JP2019197769A - Manufacturing method of substrate for imprint mold - Google Patents

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Abstract

To provide a manufacturing method of a substrate for imprint mold which can significantly reduce the processing stress to a pattern formation part without excessive processes and costs.SOLUTION: A manufacturing method of a substrate for imprint mold subjected to outer shape processing, when performing outer shape processing of a substrate 1 for imprint mold which has a pattern formation part 2 and a non-pattern formation part 5 using a substrate processing pedestal 3, uses the substrate processing pedestal 3 having a recess, stores the pattern formation part 2 of the substrate 1 for imprint mold in the recess, provides a space area 7 between the pattern formation part 2 and the substrate processing pedestal 3, fixes the substrate 1 for imprint mold on the substrate processing pedestal 3 by sticking the non-pattern formation part 5 and the substrate processing pedestal 3 in the state where the pattern formation part 2 is not brought into direct contact with the substrate processing pedestal 3, and performs outer shape processing onto at least a portion of the substrate 1.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、インプリントモールド用基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an imprint mold substrate.

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、耐薬品性の点において合成石英ガラスが有利である。
In imprint technology, which is one of the alternative technologies for photolithography that has become popular in recent years, various shapes of substrates are used for molds used for imprinting, and the front surface, back surface, end surface, and chamfered portion of the substrate are used. There are many cases of processing.
The imprint technology is a technique that presses a mold with a micrometer or nanometer-size concavo-convex pattern on the surface of the substrate in advance against the work material or resin formed on the surface, and transfers the fine pattern precisely at once. is there. In particular, the UV nanoimprint is advantageous in synthetic quartz glass in terms of low thermal expansion, purity, heat resistance, and chemical resistance in IC applications where a fine pattern is required.

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持つが、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。
The imprint process has advantages such as cost reduction by shortening the process and high transfer reproducibility as compared with the conventional method. However, since the imprint process is performed by 1: 1 direct contact between the mold and the workpiece, there are various imprint processes. There are problems specific to imprinting that are not found in conventional photolithography, such as defects and the need for high shape accuracy of the entire mold.
In many cases, the concavo-convex marking included in the manufacturing process of the imprint mold is performed by a photolithography method and wet etching using an apparatus for manufacturing a semiconductor or the like. The pattern position accuracy in semiconductor manufacturing is required to be on the order of several hundreds to several nanometers, but not only the processing accuracy of fine patterns but also high-precision shapes are defined up to the front and back surfaces and end surfaces of the mold.

例えば、特許文献1では、モールドパターンと対向面に非貫通孔を形成する方法において、非貫通孔形成の際にZ軸方向への加工時は、回転加工具の軌跡の対向面にパターンが無い面を通過するように所望形状の一部のみに非貫通孔を形成する。次に、その非貫通孔からXY方向へ加工して非貫通孔を所望の形状に広げて加工することによって、パターンの対向面を回転加工具の軌跡が通過する際は、XY方向へ加工応力のベクトルを向けてパターンへのダメージを軽減する方法が記載されている。
また、特許文献2では、モールドの形状加工にて排出される研削屑によるモールドパターン形成部へのダメージから保護するためのパターン形成部保護技術が記載されている。
For example, in Patent Document 1, in the method of forming a non-through hole on the surface opposite to the mold pattern, there is no pattern on the surface opposite to the locus of the rotary processing tool during processing in the Z-axis direction when forming the non-through hole. A non-through hole is formed only in a part of the desired shape so as to pass through the surface. Next, by processing the non-through hole in the XY direction and expanding the non-through hole into a desired shape, when the trajectory of the rotary processing tool passes through the opposing surface of the pattern, the processing stress in the XY direction A method of reducing the damage to the pattern by directing the vector is described.
Further, Patent Document 2 describes a pattern formation portion protection technique for protecting against damage to a mold pattern formation portion due to grinding dust discharged during mold shaping.

