッチング処理の加工技術により微細パターンを平板のシリコンウェハや石英ガラスに形成したものである。平板のナノインプリントモールドは、枚葉式のインプリントに用いられる。これに対し、生産性の面で効率的なロール・トウ・ロールナノインプリントの手法があり、これには円筒形のモールドが用いられる。 The nanoimprint mold is a resist pattern formed by an exposure technique such as photolithography or EB lithography, and a fine pattern is formed on a flat silicon wafer or quartz glass by a dry etching processing technique. The flat nanoimprint mold is used for single-wafer imprinting. On the other hand, there is a roll-to-roll nanoimprint technique that is efficient in terms of productivity, and a cylindrical mold is used for this.
円筒形のモールドの多くは平板モールドをＵＶインプリントやＮｉ電鋳などでシート状に複製し円筒表面に張り付けたものであり、つなぎ目が存在する。そのため、生産性は枚葉式と比べてもさほど向上しない。そのため円筒基材表面に直接微細パターンが形成された、つなぎ目のない、シームレスな円筒形のモールドの開発が期待されている。 Many of the cylindrical molds are obtained by duplicating a flat plate mold into a sheet shape by UV imprinting or Ni electroforming and pasting it on the cylindrical surface, and there are joints. Therefore, productivity is not so much improved compared to the single wafer type. Therefore, it is expected to develop a seamless cylindrical mold in which a fine pattern is directly formed on the surface of the cylindrical base material and which is seamless.
しかしながら、円筒基材に直接微細パターンを形成するためには、円筒基材に直接レジストパターンを形成し、円筒基材を直接ドライエッチング処理する装置が必要である。特に円筒基材表面を均一にドライエッチングすることは、従来技術である平板のドライエッチング処理とは異なり、円周方向及び長尺方向にナノメートルレベルでの均一性を達成しなければならないという難しさがある。 However, in order to directly form a fine pattern on a cylindrical base material, an apparatus for directly forming a resist pattern on the cylindrical base material and directly dry-etching the cylindrical base material is required. In particular, it is difficult to uniformly dry-etch the surface of a cylindrical substrate, unlike the conventional dry etching process for flat plates, which must achieve uniformity at the nanometer level in the circumferential and longitudinal directions. There is.
特許文献１には、円筒形の基材の上に熱反応型レジスト層を形成し、半導体レーザーを使って熱反応型レジスト層の一部露光し、露光部分を現像し、現像後熱反応型レジスト層をマスクとして基材をドライエッチングし、その後熱反応型レジスト層を除去することによって、微細凹凸パターンが表面に形成されたモールドを作製する方法が開示されている。 In Patent Document 1, a heat-reactive resist layer is formed on a cylindrical substrate, a part of the heat-reactive resist layer is exposed using a semiconductor laser, and the exposed portion is developed. A method is disclosed in which a substrate having a fine concavo-convex pattern formed on its surface is prepared by dry etching the substrate using the resist layer as a mask and then removing the heat-reactive resist layer.
また、ここで用いられているドライエッチング装置においては、真空槽中に、円筒形の基材に対して、同心円状に、円筒形の対向電極を対向配置し、基材に高周波を印可する一方で対向電極を接地すると共に、真空槽内にエッチングガスを供給するようになっている。 Further, in the dry etching apparatus used here, a cylindrical counter electrode is concentrically arranged with respect to a cylindrical substrate in a vacuum chamber, and a high frequency is applied to the substrate. The counter electrode is grounded and an etching gas is supplied into the vacuum chamber.
しかしながら、大面積の製品をナノインプリントで製造するには、より均一な分布を持つ微細凹凸パターンが表面に形成された円筒形モールドが必要となる。 However, in order to manufacture a large-area product by nanoimprint, a cylindrical mold having a fine uneven pattern with a more uniform distribution formed on the surface is required.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、大面積かつ均一な微細凹凸パターンを持つ円筒形モールド、それを製造するためのドライエッチング装置及び円筒形モールドの製造方法を提供することを目的とする。 This invention is made in view of this point, and provides a cylindrical mold with a large area and a uniform fine uneven | corrugated pattern, the dry etching apparatus for manufacturing it, and the manufacturing method of a cylindrical mold. Objective.
本発明の円筒形モールドは、略円筒形状の基材と、前記基材の外周面上にドライエッチング処理により形成された微細凹凸パターンと、を具備し、前記微細凹凸パターンが備える複数の凹部の開口径及び深さの分布Ａ（±％）がいずれも下記式（１）を満たすことを特徴とする。
式（１）
分布Ａ（±％）≦最大長α×β
（最大長αとは、前記基材の最大円周長及び面長のいずれか大きい値である。βは、０．０１≦β≦０．０２を満たす）
The cylindrical mold of the present invention comprises a substantially cylindrical base material and a fine concavo-convex pattern formed by dry etching on the outer peripheral surface of the base material, and a plurality of concave portions provided in the fine concavo-convex pattern. The aperture diameter and depth distribution A (±%) both satisfy the following formula (1).
Formula (1)
Distribution A (±%) ≦ maximum length α × β
(The maximum length α is a larger value of the maximum circumferential length and the surface length of the substrate. Β satisfies 0.01 ≦ β ≦ 0.02)
この構成により、均一な分布を持つ微細凹凸パターンが形成された円筒形モールドによれば、これまで大面積の製品がナノインプリントでは難しかったアプリケーションが可能になる。 With this configuration, according to the cylindrical mold in which the fine uneven pattern having a uniform distribution is formed, an application that has been difficult for a product with a large area until now by nanoimprinting becomes possible.
本発明の円筒形モールドにおいて、前記ドライエッチング処理が、ドライエッチング処理工程と帯電均一化工程を交互に繰り返し行なわれることが好ましい。 In the cylindrical mold of the present invention, it is preferable that the dry etching process is performed by alternately repeating the dry etching process and the charge uniformizing process.
本発明の円筒形モールドにおいて、前記ドライエッチング処理が、負電荷を供給して行なわれることが好ましい。 In the cylindrical mold of the present invention, it is preferable that the dry etching process is performed by supplying a negative charge.
本発明の円筒形モールドにおいて、前記ドライエッチング処理が、前記基材の温度を５０℃以下に保って行なわれることが好ましい。 In the cylindrical mold of the present invention, it is preferable that the dry etching treatment is performed while keeping the temperature of the base material at 50 ° C. or lower.
本発明の円筒形モールドにおいて、前記ドライエッチング処理が、複数のシャワー部材によってエッチングガスの圧力分布を均一にして行なわれることが好ましい。 In the cylindrical mold according to the present invention, it is preferable that the dry etching process is performed by using a plurality of shower members so that the pressure distribution of the etching gas is uniform.
本発明の円筒形モールドにおいて、前記ドライエッチング処理が、前記基材のエッチングレートが高い部位に遮蔽部材を少なくとも１つ設けて行なわれることが好ましい。 In the cylindrical mold of the present invention, it is preferable that the dry etching process is performed by providing at least one shielding member at a portion where the etching rate of the base material is high.
本発明の円筒形モールドにおいて、前記ドライエッチング処理が、前記基材を面長方向に対して移動させて行なわれることが好ましい。 In the cylindrical mold of the present invention, it is preferable that the dry etching process is performed by moving the base material in the surface length direction.
本発明の円筒形モールドにおいて、前記ドライエッチング処理が、中性粒子を用いて行なわれることが好ましい。 In the cylindrical mold of the present invention, the dry etching process is preferably performed using neutral particles.
本発明のドライエッチング装置は、処理室中に配置され、表面に複数の開口部を備えたレジスト層が形成された略円筒形状の基材と同心円状に配置された対向電極を具備し、前記基材に高周波を印可させ、前記対向電極を接地して前記基材をエッチングして、上記記載の円筒形モールドを得ることを特徴とする。 The dry etching apparatus of the present invention comprises a counter electrode disposed concentrically with a substantially cylindrical base material formed in a processing chamber and having a resist layer having a plurality of openings on the surface, A high frequency is applied to the base material, the counter electrode is grounded, and the base material is etched to obtain the cylindrical mold described above.
本発明のドライエッチング装置において、前記基材の表面に負電荷を供給するための電子放出源をさらに具備することが好ましい。 The dry etching apparatus of the present invention preferably further comprises an electron emission source for supplying a negative charge to the surface of the substrate.
本発明のドライエッチング装置において、前記基材の温度を５０℃以下に温度制御する機構をさらに具備することが好ましい。 The dry etching apparatus of the present invention preferably further comprises a mechanism for controlling the temperature of the substrate to 50 ° C. or lower.
本発明のドライエッチング装置において、複数のシャワー部材をさらに具備し、前記シャワー部材の口径が前記処理室に設けられたガス導入口側から前記基材側へ順に小さくなることが好ましい。 In the dry etching apparatus of the present invention, it is preferable that a plurality of shower members are further provided, and the diameter of the shower member is gradually reduced from the gas inlet side provided in the processing chamber to the substrate side.
本発明のドライエッチング装置において、前記基材のエッチングレートが高い部位に遮蔽部材を少なくとも１つ設けたことが好ましい。 In the dry etching apparatus of the present invention, it is preferable that at least one shielding member is provided at a portion where the etching rate of the substrate is high.
本発明のドライエッチング装置において、前記基材を面長方向に対して移動させる機構をさらに具備することが好ましい。 In the dry etching apparatus of the present invention, it is preferable to further include a mechanism for moving the base material in the surface length direction.
