WO2018131495A1

WO2018131495A1 - カバー膜形成方法、基材の処理方法及び組成物

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Publication number: WO2018131495A1
Application number: PCT/JP2017/047081
Authority: WO
Inventors: 康太古市; 裕之小松; 研丸山; 岳彦成岡
Original assignee: Jsr株式会社
Priority date: 2017-01-10
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2018-07-19
Also published as: JPWO2018131495A1

Abstract

本発明は、金属原子を含む領域を表層に有する基材を準備する工程と、上記基材の表面に、第１重合体及び溶媒を含有する組成物を塗工する工程と、上記塗工工程により形成される塗膜を加熱する工程とを備え、上記第１重合体が下記式（１）で表される第１構造単位を有するカバー膜形成方法である。下記式（１）中、Ａは、窒素原子を有する１価の有機基である。上記式（１）におけるＡは、下記式（ｉ）で表されることが好ましい。下記式（ｉ）中、Ｑは、単結合又は炭素数１～２０の２価の炭化水素基又は炭素数０～２０の１価の１級、２級若しくは３級のアミノ基若しくは環員数５～２０の１価の窒素含有複素環基で置換された炭素数１～２０の２価の炭化水素基である。Ｒ^Ｂは、炭素数０～２０の１価の１級、２級若しくは３級のアミノ基又は環員数５～２０の１価の窒素含有複素環基である。

Description

カバー膜形成方法、基材の処理方法及び組成物

　本発明は、カバー膜形成方法、基材の処理方法及び組成物に関する。

　半導体装置の製造等の際、金属含有基板、パターンが形成された金属含有基板、無機絶縁膜等の基材における表層の金属を含む領域を保護するためにカバー膜を形成することが行われている。このカバー膜は、プラズマアッシング等を用いて、より簡便に除去できるよう、その材料として、ポリイミド、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の重合体を用いるものが知られている（特開２０１２－０８９９０４号公報及び特開２００７－０１９５２８号公報参照）。

特開２０１２－０８９９０４号公報特開２００７－０１９５２８号公報

　このようなカバー膜には、金属表面を確実に保護することができ、マスク性能に優れるだけでなく、マスク性能を発揮した後、金属表面から脱着させて、再び金属表面を露出させる際、金属表面にダメージを与えない方法、例えば酸添加有機溶媒等により剥離させることができ、脱着性能にも優れることが要求されている。しかし、上記従来のカバー膜では、脱着性能とマスク性能とを両立させることが難しく、上記要求を満たすことができていない。

　本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、脱着性能とマスク性能とに共に優れるカバー膜を形成することができるカバー膜形成方法、基材の処理方法及び組成物を提供することにある。

　上記課題を解決するためになされた発明は、金属原子を含む領域を表層に有する基材を準備する工程と、上記基材の表面に、第１重合体及び溶媒を含有する組成物を塗工する工程と、上記塗工工程により形成される塗膜を加熱する工程とを備え、上記第１重合体が下記式（１）で表される第１構造単位を有するカバー膜形成方法である。

（式（１）中、Ｒ^Ａは、水素原子、メチル基、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Ａは、窒素原子を有する１価の有機基である。）

　上記課題を解決するためになされた別の発明は、金属原子を含む領域を表層に有する基材を準備する工程と、上記基材の表面に、第１重合体及び溶媒を含有する組成物を塗工する工程と、上記塗工工程により形成される塗膜を加熱する工程と、上記加熱工程後の塗膜を除去する工程とを備え、上記第１重合体が上記式（１）で表される第１構造単位を有する基材の処理方法である。

　上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、金属原子を含む領域を表層に有する基材表面のカバー膜形成方法に用いられる組成物であって、上記式（１）で表される構造単位を有する重合体及び溶媒を含有することを特徴とする。

　ここで、「有機基」とは、少なくとも１個の炭素原子を含む基をいう。また、「炭化水素基」とは、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基が含まれる。この「炭化水素基」は、飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でもよい。「鎖状炭化水素基」とは、環状構造を含まず、鎖状構造のみで構成された炭化水素基をいい、直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基の両方を含む。「脂環式炭化水素基」とは、環構造としては脂環構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基をいい、単環の脂環式炭化水素基及び多環の脂環式炭化水素基の両方を含む。但し、脂環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造を含んでいてもよい。「芳香族炭化水素基」とは、環構造として芳香環構造を含む炭化水素基をいう。但し、芳香環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造や脂環構造を含んでいてもよい。「環員数」とは、脂環構造、芳香環構造、脂肪族複素環構造及び芳香族複素環構造の環を構成する原子数をいい、多環の場合は、この多環を構成する原子数をいう。

　本発明のカバー膜形成方法、基材の処理方法及び組成物によれば、脱着性能とマスク性能とに共に優れるカバー膜を形成することができる。従って、当該カバー膜形成方法、基材の処理方法及び組成物は、今後ますます微細化が進行すると予想される半導体デバイスの加工プロセス等に好適に用いることができる。

　以下、当該カバー膜形成方法及び基材の処理方法の実施の形態について詳述する。

＜カバー膜形成方法＞
　当該カバー膜形成方法は、金属原子（以下、「金属原子（Ａ）」ともいう）を含む領域（以下、「領域（Ｉ）」ともいう）を表層に有する基材を準備する工程（以下、「準備工程」ともいう）と、上記基材の表面に、第１重合体（以下、「［Ａ］重合体」ともいう）及び溶媒（以下、「［Ｂ］溶媒」ともいう）を含有する組成物（以下、「組成物（Ｉ）」ともいう）を塗工する工程（以下、「塗工工程」ともいう）と、上記塗工工程により形成される塗膜を加熱する工程（以下、「加熱工程」ともいう）とを備える。当該カバー膜形成方法においては、上記［Ａ］重合体が下記式（１）で表される第１構造単位（以下、「構造単位（Ｉ）」ともいう）を有する。

　上記式（１）中、Ｒ^Ａは、水素原子、メチル基、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Ａは、窒素原子を有する１価の有機基である。

　当該カバー膜形成方法によれば、上記工程を備え、組成物（Ｉ）が［Ａ］重合体を含有することで、脱着性能とマスク性能とに共に優れるカバー膜を形成することができる。当該カバー膜形成方法が上記構成を備えることで、上記効果を奏する理由については、必ずしも明確ではないが、例えば［Ａ］重合体が窒素原子を有する有機基を備えていることで、基材の金属原子を含む領域に強く相互作用することができると考えられ、その結果、形成されるカバー膜はマスク性能に優れる。また、この相互作用は、酸の作用により容易に低減されるものであると考えられ、カバー膜は、酸等により、容易に剥離することができる。以下、各工程について説明する。

［準備工程］
　本工程では、金属原子（Ａ）を含む領域（Ｉ）を表層に有する基材を準備する。

　金属原子（Ａ）としては、金属元素であれば特に限定されない。金属元素としては、例えば銅、鉄、亜鉛、コバルト、アルミニウム、スズ、タングステン、ジルコニウム、チタン、タンタル、ゲルマニウム、モリブデン、ルテニウム、金、銀、白金、パラジウム、ニッケル等が挙げられる。これらの中で、チタン、銅、コバルト、アルミニウム、ルテニウム及びタングステンが好ましい。

