(57)【要約】【課題】凹凸パターンの矯正に適した、インプリントモールド用ガラス板の提供。【解決手段】一方の主表面の中央部に非貫通穴を有しており、前記主表面の外周縁から５ｍｍ以上内側、且つ、前記非貫通穴の開口縁から５ｍｍ以上外側の測定領域において、前記主表面の対称軸となる２本の直線（Ｘ軸とＹ軸）で前記主表面を４区画（第１区画〜第４区画）に区切り、前記主表面に対し垂直に光を照射することで測定した複屈折の進相軸と、前記進相軸の全区画の測定点（±ｘ，±ｙ：ｘおよびｙは任意の数）と前記主表面の中心点とを結ぶ直線とのなす角を、それぞれの区画での測定点で測定し、得られた４点の角から標準偏差σを算出し、測定領域から複数得られる標準偏差σから算出する平均標準偏差σａｖｅが１５°以下である、インプリントモールド用ガラス板。【選択図】図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の主表面の中央部に非貫通穴を有しており、
前記主表面の外周縁から５ｍｍ以上内側、且つ、前記非貫通穴の開口縁から５ｍｍ以上外側の測定領域において、前記主表面の対称軸となる２本の直線（Ｘ軸とＹ軸）で前記主表面を４区画（第１区画〜第４区画）に区切り、前記主表面に対し垂直に光を照射することで測定した複屈折の進相軸と、前記進相軸の全区画の測定点（±ｘ，±ｙ：ｘおよびｙは任意の数）と前記主表面の中心点とを結ぶ直線とのなす角を、それぞれの区画での測定点で測定し、得られた４点の角から標準偏差σを算出し、測定領域から複数得られる標準偏差σから算出する平均標準偏差σａｖｅが１５°以下である、インプリントモールド用ガラス板。
【請求項２】
前記測定領域において、前記主表面に対し垂直に波長６３３ｎｍの光を照射することで測定した１ｃｍ当たりのリタデーションの最大値が２ｎｍ／ｃｍ以上である、請求項１に記載のインプリントモールド用ガラス板。
【請求項３】
ＴｉＯ２を含有する石英ガラスで形成されており、
平面視において前記非貫通穴の開口縁よりも内側の部分のＴｉＯ２濃度の平均値が、平面視において前記非貫通穴の開口縁よりも外側の部分のＴｉＯ２濃度の平均値よりも小さい、請求項１または２に記載のインプリントモールド用ガラス板。
【請求項４】
前記主表面とは反対側の主表面の中央部に凹凸パターンを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のインプリントモールド用ガラス板。
【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ガラス板、およびインプリントモールド用ガラス板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィ法の代替技術として、インプリント法が注目されている（例えば特許文献１、２参照）。インプリント法は、モールドと基板との間に転写材を挟み、モールドの凹凸パターンを転写材に転写する技術である。フォトリソグラフィ法では露光に使用する光の波長により分解能が制限されるが、インプリント法ではモールドに刻まれたパターン通りにパターンを形成することができ、非常に微細なパターン形成が可能となる。またフォトリソグラフィ法と比較し高価な光学系装置が不要になり、低コストの装置で超高分解能のリソグラフィを行うことが期待できる。インプリント法は、半導体素子だけでなく、反射防止シート、バイオチップ、磁気記録媒体など様々な製品の製造に適用できる。
【０００３】
インプリント法は特に半導体集積回路用への展開が期待される。近年、半導体集積回路は微細化、集積化が進んでおり、その微細加工を実現するためのパターン転写技術としてフォトリソグラフィ装置の高精度化が進められてきた。しかし、パターンの微細化が進むにつれて装置を大型化せざるを得ないほか、高精度に制御する必要になるなど、装置価格が非常に高くなる課題があった。
【０００４】
これに対し、微細パターンを低コストで行うためにインプリント法があり、１０ナノメートル程度のパターンの転写が可能であるとされている。インプリント法は大容量記録媒体の記録ビット形成、半導体集積回路パターン形成等への応用が検討され、量産化に向けて検討が進められている。
【０００５】
ここで、インプリント技術を量産適応する上の課題の１つとして高スループット化がある。インプリント装置価格が安価でも、スループットが低い場合、製品コストが高くなり、従来のフォトリソグラフィ法で製造する製品と比較し、コストメリットが得られない。
【０００６】
また、パターンの転写工程において、モールドと基板との間に、気泡が巻き込まれやすい。巻き込まれた気泡は転写材に徐々に吸収され、気泡が消失する。転写工程では転写材が凹凸パターンと基板とで囲まれた空間に完全に充填するまで待機する必要がある。吸収しきれない気泡が存在したまま転写材を固化させた場合、パターン欠陥となるからである。
【０００７】
さらに、気泡の巻き込み量を少なくする技術として、パターンとは反対側の面に非貫通穴を有するモールドを湾曲させながら転写させる技術が開発されている。これはモールド中央部と転写材とをまず接触させ、この状態でモールド中央部からモールド外周部に転写材との接触部位を徐々に広げることで、気泡を外周に追い出し、気泡の取り込み量を低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００９−５３６５９１号公報
