JP2017103309A - Glass plate for imprint mold, and manufacturing method of glass plate for imprint mold - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a glass plate for imprint mold and a method for producing the glass plate for imprint mold.
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。 As an alternative technique to the photolithography method, an imprint method has attracted attention (see, for example, Patent Documents 1 and 2). The imprint method is a technique in which a transfer material is sandwiched between a mold and a substrate, and an uneven pattern of the mold is transferred to the transfer material. In the photolithography method, the resolution is limited by the wavelength of light used for exposure, but in the imprint method, a pattern can be formed according to the pattern carved in the mold, and a very fine pattern can be formed. In addition, an expensive optical system apparatus is unnecessary as compared with the photolithography method, and it can be expected to perform ultrahigh resolution lithography with a low-cost apparatus. The imprint method can be applied to the manufacture of various products such as antireflection sheets, biochips, magnetic recording media as well as semiconductor elements.
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。 The imprint method is expected to be developed especially for semiconductor integrated circuits. 2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor integrated circuits have been miniaturized and integrated, and photolithography apparatuses have been improved in accuracy as a pattern transfer technique for realizing the fine processing. However, there has been a problem that the price of the apparatus becomes very high because the apparatus must be increased in size as the pattern becomes finer, and it is necessary to control the apparatus with high precision.
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。 On the other hand, there is an imprint method for performing a fine pattern at a low cost, and it is said that a pattern of about 10 nanometers can be transferred. The imprint method has been studied for its application to mass recording medium recording bit formation, semiconductor integrated circuit pattern formation, and the like, and is being studied for mass production.
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。 Here, high throughput is one of the problems in applying imprint technology to mass production. Even if the price of the imprint apparatus is low, if the throughput is low, the product cost becomes high, and a cost merit cannot be obtained as compared with a product manufactured by a conventional photolithography method.
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。 In the pattern transfer process, air bubbles are easily caught between the mold and the substrate. The entrained bubbles are gradually absorbed by the transfer material, and the bubbles disappear. In the transfer process, it is necessary to wait until the transfer material completely fills the space surrounded by the uneven pattern and the substrate. This is because when the transfer material is solidified with bubbles that cannot be absorbed, pattern defects are caused.
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。 Furthermore, as a technique for reducing the amount of entrained bubbles, a technique has been developed in which a mold having a non-through hole is transferred while being curved on the surface opposite to the pattern. In this state, the mold center and the transfer material are first contacted, and in this state, the contact area with the transfer material is gradually expanded from the mold center to the outer periphery of the mold. Can be made.
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。 A glass plate is generally used for the production of an imprint mold. The glass plate has a first main surface and a second main surface. A concavo-convex pattern is formed in the central portion of the first main surface, and a non-through hole is formed in the central portion of the second main surface.
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。 For example, the glass plate is held by the upper chuck in a state where the first main surface faces downward and the second main surface faces upward. At this time, the second main surface is deformed following the holding surface of the chuck, and as a result, the uneven pattern on the first main surface is distorted. The distortion of the uneven pattern is corrected by clamping the outer peripheral surface of the post-chuck glass plate. Therefore, when molding a glass plate, the flatness of the glass base plate before processing has been regarded as important.
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。 However, even if a glass plate having a concavo-convex pattern and a non-through hole is made using a glass base plate with good flatness, the flatness of the second main surface deteriorates, and a non-uniform undulation shape appears. It was. In the glass plate in which the uneven wave shape is generated, the uneven pattern is displaced when the second main surface is chucked. The correction of the concavo-convex pattern resulting from this uneven undulation shape requires adjustment for each glass substrate and becomes complicated. On the other hand, since there is a possibility that an uncorrectable misalignment may occur, flatness as a glass plate is regarded as more important than a glass base plate.
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。 This invention is made | formed in view of the said subject, Comprising: It aims at provision of the glass plate for imprint molds suitable for correction of the distortion of an uneven | corrugated pattern.
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。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention,
It has a non-through hole in the center of one main surface,
In the measurement region 5 mm or more inside from the outer peripheral edge of the main surface and 5 mm or more outside from the opening edge of the non-through hole, the two straight lines (X axis and Y axis) serving as the symmetry axes of the main surface are used. The main surface is divided into four sections (first section to fourth section), and the fast axis of birefringence measured by irradiating light perpendicular to the main surface, and the measurement points of all sections of the fast axis (± x, ± y: x and y are arbitrary numbers) and the angle formed by the straight line connecting the center point of the main surface are measured at the measurement points in the respective sections, and the obtained four angles The standard deviation σ is calculated from the standard deviation σ ave calculated from a plurality of standard deviations σ obtained from the measurement region, and an imprint mold glass plate is provided.
