壓印光刻法的矩形基材和制備方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的奪叉引用
[0002] 本非臨時(shí)申請?jiān)诿绹ǖ涞?5卷第119節(jié)（a)款下要求2014年8月19日于日 本提交的第2014-166352號的專利申請的優(yōu)先權(quán)，所述專利申請的全部內(nèi)容通過引用并入 本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及適合用于壓印光刻法、尤其是納米壓印光刻法（NIL)并用作用于在制 造電子器件、光學(xué)部件、儲存部件、生物電子部件等過程中在表面上形成形貌圖案的模板的 矩形基材，以及制備該矩形基材的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 在電子器件、光學(xué)部件、儲存部件、生物電子部件等的制造中，不僅要求較高的性 能和進(jìn)一步的微型化，而且同時(shí)要求制造成本的降低。在此環(huán)境下，壓印光刻法因?yàn)楹统Ｒ?guī) 光刻法工藝相比它能夠降低微圖案化的成本而受到關(guān)注。壓印光刻法中，通過機(jī)械手段，形 成凸凹的（形貌）圖案。具體地，將表面上具有期望的形貌圖案的模制成形用基材壓至接 收基材上給定厚度的樹脂層以由此將該模具上的形貌圖案轉(zhuǎn)印至樹脂層。參見專利文獻(xiàn)1。 壓印光刻法中使用的基材具有不同的外形，包括65mm見方或152mm見方的矩形形狀，和具 有50mm、100mm、150mm或200mm直徑的圓形形狀，根據(jù)想要的應(yīng)用進(jìn)行選擇。
[0005] 在壓印光刻法中，將通過施壓已經(jīng)轉(zhuǎn)印有形貌圖案的樹脂層固化由此保持樹脂層 的形狀。固化典型地可通過UV固化和熱固化方式實(shí)施。在任意一種方式中，重要的是，將 模制成形用基材和帶有樹脂層的接收基材壓在一起同時(shí)保持它們之間的平行性和在接觸 面內(nèi)提供一致的壓力。要求待設(shè)有形貌圖案的模制成形用基材具有高的形狀精度。參見專 利文獻(xiàn)2。
[0006] 近年來，光（UV)納米壓印光刻法經(jīng)歷日益增長的需求以提供用于轉(zhuǎn)印的具有更 微細(xì)的尺寸圖案或更復(fù)雜圖案的模制成形用基材。在這樣高清晰度的壓印光刻法中，要求 非常精確的以高精度定位、控制壓縮壓力和控制圖案形狀。在該環(huán)境下，在使用矩形基材的 壓印光刻法中，矩形基材本身必須具有高的形狀精度。
[0007]例如，專利文獻(xiàn)3公開了致動(dòng)系統(tǒng)，包括為包圍矩形基材而設(shè)置的多個(gè)致動(dòng)器，其 中通過多個(gè)力壓縮基材的端面以由此使基材的被壓部分弓曲或變形，從而由此完成以高精 度控制壓縮和圖案形狀。
[0008] 引用f獻(xiàn)列表
[0009] 專利文獻(xiàn) 1:JP-A2005-533393(TO2003/025992)
[0010] 專利文獻(xiàn) 2:JP-AH03-54569
[0011] 專利文獻(xiàn) 3:JP-A2009-536591(TO2007/132320)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 在該環(huán)境下，要求壓印光刻法中使用的矩形基材具有高的形狀精度，并且尤其要 求通過致動(dòng)系統(tǒng)壓縮的基材的側(cè)面具有高的平坦性和其之間的垂直性。除非側(cè)面完全平坦 或者除非側(cè)面垂直，否則在操作致動(dòng)系統(tǒng)以壓縮側(cè)面時(shí)產(chǎn)生問題。即，在預(yù)定的壓力下沒有 傳遞力，或者側(cè)面可能出人預(yù)料地歪曲，無法以高精度控制弓曲和變形。
[0013] 本發(fā)明的目的為提供用于壓印光刻法并且能夠以高精度控制壓縮和形狀圖案的 矩形基材。
[0014] 發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，使用具有改善平坦性的側(cè)面的矩形基材克服壓印光刻法的上述問 題。
[0015] -方面，本發(fā)明提供制備用于壓印光刻法的矩形基材的方法，包括以下步驟：
[0016] 提供具有經(jīng)研磨的前后表面和四個(gè)側(cè)面的起始矩形基材，和
[0017] 在恒壓下將旋轉(zhuǎn)拋光墊垂直地壓靠于該基材的一個(gè)側(cè)面，和使該旋轉(zhuǎn)拋光墊和該 基材平行于該側(cè)面相對運(yùn)動(dòng)，以由此拋光該基材的該側(cè)面。
