(57)【要約】【課題】長距離規則性を保ちながら、基板上における親和点の密度を低くして、パターン配列板を効率的に製造する。【解決手段】ミクロドメインを形成する第１材料と親和的な親和点３０を一例として次のように配列する。第１方向に２ｄのピッチで親和点３０が繰り返し配置される第１ラインＬ１と、第１方向に２ｄのピッチで親和点３０が繰り返し配置されるとともに第１ラインＬ１に対しｄ×√３離れて平行に配置され、第１ラインＬ１を形成する各親和点３０に対し第１方向に対し６０°をなす第２方向に２ｄ離れた位置に親和点３０が配置される第２ラインＬ２と、からなるバンド状配列領域ＢＡを複数配列する。複数のバンド状配列領域ＢＡは、５ｄ／２×√３以上のピッチで互いに平行に、かつ、各親和点３０がピッチｄの連続した三角格子の格子点上に位置するように配列する。【選択図】図４
2014198353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１材料と第２材料とを含み、相分離により前記第２材料のマトリックス中に三角格子状に配列する前記第１材料のミクロドメインを形成可能な自己組織化材料の層を表面に形成するのに用いるパターン配列用基板であって、
表面に、前記第２材料よりも前記第１材料と親和性が強い点状の領域である親和点が配列され、当該親和点の配列は、前記三角格子のピッチをｄとして、
第１方向に２ｄのピッチで親和点が繰り返し配置される第１ラインと、前記第１方向に２ｄのピッチで親和点が繰り返し配置されるとともに前記第１ラインに対しｄ×√３離れて平行に配置され、前記第１ラインを形成する親和点に対し前記第１方向に対し６０°をなす第２方向に２ｄ離れた位置に親和点が配置される第２ラインと、からなるバンド状配列領域を複数有し、
当該複数のバンド状配列領域は、５ｄ／２×√３以上のピッチで互いに平行に、かつ、各親和点がピッチｄの連続した三角格子の格子点上に位置するように配列されていることを特徴とするパターン配列用基板。
【請求項２】
第１材料と第２材料とを含み、相分離により前記第２材料のマトリックス中に三角格子状に配列する前記第１材料のミクロドメインを形成可能な自己組織化材料の層を表面に形成するのに用いるパターン配列用基板であって、
表面に、前記第２材料よりも前記第１材料と親和性が強い点状の領域である親和点が配列され、当該親和点の配列は、前記三角格子のピッチをｄとして、
第１方向に２ｄのピッチで親和点が繰り返し配置される第１ラインと、前記第１方向に２ｄのピッチで親和点が繰り返し配置されるとともに前記第１ラインに対しｄ×√３離れて平行に配置され、前記第１ラインを形成する親和点に対し前記第１方向に対し９０°をなす第３方向にｄ×√３離れた位置に親和点が配置される第２ラインと、からなるバンド状配列領域を複数有し、
当該複数のバンド状配列領域は、５ｄ／２×√３以上のピッチで互いに平行に、かつ、各親和点がピッチｄの連続した三角格子の格子点上に位置するように配列されていることを特徴とするパターン配列用基板。
【請求項３】
前記複数のバンド状配列領域は、３ｄ×√３以下のピッチで配列されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパターン配列用基板。
【請求項４】
前記複数のバンド状配列領域は、等ピッチで配列されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のパターン配列用基板。
【請求項５】
前記自己組織化材料は、前記第１材料と前記第２材料のブロック共重合体であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のパターン配列用基板。
【請求項６】
パターン配列用基板を準備する工程と、
第１材料と第２材料とを含み、相分離により前記第２材料のマトリックス中に三角格子状に配列する前記第１材料のミクロドメインを形成可能な自己組織化材料の層を前記パターン配列用基板の表面に形成する工程と、
前記自己組織化材料を相分離させる工程とを含むパターン配列板の製造方法であって、
前記パターン配列用基板を準備する工程は、表面に前記第２材料よりも前記第１材料と親和性が強い点状の親和点を配列させたパターン配列用基板を準備する工程であって、
前記親和点の配列は、
第１方向に２ｄのピッチで親和点が繰り返し配置される第１ラインと、前記第１方向に２ｄのピッチで親和点が繰り返し配置されるとともに前記第１ラインに対しｄ×√３離れて平行に配置され、前記第１ラインを形成する各親和点に対し前記第１方向に対し６０°をなす第２方向に２ｄ離れた位置に親和点が配置される第２ラインと、からなるバンド状配列領域を複数有し、
当該複数のバンド状配列領域は、５ｄ／２×√３以上のピッチで互いに平行に、かつ、各親和点がピッチｄの連続した三角格子の格子点上に位置するように配列されていることを特徴とするパターン配列板の製造方法。
【請求項７】
パターン配列用基板を準備する工程と、
第１材料と第２材料とを含み、相分離により前記第２材料のマトリックス中に三角格子状に配列する前記第１材料のミクロドメインを形成可能な自己組織化材料の層を前記パターン配列用基板の表面に形成する工程と、
