(57)【要約】【課題】  非晶質炭素材料によって形成される凹凸パターン層と基材との密着性を向上させる。【解決手段】  一実施形態に係る構造体は、導電体又は半導体よりなる基材と、基材上に形成されＳｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、及び、Ｗの内少なくとも１つの元素を含有する非晶質炭素材料によって形成された中間層と、中間層上に炭素、又は、炭素と水素からなる非晶質炭素材料によって形成され凹凸パターンを有するパターン層とを備え、印刷版、転写用金型や鋳型等の多様な用途に用いられる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に凹凸パターンを有する構造体であって、
導電体又は半導体によって形成された基材と、
前記基材上に非晶質炭素材料を用いて形成され、前記凹凸パターンを構成する凸部と凹部とを有するパターン層と、
を備える構造体。
【請求項２】
前記パターン層は、前記凸部の前記基材に対して垂直方向の面が、物理的な切断及び他の相手材との接触を伴うことなく形成されている請求項１記載の構造体。
【請求項３】
前記凹部は底面方向にテーパ形状を有する請求項１又は２記載の構造体。
【請求項４】
前記パターン層は、前記基材上に非晶質炭素膜を形成すると共に当該非晶質炭素膜上に前記凹凸パターンに対応するマスキングパターンを形成し、当該非晶質炭素膜に対して当該基材に所定の電圧を印加した状態で酸素を含むエッチィングガスを用いたプラズマドライエッチィングを行うことにより、前記凸部と前記テーパ形状を有する凹部とが形成されてなる請求項３記載の構造体。
【請求項５】
前記基材と前記パターン層との間に、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、及び、Ｗの内少なくとも１つの元素を含有する非晶質炭素材料を用いて形成された中間層を備える請求項１ないし４いずれか記載の構造体。
【請求項６】
前記パターン層は、前記凹部の底面において当該パターン層の下層が露出している請求項１ないし５いずれか記載の構造体。
【請求項７】
前記パターン層は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、及び、Ｗの内少なくとも１つの元素を含有する非晶質炭素材料を用いて形成される請求項１ないし６いずれか記載の構造体。
【請求項８】
前記パターン層は、非晶質炭素材料を用いて形成された第１の層と、当該第１の層上に形成されＳｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、及び、Ｗの内少なくとも１つの元素を含有する非晶質炭素材料を用いて形成された第２の層とにより形成される請求項１ないし６いずれか記載の構造体。
【請求項９】
前記基材は、板状又は円筒状の基材を含む請求項１ないし８いずれか記載の構造体。
【請求項１０】
前記基材は、板状の基材であり、前記パターン層側の反対側の面の少なくとも一部に非晶質炭素膜が形成されている請求項９記載の構造体。
【請求項１１】
請求項１ないし１０いずれか記載の構造体を備え、グラビア印刷、凹版印刷、及び、凸版印刷の何れかに用いられる印刷版。
【請求項１２】
請求項１ないし１０いずれか記載の構造体を備える金型。
【請求項１３】
表面に凹凸パターンを有する構造体の製造方法であって、
（ａ）導電体又は半導体によって形成された基材を準備する工程と、
（ｂ）前記基材上に非晶質炭素膜を形成する工程と、
（ｃ）前記非晶質炭素膜上に前記凹凸パターンに対応するマスキングパターンを形成する工程と、
（ｄ）前記非晶質炭素膜に対して前記基材に所定の電圧を印加した状態で酸素を含むエッチィングガスを用いたプラズマドライエッチィングを行うことにより、前記凹凸パターンを構成する凸部とテーパ形状を有する凹部とを形成する工程と、
を備える構造体の製造方法。
【請求項１４】
（ｅ）前記凹凸パターンを構成する凸部とテーパ形状を有する凹部とを形成後、前記マスキングパターンを除去する工程を備える請求項１３記載の構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体及びその製造方法に関し、詳しくは、表面に凹凸パターンを有する構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種の構造体として、ＳｉやＳｉＯ2基板をプラズマドライエッチィングで造形したナノインプリント金型が広く普及し始めている。こうした金型においては、例えば、Ｓｉ基板上にＳｉＯ2絶縁膜を形成した後、このＳｉＯ2絶縁膜をフッ素系ガス（ＣＨＦ3等）等をプラズマ化してドライエッチィングすることにより凹凸パターンを形成している。このように形成された凹凸パターンを有する型は、凹凸パターンを転写材に転写するための金型や、鋳造用の鋳型などの用途に用いられる。
【０００３】
こうした金型として、非晶質炭素材料を用いたナノインプリント用の金型も提案されている（例えば、特許文献１参照）。この金型では、Ａｌ2Ｏ3基板上に非晶質炭素材料からなる被エッチィング層を形成し、この被エッチィング層上に形成した薄膜パターンをマスクとして酸素ガスを用いたドライエッチィングを行うことにより、複数のナノ凸パターンを有する成型転写面が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３４６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、こうした金型は、基材が絶縁性の金属酸化物（Ａｌ2Ｏ3）であることに起因する問題が生じ得る。Ｓｉや金属元素などを含有せず、炭素、又は、水素と炭素からなる通常の非晶質炭素膜は、酸素によるドライプラズマエッチィングを行い易いが、反面、内部応力が大きく、とりわけ絶縁性の金属酸化物との良好な密着性を得ることが難しいことで知られている。例えば、高アスペクト比の凹凸を有する金型が必要とされ、基材上に厚膜（例えば２〜３μｍ以上）で通常の非晶質炭素膜を形成する場合には、非晶質炭素膜の圧縮残留応力及び基材への密着不足、プラズマプロセスにおける加熱と冷却のヒートサイクル等の影響で、この非晶質炭素膜が基材から容易に剥離してしまう恐れがある。  
【０００６】
本発明の様々な実施形態は、非晶質炭素材料によって形成される凹凸パターン層と基材との密着性を向上させることを目的の一つとする。本発明の様々な実施形態の他の目的は、本明細書全体を参照することにより明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る構造体は、表面に凹凸パターンを有する構造体であって、導電体又は半導体によって形成された基材と、前記基材上に非晶質炭素材料を用いて形成され、前記凹凸パターンを構成する凸部と凹部とを有するパターン層と、を備える。
【０００８】
こうした本発明の一実施形態に係る構造体において、前記凹部は底面方向にテーパ形状を有するものとすることもできる。この態様の本発明の一実施形態に係る構造体において、前記パターン層は、前記基材上に非晶質炭素膜を形成すると共に当該非晶質炭素膜上に前記凹凸パターンに対応するマスキングパターンを形成し、当該非晶質炭素膜に対して当該基材に所定の電圧を印加した状態で酸素を含むエッチィングガスを用いたプラズマドライエッチィングを行うことにより、前記凸部と前記テーパ形状を有する凹部とが形成されてなる態様とすることもできる。
