(57)【要約】      （修正有）【課題】寸法精度に優れたインプリントに用いられるモールドを製造できる製造方法を提供する。【解決手段】ドライエッチング装置を用いて石英製の基板１０をドライエッチングすることにより、インプリントに用いるモールドの製造方法において、基板１０に凹凸パターンを有したエッチングマスク２０を形成するマスク形成ステップと、エッチングマスク２０の側壁への保護膜３０の形成と基板１０のエッチングとを同時に行うエッチングステップとを含む。これにより、基板１０をエッチングすると共にエッチングマスク２０の側壁に保護膜３０が形成されるので、エッチングマスク２０の側壁の侵食が阻止される。【選択図】図２
2010030155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライエッチング装置を用いて石英製の基板をドライエッチングすることにより、インプリントに用いるモールドの製造方法において、
前記基板に凹凸パターンを有したエッチングマスクを形成するマスク形成ステップと、
前記エッチングマスクの側壁への保護膜の形成と前記基板のエッチングとを同時に行うエッチングステップとを含む、モールドの製造方法。
【請求項２】
前記エッチングステップは、前記保護膜の形成速度と前記基板のエッチング速度との関係を制御する、請求項１に記載のモールドの製造方法。
【請求項３】
前記エッチングステップは、前記ドライエッチング装置の真空チャンバー内に導入される、エッチングガスに含まれる酸素とフルオロカーボンとのＯ２／ＣＦ比率を制御することにより、前記保護膜の形成速度と前記基板のエッチング速度との関係を制御する、請求項１又は２に記載のモールドの製造方法。
【請求項４】
前記エッチングステップは、前記Ｏ２／ＣＦ比率を大きくすることにより、前記保護膜の形成速度に対する前記基板のエッチング速度の比率を低下させ、前記Ｏ２／ＣＦ比率を小さくすることにより、前記保護膜の形成速度に対する前記基板のエッチング速度の比率を上昇させる、請求項３に記載のモールドの製造方法。
【請求項５】
前記エッチングステップは、前記基板のバイアス電力を制御することにより、前記保護膜の形成速度と前記基板のエッチング速度との関係を制御する、請求項１乃至４の何れかに記載のモールドの製造方法。
【請求項６】
前記保護膜の形成速度と前記基板のエッチング速度との関係と、前記基板のバイアス電力とが対応付けられたマップを参照して、前記基板のバイアス電力を決定するバイアス電力決定ステップを含む、請求項１乃至５の何れかに記載のモールドの製造方法。
【請求項７】
前記保護膜の形成速度と前記基板のエッチング速度との関係と、前記フルオロカーボンの成分とが対応付けられたマップを参照し、前記フルオロカーボンの成分を決定するフルオロカーボン成分決定ステップを含む、請求項１乃至６の何れかに記載のモールドの製造方法。
【請求項８】
前記保護膜の形成速度と前記基板のエッチング速度との関係と、前記Ｏ２／ＣＦ比率とが対応付けられたマップを参照して、前記Ｏ２／ＣＦ比率を決定するガス比率決定ステップを含む、請求項１乃至７の何れかに記載のモールドの製造方法。
【請求項９】
前記Ｏ２／ＣＦ比率と前記基板のエッチング速度とが対応付けられたマップを参照し、前記決定されたＯ２／ＣＦ比率に対する前記基板のエッチング速度を決定するエッチング速度決定ステップを含む、請求項８に記載のモールドの製造方法。
【請求項１０】
前記決定されたエッチング速度と所望のエッチング深さとからエッチング時間を決定するエッチング時間決定ステップと、
前記決定されたエッチング速度と前記決定されたエッチング時間とから必要な前記エッチングマスクの厚さを決定するマスク厚決定ステップを含む、請求項９に記載のモールドの製造方法。
【請求項１１】