前記自己組織化材料を相分離させる工程とを含むパターン配列板の製造方法であって、
前記パターン配列用基板を準備する工程は、表面に前記第２材料よりも前記第１材料と親和性が強い点状の親和点を配列させたパターン配列用基板を準備する工程であって、
当該親和点の配列は、
第１方向に２ｄのピッチで親和点が繰り返し配置される第１ラインと、前記第１方向に２ｄのピッチで親和点が繰り返し配置されるとともに前記第１ラインに対しｄ×√３離れて平行に配置され、前記第１ラインを形成する各親和点に対し前記第１方向に対し９０°をなす第３方向にｄ×√３離れた位置に親和点が配置される第２ラインと、からなるバンド状配列領域を複数有し、
当該複数のバンド状配列領域は、５ｄ／２×√３以上のピッチで互いに平行に、かつ、各親和点がピッチｄの連続した三角格子の格子点上に位置するように配列されていることを特徴とするパターン配列板の製造方法。
【請求項８】
前記複数のバンド状配列領域は、３ｄ×√３以下のピッチで配列されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のパターン配列板の製造方法。
【請求項９】
前記複数のバンド状配列領域は、等ピッチで配列されていることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載のパターン配列板の製造方法。
【請求項１０】
前記自己組織化材料は、前記第１材料と前記第２材料のブロック共重合体であることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載のパターン配列板の製造方法。
【請求項１１】
前記パターン配列用基板を準備する工程は、パターン配列用基板の素材である基板に感光材料層を形成し、当該感光材料層を走査露光する工程を含むことを特徴とする請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載のパターン配列板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細なパターンを規則的に配列するのに使用するパターン配列用基板および、この基板を用いたパターン配列板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子デバイス、エネルギー貯蔵デバイス、センサー等の小型化・高性能化に伴い
、数ｎｍ乃至数百ｎｍのサイズの微細な規則配列パターンを基板上に形成する必要性が高
まっている。このため、微細なパターンを基板上に配列するのに、物質が自然にパターン構造を形成する現象である自己組織化現象を応用したプロセスが注目されている。例えば、自己組織化材料としてブロック共重合体を用い、ブロック共重合体の薄膜を加熱して相分離させることで、規則性のパターン構造を形成することができる。この方法は、短距離規則性はあるものの、それだけでは長距離規則性が得られない。そのため、特許文献１から５および非特許文献１から３に開示されているように、基板の表面に化学修飾などすることで、基板の表面に三角格子状のパターンを形成する材料と親和性の高い領域のパターンを予め形成しておく方法が考えられている。そして、三角格子状のパターンのすべての格子点に化学修飾された点状の領域（本明細書において「親和点」という。）を形成した場合や、自己組織化材料がつくる三角格子のピッチをｄとして、２ｄのピッチで三角格子状の親和点を形成した場合には、高い確率で長距離規則性を得られることが分かっている。一方、３ｄ以上のピッチで親和点を形成した場合には、長距離規則性が悪くなり、欠陥や不規則性が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４４１２０号公報
【特許文献２】特開２０１２−９９２０９号公報
【特許文献３】特開２０１２−５９８０２公報
【特許文献４】米国特許出願公開第２００３／００９１７５２号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１２／０１１１８２７号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Rockford.L,"Polymers on nanoperiodic, heterogeneous surfaces", Physical ReviewLetters, pp2602-2605, vol.82, Issue 12, 1999
【非特許文献２】S.O.Kim,P.F. Nealey, "Epitaxial self-assembly of block copolymers onlithographically defined nanopatterned substrates", Nature, pp411-414,vol.424,2003
