(57)【要約】【課題】自己組織化材料のミクロ相分離を利用して精度の高いパターンを形成するパターン形成方法を提供すること。【解決手段】実施形態に係るパターン形成方法は、基板の第１面上に、第１凹パターン及び第２凹パターンを含む第１マスク層を形成する工程と、前記第１凹パターン内に、保護膜を設ける工程と、前記第２凹パターン内に、自己組織化材料を設ける工程と、前記自己組織化材料を相分離させて前記第２凹パターン内に第１相と第２相とを形成する工程と、前記第１相とともに前記保護膜を除去し、前記第１凹パターンと、前記第２凹パターン内に設けられ前記第２凹パターンの開口幅よりも狭い開口幅を有する第３凹パターンと、を有する第２マスク層を形成する工程と、前記第２マスク層をマスクとして前記基板を加工する工程と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の第１面上に、第１凹パターン及び第２凹パターンを含む第１マスク層を形成する工程と、
前記第１凹パターン内に、保護膜を設ける工程と、
前記第２凹パターン内に、自己組織化材料を設ける工程と、
前記自己組織化材料を相分離させて前記第２凹パターン内に第１相と第２相とを形成する工程と、
前記第１相とともに前記保護膜を除去し、前記第１凹パターンと、前記第２凹パターン内に設けられ前記第２凹パターンの開口幅よりも狭い開口幅を有する第３凹パターンと、を有する第２マスク層を形成する工程と、
前記第２マスク層をマスクとして前記基板を加工する工程と、
を備え、
前記保護膜は、前記第１相に含まれるポリマーと同じポリマーを含み、
前記保護膜及び前記第１相のそれぞれは、アルカリ可溶材料、酸可溶材料及び水溶性材料よりなる群から選択された１つを含み、
前記保護膜を形成する工程は、
前記第１マスク層の上にポジ型レジスト膜を形成する工程と、
前記ポジ型レジスト膜に選択的に光を照射した後、前記ポジ型レジスト膜を現像して前記ポジ型レジスト膜の前記第１凹パターンの上に開口部を形成する工程と、
前記第１凹パターン内及び前記開口部に保護膜の材料を設けた後、前記ポジ型レジスト膜を除去する工程と、
を含み、
前記第１相とともに前記保護膜を除去する工程は、ウエットエッチング及びドライエッチングの少なくともいずれかを含むパターン形成方法。
【請求項２】
基板の第１面上に、第１凹パターン及び第２凹パターンを含む第１マスク層を形成する工程と、
前記第１凹パターン内に、保護膜を設ける工程と、
前記第２凹パターン内に、自己組織化材料を設ける工程と、
前記自己組織化材料を相分離させて前記第２凹パターン内に第１相と第２相とを形成する工程と、
前記第１相とともに前記保護膜を除去し、前記第１凹パターンと、前記第２凹パターン内に設けられ前記第２凹パターンの開口幅よりも狭い開口幅を有する第３凹パターンと、を有する第２マスク層を形成する工程と、
前記第２マスク層をマスクとして前記基板を加工する工程と、
を備えたパターン形成方法。
【請求項３】
前記保護膜を形成する工程は、
前記第１マスク層の上にポジ型レジスト膜を形成する工程と、
前記ポジ型レジスト膜に選択的に光を照射した後、前記ポジ型レジスト膜を現像して前記ポジ型レジスト膜の前記第１凹パターンの上に開口部を形成する工程と、
前記第１凹パターン内及び前記開口部に保護膜の材料を設けた後、前記ポジ型レジスト膜を除去する工程と、
を含む請求項２記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記保護膜を形成する工程は、
前記第１マスク層の上にネガ型レジスト膜を形成する工程と、
前記ネガ型レジスト膜に選択的に光を照射した後、前記ネガ型レジスト膜を現像して前記第１凹パターン内に前記ネガ型レジスト膜を残す工程と、
を含む、請求項２記載のパターン形成方法。
【請求項５】
前記保護膜は、前記第１相に含まれるポリマーと同じポリマーを含む請求項２〜４のいずれか１つに記載のパターン形成方法。
【請求項６】
前記第１相とともに前記保護膜を除去する工程は、ウエットエッチング及びドライエッチングの少なくともいずれかを含む請求項２〜５のいずれか１つに記載のパターン形成方法。
【請求項７】