前記保護膜は、ＳｉＯ２成分を含む、請求項１乃至１０の何れかに記載のモールドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリントに用いられるモールドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被加工基板に流動性の樹脂を塗布して、凹凸パターンが形成されたモールドを樹脂に押し付けることにより、モールドの凹凸パターンを樹脂に転写するインプリント技術が知られている。インプリント用のモールドは、パターン転写時において、硬化した樹脂からモールドの離型を容易にする観点から、凹部の開口寸法が外側に向かって拡大していることが望ましい。
【０００３】
特許文献１には、被加工層内の凹みの側壁の傾斜を制御する技術について開示されている。特許文献２には、複合絶縁層に所望の傾斜角度を持つ開口を形成する技術について開示されている。これら技術により、インプリント用モールドを製造すれば、開口寸法が外側に向かって拡大した凹部を形成することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５２−０３２２７２号公報
【特許文献２】特公平６−２６２０５号公報
【特許文献３】特開２００２−１５４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２に開示されている技術では、エッチングマスクまで侵食される。このため、基板の表面上で凹部の開口寸法は、エッチングマスクの元の開口寸法よりも大きくなってしまう。従って、モールドの寸法精度が低下する。
【０００６】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、寸法精度に優れたインプリントに用いられるモールドを製造できる製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本明細書開示のモールドの製造方法は、基板に凹凸パターンを有したエッチングマスクを形成するマスク形成ステップと、エッチングマスクの側壁への保護膜の形成と基板のエッチングとを同時に行うエッチングステップとを含む。基板をエッチングすると共にエッチングマスクの側壁に保護膜がを積極的に形成するので、エッチングマスクの側壁の侵食が阻止される。
【発明の効果】
【０００８】
本明細書に開示されているモールドの製造方法によれば、寸法精度に優れたインプリントに用いられるモールドを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は、ナノインプリントに用いられるモールドを製造するためのドライエッチング装置１００の模式図である。エッチング装置１００は、真空チャンバー１１１を有し、低温、高密度プラズマによるエッチングが可能である。この真空チャンバー１１１は、ターボ分子ポンプなどの真空排気手段１１２を備えている。
【００１１】
真空チャンバー１１１は、下部の基板処理室１１３とその上部のプラズマ発生室１１４とを有している。基板処理室１１３内の底部中央には、基板載置部１０２が設けられている。基板載置部１０２は、加工対象である石英製の基板１０が載置される基板電極１２１と、絶縁体１２２と、支持台１２３とを有し、基板電極１２１と支持台１２３とは絶縁体１２２を介して設けられている。基板電極１２１は、ブロッキングコンデンサー１２４を介して第１高周波電源１２５に接続され、電位的に浮遊電極となって負のバイアス電位となる。
【００１２】
基板載置部１０２に対向してプラズマ発生室１１４上部に設けられた天板１３１は、プラズマ発生室１１４側壁に密封固定され、可変コンデンサー１３２を介して第２高周波電源１３３に接続されて、電位的に浮遊状態とされ対向電極を形成する。
【００１３】
天板１３１には、真空チャンバー１１１内にエッチングガスを導入するガス導入手段１０４のガス導入経路１４１が接続されている。ガス導入経路１４１は分岐し、それぞれガス流量制御手段１４２を介して希ガス用ガス源１４３及びフルオロカーボンガス用ガス源１４４に接続されている。
【００１４】
