(57)【要約】【課題】  インプリントモールドに必要な形状の策定と、これに基づいたインプリントモールド用合成石英ガラス基板を提供すること。【解決手段】  縦の長さＬ１、横の長さＬ２（但し、Ｌ１≧Ｌ２）を有するインプリントモールド用合成石英ガラス基板１であって、モールドパターンが形成される表面に対向する裏面における基板中心Ｏから半径Ｒ（但し、Ｌ２−２Ｒ≧１０ｍｍ）の円で囲まれる円領域２について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第４項の係数が、−（２Ｒ／１００，０００×１）μｍ以上であるインプリントモールド用合成石英ガラス基板１。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦の長さＬ１、横の長さＬ２（但し、Ｌ１≧Ｌ２）を有するインプリントモールド用合成石英ガラス基板であって、
モールドパターンが形成される表面に対向する裏面における基板中心から半径Ｒ（但し、Ｌ２−２Ｒ≧１０ｍｍ）の円で囲まれる円領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第４項の係数が、−（２Ｒ／１００，０００×１）μｍ以上であることを特徴とするインプリントモールド用合成石英ガラス基板。
【請求項２】
前記円領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第５項〜第８項の係数が、−（２Ｒ／１００，０００×１）μｍ〜（２Ｒ／１００，０００×１）μｍである請求項１記載のインプリントモールド用合成石英ガラス基板。
【請求項３】
前記円領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第５項〜第８項の係数の絶対値の総和が、４×（２Ｒ／１００，０００×１）μｍ以下である請求項１または２記載のインプリントモールド用合成石英ガラス基板。
【請求項４】
前記円領域内に、段差部が形成された段差加工領域を有する請求項１〜３のいずれか１項記載のインプリントモールド用合成石英ガラス基板。
【請求項５】
前記段差部が、非貫通穴または貫通穴である請求項４記載のインプリントモールド用合成石英ガラス基板。
【請求項６】
前記円領域から前記段差加工領域を除外した領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第４項の係数が、−（２Ｒ／１００，０００×０．６）μｍ以上である請求項４または５記載のインプリントモールド用合成石英ガラス基板。
【請求項７】
前記円領域から前記段差加工領域を除外した領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第５項〜第８項の係数が、−（２Ｒ／１００，０００×０．６）μｍ以上である請求項４または５記載のインプリントモールド用合成石英ガラス基板。
【請求項８】
前記円領域から前記段差加工領域を除外した領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第５項〜第８項の係数の絶対値の総和が、４×（２Ｒ／１００，０００×０．６）μｍ以下である請求項４または５記載のインプリントモールド用合成石英ガラス基板。
【請求項９】
前記円領域から前記段差加工領域を除外した領域における半径Ｒ１の任意の円と、これと同心で半径Ｒ２の円（但し、Ｒ２−Ｒ１＝１０ｍｍ）で囲まれるリング状の領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第４項の係数が、−（２Ｒ／１００，０００×０．５）μｍ以上である請求項４または５記載のインプリントモールド用合成石英ガラス基板。
【請求項１０】
前記円領域から前記段差加工領域を除外した領域における半径Ｒ１の任意の円と、これと同心で半径Ｒ２の円（但し、Ｒ２−Ｒ１＝１０ｍｍ）で囲まれるリング状の領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第５項〜第８項の係数が、−（２Ｒ／１００，０００×０．２）〜（２Ｒ／１００，０００×０．２）μｍである請求項４または５記載のインプリントモールド用合成石英ガラス基板。
【請求項１１】
前記円領域から前記段差加工領域を除外した領域における半径Ｒ１の任意の円と、これと同心で半径Ｒ２の円（但し、Ｒ２−Ｒ１＝１０ｍｍ）で囲まれるリング状の領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第５項〜第８項の係数の絶対値の総和が、４×（２Ｒ／１００，０００×０．２）μｍ以下である請求項４または５記載のインプリントモールド用合成石英ガラス基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリントモールド用合成石英ガラス基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年盛んになってきたフォトリソグラフィーの代替技術の１つであるインプリント技術において、インプリントに用いられるモールドには様々な形状の基板が使われており、基板の表面、裏面、端面、面取り部に加工を施す場合が多々見られる。
