(57)【要約】【課題】  プラズマエッチングを実行中に装置安定性を維持しかつプラズマエッチング加工の再現性を向上できるプラズマエッチング法及びプラズマエッチング装置を提供する。また、プラズマエッチング法を用いて光学素子を精度及び再現性よく製造できる光学素子用成形金型及び光学素子を提供する。【解決手段】  このプラズマエッチング法は、プラズマエッチングにおいて測定された被加工基材の電位に基づいて高周波電力を制御することで、プラズマエッチング中の被加工基材の電位を所定範囲内に制御する。【選択図】  図６
2006131954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマエッチングにおいて測定された被加工基材の電位に基づいて高周波電力を制御することで、前記プラズマエッチング中の被加工基材の電位を所定範囲内に制御することを特徴とするプラズマエッチング法。
【請求項２】
予め取得したプラズマエッチングにおける被加工基材の電位変化に基づいて前記被加工基材の電位を制御することを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング法。
【請求項３】
前記被加工基材の電位を所定範囲内に制御することで前記被加工基材におけるエッチングレートをほぼ一定に制御することを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマエッチング法。
【請求項４】
被加工基材を内部に保持する真空チャンバと、
前記真空チャンバ内に保持された被加工基材の電位を測定する電位測定部と、
前記真空チャンバ内でプラズマを生成するための高周波電源と、
前記被加工基材に高周波バイアス電力を与えるバイアス高周波電源と、
前記電位測定部により測定された被加工基材の電位に基づいて前記高周波電源における高周波電力を制御し、プラズマエッチング中の被加工基材の電位を所定範囲内に制御可能な制御部と、を備えることを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項５】
前記制御部は、予め取得したプラズマエッチングにおける被加工基材の電位変化に基づいて前記被加工基材の電位を制御することを特徴とする請求項４に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記被加工基材の電位を所定範囲内に制御することで前記被加工基材におけるエッチングレートをほぼ一定に制御することを特徴とする請求項４または５に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項７】
請求項１，２または３に記載のプラズマエッチング法により加工されたシリコン基板から製造可能な光学素子用成形金型。
【請求項８】
請求項７に記載の成形金型を用いて製造可能な光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン等の基板を加工するプラズマエッチング法、プラズマエッチング装置、プラズマエッチング法を用いて得た光学素子用成形金型及び光学素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコン等の基板を加工する方法としてプラズマを使ったドライエッチングであるプラズマエッチングが使用されている（下記特許文献１参照）。半導体素子の性能向上や高密度集積素子の金型作製のため、より複雑でかつ高精度の基板加工が要求されるようになっているが、特に、シリコンは、エッチング加工性が良いこともあり、広くプラズマエッチングが適用されている（下記特許文献２参照）。
【０００３】
プラズマエッチングとは、真空中に反応性ガスを導入し高周波電界を印加することにより加速された電子がガス分子と衝突して正イオン、電子、中性粒子で構成されるプラズマに対し、シリコン基板等の被加工基材を導入して正イオンや中性粒子を用いて加工する方法である。プラズマエッチングは、例えば特許文献２に示されるように、高周波発生器に接続された基板電極がエッチング室に配置され共振器によりプラズマが励起されるプラズマエッチング装置で行われる。
