(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上のレジストをインプリントモールドでインプリントして、得られたインプリントされたレジスト上に地形的な表面パターンを形成するステップと、
前記得られたインプリントされたレジストの少なくとも一部分上にブロック共重合体（「ＢＣＰ」）材料を堆積させるステップとを含み、前記ＢＣＰ材料は、前記得られたインプリントされたレジスト上の地形的な表面パターンに相関して、前記地形的な表面パターンの複数の凹領域の間の前記得られたインプリントされたレジストの少なくとも一部分を覆い、さらに、
堆積されたＢＣＰ材料をアニールして、アニールされたＢＣＰを形成するステップと、
前記アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するステップとを含み、離散領域を有する、基板上のパターンを形成することが可能であり、
前記地形的な表面パターンは、第１の高さを有する第１の領域と、前記第１の高さとは異なる第２の高さを有する第２の領域とを備え、
前記アニールされたＢＣＰは、前記第１の領域の上の第１のブロックと、前記第２の領域の上の第２のブロックとを含み、前記アニールされたＢＣＰは、地形的に平らである、方法。
【請求項２】
前記ＢＣＰ材料を堆積させる前に化学的な表面パターンを形成するように、前記得られたインプリントされたレジストを処理するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記処理するステップは、前記得られたインプリントされたレジストを酸素プラズマに露出させることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＢＣＰ材料を堆積させる前に、前記得られたインプリントされたパターンを直接基板上に転写するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
インプリントするステップは、ＵＶインプリント、熱インプリント、およびインキ盛りインプリントからなるプロセスのグループから選択されるインプリントプロセスを適用することを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記堆積させるステップは、層状のブロック共重合体、円筒状のブロック共重合体、および球状のブロック共重合体からなるＢＣＰ材料のグループから選択されるＢＣＰ材料を堆積させることを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ＢＣＰ材料は、ポリスチレン−ブロック−ポリメチルメタクリレート（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）、ポリスチレン−ブロック−ポリ２−ビニルピリジン、ポリスチレン−ブロック−ポリ４−ビニルピリジン、ポリスチレン−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリスチレン−ブロック−ポリイソプレン、ポリスチレン−ブロック−ブタジエン、およびそれらの混合物からなるＢＣＰ材料のグループから選択される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記ＢＣＰ材料は、ポリスチレン−ブロック−ポリジメチルシロキサン（ＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳ）、ポリスチレン−ブロック−ポリフェロセニルシラン、およびそれらの混合物からなるＢＣＰ材料のグループから選択される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記アニールするステップは、熱アニールまたは溶媒アニールを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記除去するステップは、レジストを、ＵＶ照射および少なくとも１つの酸に露出させること、または、少なくとも１つの溶媒に露出させることを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記除去するステップは、レジストを酸素プラズマに露出させることを含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するステップにおいて形成されたパターンは、５〜１００ｎｍの特徴ピッチを有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するステップにおいて形成されたパターンは、長範囲の横方向に配列された一次元または二次元アレイを有する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
基板上のレジストをインプリントモールドでインプリントして、得られたインプリントされたレジスト上に地形的な表面パターンを形成するステップと、
前記得られたインプリントされたレジストの少なくとも一部分上にブロック共重合体（「ＢＣＰ」）材料を堆積させるステップとを含み、前記ＢＣＰ材料は、前記得られたインプリントされたレジスト上の地形的な表面パターンに相関して、前記地形的な表面パターンの複数の凹領域の間の前記得られたインプリントされたレジストの少なくとも一部分を覆い、さらに、
堆積されたＢＣＰ材料をアニールして、アニールされたＢＣＰを形成するステップと、
前記アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するステップとを含み、離散領域を有するテンプレートを形成することが可能であり、
前記テンプレートを使用して基板上のレジストをパターン化し、前記基板上にパターンを形成し、