前記保護膜及び前記第１相のそれぞれは、アルカリ可溶材料、酸可溶材料及び水溶性材料よりなる群から選択された１つを含む請求項２〜６のいずれか１つに記載のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、パターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの高集積化により、微細なパターンを形成する技術の必要性が高まっている。パターンの微細化に対応する技術として、自己組織化材料のミクロ相分離を利用したパターン形成方法が注目されている。微細加工技術では分離した相をガイドパターンを基準にして所定の配列にする必要がある。自己組織化材料のミクロ相分離を利用してパターンを形成するには、自己組織化材料を精度良く相分離させることが重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２４３２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、自己組織化材料のミクロ相分離を利用して、精度の高いパターンを形成するパターン形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係るパターン形成方法は、第１マスク層を形成する工程と、保護膜を設ける工程と、自己組織化材料を設ける工程と、第１相と第２相とを形成する工程と、第２マスク層を形成する工程と、基板を加工する工程と、を含む。
前記第１マスク層を形成する工程は、前記基板の第１面上に、第１凹パターン及び第２凹パターンを含む第１マスク層を形成することを含む。
前記自己組織化材料を設ける工程は、前記第２凹パターン内に、前記自己組織化材料を設ける工程を含む。
前記第１相と第２相とを形成する工程は、前記自己組織化材料を相分離させて、前記第２凹パターン内に前記第１相と前記第２相とを形成すること含む。
前記第２マスク層を形成する工程は、前記第１相とともに前記保護膜を除去し、前記第１凹パターンと、前記第２凹パターン内に設けられ前記第２凹パターンの開口幅よりも狭い開口幅を有する第３凹パターンと、を有する第２マスク層を形成することを含む。
前記基板を加工する工程は、前記第２マスク層をマスクとして前記基板を加工することを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャート図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は、比較例に係るパターン形成方法を例示する工程順模式的断面図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、比較例に係るパターン形成方法を例示する工程順模式的断面図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャートである。  
図２（ａ）〜図５（ａ）は、第１の実施形態に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
【０００８】
図１に表したように、第１の実施形態に係るパターン形成方法は、第１マスク層を形成する工程（ステップＳ１０１）と、保護膜を形成する工程（ステップＳ１０２）と、自己組織化材料を塗布する工程（ステップＳ１０３）と、第１相と第２相とを形成する工程（ステップＳ１０４）と、第２マスク層を形成する工程（ステップＳ１０５）と、基板を加工する工程（ステップＳ１０６）と、を備える。
【０００９】
ステップＳ１０１では、図２（ａ）に示したように、第１面１１を有する基板１０を用意し、この基板１０の第１面１１上に第１マスク層２０を形成する処理を行う。本実施形態において、第１面１１に垂直な方向をＺ方向、Ｚ方向と直交する方向の１つをＸ方向、Ｚ方向及びＸ方向と直交する方向をＹ方向ということにする。
【００１０】
第１マスク層２０は、第１凹パターン２１及び第２凹パターン２２を含む。また、第１マスク層２０は、第１ガイドパターン２１ｇ及び第２ガイドパターン２２ｇを含む。第１ガイドパターン２１ｇ及び第２ガイドパターン２２ｇは、凸パターンでもある。第１凹パターン２１は、２つの第１ガイドパターン２１ｇの間に設けられる。第２凹パターン２２は、２つの第２ガイドパターン２２ｇの間に設けられる。