特開2011−245787号公報JP 2011-245787 A 特開2015−214449号公報JP2015-214449A

しかし、特許文献1の場合、Z軸方向への加工時における応力はパターンを含む面全体に加わる上、XY方向への加工時においてもパターン形成部への応力はゼロにはならない。また、パターン形成部を直接貼り付けて固定することになるため、貼り付けに起因するダメージや、加工応力によるダメージは避けられない。
また、特許文献2においても、研削屑等の外部からの異物接触は軽減するものの、保護部材を介しての加工応力を軽減するまでには至っていないため、ダメージを回避することはできない。
However, in the case of Patent Document 1, the stress at the time of processing in the Z-axis direction is applied to the entire surface including the pattern, and the stress on the pattern forming portion is not zero even at the time of processing in the XY direction. Further, since the pattern forming portion is directly pasted and fixed, damage caused by pasting or damage due to processing stress is inevitable.
Also, in Patent Document 2, although foreign matter contact from the outside such as grinding scraps is reduced, damage to processing cannot be avoided since the processing stress through the protective member has not been reduced.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、余分な工程や、コストをかけずに、パターン形成部への加工応力を大幅に低減できるインプリントモールド用基板の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a method for manufacturing an imprint mold substrate that can significantly reduce processing stress on a pattern forming portion without extra steps and costs. For the purpose.

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基板のパターン形成部を収容可能な凹部を基板加工用台座に設けることで、パターン形成部と台座との非接触状態を保ちながら、基板の外形加工が可能となることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have provided a concave portion capable of accommodating the pattern forming portion of the imprint mold substrate in the substrate processing pedestal so that the pattern forming portion and the pedestal The present invention was completed by finding that the outer shape of the substrate can be processed while maintaining the non-contact state.

すなわち、本発明に係る外形加工処理されたインプリントモールド用基板の製造方法は、基板加工用台座を用いてパターン形成部および非パターン形成部を有するインプリントモールド用基板の外形加工を行う際に、凹部を有する基板加工用台座を用い、この凹部に、インプリントモールド用基板のパターン形成部を収容し、パターン形成部と基板加工用台座との間に空間領域を設けてパターン形成部と基板加工用台座とが直接接触しない状態で非パターン形成部と基板加工用台座とを貼り付けてインプリントモールド用基板を基板加工用台座に固定した後、当該基板の少なくとも一部に対して外形加工を行うものである。
このように、パターン形成部と基板加工用台座との間に空間領域を設けることで、外形加工時の応力によるパターン形成部の損傷、破損および微小欠陥を低減し、パターン形成部に微小欠陥が発生したり、異物が固着したりすることを効率的に防止できる。
That is, the manufacturing method of the imprint mold substrate subjected to the outer shape processing according to the present invention performs the outer shape processing of the imprint mold substrate having the pattern forming portion and the non-pattern forming portion using the substrate processing base. The substrate processing base having a recess is used, and the pattern forming portion of the imprint mold substrate is accommodated in the recess, and a space region is provided between the pattern forming portion and the substrate processing base, thereby forming the pattern forming portion and the substrate. After the non-pattern forming part and the substrate processing base are pasted in a state where they are not in direct contact with the processing base and the imprint mold substrate is fixed to the substrate processing base, the outer shape processing is performed on at least a part of the substrate. Is to do.
In this way, by providing a space region between the pattern forming portion and the substrate processing base, damage, breakage, and micro defects of the pattern forming portion due to stress during outline processing are reduced, and micro defects are found in the pattern forming portion. Generation | occurence | production or a foreign material adhering can be prevented efficiently.

この際、パターン形成部と基板加工用台座の間に設けられる空間領域では、パターン形成部と基板加工用台座が直接接触しなければ、それらの離間距離には特に制限はないが、作業性、プロセス安定性等の観点から、XY方向の離間距離は、少なくとも100μm以上、特に1mm以上が好ましく、その上限は特に制限されないが10mm以下、特に5mm以下が好ましい。
また、同様の観点から、Z方向の離間距離は、少なくとも10μm以上、特に50μm以上が好ましい。
At this time, in the space region provided between the pattern forming portion and the substrate processing base, if the pattern forming portion and the substrate processing base are not in direct contact, there is no particular limitation on the distance between them, workability, From the viewpoint of process stability and the like, the separation distance in the XY direction is preferably at least 100 μm, particularly preferably 1 mm or more, and the upper limit is not particularly limited, but is preferably 10 mm or less, particularly preferably 5 mm or less.
From the same viewpoint, the Z-direction separation distance is preferably at least 10 μm, particularly preferably 50 μm or more.

さらに、外形加工前後の基板加工用台座の脱着の際に、パターン形成部と基板加工用台座との接触を回避するため、基板加工用台座には、上述した凹部とは別に、台座から脱着可能であるとともに、取り外した際に凹部が台座の端面まで連通して凹溝となるように構成された可動部を設けることが好ましい。このような構成とすることで、インプリントモールド用基板を台座の端面からスライドして脱着することが可能となる。   Furthermore, in order to avoid contact between the pattern forming part and the substrate processing base when the substrate processing base is removed before and after the outer shape processing, the substrate processing base can be detached from the base separately from the above-mentioned recesses. In addition, it is preferable to provide a movable part configured such that when it is removed, the concave part communicates with the end surface of the pedestal to form a concave groove. With such a configuration, the imprint mold substrate can be slid from the end surface of the pedestal and detached.