前記地形的な表面パターンは、第１の高さを有する第１の領域と、前記第１の高さとは異なる第２の高さを有する第２の領域とを備え、
前記アニールされたＢＣＰは、前記第１の領域の上の第１のブロックと、前記第２の領域の上の第２のブロックとを含み、前記アニールされたＢＣＰは、地形的に平らである、方法。
【請求項１５】
前記アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するステップにおいて形成されたパターンは、５〜１００ｎｍの特徴ピッチを有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
基板上のレジストをインプリントモールドでインプリントして、得られたインプリントされたレジスト上に地形的な表面パターンを形成するステップと、
前記得られたインプリントされたレジストの少なくとも一部分上にブロック共重合体（「ＢＣＰ」）材料を堆積させるステップとを含み、前記ＢＣＰ材料は、前記得られたインプリントされたレジスト上の地形的な表面パターンに相関して、前記地形的な表面パターンの複数の凹領域の間の前記得られたインプリントされたレジストの少なくとも一部分を覆い、さらに、
堆積されたＢＣＰ材料をアニールして、アニールされたＢＣＰを形成するステップと、
前記アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するステップとを含み、離散領域を有するテンプレートを形成することが可能であり、さらに、
前記テンプレートをマスクとして使用するステップを含み、
前記地形的な表面パターンは、第１の高さを有する第１の領域と、前記第１の高さとは異なる第２の高さを有する第２の領域とを備え、
前記アニールされたＢＣＰは、前記第１の領域の上の第１のブロックと、前記第２の領域の上の第２のブロックとを含み、前記アニールされたＢＣＰは、地形的に平らである、方法。
【請求項１７】
前記アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するステップにおいて形成されたパターンは、５〜１００ｎｍの特徴ピッチを有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
基板上のレジストをインプリントして、得られたインプリントされたレジスト上に地形的な表面パターンを形成するためのインプリントモールドと、
前記得られたインプリントされたレジストの少なくとも一部分上にブロック共重合体（「ＢＣＰ」）材料を堆積させるための堆積装置とを備え、前記ＢＣＰ材料は、前記得られたインプリントされたレジスト上の地形的な表面パターンに相関して、前記地形的な表面パターンの複数の凹領域の間の前記得られたインプリントされたレジストの少なくとも一部分を覆い、さらに、
堆積されたＢＣＰ材料をアニールして、アニールされたＢＣＰを形成するためのアニール装置と、
前記アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するためのＢＣＰ除去装置とを備え、５〜１００ｎｍの特徴ピッチを有する離散領域を有するテンプレートを形成することが可能であり、
前記地形的な表面パターンは、第１の高さを有する第１の領域と、前記第１の高さとは異なる第２の高さを有する第２の領域とを備え、
前記アニールされたＢＣＰは、前記第１の領域の上の第１のブロックと、前記第２の領域の上の第２のブロックとを含み、前記アニールされたＢＣＰは、地形的に平らである、システム。
【請求項１９】
基板上のレジストをインプリントして、得られたインプリントされたレジスト上に地形的な表面パターンを形成するための手段と、
前記得られたインプリントされたレジストの少なくとも一部分上にブロック共重合体（「ＢＣＰ」）材料を堆積させるための手段とを備え、前記ＢＣＰ材料は、前記得られたインプリントされたレジスト上の地形的な表面パターンに相関して、前記地形的な表面パターンの複数の凹領域の間の前記得られたインプリントされたレジストの少なくとも一部分を覆い、さらに、
堆積されたＢＣＰ材料をアニールして、アニールされたＢＣＰを形成するための手段と、
前記アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するための手段とを備え、５〜１００ｎｍの特徴ピッチを有する離散領域を有するテンプレートを形成することが可能であり、
前記地形的な表面パターンは、第１の高さを有する第１の領域と、前記第１の高さとは異なる第２の高さを有する第２の領域とを備え、
前記アニールされたＢＣＰは、前記第１の領域の上の第１のブロックと、前記第２の領域の上の第２のブロックとを含み、前記アニールされたＢＣＰは、地形的に平らである、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の詳細な説明
分野
本開示は概して、パターンド媒体に関し、具体的には、ビットパターンド媒体のナノインプリントリソグラフィ（「ＮＩＬ」）パターン化へのブロック共重合体の使用に関する。本開示は、インプリントで誘導されるブロック共重合体のナノパターン化のためのシステムおよび方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
ビットパターンド媒体（「ＢＰＭ」）は、その高い記憶容量から記憶装置業界で使用される。ＢＰＭの記憶容量は、磁気島の密度または媒体基板表面上の「ビット」に依存する。
【０００３】
高密度のパターンド媒体を実現するための現在のプロセスは、インプリントモールド製造、ナノインプリント、および磁気ドットへのパターン転写のための電子ビーム（ｅ‐ｂｅａｍ）描画技術を含む。「トップダウン」型電子ビームリソグラフィと、ブロック共重合体のような「ボトムアップ」型自己組織化材料とを組み合わせた方向付けられた自己組織化が、インプリントモールド製造のための超高密度のナノパターンを生成するための拡張可能な技術として受け入れられてきた。この手法では、従来は、化学的にまたは地形的に表面をパターン化させるために電子ビームリソグラフィが使用される。