【非特許文献３】R.Ruiz, "DensityMultiplication and Improved Lithography by Directed Block Copolymer Assembly",Science, pp936-939, Vol321,2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、基板上の親和点の格子は、電子線などによる走査露光を利用して形成するが、格子が極めて微細であるため、走査に非常に時間が掛かる。そのため、長距離規則性を保ちながら、少しでも親和点を少なく、つまり、親和点の密度を低くすることが望まれる。
【０００６】
そこで、本発明は、長距離規則性を保ちながら、基板上における親和点の密度を低くして、パターン配列板を効率的に製造することを可能にするパターン配列用基板およびパターン配列板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した目的を達成するための本発明は、第１材料と第２材料とを含み、相分離により第２材料のマトリックス中に三角格子状に配列する第１材料のミクロドメインを形成可能な自己組織化材料の層を表面に形成するのに用いるパターン配列用基板であって、表面に、第２材料よりも第１材料と親和性が強い点状の領域である親和点が配列され、当該親和点の配列は、三角格子のピッチをｄとして、第１方向に２ｄのピッチで親和点が繰り返し配置される第１ラインと、第１方向に２ｄのピッチで親和点が繰り返し配置されるとともに第１ラインに対しｄ×√３離れて平行に配置され、第１ラインを形成する親和点に対し第１方向に対し６０°をなす第２方向に２ｄ離れた位置に親和点が配置される第２ラインと、からなるバンド状配列領域を複数有し、当該複数のバンド状配列領域は、５ｄ／２×√３以上のピッチで互いに平行に、かつ、各親和点がピッチｄの連続した三角格子の格子点上に位置するように配列されていることを特徴とする。
【０００８】
また、前記した目的を達成するための本発明は、第１材料と第２材料とを含み、相分離により第２材料のマトリックス中に三角格子状に配列する第１材料のミクロドメインを形成可能な自己組織化材料の層を表面に形成するのに用いるパターン配列用基板であって、表面に、第２材料よりも第１材料と親和性が強い点状の領域である親和点が配列され、当該親和点の配列は、三角格子のピッチをｄとして、第１方向に２ｄのピッチで親和点が繰り返し配置される第１ラインと、第１方向に２ｄのピッチで親和点が繰り返し配置されるとともに第１ラインに対しｄ×√３離れて平行に配置され、第１ラインを形成する親和点に対し第１方向に対し９０°をなす第３方向にｄ×√３離れた位置に親和点が配置される第２ラインと、からなるバンド状配列領域を複数有し、当該複数のバンド状配列領域は、５ｄ／２×√３以上のピッチで互いに平行に、かつ、各親和点がピッチｄの連続した三角格子の格子点上に位置するように配列されていることを特徴とする。
【０００９】
これらのパターン配列用基板は、ピッチが２ｄの三角格子上に親和点が形成されたものよりも、親和点の数を少なくすることができるとともに、自己組織化材料を用いてパターン配列板を作成した場合に長距離での規則性を高い確率で得ることができる。そのため、効率的にパターン配列板を製造することが可能となる。
【００１０】
前記したパターン配列用基板において、複数のバンド状配列領域は、３ｄ×√３以下のピッチで配列されていることが望ましい。
【００１１】
バンド状配列領域のピッチを３ｄ×√３以下とすることで、自己組織化材料を用いてパターン配列板を作成した場合に長距離での規則性をより高い確率で得ることができる。
【００１２】
前記したパターン配列用基板において、複数のバンド状配列領域は、等ピッチで配列されている構成とすることができる。
【００１３】
また、前記したパターン配列用基板において、自己組織化材料は、例えば、第１材料と第２材料のブロック共重合体である。
【００１４】
前記した課題を解決する本発明は、パターン配列板の製造方法であって、パターン配列用基板を準備する工程と、第１材料と第２材料とを含み、相分離により第２材料のマトリックス中に三角格子状に配列する第１材料のミクロドメインを形成可能な自己組織化材料の層をパターン配列用基板の表面に形成する工程と、自己組織化材料を相分離させる工程とを含む。
この製造方法において、パターン配列用基板を準備する工程は、表面に第２材料よりも第１材料と親和性が強い点状の親和点を配列させたパターン配列用基板を準備する工程であって、親和点の配列は、第１方向に２ｄのピッチで親和点が繰り返し配置される第１ラインと、第１方向に２ｄのピッチで親和点が繰り返し配置されるとともに第１ラインに対しｄ×√３離れて平行に配置され、第１ラインを形成する各親和点に対し第１方向に対し６０°をなす第２方向に２ｄ離れた位置に親和点が配置される第２ラインと、からなるバンド状配列領域を複数有し、当該複数のバンド状配列領域は、５ｄ／２×√３以上のピッチで互いに平行に、かつ、各親和点がピッチｄの連続した三角格子の格子点上に位置するように配列されているものとすることができる。
【００１５】