　領域（Ｉ）中における金属原子（Ａ）の含有形態としては、例えば金属単体、合金、金属窒化物、金属酸化物、シリサイド等が挙げられる。

　金属単体としては、例えば銅、コバルト、アルミニウム、タングステン等の金属の単体等が挙げられる。
　合金としては、例えばニッケル－銅合金、コバルト－ニッケル合金、金－銀合金等が挙げられる。
　金属窒化物としては、例えば窒化チタン、窒化タンタル、窒化鉄、窒化アルミニウム等が挙げられる。
　金属酸化物としては、例えば酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化銅等が挙げられる。
　シリサイドとしては、例えば鉄シリサイド、モリブデンシリサイド等が挙げられる。これらの中で、金属単体、合金、金属窒化物及びシリサイドが好ましく、金属単体及び金属窒化物がより好ましく、金属窒化物がさらに好ましく、窒化チタンがさらに好ましい。

　基材の表層には、領域（Ｉ）以外に、実質的に非金属原子（以下、「非金属原子（Ｂ）」ともいう）のみからなる領域（以下、「領域（ＩＩ）」ともいう）を有していてもよい。

　領域（ＩＩ）は、好ましくは絶縁領域であり、領域（ＩＩ）中における非金属原子（Ｂ）としては、ケイ素、炭素などが好ましいものとして挙げられる。またその含有形態としては、例えば炭素等の非金属単体、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＣ、窒化ケイ素などが挙げられる。

　基材の表層における領域（Ｉ）及び／又は領域（ＩＩ）の存在形状としては特に限定されず、例えば平面視で面状、点状、ストライプ状等が挙げられる。また、少なくとも１種の領域がライン・アンド・スペースパターン、ホールパターン等のパターン形状を構成していてもよい。領域（Ｉ）及び領域（ＩＩ）の大きさは特に限定されず、適宜所望の大きさの領域とすることができる。

　本工程で準備する基材としては、領域（Ｉ）を表層に有するものである限り、特に限定されない。この基材としては、全体が領域（Ｉ）と同一の組成を有するものであってもよい。上記基材の具体例としては、銅、コバルト、アルミニウム、タングステン等の金属の単体から構成される基板、ニッケル－銅合金、コバルト－ニッケル合金、金－銀合金等の合金から構成される基板、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル、窒化鉄、窒化アルミニウム等の金属窒化物から構成される基板、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化銅等の金属酸化物から構成される基板、鉄シリサイド、モリブデンシリサイド等のシリサイドから構成される基板が挙げられる。

　基材の形状としては、特に限定されず、板状（基板）、球状等、適宜所望の形状とすることができる。

［塗工工程］
　本工程では、上記基材の表面に、組成物（Ｉ）を塗工する。

　組成物（Ｉ）の塗工方法としては、例えばスピンコート法等が挙げられる。

［組成物（Ｉ）］
　組成物（Ｉ）は、［Ａ］重合体及び［Ｂ］溶媒を含有する。組成物（Ｉ）は、［Ａ］重合体及び［Ｂ］溶媒以外に［Ｃ］添加剤を含有していてもよく、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の成分を含有していてもよい。以下、各成分について説明する。

（［Ａ］重合体）
　［Ａ］重合体は、構造単位（Ｉ）を有する重合体である。［Ａ］重合体は、構造単位（Ｉ）とは異なるその他の構造単位を有していてもよい。上記その他の構造単位としては、後述する第２構造単位（以下、「構造単位（ＩＩ）」ともいう）等が挙げられる。［Ａ］重合体は、各構造単位を１種又は２種以上有していてもよい。［Ａ］重合体は、ブロック共重合体でも、ランダム共重合体でもよい。以下、各構造単位について説明する。

（構造単位（Ｉ））
　構造単位（Ｉ）は、下記式（Ｉ）で表される。

　上記式（１）中、Ｒ^Ａは、水素原子、メチル基、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Ａは、窒素原子（以下、「窒素原子（Ａ）」ともいう）を有する１価の有機基（以下、「基（Ｉ）」ともいう）である。

　Ｒ^Ａとしては、構造単位（Ｉ）を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子又はメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。

　基（Ｉ）における窒素原子（Ａ）は、非共有電子対を有することが好ましい。

　非共有電子対を有する窒素原子（Ａ）としては、例えば１～３個の水素原子以外の原子が一重結合で結合している窒素原子、芳香族複素環基中の窒素原子等が挙げられる。

　窒素原子（Ａ）にプロトンを付加して得られる共役酸のｐＫａの下限としては、３が好ましく、５がより好ましく、７がさらに好ましく、９が特に好ましい。上記ｐＫａの上限としては、例えば１４である。窒素原子（Ａ）の共役酸のｐＫａを上記範囲とすることで、脱着性能及びマスク性能をより向上させることができる。窒素原子（Ａ）の共役酸とは、窒素原子（Ａ）が有する非共有電子対に、プロトンが配位結合したものを意味する。

　基（Ｉ）としては、例えば炭素数１～２０の１価の炭化水素基の炭素－炭素間に２価の窒素原子含有基を含む基、上記炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部を１価の窒素原子含有基で置換した基等が挙げられる。上記２価の窒素原子含有基と１価の窒素原子含有基は、ひとつの基（Ｉ）に両方とも含まれていてもよい。また基（Ｉ）は、その炭素－炭素間に窒素原子以外のヘテロ原子を含む２価の基をさらに含んでいてもよく、基（Ｉ）が有する水素原子の一部又は全部を、窒素原子以外のヘテロ原子を含む１価の基でさらに置換していてもよい。

　炭素数１～２０の１価の炭化水素基としては、炭素数１～２０の１価の鎖状炭化水素基、炭素数３～２０の１価の脂環式炭化水素基、炭素数６～２０の１価の芳香族炭化水素基等が挙げられる。

　炭素数１～２０の１価の鎖状炭化水素基としては、例えば
　メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｉ－プロピル基等のアルキル基；
　エテニル基、プロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基；
　エチニル基、プロピニル基、ブチニル基等のアルキニル基などが挙げられる。

　炭素数３～２０の１価の脂環式炭化水素基としては、例えば
　シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環の脂環式飽和炭化水素基；
　シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の単環の脂環式不飽和炭化水素基；
　ノルボルニル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基等の多環の脂環式飽和炭化水素基；
　ノルボルネニル基、トリシクロデセニル基等の多環の脂環式不飽和炭化水素基などが挙げられる。

　炭素数６～２０の１価の芳香族炭化水素基としては、例えば
　フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基等のアリール基；
　ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、アントリルメチル基等のアラルキル基などが挙げられる。