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。 According to one aspect of the present invention, there is provided an imprint mold glass plate suitable for correcting distortion of an uneven pattern.
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。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same or corresponding reference numerals, and description thereof is omitted. In this specification, the imprint mold is also simply referred to as a mold. Further, in the present specification, the plan view means that it is viewed from a direction perpendicular to the main surface.
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。 FIG. 1 is a plan view of a mold manufactured using a glass plate according to an embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the mold along the line II-II in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the mold shown in FIG. 2 in a deformed state. 4 is a cross-sectional view of the mold shown in FIG.
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。
As shown in FIG. 4, the
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。
The
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。 Quartz glass has higher ultraviolet transmittance than general soda lime glass. Quartz glass has a smaller coefficient of thermal expansion than ordinary soda lime glass, and its dimensional change due to temperature changes is small.
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。
Quartz glass may contain TiO 2 in addition to SiO 2 . The greater the TiO 2 content, the greater the density of OH groups on the glass surface, and the higher the affinity between the glass surface and the
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。 Quartz glass may contain 90 to 95% by mass of SiO 2 and 5 to 10% by mass of TiO 2 . When the TiO 2 content is 5 to 10% by mass, the coefficient of thermal expansion near room temperature is substantially zero, and the dimensional change near room temperature hardly occurs.
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。 Quartz glass may contain trace components other than SiO 2 and TiO 2 , but preferably does not contain trace components.
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
At the central portion of the first
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。
On the other hand, a
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。
As shown in FIG. 1, the protruding
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。
As shown in FIG. 2, the portion of the
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。
Next, with reference to FIGS. 3 to 4 again, an imprint method using the
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。
As shown in FIG. 3, in a state where the protruding
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。
Thereafter, before the
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。
After the
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。 FIG. 5 is a flowchart of a method of manufacturing an imprint mold glass plate according to an embodiment. FIG. 6 is a flowchart of the non-through hole forming step of FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of the glass plate after the non-through hole forming step of FIG. 5 is completed. FIG. 8 is a cross-sectional view of the glass plate after completion of the protruding surface forming step of FIG. In FIG. 8, an alternate long and two short dashes line shows the state of the glass plate before the start of the protruding surface forming step.
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。 The manufacturing method of the glass plate for imprint molds has non-through-hole formation process S11 and protrusion surface formation process S12, as shown in FIG. In FIG. 5, the protruding surface forming step S12 is performed after the non-through hole forming step S11. However, the order may be reversed, and the non-through hole forming step S11 may be performed after the protruding surface forming step S12. . Further, the protruding surface forming step S12 may be performed in the middle of the non-through hole forming step S11.
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。
In the non-through hole forming step S <b> 11, the
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。
In the grinding step S13, the second
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。
In the protruding surface forming step S12, the outer periphery of the first
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。
After the projecting surface forming step S <b> 12, the first
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。
The
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。
In the present embodiment, a step is formed on the first
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。 FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state of the glass plate before forming a non-through hole according to one embodiment. In FIG. 9, the arrow indicates the direction of the stress remaining on the glass plate. In FIG. 9, hatching is omitted for convenience. FIG. 10 is a plan view showing a state when the glass plate of FIG. 9 is viewed from the first main surface side or the second main surface side. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a natural state after forming a non-through hole in a glass plate according to an embodiment. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a restrained state by the chuck after the non-through hole is formed in the glass plate according to the embodiment. In FIG. 11, the bending of the glass plate is exaggerated.