プラズマ発生室１１４は円筒形の誘電体側壁を備え、この側壁の外側には、磁場コイル１５１が設けられており、磁場コイル１５１によって、プラズマ発生室１１４内に環状磁気中性線（図示せず）が形成される。
【００１５】
磁場コイル１５１とプラズマ発生室１１４の側壁の外側との間には、プラズマ発生用の高周波アンテナコイル１５２が配置されている。高周波アンテナコイル１５２は、パラレルアンテナ構造のものであり、可変コンデンサー１３２と第２高周波電源１３３との間の給電路に設けられた分岐点３４に接続され、第２高周波電源１３３から電圧を印加できるよう。そして磁場コイル１５１によって磁気中性線が形成される場合には、形成された磁気中性線に沿って交番電場を加えてこの磁気中性線に放電プラズマを発生させる。
【００１６】
エッチング装置１００でエッチングを行なう際には、真空チャンバー１１１内に導入されたエッチングガスによって、プラズマ中のフッ素原子と反応しやすい有機膜からなるレジストマスクもエッチングされてしまう可能性がある。そこで、天板１３１の基板電極側の面にフッ素原子と反応しやすいシリコン単結晶からなるシリコンプレート１０６ａ、基板電極１２１にシリコンプレート１０６ｂがそれぞれ装着されている。このシリコンプレート１０６ａ、１０６ｂ表面のシリコン原子と真空チャンバー内に過剰に存在するフッ素原子とを反応させてＳｉＦ４を生成する。これにより、フッ素原子の一部を消費してレジストマスクのエッチングを抑制できる。生成されたＳｉＦ４は、エッチング装置１００外部へと排気される。
【００１７】
尚、基板１０は、シリコングリス４０を介してシリコンプレート１０６ｂ上に配置されている。シリコングリス４０は、基板１０をシリコンプレート１０６ｂ上に固定するためと、基板１０の放熱を助長するためである。また、第１高周波電源１２５の電力が、基板１０へのバイアス電力に相当する。
【００１８】
次に、エッチング装置１００を用いてナノインプリントに用いられるモールドの製造方法の概略について説明する。図２は、モールドの製造方法の概略的な説明図である。基板１０は、ＵＶナノインプリントに用いられるモールドの基材となる、石英製の基板である。図２Ａに示すように、基板１０の表面に、公知のフォトリソグラフィ法を用いてエッチングマスク２０を形成する。フォトリソグラフィ法に用いられる有機レジスト材としては、例えばＫｒＦレジスト材やＡｒＦレジスト材などが挙げられる。ここで、エッチングマスク２０のピッチ間Ａは、基板１０に形成される凹部の開口寸法に相当する。
【００１９】
次に、上記のエッチング装置１００によりドライエッチングを行う。ドライエッチングは、以下のように行う。真空チャンバー１１１内のシリコンプレート１０６ｂ上に基板１０を配置し、エッチングガス導入手段１０４からエッチングガスを導入する。そして第２高周波電源１３３からＲＦパワーを印加してプラズマ発生室１１４内にプラズマを発生させる。この際に、シリコンプレート１０６ａ、１０６ｂ表面のシリコン原子とフッ素原子とを反応させながら、基板１０をエッチングする。
【００２０】
エッチングガスとしては、フルオロカーボンガス（以下、ＣＦガスと称する）に、Ａｒ、Ｏ２ガスを添加したガスを用いる。ＣＦガスとしては、ＣＨＦ３、及びＣ４Ｆ８を用いる。この場合、Ａｒガスは、エッチングガス総流量基準で８０〜９５パーセントとなるようにガス流量制御手段１４２によって制御され、導入される。このエッチングガスを、プラズマ雰囲気中１．０Ｐａ以下の作動圧力下で、１００〜３００ｓｃｃｍ、真空チャンバー１１１内に導入してエッチングする。
【００２１】
上記の工程でエッチングを行なうと、シリコンプレート１０６ａ、１０６ｂ表面のシリコン原子とプラズマ中のフッ素原子とが反応してＳｉＦ４が形成される。ＳｉＦ４は、真空排気手段１１２により排気される。
【００２２】