本発明のドライエッチング装置は、処理室中に配置され、表面に複数の開口部を備えたレジスト層が形成された略円筒形状の基材と対向して、前記基材から遠い順に、放電電極、イオン引き出し電極、イオン中性化電極及び中性粒子スリットが設けられ、前記基材を接地し、前記放電電極と前記イオン引き出し電極との間に高周波電力を印可して前記処理室中に導入されたエッチングガスをプラズマ化し、前記イオン中性化電極でプラズマ中から前記イオン引き出し電極によって引き出されたイオンを中性化し、前記中性粒子スリットによって中性粒子を垂直成分のみに絞り込み、前記垂直成分の中性粒子を用いて前記基材をエッチングして、上記記載の円筒形モールドを得ることを特徴とする。 The dry etching apparatus of the present invention is disposed in a processing chamber, and is opposed to a substantially cylindrical base material having a resist layer having a plurality of openings on the surface, in order of increasing distance from the base material. , An ion extraction electrode, an ion neutralization electrode and a neutral particle slit are provided, the base is grounded, and high frequency power is applied between the discharge electrode and the ion extraction electrode and introduced into the processing chamber. The etched etching gas is converted into plasma, the ions neutralized from the plasma by the ion neutralizing electrode are neutralized by the ion neutralizing electrode, and the neutral particles are narrowed down to only the vertical component by the neutral particle slit. The above-mentioned cylindrical mold is obtained by etching the base material using neutral particles of components.
本発明の円筒形モールドの製造方法は、前記基材の外周面上にレジスト層を形成するレジスト形成工程と、前記レジスト層を露光する露光工程と、前記レジスト層を現像する現像工程と、露光、現像後の前記レジスト層をマスクとして前記基材をドライエッチングするドライエッチング工程と、前記レジスト層を除去して上記記載の円筒形モールドを得るレジスト除去工程と、を具備することを特徴とする。 The method for producing a cylindrical mold of the present invention includes a resist forming step of forming a resist layer on the outer peripheral surface of the substrate, an exposure step of exposing the resist layer, a developing step of developing the resist layer, and an exposure. A dry etching step of dry-etching the substrate using the resist layer after development as a mask, and a resist removal step of removing the resist layer to obtain the above-described cylindrical mold. .
本発明の円筒形モールドの製造方法において、前記ドライエッチング工程において、ドライエッチング処理と帯電均一化を交互に繰り返し行うことが好ましい。 In the method for manufacturing a cylindrical mold of the present invention, it is preferable that the dry etching process and the charge uniformization are alternately repeated in the dry etching step.
本発明の円筒形モールドの製造方法において、前記ドライエッチング工程が、前記基材の温度を５０℃以下に保って行なわれることが好ましい。 In the method for producing a cylindrical mold of the present invention, it is preferable that the dry etching step is performed while maintaining the temperature of the base material at 50 ° C. or less.
本発明の円筒形モールドの製造方法において、前記ドライエッチング工程が、複数のシャワー部材によってエッチングガスの圧力分布を均一にして行なわれることが好ましい。 In the method for manufacturing a cylindrical mold according to the present invention, it is preferable that the dry etching step is performed with a plurality of shower members having a uniform pressure distribution of the etching gas.
本発明の円筒形モールドの製造方法において、前記ドライエッチング工程が、前記基材のエッチングレートが高い部位に遮蔽部材を少なくとも１つ設けて行なわれることが好ましい。 In the method for manufacturing a cylindrical mold of the present invention, it is preferable that the dry etching step is performed by providing at least one shielding member at a portion where the etching rate of the base material is high.
本発明の円筒形モールドの製造方法において、前記ドライエッチング工程が、前記基材を面長方向に対して移動させて行なわれることが好ましい。 In the method for manufacturing a cylindrical mold of the present invention, it is preferable that the dry etching step is performed by moving the base material in the surface length direction.
本発明の円筒形モールドの製造方法において、前記ドライエッチング工程が、中性粒子を用いて行なわれることが好ましい。 In the method for manufacturing a cylindrical mold of the present invention, it is preferable that the dry etching step is performed using neutral particles.
本発明によれば、大面積かつ均一な微細凹凸パターンを持つ円筒形モールド、それを製造するためのドライエッチング装置及び円筒形モールドの製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cylindrical mold with a large area and a uniform fine uneven | corrugated pattern, the dry etching apparatus for manufacturing it, and the manufacturing method of a cylindrical mold can be provided.
以下、本発明の一実施の形態（以下、「実施の形態」と略記する。）について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter abbreviated as “embodiment”) will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary.
（円筒形モールド）
図１は、本実施の形態に係る円筒形モールドを示す断面模式図である。図２は、本実施の形態に係る円筒形モールドを示す斜視模式図である。図２に示すように、円筒形モールド１０は、略円筒形の基材（以下、円筒基材と呼ぶ）１１の周面上に、複数の凹部２１を備えた微細凹凸パターン２０が形成されている。凹部２１のピッチは、例えば、１００〜１０００ｎｍである。なお、図１では、便宜上、微細凹凸パターンを省略している。
(Cylindrical mold)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a cylindrical mold according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic perspective view showing the cylindrical mold according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the
円筒基材１１は、例えば、シリコン、石英、シリコンナイトライド又は酸化タンタルで形成されている。
The
円筒基材１１の面長（図２中Ｌ）は、例えば、５０ｍｍ以上１５００以下であり、直径（図１中Ｒ）は、例えば、５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下である。
The surface length (L in FIG. 2) of the
図３は、本実施の形態に係る円筒形モールドの他の例を示す断面模式図である。図３に示すように、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で形成されている略円筒形状の基材３１の外周面上に、例えば、シリコン、石英、シリコンナイトライド又は酸化タンタルからなる薄膜３２を形成し、円筒形モールド３０としても良い。この場合、基材３１及び薄膜３２を合わせて円筒基材と呼ぶことができる。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the cylindrical mold according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, for example, a
すなわち、本実施の形態に係る円筒形モールドは、微細凹凸パターンが表面に形成された略円筒形状である。 That is, the cylindrical mold according to the present embodiment has a substantially cylindrical shape with a fine uneven pattern formed on the surface.
本実施の形態に係る円筒形モールド１０においては、ドライエッチング処理によって円筒基材１１の外周面上に形成された微細凹凸パターン２０が備える複数の凹部２１の開口径及び深さの分布Ａ（±％）がいずれも下式（１）を満たす。
式（１）
分布Ａ（±％）≦最大長α×β
（最大長αとは、円筒基材の最大円周長及び面長のいずれか大きい値である。βは、０．０１≦β≦０．０２を満たす）
In the
Formula (1)
Distribution A (±%) ≦ maximum length α × β
(The maximum length α is a larger value of the maximum circumferential length and the surface length of the cylindrical base material. Β satisfies 0.01 ≦ β ≦ 0.02.)
上記のような均一な分布を持つ微細凹凸パターンが形成された円筒形モールド１０によれば、これまで大面積の製品がナノインプリントでは難しかったアプリケーションが可能になる。
According to the
例えば、表面反射を低減するための技術として、可視光波長よりも小さいサイズの凹凸構造、いわゆるモスアイ（Ｍｏｔｈ−ｅｙｅ：蛾の目）パターンがある。この構造によれば、屈折率の異なる媒体同士の境界において屈折率の変化を疑似的に連続なものとすることができる。 For example, as a technique for reducing surface reflection, there is a concavo-convex structure having a size smaller than a visible light wavelength, a so-called moth-eye pattern. According to this structure, the refractive index change can be made pseudo continuous at the boundary between the media having different refractive indexes.
しかし、モスアイ構造のパターンΦ、高さは直接的に外観を左右し、また反射率にムラができてしまう。これは人間の目にはその反射色が変わって見えるため、ナノメートルオーダーで均一にモスアイ構造を形成することが必要不可欠である。これまでは大面積でナノメートルオーダーの均一なモスアイ製品をナノインプリントによって作ることは容易ではなかったが、本発明の大面積かつ均一な微細凹凸パターンを持つ円筒形モールドによって解決できる。 However, the pattern Φ and height of the moth-eye structure directly affects the appearance, and the reflectance is uneven. Since the reflected color appears to change in the human eye, it is essential to form a moth-eye structure uniformly on the nanometer order. Until now, it was not easy to produce a uniform moth-eye product with a large area and in the order of nanometers by nanoimprinting, but it can be solved by the cylindrical mold having a large area and uniform fine unevenness pattern of the present invention.
その他には、半導体パターンや凹凸サファイアウェハの加工材料用途がある。これらは円筒形モールドから樹脂転写されたフィルムなどを用いて、ドライエッチングのマスクとなるレジスト材料をナノインプリントしてマスクパターンを形成し、半導体基板やサファイアウェハをドライエッチングによって加工することで作られる。マスクパターンサイズの分布は、そのまま半導体回路、素子、凹凸形状のばらつきとなり、抵抗値や電気容量、光学特性などの差となるため、数十ナノメートルほどの分布で均一である必要がある。これらも同様に本発明の大面積かつ均一な微細凹凸パターンを持つ円筒形モールドによって解決できる。 In addition, there are processing materials for semiconductor patterns and uneven sapphire wafers. These are produced by nanoimprinting a resist material that becomes a mask for dry etching using a film or the like that is resin-transferred from a cylindrical mold to form a mask pattern, and processing a semiconductor substrate or a sapphire wafer by dry etching. The distribution of the mask pattern size is a variation of the semiconductor circuit, the element, and the concavo-convex shape as it is, and is a difference in resistance value, electric capacity, optical characteristics, etc., and therefore needs to be uniform with a distribution of about several tens of nanometers. These can also be solved by the cylindrical mold having a large area and uniform fine unevenness pattern of the present invention.
