JP2017195260A - ガラス加工基板の製造方法、ガラス加工基板、マスクブランクスおよびインプリントモールド - Google Patents
ガラス加工基板の製造方法、ガラス加工基板、マスクブランクスおよびインプリントモールド Download PDFInfo
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Abstract
【課題】真空吸着の際にインプリントモールドに異常変形が生じ難く、さらにガラス屑が残留し難いガラス加工基板の製造方法。【解決手段】インプリントモールド用のガラス加工基板の製造方法は、(1)相互に対向する第1および第2の主表面を有するガラス板を準備する工程と、(2)前記ガラス板の前記第2の主表面に、底面および該底面を取り囲む側壁を有する凹部を形成する工程と、(3)前記(2)の工程の前、または前記(2)の工程の後に実施される、前記ガラス板の前記第1の主表面の、後にメサが形成される領域に、第1の保護層を設置する工程と、(4)前記ガラス板の前記第2の主表面に第2の保護層が設置された状態で、前記ガラス板をエッチング溶液に浸漬させ、前記ガラス板をエッチングする工程と、を有する。【選択図】図6
Description
本発明は、ガラス加工基板の製造方法、ガラス加工基板、マスクブランクスおよびインプリントモールドに関する。
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。インプリント法では、被転写基板と、所定のパターンを有するインプリントモールドとの間に、UV硬化性樹脂のような転写材が配置される。この状態で、インプリントモールドを被転写基板に押し付けることにより、転写材にインプリントモールドのパターンが転写される。さらに、転写材に光(紫外線)を照射させることにより、転写材が硬化される。その後、インプリントモールドを取り除くことにより、被加工基板の上に所望の転写材のパターンを形成することができる。
インプリント法では、インプリントモールドに設けられたパターンをそのまま被加工基板に転写することができるため、例えばインプリントモールドに微細なパターンを形成しておけば、ナノスケールのような微細なパターンを被加工基板に比較的容易に転写することができる(ナノインプリント法)。
通常、インプリント法に用いられるインプリントモールドは、一方の主表面の略中央に「メサ」と呼ばれる突出部を有し、反対側の主表面の略中央に「ザグリ」と呼ばれる非貫通孔を有する。
メサの先端には、被加工基板に転写されるパターンが形成されている。従って、インプリントモールドのメサを、転写材を介して被加工基板に押し付けることにより、被加工基板にパターンを転写することができる。
なお、インプリントモールドのザグリは、インプリントモールドのパターンを被加工基板に転写する際に、気泡の巻き込みを抑制するために使用される。
インプリントモールドは、通常、ガラス板から製造される。
ガラス板にメサを形成する際には、以下の工程が実施される:
(a)ガラス板の第1の主表面の、後のメサに対応する領域に金属層を設置する;
(b)ガラス板をエッチング溶液に浸漬させ、ガラス板をエッチングする;
(c)金属層を除去することにより、第1の主表面にメサを有するガラス板を得る。
(a)ガラス板の第1の主表面の、後のメサに対応する領域に金属層を設置する;
(b)ガラス板をエッチング溶液に浸漬させ、ガラス板をエッチングする;
(c)金属層を除去することにより、第1の主表面にメサを有するガラス板を得る。
一方、ガラス板にザグリを形成する場合、ガラス板の第2の主表面の略中央部が研削および研磨される。
このようなメサおよびザグリを有するガラス板は、ガラス加工基板とも称される。
ところで、実際に、インプリント法により被加工基板にパターンを転写する場合、まず、インプリントモールドが、メサを外側に向けた状態で、ステージに取り付けられる。ステージは、略中央部に貫通孔を有し、該貫通孔の開口の周囲にチャック部を有する。このチャック部を用いてインプリントモールドを吸引することにより、インプリントモールドをステージに真空吸着させることができる。
ここで、従来のインプリントモールドでは、真空吸着の際に、インプリントモールドに不規則な変形が生じる場合が生じ得る。
これは、ガラス加工基板の製造過程において、ガラス板にメサを形成する際に、前述の(b)に示したようなエッチング処理が実施されているためである。すなわち、エッチング処理後の第2の主表面(ザグリの部分を除く)は、比較的大きな凹凸、および/または段差を有する傾向があり、平坦度が大きくなり易い。そのため、前述のプロセスを経て製造されたインプリントモールドでは、第2の主表面とステージ(より具体的にはチャック部)との間に良好な接触状態が得られず、真空吸着の際にインプリントモールドに不規則な変形(以下、異常変形ともいう。)が生じ得る。
このようなインプリントモールドの異常変形は、メサの異常変形につながる可能性があり、その場合、被加工基板に転写パターンを高精度に転写することが難しくなるおそれがある。特に、ナノインプリント法では、ナノオーダーの極めて微細なパターンを被加工基板に転写する必要があり、メサの僅かの変形でも、パターンの精度は大きく低下してしまう。
なお、特許文献1に記載のガラス加工基板の製造方法では、ガラス板の第1の主表面にメサを形成するエッチング処理の際に、ガラス板の第2の主表面全体が被覆される。この場合、ガラス板の第2の主表面は、エッチング溶液に晒されず、上記問題は生じない可能性がある。
しかしながら、特許文献1に記載のガラス加工基板の製造方法では、ガラス板のエッチング処理を経ないため、ザグリを形成する際に生じ得るガラス屑や研磨スラリーが、ガラス加工基板に残留するおそれがある。そのようなガラス屑は、ガラス加工基板さらにはインプリントモールドを損傷させたり、インプリントプロセス中に脱落して、被加工基板の品質を低下させたりするおそれがある。
従って、特許文献1の方法は、前述の問題を解決する有効な対処法とは言えない。
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、真空吸着の際に、インプリントモールドに異常変形が生じ難く、さらにガラス屑が残留し難いガラス加工基板の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明では、そのようなガラス加工基板、さらにはそのようなガラス基板を有するマスクブランクスおよびインプリントモールドを提供することを目的とする。
本発明では、メサおよびザグリを有する、インプリントモールド用のガラス加工基板の製造方法であって、
(1)相互に対向する第1および第2の主表面を有するガラス板を準備する工程と、
(2)前記ガラス板の前記第2の主表面に、底面および該底面を取り囲む側壁を有する凹部を形成する工程と、
(3)前記(2)の工程の前、または前記(2)の工程の後に実施される、前記ガラス板の前記第1の主表面の、後にメサが形成される領域に、第1の保護層を設置する工程と、
(4)前記ガラス板の前記第2の主表面に第2の保護層が設置された状態で、前記ガラス板をエッチング溶液に浸漬させ、前記ガラス板をエッチングする工程と、
を有する、製造方法が提供される。
(1)相互に対向する第1および第2の主表面を有するガラス板を準備する工程と、
(2)前記ガラス板の前記第2の主表面に、底面および該底面を取り囲む側壁を有する凹部を形成する工程と、
(3)前記(2)の工程の前、または前記(2)の工程の後に実施される、前記ガラス板の前記第1の主表面の、後にメサが形成される領域に、第1の保護層を設置する工程と、
(4)前記ガラス板の前記第2の主表面に第2の保護層が設置された状態で、前記ガラス板をエッチング溶液に浸漬させ、前記ガラス板をエッチングする工程と、
を有する、製造方法が提供される。
また、本発明では、メサおよびザグリを有する、インプリントモールド用のガラス加工基板の製造方法であって、
(1)相互に対向する第1および第2の主表面を有するガラス板を準備する工程と、
(2)前記ガラス板の前記第1の主表面の、後にメサが形成される領域に第1の保護層を設置し、前記ガラス板の前記第2の主表面に第2の保護層を設置する工程と、
(3)前記ガラス板を第1のエッチング溶液に浸漬させ、前記ガラス板をエッチングする工程と、
(4)前記ガラス板の前記第2の主表面に、底面および該底面を取り囲む側壁を有する凹部を形成する工程と、
(5)前記ガラス板を、第2のエッチング溶液に浸漬させ、前記ガラス板を再度エッチングする工程と、
を有する、製造方法が提供される。
(1)相互に対向する第1および第2の主表面を有するガラス板を準備する工程と、
(2)前記ガラス板の前記第1の主表面の、後にメサが形成される領域に第1の保護層を設置し、前記ガラス板の前記第2の主表面に第2の保護層を設置する工程と、
(3)前記ガラス板を第1のエッチング溶液に浸漬させ、前記ガラス板をエッチングする工程と、
(4)前記ガラス板の前記第2の主表面に、底面および該底面を取り囲む側壁を有する凹部を形成する工程と、
(5)前記ガラス板を、第2のエッチング溶液に浸漬させ、前記ガラス板を再度エッチングする工程と、
を有する、製造方法が提供される。
また、本発明では、ガラス板を有するインプリントモールド用のガラス加工基板であって、
前記ガラス板は、相互に対向する第1および第2の主表面を有し、
前記第1の主表面には、メサが形成されており、該メサは、突出面と、該突出面を取り囲む側面とを有し、
前記第2の主表面には、ザグリが形成されており、該ザグリは、ザグリ底面と、該ザグリ底面を取り囲むザグリ側壁とを有し、
前記ザグリが形成された領域を除く前記第2の主表面の二乗平均粗さRmsは、前記ザグリ底面の二乗平均粗さRmsよりも小さい、ガラス加工基板が提供される。
前記ガラス板は、相互に対向する第1および第2の主表面を有し、
前記第1の主表面には、メサが形成されており、該メサは、突出面と、該突出面を取り囲む側面とを有し、