また、前記した課題を解決する本発明は、パターン配列板の製造方法であって、パターン配列用基板を準備する工程と、第１材料と第２材料とを含み、相分離により第２材料のマトリックス中に三角格子状に配列する第１材料のミクロドメインを形成可能な自己組織化材料の層をパターン配列用基板の表面に形成する工程と、自己組織化材料を相分離させる工程とを含む。
この製造方法において、パターン配列用基板を準備する工程は、表面に第２材料よりも第１材料と親和性が強い点状の親和点を配列させたパターン配列用基板を準備する工程であって、当該親和点の配列は、第１方向に２ｄのピッチで親和点が繰り返し配置される第１ラインと、第１方向に２ｄのピッチで親和点が繰り返し配置されるとともに第１ラインに対しｄ×√３離れて平行に配置され、第１ラインを形成する各親和点に対し第１方向に対し９０°をなす第３方向にｄ×√３離れた位置に親和点が配置される第２ラインと、からなるバンド状配列領域を複数有し、当該複数のバンド状配列領域は、５ｄ／２×√３以上のピッチで互いに平行に、かつ、各親和点がピッチｄの連続した三角格子の格子点上に位置するように配列されているものとすることができる。
【００１６】
これらの製造方法によると、パターン配列用基板は、ピッチが２ｄの三角格子上に親和点が形成されたものよりも、親和点の数を少なくすることができるとともに、自己組織化材料を用いてパターン配列板を作成した場合に長距離での規則性を高い確率で得ることができる。そのため、効率的にパターン配列板を製造することが可能となる。
【００１７】
前記した製造方法において、複数のバンド状配列領域は、３ｄ×√３以下のピッチで配列されていることが望ましい。
【００１８】
バンド状配列領域のピッチを３ｄ×√３以下とすることで、自己組織化材料を用いてパターン配列板を作成した場合に長距離での規則性をより高い確率で得ることができる。
【００１９】
前記した製造方法において、複数のバンド状配列領域は、等ピッチで配列されている構成とすることができる。
【００２０】
また、前記した製造方法において、自己組織化材料は、例えば、第１材料と第２材料のブロック共重合体である。
【００２１】
前記した製造方法において、パターン配列用基板を準備する工程は、表面に予め所定の配列で親和点が形成されたパターン配列用基板を入手するなどして準備してもよいし、パターン配列用基板の素材となる基板に感光材料層を形成し、当該感光材料層を走査露光する工程を実行するなどして、したパターン配列用基板を自ら製造してもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のパターン配列用基板またはパターン配列板の製造方法によれば、長距離規則性を保ちながらパターン配列板を効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】パターン配列板の製造方法を説明する工程図（ａ）〜（ｄ）である。
【図２】パターン配列板の製造方法を説明する工程図（ａ）〜（ｄ）である。
【図３】パターン配列板の製造方法を説明する工程図（ａ）〜（ｄ）である。
【図４】パターン配列用基板上の親和点の配列を示す第１の例（ａ）と第２の例（ｂ）である。
【図５】パターン配列用基板上の親和点の配列を示す第３の例である。
【図６】パターン配列用基板上の親和点の配列を示す第４の例である。
【図７】パターン配列用基板上の親和点の配列を示す第５の例（ａ）と第６の例（ｂ）である。
【図８】パターン配列用基板上の親和点の配列を示す第７の例である。
【図９】実施例におけるパターン配列用基板上に自己組織化材料を相分離させた後の原子間力顕微鏡像である。
【図１０】実施例および比較例に係るパターン配列板の、ミクロドメインの配列精度、描画時間とを比較した表である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
最初に、パターン配列板の製造方法の全体を図１〜図３を参照して説明し、その後、パターン配列用基板上の親和点の配列の例について図４〜図８を参照して説明する。
【００２５】
まず、図１（ａ）に示すように、基板素材の一例としてＳｉ（シリコン）基板１１を用意し、Ｓｉ基板１１の表面に紫外線を５分照射してクリーニングする。そして、このＳｉ基板１１の表面にＯＨ末端基を持つ分子量１０００〜１００００程度のポリスチレンをトルエン溶媒に１質量％で溶解させてスピンコート等により塗布する。これによりポリスチレン層１２を形成する。これを、１６０〜１８０℃で数時間から３日間程度熱処理をすることで脱水縮合させ、Ｓｉ基板１１とポリスチレンとを結合させる。
【００２６】
次に、図１（ｂ）に示すように、Ｓｉ基板１１に結合していないポリスチレンをトルエンで溶解除去して１０ｎｍ以下の化学修飾層１３を形成する。
【００２７】
そして、図１（ｃ）に示すように、感光材料の一例として、電子線レジストを塗布してレジスト層１４を形成する。電子線レジストとしては、アセタールを主成分とする化学増幅型レジストや非化学増幅型レジスト（例えば、日本ゼオン製ＺＥＰ５２０Ａ）を用いることができる。
【００２８】
次に、図１（ｄ）に示すように、電子線描画装置によりレジスト層１４を走査露光してパターンを描画する。ここでのパターンは、後述する親和点のパターンに対応したパターンとする。電子線描画装置としては、加速電圧５０〜１２５ｋＶの電子線源を用いることができる。