本発明によれば、外形加工時の加工応力や、接触支持によるパターン形成部へのダメージ回避が可能となり、外形加工処理された、高品質のインプリント用モールド基板を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to avoid the process stress at the time of external shape processing, and the damage to the pattern formation part by contact support, and can provide the high quality imprint mold substrate by which the external shape process was carried out.

本発明の製造方法の一実施形態で用いられるインプリントモールド用基板の断面図である。It is sectional drawing of the board | substrate for imprint molds used by one Embodiment of the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法に用いられる基板加工用台座の一実施形態を示し、(A)は平面図、(B)は断面図である。One Embodiment of the base for board | substrate processing used for the manufacturing method of this invention is shown, (A) is a top view, (B) is sectional drawing. 本発明の製造方法の一実施形態に係る図であり、インプリントモールド用基板を基板加工用台座に貼り付けた状態の断面図である。It is a figure which concerns on one Embodiment of the manufacturing method of this invention, and is sectional drawing of the state which affixed the board | substrate for imprint molds on the base for board | substrate processing. 本発明の製造方法の一実施形態に係る図であり、インプリントモールド用基板の裏面を外形加工する一例を示す説明図である。It is a figure which concerns on one Embodiment of the manufacturing method of this invention, and is explanatory drawing which shows an example which carries out external shape processing of the back surface of the board | substrate for imprint molds. 本発明の製造方法に用いられる基板加工用台座の変形例に係る平面図である。It is a top view concerning the modification of the base for substrate processing used for the manufacturing method of the present invention. 本発明の製造方法に用いられる基板加工用台座の変形例を示し、可動部を有する基板加工用台座の斜視図である。It is a perspective view of the base for substrate processing which shows the modification of the base for substrate processing used for the manufacturing method of this invention, and has a movable part.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
図1には、本発明の製造方法の一実施形態で用いられる、表面に微細凹凸パターン(図示省略)が形成される凸形状のパターン形成部2が設けられた、平面視矩形状のインプリントモールド用基板1の断面図が示されている。
このインプリントモールド用基板1の原料基板は、合成石英ガラスを所望の形状に成形、アニール処理をして、所望の厚さにスライスした後、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る。
このようにして製造された原料基板を洗浄後、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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an imprint having a rectangular shape in plan view, provided with a convex pattern forming portion 2 on the surface of which a fine uneven pattern (not shown) is used, which is used in an embodiment of the manufacturing method of the present invention. A cross-sectional view of the mold substrate 1 is shown.
The raw material substrate of the imprint mold substrate 1 is formed of a synthetic quartz glass into a desired shape, annealed, sliced to a desired thickness, and then ground on a surface and optionally polished on the outer periphery. Then, it is obtained through rough polishing and precision polishing.
After the raw material substrate thus manufactured is cleaned, a metal such as Cr, Cu, Mo, Ni, or a metal oxide film or a metal nitride film thereof is usually formed on the raw material substrate using a vapor deposition apparatus or a sputtering apparatus. Is laminated.
The film thickness to be laminated is preferably 200 nm or less, more preferably 10 to 50 nm.

次に、積層した金属、金属酸化物膜または金属窒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、精度や環境面から好ましくはポジ型レジストが用いられる。レジスト種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、レジストもそれに対応する種類となる。レジスト膜厚は、一般的に数nm〜数十μmの範囲で選ぶことができる。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、より均一に塗布可能であることから、スピンコートが好適である。   Next, a photoresist is applied onto the laminated metal, metal oxide film, or metal nitride film. The photoresist may be either a positive type or a negative type, but a positive type resist is preferably used from the viewpoint of accuracy and environment. Resist types corresponding to those for electron beam, EUV, ArF, KrF, I-line, and g-line are selected according to the exposure wavelength, and the resist is also a corresponding type. The resist film thickness can generally be selected in the range of several nm to several tens of μm. As the coating method, spin coating, spray coating, slit coating, or the like can be used, but spin coating is preferable because it can be applied more uniformly.