前記第2の主表面には、ザグリが形成されており、該ザグリは、ザグリ底面と、該ザグリ底面を取り囲むザグリ側壁とを有し、
前記ザグリが形成された領域を除く前記第2の主表面の二乗平均粗さRmsは、前記ザグリ底面の二乗平均粗さRmsよりも小さい、ガラス加工基板が提供される。
また、本発明では、
メサおよびザグリを有するガラス加工基板と、
少なくとも前記メサの突出面に配置された導電膜と、
を有し、
前記ガラス加工基板は、前述のような特徴を有するガラス加工基板である、マスクブランクスが提供される。
メサおよびザグリを有するガラス加工基板と、
少なくとも前記メサの突出面に配置された導電膜と、
を有し、
前記ガラス加工基板は、前述のような特徴を有するガラス加工基板である、マスクブランクスが提供される。
さらに、本発明では、
メサおよびザグリを有するガラス加工基板と、
前記メサの突出面に形成されたパターンと、
を有し、
前記ガラス加工基板は、前述のような特徴を有するガラス加工基板である、インプリントモールドが提供される。
メサおよびザグリを有するガラス加工基板と、
前記メサの突出面に形成されたパターンと、
を有し、
前記ガラス加工基板は、前述のような特徴を有するガラス加工基板である、インプリントモールドが提供される。
本発明では、真空吸着の際に、インプリントモールドに異常変形が生じ難く、さらにガラス屑や研磨スラリーが残留し難いガラス加工基板の製造方法を提供することができる。また、本発明では、そのようなガラス加工基板、さらにはそのようなガラス基板を有するマスクブランクスおよびインプリントモールドを提供することができる。
以下、本発明の一実施形態について説明する。
まず、本願に使用される用語について説明する。
本願では、「メサ」および「ザグリ」を有するガラス板を、「ガラス加工基板」と称する。「メサ」および「ザグリ」は、それぞれ、ガラス板に形成された突出部および非貫通孔を意味する。「ガラス加工基板」は、ガラス板の第1の主表面にメサを形成し、第1の主表面とは反対側の第2の主表面にザグリを形成することにより製造される。
なお、ガラス加工基板の第1の主表面には、少なくともメサの突出面を覆うように導電膜が配置されても良い。そのような導電膜を有するガラス加工基板は、特に「マスクブランクス」とも称される。
ガラス加工基板において、メサの突出面に所望のパターンを形成することにより、「インプリントモールド」が製造できる。製造された「インプリントモールド」は、前述のようなインプリント法においてモールドとして使用することができる。
図1には、従来の一般的なインプリントモールドの平面図を示す。また、図2には、図1に示したインプリントモールドのI−I線に沿った断面図を示す。
図1および図2に示すように、インプリントモールド1(以下、単に「モールド1」と称する)は、ガラス板10から構成される。ガラス板10は、第1の主表面12および第2の主表面14を有する。
ガラス板10の第1の主表面12の略中央部には、メサ20が形成されており、ガラス板10の第2の主表面14の略中央部には、ザグリ50が形成されている。従って、このガラス板10は、「ガラス加工基板」と呼ぶこともできる。なお、メサ20の突出面22には、所定のパターン80が形成されている。
このような構成のモールド1は、インプリント法に利用される。以下、図3および図4を参照して、モールド1の具体的な使用例について説明する。
図3および図4には、インプリント法において、モールド1を用いて、被加工基板にパターンを転写する様子を模式的に示す。
図3に示すように、インプリント法では、まず、被加工基板90の表面92に、転写材94が設置される。また、被加工基板90の表面92の側に、転写材94を介して、モールド1が配置される。モールド1は、第1の主表面12が被加工基板90の表面92と対面するように配置される。
次に、図3に示すように、モールド1を、メサ20が凸状となるように変形(湾曲)させた状態で、被加工基板90に接近させ、メサ20のパターン80を転写材94に接触させる。そして、モールド1の被加工基板90との接触領域を、メサ20の中心部分から徐々に周囲に広げていく。
これは、通常、モールド1の変形が徐々に緩和されるように、モールド1を被加工基板90に押し付けることにより、実施される。これにより、前記接触領域から外方に向かって気泡が移動するため、気泡が外部に抜けやすくなり、最終的に、転写材94中に含まれる残留気泡を低減することができる。
図4に示すように、最終的には、モールド1は、完全に平坦な状態(変形のない状態)で、転写材94を介して被加工基板90の上に配置される。
その後、転写材94が硬化処理される。通常、転写材94は、UV硬化性樹脂で構成される。このため、図4に示した状態で、モールド1を介して、転写材94に紫外線を照射することにより、転写材94を硬化させることができる。その後、モールド1が取り外される。
このようなインプリント法より、モールド1のメサ20のパターン80を、被加工基板90の表面92に転写することができる。
(従来のインプリント用モールドの製造方法)
次に、図1および図2に示したような、従来のモールド1の製造方法について簡単に説明する。
次に、図1および図2に示したような、従来のモールド1の製造方法について簡単に説明する。
従来のモールド1の製造方法(以下、単に「従来の製造方法」という)は、
(1)ガラス板の第1の主表面にメサを形成する工程と、
(2)ガラス板の第2の主表面にザグリを形成する工程と、
により、製造される。
(1)ガラス板の第1の主表面にメサを形成する工程と、
(2)ガラス板の第2の主表面にザグリを形成する工程と、
により、製造される。
このうち、(2)の工程は、例えば、ガラス板の第2の主表面の略中央部分を略円柱形状に研削し、その後、この円柱部分を研磨することにより実施される。
一方、(1)の工程は、
ガラス板の第1の主表面の、後にメサが形成される部分に金属層を形成する工程と、
ガラス板をエッチング溶液に浸漬させ、ガラス板をエッチングする工程と、
金属層を除去することにより、第1の主表面にメサを形成する工程と、
を含む。
ガラス板の第1の主表面の、後にメサが形成される部分に金属層を形成する工程と、
ガラス板をエッチング溶液に浸漬させ、ガラス板をエッチングする工程と、
金属層を除去することにより、第1の主表面にメサを形成する工程と、
を含む。
以下、図5を参照して、前記(1)のメサを形成する工程について、より詳しく説明する。
図5には、メサを形成する際に実施される各工程を模式的に示す。
まず、図5(1)に示すように、ガラス板10が準備される。ガラス板10は、第1の主表面12および第2の主表面14を有する。なおこの例では、第2の主表面14には、前述の(2)の工程により、既にザグリ50が形成されている。
次に、図5(2)に示すように、ガラス板10の第1の主表面12に、金属層30が設置される。金属層30は、例えば、金属クロムのような材料で構成される。また、金属層30の上に、レジスト層32が設置される。
次に、一般的なフォトリソグラフィ法により、レジスト層32のパターンが形成される。また、レジスト層を介して、金属層30がエッチング処理される。
これにより、図5(3)に示すように、ガラス板10の第1の主表面12の略中央に、レジスト層32および下側の金属層30の残存部35が形成される。換言すれば、レジスト層32および金属層30は、それぞれ、ガラス板10の第1の主表面12の略中央部分に残存する残留レジスト層32aおよび残留金属層30a以外の部分が除去される。その後、残存部35の残留レジスト層32aは、除去されても良い。
次に、図5(4)に示すように、残留金属層30aを有するガラス板10が、エッチング溶液40に浸漬される。このエッチング処理により、残留金属層30aで覆われていないガラス板10の領域がエッチングされる。
例えば、図5(5)に示すように、残留金属層30aの下側部分を除くガラス板10の第1の主表面12は、第1のエッチング主表面12aとなり、ガラス板10の第2の主表面14は、第2のエッチング主表面14aとなる。
ここで、図5(5)に示すように、このエッチング処理後に得られる第1のエッチング主表面12aは、元の第1の主表面12(図5(5)において破線で示されている)に比べて高さレベルが低下する。その結果、ガラス板10第1のエッチング主表面12aに、残留金属層30aで覆われたメサ20が形成される。
次に、図5(6)に示すように、メサ20における残留金属層30aが除去される。これにより、ガラス板10の第1のエッチング主表面12aに、突出面22および側面24を有するメサ20が得られる。すなわち、ガラス加工基板60が製造される。
その後は、得られたガラス加工基板60において、メサ20の突出面22に所望のパターンを形成することにより、図1および図2に示したようなモールド1が形成される。
ところで、実際に、インプリント法により被加工基板90にパターンを転写する場合、まず、モールド1が、メサ20を外側に向けた状態(すなわち第2のエッチング主表面14aを内側にした状態)で、ステージに取り付けられる。ステージは、略中央に貫通孔を有し、該貫通孔の周囲にチャック部を有する。このチャック部を用いてモールド1を吸引することにより、モールド1をステージに真空吸着させることができる。
ここで、従来のモールド1では、真空吸着の際にモールド1に異常変形が生じる場合が生じ得る。
これは、従来の製造方法では、ガラス板10にメサ20を形成する際に、前述のようなエッチング処理が実施されるためである。すなわち、エッチング処理後に得られる第2のエッチング主表面14aは、比較的大きな凹凸および/または段差を有し、従って平坦度TIR(Total Indicated Reading)が悪化した状態にある。そのため、前述のようなプロセスを経て製造されたモールド1では、第2のエッチング主表面14aとステージ(より具体的にはチャック部)との間に良好な接触状態が得られず、真空吸着の際にモールド1に異常変形が生じてしまう。ここで、平坦度TIRは、最小二乗平面を基準とした際の最高点と最低点の距離の合計を表す。