【０００４】
しかし、従来、プラズマエッチングをはじめとしたドライエッチング装置ではその装置安定性はブラックボックス化しており、装置の安定性を外部からモニターすることができないため、エッチング後の試料（シリコン等の被加工基材）を評価するまで装置の安定性を知ることができなかった。このため、プラズマエッチング中に誤差がなくなるように装置を即座に安定化させることは困難であった。
【０００５】
また、シリコン等の被加工基材に微細周期構造をプラズマエッチングで形成する際の低密度なプラズマ条件では、プラズマ状態が不安定になってしまうことから、特にバッチ毎の均一性が悪くなる。また、プラズマ状態の不安定に起因して加工対象の形状や連続運転中のプラズマ状態の微妙な変化によってエッチングのばらつきを生じてしまい、エッチング加工の再現性が低下してしまう。
【０００６】
プラズマエッチング（ドライエッチング全般）において装置安定性はバッチ間均一性と面内均一性によって評価される。一般的にバッチ間均一性、面内均一性は±３％以下で良好とされている。しかしながら、サブミクロンオーダーの周期性を持つ微細構造のエッチングを行う際にはバッチ間均一性は最大７％程度となってしまうことが本発明者らの実験により判明している。このように、従来、プラズマエッチングによりシリコン等の被加工基材を精度よくかつ再現性よく加工することは困難であった。
【特許文献１】特許第２９１８８９２号公報
【特許文献２】特表平０７−５０３８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、プラズマエッチングを実行中に装置安定性を維持しかつプラズマエッチング加工の再現性を向上できるプラズマエッチング法及びプラズマエッチング装置を提供することを目的とする。また、プラズマエッチング法を用いて光学素子を精度及び再現性よく製造できる光学素子用成形金型及び光学素子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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明によるプラズマエッチング法は、プラズマエッチングにおいて測定された被加工基材の電位に基づいて高周波電力を制御することで、前記プラズマエッチング中の被加工基材の電位を所定範囲内に制御することを特徴とする。
【０００９】
このプラズマエッチング法によれば、プラズマエッチング中に被加工基材の電位を測定し、その測定値に基づいて高周波電力を制御して被加工基材の電位を所定範囲内に制御することで、プラズマエッチングを実行中に装置安定性を維持しかつプラズマエッチング加工の再現性を向上できる。これにより、プラズマエッチングを同一条件で繰り返し実行した場合に、プラズマエッチング加工を精度よくかつ再現性よく行うことができる。
【００１０】
上記プラズマエッチング法において、予め取得したプラズマエッチングにおける被加工基材の電位変化に基づいて前記被加工基材の電位を制御することで、被加工基材の電位を容易に制御できる。
【００１１】
また、前記被加工基材の電位を所定範囲内に制御することで前記被加工基材におけるエッチングレートをほぼ一定に制御することができ、プラズマエッチング加工を精度よくかつ再現性よく行うことができる。
【００１２】
本発明によるプラズマエッチング装置は、被加工基材を内部に保持する真空チャンバと、前記真空チャンバ内に保持された被加工基材の電位を測定する電位測定部と、前記真空チャンバ内でプラズマを生成するための高周波電源と、前記被加工基材に高周波バイアス電力を与えるバイアス高周波電源と、前記電位測定部により測定された被加工基材の電位に基づいて前記高周波電源における高周波電力を制御し、プラズマエッチング中の被加工基材の電位を所定範囲内に制御可能な制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
