WO2014181798A1 - エッチング被加工材 - Google Patents

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WO2014181798A1
WO2014181798A1 PCT/JP2014/062257 JP2014062257W WO2014181798A1 WO 2014181798 A1 WO2014181798 A1 WO 2014181798A1 JP 2014062257 W JP2014062257 W JP 2014062257W WO 2014181798 A1 WO2014181798 A1 WO 2014181798A1
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etching
thermal resistance
mask layer
resistance value
mounting member
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PCT/JP2014/062257
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English (en)
French (fr)
Inventor
勇男 坂田
Original Assignee
旭化成イーマテリアルズ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers

Definitions

  • a photolithography technique has been often used as a fine pattern processing technique in LSI manufacturing.
  • the photolithography technique there is a problem that it is difficult to process a pattern having a size smaller than the wavelength of light used for exposure.
  • Another fine pattern processing technique is a mask pattern drawing technique (EB method) using an electron beam drawing apparatus.
  • EB method mask pattern drawing technique
  • the drawing time increases as the number of drawing patterns increases, and the throughput until pattern formation decreases significantly.
  • the apparatus cost increases.
  • Nanoimprint technology is known as a fine pattern processing technology that can solve these problems.
  • a mold with a fine pattern formed is pressed against a resist film formed on the surface of the workpiece, and the fine pattern formed on the mold is transferred to the resist film, using the resist film as a mask.
  • This is a technique for forming a fine concavo-convex structure on a workpiece by dry etching the workpiece.
  • the thickness of the resist film can be easily adjusted, so even if the pattern is fine, a fine pattern with a higher aspect ratio than when photolithography technology is used by increasing the thickness of the resist film.
  • a fine pattern mask can be formed on the surface of the workpiece.
  • the fine pattern mask cannot be formed due to the etching damage caused by the heat generated during dry etching of the workpiece because of the fine and high aspect ratio.
  • the fine concavo-convex structure in the workpiece may not be a desired shape due to deformation.
  • This invention is made
  • the inventor has developed an etching work material provided with a mask layer having a fine concavo-convex structure on a substrate, on a mounting member used during the etching process. It has been found that when the overall thermal resistance value when mounted satisfies a specific condition, etching damage due to heat generated during etching processing can be reduced, and a desired fine uneven structure can be formed on the substrate by etching. .
  • the etching work material of the present invention is an etching work material provided with a mask layer having a pattern width of 2 ⁇ m or less and an aspect ratio of 0.1 to 5.0 on a base material.
  • the etching work material of the present invention is an etching work material provided with a mask layer having a pattern with a pattern width of 2 ⁇ m or less and an aspect ratio of 0.1 to 5.0 on a base material. It is preferable that the overall thermal resistance value when the etching workpiece is placed on the placement member to be used is 6.79 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W) or less.
  • the overall thermal resistance value refers to the thermal resistance value of the mounting member and the thermal resistance value of the base material in the mounting region of the etching workpiece in the mounting member, and When other members other than the etching workpiece are present, it is the sum of the thermal resistance values of the other members, and each thermal resistance value represents the thickness of each member and the heat of the material constituting each member. (The value is divided by the conductivity ⁇ .)
  • the smallest thermal resistance value among the thermal resistance values obtained for each material constituting the mounting member is It is preferable to use the thermal resistance value of the mounting member.
  • the overall thermal resistance value is preferably 3.04 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W) or less.
  • the overall thermal resistance value is preferably 1.21 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W) or less.
  • the mounting member includes silicon (Si), quartz (SiO 2 ), aluminum (Al), silicon carbide (SiC), alumina (Al 2 O 3 ) , aluminum nitride (AlN). , One or more selected from among zirconia oxide (ZrO 2 ) and yttria oxide (Y 2 O 3 ) and one or more inorganic members coated with any one of them. It is preferable.
  • the thickness calculated as the thermal resistance value of the mounting member is preferably 0.001 m or more and 0.05 m or less.
  • the etching method of the present invention comprises a step of forming a mask layer having a pattern width of 2 ⁇ m or less and a pattern having an aspect ratio of 0.1 to 5.0 on a substrate to obtain an etching workpiece, A step of placing the etching workpiece and etching the base material using the mask layer as a mask in a state where the overall thermal resistance value is 6.79 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W) or less. It is characterized by comprising.
  • the overall thermal resistance value refers to the thermal resistance value of the mounting member and the thermal resistance value of the base material in the mounting region of the etching workpiece in the mounting member, and When other members other than the etching workpiece are present, it is the sum of the thermal resistance values of the other members, and each thermal resistance value represents the thickness of each member and the heat of the material constituting each member. (The value is divided by the conductivity ⁇ .)
  • the semiconductor light emitting device of the present invention comprises a substrate having a fine concavo-convex structure obtained by etching the etching workpiece, and a semiconductor light emitting layer formed on the substrate.
  • a desired fine concavo-convex structure that is, a uniform pattern shape (pattern width and line shape are uniform) can be formed.
  • the etching workpiece according to the present embodiment is an etching workpiece provided with a mask layer having a pattern width of 2 ⁇ m or less and an aspect ratio of 0.1 to 5.0 on a substrate. Further, the overall thermal resistance value when the etching workpiece is placed on the placement member used during the etching process is 6.79 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W) or less. preferable.
  • the overall thermal resistance value refers to the thermal resistance value of the mounting member and the thermal resistance value of the base material in the mounting region of the etching workpiece in the mounting member, and When other members other than the etching workpiece are present, it is the sum of the thermal resistance values of the other members, and each thermal resistance value represents the thickness of each member and the heat of the material constituting each member. (The value is divided by the conductivity ⁇ .)
  • FIG. 1 is a view showing a state in which an etching workpiece is placed on a placement member.
  • An etching workpiece 1 shown in FIG. 1 includes a base material 11 and a mask layer 12 formed on the base material 11.
  • the pattern width (W) of the mask layer 12 is 2 ⁇ m or less, and the aspect ratio (H / W) of the mask layer 12 is 0.1 to 5.0.
  • the pattern width (W) means the minimum length of a raised portion such as a convex portion in the pattern shape. For example, if the pattern shape is a circle in the cross section, the pattern width is the diameter of the circle in the cross section.
  • the pattern shape is elliptical in the cross section, it is the short axis of the ellipse in the cross section. If the pattern shape is rectangular in the cross section, it is the short side of the rectangle in the cross section. If so, it is the line width.
  • the mask layer 12 is composed of a first mask layer 12a and a second mask layer 12b. Note that the mask layer 12 is not limited to the configuration shown in FIG. 1, and may be composed of a single layer or may be composed of three or more layers.
  • the etching workpiece 1 is placed on the placement region X of the placement member 2. That is, the etching workpiece 1 and the mounting member 2 are stacked on the mounting region X of the mounting member 2.
  • FIG. 1A shows the case where the etching workpiece 1 is placed directly on the placement region X of the placement member 2, in the present embodiment, as shown in FIG. 1B, the placement member The etching workpiece 1 may be placed on the two placement regions X via the heat transfer sheet 3.
  • a member other than the heat transfer sheet 3 may be interposed between the mounting member 2 and the etching workpiece 1 as long as etching can be performed in the etching process. Two or more other members may be interposed between the mounting member 2 and the etching workpiece 1.
  • the overall thermal resistance value when the etching workpiece 1 is placed on the placing member 2 used during the etching process is 6.79 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W) or less.
  • the total thermal resistance value refers to the thermal resistance value of the mounting member 2 and the thermal resistance value of the etching workpiece 1 in the mounting region X of the etching workpiece 1 in the mounting member 2, the mounting When a member other than the etching workpiece 1 (for example, the heat transfer sheet 3 for bonding) exists on the member 2, the heat resistance value of the other member (for example, the heat transfer sheet 3 for bonding) It is sum.
  • Each thermal resistance value is a value obtained by dividing the thickness of each member by the thermal conductivity ⁇ of the material constituting each member. That is, the thermal resistance value R (m 2 ⁇ K / W) is a value calculated by the thickness d (m) of each member / the thermal conductivity ⁇ (W / m ⁇ K) of each member.
  • the members constituting the etching workpiece so that the overall thermal resistance value (the sum of the thermal resistance values) is R ⁇ 6.79 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W) And the material and thickness of the layer and the material and thickness of the mounting member are adjusted.
  • the overall thermal resistance value (sum of the thermal resistance values) is more preferably R ⁇ 3.04 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W) or less, and R ⁇ 1.21 ⁇ 10 ⁇ 3 ( m 2 ⁇ K / W) or less is more preferable.
  • the lower limit of the overall thermal resistance value R is preferably 0 ⁇ R.
  • the thickness of each plate is defined as the thickness d.
  • the mounting member 2 has a concave portion 2a as shown in FIG. 2A, or has a convex portion 2b as shown in FIG. 2B, and is etched in or on the concave portion 2a.
  • the thickness of the placement region X is set as the thickness d in the calculation of the thermal resistance value R.
  • the thickness d of the mounting member 2 there is no lower limit on the thickness d of the mounting member 2 from the viewpoint of the thermal resistance value. However, if the thickness d of the mounting member 2 is too small, the mounting member 2 may be damaged during transportation. Therefore, it is preferable to adopt a range having durability, for example, 0.001 m or more. Further, although there is an upper limit value for the thickness d considered from the viewpoint of the thermal resistance value, the thickness d of the mounting member 2 is preferably 0.05 m or less from the viewpoint of workability at the time of conveyance and cost.
  • the overall thermal resistance value R is the thermal resistance value Rc of the mounting member 2 and the thermal resistance value of the etching workpiece 1 in the mounting region X of the etching workpiece 1 in the mounting member 2.
  • Rs and the thermal resistance value RHT of another member (for example, the heat transfer sheet 3) when there is another member (for example, the heat transfer sheet 3) other than the etching workpiece 1 on the mounting member 2 Is the sum of
  • the overall thermal resistance value R R S + RC , as shown in FIG. 1B.
  • the mounting member 2 is composed of a plurality of materials, a plurality of calculation paths for the overall thermal resistance value R can be considered.
  • the smallest thermal resistance value among the thermal resistance values obtained for each material constituting the mounting member 2 is defined as the thermal resistance value Rc of the mounting member 2.
  • the method for measuring the thermal conductivity ⁇ of each material in the calculation of the overall thermal resistance value R is not particularly limited, and various measuring methods such as a laser flash method, a calorimeter method, a probe method, and a plate comparison method can be mentioned. .
  • the thermal conductivity of each material used for calculation of the thermal resistance value the thermal conductivity measured in a state where each material exists alone is used. In this embodiment, the thermal conductivity measured by the laser flash method is used for the calculation.
  • the material of the substrate 11 is not particularly limited as long as the overall thermal resistance value R falls within the above range, and an inorganic material or an organic material can be used.
  • Examples of the material of the base material 11 include sapphire, SiC, SiN, GaN, W—Cu, silicon, zinc oxide, magnesium oxide, manganese oxide, zirconium oxide, manganese zinc iron oxide, magnesium aluminum oxide, zirconium boride, and oxidation. Examples include gallium, indium oxide, lithium gallium oxide, lithium aluminum oxide, neodymium gallium oxide, lanthanum strontium aluminum tantalum, strontium titanium oxide, titanium oxide, hafnium, tungsten, molybdenum, GaP, and GaAs. Further, as the material of the base material 11, a material constituting the support substrate 5 described later or a material constituting the mold 4 may be selected.
  • a sapphire substrate can be used as the base material 11 in a case where the improvement of the internal quantum efficiency of the semiconductor light emitting device and the improvement of the light extraction efficiency are satisfied at the same time.
  • the sapphire substrate is processed using the obtained mask layer having a fine concavo-convex structure with a high aspect ratio (a fine pattern composed of the first mask layer 12a and the second mask layer 12b) as a mask.
  • a GaN substrate can be selected for the purpose of improving light extraction.
  • the GaN substrate is processed using the obtained mask layer having a fine concavo-convex structure with a high aspect ratio as a mask.
  • a film base material can be used.
  • a substrate in which carbon black is kneaded or coated on the surface can be employed.
  • the shape of the base material 11 such as the thickness is not particularly limited as long as the overall thermal resistance value range is satisfied.
  • a film can be used as the substrate 11.
  • the mounting member 2 is a member on which the etching work material 1 is placed, and can be used as a transport tray for fixing or transporting the etching work material 1.
  • the mounting member 2 it is possible to reduce misalignment of the etching workpiece 1 when the etching workpiece 1 is transported to the vacuum reaction tank of the dry etching apparatus, and a plurality of etching workpieces Since 1 can be conveyed simultaneously, throughput is increased.
  • Examples of the material constituting the mounting member 2 include metal materials such as silicon (Si), aluminum (Al), and stainless steel, quartz (SiO 2 ), silicon carbide (SiC), silicon nitride (SiN), and alumina (Al 2 Ceramics such as O 3 ) , aluminum nitride (AlN), zirconia oxide (ZrO 2 ), yttria oxide (Y 2 O 3 ), silicon and aluminum coated with alumite, silicon, aluminum, and resin with ceramic sprayed on the surface Examples thereof include metal materials such as silicon and aluminum coated with the material. These materials are not particularly limited as long as the overall thermal resistance value R is satisfied.
  • the inorganic member used here is specifically a metal material having high workability such as silicon (Si) or aluminum.
  • the shape of the mounting member 2 is not particularly limited as long as the overall thermal resistance value R is satisfied, and examples thereof include a thin plate circular shape and a thin plate square shape.
  • the surface of the mounting member 2 does not need to be flat, and as shown in FIG. 2A, a recess 2a for accommodating the etching workpiece 1 may be formed.
  • the mounting member 2 does not need to be comprised with the single material, and may be comprised with two or more types of materials.
  • the mounting member 2 does not need to be formed as a single structure, and two or more types such as a lid for fixing the etching workpiece 1 by covering the base portion and a part of the etching workpiece 1. These structures may be combined.
  • Examples of a method for forming the mask layer 12 having a fine concavo-convex structure on the surface of the substrate 11 include generally known fine pattern formation techniques such as photolithography, thermal lithography, and nanoimprint.
  • nanoimprint is used from the viewpoint that nano-sized pattern formation is inexpensive and easy, but the present invention is not limited to this.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the nanoimprint method.
  • a first mask layer 12a and a second mask layer 12b constituting a mask layer are formed on the substrate 11 in that order to obtain a laminate.
  • the mold 4 having a fine concavo-convex structure is pressed against the laminate so that the second mask layer 12b of the laminate and the fine concavo-convex structure surface are in contact with each other (FIG. 3A), and then the mold 4 is peeled from the laminate. Thereby, the fine concavo-convex structure is transferred to the first mask layer 12a and the second mask layer 12b (FIG. 3B).
  • the first mask layer 12a is dry-etched using the second mask layer 12b as a mask.
  • the etching workpiece 1 which has the mask layer 12 comprised by the 1st mask layer 12a and the 2nd mask layer 12b on the base material 11 is produced (FIG. 3C).
  • a fine concavo-convex structure is formed on the substrate 11.
  • the shape of the mold 4 is not particularly limited as long as a fine concavo-convex structure is formed on the surface, but is preferably a flat plate shape, a film shape or a reel shape, and particularly preferably a flat plate shape or a film shape. As shown in FIG. 4A, the mold 4 has a fine relief structure 4a on the surface. The mold 4 may be provided on a support substrate 5 as shown in FIG. 4B.
  • the material of the mold 4 examples include inorganic materials such as silicon, quartz, nickel, chromium, sapphire, and SiC, and organic materials such as polydimethylsiloxane (PDMS), a thermoplastic resin, and a photocurable resin.
  • the supporting substrate 5 includes a rigid substrate such as glass, quartz, silicon, and SUS, an elastic substrate made of an elastic material such as sponge and rubber (silicone rubber), and a resin film such as a PET film, a TAC film, and a COP film. Etc.
