CN205406494U - 被蚀刻加工材料 - Google Patents

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Abstract

一种被蚀刻加工材料(1)，在基材(11)上具备有：具有图案宽度2μm以下、纵横比0.1～5.0的图案的掩模层(12)。此外，被放置在蚀刻加工时使用的承载构件(2)上时的整体热阻值在6.79×10?3(m2·K/W)以下。在这里，整体热阻值指的是，承载构件(2)中被蚀刻加工材料(1)的放置区域(X)内的承载构件(2)的热阻值及基材(11)的热阻值、以及当承载构件(2)上存在被蚀刻加工材料(1)以外的其他构件时其他构件的热阻值之和，各热阻值为各构件的厚度除以构成各构件的材料的热导率λ所得的值。通过隔着掩模层(12)蚀刻被蚀刻加工材料(1)，在基材(11)上形成期望的微细凹凸结构。

Description

被蚀刻加工材料
技术领域
本发明涉及至少在表面存在微细图案掩模的被蚀刻加工材料。
背景技术
以往，作为LSI制造中的微细图案加工技术，多使用光刻技术。光刻技术中，存在难以加工出图案尺寸小于曝光使用的光的波长的问题。此外，作为其他的微细图案加工技术，还有通过电子束描绘装置进行的掩模图案描绘技术(EB法)。EB法中，由于通过电子束直接绘制掩模图案，因此存在描绘图案越多描绘时间越长、至图案形成为止产量大幅下降的问题。此外，由于光刻法用曝光装置中的掩模位置的高精度控制、EB法用曝光装置中的电子束描绘装置的大型化等，这些方法还存在装置成本增加等问题。
作为可以解决这些问题的微细图案加工技术，已知的有纳米压印技术。纳米压印技术，是通过将形成有微细图案的模具，按压在形成于被加工材料表面的抗蚀膜上，从而将形成在模具上的微细图案转印至抗蚀膜，以该抗蚀膜为掩模，对被加工材料进行干蚀刻，由此在被加工材料上形成微细凹凸结构的技术。
该纳米压印法中，由于可以容易地调整抗蚀膜的厚度，因此即使图案微细，通过使抗蚀膜变厚，也可以容易地形成比使用光刻技术时更高纵横比的微细图案，由此可以在被加工材料表面形成微细图案掩模。
现提出有如下技术：将通过此种方法得到的形成有微细凹凸结构的被加工材料用作半导体发光元件的基材，通过改变光的导波方向提高光提取效率(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2003-318441号公报
发明内容
但是，即使通过此种方法形成了微细且高纵横比的图案掩模，由于其微细且纵横比高，会因被加工材料干蚀刻时产生的热造成刻蚀损伤，因此有时微细图案掩模会变形，被加工材料中的微细凹凸结构无法形成理想的形状。
除此以外，干蚀刻被加工材料时，为了同时处理多个而提高产量，工业上大多必须使用诸如输送托盘等的载物台。因此，即使干蚀刻装置上具有冷却结构，由于被加工材料与冷却结构之间存在载物台，因此冷却效果会下降，无法充分冷却干蚀刻时产生的热，被加工材料中的微细凹凸结构无法形成理想的形状。
本发明鉴于此点，目的是提供可以形成期望的微细凹凸结构的被蚀刻加工材料。
本发明者为了解决上述课题而反复深入研究后发现，将在基材上具备有具有微细凹凸结构的掩模层的被蚀刻加工材料，放置在蚀刻加工时使用的承载构件上时的整体热阻值满足特定条件时，可以减少蚀刻加工时产生的热所造成的刻蚀损伤，通过蚀刻可以在基材上形成理想的微细凹凸结构。
即，首先，本发明的被蚀刻加工材料，是在基材上具备有掩模层的被蚀刻加工材料，该掩模层具有图案宽度2μm以下、纵横比0.1～5.0的图案。
并且，本发明的被蚀刻加工材料，是在基材上具备有掩模层的被蚀刻加工材料，该掩模层具有图案宽度2μm以下、纵横比0.1～5.0的图案，优选所述被蚀刻加工材料放置在蚀刻加工时使用的承载构件上时，整体热阻值在6.79×10-3(m2·K/W)以下。
(整体热阻值指的是，所述承载构件中的所述被蚀刻加工材料放置区域内的所述承载构件的热阻值及所述基材的热阻值、以及当所述承载构件上存在所述被蚀刻加工材料以外的其他构件时所述其他构件的热阻值之和，各热阻值为各构件的厚度除以构成所述各构件的材料的热导率λ的值。)
本发明的被蚀刻加工材料中，当所述承载构件由多种材料构成时，优选所述承载构件的热阻值为，构成所述承载构件的每个材料所求得的热阻值中最小的热阻值。
本发明的被蚀刻加工材料中，优选整体热阻值在3.04×10-3(m2·K/W)以下。
本发明的被蚀刻加工材料中，优选整体热阻值在1.21×10-3(m2·K/W)以下。
本发明的被蚀刻加工材料中，优选承载构件部分或全部由1种以上的以下材料的材料构成：硅(Si)、石英(SiO2)、铝(Al)、碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化锆(ZrO2)、氧化钇(Y2O3)以及覆盖有它们中的任意1种以上的无机构件。
本发明的被蚀刻加工材料中，优选作为所述承载构件的热阻值而进行计算的厚度在0.001m以上、0.05m以下。
本发明的蚀刻方法，其特征在于，具备有：在基材上形成具有图案宽度2μm以下、纵横比0.1～5.0的图案的掩模层而得到被蚀刻加工材料的工序；以及在将所述被蚀刻加工材料放置在承载构件上、整体热阻值在6.79×10-3(m2·K/W)以下的状态下，将所述掩模层作为掩模，蚀刻所述基材的工序。
(整体热阻值指的是，所述承载构件中的所述被蚀刻加工材料放置区域内的所述承载构件的热阻值及所述基材的热阻值、以及所述承载构件上存在所述被蚀刻加工材料以外的其他构件时所述其他构件的热阻值之和，各热阻值为各构件的厚度除以构成所述各构件的材料的热导率λ所得的值。)
本发明的半导体发光元件，其特征在于，具备：具有蚀刻上述被蚀刻加工材料而得到的微细凹凸结构的基板、以及形成在所述基板上的半导体发光层。
根据本发明，可以形成理想的微细凹凸结构，即均匀的图案形状(图案宽度和线条形状均匀)。
附图说明
[图1]显示本发明的实施方式涉及的被蚀刻加工材料的一例的图。
[图2]显示承载构件的其他例子的图。
[图3]显示纳米压印法的一例的图。
[图4]显示纳米压印法使用的模具的一例的图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的一个实施方式(以下简称为“实施方式”)。另外，本发明不限定于以下的实施方式，可在其主旨范围内进行变更而实施。
本实施方式的被蚀刻加工材料，是在基材上具备有掩模层的被蚀刻加工材料，该掩模层具有图案宽度2μm以下、纵横比0.1～5.0的图案。此外，优选将所述被蚀刻加工材料放置在蚀刻加工时使用的承载构件上时，整体热阻值在6.79×10-3(m2·K/W)以下。
(整体热阻值指的是，所述承载构件中的所述被蚀刻加工材料放置区域内的所述承载构件的热阻值及所述基材的热阻值、以及所述承载构件上存在所述被蚀刻加工材料以外的其他构件时所述其他构件的热阻值之和，各热阻值为各构件的厚度除以构成所述各构件的材料的热导率λ所得的值。)
通过该构成，将具有高纵横比微细凹凸图案的掩模层作为掩模时，也可以减少蚀刻加工时产生的热造成的刻蚀损伤，通过蚀刻可以在基材上形成理想的微细凹凸结构。此外，通过将作为该被蚀刻加工材料的构成要素的承载构件用作运送构件，可以提升干蚀刻工序中的产量。
图1是显示将被蚀刻加工材料放置在承载构件上的状态的图。图1所示的被蚀刻加工材料1具备有基材11和形成在基材11上的掩模层12。掩模层12的图案宽度(W)在2μm以下，掩模层12的纵横比(H/W)为0.1～5.0。另外，图案宽度(W)指的是，图案形状中隆起为凸部的部分的最小长度，例如，图案形状的横截面为圆形的话，是横截面的圆形的直径，图案形状的横截面为椭圆形的话，是横截面的椭圆形的短径，图案形状的横截面为长方形的话，是横截面的长方形的短边，图案形状为线条状的话，是线条宽度。
图1所示的被蚀刻加工材料1中，掩模层12由第1掩模层12a及第2掩模层12b构成。另外，掩模层12不限定于图1所示构成，可以由单一的层构成，也可以由3层以上的层构成。
