JP2021504114A5

JP2021504114A5 -

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Publication number: JP2021504114A5
Application number: JP2020528380A
Authority: JP
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2021-12-16

Claims

平坦なポリマースタックを製造するための方法であって、前記方法が、基材（１０）に非架橋（コ）ポリマーの第１の層（２０）、次いで、（コ）ポリマーの第２の層（３０）を堆積することからなり、（コ）ポリマー層のうちの少なくとも１つが、初期には液体又は粘性状態であり、第１の層（２０）への上層（３０）の堆積時に、上層が、溶解した１つ又は複数のモノマー及び／又はダイマー及び／又はオリゴマー及び／又はポリマーを含むプレポリマー組成物（ｐｒｅ−ＴＣ）の形態であること、並びにさらなる工程は、前記プレポリマー層（３０、ｐｒｅ−ＴＣ）内の分子鎖の架橋反応を引き起こすことが可能であるとともに、架橋されたトップコート（ＴＣ）層の生成を可能にする、プラズマ、イオン衝撃、電気化学プロセス、化学種、光照射から選択される刺激に前記上層（３０）を供することからなることを特徴とする、方法。
プレポリマー組成物（ｐｒｅ−ＴＣ）が溶媒を含み、前記溶媒が下層のポリマー系に完全に「直交性」であるように選択される、請求項１に記載の方法。
プレポリマー組成物の化学実体のうちの少なくとも１種が、その化学式中に少なくとも１個のフッ素及び／若しくはケイ素及び／若しくはゲルマニウム原子、並びに／又は少なくとも２個の炭素原子の脂肪族炭素系鎖を有する、請求項１に記載の方法。
前記プレポリマー組成物（ｐｒｅ−ＴＣ）がまた、その製剤中に、
− 架橋反応を開始することが可能な前記化学実体を捕捉できる抗酸化剤、弱酸若しくは塩基から選択される化学実体、並びに／又は
− 下層（２０）に堆積されたトップコート（ＴＣ）上層（３０）の濡れ及び／若しくは接着及び／若しくは均一性を改善するための１種若しくは複数の添加剤、並びに／又は
− １つ若しくは複数の範囲の異なる波長の光照射を吸収するため、又はプレポリマー（ｐｒｅ−ＴＣ）の電気伝導性を変更するための１種若しくは複数の添加剤
を含む、請求項１に記載の方法。
第１の（コ）ポリマー層（２０）がブロックコポリマー（ＢＣＰ）を含み、トップコート層（３０）がブロックコポリマーのブロックに関して中性の表面エネルギーを有する、請求項１に記載の方法。
第１の（コ）ポリマー層（２０）は、組織化温度Ｔａｓｓでナノ構造化することができるブロックコポリマー（ＢＣＰ）を含み、ブロックコポリマー２０の組織化温度Ｔａｓｓは、その架橋形態の材料のトップコートＴＣが粘弾性流体として挙動する温度よりも低く、好ましくはその架橋形態のトップコートＴＣ層３０のガラス転移温度Ｔｇよりも低い、請求項１に記載の方法。
プレポリマー層（３０、ｐｒｅ−ＴＣ）が、構成成分であるモノマー及び／又はダイマー及び／又はオリゴマー及び／又はポリマーを含み、該構成成分が、アクリレート若しくはジアクリレート若しくはトリアクリレート若しくはマルチアクリレート、メタクリレート若しくはマルチメタクリレート、又はポリグリシジル若しくはビニル、フルオロアクリレート若しくはフルオロメタクリレート、フッ化ビニル若しくはフルオロスチレン、アルキルアクリレート若しくはメタクリレート、ヒドロキシアルキルアクリレート若しくはメタクリレート、アルキルシリルアクリレート若しくはメタクリレート誘導体、不飽和エステル／酸、例えば、フマル酸若しくはマレイン酸、カルバミン酸ビニル及び炭酸ビニル、アリルエーテル、並びにチオール−エン系から選択されるものである、請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法であって、第１のポリマー層（２０）が、組織化温度でナノ構造化することが可能なブロックコポリマー（ＢＣＰ）であり、該方法が、ブロックコポリマーの第１の層（２０）を堆積する工程の前に、下層基材（１０）の表面を中和する工程を含み、並びに該方法が、上層（３０）を架橋して架橋トップコート層（ＴＣ）を形成する工程の後に、得られたスタックを組織化温度にかけることによって、第１の層（２０）を構成するブロックコポリマーをナノ構造化する工程であって、前記組織化温度が、トップコート（ＴＣ）材料が粘弾性流体のように挙動する温度よりも低く、前記温度が、前記トップコート材料のガラス転移温度よりも高く、好ましくは、前記組織化温度が、その架橋形態にあるトップコート（ＴＣ）層（３０）のガラス転移温度よりも低い、ブロックコポリマーをナノ構造化する工程を含む、方法。
下層基材（１０）の表面を中和する予備工程が、基材（１０）の表面にパターンを事前に引くことであり、前記パターンが、ブロックコポリマー（ＢＣＰ）の第１の層（２０）を堆積する工程の前に、リソグラフィー工程又は任意の性質の一連のリソグラフィー工程によって事前に引かれ、前記パターンが、中和又は偽中和表面を得るために、化学エピタキシー若しくはグラフォエピタキシーとして公知の技術、又はこれら２つの技術の組合せによって、前記ブロックコポリマー（ＢＣＰ）の組織を誘導することを意図される、請求項８に記載の方法。