【００１１】
ステップＳ１０２では、図３（ａ）に示したように、ポジ型レジストまたはネガ型レジストを用いたフォトリソグラフィプロセスにより、第１マスク層２０の第１凹パターン２１内に保護膜４０設ける。保護膜４０は、第１凹パターン２１内に埋め込まれる。保護膜４０は、第１マスク層２０の上に所定の厚さで設けられていてもよい。第２凹パターン２１内には、保護膜４０は設けられない。
【００１２】
ステップＳ１０３では、図３（ｂ）に示したように、第１マスク層２０の第２凹パターン２２内に自己組織化材料５０を塗布する。自己組織化材料５０には、例えばジブロックコポリマーが用いられる。ジブロックポリマーは第１セグメント及び第２セグメントを含む。第１凹パターン２１には保護膜４０が設けられているため、自己組織化材料５０は第１凹パターン２１内には塗布されない。
【００１３】
ステップＳ１０４では、図３（ｃ）及び図４（ａ）に示したように、第２凹パターン２２内の自己組織化材料５０をミクロ相分離させて、第１相５１と第２相５２とを形成する。例えば、ジブロックコポリマー溶液５０ｓを所定の温度に加熱する。これによりジブロックコポリマー溶液５０ｓをミクロ相分離させる。その結果、第２凹パターン２２内に例えば第１セグメントによる第１相５１と、第２セグメントによる第２相５２と、が形成される。
【００１４】
第１相５１及び第２相５２のそれぞれは、例えば第２凹パターン２２の内壁２２ｗに沿って配列される。図４（ａ）には、ジブロックコポリマー溶液５０ｓのミクロ相分離によって形成された第１相５１及び第２相５２のそれぞれが表される。第１相５１及び第２相５２のそれぞれは、第２凹パターン２２の内壁２２ｗの面である例えばＹ−Ｚ平面に平行な層状に形成される。
【００１５】
第１相５１及び第２相５２のそれぞれは、例えばＺ方向に配向し、内壁２２ｗに沿って延在する。例えば、第２相５２は、第２凹パターン２２内において、隣り合う２つの第２ガイドパターン２２ｇのそれぞれに接するように設けられる。例えば、第１相５１は、第２凹パターン２２内において、２つの第２相５２の間に設けられる。第１相５１は、第２ガイドパターン２２ｇに接しない。
【００１６】
ステップＳ１０５では、図４（ｂ）に示したように、第１相５１とともに保護膜４０を除去し、第２マスク層６１を形成する。ここでは、第１相５１と保護膜４０とを同一の処理工程において除去する。例えば、第１相５１と保護膜４０とを同じエッチャントを用いて同一工程内で除去する。第１相５１のエッチングレートと、保護膜４０のエッチングレートとが異なる場合には、保護膜４０の厚さを調整することで第１相５１のエッチング時間と保護膜４０のエッチング時間とを合わせるようにしてもよい。
【００１７】
第１相５１とともに保護膜４０を除去することで、基板１０の上に第２マスク層６１が形成される。第２マスク層６１は、第１凹パターン２１と、第３凹パターン２３と、を有する。
【００１８】
第３凹パターン２３は、第２凹パターン２２内に設けられる。第３凹パターン２３は、第１相５１が除去された部分に設けられる凹パターンである。第３凹パターン２３の開口幅ｗ２は、第２凹パターン２２の開口幅ｗ１よりも狭い。
【００１９】
ここで、開口幅とは、凹パターン（第１凹パターン２１、第２凹パターン２２及び第３凹パターン２３）の開口部分のＸ方向の長さである。
【００２０】
ステップＳ１０６では、図４（ｃ）に示したように、第２マスク層６１をマスクとして基板１０を加工する。これにより第１凹パターン２１に対応した第１パターン７１と、第３凹パターンに対応した第３パターン７２と、が形成される。
【００２１】