  • a hard flat plate mold made of an inorganic material such as silicon, quartz, nickel, chromium, sapphire, SiC, soft PDMS, COP, Examples thereof include a film mold made of polyimide, polyethylene, PET, fluororesin, or the like.
  • the surface accuracy means the parallelism between the top position of the fine concavo-convex structure 4a of the mold 4 and the surface opposite to the fine concavo-convex structure 4a.
  • the pattern formation accuracy of the transferred fine pattern (one main surface of the substrate 11) And the surface formed by the top of the mask layer 12) can be kept high, and when the mask layer 12 having a fine concavo-convex structure is etched (a fine pattern mask forming step), the aspect ratio is high.
  • a fine concavo-convex structure can be formed with high accuracy. Thereby, it becomes possible to ensure the processing accuracy when processing the substrate of the etching workpiece having a fine concavo-convex structure with a high aspect ratio.
  • the material constituting the second mask layer 12b is not particularly limited as long as the etching selectivity described later is satisfied, and various known resins (organic substances) that can be diluted in a solvent, inorganic precursors, and inorganic condensations.
  • Body, plating solution (chromium plating solution, etc.), metal oxide filler, metal oxide fine particles, HSQ, SOG (spin on glass) can be used.
  • the second mask layer 12b is a photopolymerizable light from the viewpoint of transfer accuracy when a fine pattern having a high aspect ratio is transferred to the substrate 11 using a laminate for forming a fine pattern using the mold 4. It is particularly preferable that the polymerizable group and / or the polymerizable group capable of being thermally polymerized are included.
  • the second mask layer 12b preferably contains a metal element from the viewpoint of dry etching resistance in the fine pattern mask forming step. Furthermore, the second mask layer 12b is preferable because it contains metal oxide fine particles, which makes it easier to perform dry etching on a substrate made of an inorganic material.
  • the diluting solvent is not particularly limited, but a solvent having a single solvent boiling point of 40 ° C. to 200 ° C. is preferable, 60 ° C. to 180 ° C. is more preferable, and 60 ° C. to 160 ° C. is more preferable. Two or more kinds of diluents may be used.
  • the concentration of the material constituting the second mask layer 12b diluted with the solvent is such that the solid content of the coating film applied on the unit area is the void (concave) of the fine concavo-convex structure in which the solid area exists on the unit area (down).
  • the concentration is not particularly limited as long as the concentration is not more than the volume.
  • Examples of the photopolymerizable group contained in the second mask layer 12b include acryloyl group, methacryloyl group, acryloxy group, methacryloxy group, acrylic group, methacryl group, vinyl group, epoxy group, allyl group, oxetanyl group and the like.
  • the metal elements contained in the second mask layer 12b include titanium (Ti), zirconium (Zr), chromium (Cr), zinc (Zn), tin (Sn), boron (B), indium (In), It is preferably at least one selected from the group consisting of aluminum (Al) and silicon (Si).
  • titanium (Ti), zirconium (Zr), chromium (Cr), and silicon (Si) are preferable.
  • Examples of the known resin contained in the second mask layer 12b include both a photopolymerizable resin and a thermopolymerizable resin, or any one of the resins.
  • a photosensitive resin used for photolithography, a photopolymerizable resin and a thermopolymerizable resin used for nanoimprint lithography, and the like can be given.
  • an etching selectivity (Vo1 /) calculated from an etching rate (Vm1) of the second mask layer 12b and an etching rate (Vo1) of the first mask layer 12a described later.
  • Vm1) preferably contains a resin that satisfies 10 ⁇ Vo1 / Vm1.
  • the etching selectivity (Vo1 / Vm1) between the second mask layer 12b and the first mask layer 12a satisfies Vo1 / Vm1> 1, this means that the second mask layer 12b is less likely to be etched than the first mask layer 12a.
  • Vo1 / Vm1 ⁇ 10 the thick first mask layer 12a can be easily processed by dry etching, and the dry etching micro-processed mask layer having a fine concavo-convex structure with a high aspect ratio (second mask)
  • a fine pattern comprising the layer 12b and the first mask layer 12a) can be formed on the substrate 11, which is preferable.
  • these etching selection ratios are values measured for flat films (solid films) of various materials.
  • the second mask material preferably includes a sol-gel material.
  • the second mask layer 12b having good dry etching resistance can be easily filled into the fine concavo-convex structure of the mold 4, and in addition, when the first mask layer 12a is dry-etched. , a vertical dry etching rate (Vr ⁇ ), the ratio of the lateral dry etching rate (Vr //) (Vr ⁇ / Vr //) can be increased.
  • the sol-gel material only a metal alkoxide having a single metal species may be used, or metal alkoxides having different metal species may be used in combination.
  • a metal alkoxide having a metal species M1 (where M1 is at least one metal element selected from the group consisting of Ti, Zr, Zn, Sn, B, In, and Al) and a metal having a metal species Si. It is preferable to contain at least two kinds of metal alkoxides together with alkoxides. Or the material which combined these sol-gel materials and well-known photopolymerizable resin can also be used as a 2nd mask material.
  • the sol-gel material preferably contains at least two kinds of metal alkoxides having different metal types.
  • metal species of two types of metal alkoxides having different metal species include Si and Ti, Si and Zr, and Si and Ta.
  • the ratio C M1 / C Si of the molar concentration (C Si ) of the metal alkoxide having Si as a metal species and the metal alkoxide (C M1 ) having a metal species M1 other than Si is 0. 2 to 15 is preferable.
  • C M1 / C Si is preferably 0.5 to 15.
  • C M1 / C Si is more preferably 5 to 8.
  • the second mask layer 12b preferably includes an inorganic segment and an organic segment (hybrid) from the viewpoint of the transfer accuracy and dry etching resistance of the second mask layer 12b.
  • Combinations include, for example, a combination of inorganic fine particles and a photopolymerizable (or thermally polymerizable) resin, a combination of an inorganic precursor and a photopolymerizable (or thermally polymerizable) resin, and an organic polymer and an inorganic segment covalently bonded. And a combination with a molecule bonded at.
  • a sol-gel material it is preferable to include a photopolymerizable resin in addition to the sol-gel material containing a silane coupling agent.
  • a metal alkoxide, a silane coupling material having a photopolymerizable group, a radical polymerization resin, and the like can be mixed.
  • silicone may be added thereto.
  • the sol-gel material portion may be pre-condensed in advance.
  • the mixing ratio of the metal alkoxide containing the silane coupling agent and the photopolymerizable resin is preferably in the range of 3: 7 to 7: 3 from the viewpoint of dry etching resistance and transfer accuracy. More preferably, it is in the range of 3.5: 6.5 to 6.5: 3.5.
  • the resin used for the combination is not particularly limited as long as it can be photopolymerized, whether it is a radical polymerization system or a cationic polymerization system.
  • a surfactant or a leveling material may be added.
  • the additive concentration is preferably 40 parts by weight or more and more preferably 60 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the second mask material from the viewpoint of coatability.
  • it is preferably 500 parts by weight or less, more preferably 300 parts by weight or less, and even more preferably 150 parts by weight or less.
  • the concentration of these additives is 20% by weight or less with respect to the second mask material.
  • Dispersibility is greatly improved when it is 20% by weight or less, and transfer accuracy is also improved when it is 15% by weight or less, which is preferable. More preferably, it is 10% by weight or less.
  • these surfactants and leveling materials preferably contain at least one functional group of a functional group having a carboxyl group, a urethane group, or an isocyanuric acid derivative from the viewpoint of compatibility.
  • the isocyanuric acid derivatives include those having an isocyanuric acid skeleton and a structure in which at least one hydrogen atom bonded to the nitrogen atom is substituted with another group.
  • an OPTOOL (registered trademark) DAC manufactured by Daikin Industries, Ltd. may be mentioned.
  • the additive is preferably mixed with the second mask material in a state dissolved in a solvent.
  • the second mask material contains a material whose state changes in the solvent volatilization process after dilution coating, it is presumed that a driving force for reducing the area of the material itself also acts at the same time. This is preferable because the mask material is filled into the mold recess.
  • the change in mode include an exothermic reaction and a change in viscosity.
  • a sol-gel material when included, it reacts with water vapor in the air during the solvent volatilization process, and the sol-gel material is polycondensed.
  • the energy of the sol-gel material becomes unstable, so that a driving force that tries to move away from the solvent liquid surface (solvent-air interface) that decreases as the solvent is dried works, and as a result, the sol-gel material is well placed inside the mold recess. It is assumed that it will be filled.
  • the first mask layer 12a is not particularly limited as long as it satisfies the etching rate ratio (etching selection ratio) in the fine pattern mask forming step described above.
  • a material constituting the first mask layer 12a first mask material
  • the second mask layer 12b and the first mask layer 12a are chemically bonded. Therefore, when the second mask layer 12b includes a photopolymerizable group, the first mask layer 12a also includes a photopolymerizable group, and when the second mask layer 12b includes a thermopolymerizable group, the first mask layer 12a. Also preferably contains a thermally polymerizable group.
  • the first mask layer 12a may contain a sol-gel material in order to generate a chemical bond by condensation with the sol-gel material in the second mask layer 12b.
  • the photopolymerization method there are a radical system and a cationic system, but from the viewpoint of curing speed and dry etching resistance, only a radical system or a combination of a radical system and a cationic system (hybrid) is preferable. In the case of a combination, it is preferable that the radical polymerization resin and the cationic polymerization resin are mixed at a weight ratio of 3: 7 to 7: 3, which is 3.5: 6.5 to 6.5: 3.5. And more preferred.
  • the Tg (glass transition temperature) of the first mask layer 12a after curing is preferably 30 ° C. to 300 ° C., It is more preferable that the temperature is from 250 ° C to 250 ° C, and it is more preferable that the temperature is from 600 ° C to 250 ° C.
  • the shrinkage rate of the first mask layer 12a by the specific gravity method is 5% or less. preferable.
  • the first mask layer 12 a is a dry film resist.
  • the resin can be thermocompression-bonded represented by
  • the dry film resist is an organic material including at least a binder polymer, a reactive diluent, and a polymerization initiator, and means a resin capable of thermocompression bonding.
  • the mold 4 and the laminate of the mold 4 and the support substrate 5 are preferably in the form of a film.
  • the laminated body which consists of the mold 4, the 2nd mask layer 12b, and the 1st mask layer 12a is produced, a cover film can be match
  • This roll can be fed out and easily bonded to a desired substrate by thermocompression bonding.
  • Such a usage method means that know-how such as filling and peeling of a transfer material for nanoimprint (transfer) can be eliminated by using the laminate for forming a fine pattern, and no special apparatus is required.
  • the resin that can be thermocompression bonded is preferably a resin that can be bonded at 200 ° C. or lower, and more preferably 150 ° C. or lower.
  • a known dry film resist is laminated on the mold 4 and the second mask layer 12b to form a laminate of the mold 4, the second mask layer 12b, and the first mask layer 12a.
  • the dry film resist is more preferably a dry film resist containing a photosensitive resin from the viewpoint of adhesiveness with the second mask layer 12b.
  • the fine pattern forming step is a nanoimprint method in which a first mask layer 12a and a second mask layer 12b constituting a mask layer are formed in that order on the base material 11 to obtain a laminate, and has a fine concavo-convex structure.
  • the mold 4 is pressed against the laminated body so that the second mask layer 12b of the laminated body and the fine concavo-convex structure surface are in contact with each other (FIG. 3A), and then the mold 4 is peeled from the laminated body. Is transferred to the first mask layer 12a and the second mask layer 12b (FIG. 3B). That is, this step includes a step of bonding the laminate for forming a fine pattern composed of the mold 4, the second mask layer 12b, and the first mask layer 12a and the base material 11, and a step of peeling the mold 4. Including at least.
  • This laminate s a laminate for forming a fine pattern composed of the mold 4, the second mask layer 12b, and the first mask layer 12a on the base material 11, and the composition of the bonding surface by heat or light (UV). After the product is cured, the mold 4 is peeled off.
  • one or more types of intermediate layers exist between the laminated body for fine pattern formation and the base material 11. May exist.
  • the intermediate layer is not particularly limited as long as it can be removed in the subsequent fine pattern mask forming process or the dry etching process of the substrate 11.
  • the fine pattern mask formation step is a process for etching the second mask layer shown in FIG. 3C by performing etching under the condition that only the first mask layer 12a is etched without using the second mask layer 12b as a mask.
  • a mask layer (fine pattern mask) composed of 12b and the first mask layer 12a is formed on the surface of the substrate 11.
  • etching in the fine pattern mask forming step a generally known etching method such as wet etching or dry etching can be used.
  • Various etching conditions can be designed depending on the material. For example, when dry etching is used, the following etching conditions can be used.
  • O 2 gas and H 2 gas can be selected from the viewpoint of chemically etching the second mask layer 12b.
  • Ar gas and Xe gas can be selected from the viewpoint of improving the etching rate in the vertical direction (vertical direction) by increasing the ion incident component.
  • a gas used for etching a mixed gas containing at least one of O 2 gas, H 2 gas, and Ar gas is used. In particular, it is preferable to use only O 2 .
  • the pressure at the time of etching is preferably 0.1 to 5 Pa, and preferably 0.1 to 1 Pa, because the ion incident energy contributing to the reactive etching can be increased and the etching anisotropy can be further improved. More preferable.
  • the mixed gas ratio of O 2 gas or H 2 gas and Ar gas or Xe gas is improved in anisotropy when the chemically reactive etching component and the ion incident component are in an appropriate amount.
  • the ratio of the gas flow rate is preferably 99 sccm: 1 sccm to 50 sccm: 50 sccm, more preferably 95 sccm: 5 sccm to 60 sccm: 40 sccm, and still more preferably 90 sccm: 10 sccm to 70 sccm: 30 sccm.
  • the total flow rate of the gas changes, it becomes a mixed gas according to the above flow rate ratio.
  • capacitively coupled RIE inductively coupled RIE, inductively coupled RIE, or RIE using an ion attraction bias
  • the processing pressure is set to a range of 0.1 to 1 Pa
  • Capacitive coupling RIE or RIE using an ion pull-in voltage is used.
  • Components having a low vapor pressure contained in the second mask layer 12b (for example, a sol-gel material having a metal element such as Ti, Zr, Ta, Zn, Si, or a metalloxane bonding site) etch the first mask layer 12a. At this time, it plays a role of protecting the side wall of the first mask layer 12a, and as a result, the thick first mask layer 12a can be easily etched.
  • a sol-gel material having a metal element such as Ti, Zr, Ta, Zn, Si, or a metalloxane bonding site
  • a mask layer having a pattern width of 2 ⁇ m or less and a pattern with an aspect ratio of 0.1 to 5.0 is formed on a substrate 11 to obtain an etching workpiece 1 and then placed.
  • the substrate 11 is formed using the mask layer as a mask.
  • the overall thermal resistance value refers to the thermal resistance value of the mounting member 2 and the thermal resistance value of the substrate 11 in the mounting region X of the etching workpiece 1 in the mounting member 2, and the mounting member 2.
  • the sum of the thermal resistance values of the other members, and the respective thermal resistance values indicate the thickness of each member and the material constituting each member. It is a value divided by the thermal conductivity ⁇ .
  • a semiconductor light emitting element can be obtained by forming a semiconductor light emitting layer on the substrate 11 having a fine concavo-convex structure obtained by etching in this way.
  • the dry etching process of the base material 11 is based on the conditions under which the base material 11 is etched using the mask layer 12 (fine pattern mask) composed of the second mask layer 12b and the first mask layer 12a as shown in FIG. 3C as a mask. This is a step of forming a fine concavo-convex structure on the surface of the substrate 11 by performing dry etching.
  • etching using a chlorine-based gas or a chlorofluorocarbon-based gas can be performed.