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。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 9A and 9B, a glass plate having a residual stress having symmetry about the center line CL in a direction orthogonal to the center line CL of the
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。
As shown in FIG. 11A, when the
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。
Although not shown, when the shape is as shown in FIG. 11A, the second
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。
As shown in FIG. 12A, glass is placed on the upper chuck 30 with the first
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。
The concavo-convex pattern of the projecting
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。
If the second
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。
For the production of the 20 glass plates, the stress distribution of the
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。
By the way, the stress distribution of the
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。
The stress distribution of the
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。
The birefringence measuring device irradiates light perpendicularly to the main surface of the
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。
The fast axis is the axis at which light travels the fastest and has the smallest refractive index. On the other hand, the slow axis is the axis with the slowest light traveling speed and the axis with the highest refractive index. Usually, the fast axis and the slow axis are orthogonal. Retardation is the optical path difference (nm) between the fast axis and the slow axis. By dividing the retardation (nm) by the thickness (cm) of the
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。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the relationship between the stress acting on the birefringence measurement site of the glass plate and the fast axis according to one embodiment. As shown in FIG. 13, tensile stress may act in the longitudinal direction and compressive stress act in the lateral direction on the
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。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a relationship between a measurement point of birefringence of a glass plate and a fast axis according to an embodiment. In FIG. 14, an acute angle portion formed by the fast axis FA at the birefringence measurement point SP and the straight line SL connecting the measurement point SP and the center point CP of the second
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。
In FIG. 14, the second main surface is divided into all four sections from the first section to the fourth section by X-axis and Y-axis straight lines (two straight lines serving as symmetry axes) orthogonal to each other at the center point CP. When the angle θ formed by the fast axis FA at the birefringence measurement point SP in all sections and the straight line SL connecting the measurement point SP and the center point CP of the second
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。
Conversely, when the angle θ formed by the fast axis FA at the birefringence measurement point SP and the straight line SL connecting the measurement point SP and the center point CP of the second
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。
For example, in the first section, the fast axis FA1 at the birefringence measurement point SP1 (coordinates: (x, y) x and y are arbitrary numbers), the measurement point SP1, and the center point CP of the second
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。 Similarly, θ2 at the birefringence measurement point SP2 (coordinates: (−x, y)) of the second section, and θ3 at the birefringence measurement point SP3 (coordinates: (−x, −y)) of the third section. And θ4 at the birefringence measurement point SP4 (coordinates: (x, -y)) of the fourth section. If the standard deviation of retardation of θ1 to θ4 is small, it can be estimated that the rotational symmetry of internal stress is good. In other words, it can be said that θ has rotational symmetry.
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。
The angle θ after the formation of the
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。 The measurement point SP replaces the points obtained by dividing the measurement area SA in the X-axis direction and the Y-axis direction at intervals of 1 mm to 20 mm with coordinates. In the case of 1 mm intervals, a maximum of 143 coordinate points are formed in the X-axis direction and a maximum of 143 points in the Y-axis direction, and in the case of 20 mm intervals, a maximum of 7 points in the X-axis direction are formed. Thus, a maximum of seven coordinate points are formed. Preferably, the interval is 3 mm to 7 mm.
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。
The interval may be set with the center point CP as a reference, or may be set with the outer edge of the
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。
In the measurement area SA of the
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。
In the measurement area SA of the
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。
After the formation of the
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。
Similarly, before the
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。
After the formation of the
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。
Similarly, before the formation of the
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。
The stress distribution shown in FIG. 9 can be realized by the thermal expansion coefficient distribution shown in FIG. 15, for example. FIG. 15 is a diagram illustrating a thermal expansion coefficient distribution of a glass plate according to an embodiment. In FIG. 15, the vertical axis represents the coefficient of thermal expansion, and the horizontal axis represents the distance from the center line CL (see FIG. 9 and the like). In FIG. 15, the closer the distance from the center line CL of the
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。
Since the
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。
The stress distribution shown in FIG. 9A can be realized by the thermal expansion coefficient distribution shown in FIG. FIG. 15A is a diagram showing a thermal expansion coefficient distribution of the
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。
Since the
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。
Therefore, similarly to the angle θ, the thermal expansion coefficient is also rotationally symmetric with respect to the perpendicular to the second main surface at the center point CP in plan view (hereinafter referred to as rotational symmetry about the center point CP). It may have a coefficient of thermal expansion. In the case of the
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。
If the thermal expansion coefficient has rotational symmetry about the center point CP of the
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。 The thermal expansion coefficient distribution shown in FIG. 15A can be realized by the TiO 2 concentration distribution shown in FIG. FIG. 16A is a diagram showing a TiO 2 concentration distribution of a glass plate according to an embodiment. In FIG. 16A, the vertical axis represents the TiO 2 concentration, and the horizontal axis represents the distance from the center line CL (see FIG. 9A, etc.). Moreover, the thermal expansion coefficient distribution shown in FIG. 15B can be realized by the TiO 2 concentration distribution shown in FIG. 16B, for example.