【特許文献２】特開２０１０−０８０７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
インプリントモールドの製造には、一般的に、ガラス板が用いられる。このガラス板は、第１主表面と第２主表面とを有する。第１主表面の中央部には凹凸パターンが形成され、第２主表面の中央部には非貫通穴が形成される。
【００１０】
ガラス板は、例えば、第１主表面を下に向け、第２主表面を上に向けた状態で、上方のチャックに保持される。このとき、第２主表面がチャックの保持面に倣って変形し、その結果、第１主表面の凹凸パターンが歪む。この凹凸パターンの歪は、チャック後ガラス板の外周面を挟圧することで矯正している。したがって、ガラス板を成形する際に、加工前のガラス素板の平坦性が重要視されていた。
【００１１】
しかし、平坦性のよいガラス素板を用いて、凹凸パターンと非貫通穴を形成したガラス板を作成しても、第２主表面の平坦性が悪化し、不均一なうねり形状が発生するようになっていた。不均一なうねり形状が発生したガラス板は、第２主表面をチャックしたとき、凹凸パターンの位置ずれが生じる。この不均一なうねり形状に起因する凹凸パターンの矯正は、ガラス基板ごとに調節が必要になり煩雑になる。一方で、矯正不能な位置ずれが生じる可能性も考えられるため、ガラス素板よりもガラス板としての平坦性が重要視されるようになっている。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、凹凸パターンの歪の矯正に適した、インプリントモールド用ガラス板の提供を主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
一方の主表面の中央部に非貫通穴を有しており、
前記主表面の外周縁から５ｍｍ以上内側、且つ、前記非貫通穴の開口縁から５ｍｍ以上外側の測定領域において、前記主表面の対称軸となる２本の直線（Ｘ軸とＹ軸）で前記主表面を４区画（第１区画〜第４区画）に区切り、前記主表面に対し垂直に光を照射することで測定した複屈折の進相軸と、前記進相軸の全区画の測定点（±ｘ，±ｙ：ｘおよびｙは任意の数）と前記主表面の中心点とを結ぶ直線とのなす角を、それぞれの区画での測定点で測定し、得られた４点の角から標準偏差σを算出し、測定領域から複数得られる標準偏差σから算出する平均標準偏差σａｖｅが１５°以下である、インプリントモールド用ガラス板が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、凹凸パターンの歪の矯正に適した、インプリントモールド用ガラス板が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態によるガラス板を用いて作製されるモールドの平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿ったモールドの断面図である。
【図３】図２に示すモールドの変形状態の断面図である。
【図４】図３に示すモールドの変形解除状態の断面図である。
【図５】一実施形態によるガラス板の製造方法のフローチャートである。
【図６】図５の非貫通穴形成工程のフローチャートである。
【図７】図５の非貫通穴形成工程の完了後のガラス板の断面図である。
【図８】図５の突出面形成工程の完了後のガラス板の断面図である。
【図９】一実施形態によるガラス板の非貫通穴形成前の状態を示す断面図である。
【図１０】図９のガラス板の状態を示す平面図である。
【図１１】一実施形態によるガラス板の非貫通穴形成後の自然状態を示す断面図である。
【図１２】一実施形態によるガラス板の非貫通穴形成後のチャックによる拘束状態を示す断面図である。
【図１３】一実施形態によるガラス板の複屈折の測定部位に作用する応力と、進相軸との関係の一例を示す図である。
【図１４】一実施形態によるガラス板の複屈折の測定点と、進相軸との関係の一例を示す図である。
【図１５】一実施形態によるガラス板の熱膨張率分布を示す図である。
【図１６】一実施形態によるガラス板のＴｉＯ２濃度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。本明細書において、インプリントモールドを単にモールドとも呼ぶ。また、本明細書において、平面視とは、主表面に対し垂直な方向から見たことを意味する。
【００１７】
図１は、一実施形態によるガラス板を用いて作製されるモールドの平面図である。図２は、図１のII−II線に沿ったモールドの断面図である。図３は、図２に示すモールドの変形状態の断面図である。図４は、図３に示すモールドの変形解除状態の断面図である。
【００１８】
モールド１０は、図４に示すように基板１５との間に転写材１７を挟み、モールド１０の凹凸パターンを転写材１７に転写する。転写材１７の凹凸パターンは、モールド１０の凹凸パターンが略反転したものとなる。
【００１９】
モールド１０は、例えばガラスで形成される。ガラスは、ＳｉＯ２を９０質量％以上含む石英ガラスが好ましい。石英ガラスに占めるＳｉＯ２含有量の上限値は、１００質量％である。
【００２０】