また、ドライエッチングを行うと、図２Ｂ、Ｃ、Ｄに示すように、エッチングマスク２０から露出した基板１０の表面がエッチングされると同時にエッチングマスク２０の側壁に保護膜３０が積極的に形成される。保護膜３０は、エッチング時間の経過と共に厚みを増す。保護膜３０は、ＣＦポリマーやＳｉＯ２を含んでいる。保護膜３０にＳｉＯ２が含まれるのは、以下の理由が考えられる。真空チャンバー１１１内に導入されたＯ２ガスが、シリコンプレート１０６ａ、１０６ｂ表面のシリコン原子と反応してＳｉＯ２が形成される。そして、ＳｉＯ２がエッチングマスク２０の側壁に付着すると考えられる。即ち、シリコンプレート１０６ａ、１０６ｂは、プラズマ中のフッ素原子とが反応してＳｉＦ４を生成するのみならず、エッチングマスク２０の側壁への保護膜３０の生成にも貢献している。
【００２３】
ドライエッチングが終了すると、図２Ｅに示すように、保護膜３０は、上面がプラズマガスの作用により侵食して斜めに削られる。また、基板１０に形成された凹部の側壁はテーパ角度θを有する。ここで、エッチングマスク２０の側壁に形成された保護膜３０の側壁成膜速度をＤＳとし、基板１０のエッチング速度をＥＳとする。テーパ角度θと、側壁成膜速度をＤＳと、エッチング速度ＥＳとの間には、θ＝ａｒｃｔａｎ（ＥＳ／ＤＳ）が成立する。
【００２４】
次に、保護膜３０を、ＨＦＥ（ハイドロ・フルオロ・エーテル）等の溶剤と超音波洗浄で除去し、残存したエッチングマスク２０をレジスト剥離材や硫酸過水などのウェット剥離、又はアッシング等のドライ剥離により除去する。これにより、図２Ｆに示すように、基板１０に凹凸パターンが形成される。
【００２５】
次に、従来の技術で基板１０に凹凸パターンを形成する方法について説明する。図３は、従来の技術で基板１０に凹凸パターンを形成する説明図である。尚、この従来技術は、特開昭５２−０３２２７２号公報に開示されている技術である。図３Ａに示すように、基板１０の上面にエッチングマスク２０を形成し、基板１０の下面には保護層５０を形成する。基板１０と保護層５０とは略同様のパターンである。次に、図３Ｂに示すように、基板１０を下面から冷却する。保護層５０で覆われた基板１０の部分周辺は冷却されにくく、保護層５０から露出している基板１０の周辺部分は、冷却されやすい。このため、基板１０の内部で温度分布が発生する。この状態でドライエッチングを行うと、基板１０の内部に発生した温度分布によって、保護層５０で覆われた周辺部分は、エッチングされにくくなる。従って、基板１０に開口寸法が外側に向かって拡大するような凹部を形成される。
【００２６】
ここで、図３Ａに示すように、当初のエッチングマスク２０のピッチ間Ａよりも、図３Ｃに示したエッチング後のピッチ間Ａ´の方が大きい。これは、プラズマガスの作用によってエッチングマスク２０まで侵食され、それに伴ってエッチングマスク２０で覆われていた部分までもがエッチングされてしまうからである。このように、従来の技術では凹部の開口寸法を精度よく形成することができなかった。
【００２７】
しかしながら、本実施例に係る製造方法のように、ドライエッチング時にエッチングマスク２０の側壁に保護膜３０が形成されるので、プラズマガスの作用によるエッチングマスク２０の侵食を防止できる。従って、基板１０に形成されたエッチングマスク２０のピッチ間Ａが、基板１０の凹部の開口寸法Ａとなる。詳細には、ピッチ間Ａが、基板１０の最外面での凹部の開口寸法Ａとなる。このように基板１０に凹部の寸法を精度よく形成することができる。
【００２８】
また、例えば保護膜３０の形成するための工程と、基板１０の表面のエッチングするための工程とを個別に行うと、長時間の作業を必要とし作業性が悪化するおそれがある。しかしながら、本実施例に係る製造方法のように、基板１０の表面のエッチングと同時に保護膜３０が形成されるので、短時間で基板１０に凹部を形成でき、作業性に優れている。
【００２９】
次に、ドライエッチング時に形成される保護膜３０について詳細に説明する。
以下の条件でエッチングを行った場合の保護膜３０について説明する。
【００３０】
作動圧力：０．６７Ｐａ