[0018] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，根據(jù)該被拋光的基材側(cè)面上的位置，使該旋轉(zhuǎn)拋光墊和該 基材的相對平行運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)速度改變。
[0019] 該基材的該側(cè)面包括縱向中心區(qū)和縱向邊緣區(qū)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，與旋轉(zhuǎn)拋 光墊的中心位于該基材側(cè)面的縱向中心區(qū)時(shí)相比，旋轉(zhuǎn)拋光墊的中心位于該基材側(cè)面的縱 向邊緣區(qū)時(shí)該旋轉(zhuǎn)拋光墊和該基材的相對平行運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)速度較快。
[0020] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，該相對平行運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)速度根據(jù)該基材側(cè)面上的凸凹而變 化。
[0021 ] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，與該基材側(cè)面上的凹陷相比，在凸起處的運(yùn)動(dòng)速度較快。
[0022] 所述方法還可包括使該旋轉(zhuǎn)拋光墊和該基材在該基材側(cè)面的橫向或?qū)挾确较蛏?相對運(yùn)動(dòng)以由此拋光該側(cè)面的步驟。
[0023] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在將該基材的一個(gè)側(cè)面拋光后，將該基材旋轉(zhuǎn)90°，將下一 個(gè)側(cè)面拋光，并且重復(fù)這些步驟直至將該基材的全部四個(gè)側(cè)面拋光。
[0024] 所述方法還可包括在研磨側(cè)面步驟之前或之后，或者在將研磨過的側(cè)面拋光的步 驟之后，研磨該基材的后表面以形成凹口或槽的步驟。
[0025] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，該經(jīng)研磨的凹口或槽具有側(cè)壁和底壁，該方法還包括將該 經(jīng)研磨的凹口或槽的側(cè)壁和底壁拋光的步驟。
[0026] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，將該經(jīng)研磨的凹口或槽的側(cè)壁和底壁拋光的步驟包括在獨(dú) 立的恒壓下使旋轉(zhuǎn)拋光工具的工作部分與該側(cè)壁和該底壁接觸。
[0027] 在另一方面，本發(fā)明提供用于壓印光刻法的矩形基材，該基材具有前后表面和四 個(gè)側(cè)面，該前表面被紋刻有凸凹圖案，并且該側(cè)面具有20μπι以下的平坦度。
[0028] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，鄰接側(cè)面之間包括的角度在90±0.Γ的范圍內(nèi)。
[0029] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述側(cè)面經(jīng)鏡面精整。典型地，所述側(cè)面具有0. 01~2nm 的表面粗糙度Ra。
[0030] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，后表面設(shè)有凹口或槽。
[0031] 發(fā)明的有益的效果
[0032] 在壓印光刻法中，該矩形基材能夠以高精度控制壓縮和圖案形狀并由此將微細(xì)特 征尺寸的復(fù)雜圖案轉(zhuǎn)印至接收體。
【附圖說明】
[0033] 圖1說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中的矩形基材，㈧為透視圖，⑶為沿著㈧中 的B-B線截取的橫截面圖，（C)為基材一角的部分剖視放大圖，（D)為基材的一個(gè)側(cè)面的部 分剖視放大圖。
[0034] 圖2說明本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中的矩形基材，㈧為透視圖，⑶為沿著（A) 中的B-B線截取的橫截面圖。
[0035] 圖3為本發(fā)明的另一實(shí)施方式中的具有加工的后表面的矩形基材的透視圖，（A) 示出了在其后表面中具有凹口的基材，（B)示出了在其后表面中具有槽的基材。