  • the fluorocarbon gas include CF 4 , CHF 3 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , C 4 F 6 , C 4 F 8 , CH 2 F 2 , and CH 3 F.
  • a gas in which Ar gas, O 2 gas, and Xe gas are mixed in a fluorocarbon gas to 50% or less of the total gas flow rate is used.
  • a mixed gas containing at least one of the system gases is used. Examples of the chlorine-based gas include Cl 2 , BCl 3 , CCl 4 , PCl 3 , SiCl 4 , HCl, CCl 2 F 2 , and CCl 3 F.
  • O 2 gas, Ar gas, or a mixed gas of O 2 gas and Ar gas may be added to the chlorine-based gas.
  • the pressure at the time of etching is preferably 0.1 Pa to 20 Pa, more preferably 0.1 Pa to 10 Pa, because the ion incident energy contributing to the reactive etching is increased and the etching rate of the base material 11 is improved. preferable.
  • the taper-shaped angle of the fine pattern produced in the base material 11 can be made separately by increasing / decreasing the deposition amount of the fluorocarbon film which protects the etching side wall of the base material 11.
  • the ratio of the flow rate of the fluorocarbon gas with F / C ⁇ 3 and the fluorocarbon gas with F / C ⁇ 3 is 95 sccm: 5 sccm to 60 sccm: 40 sccm. It is preferably 70 sccm: 30 sccm to 60 sccm: 40 sccm. Even when the total gas flow rate changes, the ratio of the above flow rates does not change.
  • the mixed gas of chlorofluorocarbon and Ar gas, and O 2 gas or Xe gas improves the etching rate of the substrate 11 when the reactive etching component and the ion incident component are in appropriate amounts.
  • the gas flow rate ratio is preferably 99 sccm: 1 sccm to 50 sccm: 50 sccm, more preferably 95 sccm: 5 sccm to 60 sccm: 40 sccm, and still more preferably 90 sccm: 10 sccm to 70 sccm: 30 sccm.
  • the mixed gas of chlorine-based gas and Ar gas, and O 2 gas or Xe gas improves the etching rate of the substrate 11 when the reactive etching component and the ion incident component are in appropriate amounts.
  • the gas flow rate ratio is preferably 99 sccm: 1 sccm to 50 sccm: 50 sccm, more preferably 95 sccm: 5 sccm to 80 sccm: 20 sccm, and still more preferably 90 sccm: 10 sccm to 70 sccm: 30 sccm. Even when the total gas flow rate changes, the ratio of the above flow rates does not change.
  • the etching of the substrate 11 using a chlorine-based gas only BCl 3 gas or it is preferable to use a BCl 3 gas and a mixed gas of Cl 2 gas and Ar gas or a mixed gas of Xe gas.
  • These mixed gases preferably have a gas flow rate ratio of 99 sccm: 1 sccm to 50 sccm: 50 sccm from the viewpoint of improving the etching rate of the substrate 11 when the reactive etching component and the ion incident component are in proper amounts, and 99 sccm: 1 sccm to 70 sccm: 30 sccm is more preferable, and 99 sccm: 1 sccm to 90 sccm: 10 sccm is further preferable. Even when the total gas flow rate changes, the ratio of the above flow rates does not change.
  • capacitively coupled RIE inductively coupled RIE, inductively coupled RIE, or RIE using an ion attraction voltage
  • the processing pressure is set in the range of 0.1 to 5 Pa
  • capacitive coupling RIE or RIE using an ion pull-in voltage is used.
  • treatment is performed using only BCl 3 gas or a gas in which BCl 3 gas and Cl 2 gas or Ar gas are mixed at a gas flow rate ratio of 95 sccm: 5 sccm to 85 sccm: 15 sccm.
  • the pressure is set in the range of 0.1 to 10 Pa, and capacitive coupling RIE, inductive coupling RIE, or RIE using an ion pull-in voltage is used.
  • processing is performed using only BCl 3 gas or a gas in which BCl 3 gas and Cl 2 gas or Ar gas are mixed at a gas flow rate ratio of 95 sccm: 5 sccm to 70 sccm: 30 sccm.
  • the pressure is set in a range of 0.1 Pa to 10 Pa, and capacitive coupling type RIE, inductive coupling type RIE, or RIE using an ion attraction voltage is used. Even when the total gas flow rate of the mixed gas used for etching changes, the ratio of the above flow rates does not change.
  • the base material 11 is etched in the state of the etching workpiece 1 within the range of the entire thermal resistance value R.
  • a fine pattern mask having a pattern width of 2 ⁇ m or less and an aspect ratio in the range of 0.1 to 5.0 is used as a mask while ensuring high throughput. Even in this case, it is possible to reduce the dry etching damage and form the fine uneven structure on the base material 11 as expected.
  • the fine pattern mask forming process and the dry etching process of the substrate 11 may be continuously performed by the same apparatus.
  • the mounting member 2 may be used also in the fine pattern mask forming process, and each material and shape may be selected so as to satisfy the range of the entire thermal resistance value R.
  • the expected shape of the fine concavo-convex structure formed on the substrate 11 is the pattern of the fine concavo-convex structure formed on the substrate 11 after the dry etching step. This means that the center point in the width is not deviated from the center point in the pattern width of the fine pattern mask before the dry etching process.
  • the center point in the pattern width of the fine concavo-convex structure formed on the substrate 11 after the dry etching step is from the center point in the pattern width of the fine pattern mask before the dry etching step. It will be out of shape as expected.
  • the effect when the overall thermal resistance value defined in the present embodiment is satisfied is particularly preferably exhibited when the dry etching rate of the substrate 11 is the dry etching rate of the first mask layer 12a and the second mask layer 12b. Is not fast enough. In such a case, the first mask layer 12a and the second mask layer 12b are not only subjected to dry etching damage, but the first mask layer 12a and the second mask layer 12b simultaneously with the base material 11 have a large volume by dry etching. Therefore, there is a high possibility that the pattern will be shifted from the center point in the pattern width of the fine pattern mask before processing due to these two effects, and the substrate 11 may not be formed with the expected fine uneven shape.
  • the widths of the first mask layer 12a and the second mask layer 12b during etching are small.
  • the influence of the volume reduction is large, and it is necessary to strongly reduce the etching damage.
  • the dry etching damage can be particularly reduced. 11 can be formed with a fine uneven shape as expected.
  • the dry etching rate of the base material 11 in which the effect of the present embodiment is particularly preferably expressed is not sufficiently high with respect to the dry etching rates of the first mask layer 12a and the second mask layer 12b is selected.
  • the ratio (the dry etching rate of the substrate 11 / the dry etching rate of the first mask layer 12a) is 50 or less, more preferably 25 or less, and particularly preferably 10 or less.
  • these etching selection ratios are such that the base material 11 is only the base material 11 and the first mask layer 12a is a flat film (solid film) of various materials. It is a value measured against.
  • DACHP Fluorine-containing urethane (meth) acrylate (OPTOOL DAC HP (manufactured by Daikin Industries)) M350: trimethylolpropane (EO-modified) triacrylate (M350, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) ⁇ I. 184 ... 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (Irgacure (registered trademark) 184 manufactured by BASF) ⁇ I. 369 ...
  • a cylindrical master mold is produced, and (2) a light transfer method is applied to the cylindrical master mold, and the reel A resin mold was prepared. (3) Thereafter, the reel-shaped resin mold, the second mask layer, and the first mask layer were processed to produce a laminate for forming a fine pattern. Subsequently, (4) a fine pattern forming step of transferring the second mask layer and the first mask layer onto the substrate by nanoimprinting is performed, and (5) a predetermined pattern is formed by dry etching the first mask layer.
  • the development of the resist layer was performed by processing for 240 seconds using a 0.03 wt% glycine aqueous solution.
  • quartz glass was etched by dry etching using the developed resist layer as a mask. Dry etching was performed using SF 6 gas as an etching gas under conditions of a processing gas pressure of 1 Pa, a processing power of 300 W, and a processing time of 5 minutes.
  • SF 6 gas as an etching gas under conditions of a processing gas pressure of 1 Pa, a processing power of 300 W, and a processing time of 5 minutes.
  • only the resist layer residue was peeled off from the cylindrical quartz glass having a textured surface using hydrochloric acid having a pH of 1. The peeling time was 6 minutes.
  • Durasurf HD-1101Z (produced by Daikin Chemical Industry Co., Ltd.), a fluorine-based mold release agent, was applied to the obtained cylindrical quartz glass texture, heated at 60 ° C. for 1 hour, and then allowed to stand at room temperature for 24 hours. Immobilized. Thereafter, it was washed three times with Durasurf HD-ZV (manufactured by Daikin Chemical Industries) to obtain a cylindrical master mold.
  • the material 1 shown below was applied to the easy adhesion surface of PET film A-4100 (manufactured by Toyobo Co., Ltd .: width 300 mm, thickness 100 ⁇ m) by microgravure coating (manufactured by Yasui Seiki Co., Ltd.) so that the coating film thickness was 5 ⁇ m .
  • the PET film coated with the material 1 is pressed against the cylindrical master mold with a nip roll so that the integrated exposure amount under the center of the lamp is 1500 mJ / cm 2 at 25 ° C. and 60% humidity in the air.
  • a UV-irradiated UV exposure apparatus (H bulb) manufactured by Fusion UV Systems Japan Co., Ltd. was used to irradiate ultraviolet rays, and continuous photo-curing was performed. , Width 300 mm).
  • the reel-shaped resin mold G1 was regarded as a template, and the optical nanoimprint method was applied to continuously produce the reel-shaped resin mold G2.
  • Material 1 was applied to the easily adhesive surface of PET film A-4100 (Toyobo Co., Ltd .: width 300 mm, thickness 100 ⁇ m) by microgravure coating (manufactured by Yurai Seiki Co., Ltd.) so as to have a coating film thickness of 3 ⁇ m.
  • the PET film coated with the material 1 is pressed against the textured surface of the reel-shaped resin mold G1 with a nip roll (0.1 MPa), and integrated exposure under the center of the lamp at 25 ° C. and 60% humidity in the air.
  • Ultraviolet rays were irradiated using a UV exposure apparatus (H bulb) manufactured by Fusion UV Systems Japan Co., Ltd.
  • Binding polymer Methyl ethyl ketone solution of binary copolymer of 80% by mass of benzyl methacrylate and 20% by mass of methacrylic acid (solid content 50%, weight average molecular weight 56000, acid equivalent 430, dispersity 2.7)
  • the material 2 diluted with PGME was directly applied onto the textured surface of the reel-shaped resin mold G2.
  • the dilution concentration was set such that the solid content contained in the coating raw material per unit area (material 2 diluted with PGME) was 20% or more smaller than the texture volume per unit area.
  • the material was passed through an air-drying oven at 80 ° C. for 5 minutes, and the reel-shaped resin mold G2 containing the material 2 inside the texture was wound up and collected.
  • the material 3 diluted with PGME and MEK was used using the same device as the production of the above-mentioned (2) reel-shaped resin mold.
  • the dilution concentration was set such that the distance between the interface between the material 2 disposed inside the texture and the coated material 3 and the surface of the material 3 was 400 nm to 800 nm.
  • the material was passed through an air-drying oven at 80 ° C. for 5 minutes, and a cover film made of polypropylene was put on the surface of the material 3 and wound up and collected.
  • Fine pattern formation process The produced
  • a sapphire substrate was used as the substrate.
  • the sapphire substrate was treated with UV-O 3 for 5 minutes to remove the surface particles and to make it hydrophilic. Subsequently, the surface of the first mask layer of the fine pattern laminate was bonded to the sapphire substrate. At this time, the sapphire substrate was bonded in a state heated to 80 ° C.
  • the first mask layer was nano-processed to partially expose the sapphire substrate surface to form a mask layer having a fine pattern.
  • Oxygen etching was performed under conditions of a pressure of 1 Pa and a power of 300 W.
  • etching work material comprising a mask layer having a fine pattern and a sapphire substrate is placed on a placement member so as to have a thermal resistance value as in each of the following examples.
  • Reactive ion etching using BCl 3 gas was performed from the sapphire substrate side of the processed material to form a fine concavo-convex structure on the sapphire substrate.
  • Etching using BCl 3 gas was performed under two types of conditions, and both fine concavo-convex structures were evaluated.
  • the stage part of the dry etching apparatus in which an etching workpiece and a mounting member are mounted is temperature-controlled by He gas of each set temperature.
  • Condition 1 BCl 3 gas only, ICP: 150 W, BIAS: 50 W, pressure 0.2 Pa, temperature-controlled He gas temperature 50 ° C. (gas pressure 2.0 kPa), reactive ion etching apparatus (RIE-101iPH, manufactured by Samco Corporation) )use.
  • RIE-230iP reactive ion etching apparatus
  • the sapphire substrate After dry etching, the sapphire substrate is peeled off from the etching workpiece, the sapphire substrate is washed with a solution in which sulfuric acid and hydrogen peroxide are mixed at a weight ratio of 2: 1, and a sapphire substrate having a fine concavo-convex structure on the surface is obtained. Obtained.
  • This fine concavo-convex structure shape of the base material is processed until the first mask layer is completely dry-etched in the dry etching process of the base material, and the tip of the fine concavo-convex structure of the base material after processing is a fine pattern mask.
  • the degree of deviation from the center of the pattern width was evaluated by observation with a scanning microscope (SEM).
  • SEM scanning microscope
  • the improvement rate with respect to the shift amount in Example 3 was evaluated.
  • the improvement rate is represented by ⁇ 1- (deviation amount in each embodiment / deviation amount in each comparative example) ⁇ .
  • An improvement rate of 50% or more was evaluated as “good”, an improvement rate of 65% or more was evaluated as “better”, and an improvement rate of 80% or more was evaluated as “particularly good”.
  • the sample shape at the time of measurement was about ⁇ 10 ⁇ t2 (mm), the measurement temperature was 23 ° C., the measurement atmosphere was in the atmosphere, and TC-7000 manufactured by ULVAC-RIKO was used as the measurement apparatus.
  • Tables 1 to 3 below show the pattern shape of the fine pattern mask, the material of the base material, the thermal conductivity and the thermal resistance value, the material of the mounting member, the thermal conductivity and the thermal resistance value, etc.
  • the material, thermal resistivity, thermal resistance value of the used member, the thermal resistance value of the entire process, the evaluation result of the uneven shape of the base material, and the improvement rate are described.
  • Example 1 The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is produced, and the etching work material is placed on a quartz mounting member with a heat transfer sheet interposed therebetween. Then, dry etching was performed on the condition 1 and condition 2 described above. The overall thermal resistance at this time was 6.26 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W). As a result of the evaluation, the amount of deviation of the tip portion of the fine concavo-convex structure was 10% or less, which was good. Further, the improvement rate when compared with Comparative Example 3 was 80% or more, which was particularly good.
  • Example 2 The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is produced, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the above conditions 1 and 2. The overall thermal resistance at this time was 6.79 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W). As a result of the evaluation, the amount of deviation of the tip portion of the fine concavo-convex structure was 10% or less, which was good. Further, the improvement rate when compared with Comparative Example 3 was 80% or more, which was particularly good.
  • Example 3 The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 1.0 is produced, and the etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the above conditions 1 and 2. The overall thermal resistance at this time was 6.79 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W). As a result of the evaluation, the deviation amount of the tip portion of the fine concavo-convex structure was 10% or less, which was good. Further, the improvement rate when compared with Comparative Example 3 was 80% or more, which was particularly good.
  • Example 4 The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 0.5 is manufactured, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the above conditions 1 and 2. The overall thermal resistance at this time was 6.79 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W). As a result of the evaluation, the deviation amount of the tip portion of the fine concavo-convex structure was 5% or less, which was better. Further, the improvement rate when compared with Comparative Example 3 was 80% or more, which was particularly good.