【０００９】
こうした本発明の一実施形態に係る構造体において、前記基材と前記パターン層との間に、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、及び、Ｗの内少なくとも１つの元素を含有する非晶質炭素材料を用いて形成された中間層を備える態様とすることもできる。
【００１０】
本発明の一実施形態に係る構造体の製造方法は、表面に凹凸パターンを有する構造体の製造方法であって、導電体又は半導体によって形成された基材を準備する工程と、前記基材上に非晶質炭素膜を形成する工程と、前記非晶質炭素膜上に前記凹凸パターンに対応するマスキングパターンを形成する工程と、前記非晶質炭素膜に対して前記基材に所定の電圧を印加した状態で酸素を含むエッチィングガスを用いたプラズマドライエッチィングを行うことにより、前記凹凸パターンを構成する凸部とテーパ形状を有する凹部とを形成する工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の様々な実施形態によって、非晶質炭素材料によって形成される凹凸パターン層と基材との密着性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る構造体の断面を模式的に表す模式図。
【図２】本発明の一実施形態に係る構造体の製造方法を説明する説明図。
【図３】非晶質炭素膜による凹凸パターンを形成した実施例１の基材の写真。
【図４】実施例１の非晶質炭素膜による凹凸パターンのプロファイル測定結果。
【図５】実施例２の非晶質炭素膜による凹凸パターンのプロファイル測定結果。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の様々な実施形態について添付図面を参照して説明する。これらの図面において、同一又は類似の構成要素には同一又は類似の参照符号を付し、その同一又は類似の構成要素についての詳細な説明は適宜省略する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る構造体１０の断面を模式的に表す模式図である。一実施形態における構造体１０は、図示するように、基材１２と、基材１２上に形成され後述するＳｉ、及び／又は金属元素を含有する非晶質炭素膜からなる中間層１４と、中間層１４上に炭素、又は、炭素と水素からなる非晶質炭素膜によって形成され凹凸パターンを有するパターン層１６とを備え、印刷版、転写用金型や鋳型等の多様な用途に用いられる。なお、図１は、本発明の一実施形態に係る構造体１０の構成を模式的に表すものであり、その寸法は必ずしも正確に図示されていない点に留意されたい。
【００１５】
一実施形態における基材１２は、導電体又は半導体よりなる基材で形成される。導電体の基材としては、例えば、鉄、アルミニウム、チタニウム、タングステン、ニッケル、スズ、銅、金、銀、白金等の金属、又は、チタニウム合金、銅合金、アルミニウム合金、ステンレス合金、タングステン合金、インコネル、インバー、Ｎｉ−Ｃｏ等の様々な合金、又は、炭素繊維、グラフェン、ＣＮＴ、グラファイト等の炭素素材、等を挙げることができるがこれらに限定されない。半導体の基材としては、ＩＶ属半導体と言われるＳｉ、Ｇｅ、各種化合物半導体等を挙げることができるがこれらに限定されない。また上述した様々な材料の複合材料又は積層材料等とすることもできる。また、基材１２は、板状の部材であってもよいし、円筒状の部材等、３次元的な立体構造物であってもよい。さらに基材１２は電鋳法などで形成されたものであっても良い。このように、基材１２を導電体又は半導体よりなる基材で形成することにより、一実施形態における構造体１０の製造に用いる様々なプラズマプロセスにおいて、基材１２に直接電圧を印加することが可能となる。
【００１６】
なお、一実施形態における基材１２は金属等の導電体又は半導体よりなるが、基材に直接、必要な電圧を印加できれば良いから、基材１２の表層に、他の導電性の薄膜を形成することも可能である。例えば、金属等と比較して導電性の悪いＳｉ基板上にＡｇなど導電性の高い膜を形成する場合などである。さらに、例えば、絶縁物であるガラス基板やセラミクス基板等にＩＴＯ導電膜やＴｉ蒸着膜、Ｃｒ蒸着膜、Ｗ蒸着膜、Ａｕ蒸着膜、Ａｇロウ付け膜、さらには無電解Ｎｉメッキ被膜、無電解Ｃｕメッキ被膜、無電解Ａｕメッキ被膜等の各種湿式メッキ法による被膜又はこれらの複合メッキ被膜などの導電性膜を形成し、このＩＴＯ膜やＴｉ蒸着膜、Ｃｒ蒸着膜、Ｗ蒸着膜、Ａｕ膜、Ａｇ膜等の導電膜を一実施形態における基材１２として形成することも可能である。同様に、ゴムや樹脂等のクッション性の良い基材の表層に、ＣｕやＴｉ、Ｃｒなどの導電性金属薄膜を形成し、この導電性金属薄膜を一実施形態における基材１２として形成することも可能である。さらには前述した電圧の印加やプラズマ電界の形成、プラズマの安定生成を妨げない範囲で基材１２の表層に絶縁皮膜を薄膜で形成することも可能である。例えば、後述する中間層１４を構成する非晶質炭素膜の炭素が基材１２に拡散することを防止するための拡散防止層や硬度の傾斜中間層として、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＡｌＮ、ＴｉＡｌＮなどのセラミクス皮膜や、ＳｉＯｘ、ＴｉＯｘなどの薄膜を基材１２の表層に形成する場合、さらには、構造体１０が使用される際、構造体１０が外部と接触する際の衝撃緩和（ダンパー）層として、ゴムや樹脂など比較的柔らかくクッション性のある層を基材１２上に薄膜で形成する場合などである。
【００１７】
一実施形態における基材１２を金属等からなる導電体とすることにより、硬い非晶質炭素膜より成るパターン層を有する構造体１０に対して、金属延性やじん性を付与することが可能となり、基材１２がガラスや金属酸化物など硬く、脆く、延伸性に乏しい材質より成る場合と比較して、構造体１０の耐久性を向上させることができる。さらには、非晶質炭素膜自体の導電性が低いため、一実施形態における基材１２を金属等からなる導電体とすることにより、構造体１０に発生する静電気をより効率的に除電することが可能となり、構造体１０に蓄積された静電気による構造体１０への被成型物の貼りつきや、被成型物の破壊等を防止することが可能となる。この静電気の除電は、一例として、グラビア印刷版など、インクかき取り用の樹脂製のドクターブレード等と構造体１０が、摩擦、摺動を繰り返す用途、用法などにおいて非常に重要な機能となる。
【００１８】
例えば、通常のＳｉ基板などに凹凸パターンを形成するためにプラズマドライエッチィングを行う場合、エッチィング力の大きいＲＦ電源によるスパッタリング方式が必要となり、直流方式によるプラズマエッチィング法が使用されることは一般的でない。また、基材１２がＡｌ2Ｏ3のような絶縁物である場合、直流プラズマＣＶＤ法におけるプラズマ発生源となる電界を、この絶縁基材に電圧を印加して形成することができない。さらに、金型等を構成する基材１２は、一定の構造強度や剛性を得るための最低限の厚さを有する必要がある。仮に基材１２が薄い絶縁物基材から成り、この基材の裏面に導電性の補助電極などを張り合わせた場合は、この補助電極に電圧を印加することで補助電極と反対側の絶縁基材の表層に弱い電界を形成しプラズマを生成することも不可能ではないが、この場合、絶縁性の基材１２が一定の構造強度や剛性を得ることが困難となる場合がある。さらに絶縁性の基材１２の構造強度や剛性を得るために基材１２の厚さを厚くした場合、基材１２の表層に電界を形成しプラズマを生成すること自体が困難となり、さらに絶縁性の基材１２が電気的なチャージアップを引き起こし易く、激しいプラズマ異常放電（アーキングなど）で、基材の表層に穴が開く等の基材損傷が発生し易いとともに、低い電圧の印加時点から始まる異常放電により、所定の必要電圧の印加が不可能になり、成膜装置の電源回路にも大きな負担が発生するなど様々な問題が発生し得る。