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。 Quartz glass containing TiO 2 is produced, for example, by a VAD (Vapor-phase Axial Deposition) method. In the VAD method, silicon chloride or titanium chloride is blown together with oxygen gas or hydrogen gas from below the rotating quartz rod, and a hydrolytic reaction is caused by the flame of the gas burner. This is a method of forming a reform. The porous preform is pulled up together with the quartz rod, and is formed into a transparent mold in a baking furnace, and then molded with a mold. In the VAD method, the TiO 2 concentration distribution can be controlled by controlling the concentration of silicon chloride and the concentration of titanium chloride. Incidentally, preparation of silica glass containing TiO 2 is not limited to the VAD method, for example direct method may be a plasma process.
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。
In FIG. 16A, the closer the distance from the center line CL of the
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。
Similarly to the angle θ, if the TiO 2 concentration distribution has a rotational symmetry about the center point CP of the
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。
If the TiO 2 concentration distribution has rotational symmetry about the center point CP of the
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。 The ratio of the rotational symmetry about the center point CP of the flatness of the second main surface is, for example, the root mean square of the flatness of the rotational symmetry component in the square value of the root mean square (RMS) of the flatness. It can be shown by the ratio of the square value of (RMS). When the ratio of rotational symmetry about the center point CP of the second main surface is high, when the first main surface is held down and the second main surface is held up by the upper chuck In addition, the uneven pattern on the first main surface can be prevented from being distorted unevenly. Therefore, the distortion of the concavo-convex pattern can be easily corrected. The proportion of rotational symmetry is preferably 60% or more, and more preferably 80% or more.
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。 TiO 2 —SiO 2 glass fine particles obtained by introducing silicon tetrachloride (silica precursor) and titanium tetrachloride (titania precursor) into an oxyhydrogen flame are rotated around a shaft at a certain speed. A seed glass made of quartz glass was used as a base material, and was deposited and grown on the base material to form a porous TiO 2 —SiO 2 glass body. By adjusting the flow rate ratio of silicon tetrachloride and titanium tetrachloride when growing the silica / titania glass, the composition of the obtained silica / titania glass was 94 mass% for silica and 6 mass% for titania.
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。 The obtained porous TiO 2 —SiO 2 glass body was heated to a temperature of about 1500 ° C. in a helium atmosphere to obtain a TiO 2 —SiO 2 glass ingot. Both ends in the major axis direction of the TiO 2 —SiO 2 glass ingot were cut by about 50 mm each, and the outer periphery was removed to a depth of about 2 to 3 mm, and unused portions were removed by grinding.
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。 The TiO 2 —SiO 2 glass ingot obtained by removing the unused portion as described above was put into a carbon container having a shape of an inner bottom surface of a square having a side length of 190 mm and a height of about 1000 mm, and was placed under an argon atmosphere. And heated to a temperature of about 1750 ° C. to obtain a TiO 2 —SiO 2 glass molded body. This TiO 2 —SiO 2 glass molded body was 190 × 190 × 220 mm and weighed about 17 kg.
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。 The obtained TiO 2 —SiO 2 glass molded body was heated in air to a temperature of 1100 ° C. or higher, and then annealed to lower the temperature to 700 ° C. or lower at an average temperature drop rate of 100 ° C./hr or lower. .
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。 After removing the upper and lower surfaces and the side surfaces of the obtained molded body by about 20 mm each by grinding, slice each piece from the upper surface and the lower surface in parallel with the upper and lower surfaces to a thickness of 1.5 mm, and concentration of two TiO 2 A glass substrate for measurement (hereinafter referred to as a measurement substrate) was collected. The measurement substrate was mirror-polished to a thickness of 1 mm. Then, a measuring substrate central point CP2 of taken from the center point CP1 and the lower surface of the measurement substrate taken from the top surface, to measure the concentration of TiO 2 of the respective measurement substrate, determine the concentration of TiO 2 as a reference. A straight line connecting the center point CP1 and the center point CP2 of the measurement substrate taken from the upper surface and the lower surface is taken as the axis of the TiO 2 —SiO 2 glass molded body. Grinding is performed so that the axis of the molded body is a center point CP of 152 mm square, and the slice is sliced to a thickness of 7 mm.