（円筒形モールドの製造方法）
以下、本実施の形態に係る円筒形モールドの製造方法及びドライエッチング装置について説明する。
(Cylindrical mold manufacturing method)
Hereinafter, a method for manufacturing a cylindrical mold and a dry etching apparatus according to the present embodiment will be described.
（レジスト層の形成）
まず、円筒基材１１の周面上にレジスト層を形成する。レジスト層は、フォトレジスト、ＥＢレジスト又は熱反応型レジストなど特に限定されないが、本実施の形態では、熱反応型レジストを用いた場合を例に挙げて説明する。
(Formation of resist layer)
First, a resist layer is formed on the peripheral surface of the
熱反応型レジストは、例えば、レーザー光による露光により所定の温度以上になった領域のみで反応が進むレジストである。熱反応型レジスト材料には、無機レジスト材料及び有機レジスト材料があり、いずれも本発明に利用することができる。本実施の形態では、無機レジストの場合について説明する。 A heat-reactive resist is a resist whose reaction proceeds only in a region that has become a predetermined temperature or higher by exposure with laser light, for example. Thermally reactive resist materials include inorganic resist materials and organic resist materials, both of which can be used in the present invention. In this embodiment, the case of an inorganic resist will be described.
本発明に好適な無機熱反応型レジスト材料は、反応させる温度によって種々選択することができる。例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ａｕ及びこれらの合金が挙げられる。また、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＤｙの酸化物、窒化物、窒酸化物、炭化物、硫化物、硫酸化物、フッ化物又は塩化物や、これらの混合物でも良い。 Various inorganic heat-reactive resist materials suitable for the present invention can be selected depending on the reaction temperature. Examples thereof include Al, Si, P, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, In, Sn, Sb, Te, Pb, Bi, Ag, Au, and alloys thereof. Also, Mg, Al, Si, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, In, Sn, Sb, Te, Ba, Hf, Ta, W, Pt, Au, Pb, Bi, La, Ce, Sm, Gd, Tb and Dy oxides, nitrides, nitride oxides, carbides, sulfides , Sulfates, fluorides or chlorides, and mixtures thereof.
本発明において、無機熱反応型レジスト層を形成する際には、スパッタリング法、蒸着法やＣＶＤ法を用いた成膜が可能であるが、本実施の形態では、スパッタリング法を例に挙げて説明する。 In the present invention, when an inorganic thermal reaction type resist layer is formed, film formation using a sputtering method, a vapor deposition method or a CVD method is possible. In this embodiment, the sputtering method is taken as an example for explanation. To do.
図４は、本実施の形態に係る円筒形モールドの製造方法に用いるスパッタリング装置を示す模式図である。図４に示すスパッタリング装置４０は、被処理体をロードするロードロック室４１と、ロードロック室４１とバルブ４２を介して連結するチャンバ４３とから主に構成されている。チャンバ４３内には、ターゲット４４が配設されており、このターゲット４４に対面するように円筒基材１１が設置される。ここでは、円筒基材１１は、円柱状のシャフト５１に嵌合した状態で立設されるように設置されており、矢印方向に回転するようになっている。また、チャンバ４３には、バルブ４５を介して真空ポンプ４６が接続されており、チャンバ４３内を減圧するようになっている。また、チャンバ４３には、Ａｒガスのような放電ガスを供給する放電ガス供給部４７及び反応ガスを供給する反応ガス供給部４８が接続されている。さらに、ターゲット４４には、マッチング回路４９を介して電源５０が接続されている。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a sputtering apparatus used in the method for manufacturing a cylindrical mold according to the present embodiment. A
このような装置においては、真空ポンプ４６でチャンバ４３内を減圧し、円筒基材１１を回転させる。そして、放電ガス供給部４７から放電ガスを供給し、反応ガス供給部４８から反応ガスを供給して、電源を投入すると、円筒基材１１に対してスパッタリングが行われる。
In such an apparatus, the inside of the
この結果、図５に示すように、円筒基材１１の外周面上にレジスト層５２が形成される。
As a result, a resist
（露光）
次に、レジスト層の露光について説明する。図６は、本実施の形態に係る円筒形モールドの製造方法においてレジスト層に対して露光する露光装置を示す模式図である。この露光装置６０は、スピンドルモーター６１により回転した円筒基材１１の外周面上のレジスト層５２に対して光学系６２を介して光を照射する構成を採る。この光学系６２においては、露光用の半導体レーザー６３から出射されたレーザー光がコリメータ６４で平行光としてミラー６５を通して対物レンズ６６に送られる。一方、フォーカス用の半導体レーザー６７から出射されたレーザー光がコリメータ６８で平行光としてダイクロイックミラー６９を通して対物レンズ６６に送られる。そして、対物レンズ６６で集光された光がレジスト層５２に照射される。光学系６２においては、フォーカス用の半導体レーザー６７から出射されたレーザー光がダイクロイックミラー６９で光路が変えられて集光レンズ７０で集光されてフォトディテクタ７１で検出されるようになっている。
(exposure)
Next, exposure of the resist layer will be described. FIG. 6 is a schematic diagram showing an exposure apparatus that exposes a resist layer in the cylindrical mold manufacturing method according to the present embodiment. The
この露光装置６０においては、円筒基材１１の面長方向に沿って光学系６２が移動するように構成されており、円筒基材１１の端部から端部へ露光することが可能になる。さらに、半導体レーザーが温度や劣化によって出力が変動することを抑えるために、フォトディテクタ７１により半導体レーザーの出射光量をモニターしてフィードバック制御を行うので、出射光量に応じて出力を安定させることができる。
The
この露光装置６０において、半導体レーザーのビーム形状は、レジスト層５２に形成する開口部のパターン形状によって種々選択可能である。
In the
（現像）
この後、現像液を用いてレジスト層５２を現像し、熱反応部分を除去し、複数の開口部をレジスト層５２に形成する。図７は、本実施の形態に係る円筒形モールドの製造方法においてレジスト層を露光、現像した状態を示す模式図である。図７に示すように、円筒基材１１の外周面上に形成されたレジスト層５２には、複数の開口部７２が形成されている。
(developing)
Thereafter, the resist
（ドライエッチング）
次に、露光、現像後のレジスト層５２をマスクとして円筒基材１１のドライエッチングを行う。図８は、本実施の形態に係るドライエッチング装置を示す模式図である。図８に示すように、ドライエッチング装置８０では、処理室８１の中心に、円筒基材１１（外周面上にレジスト層５２が形成されているが、便宜上図示していない）が設置され、カプラー８２を介して高周波電源８３（例えば、４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚ）と接続されている。円筒基材１１と同心円状に対向電極８４が配置されている。対向電極８４は接地されている。なお、対向電極８４にはパンチング加工が施されており、エッチングガスが自在に通過できるようになっている。
(Dry etching)
Next, dry etching of the
処理室８１の外周部にはガス導入口８５が設けられ、ガス導入管８６が接続され、エッチングガス供給部８７からエッチングガスが供給されるようになっている。ガス導入管８６には、ガス流量を制御するマスフローコントローラー８８が備えられている。
A
エッチングガスとしては、例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８又はＳＦ６を使用することができる。添加ガスとして、例えば、Ａｒ、Ｎ２又はＯ２を用いることもできる。 As the etching gas, for example, CF 4 , CHF 3 , C 3 F 8 , C 4 F 8 or SF 6 can be used. For example, Ar, N 2 or O 2 can be used as the additive gas.
さらに、処理室８１の上下には、排気口８９、９０が設けられ、排気口８９、９０には、排気管９１が接続され、バルブ９２を介して真空ポンプ９３に接続されている。真空ポンプ９３により処理室８１内を減圧できるようになっている。これにより、エッチングガスを供給した状態で処理室８１内を０．２Ｐａ〜５０Ｐａの真空度に保持できるようになっている。
Further,
このドライエッチング装置８０によれば、例えば円筒基材１１に接続された高周波電源８３により高周波を印加させ、対向電極８４を接地した場合、円筒基材１１と対向電極８４との間には、円筒基材１１の表面から中心軸方向に向かって、円筒基材１１の表面の接線方向に対して垂直の方向に均一な電界が形成される。従って、円筒基材１１の表面に沿って安定したプラズマが形成される。一方、プラズマと円筒基材１１との間には、円筒基材１１を包み込むようにシース電位と呼ばれる電位が発生し、円筒基材１１に対して垂直方向の電界が生じる。図９は、図８に示すドライエッチング装置の一部を上方から見た模式図である。図９に示すように、この電界に沿ってエッチングガスイオンが加速され、円筒基材１１の表面から中心軸方向（図中矢印で示す）に向かって、円筒基材１１の表面の接線に対して垂直方向にエッチングが進行する。またこの時、円筒基材１１はスパッタリング装置４０のように回転しないことが好ましい。その理由はドライエッチング装置８０では円筒基材１１に高周波電源８３が接続されており、円筒基材１１を回転させると電気的な接続が不安定になることでプラズマ放電が不安定になるためである。
According to this
以上説明したように、本発明の実施の形態では、ドライエッチング装置８０を用いて、上記式（１）を満たす均一な微細凹凸パターンを備えた円筒形モールド１０を製造する。
As described above, in the embodiment of the present invention, the
以下に説明する第１〜第６の実施の形態において、円周方向及び面長方向のエッチングレートを均一にし、本発明の大面積かつ均一な微細凹凸パターンを持つ円筒形モールドを製造する手法について説明する。 In the first to sixth embodiments described below, a method of manufacturing a cylindrical mold having a uniform large uneven pattern of the present invention with uniform etching rates in the circumferential direction and the surface length direction. explain.