本発明の一実施形態において、基材１２を導電体や半導体とし、構造体１０のパターン層１６の被エッチィング層を炭素、又は、水素と炭素からなる非晶質炭素膜とし、且つ、酸素ガスを含むエッチィングガスにてプラズマエッチィングを行うことにより、基材１２の構造強度や剛性を得るため、その他用途に応じた最適な基材１２の厚さを任意に選択する場合においても、さらには、基材１２の構造強度を得るためのリブの挿入など、部分的に基材を厚くした基材１２を用いる場合においても、基材１２自体に直接マイナスの電圧を印加しその周囲にプラズマ電界を形成するような公知のセルフバイアス式のプラズマＣＶＤプロセスにおいてパターン層１６を基材１２に形成することができるようになる。そして、こうしたセルフバイアス式のプラズマＣＶＤプロセス、特に、セルフバイアス式のプラズマＣＶＤ法にてエッチィングを行うことにより、非晶質炭素膜の凹凸パターンにおいてテーパ形状の凹部を形成することができ、中間密着層として使用されるＳｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、及びＷの内少なくとも１つの元素を含有する非晶質炭素膜を、同時にエッチィングストッパ層として活用する等のメリットを享受できる。
【００１９】
また、グラビア印刷版や各種凹版、凸版など、基材１２が円筒形のシリンダ等の立体構造物であって、この基材表層に凹凸パターンを形成する場合、従来のＰＶＤ方式、ＲＦプラズマＣＶＤ、ＥＣＲプラズマプロセスなどにおいては、基材１２の表層を漏れなく均一にプラズマ源に向けるために基材を回転させる機構（自転又は公転させる機構）、又は、基材を回転させない場合には基材１２全体を漏れなくプラズマ源で取り囲む高価で複雑な装置が必要になり、さらに、上述した回転機構を用いたとしても、曲面を有するグラビア印刷版等の基材表層各部へのエッチィングプラズマの入射角を均一とすることは困難である。一方、本発明の一実施形態における構造体１０の製造方法のように、円筒形の基材１２を導電体、または半導体とし、この基材１２に電圧を印加するセルフバイアス式ＣＶＤプラズマプロセスを利用することで、プラズマを立体形状基材の表層に沿った形で比較的均一に生成することができ、基材１２を回転させる機構や、プラズマ源で基材１２全体を取り囲む装置を必要とせずに均一なエッチィングを実現することができる。
【００２０】
一実施形態における中間層１４は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、及びＷの内少なくとも１つの元素を含有する非晶質炭素膜である。Ｓｉを含有する非晶質炭素膜は、例えば、Ｓｉを予め含有する炭化水素系ガスである、テトラメチルシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジメトキシジオメチルシラン、及びテトラメチルシクロテトラシロキサンなどの原料ガス、さらにはこうしたＳｉを予め含有するガスにさらにアセチレンなどの炭化水素系のガスを混合した混合ガスを用いてプラズマＣＶＤ法により形成される。Ｔｉを含有する非晶質炭素膜は、例えば、チタンイソプロポキシド、チタンクロライドなどのＴｉを含む原料ガスにアセチレンなどの炭化水素系のガスを混合した混合ガスを用いてプラズマＣＶＤ法により形成される。Ｃｒを含有する非晶質炭素膜は、例えば、クロムアセチルアセテートなどのＣｒを含む原料ガスにアセチレンなどの炭化水素系のガスを混合した混合ガスを用いてプラズマＣＶＤ法により形成される。Ｗを含有する非晶質炭素膜は、例えば、タングステンフルオライドなどのＷを含む原料ガスにアセチレンなどの炭化水素系のガスを混合した混合ガスを用いてプラズマＣＶＤ法により形成される。
【００２１】
中間層１４は基材１２との密着層として機能し、その膜厚は、特に限定されないが、例えば、数ｎｍ〜２００ｎｍ程度の膜厚以下の薄膜として形成される。さらに、中間層１４は、直流式のプラズマＣＶＤプロセスにおいて、酸素ガスをエッチィングガスとしてプラズマエッチィングを行う場合、非常にエッチィングされにくいため、パターン層１６を形成する際のエッチィングストッパ層としても機能する。特に、酸素エッチィングを効率的に行うために、酸素ガスにＡｒなどのスパッタリングガスを一定量混合して酸素プラズマエッチィングを行う場合であっても、中間層１４は直流式のプラズマＣＶＤプロセスにおいてエッチィングストッパ層として機能する。
この中間層１４からなるエッチィングストッパ層は、基材１２をエッチィングから保護する機能も有する。例えば、Ａｒガスと酸素ガスの混合ガスにて効率的にプラズマドライエッチィングを行う場合において、Ａｒガスなどにエッチィングされ易い、ＣｒやＣｕ、または、このＣｒを含有するステンレス鋼などからなる基板１２をＡｒエッチィングから保護することが可能となる。
さらに、この中間層１４からなるエッチィングストッパ層は、基材１２上に残留し、構造体１０が使用される際の使用環境雰囲気からの基材１２の保護（例えば腐食防止など）や、被成型物との摩擦による基材１２の摩滅や変形の抑制、さらには削られた基材１２組成物の汚染源化防止層とすることも可能である。以上のように、凹部１８の全面が摺動性や軟質金属凝着防止性に優れ、且つ耐摩耗性や耐食性を有する非晶質炭素膜にて構成されるため、凹凸パターンの形状精度維持や、構造体１０からの被成型物の離型性など、構造体１０の「型」（金型）としての機能が向上する。
【００２２】
また、中間層１４は、前述した拡散防止層としても機能する。即ち、基材１２上に直接パターン層１６を形成すると、パターン層１６の非晶質炭素膜を構成する炭素は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、又はこうした元素の合金素材（例えばステンレス鋼）等との反応性に乏しく、炭素がこうした元素中に経時的に拡散し易い（例えば、Ｆｅ中には炭素が大量に拡散する）。従って、一実施形態における構造体１０において、基材１２をＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、又はこうした元素の合金素材にて形成する場合、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、及びＷの内少なくとも１つの元素を含有する非晶質炭素膜からなる中間層１４を拡散防止層として設けることが有効である。
【００２３】
一実施形態におけるパターン層１６は、図１に示すように、表面に突出する凸部１７と、凸部１７の間（側壁部分）に形成され底面方向にテーパ形状となる凹部１８とを有し、凸部１７と凹部１８とによって凹凸パターンを形成する。パターン層１６は、後述するように、炭素、又は、水素と炭素からなる非晶質炭素膜をエッチィングすることにより形成される。炭素からなる非晶質炭素膜は、例えば炭素ターゲットを配したプラズマスパッタリング法により形成することができ、又、水素と炭素からなる非晶質炭素膜は、例えば、アセチレン、エチレン、メタン等の炭化水素ガスを原料ガスとして用いてプラズマＣＶＤ法により形成することができる。図１の例では、中間層１４が凹部１８の底面に露出している（凹部１８の底面が中間層１４で形成されている）が、エッチィングの際に中間層１４を露出させることなく非晶質炭素膜を残存させて、非晶質炭素膜により凹部１８の底面を形成してもよい。