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、金属酸化物膜または金属窒化物膜とレジスト膜とを積層した原料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、原料基板よりも大きい寸法のものを用いる。フォトマスクと原料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、金属酸化物または金属窒化物膜とレジスト膜とを積層した原料基板上の所望パターン形成箇所のみを狙って電子線またはレーザーを直接照射することで、パターンが形成される。
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。
Subsequently, when an exposure machine is used, a photomask having a desired pattern and an alignment mark is set. When direct drawing is performed, desired pattern data is set.
In the case of an exposure machine, a raw material substrate in which the above-described metal, metal oxide film or metal nitride film and a resist film are stacked is set in an exposure machine, and exposure is performed through a photomask pattern. In general, a photomask having a size larger than that of the raw material substrate is used to cover the entire area to be exposed. The dimensions of the photomask and the raw material substrate are not particularly limited, but it is preferable to select one of 5-7 inch square and 9 inch square defined in SEMI standards.
In the case of direct drawing, an electron beam or a laser is used to aim only at a desired pattern formation place on a raw material substrate in which the above-mentioned metal, metal oxide or metal nitride film and a resist film are laminated using an electron beam or a laser beam. A pattern is formed by direct irradiation.
After exposure with an exposure amount corresponding to the resist type and resist film thickness, the resist film is developed, rinsed with pure water, and dried.

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や、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、金属酸化物膜または金属窒化物膜のエッチングを行って、所望の金属、金属酸化物または金属窒化物パターンを得た後、そのパターンに基づき基板をエッチングすることにより、図1に示されるような、パターン形成部2を有するインプリントモールド用基板1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インプリントモールド用基板を浸漬してエッチングを行う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を行うドライエッチング法がある。
いずれの方法でも金属、金属酸化物または金属窒化物のパターン形成部2を残してガラスをエッチングすることで、図1に示されるように、金属、金属酸化物または金属窒化物のパターン形成部2が凸形状となる構造が得られる。
Thereafter, the metal film, the metal oxide film or the metal nitride film is etched by wet etching with a chromium etching solution, an acidic aqueous solution, an alkaline aqueous solution, or the like, or dry etching with a chlorine or fluorine-based gas, and the like, After obtaining a metal oxide or metal nitride pattern, the substrate is etched based on the pattern to obtain an imprint mold substrate 1 having a pattern forming portion 2 as shown in FIG.
Etching of the imprint mold substrate is performed using a wet etching method in which the imprint mold substrate is immersed in an etching aqueous solution containing hydrofluoric acid or sodium fluoride, and a fluorine-based gas that is converted into plasma by applying a high frequency. There is a dry etching method for performing etching.
In any method, the metal, metal oxide, or metal nitride pattern formation portion 2 is etched to etch the glass, so that the metal, metal oxide, or metal nitride pattern formation portion 2 is formed as shown in FIG. A structure having a convex shape is obtained.

続いて、上記で得られたインプリントモールド用基板1の少なくとも一部に対して外形加工を行う。この外形加工は、所望の形状に外形加工を行うことで、インプリントモールド用基板に要求される高精度の形状を形成することを目的とするものである。具体的には、インプリントモールド用基板1の少なくとも一部、すなわち基板表面、裏面、端面、面取り部のいずれかに対して行っても、これら複数個所に対して行ってもよい。
外形加工の際には、インプリントモールド用基板1のパターン形成部2を保護する必要があることから、パターン形成部2を保護する保護膜を設けることが好ましい。パターン形成部2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または窒化物の膜や、有機化合物系のフォトレジスト膜が用いられる。
Subsequently, an outer shape process is performed on at least a part of the imprint mold substrate 1 obtained above. This contour processing is intended to form a highly accurate shape required for an imprint mold substrate by performing contour processing into a desired shape. Specifically, it may be performed on at least a part of the substrate 1 for imprint molding, that is, on any one of the substrate surface, the back surface, the end surface, and the chamfered portion, or may be performed on these plural locations.
Since it is necessary to protect the pattern forming portion 2 of the imprint mold substrate 1 during the outer shape processing, it is preferable to provide a protective film that protects the pattern forming portion 2. As the protective film for protecting the pattern forming portion 2, a metal such as Cr, Cu, Mo, or Ni, an oxide or nitride film of these metals, or an organic compound photoresist film is used.