（第１の実施の形態）
円筒基材表面への負電荷の供給を行う手法について説明する。ドライエッチング処理中は、エッチング対象の処理面で負電荷帯電とイオン入射のサイクルを交互に繰り返している。そのため、負電荷の帯電状態に差がある場合エッチング速度が変化してしまうという問題がある。
(First embodiment)
A method for supplying a negative charge to the surface of the cylindrical substrate will be described. During the dry etching process, a cycle of negative charge charging and ion incidence is alternately repeated on the processing surface to be etched. Therefore, there is a problem that the etching rate changes when there is a difference in the negative charge state.
平板基材の場合は、平板の裏面が電極に接触しているため電荷の受け渡しがスムーズであり、処理面での負電荷の帯電状態を均一にすることは容易である。しかし、円筒基材の場合は、円筒基材の両端で保持されている。そのため、円筒基材の中央と端部では電極との距離が異なるため、負電荷の帯電状態を円筒基材表面の長尺方向に均一にすることは難しい。 In the case of a flat plate base material, since the back surface of the flat plate is in contact with the electrode, the charge transfer is smooth, and it is easy to make the negative charge state uniform on the processing surface. However, in the case of a cylindrical base material, it is held at both ends of the cylindrical base material. Therefore, since the distance from the electrode is different between the center and the end of the cylindrical base material, it is difficult to make the negative charge state uniform in the longitudinal direction of the cylindrical base material surface.
そこで、図８に示すドライエッチング装置８０の処理室８１に電子放出源を設け、意図的に負電荷を円筒基材１１の表面へ供給し、負電荷の帯電状態を均一に制御することで円筒基材１１の表面内でのエッチングが均一になり、微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布が均一な円筒形モールドを作製することができる。
Therefore, an electron emission source is provided in the
負電荷の供給方法は、ドライエッチング処理前、ドライエッチング処理中又はドライエッチング処理と負電荷供給を交互に行う。 As a negative charge supply method, before dry etching processing, during dry etching processing, or dry etching processing and negative charge supply are alternately performed.
図１０は、第１の実施の形態に係るドライエッチング装置を示す模式図である。図１０に示すように、複数の電子放出源１０１が設けられている。円筒基材１１の面長方向には、電子放出源１０１を、少なくとも２箇所、好ましくは中央部から５０ｍｍ間隔の位置に設置する。図１１は、図１０に示すドライエッチング装置の一部を上方から見た模式図である。電子放出源１０１は、円筒基材１１の円周方向に、少なくとも２箇所、好ましくは８箇所設置する。
FIG. 10 is a schematic diagram showing the dry etching apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 10, a plurality of
電子放出源１０１は、フィラメント型のものでも、フィールドエミッション型のものでも良い。
The
（エッチング工程）
このように構成されたドライエッチング装置８０を用い、以下のようにしてドライエッチングを行う。
(Etching process)
Using the
処理室８１内に、ガス導入口８５からエッチング混合ガスとして、例えば、ＣＦ４／Ａｒ／Ｏ２の混合ガスを導入する。このとき、マスフローコントローラー８８でガスの導入量を調節する。また、真空ポンプ９３により処理室８１内の圧力を０．５Ｐａ〜２５Ｐａの範囲に調節する。
For example, a mixed gas of CF 4 / Ar / O 2 is introduced from the
そして、高周波電源８３より１３．５６ＭＨｚの高周波電力を円筒基材１１に印加し、ＲＦパワーが例えば１５００Ｗとなるようにする。これにより処理室８１に導入されたエッチング混合ガスがプラズマ化し、円筒基材１１の表面がエッチングされる。
Then, high frequency power of 13.56 MHz is applied to the
エッチングが進むにつれて円筒基材１１の表面には電荷が帯電し、時間の経過と共に円筒基材１１の中央の帯電量が両端に比べて多くなり、中央部のエッチングレートが低下する。このエッチングレートの低下が始まる段階で一度エッチングを止めて、帯電均一化を行う。
As the etching proceeds, the surface of the
（帯電均一化）
まず、円筒基材１１のエッチング処理を停止し、処理室８１を減圧する。そして、処理室８１内に設置した電子放出源１０１から負電荷を供給し、円筒基材１１の表面の帯電状態を均一にする。例えば、電子放出源１０１がフィラメント型の場合はフィラメントに電流を流し、フィラメント温度を２００℃以上にて熱電子を放出させる。円筒基材１１の帯電状態によって、例えば、負電荷が十分に帯電している部分には新たに負電荷は供給されずに、負電荷の帯電量が少ない部分には負電荷が積極的に供給される。
(Charge uniform)
First, the etching process of the
上記エッチング処理と帯電均一化処理を交互に繰り返し行い、円筒基材１１をエッチング処理することによって、円筒基材１１の円周方向及び面長方向のエッチングレートを均一にすることができ、微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布が均一な円筒形モールド１０を作製することができる。
The etching process and the charge uniformizing process are alternately repeated, and the
（第２の実施の形態）
円筒基材の温度を制御する手法について説明する。ドライエッチングは、イオン衝突により物理的に分子、原子を弾き飛ばすスパッタリングと異なり、プラズマ中のラジカル等とエッチング対象が化学反応することでエッチング反応が進む。そのため、基材の温度が高温になるほどエッチング速度が速くなる。従って、円筒基材を均一にエッチングするためには、円筒基材の温度分布を均一にすることが重要である。
(Second Embodiment)
A method for controlling the temperature of the cylindrical substrate will be described. In the dry etching, unlike the sputtering in which molecules and atoms are physically repelled by ion collision, the etching reaction proceeds by a chemical reaction between radicals in the plasma and the etching target. Therefore, the etching rate increases as the temperature of the base material increases. Therefore, in order to etch the cylindrical substrate uniformly, it is important to make the temperature distribution of the cylindrical substrate uniform.
従来の平板基材の場合は平板の裏面が電極に接触しているため基板温度を均一にすることは容易である。しかし、円筒基材の場合、円筒基材は両端で保持されているため、円筒基材の中央と端部では排熱速度が異なるため、円筒基材の長尺方向に温度を均一にすることは難しい。 In the case of a conventional flat plate base material, it is easy to make the substrate temperature uniform because the back surface of the flat plate is in contact with the electrode. However, in the case of a cylindrical base material, since the cylindrical base material is held at both ends, the exhaust heat speed differs between the center and the end of the cylindrical base material, so the temperature should be uniform in the longitudinal direction of the cylindrical base material. Is difficult.
そこで、円筒基材へ伝熱媒体を流して温度を均一に制御することで、円筒基材の表面内のエッチングが均一になり、微細凹凸パターンの凹部の開口径と深さの分布が均一な略円筒形のモールドを作製することができる。 Therefore, by flowing the heat transfer medium to the cylindrical base material and uniformly controlling the temperature, the etching in the surface of the cylindrical base material becomes uniform, and the distribution of the opening diameter and depth of the concave portions of the fine uneven pattern is uniform. A substantially cylindrical mold can be produced.
円筒基材の温度は、５０℃以下、より具体的には、−１０℃から５０℃の範囲で設定した温度を基準として、±５℃以下の分布で制御する。 The temperature of the cylindrical substrate is controlled with a distribution of ± 5 ° C. or less with reference to a temperature set in the range of −10 ° C. to 50 ° C., more specifically 50 ° C. or less.
伝熱媒体は、気体の場合、３００Ｋで熱伝導率０．０２５≦λ≦０．１５０の範囲から選ばれ、好ましくはＡｒ、Ｎ２又はＨｅ、より好ましくはＨｅを用いる。液体の場合、３００Ｋで熱伝導率０．２５≦λ≦０．６１の範囲から選ばれ、好ましくは水、グリセリン又はエチレングリコール、より好ましくはエチレングリコールを用いる。 In the case of gas, the heat transfer medium is selected from the range of 300K and a thermal conductivity of 0.025 ≦ λ ≦ 0.150, preferably Ar, N 2 or He, more preferably He. In the case of liquid, it is selected from the range of thermal conductivity of 0.25 ≦ λ ≦ 0.61 at 300K, preferably water, glycerin or ethylene glycol, more preferably ethylene glycol.
第２の実施の形態では、図８に示すドライエッチング装置８０において、円筒基材１１を伝熱媒体用いて加熱又は冷却する機構を組み込み、この機構に配管を介して恒温機器を接続する。恒温機器は、伝熱媒体を加熱及び冷却する機構を備えている。
In the second embodiment, in the
図１２は、第２の実施の形態に係るドライエッチング装置の要部を示す模式図である。図１２に示すように、円筒基材１１のシャフト５１の内部には、らせん状の伝熱パイプ１１１が配置されている。伝熱パイプ１１１には、供給側配管１１２及び排出側配管１１３を介して恒温機器１１４が接続されている。恒温機器１１４より伝熱媒体が供給側配管１１２を経て伝熱パイプ１１１に供給され、排出側配管１１３を経て恒温機器１１４に戻り、循環するように構成されている。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a main part of a dry etching apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 12, a spiral
このように構成されたドライエッチング装置８０を用いて、第１の実施の形態と同様にドライエッチングを行う。
Using the
（基材温度の一定化）
エッチング処理中にプラズマからの電子、イオンの供給及びプラズマ発光の輻射熱により円筒基材１１の表面の温度が上昇する。エッチング処理中に円筒基材１１に伝熱媒体を循環させ、円筒基材１１の表面温度が−１０℃から５０℃の範囲で設定した温度を基準として、±５℃以下の分布になるように温度制御を行う。
(Stabilization of substrate temperature)
During the etching process, the surface temperature of the
このように円筒基材１１の内部に伝熱媒体を循環させ、円筒基材１１の温度を一定に保ちながら、エッチング処理することによって、円筒基材１１の円周方向及び面長方向のエッチングレートを均一にすることができ、微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布が均一な円筒形モールド１０を作製することができる。
Thus, by circulating the heat transfer medium inside the
（第３の実施の形態）
ガス圧力分布を均一化する手法について説明する。ドライエッチング処理では、処理室を減圧した後にエッチングガスを導入し、エッチングガスを高周波電力によりプラズマ化してエッチングを行う。
(Third embodiment)
A method for making the gas pressure distribution uniform will be described. In the dry etching process, an etching gas is introduced after the processing chamber is decompressed, and etching is performed by converting the etching gas into plasma with high-frequency power.