【００２９】
そして、図２（ａ）に示すように、レジスト層１４を現像して、レジストパターンを得る。
【００３０】
次に、図２（ｂ）に示すように、パターニングされたレジスト層１４をマスクとして、酸素プラズマ処理などにより化学修飾層１３をエッチングする。これにより、Ｓｉ基板１１をレジストパターンに対応させて露出させる。
【００３１】
次に、図２（ｃ）に示すように、レジスト層１４を適宜な剥離剤により除去することでパターニングされた化学修飾層１３が得られる。ここでの剥離剤は、レジスト材料として化学増幅型レジストを用いた場合には、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコール１−モノメチルエーテル２−アセタート）やＰＧＭＥ（１−メトキシ−２−プロパノール）またはそれらの混合液を用いることができる。また、レジスト材料として非化学増幅型レジストを用いた場合には、ＺＤＭＡＣ（日本ゼオン株式会社製洗浄液）を用いることができる。このように、Ｓｉ基板１１上にパターニングされた化学修飾層１３を設けたものがパターン配列用基板１０となる（以上が基板を準備する工程）。
【００３２】
次に、自己組織化材料の一例としてのポリスチレン（第２材料）とポリメチルメタクリレート（第１材料、ＰＭＭＡ）のブロック共重合体（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ，分子量＝３５５００：１２５００）をトルエンに１質量％で溶解させ、図２（ｄ）に示すように、所望の厚さでパターン配列用基板１０の上に塗布し、自己組織化材料層１５を得る（自己組織化材料の層を形成する工程）。ここでの厚さは、相分離により得られるポリマー周期構造のピッチｄの１．５倍とするのがよい。
【００３３】
次に、自己組織化材料層１５を形成したＳｉ基板１１を、真空中で数時間から２日間程度、１８０℃で熱処理し、図３（ａ）に示すように相分離させる（相分離工程）。すると、ポリスチレンにより化学修飾された化学修飾層１３の上には、ポリスチレンのマトリックス１６が形成され、Ｓｉ基板１１が露出していた部分には、ＰＭＭＡのシリンダー構造からなるミクロドメイン１７が形成される。すなわち、ポリスチレンの化学修飾層１３のパターンにしたがってポリスチレンのマトリックス１６の中にＰＭＭＡのミクロドメイン１７が形成される。後述するように、ミクロドメイン１７は、三角格子状に配列する。
【００３４】
次に、酸素を用いてプラズマエッチング装置によりエッチングすると、図３（ｂ）に示すように、酸素に対するポリスチレンとＰＭＭＡのエッチングレートの差によりＰＭＭＡが除去される。この現像は、酸素プラズマ以外でも、例えば、紫外線を照射後、酢酸に浸漬することで行うこともできる。
【００３５】
そして、さらに、三フッ化メタン（ＣＨＦ３）ガスと六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスを用いてプラズマエッチング装置によりエッチングをすることで、図３（ｃ）に示すように、ポリスチレンのマトリックス１６をマスクとしてＳｉ基板１１に凹部パターンを形成することができる。この場合、図３（ｃ）の状態から、エッチングをそのまま進めるか、ポリスチレンを溶剤で除去したりすることで、図３（ｄ）に示すように、Ｓｉ基板１１の表面に、ミクロドメイン１７に対応した位置に凹部１８があるパターン配列板２０を製造することができる。
【００３６】
図示は省略するが、Ｓｉ基板１１への凹凸の形成の他の方法としては、図３（ｂ）の状態から金属膜を形成した後にリフトオフすることでＳｉ基板１１が露出していた箇所のみに金属膜を形成し、この金属膜のパターンをマスクとして用い前記した方法と同様にプラズマエッチングによりＳｉ基板１１をエッチングしてもよい。この場合には、Ｓｉ基板１１の表面に、ミクロドメイン１７に対応した位置に凸部があるパターン配列板を製造することができる。
【００３７】
次に、以上の製造方法において用いるパターン配列用基板１０のいくつかの例について説明する。
パターン配列用基板１０は、マトリックスを形成する第２材料よりも、ミクロドメインを形成する第１材料と親和性が強い点状の親和点を配列させたものである。図１〜図３を参照して説明した製造方法の例でいうと、化学修飾層１３は、マトリックス１６を形成するポリスチレン（第１材料）と同じポリスチレンからなり、第１材料と非常に親和性が強いので、この結果、Ｓｉ基板１１が露出した点状の部分は、相対的にＰＭＭＡと親和性が強い親和点となっている。
【００３８】
この親和点は、例えば、図４〜図８に示したような配列とすることができる。なお、図４〜図８において、実線で示した丸は親和点を示し、破線で示した丸は自己組織化材料を相分離させた後にミクロドメインが形成される箇所である。
【００３９】