エッチングガスの総流量：２３０ｓｃｃｍ
Ａｒガスの流量：１８０〜２１０ｓｃｃｍ
Ｏ２ガスの流量：０〜３０ｓｃｃｍ
Ｃ４Ｆ８ガスの流量：５ｓｃｃｍ
ＣＨＦ３ガスの流量：１５ｓｃｃｍ
第２高周波電源：２３００ｗ
第１高周波電源：０ｗ
シリコン天板側の可変コンデンサー：３００ｐＦ
【００３１】
図４は、保護膜３０の説明図である。図４Ａに示すように、エッチングマスク２０の厚みを１５μｍ、エッチングマスク２０のピッチ間を２０μｍの場合に、上記条件下でエッチングする。エッチングすると、図４Ｂに示すように基板１０はエッチングマスク２０と共に保護膜３０で覆われる。この理由は、第１高周波電源１２５の電圧が０ｗに設定されているからである。これにより、イオンが基板１０へ引き込まれないからである。尚、図４Ｂに示すように、エッチングマスク２０の側壁に形成された保護膜３０の厚みをＴ１とする。基板１０の上面に形成された保護膜３０の厚みをＴ２とする。エッチングマスク２０上面に形成された保護膜３０の厚みをＴ３とする。
【００３２】
次に、上記条件下でエッチングした場合での保護膜３０の成膜速度について説明する。図５は、Ｏ２ガスとＣＦガスとの比と、保護膜３０の成膜速度との関係を示したグラフである。横軸はＯ２ガスとＣＦガスとの比（以下、Ｏ２／ＣＦとして表す）であり、縦軸は保護膜３０の成膜速度（ｎｍ／分）である。Ｏ２／ＣＦの変更は、Ｏ２ガスの流量を変更することにより行った。図５に示すように、Ｏ２ガスの流量が増えるに従って、厚みＴ１、Ｔ２での成膜速度が上昇する。一方、厚みＴ３での成膜速度はほぼ一定となる。このように、Ｏ２／ＣＦを制御することにより、保護膜３０の成膜速度を制御できる。
【００３３】
次に、上記条件下で保護膜３０を形成した際の保護膜３０の成分について説明する。図６は、保護膜３０の成分分析の結果を示したグラフである。成分分析は、ＸＰＳ分析（Ｘ線光電子分光分析）により行った。図６Ａ乃至図６Ｄの各図の横軸は、結合エネルギー（ｅＶ）を示しており、縦軸は、光電子の強度を示している。
【００３４】
図６Ａ乃至図６Ｄは、それぞれ、Ｃ１ｓスペクトル、Ｓｉ２ｐスペクトル、Ｏ１ｓスペクトル、Ｆ１ｓスペクトルにより行ったＸＰＳ分析の結果を示している。また、図６中においては、実線はＯ２／ＣＦ＝１．５の場合、破線はＯ２／ＣＦ＝０．５の場合、点線はＯ２／ＣＦ＝０の場合として示している。図６Ｄは、保護膜３０に含まれる‐Ｃ‐Ｆ‐は、Ｏ２／ＣＦ＝０、０．５の場合には多いが、Ｏ２／ＣＦ＝１．５の場合には減少することを示している。一方、図６Ｂ、図６Ｃは、保護膜３０に含まれる‐Ｓｉ‐Ｏ‐は、Ｏ２／ＣＦ＝０、０．５の場合には少ないが、Ｏ２／ＣＦ＝１．５の場合には増大していることを示している。従って、Ｏ２／ＣＦが大きいほど、保護膜３０には多くのＳｉＯ２が含まれることになる。
【００３５】
次に、以下の条件でエッチングを行った場合での基板１０の凹部のテーパ角度θについて説明する。
【００３６】
作動圧力：０．６７Ｐａ
エッチングガスの総流量：２３０ｓｃｃｍ
Ａｒガスの流量：１９０〜２１０ｓｃｃｍ
Ｏ２ガスの流量：０〜２０ｓｃｃｍ
Ｃ４Ｆ８ガスの流量：５ｓｃｃｍ
ＣＨＦ３ガスの流量：１５ｓｃｃｍ
第２高周波電源：２３００ｗ
第１高周波電源：６００ｗ
シリコン天板側の可変コンデンサー：３００ｐＦ
【００３７】
図７は、エッチング後での基板１０の凹部周辺の拡大断面図である。図７Ａは、Ｏ２／ＣＦ＝０．５での場合を示している。図７Ａに示すように、基板１０の凹部のテーパ角度θ＝８５．１４°が得られた。図７Ｂは、Ｏ２／ＣＦ＝１．０での場合を示している。図７Ｂに示すように、テーパ角度θ＝７４．３３°が得られた。
【００３８】