【００２４】
こうして構成された構造体１０は、基材１２が導電体又は半導体によって形成されているので、基材がＡｌ2Ｏ3等の絶縁性の金属酸化物によって形成されている場合と比較して、非晶質炭素膜である中間層１４との密着性が良好となる。さらに、中間層１４は、非晶質炭素膜にＳｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、及びＷの内少なくとも１つの元素を含有させているので、通常の炭素、又は、水素と炭素からなる非晶質炭素膜と比較して、基材１２との密着性がより良好となる。
【００２５】
また、構造体１０は、パターン層１６の凹部１８が底面方向にテーパ形状となっている。従って、この構造体１０を用いて転写成型する場合には、構造体１０の凹凸パターンに充填され、計量や造形された被成型物が離型時にアンカー（クサビ）とならず、構造体１０のテーパ形状に沿って大きな物理的な抵抗（応力）を発生することなくスムースに離型するため、基材１２と基材１２上に形成される非晶質炭素膜との間に剥離を誘引する応力（非晶質炭素膜を基材から引き剥がす方向に働く力）の発生を抑制し、非晶質炭素膜の基
材１２に対する密着性を向上させることができる。
このように、非晶質炭素膜よりなるパターン層１６の凹部１８を底面方向にテーパ形状とすることで、非晶質炭素膜パターン層１６の基材１２からの剥離や、構造体１０が金型として使用される際の外部からの圧縮応力がパターン層１６の逆テーパ部の根元部等に集中して、非晶質炭素膜からなる凹凸パターンが破壊される事態を防止しつつ、非晶質炭素膜の本来有する低い摩擦係数に由来する離型性（摺動性）、軟質金属凝着防止性など、金型素材としての優れた機能を十分に引き出して活用することができるようになる。
さらに、この構造体１０を用いて転写成型する場合には、被成型物の凸部がテーパ形状となり、被成型物にインクなどを塗布する場合、インクの充填性や剥離性、さらには清掃時等における残留異物の視認性を向上させることができる。
【００２６】
一実施形態における構造体１０において、構造体１０の反りを抑制するために、基材１２の裏面（中間層１４が形成される面の反対側の面）にも、非晶質炭素膜を形成するものとしてもよい。即ち、中間層１４及びパターン層１６を比較的広い面積で厚く形成すると、特に基材１２が薄く剛性に乏しい場合には、非晶質炭素膜の圧縮残留応力によって基材１２の表側の面（中間層１４が形成される面）が凸に反ってしまう場合がある。こうした変形は、後のフォトリソグラフィー等によるパターンニング精度や凹凸パターン面の平滑精度を劣化させる恐れがある。そこで、中間層１４の厚さやパターン層１６における非晶質炭素膜の残留パターン、残留量に応じて、基材１２の裏面にも非晶質炭素膜を形成することによって、こうした基材１２の反りを抑制することができる。基材１２の裏面に形成する非晶質炭素膜は、裏面全体に形成してもよいし、パターン層１６における非晶質炭素膜の残留パターンに応じた部分に形成してもよい。
このように基材１２の裏面を含めた両面に非晶質炭素からなる被エッチィング層を形成する場合において、セルフバイアス式のプラズマＣＶＤ法を使用し、基材１２に電圧を印加し、基材１２を包み込むように電界を生じさせ、基材１２の周囲に導入した炭化水素系のガスをプラズマ化して基材１２の両面表層に同時に同程度の膜厚や残留応力などの物性で堆積させることで、基材１２の両面に同時に非晶質炭素膜からなる被エッチィング層を形成することができ、基材１２の反り発生の抑制や、工程の合理化を行うことができる。
さらには、非晶質炭素膜を基材１２の両面に形成した後、凹凸パターンを形成する側の面（パターン面）の非晶質炭素膜の最終残留量や位置（応力の状態）を予め確認し、この最終残留量や位置に合わせて凹凸パターンを形成しない側の面（裏面）において非晶質炭素膜がエッチィングされず残るように、酸素プラズマエッチィングの前に板状、その他のマスキングを行い、故意に裏面側に非晶質炭素膜を残留させることもできる。
こうした基材１２の反りの抑制によって、相手材に繰り返し押し当てて使用するスタンパー等の成型金型としての用途に構造体１０を使用する場合において、構造体１０（基材１２）の繰り返し変形を未然に抑制することができ、凹凸パターンを形成する側の面（パターン面）に形成した非晶質炭素膜の基材１２からの剥離等を抑制することができる。
【００２７】
こうした基材１２の両面への非晶質炭素膜の形成、及び、後の凹凸パターンの形成は、導電体又は半導体よりなる基材１２にセルフバイアス式のプラズマＣＶＤプロセスにて電圧を直接印加した状態で非晶質炭素膜の形成、及び、後のプラズマドライエッチィングを行うことにより、比較的容易に行うことができる。一方、基材１２が絶縁体よりなる場合には、基材１２に電圧を直接印加することができないから、基材１２の片面を電圧印加用のジグに張り合わせる必要があり、または、ＲＦプラズマプロセス、ＥＣＲプラズマプロセスを使用して片面をプラズマ生成側に向けて配置して非晶質炭素膜を形成することになるから、基材１２の両面に同時に非晶質炭素膜を形成するのは難しく、又は、複雑な機構を備える高価な成膜装置が必要になる。
【００２８】
次に、本発明の一実施形態に係る構造体１０の製造方法について説明する。図２は、一実施形態における構造体１０の製造方法の各工程を説明する説明図である。構造体１０の製造方法では、まず、基材１２を準備する（図２Ａ）。前述したように、基材１２の材料としては、様々な導電体又は様々な半導体を用いることができる。なお、この段階で、基材１２に電圧を直接印加して基材１２の表面に対して不活性ガス（例えばＡｒ等）からなるプラズマイオンを高加速度で衝突させることによって基材１２の表面改質を行い、絶縁物の剥離や清掃、活性化などを行うものとしてもよい。こうすれば、基材１２と中間層１４との密着性をより向上させることができる。
【００２９】
次に、基材１２上に中間層１４を形成する（図２Ｂ）。前述したように、中間層１４は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、及びＷの内少なくとも１つの元素を含有する非晶質炭素膜である。こうした非晶質炭素膜は、前述したように、例えば、プラズマＣＶＤ法により形成される。
【００３０】
そして、中間層１４上に炭素、又は、水素と炭素からなる非晶質炭素膜１６ａを形成する（図２Ｃ）。こうした非晶質炭素膜１６ａは、前述したように、例えば、プラズマＣＶＤ法により形成することができる。なお、本発明の一実施形態において、非晶質炭素膜１６ａは、直流酸素プラズマによるドライエッチィングを効率良く行うため、炭素、又は、水素と炭素からなる非晶質炭素膜にて構成される。炭素、又は、水素と炭素のみからなる非晶質炭素膜は、硬く、摩擦係数が低く、例えば中間層１４に使用するようなＳｉや金属元素を含有した非晶質炭素膜に比べて軟質金属の凝着防止性が高い。また、水素と炭素からなる非晶質炭素を薄膜で形成した際は３％前後の延伸性を有し、他の硬質セラミクス膜に比べて高い延性やじん性を有し、金型として応力を受けながら使用される構造体１０の長寿命化に貢献する。さらに、水素と炭素からなる非晶質炭素をプラズマＣＶＤ法にて形成することで、スパッタリングなどのＰＶＤ法に比べ、ドロップレットの少ない非常に平滑な非晶質炭素膜面を形成することが可能となる。