インプリント技術とは、予め基板表面にマイクロメートルまたはナノメートルサイズの凹凸パターンを刻印したモールドを、被加工材もしくは表面に塗布形成された樹脂に押し付け、微細パターンを一括で精密に転写する手法である。特に、ＵＶナノインプリントのモールドとしては、微細なパターンが必要とされるＩＣ用途において、低熱膨張、純度、熱耐性、耐薬品性の点で合成石英ガラスが有利である。
【０００３】
インプリントプロセスは、従来の方法に比して工程の短縮による低コスト化、高い転写再現性等の利点を有するが、モールドと被加工材の１：１の直接接触によって行われるため、種々の欠陥や、モールド全体の高い形状精度の要求等、従来のフォトリソグラフィーでは見られないインプリント特有の問題点が挙げられている。
インプリントモールドの製造作製工程に含まれる凹凸刻印は、多くの場合、半導体製造用またはそれに準ずる装置を用いたフォトリソグラフィー法とウェットエッチングによって行われることが多い。半導体製造におけるパターン位置精度には、数百〜数ｎｍのオーダーが求められるが、微細パターンの加工精度のみならず、モールドの表裏面および端面に至るまで高精度な形状が規定される。
【０００４】
元来、ＩＣ用途においてもフォトマスクの表裏面ともに平坦度は重要視されており、例えば、特許文献１では、フォトマスクの被露光領域に求められる高平坦度を達成するための高平坦化技術に関して開示がある。
また、特許文献２では、外周の周縁部の基板把持領域の平坦度についての重要性につい開示されている。
一方、特許文献３では、ＥＵＶリソグラフィーのような最先端の反射露光方式では、裏面の平坦度についても保証領域が３００ｎｍ以下に規定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１８４５０号公報
【特許文献２】特開２００５−０４３８３８号公報
【特許文献３】特開２０１２−５０５７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、透過型のフォトマスク基板においては、パターンが描かれる表面の平坦度が重要とされており、裏面の平坦度は表面の平坦度に比べて厳しく規定されない。そして、裏面の平坦度において重要とされる部分は、把持に使われる基板外周部に留まる。この点、特許文献１においても表面に関しての記載に留まり、裏面の記載は無い。
また、特許文献２では、より具体的に表面の外周把持部の記載があるが、裏面への言及は無い。これは、光リソグラフィーにおける基板裏面は非接触部分であり、また仮にパターンへの影響があったとしても、露光装置における光学補正、照明方法によってパターンへの影響を十分にキャンセルできると考えられるからである。
さらに、ＥＵＶリソグラフィーに用いられる反射型マスクにおいては、表面と同様に裏面の保証領域が高平坦に規定されており、特許文献３では、表裏面とも高平坦が必要との記載があるものの、平坦度が小さいほど好ましいとされ、その形状についての要求や記載は無い。
【０００７】
一方、インプリントモールドにおいては、パターンを被転写側へ物理的に押印して接触させた後、それを引きはがすという工程上の特性があることから、フォトマスクとは異なり、裏面を広範に、かつ強固に固定する必要がある。固定方法としては、吸着または機械的な固定が考えられるが、吸着の場合は吸着するテーブル等と裏面の接触の必要性が、機械的固定の場合でも物理的に押印させることで、裏面のテーブル等との接触の必要性が往々にして生ずる。この際、基板の裏面とステージ等の接触する部材同士は、形状や押印時の応力によって変形を起こすが、基板の変形により表面のパターン面にも変形が生じる。この変形によって表面に形成されたパターンも変形し、平面方向でパターンの位置ずれを起こす。特に、中心対称性の低い裏面形状の場合には、パターンは非線形のズレを生じ、凹形状の裏面の場合には、吸着する度に変形の状態が変わることが考えられ、パターンの位置ズレの再現性が乏しくなる。いずれの場合も、事前または事後の補正や修正が難しくなる。
ＩＣ用途をはじめとする微細パターン形成においては、特にパターンの位置ずれの許容値が数ｎｍレベルと厳しく、上記のような問題は、微細パターン転写において非常に重大な問題となりうる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、インプリントモールドに必要な形状の策定と、これに基づいたインプリントモールド用合成石英ガラス基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、インプリントモールド用として好適な合成石英ガラス基板の裏面形状を見出し、本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明は、
１．  縦の長さＬ１、横の長さＬ２（但し、Ｌ１≧Ｌ２）を有するインプリントモールド用合成石英ガラス基板であって、モールドパターンが形成される表面に対向する裏面における基板中心から半径Ｒ（但し、Ｌ２−２Ｒ≧１０ｍｍ）の円で囲まれる円領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第４項の係数が、−（２Ｒ／１００，０００×１）μｍ以上であることを特徴とするインプリントモールド用合成石英ガラス基板、