本実施形態のパターン形成方法によれば、微細なパターンを形成するにあたり、ミクロ相分離を利用したパターン形成と、ミクロ相分離を利用しないパターン形成との両立が達成される。例えば、フォトリソグラフィの限界よりも微細な第３パターン７２を形成する場合、第３パターン７２を形成する際のマスクの形成として自己組織化材料のミクロ相分離を利用する。一方、例えばアライメントマークのように第３パターン７２よりも幅の広い第１パターン７１を形成する場合、第１パターン７１を形成する際のマスクの形成としては、自己組織化材料によるミクロ相分離は適さない。したがって、第１パターン７１を形成する際のマスクの形成としては、自己組織化材料によるミクロ相分離を行わずにマスクのパターンを形成する。本実施形態では、ミクロ相分離を利用したパターンと、ミクロ相分離を利用しないパターンとを、効率的に形成することができる。
【００２２】
次に、第１の実施形態に係るパターン形成方法の具体例を説明する。
先ず、図２（ａ）に表したように、第１面１１を有する基板１０を用意する。基板１０としては、半導体ウェーハ、絶縁性基板、導電性基板など、任意の基板が用いられる。例えば、半導体デバイスのパターンを形成する場合には、シリコンウェーハ、ドーピングされたシリコンウェーハ、表面に絶縁層または電極もしくは配線となる金属層が形成されたシリコンウェーハ、ＳｉＣ、及びＧａＡｓ、ＧａＮなどのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェーハなどが用いられる。フォトマスクやインプリント用モールドのパターンを形成する場合には、石英等のガラス基板が用いられる。
【００２３】
次に、基板１０の第１面１１上に、例えばスピンコーティングによりレジスト膜を形成する。次に、レジスト膜に選択的に光を照射し、現像することにより第１凹パターン２１と第２凹パターン２２とを含む第１マスク層２０を形成する。
【００２４】
例えば、半導体デバイスのパターンを形成する場合、第１凹パターン２１の開口幅は例えば２００ナノメートル（ｎｍ）である。第１凹パターン２１は、例えばアライメントマークを形成するためのパターンである。また、第２凹パターン２２の開口幅は、例えば４０ｎｍである。第２凹パターン２２は、例えばデバイスを形成する領域の上に形成される。第２凹パターン２２は、凸パターンである第２ガイドパターン２２ｇに沿って設けられる。
【００２５】
次に、フォトリソグラフィプロセスにより第１凹パターン２１に保護膜を形成する。図２（ｂ）に表したように、第１マスク層２０の上に、例えばスピンコーティングによりポジ型のレジスト膜３０ｐを形成する。次いで、第２凹パターン２２領域のポジ型のレジスト膜３０ｐに選択的に光を照射し、現像する。これにより、第１凹パターン２１を含む領域に開口部３１が形成される。
【００２６】
次に、図２（ｃ）に表したように、第１凹パターン２１内及び開口部３１内に保護膜４０を形成する。保護膜４０を形成するには、先ず、第１凹パターン２１内、開口部３１内及びレジスト膜３０ｐの上に保護膜材料を塗布する。その後、開口部３１の上の保護膜材料に選択的に光を照射し、現像する。これにより、図２（ｃ）に表したように、第１凹パターン２１内及び開口部３１内のみに保護膜４０が残る。
【００２７】
次に、レジスト膜３０ｐを除去する。これにより、図３（ａ）に表したように、第１凹パターン２１内に埋め込まれた保護膜４０が形成される。保護膜４０の形成方法としては、第１凹パターン内、開口部３１内及びレジスト膜３０ｐの上に保護膜材料を塗布した後、レジスト膜３０ｐを除去するリフトオフ法を用いてもよい。
【００２８】
保護膜４０に含まれるポリマーとしては、アルカリ可溶材料、酸可溶材料及び水溶性材料よりなる群から選択される１つが用いられる。保護膜４０に含まれるポリマーは、自己組織化材料５０の第１相５１に含まれるポリマーと同じポリマーであることが好ましい。保護膜４０に含まれるポリマーを第１相５１に含まれるポリマーと同じにすることにより、相分離した第１相５１と保護膜４０とを同じエッチャントによって除去することができる。
【００２９】
次に、図３（ｂ）に示したように、第２凹パターン２２に自己組織化材料５０を形成する。自己組織化材料５０には、例えばジブロックコポリマーが用いられる。ジブロックコポリマーは２つの異なるポリマーブロック鎖である第１セグメント及び第２セグメントを含む。
【００３０】