このプラズマエッチング装置によれば、上記プラズマエッチング法を実行でき、プラズマエッチング中に被加工基材の電位を測定し、その測定値に基づいて高周波電力を制御して被加工基材の電位を所定範囲内に制御することで、プラズマエッチングを実行中に装置安定性を維持しかつプラズマエッチング加工の再現性を向上できる。これにより、プラズマエッチングを同一条件で繰り返し実行した場合に、プラズマエッチング加工を精度よくかつ再現性よく行うことができる。
【００１４】
上記プラズマエッチング装置において、前記制御部は、予め取得したプラズマエッチングにおける被加工基材の電位変化に基づいて前記被加工基材の電位を制御することで、被加工基材の電位を容易に制御できる。
【００１５】
また、前記制御部は、前記被加工基材の電位を所定範囲内に制御することで前記被加工基材におけるエッチングレートをほぼ一定に制御することができ、プラズマエッチング加工を精度よくかつ再現性よく行うことができる。
【００１６】
本発明による光学素子用成形金型は、上述のプラズマエッチング法により加工されたシリコン基板から製造可能なものである。これにより、精度よくかつ再現性のよい光学素子用成形金型を得ることができる。
【００１７】
本発明による光学素子は、上述の成形金型を用いて製造可能なものである。これにより、成形金型により高品質で大量生産可能な光学素子とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のプラズマエッチング法及びプラズマエッチング装置によれば、プラズマエッチングを実行中に装置安定性を維持しかつプラズマエッチング加工の再現性を向上できる。
【００１９】
また、プラズマエッチング法を用いて光学素子を精度及び再現性よく製造できる光学素子用成形金型を提供できる。精度がよく高品質で大量生産可能な光学素子を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図１は本実施の形態によるプラズマエッチング法を実行可能なＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチング装置を概略的に示す図である。図２は図１のＩＣＰエッチング装置の制御系の要部を示すブロック図である。
【００２１】
図１に示すように、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチング装置２００は、真空プラズマチャンバ２１１内に、プラズマ生成用高周波電源２１２に接続された一対の高周波電極２１３，２１４が配置され、高周波電極２１３，２１４に対向する側に被加工基材としてのシリコン基板２１０を保持する基板ホルダ２１５が配置されている。高周波電源２１２から高周波電極２１３，２１４に高周波電圧が印加されることで真空プラズマチャンバ２１１内のプラズマ生成領域ＡＡにプラズマが形成され、エッチングガスをチャンバ２１１内に流しながらシリコン基板２１０をドライエッチングすることができる。
【００２２】
真空プラズマチャンバ２１１内の基板ホルダ２１５にはバイアス高周波電源２１６が接続され、基板ホルダ２１５に保持されたシリコン基板２１０の底面２１０ｂに高周波バイアス電力を与える。基板ホルダ２１５に保持されたシリコン基板２１０の底面２１０ｂのグラウンドに対する電位差(Ｖｐｐ)を電位測定装置２３０で測定する。
【００２３】
また、真空プラズマチャンバ２１１には、真空装置２２１が切替バルブ２２２を介して接続されている。また、エッチングガス源２２３が制御バルブ２２４を介して接続されており、制御バルブ２２４によりガス流量を制御することで、ガス圧を所定範囲内で変化させることができる。なお、エッチングガス源２２３を複数設け複数種類のガスを流すことも可能である。
【００２４】
図１のＩＣＰエッチング装置２００は、図２のように、中央演算処理装置（ＣＰＵ）から構成される制御部１００を備え、制御部１００は、プラズマ生成用高周波電源２１２、バイアス高周波電源２１６、真空装置２２１，真空装置用切替バルブ２２２、及びエッチングガス源用制御バルブ２２４を所定のシーケンスに従って制御する。
【００２５】