このようなステージ設置の際のモールド1の異常変形は、メサ20の変形(例えば、ねじれなど)につながる可能性がある。そして、メサ20にそのような変形が生じると、被加工基板90に転写パターンを高精度に転写することが難しくなるおそれがある。特に、ナノインプリント法では、ナノオーダーの極めて微細なパターンを被加工基板に転写する必要があり、メサ20の僅かの変形でも、パターンの精度は大きく低下してしまう。
なお、前述の特許文献1に記載のモールドの製造方法では、メサを形成するエッチング処理の際に、ガラス板のザグリを含む第2の主表面全体が被覆される。この場合、ガラス板の第2の主表面は、エッチング溶液に晒されず、従って上記問題は生じない可能性がある。
しかしながら、特許文献1に記載のモールドの製造方法では、メサの形成の際にガラス板のザグリ部分がエッチング処理されない。このため、ザグリを形成した際に生じたガラス屑および研磨スラリー等の異物は、ガラス加工基板さらにはモールドに、そのまま残留するおそれがある。そのような異物は、その後の工程でガラス加工基板およびモールドを損傷させたり、インプリントプロセス中にモールドから脱落して、被加工基板の品質を低下させたりするおそれがある。
従って、特許文献1の方法は、真空吸着の際のモールドの異常変形を抑制する、有効な対処法とは言えない。
これに対して、本発明では、後に詳しく説明するように、製造過程で異物が残留し難い上、ステージとの真空吸着の際にメサに異常変形が生じ難い、インプリントモールド用のガラス加工基板の製造方法を提供することが可能になる。
(本発明の一実施形態によるガラス加工基板の製造方法)
次に、図6〜図15を参照して、本発明の一実施形態によるガラス加工基板の製造方法の一例について説明する。
次に、図6〜図15を参照して、本発明の一実施形態によるガラス加工基板の製造方法の一例について説明する。
図6には、本発明の一実施形態によるガラス加工基板の製造方法(以下、「第1の製造方法」と称する)のフローを概略的に示す。また、図7〜図15には、第1の製造方法における各工程を模式的に示す。
図6に示すように、第1の製造方法は、
(1)相互に対向する第1および第2の主表面を有するガラス板を準備する工程(工程S110)と、
(2)前記ガラス板の前記第2の主表面に凹部を形成する工程(工程S120)と、
(3)前記ガラス板の前記第1の主表面の、後にメサが形成される領域に、第1の保護層を設置する工程(工程S130)と、
(4)前記ガラス板の前記第2の主表面に第2の保護層が設置された状態で、前記ガラス板をエッチング溶液に浸漬させ、前記ガラス板をエッチングする工程(工程S140)と、
(5)前記第1の保護層を除去する工程(工程S150)と、
を有する。
(1)相互に対向する第1および第2の主表面を有するガラス板を準備する工程(工程S110)と、
(2)前記ガラス板の前記第2の主表面に凹部を形成する工程(工程S120)と、
(3)前記ガラス板の前記第1の主表面の、後にメサが形成される領域に、第1の保護層を設置する工程(工程S130)と、
(4)前記ガラス板の前記第2の主表面に第2の保護層が設置された状態で、前記ガラス板をエッチング溶液に浸漬させ、前記ガラス板をエッチングする工程(工程S140)と、
(5)前記第1の保護層を除去する工程(工程S150)と、
を有する。
なお、工程S130は、必ずしも工程S120の後に実施される必要はなく、例えば、工程S130は、工程S120の前に実施されても良い。また、工程S150は、省略されても良い。
以下、図7〜図15を参照して、各工程について説明する。
(工程S110)
まず、ガラス加工基板の素材となるガラス板が準備される。
まず、ガラス加工基板の素材となるガラス板が準備される。
図7には、ガラス板の斜視図の一例を概略的に示す。
図7に示すように、ガラス板110は、相互に対向する第1の主表面112および第2の主表面114を有する。また、ガラス板110は、第1の主表面112と第2の主表面114を接続する側端面116を有する。
ガラス板110の組成は、特に限られない。ガラス板110は、例えば石英ガラスで構成されても良い。
また、図7に示した例では、ガラス板110は、略矩形状である。しかしながら、これは単なる一例であって、ガラス板110の形状は、特に限られない。
ガラス板110は、第1の主表面112および第2の主表面114が研磨された状態で、提供されても良い。例えば、第1の主表面112は、15nm〜1350nmの平坦度TIR、および/または0.001nm〜0.03nmの二乗平均粗さRmsを有しても良い。第2の主表面についても同様である。
ここで、第1の主表面112の平坦度TIRは、第1の主表面112の略中央における142mm×142mmの領域を最小二乗平面の基準としたときの値である。
(工程S120)
次に、図8に示すように、ガラス板110の第2の主表面114に凹部145が形成される。
次に、図8に示すように、ガラス板110の第2の主表面114に凹部145が形成される。
凹部145は、ガラス板110の第2の主表面114の略中央に形成される。凹部145は、底面147と、該底面147を取り囲む側壁149とを有する。通常の場合、凹部145は、略円柱状または略四角柱状の形状を有する。
凹部145は、例えば、ガラス板110の第2の主表面114を研削処理し、さらに研磨処理することにより形成される。
研削処理工程は、研削液を供給しながら、砥石でガラス板110を研削することにより実施される。砥石は、粒度の異なる複数のものを用意し、徐々に粒度を細かくして、研削しても良い。研磨処理工程は、研磨スラリーを供給しながら、研磨パッドを用いて、ガラス板110を研磨することにより実施される。
この段階において、凹部145の底面147は、通常、第2の主表面114よりも大きな二乗平均粗さRms、および第2の主表面114よりも大きな平坦度TIRを有する。例えば、凹部145の底面147は、0.03nm〜1nmの範囲の二乗平均粗さRmsを有しても良い。また、凹部145の底面147は、1.5μm〜20μmの範囲の平坦度TIRを有しても良い。
ここで、凹部145の底面147の平坦度TIRは、底面147の略中央における62mmφの領域を最小二乗平面の基準としたときの値である。
なお、図8には示されていないが、凹部145は、第2の主表面114の開口部、すなわち第2の主表面114と側壁149の交差部に、C面取り部を有しても良い。また、凹部145は、底面147と側壁149の交差部に、R面取り部を有しても良い。
なお、この凹部145は、後述する工程S140の後にザグリとなる。換言すれば、凹部145は、後にこの部分がザグリを構成するように、形状および寸法が定められる。
(工程S130)
次に、ガラス板110の第1の主表面112の略中央部分に、第1の保護層が配置される。以下、図9〜図11を参照して、この工程S130について詳しく説明する。
次に、ガラス板110の第1の主表面112の略中央部分に、第1の保護層が配置される。以下、図9〜図11を参照して、この工程S130について詳しく説明する。
まず、図9に示すように、ガラス板110の第1の主表面112の全体を覆うように、第1の保護層130が設置される。
第1の保護層130を構成する材料は、以降のエッチング処理(工程S140参照)の際にガラス板110を保護することができる材料である限り、特に限られない。
第1の保護層130は、クロムを含む材料、例えば、金属クロム、クロム窒化物、クロム酸化物、クロム炭化物、クロム炭窒化物、クロム酸窒化物、およびクロム炭窒化物の少なくとも一つを含んでも良い。
また、第1の保護層130は、モリブデンを含む材料、例えば、金属モリブデン、モリブデン窒化物、モリブデン酸化物、モリブデン炭化物、モリブデン炭窒化物、モリブデン酸窒化物、およびモリブデン炭窒化物の少なくとも一つを含んでも良い。
また、第1の保護層130は、タンタルを含む材料、例えば、TaHf,TaZr、およびTaHfZrなどの化合物の少なくとも一つを含んでも良い。
また、第1の保護層130は、タンタルの化合物に、Be、Ge、Nb、Si、C、および/またはN等が添加された材料で構成されても良い。
また、第1の保護層130は、金、アルミニウム、鉄、亜鉛、チタン、およびタングステンの少なくとも一つを含んでも良い。
なお、第1の保護層130は、単層であっても、複数の層で構成されても良い。
第1の保護層130を形成する方法は、特に限られない。第1の保護層130は、例えば、スパッタ法、蒸着法、化学気相成膜(CVD)法、または原子層成膜(ALD)法により、形成されても良い。
第1の保護層130の厚さは、特に限られないが、例えば、10nm〜10μmの範囲である。
次に、図10に示すように、第1の保護層130の上に、レジスト層132が設置される。
レジスト層132は、特に限られない。レジスト層132としては、従来から使用されているものを適用することができる。また、レジスト層132を設置する方法は、特に限られない。レジスト層132は、例えば、スピンコータまたはスプレーコータにより、第1の保護層130の上に設置しても良い。
レジスト層132の厚さは、特に限られないが、例えば、100nm〜5μmの範囲である。
次に、一般的なフォトリソグラフィ法により、レジスト層132のパターンが形成される。この工程には、例えば、ステッパー、アライナー、レーザ描画装置、または電子線描画装置を用いても良い。
次に、レジスト層132を介して第1の保護層130がエッチング処理される。第1の保護層130がクロムを含む場合、エッチング溶液として、例えば、クロムのエッチャントとして知られる、硝酸セリウム(IV)アンモニウム溶液が使用されても良い。
これにより、図11に示すように、ガラス板110の第1の主表面112の略中央部分に、レジスト層132および下側の第1の保護層130を有する残存部135が形成される。換言すれば、レジスト層132および第1の保護層130は、それぞれ、ガラス板110の第1の主表面112の略中央部分に残存する残留レジスト層132aおよび残留保護層130aの部分を除いて除去される。
