压印光刻法的矩形基材和制备方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本非临时申请在美国法典第35卷第119节（a)款下要求2014年8月19日于日 本提交的第2014-166352号的专利申请的优先权，所述专利申请的全部内容通过引用并入 本文。
技术领域
[0003] 本发明涉及适合用于压印光刻法、尤其是纳米压印光刻法（NIL)并用作用于在制 造电子器件、光学部件、储存部件、生物电子部件等过程中在表面上形成形貌图案的模板的 矩形基材，以及制备该矩形基材的方法。
【背景技术】
[0004] 在电子器件、光学部件、储存部件、生物电子部件等的制造中，不仅要求较高的性 能和进一步的微型化，而且同时要求制造成本的降低。在此环境下，压印光刻法因为和常规 光刻法工艺相比它能够降低微图案化的成本而受到关注。压印光刻法中，通过机械手段，形 成凸凹的（形貌）图案。具体地，将表面上具有期望的形貌图案的模制成形用基材压至接 收基材上给定厚度的树脂层以由此将该模具上的形貌图案转印至树脂层。参见专利文献1。 压印光刻法中使用的基材具有不同的外形，包括65mm见方或152mm见方的矩形形状，和具 有50mm、100mm、150mm或200mm直径的圆形形状，根据想要的应用进行选择。
[0005] 在压印光刻法中，将通过施压已经转印有形貌图案的树脂层固化由此保持树脂层 的形状。固化典型地可通过UV固化和热固化方式实施。在任意一种方式中，重要的是，将 模制成形用基材和带有树脂层的接收基材压在一起同时保持它们之间的平行性和在接触 面内提供一致的压力。要求待设有形貌图案的模制成形用基材具有高的形状精度。参见专 利文献2。
[0006] 近年来，光（UV)纳米压印光刻法经历日益增长的需求以提供用于转印的具有更 微细的尺寸图案或更复杂图案的模制成形用基材。在这样高清晰度的压印光刻法中，要求 非常精确的以高精度定位、控制压缩压力和控制图案形状。在该环境下，在使用矩形基材的 压印光刻法中，矩形基材本身必须具有高的形状精度。
[0007]例如，专利文献3公开了致动系统，包括为包围矩形基材而设置的多个致动器，其 中通过多个力压缩基材的端面以由此使基材的被压部分弓曲或变形，从而由此完成以高精 度控制压缩和图案形状。
[0008] 引用f献列表
[0009] 专利文献 1:JP-A2005-533393(TO2003/025992)
[0010] 专利文献 2:JP-AH03-54569
[0011] 专利文献 3:JP-A2009-536591(TO2007/132320)
【发明内容】
[0012] 在该环境下，要求压印光刻法中使用的矩形基材具有高的形状精度，并且尤其要 求通过致动系统压缩的基材的侧面具有高的平坦性和其之间的垂直性。除非侧面完全平坦 或者除非侧面垂直，否则在操作致动系统以压缩侧面时产生问题。即，在预定的压力下没有 传递力，或者侧面可能出人预料地歪曲，无法以高精度控制弓曲和变形。
[0013] 本发明的目的为提供用于压印光刻法并且能够以高精度控制压缩和形状图案的 矩形基材。
[0014] 发明人已发现，使用具有改善平坦性的侧面的矩形基材克服压印光刻法的上述问 题。
[0015] -方面，本发明提供制备用于压印光刻法的矩形基材的方法，包括以下步骤：
[0016] 提供具有经研磨的前后表面和四个侧面的起始矩形基材，和
[0017] 在恒压下将旋转抛光垫垂直地压靠于该基材的一个侧面，和使该旋转抛光垫和该 基材平行于该侧面相对运动，以由此抛光该基材的该侧面。
[0018] 在优选的实施方式中，根据该被抛光的基材侧面上的位置，使该旋转抛光垫和该 基材的相对平行运动的运动速度改变。
[0019] 该基材的该侧面包括纵向中心区和纵向边缘区。在优选的实施方式中，与旋转抛 光垫的中心位于该基材侧面的纵向中心区时相比，旋转抛光垫的中心位于该基材侧面的纵 向边缘区时该旋转抛光垫和该基材的相对平行运动的运动速度较快。
[0020] 在优选的实施方式中，该相对平行运动的运动速度根据该基材侧面上的凸凹而变 化。
[0021 ] 在优选的实施方式中，与该基材侧面上的凹陷相比，在凸起处的运动速度较快。
[0022] 所述方法还可包括使该旋转抛光垫和该基材在该基材侧面的横向或宽度方向上 相对运动以由此抛光该侧面的步骤。
[0023] 在优选的实施方式中，在将该基材的一个侧面抛光后，将该基材旋转90°，将下一 个侧面抛光，并且重复这些步骤直至将该基材的全部四个侧面抛光。
[0024] 所述方法还可包括在研磨侧面步骤之前或之后，或者在将研磨过的侧面抛光的步 骤之后，研磨该基材的后表面以形成凹口或槽的步骤。
[0025] 在优选的实施方式中，该经研磨的凹口或槽具有侧壁和底壁，该方法还包括将该 经研磨的凹口或槽的侧壁和底壁抛光的步骤。