円筒基材の表面は曲面であり、従来の平板に比べ、エッチングガスの流れが円筒基材の表面で乱れやすいため、ガスの流速を遅くして、空間全体にガスを拡散させた状態にすることが望ましい。そこで、ガス導入時に少なくとも２つ以上の円柱状のシャワー部材を介し、かつ、該シャワー部材の孔径がエッチングガスの導入側から基材側へ順に小さくなることで、ガスの圧力分布を均一にすることができ、円筒基材の表面内でのエッチングが均一になり、微細凹凸パターンの凹部の開口径と深さの分布が均一な円筒形モールドを作製することができる。 The surface of the cylindrical base is a curved surface, and the flow of etching gas is likely to be disturbed on the surface of the cylindrical base compared to a conventional flat plate, so the gas flow rate is slowed down so that the gas is diffused throughout the space. It is desirable. Therefore, the gas pressure distribution is made uniform by reducing the diameter of the pores of the shower member in order from the etching gas introduction side to the substrate side through at least two cylindrical shower members when introducing the gas. Thus, etching within the surface of the cylindrical base material becomes uniform, and a cylindrical mold in which the distribution of the opening diameters and depths of the concave portions of the fine concavo-convex pattern is uniform can be produced.
第３の実施の形態では、図８に示すドライエッチング装置８０において、処理室８１内に２つ以上設置された円柱状のシャワー部材を配置し、シャワー部材の孔径はガス導入口側から順に小さくする。
In the third embodiment, in the
図１３は、第３の実施の形態に係るドライエッチング装置を示す模式図である。図１４は、図１３に示すドライエッチング装置の一部を上方から見た模式図である。図１３及び図１４に示すように、対向電極８４（１番目のシャワー部材１２１−１）〜ｎ番目のシャワー部材（１２１−ｎ）が同心円状に間隔をあけて配置されている。各シャワー部材に形成された多数の貫通孔の孔径は、ガス導入口８５に近い対向電極８４（１番目のシャワー部材１２１−１）から順番に小さくし、ｎ番目のシャワー部材１２１−ｎが一番小さくなるように構成されている。
FIG. 13 is a schematic diagram showing a dry etching apparatus according to the third embodiment. FIG. 14 is a schematic view of a part of the dry etching apparatus shown in FIG. 13 as viewed from above. As shown in FIGS. 13 and 14, the counter electrode 84 (first shower member 121-1) to n-th shower member (121-n) are arranged concentrically at intervals. The diameters of a large number of through holes formed in each shower member are made smaller in order from the counter electrode 84 (first shower member 121-1) close to the
このように構成されたドライエッチング装置８０を用いて、第１の実施の形態と同様にドライエッチングを行う。
Using the
この際、処理室８１内にガス導入口８５側からシャワー部材の孔径が順に小さくなるシャワー部材１２１−１〜１２１−ｎを２つ以上設置したことにより、ガス導入口８５から導入されたエッチング混合ガスが、シャワー部材１２１−１〜１２１−ｎを通じて円筒基材１１の設置部分まで達する。これにより、ガスの供給量のばらつきを抑え、処理室８１及び円筒基材１１直近のガス圧力分布を均一にすることによって、円筒基材１１の円周方向及び面長方向のエッチングレートを均一にすることができ、微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布が均一な円筒形モールド１０を作製することができる。
At this time, since two or more shower members 121-1 to 121-n in which the hole diameter of the shower member is sequentially reduced from the
（第４の実施の形態）
特定部分のプラズマを遮蔽する手法について説明する。円筒基材のエッチングレートを測定し、エッチングレートが高い部分にプラズマを遮蔽するための遮蔽部材を任意の箇所に設置し、所望部分のエッチングレートを抑え、円筒基材の円周方向及び面長方向のエッチングレートを均一にすることで、微細パターンの開口径と深さの分布が均一な略円筒形のモールドを作製することができる。
(Fourth embodiment)
A method for shielding a specific portion of plasma will be described. Measure the etching rate of the cylindrical base material, install a shielding member to shield the plasma at the part where the etching rate is high, suppress the etching rate of the desired part, the circumferential direction and surface length of the cylindrical base material By making the etching rate in the direction uniform, a substantially cylindrical mold having a uniform distribution of the opening diameter and depth of the fine pattern can be produced.
遮蔽部材は、円筒基材と対向電極との間に設置される。遮蔽部材の形状は、円柱状でパンチング穴やグリット又はメッシュ加工されたものが挙げられる。 The shielding member is installed between the cylindrical base material and the counter electrode. Examples of the shape of the shielding member include a cylindrical shape, punched holes, grit, or mesh processed.
第４の実施の形態では、図８に示すドライエッチング装置８０において、円筒基材１１のエッチングレートの高い部位にプラズマからのイオン入射とラジカルの照射を遮るための遮蔽部材を少なくとも１つ以上設ける。そして、遮蔽部材の位置を任意に変更可能な機能を設ける。遮蔽部材は、円筒基材１１と対向電極８４の間に設置される。
In the fourth embodiment, in the
図１５は、第４の実施の形態に係るエッチング装置を示す模式図である。図１５に示すように、円筒基材１１と対向電極８４の間に円筒状の遮蔽部材１３１を設置する。遮蔽部材１３１は、円筒基材１１の外周面の一部を覆い隠すように、円筒基材１１よりも内径が大きく、円筒基材１１よりも面長方向の長さが短い。遮蔽部材１３１は、図示しない位置移動機構によって円筒基材１１の面長方向に沿って移動し得るように構成されている。
FIG. 15 is a schematic diagram showing an etching apparatus according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 15, a
遮蔽部材１３１と円筒基材１１との距離は、円筒基材１１及び対向電極８４に電気的に接触しない範囲で任意に変更可能である。好ましくは、円筒基材１１の表面と対向電極８４との距離を、円筒基材１１側から１：９になる距離以上、３：７になる距離以下の範囲である。
The distance between the shielding
このように構成されたドライエッチング装置８０を用いて、第１の実施の形態と同様にドライエッチングを行う。
Using the
このとき、事前に測定したエッチングレートに合わせて、エッチングレートが高い部分にプラズマの遮蔽部材１３１を設置する。遮蔽部材１３１と円筒基材１１との距離は、円筒基材１１及び対向電極８４に電気的に接触しない範囲で任意に変更可能であり、本実施の形態では、円筒基材１１の表面と対向電極８４との距離を円筒基材１１側から１：９になる距離とした。
At this time, in accordance with the etching rate measured in advance, the
このように円筒基材１１のエッチングレートの高い部位にプラズマからのイオン入射とラジカルの照射を遮るための遮蔽部材１３１を少なくとも１つ以上設けることによって、円筒基材１１の円周方向及び面長方向のエッチングレートを均一にすることができ、微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布が均一な円筒形モールド１０を作製することができる。
As described above, by providing at least one shielding
（第５の実施の形態）
ドライエッチング処理中に円筒基材を面長方向へ動かす手法について説明する。静止時にエッチングレートのばらつきがある場合においても、エッチング処理中に円筒基材を面長方向に繰り返し移動させることで、円筒基材の面長方向のエッチングレートを均一にすることができ、微細凹凸パターンの凹部の開口径と深さの分布が均一な円筒形モールドを作製することができる。
(Fifth embodiment)
A method of moving the cylindrical base material in the surface length direction during the dry etching process will be described. Even when the etching rate varies when stationary, the etching rate in the surface length direction of the cylindrical base material can be made uniform by repeatedly moving the cylindrical base material in the surface length direction during the etching process. A cylindrical mold having a uniform distribution of the opening diameter and depth of the concave portions of the pattern can be produced.
第５の実施の形態では、図８に示すドライエッチング装置８０において、対向電極８４の長さは円筒基材１１の面長の２倍以上であり、円筒基材１１を面長方向に対して円筒基材の面長の１／２以上の距離を繰り返し移動させる機構を有する。
In the fifth embodiment, in the
図１６は、第５の実施の形態に係るドライエッチング装置を示す概要図である。図１６に示す通り、シャフト５１の両端部にはカプラー８２を介して、面長方向移動機構１４１が設けられている。面長方向移動機構１４１は、真空ベローズ及び上下動作機構で構成される。図１６中、Ｌは、円筒基材１１の面長を示し、２Ｌは、円筒基材１１の面長の２倍の範囲で円筒基材１１が移動することを示している。
FIG. 16 is a schematic diagram showing a dry etching apparatus according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 16, surface length
移動速度は、エッチングレートに合わせて任意に調整可能で、移動速度は５ｍｍ／秒以上であることが好ましい。 The moving speed can be arbitrarily adjusted according to the etching rate, and the moving speed is preferably 5 mm / second or more.