石英ガラスは、一般的なソーダライムガラスに比べて、紫外線の透過率が高い。また、石英ガラスは、一般的なソーダライムガラスに比べて、熱膨張率が小さく、温度変化による凹凸パターンの寸法変化が小さい。
【００２１】
石英ガラスは、ＳｉＯ２の他に、ＴｉＯ２含んでよい。ＴｉＯ２含有量が多いほど、ガラス表面のＯＨ基の密度が大きく、ガラス表面と転写材１７との親和性が高い。よって、モールド１０と基板１５との間に巻き込まれた気泡の消失時間が短縮できる。
【００２２】
石英ガラスは、ＳｉＯ２を９０〜９５質量％、ＴｉＯ２を５〜１０質量％含んでよい。ＴｉＯ２含有量が５〜１０質量％であると、室温付近での熱膨張率が略ゼロであり、室温付近での寸法変化がほとんど生じない。
【００２３】
石英ガラスは、ＳｉＯ２およびＴｉＯ２以外の微量成分を含んでもよいが、微量成分を含まないことが好ましい。
【００２４】
モールド１０は、図２に示すように、第１主表面１１と、第２主表面１２とを有する。外力が作用していない自然状態で、第１主表面１１と第２主表面１２とは略平行とされる。
【００２５】
第１主表面１１の中央部には、周囲を段差で取り囲まれ周囲よりも突出するメサ（ｍｅｓａ）と呼ばれる突出面１３が形成されている。平面視において、突出面１３の形状は、例えば図１に示すように矩形である。突出面１３には、転写材１７に転写する凹凸パターンが形成されている。なお、平面視において、突出面１３の形状は、円形、楕円形、五角形以上の多角形などでもよい。
【００２６】
一方、第２主表面１２の中央部には、非貫通穴１４が形成されている。非貫通穴１４の形状は、例えば図１および図２に示すように円柱である。尚、非貫通穴１４の形状は、円錐台、角柱、角錐台などでもよい。
【００２７】
図１に示すように、平面視において、非貫通穴１４の開口縁１４ａの内側に、突出面１３が配される。また、平面視において、突出面１３の中心および非貫通穴１４の中心は、モールド１０の中心と一致している。
【００２８】
図２に示すように、モールド１０の非貫通穴１４が形成される部分は、その周辺部分に比べ薄いため、外力によって曲げ変形し易い。よって、図３に示すように、非貫通穴１４の中心線を中心に、突出面１３を基板１５に向けて凸に曲げ変形させることが可能である。この曲げ変形は、例えば、モールド１０の外周面や非貫通穴１４の内底面を押圧することにより実施される。非貫通穴１４の内底面は、非貫通穴１４内に形成されるガス室の気圧で押圧されてよい。
【００２９】
次に、図３〜図４を再度参照して、上記構成のモールド１０を用いたインプリント法について説明する。
【００３０】
図３に示すようにモールド１０の突出面１３を基板１５に向けて凸に曲げ変形させた状態で、モールド１０と基板１５とを接近させ、基板１５に予め塗布された液状の転写材１７に対しモールド１０の突出面１３を接触させる。
【００３１】
その後、転写材１７の固化前に、突出面１３を図３に示す変形状態から図４に示す変形解除状態に戻す。これにより、突出面１３は、その中央部から外周部に向けて徐々に転写材１７と接触する。モールド１０と基板１５との間の気体が逃げやすく、気体の閉じ込めが抑制できる。
【００３２】
転写材１７の固化後、転写材１７とモールド１０とが分離される。転写材１７を固化してなる凹凸層と基板１５とで構成される製品が得られる。製品の凹凸パターンは、モールド１０の凹凸パターンが略反転したものである。
【００３３】
図５は、一実施形態によるインプリントモールド用ガラス板の製造方法のフローチャートである。図６は、図５の非貫通穴形成工程のフローチャートである。図７は、図５の非貫通穴形成工程の完了後のガラス板の断面図である。図８は、図５の突出面形成工程の完了後のガラス板の断面図である。図８において、二点鎖線は突出面形成工程の開始前のガラス板の状態を示す。
【００３４】
インプリントモールド用ガラス板の製造方法は、図５に示すように、非貫通穴形成工程Ｓ１１と、突出面形成工程Ｓ１２とを有する。尚、図５では、非貫通穴形成工程Ｓ１１の後に突出面形成工程Ｓ１２が行われるが、その順序は逆でもよく、突出面形成工程Ｓ１２の後に非貫通穴形成工程Ｓ１１が行われてもよい。また、非貫通穴形成工程Ｓ１１の途中で、突出面形成工程Ｓ１２が行われてもよい。
【００３５】
非貫通穴形成工程Ｓ１１は、図７に示すようにガラス板２０の第２主表面２２の中央部に非貫通穴２４を形成する。非貫通穴形成工程Ｓ１１は、図６に示すように、研削工程Ｓ１３と、内側面研磨工程Ｓ１４と、内底面研磨工程Ｓ１５とを有する。なお、図６では、内側面研磨工程Ｓ１４の後に内底面研磨工程Ｓ１５が行われるが、その順序は逆でもよく、内底面研磨工程Ｓ１５の後に内側面研磨工程Ｓ１４が行われてもよい。また、内側面研磨工程Ｓ１４と内底面研磨工程Ｓ１５とが同時に行われてもよい。
【００３６】
研削工程Ｓ１３は、第２主表面２２を研削する。内側面研磨工程Ｓ１４は、研削工程Ｓ１３によって得られる非貫通穴２４の内側面を研磨する。内底面研磨工程Ｓ１５は、研削工程Ｓ１３によって得られる非貫通穴２４の内底面を研磨する。
【００３７】
突出面形成工程Ｓ１２は、図８に示すようにガラス板２０の第１主表面２１の外周部を掘り下げることで、第１主表面２１の中央部に周囲を段差で取り囲まれ周囲よりも突出したメサと呼ばれる突出面２３を形成する。第１主表面２１の外周部を掘り下げる方法としては、エッチングなどが用いられる。エッチングは、ドライエッチング、ウェットエッチングのいずれでもよい。