  • Example 5 The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 700 nm and an aspect ratio of 5.0 is produced, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the above conditions 1 and 2. The overall thermal resistance at this time was 6.79 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W). As a result of the evaluation, the amount of deviation of the tip portion of the fine concavo-convex structure was 10% or less, which was good. Moreover, the improvement rate when compared with Comparative Example 2 was 65% or more, which was better.
  • Example 6 A base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 700 nm and an aspect ratio of 1.0 is manufactured, and the etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the above conditions 1 and 2. The overall thermal resistance at this time was 6.79 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W). As a result of the evaluation, the deviation amount of the tip portion of the fine concavo-convex structure was 10% or less, which was good. Moreover, the improvement rate when compared with Comparative Example 2 was 65% or more, which was better.
  • Example 7 A base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 2 ⁇ m and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the above conditions 1 and 2. The overall thermal resistance at this time was 6.79 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W). As a result of the evaluation, the amount of deviation of the tip portion of the fine concavo-convex structure was 10% or less, which was good. Moreover, the improvement rate when compared with Comparative Example 1 was 50% or more, which was good.
  • Example 8 A base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 2 ⁇ m and an aspect ratio of 1.0 is manufactured, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the above conditions 1 and 2. The overall thermal resistance at this time was 6.79 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W). As a result of the evaluation, the deviation amount of the tip portion of the fine concavo-convex structure was 5% or less, which was better. Moreover, the improvement rate when compared with Comparative Example 1 was 50% or more, which was good.
  • Example 9 The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is produced, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the above conditions 1 and 2. The total thermal resistance at this time was 3.04 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W). As a result of the evaluation, the deviation amount of the tip portion of the fine concavo-convex structure was 5% or less, which was better. Further, the improvement rate when compared with Comparative Example 3 was 80% or more, which was particularly good.
  • Example 10 A base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 2 ⁇ m and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the above conditions 1 and 2. The total thermal resistance at this time was 3.04 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W). As a result of the evaluation, the deviation amount of the tip portion of the fine concavo-convex structure was 5% or less, which was better. Moreover, the improvement rate when compared with Comparative Example 1 was 50% or more, which was good.
  • the base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and the etching work material is placed on an alumina mounting member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the above conditions 1 and 2.
  • the overall thermal resistance at this time was 1.21 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W).
  • the evaluation result was particularly good with the amount of deviation of the tip of the fine concavo-convex structure being 3% or less. Further, the improvement rate when compared with Comparative Example 3 was 80% or more, which was particularly good.
  • Example 12 The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 700 nm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and this etching work material is placed on an alumina mounting member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the above conditions 1 and 2. The overall thermal resistance at this time was 1.21 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W). The evaluation result was particularly good with the amount of deviation of the tip of the fine concavo-convex structure being 3% or less. Moreover, the improvement rate when compared with Comparative Example 2 was 65% or more, which was better.
  • the base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 2 ⁇ m and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and this etching work material is placed on an alumina mounting member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the above conditions 1 and 2.
  • the overall thermal resistance at this time was 1.21 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W).
  • the evaluation result was particularly good with the amount of deviation of the tip of the fine concavo-convex structure being 3% or less.
  • the improvement rate when compared with Comparative Example 1 was 50% or more, which was good.
  • the base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and the etching work material is placed on a Si placement member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the above conditions 1 and 2.
  • the overall thermal resistance at this time was 6.03 ⁇ 10 ⁇ 4 (m 2 ⁇ K / W).
  • the evaluation result was particularly good with the amount of deviation of the tip of the fine concavo-convex structure being 3% or less. Further, the improvement rate when compared with Comparative Example 3 was 80% or more, which was particularly good.
  • the base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and the etching work material is placed on a SiC mounting member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the above conditions 1 and 2.
  • the overall thermal resistance at this time was 5.81 ⁇ 10 ⁇ 4 (m 2 ⁇ K / W).
  • the evaluation result was particularly good with the amount of deviation of the tip of the fine concavo-convex structure being 3% or less. Further, the improvement rate when compared with Comparative Example 3 was 80% or more, which was particularly good.
  • the base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and the etching work material is placed on a Si placement member by a heat transfer sheet. Then, the Si mounting member was attached to another SiC mounting member with a heat transfer sheet to form a two-stage mounting member, and dry etching was performed under the above conditions 1 and 2.
  • the overall thermal resistance at this time was 1.17 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W).
  • the evaluation result was particularly good with the amount of deviation of the tip of the fine concavo-convex structure being 3% or less. Further, the improvement rate when compared with Comparative Example 3 was 80% or more, which was particularly good.
  • Example 17 An etching workpiece having a mask layer with a substrate width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and the etching workpiece is placed on a quartz placement member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the above conditions 1 and 2. The overall thermal resistance at this time was 6.79 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W). As a result of the evaluation, the amount of deviation of the tip portion of the fine concavo-convex structure was 10% or less, which was good. Further, the improvement rate when compared with Comparative Example 3 was 80% or more, which was particularly good.
  • the base material is a Si substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 700 nm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and the etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the above conditions 1 and 2.
  • the overall thermal resistance at this time was 6.79 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W).
  • the amount of deviation of the tip portion of the fine concavo-convex structure was 10% or less, which was good.
  • the improvement rate when compared with Comparative Example 2 was 65% or more, which was better.
  • a base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 2 ⁇ m and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, the quartz mounting member was attached to another quartz mounting member with a heat transfer sheet to form a two-stage mounting member, and dry etching was performed under the above conditions 1 and 2.
  • the overall thermal resistance at this time was 9.83 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W).
  • the amount of deviation of the tip portion of the fine concavo-convex structure was 10% or more, which was poor.
  • the base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 700 nm and an aspect ratio of 5.0 is produced, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, the quartz mounting member was attached to another quartz mounting member with a heat transfer sheet to form a two-stage mounting member, and dry etching was performed under the above conditions 1 and 2.
  • the overall thermal resistance at this time was 9.83 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W).
  • the amount of deviation of the tip portion of the fine concavo-convex structure was 10% or more, which was poor.
  • the base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is produced, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, the quartz mounting member was attached to another quartz mounting member with a heat transfer sheet to form a two-stage mounting member, and dry etching was performed under the above conditions 1 and 2.