２．  前記円領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第５項〜第８項の係数が、−（２Ｒ／１００，０００×１）μｍ〜（２Ｒ／１００，０００×１）μｍである１のインプリントモールド用合成石英ガラス基板、
３．  前記円領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第５項〜第８項の係数の絶対値の総和が、４×（２Ｒ／１００，０００×１）μｍ以下である１または２のインプリントモールド用合成石英ガラス基板、
４．  前記円領域内に、段差部が形成された段差加工領域を有する１〜３のいずれかのインプリントモールド用合成石英ガラス基板、
５．  前記段差部が、非貫通穴または貫通穴である４のインプリントモールド用合成石英ガラス基板、
６．  前記円領域から前記段差加工領域を除外した領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第４項の係数が、−（２Ｒ／１００，０００×０．６）μｍ以上である４または５のインプリントモールド用合成石英ガラス基板、
７．  前記円領域から前記段差加工領域を除外した領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第５項〜第８項の係数が、−（２Ｒ／１００，０００×０．６）μｍ以上である４または５のインプリントモールド用合成石英ガラス基板、
８．  前記円領域から前記段差加工領域を除外した領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第５項〜第８項の係数の絶対値の総和が、４×（２Ｒ／１００，０００×０．６）μｍ以下である４または５のインプリントモールド用合成石英ガラス基板、
９．  前記円領域から前記段差加工領域を除外した領域における半径Ｒ１の任意の円と、これと同心で半径Ｒ２の円（但し、Ｒ２−Ｒ１＝１０ｍｍ）で囲まれるリング状の領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第４項の係数が、−（２Ｒ／１００，０００×０．５）μｍ以上である４または５のインプリントモールド用合成石英ガラス基板、
１０．  前記円領域から前記段差加工領域を除外した領域における半径Ｒ１の任意の円と、これと同心で半径Ｒ２の円（但し、Ｒ２−Ｒ１＝１０ｍｍ）で囲まれるリング状の領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第５項〜第８項の係数が、−（２Ｒ／１００，０００×０．２）〜（２Ｒ／１００，０００×０．２）μｍである４または５のインプリントモールド用合成石英ガラス基板、
１１．  前記円領域から前記段差加工領域を除外した領域における半径Ｒ１の任意の円と、これと同心で半径Ｒ２の円（但し、Ｒ２−Ｒ１＝１０ｍｍ）で囲まれるリング状の領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第５項〜第８項の係数の絶対値の総和が、４×（２Ｒ／１００，０００×０．２）μｍ以下である４または５のインプリントモールド用合成石英ガラス基板
を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のインプリントモールド用合成石英ガラス基板によれば、インプリント時の基板変形量が低減でき、かつ変形挙動の高い再現性が得られるため、インプリントモールドパターンと転写パターンとの間の形状再現性およびプロセス安定性を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のインプリントモールド用合成石英ガラス基板の裏面を示す鳥瞰図である。
【図２】段差部である非貫通穴や貫通穴が形成された基板裏面の鳥瞰図である。
【図３】円領域から段差加工領域を除外した領域における半径Ｒ１の任意の円と、これと同心で半径Ｒ２の円で囲まれるリング状の領域を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明に係る第１のインプリントモールド用合成石英ガラス基板は、その縦の長さがＬ１、横の長さがＬ２（但し、Ｌ１≧Ｌ２）であり、モールドパターンが形成される表面に対向する裏面における基板中心から半径Ｒ（但し、Ｌ２−２Ｒ≧１０ｍｍ）の円で囲まれる円領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第４項の係数が、−（２Ｒ／１００，０００×１）μｍ以上であることを特徴とする。
【００１４】
上記縦の長さＬ１および横の長さＬ２の関係は、より均一な変形形状を得るためにはＬ１＝Ｌ２が好ましいが、液晶用基板など長方形の基板も多いことから、特にこれに制限されるものではない。Ｌ１としては、好ましくは３０〜３，０００ｍｍ、より好ましくは１００〜２，０００ｍｍであり、Ｌ２としては、好ましくは１００〜１，５００ｍｍ、より好ましくは１２０〜１，４００ｍｍである。
【００１５】
本発明では、裏面の平坦度およびＺｅｒｎｉｋｅ係数の解析に、Ｕｌｔｒａ  Ｆｌａｔ（Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｔｒｏｐｅｌ社製）等を用いる。
Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式は、下記数式で表され、第１項〜第８項の次数および内容は、表１のとおりである。
【００１６】
【数１】
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（式中、Ｂnmは、フリンジゼルニケ係数である。）
【００１７】
【表１】
2019197768.tif 000004
【００１８】
本発明者らは、上記Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式で必要とする項の数について鋭意検討した結果、裏面形状を第８項までの多項式として近似することで、基板裏面を吸着してインプリントした場合の基板変形形状の安定化についての好適な条件を導出できることを見出した。
上記Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式において、第１項は定数項であり、第２項および第３項は、それぞれ基板裏面の吸着領域（合成石英ガラス基板の中心から半径Ｒの円で囲まれる円領域）のＸ方向、Ｙ方向の面の傾きを示す。インプリント工程自体が、インプリントモールド側と被転写側の平行出しが必須であり、装置性能、プロセス精度および被転写側基板の平坦度などは複合的な要素のため、これらは総合で議論すべき事項として、本発明では基板形状としては考慮しないことにした。
【００１９】
第４項は、中心対称性を示す項であり、パターンが形成される基板表面の線形の変形に対応するため、パターン形成前のパターンデザインまたはパターン形成後に基板に外力を加えて変形させるなどの倍率補正を行う上での指標となる。倍率補正には、機構やパターン形成時の補正等に上限があるので、絶対値の大きさを決めておく必要がある。
この第４項は、中心対称の形状に近似する項となり、凹凸形状の度合が係数によって表されるため、この中心対称形状を持つ裏面吸着機構においては、特に第４項の係数と基板の変形が基板表面の線形の相関になるため、係数からの倍率補正がパターン形成前後で容易である。
一般に、ＩＣにおける基板の保証外領域は、端面から５ｍｍ以内であることが多く、その領域においては、保証内領域に比べて平坦度が悪い場合が多い。また、外周部は装置のワークホルダー等に設置または固定されていることもあり、吸着保持や押印時に応力がかかる。
したがって、パターン形状の変形に寄与する領域は、図１に示されるように、縦の長さＬ１および横の長さＬ２を有する合成石英ガラス基板１において、概ね上記保証外領域を除外した合成石英ガラス基板１の中心Ｏから半径Ｒの円で囲まれる円領域２と考える。
本発明では、上述のとおり、この円領域２について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第４項係数が、−（２Ｒ／１００，０００×１）μｍ以上であるが、好ましくは−（２Ｒ／１００，０００×０．５）μｍ〜０μｍである。第４項係数をこの範囲とすることにより、基板吸着によるパターン形状の変形が、パターン形成前後で補正可能なパラメータのみとなるため、パターン位置精度が向上する。例えば、６インチの角型の合成石英ガラス基板の場合には、上記第４項は、−１．４２μｍ以上、好ましくは−０．７１〜０μｍである。
【００２０】
また、例えば、図２に示されるように、合成石英ガラス基板１において、上記円領域２内に、段差部として、非貫通穴２Ａまたは貫通穴２Ｂ等を形成する段差加工が施された場合、円領域２から段差部（図２では、非貫通穴２Ａおよび貫通穴２Ｂ）を除外した領域における、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第４項係数が、好ましくは−（２Ｒ／１００，０００×０．６）μｍ以上であり、より好ましくは−（２Ｒ／１００，０００×０．４）μｍ〜０μｍである。このようにすることで、基板表面の変形量が安定し、かつ容易に補正可能な基板が提供可能となる。例えば、６インチの角型の合成石英ガラス基板の場合には、上記円領域から段差部を除外した領域における第４項係数が、好ましくは−０．８６μｍ以上、より好ましくは−０．５７〜０μｍである。
【００２１】
さらに、基板吸着の場合、裏面の中央凸部分から吸着が始まり、外周側へと吸着が進む。その際の変形量に大きく影響を与えるのは、より内側にある傾斜である。例えば、図３に示されるように、合成石英ガラス基板１において、円領域から段差加工領域を除外した領域における半径Ｒ１の任意の円とこれと同心の半径Ｒ２（但し、Ｒ２−Ｒ１＝１０ｍｍ）の円で囲まれるリング状の領域３では、この領域での傾斜について更に厳しく規定することが好ましい。
具体的にはリング状領域３について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第４項係数が、−（２Ｒ／１００，０００×０．５）μｍ以上であることが好ましく、−（２Ｒ／１００，０００×０．５）μｍ〜０μｍであることがより好ましい。例えば、６インチの角型の合成石英ガラス基板の場合には、上記リング状領域における第４項係数が、好ましくは−０．７１μｍ以上、より好ましくは−０．７１〜０μｍである。
【００２２】
裏面平坦度は、各項の係数の大小に関連する観点から、半径Ｒ（但し、Ｌ２−２Ｒ≧１０ｍｍ）の円で囲まれる円領域において、好ましくは（２Ｒ／１００，０００×２）μｍ以下、より好ましくは（２Ｒ／１００，０００×１）μｍ以下である。