该被蚀刻加工材料1被放置在承载构件2的放置区域X上。即，将被蚀刻加工材料1与承载构件2层积在承载构件2的放置区域X上。图1A中，显示的是将被蚀刻加工材料1直接放置在承载构件2的放置区域X上，但本实施方式中，也可以如图1B所示，将被蚀刻加工材料1隔着导热垫片3放置在承载构件2的放置区域X上。此外，本实施方式中，承载构件2与被蚀刻加工材料1之间，也可以在蚀刻过程中可以进行蚀刻加工的范围内，夹有导热垫片3以外的构件。另外，夹在承载构件2与被蚀刻加工材料1之间的其他构件可以有2个以上。
被蚀刻加工材料1被放置在蚀刻加工时使用的承载构件2上时的整体热阻值在6.79×10-3(m2·K/W)以下。在这里，整体热阻值指的是，承载构件2中的被蚀刻加工材料1的放置区域X内的承载构件2的热阻值及被蚀刻加工材料1的热阻值、以及承载构件2上存在被蚀刻加工材料1以外的其他构件(例如，接合用途的导热垫片3)时其他构件(例如，接合用途的导热垫片3)的热阻值之和。
各热阻值为各构件的厚度除以构成各构件的材料的热导率λ所得的值。即，热阻值R(m2·K/W)是通过各构件的厚度d(m)/各构件的热导率λ(W/m·K))所计算出所得的值。本实施方式中，调整构成被蚀刻加工材料的构件或层的材料或厚度、构成承载构件的材料或厚度，可使整体热阻值(上述热阻值之和)为R≦6.79×10-3(m2·K/W)。整体热阻值(上述热阻值之和)更优选在R≦3.04×10-3(m2·K/W)以下，进一步优选R≦1.21×10-3(m2·K/W)以下。另外，整体热阻值R的下限优选0≦R。
热阻值R的计算中，基材11或承载构件2为平板状的话，分别以其板厚作为厚度d。此外，承载构件2如图2A所示具有凹部2a，或者如图2B所示具有凸部2b，在该凹部2a内或凸部2b上放置被蚀刻加工材料时，以放置区域X部分的厚度为热阻值R计算中的厚度d。
特别是关于承载构件2的厚度d，从热阻值角度考虑，并无下限，但由于承载构件2的厚度d过小的话，在承载构件2运送时等情况下可能会破损，因此优选采用具有耐久性的范围，例如0.001m以上。此外，从热阻值的观点看厚度d存在上限值，同时基于运送时的操作性和成本的观点，承载构件2的厚度d优选在0.05m以下。
如上所述，整体热阻值R指的是，承载构件2中的被蚀刻加工材料1放置区域X内的承载构件2的热阻值Rc及被蚀刻加工材料1的热阻值Rs、以及承载构件2上存在被蚀刻加工材料1以外的其他构件(例如，导热垫片3)时其他构件(例如，导热垫片3)的热阻值RHT之和。例如，如图1A所示，被蚀刻加工材料1被直接放置在承载构件2上时，整体热阻值R＝RS+RC，如图1B所示，被蚀刻加工材料1隔着导热垫片3被放置在承载构件2上时，整体热阻值R＝RS+RC+RHT。
承载构件2由多种材料构成时，整体热阻值R的计算途径可有多种。此时，以构成承载构件2的每种材料所求得的热阻值中最小的热阻值为承载构件2的热阻值Rc。
整体热阻值R计算中的各材料热导率λ的测定方法并无特别限制，可举出例如激光闪光法、热量计法、探针法、平板比较法等各种测定法。作为热阻值计算中使用的各材料的热导率，使用的是各自单独存在状态下测定的热导率。另外，本实施方式中，计算中使用的是通过激光闪光法测定的热导率。
作为基材11的材料，只要整体热阻值R在上述范围的话，则无特别限定，可使用无机材料、有机材料。作为基材11的材料，可举出例如，蓝宝石、SiC、SiN、GaN、W-Cu、硅、氧化锌、氧化镁、氧化锰、氧化锆、锰锌铁氧化物、镁铝氧化物、硼化锆、氧化镓、氧化铟、锂镓氧化物、锂铝氧化物、钕镓氧化物、镧锶铝钽氧化物、锶钛氧化物、二氧化钛、铪、钨、钼、GaP、GaAs等。此外，作为基材11的材料，也可以选用后述的构成支承基板5的材料或构成模具4的材料。
特别地，在要同时满足改善半导体发光元件的内部量子效率、以及改善光提取效率的用途中，作为基材11，可举出蓝宝石基板。此时，将得到的具有高纵横比微细凹凸结构的掩模层(由第1掩模层12a和第2掩模层12b构成的微细图案)作为掩模，加工蓝宝石基板。另一方面，以提升光提取为目的可以选择GaN基板。此时，将得到的具有高纵横比微细凹凸结构的掩模层作为掩模，加工GaN基板。以制作大面积微细图案形成的无反射表面玻璃为目的的话，可以选择玻璃板或玻璃薄膜等。此外，制作超防水性薄膜、超亲水性薄膜时，可以使用薄膜基材。此外，以完全黑体为目的的话，可以采用混炼有或表面涂布有碳黑的基材。
另外，关于基材11的厚度等形状，只要满足上述整体热阻值的范围，则无特别限制。作为基材11，可以使用薄膜。
[承载构件]
承载构件2是放置被蚀刻加工材料1的构件，可以用作固定或运送被蚀刻加工材料1的运输托盘。通过使用承载构件2，可以减少在干蚀刻装置的真空反应槽内运送被蚀刻加工材料1时的被蚀刻加工材料1的位置偏移，此外，由于可以同时运送多个被蚀刻加工材料1，因此产量提高。
作为构成承载构件2的材料，可举出例如硅(Si)、铝(Al)、不锈钢等金属材料，石英(SiO2)、碳化硅(SiC)、氮化硅(SiN)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化锆(ZrO2)、氧化钇(Y2O3)等陶瓷，防蚀铝覆盖的硅或铝、表面热喷涂陶瓷的硅或铝、树脂材料覆盖的硅或铝等金属材料。对于这些材料，只要满足上述整体热阻值R的条件，则无特别限定，优选相对于干蚀刻气，不产生高沉积性的反应物的材料。更优选的例子有，基于承载构件2的获取性及加工性较高，优选硅(Si)、石英(SiO2)、铝(Al)，基于难以生成高沉积性的反应物，优选碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化锆(ZrO2)、氧化钇(Y2O3)或者被它们中的任意1种以上覆盖的无机构件。另外，这里使用的无机构件指的是，具体例如，硅(Si)或铝等加工性高的金属材料。通过在此种无机构件上覆盖碳化硅(SiC)等不生成高沉积性反应物的材料，可以同时实现易加工及对干蚀刻的适应性。此外，此时，关于氮化铝(AlN)等，有时并非100％由氮化铝(AlN)覆盖，而是有部分生成氧化铝(Al2O3)等，覆盖层为混合物。因此，“被它们中的任意1种以上覆盖”的记载的含义中，包含用某种材料覆盖时混有其他材料的情况。
作为承载构件2的形状，只要满足上述整体热阻值R的条件，则无特别限制，可举出例如，薄板圆形或薄板方形等。承载构件2的表面不一定必须平坦，也可以如图2A所示，形成有容纳被蚀刻加工材料1的凹部2a。此外，承载构件2不一定必须由单一材料构成，也可以由两种以上的材料构成。另外，承载构件2不一定必须由单一结构体形成，也可以由基座部分和通过覆盖一部分被蚀刻加工材料1而固定被蚀刻加工材料1的盖状等两种以上的结构体组合构成。
[微细凹凸结构的掩模层的形成]
作为在基材11的表面形成具有微细凹凸结构的掩模层12的方法，可举出光刻法、热光刻(thermal lithography)及纳米压印等一般已知的微细图案形成方法。本实施方式中，基于纳米级图案形成价廉且容易的观点，使用了纳米压印，但不限定于此。
图3显示的是纳米压印法的一例的说明图。依次在基材11上形成构成掩模层的第1掩模层12a及第2掩模层12b，得到层积体。使具有微细凹凸结构的模具4的微细凹凸结构面与层积体的第2掩模层12b接触，按压层积体(图3A)，然后，将模具4从层积体剥离。由此，微细凹凸结构被转印至第1掩模层12a及第2掩模层12b(图3B)。
然后，将第2掩模层12b作为掩模，干蚀刻第1掩模层12a。由此，在基材11上，制作具有由第1掩模层12a及第2掩模层12b构成的掩模层12的被蚀刻加工材料1(图3C)。通过将掩模层12作为掩模干蚀刻该被蚀刻加工材料1，在基材11上形成微细凹凸结构。
[模具]
模具4的形状，只要表面形成有微细凹凸结构，则无特别限定，优选平板状、薄膜状或卷筒状，特别优选平板状或薄膜状。模具4如图4A所示，表面设置有微细凹凸结构4a。此外，作为模具4，也可以如图4B所示，设置在支承基板5上。
作为模具4的材料，可举出例如，硅、石英、镍、铬、蓝宝石、SiC等无机材料，聚二甲基硅氧烷(PDMS)、热塑性树脂、光固化性树脂等有机材料。此外，作为支承基板5，可举出玻璃、石英、硅、SUS等刚性基板，海绵、橡胶(硅橡胶)等的弹性材料构成弹性基板，PET薄膜、TAC薄膜、COP薄膜等树脂薄膜等。
