JP2006110434A - パターン形成方法およびそれを用いた構造体の加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 メソゲン基を有するブロックを少なくともひとつ含んでなるブロックコポリマーの溶液を、予め溝構造が形成された基板上に塗布し、前記溝内において前記ブロックコポリマーを自己組織化させ、それによって形成されたブロックコポリマー集合体を規則的に配列させる、ブロックコポリマーの相分離構造を用いたパターン形成方法と、その方法により得られたパターンをテンプレートとして基板を加工する加工方法。
【選択図】 図3
Description
本実施例においては、溝構造をフォトリソグラフィーにより形成させ、メソゲンを含むブロックコポリマーとしてブロックAとしてポリエチレンオキサイド、ブロックBとして下記式で表されるブロックを有し、ブロックAが重量比で30%、ブロックBが重量比で70%含まれるジブロックコポリマーを用いた。まず膜厚20nmのレジスト膜に、溝幅Wが300nm、溝深さDが20nm、ピッチ500nmのL/Sをフォトリソグラフィーにより形成させた。その上から上記ジブロックコポリマーのトルエン溶液によりスピンコートした。相分離構造を観察しやすいように、染色した。
本比較例では、ブロックコポリマーとして実施例1と同じものを用い、溝構造のない平坦な表面上で相分離を起こした場合について比較する。図7は配列周期およびドット径のばらつきを示すものである。ドットのばらつきは分布の半値半幅で評価して平均ドット径の3%程度であり、実施例1ではどちらも1%程度であり実施例1では、規則配列パターンの規則性が向上していることが確認された。
本比較例では、ブロックコポリマーとして、ブロックA1がPMMA、ブロックA2がポリスチレンからなり総分子量40000、ブロックA1の重量比が30%、ブロックA2の重量比が70%のジブロックコポリマーを用いた。溝構造は実施例1と同様に作成した。相分離構造を観察しやすいように、PMMA部を紫外線照射した後試料を水洗して取り除いた。図8はこのようにして作製したパターンのAFM像を示すものである。配列周期およびドット径サイズのばらつきは図9に示すとおりである。比較例では配列周期、ドット径サイズとも5%程度であり、やはり実施例1では、規則パターンの規則性が向上していることが確認された。
本実施例では、溝構造をナノインプリントリソグラフィーにより形成させた場合について述べる。溝構造は、膜厚50nmで塗布したノボラックレジストに対して、溝幅300nm間隔500nm溝深さ20nmの凸のラインパターンを形成させたNiスタンパを作製して用いた。Niスタンパは電子線描画によりSiウェハ上の電子線レジストに対して描画した後、SiウェハにCF4をエッチングガスとしてRIEによりパターンを深さ20nmで転写し、さらに残ったレジストを除去した後、Niスパッタで表面を導電化したのちメッキにNiを堆積させて作製した。このようにして作製したスタンパを試料基板上のノボラックレジストに押し付けてスタンパのパターンをレジスト膜に転写した。転写の際に、試料は120℃に保った。約1分押し付けた後、試料基板温度を80℃以下になるまで冷却した後、スタンパと試料基板を引き剥がした。パターンを形成させた後、遠紫外線によりノボラックレジストを硬化した後、実施例1で用いたものと同じジブロックコポリマーを塗布した。TEMにより相分離構造を確認したところ、配列周期、ドット径ともばらつきは分布の半値半幅で評価して平均ドット径の1%であり高い規則性のパターンが形成された。
本実施例では溝構造の溝深さDがブロックコポリマーの配列周期Aに対してD<A/2である場合について述べる。溝構造はナノインプリントの方法により形成させた。スタンパは溝幅300nm溝間隔500nm溝の溝深さ3nmのNiスタンパを作製して用いた。Niスタンパは実施例2と同様の方法で作製した。上述のNiスタンパを試料基板上の膜厚20nmのノボラックレジスト膜に押し付けることによりパターンを転写した。この際、試料基板の温度は120℃に保持し、温度を80℃以下にまで下げた後にスタンパと試料基板を引き剥がした。次に、遠紫外線によりノボラック樹脂を硬化させた後、実施例1で用いたものと同じジブロックコポリマーを塗布した。TEMにより相分離構造を確認したところ、溝構造の方向に沿って全面に規則配列が形成されており、ドット配列周期のばらつきは2%程度であり、高精度の規則配列が形成されていることが確認された。
本実施例では、実施例2により作製した規則パターンをテンプレートに用いて磁性体のパターンドメディアを作製した例について述べる。
Claims (8)
- ブロックコポリマーの相分離構造を用いたパターン形成方法であって、メソゲン基を有するブロックを少なくともひとつ含んでなるブロックコポリマーの溶液を、予め溝構造が形成された基板上に塗布し、前記溝内において前記ブロックコポリマーを自己組織化させ、それによって形成されたブロックコポリマー集合体を規則的に配列させることを特徴とするパターン形成方法。
- 前記溝構造が、溝幅W、溝深さD、前記ブロックコポリマー集合体の配列周期をAとしたとき、D≧A/2かつW≧Aであることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方法。
- 前記溝構造が、溝深さD、前記ブロックコポリマー集合体の配列周期をAとしたとき、D<A/2であることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方法。
- 前記ブロックコポリマーの重量平均分子量が10000〜200000であり、かつメソゲン基を有するブロックのブロックコポリマーに対する重量比が50〜98%である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
- 前記ブロックコポリマー集合体の配列周期Aが2〜100nmである、請求項1〜4のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
- 前記ブロックコポリマーの溶液を塗布した後にアニール処理を行う、請求項1〜5のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
- メソゲン基を有するブロックを少なくともひとつ含んでなるブロックコポリマーを、予め溝構造が形成された基板上に施し、前記溝内において前記ブロックコポリマーを自己組織化させ、それによって形成されたブロックコポリマー集合体を規則的に配列させることによってパターンを形成させるプロセスと、前記形成されたパターンをテンプレートにして被加工基板を加工するプロセスを含むことを特徴とする加工方法。
- 形成されたパターンをテンプレートにしてドライエッチング処理を行い、メソゲン基を含まないブロック部分を除去することにより加工を行う、請求項7に記載の加工方法。
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