  • the overall thermal resistance at this time was 9.83 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W).
  • the amount of deviation of the tip portion of the fine concavo-convex structure was 10% or more, which was poor.
  • a base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 2 ⁇ m and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet.
  • the two-stage mounting member was comprised by affixing the quartz mounting member on another alumina mounting member with a heat-transfer sheet
  • the overall thermal resistance at this time was 7.99 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W).
  • the amount of deviation of the tip portion of the fine concavo-convex structure was 10% or more, which was poor.
  • the base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is produced, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet.
  • the two-stage mounting member was comprised by affixing the quartz mounting member on another alumina mounting member with a heat-transfer sheet
  • the overall thermal resistance at this time was 7.99 ⁇ 10 ⁇ 3 (m 2 ⁇ K / W).
  • the amount of deviation of the tip portion of the fine concavo-convex structure was 10% or more, which was poor.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications.
  • the material, arrangement, shape, and the like of the members in the above embodiment are illustrative, and can be appropriately changed and implemented within a range in which the effect of the present invention is exhibited.
  • various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
  • the present invention can be suitably used for applications in which a fine uneven structure is formed on a substrate.

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Abstract

　エッチング被加工材（１）は、基材（１１）上に、パターン幅２μｍ以下でアスペクト比０．１～５．０のパターンを有するマスク層（１２）を備えている。また、エッチング加工時に使用する載置部材（２）上に載置された際の全体の熱抵抗値が６．７９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）以下である。ここで、全体の熱抵抗値とは、載置部材（２）におけるエッチング被加工材（１）の載置領域（Ｘ）での載置部材（２）の熱抵抗値及び基材（１１）の熱抵抗値と、載置部材（２）上にエッチング被加工材（１）以外の他の部材が存在する場合に他の部材の熱抵抗値との和であり、各熱抵抗値は、各部材の厚さを、各部材を構成する材料の熱伝導率λで除した値である。エッチング被加工材（１）をマスク層（１２）を介してエッチングすることで、所望の微細凹凸構造を基材（１１）に形成する。

Description

エッチング被加工材
　少なくとも微細パターンマスクが表面に存在するエッチング被加工材に関する。
　従来、ＬＳＩ製造における微細パターン加工技術として、フォトリソグラフィー技術が多く用いられてきた。フォトリソグラフィー技術では、露光に用いる光の波長よりも小さなサイズのパターンとする加工が困難という問題がある。また、他の微細パターン加工技術としては、電子線描画装置によるマスクパターン描画技術（ＥＢ法）がある。ＥＢ法では、電子線により直接マスクパターンを描画するため、描画パターンが多いほど描画時間が増加し、パターン形成までのスループットが大幅に低下するという問題がある。また、フォトリソグラフィー用露光装置におけるマスク位置の高精度制御や、ＥＢ法用露光装置における電子線描画装置の大型化等により、これらの方法では、装置コストが高くなるという問題もあった。
　これらの問題点を解消し得る微細パターン加工技術として、ナノインプリント技術が知られている。ナノインプリント技術は、微細パターンが形成されたモールドを、被加工材表面に形成されたレジスト膜に押圧することで、モールドに形成された微細パターンをレジスト膜に転写し、そのレジスト膜をマスクにして被加工材をドライエッチングすることにより、被加工材に微細凹凸構造を形成する技術である。
　このナノインプリント法においては、レジスト膜の厚みを容易に調整することができるため、パターンが微細であったとしても、レジスト膜を厚くすることでフォトリソグラフィー技術を用いる場合よりも高アスペクト比の微細パターンを容易に形成することができ、それによって被加工材表面に微細パターンマスクを形成することができる。
　このような手法により微細凹凸構造が形成された被加工材を半導体発光素子の基材として使用し、光の導波方向を変えることにより光取り出し効率を上げる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３－３１８４４１号公報
　しかしながら、このような手法で微細かつ高アスペクト比のパターンマスクが形成できたとしても、微細かつ高アスペクト比であるために被加工材のドライエッチング時に発生する熱によるエッチングダメージにより、微細パターンマスクが変形し、被加工材における微細凹凸構造が所望形状にならないことがある。
　加えて、被加工材のドライエッチング時には、同時に複数枚を処理してスループットを高めるために、工業的には搬送用トレーのような試料台を用いなければならないことが多い。そのため、ドライエッチング装置に冷却機構があったとしても、被加工材との冷却機構の間に試料台が存在するために冷却効果が低下してしまい、ドライエッチング時に発生する熱を十分に冷却することができず、被加工材における微細凹凸構造が所望形状にならない。
　本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、所望の微細凹凸構造を形成することができるエッチング被加工材を提供することを目的とする。
　本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、基材上に、微細凹凸構造を有するマスク層を備えたエッチング被加工材を、エッチング加工時に使用する載置部材上に載置した際の全体の熱抵抗値が特定の条件を満たす場合、エッチング加工時に発生する熱によるエッチングダメージを低減し、エッチングにより所望の微細凹凸構造を基材に形成することができることを見出した。
　すなわち、まず、本発明のエッチング被加工材は、基材上に、パターン幅２μｍ以下でアスペクト比０．１～５．０のパターンを有するマスク層を備えたエッチング被加工材である。
　そして、本発明のエッチング被加工材は、基材上に、パターン幅２μｍ以下でアスペクト比０．１～５．０のパターンを有するマスク層を備えたエッチング被加工材であって、エッチング加工時に使用する載置部材上に前記エッチング被加工材が載置された際の全体の熱抵抗値が６．７９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）以下であることが好ましい。
（全体の熱抵抗値とは、前記載置部材における前記エッチング被加工材の載置領域での前記載置部材の熱抵抗値及び前記基材の熱抵抗値と、前記載置部材上に前記エッチング被加工材以外の他の部材が存在する場合に前記他の部材の熱抵抗値との和であり、各熱抵抗値は、各部材の厚さを、前記各部材を構成する材料の熱伝導率λで除した値である。）
　本発明のエッチング被加工材においては、前記載置部材が複数の材料で構成されている場合において、前記載置部材を構成する材料毎に求めた熱抵抗値のうちでもっとも小さい熱抵抗値を前記載置部材の熱抵抗値とすることが好ましい。
　本発明のエッチング被加工材においては、全体の熱抵抗値が３．０４×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）以下であることが好ましい。
　本発明のエッチング被加工材においては、全体の熱抵抗値が１．２１×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）以下であることが好ましい。
　本発明のエッチング被加工材においては、載置部材は、シリコン（Ｓｉ）、石英（ＳｉＯ２）、アルミニウム（Ａｌ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア酸化物（ＺｒＯ２）及びイットリア酸化物（Ｙ２Ｏ３）並びにこれらのうちいずれか１種以上で被覆された無機部材の中から選ばれる１種類以上により一部又はすべてが構成されることが好ましい。
　本発明のエッチング被加工材においては、前記載置部材の熱抵抗値として計算される厚さは０．００１ｍ以上０．０５ｍ以下であることが好ましい。
　本発明のエッチング方法は、基材上に、パターン幅２μｍ以下でアスペクト比０．１～５．０のパターンを有するマスク層を形成してエッチング被加工材を得る工程と、載置部材上に前記エッチング被加工材を載置し、全体の熱抵抗値が６．７９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）以下である状態で、前記マスク層をマスクとして前記基材をエッチングする工程と、を具備することを特徴とする。
（全体の熱抵抗値とは、前記載置部材における前記エッチング被加工材の載置領域での前記載置部材の熱抵抗値及び前記基材の熱抵抗値と、前記載置部材上に前記エッチング被加工材以外の他の部材が存在する場合に前記他の部材の熱抵抗値との和であり、各熱抵抗値は、各部材の厚さを、前記各部材を構成する材料の熱伝導率λで除した値である。）
　本発明の半導体発光素子は、上記エッチング被加工材をエッチングして得られた微細凹凸構造を持つ基板と、前記基板上に形成された半導体発光層と、を具備することを特徴とする。
　本発明によれば、所望の微細凹凸構造、すなわち均一なパターン形状（パターン幅やライン形状が均一）を形成することができる。
本発明の実施の形態に係るエッチング被加工材の一例を示す図である。 載置部材の他の例を示す図である。 ナノインプリント法の一例を示す図である。 ナノインプリント法に用いるモールドの一例を示す図である。
　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、添付図面を参照して詳細に説明する。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。
　本実施の形態のエッチング被加工材は、基材上に、パターン幅２μｍ以下でアスペクト比０．１～５．０のパターンを有するマスク層を備えたエッチング被加工材である。また、エッチング加工時に使用する載置部材上に前記エッチング被加工材が載置された際の全体の熱抵抗値が６．７９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）以下であることが好ましい。
（全体の熱抵抗値とは、前記載置部材における前記エッチング被加工材の載置領域での前記載置部材の熱抵抗値及び前記基材の熱抵抗値と、前記載置部材上に前記エッチング被加工材以外の他の部材が存在する場合に前記他の部材の熱抵抗値との和であり、各熱抵抗値は、各部材の厚さを、前記各部材を構成する材料の熱伝導率λで除した値である。）
　この構成により、高いアスペクト比を持つ微細凹凸パターンを有するマスク層をマスクにした場合でも、エッチング加工時に発生する熱によるエッチングダメージが低減され、エッチングにより所望の微細凹凸構造を基材に形成することができる。また、このエッチング被加工材の構成要素である載置部材を搬送部材として使用することにより、ドライエッチング工程においてスループットを向上させることができる。
　図１は、エッチング被加工材を載置部材上に載置した状態を示す図である。図１に示すエッチング被加工材１は、基材１１と、基材１１上に形成されたマスク層１２とを備えている。マスク層１２のパターン幅（Ｗ）は２μｍ以下であり、マスク層１２のアスペクト比（Ｈ／Ｗ）は０．１～５．０である。なお、パターン幅（Ｗ）とは、パターン形状において凸部のような隆起した部分での最小の長さを意味し、例えば、パターン形状が横断面において円形であれば横断面における円形の直径であり、パターン形状が横断面において楕円形であれば横断面における楕円形の短径であり、パターン形状が横断面において長方形であれば横断面における長方形の短辺であり、パターン形状がライン状であればライン幅である。
　図１に示すエッチング被加工材１においては、マスク層１２は、第１マスク層１２ａ及び第２マスク層１２ｂで構成されている。なお、マスク層１２は、図１に示す構成に限定されず、単一の層で構成されていても良く、３層以上の層で構成されていても良い。
　このエッチング被加工材１は、載置部材２の載置領域Ｘ上に載置されている。すなわち、エッチング被加工材１と載置部材２とは、載置部材２の載置領域Ｘ上に積層されている。図１Ａにおいては、載置部材２の載置領域Ｘ上に直接エッチング被加工材１を載置した場合について示しているが、本実施の形態においては、図１Ｂに示すように、載置部材２の載置領域Ｘ上に伝熱シート３を介してエッチング被加工材１を載置しても良い。また、本実施の形態において、載置部材２とエッチング被加工材１との間には、エッチングプロセスにおいてエッチング加工が可能となる範囲で伝熱シート３以外の部材を介在させても良い。なお、載置部材２とエッチング被加工材１との間に介在させる他の部材は２つ以上であっても良い。
　エッチング加工時に使用する載置部材２上にエッチング被加工材１が載置された際の全体の熱抵抗値が６．７９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）以下である。ここで、全体の熱抵抗値とは、載置部材２におけるエッチング被加工材１の載置領域Ｘでの載置部材２の熱抵抗値及びエッチング被加工材１の熱抵抗値と、載置部材２上にエッチング被加工材１以外の他の部材（例えば、接着用途の伝熱シート３）が存在する場合に他の部材（例えば、接着用途の伝熱シート３）の熱抵抗値との和である。
　各熱抵抗値は、各部材の厚さを、各部材を構成する材料の熱伝導率λで除した値である。すなわち、熱抵抗値Ｒ（ｍ２・Ｋ／Ｗ）は、各部材の厚さｄ（ｍ）／各部材の熱伝導率λ（Ｗ／ｍ・Ｋ））で計算される値である。本実施の形態においては、全体の熱抵抗値（上記熱抵抗値の和）がＲ≦６．７９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）となるようにエッチング被加工材を構成する部材や層の材料や厚さ、載置部材を構成する材料や厚さを調整する。全体の熱抵抗値（上記熱抵抗値の和）は、Ｒ≦３．０４×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）以下であることがより好ましく、Ｒ≦１．２１×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）以下であることがさらに好ましい。なお、全体の熱抵抗値Ｒの下限は０≦Ｒであることが好ましい。
　熱抵抗値Ｒの計算において、基材１１や載置部材２が平板状であれば、それぞれの板厚を厚さｄとする。また、載置部材２が、図２Ａに示すように凹部２ａを有し、又は、図２Ｂに示すように凸部２ｂを有しており、その凹部２ａ内又は凸部２ｂ上にエッチング被加工材を載置する場合には、載置領域Ｘの部分の厚さを熱抵抗値Ｒの計算における厚さｄとする。
　特に載置部材２の厚さｄに関して、熱抵抗値の観点からは下限は無いが、載置部材２の厚さｄが小さすぎると載置部材２の搬送時等に破損してしまう可能性があるため、耐久性をもつような範囲、例えば０．００１ｍ以上を採用することが好ましい。また、熱抵抗値の観点から考えられる厚さｄには上限値があるが、同時に搬送時の作業性やコスト面の観点から載置部材２の厚さｄは０．０５ｍ以下が好ましい。
　上述したように、全体の熱抵抗値Ｒとは、載置部材２におけるエッチング被加工材１の載置領域Ｘでの載置部材２の熱抵抗値Ｒｃ及びエッチング被加工材１の熱抵抗値Ｒｓと、載置部材２上にエッチング被加工材１以外の他の部材（例えば、伝熱シート３）が存在する場合に他の部材（例えば、伝熱シート３）の熱抵抗値ＲＨＴとの和である。例えば、図１Ａに示すように、載置部材２上に直接エッチング被加工材１が載置されている場合には、全体の熱抵抗値Ｒ＝ＲＳ＋ＲＣとなり、図１Ｂに示すように、載置部材２上に伝熱シート３を介してエッチング被加工材１が載置されている場合には、全体の熱抵抗値Ｒ＝ＲＳ＋ＲＣ＋ＲＨＴとなる。
　載置部材２が複数の材料で構成されている場合においては、全体の熱抵抗値Ｒの計算経路が複数考えられる。この場合においては、載置部材２を構成する材料毎に求めた熱抵抗値のうちでもっとも小さい熱抵抗値を載置部材２の熱抵抗値Ｒｃとする。
　全体の熱抵抗値Ｒの計算における各材料の熱伝導率λの測定方法は特に制限はしないが、例えばレーザーフラッシュ法、カロリーメータ法、プローブ法、平板比較法のような各種測定法が挙げられる。熱抵抗値の計算に用いる各材料の熱伝導率としては、それぞれが単独で存在した状態で測定した熱伝導率を用いる。なお、本実施の形態では、レーザーフラッシュ法により測定された熱伝導率を計算に用いている。
　基材１１の材料としては、全体の熱抵抗値Ｒが上記範囲となるのであれば、特に限定されず、無機材料、有機材料を用いることができる。基材１１の材料としては、例えば、サファイア、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＧａＮ、Ｗ－Ｃｕ、シリコン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化マンガン亜鉛鉄、酸化マグネシウムアルミニウム、ホウ化ジルコニウム、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化リチウムガリウム、酸化リチウムアルミニウム、酸化ネオジウムガリウム、酸化ランタンストロンチウムアルミニウムタンタル、酸化ストロンチウムチタン、酸化チタン、ハフニウム、タングステン、モリブデン、ＧａＰ、ＧａＡｓ等を挙げることができる。また、基材１１の材料として、後述する支持基板５を構成する材料やモールド４を構成する材料を選択しても良い。
　特に、半導体発光素子の内部量子効率の改善と、光取出し効率の改善を同時に満たすような用途の場合、基材１１としてサファイア基板を挙げることができる。この場合、得られた高アスペクト比な微細凹凸構造を有するマスク層（第１マスク層１２ａと第２マスク層１２ｂから構成される微細パターン）をマスクとしてサファイア基板を加工することになる。一方で、光取出し向上目的でＧａＮ基板を選択することもできる。この場合、得られた高アスペクト比な微細凹凸構造を有するマスク層をマスクとしてＧａＮ基板を加工することになる。大面積な微細パターンによる無反射表面ガラスを作製する目的であれば、ガラス板やガラスフィルム等を選択できる。また、超撥水性のフィルム、超親水性のフィルムを作製する場合は、フィルム基材を使用することができる。また、完全黒体を目的とすれば、カーボンブラックが練りこまれた、又は表面に塗布された基材を採用することができる。
　なお、基材１１の厚さ等の形状に関しては上記全体の熱抵抗値の範囲を満たすならば特に制限しない。基材１１としてフィルムを用いることができる。
［載置部材］
