JP2003155365A

JP2003155365A - 加工方法及び成形体

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Publication number: JP2003155365A
Application number: JP2001358296A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Hieda; 泰之稗田; Kouji Asakawa; 鋼児浅川; Toshiro Hiraoka; 俊郎平岡; Katsuyuki Naito; 勝之内藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2003-05-27
Anticipated expiration: 2021-11-22
Also published as: JP3967114B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ブロックコポリマーの自己組織化より形成さ
れるエッチングマスクを用いた微細加工技術において、
十分なエッチング耐性を有し、しかも自己組織化により
形成されるパターンを忠実に転写することができる加工
方法及び成形体を提供することを目的とする。【解決手段】第１のポリマー相（２０Ａ）と第２のポ
リマー相（２０Ｂ）とが略規則的に配列した配列構造を
有するブロックコポリマー層（２０）を被加工体（１
０）の上に形成する工程と、前記第１のポリマー相を選
択的に除去することにより前記ブロックコポリマー層の
表面に凹部（Ｒ）を形成する工程と、前記凹部にマスク
層（３０）を設ける工程と、前記マスク層をマスクとし
て前記ブロックコポリマー層及び前記被加工体をエッチ
ングすることにより、前記ブロックコポリマー層の前記
配列構造に対応したパターンを前記被加工体に形成する
工程を備えた加工方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工方法及び成形
体に関し、特に、周期的な配列構造を有するパターンを
微細加工する加工方法であって、ブロックコポリマーの
自己組織的な相分離構造を利用する加工方法及び成形体
に関する。本発明の加工方法及び成形体は、例えば、高
密度記録媒体や高集積化電子部品などの製造に用いるこ
とができる。

【０００２】

【従来の技術】昨今のパソコンなどの情報機器の飛躍的
な機能向上は、半導体装置の製造などに用いられる微細
加工技術の進歩によるところが非常に大きい。これま
で、加工寸法の微細化は、リソグラフィーに用いられる
露光光源の短波長化より進められてきた。しかし、加工
寸法が微細化し、パターンが高密度化するほど、製造工
程におけるリソグラフィーのコストは膨大になってきて
いる。次世代の半導体装置、あるいはパターンド・メデ
ィア（patterned media）などの微細加工を施した高密
度記録媒体においてはパターンの寸法を１００ｎｍ以下
にまで微細化することが要求されている。このための露
光光源としては、電子線などが用いられるようになると
考えられるが、加工のスループットの点で非常に大きな
課題が残されている。

【０００３】このような状況を背景として、より安価
で、しかも高いスループットを実現できる加工方法とし
て、材料が自己組織的に特定の規則配列パターンを形成
する現象を利用する方法が注目を集めている。その中で
も特に、「ブロックコポリマー」を利用する方法は、適
当な溶媒に溶かして被加工体上に塗布するだけの非常に
簡便に単層の規則配列したパターンを形成することが可
能であり、微細加工方法としての応用も報告されている
（たとえば、Ｐ．Ｍａｎｓｋｙら; Appl. Phys.Lett.,v
ol.68、p.2586、Ｍ．Ｐａｒｋら； Science,vol.276、
p.1401）。

【０００４】これらの方法では、ブロックコポリマーの
相分離構造の一つのポリマー相をオゾン処理、プラズマ
エッチング、電子線照射などにより除去して凹凸状のパ
ターンを形成し、この凹凸状パターンをマスクとして下
地基板の加工を行う。

【０００５】しかし、一般的にブロックコポリマーの相
分離構造の膜厚方向のサイズは基板上に２次元方向に形
成されるパターンのサイズと同じ程度かそれ以下しかな
いため、マスクとして形成されるパターンのエッチング
耐性を十分稼ぐことができない。したがって、このよう
なブロックコポリマーマスクの相分離構造をそのままエ
ッチングマスクとして用いて被加工体をエッチングした
場合、十分アスペクト比の高い構造を加工することがで
きない。

【０００６】このような問題を解決するために、ブロッ
クコポリマーの自己組織化パターンをブロックコポリマ
ーの下に設けたパターントランスファー膜にプラズマエ
ッチングなどによって一旦転写し、そのパターントラン
スファー膜をエッチングマスクとしてさらに下の厚膜の
レジスト膜を酸素プラズマによりエッチングすることに
より、下地のレジスト膜に高いアスペクト比のパターン
を転写する方法も提案されている（特開２００１−１５
１８３４号公報、Ｍ．Ｐａｒｋら Appl.Phys.Lett.vo
l.79 p.257）。

【０００７】しかし、この方法でも、ブロックコポリマ
ーからパターントランスファー膜への転写の際には高い
アスペクト比が得られないことが原因で、パターンを忠
実に転写することが難しい場合がある。エッチングのア
スペクト比が十分でないということはブロックコポリマ
ー膜には膜厚分布や自己組織化パターンの微小なムラが
パターントランスファー膜へのエッチング深さのばらつ
きとして強調されてパターントランスファー膜に転写さ
れることになる。これは、極端な場合には下地のレジス
ト膜でのパターンの一部消失にもなりうる。

【０００８】一方、自己組織化を利用する場合は、その
規則配列の配列方向を制御することも重要である。磁気
記録媒体の高密度化を実現するものとして期待されてい
るパターンド・メディアの場合、再生や記録に際して
は、パターニングされた磁性体粒子の一つ一つにアクセ
スする必要がある。この場合、再生ヘッドを記録列にト
ラッキングするためには、磁性体粒子の配列を一方向に
揃える必要がある。

【０００９】さらに、単一電子などを情報として扱う量
子効果デバイスのような電子素子は、現在の半導体デバ
イスをより高密度化および低消費電力化する可能性を有
するものとして期待されている。この場合も、量子効果
を発現する構造に対して、信号検出のための電極を配置
する必要がある従って、量子効果を発現する微細構造
は、所定の配列を有すると同時に、形成されている領域
も任意に制御できることが必要とされる。

【００１０】ブロックコポリマーの自己組織化の配列方
向を制御するために、基板上に溝構造を形成しておきそ
れをガイドにして粒子の配列方向を揃える方法が提案さ
れている（Ｒ．Ａ．Ｓｅｇａｌｍａｎら； Bulletti
n of the American PhysicalSociety Vol.45 No.1 p.55
9、同 vol.46 No.1 p.1000、Ｍ．Ｔｒａｗｉｃｋら；
同 vol.46 No.1 p.1000）。これらの方法では、ジブロ
ックコポリマーの配列方向を揃えることは可能である
が、前述したとおり、やはり、ジブロックブロックの相
分離構造のアスペクト比自体は低いためエッチングによ
り十分アスペクト比の高いパターンを形成することは不
可能である。また、ジブロックコポリマーをある任意の
領域にのみ堆積させる方法は今のところない。