即ち、制御部１００は、真空装置２２１により真空プラズマチャンバ２１１内を減圧し、制御バルブ２２４を制御してガス流量を制御しながらエッチングガスを流すように制御し、また、入力設定部２２０から入力された設定条件に基づいて、高周波電源２１２に対してプラズマ生成のための高周波電力を設定し、更にバイアス高周波電源２１６に対して高周波バイアス電力を設定し、高周波電源２１２を作動させてプラズマを生成するように制御する。
【００２６】
制御部１００は、更に、電位測定装置２３０で測定されたシリコン基板２１０の底面２１０ｂのグラウンドに対する電位差(Ｖｐｐ)がプラズマエッチング中に一定の関係になるように制御する。
【００２７】
次に、図２の制御部１００におけるシリコン基板２１０の底面２１０ｂのグラウンドに対する電位差(Ｖｐｐ)の制御方法について図３，図４，図５を参照して説明する。
【００２８】
図３は、本実施の形態のプラズマエッチング法を説明するために電位差(Ｖｐｐ)と被加工基材（シリコン基板）のエッチングレートとの関係の一例を示すグラフである。図４は、プラズマ生成用高周波電源による高周波電力（ＲＦ）と電位差(Ｖｐｐ)との関係の一例を示すグラフである。図５は本実施の形態のプラズマエッチングにおいて電位差（Ｖｐｐ）の経時変化を模式的に示す図である。
【００２９】
本発明者らの実験・研究によれば、シリコン基板２１０の底面２１０ｂのグラウンドに対する電位差(Ｖｐｐ)とシリコン基板２１０におけるエッチングレートの間には一定の関係があることが明らかとなった。即ち、図３に示すように、基板とグラウンドとの電位差(Ｖｐｐ)が大きくなると、エッチングレートが低下する傾向にあり、基板とグラウンドとの電位差(Ｖｐｐ)をモニターすることでバッチ間のエッチングレートの誤差を定量化することが可能である。
【００３０】
なお、図３の関係は、後述の式（１）からも説明が可能であり、一定の高周波バイアス電力Ｗに対し電位差(Ｖｐｐ）が増えると、電流値Ｉが減るので、電流値Ｉと相関関係にあるエッチングレートも減る。
【００３１】
上述のように、基板とグラウンドとの電位差（Ｖｐｐ）とエッチングレートとの間には一定の関係があるので、制御部１００において電位差(Ｖｐｐ)が一定の関係となるようなパラメータ制御を行うことで常にエッチングレートを一定にすることができる。
【００３２】
バイアス高周波電源２１６からシリコン基板２１０の底面２１０ｂに高周波バイアス電力Ｗ（一定）を与えたとき、基板とグラウンドとの電位差Ｖｐｐと電流Ｉとの関係は次式（１）のようになる。
【００３３】
Ｉ∝１／Ｖｐｐ  （１）
【００３４】
ここで、電流値Ｉは、プラズマイオンとシリコン基板２１０の表面との間における電荷のやり取りに関係する量であり、エッチングレートに関係する量であり、電流量を一定とすることでエッチングレートを一定とすることができる。このように電位差（Ｖｐｐ）を一定の関係にするパラメータ制御を行うことでエッチングレートを一定にすることができる。
【００３５】
本発明者らの更なる実験・研究によれば、基板とグラウンドとの電位差（Ｖｐｐ）は、図４のように、プラズマ生成用高周波電源２１２による高周波電力（ＲＦ）に対して一次にほぼ比例することが判明した。従って、電位差（Ｖｐｐ）が常に一定となるように、または電位差（Ｖｐｐ）の経時変化が常に同じプロファイルをとるように、高周波電力（ＲＦ）をパラメータにして制御することでエッチングレートを安定化できる。
【００３６】
上述のように、シリコン基板２１０の底面２１０ｂに高周波バイアス電力を与えるが、このときのシリコン基板２１０の底面２１０ｂのグラウンドに対する電位差(Ｖｐｐ)を電位測定装置２３０で測定し、制御部１００が電位差（Ｖｐｐ）が一定の関係になるように高周波電源２１２の高周波電力（ＲＦ）を制御することでエッチングレートを安定化できる。
【００３７】
ここで、電位差（Ｖｐｐ）が一定の関係になるとは、同一の条件でプラズマエッチングを繰り返し行っても、各エッチングにおいて電位差（Ｖｐｐ）の経時変化がばらつかないことである。例えば、図５の破線で示す直線Ｂのように電位差（Ｖｐｐ）が時間によりほぼ変化しない場合、同一の条件でプラズマエッチングを繰り返し行っても、電位差（Ｖｐｐ）が直線Ｂに関してほぼ一定であることである。また、図５のカーブＡのように、電位差（Ｖｐｐ）が経時変化する場合には、同一の条件でプラズマエッチングを繰り返し行っても、電位差（Ｖｐｐ）がカーブＡに対しばらつかずに経時変化することである。