ジブロックコポリマーの例としては、ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ（Polystyrene（ＰＳ）とPoly methyl methacrylate（ＰＭＭＡ）とのブロック共重合体）などが挙げられる。本実施形態では、ジブロックポリマーとして、ＰＳとＰＭＭＡとの共重合体が用いられる。
【００３１】
このジブロックコポリマーは、第２ガイドパターン２２ｇをガイドとしてミクロ相分離するものである。例えば、このジブロックコポリマーは、ミクロ相分離によって、２つの第２ガイドパターン２２ｇの間隔（第２凹パターン２２の幅）に応じて複数の相に分離される。複数の第２ガイドパターン２２ｇのピッチや、第２ガイドパターン２２ｇの形状によって、目的の相分離が行われる。第１凹パターン２１の幅においては、このジブロックコポリマーは目的の相分離が行われない。
【００３２】
自己組織化材料５０の形成方法としては、まずジブロックコポリマーをポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）溶液に溶解し、ジブロックコポリマー溶液５０ｓを調製する。次に、例えばスピンコーティングによりジブロックコポリマー溶液５０ｓを第２凹パターン２２上に形成する。第２凹パターン２２に自己組織化材料５０を形成する方法は特に限定されない。スピンコーティング以外に、ディップコーティング、その他の方法が用いられる。
【００３３】
第１凹パターン２１内には保護膜４０がすでに形成されている。したがって、ジブロックコポリマー溶液５０ｓをスピンコーティングする際、ジブロックコポリマー溶液５０ｓは第１凹パターン２１内へ浸入しない。
【００３４】
次に、ジブロックコポリマー溶液５０ｓを相分離させて第１相５１と第２相５２を形成する。例えば、加熱することによりジブロックコポリマー溶液５０ｓをミクロ相分離させる。図３（ｃ）は、ジブロックコポリマー溶液５０ｓがミクロ相分離する途中の過程を模式的に示している。また、図４（ａ）は、ジブロックコポリマー溶液５０ｓのミクロ相分離が終了した状態を模式的に示している。
【００３５】
例えば、第２凹パターン２２としてラインアンドスペースパターンを用いた場合は、第２凹パターン２２の両側の内壁２２ｗに沿って第２相５２が形成される。第１相５１は、第２凹パターン２２内において、それぞれ内壁２２ｗに沿って形成された２つの第２相５２の間に形成される。
【００３６】
第２凹パターンの内壁２２ｗは必ずしも第１面１１に対して垂直である必要はない。内壁２２ｗが第１面１１に対して９０°以外の角度で形成されていても、ジブロックコポリマーは内壁２２ｗに沿って層状に配列する。このミクロ相分離工程においても、第１凹パターン２１には保護膜４０がすでに塗布されているため、相分離に伴ってジブロックコポリマー溶液５０ｓが第１凹パターン内部に浸入することはない。
【００３７】
次に、第１相５１とともに保護膜４０を除去する。第１相５１が除去されると、図４（ｂ）に表したように、第２凹パターン２２の内側に第３凹パターン２３が形成される。また、保護膜４０が除去されると、第１凹パターン２１が露出する状態になる。
【００３８】
第１相５１及び保護膜４０は、ドライエッチング及びウェットエッチングのうち、少なくとも１つによって除去される。例えば、保護膜４０の材料に含まれるポリマーと、第１相５１に含まれるポリマーとを同じにすることで、第１相５１を除去する工程と同じ処理工程において保護膜４０も除去される。保護膜４０の厚さを調整することで、保護膜４０の除去時間を、第１相５１の除去時間と合わせるようにしてもよい。
【００３９】
第１相５１及び保護膜４０を除去することにより、基板１０の上に第２マスク層６１が形成される。第２マスク相６１は、保護膜４０が除去されることで露出した第１凹パターン２１と、第１相５１が除去されたことで形成された第３凹パターン２３と、を有する。
【００４０】
形成された第３凹パターン２３の開口幅ｗ２は第２凹パターン２２の開口幅ｗ１より小さい。第３凹パターン２３は、半導体デバイスなどの領域や配線等を形成するためのマスクの開口として用いられる。この場合、ｗ１は例えば４０ｎｍ程度、ｗ２は例えば１０ｎｍ程度である。
【００４１】