【００１１】

【本発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる課
題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、
ブロックコポリマーの自己組織化より形成されるエッチ
ングマスクを用いた微細加工技術において、十分なエッ
チング耐性を有し、しかも自己組織化により形成される
パターンを忠実に転写することができる加工方法及び成
形体を提供することにある。

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の加工方法は、第１のポリマー相と第
２のポリマー相とが略規則的に配列した配列構造を有す
るブロックコポリマー層を被加工体の上に形成する工程
と、前記第１のポリマー相を選択的に除去することによ
り前記ブロックコポリマー層の表面に凹部を形成する工
程と、前記凹部にマスク層を設ける工程と、前記マスク
層をマスクとして前記ブロックコポリマー層及び前記被
加工体をエッチングすることにより、前記ブロックコポ
リマー層の前記配列構造に対応したパターンを前記被加
工体に形成する工程と、を備えたことことを特徴とす
る。

【００１２】ここで、前記被加工体は、前記ブロックコ
ポリマー層を形成する前の状態においてその表面に凹凸
パターンを有し、前記被加工体の上に形成された前記ブ
ロックコポリマー層の前記配列構造は、前記凹凸パター
ンに対応して配向してなるものとすれば、規則構造の配
向を積極的に制御することができる。

【００１３】また、本発明の第２の加工方法は、被加工
体の上に転写層を形成する工程と、前記転写層の上に、
第１のポリマー相と第２のポリマー相とが略規則的に配
列した配列構造を有するブロックコポリマー層を形成す
る工程と、前記第１のポリマー相を選択的に除去するこ
とにより前記ブロックコポリマー層の表面に凹部を形成
する工程と、前記凹部にマスク層を設ける工程と、前記
マスク層をマスクとして前記ブロックコポリマー層及び
前記転写層をエッチングすることにより、前記ブロック
コポリマー層の前記配列構造に対応したパターンを前記
転写層に形成する工程と、前記転写層をマスクとして前
記被加工体をエッチングする工程と、を備えたことを特
徴とする。

【００１４】ここでも、前記転写層は、前記ブロックコ
ポリマー層を形成する前の状態においてその表面に凹凸
パターンを有し、前記転写層の上に形成された前記ブロ
ックコポリマー層の前記配列構造は、前記凹凸パターン
に対応して配向してなるものとすれば、規則構造の配向
を積極的に制御することができる。

【００１５】またさらに、上記のいずれかの加工方法に
おいて、前記凹部における前記マスク層の充填量を調節
することにより、前記配列構造に対応したパターンのサ
イズを制御することができる。

【００１６】または、前記マスク材料をマスクとして実
施する前記エッチングにおいて、前記マスク材料に対す
るオーバーエッチング量を調節することにより、前記配
列構造に対応したパターンのサイズを制御することもで
きる。

【００１７】本発明の加工方法は、例えば、形成すべき
パターンサイズが１００ｎｍ以下となるような場合に特
に有用であり、自己整合的な規則構造を利用し、且つ、
高いアスペクト比で被加工物のエッチングが可能であ
る。

【００１８】ここで、上記のマスク層のエッチング速度
は、ブロックコポリマー層のエッチング速度の１／２以
下であるとよい。

【００１９】また、転写層としては、光硬化性や熱硬化
性の材料を用いることができる。またさらに、ブロック
コポリマー層の規則配列の配向を規定するための凹凸パ
ターンを被加工体あるいは転写層の表面に形成する場
合、その表面全面もしくは凸部上表面を、水との接触角
が４０度以上に疎水化するとよい。

【００２０】支持体の主面上に、前記支持体から連続的
に突出してなる複数のピラーが設けられた加工体であっ
て、一方、本発明の成形体は、前記複数のピラーのそれ
ぞれは略円柱状であり、且つ、前記支持体との結合部近
傍において、前記支持体に近づくにつれてその太さが太
くなる裾野部を有することを特徴とする。

【００２１】このような独特の形態を有する成形体は、
ピラーを極めて細長く形成したような場合にも、その裾
野部において強度が保持されるために、根本から折れる
という弊害を抑止できる点で有利である。

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。

【００２２】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態にかかる加工方法を表す工程断面図であ
る。

【００２３】まず、同図（ａ）に表したように、被加工
体１０の上に第１のレジスト層としてブロックコポリマ
ー膜２０を形成する。ここで用いるブロックコポリマー
としては、例えば、２種類のポリマー鎖ＡとＢとが結合
したＡ−Ｂ型の「ジブロックコポリマー」を挙げること
ができる。または、２種類のポリマー鎖がＡ−Ｂ−Ａと
結合したり、３種類のポリマー鎖がＡ−Ｂ−Ｃと結合し
た「トリブロックコポリマー」を用いても良い。これら
のブロックコポリマーは、適当な温度でアニ−ル処理を
行うことによって、ポリマー相２０Ａとポリマー相２０
Ｂとに相分離して規則配列構造を形成する。例えば、ポ
リマー相２０Ｂをマトリックスとし、ポリマー相２０Ｂ
中にポリマー相２０Ａが２次元的に規則配列した構造を
形成する。このような規則配列構造を構成するポリマー
相２０Ａ及び２０Ｂの形状およびサイズは、ポリマー鎖
Ａ、Ｂ及びＣの長さに依存し、これらを調整することで
例えば１００ｎｍ程度あるいはそれ以下の微細なサイズ
に制御することができる。

【００２４】このようにして形成されるブロックコポリ
マーの規則配列構造は、それ自体が規則配列した凹凸状
構造を有している場合もあるが、凹凸状構造を有しない
平坦な場合もある。本発明では、ブロックコポリマーの
相分離構造を凹凸状構造に変換する必要がある。ブロッ
クコポリマーの規則配列構造の表面が、図１（ｂ）に表
したような凹凸状構造を有している場合にはそれをその
まま利用することができる。

【００２５】一方、規則配列構造の表面が図１（ａ）に
表したように平坦である場合には、ブロックコポリマー
の少なくとも一つの種類のポリマー相２０Ａを選択的に
除去することにより、図１（ｂ）に表したように、ポリ
マー相２０Ａの形状と同様の半球状の曲率を持った凹部
Ｒが規則的に配列した構造を形成する。