図４（ａ）に示す第１の例に係るパターン配列用基板１０Ａは、自己組織化材料が相分離後に形成する三角格子のピッチをｄとして、図における左右方向（第１方向）に、２ｄのピッチで親和点３０が繰り返し配置された第１ラインＬ１と第２ラインＬ２とが互いに平行に配置されている。なお、図４〜図８において、第１ラインＬ１および第２ラインＬ２は、親和点３０の配列を指しているが、便宜上、一点鎖線を指し示している。第１ラインＬ１と第２ラインＬ２とは、ｄ×√３離れて平行に配置され、隣接する第１ラインＬ１および第２ラインＬ２とでバンド状配列領域ＢＡを形成している。第２ラインＬ２を形成する親和点３０は、第１ラインＬ１を形成する各親和点３０に対し、第１方向に対し６０°をなす第２方向（図では、左上から右下に延びる方向）に２ｄ離れた位置に配置されている。これにより、隣接する第１ラインＬ１と第２ラインＬ２とに含まれる親和点３０は、ピッチ２ｄの三角格子の一部（ｄ×√３の幅で第１方向に長く延びる三角格子）を構成している。
【００４０】
バンド状配列領域ＢＡは、３ｄ×√３のピッチで互いに平行に繰り返し（つまり、３ｄ×√３の等ピッチで）配列されている。別の言い方をすると、各バンド状配列領域ＢＡ同士の間には、相分離後にミクロドメインが第１方向に並ぶ仮想の配列ライン４１が３列並ぶことができるような空間が空いている。
そして、各バンド状配列領域ＢＡに含まれる親和点３０は、各バンド状配列領域ＢＡ内の親和点３０から成長した自己組織化材料の三角格子が互いに整合できるように、ピッチｄの連続した三角格子の格子点上に位置している。すなわち、各親和点３０は、図４（ａ）に示した、自己組織化材料を相分離させた後にミクロドメインが形成される箇所である破線の丸の上に、配置されている。
【００４１】
なお、バンド状配列領域ＢＡの配列ピッチは、５ｄ／２×√３以上であれば任意であるが、あまり大きくなると、第１方向に直交する方向について、長距離の規則性が悪化するので３ｄ×√３以下であるのが望ましい。
【００４２】
そして、図４（ａ）のパターン配列用基板１０Ａでは、１つのバンド状配列領域ＢＡに含まれる、第２方向に並ぶ親和点３０の延長線Ｅ１上には、隣接するバンド状配列領域ＢＡの親和点３０は配置されておらず、この延長線Ｅ１から第１方向にｄだけずれた位置に親和点３０が配置されている。
【００４３】
このような構成のパターン配列用基板１０Ａを用いて前記した製造方法でパターン配列板２０を製造すると、親和点３０に第１材料のミクロドメインの位置が拘束される。ここで、２ｄのピッチの三角格子に親和点３０を配置したときの、ミクロドメインの長距離の拘束性は非常に強いことが分かっている。そのため、ｄ×√３の幅で第１方向に長く延びる三角格子（バンド状配列領域ＢＡ）の周辺では、ミクロドメインの位置が強く拘束される。そして、バンド状配列領域ＢＡが互いに平行に、かつ、各親和点３０がピッチｄの連続した三角格子の格子点状に位置していることで、各バンド状配列領域ＢＡにできるミクロドメインが同じ向き（位相）で、かつ、整合した関係で成長していくので、ミクロドメインの配列の長距離の規則性を高い確率で得ることができる。また、このパターン配列用基板１０Ａを用いてパターン配列板２０を製造すると、パターン配列用基板１０Ａは、ピッチが２ｄの三角格子上に親和点が形成されたものよりも、親和点の密度が低いので、効率的にパターン配列板を製造することが可能となる。
【００４４】
図４（ｂ）に示す第２の例に係るパターン配列用基板１０Ｂは、パターン配列用基板１０Ａの構成を一部変更したものであり、１つのバンド状配列領域ＢＡに含まれる、第２方向に並ぶ親和点３０の延長線Ｅ１上に、隣接するバンド状配列領域ＢＡの親和点３０を配置したものである。このような構成のパターン配列用基板１０Ｂを用いても、親和点３０に第１材料のミクロドメインの位置が拘束される結果、ミクロドメインの配列の長距離の規則性を高い確率で得ることができる。また、パターン配列用基板１０Ｂは、ピッチが２ｄの三角格子上に親和点が形成されたものよりも、親和点の密度が低いので、効率的にパターン配列板を製造することが可能となる。
【００４５】
図５に示す第３の例に係るパターン配列用基板１０Ｃは、パターン配列用基板１０Ａの構成を一部変更したものであり、隣接するバンド状配列領域ＢＡのピッチを５ｄ／２×√３の等ピッチとしたものである。別の言い方をすると、各バンド状配列領域ＢＡ同士の間には、相分離後にミクロドメインが第１方向に並ぶ仮想の配列ライン４１が２列並ぶことができるような空間が空いている。このような構成のパターン配列用基板１０Ｃを用いても、親和点３０に第１材料のミクロドメインの位置が拘束される結果、ミクロドメインの配列の長距離の規則性を高い確率で得ることができる。また、パターン配列用基板１０Ｃは、ピッチが２ｄの三角格子上に親和点が形成されたものよりも、親和点の密度が低いので、効率的にパターン配列板を製造することが可能となる。
【００４６】