　２価の窒素原子含有基としては、例えば－ＮＨ－、－ＮＲ’－、－Ｃ＝Ｎ－等が挙げられる。Ｒ’は、炭素数１～１０の１価の炭化水素基である。

　１価の窒素原子含有基としては、例えば－ＮＨ_２、－ＮＨＲ”、－ＮＲ”_２、シアノ基等が挙げられる。Ｒ”は、炭素数１～１０の１価の炭化水素基である。

　窒素原子以外のヘテロ原子を含む１価及び２価の基を構成するヘテロ原子としては、例えば酸素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子、ハロゲン原子等が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。

　窒素原子以外のヘテロ原子を含む２価の基としては、例えば－Ｏ－、－ＣＯ－、－Ｓ－、－ＣＳ－、これらのうちの２つ以上を組み合わせた基等が挙げられる。これらの中で、－Ｏ－又は－ＣＯ－が好ましい。

　窒素原子以外のヘテロ原子を含む１価の基としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルファニル基等が挙げられる。

　Ａとしては、下記式（ｉ）で表される基が好ましい。

　上記式（ｉ）中、Ｘは、単結合、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＣＯ－、－Ｏ－、－ＮＨ－、－ＮＨＣＯ－又は－ＣＯＮＨ－である。Ｑは、単結合、炭素数１～２０の２価の炭化水素基又は炭素数０～２０の１価の１級、２級若しくは３級のアミノ基若しくは環員数５～２０の１価の窒素含有複素環基で置換された炭素数１～２０の２価の炭化水素基である。Ｒ^Ｂは、炭素数０～２０の１価の１級、２級若しくは３級のアミノ基又は環員数５～２０の１価の窒素含有複素環基である。ｎは、０～１０の整数である。但し、ｎが１以上の場合、Ｑが単結合である場合はない。ｎが２以上の場合、複数存在するＸは、それぞれ同一でも異なっていてもよく、複数存在するＱは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。＊は、Ｒ^Ａが結合する炭素原子との結合部位を示す。

　Ｘとしては、単結合及び－ＣＯＯ－が好ましい。

　Ｑで表される炭素数１～２０の２価の炭化水素基としては、例えば上記Ａにおいて例示した炭素数１～２０の２価の炭化水素基と同様の基等が挙げられる。

　炭素数１～２０の２価の炭化水素基の置換基としての炭素数０～２０の１価の１級、２級若しくは３級のアミノ基及びＲ^Ｂで表される炭素数０～２０の１価の１級、２級若しくは３級のアミノ基としては、例えば
　－ＮＨ_２で表される１級アミノ基；
　メチルアミノ基、エチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、フェニルアミノ基等の２級アミノ基；
　ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基、ジフェニルアミノ基等の３級アミノ基などが挙げられる。

　炭素数１～２０の２価の炭化水素基の置換基としての環員数５～２０の１価の窒素含有複素環基及びＲ^Ｂで表される環員数５～２０の１価の窒素含有複素環基としては、例えば
　アザシクロペンチル基、アザシクロヘキシル基、３，３，５，５－テトラメチルアザシクロヘキシル基、Ｎ－メチル－３，３，５，５－テトラメチルアザシクロヘキシル基等の窒素含有脂肪族複素環基；
　ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、ピリダジル基、キノリル基、イソキノリル基等の窒素含有芳香族複素環基などが挙げられる。

　ｎとしては、０～２が好ましく、０及び１がより好ましい。

　構造単位（Ｉ）としては、例えば下記式（１－１）～（１－１４）で表される構造単位（以下、「構造単位（Ｉ－１）～（Ｉ－１４）」ともいう）等が挙げられる。

　上記式（１－１）～（１－１４）中、Ｒ^Ａは、上記式（１）と同義である。

　これらの中で、構造単位（Ｉ－１）、（Ｉ－２）、（Ｉ－５）、（１－７）及び（Ｉ－９）が好ましい。

　構造単位（Ｉ）を与える単量体としては、例えば
　ビニルピリジン、ビニルピラジン、ビニルキノリン等の基（Ｉ）を含むビニル化合物；
　アミノスチレン、ジメチルアミノスチレン等の基（Ｉ）を含むスチレン化合物；
　ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ－メチル－３，３，５，５－テトラメチルアザシクロヘキサン－１－イル（メタ）アクリレート等の基（Ｉ）を含む（メタ）アクリルエステルなどが挙げられる。

　構造単位（Ｉ）の含有割合の下限としては、２モル％が好ましく、１０モル％がより好ましく、２０モル％がさらに好ましく、３０モル％が特に好ましく、４０モル％がさらに特に好ましい。上記含有割合の上限としては、１００％が好ましく、９０モル％がより好ましく、７０モル％がさらに好ましい。構造単位（Ｉ）の含有割合を上記範囲とすることで、脱着性能及びマスク性能をさらに向上させることができる。

（その他の構造単位）
　［Ａ］重合体は、構造単位（Ｉ）とは異なるその他の構造単位をさらに有してもよい。その他の構造単位としては、下記式（２－１）で表される構造単位（以下、「構造単位（ＩＩ－１）」ともいう）及び下記式（２－２）で表される構造単位（以下、「構造単位（ＩＩ－２）」ともいう）から選ばれる少なくとも１種の構造単位（以下、「構造単位（ＩＩ）」ともいう）が好ましい。

　上記式（２－１）及び（２－２）中、Ｒ^１及びＲ^３は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Ｒ^２は、炭素数１～２０の１価の有機基である。Ｒ^４は、炭素数１～２０の（１＋ｂ）価の炭化水素基である。Ｒ^５は、水素原子又はヘテロ原子を有する１価の基である。ａは、０～５の整数である。ａが２以上の場合、複数のＲ^２は同一でも異なっていてもよい。ｂは、１～３の整数である。ｂが２以上の場合、複数のＲ^５は同一でも異なっていてもよい。

　Ｒ^１及びＲ^３としては、構造単位（ＩＩ）を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子又はメチル基が好ましい。

　Ｒ^２で表される炭素数１～２０の１価の有機基としては、例えば炭素数１～２０の１価の炭化水素基、カルボキシ基等が挙げられる。

　ａとしては、０～２が好ましく、０及び１がより好ましく、０がさらに好ましい。

　Ｒ^４で表される炭素数１～２０の（１＋ｂ）価の炭化水素基としては、例えば上記Ａにおいて例示した１価の炭化水素基のうち、炭素数１～２０のものからｂ個の水素原子を除いた基等が挙げられる。

　ｂとしては、１及び２が好ましく、１がより好ましい。

　Ｒ^５で表されるヘテロ原子を有する１価の基としては、例えば
　ヒドロキシ基、ヒドロキシメチル基等の酸素原子を有する基；
　スルファニル基、スルファニルメチル基等の硫黄原子を有する基；
　フッ素原子、トリフルオロメチル基等のフッ素原子を有する基などが挙げられる。

　Ｒ^５としては、水素原子が好ましい。

　構造単位（ＩＩ）としては、例えば構造単位（ＩＩ－１）として下記式（２－１－１）～（２－１－３）で表される構造単位（以下、「構造単位（ＩＩ－１－１）～（ＩＩ－１－３）」ともいう）が、構造単位（ＩＩ－２）として下記式（２－２－１）～（２－２－６）で表される構造単位（以下、「構造単位（ＩＩ－２－１）～（ＩＩ－２－６）」ともいう）等が挙げられる。