【００２６】ポリマー相２０Ａを選択的に除去するため
には、プラズマ、光、電子線などのエネルギー線や熱な
どを照射した場合に、それらに対する耐性の異なる２種
類以上のポリマー鎖によりブロックコポリマーを構成す
れば良い。

【００２７】例えば、モノマー単位のＮ／（Ｎｃ−Ｎ
ｏ）の値（ここで、Ｎはモノマー単位の総原子数、Ｎｃ
はモノマー単位の炭素原子数、Ｎｏはモノマー単位の酸
素原子数である。）が小さい方が、各種プラズマ照射に
対する耐性が高い。この観点から、プラズマ耐性の大き
く異なる２種類以上のポリマー鎖を組み合わせても良
い。

【００２８】また、これらのエネルギー線の照射により
架橋反応などがおこり硬化するようなポリマー鎖を、エ
ネルギー線照射により硬化しないもしくは分解されるポ
リマー鎖と組み合わせたものを用いても良い。さらに、
親和性を考慮して、例えばポリマー鎖の親水性／疎水性
を変え、どちらか一方のポリマー鎖領域に架橋剤を偏析
させるようにしても良い。

【００２９】このようにして、サイズ１００ｎｍ以下の
規則配列パターンの相分離構造を有するブロックコポリ
マー膜の少なくとも一つのポリマー相２０Ａを選択的に
除去することにより、凹部Ｒが規則的に配列した第１の
レジスト層（ポリマー相）２０Ｂを形成することができ
る。

【００３０】次に、図１（ｃ）に表したように、第１の
レジスト層２０Ｂの上に、第２のレジスト層３０を堆積
する。第２のレジスト層３０の役割は、第１のレジスト
層２０Ｂの凹部Ｒのパターンをエッチング耐性の高い材
料に転写することにある。

【００３１】第２のレジスト層３０の材料として、金
属、金属酸化物、金属窒化物、カーバイトなど無機材料
を用いることにより、プラズマエッチングに対するエッ
チング耐性の高いマスクパターンを形成することができ
る。また、芳香環含有低分子有機材料を用いても良い。
さらに、芳香環含有低分子有機材料に金属が含まれてい
る材料を用いても良い。またさらに、ポリシランやポリ
シロキサンなどのＳｉ（シリコン）等の金属含有ポリマ
ーを用いても良い。

【００３２】無機材料もしくは低分子有機材料を第２の
レジスト層３０として用いる場合、第１のレジスト層２
０Ｂの上に堆積させるために、真空蒸着の方法を用いる
ことができる。蒸着時に試料を加熱することにより、選
択的に第１のレジスト層２０Ｂの凹部Ｒにおいて核成長
を起こし、無機材料を選択的に凹部Ｒに堆積することが
可能である。このようにして、第２のレジスト層３０を
第１のレジスト層２０Ｂの凹部を埋め込むように形成で
きる。

【００３３】またさらに、真空蒸着した後にアニ−ル処
理することにより、堆積した第２のレジスト層３０を第
１のレジスト層２０Ｂの凹部Ｒに埋め込ませ、その表面
を平坦化させることも可能である。

【００３４】金属含有ポリマーなどポリマー材料を第２
のレジスト層３０の材料として用いる場合、第１のレジ
スト層２０Ｂの上に塗布する際には、適当な溶媒に溶か
してスピンコートすると良い。スピンコート直後にポリ
マー材料からなる第２のレジスト層３０は、表面張力に
より第１のレジスト層２０Ｂの凹部Ｒを埋めるように平
坦化する。場合によっては表面張力の効果をより高める
ために、第２のレジスト層３０をスピンコートする前に
第１のレジスト層２０Ｂの表面を疎水化しても良い。第
１のレジスト層２０Ｂの表面を炭化フッ素のプラズマに
晒すことによって簡単に疎水化することが可能である。

【００３５】また、第２のレジスト層３０としてポリマ
ー膜をスピンコートした後に、アニ−ル処理を行うこと
により凹部Ｒにのみポリマー材料を堆積させたりもしく
は平坦化を促進することも可能である。

【００３６】またここで、第２のレジスト層３０は、図
１（ｃ）に例示した如く第１のレジスト層２０Ｂの凹部
Ｒを完全に充填してその上の平坦部も覆うように形成し
てもよく、または、後に図３を参照して詳述するよう
に、凹部Ｒの一部のみを充填するように形成してもよ
い。

【００３７】さて、このようにして形成されたマスクパ
ターンを用いて、図１（ｄ）に表したように、被加工体
１０を直接エッチングすることにより、高いアスペクト
比で被加工体１０に微細パターンを形成することができ
る。つまり、第２のレジスト層３０をマスクとして、第
１のレジスト層２０Ｂをエッチングし、さらにその下の
被加工体１０をエッチングする。従って、このエッチン
グに際しては、第２のレジスト層３０がエッチングマス
クとなるよう、その材料とエッチング方法を選択する必
要がある。

【００３８】また、第２のレジスト層３０とのエッチン
グ選択比が確保できる範囲であれば、第１のレジスト層
２０Ｂをエッチングする方法と、その下の被加工体１０
をエッチングする方法とは同一である必要はない。例え
ば、ドライエッチングによる場合、第１のレジスト層２
０Ｂをエッチングする際のエッチングガスと、被加工体
１０をエッチングする際のエッチングガスとを使い分け
ることも可能である。

【００３９】また例えば、被加工体１０をエッチングす
る前に、酸素プラズマによるＲＩＥ（Reactive Ion Etc
hing）を行うことにより、第１のレジスト層２０Ｂの凸
部、つまりブロックコポリマーの除去されなかったポリ
マー鎖領域（ポリマー相）をエッチングした後、被加工
体１０を適当な方法によりエッチングすれば、アスペク
ト比の高いパターニングを行うことができる。

【００４０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、ブロックコポリマーを相分離させて規則配列を形成
し、その一方のポリマー相を選択的に除去してエッチン
グ耐性の高い第２のレジスト層を埋め込むことにより、
マスクパターンを形成する。このようにして形成された
マスクパターンは、エッチング方法を適宜選択すること
により、被加工体を高いアスペクト比でエッチングする
ことができる。

【００４１】相分離したブロックコポリマーの規則配列
構造は、そのポリマー鎖の材料や配合のバランスを調節
することにより、任意に制御することができる。その結
果として、１００ｎｍ以下の微細な規則配列構造を自己
組織的に形成させることができ、この配列を反映した被
加工体のパターニングを確実且つ容易に実施することが
できる。