【０００４】
本開示の実施例は、添付図面の図において、例として、限定することなく例示され、同様の符号は同様の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】電子ビームリソグラフィ製造されたプリパターンを使用したブロック共重合体のナノパターン化を例示するＳＥＭ画像である。
【図２】一実施例にかかる流れ図である。
【図３】一実施例にかかる流れ図である。
【図４】一実施例にかかる流れ図である。
【図５】一実施例にかかる流れ図である。
【図６】一実施例にかかる流れ図である。
【図７】一実施例にかかる流れ図である。
【図８】一実施例にかかるＳＥＭ画像である。
【図９】一実施例にかかるＳＥＭ画像である。
【図１０】一実施例にかかるＳＥＭ画像である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
詳細な説明
ここに開示されるのは、ＢＣＰの誘導された成長をＢＰＭ製造プロセスに組み込むためのシステムおよびプロセスである。具体的には、ここに記載されるプロセスは、電子ビームリソグラフィによって基板上に形成されたプリパターンなしに、媒体基板上にナノパターンを形成するためにＢＣＰがどのように使用され得るかを例示する。本開示は、電子ビームリソグラフィによって作製されたプリパターンの製造以外のプロセスについて記載する。基板上での電子ビームリソグラフィは、最終的にブロック共重合体（ＢＣＰ）高密度構造の成長の長範囲の配列および品質に影響を及ぼすプリパターンに汚染欠陥を導入し得る。図１は、電子ビームリソグラフィを使用して基板上に形成された密度がより低いプリパターンから開始して生成された高密度ＢＣＰパターンの走査電子顕微鏡画像である。高密度パターンの均一な周期性は、基板全体にわたっては維持されない。
【０００７】
その代わり、ＢＣＰ構造の成長を誘導するためにインプリント技術が使用される。その結果、本開示の実施例は、電子ビームリソグラフィ技術に関連付けられたパターン欠陥および潜在的な化学的毒性を回避し得る。当業者は、円筒状、層状、または球状のＢＣＰなどの異なるＢＣＰが使用され得ると認識するであろう。一実施例では、ＢＣＰは有機成分、無機成分、または有機成分および無機成分の組合せを有し得る。ＢＣＰの選択は、以下にさらに記載されるＢＣＰ構成単位の寸法、分子量、または他の特徴に基づき得る。特定的なＢＣＰが特定の用途に選択されるが、ここに開示されるプロセスは一般化されたプロセスである。他の変形例が以下でさらに議論され、図に例示される。
【０００８】
図２〜図７は、本開示の様々な実施例に向けられる。しかし当業者は、本開示から逸脱することなく他の実施例が可能であり、かつ図２〜図７に描かれるプロセスは本開示をいずれか１つのプロセスまたは実施例に限定するとは意図されないと認識するであろう。当業者は、図２〜図７はＢＰＭ製造プロセスの一部分を例示しているにすぎず、図２〜図７に示され上記したプロセスの前または後に他のプロセスが含まれ得ると認識するであろう。たとえば、図２〜図７は、製造のために後のプロセスで使用されるＢＰＭテンプレートを生成するためのプロセスの実施例を例示する。代替的にまたは追加的に、図２〜図７は、ＢＣＰを使用してＢＰＭ基板を直接パターン化するためのプロセスの実施例を例示する。
【０００９】
以下の例において、ＢＣＰは、少なくとも２つの構成単位、構造単位、または「ブロック」で構成され、ここでは「ブロックＡ」および「ブロックＢ」もしくは「Ａブロック」および「Ｂブロック」と称される。以下の例は、Ａブロックの除去について記載する。しかし当業者は、一実施例ではＡブロックの代わりにＢブロックが除去され得ると認識するであろう。単数の「ブロックＡ」または「ブロックＢ」の使用は、複数の「ブロックＡ」および「ブロックＢ」の使用も含む。上記のように、ブロックＡおよびブロックＢは有機もしくは無機であり得るか、またはブロックＡは有機、ブロックＢは無機であり得るか、またはブロックＡは無機、ブロックＢは有機であり得る。一実施例では、ブロックＡもしくはブロックＢは、有機ポリスチレン−ブロック−ポリメチルメタクリレート（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）、ポリスチレン−ブロック−ポリ２−ビニルピリジン、ポリスチレン−ブロック−ポリ４−ビニルピリジン、ポリスチレン−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリスチレン−ブロック−ポリイソプレン、またはポリスチレン−ブロック−ブタジエンを含む。一実施例では、ブロックＡまたはブロックＢは、無機ポリスチレン−ブロック−ポリジメチルシロキサン（ＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳ）、またはポリスチレン−ブロック−ポリフェロセニルシランを含む。当業者は、ここに記載されるプロセスはＢＣＰブロックの化学的特性に依存して相応して変動され得ると認識するであろう。当業者は、ＢＣＰの選択は、ＢＣＰを使用して作成されることになるターゲットパターンにも依存し得ると認識するであろう。たとえば、あるＢＣＰブロックはある地形的なパターン特徴およびパターン寸法によりよく相関し得ることから、以下に記載されるインプリントステップによって残される地形的なパターンが、選択されるＢＣＰを決定し得る。
【００１０】