保護膜(図示省略)によりパターン形成部2が保護されたインプリントモールド用基板1を、図2に示される基板加工用台座3に固定する。基板加工用台座3には、インプリントモールド用基板1のパターン形成部2が基板加工用台座3に直接接触しないように、パターン形成部2を基板加工用台座3に接触しない態様で収容可能な大きさと深さを有する平面視矩形状の凹部4が、そのほぼ中央部に設けられている。この基板加工用台座3の材質は、特に限定されるものではなく、セラミックス、ガラス、金属製等が挙げられる。
上記凹部4の形成方法は特に限定されるものではなく、基板加工用台座3について、上記パターン形成部2よりも大きくくり抜いて形成したり、凹部4を予め形成した台座用の原料板から基板加工用台座3を作製したりする方法が挙げられる。凹部4の形成手法としては、切削加工やエッチング等の公知の手法を用いることができる。
An imprint mold substrate 1 in which the pattern forming portion 2 is protected by a protective film (not shown) is fixed to a substrate processing base 3 shown in FIG. The substrate processing pedestal 3 can accommodate the pattern forming portion 2 in a manner that does not contact the substrate processing pedestal 3 so that the pattern forming portion 2 of the imprint mold substrate 1 does not directly contact the substrate processing pedestal 3. A concave portion 4 having a size and depth and having a rectangular shape in plan view is provided at substantially the center thereof. The material for the substrate processing base 3 is not particularly limited, and examples thereof include ceramics, glass, and metal.
The formation method of the said recessed part 4 is not specifically limited, About the board | substrate processing base 3, it cuts and forms larger than the said pattern formation part 2, or board | substrate processing from the raw material plate for bases which formed the recessed part 4 previously. The method of producing the pedestal 3 is mentioned. As a method for forming the recess 4, a known method such as cutting or etching can be used.

図3に示されるように、この凹部4にパターン形成部2を収容する態様で、接着部材6を介して、非パターン形成部5と基板加工用台座3とを貼り合わせて、インプリントモールド用基板1を基板加工用台座3に固定する。この際、接着部材6としては、ワックスや、エポキシ系、アクリル樹脂系接着剤、UV硬化樹脂等が用いられる。
本実施形態では、基板加工用台座3に凹部4が設けられていることにより、図3に示されるように、非パターン形成部5と基板加工用台座3を貼り付けた際に、パターン形成部2と基板加工用台座3との間に空間領域7が形成される。これにより、後の外形加工時の応力によるパターン形成部2の損傷、破損および微小欠陥が低減され、パターン形成部2に微小欠陥が発生したり、異物が固着したりすることを防止できる。
As shown in FIG. 3, the pattern forming portion 2 is accommodated in the concave portion 4, and the non-pattern forming portion 5 and the substrate processing pedestal 3 are bonded to each other via the adhesive member 6 to imprint mold. The substrate 1 is fixed to the substrate processing base 3. At this time, as the adhesive member 6, wax, epoxy, acrylic resin adhesive, UV curable resin, or the like is used.
In the present embodiment, since the recess 4 is provided in the substrate processing pedestal 3, as shown in FIG. 3, when the non-pattern forming portion 5 and the substrate processing pedestal 3 are pasted, the pattern forming portion A space region 7 is formed between 2 and the substrate processing base 3. As a result, damage, breakage, and microdefects of the pattern forming unit 2 due to stress during subsequent outer shape processing are reduced, and it is possible to prevent microdefects from occurring in the pattern forming unit 2 and foreign matters from adhering.

なお、パターン形成部2と基板加工用台座3との間に設けられる空間領域7は、パターン形成部2と基板加工用台座3が直接接触しなければ、その大きさには特に制限はないが、上述したとおり、作業性、プロセス安定性等の観点から、XY方向の距離は、少なくとも100μm以上10mm以下が好ましく、1mm以上5mm以下がより好ましい。また、Z方向の距離は、少なくとも10μm以上が好ましく、50μm以上がより好ましい。   The size of the space region 7 provided between the pattern forming unit 2 and the substrate processing pedestal 3 is not particularly limited unless the pattern forming unit 2 and the substrate processing pedestal 3 are in direct contact with each other. As described above, from the viewpoint of workability, process stability, etc., the distance in the XY direction is preferably at least 100 μm and at most 10 mm, more preferably at least 1 mm and at most 5 mm. Further, the distance in the Z direction is preferably at least 10 μm or more, and more preferably 50 μm or more.