　載置部材２は、エッチング被加工材１を載置する部材であり、エッチング被加工材１を固定又は搬送するための搬送トレーとして使用することができる。載置部材２を用いることにより、ドライエッチング装置の真空反応槽にエッチング被加工材１を搬送する際にエッチング被加工材１の位置ずれを低減することができ、また、複数のエッチング被加工材１を同時に搬送することができるためスループットが高くなる。
　載置部材２を構成する材料としては、例えばシリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ステンレス等の金属材料、石英（ＳｉＯ２）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア酸化物（ＺｒＯ２）、イットリア酸化物（Ｙ２Ｏ３）等のセラミックス、アルマイトで被覆したシリコンやアルミニウム、表面にセラミックスを溶射したシリコンやアルミニウム、樹脂材料で被覆したシリコンやアルミニウム等の金属材料が挙げられる。これら材料については、上記全体の熱抵抗値Ｒの条件を満たせば特に限定されないが、ドライエッチングガスに対して、堆積性の高い反応物が発生しないような材料を選ぶことが好ましい。より好ましい例を挙げると、シリコン（Ｓｉ）、石英（ＳｉＯ２）やアルミニウム（Ａｌ）は載置部材２の入手性及び加工性が高い点、炭化シリコン（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア酸化物（ＺｒＯ２）、イットリア酸化物（Ｙ２Ｏ３）や、これらのうちいずれか１種以上で被覆された無機部材は特に堆積性の高い反応物が発生しづらい点で好ましい。なお、ここで使用される無機部材とは、具体的には、例えば、シリコン（Ｓｉ）やアルミニウムのような加工性が高い金属材料である。このような無機部材に、炭化シリコン（ＳｉＣ）等の堆積性の高い反応物が発生しないような材料を被覆することで、加工容易性及びドライエッチングへの対応性を両立することができる。また、この場合、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等は、被覆時に１００％が窒化アルミニウム（ＡｌＮ）になるわけではなく、一部がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等になり、被覆層は混合物になることがある。したがって、「これらのうちいずれか１種以上で被覆された」の記載には、このように、ある材料で被覆しようとしたときに、他の材料が混在する場合が含まれることを意味している。
　載置部材２の形状としては、上記全体の熱抵抗値Ｒの条件を満たせば特に制限しないが、例えば、薄板円形状や薄板角形状等が挙げられる。載置部材２の表面は平坦である必要はなく、図２Ａに示すように、エッチング被加工材１を収容するための凹部２ａが形成されていても良い。また、載置部材２は、単一の材料で構成されている必要はなく、二種類以上の材料で構成されていても良い。さらに、載置部材２は、単一構造物で形成される必要は無く、土台部分とエッチング被加工材１の一部を覆うことでエッチング被加工材１を固定する蓋のような二種類以上の構造物を組み合わせて構成されても良い。
［微細凹凸構造のマスク層の形成］
　基材１１の表面に微細凹凸構造を有するマスク層１２を形成する方法としては、フォトリソグラフィー、熱リソグラフィー及びナノインプリント等一般的に知られている微細パターン形成手法を挙げることができる。本実施の形態においては、ナノサイズのパターン形成が安価かつ容易という観点からナノインプリントを用いているが、これに限定されるものではない。
　図３は、ナノインプリント法の一例を示す説明図である。基材１１上にマスク層を構成する第１マスク層１２ａ及び第２マスク層１２ｂをその順序で形成して積層体を得る。微細凹凸構造を持つモールド４を、積層体の第２マスク層１２ｂと微細凹凸構造面とが接触するようにして、積層体に押圧し（図３Ａ）、その後、モールド４を積層体から剥がす。これにより、微細凹凸構造が第１マスク層１２ａ及び第２マスク層１２ｂに転写される（図３Ｂ）。
　次いで、第２マスク層１２ｂをマスクとして第１マスク層１２ａをドライエッチングする。これにより、基材１１上に、第１マスク層１２ａ及び第２マスク層１２ｂで構成されたマスク層１２を有するエッチング被加工材１を作製する（図３Ｃ）。このエッチング被加工材１を、マスク層１２をマスクとしてドライエッチングすることにより、基材１１に微細凹凸構造が形成される。
［モールド］
　モールド４の形状は、表面に微細凹凸構造が形成されていれば特に限定されないが、平板状、フィルム状又はリール状であることが好ましく、特に平板状又はフィルム状であることが好ましい。モールド４は、図４Ａに示すように、表面に微細凹凸構造４ａが設けられている。また、モールド４としては、図４Ｂに示すように、支持基板５上に設けられていても良い。
　モールド４の材料としては、例えば、シリコン、石英、ニッケル、クロム、サファイア、ＳｉＣ等の無機材料や、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂等の有機材料が挙げられる。また、支持基板５としては、ガラス、石英、シリコン、ＳＵＳ等の剛性基板、スポンジ、ゴム（シリコーンゴム）等の弾性材料で構成された弾性基板、ＰＥＴフィルム、ＴＡＣフィルム、ＣＯＰフィルム等の樹脂フィルム等が挙げられる。
　図４Ａに示すように、支持基板５を具備しないモールド４としては、シリコン、石英、ニッケル、クロム、サファイア、ＳｉＣ等の無機材料で構成される硬質な平板状モールドや、軟質なＰＤＭＳ、ＣＯＰ、ポリイミド、ポリエチレン、ＰＥＴ、フッ素樹脂等で構成されるフィルム状モールドが挙げられる。硬質な平板状のモールド４を使用することで、モールド４の面精度を高く保つことができる。ここで面精度とは、モールド４の微細凹凸構造４ａの頂部位置と微細凹凸構造４ａと反対側の面との間の平行度を意味する。このような平行度（面精度）の高いモールド４を使用して微細パターンを転写したエッチング被加工材を使用することにより、転写形成された微細パターンのパターン形成精度（基材１１の一主面とマスク層１２頂部により構成される面との間の平行度）を高く保つことができ、微細凹凸構造を有するマスク層１２をエッチング加工した際に（微細パターンマスク形成工程）、アスペクト比の高い微細凹凸構造を精度良く形成することができる。これにより、アスペクト比の高い微細凹凸構造を有するエッチング被加工材の基材を加工する際の加工精度も担保することが可能となる。
　一方、軟質なモールド４を使用することにより、モールド４を含む微細パターン形成用の積層体を基材１１に貼合する際の大きな気泡の巻き込みや、微細凹凸構造４ａの内部へのミクロな気泡の巻き込み等を抑制することができる。さらに、基材１１の表面の凹凸を吸収することができるため、転写精度が向上する。これらの効果は、基材１１上に作製されるアスペクト比の高い微細凹凸構造を有するマスク層の加工精度を向上させると共に、アスペクト比の高い微細凹凸構造を有するエッチング被加工材１の基材１１を加工する際の加工精度も担保する。
［第２マスク層］
　第２マスク層１２ｂを構成する材料（第２マスク材料）については、後述するエッチング選択比を満たせば特に限定されず、溶剤に希釈可能な種々の公知樹脂（有機物）、無機前駆体、無機縮合体、メッキ液（クロムメッキ液等）、金属酸化物フィラー、金属酸化物微粒子、ＨＳＱ、ＳＯＧ（スピンオングラス）を使用することができる。
　第２マスク層１２ｂは、モールド４を用いた微細パターン形成用の積層体を使用して、アスペクト比の高い微細パターンを基材１１に転写する際の転写精度の観点から、光重合可能な光重合性基と熱重合可能な重合性基の両方、又はいずれか一方を含むことが特に好ましい。また、第２マスク層１２ｂは、微細パターンマスク形成工程における耐ドライエッチング性の観点から、金属元素を含むことが好ましい。さらに、第２マスク層１２ｂは、金属酸化物微粒子を含むことにより、無機材料で構成された基材をドライエッチングする際の加工が、より容易になるため好ましい。
　希釈溶剤としては、特に限定されないが、単一溶剤の沸点が４０℃～２００℃の溶剤が好ましく、６０℃～１８０℃がより好ましく、６０℃～１６０℃がさらに好ましい。希釈剤は２種類以上を使用してもよい。
　また、溶剤希釈した第２マスク層１２ｂを構成する材料の濃度は、単位面積上に塗工された塗膜の固形分量が単位面積上（下）に存在する微細凹凸構造の空隙（凹）の体積以下となる濃度であれば、特に限定されない。
　第２マスク層１２ｂに含まれる光重合性基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、アクリル基、メタクリル基、ビニル基、エポキシ基、アリル基、オキセタニル基等が挙げられる。
　また、第２マスク層１２ｂに含まれる金属元素としては、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、クロム（Ｃｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、ホウ素（Ｂ）、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）及びシリコン（Ｓｉ）からなる群から選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。特に、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）であることが好ましい。
　第２マスク層１２ｂに含まれる公知樹脂としては、光重合性樹脂と熱重合性樹脂の両方、又はいずれか一方の樹脂が挙げられる。例えば、上記説明したモールド４を構成する樹脂の他、フォトリソグラフィー用途で使用される感光性樹脂や、ナノインプリントリソグラフィー用途で使用される光重合性樹脂及び熱重合性樹脂等が挙げられる。特に、微細パターンマスク形成工程に用いられるドライエッチングについて、第２マスク層１２ｂのエッチングレート（Ｖｍ１）と、後述する第１マスク層１２ａのエッチングレート（Ｖｏ１）から算出されるエッチング選択比（Ｖｏ１／Ｖｍ１）が、１０≦Ｖｏ１／Ｖｍ１を満たす樹脂を含有することが好ましい。第２マスク層１２ｂと第１マスク層１２ａのエッチング選択比（Ｖｏ１／Ｖｍ１）がＶｏ１／Ｖｍ１＞１を満たすとき、これは、第２マスク層１２ｂが第１マスク層１２ａよりもエッチングされにくいことを意味する。特に、Ｖｏ１／Ｖｍ１≧１０を満たすことで、厚みのある第１マスク層１２ａをドライエッチングにより容易に加工でき、ドライエッチング微細加工されたアスペクト比の高い微細凹凸構造を有するマスク層（第２マスク層１２ｂ及び第１マスク層１２ａからなる微細パターン）を基材１１上に形成できるため好ましい。
　なお、微細パターンに対するドライエッチングレートは、微細パターンに大きく影響するため、これらのエッチング選択比は、各種材料のフラット膜（ベタ膜）に対し測定される値である。
　第２マスク材料は、ゾルゲル材料を含むことが好ましい。ゾルゲル材料を含むことで、耐ドライエッチング性の良好な第２マスク層１２ｂのモールド４の微細凹凸構造内部への充填が容易になるのに加えて、第１マスク層１２ａをドライエッチングする際の、縦方向のドライエッチングレート（Ｖｒ⊥）と、横方向のドライエッチングレート（Ｖｒ／／）との比率（Ｖｒ⊥／Ｖｒ／／）を大きくすることができる。ゾルゲル材料としては、単一の金属種を持つ金属アルコキシドのみを用いても、異なる金属種を持つ金属アルコキシドを併用しても良い。特に、金属種Ｍ１（ただし、Ｍ１は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｂ，Ｉｎ，Ａｌからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素）を持つ金属アルコキシドと、金属種Ｓｉを持つ金属アルコキシドとの、少なくとも２種類の金属アルコキシドを含有することが好ましい。あるいは、第２マスク材料として、これらのゾルゲル材料と、公知の光重合性樹脂とを組み合わせた材料も使用できる。
　また、第２マスク層１２ｂの耐ドライエッチング性の観点から、ゾルゲル材料は、金属種の異なる、少なくとも２種類の金属アルコキシドを含むことが好ましい。金属種の異なる２種類の金属アルコキシドの、金属種の組み合わせとしては、例えば、ＳｉとＴｉ、ＳｉとＺｒ、ＳｉとＴａ等が挙げられる。耐ドライエッチング性の観点から、Ｓｉを金属種に持つ金属アルコキシドのモル濃度（ＣＳｉ）と、Ｓｉ以外の金属種Ｍ１を持つ金属アルコキシド（ＣＭ１）との比率ＣＭ１／ＣＳｉは、０．２～１５であることが好ましい。塗工乾燥時の安定性の観点から、ＣＭ１／ＣＳｉは０．５～１５であることが好ましい。物理的強度の観点から、ＣＭ１／ＣＳｉは５～８であることがより好ましい。
　第２マスク層１２ｂは、第２マスク層１２ｂの転写精度と耐ドライエッチング性の観点から、無機のセグメントと有機のセグメントとを含むこと（ハイブリッド）が好ましい。組み合わせとしては、例えば、無機微粒子と、光重合（あるいは熱重合）可能な樹脂との組み合わせ、無機前駆体と光重合（あるいは熱重合）可能な樹脂との組み合わせ、有機ポリマーと無機セグメントが共有結合にて結合した分子との組み合わせ等が挙げられる。無機前駆体としてゾルゲル材料を使用する場合は、シランカップリング剤を含むゾルゲル材料の他に、光重合可能な樹脂を含むことが好ましい。組み合わせの場合、例えば、金属アルコキシド、光重合性基を具備したシランカップリング材、ラジカル重合系樹脂等を混合することができる。より転写精度を高めるために、これらにシリコーンを添加してもよい。また、ドライエッチング耐性を向上させるために、ゾルゲル材料部分は、予め予備縮合を行ってもよい。シランカップリング剤を含む金属アルコキシドと、光重合性樹脂との混合比率は、耐ドライエッチング性と転写精度の観点から、３：７～７：３の範囲が好ましい。より好ましくは、３．５：６．５～６．５：３．５の範囲である。組み合わせに使用する樹脂は、光重合可能であれば、ラジカル重合系でも、カチオン重合系でも特に限定されない。
　希釈した第２マスク材料を、モールド４の微細凹凸構造４ａ上に直接塗工した際の濡れ性が悪い場合は、界面活性剤やレベリング材を添加してもよい。これらは、公知市販のものを使用することができるが、同一分子内に光重合性基を具備していることが好ましい。添加濃度は、塗工性の観点から、第２マスク材料１００重量部に対して４０重量部以上が好ましく、６０重量部以上がより好ましい。一方で、耐ドライエッチング耐性の観点から、５００重量部以下であることが好ましく、３００重量部以下であると、より好ましく、１５０重量部以下であると、なお好ましい。
　一方、第２マスク材料の分散性の向上や、転写精度を向上させる観点から、界面活性剤やレベリング材を使用する場合は、これらの添加濃度は、第２マスク材料に対し２０重量％以下であることが好ましい。２０重量％以下であることで分散性が大きく向上し、１５重量％以下であることで転写精度も向上するため好ましい。より好ましくは、１０重量％以下である。これらの界面活性剤やレベリング材は、特に、カルボキシル基、ウレタン基、イソシアヌル酸誘導体を有する官能基の、少なくとも１つの官能基を含むことが、相溶性の観点から好ましい。なお、イソシアヌル酸誘導体には、イソシアヌル酸骨格を有するもので、窒素原子に結合する少なくとも１つの水素原子が他の基で置換されている構造のものが包含される。これらを満たすものとして、例えば、ダイキン工業社製のオプツール（登録商標）ＤＡＣが挙げられる。添加剤は、溶剤に溶かした状態で、第２マスク材料と混合することが好ましい。
　第２マスク材料中に、希釈塗工後の溶剤揮発過程において様態が変化する材料を含むと、材料自体の面積を小さくするというドライビングフォースも同時に働くと推定されるため、より効果的に第２マスク材料がモールド凹部内部へと充填されるため好ましい。様態の変化とは、例えば、発熱反応や、粘度の大きくなる変化が挙げられる。例えば、ゾルゲル材料を含むと、溶剤揮発過程で、空気中の水蒸気と反応し、ゾルゲル材料が重縮合する。これにより、ゾルゲル材料のエネルギーが不安定化するため、溶剤乾燥に伴い低下する溶剤液面（溶剤と空気界面）から遠ざかろうとするドライビングフォースが働き、結果、ゾルゲル材料が良好にモールド凹内部へと充填されると想定される。
［第１マスク層］
　第１マスク層１２ａは、上記した微細パターンマスク形成工程におけるエッチングレート比（エッチング選択比）を満たせば、特に限定されない。第１マスク層１２ａを構成する材料（第１マスク材料）として、光重合可能なラジカル重合系の樹脂やカチオン重合系の樹脂、その他公知である市販の光重合性あるいは熱重合性樹脂や、ドライフィルムレジストに代表される部分的に架橋し、熱圧着が可能な樹脂を使用することができる。
　第２マスク層１２ｂと、第１マスク層１２ａとは、化学的に結合することが、転写精度の観点から好ましい。そのため、第２マスク層１２ｂが光重合性基を含む場合は、第１マスク層１２ａも光重合性基を含み、第２マスク層１２ｂが熱重合性基を含む場合は、第１マスク層１２ａも熱重合性基を含むことが好ましい。また、第２マスク層１２ｂ中の、ゾルゲル材料との縮合により、化学結合を生成するために、第１マスク層１２ａにゾルゲル材料を含んでもよい。光重合方式としては、ラジカル系とカチオン系が存在するが、硬化速度とドライエッチング耐性の観点から、ラジカル系のみ、又は、ラジカル系とカチオン系の組み合わせ（ハイブリッド）が好ましい。組み合わせの場合、ラジカル重合系樹脂とカチオン重合系樹脂を、重量比率で、３：７～７：３で混合することが好ましく、３．５：６．５～６．５：３．５であるとより好ましい。
　ドライエッチング時の、第１マスク層１２ａの物理的安定性とハンドリングの観点から、硬化後の第１マスク層１２ａのＴｇ（ガラス転位温度）は、３０℃～３００℃であることが好ましく、６０℃～２５０℃であるとより好ましく、また、６００℃～２５０℃であるとより好ましい。
　第１マスク層１２ａと基材１１、及び、第１マスク層１２ａと第２マスク層１２ｂとの密着性の観点から、第１マスク層１２ａの比重法による収縮率は、５％以下であると好ましい。
　また、モールド４、第２マスク層１２ｂ及び第１マスク層１２ａが積層された構造体を使用し、基材１１へ貼合する際のハンドリングの観点から、第１マスク層１２ａは、ドライフィルムレジストに代表される熱圧着可能な樹脂であると好ましい。ここで、ドライフィルムレジストとは、少なくともバインダーポリマー、反応性希釈材及び重合開始材を含む有機材であり、熱圧着が可能な樹脂を意味する。特に、モールド４、及び、モールド４と支持基板５の積層体がフィルム状であることが好ましい。この場合、モールド４、第２マスク層１２ｂ、第１マスク層１２ａからなる積層体を作製し、カバーフィルムを合わせ、巻き取り回収することができる。このロールを繰り出し、所望基材へと熱圧着により容易に貼合することができる。このような使用方法は、この微細パターン形成用の積層体を用いることで、ナノインプリント（転写）の転写材の充填や剥離といったノウハウを排除でき、また、特殊な装置を必要としないことを意味する。熱圧着できる樹脂としては、２００℃以下で圧着可能な樹脂が好ましく、１５０℃以下がより好ましい。例えば、公知のドライフィルムレジストを、モールド４、第２マスク層１２ｂに積層し、モールド４、第２マスク層１２ｂ、第１マスク層１２ａの積層体とする。ドライフィルムレジストとしては、第２マスク層１２ｂとの接着性の観点から、感光性樹脂を含むドライフィルムレジストであるとより好ましい。
［微細パターン形成工程］
　微細パターン形成工程とは、ナノインプリント法により、基材１１上にマスク層を構成する第１マスク層１２ａ及び第２マスク層１２ｂをその順序で形成して積層体を得て、微細凹凸構造を持つモールド４を、積層体の第２マスク層１２ｂと微細凹凸構造面とが接触するようにして、積層体に押圧し（図３Ａ）、その後、モールド４を積層体から剥がすことにより、微細凹凸構造を第１マスク層１２ａ及び第２マスク層１２ｂに転写する工程である（図３Ｂ）。すなわち、この工程は、モールド４と第２マスク層１２ｂと第１マスク層１２ａから構成される微細パターン形成用の積層体と基材１１を貼合する工程と、モールド４を剥離する工程とを少なくとも含む。
　これは、基材１１に、モールド４と第２マスク層１２ｂと第１マスク層１２ａから構成される微細パターン形成用の積層体を貼合し、熱や光（ＵＶ）により貼合面の組成物を硬化させた後に、モールド４を剥離することで行われる。なお、微細パターン形成用の積層体と基材１１を貼合する際には、接着性を向上させるために微細パターン形成用の積層体と基材１１との間に１種類以上の中間層が存在しても良い。この中間層は、後の工程である微細パターンマスク形成工程又は基材１１のドライエッチング工程において除去できるものならば特に限定しない。
［微細パターンマスク形成工程］
　微細パターンマスク形成工程とは、第２マスク層１２ｂをマスクとして、基材１１がエッチングされずに第１マスク層１２ａのみがエッチングされる条件でエッチングを行うことにより図３Ｃに示す第２マスク層１２ｂ及び第１マスク層１２ａで構成されるマスク層（微細パターンマスク）を基材１１の表面に形成する工程である。
　微細パターンマスク形成工程におけるエッチングとしては、ウェットエッチングやドライエッチングのような一般的に知られているエッチング方法を用いることができる。このエッチング条件は材料により種々設計できるが、例えばドライエッチングを用いる場合は、次のようなエッチング条件が挙げられる。
　第２マスク層１２ｂを化学反応的にエッチングする観点から、Ｏ２ガス及びＨ２ガスを選択することができる。イオン入射成分の増加による縦方向（鉛直方向）エッチングレート向上という観点から、Ａｒガス及びＸｅガスを選択することができる。エッチングに用いるガスは、Ｏ２ガス、Ｈ２ガス、及びＡｒガスの少なくとも１種を含む混合ガスを使用する。特に、Ｏ２のみを使用することが好ましい。