次に、第２マスク層６１をマスクとして、基板１０をエッチングする。このエッチングには、例えばフッ素系ガスを用いたＲＩＥ（Reactiive Ion Etching）が用いられる。第２マスク相６１をマスクとして基板１０を加工すると、図４（ｃ）に示したように、基板１０に第１パターン７１と第２パターン７２とが形成される。第１パターン７１は、第１凹パターン２１に対応して基板１０に形成された凹パターンである。第２パターン７２は、第３凹パターン２３に対応して基板１０に形成された凹パターンである。第２パターン７２は、第３凹パターン２３の幅に応じた微細なパターンである。
【００４２】
その後、第２マスク層６１を除去する。これにより、図５（ａ）に示したように、微細加工された基板１０が得られる。
【００４３】
（参考例）
ここで、参考例に係るパターン形成方法について説明する。
図６（ａ）〜図７（ｂ）は、参考例に係るパターン形成方法を示す模式図である。参考例に係るパターン形成方法では、第１凹パターン２１に保護膜４０を形成することなく、自己組織化材料のミクロ相分離を利用したパターン形成を行う。
【００４４】
先ず、図６（ａ）に表したように、第１の実施形態と同様に第１面１１を有する基板１０を用意する。基板１０の上にスピンコーティングによりレジスト膜を形成する。次にレジスト膜に選択的に光を照射し、現像することにより第１凹パターン２１と第２凹パターン２２とを含む第１マスク層２０を形成する。
【００４５】
次に、図６（ｂ）に示したように、第１凹パターン及び第２凹パターン２２に自己組織化材料５０を形成する。自己組織化材料５０には第１の実施形態と同じ例えばジブロックコポリマーを用いる。自己組織化材料５０の形成方法としては、ジブロックコポリマー溶液５０ｓを例えばスピンコーティングにより第１マスク層２０の上に塗布する。ジブロックコポリマー溶液５０ｓは、第１マスク層２０の第１凹パターン２１内及び第２凹パターン２２内に塗布される。
【００４６】
次に、ジブロックコポリマー溶液５０ｓを加熱することにより、ジブロックコポリマー溶液５０ｓを第１相５１と第２相５２とにミクロ相分離させる。図６（ｃ）は、ジブロックコポリマー溶液５０ｓがミクロ相分離する途中の過程を模式的に示している。また、図７（ａ）は、ジブロックコポリマー溶液５０ｓのミクロ相分離が終了した状態を模式的に示している。
【００４７】
第１の実施形態と同様に第２凹パターン２２としてラインアンドスペースパターンを用いた場合、第２凹パターン２２の両側の内壁２２ｗに沿って第２相５２が形成される。第１相５１は、第２凹パターン２２内において、それぞれ内壁２２ｗに沿って形成された２つの第２相５２の間に形成される。
【００４８】
一方、第１凹パターン２１内のジブロックコポリマー溶液５０ｓについては、第１凹パターンの内面２１ｗに沿って層状にミクロ相分離することは難しい。すなわち、自己組織化材料５０として用いられる例えばジブロックコポリマーは、２つの第２ガイドパターン２２ｇの間隔（第２凹パターン２２の幅）に対応して第１相５１及び第２相５２にミクロ相分離するように設けられている。したがって、第２凹パターン２２の幅よりも広い幅を有する第１凹パターン２１においては、ジブロックコポリマー溶液５０ｓを明確にミクロ相分離させることはできない。
【００４９】
次に、第１相５１を除去する。第１相５１は、ドライエッチング及びウェットエッチングのうち、少なくとも１つによって除去される。これにより、第２凹パターン２２の内側に第３凹パターン２３が形成される。
【００５０】
一方、第１凹パターン２１においては、第１相５１と第２相５２とが明確に層状に相分離していない。すなわち、第１凹パターン２１内では、第１相５１と第２相５２とが混在している状態である。この状態で第１相を除去すると、第１凹パターン２１の内側にラフネスの大きい内面２４が形成される。
【００５１】
第１相５１を除去することにより、図７（ｂ）に表したように、基板１０の上に第２マスク層６２が形成される。第２マスク層６２は、内面２４を有する第１凹パターン２１及び第３凹パターン５３を含む。
【００５２】