その後、残留レジスト層132aは、選択的に除去されても良い。
なお、本工程の実施後には、ガラス板110の第1の主表面は、本工程の実施前の状態から幾分変化している可能性がある。しかしながら、説明の簡略化のため、ここでは、この工程によって得られる第1の主表面も、同じ参照符号「112」で表すことにする。
このような工程を経て、ガラス板110第1の主表面112の略中央部分に、第1の保護層130(残留保護層130a)を配置することができる。
なお、前述のように、この工程S130は、必ずしも、工程S120の後に実施される必要はない。例えば、工程S130は、工程S120の前に実施されても良い。
(工程S140)
次に、図12に示すように、ガラス板110の第2の主表面114の凹部145を除く部分に、第2の保護層131が設置される。
次に、図12に示すように、ガラス板110の第2の主表面114の凹部145を除く部分に、第2の保護層131が設置される。
第2の保護層131は、前述の第1の保護層130と同様の材料で構成されても良い。また、第2の保護層131は、前述の第1の保護層130と同様の方法で設置されても良い。
第2の保護層131の厚さは、特に限られないが、例えば、100nm〜10mmの範囲である。
なお、第2の保護層131の設置は、必ずしもこの段階で実施される必要はなく、第2の保護層131の設置は、本工程S140においてガラス板110をエッチング処理する前の、いかなる段階で実施されても良い。
例えば、第2の保護層131の設置は、工程S120の前に実施されても良い。この場合、第2の保護層131は、ガラス板110の第2の主表面114全体に設置され、工程S120の後に、凹部145を除く第2の主表面114に、第2の保護層131が残留しても良い。
あるいは、第2の保護層131の設置は、工程S120と工程S130の間で実施されても良い。
次に、図13に示すように、残留保護層130aおよび第2の保護層131を有するガラス板110が、エッチング溶液140に浸漬される。
エッチング溶液140は、ガラスのエッチングに用いられる一般的なものが用いられる。例えば、フッ化水素酸、フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合溶液、フッ化水素酸と硝酸または塩酸との混合溶液、アルカリ系洗剤、水酸化ナトリウム水溶液と水酸化アルカリ金属を含む水酸化アルカリ金属水溶液、APM(水酸化アンモニウムと過酸化水素水と水の混合水溶液)などが用いられる。アルカリ系洗剤の具体例としては、例えば、花王株式会社製のサンウォッシュ(登録商標)が挙げられる。
エッチング液としては、管理や制御、エッチングレートの速さ、コストの観点から、好ましくは、フッ化水素酸、フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合溶液、フッ化水素酸と硝酸または塩酸との混合溶液が好ましい。いずれの場合も、フッ化水素酸の濃度は例えば0.01質量%〜25質量%である。
エッチング液の液温は、例えば10℃〜70℃、好ましくは15℃〜25℃である。エッチング液の液温が低すぎると、エッチングレートの速さが遅く、生産性が悪い。一方、エッチング液の液温が高過ぎると、水分が揮発するため、濃度管理が難しい。
このエッチング処理により、残留保護層130aおよび第2の保護層131で覆われていないガラス板110の露出面がエッチングされる。
例えば、図14に示すように、ガラス板110の残留保護層130aの下側部分を除く第1の主表面112は、エッチング主表面112aとなる。また、ガラス板110の凹部145の底面147は、エッチング底面147aとなり、側壁149は、エッチング側壁149aとなる。
これにより、凹部145がザグリ150となる。すなわち、ガラス板110の第2の主表面114に、エッチング底面147aおよびエッチング側壁149aを有するザグリ150が得られる。
凹部145の底面147のエッチング量は、特に限られないが、例えば、3nm〜60μmの範囲であっても良い。エッチング量が3nmを下回ると、ガラス板110(特に凹部145)に付着している異物が十分に除去できない場合がある。また、エッチング量が60μmを超えると、ザグリ150のエッチング底面147aの荒れが無視できなくなるおそれがある。
また、図14に示すように、このエッチング処理後に得られるエッチング主表面112aは、元の第1の主表面112(図14において破線で示されている)に比べて、高さレベルが低下する。その結果、ガラス板110のエッチング主表面112aに、残留保護層130aで覆われたメサ120が形成される。
ここで、ガラス板110の第2の主表面114は、第2の保護層131で覆われているため、このエッチング工程を実施しても、第2の主表面114は、エッチングされない。従って、第1の製造方法では、ガラス板110の第2の主表面114の二乗平均粗さRmsおよび平坦度TIRを、エッチング処理後にも所望の範囲に維持することが可能となる。
また、前述の工程S120においてガラス板110に凹部145を形成した際に、仮にガラス板110にガラス屑および研磨スラリー等の異物が残留していたとしても、そのような異物は、このエッチング工程において除去される。
ここで、第2の主表面114の平坦度TIRは、第2の主表面114の略中央における142mm×142mmの領域から、凹部145およびその周囲1mmの領域を除いた部分を最小二乗平面の基準としたときの値である。
(工程S150)
次に、図15に示すように、残留保護層130aが除去される。これにより、ガラス板110のエッチング主表面112aに、突出面122および側面124を有するメサ120が得られる。また、これにより、メサ120およびザグリ150を有するガラス加工基板160が製造される。
次に、図15に示すように、残留保護層130aが除去される。これにより、ガラス板110のエッチング主表面112aに、突出面122および側面124を有するメサ120が得られる。また、これにより、メサ120およびザグリ150を有するガラス加工基板160が製造される。
なお、この段階において、第2の保護層131は、ガラス加工基板160から除去しても、除去しなくても良い。
特に、第2の保護層131が金属で構成される場合、そのような第2の保護層131は、ガラス加工基板160、さらにはこれから得られるマスクブランクスまたはインプリントモールドをステージ等に保持する際に、静電チャック用の膜として利用することができる。
また、必要な場合、得られたガラス加工基板160において、少なくともメサ120の突出面122を覆うように、導電膜を設置しても良い。これにより、インプリント用のマスクブランクスが製造される。
あるいは、メサ120の突出面122に、所望のパターンを形成しても良い。これにより、インプリントモールドが製造される。
このような第1の製造方法では、工程S140のエッチング工程において、第2の主表面114は、エッチングされない。そのため、第1の製造方法では、ガラス板110の第2の主表面114の二乗平均粗さRmsおよび平坦度TIRを所望の値に維持することが可能となる。
従って、第1の製造方法で製造されるガラス加工基板をインプリントモールドとして適用した場合、ステージとの真空吸着の際にメサに異常変形が生じるという問題を、有意に抑制することができる。
また、第1の製造方法では、前述のように、凹部145を形成する際に生じた異物は、ステップS140のエッチング工程において除去される。このため、残留異物によって、製造されるガラス加工基板、さらにはマスクブランクスおよびインプリントモールドが、その後の工程で損傷を受けるという問題を有意に軽減または回避することが可能となる。さらに、インプリントプロセス中にインプリントモールドから残留異物が脱落して、被加工基板の品質が低下するという問題も、有意に軽減または回避することが可能となる。
以上、図6〜図15を参照して、第1の製造方法について説明した。しかしながら、以上の記載は、単なる一例に過ぎず、いくつかのまたは全ての工程において、修正または変更等がなされても良い。
例えば、前述の工程S140では、第2の保護層131は、ガラス板110の第2の主表面114のみに設置される。しかしながら、この工程において、第2の保護層131は、さらに、ガラス板110の側端面116に設置されても良い。
この他にも各種変更および修正が可能である。
(本発明の一実施形態による別のガラス加工基板の製造方法)
次に、図16〜図23を参照して、本発明の一実施形態による別のガラス加工基板の製造方法の一例について説明する。
次に、図16〜図23を参照して、本発明の一実施形態による別のガラス加工基板の製造方法の一例について説明する。
図16には、本発明の一実施形態による別のガラス加工基板の製造方法(以下、「第2の製造方法」と称する)のフローを概略的に示す。また、図17〜23には、第2の製造方法における各工程を模式的に示す。
図16に示すように、第2の製造方法は、
(1)相互に対向する第1および第2の主表面を有するガラス板を準備する工程(工程S210)と、
(2)前記ガラス板の前記第1の主表面の、後にメサが形成される領域に第1の保護層を設置し、前記ガラス板の前記第2の主表面に第2の保護層を設置する工程(工程S220)と、
(3)前記ガラス板を第1のエッチング溶液に浸漬させ、前記ガラス板をエッチングする工程(工程S230)と、
(4)前記ガラス板の前記第2の主表面に、凹部を形成する工程(工程S240)と、
(5)前記ガラス板を、第2のエッチング溶液に浸漬させ、前記ガラス板を再度エッチングする工程(工程S250)と、
を有する。
(1)相互に対向する第1および第2の主表面を有するガラス板を準備する工程(工程S210)と、
(2)前記ガラス板の前記第1の主表面の、後にメサが形成される領域に第1の保護層を設置し、前記ガラス板の前記第2の主表面に第2の保護層を設置する工程(工程S220)と、