【００３８】
突出面形成工程Ｓ１２の後、第１主表面２１は、突出面２３と、突出面２３との間に段差を有する周辺面とを含む。周辺面は、突出面２３に対し平行とされる。
【００３９】
上記製造方法により得られるガラス板２０は、突出面２３に凹凸パターンを形成することで、モールド１０として用いられる。突出面２３に凹凸パターンを形成する方法としては、例えばエッチング法などが用いられる。エッチングのマスクパターンは、インプリント法、フォトリソグラフィ法のいずれによって作製されてもよい。
【００４０】
なお、本実施形態では、第１主表面２１に段差を形成し突出面２３を形成するが、第１主表面２１に段差を形成しなくてもよい。段差のない第１主表面２１の中央部に凹凸パターンが形成されてもよい。
【００４１】
図９は、一実施形態によるガラス板の非貫通穴形成前の状態を示す断面図である。図９において、矢印はガラス板に残留する応力の向きを示す。また、図９において、便宜上、ハッチングを省略する。図１０は図９のガラス板を第１主表面側または第２主表面側から見たときの状態を示す平面図である。図１１は、一実施形態によるガラス板の非貫通穴形成後の自然状態を示す断面図である。図１２は、一実施形態によるガラス板の非貫通穴形成後のチャックによる拘束状態を示す断面図である。図１１ではガラス板の撓みを誇張して示す。
【００４２】
本実施形態では、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、ガラス板２０の中心線ＣＬに直交する方向に、中心線ＣＬを中心に対称性を有する残留応力を有するガラス板２０を用いる。図９（ａ）はガラス板２０の中心線ＣＬに直交する方向に、中心線ＣＬを対象とする引張応力が残存している状態を示す。図９（ｂ）はガラス板２０の中心線ＣＬに直交する方向に、中心線ＣＬを対象とする圧縮応力が残存している状態を示す。中心線ＣＬは、ガラス板２０の板厚方向に対し平行とされる。図９に示すガラス板２０は、平坦な第１主表面２１と、同じく平坦な第２主表面２２とを有する。また、図１０に示すように、第１主表面２１または第２主表面２２の中心を軸とする、回転対称性の残留応力を有するガラス板である。
【００４３】
図１１（ａ）に示すように、内部に引張応力を有している第２主表面２２の中央部に非貫通穴２４を形成すると、外力のない自然状態で、第２主表面２２が第１主表面２１とは反対側に凸（図１１（ａ）において上に凸）になる。一方、図１１（ｂ）に示すように、内部に圧縮応力を有している第２主表面２２の中央部に非貫通穴２４を形成すると、外力のない自然状態で、第１主表面２１が第２主表面２２とは反対側に凸（図１１（ｂ）において下に凸）になる。これは、第２主表面２２の外周部の外方への変位を制限していた第２主表面２２の中央部のガラスが、非貫通穴２４の形成によって消滅するためである。
【００４４】
図示しないが、図１１（ａ）のような形状となると、第２主表面２２が第１主表面２１とは反対側に第２主表面２２の中心点ＣＰを頂点とする凸の曲面形状となる。一方、図１１（ｂ）のような形状となると、第１主表面２１が第２主表面２２とは反対側に第１主表面２１の中心点ＣＰを頂点とする凸の曲面形状となる。
【００４５】
図１２（ａ）に示すように、図１１（ａ）に示すガラス基板２０の第１主表面２１を下に向け、第２主表面２２を上に向けた状態で、上方のチャック３０にガラス板２０を保持させると、第２主表面２２がチャック３０の保持面３１に倣って変形する。その結果、第１主表面２１は、第２主表面２２とは反対側に凸（図１１（ａ）において下に凸）に変形し、中心線ＣＬに直交する方向に引き伸ばされる。この状態のとき、第１主表面２１は中心点ＣＰを軸とする回転対称の引張変形がおきる。一方、図１１（ａ）に示すガラス基板２０をチャック３０で保持すると、図１２−（ｂ）に示すように変形する。その結果、第１主表面２１は、第２主表面２２側に凸（図１１（ｂ）において上に凸）に変形し、中心線ＣＬに直交する方向に圧縮される。この状態のとき、第１主表面２１は中心点ＣＰを軸とする回転対称の圧縮変形がおきる。
【００４６】
中心点ＣＰを軸とする回転対称変形した突出面２３の凹凸パターンは、ガラス板２０の外周面を狭圧することで、比較的容易に縮小できる。したがって、凹凸パターンの歪の矯正が可能であり、凹凸パターンの歪の矯正に適したガラス板２０が得られる。
【００４７】
尚、第２主表面２２が完全な平坦面であれば、凹凸パターンの歪の矯正が不要であるが、完全な平坦面の作製は困難である。
【００４８】
ガラス板２０板の作製には、ガラス板２０の応力分布と、非貫通穴２４の形成とを利用する。よって、ガラス板２０の作製に軸回転対称曲面加工を利用する場合に比べて、加工精度の緩和が可能である。
【００４９】
ところで、ガラス板２０の応力分布は、非貫通穴２４の形成の前後で、同じ傾向を示す。そのため、非貫通穴２４の形成後のガラス板２０の応力分布を調べることで、非貫通穴２４の形成前のガラス板２０の応力分布の傾向がわかる。
【００５０】
ガラス板２０の応力分布は、市販の複屈折測定装置によって確認できる。ガラス板２０に残留する応力によって、複屈折が生じるためである。複屈折は、応力の異方性によって生じる。
【００５１】