次に、第２マスク層６２をマスクとして、基板１０をエッチングする。このエッチングには、例えばフッ素系ガスを用いたＲＩＥが用いられる。これにより、図７（ｃ）に表したように、基板１０に第１パターン７３と第２パターン７２とが形成される。ここで、第２パターン７２は、第３凹パターン２３に対応して形成された凹パターンである。第２パターン７２は、第１の実施形態と同様に、第３凹パターン２３の幅に応じた微細なパターンになる。
【００５３】
一方、第１パターン７３は、内面２４を有する第１凹パターン２１に対応して形成された凹パターンである。第１パターン７３には、内面２４のラフネスの影響が現れる。したがって、第１パターン７３は、明確な凹パターンになっていない。
【００５４】
参考例に係るパターン形成方法において、第１パターン７３を例えばアライメントマークとして使用する場合、高精度なアライメントを行うことは困難である。第１パターン７３は明確な凹パターンになっていない。したがって、これをアライメントマークとして基板１０の上に別な層を露光工程によって形成する場合、精度の高い位置合わせは困難である。
【００５５】
これに対し、第１の実施形態に係るパターン形成方法においては、第１パターン７１を明確な形状で形成することができる。したがって、第１パターン７１をアライメントマークとして基板１０の上に別な層を形成する場合、精度の高い位置合わせを行うことが可能になる。
【００５６】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態に係るパターン形成方法は、第１の実施形態に係るパターン形成方法のうち保護膜の形成工程（ステップＳ１０２）以外は第１の実施形態と同じである。
図８（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
【００５７】
先ず、図８（ａ）に表したように、基板１０の第１面１１上に、第１凹パターン２１と第２凹パターン２２とを含む第１マスク層２０を形成する。第１マスク層２０の形成方法は、図２（ａ）に表した第１の実施形態と同様である。
【００５８】
次に、図８（ｂ）に表したように、例えばスピンコーティングにより第１マスク層２０の上にネガ型のレジスト膜３０ｎを形成する。レジスト膜３０ｎは、第１マスク層２０の上、第１凹パターン２１内及び第２凹パターン２２内に塗布される。
【００５９】
次いで、第１凹パターン２１領域のネガ型のレジスト膜３０ｎに選択的に光を照射し、現像する。これにより、図８（ｃ）に表したように、第１凹パターン２１内に保護膜４０が形成される。保護膜４０を形成した後は、第１の実施形態と同様である。
【００６０】
第２の実施形態に係るパターン形成方法では、第１マスク層２０を形成した後、１回のフォトリソグラフィ及びエッチングによって保護膜４０が形成される。第２の実施形態に係るパターン形成方法では、第１の実施形態に係るパターン形成方法に比べて保護膜４０を少ない工程数で形成することができる。
【００６１】
以上説明したように、実施形態に係るパターン形成方法によれば、自己組織化材料のミクロ相分離を利用して、精度の高いパターンを形成することが可能となる。
【００６２】
なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。
【００６３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１０…基板、１１…第１面、２０…第１マスク層、２１…第１凹パターン、２１ｇ…第１ガイドパターン、２１ｗ…内面、２２…第２凹パターン、２２ｇ…第２ガイドパターン、２２ｗ…内壁、２３…第３凹パターン、２４…内面、３０ｎ…レジスト膜、３０ｐ…レジスト膜、３１…開口部、４０…保護膜、５０…自己組織化材料、５０ｓ…ジブロックコポリマー溶液、５１…第１相、５２…第２相、５３…第３凹パターン、６１…第２マスク層、６２…第２マスク層、７１…第１パターン、７２…第２パターン、７３…第３パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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