(3)前記ガラス板を第1のエッチング溶液に浸漬させ、前記ガラス板をエッチングする工程(工程S230)と、
(4)前記ガラス板の前記第2の主表面に、凹部を形成する工程(工程S240)と、
(5)前記ガラス板を、第2のエッチング溶液に浸漬させ、前記ガラス板を再度エッチングする工程(工程S250)と、
を有する。
以下、図17〜図23を参照して、各工程について説明する。
(工程S210)
まず、ガラス加工基板の素材となるガラス板が準備される。なお、この工程は、前述の第1の製造方法における工程S110と同様である。そのため、ここでは、詳細な説明を省略する。
まず、ガラス加工基板の素材となるガラス板が準備される。なお、この工程は、前述の第1の製造方法における工程S110と同様である。そのため、ここでは、詳細な説明を省略する。
(工程S220)
次に、図17に示すように、ガラス板110の第1の主表面112に、第1の保護層170が設置される。また、ガラス板110の第2の主表面114に、第2の保護層171が設置される。
次に、図17に示すように、ガラス板110の第1の主表面112に、第1の保護層170が設置される。また、ガラス板110の第2の主表面114に、第2の保護層171が設置される。
第1の保護層170は、第1の主表面112の、後にメサが形成される領域に設置される。これに対して、第2の保護層171は、第2の主表面114の全面に設置される。
第1の保護層170を構成する材料は、後の工程S230におけるエッチング処理の際に、ガラス板110を保護することができる材料である限り、特に限られない。また、第2の保護層171を構成する材料は、後の工程S230および工程S250におけるエッチング処理の際に、ガラス板110を保護することができる材料である限り、特に限られない。
第1の保護層170は、前述の第1の製造方法における第1の保護層130と同様の材料で構成されても良い。また、第2の保護層171は、前述の第1の製造方法における第2の保護層131と同様の材料で構成されても良い。なお、第1の保護層170と第2の保護層171は、同様の材料で構成されても良い。
第1の保護層170および第2の保護層171の形成方法は、特に限られない。これらは、それぞれ、例えば、前述の第1の製造方法における第1の保護層130および第2の保護層131と同様の方法で形成されても良い。
例えば、第1の保護層170は、前述の第1の製造方法における工程S130のように、ガラス板110の第1の主表面112全体に所定の材料層を成膜した後、この材料層の上に、フォトリソグラフィ法によりパターン化されたレジスト層を形成し、材料層をエッチング処理することにより、形成されても良い。
第1の保護層170は、例えば、10nm〜10μmの範囲の厚さを有しても良い。また、第2の保護層171は、例えば、100nm〜10mmの範囲の厚さを有しても良い。
(工程S230)
次に、ガラス板110の第1の主表面112がエッチング処理される(第1のエッチング処理)。第1のエッチング処理は、例えば、ガラス板110を第1のエッチング溶液に浸漬させることにより、実施されても良い。
次に、ガラス板110の第1の主表面112がエッチング処理される(第1のエッチング処理)。第1のエッチング処理は、例えば、ガラス板110を第1のエッチング溶液に浸漬させることにより、実施されても良い。
第1のエッチング溶液は、フッ酸を含む溶液であっても良い。
図18には、第1のエッチング処理後のガラス板110の断面形態を模式的に示す。
図18に示すように、第1のエッチング処理により、ガラス板110の第1の主表面112において、第1の保護層170で被覆されていない部分がエッチングされる。例えば、ガラス板110の第1の主表面112のうち、第1の保護層170で被覆されていない部分は、エッチング主表面112aとなる。
ここで、図18に示すように、第1のエッチング処理後に得られるエッチング主表面112aは、元の第1の主表面112に比べて、高さレベル(破線で示されている)が低下する。その結果、ガラス板110のエッチング主表面112aに、第1の保護層170で覆われたメサ120が形成される。
一方、ガラス板110の第2の主表面114は、第2の保護層171で予め被覆されているため、この工程S230を実施しても、第2の主表面114は、エッチングされない。従って、第2の製造方法では、ガラス板110の第2の主表面114の二乗平均粗さRmsおよび平坦度TIRを、第1のエッチング処理後にも所定の範囲に維持することが可能となる。
(工程S240)
次に、図19に示すように、ガラス板110の第2の主表面114の略中央に、凹部145が形成される。凹部145は、後述する工程S250の後にザグリとなる。換言すれば、凹部145は、後にこの部分がザグリを構成するように、形状および寸法が定められる。
次に、図19に示すように、ガラス板110の第2の主表面114の略中央に、凹部145が形成される。凹部145は、後述する工程S250の後にザグリとなる。換言すれば、凹部145は、後にこの部分がザグリを構成するように、形状および寸法が定められる。
凹部145は、底面147と、該底面147を取り囲む側壁149とを有する。通常の場合、凹部145は、略円柱状または略四角柱状の形状を有する。
前述のように、凹部145は、例えば、ガラス板110の第2の主表面114を研削処理し、さらに研磨処理することにより形成される。
なお、図19には示されていないが、凹部145は、第2の主表面114の開口部、すなわち第2の主表面114と側壁149の交差部に、C面取り部を有しても良い。また、凹部145は、底面147と側壁149の交差部に、R面取り部を有しても良い。
(工程S250)
次に、ガラス板110が第2のエッチング溶液に浸漬され、エッチング処理される(第2のエッチング処理)。
次に、ガラス板110が第2のエッチング溶液に浸漬され、エッチング処理される(第2のエッチング処理)。
なお、第2のエッチング処理の前に、図20に示すように、ガラス板110の第1の主表面112(正確には、エッチング主表面112a)に、第3の保護層172を設置しても良い。
第3の保護層172は、第1の保護層170が第2のエッチング工程で使用される第2のエッチング溶液に対して耐性を有さない場合、図20に示すように、第1の保護層170を覆うように設置されても良い。あるいは、第1の保護層170が第2のエッチング溶液に対して耐性を有する場合、第3の保護層172は、第1の保護層170とは重ならないようにして、第1の主表面112に設置されても良い。
第3の保護層172を構成する材料は、第2のエッチング工程の際にガラス板110を保護することができる材料である限り、特に限られない。
第3の保護層172は、例えば、第1の保護層170または第2の保護層171と同様の材料で構成されても良い。また、第3の保護層172は、単層であっても、複数の層で構成されても良い。
第3の保護層172は、前述の第1の保護層170または第2の保護層171と同様の方法により形成されても良い。
第3の保護層172の水平部の厚さは、特に限られないが、例えば、20nm〜100μmの範囲である。
ガラス板110のエッチング主表面112aに第3の保護層172を設置することにより、エッチング主表面112aが第2のエッチング溶液によってエッチングされることを回避することができる。
次に、図21に示すように、ガラス板110が第2のエッチング溶液141に浸漬され、露出部がエッチング処理される。例えば、第2の主表面114に形成された凹部145がエッチング処理される。
第2のエッチング処理により、図22に示すように、凹部145の底面147は、エッチング底面147aとなり、側壁149は、エッチング側壁149aとなる。
これにより、凹部145がザグリ150となる。すなわち、ガラス板110の第2の主表面114に、エッチング底面147aおよびエッチング側壁149aを有するザグリ150が得られる。
第2のエッチング処理における凹部145の底面147のエッチング量は、特に限られないが、例えば、3nm〜60μmの範囲であっても良い。エッチング量が3nmを下回ると、工程S240においてガラス板110に付着した異物が十分に除去できない場合がある。また、エッチング量が60μmを超えると、ザグリ150のエッチング底面147aの荒れが無視できなくなるおそれがある。
次に、図23に示すように、第1の保護層170および第3の保護層172が除去される。なお、この段階において、第2の保護層171は、ガラス加工基板160から除去しても、除去しなくても良い。
特に、第2の保護層171が金属で構成される場合、そのような第2の保護層171は、ガラス加工基板160、さらにはこれから得られるマスクブランクスまたはインプリントモールドをステージ等に保持する際に、静電チャック用の膜として利用することができる。
以上の工程により、ガラス板110のエッチング主表面112aに、突出面122および側面124を有するメサ120が得られるとともに、ガラス板110の第2の主表面114に、ザグリ150が得られる。
その結果、メサ120およびザグリ150を有するガラス加工基板160が製造される。
その後、必要な場合、得られたガラス加工基板160において、少なくともメサ120の突出面122を覆うように、導電膜を設置しても良い。これにより、インプリント用のマスクブランクスが製造される。
あるいは、メサ120の突出面122に、所望のパターンを形成しても良い。これにより、インプリントモールドが製造される。
このような第2の製造方法では、工程S230の第1のエッチング処理および工程S260の第2のエッチング処理のいずれにおいても、凹部145を除く第2の主表面114は、エッチングされない。そのため、第2の製造方法では、ガラス板110の第2の主表面114の二乗平均粗さRmsおよび平坦度TIRを所望の値に維持することが可能となる。
従って、第2の製造方法で製造されるガラス加工基板をインプリントモールドとして適用した場合、ステージとの真空吸着の際にメサに異常変形が生じるという問題を、有意に抑制することができる。