　上記式（２－１－１）～（２－１－３）中、Ｒ^１は、上記式（２－１）と同義である。
　上記式（２－２－１）～（２－２－６）中、Ｒ^３は、上記式（２－２）と同義である。

　これらの中で、構造単位（ＩＩ－１－１）及び（ＩＩ－２－１）が好ましい。

　［Ａ］重合体が構造単位（ＩＩ）を有する場合、構造単位（ＩＩ）の含有割合の下限としては、５モル％が好ましく、２０モル％がより好ましく、３０モル％がさらに好ましく、４０モル％が特に好ましく、５０モル％がさらに特に好ましい。上記含有割合の上限としては、９５モル％が好ましく、８０モル％がより好ましく、７０モル％がさらに好ましい。構造単位（ＩＩ）の含有割合を上記範囲とすることで、脱着性能及びマスク性能をより向上させることができる。

　構造単位（Ｉ）及び構造単位（ＩＩ）以外の構造単位としては、例えば置換又は非置換のエチレンに由来する構造単位等が挙げられる（但し、構造単位（Ｉ）及び構造単位（ＩＩ）に該当するものを除く）。

　［Ａ］重合体が構造単位（Ｉ）及び構造単位（ＩＩ）以外の構造単位を有する場合、構造単位（Ｉ）及び構造単位（ＩＩ）以外の構造単位の含有割合の上限としては、１０モル％が好ましく、５モル％がより好ましく、１モル％がさらに好ましい。上記含有割合の下限としては、例えば０．１モル％である。

　［Ａ］重合体は、主鎖の少なくとも１つの末端が、スルファニル基、エチレン性炭素－炭素二重結合含有基、オキサゾリン環含有基、リン酸基、エポキシ基、ジスルフィド基等の官能基で修飾されているものであってもよい。

（［Ａ］重合体の合成方法）
　［Ａ］重合体は、例えば構造単位（Ｉ）を与える単量体、必要に応じて構造単位（ＩＩ）を与える単量体等を用い、アニオン重合、カチオン重合、ラジカル重合等により、適当な溶媒中で重合することにより合成することができる。これらの中で、ブロック共重合体を得るには、アニオン重合が好ましく、リビングアニオン重合がより好ましい。ランダム共重合体を得るには、ラジカル重合が好ましい。

　リビングアニオン重合に用いるアニオン重合開始剤としては、例えば
　アルキルリチウム、アルキルマグネシウムハライド、ナフタレンナトリウム、アルキル化ランタノイド化合物；
　ｔ－ブトキシカリウム等のカリウムアルコキシド；
　ジメチル亜鉛等のアルキル亜鉛；
　トリメチルアルミニウム等のアルキルアルミニウム；
　ベンジルカリウム等の芳香族系金属化合物などが挙げられる。これらの中で、アルキルリチウムが好ましい。

　リビングアニオン重合に用いる溶媒としては、例えば
　ｎ－ヘキサン等のアルカン；
　シクロヘキサン等のシクロアルカン；
　トルエン等の芳香族炭化水素；
　酢酸エチル、酢酸ｎ－ブチル、酢酸ｉ－ブチル、プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル；
　２－ブタノン、シクロヘキサノン等のケトン；
　テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテルなどが挙げられる。これらの溶媒は、１種又は２種以上を用いることができる。

　リビングアニオン重合における反応温度は、アニオン重合開始剤の種類に応じて適宜選択することができる。反応温度の下限としては、－１５０℃が好ましく、－８０℃がより好ましい。反応温度の上限としては、５０℃が好ましく、４０℃がより好ましい。反応時間の下限としては、５分が好ましく、２０分がより好ましい。反応時間の上限としては、２４時間が好ましく、１２時間がより好ましい。

　ラジカル重合に用いるラジカル重合開始剤としては、例えばアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、２，２’－アゾビス（４－メトキシ－２，４－ジメチルバレロニトリル）等のアゾ系ラジカル開始剤；ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の過酸化物系ラジカル開始剤等が挙げられる。これらの中で、ＡＩＢＮ及びジメチル２，２’－アゾビスイソブチレートが好ましく、ＡＩＢＮがより好ましい。これらのラジカル重合開始剤は１種単独で又は２種以上を混合して用いることができる。

　ラジカル重合に用いる溶媒としては、上記リビングアニオン重合の場合と同様の溶媒等が挙げられる。

　ラジカル重合における反応温度の下限としては、４０℃が好ましく、５０℃がより好ましい。上記反応温度の上限としては、１５０℃が好ましく、１２０℃がより好ましい。重合における反応時間の下限としては、１時間が好ましく、２時間がより好ましい。上記反応時間の上限としては、４８時間が好ましく、２４時間がより好ましい。

　重合により形成された［Ａ］重合体は、再沈殿法により回収することが好ましい。すなわち反応終了後、反応液を再沈溶媒に投入することにより、目的の重合体を粉体として回収する。再沈溶媒としては、アルコール、超純水、アルカン等を単独で又は２種以上を混合して使用することができる。再沈殿法の他に分液操作やカラム操作、限外濾過操作等により、単量体、オリゴマー等の低分子量成分を除去して重合体を回収することもできる。

　［Ａ］重合体の数平均分子量（Ｍｎ）の下限としては、１，０００が好ましく、２，０００がより好ましく、３，０００がさらに好ましく、４，０００が特に好ましい。上記Ｍｎの上限としては、５０，０００が好ましく、２０，０００がより好ましく、１０，０００がさらに好ましく、７，０００が特に好ましい。

　［Ａ］重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）のＭｎに対する比（分散度）の上限としては、５が好ましく、２がより好ましく、１．５がより好ましく、１．３が特に好ましい。上記比の下限としては、通常１であり、１．１が好ましい。

　［Ａ］重合体の含有量の下限としては、組成物（Ｉ）における全固形分に対して、６０質量％が好ましく、８０質量％がより好ましく、９０質量％がさらに好ましく、９５質量％が特に好ましい。上記含有量の上限としては、例えば１００質量％である。「全固形分」とは、組成物（Ｉ）における［Ｂ］溶媒以外の成分の総和をいう。

（［Ｂ］溶媒）
　［Ｂ］溶媒としては、少なくとも［Ａ］重合体及び［Ｃ］添加剤等を溶解又は分散可能な溶媒であれば特に限定されない。

　［Ｂ］溶媒としては、例えばアルコール系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エステル系溶媒、炭化水素系溶媒等が挙げられる。

　アルコール系溶媒としては、例えば
　メタノール、エタノール等のモノアルコール系溶媒；
　エチレングリコール、１，２－プロピレングリコール等の多価アルコール系溶媒；
　エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコール部分エーテル系溶媒；
　乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ｎ－ブチル、乳酸ｎ－アミル等の乳酸エステル系溶媒などが挙げられる。