【００３８】
例えば、プラズマエッチングの間に図５のカーブＡのように電位差（Ｖｐｐ）が経時変化する場合、次の同一条件下でのプラズマエッチング中のある時間の電位差（Ｖｐｐ）の測定値が図５の点ｍのようにカーブＡの値に対し差分値ΔＶｐｐだけ差があると、制御部１００は、図４のような高周波電力（ＲＦ）と電位差(Ｖｐｐ)との関係に従って高周波電源２１２の高周波電力（ＲＦ）を制御することで電位差（Ｖｐｐ）がカーブＡの値に近づくように（差分値ΔＶｐｐがゼロになるように）制御する。具体的には、図５の差分値ΔＶｐｐが所定値を越えたとき、上述の高周波電力（ＲＦ）の制御を行うようにできる。
【００３９】
以上のようにして、電位差（Ｖｐｐ）を一定の関係に制御することでエッチングレートを安定化できるとともにプラズマエッチングを精度よくかつ再現性よく行うことができる。
【００４０】
次に、図１〜図５のＩＣＰエッチング装置を用いて行う本実施の形態によるプラズマエッチング法について図６，図７を参照して説明する。
【００４１】
図６は本実施の形態によるプラズマエッチング法の各ステップＳ０１乃至Ｓ１３を説明するためのフローチャートである。図７は図６のプラズマエッチング法によりシリコン基板に凹凸形状を形成する工程（ａ）、（ｂ）を模式的に示す断面図である。
【００４２】
図６のプラズマエッチング法は、図７（ａ）のように電子ビーム描画・現像により所定の微細パターンが形成されたエッチングマスク１５を有するシリコン基板２１０に対しプラズマエッチングを行うことで、図７（ｂ）のように深さＴ、幅Ｗの凹凸部１０を有する高アスペクト比の凹凸形状を加工するものである。
【００４３】
まず、シリコン基板２１０にレジストを均一に塗布してから（Ｓ０１）、そのレジスト表面に対し電子ビームにより所定の微細パターンを描画し（Ｓ０２）、所定の現像材料により現像することで（Ｓ０３）、図７（ａ）のようにシリコン基板２１０の表面２１０ａ上に厚さｔの微細パターンを有するエッチングマスク１５を形成する。
【００４４】
また、ステップＳ０２における電子ビーム描画は、本発明者等が、他の発明者とともに、例えば、特開２００４−１０７７９３号公報や特開２００４−５４２１８号公報等で提案した電子ビーム描画装置により行うことができる。これにより、所望の描画パターンを電子ビームによる３次元描画でサブミクロンオーダーの高精度でレジスト膜上に形成できる。
【００４５】
次に、上述のエッチングマスク１５の形成されたシリコン基板２１０を図１の真空プラズマチャンバ２１１内の基板ホルダ２１５に保持してＩＣＰエッチング装置２００にセットする（Ｓ０４）。そして、高周波電力や高周波バイアス電力やガス流量等の各種条件を図２の入力設定部２２０から入力し図１のＩＣＰエッチング装置２００に設定する（Ｓ０５）。
【００４６】
次に、真空プラズマチャンバ２１１内を排気し減圧してから（Ｓ０６）、エッチングガスを真空プラズマチャンバ２１１内に導入し、電極２１３，２１４に高周波電圧を印加してプラズマを生成するとともにバイアス電圧をシリコン基板２１０に印加し、シリコン基板２１０に対するエッチングを開始する（Ｓ０７）。
【００４７】
そして、制御部１００は、電位測定装置２３０で電位差（Ｖｐｐ）を測定し（Ｓ０８）、電位差（Ｖｐｐ）の測定値の図５の差分値ΔＶｐｐが所定値を越えると（Ｓ０９）、高周波電力（ＲＦ）を制御し、電位差（Ｖｐｐ）がばらつかず一定の関係になるように制御する（Ｓ１０）。
【００４８】
上述のように高周波電力（ＲＦ）の制御で電位差（Ｖｐｐ）を制御しながらプラズマエッチングを行い、エッチングが終了したら（Ｓ１１）、ＩＣＰエッチング装置２００を停止し（Ｓ１２）、シリコン基板２１０を真空プラズマチャンバ２１１内から移動させる（Ｓ１３）。これにより、シリコン基板２１０の表面２１０ａに図７（ｂ）のように深さＴ、幅Ｗの凹凸部１０を有する高アスペクト比（Ｔ／Ｗ）の凹凸形状を形成する。
【００４９】