図２は、円筒状または層状のＢＣＰが、インプリントされたレジストパターンで使用されるプロセスに向けられる。一実施例では、図２で使用されるＢＣＰはＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡである。しかし、他の円筒状または層状のＢＣＰも使用され得る。ブロック２０１において、基板を覆うインプリントレジストがインプリントモールドでインプリントされ、地形的なパターンを形成する。インプリントは、ＵＶ、熱、またはインキ盛り技術を利用し得る。ブロック２０３において、インプリントされたレジスト上にＢＣＰがスピンコーティングされ、次いでブロック２０５においてアニールされる。当業者は、熱または溶媒アニールがブロック２０５において適用され得ると認識するであろう。ブロック２０７において、アニールされたＢＣＰのブロックのうちの１つが選択的に除去される。一実施例では、ブロックＡおよびブロックＢが有機である場合、ブロックＡを除去するためにＵＶ露光および酸が使用される。たとえば、ブロック２０３において使用されるＢＣＰがＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡである場合、ＰＭＭＡブロックを除去するためにＵＶ露光および酢酸洗浄または溶媒が使用される。一実施例では、ブロックＡが有機でありＢが無機である場合、有機Ａブロックを除去するために酸素プラズマが使用される。図２のブロック２０７は、酸素プラズマエッチングを含み得るディスカミング（ｄｅｓｃｕｍｍｉｎｇ）も含む。しかし、残留物を除去するために、アニールされたＢＣＰをディスカムする（ｄｅｓｃｕｍ）ための他の方法も使用され得る。
【００１１】
円筒状または層状のＢＣＰが、インプリントされ処理されたレジストパターンで使用されるプロセスが図３に示される。一実施例では、図３で使用されるＢＣＰはＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡである。しかし、他の円筒状または層状のＢＣＰも使用され得る。ブロック３０１では、基板を覆うインプリントレジストがインプリントモールドでインプリントされ、地形的なパターンを形成する。インプリントは、ＵＶ、熱またはインキ盛り技術を利用し得る。ブロック３０３では、化学的パターンを形成するために、インプリントされたレジストが化学的に処理される。ブロック３０５では、インプリントされ処理されたレジスト上にＢＣＰがスピンコーティングされ、次いでブロック３０７においてアニールされる。当業者は、熱または溶媒アニールがブロック３０７において適用され得ると認識するであろう。ブロック３０９において、アニールされたＢＣＰから形成されたブロックのうちの１つが選択的に除去される。一実施例では、ブロックＡおよびブロックＢが有機である場合、ブロックＡを除去するために、ＵＶ露光および酸または溶媒が使用される。たとえば、ブロック３０５において使用されるＢＣＰがＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡである場合、ＰＭＭＡブロックを除去するためにＵＶ露光および酢酸洗浄が使用される。一実施例では、ブロックＡが有機でありＢが無機である場合、有機Ａブロックを除去するために酸素プラズマが使用される。図３のブロック３０９は、酸素プラズマエッチングを含み得るディスカミングも含む。しかし、残留物を除去するために、アニールされたＢＣＰをディスカムするための他の方法も使用され得る。
【００１２】
例として、図３に例示されるプロセスを組込む１つのプロセスについて以下に記載する。ブロック３０１において、基板を覆うインプリントレジストは、アクリル酸塩ベースのＵＶインプリントレジストの２０〜５０ｎｍ厚さの薄膜である。アクリル酸塩ベースのＵＶインプリントレジストがこの例では使用されたが、共重合体の１つのブロックに対して親和性を有する限り、他の種類のインプリントレジスト材料を使用することもできる。熱インプリントまたはインキ盛りなどの他のインプリント法も適用され得る。この例では、あらかじめ製造されたインプリントモールドを使用して、レジスト層に地形的な表面パターンを作成した。ブロック３０３において、３０Ｗ、圧力２ｍＴｏｒｒ、および毎分３０標準立方センチメートル（ｓｃｃｍ）のＯ２流量での酸素プラズマプロセスを使用して、インプリントされたレジストが処理された。その結果、インプリントされたレジスト層は１０ｎｍ厚さ未満に薄層化され、インプリント領域において基板を露出させた。薄層化したインプリントレジスト層は、次いで、特にインプリントによって作製されたくぼみまたは穴の残留物を除去するために洗浄される。
【００１３】
ブロック３０５において、１％トルエン溶液中のＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡのＢＣＰコーティングが、インプリントで規定されたパターン化した基板上にスピンコーティングされた。次いでブロック３０７において、配列されたＢＣＰナノパターンの誘導された自己組織化形成を可能にするために、ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡフィルムが１７０℃にて１２〜２４時間アニールされる（すなわち熱アニールプロセス）。当業者は、アセトン蒸気大気を使用する溶媒アニールプロセスも使用され得ると認識するであろう。ブロック３０９における選択的なポリマーブロック除去は、２４８ｎｍに設定されたＵＶ照射を使用して行われる。たとえば、これは、ポリスチレン（ＰＳ）ブロックを架橋結合させる一方、ＰＭＭＡブロックを劣化させる。いずれかの不純物を除去するために１分間酢酸に浸漬した後、劣化したＢＣＰの残留物もしくは部分、ナノ多孔性ＰＳ円筒状システムテンプレート、またはＰＳラインアレイが残される。残りのＰＳが円筒状のシステムまたは線状／層状のアレイを形成するかどうかは、上記のブロック３０５において選択される特定のＢＣＰによって決定される。
【００１４】
