JP2010115832A - ブロックコポリマーの自己組織化促進方法及びそれを用いたブロックコポリマーの自己組織化パターン形成方法 - Google Patents
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- B29K2995/0037—Other properties
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Abstract
【解決手段】基板101の上に、第1の膜であるブロックコポリマー膜103を形成する。続いて、該ブロックコポリマー膜103を不活性ガス雰囲気、例えばネオン雰囲気、あるいは湿度が30%以上の加湿雰囲気でアニーリングすることで、ブロックコポリマーの自己組織化を促進させる。
【選択図】図1
Description
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)・・・・・・・・10g
次に、図7(b)に示すように、形成されたブロックコポリマー膜2に対して、温度が180℃で24時間のオーブンによるアニーリングを行って、図7(c)に示すライン幅が16nmの自己組織化したラメラ構造(層構造)を有する第1のパターン2a及び第2のパターン2bを得る。なお、図7において、ブロックコポリマー膜2はガイドパターンの内側に形成されるが、ここではガイドパターンを省略している。
本発明の第1の実施形態に係るブロックコポリマーを用いたパターン形成方法について図1(a)〜図1(d)及び図2を参照しながら説明する。
ポリ(スチレン(60mol%)−メチルメタクリレート(40mol%))(ブロックコポリマー)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・2g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)・・・・・・・・10g
次に、図1(c)に示すように、ブロックコポリマー膜103に対して、不活性ガスであるネオン(Ne)雰囲気下で、温度を180℃とし約3時間のオーブンによるアニーリングを行う。これにより、図1(d)に示すように、基板101に垂直に自己組織化した、ライン幅が16nmのラメラ構造を持つ第1のパターン103a及び第2のパターン103bが得られる。ここで、ガイドパターン102は、親水性を有する水素化シルセスキオキサンからなるため、ガイドパターン102の側面と接する第1のパターン103aは親水性を有するポリメチルメタクリレートを主成分とし、第1のパターン103aの内側の第2のパターン103bは疎水性を有するポリスチレンを主成分とする。
以下、本発明の第2の実施形態に係るブロックコポリマーを用いたパターン形成方法について図3(a)〜図3(d)及び図4を参照しながら説明する。
ポリ(スチレン(40mol%)−メチルメタクリレート(60mol%))(ブロックコポリマー)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・2g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)・・・・・・・・10g
次に、図3(c)に示すように、ブロックコポリマー膜203の周囲に水蒸気を導入し、ブロックコポリマー膜203に対して、湿度が約40%の加湿下で、温度を190℃とし約2時間のオーブンによるアニーリングを行う。これにより、図3(d)に示すように、基板201に垂直に自己組織化した、ライン幅が16nmのラメラ構造を持つ第1のパターン203a及び第2のパターン203bが得られる。ここで、ガイドパターン202は、親水性を有する水素化シルセスキオキサンからなるため、ガイドパターン202の側面と接する第1のパターン203aは親水性を有するポリメチルメタクリレートを主成分とし、第1のパターン203aの内側の第2のパターン203bは疎水性を有するポリスチレンを主成分とする。
以下、本発明の第3の実施形態に係るブロックコポリマーを用いたパターン形成方法について図5(a)〜図5(d)、図6(a)及び図6(b)を参照しながら説明する。
ポリ(スチレン(50mol%)−メチルメタクリレート(50mol%))(ブロックコポリマー)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・2g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)・・・・・・・・10g
次に、図5(c)に示すように、ブロックコポリマー膜303の上に、厚さが20nmのポリビニールアルコールからなる水溶性ポリマー膜304を形成する。
102 ガイドパターン
102a 開口部
103 ブロックコポリマー膜
103a 第1のパターン
103b 第2のパターン
201 基板
202 ガイドパターン
202a 開口部
203 ブロックコポリマー膜
203a 第1のパターン
203b 第2のパターン
301 基板
302 ガイドパターン
302a 開口部
303 ブロックコポリマー膜
303a 第1のパターン
303b 第2のパターン
304 水溶性ポリマー膜
Claims (19)
- 基板の上に、ブロックコポリマーからなる第1の膜を形成する工程と、