　エーテル系溶媒としては、例えば
　ジエチルエーテル等のジアルキルエーテル系溶媒；
　テトラヒドロフラン等の環状エーテル系溶媒；
　アニソール等の芳香環含有エーテル系溶媒などが挙げられる。

　ケトン系溶媒としては、例えば
　ブタノン、メチル－ｉｓｏ－ブチルケトン等の鎖状ケトン系溶媒；
　シクロペンタノン、シクロヘキサノン等の環状ケトン系溶媒などが挙げられる。

　アミド系溶媒としては、例えば
　Ｎ，Ｎ’－ジメチルイミダゾリジノン、Ｎ－メチルピロリドン等の環状アミド系溶媒；
　Ｎ－メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド等の鎖状アミド系溶媒などが挙げられる。

　エステル系溶媒としては、例えば
　酢酸エチル、酢酸ｎ－ブチル等の酢酸エステル系溶媒；
　エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の多価アルコール部分エーテルカルボキシレート系溶媒；
　γ－ブチロラクトン、バレロラクトン等のラクトン系溶媒；
　エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒などが挙げられる。

　炭化水素系溶媒としては、例えば
　ｎ－ヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒；
　トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒などが挙げられる。

　これらの中で、アルコール系溶媒及びエステル系溶媒が好ましく、アルコール系溶媒がより好ましく、乳酸エステル系溶媒がさらに好ましく、乳酸エチルが特に好ましい。エステル系溶媒としては、多価アルコール部分エーテルカルボキシレート系溶媒が好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートがより好ましい。組成物（Ｉ）は、［Ｂ］溶媒を１種又は２種以上含有していてもよい。

（［Ｃ］添加剤）
　［Ｃ］添加剤としては、例えば酸発生剤、架橋剤等が挙げられる。

（酸発生剤）
　酸発生剤は、熱や放射線の作用により酸を発生し、［Ａ］重合体の架橋を促進する成分である。組成物（Ｉ）が酸発生剤を含有すると、［Ａ］重合体の架橋反応が促進され、形成されるカバー膜の硬度をより高めることができる。組成物（Ｉ）は、酸発生剤を１種又は２種以上を含有していてもよい。

　酸発生剤としては、例えばオニウム塩化合物、Ｎ－スルホニルオキシイミド化合物等が挙げられる。

　上記オニウム塩化合物としては、例えばスルホニウム塩、テトラヒドロチオフェニウム塩、ヨードニウム塩、アンモニウム塩等が挙げられる。

　スルホニウム塩としては、例えばトリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ－ｎ－ブタンスルホネート、４－シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート等が挙げられる。

　テトラヒドロチオフェニウム塩としては、例えば１－（４－ｎ－ブトキシナフタレン－１－イル）テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、１－（４－ｎ－ブトキシナフタレン－１－イル）テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ－ｎ－ブタンスルホネート等が挙げられる。

　ヨードニウム塩としては、例えばジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ－ｎ－ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム２－ビシクロ［２．２．１］ヘプト－２－イル－１，１，２，２－テトラフルオロエタンスルホネート、ビス（４－ｔ－ブチルフェニル）ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート等が挙げられる。

　アンモニウム塩としては、例えばトリエチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリエチルアンモニウムノナフルオロ－ｎ－ブタンスルホネート等が挙げられる。

　Ｎ－スルホニルオキシイミド化合物としては、例えばＮ－（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）ビシクロ［２．２．１］ヘプト－５－エン－２，３－ジカルボキシイミド等が挙げられる。

　酸発生剤としては、オニウム塩化合物が好ましく、ヨードニウム塩がより好ましく、ビス（４－ｔ－ブチルフェニル）ヨードニウムノナフルオロ－ｎ－ブタンスルホネートがさらに好ましい。

　組成物（Ｉ）が酸発生剤を含有する場合、酸発生剤の含有量の下限としては、［Ａ］重合体１００質量部に対して、１質量部が好ましく、５質量部がより好ましく、１０質量部がさらに好ましく、２０質量部が特に好ましい。上記含有量の上限としては、１００質量部が好ましく、７０質量部がより好ましく、４０質量部がさらに好ましく、３０質量部が特に好ましい。酸発生剤の含有量を上記範囲とすることで、カバー膜の硬度をより高めることができる。

（架橋剤）
　架橋剤は、熱や酸の作用により、［Ａ］重合体等の成分同士の架橋結合を形成するか、又は自らが架橋構造を形成する成分である。組成物（Ｉ）が架橋剤を含有すると、形成されるカバー膜の硬度を高めることができる。組成物（Ｉ）は、架橋剤を１種又は２種以上含有していてもよい。

　架橋剤としては、例えば多官能（メタ）アクリレート化合物、エポキシ化合物、ヒドロキシメチル基置換フェノール化合物、アルコキシアルキル基含有フェノール化合物、アルコキシアルキル化されたアミノ基を有する化合物、アセナフチレンとヒドロキシメチルアセナフチレンとのランダム共重合体等が挙げられる。

　上記多官能（メタ）アクリレート化合物としては、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート等が挙げられる。

　上記エポキシ化合物としては、例えばノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等が挙げられる。

　上記ヒドロキシメチル基置換フェノール化合物としては、例えば２－ヒドロキシメチル－４，６－ジメチルフェノール、３，５－ジヒドロキシメチル－４－メトキシトルエン（２，６－ビス（ヒドロキシメチル）－ｐ－クレゾール）等が挙げられる。

　上記アルコキシアルキル基含有フェノール化合物としては、例えば、４，４’－（１－（４－（１－（４－ヒドロキシ－３，５－ビス（メトキシメチル）フェニル）－１－メチルエチル）フェニル）エチリデン）ビス（２，６－ビス（メトキシメチル）フェノール等が挙げられる。

　上記アルコキシアルキル化されたアミノ基を有する化合物としては、例えば（ポリ）メチロール化メラミン、（ポリ）メチロール化グリコールウリル等が挙げられる。

　架橋剤としては、アルコキシアルキル基含有フェノール化合物が好ましく、４，４’－（１－（４－（１－（４－ヒドロキシ－３，５－ビス（メトキシメチル）フェニル）－１－メチルエチル）フェニル）エチリデン）ビス（２，６－ビス（メトキシメチル）フェノールがより好ましい。

　組成物（Ｉ）が架橋剤を含有する場合、架橋剤の含有量の下限としては、［Ａ］重合体１００質量部に対して、１質量部が好ましく、５質量部がより好ましく、１０質量部がさらに好ましく、２０質量部が特に好ましい。上記含有量の上限としては、１００質量部が好ましく、７０質量部がより好ましく、４０質量部がさらに好ましく、３０質量部が特に好ましい。架橋剤の含有量を上記範囲とすることで、カバー膜の硬度をより高めることができる。

（その他の成分）
　その他の成分としては、例えば界面活性剤等が挙げられる。組成物（Ｉ）は、界面活性剤を含有すると、基材表面への塗工性を向上させることができる。

　組成物（Ｉ）がその他の成分を含有する場合、その他の成分の上限としては、［Ａ］重合体１００質量部に対して、１０質量部が好ましく、２質量部がより好ましく、１質量部がさらに好ましい。上記含有量の下限としては、例えば０．１質量部である。