如图4A所示，作为不具备支承基板5的模具4，可举出硅、石英、镍、铬、蓝宝石、SiC等无机材料构成的硬质平板状模具，软质的PDMS、COP、聚酰亚胺、聚乙烯、PET、氟树脂等构成的薄膜状模具。通过使用硬质的平板状的模具4，可以保持模具4的高面精度。在这里，面精度指的是，模具4的微细凹凸结构4a的顶部位置与微细凹凸结构4a相反一侧的面之间的平行度。通过使用利用了此种高平行度(面精度)的模具4转印微细图案的被蚀刻加工材料，可以保持转印形成的微细图案的较高的图案形成精度(基材11的一个主面与由掩模层12顶部构成的面之间的平行度)，蚀刻加工具有微细凹凸结构的掩模层12时(微细图案掩模形成工序)，可以高精度地形成纵横比高的微细凹凸结构。由此，也可以确保具有高纵横比微细凹凸结构的被蚀刻加工材料的基材加工时的加工精度。
另一方面，通过使用软质的模具4，可以抑制将包含有模具4的微细图案形成用层积体贴合到基材11时卷入较大的气泡、微细凹凸结构4a的内部卷入微小的气泡等。另外，由于可以吸收基材11的表面凹凸，因此转印精度提升。这些效果可以提升在基材11上制作具有高纵横比微细凹凸结构的掩模层的加工精度，同时也可以确保具有高纵横比微细凹凸结构的被蚀刻加工材料1的基材11加工时的加工精度。
[第2掩模层]
对于构成第2掩模层12b的材料(第2掩模材料)，只要满足后述的蚀刻选择比，则无特别限定，可以使用可稀释于溶剂的各种公知的树脂(有机物)、无机前驱体、无机缩合物、电镀液(铬电镀液等)、金属氧化物填料、金属氧化物微粒、HSQ、SOG(自旋玻璃)。
基于使用用有模具4的微细图案形成用层积体、将高纵横比微细图案转印至基材11时的转印精度的观点，特别优选第2掩模层12b含有可以光聚合的光聚合性基团和可以热聚合的聚合性基团的两者、或者任意一个。此外，基于微细图案掩模形成工序中的耐干蚀刻性的观点，优选第2掩模层12b含有金属元素。另外，通过第2掩模层12b含有金属氧化物微粒，干蚀刻由无机材料构成的基材时的加工更容易，因此优选。
作为稀释溶剂，并无特别限定，优选单一溶剂的沸点为40℃～200℃的溶剂，更优选60℃～180℃，进一步优选60℃～160℃。稀释剂也可以使用2种以上。
此外，经溶剂稀释的构成第2掩模层12b的材料浓度，只要该浓度可以使得单位面积上涂布的涂膜固体分量，在单位面积上(下)的微细凹凸结构空隙(凹)的体积以下，则无特别限定。
作为第2掩模层12b所含的光聚合性基团，可举出丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯基、甲基丙烯基、乙烯基、环氧基、烯丙基、氧杂环丁烷基等。
此外，作为第2掩模层12b所含的金属元素，优选为选自钛(Ti)、锆(Zr)、铬(Cr)、锌(Zn)、锡(Sn)、硼(B)、铟(In)、铝(Al)及硅(Si)构成的群的至少1种。特别优选钛(Ti)、锆(Zr)、铬(Cr)、硅(Si)。
作为第2掩模层12b所含的公知的树脂，可举出光聚合性树脂和热聚合性树脂的两者、或者其中一种的树脂。例如，除了构成上述说明的模具4的树脂以外，还可举出光刻法用途中使用的感光性树脂、纳米压印光刻用途中使用的光聚合性树脂及热聚合性树脂等。特别优选含有的树脂是，对于微细图案掩模形成工序所使用的干蚀刻，第2掩模层12b的蚀刻率(Vm1)与后述的第1掩模层12a的蚀刻率(Vo1)所算出的蚀刻选择比(Vo1/Vm1)满足10≦Vo1/Vm1的树脂。第2掩模层12b与第1掩模层12a的蚀刻选择比(Vo1/Vm1)满足Vo1/Vm1＞1时，表示第2掩模层12b比第1掩模层12a难以蚀刻。特别优选满足Vo1/Vm1≧10，可以更容易地通过干蚀刻对具有一定厚度第1掩模层12a进行加工，可以在基材11上形成具有经过干蚀刻微细加工的高纵横比微细凹凸结构的掩模层(第2掩模层12b及第1掩模层12a构成的微细图案)。
另外，由于对微细图案的干蚀刻速度对微细图案有较大影响，这些蚀刻选择比是对于各种材料的平膜(固态膜)的测定值。
第2掩模材料优选含有溶胶凝胶材料。通过含有溶胶凝胶材料，除了容易将耐干蚀刻性良好的第2掩模层12b填充到模具4的微细凹凸结构内部，也可以加大干蚀刻第1掩模层12a时的纵向干蚀刻速度(Vr⊥)与横向干蚀刻速度(Vr//)之比(Vr⊥/Vr//)。作为溶胶凝胶材料，可以仅使用具有单一金属种类的金属醇盐，也可以并用具有不同金属种类的金属醇盐。特别优选至少含有以下2种金属醇盐：具有金属种类M1(其中，M1是选自Ti、Zr、Zn、Sn、B、In、Al构成的群的至少1种金属元素)的金属醇盐、以及具有金属种类Si的金属醇盐。或者，作为第2掩模材料，也可以使用这些溶胶凝胶材料与公知的光聚合性树脂的组合材料。
此外，基于第2掩模层12b的耐干蚀刻性的观点，溶胶凝胶材料优选含有金属种类不同的至少2种金属醇盐。作为金属种类不同的2种金属醇盐的金属种类组合，可举出例如，Si和Ti、Si和Zr、Si和Ta等。基于耐干蚀刻性的观点，具有金属种类Si的金属醇盐的摩尔浓度(CSi)与具有Si以外的金属种类M1的金属醇盐(CM1)之比CM1/CSi优选为0.2～15。基于涂布干燥时的稳定性的观点，CM1/CSi优选为0.5～15。基于物理强度的观点，CM1/CSi更优选为5～8。
基于第2掩模层12b的转印精度与耐干蚀刻性的观点，第2掩模层12b优选含有无机链段(segment)和有机链段(为杂化物)。作为组合，可举出例如，无机微粒与可以光聚合(或热聚合)的树脂的组合、无机前驱体与可以光聚合(或热聚合)的树脂的组合、有机聚合物与无机链段经共价键结合的分子的组合等。作为无机前驱体使用溶胶凝胶材料时，除了含有硅烷偶联剂的溶胶凝胶材料以外，优选含有可以光聚合的树脂。组合时，可以混合例如，金属醇盐、具备有光聚合性基团的硅烷偶联剂、自由基聚合系树脂等。为了进一步提高转印精度，也可在其中添加硅氧烷。此外，为了提升干蚀刻耐性，溶胶凝胶材料部分可以预先进行预缩合。含硅烷偶联剂的金属醇盐与光聚合性树脂的混合比率，基于耐干蚀刻性和转印精度的观点，优选3:7～7:3的范围。更优选3.5:6.5～6.5:3.5的范围。组合使用的树脂，只要可以光聚合，则可以是自由基聚合系，也可以是阳离子聚合系，并无特别限定。
经稀释的第2掩模材料直接涂布到模具4的微细凹凸结构4a上时的润湿性较差时，可添加表面活性剂或流平剂。它们可以使用公知市售品，但优选同一分子内具备光聚合性基团。基于涂布性的观点，添加浓度优选对于第2掩模材料100质量分在40质量分以上，更优选60质量分以上。另一方面，基于耐干蚀刻耐性的观点，优选500质量分以下，更优选300质量分以下，进一步优选150质量分以下。
另一方面，基于提升第2掩模材料的分散性、提升转印精度的观点，而使用表面活性剂或流平剂时，它们的添加浓度优选为对于第2掩模材料在20重量％以下。在20重量％以下的话分散性大幅提升，在15重量％以下的话转印精度也会提升，因此优选。更优选在10重量％以下。基于相溶性的观点，这些表面活性剂和流平剂，特别优选含有具有羧基、氨酯基、异氰尿酸衍生物的官能基的至少1个官能基。另外，异氰尿酸衍生物中是具有异氰尿酸骨架的物质，也包含与氮原子结合的至少1个氢原子被其他基团置换的结构。满足这些的可举出例如，大金工业公司制造的OPTOOL(注册商标)DAC。添加剂优选以溶于溶剂的状态与第2掩模材料混合。
推测第2掩模材料中含有在稀释涂布后的溶剂挥发过程中样态变化的材料的话，同时会产生减小材料自身面积的驱动力，因此可以更有效的将第2掩模材料填充至模具凹部内部，因而优选。样态变化指的是，可举出例如，放热反应、粘度增大的变化。例如，含有溶胶凝胶材料的话，在溶剂挥发过程中，与空气中的水蒸气反应，溶胶凝胶材料缩聚。由此可以推测，因为溶胶凝胶材料的能量不稳定，使得远离伴随溶剂干燥而下降的溶剂液面(溶剂与空气界面)的驱动力发挥作用，其结果是，溶胶凝胶材料被良好的填充至模具凹内部。
[第1掩模层]
第1掩模层12a，只要满足上述的微细图案掩模形成工序中的蚀刻速度比(蚀刻选择比)，则并无特别限定。作为构成第1掩模层12a的材料(第1掩模材料)，可以使用可以光聚合的自由基聚合系的树脂、阳离子聚合系的树脂、其他公知市售的光聚合性或热聚合性树脂、干膜抗蚀剂所代表的部分交联可以热压接的树脂。