図４は、円筒状または層状のＢＣＰが、インプリントされ転写されたパターンで使用されるプロセスに向けられる。一実施例では、図４で使用されるＢＣＰはＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡである。しかし、他の円筒状または層状のＢＣＰも使用され得る。ブロック４０１において、基板を覆うインプリントレジストがインプリントモールドでインプリントされ、地形的なパターンを形成する。インプリントは、ＵＶ、熱またはインキ盛り技術を利用し得る。ブロック４０３において、インプリントされたレジストパターンが基板上に転写される。ブロック４０５において、インプリントされ処理されたレジスト上にＢＣＰがスピンコーティングされ、次いでブロック４０７においてアニールされる。当業者は、熱または溶媒アニールがブロック４０７において適用され得ると認識するであろう。ブロック４０９において、アニールされたＢＣＰからのブロックのうち１つが選択的に除去される。一実施例では、ブロックＡおよびブロックＢが有機である場合、ブロックＡを除去するためにＵＶ露光および酸または溶媒が使用される。たとえば、ブロック４０５において使用されるＢＣＰがＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡである場合、ＰＭＭＡブロックを除去するためにＵＶ露光および酢酸洗浄が使用される。一実施例では、ブロックＡが有機でありＢが無機である場合、有機Ａブロックを除去するために酸素プラズマが使用される。図４のブロック４０９は、酸素プラズマエッチングを含み得るディスカミングも含む。しかし、残留物を除去するために、アニールされたＢＣＰをディスカムするための他の方法も使用され得る。
【００１５】
球状のＢＣＰが、インプリントされたレジストパターンで使用されるプロセスが図５に示される。一実施例では、図５において使用されるＢＣＰはＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳである。しかし、他の球状のＢＣＰも使用され得る。ブロック５０１において、基板を覆うインプリントレジストがインプリントモールドでインプリントされ、地形的なパターンを形成する。インプリントは、ＵＶ、熱またはインキ盛り技術を利用し得る。ブロック５０３において、インプリントされたレジスト上にＢＣＰがスピンコーティングされ、次いでブロック５０５においてアニールされる。当業者は、自己組織化ＢＣＰ構造を成長させるためにブロック５０５において熱または溶媒アニールが適用され得ると認識するであろう。ブロック５０７において、アニールされたＢＣＰからのブロックのうち１つが選択的に除去される。一実施例では、ブロックＡが無機であるがブロックＢが有機である場合、ブロックＢを除去するために酸素プラズマが使用される。たとえば、ブロック５０３において使用されるＢＣＰがＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳである場合、ＰＳブロックを除去するために酸素プラズマが使用され得、それによってナノドットアレイを残す。
【００１６】
球状のＢＣＰが、インプリントされ処理されたレジストパターンで使用されるプロセスが図６に示される。一実施例では、図６で使用されるＢＣＰはＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳである。しかし、他の球状のＢＣＰも使用され得る。ブロック６０１において、基板を覆うインプリントレジストがインプリントモールドでインプリントされ、地形的なパターンを形成する。インプリントは、ＵＶ、熱またはインキ盛り技術を利用し得る。ブロック６０３において、インプリントされたレジストは化学的パターンを形成するために化学的に処理される。ブロック６０５において、インプリントされ処理されたレジスト上にＢＣＰがスピンコーティングされ、次いでブロック６０７においてアニールされる。当業者は、熱または溶媒アニールがブロック６０７において適用され得ると認識するであろう。ブロック６０９において、アニールされたＢＣＰからのブロックのうち１つが選択的に除去される。一実施例では、ブロックＡは無機であるがブロックＢは有機である場合、ブロックＢを除去するために酸素プラズマが使用される。たとえば、ブロック６０５において使用されるＢＣＰがＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳである場合、ＰＳブロックを除去するために酸素プラズマが使用され、それによってナノドットアレイを残す。
【００１７】
例として、図６に例示されるプロセスを組込む１つのプロセスについて以下に記載する。ブロック６０１において、基板を覆うインプリントレジストは、アクリル酸塩ベースのＵＶインプリントレジストの２０〜５０ｎｍ厚さの薄膜である。アクリル酸塩ベースのＵＶインプリントレジストがこの例では使用されたが、共重合体の１つのブロックに対して親和性を有する限り、他の種類のインプリントレジスト材料を使用することもできる。熱インプリントまたはインキ盛りなどの他のインプリント法も適用され得る。この例では、あらかじめ製造されたインプリントモールドを使用して、レジスト層に地形的な表面パターンを作成した。ブロック６０３において、３０Ｗ、圧力２ｍＴｏｒｒ、および３０ｓｃｃｍのＯ２流量での酸素プラズマプロセスを使用して、インプリントされたレジストが処理された。その結果、インプリントされたレジスト層は１０ｎｍ未満の厚さに薄層化した。薄層化したインプリントレジスト層は、次いで、特にインプリントによって作製されたくぼみまたは穴の残留物を除去するために洗浄される。
【００１８】