複屈折測定装置は、ガラス板２０の主表面に対し垂直に光を照射し、直交する２つの直線偏波の位相差を検出することにより、進相軸とリタデーションとを測定する。測定に用いる光の波長は、例えば６３３ｎｍである。光源としては例えばＨｅ−Ｎｅレーザが、測定法としては例えば光ヘテロダイン干渉法が用いられる。
【００５２】
進相軸とは、光の進む速さが最も速い軸であり、屈折率が最も小さい軸である。一方、遅相軸は、光の進む速さが最も遅い軸であり、屈折率が最も大きい軸である。通常、進相軸と遅相軸とは直交する。リタデーションは、進相軸と遅相軸との光路差（ｎｍ）である。リタデーション（ｎｍ）をガラス板２０の板厚（ｃｍ）で割ることで、１ｃｍ当たりのリタデーションを算出できる。
【００５３】
図１３は、一実施形態によるガラス板の複屈折の測定部位に作用する応力と、進相軸との関係の一例を示す図である。図１３に示すように、ガラス板２０の複屈折の測定部位２０Ｓに対し、縦方向には引張応力が作用し、横方向には圧縮応力が作用していることがある。この場合、進相軸ＦＡは、圧縮応力に対し平行となり、引張応力に対し垂直となる。応力の異方性はリタデーションによって表され、応力の異方性が大きいほどリタデーションが大きい。
【００５４】
図１４は、一実施形態によるガラス板の複屈折の測定点と、進相軸との関係の一例を示す図である。図１４で、複屈折の測定点ＳＰにおける進相軸ＦＡと、測定点ＳＰと第２主表面２２の中心点ＣＰとを結ぶ直線ＳＬとのなす角の鋭角部を「θ」とする。角θは、進相軸ＦＡが直線ＳＬに対し平行な場合を０°、進相軸ＦＡが直線ＳＬに対し垂直な場合を９０°とする。なす角θは、測定点ＳＰを中心とする直線ＳＬに対する進相軸ＦＡの回転の大きさを表し、回転の方向を表さない。よって、なす角θの最小値は０°、角θの最大値は９０°である。尚、上記角θの測定値は、測定に用いる光の波長には略依存しない。
【００５５】
図１４では中心点ＣＰで直交するＸ軸とＹ軸の直線（対称軸となる２本の直線）で第２主表面を第１区画〜第４区画の全４区画に分割する。そして、全区画における複屈折の測定点ＳＰにおける進相軸ＦＡと、測定点ＳＰと第２主表面２２の中心点ＣＰとを結ぶ直線ＳＬとのなす角θが４５°よりも大きい場合、測定点ＳＰにおいて、図９に示すようにガラス板２０の中心線ＣＬに直交する方向に引張応力が残留していると推定できる。
【００５６】
逆に、複屈折の測定点ＳＰにおける進相軸ＦＡと、測定点ＳＰと第２主表面２２の中心点ＣＰとを結ぶ直線ＳＬとのなす角θが４５°よりも小さい場合、測定点ＳＰにおいて、図９（ｂ）に示すようにガラス板２０の中心線ＣＬに直交する方向に圧縮応力が残留していると推定できる。
【００５７】
例えば、第１区画では、複屈折の測定点ＳＰ１（座標：（ｘ，ｙ）ｘおよびｙは任意の数）における進相軸ＦＡ１と、測定点ＳＰ１と第２主表面２２の中心点ＣＰとを結ぶ直線ＳＬ１とがなす角θ１を求める。
【００５８】
同様に第２区画の複屈折の測定点ＳＰ２（座標：（−ｘ，ｙ））でのθ２、第３区画の複屈折の測定点ＳＰ３（座標：（−ｘ，−ｙ））でのθ３、および第４区画の複屈折の測定点ＳＰ４（座標：（ｘ，−ｙ））でのθ４を求める。そして、θ１〜θ４のリタデーションの標準偏差が小さければ、内部応力の回転対称性が良いと推測できる。言い換えると、θに回転対称性があると言える。
【００５９】
非貫通穴２４の形成後の角θの測定は、非貫通穴２４を形成する第２主表面２２の外周縁２２ａから５ｍｍ以上内側、かつ、非貫通穴２４の開口縁２４ａから５ｍｍ以上外側の領域で行う（以下、測定領域ＳＡと称す）。非貫通穴２４およびその近傍は、加工歪の影響を受けやすいので、測定領域ＳＡから除く。また、第２主表面２２の外周縁２２ａ近傍も同様に加工歪の影響を受けやすいので、測定領域ＳＡから除く。
【００６０】
測定点ＳＰは、上記測定領域ＳＡをＸ軸方向およびＹ軸方向を１ｍｍ間隔〜２０ｍｍ間隔に区切って得られる点を座標に置き換える。１ｍｍ間隔の場合には、Ｘ軸方向に最大で１４３点、Ｙ軸方向に最大で１４３点の座標点が形成され、２０ｍｍ間隔の場合には、Ｘ軸方向に最大で７点、Ｙ軸方向で最大で７点の座標点が形成される。好ましくは３ｍｍ間隔〜７ｍｍ間隔である。
【００６１】
上記間隔は、中心点ＣＰを基準として設定しても、ガラス板２０の外縁を基準と設定してもよいが、中心点ＣＰを挟んで、測定点がＸ軸方向およびＹ軸方向でともに同数となるようにする。すなわち、１ｍｍ間隔ではＸ座標は−７２〜７２となり、Ｙ座標は−７２〜７２となる。２０ｍｍ間隔では、Ｘ座標は−３〜３となり、Ｙ座標は−３〜３となる。
【００６２】
ガラス板２０の測定領域ＳＡにおいて、上記角θ１〜θ４の４点の標準偏差σは、上記のように所定間隔に区切って得られる座標毎に得られる。そして、得られた座標毎の標準偏差σから測定領域ＳＡ内の平坦度の平均値σａｖｅ（以下、平均標準偏差σａｖｅ）を算出する。平均標準偏差σａｖｅは、測定領域ＳＡ内の標準偏差σを２乗したものの総和を標準偏差の個数で除して得られた平均値を、１／２乗した値となる。
【００６３】
ガラス板２０の測定領域ＳＡにおいて、上記角θ１〜θ４の４点の標準偏差から得られる平均標準偏差σａｖｅが１５°以下である。平均標準偏差σａｖｅを採用するのは、上記４点の標準偏差σが１５°よりも大きい測定点が少数存在しても、上記４点の標準偏差σが１５°よりも小さい測定点が多数存在すれば、後述の効果が得られるからである。