図８は、上記条件下での、石英エッチング速度ＥＳ（ｎｍ／ｓ）と、側壁成膜速度ＤＳ（ｎｍ／ｓ）と、テーパ角度θ（°）と、Ｏ２／ＣＦとの関係を示したグラフである。上記の実験結果をプロットしたものである。Ｏ２／ＣＦが０．０から１．０にかけては、Ｏ２／ＣＦが大きくなるほど、石英エッチング速度ＥＳは遅くなり、側壁成膜速度ＤＳ（ｎｍ／ｓ）は緩やかに上昇する。石英エッチング速度ＥＳが遅いほど、又は側壁成膜速度ＤＳが速いほど、テーパ角度θは緩やかになる。従って、Ｏ２／ＣＦを制御することにより、保護膜３０の側壁成膜速度ＤＳとエッチング速度ＥＳとを制御することができる。テーパ角度θは、側壁成膜速度ＤＳとエッチング速度ＥＳとの関係により定まるので、Ｏ２／ＣＦを制御することにより、テーパ角度θを制御することができる。
【００３９】
次に、第１高周波電源１２５の電力とテーパ角度θとの関係について説明する。図９は、上記条件下でのテーパ角度θとＯ２／ＣＦとの関係を示したグラフである。図９には、それぞれ計算値と実測値を示している。図９Ａは、上記条件下で第１高周波電源１２５の電力を６００ｗに設定した場合でのテーパ角度θとＯ２／ＣＦとの関係を示したグラフである。尚、計算値は、Ｏ２／ＣＦを変更した場合での、石英エッチング速度ＥＳ（ｎｍ／ｓ）と、側壁成膜速度ＤＳ（ｎｍ／ｓ）との関係から算出している。即ち、θ＝ａｒｃｔａｎ（ＥＳ／ＤＳ）により算出している。実測値は、Ｏ２／ＣＦ＝０、０．５、１．０の場合についてプロットしてある。
【００４０】
図９Ａに示すように、Ｏ２／ＣＦ＝０．５でのテーパ角度θの実測値は８４．２４°であった。Ｏ２／ＣＦ＝１．０でのテーパ角度θの実測値は７６．０３°であった。
【００４１】
図９Ｂは、上記条件下で第１高周波電源１２５の電力を４５０ｗに設定した場合でのテーパ角度θとＯ２／ＣＦとの関係を示したグラフである。第１高周波電源１２５の電力を４５０ｗに設定した場合、Ｏ２／ＣＦ＝０．５でのテーパ角度θの実測値は８５．６２°であった。Ｏ２／ＣＦ＝１．０でのテーパ角度θの実測値は６９．２８°であった。
【００４２】
図９Ｃは、上記条件下で第１高周波電源１２５の電力を３００ｗに設定した場合でのテーパ角度θとＯ２／ＣＦとの関係を示したグラフである。第１高周波電源１２５の電力を３００ｗに設定した場合、Ｏ２／ＣＦ＝０．５でのテーパ角度θの実測値は８３．６１°であった。Ｏ２／ＣＦ＝１．０でのテーパ角度θの実測値は６５．４１°であった。
【００４３】
Ｏ２／ＣＦ＝１．０の場合においては、図９Ａ乃至図９Ｃに示すように、第１高周波電源１２５の電力が小さくなるほど、テーパ角度θは緩やかになる。第１高周波電源１２５の電力が小さくなるほど、エッチング速度ＥＳが遅くなるからと考えられる。即ち、基板１０へのバイアス電力を制御することにより、保護膜３０の成膜速度とエッチング速度ＥＳとの関係を制御することができる。
【００４４】
次に、以下の条件でエッチングを行った場合での保護膜３０の成膜速度について説明する。上述した条件と異なり、フルオロカーボンの成分として、ＣＦ４ガスとＣＨＦ３ガスとを採用している。
【００４５】
作動圧力：０．４Ｐａ
エッチングガスの総流量：１３３．３ｓｃｃｍ
Ａｒガスの流量：９８．３〜１１０．８ｓｃｃｍ
Ｏ２ガスの流量：２．５〜１５ｓｃｃｍ
ＣＦ４ガスの流量：１０ｓｃｃｍ
ＣＨＦ３ガスの流量：１０ｓｃｃｍ
第２高周波電源：１０００ｗ
第１高周波電源：１００ｗ
シリコン天板側の可変コンデンサー：３００ｐＦ
【００４６】
図１０は、Ｏ２ガスとＣＦガスとの比と、保護膜３０の成膜速度（μｍ／分）との関係を示したグラフである。図１０に示すように、Ｏ２／ＣＦが約０．１２５から大きくなるにつれて、保護膜３０の成膜速度が上昇する。詳細には、Ｏ２／ＣＦが約０．２から約０．５までの間で保護膜３０の成膜速度が急上昇する。Ｏ２／ＣＦが約０．５以上になると、保護膜３０の成膜速度は緩やかに上昇する。
【００４７】
図１１は、上記条件下での、石英エッチング速度ＥＳ（ｎｍ／ｓ）と、側壁成膜速度ＤＳ（ｎｍ／ｓ）と、テーパ角度θ（°）と、Ｏ２／ＣＦとの関係を示したグラフである。図８の場合と比較し、エッチング速度ＥＳが遅くなり、側壁成膜速度ＤＳも遅くなる。また、テーパ角度θについては小さくなる。これは、図８の場合と比較し、側壁成膜速度ＤＳに対するエッチング速度ＥＳが遅くなっているからである。