ブロック６０５において、１％トルエン溶液中のＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳのＢＣＰコーティングが、インプリントで規定されたパターン化した基板上にスピンコーティングされた。このステップに次いで、ブロック６０７において、配列されたＢＣＰナノパターンの自己組織化形成を可能にするために、ＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳフィルムが１７０℃にて１２〜２４時間アニールされる（すなわち熱アニールプロセス）。当業者は、トルエン蒸気大気を使用する溶媒アニールプロセスも使用され得ると認識するであろう。ブロック６０９における選択的なブロック除去は、３０Ｗ、圧力２ｍＴｏｒｒ、および３０ｓｃｃｍのＯ２流量での酸素プラズマプロセスを使用して行われる。このステップはＰＳブロックの大部分を除去し、それによってＰＤＭＳナノドットアレイを後に残す。当業者は、ある分子量およびブロック間の容積比を有するＢＣＰの選択が、ナノドットアレイの球状形態、領域寸法および間隔を決定することになると認識するであろう。
【００１９】
球状のＢＣＰが、インプリントされ転写されたパターンで使用されるプロセスが図７に示される。一実施例では、図７で使用されるＢＣＰはＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳである。しかし、他の球状のＢＣＰも使用され得る。ブロック７０１では、基板を覆うインプリントレジストがインプリントモールドでインプリントされ、地形的なパターンを形成する。インプリントは、ＵＶ、熱またはインキ盛り技術を利用し得る。ブロック７０３において、インプリントされたレジストパターンが基板上に転写される。ブロック７０５において、インプリントされ処理されたレジスト上にＢＣＰがスピンコーティングされ、次いでブロック７０７においてアニールされる。当業者は、熱または溶媒アニールがブロック７０７において適用され得ると認識するであろう。ブロック７０９において、アニールされたＢＣＰからのブロックのうち１つが選択的に除去される。一実施例では、ブロックＡは無機であるがブロックＢは有機である場合、ブロックＢを除去するために酸素プラズマが使用される。たとえば、ブロック７０５において使用されるＢＣＰがＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳである場合、ＰＳブロックを除去するために酸素プラズマが使用され、それによってナノドットアレイを残す。
【００２０】
例として、図７に例示されるプロセスを組込む１つのプロセスについて以下に記載する。ブロック７０１において、基板を覆うインプリントレジストは、アクリル酸塩ベースのＵＶインプリントレジストの２０〜５０ｎｍ厚さの薄膜である。アクリル酸塩ベースのＵＶインプリントレジストがこの例では使用されたが、共重合体の１つのブロックに対して親和性を有する限り、他の種類のインプリントレジスト材料を使用することもできる。熱インプリントまたはインキ盛りなどの他のインプリント法も適用され得る。この例では、あらかじめ製造されたインプリントモールドを使用して、レジスト層に地形的な表面パターンを作成した。次いで、３０Ｗ、圧力２ｍＴｏｒｒ、および３０ｓｃｃｍのＯ２流量での酸素プラズマプロセスを使用して、インプリントされたレジストが処理され、次いで、特にインプリントによって作製されたくぼみまたは穴の残留物を除去するために洗浄される。
【００２１】
ブロック７０３において、８０Ｗ、２０ｍＴｏｒｒ、３０ｓｃｃｍＣＦ４および３０ｓｃｃｍＡｒでのＣＦ４反応性イオンエッチングを用いて、インプリントされたレジストパターンを下にあるシリコン基板に転写した。エッチング深さは５〜１０ｎｍであった。ブロック７０５において、１％トルエン溶液中のＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳのＢＣＰコーティングが、パターン化した基板上にスピンコーティングされ、次いでブロック７０７において、配列されたＢＣＰナノパターンの自己組織化を可能にするために、１７０℃にて１２〜２４時間アニールされた（すなわち熱アニールプロセス）。当業者は、トルエン蒸気大気を使用する溶媒アニールプロセスも使用され得ると認識するであろう。ブロック７０９における選択的なブロック除去は、３０Ｗ、圧力２ｍＴｏｒｒ、および３０ｓｃｃｍＯ２流量での酸素プラズマプロセスを使用して行われた。これはＰＳブロックの大部分を除去し、それによってＰＤＭＳナノドットアレイを後に残す。当業者は、ある分子量およびブロック間の容積比を有するＢＣＰの選択が、ナノドットアレイの球状の形態、領域寸法および間隔を決定することになると認識するであろう。
【００２２】
上述され図１に例示されたように、大面積にわたって欠陥のない長範囲の横方向の配列は、プリパターン化プロセス中に使用される化学薬品およびプロセスによる電子ビームリソグラフィとブロック共重合体自己組織化とによって形成されるパターン化したテンプレートまたは基板においては現在のところ見出されない。そのような欠陥は、ここに記載されるプロセスを使用して回避され得る。なぜなら、プリパターン化プロセスから電子ビームリソグラフィが無くされ、ＵＶ、熱またはインキ盛りインプリント技術で代用されるからである。当業者は、ＢＣＰの自己組織化をここに記載されるように方向付けることによって、少なくとも１Ｔｄｐｓｉの線形または面状のビット密度および／または５〜１００ｎｍの特徴ピッチを有するインプリントテンプレートをもたらし得ると認識するであろう。また、ここに記載されるプロセスは、スケーラブルなナノパターン化を可能にする長範囲の横方向に配列されたアレイを形成する。図８〜図１０は、上述され図２〜図７に例示されたプロセスの実施例によって生成されたＢＣＰテンプレートの走査電子顕微鏡（「ＳＥＭ」）画像である。図８は、ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡのＢＣＰテンプレートが１Ｔｄｐｓｉのビット密度を有する実施例を例示する。図３に記載されているように表面プリパターンがインプリントされ処理されている。図９は、ＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳのＢＣＰテンプレートが１．３Ｔｄｐｓｉのビット密度を有する例を例示する。表面プリパターンがインプリントされ処理されている。図９が示すように、横方向の配列は、図１に示される横方向の配列とは異なる。図９に示される大面積にわたって形成されたモアレパターンは、本開示の長範囲のスケーラビリティを示す。図１０は、ＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳのＢＣＰテンプレートが１．３Ｔｄｐｓｉのビット密度を有する例を例示する。図１０では、図７に記載されているように表面プリパターンがインプリントされ転写されている。