　エッチング時の圧力は、反応性エッチングに寄与するイオン入射エネルギーを高め、エッチング異方性をより向上させることができるため、０．１～５Ｐａであることが好ましく、０．１～１Ｐａであると、より好ましい。
　また、Ｏ２ガス又はＨ２ガスとＡｒガス又はＸｅガスとの混合ガス比率は、化学反応性のエッチング成分とイオン入射成分とが適量であるときに異方性が向上する。このため、ガスの層流量を１００ｓｃｃｍとした場合、ガス流量の比率は９９ｓｃｃｍ：１ｓｃｃｍ～５０ｓｃｃｍ：５０ｓｃｃｍが好ましく、９５ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍ～６０ｓｃｃｍ：４０ｓｃｃｍがより好ましく、９０ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍ～７０ｓｃｃｍ：３０ｓｃｃｍがなお好ましい。ガスの総流量が変化した場合、上記の流量の比率に準じた混合ガスとなる。
　プラズマエッチングとしては、容量結合型ＲＩＥ、誘導結合型ＲＩＥ、誘導結合型ＲＩＥ、又はイオン引き込みバイアスを用いるＲＩＥを用いることができる。例えば、Ｏ２ガスのみ、又はＯ２ガスとＡｒガスをガス流量の比率９０ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍ～７０ｓｃｃｍ：３０ｓｃｃｍの間で混合したガスを用い、処理圧力を０．１～１Ｐａの範囲に設定し、かつ容量結合型ＲＩＥ、又は、イオン引き込み電圧を用いるＲＩＥを用いる。エッチングに用いる混合ガスの総流量が変化した場合、上記の流量の比率に準じた混合ガスとなる。
　第２マスク層１２ｂ中に含まれる蒸気圧の低い成分（例えば、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｚｎ，Ｓｉ等を金属元素として有するゾルゲル材料や、メタロキサン結合部位）が、第１マスク層１２ａをエッチングする際に、第１マスク層１２ａの側壁を保護する役割を果たし、その結果、厚みのある第１マスク層１２ａを容易にエッチングできる。
　この微細パターンマスク形成工程においては、必ずしも載置部材を使用する必要はなく、前記全体の熱抵抗値Ｒの範囲となるように各部材の材料と形状を選択する必要もない。
　本実施の形態のエッチング方法は、基材１１上に、パターン幅２μｍ以下でアスペクト比０．１～５．０のパターンを有するマスク層を形成してエッチング被加工材１を得て、載置部材２上にエッチング被加工材１を載置し、全体の熱抵抗値が６．７９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）以下である状態で、マスク層をマスクとして基材１１をエッチングする。ここで、全体の熱抵抗値とは、載置部材２におけるエッチング被加工材１の載置領域Ｘでの載置部材２の熱抵抗値及び基材１１の熱抵抗値と、載置部材２上にエッチング被加工材１以外の他の部材が存在する場合に他の部材の熱抵抗値との和であり、各熱抵抗値は、各部材の厚さを、各部材を構成する材料の熱伝導率λで除した値である。
　例えば、このようにエッチングして得られた微細凹凸構造を持つ基材１１上に半導体発光層を形成することにより、半導体発光素子を得ることができる。
［基材のドライエッチング工程］
　基材１１のドライエッチング工程とは、図３Ｃに示すような第２マスク層１２ｂと第１マスク層１２ａからなるマスク層１２（微細パターンマスク）をマスクとして、基材１１がエッチングされる条件によりドライエッチングを行うことにより、基材１１の表面に微細凹凸構造を形成する工程である。
　基材１１をエッチングするという観点から、塩素系ガスやフロン系ガスを用いたエッチングを行うことができる。基材１１を反応性エッチングすることが容易なフロン系ガス（ＣｘＨｚＦｙ：ｘ＝１～４、ｙ＝１～８、ｚ＝０～３の範囲の整数）のうち、少なくとも１種を含む混合ガスを使用する。フロン系ガスとしては例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ等が挙げられる。さらに、基材１１のエッチングレートを向上させるため、フロン系ガスにＡｒガス、Ｏ２ガス、及びＸｅガスを、ガス流量全体の５０％以下混合したガスを使用する。フロン系ガスでは反応性エッチングすることが難しい基材１１（難エッチング基材）や堆積性の高い反応物が発生してしまう基材１１をエッチングする場合は、反応性エッチングすることが可能な塩素系ガスのうち少なくとも１種を含む混合ガスを使用する。塩素系ガスとしては、例えば、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＣＣｌ４、ＰＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＨＣｌ、ＣＣｌ２Ｆ２、ＣＣｌ３Ｆ等が挙げられる。さらに難エッチング基材のエッチングレートを向上させるため、塩素系ガスにＯ２ガス、Ａｒガス、又はＯ２ガスとＡｒガスとの混合ガスを添加してもよい。
　エッチング時の圧力は反応性エッチングに寄与するイオン入射エネルギーが大きくなり、基材１１のエッチングレートが向上するため、０．１Ｐａ～２０Ｐａであることが好ましく、０．１Ｐａ～１０Ｐａであることがより好ましい。
　また、フロン系ガス（ＣｘＨｚＦｙ：ｘ＝１～４、ｙ＝１～８、ｚ＝０～３の範囲の整数）のＣとＦの比率（ｙ／ｘ）の異なるフロン系ガス２種を混合し、基材１１のエッチング側壁を保護するフロロカーボン膜の堆積量を増減させることで、基材１１に作製される微細パターンのテーパー形状の角度を作り分けることができる。基材１１に対するマスクの形状を、ドライエッチングによりより精密に制御する場合、Ｆ／Ｃ≧３のフロンガスと、Ｆ／Ｃ＜３のフロンガスの流量の比率を、９５ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍ～６０ｓｃｃｍ：４０ｓｃｃｍとすることが好ましく、７０ｓｃｃｍ：３０ｓｃｃｍ～６０ｓｃｃｍ：４０ｓｃｃｍであると、より好ましい。ガスの総流量が変化した場合においても、上記の流量の比率は変わらない。
　また、フロン系ガス及びＡｒガスの混合ガスと、Ｏ２ガス又はＸｅガスと、の混合ガスは、反応性エッチング成分とイオン入射成分が適量である場合に、基材１１のエッチングレートが向上するという観点から、ガス流量の比率９９ｓｃｃｍ：１ｓｃｃｍ～５０ｓｃｃｍ：５０ｓｃｃｍが好ましく、より好ましくは、９５ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍ～６０ｓｃｃｍ：４０ｓｃｃｍ、さらに好ましくは、９０ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍ～７０ｓｃｃｍ：３０ｓｃｃｍである。また、塩素系ガス及びＡｒガスの混合ガスと、Ｏ２ガス又はＸｅガスと、の混合ガスは、反応性エッチング成分とイオン入射成分が適量である場合に、基材１１のエッチングレートが向上するという観点から、ガス流量の比率９９ｓｃｃｍ：１ｓｃｃｍ～５０ｓｃｃｍ：５０ｓｃｃｍが好ましく、より好ましくは、９５ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍ～８０ｓｃｃｍ：２０ｓｃｃｍ、さらに好ましくは、９０ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍ～７０ｓｃｃｍ：３０ｓｃｃｍである。ガスの総流量が変化した場合においても、上記の流量の比率は変わらない。
　また、塩素系ガスを用いた基材１１のエッチングにはＢＣｌ３ガスのみ、又はＢＣｌ３ガス及びＣｌ２ガスの混合ガスとＡｒガス又はＸｅガスとの混合ガスを用いることが好ましい。これらの混合ガスは、反応性エッチング成分とイオン入射成分が適量である場合に、基材１１のエッチングレートが向上するという観点から、ガス流量の比率９９ｓｃｃｍ：１ｓｃｃｍ～５０ｓｃｃｍ：５０ｓｃｃｍが好ましく、９９ｓｃｃｍ：１ｓｃｃｍ～７０ｓｃｃｍ：３０ｓｃｃｍがより好ましく、９９ｓｃｃｍ：１ｓｃｃｍ～９０ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍがさらに好ましい。ガスの総流量が変化した場合においても、上記の流量の比率は変わらない。
　プラズマエッチングとしては、容量結合型ＲＩＥ、誘導結合型ＲＩＥ、誘導結合型ＲＩＥ、又はイオン引き込み電圧を用いるＲＩＥを用いることができる。例えば、ＣＨＦ３ガスのみ、又はＣＦ４及びＣ４Ｆ８をガス流量の比率９０ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍ～６０ｓｃｃｍ：４０ｓｃｃｍの間で混合したガスを用い、処理圧力を０．１～５Ｐａの範囲で設定し、かつ、容量結合型ＲＩＥ、又は、イオン引き込み電圧を用いるＲＩＥを用いる。また、例えば、塩素系ガスを用いる場合はＢＣｌ３ガスのみ、又はＢＣｌ３ガスとＣｌ２ガスもしくはＡｒガスとをガス流量の比率９５ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍ～８５ｓｃｃｍ：１５ｓｃｃｍの間で混合したガスを用い、処理圧力を０．１～１０Ｐａの範囲で設定し、かつ、容量結合型ＲＩＥ、誘導結合型ＲＩＥ、又は、イオン引き込み電圧を用いるＲＩＥを用いる。
　さらに、例えば、塩素系ガスを用いる場合はＢＣｌ３ガスのみ、又はＢＣｌ３ガスとＣｌ２ガスもしくはＡｒガスとをガス流量の比率９５ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍ～７０ｓｃｃｍ：３０ｓｃｃｍの間で混合したガスを用い、処理圧力を０．１Ｐａ～１０Ｐａの範囲で設定し、かつ、容量結合型ＲＩＥ、誘導結合型ＲＩＥ、又は、イオン引き込み電圧を用いるＲＩＥを用いる。また、エッチングに用いる混合ガスのガス総流量が変化した場合においても、上記の流量の比率は変わらない。
　この基材１１のドライエッチング工程においては、前記全体の熱抵抗値Ｒの範囲となるエッチング被加工材１の状態で、基材１１に対してエッチングを行う。このようにして基材１１をドライエッチングすることにより、高いスループットを確保しながら、パターン幅は２μｍ以下であり、アスペクト比が０．１から５．０の範囲である微細パターンマスクをマスクとした場合でも、ドライエッチングダメージを低減して想定通りに基材１１に微細凹凸構造を形成することができる。
　微細パターンマスク形成工程と基材１１のドライエッチング工程は同装置で連続処理を行っても良い。この場合、微細パターンマスク形成工程においても載置部材２を使用し、前記全体の熱抵抗値Ｒの範囲を満たすように各材料や形状を選択すればよい。
　本実施の形態における全体の熱抵抗値を満足する場合において、基材１１に形成する微細凹凸構造の想定通りの形状とは、ドライエッチング工程後の基材１１に形成された微細凹凸構造のパターン幅における中心点が、ドライエッチング工程前の微細パターンマスクのパターン幅における中心点からずれていないことを意味する。全体の熱抵抗値を満足しない場合には、ドライエッチング工程後の基材１１に形成された微細凹凸構造のパターン幅における中心点が、ドライエッチング工程前の微細パターンマスクのパターン幅における中心点からずれてしまい想定通りの形状とならない。
　本実施の形態で規定する全体の熱抵抗値を満足する場合における効果が特に好ましく発現されるのは、基材１１のドライエッチングレートが第１マスク層１２ａ及び第２マスク層１２ｂのドライエッチングレートに対して十分に早くない場合である。このようなとき、第１マスク層１２ａ及び第２マスク層１２ｂには単にドライエッチングダメージが加わるだけではなく、基材１１と同時に第１マスク層１２ａ及び第２マスク層１２ｂもドライエッチングにより大きく体積の減少が発生するため、この２つの影響により処理前の微細パターンマスクのパターン幅における中心点からずれてしまう可能性が高く、基材１１に想定通りの微細凹凸形状を形成できない場合がある。特に、本実施の形態のように第１マスク層１２ａ及び第２マスク層１２ｂが微細パターン幅の場合は、幅が微細であるがゆえにエッチング時の第１マスク層１２ａ及び第２マスク層１２ｂの体積の減少の影響が大きく、エッチングダメージを強く低減する必要があるが、本実施の形態で規定する全体の熱抵抗値を満足する場合にはこのドライエッチングダメージを特に軽減できるために、基材１１に想定通りの微細凹凸形状を形成することができる。
　ここで、本実施の形態の効果が特に好ましく発現される基材１１のドライエッチングレートが第１マスク層１２ａ及び第２マスク層１２ｂのドライエッチングレートに対して十分に早くない場合とは、選択比（基材１１のドライエッチングレート／第１マスク層１２ａのドライエッチングレート）が５０以下の場合であり、より好ましくは２５以下の場合であり、特に好ましくは１０以下の場合である。
　なお、微細パターンに対するドライエッチングレートは、微細パターンに大きく影響するため、これらのエッチング選択比は、基材１１は基材１１のみ、第１マスク層１２ａは各種材料のフラット膜（ベタ膜）に対し測定される値である。
　以下、実施例について説明する。以下の説明において使用する記号は、以下の意味を示す。
・ＤＡＣＨＰ…フッ素含有ウレタン（メタ）アクリレート（ＯＰＴＯＯＬ　ＤＡＣ　ＨＰ（ダイキン工業社製））
・Ｍ３５０…トリメチロールプロパン（ＥＯ変性）トリアクリレート（東亞合成社製　Ｍ３５０）
・Ｉ．１８４…１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（ＢＡＳＦ社製　Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）１８４）
・Ｉ．３６９…２－ベンジル－２－ジメチルアミノ－１－（４－モルフォリノフェニル）－ブタノン－１（ＢＡＳＦ社製　Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）３６９）
・ＴＴＢ…チタニウム（ＩＶ）テトラブトキシドモノマー（和光純薬工業社製）
・ＳＨ７１０…フェニル変性シリコーン（東レ・ダウコーニング社製）
・３ＡＰＴＭＳ…３－アクリロキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ５１０３（信越シリコーン社製））
・ＤＩＢＫ…ジイソブチルケトン
・ＭＥＫ…メチルエチルケトン
・ＭＩＢＫ…メチルイソブチルケトン
・ＤＲ８３３…トリシクロデカンジメタノールジアクリレート（ＳＲ８３３（ＳＡＲＴＯＭＥＲ社製））
・ＳＲ３６８…トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート（ＳＲ８３３（ＳＡＲＴＯＭＥＲ社製）
　以下の検討においては、基材表面に微細凹凸構造を形成するために、まず（１）円筒状マスターモールドを作製し、（２）円筒状マスターモールドに対して光転写法を適用して、リール状樹脂モールドを作製した。（３）その後、リール状樹脂モールドと第２マスク層と第１マスク層を加工することにより微細パターン形成用の積層体を作製した。続いて、（４）ナノインプリント法により基材上に第２マスク層と第１マスク層を転写する微細パターン形成工程を行い、（５）第１マスク層をドライエッチングすることにより所定パターンを形成する微細パターンマスク形成工程を行った後に、（６）微細パターンマスクが形成されたエッチング被加工材を載置部材に伝熱シートによって固定し、エッチング被加工材に対してドライエッチングを行うことにより基材表面に凹凸構造を形成し、載置部材から基材を剥がした後に、基材の凹凸構造形状を評価した。
（１）円筒状マスターモールドの作製
　半導体レーザーを用いた直接描画リソグラフィー法により円筒状石英ガラスの表面に、テクスチャーを形成した。まず円筒状石英ガラス表面上に、スパッタリング法によりレジスト層を成膜した。スパッタリングは、ターゲット（レジスト層）としてφ３インチのＣｕＯ（８ａｔｍ％Ｓｉ含有）を用いて、ＲＦ１００Ｗの電力で実施した。このようにして、円筒状石英ガラス上に２０ｎｍのレジスト層を成膜した。その後、一度円筒状石英ガラスの全面を露光した。続いて、円筒状石英ガラスを回転させながら、波長４０５ｎｍ半導体レーザーを用い露光を行った。次に、露光後のレジスト層を現像した。レジスト層の現像は、０．０３ｗｔ％のグリシン水溶液を用いて、２４０秒間処理することにより行った。次に、現像したレジスト層をマスクとし、ドライエッチングにより石英ガラスをエッチングした。ドライエッチングは、エッチングガスとしてＳＦ６ガスを用い、処理ガス圧１Ｐａ、処理電力３００Ｗ、処理時間５分の条件で実施した。最後に、表面にテクスチャーが付与された円筒状石英ガラスから、レジスト層残渣のみを、ｐＨ１の塩酸を用いて剥離した。剥離時間は６分間とした。
　得られた円筒状石英ガラスのテクスチャーに対し、フッ素系離型剤であるデュラサーフＨＤ－１１０１Ｚ（ダイキン化学工業社製）を塗布し、６０℃で１時間加熱後、室温で２４時間静置し固定化した。その後、デュラサーフＨＤ－ＺＶ（ダイキン化学工業社製）で３回洗浄し、円筒状マスターモールドを得た。
（２）リール状樹脂モールドの作製
　作製した円筒状マスターモールドを鋳型とし、光ナノインプリント法を適用し、連続的にリール状樹脂モールドＧ１を作製した。続いて、リール状樹脂モールドＧ１をテンプレートとして、光ナノインプリント法により、連続的にリール状樹脂モールドＧ２を得た。
　ＰＥＴフィルムＡ－４１００（東洋紡社製：幅３００ｍｍ、厚さ１００μｍ）の易接着面にマイクログラビアコーティング（廉井精機社製）により、塗布膜厚５μｍになるように以下に示す材料１を塗布した。次いで、円筒状マスターモールドに対し、材料１が塗布されたＰＥＴフィルムをニップロールで押し付け、大気下、温度２５℃、湿度６０％で、ランプ中心下での積算露光量が１５００ｍＪ／ｃｍ２となるように、フュージョンＵＶシステムズ・ジャパン株式会社製ＵＶ露光装置（Ｈバルブ）を用いて紫外線を照射し、連続的に光硬化を実施し、表面にテクスチャーが転写されたリール状樹脂モールドＧ１（長さ２００ｍ、幅３００ｍｍ）を得た。
　次に、リール状樹脂モールドＧ１をテンプレートとして見立て、光ナノインプリント法を適用して連続的にリール状樹脂モールドＧ２を作製した。
　ＰＥＴフィルムＡ－４１００（東洋紡社製：幅３００ｍｍ、厚さ１００μｍ）の易接着面にマイクログラビアコーティング（廉井精機社製）により、材料１を塗布膜厚３μｍになるように塗布した。次いで、リール状樹脂モールドＧ１のテクスチャー面に対し、材料１が塗布されたＰＥＴフィルムをニップロール（０．１ＭＰａ）で押し付け、大気下、温度２５℃、湿度６０％で、ランプ中心下での積算露光量が１２００ｍＪ／ｃｍ２となるように、フュージョンＵＶシステムズ・ジャパン株式会社製ＵＶ露光装置（Ｈバルブ）を用いて紫外線を照射し、連続的に光硬化を実施し、表面にテクスチャーが転写されたリール状樹脂モールドＧ２（長さ２００ｍ、幅３００ｍｍ）を複数得た。
　材料１…　ＤＡＣＨＰ：Ｍ３５０：Ｉ．１８４：Ｉ．３６９＝１７．５ｇ：１００ｇ：５．５ｇ：２．０ｇ
（３）微細パターン形成用の積層体の作製
　リール状樹脂モールドＧ２のテクスチャー面に対して、下記材料２（第２マスク層材料）の希釈液を塗工した。続いて、材料２をテクスチャー内部に内包するリール状樹脂モールドＧ２のテクスチャー面上に、下記材料３（第１マスク層材料）の希釈液を塗工し、微細パターン形成用の積層体を得た。
　材料２…ＴＴＢ：３ＡＰＴＭＳ：ＳＨ７１０：Ｉ．１８４：Ｉ．３６９＝６５．２ｇ：３４．８ｇ：５．０ｇ：１．９ｇ：０．７ｇ
　材料３…Ｂｉｎｄｉｎｇｐｏｌｙｍｅｒ：ＳＲ８３３：ＳＲ３６８：Ｉ．１８４：Ｉ．３６９＝７７．１ｇ：１１．５ｇ：１１．５ｇ：１．４７ｇ：０．５３ｇ
　Ｂｉｎｄｉｎｇｐｏｌｙｍｅｒ…ベンジルメタクリレート８０質量％、メタクリル酸２０質量％の２元共重合体のメチルエチルケトン溶液（固形分５０％、重量平均分子量５６０００、酸当量４３０、分散度２．７）
　上記（２）リール状樹脂モールドの作製と同様の装置を使用し、ＰＧＭＥにて希釈した材料２を、リール状樹脂モールドＧ２のテクスチャー面上に直接塗工した。ここで、希釈濃度は、単位面積当たりの塗工原料（ＰＧＭＥにて希釈した材料２）中に含まれる固形分量が、単位面積当たりのテクスチャーの体積よりも２０％以上小さくなるように設定した。塗工後、８０℃の送風乾燥炉内を５分間かけて通過させ、材料２をテクスチャー内部に内包するリール状樹脂モールドＧ２を巻き取り回収した。
　続いて、材料２をテクスチャー内部に内包するリール状樹脂モールドＧ２を巻き出すと共に、上記（２）リール状樹脂モールドの作製と同様の装置を使用し、ＰＧＭＥ及びＭＥＫにて希釈した材料３を、テクスチャー面上に直接塗工した。ここで、希釈濃度は、テクスチャー内部に配置された材料２と塗工された材料３の界面と、材料３の表面との間の距離が４００ｎｍ～８００ｎｍになるように設定した。塗工後、８０℃の送風乾燥炉内を５分間かけて通過させ、材料３の表面にポリプロピレンからなるカバーフィルムを合わせ、巻き取り回収した。
（４）微細パターン形成工程
　作製した微細パターン形成用の積層体（微細パターン積層体）を使用し、ナノインプリント法により基材上に第２マスク層と第１マスク層を転写した。基材としてはサファイア基板を使用した。サファイア基板に対してＵＶ－Ｏ３処理を５分間行い、表面のパーティクルを除去すると共に、親水化した。続いて、微細パターン積層体の第１マスク層の表面を、サファイア基板に対して貼合した。このとき、サファイア基板を８０℃に加温した状態で貼合した。続いて、高圧水銀灯光源を使用し、積算光量が１２００ｍＪ／ｃｍ２になるように、リール状樹脂モールドＧ２越しに光照射した。その後、リール状樹脂モールドＧ２を剥離した。