【００２３】
次に、第５項〜第８項は非対称成分のため、吸着やインプリント押印の際の非線形ひずみやねじれの原因となる項であり、いずれも小さい値であることが好ましい。
第５項〜第８項は、中心非対称の成分の項となっており、第４項の同心円状の対称性の高い形状を除いた非対称な成分をそれぞれ表している。これらの成分は各項毎にそれぞれ異なる形状を表しているが、単体の成分で見ても中心対称の等倍変形とは異なる非対称な変形を誘起し、単純な線形補正からズレが生じて補正が難しくなる。したがって、実際には、これらの成分が複合することによって、インプリントモールドでは補正不可能な複雑なひずみ、局所的な変形につながると考えられる。そのため、第５項〜第８項については、第４項の絶対値と同等かもしくは小さいことが好ましく、各項の係数が０であることが最良の形状である。
【００２４】
この観点から、合成石英ガラス基板の中心から半径Ｒの円で囲まれる円領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第５項〜第８項の係数は、好ましくは−（２Ｒ／１００，０００×１）μｍ〜（２Ｒ／１００，０００×１）μｍであり、より好ましくは−（２Ｒ／１００，０００×０．５）μｍ〜０μｍである。例えば、６インチの角型の合成石英ガラス基板の場合には、好ましくは−１．４２〜１．４２μｍ、より好ましくは−０．７１〜０μｍである。
さらに、第５項〜第８項の係数の絶対値の総和は、好ましくは４×（２Ｒ／１００，０００×１）μｍ以下であり、より好ましくは４×（２Ｒ／１００，０００×０．５）μｍ〜０μｍである。例えば、６インチの角型の合成石英ガラス基板の場合には、好ましくは５．６８μｍ以下、より好ましくは２．８４〜０μｍである。
【００２５】
また、上述した段差加工が施されている場合、円領域から段差加工領域を除外した領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第５項〜第８項の係数は、好ましくは−（２Ｒ／１００，０００×０．６）μｍ以上であり、より好ましくは−（２Ｒ／１００，０００×０．３）μｍ〜０μｍである。例えば、６インチの角型の合成石英ガラス基板の場合には、好ましくは−０．８６μｍ以上、より好ましくは−０．４３〜０μｍである。
さらに、第５項〜第８項の係数の絶対値の総和は、好ましくは４×（２Ｒ／１００，０００×０．６）μｍ以下であり、より好ましくは４×（２Ｒ／１００，０００×０．３）μｍ〜０μｍである。例えば、６インチの角型の合成石英ガラス基板の場合には、好ましくは３．４１μｍ以下、より好ましくは１．７１〜０μｍである。
【００２６】
また、第４項と同じく、円領域から段差加工領域を除外した領域における任意の半径Ｒ１と、これと同心の半径Ｒ２（但し、Ｒ２−Ｒ１＝１０ｍｍ）の円で囲まれるリング状の領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行った場合の第５項〜第８項の係数は、好ましくは−（２Ｒ／１００，０００×０．２）〜（２Ｒ／１００，０００×０．２）μｍであり、より好ましくは−（２Ｒ／１００，０００×０．１）〜（２Ｒ／１００，０００×０．１）μｍである。例えば、６インチの角型の合成石英ガラス基板の場合には、好ましくは−０．２８〜０．２８μｍ、より好ましくは−０．１４〜０．１４μｍである。
さらに、第５項〜第８項の係数の絶対値の総和は、好ましくは４×（２Ｒ／１００，０００×０．２）μｍ以下であり、より好ましくは４×（２Ｒ／１００，０００×０．１）μｍ〜０μｍである。例えば、６インチの角型の合成石英ガラス基板の場合には、好ましくは１．１４μｍ以下、より好ましくは０．５７〜０μｍである。
【００２７】
なお、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式はあくまで近似であるため、第１項〜第８項の多項式で表した場合は、実際のインプリントモールド用合成石英ガラスの裏面形状との差分が生ずる。一般に「残差」と呼ばれるこの差分については、さらに、第９項または第１０項以降の高次の非対称、対称成分が含まれるため、ある一定以上の大きさとならないように制限しておくべきである。
【００２８】
本発明で用いるインプリントモールド用原料基板は、特に限定されるものではなく、例えば、合成石英ガラスを所望の形状に成形、アニール処理をした後、所望の厚さにスライスし、平面の研削、必要に応じて外周の研磨を行った後、粗研磨、精密研磨を経て得られたものを用いることができる。
研磨工程は、両面研磨、片面研磨のいずれを用いても良いが、一般に両面研磨の方が基板の厚さバラツキや平坦度を高精度に仕上げるのに好適である。研磨工程は、粗研磨、精密研磨と呼ばれる複数の研磨工程があり、各研磨工程では用いられる研磨剤、研磨パッドおよび研磨レートを適宜変え、表面粗さ（Ｒａ）、表面欠陥、形状を制御する。
【００２９】
原料基板の表面粗さ（Ｒａ）は、原料基板が被転写物へ直接接触する観点から、好ましくは０．３ｎｍ以下、より好ましくは０．２ｎｍ以下である。
また、インプリントは、被転写物へ直接接触させて転写する特性上、欠陥も等倍で転写されるため、ＰＳＬ標準粒子を用いた場合における検査感度１５０ｎｍで検出される原料基板表面全面での欠陥数は、好ましくは１０個以下、より好ましくは０個であることが要求される。