このように構成されたドライエッチング装置８０を用い、第１の実施の形態と同様にドライエッチングを行う。エッチング処理中に、円筒基材１１を面長方向に対して円筒基材１１の面長の１／２以上の距離を、例えば移動速度１０ｍｍ／秒で繰り返し移動をさせた。
Using the
このようにエッチング処理中に、円筒基材１１を面長方向に対して円筒基材１１の面長の１／２以上の距離を任意の移動速度で繰り返し移動させることによって、エッチングレートにばらつきがある場合においても、エッチングレートの平均化ができるため、円筒基材１１の円周方向及び面長方向のエッチングレートを均一にすることができ、微細凹凸パターン２０の凹部の開口径と深さの分布が均一な円筒形モールド１０を作製することができる。
In this way, during the etching process, the
（第６の実施の形態）
中性粒子を用いて円筒基材をエッチングする手法について説明する。ドライエッチング処理中は、円筒基材はその両端で保持されている。そのため、円筒基材の中央と端部では対向電極との距離が異なるため、帯電状態を円筒基材の表面の面長方向に均一にすることは難しく、エッチングレートが均一にならない。
(Sixth embodiment)
A method of etching a cylindrical substrate using neutral particles will be described. During the dry etching process, the cylindrical substrate is held at both ends thereof. Therefore, since the distance from the counter electrode is different between the center and the end of the cylindrical base material, it is difficult to make the charged state uniform in the surface length direction of the surface of the cylindrical base material, and the etching rate is not uniform.
中性粒子を用いたエッチングであれば、負電荷は発生しないため、円筒基材の帯電状態によらずエッチング可能であり、円周方向及び面長方向のエッチングレートを均一にすることができ、微細凹凸パターンの凹部の開口径と深さの分布が均一な円筒形モールドを作製することができる。 If etching using neutral particles, no negative charge is generated, so etching can be performed regardless of the charged state of the cylindrical base material, and the etching rate in the circumferential direction and the surface length direction can be made uniform, A cylindrical mold having a uniform distribution of the opening diameter and depth of the concave portions of the fine concavo-convex pattern can be produced.
また、プラズマエッチングを用いた場合は負電荷による帯電によりイオン入射方向が曲げられてしまい、垂直形状が得られにくい。それに比べて中性粒子は電荷に影響されることなく進むことができるため、アスペクト比の大きいパターンをエッチングする場合でも垂直性良くパターンを形成することができるというメリットもある。 Further, when plasma etching is used, the ion incident direction is bent due to charging by a negative charge, and it is difficult to obtain a vertical shape. In contrast, the neutral particles can travel without being affected by the electric charge, so that there is an advantage that a pattern can be formed with good perpendicularity even when a pattern having a large aspect ratio is etched.
図１７は、第６の実施の形態に係るドライエッチング装置を示す模式図である。図１８は、図１７に示すドライエッチング装置の一部を上方から見た模式図である。図８に示すドライエッチング装置８０と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。図１７及び図１８に示すように、第６の実施の形態では、ドライエッチング装置２００において、処理室８１内には、円筒基材１１から遠い順に、放電電極２０１、イオン引き出し電極２０２、イオン中性化電極２０３及び中性粒子スリット２０４が、それぞれ円筒基材１１と同心円状に配置されている。
FIG. 17 is a schematic diagram showing a dry etching apparatus according to the sixth embodiment. FIG. 18 is a schematic view of a part of the dry etching apparatus shown in FIG. 17 as viewed from above. The same components as those in the
円筒基材１１は、処理室８１の中心に設置され、接地されている。放電電極２０１は、周波数４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの高周波電源８３と接続されている。また、イオン引き出し電極８３には、イオンを加速するための任意の電圧を印加するための電源２０６が接続されている。また、イオン中性化電極２０３には、イオンと電荷交換するための任意の電圧を印加する電源２０７が接続されている。
The
中性粒子によるエッチングの工程は、処理室８１内にエッチングガスを導入し、放電電極２０１とイオン引き出し電極２０２間に高周波電力を印加することでエッチングガスをプラズマ化し、イオン中性化電極２０３でプラズマ中からイオン引き出し電極２０２によって引き出されたイオンを中性化し、多数の直線状のマイクロチャネル孔を有する中性粒子スリット２０４によって中性粒子を垂直成分のみに絞り込み、垂直成分の中性粒子を用いて円筒基材１１をエッチング処理する。
In the step of etching with neutral particles, an etching gas is introduced into the
中性粒子スリット２０４は、直径ａの細孔とスリット板厚みＬの関係がＬ／ａ≧１０を満たす構造であり、この関係を満たせばイオン中性化電極２０３で中性化された中性粒子が円筒基材１１表面に対して垂直以外の方向成分を持っていたとしても、このスリットにより垂直以外の方向成分を遮蔽することが可能であり、円筒基材１１を垂直方向にエッチングすることが可能である。
The
ドライエッチング工程では、高周波電源８３より１３．５６ＭＨｚの高周波電力を放電電極に印加し、ＲＦパワーが例えば１５００Ｗとなるようにする。これにより、ガス導入口８５と放電電極２０１との間の空間に導入されたエッチング混合ガスがプラズマ化し、ラジカルとイオンが生成される。
In the dry etching process, high frequency power of 13.56 MHz is applied to the discharge electrode from the high
次に、イオン引き出し電極２０２に任意の電圧を印加し、放電電極２０１を通過したイオンを円筒基材１１側へ引き込む。引き込まれたイオンは、イオン中性化電極２０３で電荷交換を行い中性粒子化する。
Next, an arbitrary voltage is applied to the
そして中性粒子は、中性粒子スリット２０４で円筒基材１１の表面に対して垂直以外の方向成分が遮蔽され、円筒基材１１へと入射する。円筒基材１１は入射してきた垂直成分のみの中性粒子によって垂直方向にエッチングすることができる。
Then, the neutral particles are shielded by the neutral particle slit 204 in the direction component other than the direction perpendicular to the surface of the
中性粒子によってエッチングを行うことによって、円筒基材１１が帯電することがなくなり、帯電状態によるエッチングレートのばらつきがなくなる、プラズマからの輻射熱を受けないため基材温度上昇が抑制できるため円筒基材１１の温度分布がなくなるという円筒基材１１のエッチングレートを均一にすることができる効果がある。さらにエッチングされる凹部分に帯電が発生しないことから、通常のドライエッチングでは達成できないアスペクト比５０〜１００の深い溝（アスペクト比とは、エッチング深さ又は高さ／エッチング幅又は開口径）がエッチング可能になるというエッチングレート分布以外の新規形状を形成可能になるという効果も大きい。
Etching with neutral particles prevents the
このように中性粒子を用いて円筒基材１１をエッチングすると、円筒基材１１の帯電と温度上昇を抑制できることによって、円筒基材１１の円周方向及び面長方向のエッチングレートを均一にすることができ、さらにエッチングされる凹部分に帯電が発生しないことによって、深い溝がエッチングできる。そのため、微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布が均一、且つ、深い溝が形成された円筒形モールド１０を作製することができる。
When the
以下、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例によって何ら制限されるものではない。 Examples carried out to clarify the effects of the present invention will be described below. In addition, this invention is not restrict | limited at all by the following examples.