【００６４】
非貫通穴２４の形成後に、測定領域ＳＡにおいて回転対称性の平均標準偏差σａｖｅが１５°以下であれば、外力ない自然状態で、第２主表面２２の中心点ＣＰを軸とした回転対称面を有する面にできる。よって、凹凸パターンの歪の矯正に適したガラス板２０が得られる。非貫通穴２４の形成後に、測定領域ＳＡにおいて、平均標準偏差σａｖｅは好ましくは１０°以下、より好ましくは７°以下である。
【００６５】
同様に、非貫通穴２４の形成前に、測定領域ＳＡにおいて上記平均標準偏差σａｖｅは、例えば１５°以下である。非貫通穴２４の形成前に、測定領域ＳＡにおいて上記平均標準偏差σａｖｅは、好ましくは１０°以下、より好ましくは７°以下である。
【００６６】
非貫通穴２４の形成後に、測定領域ＳＡにおいて１ｃｍ当たりのリタデーションＲｅの最大値Ｒｅｍａｘは、例えば２ｎｍ以上である。この場合、ガラス板２０に残留する応力が十分に大きい。非貫通穴２４の形成後に、測定領域ＳＡにおいて１ｃｍ当たりのリタデーションＲｅの最大値Ｒｅｍａｘは、好ましくは３ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上である。また、非貫通穴２４の形成後に、測定領域ＳＡにおいて１ｃｍ当たりのリタデーションＲｅの最大値Ｒｅｍａｘは、好ましくは１５ｎｍ以下である。
【００６７】
同様に、非貫通穴２４の形成前に、測定領域ＳＡにおいて１ｃｍ当たりのリタデーションＲｅの最大値Ｒｅｍａｘは、例えば２ｎｍ以上、好ましくは３ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上である。また、非貫通穴２４の形成前に、測定領域ＳＡにおいて１ｃｍ当たりのリタデーションＲｅの最大値Ｒｅｍａｘは、好ましくは１５ｎｍ以下である。
【００６８】
図９に示す応力分布は、例えば図１５に示す熱膨張率分布によって実現できる。図１５は、一実施形態によるガラス板の熱膨張率分布を示す図である。図１５において、縦軸は熱膨張率、横軸は中心線ＣＬ（図９等参照）からの距離を表す。図１５では、ガラス板２０の中心線ＣＬからの距離が近い位置ほど、熱膨張率が大きい。
【００６９】
ガラス板２０はガラスの歪点よりも高温で成形されるため、成形時には応力が生じていない。成形後、室温までの冷却過程で、図９に示す応力分布が生じる。ガラス板２０の中心線ＣＬからの距離が近い位置ほど、熱膨張率が大きく、冷却収縮が大きいためである。
【００７０】
図９（ａ）に示す応力分布は、例えば図１５（ａ）に示す熱膨張率分布によって実現できる。図１５（ａ）は、一実施形態によるガラス板２０の熱膨張率分布を示す図である。図１５（ａ）において、縦軸は熱膨張率、横軸は中心線ＣＬ（図９（ａ）等参照）からの距離を表す。図１５（ａ）では、ガラス板２０の中心線ＣＬからの距離が近い位置ほど、熱膨張率が大きい。また、図９（ｂ）に示す応力分布は、例えば図１５（ｂ）に示す熱膨張分布によって実現できる。図１５（ｂ）では、ガラス板２０の中心線ＣＬからの距離が近い位置ほど、熱膨張率が小さい。
【００７１】
ガラス板２０はガラスの歪点よりも高温で成形されるため、成形時には応力が生じていない。成形後、室温までの冷却過程で、図９（ａ）や（ｂ）に示す応力分布が生じる。図９（ａ）では、ガラス板２０の中心線ＣＬからの距離が近い位置ほど、熱膨張率が大きく、冷却収縮が大きいためである。図９（ｂ）では、ガラス板２０の中心線ＣＬからの距離が近い位置ほど、熱膨張率が小さく、冷却収縮が小さいためである。
【００７２】
そこで、角θと同様に、熱膨張率も平面視において中心点ＣＰでの第２主表面との垂線を軸とした回転対称性（以下、中心点ＣＰを軸とした回転対称性と称す）を有する熱膨張率を有していてもよい。徐冷処理したガラス板２０の場合、熱膨張率はガラス組成から換算できるので、熱膨張率の代わりにガラス組成を測定してもよい。熱膨張率は、非貫通穴２４の形成の前後で当然変化しない。
【００７３】
熱膨張率がガラス板２０の中心点ＣＰを軸とした回転対称性を有すれば、図９（ａ）に示す応力分布を有するガラス板２０の第２主表面に非貫通穴２４を形成すると、外力のない自然状態で、第１主表面が中心点ＣＰを軸とする凹状に成形できる。また、図９（ｂ）に示す応力分布を有するガラス板２０の第２主表面に非貫通穴２４を形成すると、外力のない自然状態で、第１主表面が中心点ＣＰを軸とする凸状に成形できる。したがって、凹凸パターンの歪の矯正に適したガラス板２０が得られる。上記ＳＰ１〜ＳＰ４の熱膨張率の４点の標準偏差σは、上記角θの測定のときに使用した座標毎に得られる。そして、得られた座標毎の標準偏差σから測定領域ＳＡ内の熱膨張率の平均値σａｖｅは７ｐｐｂ／℃以下であることが好ましく、５ｐｐｂ／℃以下であることがさらに好ましい。
【００７４】
図１５（ａ）に示す熱膨張率分布は、例えば図１６（ａ）に示すＴｉＯ２濃度分布によって実現できる。図１６（ａ）は、一実施形態によるガラス板のＴｉＯ２濃度分布を示す図である。図１６（ａ）において、縦軸はＴｉＯ２濃度、横軸は中心線ＣＬ（図９（ａ）等参照）からの距離を表す。また、図１５（ｂ）に示す熱膨張率分布は、例えば図１６（ｂ）に示すＴｉＯ２濃度分布によって実現できる。
【００７５】