さらに、インプリント時の裏面吸着による基板全体の変形形状の安定性の観点から、同時に裏面形状に関して、中心対称性の高い略凸形状であることが好ましい。
【００３０】
研磨剤としては、一般に炭化珪素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、コロイダルシリカ等が用いられるが、最終の精密研磨工程においては、コロイダルシリカ系の研磨剤を用いることが好ましい。砥粒の平均粒径は、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは８０ｎｍ以下である。
また、研磨パッドとしては、スウェード系、不織布系、発泡ポリウレタン系等の従来汎用されている各種研磨パッドから適宜選択すればよいが、粗さ、欠陥品質を両立させる観点から、スウェード系パッドが最も好ましい。
【００３１】
裏面形状を中心対称性の高い略凸形状の原料基板とするためには、粗研磨から精密研磨工程までの各工程で研磨形状をモニタし、これを制御することが好ましい。具体的には、粗研磨工程では硬度の高い研磨布を用いるため、研磨定盤の形状が大きく影響する。上下の定盤の形状によって基板表裏面の形状が、凹凸、凸凹、凹凹、凸凸のような組み合わせで発生することとなるため、特に粗研磨工程では研磨定盤の形状は重要となる。
続く精密研磨の複数段の工程では、上述のように表面粗さや欠陥品質を向上させるために、比較的硬度の低い研磨布を用いる。そのため、研磨定盤の影響を受けにくくなるが、硬度の低い研磨布であるため、基板外周が多く研磨されることから、全体としてはやや凸型になる傾向がある。いずれにしても精密研磨工程では平坦度を崩さずに、表面粗さや表面欠陥といった、ごく表面の品質を向上させるという目的から、研磨による取り代は後段になるほど少なくなり、また形状変化も少なくなる。
【００３２】
以上のことから裏面形状を中心対称性の高い略凸形状化するためには、例えば、粗研磨工程における定盤形状は、上定盤が凸化する形状であり、下定盤は平坦に近い形状か、やや凹化する形状が好ましい。このようにすることで、表面は平坦化しつつ、裏面を凸化することが可能となる。また、凸凹の程度の異なる定盤形状を組み合わせて、粗研磨工程中に複数回基板を反転させて研磨形状を調整することでも、表裏で異なる形状を作ることが可能となる。
粗研磨工程終了時の裏面形状と、精密研磨を行った後の形状の差分を考慮して、精密研磨終了時に好適な裏面形状となるように、粗研磨工程時の裏面全面の平坦度が、好ましくは２μｍ以下、より好ましくは１．５μｍ以下となるように形状を規定する。粗研磨後の最終的な形状の凸化が大きすぎると、上記Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式による解析を行った場合に第４項の負の値が大きくなるため、その後の精密研磨における必要な補正量が大きくなり、補正困難または補正不可能となる場合があるからである。
【００３３】
なお、以上では、インプリントモールド用原料基板の主に裏面形状を規定したが、インプリントモールドでは、表面に形成された凹凸形状の接触、転写を行うことから、表面平坦度が転写後の凹凸形状精度に影響するため、ＩＣ用途等のフォトマスク向けと同様に、表面の平坦度も同時に達成されることが好ましい。
このようにして製造されたインプリントモールド用原料基板を洗浄後、蒸着装置またはスパッタ装置を用いてインプリントモールド用原料基板上に、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｎｉ等の金属またはこれらの金属酸化物膜、金属窒化物膜を常法により積層する。積層する膜厚は、好ましくは２００ｎｍ以下、より好ましくは１０〜５０ｎｍである。
【００３４】
次に、金属膜または金属酸化物膜の上へフォトレジストを塗布する。フォトレジストは、ポジ型、ネガ型のいずれでも構わないが、精度や環境面からポジ型レジストが好ましい。レジストは露光波長に応じて、電子線用、ＥＵＶ用、ＡｒＦ用、ＫｒＦ用、Ｉ線用、ｇ線用に対応するレジストが選ばれる。レジストの膜厚は、数ｎｍ〜数十μｍが好ましい。
塗布方法は、スピンコート、スプレーコート、スリットコート等を用いることができるが、より均一に塗布するためにはスピンコートが好適である。
【００３５】
続いて、露光機を用いる場合は、所望のパターンとアライメントマークを有するフォトマスクを、直接描画の場合は、所望のパターンデータがセットされる。露光機の場合、上述の金属膜または金属酸化物膜とレジスト膜とを積層したインプリントモールド用基板を露光機にセットし、フォトマスクのパターンを介して露光を行う。一般的にフォトマスクは被露光対象の全域をカバーするために、インプリントモールド用基板よりも大きい寸法のものを用いる。フォトマスクとインプリントモールド用基板の寸法は特別限定されないが、ＳＥＭＩの規格に定められている５〜７インチ角、９インチ角のいずれかを選ぶことが好ましい。直接描画の場合は、電子線やレーザー光を用いて上述の金属膜または金属酸化物膜とレジスト膜とを積層したインプリントモールド用基板上の所望パターン形状箇所のみを狙って電子線、もしくはレーザーを直接照射することで、パターンを形成する。