また、本発明の一実施形態において、例えば、非晶質炭素膜の表層に官能基を形成したり、電気的な特性を付与するため、非晶質炭素膜１６ａに酸素、窒素、フッ素などの電子吸引性の元素を予め含有させたり、或いは摺動性を向上させるため予めイオウ（Ｓ）などを含有させたり、さらには非晶質炭素膜のエネルギーバンドギャップを制御すための不純物元素としてホウ素（Ｂ）や砒素（Ａｓ）などを予め含有させることも、直流方式の酸素プラズマによるドライエッチィングを大きく妨げない範囲で可能である。
さらに、本発明の他の実施形態として、炭素、又は、水素と炭素のみからなる非晶質炭素膜中に、例えばその導電性や硬度を制御する等の目的で、金属元素や金属酸化物などを少量加えることも可能ではあるが、金属元素や金属酸化物を加える場合、酸素のみによるドライエッチィングが困難となる場合もある。従って、エッチィングガスとして、金属元素や金属酸化物をスパッタリング可能なＡｒ等の不活性ガスを酸素に混合したガスを用いる必要が生じ、又は、こうした酸素やＡｒ等の混合ガスでのエッチィング（スパッタリング）を交互に行う必要が生じる場合がある。このように、非晶質炭素膜中に金属元素や金属酸化物等の添加を行う場合、及び、その他の各種元素等を添加する場合において、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、その添加量や添加する金属等の添加元素の種類を調整する必要がある。
【００３１】
続いて、非晶質炭素膜１６ａ上にマスキングパターン１９を形成する（図２Ｄ）。このマスキングパターン１９は、用途に応じた凹凸パターンの凸パターンに対応する部分に形成される。マスキングパターン１９は、例えば、非晶質炭素膜１６ａ上の全面にフォトレジストを形成したのち、用途に応じた凹凸パターンの凸パターン状に露光する公知のフォトリソグラフィ法などを用いて形成することができる。なお、非晶質炭素膜１６ａは紫外線領域の電磁波（光）の散乱を防止する機能があるため、フォトリソグラフィ法に紫外線領域の露光光を使用する場合には、マスキングパターン１９の描画精度を向上させることもできる。
ここで、非晶質炭素膜１６ａ上に形成されるマスキングパターン１９を形成する方法は、上述したフォトリソグラフィー法のみに限定されない。例えば、公知のスクリーン印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷、凸版印刷、凹版印刷、凸版オフセット印刷、凸版反転オフセット印刷、凹版オフセット印刷等の各種の印刷法を用いてレジストやインクによるマスキングパターンを形成することができる。また、非晶質炭素膜１６ａとの必要な密着が確保できれば、予め所望のパターンが形成された箔や板、金網などを非晶質炭素膜１６ａ上に配置してマスクとして用いることも可能であり、さらに、形成するパターンに対して精度や再現性などが要求されない場合には、マジックインク、スプレー塗布、刷毛塗り等で模様（マスク）を形成することも可能である。
【００３２】
次に、非晶質炭素膜１６ａに対してエッチィングを行う（図２Ｅ）。一実施形態においては、基材１２に所定の直流電圧（例えば、直流パルスプラズマ方式で−４ｋＶ）を印加した状態で、酸素プラズマを用いたプラズマドライエッチィングを行う。こうしたプラズマドライエッチィングによって、非晶質炭素膜１６ａのうち、マスキングパターン１９が存在する部分のみが残存し、マスキングパターン１９が存在しない部分は酸素プラズマとの化学反応によって除去される。ここで、基材１２に電圧を印加することによって基材１２にセルフバイアス電界が形成されるため、凹部の底面付近は酸素プラズマドライエッチィングがされ難い遮蔽環境となる。この結果、図示するように、凹部の底面付近の非晶質炭素膜１６ａが残存し、凹部が底面方向にテーパ形状となる。こうしたテーパ形状は、マスキングパターン１９自体の厚さを含めたエッチィングの深さ方向へのアスペクト比や特に直流パルスプラズマ方式の場合はパルス幅やパルス周波数、その他プラズマ条件によって決定され、例えば一定のプラズマ条件において、アスペクト比が大きくなる（深くなる）と、凹部底面の中心付近がエッチィングされ、凹部底面の周囲部はエッチィングされ難くなるため、テーパ角度の緩い、先端がより丸まったテーパ形状になる。従って、被エッチィング層である非晶質炭素膜１６ａ及マスキングパターン１９の厚みを調整することによって、凹部のテーパ形状を制御することが可能となる。さらには、非晶質炭素膜１６ａ及びマスキングパターン１９の厚みを調整することによって、中間層１４が露出しないようにエッチィングすることも可能となる。なお、非晶質炭素膜１６ａに形成されるテーパ形状は、その角度や、非晶質炭素膜１６ａの壁面におけるテーパの始まる位置、凹凸パターンの凹部におけるテーパのせり出し量などについて特に限定されるものではなく、構造体１０の各種各様な用途、用法に合わせて適宜選択することができる。
【００３３】
ここで、被エッチィング層である非晶質炭素膜１６ａをエッチィングする際には酸素ガスが使用されるため、例えば、プラズマによってイオン化された酸素が、非晶質炭素膜を構成する炭素成分および水素成分のそれぞれと反応する。その後、非晶質炭素膜はＣＯやＣＯ2などの炭素系ガス、および水となって除去排出されるため、スミア（エッチィング残渣）の発生しない精度の良いエッチィングが可能となり、デスミアも不要となる。また、酸素ガスにＡｒなどの不活性ガスであってエッチィングレートの高いガスを混合してプラズマ化し、エッチィングを行ってもかまわない。
一実施形態における構造体１０は、前述したように、非晶質炭素膜１６ａとこの非晶質炭素膜１６ａのエッチィング保護マスク材料であるマスキングパターン１９との境界が酸素プラズマによる反応で除去されるため、境界部でバリなどが発生し難い。さらに、凸部１７における基材１２に対して垂直方向（縦方向）の面は、非晶質炭素膜自体が酸素プラズマエッチィングされることによって形成される面であり、他の相手材との接触を伴わずに形成される面（端面）でもあるため、平滑で比較的均一な面状態とすることができる。例えば、基材上に予め感光性の樹脂レジスト層（マスキング層）などをベタで（一様に）全面形成した後、このレジスト層の所望の部分をフォトリソグラフィー法で除去し、所望の部分のみ基材を露出させ、この基材を露出させた部分に（他の残った樹脂レジスト部分等を含んで）非晶質炭素膜を一括形成し、後に、樹脂レジスト層を（その上に形成された非晶質炭素膜も一緒に）除去して非晶質炭素膜の凹凸パターンを形成する方法もある。しかし、この場合、不要となる樹脂レジスト層上に形成された非晶質炭素膜と、必要部分である非晶質炭素膜（樹脂レジスト層が予め除去された所望の基材上のパターン部に形成された非晶質炭素膜）は一面の厚みを有する膜として連続しており、後に上述したレジスト層を除去する際に、基材に残留させる非晶質炭素膜（所望のパターン部）と、不要となり除去されるレジスト層上の非晶質炭素膜との切断境界部分で、非晶質炭素膜の物理的な破壊切断による非平滑な凹凸を伴う破断面や非直線的に引き裂かれるようなバリが発生し、非晶質炭素膜から成るパターンの直線性、形状精度、基材に残留する凸部断面（端面）の平滑性、密着性などをを損なうケースが多い。さらに、この方法を適用する場合、除去される樹脂レジスト層上の非晶質炭素膜との切断境界部分において表面の平滑性等の変動及び相違が発生し易い。