基于转印精度的观点，优选第2掩模层12b与第1掩模层12a为化学键合。因此，优选第2掩模层12b含有光聚合性基团时，第1掩模层12a也含有光聚合性基团，第2掩模层12b含有热聚合性基团时，第1掩模层12a也含有热聚合性基团。此外，为了与第2掩模层12b中的溶胶凝胶材料缩合而生成化学键，第1掩模层12a也可含有溶胶凝胶材料。作为光聚合方式，存在自由基系和阳离子系，但基于固化速度和干蚀刻耐性的观点，优选为仅自由基系、或自由基系与阳离子系的组合(杂化物)。组合时，优选自由基聚合系树脂与阳离子聚合系树脂以质量比率3:7～7:3混合，更优选3.5:6.5～6.5:3.5。
基于干蚀刻时的第1掩模层12a的物理稳定性和操作的观点，固化后的第1掩模层12a的Tg(玻璃化转变温度)优选为30℃～300℃，更优选60℃～250℃，此外，更优选600℃～250℃。
基于第1掩模层12a和基材11、以及第1掩模层12a和第2掩模层12b的附着性的观点，第1掩模层12a的比重法收缩率优选在5％以下。
此外，基于使用由模具4、第2掩模层12b及第1掩模层12a的层积结构体、与基材11贴合时的操作观点，第1掩模层12a优选为干膜抗蚀剂所代表的可以热压接的树脂。在这里，干膜抗蚀剂指的是，至少含有粘合剂聚合物、反应性稀释剂及聚合引发剂的有机材料，可以热压焊的树脂。特别优选模具4、以及模具4与支承基板5的层积体为薄膜状。此时，制作由模具4、第2掩模层12b、第1掩模层12a构成的层积体，配合覆盖膜(cover film)，可以卷取回收。展开此卷，通过热压焊，可以容易地与理想基材贴合。此种使用方法意味着，通过使用该微细图案形成用层积体，可以无需纳米压印(转印)的转印材料填充和剥离等技术，也无需特殊的装置。作为可以热压接的树脂，优选可以200℃以下压接的树脂，更优选150℃以下。例如，将公知的干膜抗蚀剂与模具4、第2掩模层12b层积，制为模具4、第2掩模层12b、第1掩模层12a的层积体。作为干膜抗蚀剂，基于与第2掩模层12b的粘结性的观点，更优选含有感光性树脂的干膜抗蚀剂。
[微细图案形成工序]
微细图案形成工序指的是，通过纳米压印法，在基材11上依次形成构成掩模层的第1掩模层12a及第2掩模层12b，得到层积体，将具有微细凹凸结构的模具4的微细凹凸结构面与层积体的第2掩模层12b接触，按压层积体(图3A)，然后，将模具4从层积体剥离，由此将微细凹凸结构转印至第1掩模层12a及第2掩模层12b的工序(图3B)。即，该工序至少含有：将由模具4、第2掩模层12b、第1掩模层12a构成的微细图案形成用层积体与基材11贴合的工序，以及剥离模具4的工序。
这是在基材11上贴合由模具4、第2掩模层12b、第1掩模层12a构成的微细图案形成用层积体，用热或光(UV)使贴合面的组成物固化后，剥离模具4，由此进行。另外，微细图案形成用层积体与基材11贴合时，也可以为了提升粘结性而在微细图案形成用层积体与基材11之间存在1种以上的中间层。该中间层，只要是在之后的工序之微细图案掩模形成工序或基材11的干蚀刻工序中可以除去，则没有特别限定。
[微细图案掩模形成工序]
微细图案掩模形成工序指的是，以第2掩模层12b为掩模，在不蚀刻基材11、仅蚀刻第1掩模层12a的条件下进行蚀刻，如图3C所示在基材11表面形成由第2掩模层12b及第1掩模层12a构成的掩模层(微细图案掩模)的工序。
作为微细图案掩模形成工序中的蚀刻，可以使用湿蚀刻或干蚀刻等通常已知的蚀刻方法。蚀刻条件可根据材料进行各种设计，可举出例如，使用干蚀刻时，使用以下的蚀刻条件。
基于化学反应性地蚀刻第2掩模层12b的观点，可以选择O2气体及H2气体。基于增加离子入射成分而提升纵向(垂直方向)蚀刻速度的观点，可以选择Ar气体及Xe气体。蚀刻用气体，使用的是含有O2气体、H2气体及Ar气体的至少1种的混合气体。特别优选仅使用O2。
由于可以提高帮助反应性蚀刻的离子入射能量、进一步提升各向异性蚀刻，蚀刻时的压力优选0.1～5Pa，更优选0.1～1Pa。
此外，O2气体或H2气体与Ar气体或Xe气体的混合气体比率，当化学反应性蚀刻成分与离子入射成分适量时，各向异性会提升。因此，气体的层流流量为100sccm时，气体流量比率优选99sccm:1sccm～50sccm:50sccm，更优选95sccm:5sccm～60sccm:40sccm，进一步优选90sccm:10sccm～70sccm:30sccm。气体的总流量变化时，使用依照上述流量比率的混合气体。
作为等离子蚀刻，可以使用电容耦合型RIE、电感耦合型RIE、电感耦合型RIE、或使用离子入射导入偏压的RIE。例如，仅使用O2气体、或O2气体与Ar气体的气体流量比率在90sccm:10sccm～70sccm:30sccm间的混合气体，处理压力设定在0.1～1Pa的范围内，且使用电容耦合型RIE或使用离子入射导入电压的RIE。蚀刻使用的混合气体的总流量变化时，使用依照上述流量比率的混合气体。
第2掩模层12b中所含的蒸气压较低的成分(例如，作为金属元素具有Ti、Zr、Ta、Zn、Si等的溶胶凝胶材料、金属氧烷键部位)，在蚀刻第1掩模层12a时，发挥保护第1掩模层12a侧壁的作用，其结果是可以容易地蚀刻有一定厚度的第1掩模层12a。
该微细图案掩模形成工序中，不一定必须使用承载构件，也不一定必须为了使所述整体热阻值R在范围内而选择各构件的材料和形状。
本实施方式的蚀刻方法，是在基材11上形成具有图案宽度2μm以下、纵横比0.1～5.0的图案的掩模层，得到被蚀刻加工材料1，在承载构件2上放置被蚀刻加工材料1，在整体热阻值为6.79×10-3(m2·K/W)以下的状态下，将掩模层作为掩模，蚀刻基材11。在这里，整体热阻值指的是，承载构件2中的被蚀刻加工材料1放置区域X内的承载构件2的热阻值及基材11的热阻值、以及承载构件2上存在被蚀刻加工材料1以外的其他构件时其他构件的热阻值之和，各热阻值是各构件的厚度除以构成各构件的材料的热导率λ所得的值。
例如，通过在如此蚀刻得到的具有微细凹凸结构的基材11上形成半导体发光层，可以得到半导体发光元件。
[基材的干蚀刻工序]
基材11的干蚀刻工序指的是，将图3C所示的第2掩模层12b和第1掩模层12a构成的掩模层12(微细图案掩模)作为掩模，根据基材11的蚀刻条件进行干蚀刻，由此在基材11的表面形成微细凹凸结构的工序。
基于蚀刻基材11的观点，可以使用氯系气体或氟利昂系气体进行蚀刻。使用含有至少1种容易反应性蚀刻基材11的氟利昂系气体(CxHzFy：x＝1～4，y＝1～8，z＝0～3范围内的整数)的混合气体。作为氟利昂系气体，可举出例如，CF4、CHF3、C2F6、C3F8、C4F6、C4F8、CH2F2、CH3F等。另外，为了提升基材11的蚀刻速度，使用在氟利昂系气体中混合在气体流量整体50％以下的Ar气体、O2气体、及Xe气体的混合气体。蚀刻氟利昂系气体下难以进行反应性蚀刻的基材11(难蚀刻基材)或者会生成高沉积性反应物的基材11时，使用含有至少1种可以反应性蚀刻的氯系气体的混合气体。作为氯系气体，可举出例如，Cl2、BCl3、CCl4、PCl3、SiCl4、HCl、CCl2F2、CCl3F等。另外，为了提升难蚀刻基材的蚀刻速度，也可在氯系气体中添加O2气体、Ar气体、或O2气体与Ar气体的混合气体。
由于可以增大帮助反应性蚀刻的离子入射能量、提升基材11的蚀刻速度，蚀刻时的压力优选为0.1Pa～20Pa，更优选0.1Pa～10Pa。
此外，通过混合氟利昂系气体(CxHzFy：x＝1～4，y＝1～8，z＝0～3范围内的整数)的C和F的比率(y/x)不同的2种氟利昂系气体、增减保护基材11的蚀刻侧壁的碳氟膜的沉积量，可以使制作在基材11上的微细图案的锥形形状的角度不同。通过干蚀刻更精密控制基材11的掩模形状时，F/C≧3的氟利昂气体与F/C＜3的氟利昂气体的流量比率优选为95sccm:5sccm～60sccm:40sccm，更优选70sccm:30sccm～60sccm:40sccm。即使气体的总流量变化时，上述的流量比率也不变。