【００４２】さて、本実施形態によれば、さらに、被加
工体のパターンサイズを制御することも可能である。つ
まり、プロセス条件を調節することにより、最終的に形
成される被加工体のパターンの幅を変えることができ
る。これには、２種類の方法がある。まずそのひとつ
は、図１（ｃ）に表した第２のレジスト層３０の堆積量
を調節する方法である。

【００４３】図２は、第２のレジスト層３０の堆積量を
調節することにより、マスクとなる領域の面積を任意に
変える方法を説明するための概念図である。

【００４４】例えば、同図（ａ）に表したように、第２
のレジスト層３０を、第１のレジスト層２０Ｂの凹部Ｒ
を完全に埋めるように堆積すると、マスクされる領域は
凹部Ｒの全体となる。従って、被加工体１０がエッチン
グされて形成されるパターンの幅Ｗは、同図に表したよ
うに凹部Ｒの外縁サイズと同程度となる。

【００４５】これに対して、図２（ｂ）に表したよう
に、凹部Ｒは半球状の曲率を持った形状をしているため
第２のレジスト層３０の堆積量を減らすと、第２のレジ
スト層３０で覆われる部分は小さくなり、マスクとして
作用する部分の面積が小さくなるために、最終的に得ら
れる被加工体１０のパターン幅Ｗも小さくすることがで
きる。これは、凹部Ｒが曲面状に形成されることを利用
したものである。

【００４６】このように、本実施形態によれば、第２の
レジスト層３０の堆積量を調節することにより、マスク
のサイズを変えることができ、これに応じて、被加工体
のパターンサイズを制御することができる。

【００４７】なお、この場合には、第２のレジスト層３
０に対するエッチング速度が十分に低いエッチング方法
を用いることにより、第２のレジスト層３０に対応した
正確なパターニングができる。

【００４８】さて、被加工体のパターンサイズを調節す
るもうひとつの方法は、マスクとして作用する第２のレ
ジスト層３０をオーバーエッチングする方法である。

【００４９】図３は、第２のレジスト層をオーバーエッ
チングすることにより被加工体のパターンサイズが変化
することを説明する概念図である。

【００５０】同図（ａ）に表したように、第２のレジス
ト層３０を、第１のレジスト層２０Ｂの凹部Ｒを埋める
ように堆積し、これをマスクとして高い選択比でエッチ
ングを施した場合、被加工体１０のパターン幅Ｗ１は、
第２のレジスト層３０の外縁、すなわち、凹部Ｒの外縁
と同一となる。なお、このようにマスクの外縁に合わせ
た正確なパターニングを行うためには、エッチング方法
として、高い異方性を有し、サイドエッチングが抑制さ
れた方法を用いることが望ましい。

【００５１】これに対して、第２のレジスト層３０もあ
る程度エッチングされる条件を用いてオーバーエッチン
グを実施すると、図３（ｂ）に表したように、マスクと
なる第２のレジスト層３０は、その層厚が薄い外縁部か
ら順次消失する。そして、その下の第１のレジスト層２
０Ｂ及び被加工体１０がエッチングされる。その結果と
して、オーバーエッチング量に応じて、被加工体１０の
パターン幅Ｗ２〜Ｗ４を適宜縮小することができる。つ
まり、本実施形態によれば、第２のレジスト層３０を適
宜オーバーエッチングすることにより、被加工体１０の
パターン幅を制御することができる。

【００５２】またここで、オーバーエッチングにより形
成された略円柱状のピラー状のパターンは、その下端
に、パターン幅が徐々に変化する裾野部Ｇを有する。こ
の裾野部Ｇは、第２のレジスト層３０のオーバーエッチ
ングに伴って外側から順次エッチングが進行したことに
より形成される。このように、被加工体１０のピラーの
下端に徐々に太くなる裾野部Ｇを形成すると、ピラーが
根本から折れることを防ぐことができる。この効果は、
高いアスペクト比のエッチングを行う場合に、特に顕著
である。また、このオーバーエッチングを用いたサイズ
の調整方法においては、第１のレジスト層２０Ｂをエッ
チングする方法と、被加工体１０を加工するエッチング
方法とは異なっている方が好ましい。つまり第一のレジ
スト層２０Ｂをエッチングする工程においてサイズを独
立に制御することが可能ということである。

【００５３】次に、本発明において、ブロックコポリマ
ーの相分離構造を規則的に配列させるために有利な構造
について説明する。

【００５４】図４は、ブロックコポリマーの相分離構造
を規則的に配列させる方法を表す模式図である。

【００５５】すなわち、同図（ａ）に表したように、被
加工体１０の上に２次元的な凹凸パターンを形成する。
この形成方法としては、リソグラフィーなどの方法を用
いることができる。リソグラフィーの手段としてはフォ
トリソグラフィーなどを用いることができるが、これに
限定されるものではない。

【００５６】このような被加工体１０の上にブロックコ
ポリマーを堆積すると、図４（ｂ）に表したように、凹
部Ｃにおいてその相分離構造が配向し、所定の方向に規
則的に配列した周期的構造が得られる。

【００５７】ここで、凹凸パターンは、ブロックコポリ
マーの規則配列構造の格子間隔すなわち周期より幅広の
凹部Ｃを含むものとするとよい。これは凹部Ｃにブロッ
クコポリマーが閉じ込められ、規則配列が凹部Ｃでのみ
起こることを促進させるためである。凹部Ｃにおいて、
相分離構造を配向させて周期的配列が形成されるために
は、凹部Ｃの幅をおおよそ周期的配列の格子間隔の数倍
乃至数百倍程度とすることが望ましい。

【００５８】一方、凹部Ｃの深さは、ブロックコポリマ
ーの規則配列構造の格子間隔より小さい程度とすること
が望ましい。これは、規則配列構造の格子間隔より深い
凹部を形成すると、膜厚方向にも規則的に積層された相
分離構造が形成される可能性があるためである。ただ
し、シリンダ構造もしくはラメラ構造が膜面に対して垂
直に配向するようなブロックコポリマーを用いる場合に
は、凹部Ｃの深さが規則配列構造の格子間隔より大きい
凹凸パターンを利用することも可能である。

【００５９】図５は、被加工体１０の表面を疎水化させ
る方法を表す模式図である。

【００６０】すなわち、同図（ａ）に表したように、凹
凸パターンの凸部の上面のみを疎水化して、疎水化層１
０Ｈを形成する。すると、この疎水化層１０Ｈではブロ
ックコポリマー２０がはじかれるため、同図（ｂ）に表
したように、凹部Ｃにのみブロックコポリマーを堆積さ
せることが可能である。このようにして堆積されたブロ
ックコポリマーは、凹部Ｃのサイズに応じて配向した相
分離構造を形成する。