以上のように、本実施の形態のプラズマエッチング法によれば、プラズマエッチング中にシリコン基板の電位差（Ｖｐｐ）を測定し、その測定値に基づいて高周波電力（ＲＦ）を制御して電位差（Ｖｐｐ）を所定範囲内に制御することができる。このため、プラズマエッチングを実行中に装置安定性を維持しかつプラズマエッチング加工の再現性を向上できる。これにより、プラズマエッチングを同一条件で繰り返し実行し、シリコン基板に図７（ｂ）のような高アスペクト比の凹凸形状を形成したとき、かかる凹凸形状を精度よくかつ再現性よく形成することができ、プラズマエッチングの生産性が向上する。
【００５０】
次に、図６，図７においてプラズマエッチングを行い凹凸形状が形成されたシリコン基板を成形金型として用いて光学素子を製造する方法について図８のフローチャート及び図９を参照して説明する。
【００５１】
図９（ａ）乃至（ｃ）は図８において成形金型により光学素子を成形で製造する工程を説明するための成形金型及び光学素子の模式的な側面図である。
【００５２】
上述のようにしてプラズマエッチングにより凹凸形状に加工され凹凸部１０を有する図７のシリコン基板２１０を図９（ａ）のように波長板や回折格子等の光学素子成形のための成形金型Ｃとする（Ｓ２１）。
【００５３】
図９（ａ）のように、ステンレス鋼等からなる下型３１の上面に素材Ｍをセットし固定し、ステンレス鋼等からなる上型３２の下面に成形金型Ｃをセットし固定する（Ｓ２２）。なお、素材Ｍとしては、例えば、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、ポリオレフィン等の光学素子用素材が好ましい。
【００５４】
次に、上型３２の内部に設けたヒータに通電することで上型３２を素材Ｍのガラス転移点温度以上に加熱する（Ｓ２３）。次に、上型３２を下方に移動させて下型３１に押圧する（Ｓ２４）。これにより、素材Ｍは急速にガラス転移点温度以上に加熱されて溶融し、その表面に成形金型Ｃの凹凸部１０が転写される（Ｓ２５）。
【００５５】
次に、上型３２のヒータへの通電を停止し上型３２を自然冷却させ（強制冷却でもよい）、下型３１の内部に設けた配管に冷却水を流して下型３１を強制冷却する（Ｓ２６）。
【００５６】
次に、上型３２を上方に移動させて素材Ｍから離すようにして離型を行うことで（Ｓ２７）、凹凸形状が転写された光学素子を得る。
【００５７】
以上のように、図８，図９の光学素子の製造方法によれば、光学素子成形のための成形金型Ｃを、上述のプラズマエッチング法で精度よく形成した凹凸部１０を持つシリコン基板２１０から構成できるので、精度のよい凹凸形状を有する光学素子を製造できる。このため、光学素子を成形金型により高品質で大量生産できる。
【実施例】
【００５８】
次に、本発明によるプラズマエッチング法について実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５９】
実施例１，２，３として、基板とグラウンドとの電位差（Ｖｐｐ）のばらつきを抑えるように制御しながらプラズマエッチングを行うことでシリコン基板に線幅１００ｎｍの溝を深堀りし凹凸形状をそれぞれ形成した。プラズマエッチング条件は次の表１のとおりである。
【００６０】
【表１】
2006131954.tif 000003
【００６１】
比較例１，２，３として、従来のプラズマエッチングにより実験日を変えて表１と同条件で線幅１００ｎｍの溝を深堀りし凹凸形状をそれぞれ形成した。
【００６２】
図１１は実施例１，２，３の各プラズマエッチングにおいて電位差（Ｖｐｐ）の経時変化をプロットしたグラフである。また、次の表２に実施例１，２，３におけるエッチングレートを示す。
【００６３】
【表２】
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【００６４】
図１０は比較例１，２，３の各プラズマエッチングにおいて電位差（Ｖｐｐ）の経時変化をプロットしたグラフである。また、次の表３に比較例１，２，３におけるエッチングレートを示す。
【００６５】
【表３】
2006131954.tif 000005
【００６６】