レジスト種、レジスト膜厚に応じた露光量で露光した後、レジスト膜の現像を行い、純水でリンスして、乾燥させる。
【００３６】
その後、クロムエッチング液、酸性水溶液、アルカリ水溶液等によるウェットエッチング、塩素、フッ素系のガスによるドライエッチング等により金属膜または金属酸化物膜、金属窒化物膜のエッチングを行って所望の金属または金属酸化物パターンを得た後、そのパターンに基づいてインプリントモールド用基板をエッチングすることで、凹凸を有するパターン形状部を有するインプリントモールド用合成石英ガラス基板が得られる。
インプリントモールド用基板のエッチングは、フッ酸やフッ化ナトリウムを含むエッチング水溶液へ浸漬してインプリントモールド用基板のエッチングを行う、いわゆるウェットエッチング法と、高周波をかけてプラズマ化したフッ素系ガスを用いてエッチングする、いわゆるドライエッチング法がある。いずれの方法でも金属または金属酸化物パターン部を残してガラスをエッチングすることで金属または金属酸化物パターン部が凸形状となる構造が得られる。
【００３７】
次に、インプリントモールド用基板として外形加工を行う。外形加工は、インプリントモールド用合成石英ガラス基板の表面、裏面、端面、面取り部のいずれか、または複数個所を所望の形状に加工し、インプリントモールド用合成石英ガラス基板としての高精度の形状を形成することを目的とする。
外形加工の際には、段差部を有するインプリントモールド用合成石英ガラス基板の段差部上部にあるパターン形成部を保護する必要がある。パターン形成部を保護する保護膜としては、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｎｉ等の金属、これらの金属の酸化物膜または窒化物の膜や、有機化合物系のフォトレジスト膜等が挙げられる。
【００３８】
その後、保護膜によりパターン形成部が保護されたインプリントモールド用合成石英ガラス基板を、接着部材を介して基板加工用台座に固定させる。
接着部材としては、ワックスや、エポキシ系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、ＵＶ硬化樹脂等が挙げられる。基板加工用台座は、セラミクスやガラス、金属製の台座が用いられる。
インプリントモールド用合成石英ガラス基板を基板加工用台座に固定させた後に、パターン形成面の一部を含む、表面、裏面、端面、面取り部について外形加工を行う。
外形加工に用いられる部材は、所望形状がプログラムされたマシニングセンター等の自動加工機の主軸に、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素等を電着またはメタルボンドで固定した回転砥石工具を用いる。回転砥石工具の主軸回転数は、特に限定されるものではないが、加工精度、生産性の面から、１００〜３０，０００ｒｐｍが好ましく、１，０００〜１５，０００ｒｐｍがより好ましい。また、研削速度にも制限はないが、加工精度、生産性の面から、１〜１０，０００ｍｍ／ｍｉｎが好ましく、１０〜１，０００ｍｍ／ｍｉｎがより好ましい。
【００３９】
なお、冷却または切粉の排除等のため、エマルジョン系、水溶性、油性系等の切削液を同伴して加工を行うことが好ましい。
外形加工では、基板サイズの変更や、端面の平坦度向上のための端面加工、表裏面と端面の間の面取り部加工や非貫通または貫通穴加工を行うことがあり、これらの加工においても上述の回転砥石工具と切削液を用いて加工を行うことができる。
こうして外形加工を行ったインプリントモールド用合成石英ガラス基板は、非鏡面であることが多いため、必要に応じて被加工部の強度向上、清浄度向上、残留応力低減等のため、鏡面研磨加工を行う。
鏡面加工方法としては、回転研磨パッドを一定圧力でインプリントモールド用基板に当接させながら、インプリントモールド用基板と回転研磨パッドが相対的に搖動するように、いずれか一方または双方を動かしながら研磨を行うことが好ましい。回転研磨パッドは研磨剤を含浸させたものを使うこともあるが、研磨砥粒スラリーを介在させた状態で加工を行うことが好ましい。回転研磨パッドの研磨加工部の材質としては、発泡ポリウレタン、酸化セリウム含浸ポリウレタン、酸化ジルコニウム含浸ポリウレタン、不織布、スウェード、ゴム、羊毛フェルト等の被加工物を加工除去できるものであれば種類は限定されない。
【００４０】
研磨砥粒スラリーを介在させた状態で研磨加工を行う場合の研磨砥粒としては、例えば、シリカ、セリア、アランダム、ホワイトアランダム（ＷＡ）、ＦＯ、ジルコニア、ＳｉＣ、ダイヤモンド、チタニア、ゲルマニア等が挙げられ、その粒度は１０ｎｍ〜１０μｍが好ましく、これらの水スラリーを好適に用いることができる。
また、回転研磨パッドを被研磨基板側面に一定圧力で押し当てる方法としては、空気圧ピストン、ロードセル等の加圧機構を用いる方法が挙げられる。
【００４１】
外形加工を行った基板は、必要に応じて洗浄を行う。この洗浄は、硫酸、フッ酸、硝酸、塩酸、シュウ酸、酢酸等の酸性水溶液、混酸水溶液や、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、界面活性剤のようなアルカリ性水溶液、キシレン、アセトン、アルコール等をはじめとする有機溶剤などを適宜用い、純水のリンスと合わせて行う。