以上の手法にてインプリントモールド用基板1を基板加工用台座3に固定した後に、図4に示されるように、回転砥石工具9を用いて、パターン形成面、表面、裏面、端面、面取り部の少なくとも一部または全部について外形加工を行う。
この外形加工は、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を用いて行うことが多く、その場合、回転砥石工具9は、例えば、自動加工機の主軸に、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素等が電着またはメタルボンドで固定されて構成される(図示省略)。
回転砥石工具9の主軸回転数は、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、研削速度は、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。
また、冷却・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。
After fixing the imprint mold substrate 1 to the substrate processing pedestal 3 by the above method, as shown in FIG. 4, using the rotary grindstone tool 9, the pattern forming surface, the front surface, the back surface, the end surface, the chamfered portion The outer shape is processed for at least part or all of the above.
This outer shape processing is often performed using an automatic processing machine such as a machining center in which a desired shape is programmed. In this case, the rotary grindstone tool 9 includes, for example, diamond, cubic boron nitride, etc. on the main axis of the automatic processing machine. Is fixed by electrodeposition or metal bond (not shown).
The rotational speed of the spindle of the rotating grindstone tool 9 is preferably 100 to 30,000 rpm, more preferably 1,000 to 15,000 rpm, from the viewpoint of processing accuracy and productivity. The grinding speed is preferably 1 to 10,000 mm / min, more preferably 10 to 1,000 mm / min, from the viewpoint of processing accuracy and productivity.
Further, for cooling and removal of chips, it is preferable to carry out the processing with an emulsion, water-soluble or oil-based cutting fluid.

なお、図4に示されるように、表面にパターン形成部2を有するインプリントモールド用基板1の裏面を外形加工する場合、非貫通の穴部10の加工時のZ方向(図4中下方向)への加工応力が、インプリントモールド用基板1の破壊応力を超えると、基板加工用台座3と接していない空間領域7部分でインプリントモールド用基板1に割れや破損が生じる場合がある。そのような場合には、外形加工に使用する回転砥石工具9の形状を切粉排出の容易な設計にする、切れの良い砥石材質とする、加工条件を緩やかにする等の条件を適宜組み合わせて、破壊応力を超えないような加工条件とすることができる。その他にも、外形加工領域が、パターン形成部2を含む非接触エリアよりも大きい場合には、外形加工中の回転砥石工具9の軌跡の一部が常に接触エリアの真裏を通過するように加工をすることによって、加工時のZ方向への加工応力を抑えることができ、破壊応力を超えないようにすることができる。
外形加工は、基板サイズ、端面の平坦度を向上させるための端面加工、台座からはみ出た表面または裏面と端面の間の面取り部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行うことができる。
As shown in FIG. 4, when externally processing the back surface of the imprint mold substrate 1 having the pattern forming portion 2 on the front surface, the Z direction (the lower direction in FIG. 4) when processing the non-through hole 10. ) Exceeds the destructive stress of the imprint mold substrate 1, the imprint mold substrate 1 may be cracked or broken in the space region 7 portion not in contact with the substrate processing base 3. In such a case, the shape of the rotary grindstone tool 9 used for the outer shape processing is designed to facilitate chip discharge, a sharp grindstone material, and a combination of conditions such as mild processing conditions. The processing conditions can be such that the fracture stress is not exceeded. In addition, when the outer shape processing area is larger than the non-contact area including the pattern forming unit 2, processing is performed so that a part of the locus of the rotary grindstone tool 9 during the outer shape processing always passes directly behind the contact area. By doing this, the processing stress in the Z direction during processing can be suppressed, and the fracture stress can be prevented from exceeding.
The external shape processing may include substrate size, end surface processing for improving the flatness of the end surface, and chamfered portion processing between the front surface or the back surface and the end surface that protrudes from the pedestal. And a cutting fluid.

こうして外形加工処理されたインプリントモールド用基板は、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。
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のが好ましい。
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、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。
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、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。
Since the imprint mold substrate subjected to the outer shape processing in this way is often non-mirror surface, mirror polishing is performed as necessary to improve the strength of the processed portion, the cleanliness, the residual stress, and the like.
As a method, polishing is performed by moving one or both of the rotary polishing pad and the rotary polishing pad so that the rotary polishing pad is relatively rocked while the rotary polishing pad is in contact with the imprint mold substrate at a constant pressure. Preferably it is done.
The rotary polishing pad may be impregnated with an abrasive, but it is preferable to perform the processing in a state where a polishing abrasive slurry is interposed. The material of the polishing part of the rotary polishing pad is not limited as long as it can process and remove the work piece such as foamed polyurethane, cerium oxide impregnated polyurethane, zirconium oxide impregnated polyurethane, nonwoven fabric, suede, rubber, wool felt, etc. .
Examples of the abrasive grains when performing polishing with the abrasive grain slurry interposed include silica, ceria, alundum, white alundum (WA), FO, zirconia, SiC, diamond, titania, germania, and the like. The particle size is preferably 10 nm to 10 μm, and these water slurries can be suitably used.
In addition, as a method of pressing the rotating polishing pad against the side surface of the substrate to be polished with a constant pressure, a method using a pressurizing mechanism such as a pneumatic piston or a load cell can be cited.