【００３４】
さらに、一実施形態において、基材１２の表層に非晶質炭素膜を形成する際、非晶質炭素膜中に埃などの有機物からなる異物が取り込まれることがある。一実施形態における構造体１０は酸素プラズマにて非晶質炭素膜をエッチィングしているので、例えば非晶質炭素膜を除去する部分と非晶質炭素膜が残留する部分を跨るように取り込まれた異物についても、酸素プラズマエッチィングにより、パターンに沿ってアッシング除去することが可能となる。
なお、一実施形態における酸素プラズマエッチィングは、酸素によって、高精細、温和条件下、高効率及び効果的に、非晶質炭素膜の不要部分（パターン部以外の部分等）を除去することを目的にしている。従って、例えば、一実施形態の構造体１０において、凹凸パターン部のテーパ形状が必ずしも必要ない場合等は、公知の真空環境下での酸素プラズマエッチィングプロセスのみでなく、酸素ガスプラズマによる大気圧プラズマ、準大気圧プラズマ方式等の、常圧下での簡便な酸素エッチィングを用いることもできる。さらに、凹凸パターン部の形状精度等に対する要求が高くない場合には、必ずしもプラズマプロセスでの酸素エッチィングに限定されることも無く、例えば、炭素のみ、または水素と炭素とから成る非晶質炭素膜を、オゾンなどの活性酸素により分解除去したり、部分加熱による酸化反応で除去したりすることも可能である。このように、構造体１０の用途、用法、それに応じて要求される凹凸パターンの精度、エッチィング除去される非晶質炭素膜の厚み、基材の材質や状況等の様々な要求を考慮して、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適当な酸素によるエッチィングプロセスを採用することができる。
【００３５】
また、一実施形態においては、前述したように、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、及びＷの内少なくとも１つの元素を含有する非晶質炭素膜からなる中間層１４は、エッチィングのストッパ層としても機能する。即ち、こうしたＳｉ又は金属元素を含有する非晶質炭素膜は、炭素、又は、水素と炭素からなる通常の非晶質炭素膜と比較して、特にＤＣ電源にてプラズマを発生させるプラズマドライエッチィング法においては、生成される酸素ガス又は酸素ガスとＡｒなどの不活性ガスからなるエッチィングガスによるプラズマドライエッチィングがされにくい。従って、基材１２上の各部において非晶質炭素膜１６ａのエッチィングスピードにばらつきが生じる場合であっても、中間層１４がエッチィングのストッパ層として機能し、基材１２上の各部において非晶質炭素膜１６ａに形成される凹部の形状（深さ）を均一化することが可能となる。
【００３６】
さらに、直流パルス方式のプラズマプロセスを採用することで、形成する凹部パターンにおいて、パルス周波数やパルス幅を調整することでプラズマによるホローカソード現象の発生を抑制することが可能となり、エッチィング時において、凹部の上部内壁周辺、及び底部中央部のみがより多くエッチィングされてしまうことを防止することができる。
【００３７】
なお、一実施形態において、中間層１４をエッチィングストッパ層として機能させた後、例えば、ＲＦ電源等を用いた強力なプラズマを発生させるプラズマドライエッチィング法に切り替えて、中間層１４を除去してしまうことも可能である。また、前述したＳｉやＴｉなどの金属元素を含有する非晶質炭素膜からなる中間層１４が酸素エッチィングにより酸化され露出している面は、水酸基やその他様々な官能基が生成されており、優れたカップリング剤（脱水縮合反応による共有結合にて固定化される、又は水素結合により結合する材料よりなる薄膜）の固定層とすることもでき、例えば、フッ素含有カップリング剤を固定して撥水性、撥油性を付与し、金型としての離型性や防汚性を向上することも併せて可能となる。
【００３８】
このように、一実施形態における構造体１０の製造方法では、比較的容易に、凹部１８が底面方向にテーパ形状となるパターン層１６を形成することができる。即ち、ＤＣ電源を用いて導電体又は半導体からなる基材１２にバイアスを印加した状態で、比較的安全なガスである酸素ガスを用いてプラズマドライエッチィングを行うことによって、凹部１８をテーパ形状とすることができる。例えば、ＲＦ電源を用いたプラズマドライエッチィングで等方性エッチィングと異方性エッチィングを交互に繰り返す方法や、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いたエッチィングによって凹部１８を一筆書き状にテーパ形状とする方法と比較して、より容易に簡易な設備で凹部１８をテーパ形状とすることができる。
また、例えば、基材上に予め感光性の樹脂レジスト層（マスキング層）などをベタで（一様に）全面形成した後、このレジスト層の所望の部分をフォトリソグラフィー法で除去し、所望の部分のみ基材を露出させ、この基材を露出させた部分に（他の残った樹脂レジスト部分等を含んで）非晶質炭素膜を一括形成し、後に、樹脂レジスト層を（その上に形成された非晶質炭素膜も一緒に）除去して非晶質炭素膜の凹凸パターンを形成する上述した方法では、樹脂レジストによるパターンの断面は、一般的に基材底面に対して略垂直になるため、このパターン部に形成される非晶質炭素膜によって形成される凹凸パターンの凹部をテーパ形状にすることは容易ではない。
【００３９】
図２に戻り、非晶質炭素膜１６ａに対してエッチィングを行うと、次に、マスキングパターン１９を取り除くことによってパターン層１６を形成し（図２Ｆ）、一実施形態における構造体１０が製造される。マスキングパターン１９が、一般に入手しやすいフォトレジスト等の樹脂等からなる場合には、フォトレジストはアルカリ浴等からなるエッチィング薬液にて溶解除去することができる。この際、Ａｌ2Ｏ3等の耐アルカリ性の弱い絶縁基材を使用した場合には、基材自体が損傷を受けてしまうことになるが、一実施形態においては導電体又は半導体よりなる基材１２を用いており、特に耐アルカリ性の強いステンレス鋼やＴｉ等を用いることにより、耐薬品性を向上させることができる。
さらに、マスキングパターン１９がインク等で形成されている場合は、このインク等を溶解可能な薬液（例えば、アルコールや溶剤）中に浸漬させて、インク等を溶解させてしまえば良い。また、マスキングパターン１９が、予め所望のパターンが形成された箔や板、金網等である場合には、この箔や板、金網等を物理的に取り外せば良い。さらに、必要に応じてフォトレジストなどの樹脂で形成されたマスキングパターン１９を、クッション層等として残留させることも可能である。
【００４０】
こうした方法で製造される構造体１０において、基材１２がＡｌ2Ｏ3などの絶縁基材の場合には、非晶質炭素膜（中間層１４やパターン層１６）をプラズマプロセスで形成すると、プラスに帯電した炭素イオンの堆積量が増えるに従い、絶縁基材や非晶質炭素膜が電気的にチャージアップ（帯電）を起こしやすくなり、チャージアップに起因するプラズマアーキング等で非晶質炭素膜、並びに基材１２を破壊してしまう場合がある。さらに、マスキングパターン１９がフォトレジストなどの樹脂等からなる場合は、マスキングパターン１９自体もチャージアップを起こし、マスキングパターン１９の破壊や変形も発生し易くなる。こうしたマスキングパターン１９の破壊や変形は、構造体１０のパターン層１６を変形させてしまうことに繋がり、構造体１０の金型、鋳型としての品質劣化を招く。一実施形態における構造体１０は、基材１２が導電体又は半導体により形成され、直流パルス方式のセルフバイアス型プラズマプロセスを採用することができる。この場合、基材１２に対して間欠的に電圧を印加することでプラズマを間欠状態とし、基材１２などに蓄積された電荷を間欠的に導電体や半導体である基材１２を通じて除去（ディスチャージ）しながらプラズマプロセスを実行することで前述したチャージアップを抑制し、よって、非晶質炭素膜やマスキングパターン１９の破壊や変形を抑制することができる。