洗浄後のインプリントモールド用合成石英ガラス基板は、目視検査、欠陥検査装置による検査を行う。１５０ｎｍ級欠陥の検査には、Ｍ１３２０、Ｍ３３５０、Ｍ６６４０等の装置（レーザーテック社製）を使用する。
このようにして得られるインプリントモールド用合成石英ガラス基板の平坦度は、インプリントパターンを高精度な形状転写をする観点から、表面のパターン形成領域については、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以下である。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００４３】
［実施例１］
インプリントモールド用原料基板として、６インチ（１５２ｍｍ）の角型の合成石英ガラス基板を用いて、基板表裏面のラッピング、研磨、洗浄工程を経て、裏面１４２ｍｍ角領域内の平坦度が１．１２１μｍの基板を得た。
Ｕｌｔｒａ  Ｆｌａｔ（Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｔｒｏｐｅｌ社製）にて基板裏面の形状を測定し、合成石英ガラス基板の中心から半径６０ｍｍの円で囲まれる円領域において、Ｚｅｒｎｉｋｅ解析を行ったところ、第４項の係数は−０．３４４μｍ、第５項〜第８項の係数は０．００４〜０．０４２μｍ、絶対値の総和は０．０７３μｍであり、非常に好適な裏面形状を持つ基板を得ることができた。
【００４４】
［実施例２］
実施例１と同様の原料基板を用いて、表面へクロム膜、フォトレジストを成膜し、フォトマスクを用いて露光、現像を行い、基板中央に３３×４１ｍｍの長方形領域のパターンを形成した。
次いで、フッ化アンモニウムを含むフッ酸水溶液を用いて非パターン形成領域のウェットエッチング加工を行い、３０μｍ高さの長方形パターンを形成した。
エッチング後に、合成石英ガラス基板裏面の中心から半径３２ｍｍの円で囲まれる円領域について段差加工を行い、イソプロピルアルコール、熱濃硫酸、界面活性剤（ＰＣ３０２Ｃ、花王（株）製）と純水を用いて洗浄を行った後、Ｕｌｔｒａ  Ｆｌａｔ（Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｔｒｏｐｅｌ社製）にて基板裏面の形状を測定した。
計測の結果、裏面１４２ｍｍ角領域内の平坦度が１．０４１μｍである基板を得た。また、裏面における上記円領域から段差加工領域を除外した半径６０ｍｍの円で囲まれる円領域において、Ｚｅｒｎｉｋｅ解析を行ったところ、第４項の係数は−０．３１８μｍ、第５項〜第８項の係数は−０．０１１〜０．０３４μｍ、絶対値の総和は０．０７９μｍであり、非常に好適な裏面形状を持った基板を得ることができた。
【００４５】
［実施例３］
基板表面に２６×３３ｍｍの長方形領域のパターンが形成された実施例１と同様の基板を、フッ化アンモニウムを含むフッ酸水溶液を用いて非パターン形成領域のウェットエッチング加工を行い、３０μｍ高さの長方形パターンを形成した。
エッチング後に、合成石英ガラス基板裏面の中心から半径３２ｍｍの円で囲まれる円領域について段差加工を行い、イソプロピルアルコール、熱濃硫酸、界面活性剤（ＰＣ３０２Ｃ、花王（株）製）と純水を用いて洗浄を行った後、Ｕｌｔｒａ  Ｆｌａｔ（Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｔｒｏｐｅｌ社製）にて基板裏面の形状を測定した。
計測の結果、裏面１４２ｍｍ角領域内の平坦度が０．５９９μｍである基板を得た。また、裏面における上記円領域から段差加工領域を除外した半径３５ｍｍの円と半径４５ｍｍの円で囲まれるリング状の領域について、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式における第１項〜第８項で近似解析を行ったところ、第４項の係数は−０．２８２μｍ、第５項〜第８項の係数は−０．０１３〜０．０３４μｍ、絶対値の総和は０．０５７μｍであった。
また、上記リング状の領域について５ｍｍずつ外側にずらして第４項の係数および第５項〜第８項の係数と絶対値の総和を測定したところ、表２のような結果が得られた。
【００４６】
【表２】
2019197768.tif 000005
【００４７】
第４項係数は、絶対値としては最大０．２８２と十分小さく、第５項〜第８項は−０．０２８〜０．０３４、絶対値の総和についても０．０５７〜０．０８４となり、好適な基板が得られた。
リング状領域６０−７０の第４項係数よりも、リング状領域３５−４５の第４項係数の方が絶対値が大きく、円領域から前記段差加工領域を除外した領域中でも中心に近い領域の傾斜が大きいことが伺える。
【符号の説明】
【００４８】
１  インプリントモールド用合成石英ガラス基板
２  円領域
２Ａ  非貫通穴
２Ｂ  貫通穴
３  リング状領域
Ｌ１  インプリントモールド用合成石英ガラス基板の縦の長さ
Ｌ２  インプリントモールド用合成石英ガラス基板の横の長さ
Ｏ  基板中心
Ｒ  半径
Ｒ１  円領域から段差加工領域を除外した領域における任意の円の半径
Ｒ２  半径Ｒ１の円と同心の円の半径（Ｒ２−Ｒ１＝１０ｍｍ）
【図１】
2019197768.tif 000006
【図２】
2019197768.tif 000007
【図３】
2019197768.tif 000008