ＴｉＯ２を含有する石英ガラスは、例えばＶＡＤ（Ｖａｐｏｒ‐ｐｈａｓｅ  Ａｘｉａｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｏｎ）法によって作製される。ＶＡＤ法は、回転する石英棒の下方から珪素塩化物やチタン塩化物を酸素ガスや水素ガスと一緒に吹き付け、ガスバーナの火炎によって加水分解反応を生じさせることで、石英棒の下方に多孔質プリフォームを形成する方法である。多孔質プリフォームは、石英棒と共に引き上げられ、焼成炉で透明ガラス化された後、金型で成形される。ＶＡＤ法では、珪素塩化物の濃度やチタン塩化物の濃度を制御することにより、ＴｉＯ２濃度分布を制御できる。尚、ＴｉＯ２を含有する石英ガラスの製法は、ＶＡＤ法に限定されず、例えば直接法、プラズマ法などでもよい。
【００７６】
図１６（ａ）では、ガラス板２０の中心線ＣＬからの距離が近い位置ほど、ＴｉＯ２濃度が低く、その分、ＳｉＯ２濃度が高い。図１６（ａ）に示すＴｉＯ２濃度分布の場合、図１５（ａ）に示す熱膨張率分布が得られ、その結果、図９（ａ）に示す応力分布が得られる。逆に、図１６（ｂ）では、ガラス板２０の中心線ＣＬからの距離が近い位置ほど、ＴｉＯ２濃度が高く、その分、ＳｉＯ２濃度が低いので、図９（ｂ）に示す応力分布が得られる。
【００７７】
ＴｉＯ２濃度分布も角θと同様に、ガラス板２０の中心点ＣＰを軸とした回転対称性を有するのであれば、ＴｉＯ２濃度も回転対称性の分布を有し、その結果、図１０（ａ）や図１０（ｂ）に示す応力分布が得られる。
【００７８】
ガラス板２０の中心点ＣＰを軸とした回転対称性を有するＴｉＯ２濃度分布であれば、図９（ａ）に示す応力分布を有するガラス板２０の第２主表面に非貫通穴２４を形成すると、外力のない自然状態で、第１主表面が中心点ＣＰを軸とする凹状に成形できる。また、図９（ｂ）に示すガラス板２０の第２主表面に非貫通穴２４を形成すると、外力のない自然状態で、第１主表面が中心点ＣＰを軸とする凸状に成形できる。上記ＳＰ１〜ＳＰ４のＴｉＯ２濃度の４点の標準偏差σは、上記角θの測定のときに使用した座標毎に得られる。そして、得られた座標毎の標準偏差σから測定領域ＳＡ内のＴｉＯ２濃度の平均値σａｖｅは０．０７質量％以下であることが好ましく、０．０４質量％以下であることがさらに好ましい。
【００７９】
第２主表面の平坦度の中心点ＣＰを軸とする回転対称性の割合は、例えば、平坦度の二乗平均平方根（ＲＭＳ）の２乗値の中の回転対称成分の平坦度の二乗平均平方根（ＲＭＳ）の２乗値の割合で示すことができる。第２主表面の中心点ＣＰを軸とする回転対称性の割合が高ければ、第１主表面を下に向け、第２主表面を上に向けた状態で、上方のチャックに保持されるときに、第１主表面の凹凸パターンが不均一に歪む事を抑制できる。よって、凹凸パターンの歪の矯正が容易にできる。回転対称性の割合は６０％以上が好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。
【実施例】
【００８０】
四塩化珪素(シリカ前駆体)および四塩化チタン(チタニア前駆体)を、酸水素火炎中に導入して得られるＴｉＯ２−ＳｉＯ２ガラス微粒子を、ある一定の速度で、軸を中心として回転する石英ガラス製の種棒を基材として用い、この基材に堆積、成長させて多孔質ＴｉＯ２−ＳｉＯ２ガラス体を形成させた。シリカ・チタニアガラスを成長する際の四塩化珪素と四塩化チタンの流量割合を調整して、得られるシリカ・チタニアガラスの組成をシリカ分９４質量％、チタニア分６質量％とした。
【００８１】
得られた多孔質ＴｉＯ２−ＳｉＯ２ガラス体を、ヘリウム雰囲気下、約１５００℃の温度まで昇温してＴｉＯ２−ＳｉＯ２ガラスインゴットを得た。このＴｉＯ２−ＳｉＯ２ガラスインゴットの長軸方向の両端をそれぞれ約５０ｍｍずつカットし、更に外周を深さ２〜３ｍｍ程度、研削により不使用部を除去した。
【００８２】
前記により不使用部を除去して得られたＴｉＯ２−ＳｉＯ２ガラスインゴットを、内底面の形状が一辺の長さが１９０ｍｍの正方形で、高さ約１０００ｍｍのカーボン製容器に入れ、アルゴン雰囲気下、約１７５０℃の温度に加熱して、ＴｉＯ２−ＳｉＯ２ガラス成形体を得た。このＴｉＯ２−ＳｉＯ２ガラス成形体は、１９０×１９０×２２０ｍｍ、重さ約１７ｋｇであった。
【００８３】
得られたＴｉＯ２−ＳｉＯ２ガラス成形体を、大気中、１１００℃以上の温度に昇温した後、１００℃／ｈｒ以下の平均降温速度で７００℃以下の温度まで降温するアニール処理を行った。
【００８４】
得られた成形体の上下面および側面を約２０ｍｍずつ研削で除去した後、上下面に平行に、上面、下面からそれぞれ１枚ずつ、厚さ１．５ｍｍにスライスし、２枚のＴｉＯ２濃度測定用ガラス基板（以下、測定用基板と称す。）を採取した。測定用基板は鏡面研磨を行い、厚さ１ｍｍとした。そして、上面から採取した測定用基板の中心点ＣＰ１と下面から採取した測定用基板の中心点ＣＰ２とを、それぞれの測定用基板のＴｉＯ２濃度を測定し、ＴｉＯ２濃度を基準として求める。そして、上面および下面から採取した測定用基板の中心点ＣＰ１と中心点ＣＰ２とを結ぶ直線をＴｉＯ２−ＳｉＯ２ガラス成形体の軸とする。この成形体の軸が１５２ｍｍ角の中心点ＣＰとなるように研削加工し、厚さ７ｍｍにスライスする。
【００８５】