【００４１】
また、こうした方法で製造される構造体１０において、パターン層１６は酸素雰囲気でエッチィングされることにより形成されるから、パターン層１６に残存する非晶質炭素膜や中間層１４の露出面は、極度の酸化状態となっており、また、電子吸引性を有する酸素が含有された非晶質炭素膜表層は様々なカルボニル基等の官能基が生成され、親水性を示すように変質し、官能基に吸着されやすい物質、物体との親和性が増長している。よってこのままの状態で構造体１０を金型として用いると、被転写体の充填や離型に悪影響を及ぼす場合も考えられる。一実施形態の構造体１０において、これを回避するために、パターン層１６を形成後、水素等を含むプラズマ処理や酸電解等のウェット法により構造体１０やパターン層１６の還元処理を行うこともできるさらに、こうした構造体１０の表層に形成された酸化層等を、例えばＡｒなどのスパッタリング、その他の方法で除去してしまうことも可能である。
【００４２】
以上説明した本発明の一実施形態に係る構造体１０によれば、導電体又は半導体によって形成された基材１２を用いるので、非晶質炭素膜である中間層１４と基材１２との密着性を良好とすることができる。また、パターン層１６の凹部１８が底面方向にテーパ形状を有するから、構造体１０からの被成型物の離型性を向上させ、基材１２と非晶質炭素膜である中間層１４との密着性を良好とすることと同時に、構造体１０の転写性能等に悪影響を及ぼしにくい。さらに、基材１２とパターン層１６との間にＳｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、及びＷの内少なくとも１つの元素を含有する非晶質炭素膜からなる中間層１４を形成する場合、基材１２との密着性をより良好とすることができ、また、中間層１４をエッチィングストッパ層として機能させることによってパターン層１６の凹部１８の形状をより均一にすることができる。
【００４３】
一実施形態における構造体１０では、基材１２とパターン層１６との間に中間層１４を形成したが、基材１２との密着性は若干劣るものの、中間層１４を形成せず、基材１２上にパターン層１６を直接形成するものとしても構わない。この態様であっても、基材１２を絶縁基材で形成する場合と比較すると、パターン層１６と基材１２との密着性を良好とすることができる。さらに、パターン層１６を、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗの内少なくとも１つの元素を含有する非晶質炭素膜をエッチィングして形成するものとしてもよい。この場合、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗの内少なくとも１つの元素を含有する非晶質炭素膜は、ＤＣ電源を用いたプラズマドライエッチィング法ではエッチィングされ難いので、ＲＦ電源等を用いたプラズマドライエッチィング法にてエッチィングすればよい。さらに、中間層１４を、パターン層１６の途中に介在させてもよい。即ち、基材１２上に炭素、又は、水素と炭素からなる非晶質炭素膜を形成し、この非晶質炭素膜上に中間層１４を形成し、さらにこの中間層１４上に炭素、又は、水素と炭素からなる非晶質炭素膜を形成してもよい。こうすれば、中間層１４をエッチィングストッパ層として機能させ、非晶質炭素膜１６ａに形成される凹部の形状（深さ）を簡便に均一化することが可能となる。
【００４４】
一実施形態における構造体１０では、マスキングパターン１９を形成した非晶質炭素膜１６ａをエッチィングすることによりパターン層１６を形成したが、例えば、非晶質炭素膜１６ａ上に更にＳｉを含有する非晶質炭素膜を形成し、こうした複合層を被エッチィング層としてもよい。こうすれば、被エッチィング層を、通常の非晶質炭素膜と比較して絶縁性、耐食性の高い層とすることができる。
【００４５】
なお、一実施形態における構造体１０の完成後、形成された凹凸パターンの表層を含めてさらに、他の皮膜を形成して使用することも可能である。例えば、非晶質炭素膜よりさらに硬度の高いｃＢＮ層などを形成し、構造体１０の耐摩耗性をより一層向上させる場合、撥水性や撥水撥油性のコーティング剤を塗布して離型性や防汚性を向上させる場合、さらには二硫化モリブデンなどのグリスや油成分などからなる皮膜を形成して離型性を向上させる場合などが考えられる。また、ゴム層や樹脂層などの軟質層を構造体１０の表層に形成し、接触物との衝撃緩和層（ダンパー層）とすることも可能である。例えば一実施形態における非晶質炭素膜１６ａのエッチィングを行う時点でマスキングパターンとして利用したマスキングパターン１９を最終的に取り除くことなく残存させ、前述したダンパー層として再利用する場合などもその一例である。
【実施例】
【００４６】
以下に述べる方法により、本発明の一実施形態における構造体が、基材と凹凸パターン層との密着性を向上させること、及び、本発明の一実施形態における構造体の製造方法によってテーパ形状の凹部を有する凹凸パターンが形成されることを確認した。
【００４７】
ステンレス鋼製（ＳＵＳ３０４）の四角い板、２００ｍｍ×２００ｍｍ、厚み０．５ｍｍのものを基材基板として準備し、イソプロピルアルコールで満たした超音波洗浄槽で１０分間洗浄後、乾燥させた。基材基板の片面（凹凸パターンを形成しない面）の中央部に四角形で１０ｍｍ×１０ｍｍのステンレス薄板を粘着テープ（住友スリーエム株式会社製Ｓｃｏｔｃｈポリイミドテープ５４１３）にて貼り付け、基材を被覆した。このステンレス薄板によるマスキングは、マスキングした部分については以下のＡｒガスプラズマクリーニング、及び、Ｓｉを含有する非晶質炭素膜（密着層、上述した実施形態における中間層１４に相当する。）の形成を行わない場合における、基材基板と非晶質炭素膜との密着性を確認するために行っている。なお、ステンレス鋼基材は、Ａｌ2Ｏ3基材等と比較すると、非晶質炭素膜の構成元素である炭素と炭化物を形成し易いＣｒを含むため非晶質炭素膜との密着性が良好である。また、マスキングした部分についてステンレス鋼基材へのＡｒプラズマクリーニングも行わない理由は、Ａｌ2Ｏ3基材など絶縁基板基材は、自己バイアス電圧を印加し加速されたＡｒ活性種によるプラズマクリーニングが行いにくいためであり、Ａｌ2Ｏ3基材など絶縁基板基材と類似の状況とするためである。
【００４８】
次に、高圧ＤＣパルスプラズマＣＶＤ装置のマイナス電圧を印加可能な電極に、前述した基材基板の両面に（全体を包むように）プラズマが形成されるように基材基板を取り付けた。まず、真空反応容器を１×１０-3Ｐａまで真空排気し、Ａｒガスを３０ＳＣＣＭの流量で導入し、ガス圧２Ｐａにて基材のＡｒプラズマクリーニングを５分間行った。Ａｒガスを排気した後、テトラメチルシランガスを流量３０ＳＣＣＭ、ガス圧２Ｐａで導入し、Ｓｉを含有する非晶質炭素膜層(密着層)を厚み概ね１０ｎｍで形成した。続いてテトラメチルシランガスを排気し、アセチレンガスを流量３０ＳＣＣＭ、ガス圧２Ｐａで導入し、印加電圧−３ｋＶｐにて水素と炭素からなる非晶質炭素膜層を基材基板面の中央部にて約５００ｎｍの膜厚となるように形成した。なお、高圧ＤＣパルスのパルス周波数は１０ｋＨｚ、パルス幅１０μｓにて全てのプラズマプロセスを行った。