【００６１】図５（ａ）に表したような凹凸パターンを
形成するためには、被加工体１０の表面をまず一様に疎
水化可能な材料、例えばＳｉＯ_２などの薄膜で被覆す
る。その上からレジストを塗布し、所定の部分のみ疎水
化処理を施す。疎水化処理には、オクタデシルトリメチ
ルシラン、ヘキサメチルジサラザンなどのシランカップ
ラーもしくはアルカンチオールなどの界面活性剤を用い
ることができる。

【００６２】また、図５に表した例とは別に、凹凸パタ
ーンの全面を一様に疎水化しても良い。疎水化すると接
触角が大きくなるため平坦な表面では薄膜にはならず液
滴状にはじいてしまうが、凹部では垂直な面が存在する
ため接触角が大きくても液滴状にはならず膜が存在する
ことができる。しかしこの場合には、疎水化の程度を調
整する必要があり凸部のみ疎水化する方が確実に分離を
行うことができる。

【００６３】また一方、凹凸パターンは、ブロックコポ
リマーの規則配列構造の格子間隔より狭いサイズの凹部
を有する周期的なパターンとしてもよい。この場合、凹
部に対応して、その上に、相分離構造を構成するいずれ
かのポリマー層を配向させることが可能である。その結
果として、ブロックコポリマーの相分離構造を所定の方
向に規則的に配列させることができる。

【００６４】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態として、転写層を介して被加工体に微細パ
ターンを形成する加工方法について説明する。

【００６５】図６は、本実施形態の加工方法を表す工程
断面図である。

【００６６】まず、同図（ａ）に表したように、被加工
体１０上に炭素系有機高分子材料などからなる転写層４
０を塗布する。ここで炭素系高分子材料を用いるのは、
後の工程で酸素プラズマエッチングによりこの転写層４
０にパターンを転写するためである。炭素系有機高分子
材料の具体例としては、例えば、ポリスチレン、ポリヒ
ドロキシスチレンなどのポリスチレン誘導体、ポリビニ
ルナフタレンおよびその誘導体、ノボラック樹脂、ポリ
イミドなどエッチング耐性が高い材料が好ましい。

【００６７】続いて、形成した転写層４０の上に、ブロ
ックコポリマー層２０をスピンコート法などにより塗布
し、適当な温度でアニ−ル処理することにより相分離さ
せ規則配列化させる。

【００６８】次に、図６（ｂ）に表したように、相分離
したブロックコポリマー層２０の一部を構成するポリマ
ー相２０Ａを選択的に除去する。すなわち、図１に関し
て前述したように、エネルギー線照射などの手段により
ポリマー相２０Ａを除去して、凹部Ｒが規則的に配列し
た第１のレジスト層２０Ｂを形成する。

【００６９】次に、図６（ｃ）に表したように、第２の
レジスト層３０を第１のレジスト層２０Ｂの上に形成す
る。本変型例においては、第２のレジスト層３０のパタ
ーン（すなわち凹部Ｒの部分）をマスクにして酸素プラ
ズマなどにより転写層４０に対してパターンを転写する
ので、第２のレジスト層３０の材料としては、酸素プラ
ズマに対する耐性が高いものを用いることが望ましい。

【００７０】例えば、金属、金属酸化物、金属窒化物、
カーバイトなど無機材料を用いることによりプラズマエ
ッチングに対する酸素プラズマエッチング耐性の高いマ
スクパターンを形成することができる。また、芳香環含
有低分子有機材料を用いても良い。芳香環含有低分子有
機材料に金属が含まれている材料を用いても良い。ポリ
シランやポリシロキサンなどのＳｉ（シリコン）等の金
属を含有するポリマーを用いても良い。

【００７１】これらの材料の酸素プラズマに対するエッ
チング耐性は、炭素系有機高分子材料と比較して非常に
高いため、本具体例において、転写層４０へのパターン
転写を非常に高アスペクト比で実現することができる。

【００７２】ここで、第２のレジスト層３０の堆積は、
図１に関して前述した方法と同様に行うことができる。

【００７３】次に、図６（ｄ）に表したように、第２の
レジスト層３０の上から酸素プラズマによるＲＩＥを行
うことにより、転写層４０に第２のレジスト層３０の２
次元規則パターンを転写する。

【００７４】しかる後に、図６（ｅ）に表したように、
転写層４０をマスクとして、被加工体１０をエッチング
し、所定の微細パターンを形成する。ここで、被加工体
１０のエッチングに先立って、第２のレジスト層３０及
び第１のレジスト層２０Ｂは、除去してもよいが、残し
たまま被加工体１０のエッチングを開始してもよい。

【００７５】以上説明したように、図６に表した加工方
法によれば、転写層４０に所定の微細パターンを転写し
た後に、これをマスクとして被加工体１０をエッチング
する。このように転写層４０を介することにより、エッ
チングの選択比をさらに高くすることが可能である。つ
まり、第２のレジスト層３０及び転写層４０の材料とし
て好適なものを用い、図６（ｄ）及び（ｅ）に表したそ
れぞれのエッチング工程において、最適なエッチング方
法を選択すれば、被加工体１０に対するエッチング選択
比をさらに高くすることが可能となり、アスペクト比の
高い微細パターンを形成することが可能となる。

【００７６】また、本実施形態においても、図２及び図
３に関して前述したように、第２のレジスト層３０の塗
布量を調節し、あるいは、第２のレジスト層３０を適宜
オーバーエッチングすることにより、転写層４０に転写
されるパターンのサイズを調節し、その結果として、被
加工体１０に形成される微細パターンのサイズを制御す
ることができる。

【００７７】またさらに、本発明実施形態においても、
転写層４０に対して予め、図４に例示したようなブロッ
クコポリマーの規則配列構造を配向制御するための凹凸
パターンを形成しておくことができる。

【００７８】図７は、転写層４０に凹凸パターンを形成
した具体例を表す工程断面図である。

【００７９】まず、同図７（ａ）に表したように、被加
工体１０の上に形成した転写層４０に、規則配列構造を
配向制御するための凹部Ｃを形成する。

【００８０】凹部Ｃは、転写層４０の上からさらに別の
レジストを塗布してリソグラフィーにより形成しても良
い。転写層４０の材料として炭素系有機高分子材料など
を用いた場合には、その表面は非常に柔らかい。したが
って、「ナノインプリント法」によって所定の原盤の凹
凸パターンを直接転写しても良い。