此外，基于反应性蚀刻成分与离子入射成分适量时基材11的蚀刻速度提升的观点，氟利昂系气体及Ar气体的混合气体与O2气体或Xe气体的混合气体的气体流量比率优选为99sccm:1sccm～50sccm:50sccm，更优选95sccm:5sccm～60sccm:40sccm，进一步优选90sccm:10sccm～70sccm:30sccm。此外，基于反应性蚀刻成分与离子入射成分适量时基材11的蚀刻速度提升的观点，氯系气体及Ar气体的混合气体与O2气体或Xe气体的混合气体的气体流量比率优选为99sccm:1sccm～50sccm:50sccm，更优选95sccm:5sccm～80sccm:20sccm，进一步优选90sccm:10sccm～70sccm:30sccm。即使气体的总流量变化时，上述的流量比率也不变。
此外，使用了氯系气体的基材11的蚀刻中，优选仅使用BCl3气体，或者BCl3气体及Cl2气体的混合气体与Ar气体或Xe气体的混合气体。基于反应性蚀刻成分与离子入射成分适量时基材11的蚀刻速度提升的观点，这些混合气体的气体流量比率优选为99sccm:1sccm～50sccm:50sccm，更优选99sccm:1sccm～70sccm:30sccm，进一步优选99sccm:1sccm～90sccm:10sccm。即使气体的总流量变化时，上述的流量比率也不变。
作为等离子蚀刻，可以使用电容耦合型RIE、电感耦合型RIE、电感耦合型RIE、或使用离子入射导入电压的RIE。例如，仅使用CHF3气体、或CF4及C4F8在气体流量比率90sccm:10sccm～60sccm:40sccm间的混合气体，处理压力设定在0.1～5Pa的范围内并且使用电容耦合型RIE、或者使用离子入射导入电压的RIE。此外，例如，使用氯系气体时仅使用BCl3气体、或BCl3气体与Cl2气体或Ar气体在气体流量比率95sccm:5sccm～85sccm:15sccm间的混合气体，处理压力设定在0.1～10Pa的范围内，并且使用电容耦合型RIE、电感耦合型RIE、或者使用离子导入电压的RIE。
另外，例如，使用氯系气体时仅使用BCl3气体、或BCl3气体与Cl2气体或Ar气体在气体流量比率95sccm:5sccm～70sccm:30sccm间的混合气体，处理压力设定在0.1Pa～10Pa的范围内，并且使用电容耦合型RIE、电感耦合型RIE、或者使用离子导入电压的RIE。此外，即使蚀刻使用的混合气体的气体总流量变化时，上述的流量比率也不变。
基材11的干蚀刻工序中，在被蚀刻加工材料1的所述整体热阻值R在范围内的状态下，对基材11进行蚀刻。通过如此干蚀刻基材11，可以在确保高产量的同时，即使用图案宽度在2μm以下、纵横比在0.1～5.0范围内的微细图案掩模作为掩模时，也可以减少干刻蚀损伤，如预期一样在基材11上形成微细凹凸结构。
微细图案掩模形成工序与基材11的干蚀刻工序也可以在同一装置内连续处理。此时，可以在微细图案掩模形成工序中也使用承载构件2，选择各材料或形状，满足所述整体热阻值R的范围。
满足本实施方式中的整体热阻值时，基材11上形成的微细凹凸结构与预期一样的形状指的是，干蚀刻工序后基材11上形成的微细凹凸结构的图案宽度的中心点，没有从干蚀刻工序前的微细图案掩模的图案宽度中心点偏移。不满足整体热阻值时，干蚀刻工序后的基材11上形成的微细凹凸结构图案宽度的中心点，从干蚀刻工序前的微细图案掩模图案宽度的中心点偏移，无法成为预期一样的形状。
基材11的干蚀刻速度不能充分快于第1掩模层12a及第2掩模层12b的干蚀刻速度时，满足本实施方式规定的整体热阻值的情况尤其能体现出效果。此时，不仅会对第1掩模层12a及第2掩模层12b造成干刻蚀损伤，与基材11的同时、第1掩模层12a及第2掩模层12b也因为干蚀刻而产生体积大幅减小，受到这两种影响，从处理前的微细图案掩模图案宽度中心点偏移的可能性较高，有时无法在基材11上形成预期一样的微细凹凸形状。特别地，如本实施方式，第1掩模层12a及第2掩模层12b为微细图案宽度时，由于宽度微细，蚀刻时的第1掩模层12a及第2掩模层12b的体积减少的影响较大，必须强烈减少刻蚀损伤，由于满足本实施方式规定的整体热阻值时可以特别减轻干刻蚀损伤，因此可以在基材11上形成预期一样的微细凹凸形状。
在这里，特别能体现出本实施方式效果的、基材11的干蚀刻速度不能充分快于第1掩模层12a及第2掩模层12b的干蚀刻速度的时候指的是，选择比(基材11的干蚀刻速度/第1掩模层12a的干蚀刻速度)在50以下时，更优选在25以下时，特别优选10以下时。
另外，相对于微细图案的干蚀刻速度对微细图案有较大影响，因此这些蚀刻选择比，基材11为仅测定基材11所得的值，第1掩模层12a为对各种材料的平膜(固态膜)测定的值。实施例
以下说明实施例。以下的说明中使用的记号含义如下。
·DACHP…含氟聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(OPTOOL DAC HP(大金工业公司制造))
·M350…三羟甲基丙烷(EO改性)三丙烯酸酯(东亚合成公司制造的M350)
·I.184…1-羟基环己基苯基甲酮(BASF公司制造的Irgacure(注册商标)184)
·I.369…2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮(BASF公司制造的Irgacure(注册商标)369)
·TTB…钛(IV)酸四丁酯单体(和光纯药工业公司制造)
·SH710…苯基改性硅氧烷(东丽道康宁公司制造)
·3APTMS…3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KBM5103(信越有机硅公司制造))
·DIBK…二异丁基酮
·MEK…甲基乙基酮
·MIBK…甲基异丁酮
·DR833…三环癸烷二甲醇丙烯酸(SR833(SARTOMER公司制造))
·SR368…三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(SR833(SARTOMER公司制造)
以下的研究中，为了在基材表面形成微细凹凸结构，首先(1)制作圆筒状主模，(2)对圆筒状主模使用光转印法，制作出卷筒状树脂模具。(3)然后，加工卷筒状树脂模具和第2掩模层、第1掩模层，由此制作微细图案形成用层积体。接着，(4)通过纳米压印法，在基材上转印第2掩模层和第1掩模层，进行微细图案形成工序，(5)对第1掩模层进行干蚀刻，由此形成规定图案，进行微细图案掩模形成工序，之后，(6)将形成有微细图案掩模的被蚀刻加工材料通过导热垫片固定在承载构件上，对被蚀刻加工材料进行干蚀刻，由此在基材表面形成凹凸结构，从承载构件剥离基材后，评价基材的凹凸结构形状。
(1)圆筒状主模的制作
通过使用半导体激光的直接描绘光刻法，在圆筒状石英玻璃的表面形成纹理(texture)。首先在圆筒状石英玻璃表面上，通过溅射法形成抗蚀层。溅射使用的靶材(抗蚀层)是英寸的CuO(含8atm％Si)，功率为RF100W。如此，在圆筒状石英玻璃上形成20nm的抗蚀层。然后，对圆筒状石英玻璃的整面进行一次曝光。接着，一边旋转圆筒状石英玻璃，一边用波长405nm的半导体激光进行曝光。然后，将曝光后的抗蚀层显像。抗蚀层的显像使用0.03wt％的甘氨酸水溶液，通过240秒处理进行。然后，以显像的抗蚀层为掩模，通过干蚀刻蚀刻石英玻璃。干蚀刻条件是蚀刻气使用SF6气体，处理气压1Pa，处理功率300W，处理时间5分钟。最后，从表面赋予有纹理的圆筒状石英玻璃上，使用pH 1的盐酸仅对抗蚀层残渣进行。剥离时间为6分钟。
对于得到的圆筒状石英玻璃的纹理，涂布氟系脱模剂DURASURF HD-1101Z(大金化学工业公司制造)，进行60℃、1小时加热后，室温下静置24小时固定。然后，用DURASURF HD-ZV(大金化学工业公司制造)清洗3次，得到圆筒状主模。
(2)卷筒状树脂模具的制作
以制作的圆筒状主模为模具，使用光纳米压印法，连续制作卷筒状树脂模具G1。接着，以卷筒状树脂模具G1为模板，通过光纳米压印法，连续得到卷筒状树脂模具G2。