また、第2の製造方法では、前述のように、凹部145を形成する際に生じた異物は、工程S260における第2のエッチング処理により除去される。このため、残留異物によって、製造されるガラス加工基板、さらにはマスクブランクスおよびインプリントモールドが、その後の工程で損傷を受けるという問題を有意に軽減または回避することが可能となる。さらに、インプリントプロセス中にインプリントモールドから残留異物が脱落して、被加工基板の品質が低下するという問題も、有意に軽減または回避することが可能となる。
以上、図16〜図23を参照して、第2の製造方法について説明した。しかしながら、以上の記載は、単なる一例に過ぎず、いくつかのまたは全ての工程において、修正または変更等がなされても良い。
例えば、前述の工程S220では、第2の保護層171は、ガラス板110の第2の主表面114全体を覆うように設置される。しかしながら、この工程において、第2の保護層171は、後に凹部145(すなわちザグリ150)が形成される部分を覆わないようにして、第2の主表面114に設置されても良い。
この場合、工程S230後に、ガラス板110の第2の主表面114に、マーキングパターン(くぼみ)を形成することができる。その後工程S240において、このくぼみを目安に、第2の主表面114に凹部145を形成することにより、後に得られるメサ120とザグリ150の中心線を、容易に一致させることが可能となる。
また、工程S220において、第2の保護層171は、さらに、ガラス板110の側端面116にも設置されても良い。同様に、工程S250において、第3の保護層172は、ガラス板110の側端面116にも設置されても良い。
さらに、前記第2の製造方法では、工程S250における第2のエッチング処理の前に、ガラス板110のエッチング主表面112aが第3の保護層172で保護される。しかしながら、この第3の保護層172の設置は、必ずしも必要ではない。
すなわち、工程S250における第2のエッチング処理によって、ガラス板110のエッチング主表面112aがさらにエッチングされても良い。この場合、例えば、工程S230における第1のエッチング処理、および工程S250における第2のエッチング処理におけるガラス板110の第1の主表面112のエッチング量を予め把握しておけば、両方のエッチング処理の後に、所定の高さのメサ120を得ることができる。
この他にも各種変更および修正が可能である。
(本発明の一実施形態によるガラス加工基板)
次に、図24を参照して、本発明の一実施形態によるガラス加工基板の一構成例について説明する。
次に、図24を参照して、本発明の一実施形態によるガラス加工基板の一構成例について説明する。
図24には、本発明の一実施形態によるガラス加工基板(以下、「第1のガラス加工基板」と称する)の断面を模式的に示す。図24に示すように、第1のガラス加工基板200は、ガラス板210で構成される。
ガラス板210は、相互に対向する第1の主表面212および第2の主表面214と、両主表面212、214を接続する側端面216とを有する。ガラス板210の第1の主表面212の略中央部には、メサ220が形成されており、ガラス板210の第2の主表面214の略中央部には、ザグリ250が形成されている。
メサ220は、突出面222と、該突出面222を取り囲む側面224とで構成される。一方、ザグリ250は、ザグリ底面247と、該ザグリ底面247を取り囲むザグリ側壁249とで構成される。
ザグリ250とメサ220の中心軸は、実質的に一致する。
なお、図24には示されていないが、第1のガラス加工基板200は、さらに、第1の主表面212の側に、導電膜を有しても良い。
以下、第1のガラス加工基板200の各部分について、より詳しく説明する。
(ガラス板210)
ガラス板210の組成は、特に限られない。例えば、ガラス板210は、SiO2を90質量%以上含む石英ガラスであっても良い。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という特徴を有する。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という特徴を有する。
ガラス板210の組成は、特に限られない。例えば、ガラス板210は、SiO2を90質量%以上含む石英ガラスであっても良い。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という特徴を有する。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という特徴を有する。
ガラス板210が石英ガラスで構成される場合、石英ガラスは、SiO2の他に、TiO2含んでも良い。TiO2含有量が多いほど、ガラス板210の表面のOH基の密度が大きくなり、転写材との親和性が高くなる。
例えば、石英ガラスは、SiO2を90〜98質量%、TiO2を2〜10質量%含んでも良い。TiO2含有量が2〜10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。
石英ガラスは、SiO2およびTiO2以外の微量成分を含んでも良いが、微量成分を含まないことが好ましい。
ガラス板210の形状および寸法は、特に限られない。ガラス板210は、例えば矩形状であっても良い。ガラス板210は、例えば、152mm×152mmの正方形状であっても良い。また、ガラス板210は、例えば、2.2mm〜12.7mmの範囲の厚さを有しても良い。
ガラス板210の第1の主表面212(メサ220を除く。以下同じ)は、0.01nm〜1nmの範囲の二乗平均粗さRmsを有しても良い。また、ガラス板210の第1の主表面212は、0.03μm〜1500μmの範囲の平坦度TIRを有しても良い。
一方、ガラス板210の第2の主表面214(ザグリ250を除く。以下同じ)は、0.03nm以下の二乗平均粗さRmsを有しても良い。また、ガラス板210の第2の主表面214は、1.5μm未満の平坦度TIR、例えば1.0μm以下の平坦度TIRを有しても良い。
ここで規定されるガラス板210の第2の主表面214の平坦度TIRは、152mm×152mmの寸法のガラス板における第2の主表面214のうち、周囲の5mmの幅の領域、および中心から直径66mmφの領域を除いた部分において測定される平坦度TIRを意味する。
(メサ220)
メサ220は、突出面222および側面224を有するように構成される。メサ220の形状は、特に限られない。メサ220は、例えば、略円柱状、略四角柱状などの形状を有しても良い。
メサ220は、突出面222および側面224を有するように構成される。メサ220の形状は、特に限られない。メサ220は、例えば、略円柱状、略四角柱状などの形状を有しても良い。
メサ220の突出面222の寸法は、特に限られない。例えば、メサ220の突出面222が矩形状に形成される場合、突出面222は、縦10mm〜55mm×横10mm〜105mmの寸法を有しても良い。
メサ220の高さ、すなわち側面224の高さは、例えば、10nm〜50μmの範囲である。
メサ220の突出面222は、二乗平均粗さRmsが0.001nm〜0.03nm、平坦度TIRが0.01μm〜0.1μmの範囲であっても良い。
ここで、メサ220の突出面222の平坦度TIRは、26mm×33mmの寸法の突出面のうち、周囲1mmの幅の領域を除いた部分における24mm×31mmの領域を最小二乗平面の基準としたときの値である。
(ザグリ250)
ザグリ250は、ザグリ底面247およびザグリ側壁249を有するように構成される。ザグリ250の形状は、特に限られない。ザグリ250は、例えば、略円柱状、略四角柱状などの形状を有しても良い。
ザグリ250は、ザグリ底面247およびザグリ側壁249を有するように構成される。ザグリ250の形状は、特に限られない。ザグリ250は、例えば、略円柱状、略四角柱状などの形状を有しても良い。
ザグリ250が略円柱状の形態を有する場合、ザグリ底面247の直径は、60mm〜116mmの範囲であっても良い。一方、ザグリ250の深さ、すなわちザグリ側壁249の高さは、例えば、3mm〜6mmの範囲である。
ザグリ250のザグリ底面247は、ガラス板210の第2の主表面214よりも大きな二乗平均粗さRmsを有する。例えば、ザグリ250のザグリ底面247は、二乗平均粗さRmsが0.03nm〜1nmの範囲であっても良い。
同様に、ザグリ250のザグリ側壁249は、二乗平均粗さRmsが0.001nm〜1nmの範囲であっても良い。
また、ザグリ250は、第2の主表面214の開口部に、C面取り部を有しても良い。この場合、C面取り部の二乗平均粗さRmsは、0.001nm〜1nmの範囲であっても良い。
さらに、ザグリ250は、ザグリ底面247とザグリ側壁249の交差部に、R面取り部を有しても良い。
(導電膜)
図24には示されていないが、第1のガラス加工基板200は、さらに、ガラス板210の第1の主表面212の側に、導電膜を有しても良い。
図24には示されていないが、第1のガラス加工基板200は、さらに、ガラス板210の第1の主表面212の側に、導電膜を有しても良い。
そのような導電膜は、例えば、メサ220(の突出面222)のみを覆うように設置されても良く、あるいはメサ220(の突出面222)と第1の主表面212の全体を覆うように配置されても良い。
導電膜としては、例えば、前述の第1の保護層に使用されるような材料を使用しても良い。例えば、導電膜は、クロムを含む材料、モリブデンを含む材料、および/またはタンタルを含む材料などを含んでも良い。
導電膜は、例えば、スパッタ法、蒸着法、化学気相成膜(CVD)法、または原子層成膜(ALD)法などの成膜方法により形成されても良い。
(特徴)
第1のガラス加工基板100は、ザグリ250が形成された領域を除く第2の主表面214の二乗平均粗さRmsが、ザグリ底面247の二乗平均粗さRmsよりも小さいと言う特徴を有する。