【００８１】凹部Ｃを形成する前もしくは形成後に転写
層４０を硬化させる。これは、転写層４０に形成したパ
ターンが、その上に塗布する第１のレジスト層つまりブ
ロックコポリマーの溶媒もしくは規則配列化する際のア
ニール処理などにより破壊されることを防ぐために重要
である。

【００８２】図７（ｂ）に表したように、転写層４０の
硬化処理は、光照射もしくは加熱により行う。光硬化性
の樹脂としては、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリ
イソプレン、ノボラック樹脂、ジアゾ系樹脂などを用い
ることができる。熱硬化性樹脂としては、ポリアクリロ
ニトリル誘導体、ポリアミド酸、ポリイミド、ポリアニ
リン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシクロヘ
キサジエン誘導体、ポリブタジエン、ポリイソプレン、
ノボラック樹脂などを用いることができる。

【００８３】ポリマー鎖をより効率的に硬化させるため
に、有機過酸化物などのラジカル発生剤、架橋剤を添加
することにより架橋反応を促進させ硬化させることも有
効である。

【００８４】これらの硬化処理は、パターン形成前に行
ってもパターン形成後に行っても良い。パターン形成後
に硬化処理を行う場合は、熱硬化の際にパターン崩れが
起こることがあるので光硬化の方が望ましい。光硬化と
熱硬化とを併用することにより、さらに硬化反応を促進
し耐熱性、耐溶媒性が高まる。ナノインプリントにより
原盤のパターンを直接転写する場合には、原盤を圧着し
ている最中に基板を加熱もしくは光照射により転写層４
０を硬化させても良い。

【００８５】このようにして、転写層４０に所定の凹部
Ｃを形成し硬化させた後に、ブロックコポリマー２０を
塗布する。この後は、図６に関して前述した一連のプロ
セスにより、被加工体１０に微細パターンを形成するこ
とができる。゜またここで、転写層４０の表面に凹凸パ
ターンを形成する場合にも、図５に関して前述したよう
に、転写層４０の表面に対して疎水化処理を行うことが
できる。このようにすれば、転写層４０の凹部Ｃにのみ
ブロックコポリマーを分離して堆積させることができ
る。この場合、転写層４０の表面にシランカップラーや
アルカンチオールなどに対する反応基がないため、それ
らを疎水化処理に用いることができない。疎水化処理は
フッ化炭素系プラズマ中に試料を晒すことにより表面に
炭化フッ素系ポリマーを堆積させることで行うことがで
きる。

【００８６】

【実施例】以下、実施例を参照しつつ、本発明の実施の
形態についてさらに詳細に説明する。

【００８７】（第１の実施例）本発明の第１実施形態の
加工方法に従い、第１のレジスト層を形成するためのブ
ロックコポリマー２０として、ポリスチレン／ポリメチ
ルメタクリレートのブロックコポリマーを用い、第２の
レジスト層３０としてスピンオングラス（ＳＯＧ）を用
いて、微細加工を実施した。

【００８８】以下、図１を参照しつつ、その工程につい
て説明する。

【００８９】まず、図１（ａ）に表したように、被加工
体１０として用意したシリコン（Ｓｉ）基板上に、ブロ
ックコポリマー２０として、分子量１７万のポリスチレ
ン（ＰＳ）と分子量４万のポリメチルメタクリレート
（ＰＭＭＡ）からなるジブロックコポリマーをプロピレ
ングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥ
Ａ）に溶解したものを膜厚６０ｎｍとなるようにスピン
コート法により塗布した。そして、水素還元雰囲気中で
２１０℃で３０時間アニ−ルすることにより、相分離さ
せて規則配列構造を形成した。

【００９０】次に、図１（ｂ）に表したように、凹部Ｒ
を形成した。具体的には、酸素の流量３００ｓｃｃｍ、
全圧２００ｍＴｏｒｒ、投入ＲＦパワー３００Ｗの条件
で、２０秒間、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）する
ことにより、ＰＭＭＡのポリマー相２０Ａを取り除い
た。

【００９１】この時点で、ブロックコポリマー層の表面
を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により観察すると、直径約
４５ｎｍ、深さ約２０ｎｍ、間隔約８０ｎｍの凹部Ｒが
六方格子状に並んでいることが確認された。

【００９２】次に、図１（ｃ）に表したように、第２の
レジスト層３０としてＳＯＧを形成した。具体的には、
ＳＯＧを乳酸エチルに溶解し、スピンコート法により塗
布した。

【００９３】そして、図１（ｄ）に表したように、この
上からエッチングを実施した。具体的には、酸素流量２
０ｓｃｃｍ、全圧３０ｍＴｏｒｒ、投入ＲＦパワー１０
０Ｗの条件で１００秒間、ＲＩＥした。

【００９４】図８は、このようにして得られた試料表面
のＡＦＭ像である。同図から分かるように、ジブロック
コポリマーの規則配列構造がＳＯＧの構造に正確に転写
されていることが確認された。

【００９５】（比較例）上述した第１実施例と比較する
ため、ブロックコポリマーの下地に転写層を置き、さら
にその下に厚膜のレジスト膜を置き、この厚膜のレジス
ト膜にブロックコポリマーのパターンを転写した例につ
いて説明する。

【００９６】まず、シリコン（Ｓｉ）基板の上に、厚膜
のレジスト膜としてノボラック樹脂を１００ｎｍ膜厚で
塗布した後、転写層としてＳｉＯ_２を真空蒸着法により
膜厚１５ｎｍとなるように堆積した。さらに、その上か
ら、第１実施例で用いたものと同じジブロックコポリマ
ーを膜厚が６０ｎｍとなるように塗布した。

【００９７】次に、２１０℃で３０時間アニ−ルするこ
とによりブロックコポリマーを相分離させて規則配列化
し、第１実施例と同様に、酸素ＲＩＥによりＰＭＭＡポ
リマー鎖領域（ポリマー相２０Ａ）を除去した後、ＣＦ
_４の流量２０ｓｃｃｍ、全圧３０ｍＴｏｒｒ、投入ＲＦ
パワー１００Ｗの条件で１５秒間ＲＩＥしてＳｉＯ_２転
写層にパターンを転写した。