【００４８】
図１２は、第１高周波電源１２５の電力とテーパ角度θとの関係について説明する。図１２には、それぞれ計算値と実測値を示している。図１２Ａは、上記条件下で第１高周波電源１２５の電力を２００ｗに設定した場合でのテーパ角度θとＯ２／ＣＦとの関係を示したグラフである。実測値は、Ｏ２／ＣＦ＝０．１２５、０．３７５の場合についてプロットしてある。
【００４９】
図１２Ａに示すように、Ｏ２／ＣＦ＝０．１２５でのテーパ角度θの実測値は８５．２４°であった。Ｏ２／ＣＦ＝０．３７５でのテーパ角度θの実測値は７５．８８°であった。
【００５０】
図１２Ｂは、上記条件下で第１高周波電源１２５の電力を１００ｗに設定した場合でのテーパ角度θとＯ２／ＣＦとの関係を示したグラフである。第１高周波電源１２５の電力を１００ｗに設定した場合、Ｏ２／ＣＦ＝０．１２５でのテーパ角度θの実測値は８６．４６°であった。Ｏ２／ＣＦ＝０．３７５でのテーパ角度θの実測値は８０．３５°であった。
【００５１】
次に、基板１０に所望のテーパ角度を有した凹部を形成する方法について説明する。テーパ角度を８０°、深さを１０μｍの凹部を基板１０に形成する場合を想定する。尚、テーパ角度は、石英エッチング速度ＥＳと側壁成膜速度との関係で定まる。また、深さは、石英エッチング速度ＥＳにより定まる。
【００５２】
図１３は、モールドの製造方法のフローチャートである。まず、所定のマップに基づいて、所望のテーパ角度、深さに対応する、第１高周波電源１２５の電力とフルオロカーボンの成分とを決定する（ステップＳ１）。所定のマップとは、凹部のテーパ角度、深さと、第１高周波電源１２５の電力、フルオロカーボンの成分とが対応付けられたマップである。図１４は、凹部のテーパ角度、深さと、第１高周波電源１２５の電力とフルオロカーボンの成分とに対応したマップである。尚、このマップは予め実験などにより算出しておく必要がある。ステップＳ１は、バイアス電力決定ステップ、フルオロカーボン成分決定ステップに相当する。
【００５３】
図１４に示すように、凹部のテーパ角度θが８６°〜７５°の場合と、８０°〜７０°の場合とで条件が異なる。また、凹部の深さが、１０μｍ以上の場合と、１０μｍ未満の場合とで条件が異なる。テーパ角度θが８６°〜７５°であって、深さが１０μｍ以上の場合（条件１）には、フルオロカーボンとして、ＣＨＦ３＋Ｃ４Ｆ８を採用し、第１高周波電源１２５の電力として、６００ｗを採用する。テーパ角度θが８０°〜７０°であって、深さが１０μｍ以上の場合（条件２）には、フルオロカーボンとして、ＣＨＦ３＋Ｃ４Ｆ８を採用し、第１高周波電源１２５の電力として、３００ｗを採用する。テーパ角度θが８６°〜７５°であって、深さが１０μｍ未満の場合（条件３）には、フルオロカーボンとして、ＣＨＦ３＋ＣＦ４を採用し、第１高周波電源１２５の電力として、２００ｗを採用する。テーパ角度θが８０°〜７０°であって、深さが１０μｍ未満の場合には、フルオロカーボンとして、ＣＨＦ３＋ＣＦ４を採用し、第１高周波電源１２５の電力として、１００ｗを採用する。
【００５４】
テーパ角度を８０°、深さを１０μｍの凹部を形成する場合、条件２を採用する。次に、テーパ角度とＯ２／ＣＦ比率とが対応付けられたマップを参照して、Ｏ２／ＣＦ比率を決定する（ステップＳ２）。図１５は、所望のテーパ角度を有した凹部を基板１０に形成する場合の説明図であり、図１５Ａは、テーパ角度θとＯ２／ＣＦとの関係を示したマップである。θ＝８０°の場合には、図１５Ａに基づいてＯ２／ＣＦ＝０．７と算出できる。尚、ステップＳ２は、ガス比率決定ステップに相当する。
【００５５】
次に、Ｏ２／ＣＦと基板１０のエッチング速度とが対応付けられたマップを参照し、ステップＳ２で決定されたＯ２／ＣＦに対する基板１０のエッチング速度を決定する（ステップＳ３）。図１５Ｂは、石英エッチング速度ＥＳとＯ２／ＣＦとの関係を示したマップである。Ｏ２／ＣＦ＝０．７と場合には、図１５Ｂに基づいて石英エッチング速度ＥＳ＝３００と算出できる。ステップＳ３は、エッチング速度決定ステップに相当する。