在PET薄膜A-4100(东洋纺公司制造：宽度300mm，厚度100μm)的易粘接面上，通过微型凹版涂布机(廉井精机公司制造)，涂布以下所示的材料1至涂布膜厚5μm。然后，用夹辊将涂布有材料1的PET薄膜压在圆筒状主模上，在大气、温度25℃、湿度60％下，使用FusionUV System Japan株式会社制造的UV曝光装置(H灯泡)照射紫外线，连续进行光固化，使灯中心下的累积曝光量为1500mJ/cm2，得到表面转印了纹理的卷筒状树脂模具G1(长度200m，宽度300mm)。
然后，以卷筒状树脂模具G1为模板，使用光纳米压印法连续制作卷筒状树脂模具G2。
在PET薄膜A-4100(东洋纺公司制造：宽度300mm，厚度100μm)的易粘接面上，通过微型凹版涂布机(廉井精机公司制造)，涂布材料1至涂布膜厚3μm。然后，用夹辊(0.1MPa)将涂布了材料1的PET薄膜压在卷筒状树脂模具G1的纹理面上，在大气、温度25℃、湿度60％下，使用Fusion UV System Japan株式会社制造的UV曝光装置(H灯泡)照射紫外线，连续进行光固化，使灯中心下的累积曝光量为1200mJ/cm2，得到多个表面转印了纹理的卷筒状树脂模具G2(长度200m，宽度300mm)。
材料1…DACHP:M350:I.184:I.369＝17.5g:100g:5.5g:2.0g
(3)微细图案形成用层积体的制作
对于卷筒状树脂模具G2的纹理面，涂布下述材料2(第2掩模层材料)的稀释液。接着，在将材料2内包在纹理内部的卷筒状树脂模具G2的纹理面上，涂布下述材料3(第1掩模层材料)的稀释液，得到微细图案形成用层积体。
材料2…TTB:3APTMS:SH710:I.184:I.369＝65.2g:34.8g:5.0g:1.9g:0.7g
材料3…粘结剂聚合物:SR833:SR368:I.184:I.369＝77.1g:11.5g:11.5g:1.47g:0.53g
粘结剂聚合物…甲基丙烯酸苄基酯80质量％，甲基丙烯酸20质量％的二元共聚物的丁酮溶液(固体成分50％，重均分子量56000，酸当量430，分散度2.7)
使用与上述(2)卷筒状树脂模具的制作同样的装置，将以PGME稀释的材料2直接涂布在卷筒状树脂模具G2的纹理面上。在这里，稀释浓度设定为：单位面积的涂布原料(PGME稀释的材料2)中所含的固体成分量比单位面积的纹理体积小20％以上。涂布后，使其用5分钟通过80℃的热风干燥炉内，卷取回收将材料2内包在纹理内部的卷筒状树脂模具G2。
接着，在卷取将材料2内包在纹理内部的卷筒状树脂模具G2的同时，使用与上述(2)卷筒状树脂模具的制作同样的装置，将以PGME及MEK稀释的材料3直接涂布在纹理面上。在这里，稀释浓度设定为：使配置在纹理内部的材料2与涂布的材料3的界面、材料3的表面之间的距离为400nm～800nm。涂布后，使其用5分钟通过80℃的热风干燥炉内，在材料3的表面配上聚丙烯构成的覆盖膜(cover film)，卷取回收。
(4)微细图案形成工序
使用制作的微细图案形成用层积体(微细图案层积体)，通过纳米压印法，在基材上转印第2掩模层和第1掩模层。作为基材，使用蓝宝石基板。对于蓝宝石基板进行UV-O3处理5分钟，除去表面颗粒的同时，进行亲水化。接着，将微细图案层积体的第1掩模层的表面贴合到蓝宝石基板。此时，在蓝宝石基板加热为80℃的状态下贴合。接着，使用高压水银灯光源，隔着卷筒状树脂模具G2进行光照射，至累积光量为1200mJ/cm2。然后，剥离卷筒状树脂模具G2。
(5)微细图案掩模形成工序
从由得到的具有微细图案的掩模层和蓝宝石基板构成的被蚀刻加工材料的第2掩模层一侧，使用O2气体，进行蚀刻，以第2掩模层为掩模对第1掩模层进行纳米加工，露出部分蓝宝石基板表面，由此形成具有微细图案的掩模层。氧蚀刻条件为压力1Pa、功率300W。
(6)基材的干蚀刻
将由具有微细图案的掩模层和蓝宝石基板构成的被蚀刻加工材料放置在承载构件上，使其热阻值有如下述的各实施例，从被蚀刻加工材料的蓝宝石基板一侧，使用BCl3气体，进行反应性离子蚀刻，在蓝宝石基板上形成微细凹凸结构。使用了BCl3气体的蚀刻以两种条件进行，对两者的微细凹凸结构进行评价。另外，放置被蚀刻加工材料及承载构件的干蚀刻装置的台部(stage)，通过各设定温度的He气体进行温度调节。
条件1：仅BCl3气体，ICP：150W，BIAS(偏压)：50W，压力0.2Pa，温度调节He气体温度50℃(气压2.0kPa)，使用反应性离子蚀刻装置(RIE-101iPH，Samco株式会社制造)。
条件2：BCl3与Cl2气体的混合(BCl3:Cl2＝6:4)，ICP：150W，BIAS：50W，压力0.2Pa，温度调节He气体温度20℃(气压2.0kPa)，使用反应性离子蚀刻装置(RIE-230iP，Samco株式会社制造)。
干蚀刻后从被蚀刻加工材料剥离蓝宝石基板，将蓝宝石基板用硫酸及过氧化氢溶液的2:1质量比混合溶液清洗，得到表面具备有微细凹凸结构的蓝宝石基板。
在基材的干蚀刻工序中，处理至第1掩模层被完全干蚀刻而消失，通过扫描型显微镜(SEM)观察处理后的基材微细凹凸结构顶端部从微细图案掩模的图案宽度中心偏移了多少，由此评价该基材的微细凹凸结构形状。上述干蚀刻条件1和条件2两种条件下，微细图案掩模宽度的偏移量在10％以下时，与预期形状一致，评价为“良好”，偏移量在5％以下时，评价为“更良好”，偏移量在3％以下时，评价为“特别良好”，上述条件1或2的任意一个的偏移量大于10％时，与预期形状不一样，评价为“不佳”。
除此以外，对于图案掩模宽度偏移量“良好”、“更良好”或“特别良好”的条件，评价其相对于图案掩模宽度相同的下述比较例1、比较例2或比较例3中的偏移量的改善率。这里的改善率以{1-(各实施例中的偏移量/各比较例中的偏移量)}表示。改善率在50％以上的评价为“良好”，改善率在65％以上的“更良好”，改善率在80％以上的“特别良好”。
(热导率的测定)
本实施例中的各材料的热导率λ测定通过比热容×热扩散率×密度算出。
比热容、热扩散率的测定使用激光闪光法，密度通过质量·尺寸测量法测定。测定时的试样形状为约测定温度为23℃，测定气氛为大气中，测定装置使用ULVAC理工制造的TC-7000。
下表1～表3记载的是实施例及比较例的微细图案掩模的图案形状、基材的材料和热导率及热阻值、承载构件的材料和热导率及热阻值、其他使用的构件的材料和热电阻率及热阻值、过程整体的热阻值及基材的凹凸形状的评价结果、以及改善率。
另外，表1～表3中，基材的凹凸形状的评价结果分别记载为：不佳为“-”、良好为“+”、更良好为“++”、特别良好为“+++”。此外，改善率分别记载为：良好为“+”、更良好为“++”、特别良好为“+++”。此外，“其他”栏中，导热垫片记载为“HT”。
(实施例1)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度300nm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料不通过导热垫片而放置在石英制的承载构件上，对其按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为6.26×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在10％以下，良好。此外，与比较例3比较时的改善率在80％以上，特别良好。
(实施例2)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度300nm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在石英制的承载构件上，对其按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为6.79×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在10％以下，良好。此外，与比较例3比较时的改善率在80％以上，特别良好。