前記第1の膜を不活性ガス雰囲気でアニーリングする工程とを備えていることを特徴とするブロックコポリマーの自己組織化促進方法。 - 前記不活性ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン又はキセノンであることを特徴とする請求項1に記載のブロックコポリマーの自己組織化促進方法。
- 基板の上に、ブロックコポリマーからなる第1の膜を形成する工程と、
前記第1の膜を加湿下でアニーリングする工程とを備えていることを特徴とするブロックコポリマーの自己組織化促進方法。 - 前記加湿下のアニーリングは、湿度が30%以上の加湿雰囲気で行うことを特徴とする請求項3に記載のブロックコポリマーの自己組織化促進方法。
- 基板の上に、ブロックコポリマーからなる第1の膜を形成する工程と、
前記第1の膜の上に、水溶性ポリマーからなる第2の膜を形成する工程と、
前記第1の膜と前記第2の膜とをアニーリングする工程とを備えていることを特徴とするブロックコポリマーの自己組織化促進方法。 - 前記水溶性ポリマーは、ポリビニールアルコール、ポリビニールピロリドン、ポリアクリル酸又はポリスチレンスルフォン酸であることを特徴とする請求項5に記載のブロックコポリマーの自己組織化促進方法。
- 前記ブロックコポリマーは、親水性ユニットと疎水性ユニットから構成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のブロックコポリマーの自己組織化促進方法。
- 前記親水性ユニットは、メタクリレート、ブタジエン、ビニールアセテート、アクリレート、アクリルアミド、アクリロニトリル、アクリル酸、ビニールアルコール、エチレングリコール又はプロピレングリコールであることを特徴とする請求項7に記載のブロックコポリマーの自己組織化促進方法。
- 前記疎水性ユニットは、スチレン、キシリエン又はエチレンであることを特徴とする請求項7又は8に記載のブロックコポリマーの自己組織化促進方法。
- 基板の上に、親水性又は疎水性を有し且つ開口部を有するガイドパターンを形成する工程と、
前記基板の上における前記ガイドパターンの前記開口部に、ブロックコポリマーからなる第1の膜を形成する工程と、
前記第1の膜を不活性ガス雰囲気でアニーリングすることにより、前記第1の膜を自己組織化する工程と、
自己組織化された前記第1の膜から自己組織化パターンを形成する工程とを備えていることを特徴とするブロックコポリマーの自己組織化パターン形成方法。 - 前記不活性ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン又はキセノンであることを特徴とする請求項10に記載のブロックコポリマーの自己組織化パターン形成方法。
- 基板の上に、親水性又は疎水性を有し且つ開口部を有するガイドパターンを形成する工程と、
前記基板の上における前記ガイドパターンの前記開口部に、ブロックコポリマーからなる第1の膜を形成する工程と、
前記第1の膜を加湿下でアニーリングすることにより、前記第1の膜を自己組織化する工程と、
自己組織化された前記第1の膜から自己組織化パターンを形成する工程とを備えていることを特徴とするブロックコポリマーの自己組織化パターン形成方法。 - 前記加湿下のアニーリングは、湿度が30%以上の加湿雰囲気で行うことを特徴とする請求項12に記載のブロックコポリマーの自己組織化パターン形成方法。
- 基板の上に、親水性又は疎水性を有し且つ開口部を有するガイドパターンを形成する工程と、
前記基板の上における前記ガイドパターンの前記開口部に、ブロックコポリマーからなる第1の膜を形成する工程と、
前記第1の膜の上に、水溶性ポリマーからなる第2の膜を形成する工程と、
前記第1の膜と前記第2の膜とをアニーリングすることにより、前記第1の膜を自己組織化する工程と、
前記第2の膜を除去した後、自己組織化された前記第1の膜から自己組織化パターンを形成する工程とを備えていることを特徴とするブロックコポリマーの自己組織化パターン形成方法。 - 前記水溶性ポリマーは、ポリビニールアルコール、ポリビニールピロリドン、ポリアクリル酸又はポリスチレンスルフォン酸であることを特徴とする請求項14に記載のブロックコポリマーの自己組織化パターン形成方法。
- 前記ブロックコポリマーは、親水性ユニットと疎水性ユニットから構成されていることを特徴とする請求項10〜15のいずれか1項に記載のブロックコポリマーの自己組織化パターン形成方法。
- 前記親水性ユニットは、メタクリレート、ブタジエン、ビニールアセテート、アクリレート、アクリルアミド、アクリロニトリル、アクリル酸、ビニールアルコール、エチレングリコール又はプロピレングリコールであることを特徴とする請求項16に記載のブロックコポリマーの自己組織化パターン形成方法。
- 前記疎水性ユニットは、スチレン、キシリエン又はエチレンであることを特徴とする請求項16又は17に記載のブロックコポリマーの自己組織化パターン形成方法。
- 前記自己組織化パターンを形成する工程において、前記自己組織化パターンは、前記親水性ユニットを含む第1のパターン又は前記疎水性ユニットを含む第2のパターンをエッチングすることにより形成することを特徴とする請求項16〜18のいずれか1項に記載の自己組織化パターン形成方法。
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