図６に示す第４の例に係るパターン配列用基板１０Ｄは、パターン配列用基板１０Ａの構成を一部変更したものであり、隣接するバンド状配列領域ＢＡのピッチを５ｄ／２×√３，３ｄ×√３，５ｄ／２×√３，３ｄ×√３・・・のように、５ｄ／２×√３と３ｄ×√３とを交互の繰り返しとしたものである。このように、バンド状配列領域ＢＡのピッチは等ピッチでなくてもよい。このような構成のパターン配列用基板１０Ｄを用いても、親和点３０に第１材料のミクロドメインの位置が拘束される結果、ミクロドメインの配列の長距離の規則性を高い確率で得ることができる。また、パターン配列用基板１０Ｄは、ピッチが２ｄの三角格子上に親和点が形成されたものよりも、親和点の密度が低いので、効率的にパターン配列板を製造することが可能となる。
【００４７】
図７（ａ）に示す第５の例に係るパターン配列用基板１０Ｅは、自己組織化材料が相分離後に形成する三角格子のピッチをｄとして、図における左右方向（第１方向）に、２ｄのピッチで親和点３０が繰り返し配置された第１ラインＬ１と第２ラインＬ２とが互いに平行に配置されている。第１ラインＬ１と第２ラインＬ２とは、ｄ×√３離れて平行に配置され、隣接する第１ラインＬ１および第２ラインＬ２とでバンド状配列領域ＢＡを形成している。第２ラインＬ２を形成する親和点３０は、第１ラインＬ１を形成する各親和点３０に対し、第１方向に対し９０°をなす第３方向（図では、上下に延びる方向）にｄ×√３離れた位置に配置されている。これにより、隣接する第１ラインＬ１と第２ラインＬ２とに含まれる親和点３０は、ｄ×√３の幅で第１方向に長く延びる長方形の格子を構成している。
【００４８】
バンド状配列領域ＢＡは、３ｄ×√３のピッチで互いに平行に繰り返し（つまり、３ｄ×√３の等ピッチで）配列されている。別の言い方をすると、各バンド状配列領域ＢＡ同士の間には、相分離後にミクロドメインが第１方向に並ぶ仮想の配列ライン４１が３列並ぶことができるような空間が空いている。
そして、各バンド状配列領域ＢＡに含まれる親和点３０は、各バンド状配列領域ＢＡ内の親和点３０から成長した自己組織化材料の三角格子が互いに整合できるように、ピッチｄの連続した三角格子の格子点状に位置している。すなわち、各親和点３０は、図７（ａ）に示した、自己組織化材料を相分離させた後にミクロドメインが形成される箇所である破線の丸の上に、配置されている。
なお、バンド状配列領域ＢＡの配列ピッチは、５ｄ／２×√３以上であれば任意であるが、あまり大きくなると、第１方向に直交する方向について、長距離の規則性が悪化するので３ｄ×√３以下であるのが望ましい。
【００４９】
そして、図７（ａ）のパターン配列用基板１０Ｅでは、１つのバンド状配列領域ＢＡに含まれる、第３方向に並ぶ親和点３０の延長線Ｅ１上には、隣接するバンド状配列領域ＢＡの親和点３０は配置されておらず、この延長線Ｅ１から第１方向にｄだけずれた位置に親和点３０が配置されている。
【００５０】
このような構成のパターン配列用基板１０Ａを用いて前記した製造方法でパターン配列板２０を製造すると、親和点３０に第１材料のミクロドメインの位置が拘束される結果、ミクロドメインの配列の長距離の規則性を高い確率で得ることができる。また、パターン配列用基板１０Ｅは、ピッチが２ｄの三角格子上に親和点が形成されたものよりも、親和点の密度が低いので、効率的にパターン配列板を製造することが可能となる。
【００５１】
図７（ｂ）に示す第６の例に係るパターン配列用基板１０Ｆは、パターン配列用基板１０Ｅの構成を一部変更したものであり、１つのバンド状配列領域ＢＡに含まれる、第３方向に並ぶ親和点３０の延長線Ｅ１上に、隣接するバンド状配列領域ＢＡの親和点３０を配置したものである。このような構成のパターン配列用基板１０Ｂを用いても、親和点３０に第１材料のミクロドメインの位置が拘束される結果、ミクロドメインの配列の長距離の規則性を高い確率で得ることができる。また、パターン配列用基板１０Ｆは、ピッチが２ｄの三角格子上に親和点が形成されたものよりも、親和点の密度が低いので、効率的にパターン配列板を製造することが可能となる。
【００５２】
図８に示す第７の例に係るパターン配列用基板１０Ｇは、パターン配列用基板１０Ｅの構成を一部変更したものであり、隣接するバンド状配列領域ＢＡのピッチを５ｄ／２×√３の等ピッチとしたものである。別の言い方をすると、各バンド状配列領域ＢＡ同士の間には、相分離後にミクロドメインが第１方向に並ぶ仮想の配列ライン４１が２列並ぶことができるような空間が空いている。
このような構成のパターン配列用基板１０Ｃを用いても、親和点３０に第１材料のミクロドメインの位置が拘束される結果、ミクロドメインの配列の長距離の規則性を高い確率で得ることができる。また、パターン配列用基板１０Ｇは、ピッチが２ｄの三角格子上に親和点が形成されたものよりも、親和点の密度が低いので、効率的にパターン配列板を製造することが可能となる。
なお、図７（ａ）のように、バンド状配列領域ＢＡに含まれる親和点３０が長方形の格子を形成するパターン配列用基板においても、図６に示したパターン配列用基板１０Ｄのように、バンド状配列領域ＢＡのピッチを不等ピッチとしてもよい。
【００５３】
以上のような、図４〜図８を参照して一例を示したような、本発明に含まれる親和点３０の配列を満たすバンド状配列領域ＢＡ同士の位置関係を別の形で表現すれば、次のようになる。
（１）バンド状配列領域ＢＡは、ｎを５以上の整数として、ｎ√３×ｄ／２のピッチで配列される。