(实施例3)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度300nm、纵横比1.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在石英制的承载构件上，对其按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为6.79×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在10％以下，良好。此外，与比较例3比较时的改善率在80％以上，特别良好。
(实施例4)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度300nm、纵横比0.5的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在石英制的承载构件上，对其按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为6.79×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在5％以下，更良好。此外，与比较例3比较时的改善率在80％以上，特别良好。
(实施例5)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度700nm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在石英制的承载构件上，对其按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为6.79×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在10％以下，良好。此外，与比较例2比较时的改善率在65％以上，更良好。
(实施例6)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度700nm、纵横比1.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在石英制的承载构件上，对其按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为6.79×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在10％以下，良好。此外，与比较例2比较时的改善率在65％以上，更良好。
(实施例7)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度2μm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在石英制的承载构件上，对其按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为6.79×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在10％以下，良好。此外，与比较例1比较时的改善率在50％以上，良好。
(实施例8)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度2μm、纵横比1.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在石英制的承载构件上，对其按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为6.79×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在5％以下，更良好。此外，与比较例1比较时的改善率在50％以上，良好。
(实施例9)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度300nm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在石英制的承载构件上，对其按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为3.04×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在5％以下，更良好。此外，与比较例3比较时的改善率在80％以上，特别良好。
(实施例10)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度2μm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在石英制的承载构件上，对其按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为3.04×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在5％以下，更良好。此外，与比较例1比较时的改善率在50％以上，良好。
(实施例11)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度300nm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在氧化铝制的承载构件上，对其按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为1.21×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在3％以下，特别良好。此外，与比较例3比较时的改善率在80％以上，特别良好。
(实施例12)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度700nm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在氧化铝制的承载构件上，对其按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为1.21×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在3％以下，特别良好。此外，与比较例2比较时的改善率在65％以上，更良好。
(实施例13)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度2μm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在氧化铝制的承载构件上，对其按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为1.21×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在3％以下，特别良好。此外，与比较例1比较时的改善率在50％以上，良好。
(实施例14)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度300nm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在Si制的承载构件上，对其按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为6.03×10-4(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在3％以下，特别良好。此外，与比较例3比较时的改善率在80％以上，特别良好。