ここで、中心点ＣＰ１、ＣＰ２の決め方について説明する。まず、測定用基板の対角線が交わる点を仮中心とし、この仮中心をとおる測定用基板上の直線をＸ軸とし、このＸ軸方向に２０ｍｍピッチの間隔でＴｉＯ２濃度を測定する。そして、測定位置を横軸とし、ＴｉＯ２濃度を縦軸としたグラフに測定値をプロットし、この測定値から得られる平滑線を６次の多項式近似を行う。次に、この近似曲線で、上記仮中心付近の極大値または極小値をＸ軸の中心とする。
【００８６】
次に、このＸ軸の中心をとおるＸ軸と垂直に交わる直線をＹ軸とし、このＹ軸方向に２０ｍｍピッチの間隔でＴｉＯ２濃度を測定する。そして、測定位置を横軸とし、ＴｉＯ２濃度を縦軸としたグラフに測定値をプロットし、この測定値から得られる平滑線を６次の多項式近似を行う。次に、この近似曲線で、上記仮中心付近の極大値または極小値をＹ軸の中心とする。そして、このＹ軸の中心が中心点ＣＰ１、ＣＰ２となる。
【００８７】
７ｍｍ厚に成形したガラス板２０の第１主表面および第２主表面の両方を平坦に研磨した後、第２主表面の中央部に円柱状の非貫通穴を形成し、続いて、外力のない自然状態での第２主表面の形状などを確認した。石英ガラス板の大きさは縦１５２ｍｍ、横１５２ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍとし、非貫通穴の大きさは直径６４ｍｍ、深さ５．２５ｍｍとした。なお、便宜上、ガラス板の第１主表面の中央部には、突出面や凹凸パターンを形成しなかった。突出面や凹凸パターンの形成の有無によって、結果の傾向は変わらない。
【００８８】
実施例１〜３ではＴｉＯ２濃度分布の軸中心とガラス板の中心を一致させたガラス板である。比較例１はＴｉＯ２濃度分布を測定せず、外周を均一厚さに研削加工して作製したガラス板である。
【００８９】
測定領域ＳＡにおける直線ＳＬと進相軸ＦＡとのなす角θ、および測定領域ＳＡにおける１ｃｍ当たりのリタデーションＲｅは、ユニオプト社製の複屈折測定装置（商品名ＡＢＲ１０Ａ）により測定した。これらの測定は、縦方向および横方向にそれぞれ５ｍｍピッチで行った。これらの測定結果に基づき、測定領域ＳＡにおいて、全４区画の測定点ＳＰ１〜ＳＰ４における進相軸ＦＡと直線ＳＬとのなす角θの標準偏差σを１３７点で算出した。平均標準偏差σａｖｅは１３７点の標準偏差σから算出した。つまり、標準偏差σの２乗の平均値を、１／２乗することで算出した。
【００９０】
非貫通穴の形成後、外力のない自然状態での第２主表面の形状は、Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｔｒｏｐｅｌ社製のＦＭ２００を用いて測定した。
【００９１】
第２主表面の平坦成分のうち、中心点ＣＰを軸とする回転対称成分の割合は、第２主表面の半径３５ｍｍ〜半径７０ｍｍエリアにおいて、第２主表面の平坦度の二乗平均平方根（ＲＭＳ）の２乗値の中の回転対称成分の平坦度の二乗平均平方根（ＲＭＳ）の２乗値の割合で示す。回転対称成分の平坦度の二乗平均平方根（ＲＭＳ）は、最小２乗法を用いた多項式近似関数曲面フィッティングを行うことで算出した。
【００９２】
試験結果を表１に示す。
【００９３】
【表１】
2017103309.tif 000003
【００９４】
表１から明らかなように、実施例１〜３では、全４区画の進相軸ＳＰ１〜ＳＰ４の平均標準偏差σが１５°以下のため、自然状態で中心点ＣＰを軸とする回転対称成分が支配的な平坦性が得られ、第１主表面に形成される凹凸パターンの矯正に適したガラス板が得られた。一方、比較例１では、全４区画の測定点ＳＰ１〜ＳＰ４における進相軸ＦＡと直線ＳＬとのなす角θの平均標準偏差σが１５°より大きいため、自然状態で、第２主表面は中心点ＣＰを軸とする回転対称成分の割合が低い値になってしまった。
【００９５】
以上、インプリントモールド用ガラス板の実施形態などについて説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１０  モールド
１１  第１主表面
１２  第２主表面
１３  突出面
１４  非貫通穴
１５  基板
１７  転写材
２０  ガラス板
２１  第１主表面
２２  第２主表面
２３  突出面
２４  非貫通穴
２４ａ  開口縁
ＳＡ  測定領域
ＳＰ  測定点
ＦＡ  進相軸
θ    なす角
【図１】
2017103309.tif 000004
【図２】
2017103309.tif 000005
【図３】
2017103309.tif 000006
【図４】
2017103309.tif 000007
【図５】
2017103309.tif 000008
【図６】
2017103309.tif 000009
【図７】
2017103309.tif 000010
【図８】
2017103309.tif 000011
【図９】
2017103309.tif 000012
【図１０】
2017103309.tif 000013
【図１１】
2017103309.tif 000014
【図１２】
2017103309.tif 000015
【図１３】
2017103309.tif 000016
【図１４】
2017103309.tif 000017
【図１５】
2017103309.tif 000018
【図１６】
2017103309.tif 000019