（２）互いに隣接する第１のバンド状配列領域と第２のバンド状配列領域において、ｎが偶数のときは、第１のバンド状配列領域内の親和点と第２のバンド状配列領域内の親和点とは、第１方向にｍｄ（ｍは０または１）ずれている（図４、図７参照）。一方、ｎが奇数のときは、第１のバンド状配列領域内の親和点と第２のバンド状配列領域内の親和点とは、第１方向に１／２×ｄ（ｍは整数）ずれている（図５、図８参照）。
【００５４】
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されることなく適宜変形して実施することができる。
例えば、親和点を形成するための走査露光の工程は、電子線によらず、レーザ光によって行ってもよい。
また、自己組織化材料も、前記したブロック共重合体に限らず、相分離後に三角格子状にミクロドメインを形成可能な任意の自己組織化材料を採用することができる。そして、当然のことであるが、自己組織化材料が変わった場合には、自己組織化材料層１５の厚みや、相分離させる場合の条件など、各種の製造条件は変わるものである。基板素材となる材料も同様、Ｓｉ基板に限らず、採用する自己組織化材料や、設備などに応じ適宜な材料を用いることができる。
【実施例】
【００５５】
次に、本発明のパターン配列用基板を用いてパターン配列板を作成した実験について説明する。本実施例においては、前記実施形態で説明したのと同様の製造方法でパターン配列板を製造した。具体的には、以下の条件でパターン配列板を製造した。
【００５６】
化学修飾層に用いたポリスチレンの分子量    ３２００
化学修飾層の厚さ                          ５ｎｍ
自己組織化材料                Ｐｌｙｍｅｒｓｏｕｒｃｅ社製  ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ
分子量＝３５５００：１２５００
電子線レジスト                            化学増幅型レジスト
電子線描画における加速度電圧              ５０ｋＶ
電子線レジストの剥離剤                    ＰＧＭＥＡとＰＧＭＥの混合液
ブロック共重合体層の厚さ                  ３９ｎｍ
パターン配列用基板の親和点のパターン      図４（ｂ）に示したパターン
パターン配列用基板のパターンに用いたｄ    ２７．５ｎｍ
【００５７】
上記の条件で作製した、相分離後の自己組織化材料（図３（ａ）の状態に相当）をＶｅｅｃｏ社製ＮａｎｏｓｃｏｐｅＶ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎシステムの原子間力顕微鏡で観察して得た画像が図９である。図９に示すように、上記の実施例では、２μｍ四方の範囲内において、ＰＭＭＡのミクロドメインを規則的に配列させることができた。
【００５８】
また、比較例として、パターン配列用基板上の親和点をピッチ２ｄの連続した三角格子（比較例１）、ピッチ３ｄの連続した三角格子（比較例２）、ピッチ４ｄの連続した三角格子（比較例３）で配列させ、上記の実施例と同様の方法でパターン配列板を作製した。
これらのパターン配列板の、ミクロドメインの配列精度、描画時間とを比較した表が図１０である。ここでの配列精度は、２μｍ四方の範囲内におけるミクロドメインのピッチを画像処理によりピックアップし、このピッチの集合の標準偏差を算術平均で除した値をパーセント表示したものである。すなわち、パーセントの表示が小さい場合ほど標準偏差が小さく、ピッチが揃っていることを示す。
【００５９】
図１０に示すように、比較例３においては、ミクロドメインが規則配列できず、実施例１、比較例１および比較例２では規則配列することができた。そして、実施例１のパターン配列板は、比較例１よりは配列精度が劣るが、比較例２よりも高い配列精度となった。
なお、描画時間は、親和点の数から計算したものであるが、比較例１を基準の１００とした場合に、実施例１は、比較例１の６６％となることが分かった。
【符号の説明】
【００６０】
１０    パターン配列用基板
１１    Ｓｉ基板
１２    ポリスチレン層
１３    化学修飾層
１４    レジスト層
１５    自己組織化材料層
１６    マトリックス
１７    ミクロドメイン
２０    パターン配列板
３０    親和点
ＢＡ    バンド状配列領域
Ｌ１    第１ライン
Ｌ２    第２ライン
【図１】
2014198353.tif 000003
【図２】
2014198353.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014198353.tif 000006
【図５】
2014198353.tif 000007
【図６】
2014198353.tif 000008
【図７】
2014198353.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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