［組成物（Ｉ）の調製方法］
　組成物（Ｉ）は、例えば［Ａ］重合体、［Ｂ］溶媒、［Ｃ］添加剤及び必要に応じてその他の成分を所定の割合で混合し、好ましくは孔径０．２μｍ程度のメンブランフィルターで濾過することにより調製することができる。組成物（Ｉ）の固形分濃度の下限としては、０．１質量％が好ましく、０．５質量％がより好ましく、０．７質量％がさらに好ましい。上記固形分濃度の上限としては、３０質量％が好ましく、１０質量％がより好ましく、３質量％がさらに好ましい。

［加熱工程］
　本工程では、上記塗工工程により形成される塗膜を加熱する。これにより、基材表層の金属原子（Ａ）と、組成物（Ｉ）の［Ａ］重合体とが相互作用すると考えられ、基材表面の領域（Ｉ）に、［Ａ］重合体を含む塗膜（以下、「塗膜（Ｉ）」ともいう）が積層される。

　加熱の手段としては、例えばオーブン、ホットプレート等が挙げられる。加熱の温度の下限としては、８０℃が好ましく、１５０℃がより好ましく、２００℃がさらに好ましい。加熱の温度の上限としては、４００℃が好ましく、３５０℃がより好ましく、３００℃がさらに好ましい。加熱の時間の下限としては、１０秒が好ましく、３０秒がより好ましく、４５秒がさらに好ましい。加熱の時間の上限としては、１２０分が好ましく、１０分がより好ましく、３分がさらに好ましい。

　加熱工程において、加熱の後に、プロピレングリコールモノメチルエーテルとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとの混合物等の有機溶媒などを用いて塗膜（Ｉ）をリンスすることが好ましい。このリンスにより、塗膜のうち金属原子（Ａ）と相互作用していない部分が除去される。リンスする時間の下限としては、１秒が好ましく、５秒がより好ましい。上記時間の上限としては、１０分が好ましく、１分がより好ましい。

　形成される塗膜（Ｉ）の平均厚みは、組成物（Ｉ）における［Ａ］重合体の種類及び濃度、並びに加熱工程における加熱温度、加熱時間等の条件を適宜選択することで、所望の値にすることができる。塗膜（Ｉ）の下限としては、０．１ｎｍが好ましく、１ｎｍがより好ましく、１．５ｎｍがさらに好ましい。上記平均厚みの上限としては、３０ｎｍが好ましく、２０ｎｍがより好ましく、１０ｎｍがさらに好ましい。

　以上により、金属原子を含む表層領域にカバー膜が形成される。
　本発明のカバー膜形成方法により得られるカバー膜は、ＡｒＦ、ＥＵＶ等で露光を行うフォトレジストの下層膜としても好適に用いることができる。この場合、形成した下層膜の上にレジスト膜を好適に形成することができる。

＜基材の処理方法＞
　当該基材の処理方法は、金属原子を含む領域を表層に有する基材を準備する工程（準備工程）と、上記基材の表面に、第１重合体及び溶媒を含有する組成物を塗工する工程（塗工工程）と、上記塗工工程により形成される塗膜を加熱する工程（加熱工程）と、上記加熱工程後の塗膜を除去する工程（以下、「除去工程」ともいう）とを備える。当該基材の処理方法においては、上記第１重合体及び溶媒を含有する組成物として、上述の組成物（Ｉ）を用いる。

　当該基材の処理方法によれば、上記工程を備え、組成物（Ｉ）が［Ａ］重合体を含有することで、脱着性能とマスク性能とに共に優れるカバー膜を形成することができる。また、上記構成を備えることで、カバー膜で基板表面を確実に保護することができ、優れたマスク性能を発揮した後、基板表面からそのカバー膜を脱着させて、基板表面を再び露出させる際、基板表面に与えるダメージが少ない。当該基材の処理方法の準備工程、塗工工程及び加熱工程は、上述のカバー膜形成方法の準備工程、塗工工程及び加熱工程と同様に行うことができる。以下、除去工程について説明する。

［除去工程］
　本工程では、上記加熱工程後の塗膜を除去する。

　当該基材の処理方法においては、上述の組成物（Ｉ）を用いているので、加熱工程後の塗膜を、酸含有有機溶媒を用いて、簡便にかつ基材表面へのダメージを低減しつつ剥離して除去することができる。

　酸含有有機溶媒における有機溶媒としては、例えば上記組成物（Ｉ）の［Ｂ］溶媒として例示した有機溶媒と同様の溶媒等が挙げられる。これらの中で、アルコール系溶媒及びアミド系溶媒が好ましく、多価アルコール部分エーテル系溶媒及び鎖状アミド系溶媒がより好ましく、プロピレングリコールモノエチルエーテル及びジメチルホルムアミドがさらに好ましい。

　酸含有有機溶媒が含有する酸としては、例えば
　塩酸、硝酸、硫酸、リン酸等の無機酸；
　ｐ－トルエンスルホン酸、ギ酸、酢酸等の有機酸などが挙げられる。
　これらの中で、無機酸が好ましく、塩酸がより好ましい。

　酸含有有機溶媒における酸の濃度の下限としては、０．１Ｎ（規定）が好ましく、０．２Ｎがより好ましく、０．５Ｎがさらに好ましい。上記酸の濃度の上限としては、１０Ｎが好ましく、６Ｎがより好ましく、４Ｎがさらに好ましい。

　酸含有有機溶媒は、水を含有していてもよい。酸含有有機溶媒が水を含有する場合、酸含有有機溶媒中の水の含有量の上限としては、３０質量％が好ましく、２０質量％がより好ましく、１５質量％がさらに好ましい。上記含有量の下限としては、例えば０．１質量％である。

　酸含有有機溶媒としては、無機酸含有有機溶媒が好ましく、塩酸含有アルコール系溶媒がより好ましく、塩酸含有プロピレングリコールモノメチルエーテルがさらに好ましく、２Ｎ塩酸含有プロピレングリコールモノメチルエーテルが特に好ましい。このような酸含有有機溶媒を用いることにより、形成されたカバー膜をより簡便に剥離させて除去することができる。

　このように、当該基材の処理方法によれば、基材表面のダメージを低減しつつ、カバー膜の形成及び剥離を行うことができる。

＜組成物＞
　本発明の組成物は、金属原子を含む領域を表層に有する基材表面のカバー膜形成方法に用いられる組成物であって、上記式（１）で表される構造単位を有する重合体及び溶媒を含有することを特徴とする。

　当該組成物については、上述の組成物（Ｉ）として説明している。

　以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。各種物性値の測定方法を以下に示す。

［Ｍｎ及びＭｗの測定］
　重合体のＭｗ及びＭｎは、ＧＰＣカラム（東ソー社の「Ｇ２０００ＨＸＬ」２本、「Ｇ３０００ＨＸＬ」１本及び「Ｇ４０００ＨＸＬ」１本）を用い、流量：１．０ｍＬ／分、溶出溶媒：Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（臭化リチウム３０ｍｍｏｌ／Ｌ及びリン酸５．６ｍｍｏｌ／Ｌを含有）、カラム温度：４０℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した。