なお、本発明の外形加工処理されたインプリントモールド用基板の製造方法に用いられる各部材の形状等は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的、効果を達成できる範囲での変更や改良は本発明に含まれる。
すなわち、上記実施形態では、平面視矩形状の凹部4を有する平面視矩形の基板加工用台座3が用いられていたが、いずれもこの形状に限られず、図5に示されるように、貼り付けるインプリントモールド用基板やパターン形成部の形状に応じて、平面視円形のものや、平面視円形のものと同矩形のものを組み合わせてもよく、必要に応じてその他の形状を採用してもよい。
In addition, the shape of each member used in the method for manufacturing an imprint mold substrate subjected to the outer shape processing according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the scope of achieving the objects and effects of the present invention. Modifications and improvements in the above are included in the present invention.
That is, in the above-described embodiment, the substrate processing base 3 having a rectangular shape in plan view having the concave portion 4 having a rectangular shape in plan view is used. However, the substrate processing base 3 is not limited to this shape, and as shown in FIG. Depending on the shape of the substrate for imprint molding and the pattern forming portion, a circular shape in plan view, or a combination of a circular shape and a rectangular shape in plan view may be combined, and other shapes may be adopted as necessary. Good.

また、外形加工前後の基板加工用台座の脱着の際に、パターン形成部と基板加工用台座との接触を回避するため、図6に示されるように、凹部4とは別に、基板加工用台座3から脱着可能であるとともに、取り外した際に凹部4が台座3の端面まで連通して凹溝となるように構成された可動部8を有する基板加工用台座3を用いてもよい。このような構成とすれば、インプリントモールド用基板を台座の端面からスライドして脱着することができるという利点がある。   Further, in order to avoid contact between the pattern forming portion and the substrate processing pedestal when the substrate processing pedestal is attached and detached before and after the outer shape processing, as shown in FIG. The substrate processing pedestal 3 may be used that has a movable portion 8 that is detachable from the pedestal 3 and that is configured so that the recessed portion 4 communicates with the end surface of the pedestal 3 to form a recessed groove when removed. With such a configuration, there is an advantage that the imprint mold substrate can be slid and detached from the end surface of the pedestal.

以下、実施例および比較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。
[実施例1]
大きさ152×152mm、厚さ6.35mmの合成石英ガラス基板の中心30mm角にパターン形成部2を有する合成石英ガラス基板(インプリントモールド用基板1)、および中央の35mm角の範囲を1mm彫り込んだ凹部4を有する140×140mm、厚さ10mmの基板加工用台座3を用意した。
この合成石英ガラス基板のパターン形成部2と基板加工用台座3の間に空間領域7を設けるようにして、接着部材6であるロジン系合成ワックスで非パターン形成部5と基板加工用台座3を貼り付けた。
次に、合成石英ガラス基板の裏面に非貫通の穴部を外形加工すべく、32mmφの回転研磨砥石工具9を用いて、回転砥石工具9の中心を、加工する非貫通の穴部の中心と16mmずらした状態を保ちながら周回した。これにより、64mmφの非貫通の穴部10が形成された。この際、回転砥石工具9を、基板加工用台座3と合成石英ガラス基板表面との非接触部および接触部の裏側を常に接するようにして加工を行った。
この結果、64mmφ、深さ約5.5mm、残し厚さは約1mmの非貫通の穴部10を合成石英ガラス基板の裏面に加工した。
この外形加工処理されたインプリントモールド用基板を洗浄し、自動欠陥検査装置を用いて、微小欠陥を計測したところ、パターン形成部2を含めたいずれの面も破損していなかった。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to the following Example.
[Example 1]
A synthetic quartz glass substrate (imprint mold substrate 1) having a pattern forming portion 2 at the center 30 mm square of a synthetic quartz glass substrate having a size of 152 × 152 mm and a thickness of 6.35 mm, and a central 35 mm square range is engraved by 1 mm. A substrate processing base 3 having 140 × 140 mm and a thickness of 10 mm having a concave portion 4 was prepared.
The non-pattern forming portion 5 and the substrate processing pedestal 3 are made of rosin-based synthetic wax as the adhesive member 6 so that a space region 7 is provided between the pattern forming portion 2 of the synthetic quartz glass substrate and the substrate processing pedestal 3. Pasted.
Next, in order to externally process a non-through hole on the back surface of the synthetic quartz glass substrate, the center of the rotary grindstone tool 9 is set to the center of the non-through hole to be processed using a 32 mmφ rotary polishing grindstone tool 9. It circulated while keeping the state shifted by 16 mm. Thereby, a non-through hole 10 of 64 mmφ was formed. At this time, the rotary grindstone tool 9 was processed such that the non-contact portion between the substrate processing base 3 and the surface of the synthetic quartz glass substrate and the back side of the contact portion were always in contact.
As a result, a non-through hole 10 having a diameter of 64 mm, a depth of about 5.5 mm, and a remaining thickness of about 1 mm was processed on the back surface of the synthetic quartz glass substrate.
When the imprint mold substrate subjected to the outer shape processing was cleaned and a micro defect was measured using an automatic defect inspection apparatus, none of the surfaces including the pattern forming portion 2 was damaged.