【００５６】
次に、決定されたエッチング速度ＥＳと所望のエッチング深さとからエッチング時間を決定する（ステップＳ４）。基板１０に深さ１０μｍの凹部を形成するために必要なエッチング時間は、１００００／３００＝３３．３３≒３３分２０秒と算出することができる。ステップＳ４は、エッチング時間決定ステップに相当する。
【００５７】
次に、決定されたエッチング速度ＥＳと決定されたエッチング時間とから必要なエッチングマスク２０の厚さを決定する（ステップＳ５）。図１５Ｃは、Ｏ２／ＣＦとエッチングマスク２０のエッチング速度との関係を示したマップである。Ｏ２／ＣＦ＝０．７の場合には、図１５Ｃに基づいてマスクエッチング速度＝７０ｎｍ／分と算出できる。上記で算出したエッチング時間は、３３分２０秒であるから、このエッチング時間に耐えうるエッチングマスク２０の厚さは、７０×３３．３３＝２３３３ｎｍと算出できる。従って、エッチングマスク２０の厚みは２．３３３μｍ以上必要であるということがわかる。ステップＳ５は、マスク厚決定ステップに掃討相当する。
【００５８】
次に、基板１０の表面上にマスクパターンを形成し（ステップＳ６）、エッチングを実行する（ステップＳ７）。その後、保護膜３０、残存したエッチングマスク２０を除去する（ステップＳ８）。
【００５９】
尚、図１５に示した各マップは、所定の条件下で予め実験などにより算出しておく必要がある。また、図１５に示したマップは、上述した条件毎に予め算出しておく必要がある。
【００６０】
以上のように、所望のテーパ角度に対するＯ２／ＣＦを算出し、算出されたＯ２／ＣＦに基づいて、石英エッチング速度ＥＳ、マスクエッチング速度を算出する。これにより、必要なエッチング時間とエッチングマスク２０の厚みを算出でき、所望のテーパ角度を有した凹部を基板１０に形成できる。このように、寸法精度に優れたモールドを製造できる。
【００６１】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】ナノインプリントに用いられるモールドを製造するためのドライエッチング装置の模式図である。
【図２】モールドの製造方法の概略的な説明図である。
【図３】従来の技術で基板に凹凸パターンを形成する説明図である。
【図４】保護膜の説明図である。
【図５】Ｏ２ガスとＣＦガスとの比と、保護膜の成膜速度との関係を示したグラフである。
【図６】保護膜の成分分析の結果を示したグラフである。
【図７】エッチング後での基板の凹部周辺の拡大断面図である。
【図８】石英エッチング速度と、側壁成膜速度と、テーパ角度と、Ｏ２ガスとＣＦガスとの比との関係を示したグラフである。
【図９】Ｏ２ガスとＣＦガスとの比とテーパ角度θとの関係を示したグラフである。
【図１０】Ｏ２ガスとＣＦガスとの比と、保護膜の成膜速度との関係を示したグラフである。
【図１１】石英エッチング速度と、側壁成膜速度と、テーパ角度と、Ｏ２ガスとＣＦガスとの比との関係を示したグラフである。
【図１２】第１高周波電源の電力とテーパ角度との関係について説明する。
【図１３】モールドの製造方法のフローチャートである。
【図１４】凹部のテーパ角度、深さと、第１高周波電源の電力とフルオロカーボンの成分とに対応したマップである。
【図１５】所望のテーパ角度を有した凹部を基板に形成する場合の説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  基板
２０  エッチングマスク
３０  保護膜
１００  エッチング装置
１０６ａ、１０６ｂ  シリコンプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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