第1のガラス加工基板100は、ザグリ250が形成された領域を除く第2の主表面214の二乗平均粗さRmsが、ザグリ底面247の二乗平均粗さRmsよりも小さいと言う特徴を有する。
このような特徴を有する第1のガラス加工基板100をインプリントモールドに適用した場合、前述のような、ステージとの真空吸着の際にメサに異常変形が生じるという問題を、有意に抑制することができる。
次に、本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
前述の第1の製造方法により、ガラス加工基板を製造した。具体的には、以下の工程を実施した。
前述の第1の製造方法により、ガラス加工基板を製造した。具体的には、以下の工程を実施した。
(凹部の形成)
まず、ガラス板を準備した。ガラス板には、縦152mm×横152mmの石英ガラスを使用した。ガラス板の2つの主表面における二乗平均粗さRmsは、0.03nmであった。また、各主表面における平坦度TIRは、1.0μmであった。
まず、ガラス板を準備した。ガラス板には、縦152mm×横152mmの石英ガラスを使用した。ガラス板の2つの主表面における二乗平均粗さRmsは、0.03nmであった。また、各主表面における平坦度TIRは、1.0μmであった。
次に、ガラス板の第2の主表面の略中央部分を研削および研磨し、第2の主表面の中央部に、直径64mmφの略円形状のザグリを形成した。ザグリの深さは、約5.25mmである。その後、ザグリの側壁と第2の主表面の間の部分をC面取りした(C=0.4mm)。また、ザグリの側壁と底面の間の部分をR面取りした(R=1.0mm)。
以上の工程で得られたガラス板を、特に「サンプル1−1」と称する。
(メサの形成)
次に、サンプル1−1の第1の主表面の略中央部分(縦26mm×横33mmの領域)に、第1の保護層を設置した。
次に、サンプル1−1の第1の主表面の略中央部分(縦26mm×横33mmの領域)に、第1の保護層を設置した。
第1の保護層は、前述の図9〜図11に示したような、レジスト層のパターン処理とエッチング処理を組み合わせた方法により形成した。
第1の保護層は、ガラス板に近い側から、酸化クロム層(30nm)、金属クロム層(100nm)、および酸化クロム層(50nm)の、3層構造とした。各層は、スパッタ法により成膜した。
次に、ガラス板の第2の主表面の凹部を除く領域に、スパッタ法により、第2の保護層を設置した。第2の保護層は、窒化クロム層とし、厚さは250nmとした。
次に、ガラス板を、室温のエッチング溶液中に、500分間浸漬した。エッチング溶液は、20mass%のフッ酸溶液とした。
エッチング処理後に、エッチング溶液からガラス板を取り出した。その後、第1および第2の保護層を除去した。
これにより、第1の主表面にメサを有し、第2の主表面にザグリを有するガラス加工基板(以下、「サンプル1−2」と称する)が得られた。サンプル1−2において、メサの寸法は、縦26mm×横33mm×高さ30μmであった。ザグリの寸法は、直径64mmφ×深さ5.25mmであった。
(評価)
前述のようにして得られたサンプル1−1およびサンプル1−2を用いて、以下の評価を実施した。
前述のようにして得られたサンプル1−1およびサンプル1−2を用いて、以下の評価を実施した。
(表面粗さ測定)
各サンプルにおいて、第2の主表面およびザグリの各位置における表面粗さを測定した。測定には、走査型白色干渉計(Zygo社製)使用した。
各サンプルにおいて、第2の主表面およびザグリの各位置における表面粗さを測定した。測定には、走査型白色干渉計(Zygo社製)使用した。
図25〜図28には、サンプル1−1およびサンプル1−2における表面粗さの測定位置を概略的に示す。これらの図には、各サンプルの第2の主表面側の平面図が示されている。
図25には、サンプルの第2の主表面における表面粗さの測定位置を示す。また、図26には、サンプルのザグリの底面における表面粗さの測定位置を示す。また、図27には、サンプルのザグリの側壁における表面粗さの測定位置を示す。さらに、図28には、サンプルのザグリのC面取り部における表面粗さの測定位置を示す。
図25に示すように、サンプルの第2の主表面における表面粗さは、第2の主表面の中心座標を(0,0)としたとき、P1(0,55mm)、P2(55mm,0)、P3(0,−55mm)およびP4(−55mm,0)の4箇所で測定した。
これらの4箇所において、0.14mm×0.11mmの領域における二乗平均粗さRmsを測定した。また、4つの値を平均して得られる値を、「第1の表面粗さRms(1)」とした。
図26に示すように、サンプルのザグリの底面における表面粗さの測定は、第2の主表面の中心座標を(0,0)としたとき、Q1(0,20mm)、Q2(20mm,0)、Q3(0,−20mm)およびQ4(−20mm,0)の4箇所で測定した。
これらの4箇所において、0.14mm×0.11mmの領域における二乗平均粗さRmsを測定した。また、4つの値を平均して得られる値を、「第2の表面粗さRms(2)」とした。
図27に示すように、サンプルのザグリの側壁における表面粗さの測定は、第2の主表面の上面視、R1(0時)、R2(3時)、R3(6時)およびR4(9時)の4箇所で測定した。側壁の測定箇所の高さ位置は、ザグリの深さの略1/2の位置である。
これらの4箇所において、0.14mm×0.11mmの領域における二乗平均粗さRmsを測定した。また、4つの値を平均して得られる値を、「第3の表面粗さRms(3)」とした。
図28に示すように、サンプルのザグリのC面取り部における表面粗さの測定は、第2の主表面の中心座標を(0,0)としたとき、S1(0,32mm)、S2(32mm,0)、S3(0,−32mm)およびS4(−32mm,0)の4箇所で測定した。
これらの4箇所において、0.14mm×0.11mmの領域における二乗平均粗さRmsを測定した。また、4つの値を平均して得られる値を、「第4の表面粗さRms(4)」とした。
以下の表1には、サンプル1−1およびサンプル1−2において得られた測定結果をまとめて示す。
また、サンプル1−2における第1の表面粗さRms(1)と第2の表面粗さRms(2)の比較から、第2の主表面(ザグリを除く)の二乗平均粗さは、ザグリの底面の二乗平均粗さよりも有意に小さいことが確認された。
(平坦度TIR測定)
各サンプルにおいて、第2の主表面の平坦度TIRを測定した。平坦度TIRの測定には、斜入射平面度測定機(Corning Tropel社製)を使用した。また、平坦度TIRは、4つの測定対象領域において評価した。
各サンプルにおいて、第2の主表面の平坦度TIRを測定した。平坦度TIRの測定には、斜入射平面度測定機(Corning Tropel社製)を使用した。また、平坦度TIRは、4つの測定対象領域において評価した。
図29〜図32には、第2の主表面における平坦度TIRの測定対象領域を模式的に示す。これらの図には、各サンプルの第2の主表面側の平面図が示されている。
図29には、サンプルの第2の主表面314における、第1の測定対象領域381が示されている。第1の測定対象領域381は、縦152mm×横152mmのサンプルの第2の主表面314のうち、周囲の5mmの幅の領域、および中心から直径66mmφの領域を除いた部分、すなわち、図29において、斜線で示されている領域である。
第1の測定対象領域381において得られた平坦度TIRを、「第1の平坦度」と称する。
図30には、サンプルの第2の主表面における、第2の測定対象領域が示されている。第2の測定対象領域382は、縦152mm×横152mmのサンプルの第2の主表面314のうち、中心から直径116mmφの円と、中心から直径66mmφの円との間の領域、すなわち、図30において、斜線で示されている領域である。
第2の測定対象領域382において得られた平坦度TIRを、「第2の平坦度」と称する。
図31には、サンプルの第3の主表面における、第3の測定対象領域が示されている。第3の測定対象領域383は、縦152mm×横152mmのサンプルの第2の主表面314のうち、中心から直径86mmφの円と、中心から直径66mmφの円との間の領域、すなわち、図31において、斜線で示されている領域である。
第3の測定対象領域383において得られた平坦度TIRを、「第3の平坦度」と称する。
図32には、サンプルの第4の主表面における、第4の測定対象領域が示されている。第4の測定対象領域384は、縦152mm×横152mmのサンプルの第2の主表面314のうち、中心から直径142mmφの円と、中心から直径116mmφの円との間の領域、すなわち、図32において、斜線で示されている領域である。
第4の測定対象領域384において得られた平坦度TIRを、「第4の平坦度」と称する。
以下の表2には、サンプル1−1およびサンプル1−2において得られた平坦度TIR測定結果をまとめて示す。
(光学特性の評価)
サンプル1−2において、第2の主表面およびザグリの底面の光沢度、ヘーズ、写像性、ならびにピーク反射率を測定した。
サンプル1−2において、第2の主表面およびザグリの底面の光沢度、ヘーズ、写像性、ならびにピーク反射率を測定した。
このうち、光沢度は、ISO2813に基づき、20゜の入射角で入射される光の反射光量から評価した。また、ヘーズは、ISO 13803に基づき測定した。また、写像性は、ASTM D5767に基づいて測定した。さらに、ピーク反射率は、20゜±0.009905゜の入射角で入射される光の反射光量から評価した。
これらの指標は、いずれも、オールインワン光沢計(Rhopoint社製)を用いて測定した。
以下の表3には、サンプル1−2において得られた測定結果をまとめて示す。
まず、サンプル1−2から、ザグリの底面、側面、C面取り部分、およびR面取り部分の各部分を切断採取した。なお、切断処理中にサンプルに異物が付着することを回避するため、切断は、クラス100の清浄度環境下で、HEPAフィルタを介した風速1.5m/秒以上の空気をサンプルに送風しながら実施した。
観察は、採取された各部分において、それぞれ10箇所ずつ実施した。