（実施例１）
図１０に示すドライエッチング装置８０を用い、以下のようにして円筒基材１１をドライエッチング処理した。
Example 1
Using the
円筒基材１１は面長１０００ｍｍ、直径１００ｍｍのものを用いた。円柱形状の対向電極８４は直径２００ｍｍ、面長１５００ｍｍ、孔直径は３ｍｍのものを用いた。
The
第１の実施の形態に示すようにドライエッチング装置８０の処理室８１にフィラメント型の電子放出源１０１を、円筒基材１１の円周方向に８箇所、円筒基材１１の面長方向に、中央部と中央部から５０ｍｍ間隔の位置に２１か所設置した。電子放出源１０１は円筒基材１１の面長方向の各設置個所に円筒基材１１の円周方向に８箇所設置されているので、合わせて１６８個の電子放出源を設置した。
As shown in the first embodiment, filament-type
処理室８１を１×１０−３Ｐａまで減圧排気し、その後処理室８１内に、ガス導入口８５からエッチング混合ガスとして、ＣＦ４／Ｏ２のガスを８０ｓｃｃｍ／１０ｓｃｃｍで混合したガスを導入した。このとき、マスフローコントローラー８８でガスの導入量を前記の通りに調節した。また、真空ポンプ９３により処理室８１内の圧力を１０Ｐａに調節した。
The
そして、高周波電源８３より１３．５６ＭＨｚの高周波電力１０００Ｗを円筒基材１１に印加し、処理室８１に導入されたエッチング混合ガスをプラズマ化して円筒基材１１をエッチング処理した。
Then, a high frequency power of 1000 W at 13.56 MHz was applied to the
エッチング処理を１２分間行い、円筒基材１１のエッチング処理を停止し、処理室８１を減圧する。そして、処理室８１内に設置した電子放出源から負電荷を１８０秒間供給した。電子供給時、フィラメント温度は２５０℃になるようにフィラメントに流れる電流を制御した。
The etching process is performed for 12 minutes, the etching process of the
上記のようにエッチング処理と帯電均一化処理を交互に繰り返し行い、円筒基材１１をエッチング処理と帯電均一化処理を合わせて３０分間行った結果、円筒形モールド１０の微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布を示すβの値は０．０１５であった。
As described above, the etching process and the charge uniformizing process are alternately repeated, and the
（比較例１）
図８に示すドライエッチング装置８０を用い、以下のようにしてドライエッチング処理を行った。
(Comparative Example 1)
The dry etching process was performed as follows using the
円筒基材１１の形状、対向電極８４の形状、処理室８１内に、導入するエッチング混合ガスの種類、ガスの混合量、処理室８１内の圧力、高周波電源８３の周波数、円筒基材１１に印加する高周波電力は実施例１と同じである。
The shape of the
円筒基材１１に高周波電力を印加し、処理室８１に導入されたエッチング混合ガスをプラズマ化して円筒基材１１を１２分間エッチング処理した結果、円筒形モールド１０の微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布を示すβの値は０．１１であった。
As a result of applying high-frequency power to the
（実施例２）
図８に示すドライエッチング装置８０を用い、以下のようにして円筒基材１１をドライエッチング処理した。
(Example 2)
Using the
円筒基材１１は、面長１０００ｍｍ、直径１００ｍｍのもので、円筒基材１１内部に、図１２に示すように伝熱媒体を流す伝熱パイプ１１１を組み込み、この伝熱パイプ１１１に供給側配管１１２及び排出側配管１１３を介して恒温機器１１４を接続した。円柱形状の対向電極８４は直径２００ｍｍ、面長１５００ｍｍ、孔直径は３ｍｍのものを用いた。
The
処理室８１を１×１０−３Ｐａまで減圧排気し、真空を保持したままの状態で円筒基材１１に伝熱媒体としてエチレングリコールを流し、恒温機器１１４によってエチレングリコールの温度を３０±５℃の範囲で温度制御した。
The
その後、処理室８１内にガス導入口８５からエッチング混合ガスとして、ＣＦ４／Ｏ２のガスを８０ｓｃｃｍ／１０ｓｃｃｍで混合したガスを導入した。このとき、マスフローコントローラー８８でガスの導入量を前記の通りに調節した。また、真空ポンプ９３により処理室８１内の圧力を１０Ｐａに調節した。
Thereafter, a gas in which CF 4 / O 2 gas was mixed at 80 sccm / 10 sccm was introduced into the
そして、高周波電源８３より１３．５６ＭＨｚの高周波電力１０００Ｗを円筒基材１１に印加し、処理室８１に導入されたエッチング混合ガスをプラズマ化して円筒基材１１をエッチング処理した。
Then, a high frequency power of 1000 W at 13.56 MHz was applied to the
上記のように円筒基材１１の温度を一定に制御した状態でエッチング処理を３０分間行った結果、円筒形モールド１０の微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布を示すβの値は０．０１２であった。
As a result of performing the etching process for 30 minutes in the state where the temperature of the
（比較例２）
図８に示すドライエッチング装置８０を用い、以下のようにしてドライエッチング処理を行った。
(Comparative Example 2)
The dry etching process was performed as follows using the
円筒基材１１の形状、対向電極８３の形状、処理室８１内に導入するエッチング混合ガスの種類、ガスの混合量、処理室８１内の圧力、高周波電源８３の周波数、円筒基材１１に印加する高周波電力は実施例２と同じである。
The shape of the
円筒基材１１に高周波電力を印加し、処理室８１に導入されたエッチング混合ガスをプラズマ化して円筒基材１１を３０分間エッチング処理した結果、円筒形モールド１０の微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布を示すβの値は０．１８であった。
As a result of applying high-frequency power to the
（実施例３）
図１３に示すドライエッチング装置８０を用い、以下のようにして円筒基材１１をドライエッチング処理した。
(Example 3)
Using the
円筒基材１１は面長１０００ｍｍ、直径１００ｍｍのものを用いた。処理室８１にはガス導入口８５と円筒基材１１の間に対向電極８４である第１のシャワー板１２１と第２のシャワー板１２１−２の２つのシャワー板を設置した。第１及び第２のシャワー板１２１−１、１２１−２は円柱形状であり、円柱形状の直径は第１のシャワー板１２１−１が２００ｍｍ、第２のシャワー板１２１−２が１８０ｍｍとした。また、第１のシャワー板１２１−１の孔の直径Φ１は３ｍｍ、第２のシャワー板１２１−２の孔の直径Φ２は１ｍｍとした。第１及び第２のシャワー板１２１−１、１２１−２の面長はどちらも１５００ｍｍとした。
The
処理室８１を１×１０−３Ｐａまで減圧排気し、その後、処理室８１内にガス導入口８５からエッチング混合ガスとして、ＣＦ４／Ｏ２のガスを８０ｓｃｃｍ／１０ｓｃｃｍで混合したガスを導入した。このとき、マスフローコントローラー８８でガスの導入量を前記の通りに調節した。また、真空ポンプ９３により処理室８１内の圧力を１０Ｐａに調節した。
The
そして、高周波電源８３より１３．５６ＭＨｚの高周波電力１０００Ｗを円筒基材１１に印加し、処理室８１に導入されたエッチング混合ガスをプラズマ化して円筒基材１１をエッチング処理した。
Then, a high frequency power of 1000 W at 13.56 MHz was applied to the
上記のようにエッチング混合ガスを孔径の異なる第１及び第２のシャワー板１２１−１、１２１−２を介して導入し、エッチング処理を３０分間行った結果、円筒形モールド１０の微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布を示すβの値は０．０２０であった。
As a result of introducing the etching mixed gas through the first and second shower plates 121-1 and 121-2 having different hole diameters as described above and performing the etching process for 30 minutes, the fine
（比較例３）
図８に示すドライエッチング装置８０を用い、以下のようにしてドライエッチング処理を行った。
(Comparative Example 3)
The dry etching process was performed as follows using the
円筒基材１１の形状、処理室８１内に導入するエッチング混合ガスの種類、ガスの混合量、処理室８１内の圧力、高周波電源８３の周波数、円筒基材１１に印加する高周波電力は実施例３と同じである。シャワー板は対向電極８４の１つのみとし、円柱形状の対向電極の直径は２００ｍｍ、面長は１５００ｍｍ、孔の直径は３ｍｍとした。
Examples of the shape of the
円筒基材１１に高周波電力を印加し、処理室８１に導入されたエッチング混合ガスをプラズマ化して円筒基材１１を３０分間エッチング処理した結果、円筒形モールド１０の微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布を示すβの値は０．１６であった。
As a result of applying high-frequency power to the
（実施例４）
図１５に示すドライエッチング装置８０を用い、以下のようにして円筒基材１１をドライエッチング処理した。
Example 4
Using the
円筒基材１１は面長１０００ｍｍ、直径１００ｍｍのものを用いた。円柱形状の対向電極９４は直径２００ｍｍ、面長１５００ｍｍ、孔の直径は３ｍｍのものを用いた。
The
比較例２を実施した際に円筒基材１１の面長方向の中央３００ｍｍの範囲で円筒基材１１の端部と比べ、エッチングレートが１５〜１８％ほど高くなっていたため、円筒基材１１の中央部３００ｍｍに円柱状の遮蔽板（図１５中の遮蔽部材１３１に相当する）を設置した。遮蔽板の面長は３００ｍｍとした。遮蔽板の直径は円筒基材１１表面と対向電極８４との距離を円筒基材１１側から２：８になるように設計した。円筒基材１１の直径は１００ｍｍ、対向電極８４の直径は２００ｍｍであるため、遮蔽板の直径は１２０ｍｍとした。また、遮蔽板の構造はパンチング加工されたものを用いた。パンチングの構造は厚み５００μｍのアルミ板にピッチ１００μｍ間隔でΦ５０μｍの孔を加工した。孔の配置は六方孔子配列とした。加工後にアルミ表面をアルマイト処理してプラズマへの耐性を向上させた。
When Comparative Example 2 was performed, the etching rate was about 15 to 18% higher than the end of the
処理室８１を１×１０−３Ｐａまで減圧排気し、その後、処理室８１内にガス導入口８５からエッチング混合ガスとして、ＣＦ４／Ｏ２のガスを８０ｓｃｃｍ／１０ｓｃｃｍで混合したガスを導入した。このとき、マスフローコントローラー８８でガスの導入量を前記の通りに調節した。また、真空ポンプ９３により処理室８１内の圧力を１０Ｐａに調節した。
The
そして、高周波電源８３より１３．５６ＭＨｚの高周波電力１０００Ｗを円筒基材１１に印加し、処理室８１に導入されたエッチング混合ガスをプラズマ化して円筒基材１１をエッチング処理した。
Then, a high frequency power of 1000 W at 13.56 MHz was applied to the
上記のように比較例２にてエッチングレートの高い部分に遮蔽板を設置して、エッチング処理を３０分間行った結果、円筒形モールド１０の微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布を示すβの値は０．０１８であった。
As described above, in the comparative example 2, the shielding plate was installed in the portion having a high etching rate, and the etching process was performed for 30 minutes. As a result, the opening diameter and the depth of the
（実施例５）
図１６に示すドライエッチング装置８０を用い、以下のようにして円筒基材１１をドライエッチング処理した。
(Example 5)
Using the
円筒基材１１は面長１０００ｍｍ、直径１００ｍｍのものを用いた。円柱形状の対向電極８４は直径２００ｍｍ、面長２５００ｍｍ、孔の直径３ｍｍのものを用いた。円筒基材１１は、面長方向移動機構１４１として、ボールねじによる上下動作機構が組み込まれ、エッチング処理中に円筒基材１１の面長方向に対して一定距離、繰り返し移動することができる構造とした。
The
処理室８１を１×１０−３Ｐａまで減圧排気し、その後、処理室８１内にガス導入口８５からエッチング混合ガスとして、ＣＦ４／Ｏ２のガスを８０ｓｃｃｍ／１０ｓｃｃｍで混合したガスを導入した。このとき、マスフローコントローラー８８でガスの導入量を前記の通りに調節した。また、真空ポンプ９３により処理室８１内の圧力を１０Ｐａに調節した。
The
そして、上下動作機構によって、円筒基材１１を上下に５００ｍｍ、毎秒１０ｍｍの速度で繰り返し移動させながら、高周波電源８３より１３．５６ＭＨｚの高周波電力１０００Ｗを円筒基材１１に印加し、処理室８１に導入されたエッチング混合ガスをプラズマ化して円筒基材１１をエッチング処理した。
Then, a high-frequency power 1000 W of 13.56 MHz is applied to the
上記のように円筒基材１１を上下に一定距離繰り返し移動させながら、エッチング処理を３０分間行った結果、円筒形モールド１０の微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布を示すβの値は０．０１３であった。