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。 Here, how to determine the center points CP1 and CP2 will be described. First, the point at which the diagonal lines of the measurement substrate intersect is the temporary center, the straight line on the measurement substrate passing through the temporary center is the X axis, and the TiO 2 concentration is measured at intervals of 20 mm in the X axis direction. Then, the measurement value is plotted on a graph with the measurement position on the horizontal axis and the TiO 2 concentration on the vertical axis, and the smooth line obtained from the measurement value is approximated by a sixth order polynomial. Next, in this approximate curve, the local maximum value or local minimum value near the temporary center is set as the center of the X axis.
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。 Next, a straight line perpendicular to the X axis passing through the center of the X axis is taken as the Y axis, and the TiO 2 concentration is measured at intervals of 20 mm in the Y axis direction. Then, the measurement value is plotted on a graph with the measurement position on the horizontal axis and the TiO 2 concentration on the vertical axis, and the smooth line obtained from the measurement value is approximated by a sixth order polynomial. Next, in this approximate curve, the local maximum value or local minimum value near the temporary center is set as the center of the Y axis. The centers of the Y axes are the center points CP1 and CP2.
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。
After flatly polishing both the first main surface and the second main surface of the
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。 In Examples 1 to 3, it is a glass plate in which the axis center of the TiO 2 concentration distribution is aligned with the center of the glass plate. Comparative Example 1 is a glass plate manufactured by grinding the outer periphery to a uniform thickness without measuring the TiO 2 concentration distribution.
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。 The angle θ formed by the straight line SL and the fast axis FA in the measurement area SA and the retardation Re per cm in the measurement area SA were measured by a birefringence measuring apparatus (trade name ABR10A) manufactured by Uniopt. These measurements were performed at 5 mm pitches in the vertical and horizontal directions. Based on these measurement results, the standard deviation σ of the angle θ formed by the fast axis FA and the straight line SL at the measurement points SP1 to SP4 in all four sections in the measurement area SA was calculated at 137 points. The average standard deviation σ ave was calculated from 137 standard deviations σ. That is, the average value of the square of the standard deviation σ was calculated by raising to the 1/2 power.
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。 After the formation of the non-through hole, the shape of the second main surface in a natural state with no external force was measured using FM200 manufactured by Corning Tropel.
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。 Of the flat component of the second main surface, the ratio of the rotationally symmetric component about the center point CP is the root mean square (RMS) of the flatness of the second main surface in the area of radius 35 mm to radius 70 mm of the second main surface. ) In the square value of the rotationally symmetric component in the square value of the root mean square (RMS). The root mean square (RMS) of the flatness of the rotationally symmetric component was calculated by performing polynomial approximation function surface fitting using the least square method.
試験結果を表1に示す。 The test results are shown in Table 1.
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。 As is clear from Table 1, in Examples 1 to 3, the average standard deviation σ of the fast axes SP1 to SP4 in all four sections is 15 ° or less, so that the rotationally symmetric component about the center point CP in the natural state Was obtained, and a glass plate suitable for correcting the uneven pattern formed on the first main surface was obtained. On the other hand, in Comparative Example 1, since the average standard deviation σ of the angle θ formed by the fast axis FA and the straight line SL at the measurement points SP1 to SP4 in all four sections is larger than 15 °, the second main surface is in a natural state. The ratio of the rotationally symmetric component about the center point CP has become a low value.
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。 As mentioned above, although embodiment of the glass plate for imprint molds, etc. was described, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment etc., and within the scope of the gist of the present invention described in the claims, various modifications, Improvements are possible.
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
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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。 It has a non-through hole in the center of one main surface,
In the measurement region 5 mm or more inside from the outer peripheral edge of the main surface and 5 mm or more outside from the opening edge of the non-through hole, the two straight lines (X axis and Y axis) serving as the symmetry axes of the main surface are used. The main surface is divided into four sections (first section to fourth section), and the fast axis of birefringence measured by irradiating light perpendicular to the main surface, and the measurement points of all sections of the fast axis (± x, ± y: x and y are arbitrary numbers) and the angle formed by the straight line connecting the center point of the main surface are measured at the measurement points in the respective sections, and the obtained four angles A glass sheet for imprint molds, in which a standard deviation σ is calculated from the standard deviation σ ave calculated from a plurality of standard deviations σ obtained from the measurement region.
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。 Formed of quartz glass containing TiO 2 ;
The average value of the TiO 2 concentration in the portion inside the opening edge of the non-through hole in plan view is smaller than the average value of the TiO 2 concentration in the portion outside the opening edge of the non-through hole in plan view. The glass plate for imprint molds according to claim 1 or 2.
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