【００２３】
先述したように、図２〜図７に例示されここに記載されるプロセスは、ビットパターンド媒体（ＢＰＭ）媒体製造プロセスの一部を形成し得る。一実施例では、記憶媒体での磁気膜層のパターン化、半導体製造などといった長範囲の横方向の配列を有する大面積高密度ナノパターン化を特色とするいずれかの製造プロセスに本開示が適用され得る。一実施例では、ここに記載されるプロセスは、マスクとして使用されるテンプレートを製造するために使用され得、それによって機能性材料の堆積または他のアディティブ法を容易にする。一実施例では、パターンを記憶媒体上に直接もしくは間接的に形成するための機能性材料のエッチング、または他のサブトラクティブ法を容易にするために、ここに記載されるプロセスが使用され得る。本開示の範囲から逸脱することなく、他の用途が可能である。
【００２４】
当業者にとって、これらの開示された特定の詳細なしに実施例が実行され得ることが明らかであろう。他の例では、説明を容易にするために、周知の構造および装置がブロック図の形態で示される。実施例の説明は、ここに添付される請求項の範囲を限定するものとは意図されていない。さらに、ここに開示される方法において、実施例の機能のうちのいくつかを例示する様々なプロセスが開示される。当業者は、これらのプロセスが例にすぎず、いずれかの方法で限定することが目的ではないと認識するであろう。本開示または実施例の範囲から逸脱することなく、他の機能が想定され得る。
【００２５】
ここに記載される要素、部分およびステップすべてが含まれることが好ましい。当業者にとっては自明であろうが、これらの要素、部分およびステップのうちのいずれかは、他の要素、部分およびステップと置換され得るか、またはすべて削除され得ると理解されるべきである。
【００２６】
概して、本文書は、１つ以上のブロック共重合体および１つ以上のナノインプリントステップを製造プロセスに組込むことによってナノパターン化するための記載する方法を開示する。ブロック共重合体は、有機もしくは無機成分で構成され得、層状、球状、または円筒状であり得る。その結果、５〜１００ｎｍの特徴ピッチおよび／または少なくとも１Ｔｄｐｓｉのビット密度を有する一次元もしくは二次元のパターンを有するパターンド媒体が形成され得る。
【００２７】
概念
本文書は、少なくとも以下の概念を開示している。
【００２８】
概念１  基板上のレジストをインプリントモールドでインプリントして、得られたインプリントされたレジスト上に地形的な表面パターンを形成するステップと、
得られたインプリントされたレジストの少なくとも一部分上にブロック共重合体（「ＢＣＰ」）材料を堆積させるステップとを含み、ＢＣＰ材料は、得られたインプリントされたレジスト上の地形的な表面パターンに相関し、さらに、
堆積されたＢＣＰ材料をアニールして、アニールされたＢＣＰを形成するステップと、
アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するステップとを含み、離散領域を有する、基板上のパターンを形成することが可能である、方法。
【００２９】
概念２  ＢＣＰ材料を堆積させる前に化学的な表面パターンを形成するように、得られたインプリントされたレジストを処理するステップをさらに含む、概念１に記載の方法。
【００３０】
概念３  処理するステップは、得られたインプリントされたレジストを酸素プラズマに露出させることを含む、概念２に記載の方法。
【００３１】
概念４  ＢＣＰ材料を堆積させる前に、得られたインプリントされたパターンを直接基板上に転写するステップをさらに含む、概念１に記載の方法。
【００３２】
概念５  インプリントするステップは、ＵＶインプリント、熱インプリント、およびインキ盛りインプリントからなるプロセスのグループから選択されるインプリントプロセスを適用することを含む、概念１に記載の方法。
【００３３】
概念６  堆積させるステップは、層状のブロック共重合体、円筒状のブロック共重合体、および球状のブロック共重合体からなるＢＣＰ材料のグループから選択されるＢＣＰ材料を堆積させることを含む、概念１に記載の方法。
【００３４】
概念７  ＢＣＰ材料は、ポリスチレン−ブロック−ポリメチルメタクリレート（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）、ポリスチレン−ブロック−ポリ２−ビニルピリジン、ポリスチレン−ブロック−ポリ４−ビニルピリジン、ポリスチレン−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリスチレン−ブロック−ポリイソプレン、ポリスチレン−ブロック−ブタジエン、およびそれらの混合物からなるＢＣＰ材料のグループから選択される、概念１に記載の方法。
【００３５】
概念８  ＢＣＰ材料は、ポリスチレン−ブロック−ポリジメチルシロキサン（ＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳ）、ポリスチレン−ブロック−ポリフェロセニルシラン、およびそれらの混合物からなるＢＣＰ材料のグループから選択される、概念１に記載の方法。