【００４９】
基材を冷却した後、一旦真空容器を常圧に戻し、基材中央部に粘着テープ（住友スリーエム株式会社製Ｓｃｏｔｃｈポリイミドテープ５４１３）にて貼り付けた前述したステンレス薄板を取り外した。その後、再度、基材基板を真空装置に同様にセットした後、真空反応容器を１×１０-3Ｐａまで真空排気し、Ａｒガスを３０ＳＣＣＭの流量で導入し、ガス圧２Ｐａ、パルス周波数１０ｋＨｚ、パルス幅１０μｓ、にてＡｒプラズマクリーニングを５分間行った。Ａｒガスを排気した後、アセチレンガスを流量３０ＳＣＣＭ、ガス圧２Ｐａで導入し、印加電圧−３ｋＶｐにて水素と炭素からなる非晶質炭素膜層を基材基板面の中央部にさらに厚み約１４００ｎｍで形成した。従って、ステンレス鋼基材基板面の中央部において、最初に形成した非晶質炭素膜と合わせると、概ね１．９μｍの膜厚となっている。
【００５０】
基材を冷却した後、真空ブレイクを行い基材基板を取り出して室温で１昼夜保管した。この時点で前述したステンレス薄板を取り外した１０ｍｍ×１０ｍｍの部分の非晶質炭素膜が、マスキング（ステンレス薄板と粘着テープ）と全く同じ形状で基材から剥離していることが確認できた。前述のとおり、マスキング部分においては、非晶質炭素膜と比較的密着性の良いＣｒを含むステンレス鋼基材においても非晶質炭素膜の剥離が発生しており、Ａｌ2Ｏ3基材など絶縁基材においては非晶質炭素膜が一層剥離し易いことが容易に推定できる。
【００５１】
次に、基材基板のもう一方の面（全面に非晶質炭素膜が形成されている面）に公知の方法で、概ね３８０μｍ×１００μｍのパターンが５０μｍスペースで縦一列に配置されたパターン列と、このパターン列から概ね１００μｍのスペースを空けて、３００μｍ×１００μｍのパターンが１００μｍスペースで縦一列に配置されたパターン列とが交互の縦列となった厚さ概ね２５μｍの絶縁性の公知のフォトレジストパターンエリア１００ｍｍ×１００ｍｍを、パターン部が描画形成されるフォトレジスト部となるように、基材基板の片面（１０ｍｍ×１０ｍｍのステンレス薄板にてマスキングを行っていない側の面）の中央部に形成した。
なお、プラチナ（Ｐｔ）等の導電性の薄膜（厚さが数十ｎｍ〜数百ｎｍ）をマスキングパターン層として使用せず、絶縁性の公知のフォトレジストをマスキングパターン層として使用するのは、次の理由による。即ち、プラチナ等の導電性のマスキングパターン層とすると、プラズマプロセスにおいてステンレス鋼製の金属基材基板に印加されるバイアス電圧が、金属基材基板の上層に形成された絶縁性ではあるが膜厚の薄い非晶質炭素膜（被エッチィング層）を絶縁破壊して導電性のマスキングパターン層に達し得る。そして、このマスキングパターン層に印加されるバイアス電圧によって、マスキングパターン層においてもプラズマ電界が形成され、更にマスキングパターン層におけるパターン開口部のエッジ部にプラズマ電界が集中し易いから、プラズマ電界が集中するエッジ部の直下付近の非晶質炭素膜が、パターン開口部の寸法と比較して広くエッチィングされてしまう（即ち、凹凸パターンの凹部が底面方向にテーパー形状とならず、逆テーパー形状となってしまう）おそれがあるためである。
【００５２】
次に、高圧ＤＣパルスプラズマＣＶＤ装置のマイナスの電圧を印加可能な電極に基材基板の両面（全体を包むように）にプラズマが形成されるように取り付けた。まず、真空反応容器を１×１０-3Ｐａまで真空排気し、酸素ガスを７０ＳＣＣＭ、アルゴンガスを４０ＳＣＣＭの流量で混合し、ガス圧を３Ｐａに調整した。パルス周波数１０ｋＨｚ、パルス幅１０μｓにて印加電圧―３．５ｋＶｐにて酸素ガスによるドライエッチィングを行った。その後、Ａｒ、及び酸素ガスを排気し、水素プラズマにて還元処理を行った。その後、非晶質炭素膜から成る凸型パターンの上部のレジストを公知の方法で剥離した。基材上に形成された非晶質炭素膜からなる凸型パターン（実施例１）の写真を図３に示す。写真上、黒く見える（濃い）部分がパターン形成された非晶質炭素膜部分であり他の部分がステンレス鋼製の基材である。
【００５３】
３８０μｍ×１００μｍのパターンが５０μｍスペースで縦一列に配置されたパターン列の一部のパターン（実施例１）のレーザ顕微鏡によるプロファイル測定の結果を図４に示す。なお、測定は、以下の条件で行っている。
測定機器：VK-9510（キーエンス社製）、RUN MODE：カラー超深度
上方に凸の形で残存している非晶質炭素膜の凸パターンの底部（裾部）は、上方部に比べて概ね２μｍの幅で外側に大きくなっており、凸パターンが底部で一回り大きく残っている（即ち、凹部が底面方向にテーパ形状となっている）ことが確認できた。
【００５４】
次に、上述した実施例１と同様の条件にて、実施例１と同様の概ね３８０μｍ×１００μｍのパターンが５０μｍスペースで縦一列に配置された非晶質炭素膜のパターン列等を作成した（実施例２）。実施例１との違いは、マスキングパターン層（エッチィングストッパ層）として、厚さ概ね２５μｍの絶縁性の公知のフォトレジストパターンに代えて、トリメチルシランガスを公知の方法でプラズマ化して厚さ概ね１５０ｎｍの絶縁性のＳｉを含む非晶質炭素膜（上述した実施形態における中間層１４に相当するもの）をマスキングパターン化して形成した点である。このように、実施例１のフォトレジストパターンと比較して非常に薄く、絶縁性のＳｉを含む非晶質炭素膜をマスクとして酸素エッチィングを行うことによって、非晶質炭素膜のパターン列を作成した。実施例２におけるパターン列の一部のパターンのレーザ顕微鏡によるプロファイル測定の結果を図５に示す。図示するように、実施例２においては、上方に凸の形で残存している非晶質炭素膜の凸パターンの断面が底部に対して略垂直であること（即ち、凹部が底面方向にテーパ形状となっていないこと）が確認できた。
なお、実施例２の概ね３８０μｍ×１００μｍの非晶質炭素膜のパターン（最終形成パターン）における輪郭部の直線性が悪く、例えば、右上角部において欠け部が発生しているのは（図５を参照）、次の理由による。実施例２においては、全面に非晶質炭素膜が形成されている基板面に実施例１と同様の厚さ概ね２５μｍの絶縁性の公知のフォトレジストパターンを、上述した絶縁性のＳｉを含む非晶質炭素膜がマスクパターンとして残るように、ネガパターンで作成し、その後、上述した厚さ概ね１５０ｎｍの絶縁性のＳｉを含む非晶質炭素膜を全面（フォトレジスト上及び開口部の非晶質炭素膜上）に形成した。その後、フォトレジストを除去してＳｉを含む非晶質炭素膜から成るマスクパターンを形成する工程（フォトレジスト除去工程）において、一面の膜として連続するＳｉを含む非晶質炭素膜が、開口部（パターンのエッジ部）付近において物理的に引き裂かれるように破断し、こうした状態のＳｉを含む非晶質炭素膜からなるマスクパターンを、最終形成パターンを形成する際の酸素ドライエッチィングのマスクとして使用したことに起因している。
【符号の説明】
【００５５】
１０  構造体
１２  基材
１４  中間層
１６  パターン層
１６ａ  非晶質炭素膜
１７  凸部
１８  凹部
１９  マスキングパターン
【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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