As shown above, the etching process is performed for 30 minutes while repeatedly moving the
（比較例４）
図８に示すドライエッチング装置８０を用い、以下のようにしてドライエッチング処理を行った。
(Comparative Example 4)
The dry etching process was performed as follows using the
円筒基材１１の形状、対向電極８４の形状、処理室８１内に、導入するエッチング混合ガスの種類、ガスの混合量、処理室８１内の圧力、高周波電源８３の周波数、円筒基材１１に印加する高周波電力は実施例５と同じである。
The shape of the
円筒基材１１に高周波電力を印加し、処理室８１に導入されたエッチング混合ガスをプラズマ化して円筒基材１１を３０分間エッチング処理した結果、円筒形モールド１０の微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布を示すβの値は０．１７であった。
As a result of applying high-frequency power to the
（実施例６）
図１７に示すドライエッチング装置２００を用い、以下のようにして円筒基材１１をドライエッチング処理した。
(Example 6)
Using the
円筒基材１１は面長１０００ｍｍ、直径１００ｍｍのものを用いた。放電電極２０１、イオン引き出し電極２０２、イオン中性化電極２０３及び中性粒子スリット２０４はすべて円柱形状であり、それぞれの直径は放電電極２０１が４００ｍｍ、イオン引き出し電極２０２が３００ｍｍ、イオン中性化電極２０３が２５０ｍｍ、中性粒子スリット２０４が２００ｍｍであり、これらすべての面長は１５００ｍｍとした。また、それぞれの直径中心は円筒基材１１の直径中心と一致した状態で設置した。
The
処理室８１を１×１０−３Ｐａまで減圧排気し、その後、処理室８１内にガス導入口８５からエッチング混合ガスとして、ＣＦ４／Ｏ２のガスを８０ｓｃｃｍ／１０ｓｃｃｍで混合したガスを導入した。このとき、マスフローコントローラー８８でガスの導入量を前記の通りに調節した。また、真空ポンプ９３により処理室８１内の圧力を１Ｐａに調節した。
The
そして、高周波電源８３より１３．５６ＭＨｚの高周波電力１０００Ｗを放電電極２０１に印加し、処理室８１に導入されたエッチング混合ガスをプラズマ化し、イオン引き出し電極２０２に高周波電源２０６より５００ＫＨｚの高周波電力１００Ｗを印加してプラズマ中のイオンを円筒基材１１側へ引き込んだ。さらに、イオン中性化電極２０３に高周波電源２０７より４５０ＫＨｚの高周波電力２５Ｗを印加し、イオンとイオン中性化電極２０３の間で電荷交換を行い、イオンを中性粒子化した。そして、中性粒子スリット２０４により中性粒子は垂直成分のみとなるようにした。
Then, a high frequency power of 1000 W at 13.56 MHz is applied to the
上記の垂直成分の中性粒子を用いて、円筒基材１１のエッチング処理を３０分間行った結果、円筒形モールド１０の微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布を示すβの値は０．０１０であった。
As a result of performing the etching treatment of the
（比較例５）
図８に示すドライエッチング装置８０を用い、以下のようにしてドライエッチング処理を行った。
(Comparative Example 5)
The dry etching process was performed as follows using the
円筒基材１１の形状、処理室８１内に、導入するエッチング混合ガスの種類、ガスの混合量、処理室８１内の圧力は実施例６と同じである。高周波電源８３の周波数は１３．５６ＭＨｚ、円筒基材１１に印加する高周波電力は１０００Ｗを印加し、円柱形状の放電電極２０１は直径４００ｍｍ、面長１５００ｍｍ、孔直径は３ｍｍのものを用いた。
The shape of the
円筒基材１１に高周波電力を印加し、処理室８１に導入されたエッチング混合ガスをプラズマ化して円筒基材１１を３０分間エッチング処理した結果、円筒形モールド１０の微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布を示すβの値は０．１９であった。
As a result of applying high-frequency power to the
表１中の対向電極の表記は、実施例３が第１のシャワー板、実施例６が放電電極の数値を記している。 The notation of the counter electrode in Table 1 indicates the numerical value of the first shower plate in Example 3 and the discharge electrode in Example 6.
表１に示すように、実施例１から実施例６において円筒形モールド１０の微細凹凸パターン２０の凹部２１の開口径と深さの分布を示すβの値は０．０１≦β≦０．０２を満たすことがわかる。
As shown in Table 1, in Example 1 to Example 6, the β value indicating the distribution of the opening diameter and depth of the
これらの結果から、円筒形モールド１０については第１〜第６の実施の形態それぞれを用いることにより、均一な分布を持つ微細凹凸パターンが表面に形成された円筒形モールドを作製できることが分かる。
From these results, it can be seen that by using each of the first to sixth embodiments for the
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、本発明はこれに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change and implement variously. In the said embodiment, this invention is not limited to this, It can change suitably in the range which exhibits the effect of this invention. In addition, the present invention can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the object of the present invention.
本発明のモールドは、大面積の製品のナノインプリントを実現することができるので、大型の表示装置に用いられる有機ＥＬディスプレイの製造などに好適に使用することができる。 Since the mold of the present invention can realize nanoimprint of a large-area product, it can be suitably used for manufacturing an organic EL display used for a large display device.
１０、３０ 円筒形モールド
１１ 円筒基材
２０ 微細凹凸パターン
２１ 凹部
４０ スパッタリング装置
５１ シャフト
５２ レジスト層
６０ 露光装置
８０ ドライエッチング装置
８１ 処理室
８２ カプラー
８３ 高周波電源
８４ 対向電極
８５ ガス導入口
８６ ガス導入管
８７ エッチングガス供給部
８８ マスフローコントローラー
８９、９０ 排気口
９１ 排気管
９２ バルブ
９３ 真空ポンプ
DESCRIPTION OF
Claims (22)
前記微細凹凸パターンが備える複数の凹部の開口径及び深さの分布Ａ（±％）がいずれも下記式（１）を満たすことを特徴とする円筒形モールド。
式（１）
分布Ａ（±％）≦最大長α×β
（最大長αとは、前記基材の最大円周長及び面長のいずれか大きい値である。βは、０．０１≦β≦０．０２を満たす） A substantially cylindrical base material, and a fine concavo-convex pattern formed by dry etching on the outer peripheral surface of the base material,
A cylindrical mold characterized in that the opening diameters and depth distributions A (±%) of the plurality of concave portions provided in the fine concave-convex pattern satisfy the following formula (1).
Formula (1)
Distribution A (±%) ≦ maximum length α × β
(The maximum length α is a larger value of the maximum circumferential length and the surface length of the substrate. Β satisfies 0.01 ≦ β ≦ 0.02)
前記基材に高周波を印可させ、前記対向電極を接地して前記基材をエッチングして、請求項１記載の円筒形モールドを得ることを特徴とするドライエッチング装置。 A counter electrode disposed concentrically with a substantially cylindrical substrate disposed in a processing chamber and having a surface formed with a resist layer having a plurality of openings on the surface;
The dry etching apparatus according to claim 1, wherein a high frequency is applied to the base material, the counter electrode is grounded, and the base material is etched to obtain the cylindrical mold according to claim 1.
前記基材を接地し、前記放電電極と前記イオン引き出し電極との間に高周波電力を印可して前記処理室中に導入されたエッチングガスをプラズマ化し、前記イオン中性化電極でプラズマ中から前記イオン引き出し電極によって引き出されたイオンを中性化し、前記中性粒子スリットによって中性粒子を垂直成分のみに絞り込み、前記垂直成分の中性粒子を用いて前記基材をエッチングして、請求項１記載の円筒形モールドを得ることを特徴とするドライエッチング装置。 A discharge electrode, an ion extraction electrode, and an ion neutral are arranged in the processing chamber, facing a substantially cylindrical base material having a resist layer having a plurality of openings formed on the surface, in order from the base material. Electrode and neutral particle slit are provided,
The substrate is grounded, high-frequency power is applied between the discharge electrode and the ion extraction electrode, and the etching gas introduced into the processing chamber is turned into plasma, and the ion neutralization electrode is used to turn the plasma out of the plasma. The ions extracted by the ion extraction electrode are neutralized, the neutral particles are narrowed down to only a vertical component by the neutral particle slit, and the base material is etched using the neutral particles of the vertical component. A dry etching apparatus characterized in that the cylindrical mold as described above is obtained.
前記レジスト層を露光する露光工程と、
前記レジスト層を現像する現像工程と、
露光、現像後の前記レジスト層をマスクとして前記基材をドライエッチングするドライエッチング工程と、
前記レジスト層を除去して請求項１記載の円筒形モールドを得るレジスト除去工程と、
を具備することを特徴とする円筒形モールドの製造方法。 A resist forming step of forming a resist layer on the outer peripheral surface of the substrate;
An exposure step of exposing the resist layer;
A developing step of developing the resist layer;
A dry etching step of dry etching the substrate using the resist layer after exposure and development as a mask;
Removing the resist layer to obtain the cylindrical mold according to claim 1;
The manufacturing method of the cylindrical mold characterized by comprising.
The method for manufacturing a cylindrical mold according to claim 16, wherein the dry etching step is performed using neutral particles.
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