第１のブロックコポリマー（ＢＣＰ）層（２０）が、ブロックコポリマーの最小厚さ（ｅ）の１．５倍に少なくとも等しい厚さ（ｅ＋Ｅ）に堆積される、請求項８に記載の方法。
プレポリマー層（ｐｒｅ−ＴＣ）の溶媒が、溶媒又は溶媒混合物から選択され、そのハンセン溶解度パラメーターが、δ_ｐ≧１０ＭＰａ^１／２及び／又はδ_ｈ≧１０ＭＰａ^１／２であり、δ_ｄ＜２５ＭＰａ^１／２である、請求項２に記載の方法。
プレポリマー層（ｐｒｅ−ＴＣ）の溶媒が、アルコール、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、１−メトキシ−２−プロパノール、乳酸エチル、ジオール、例えば、エチレングリコール若しくはプロピレングリコールから、又はジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ガンマブチロラクトン、水若しくはそれらの混合物から選択される、請求項１１に記載の方法。
プレポリマー層（ｐｒｅ−ＴＣ）の組成物が、架橋を確実にする官能基を各々が有するモノマー及び／又はダイマー及び／又はオリゴマー及び／又はポリマーの多成分混合物、並びにまた、１つのモノマー単位と別のモノマー単位で表面エネルギーが異なる、別個のモノマー単位を含む、請求項１に記載の方法。
プレポリマー層（ｐｒｅ−ＴＣ）の組成物がまた、添加剤として添加された可塑剤及び／又は湿潤剤を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
プレポリマー層（ｐｒｅ−ＴＣ）の組成物がまた、それらの構造中に１つ若しくは複数の芳香族環、又は単環式若しくは多環式脂肪族構造のいずれかを含む誘導体であって、標的の架橋反応に適合した１つ又は複数の化学官能基を有する誘導体；より詳細には、ノルボルネン、イソボルニルアクリレート又はメタクリレート、スチレン、アントラセン、アダマンチルアクリレート又はメタクリレートの誘導体から選択される剛性コモノマーを含む、請求項１に記載の方法。
ブロックコポリマーの組織化を誘導することによって、ナノリソグラフィーマスクを製造するための方法であって、前記方法が、請求項５に記載の工程を含み、かつ第１の層（２０）を構成するブロックコポリマーをナノ構造化する工程の後に、さらなる工程が、トップコート層（ＴＣ）を除去して、最小厚さ（ｅ）のナノ構造化ブロックコポリマーのフィルムとし、次いで、接触面に垂直に配向された前記ブロックコポリマーのブロック（２１、２２）のうちの少なくとも１つを除去して、ナノリソグラフィーマスクとして使用するのに好適な多孔質フィルムを形成することからなる、方法。
ブロックコポリマーが最小厚さ（ｅ）を超える厚さに堆積された場合、トップコート層（３０、ＴＣ）の除去と同時に、又はこれに順次して、前記ブロックコポリマーの超過厚さ（Ｅ）を除去して、最小厚さ（ｅ）のナノ構造化ブロックコポリマーのフィルムとし、次いで、接触面に垂直に配向された前記ブロックコポリマーのブロックのうちの少なくとも１つを除去して、ナノリソグラフィーマスクとして使用するのに好適な多孔質フィルムを形成する、請求項１６に記載のナノリソグラフィーマスクを製造するための方法。
トップコート層（３０、ＴＣ）を架橋する工程の時点で、スタックを、トップコート層の一部の領域に限局された光照射及び／又は電子ビームにかけて、下層ブロックコポリマーに関して中性の親和性を有する架橋トップコート（ＴＣ）領域及び下層ブロックコポリマーに関して非中性の親和性を有する非架橋領域（ｐｒｅ−ＴＣ）を作り、
トップコート層（３０、ＴＣ）の限局された光架橋の後、スタックをプレポリマー層（ｐｒｅ−ＴＣ）の堆積を可能にした溶媒ですすいで、非照射領域を除去し、及び
下層ブロックコポリマーに関して中性ではない別のプレポリマー材料が、前もって照射されておらず、かつトップコート層を含まない領域に堆積され、次いで、前記非中性プレポリマー材料を刺激に曝露して、所定の場所で架橋する、
請求項１６に記載のナノリソグラフィーマスクを製造するための方法。
ブロックコポリマー（ＢＣＰ）の組織化温度（Ｔａｓｓ）でスタックをアニーリングする工程の時点で、ナノドメイン（２０、２１；４１、４２）が、中性架橋トップコート層（ＴＣ）の領域に相対する領域の接触面に垂直に形成され、ナノドメインが、架橋中性トップコート層を含まない領域に相対するブロックコポリマーの領域の接触面に平行に形成される、請求項１６に記載のナノリソグラフィーマスクを製造するための方法。
互いにスタックされた少なくとも２つの（コ）ポリマー層（２０、３０）を含むポリマースタックであって、第１の（コ）ポリマー層（２０）に堆積された、トップコート（ＴＣ）として公知の上層（３０）が、請求項１に記載の方法に従って、ｉｎｓｉｔｕで架橋することによって得られ、前記スタックが、航空宇宙又は航空又は自動車又は風力タービンセクター用の表面保護、塗料、インク、膜の製造、マイクロエレクトロニクス、光電子又は微小流体部品の生産から選択される用途に使用することを意図されることを特徴とする、ポリマースタック。