(实施例15)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度300nm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在SiC制的承载构件上，对其按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为5.81×10-4(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在3％以下，特别良好。此外，与比较例3比较时的改善率在80％以上，特别良好。
(实施例16)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度300nm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在Si制的承载构件上，将该Si承载构件通过导热垫片粘贴在别的SiC制承载构件上，由此构成两层状(二段状)的承载构件，按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为1.17×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在3％以下，特别良好。此外，与比较例3比较时的改善率在80％以上，特别良好。
(实施例17)
基材为Si基板，制作具有图案宽度300nm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在石英制的承载构件上，对其按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为6.79×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在10％以下，良好。此外，与比较例3比较时的改善率在80％以上，特别良好。
(实施例18)
基材为Si基板，制作具有图案宽度700nm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在石英制的承载构件上，对其按照上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为6.79×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在10％以下，良好。此外，与比较例2比较时的改善率在65％以上，更良好。
(比较例1)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度2μm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在石英制的承载构件上，将该石英承载构件通过导热垫片粘贴在别的石英制承载构件上，由此构成两层状的承载构件，根据上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为9.83×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在10％以上，不佳。
(比较例2)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度700nm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在石英制的承载构件上，将该石英承载构件通过导热垫片粘贴在别的石英制承载构件上，由此构成两层状的承载构件，根据上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为9.83×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在10％以上，不佳。
(比较例3)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度300nm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在石英制的承载构件上，将该石英承载构件通过导热垫片粘贴在别的石英制承载构件上，由此构成两段状的承载构件，根据上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为9.83×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在10％以上，不佳。
(比较例4)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度2μm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在石英制的承载构件上，将该石英承载构件通过导热垫片粘贴在别的氧化铝制承载构件上，由此构成两层状的承载构件，根据上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为7.99×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在10％以上，不佳。
(比较例5)
基材为蓝宝石基板，制作具有图案宽度300nm、纵横比5.0的掩模层的被蚀刻加工材料，将该被蚀刻加工材料通过导热垫片放置在石英制的承载构件上，将该石英承载构件通过导热垫片粘贴在别的氧化铝制承载构件上，由此构成两层状的承载构件，根据上述条件1及条件2进行干蚀刻。此时的整体热阻值为7.99×10-3(m2·K/W)。评价结果是，微细凹凸结构顶端部的偏移量在10％以上，不佳。
本发明不限定于上述实施方式，可进行各种变更后实施。例如，上述实施方式中的构件的材料、配置、形状等均为例示，可以在能够发挥本发明效果的范围内进行适当变更后实施。另外，也可以在不脱离本发明范围的情况下进行适当变更后实施。
工业可利用性
本发明适用于在基材上形成微细凹凸结构的用途。
本申请基于2013年5月8日提交的专利申请2013-098809及2014年3月19日提交的专利申请2014-056849。包含其内容。

Claims (8)

1.一种被蚀刻加工材料，其特征在于，在基材上具备有掩模层，该掩模层具有图案宽度2μm以下、纵横比0.1～5.0的图案。
2.根据权利要求1所述的被蚀刻加工材料，其特征在于，所述被蚀刻加工材料放置在蚀刻加工时使用的承载构件上时，整体热阻值在6.79×10-3以下，该热阻值的单位为m2·K/W；
整体热阻值指的是以下热阻值之和：所述承载构件中所述被蚀刻加工材料的放置区域内的所述承载构件的热阻值及所述基材的热阻值、以及当所述承载构件上存在所述被蚀刻加工材料以外的其他构件时所述其他构件的热阻值；各热阻值为各构件的厚度除以构成所述各构件的材料的热导率λ所得的值。
3.根据权利要求2所述的被蚀刻加工材料，其特征在于，当所述承载构件由多种材料构成时，所述承载构件的热阻值为，构成所述承载构件的每个材料所求得的热阻值中最小的热阻值。
4.根据权利要求2所述的被蚀刻加工材料，其特征在于，整体热阻值在3.04×10-3以下，该热阻值的单位为m2·K/W。
5.根据权利要求2所述的被蚀刻加工材料，其特征在于，整体热阻值在1.21×10-3以下，该热阻值的单位为m2·K/W。
6.根据权利要求2所述的被蚀刻加工材料，其特征在于，承载构件部分或全部由1种以上的以下物质构成：硅Si、石英SiO2、铝Al、碳化硅SiC、氧化铝Al2O3、氮化铝AlN、氧化锆ZrO2、氧化钇Y2O3、以及覆盖有它们中的任意1种以上的无机构件。
7.根据权利要求6所述的被蚀刻加工材料，其特征在于，作为所述承载构件的热阻值而进行计算的厚度在0.001m以上、0.05m以下。
8.一种半导体发光元件，其特征在于，具备：具有蚀刻权利要求1～7任意一项所述的被蚀刻加工材料得到的微细凹凸结构的基板、以及形成在所述基板上的半导体发光层。
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