［^１Ｈ－ＮＭＲ分析］
　重合体の構造単位の含有割合を求めるための^１Ｈ－ＮＭＲ分析は、核磁気共鳴装置（日本電子社の「ＪＮＭ－Ｄｅｌｔａ４００」）を用い、重クロロホルム溶媒を用いて測定した。

＜［Ａ］重合体の合成＞
　［Ａ］重合体の合成に用いた単量体を以下に示す。

［合成例１］（重合体（Ａ－１）の合成）
　５００ｍＬのフラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったテトラヒドロフラン１２０ｇを注入し、－７８℃まで冷却した。その後、このテトラヒドロフランにｓｅｃ－ブチルリチウム（ｓｅｃ－ＢｕＬｉ）の１Ｎシクロヘキサン溶液を２．０２ｍＬ注入し、その後、重合禁止剤除去のためのシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行った上記化合物（Ｍ－１）１１．４ｍＬを３０分かけて滴下注入した。滴下終了後に３０分間熟成した。この後、１，１－ジフェニルエチレン１．１５ｍＬ及び塩化リチウム０．５Ｎテトラヒドロフラン溶液８．０７ｍＬを加えた。５分後、上記化合物（Ｍ－３）３．５ｍＬを滴下注入し、滴下終了から３０分経過後、メタノール０．０８２ｍＬを加え、重合反応を停止させた。得られた反応溶液へメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）２００ｇを加えた。その後、超純水１，０００ｇを注入し、撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を５回繰り返した後、溶液を濃縮してヘキサン５００ｇ中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を６０℃で減圧乾燥させることで白色のブロック共重合体である重合体（Ａ－１）１２．９ｇを得た。この重合体（Ａ－１）は、Ｍｎが４，３００、Ｍｗ／Ｍｎが１．１８であった。^１Ｈ－ＮＭＲ分析の結果、（Ｍ－１）及び（Ｍ－３）に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ７４．３モル％及び２５．７モル％であった。

［合成例２～６］（重合体（Ａ－２）～（Ａ－６）の合成）
　下記表１に示す種類及び使用量の単量体を用い、開始剤量を適宜選択し、合成例１と同様の操作を行うことによって、重合体（Ａ－２）～（Ａ－６）を合成した。表１の合成例６における「－」は構造単位（Ｉ）を与える単量体を用いなかったことを示す。

［合成例７］（重合体（Ａ－７）の合成）
　５００ｍＬのフラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったテトラヒドロフラン１２０ｇを注入し、－７８℃まで冷却した。その後、このテトラヒドロフランに、１，１－ジフェニルエチレン０．８０ｍＬ、塩化リチウムの０．５Ｎテトラヒドロフラン溶液６．００ｍＬ及びｓｅｃ－ブチルリチウム（ｓｅｃ－ＢｕＬｉ）の１Ｎシクロヘキサン溶液１．５０ｍＬを注入し、５分後、重合禁止剤除去のためのシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行った上記化合物（Ｍ－３）７．８ｍＬを３０分かけて滴下注入し、次に、上記化合物（Ｍ－２）７．８ｍＬを滴下注入し、滴下終了から１２０分経過後、メタノール０．０８２ｍＬを加え、重合反応を停止させた。得られた反応溶液へＭＩＢＫ２００ｇを加えた。その後、超純水１，０００ｇを注入し、撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を５回繰り返した後、溶液を濃縮してヘキサン５００ｇ中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を６０℃で減圧乾燥させることで白色のブロック共重合体である重合体（Ａ－７）１３．７ｇを得た。この重合体（Ａ－７）は、Ｍｎが４，３００、Ｍｗ／Ｍｎが１．２３であった。^１Ｈ－ＮＭＲ分析の結果、（Ｍ－２）及び（Ｍ－３）に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ５３．０モル％及び４７．０モル％であった。

［合成例８］（重合体（Ａ－８）の合成）
　上記化合物（Ｍ－１）４９．７６ｇ及び化合物（Ｍ－３）５０．２４ｇを２－ブタノン２００ｇに溶解し、開始剤としてのＡＩＢＮ４．７１ｇを添加して単量体溶液を調製した。次いで、１００ｇの２－ブタノンを入れた１，０００ｍＬの三口フラスコを３０分窒素パージした後、撹拌しながら８０℃に加熱し、上記調製した単量体溶液を滴下漏斗にて３時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を６時間実施した。重合反応終了後、重合反応液を水冷して３０℃以下に冷却した。２，０００ｇのｎ－ヘキサン中に冷却した重合反応液を投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を４００ｇのｎ－ヘキサンで２回洗浄した後、ろ別し、５０℃で１７時間乾燥させて白色粉末状の重合体（Ａ－８）８６．２ｇを得た。この重合体（Ａ－８）は、Ｍｎが４，９００、Ｍｗ／Ｍｎが１．２８であった。^１Ｈ－ＮＭＲ分析の結果、（Ｍ－１）及び（Ｍ－３）に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ５１．３モル％及び４８．７モル％であった。

［合成例９～１４］（重合体（Ａ－９）～（Ａ－１４）の合成）
　下記表１に示す種類及び使用量の単量体を用い、開始剤量を適宜選択し、合成例８と同様の操作を行うことによって、重合体（Ａ－９）～（Ａ－１４）を合成した。表１の合成例９及び合成例１４における「－」は構造単位（ＩＩ）を与える単量体を用いなかったことを示し、合成例１３における「－」は構造単位（Ｉ）を与える単量体を用いなかったことを示す。

＜カバー膜形成用組成物の調製＞
　カバー膜形成用組成物を構成する［Ｂ］溶媒及び［Ｃ］添加剤について以下に示す。

［［Ｂ］溶媒］
　Ｂ－１：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
　Ｂ－２：乳酸エチル

［［Ｃ］添加剤］
　Ｃ－１：ビス（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）ヨードニウムノナフルオロブタンスルホネート（下記式（Ｃ－１）で表される化合物）
　Ｃ－２：４，４’－（１－（４－（１－（４－ヒドロキシ－３，５－ビス（メトキシメチル）フェニル）－１－メチルエチル）フェニル）エチリデン）ビス（２，６－ビス（メトキシメチル）フェノール（下記式（Ｃ－２）で表される化合物）

［調製例１］
　［Ａ］重合体としての（Ａ－１）０．９０ｇ、並びに［Ｂ］溶媒としての（Ｂ－１）６９．３７ｇ及び（Ｂ－２）２９．７３ｇを混合し、撹拌した後、０．２μｍのメンブランフィルターで濾過することにより、カバー膜形成用組成物（Ｊ－１）を調製した。