（５）微細パターンマスク形成工程
　得られた微細パターンを有するマスク層とサファイア基板からなるエッチング被加工材の第２マスク層側よりＯ２ガスを使用したエッチングを行い、第２マスク層をマスクとして第１マスク層をナノ加工し、サファイア基板表面を部分的に露出させることで微細パターンを有するマスク層を形成した。酸素エッチンングは、圧力１Ｐａ、電力３００Ｗの条件にて行った。
（６）基材のドライエッチング
　微細パターンを有するマスク層とサファイア基板からなるエッチング被加工材を下記の各実施例のような熱抵抗値になるようにして載置部材に載置し、エッチング被加工材のサファイア基板側からＢＣｌ３ガスを使用した反応性イオンエッチングを行い、サファイア基板に微細凹凸構造を形成した。ＢＣｌ３ガスを使用したエッチングは２種類の条件で行い、両方の微細凹凸構造に対して評価を行った。なお、エッチング被加工材及び載置部材が載置されるドライエッチング装置のステージ部は各設定した温度のＨｅガスにより温調されている。
　条件１：ＢＣｌ３ガスのみ、ＩＣＰ：１５０Ｗ、ＢＩＡＳ：５０Ｗ、圧力０．２Ｐａ、温調Ｈｅガス温度５０℃（ガス圧力２．０ｋＰａ）、反応性イオンエッチング装置（ＲＩＥ－１０１ｉＰＨ、サムコ株式会社製）を使用。
　条件２：ＢＣｌ３とＣｌ２ガスの混合（ＢＣｌ３：Ｃｌ２＝６：４）、ＩＣＰ：１５０Ｗ、ＢＩＡＳ：５０Ｗ、圧力０．２Ｐａ、温調Ｈｅガス温度２０℃（ガス圧力２．０ｋＰａ）、反応性イオンエッチング装置（ＲＩＥ－２３０ｉＰ、サムコ株式会社製）を使用。
　ドライエッチング後にエッチング被加工材からサファイア基板を剥がし、サファイア基板を硫酸及び過酸化水素水を２：１の重量比にて混合した溶液にて洗浄し、微細凹凸構造を表面に備えたサファイア基板を得た。
　この基材の微細凹凸構造形状は、基材のドライエッチング工程おいて第１マスク層が全てドライエッチングされて無くなるまで処理を行い、処理後の基材の微細凹凸構造の先端部が微細パターンマスクのパターン幅中心部からどの程度ずれているのか、走査型顕微鏡（ＳＥＭ）観察によって評価した。ドライエッチングの上記条件１と条件２の両方において微細パターンマスク幅に対してずれ量が１０％以下の場合を想定通りの形状であり「良好」と評価し、ずれ量が５％以下の場合を「より良好」と評価し、ずれ量が３％以下の場合を「特に良好」と評価し、上記条件１又は２のいずれか一方でもずれ量が１０％より大きい場合を想定通りで無い形状であり「不良」と評価した。
　加えて、パターンマスク幅に対してずれ量が「良好」、「より良好」又は「特に良好」だった条件に対しては、同様のパターンマスク幅である下記比較例１、比較例２又は比較例３におけるずれ量に対しての改善率を評価した。ここでの改善率とは｛１－（各実施例におけるずれ量／各比較例におけるずれ量）｝で表わされる。改善率が５０％以上のものを「良好」、改善率が６５％以上のものを「より良好」、改善率が８０％以上のものを「特に良好」と評価した。
（熱伝導率の測定）
　本実施例における各材料の熱伝導率λの測定は、比熱×熱拡散率×密度より算出した。
　比熱、熱拡散率の測定はレーザーフラッシュ法を用い、密度は重量・寸法計測法により測定した。測定時の試料形状は約φ１０×ｔ２（ｍｍ）であり、測定温度は２３℃、測定雰囲気は大気中であり、測定装置はアルバック理工製ＴＣ－７０００を用いた。
　下記表１～表３に、実施例及び比較例について、微細パターンマスクのパターン形状、基材の材料と熱伝導率と熱抵抗値、載置部材の材料と熱伝導率と熱抵抗値、その他使用した部材の材料と熱抵抗率と熱抵抗値、プロセス全体の熱抵抗値及び基材の凹凸形状の評価結果、並びに、改善率を記載する。
　なお、表１～表３において、基材の凹凸形状の評価結果を、不良を「－」、良好を「＋」、より良好を「＋＋」、特に良好を「＋＋＋」とそれぞれ記載した。また、改善率を、良好を「＋」、より良好を「＋＋」、特に良好を「＋＋＋」とそれぞれ記載した。また、「その他」の欄において、伝熱シートを「ＨＴ」と記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
（実施例１）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅３００ｎｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を石英製の載置部材上に伝熱シートを介せずに載置し、これに上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は６．２６×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が１０％以下であり良好であった。また、比較例３と比較した時の改善率は８０％以上であり特に良好であった。
（実施例２）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅３００ｎｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は６．７９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が１０％以下であり良好であった。また、比較例３と比較した時の改善率は８０％以上であり特に良好であった。
（実施例３）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅３００ｎｍ、アスペクト比１．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は６．７９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が１０％以下であり良好であった。また、比較例３と比較した時の改善率は８０％以上であり特に良好であった。
（実施例４）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅３００ｎｍ、アスペクト比０．５のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は６．７９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が５％以下でありより良好であった。また、比較例３と比較した時の改善率は８０％以上であり特に良好であった。
（実施例５）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅７００ｎｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は６．７９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が１０％以下であり良好であった。また、比較例２と比較した時の改善率は６５％以上でありより良好であった。
（実施例６）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅７００ｎｍ、アスペクト比１．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は６．７９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が１０％以下であり良好であった。また、比較例２と比較した時の改善率は６５％以上でありより良好であった。
（実施例７）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅２μｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は６．７９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が１０％以下であり良好であった。また、比較例１と比較した時の改善率は５０％以上であり良好であった。
（実施例８）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅２μｍ、アスペクト比１．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は６．７９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が５％以下でありより良好であった。また、比較例１と比較した時の改善率は５０％以上であり良好であった。
（実施例９）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅３００ｎｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は３．０４×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が５％以下でありより良好であった。また、比較例３と比較した時の改善率は８０％以上であり特に良好であった。
（実施例１０）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅２μｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は３．０４×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が５％以下でありより良好であった。また、比較例１と比較した時の改善率は５０％以上であり良好であった。
（実施例１１）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅３００ｎｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによってアルミナ製の載置部材上に載置し、これに上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は１．２１×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が３％以下であり特に良好であった。また、比較例３と比較した時の改善率は８０％以上であり特に良好であった。
（実施例１２）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅７００ｎｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによってアルミナ製の載置部材上に載置し、これに上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は１．２１×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が３％以下であり特に良好であった。また、比較例２と比較した時の改善率は６５％以上でありより良好であった。
（実施例１３）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅２μｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによってアルミナ製の載置部材上に載置し、これに上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は１．２１×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が３％以下であり特に良好であった。また、比較例１と比較した時の改善率は５０％以上であり良好であった。
（実施例１４）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅３００ｎｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによってＳｉ製の載置部材上に載置し、これに上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は６．０３×１０－４（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が３％以下であり特に良好であった。また、比較例３と比較した時の改善率は８０％以上であり特に良好であった。
（実施例１５）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅３００ｎｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによってＳｉＣ製の載置部材上に載置し、これに上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は５．８１×１０－４（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が３％以下であり特に良好であった。また、比較例３と比較した時の改善率は８０％以上であり特に良好であった。
（実施例１６）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅３００ｎｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによってＳｉ製の載置部材上に載置し、そのＳｉ載置部材を伝熱シートによって別のＳｉＣ製の載置部材に貼り付けることで二段状の載置部材を構成し、上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は１．１７×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が３％以下であり特に良好であった。また、比較例３と比較した時の改善率は８０％以上であり特に良好であった。
（実施例１７）
　基材がＳｉ基板であり、パターン幅３００ｎｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は６．７９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が１０％以下であり良好であった。また、比較例３と比較した時の改善率は８０％以上であり特に良好であった。
（実施例１８）
　基材がＳｉ基板であり、パターン幅７００ｎｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は６．７９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が１０％以下であり良好であった。また、比較例２と比較した時の改善率は６５％以上でありより良好であった。
（比較例１）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅２μｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置して、その石英載置部材を伝熱シートによって別の石英製の載置部材に貼り付けることで二段状の載置部材を構成し、上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は９．８３×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が１０％以上であり不良であった。
（比較例２）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅７００ｎｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置して、その石英載置部材を伝熱シートによって別の石英製の載置部材に貼り付けることで二段状の載置部材を構成し、上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は９．８３×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が１０％以上であり不良であった。
（比較例３）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅３００ｎｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置して、その石英載置部材を伝熱シートによって別の石英製の載置部材に貼り付けることで二段状の載置部材を構成し、上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は９．８３×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が１０％以上であり不良であった。
（比較例４）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅２μｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置して、その石英載置部材を伝熱シートによって別のアルミナ製の載置部材に貼り付けることで二段状の載置部材を構成し、上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は７．９９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が１０％以上であり不良であった。
（比較例５）
　基材がサファイア基板であり、パターン幅３００ｎｍ、アスペクト比５．０のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置して、その石英載置部材を伝熱シートによって別のアルミナ製の載置部材に貼り付けることで二段状の載置部材を構成し、上記条件１及び条件２でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は７．９９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が１０％以上であり不良であった。
　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。例えば、上記実施の形態における部材の材料、配置、形状等は例示的なものであり、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明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。
　本発明は、基材に微細凹凸構造を形成する用途に好適に利用できる。
　本出願は、２０１３年５月８日出願の特願２０１３－０９８８０９及び２０１４年３月１９日出願の特願２０１４－０５６８４９に基づく。これらの内容はここに含めておく。

Claims (8)

  1. 　基材上に、パターン幅２μｍ以下でアスペクト比０．１～５．０のパターンを有するマスク層を備えたエッチング被加工材。
  2. 　エッチング加工時に使用する載置部材上に前記エッチング被加工材が載置された際の全体の熱抵抗値が６．７９×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）以下であることを特徴とする請求項１に記載のエッチング被加工材。
    （全体の熱抵抗値とは、前記載置部材における前記エッチング被加工材の載置領域での前記載置部材の熱抵抗値及び前記基材の熱抵抗値と、前記載置部材上に前記エッチング被加工以外の他の部材が存在する場合に前記他の部材の熱抵抗値との和であり、各熱抵抗値は、各部材の厚さを、前記各部材を構成する材料の熱伝導率λで除した値である。）
  3. 　前記載置部材が複数の材料で構成されている場合において、前記載置部材を構成する材料毎に求めた熱抵抗値のうちでもっとも小さい熱抵抗値を前記載置部材の熱抵抗値とすることを特徴とする請求項２に記載のエッチング被加工材。
  4. 　全体の熱抵抗値が３．０４×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）以下であることを特徴とする請求項１に記載のエッチング被加工材。
  5. 　全体の熱抵抗値が１．２１×１０－３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）以下であることを特徴とする請求項１に記載のエッチング被加工材。
  6. 　載置部材は、シリコン（Ｓｉ）、石英（ＳｉＯ２）、アルミニウム（Ａｌ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア酸化物（ＺｒＯ２）及びイットリア酸化物（Ｙ２Ｏ３）並びにこれらのうちいずれか１種以上で被覆された無機部材の中から選ばれる１種類以上により一部又はすべてが構成されること特徴とする請求項１に記載のエッチング被加工材。
  7. 　前記載置部材の熱抵抗値として計算される厚さが０．００１ｍ以上０．０５ｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載のエッチング被加工材。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれかに記載のエッチング被加工材をエッチングして得られた微細凹凸構造を持つ基板と、前記基板上に形成された半導体発光層と、を具備することを特徴とする半導体発光素子。
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