【００３６】
概念９  アニールするステップは熱アニールを含む、概念１に記載の方法。
概念１０  アニールするステップは溶媒アニールを含む、概念１に記載の方法。
【００３７】
概念１１  除去するステップは、レジストをＵＶ照射および少なくとも１つの酸に露出させることを含む、概念１に記載の方法。
【００３８】
概念１２  除去するステップは、レジストを少なくとも１つの溶媒に露出させることを含む、概念１に記載の方法。
【００３９】
概念１３  除去するステップは、レジストを酸素プラズマに露出させることを含む、概念１に記載の方法。
【００４０】
概念１４  アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するステップにおいて形成されたパターンは、５〜１００ｎｍの特徴ピッチを有する、概念１に記載の方法。
【００４１】
概念１５  アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するステップにおいて形成されたパターンは、長範囲の横方向に配列された一次元アレイを有する、概念１に記載の方法。
【００４２】
概念１６  アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するステップにおいて形成されたパターンは、長範囲の横方向に配列された二次元アレイを有する、概念１に記載の方法。
【００４３】
概念１７  基板上のレジストをインプリントモールドでインプリントして、得られたインプリントされたレジスト上に地形的な表面パターンを形成するステップと、
得られたインプリントされたレジストの少なくとも一部分上にブロック共重合体（「ＢＣＰ」）材料を堆積させるステップとを含み、ＢＣＰ材料は、得られたインプリントされたレジスト上の地形的な表面パターンに相関し、さらに、
堆積されたＢＣＰ材料をアニールして、アニールされたＢＣＰを形成するステップと、
アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するステップとを含み、離散領域を有するテンプレートを形成することが可能であり、
テンプレートを使用して基板上のレジストをパターン化し、基板上にパターンを形成する、方法。
【００４４】
概念１８  アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するステップにおいて形成されたパターンは、５〜１００ｎｍの特徴ピッチを有する、概念１７に記載の方法。
【００４５】
概念１９  基板上のレジストをインプリントモールドでインプリントして、得られたインプリントされたレジスト上に地形的な表面パターンを形成するステップと、
得られたインプリントされたレジストの少なくとも一部分上にブロック共重合体（「ＢＣＰ」）材料を堆積させるステップとを含み、ＢＣＰ材料は、得られたインプリントされたレジスト上の地形的な表面パターンに相関し、さらに、
堆積されたＢＣＰ材料をアニールして、アニールされたＢＣＰを形成するステップと、
アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するステップとを含み、離散領域を有するテンプレートを形成することが可能であり、さらに、
テンプレートをマスクとして使用するステップを含む、方法。
【００４６】
概念２０  アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するステップは、５〜１００ｎｍの特徴ピッチを有するテンプレートをもたらす、概念１９に記載の方法。
【００４７】
概念２１  基板上のレジストをインプリントして、得られたインプリントされたレジスト上に地形的な表面パターンを形成するためのインプリントモールドと、
得られたインプリントされたレジストの少なくとも一部分上にブロック共重合体（「ＢＣＰ」）材料を堆積させるための堆積装置とを備え、ＢＣＰ材料は、得られたインプリントされたレジスト上の地形的な表面パターンに相関し、さらに、
堆積されたＢＣＰ材料をアニールして、アニールされたＢＣＰを形成するためのアニール装置と、
アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するためのＢＣＰ除去装置とを備え、５〜１００ｎｍの特徴ピッチを有する離散領域を有するテンプレートを形成することが可能である、システム。
【００４８】
概念２２  基板上のレジストをインプリントして、得られたインプリントされたレジスト上に地形的な表面パターンを形成するための手段と、
得られたインプリントされたレジストの少なくとも一部分上にブロック共重合体（「ＢＣＰ」）材料を堆積させるための手段とを備え、ＢＣＰ材料は、得られたインプリントされたレジスト上の地形的な表面パターンに相関し、さらに、
堆積されたＢＣＰ材料をアニールして、アニールされたＢＣＰを形成するための手段と、
アニールされたＢＣＰの少なくとも一部分を除去するための手段とを備え、５〜１００ｎｍの特徴ピッチを有する離散領域を有するテンプレートを形成することが可能である、システム。
【符号の説明】
【００４９】
２０１  インプリント、２０３  ＢＣＰスピンコーティング、２０５  アニール、２０７  １つのブロックの除去およびディスカム。
【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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【図９】
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【図１０】
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