［調製例２～１７］
　下記表２に示す種類及び含有量の各成分を用いた以外は調製例１と同様にして、カバー膜形成用組成物（Ｊ－２）～（Ｊ－１７）を調製した。表２中の「－」は［Ｃ］添加剤を用いなかったことを示す。

＜カバー膜の形成＞
　８インチのＴｉＮ基板表面に、スピンコーター（東京エレクトロン社の「ＣＬＥＡＮ　ＴＲＡＣＫ　ＡＣＴ８」）を使用して、上記調製したカバー膜形成用組成物を１，５００ｒｐｍにて塗工した後、２５０℃で６０秒間焼成した。この基板をＯＫシンナー（プロピレングリコールモノメチルエーテル／プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）にて１２秒間リンスした。基板上に形成されたカバー膜の膜厚をエリプソメーター（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ　Ｊａｐａｎ社の「Ｍ－２０００Ｄ」）にて測定したところ、１．５ｎｍ～５．０ｎｍ程度であった。

＜評価＞
　上記作製したカバー膜が形成されたウェハについて、下記方法に従い、脱着性能及びマスク性能を評価した。評価結果を下記表３に示す。

［脱着性能］
　上記作製したカバー膜が形成されたウェハを、塩酸２Ｎプロピレングリコールモノメチルエーテル溶液（１３．４質量％水含有）に１２時間浸漬させ、接触角計（協和界面化学社の「Ｄｒｏｐ　ｍａｓｔｅｒ　ＤＭ－５０１」）を用いて接触角を測定し、カバー膜の脱着性能を評価した。カバー膜形成用組成物を用いない場合のＴｉＮ基板の接触角は５０°であった。接触角が５５°以下の場合は、基板上のカバー膜は除去されており、脱着性能は「Ａ」（良好）と、接触角が７８°以上の場合は、脱着性能は「Ｂ」（不良）と判断した。

［マスク性能］
　上記作製したカバー膜が形成されたウェハを、ＳＰＭ溶液（硫酸：過酸化水素＝１：５（質量比））に浸漬させ、ＴｉＮ基板のウェットエッチングを行った。カバー膜をドライエッチングにて除去した後、走査型電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社の「Ｓ－９３８０」）を用いて、基板の表面状態を観察し、ウェットエッチングに対するカバー膜のマスク性能を評価した。マスク性能は、観察したＴｉＮ表面の１５％以上の面積がエッチングされている場合は「Ｂ」（不良）と、５％以上１５％未満の面積がエッチングされている場合は「Ａ」（良好）と、０％以上５％未満の面積がエッチングされている場合を「ＡＡ」（特に良好）と判断した。

　基板をＣｕ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｗに変更して、上記手順と類似の操作により評価を行っても、同様の結果が得られた。

　上記結果から明らかなように、実施例のカバー膜形成方法では、脱着性能とマスク性能とのいずれもが、比較例のカバー膜形成方法に比べて良好であった。

　本発明のカバー膜形成方法及び組成物によれば、脱着性能とマスク性能とに共に優れるカバー膜を形成することができる。また、本発明の基材の処理方法によれば、カバー膜で基板表面を確実に保護することができ、優れたマスク性能を発揮した後、基板表面からそのカバー膜を脱着させて、基板表面を再び露出させる際、基板表面に与えるダメージが少ない。従って、当該カバー膜形成方法、基材の処理方法及び組成物は、今後ますます微細化が進行すると予想される半導体デバイスの加工プロセス等に好適に用いることができる。

Claims

　金属原子を含む領域を表層に有する基材を準備する工程と、
　上記基材の表面に、第１重合体及び溶媒を含有する組成物を塗工する工程と、
　上記塗工工程により形成される塗膜を加熱する工程と
　を備え、
　上記第１重合体が下記式（１）で表される第１構造単位を有するカバー膜形成方法。

（式（１）中、Ｒ^Ａは、水素原子、メチル基、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Ａは、窒素原子を有する１価の有機基である。）
　上記式（１）におけるＡが、下記式（ｉ）で表される請求項１に記載のカバー膜形成方法。

（式（ｉ）中、Ｘは、単結合、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＣＯ－、－Ｏ－、－ＮＨ－、－ＮＨＣＯ－又は－ＣＯＮＨ－である。Ｑは、単結合、炭素数１～２０の２価の炭化水素基又は炭素数０～２０の１価の１級、２級若しくは３級のアミノ基若しくは環員数５～２０の１価の窒素含有複素環基で置換された炭素数１～２０の２価の炭化水素基である。Ｒ^Ｂは、炭素数０～２０の１価の１級、２級若しくは３級のアミノ基又は環員数５～２０の１価の窒素含有複素環基である。ｎは、０～１０の整数である。但し、ｎが１以上の場合、Ｑが単結合である場合はない。ｎが２以上の場合、複数存在するＸは、それぞれ同一でも異なっていてもよく、複数存在するＱは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。＊は、Ｒ^Ａが結合する炭素原子との結合部位を示す。）
　上記第１重合体が、上記第１構造単位とは異なる第２構造単位をさらに有し、この第２構造単位が下記式（２－１）で表される構造単位及び下記式（２－２）で表される構造単位から選ばれる少なくとも１種である請求項１又は請求項２に記載のカバー膜形成方法。

（式（２－１）及び（２－２）中、Ｒ^１及びＲ^３は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Ｒ^２は、炭素数１～２０の１価の有機基である。Ｒ^４は、炭素数１～２０の（１＋ｂ）価の炭化水素基である。Ｒ^５は、水素原子又はヘテロ原子を有する１価の基である。ａは、０～５の整数である。ａが２以上の場合、複数のＲ^２は同一でも異なっていてもよい。ｂは、１～３の整数である。ｂが２以上の場合、複数のＲ^５は同一でも異なっていてもよい。）
　上記式（１）のＡが有する窒素原子にプロトンを付加して得られる共役酸のｐＫａが３以上である請求項１、請求項２又は請求項３に記載のカバー膜形成方法。
　上記第１重合体を構成する全構造単位に対する上記第１構造単位の含有割合が５モル％以上である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のカバー膜形成方法。
　上記溶媒がアルコール系溶媒を含む請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のカバー膜形成方法。
　上記金属原子が、金属単体、合金、金属窒化物又はシリサイドを構成している請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のカバー膜形成方法。
　金属原子を含む領域を表層に有する基材を準備する工程と、
　上記基材の表面に、第１重合体及び溶媒を含有する組成物を塗工する工程と、
　上記塗工工程により形成される塗膜を加熱する工程と、
　上記加熱工程後の塗膜を除去する工程と
　を備え、
　上記第１重合体が下記式（１）で表される第１構造単位を有する基材の処理方法。

（式（１）中、Ｒ^Ａは、水素原子、メチル基、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Ａは、窒素原子を有する１価の有機基である。）
　金属原子を含む領域を表層に有する基材表面のカバー膜形成方法に用いられる組成物であって、
　下記式（１）で表される構造単位を有する重合体及び溶媒を含有することを特徴とする組成物。

（式（１）中、Ｒ^Ａは、水素原子、メチル基、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Ａは、窒素原子を有する１価の有機基である。）