[比較例1]
実施例1と同様の原料の合成石英ガラス基板を段差加工されていない平らな基板加工用台座に、ロジン系合成ワックスを用いてパターン形成部側を貼り付けた。
次に、実施例1と同様の加工を行った後、洗浄を行い、自動欠陥検査装置を用いて、微小欠陥を計測した結果、パターン形成部全面に外形加工に起因すると思われる凹欠陥が散見された。また、パターン形成部のエッジに欠けが見られた。
[Comparative Example 1]
A synthetic quartz glass substrate of the same raw material as in Example 1 was attached to a flat substrate processing pedestal that was not processed with a step using the rosin synthetic wax.
Next, after performing the same processing as in Example 1, cleaning was performed, and a minute defect was measured using an automatic defect inspection apparatus. It was done. Moreover, the chip | tip was seen in the edge of a pattern formation part.

1 インプリントモールド用基板
2 パターン形成部
3 基板加工用台座
4 凹部
5 非パターン形成部
6 接着部材
7 空間領域
8 可動部
9 回転砥石工具
10 穴部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imprint mold substrate 2 Pattern formation part 3 Substrate processing base 4 Recessed part 5 Non-pattern formation part 6 Adhesive member 7 Space area 8 Movable part 9 Rotary grindstone tool 10 Hole

Claims (2)

基板加工用台座を用いてパターン形成部および非パターン形成部を有するインプリントモールド用基板の外形加工を行う、外形加工処理されたインプリントモールド用基板の製造方法であって、
前記基板加工用台座が凹部を有し、この凹部に、前記インプリントモールド用基板の前記パターン形成部を収容し、前記パターン形成部と前記基板加工用台座との間に空間領域を設けてパターン形成部と基板加工用台座とが直接接触しない状態で前記非パターン形成部と前記基板加工用台座とを貼り付けて前記インプリントモールド用基板を前記基板加工用台座に固定した後、当該基板の少なくとも一部に対して外形加工を行うことを特徴とする外形加工処理されたインプリントモールド用基板の製造方法。
A method for manufacturing an imprint mold substrate subjected to outer shape processing, which performs outer shape processing of an imprint mold substrate having a pattern forming portion and a non-pattern forming portion using a substrate processing base,
The substrate processing pedestal has a recess, and in the recess, the pattern forming portion of the imprint mold substrate is accommodated, and a space region is provided between the pattern forming portion and the substrate processing pedestal. The imprint mold substrate is fixed to the substrate processing pedestal by pasting the non-pattern forming portion and the substrate processing pedestal in a state where the forming portion and the substrate processing pedestal are not in direct contact with each other. A method of manufacturing an imprint mold substrate subjected to contour processing, wherein contour processing is performed on at least a part.
前記空間領域における、XY方向の前記パターン形成部と前記基板加工用台座との離間距離が少なくとも100μm以上であり、Z方向の離間距離が少なくとも10μm以上である請求項1記載のインプリントモールド用基板の製造方法。   2. The imprint mold substrate according to claim 1, wherein a separation distance between the pattern forming portion in the XY direction and the substrate processing base in the space region is at least 100 μm or more, and a separation distance in the Z direction is at least 10 μm or more. Manufacturing method.
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