【００９８】次に、第１実施例と同様に、酸素ＲＩＥに
より下地の厚膜レジスト膜としてのノボラック樹脂にパ
ターンを転写した。ここで、このようにして得られる転
写パターンは、ブロックコポリマーの表面のパターンと
同様の凹凸形状を有するものとなることが望ましい。

【００９９】図９は、このようにして得られた試料表面
のＡＦＭ像である。同図から分かるように、ノボラック
樹脂層の表面に形成された凹部の径には「ばらつき」が
多く、ポリマー相２０Ａが除去されて形成された凹部が
ノボラック樹脂層にきちんと転写されていないことが分
かった。

【０１００】（第２の実施例）次に、本発明の第２の実
施形態の加工方法を用いて磁性体膜をエッチングし、微
細な磁性体ドットを周期配列させた「パターンド・メデ
ィア」を形成した具体例について、図６を適宜参照しつ
つ説明する。

【０１０１】まず、ガラス基板上にコバルト白金（Ｃｏ
Ｐｔ）合金１０をスパッタ法により膜厚６０ｎｍとなる
ように成膜した。

【０１０２】次に、その上にノボラック樹脂を１２０ｎ
ｍの膜厚となるよう塗布し、２１０℃で３０分間アニ−
ルしてノボラック樹脂層４０を硬化させた。そして、そ
の上から第１実施例と同様のジブロックコポリマー２０
を膜厚６０ｎｍとなるように塗布し、２１０℃で３０時
間のアニ−ル処理を施すことにより、相分離させて規則
配列化させた。

【０１０３】次に、第１実施例と同じ条件で酸素ＲＩＥ
によりＰＭＭＡポリマー鎖領域（ポリマー相２０Ａ）を
除去した。

【０１０４】次に、その上からＳＯＧ３０を第１実施例
と同様にスピンコートした後、やはり第１実施例と同様
に酸素ＲＩＥによりノボラック樹脂層４０にパターンを
転写した。

【０１０５】次に、このノボラック樹脂層４０をマスク
として、アルゴン（Ａｒ）イオンミリングによりＣｏＰ
ｔ膜をエッチングした。

【０１０６】図１０は、このようにして得られたＣｏＰ
ｔドットの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像である。幅と高
さの比率が１：３程度という極めて高いアスペクト比の
ＣｏＰｔドットがガラス基板の上に形成されていること
が確認された。

【０１０７】（第３の実施例）次に、本発明の第２の実
施形態の加工方法を用いて、転写層４０に凹凸パターン
を形成することにより規則配列の配向を揃える方法を用
いて、磁性体のパターンドメディアを作成した具体例に
ついて、図６及び図７を適宜参照しつつ説明する。

【０１０８】まず、ガラスのディスク基板上にコバルト
白金クロム（ＣｏＰｔＣｒ）薄膜１０をスパッタにより
４０ｎｍ成膜した。その上に、ノボラック樹脂４０を１
２０ｎｍの膜厚に塗布した。そして、このノボラック樹
脂４０の表面に、凸部の幅が３２０ｎｍ、凹部の幅が７
０ｎｍ、凹部の深さが６０ｎｍの同心円状の凹凸パター
ンを形成した原盤ディスクを、３０トンの圧力でナノイ
ンプリントした。この結果として、ノボラック樹脂４０
の表面には、この原盤のパターンを反転した凹凸パター
ンが形成された。

【０１０９】次に、３００Ｗの深紫外光を３分間照射し
た後、２１０℃で３０分間アニ−ルすることにより、イ
ンプリントにより形成されたノボラック樹脂４０のパタ
ーンを硬化させた。

【０１１０】そして、その上から第１実施例と同様に、
ジブロックコポリマー２０を塗布して、アニ−ル処理し
規則配列化させた後、酸素ＲＩＥによりＰＭＭＡポリマ
ー鎖領域（ポリマー相２０Ａ）を除去した。

【０１１１】次に、その上からＳＯＧ３０をスピンコー
トしたのち、これをマスクとして酸素ＲＩＥによりレジ
スト層２０Ｂとノボラック樹脂４０をエッチングして、
ノボラック樹脂４０にパターンを転写した。そして、第
２実施例と同様に、ノボラック樹脂４０をマスクとし
て、Ａｒイオンミリングにより磁性体膜１０をエッチン
グした。

【０１１２】図１１は、このようにして得られたＣｏＰ
ｔＣｒの磁性体ドットを表すＳＥＭ像である。ガラス基
板上において、磁性体ドット１０Ｄが同心円状に４列ず
つきれいに配向して形成されていることが確認された。

【０１１３】（第４の実施例）本発明の第２の実施の形
態の加工方法を用いて、単電子デバイスを作製した具体
例について、図６及び図７を適宜参照しつつ説明する。

【０１１４】まず、シリコン基板の上に、シリコン酸化
膜を層厚２００ｎｍ形成した後、チタン（Ｔｉ）、金
（Ａｕ）の薄膜１０を順次５ｎｍ、２０ｎｍの厚みに形
成した。

【０１１５】その上にノボラック樹脂層４０を、１００
ｎｍの膜厚に塗布した後、幅５０ｎｍ長さ５００ｎｍ深
さ２０ｎｍの凹部をナノインプリントにより形成した。

【０１１６】その後、３００Ｗの深紫外光を３分間照射
し、２１０℃で３０分間アニールし、ＰＳ分子量６００
００、ＰＭＭＡ分子量１２０００のジブロックコポリマ
ー膜２０を膜厚２０ｎｍとなるよう塗布し、２１０℃で
３０時間アニールし相分離させた。

【０１１７】次に、酸素プラズマ処理によりＰＭＭＡ部
分（ポリマー相２０Ａ）を除去した後、ＳＯＧ３０を塗
布し、酸素ＲＩＥによりノボラック樹脂４０をエッチン
グして微細パターンマスクを形成した。

【０１１８】そして、このノボラック樹脂４０をマスク
としてＡｒイオンミリングによりチタン／金の薄層１０
をエッチングすることにより、チタン／金のドット列を
形成した。

【０１１９】その後レジスト塗布し、チタン／金ドット
列の一部をマスクするようにフォトリソグラフィーによ
りレジストパターンを作製し、その上からチタン（Ｔ
ｉ）、金（Ａｕ）の薄膜を順次５ｎｍ、２０ｎｍの膜厚
に形成した後、レジストをリフトオフしてソース電極、
ドレイン電極を形成した。

【０１２０】図１２は、このようにして得られた単電子
デバイスの平面構成を表す概念図である。ソース電極Ｓ
とドレイン電極Ｄとの間で電圧―電流特性を測定したと
ころ、電流は階段状に変化し、チタン／金ドットに対応
してシリコン基板の表面付近に単電子が閉じこめられる
ことが確認できた。