[0036] 圖4說明本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式中具有加工的后表面的矩形基材，（A)為圖1的 基材的后表面中具有凹口的基材的平面圖，（B)為圖2的基材的后表面中具有凹口的基材 的平面圖，（C)和（D)為（A)和（B)的橫截面圖。
[0037] 圖5說明本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施方式中具有加工的后表面的矩形基材，（A)為圖1的 基材的后表面中具有槽的基材的平面圖，（B)為圖2的基材的后表面中具有槽的基材的平 面圖，（C)和（D)為（A)和（B)的橫截面圖。
[0038] 圖6說明使用定位夾具保持矩形基材的一個(gè)示例性方法，（A)示出連接定位銷的 點(diǎn)到基材支架的直線的位置關(guān)系，（B)示出安放在支架上的矩形基材。
[0039] 圖7說明通過使旋轉(zhuǎn)拋光墊在側(cè)面寬度方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)將矩形基材側(cè)面拋光的 一個(gè)示例性方法。
[0040] 圖8為一個(gè)示例性的側(cè)面鏡面精整工具的示意圖，（A)示出定位的矩形基材，（B) 示出拋光該基材的步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 在以下描述中，在附圖中所示的所有幾個(gè)視圖中，同樣的附圖標(biāo)記表示相同或?qū)?應(yīng)的部分。單數(shù)形式"一個(gè)"、"一種"和"該"包括多個(gè)所指事物，除非上下文明確地指出。 還應(yīng)理解，詞語如"前"、"后"等為方便之詞，并不構(gòu)成限制性詞語。
[0042] 參考圖1和2,說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于壓印光刻法的示例性矩形基材。 基材1為具有兩個(gè)相反表面2和3以及四個(gè)側(cè)面4的矩形片狀基材。相反表面的一個(gè)稱為 前表面2,并且另一個(gè)稱為后表面3。前表面2紋刻有用于壓印光刻法的由凸凹組成的形貌 圖案5(圖1)或者臺式結(jié)構(gòu)6(圖2)。典型地，將矩形基材的四個(gè)角曲線加工?；陌ǜ?自光滑地連接鄰接側(cè)面4a的曲線角4d。另外，由前、或后表面2或3與側(cè)面4a以及曲線角 4d限定的邊界在4b或4c處斜切。
[0043] 根據(jù)本發(fā)明的用于壓印光刻法的矩形基材的側(cè)面應(yīng)具有20微米（μπι)以下、優(yōu) 選10ym以下、并且更優(yōu)選5μπι以下的平坦度。在由基材側(cè)面計(jì)算的最小的正方形平面 為參考面的條件下，將基材側(cè)面的平坦度定義為在該側(cè)面上的凸部和參考面之間的最大距 離與在該側(cè)面上的凹部和參考面之間的最大距離之和。較小的值表明較高的平坦度。例 如，可通過將相干光、典型地為激光導(dǎo)向到基材表面的光學(xué)干涉法進(jìn)行平坦度的測量，所述 光在該基材表面被反射使基材表面的高度差作為反射光的相移來觀測。例如，可使用Zygo Corporation制造的ZygoMarkIVxp或ZygoNewView7300 干涉儀來測量。
[0044] 基材側(cè)面的平坦度指圖1中基材側(cè)面4a的平坦度，而將曲線角4d和斜切4b、4c 從平坦度測量的區(qū)域中排除。在嚴(yán)格定義平坦度測量的區(qū)域時(shí)，其優(yōu)選為確保實(shí)質(zhì)精度測 量的區(qū)域，即除去距離每個(gè)周邊預(yù)定距離的區(qū)帶后留下的側(cè)面4a的矩形區(qū)域。如果例如通 過光學(xué)干涉法在鄰近角4d或斜切4b、4c的周邊接近的區(qū)域中測量基材側(cè)面的平坦度，散射 光可干擾平坦度的精確測量。盡管因?yàn)榇糠殖サ膮^(qū)帶的預(yù)定距離取決于基材的整個(gè)尺 寸而不能明確地描述如何設(shè)定該距離，平坦度測量的區(qū)域典型地為通過以距離側(cè)面4a的 縱向?qū)叺目v向距離的2%、優(yōu)選5%、更優(yōu)選10%的距離減去區(qū)帶并且以距離側(cè)面4a的橫 向?qū)叺臋M向距離5%、優(yōu)選15%、更優(yōu)選20%的距離減去區(qū)帶而留下的側(cè)面4a中的矩形 區(qū)域。
[0045] 如果在壓印光刻法使用具有其平坦度大于20μπι的側(cè)面的矩形基材以將基材上 的凸凹圖案轉(zhuǎn)印至樹脂層時(shí)，產(chǎn)生如下所述的許多問題。例如，壓印光刻系統(tǒng)包括其包括多 個(gè)致動(dòng)器的致動(dòng)系統(tǒng)以壓縮矩形基材的側(cè)面。在一