[0026] 在优选的实施方式中，将该经研磨的凹口或槽的侧壁和底壁抛光的步骤包括在独 立的恒压下使旋转抛光工具的工作部分与该侧壁和该底壁接触。
[0027] 在另一方面，本发明提供用于压印光刻法的矩形基材，该基材具有前后表面和四 个侧面，该前表面被纹刻有凸凹图案，并且该侧面具有20μπι以下的平坦度。
[0028] 在优选的实施方式中，邻接侧面之间包括的角度在90±0.Γ的范围内。
[0029] 在优选的实施方式中，所述侧面经镜面精整。典型地，所述侧面具有0. 01~2nm 的表面粗糙度Ra。
[0030] 在优选的实施方式中，后表面设有凹口或槽。
[0031] 发明的有益的效果
[0032] 在压印光刻法中，该矩形基材能够以高精度控制压缩和图案形状并由此将微细特 征尺寸的复杂图案转印至接收体。
【附图说明】
[0033] 图1说明本发明的一个实施方式中的矩形基材，㈧为透视图，⑶为沿着㈧中 的B-B线截取的横截面图，（C)为基材一角的部分剖视放大图，（D)为基材的一个侧面的部 分剖视放大图。
[0034] 图2说明本发明的另一个实施方式中的矩形基材，㈧为透视图，⑶为沿着（A) 中的B-B线截取的横截面图。
[0035] 图3为本发明的另一实施方式中的具有加工的后表面的矩形基材的透视图，（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] 图4说明本发明的又一个实施方式中具有加工的后表面的矩形基材，（A)为图1的 基材的后表面中具有凹口的基材的平面图，（B)为图2的基材的后表面中具有凹口的基材 的平面图，（C)和（D)为（A)和（B)的横截面图。
[0037] 图5说明本发明的再一个实施方式中具有加工的后表面的矩形基材，（A)为图1的 基材的后表面中具有槽的基材的平面图，（B)为图2的基材的后表面中具有槽的基材的平 面图，（C)和（D)为（A)和（B)的横截面图。
[0038] 图6说明使用定位夹具保持矩形基材的一个示例性方法，（A)示出连接定位销的 点到基材支架的直线的位置关系，（B)示出安放在支架上的矩形基材。
[0039] 图7说明通过使旋转抛光垫在侧面宽度方向上往复运动将矩形基材侧面抛光的 一个示例性方法。
[0040] 图8为一个示例性的侧面镜面精整工具的示意图，（A)示出定位的矩形基材，（B) 示出抛光该基材的步骤。
【具体实施方式】
[0041] 在以下描述中，在附图中所示的所有几个视图中，同样的附图标记表示相同或对 应的部分。单数形式"一个"、"一种"和"该"包括多个所指事物，除非上下文明确地指出。 还应理解，词语如"前"、"后"等为方便之词，并不构成限制性词语。
[0042] 参考图1和2,说明根据本发明的实施方式的用于压印光刻法的示例性矩形基材。 基材1为具有两个相反表面2和3以及四个侧面4的矩形片状基材。相反表面的一个称为 前表面2,并且另一个称为后表面3。前表面2纹刻有用于压印光刻法的由凸凹组成的形貌 图案5(图1)或者台式结构6(图2)。典型地，将矩形基材的四个角曲线加工。基材包括各 自光滑地连接邻接侧面4a的曲线角4d。另外，由前、或后表面2或3与侧面4a以及曲线角 4d限定的边界在4b或4c处斜切。
[0043] 根据本发明的用于压印光刻法的矩形基材的侧面应具有20微米（μπι)以下、优 选10ym以下、并且更优选5μπι以下的平坦度。在由基材侧面计算的最小的正方形平面 为参考面的条件下，将基材侧面的平坦度定义为在该侧面上的凸部和参考面之间的最大距 离与在该侧面上的凹部和参考面之间的最大距离之和。较小的值表明较高的平坦度。例 如，可通过将相干光、典型地为激光导向到基材表面的光学干涉法进行平坦度的测量，所述 光在该基材表面被反射使基材表面的高度差作为反射光的相移来观测。例如，可使用Zygo Corporation制造的ZygoMarkIVxp或ZygoNewView7300 干涉仪来测量。
[0044] 基材侧面的平坦度指图1中基材侧面4a的平坦度，而将曲线角4d和斜切4b、4c 从平坦度测量的区域中排除。在严格定义平坦度测量的区域时，其优选为确保实质精度测 量的区域，即除去距离每个周边预定距离的区带后留下的侧面4a的矩形区域。如果例如通 过光学干涉法在邻近角4d或斜切4b、4c的周边接近的区域中测量基材侧面的平坦度，散射 光可干扰平坦度的精确测量。尽管因为待部分除去的区带的预定距离取决于基材的整个尺 寸而不能明确地描述如何设定该距离，平坦度测量的区域典型地为通过以距离侧面4a的 纵向对边的纵向距离的2%、优选5%、更优选10%的距离减去区带并且以距离侧面4a的横 向对边的横向距离5%、优选15%、更优选20%的距离减去区带而留下的侧面4a中的矩形 区域。
[0045] 如果在压印光刻法使用具有其平坦度大于20μπι的侧面的矩形基材以将基材上 的凸凹图案转印至树脂层时，产生如下所述的许多问题。例如，压印光刻系统包括其包括多 个致动器的致动系统以压缩矩形基材的侧面。在一