【０１２１】以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施
の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの
具体例に限定されるものではない。例えば、本発明にお
いて用いるブロックコポリマー、第２のレジスト層、転
写層あるいは被加工体の材料、形状、サイズなどに関し
ては、当業者が適宜選択することにより本発明を同様に
実施し、同様の効果を得ることができるものも本発明の
範囲に包含される。

【０１２２】また、本発明の加工方法は、上述したパタ
ーンドメディアや単電子デバイスに限定されず、その他
各種の用途において同様に実施し、同様の効果を得るこ
とができるものも本発明の範囲に包含される。

【０１２３】その他、本発明の実施の形態として上述し
た加工方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施
しうるすべての加工方法も同様に本発明の範囲に属す
る。

【０１２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
欠陥の非常に少ない規則配列パターンを持ち、耐エッチ
ング特性にすぐれたマスクパターンを安価にしかも高い
スループットで形成することにより、これにより、高密
度記録媒体や高集積化電子部品などの各種の製品を実用
的な工程およびコストにより製造する加工方法を提供す
ることができ、産業上のメリットは多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる加工方法を
表す工程断面図である。

【図２】第２のレジスト層３０の堆積量を調節すること
により、マスクとなる領域の面積を任意に変える方法を
説明するための概念図である。

【図３】第２のレジスト層をオーバーエッチングするこ
とにより被加工体のパターンサイズが変化することを説
明する概念図である。

【図４】ブロックコポリマーの相分離構造を規則的に配
列させる方法を表す模式図である。

【図５】被加工体１０の表面を疎水化させる方法を表す
模式図である。

【図６】本発明の第２の実施形態の加工方法を表す工程
断面図である。

【図７】転写層４０に凹凸パターンを形成した具体例を
表す工程断面図である。

【図８】本発明の第１実施例において得られた試料表面
のＡＦＭ像である。

【図９】比較例において得られた試料表面のＡＦＭ像で
ある。

【図１０】本発明の第２実施例において得られたＣｏＰ
ｔドットの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像である。

【図１１】本発明の第３実施例において得られたＣｏＰ
ｔＣｒの磁性体ドットを表すＳＥＭ像である。

【図１２】本発明の第４実施例において得られた単電子
デバイスの平面構成を表す概念図である。

【符号の説明】

１０被加工体１０Ｈ疎水化層２０ブロックコポリマー層２０Ａ、２０Ｂポリマー相２０Ｂ第１のレジスト層３０第２のレジスト層４０転写層Ｃ凹部Ｄドレイン電極Ｇ裾野部Ｒ凹部Ｓソース電極

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１２月１２日（２００１．１２．
１２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項７

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】一方、本発明の成形体は、支持体の主面上
に、前記支持体から連続的に突出してなる複数のピラー
が設けられた成形体であって、一方、本発明の成形体は、前記複数のピラーのそれぞれ
は直径が１００ｎｍ以下の略円柱状であり、且つ、前記
支持体との結合部近傍において、前記支持体に近づくに
つれてその太さが太くなる裾野部を有することを特徴と
する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｃ０８Ｌ 53:00 // Ｇ０３Ｆ 7/26 ５１１Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２ＲＣ０８Ｌ 53:00 21/302 Ｈ (72)発明者平岡俊郎神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者内藤勝之神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内Ｆターム(参考） 2H096 AA25 BA09 HA30 KA19 4F006 AA58 AB73 CA02 DA01 EA03 4F073 AA06 BA34 BB09 CA49 CA51 5D112 AA05 AA16 FA04 GA18 GA20 5F004 BA04 DA26 DB01 DB08 EA04 EA08 EB08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のポリマー相と第２のポリマー相とが
略規則的に配列した配列構造を有するブロックコポリマ
ー層を被加工体の上に形成する工程と、前記第１のポリマー相を選択的に除去することにより前
記ブロックコポリマー層の表面に凹部を形成する工程
と、前記凹部にマスク層を設ける工程と、前記マスク層をマスクとして前記ブロックコポリマー層
及び前記被加工体をエッチングすることにより、前記ブ
ロックコポリマー層の前記配列構造に対応したパターン
を前記被加工体に形成する工程と、を備えたことを特徴とする加工方法。
【請求項２】前記被加工体は、前記ブロックコポリマー
層を形成する前の状態においてその表面に凹凸パターン
を有し、前記被加工体の上に形成された前記ブロックコポリマー
層の前記配列構造は、前記凹凸パターンに対応して配向
してなることを特徴とする請求項１記載の加工方法。
【請求項３】被加工体の上に転写層を形成する工程と、前記転写層の上に、第１のポリマー相と第２のポリマー
相とが略規則的に配列した配列構造を有するブロックコ
ポリマー層を形成する工程と、前記第１のポリマー相を選択的に除去することにより前
記ブロックコポリマー層の表面に凹部を形成する工程
と、前記凹部にマスク層を設ける工程と、前記マスク層をマスクとして前記ブロックコポリマー層
及び前記転写層をエッチングすることにより、前記ブロ
ックコポリマー層の前記配列構造に対応したパターンを
前記転写層に形成する工程と、前記転写層をマスクとして前記被加工体をエッチングす
る工程と、を備えたことを特徴とする加工方法。
【請求項４】前記転写層は、前記ブロックコポリマー層
を形成する前の状態においてその表面に凹凸パターンを
有し、前記転写層の上に形成された前記ブロックコポリマー層
の前記配列構造は、前記凹凸パターンに対応して配向し
てなることを特徴とする請求項３記載の加工方法。
【請求項５】前記凹部における前記マスク層の充填量を
調節することにより、前記配列構造に対応したパターン
のサイズを制御することを特徴とする請求項１〜４のい
ずれか１つに記載の加工方法。
【請求項６】前記マスク材料をマスクとして実施する前
記エッチングにおいて、前記マスク材料に対するオーバ
ーエッチング量を調節することにより、前記配列構造に
対応したパターンのサイズを制御することを特徴とする
請求項１〜４のいずれか１つに記載の加工方法。
【請求項７】支持体の主面上に、前記支持体から連続的
に突出してなる複数のピラーが設けられた加工体であっ
て、前記複数のピラーのそれぞれは略円柱状であり、且つ、
前記支持体との結合部近傍において、前記支持体に近づ
くにつれてその太さが太くなる裾野部を有することを特
徴とする成形体。