比較例１〜３では、表３のように、装置の不安定性によってエッチングレートにばらつきが生じたが、このプラズマエッチングのとき、図１０に示すように、基板とグラウンドとの電位差（Ｖｐｐ）がかなりばらついたことが分かる。
【００６７】
これに対し、実施例１〜３では、高周波電力を制御し図１１のように電位差（Ｖｐｐ）のばらつきを抑えた結果、表２のように、エッチングレートのばらつきが最大１．４％であり、目標値の３．０％以下にできた。
【００６８】
実施例１でシリコン基板の表面に形成した凹凸形状についての走査型電子顕微鏡写真を図１２に示す。シリコン基板上に高アスペクト比の凹凸形状を精度よく形成できた。
【００６９】
以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、本実施の形態のプラズマエッチング法による加工形状は、凹凸形状であったが、階段形状や鋸歯形状等の他の形状であってもよく、また、これらの形状を少なくとも２つ混在させたものであってもよい。また、図６のステップＳ０２における電子ビーム描画は他の露光方法により微細パターンを描画するようにしてもよい。
【００７０】
また、図８，図９の成形金型は、バイナリ構造の波長板や回折格子等の光学素子のためのものであったが、本発明はこれに限定されずに、階段状のエシュロン回折格子を有する光学素子や鋸歯状の回折格子を有する光学素子を成形するためのものであってよく、また、光学面はレンズ面であっても平面であってもよい。
【００７１】
また、上述のプラズマエッチング法により加工されたシリコン基板から成形金型用母型を得て、この母型から電鋳等により成形金型を製造するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本実施の形態のプラズマエッチング法を実行可能なＩＣＰエッチング装置を概略的に示す図である。
【図２】図１のＩＣＰエッチング装置の制御系の要部を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態のプラズマエッチング法を説明するために電位差(Ｖｐｐ)と被加工基材（シリコン基板）のエッチングレートとの関係の一例を示すグラフである。
【図４】プラズマ生成用高周波電源による高周波電力（ＲＦ）と電位差(Ｖｐｐ)との関係の一例を示すグラフである。
【図５】本実施の形態のプラズマエッチングにおいて電位差（Ｖｐｐ）の経時変化を模式的に示す図である。
【図６】本実施の形態によるプラズマエッチング法の各ステップＳ０１乃至Ｓ１３を説明するためのフローチャートである。
【図７】図６のプラズマエッチング法によりシリコン基板に凹凸形状を形成する工程（ａ）、（ｂ）を模式的に示す断面図である。
【図８】図６，図７において図６，図７においてプラズマエッチングを行い凹凸形状が形成されたシリコン基板を成形金型として用いて光学素子を製造する工程Ｓ２１乃至Ｓ２７を説明するためのフローチャートである。
【図９】図９（ａ）乃至（ｃ）は図８において成形金型により光学素子を成形で製造する工程を説明するための成形金型及び光学素子を模式的に示す側面図である。
【図１０】比較例１，２，３の各プラズマエッチングにおいて電位差（Ｖｐｐ）の経時変化をプロットしたグラフである。
【図１１】実施例１，２，３の各プラズマエッチングにおいて電位差（Ｖｐｐ）の経時変化をプロットしたグラフである。
【図１２】実施例１でシリコン基板の表面に形成した凹凸形状についての走査型電子顕微鏡写真を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
２１０ シリコン基板
２１０ｂ 底面
２１０ａ 表面
１０ 凹凸部
１００ 制御部
２００ ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチング装置
２１１ 真空プラズマチャンバ
２１２ プラズマ生成用高周波電源
２１５ 基板ホルダ
２１６ バイアス高周波電源
２３０ 電位測定装置
Ｃ 成形金型
Ｍ 素材
【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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