その結果、いずれの部分にも、異物は観測されなかった。(すなわち、異物の合計数=0)。
以上の評価結果から、サンプル1−2の第2の主表面(ザグリを除く)は、小さな二乗平均粗さRmsを有するとともに、サンプル1−2のザグリには、ガラス屑が残存していないことが確認された。従って、このようなサンプル1−2をインプリントモールドに使用した場合、従来のようなメサの異常変形の問題、および品質低下の問題が有意に改善されるものと予想される。
(比較例1)
前述の実施例1と同様の方法により、ガラス加工基板を製造した。
前述の実施例1と同様の方法により、ガラス加工基板を製造した。
ただし、この比較例1では、前述の(メサの形成)におけるエッチング処理の前に、ガラス板の第2の主表面に第2の保護層を設置しなかった。すなわち、第2の主表面を露出させたまま、エッチング処理を実施した。
前述の(凹部の形成)の段階後に得られたガラス板を、特に「サンプル2−1」と称する。また、前述の(メサの形成)の段階後に得られたガラス加工基板を、特に「サンプル2−2」と称する。
得られたサンプル2−1およびサンプル2−2を用いて、前述のような評価を実施した。
以下の表4には、サンプル2−1およびサンプル2−2において得られた、表面粗さ測定の結果をまとめて示す。
次に、以下の表5には、サンプル2−1およびサンプル2−2において得られた、平坦度TIR測定結果をまとめて示す。
次に、以下の表6には、サンプル2−2において得られた各種光学特性の測定結果をまとめて示す。
(比較例2)
以下の方法で、ザグリを有するガラス板を製造した。
以下の方法で、ザグリを有するガラス板を製造した。
ガラス板には、例1で示したものを使用した。
前述の例1の場合と同様の方法により、ガラス板の第2の主表面の略中央部分を研削および研磨した。これにより、第2の主表面の中央部に、直径64mmφ、深さ5.25mmの略円形状のザグリを有するガラス板が得られた。
その後、ザグリの側壁と第2の主表面の間の部分をC面取りした(C=0.4mm)。また、ザグリの側壁と底面の間の部分をR面取りした(R=1.0mm)。
以上の工程で得られたガラス板を、特に「サンプル3−1」と称する。
(残留異物の評価)
サンプル3−1において、前述の例1に示したような方法により、ザグリの各部分をSEMで観察し、ザグリにおける残留異物の有無について評価を行った。
サンプル3−1において、前述の例1に示したような方法により、ザグリの各部分をSEMで観察し、ザグリにおける残留異物の有無について評価を行った。
その結果、各部分から、合計11個の異物が観測された。
このように、エッチング工程を経ていないザグリを有するガラス板では、ザグリにガラス屑などの異物が存在することが確認された。
1 インプリントモールド、10 ガラス板、12 第1の主表面、12a 第1のエッチング主表面、14 第2の主表面、14a 第2のエッチング主表面、20 メサ、22 突出面、24 側面、30 金属層、30a 残留金属層、32 レジスト層、32a 残留レジスト層、35 残存部、40 エッチング溶液、50 ザグリ、60 ガラス加工基板、80 パターン、90 被加工基板、92 表面、94 転写材、110 ガラス板、112 第1の主表面、112a エッチング主表面、114 第2の主表面、116 側端面、120 メサ、122 突出面、124 側面、130 第1の保護層、130a 残留保護層、131 第2の保護層、132 レジスト層、132a 残留レジスト層、135 残存部、140 エッチング溶液、141 第2のエッチング溶液、145 凹部、147 底面、147a エッチング底面、149 側壁、149a エッチング側壁、150 ザグリ、160 ガラス加工基板、170 第1の保護層、171 第2の保護層、172 第3の保護層、200 第1のガラス加工基板、210 ガラス板、212 第1の主表面、214 第2の主表面、216 側端面、220 メサ、222 突出面、224 側面、247 ザグリ底面、249 ザグリ側壁、250 ザグリ、314 サンプルの第2の主表面、381 第1の測定対象領域、382 第2の測定対象領域、383 第3の測定対象領域、384 第4の測定対象領域。
Claims (19)
- メサおよびザグリを有する、インプリントモールド用のガラス加工基板の製造方法であって、
(1)相互に対向する第1および第2の主表面を有するガラス板を準備する工程と、
(2)前記ガラス板の前記第2の主表面に、底面および該底面を取り囲む側壁を有する凹部を形成する工程と、
(3)前記(2)の工程の前、または前記(2)の工程の後に実施される、前記ガラス板の前記第1の主表面の、後にメサが形成される領域に、第1の保護層を設置する工程と、
(4)前記ガラス板の前記第2の主表面に第2の保護層が設置された状態で、前記ガラス板をエッチング溶液に浸漬させ、前記ガラス板をエッチングする工程と、
を有する、製造方法。 - 前記(4)の工程では、前記凹部の前記底面は、3nm〜60μmの厚さだけエッチングされる、請求項1に記載の製造方法。
- 前記(3)の工程は、
前記第1の主表面全体に、第1の保護層を設置する工程と、
前記第1の保護層の上にレジスト層のパターンを設置する工程と、
前記レジスト層のパターンを介して、前記第1の保護層をエッチングして、前記第1の主表面の、後にメサが形成される領域に、前記第1の保護層を残留させる工程と、
を有する、請求項1または2に記載の製造方法。 - さらに、前記(4)の工程の後に、
(5)前記第1の保護層を除去する工程
を有する、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の製造方法。 - 前記第2の保護層は、前記(2)の工程の後、前記ガラス板の前記凹部を除く前記第2の主表面に設置される、請求項1乃至4のいずれか一つに記載の製造方法。
- 前記第2の保護層は、前記(2)の工程の前に、前記ガラス板の前記第2の主表面全体に設置される、請求項1乃至4のいずれか一つに記載の製造方法。
- メサおよびザグリを有する、インプリントモールド用のガラス加工基板の製造方法であって、
(1)相互に対向する第1および第2の主表面を有するガラス板を準備する工程と、
(2)前記ガラス板の前記第1の主表面の、後にメサが形成される領域に第1の保護層を設置し、前記ガラス板の前記第2の主表面に第2の保護層を設置する工程と、
(3)前記ガラス板を第1のエッチング溶液に浸漬させ、前記ガラス板をエッチングする工程と、
(4)前記ガラス板の前記第2の主表面に、底面および該底面を取り囲む側壁を有する凹部を形成する工程と、
(5)前記ガラス板を、第2のエッチング溶液に浸漬させ、前記ガラス板を再度エッチングする工程と、
を有する、製造方法。 - 前記(2)の工程において、前記第2の保護層は、前記第2の主表面の、後に凹部が形成される領域を除く部分に設置される、請求項7に記載の製造方法。
- 前記(2)の工程は、
前記第1の主表面全体に、第1の保護層を設置する工程と、
前記第1の保護層の上にレジスト層のパターンを設置する工程と、
前記レジスト層のパターンを介して、前記第1の保護層をエッチングして、前記第1の主表面の、後にメサが形成される領域に、前記第1の保護層を残留させる工程と、
を有する、請求項7または8に記載の製造方法。 - 前記(5)の工程では、前記凹部の底面は、3nm〜60μmだけエッチングされる、請求項7乃至9のいずれか一つに記載の製造方法。
- さらに、前記(3)と(4)の工程の間または前記(4)と(5)の工程の間に、
(6)前記ガラス板の前記第1の主表面を、第3の保護層で被覆する工程、
を有する、請求項7乃至10のいずれか一つに記載の製造方法。 - さらに、前記(5)の工程の後に、
(7)前記第1の保護層、および存在する場合、前記第3の保護層を除去する工程
を有する、請求項7乃至11のいずれか一つに記載の製造方法。 - ガラス板を有するインプリントモールド用のガラス加工基板であって、
前記ガラス板は、相互に対向する第1および第2の主表面を有し、
前記第1の主表面には、メサが形成されており、該メサは、突出面と、該突出面を取り囲む側面とを有し、
前記第2の主表面には、ザグリが形成されており、該ザグリは、ザグリ底面と、該ザグリ底面を取り囲むザグリ側壁とを有し、
前記ザグリが形成された領域を除く前記第2の主表面の二乗平均粗さRmsは、前記ザグリ底面の二乗平均粗さRmsよりも小さい、ガラス加工基板。 - 前記ザグリは、前記第2の主表面と前記ザグリ側壁との交差部に、C面取り部を有する、請求項13に記載のガラス加工基板。
- 前記ザグリは、前記ザグリ側壁と前記ザグリ底面の交差部に、R面取り部を有する、請求項13または14に記載のガラス加工基板。
- 前記第2の主表面における前記二乗平均粗さRmsは、0.03nm以下である、請求項13乃至15のいずれか一つに記載のガラス加工基板。
- 前記ガラス板は、前記第2の主表面が縦152mm×横152mmの寸法を有し、
前記第2の主表面において、縦152mm×横152mmの領域のうち、周囲の5mmの幅の領域、および中心から直径66mmφの領域を除いた部分において測定された平坦度TIRは、1.5μm未満である、請求項13乃至16のいずれか一つに記載のガラス加工基板。 - メサおよびザグリを有するガラス加工基板と、
少なくとも前記メサの突出面に配置された導電膜と、
を有し、
前記ガラス加工基板は、請求項13乃至17のいずれか一つに記載のガラス加工基板である、マスクブランクス。 - メサおよびザグリを有するガラス加工基板と、
前記メサの突出面に形成されたパターンと、
を有し、
前記ガラス加工基板は、請求項13乃至17のいずれか一つに記載のガラス加工基板である、インプリントモールド。
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-
2016
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