(57)【要約】【課題】短い工程で所望のパターンを形成することが可能なリソグラフィ方法を有するパターン形成方法を提供する。【解決手段】実施形態に係るパターン形成方法は、下地領域１４上に、第１のポリマー及び第２のポリマーに対して親和性を有する中性化膜１６を形成し、中性化膜の第１の領域にエネルギー線を照射して、第１のポリマーに対して親和性を有する第１のピニング部１６ｄ、１６ｅを形成し、第１のピニング部を含む中性化膜上に第１のポリマー及び第２のポリマーを含むブロックコポリマー膜を形成し、ブロックコポリマー膜に対して所定の処理を施してミクロ相分離を行うことにより、第１のピニング部上に、第１のポリマーで形成された第１及び第２の部分２６ａと、第１の部分と第２の部分との間に設けられ且つ第２のポリマーで形成された第３の部分２８ａとを有するパターンを形成する。【選択図】図７
2015177009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地領域上に、第１のポリマー及び第２のポリマーに対して親和性を有する中性化膜を形成する工程と、
前記中性化膜の第１の領域にエネルギー線を照射して、前記第１のポリマーに対して親和性を有する第１のピニング部を形成する工程と、
前記第１のピニング部を含む前記中性化膜上に前記第１のポリマー及び前記第２のポリマーを含むブロックコポリマー膜を形成する工程と、
前記ブロックコポリマー膜に対して所定の処理を施してミクロ相分離を行うことにより、前記第１のピニング部上に、前記第１のポリマーで形成された第１の部分及び第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分との間に設けられ且つ前記第２のポリマーで形成された第３の部分とを有するパターンを形成する工程と、
前記第１及び第２の部分を除去する、又は前記第３の部分を除去する工程と、
を備えたことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
前記第１のピニング部を形成する際に、前記中性化膜の第２の領域にエネルギー線が照射され、前記第１のポリマーに対して親和性を有する第２のピニング部が形成され、
前記第１、第２及び第３の部分を有するパターンを形成する際に、前記第２のピニング部上に、前記第１のポリマーで形成された第４の部分及び第５の部分と、前記第４の部分と前記第５の部分との間に設けられ且つ前記第２のポリマーで形成された第６の部分とを有するパターンが形成され、前記第１のピニング部と前記第２のピニング部との間に、前記第２のポリマーで形成された第７の部分及び第８の部分と、前記第７の部分と前記第８の部分との間に設けられ且つ前記第１のポリマーで形成された第９の部分とを有するパターンが形成される
ことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記中性化膜を形成する工程は、
予備的な中性化膜を形成する工程と、
前記予備的な中性化膜の前記第１の領域に形成された部分を薄くする工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記ブロックコポリマー膜に対して所定の処理を施してミクロ相分離を行う際に、前記第１のピニング部の外側の所定領域に水平ラメラ配向部が形成される。
ことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
下地領域上に、第１のポリマー及び第２のポリマーに対して親和性を有する中性化膜を形成する工程と、
前記中性化膜の第１及び第２の領域にエネルギー線を照射して、前記第１のポリマーに対して親和性を有する第１及び第２のピニング部を形成する工程と、
前記第１及び第２のピニング部を含む前記中性化膜上に前記第１のポリマー及び前記第２のポリマーを含むブロックコポリマー膜を形成する工程と、
前記ブロックコポリマー膜に対して所定の処理を施してミクロ相分離を行うことにより、前記第１のピニング部上、前記第２のピニング部上、及び前記第１のピニング部と前記第２のピニング部との間であって前記第１のピニング部と前記第２のピニング部から離間した部分上に、前記第１のポリマーで形成されたパターンを形成する工程と、
前記第１のポリマーで形成されたパターンを除去する工程と、
を備えたことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項６】
前記エネルギー線は、電子線及び光から選択される
ことを特徴とする請求項１又は５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】
半導体装置のリソグラフィ技術として、ＤＳＡ（Directed Self-Assembly）を用いた方法が提案されている。
【０００３】
しかしながら、ＤＳＡを用いた従来の方法では、工程が長くなるといった問題や、所望のパターンを形成することが難しいといった問題があった。
【０００４】
したがって、短い工程で所望のパターンを形成することが可能なリソグラフィ方法が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４６７３２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
短い工程で所望のパターンを形成することが可能なリソグラフィ方法を有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】
【０００７】
実施形態に係るパターン形成方法は、下地領域上に、第１のポリマー及び第２のポリマーに対して親和性を有する中性化膜を形成する工程と、前記中性化膜の第１の領域にエネルギー線を照射して、前記第１のポリマーに対して親和性を有する第１のピニング部を形成する工程と、前記第１のピニング部を含む前記中性化膜上に前記第１のポリマー及び前記第２のポリマーを含むブロックコポリマー膜を形成する工程と、前記ブロックコポリマー膜に対して所定の処理を施してミクロ相分離を行うことにより、前記第１のピニング部上に、前記第１のポリマーで形成された第１の部分及び第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分との間に設けられ且つ前記第２のポリマーで形成された第３の部分とを有するパターンを形成する工程と、前記第１及び第２の部分を除去する、又は前記第３の部分を除去する工程と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係るパターン形成方法の一部を模式的に示した断面図である。
【図２】第１の実施形態に係るパターン形成方法の一部を模式的に示した断面図である。
【図３】第１の実施形態に係るパターン形成方法の一部を模式的に示した断面図である。
【図４】第１の実施形態に係るパターン形成方法の一部を模式的に示した断面図である。
【図５】第１の実施形態に係るパターン形成方法の一部を模式的に示した断面図である。
【図６】第１の実施形態に係るパターン形成方法の一部を模式的に示した断面図である。
【図７】第１の実施形態に係るパターン形成方法の一部を模式的に示した断面図である。
【図８】第１の実施形態に係るパターン形成方法の一部を模式的に示した断面図である。
【図９】第１の実施形態に係り、ＰＭＭＡ及びＰＳの配列状態を模式的に示した図である。
【図１０】第２の実施形態に係るパターン形成方法の一部を模式的に示した断面図である。
【図１１】第２の実施形態に係るパターン形成方法の一部を模式的に示した断面図である。
【図１２】第２の実施形態に係るパターン形成方法の一部を模式的に示した断面図である。
【図１３】第２の実施形態に係るパターン形成方法の一部を模式的に示した断面図である。
【図１４】第２の実施形態に係るパターン形成方法の一部を模式的に示した断面図である。
【図１５】第２の実施形態に係るパターン形成方法の一部を模式的に示した断面図である。
【図１６】第２の実施形態に係るパターン形成方法の一部を模式的に示した断面図である。
【図１７】第２の実施形態に係るパターン形成方法の一部を模式的に示した断面図である。
【図１８】第２の実施形態に係り、図１４の工程に対応した平面図である。
【図１９】第２の実施形態に係り、図１６の工程に対応した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
（実施形態１）
図１〜図８は、本実施形態に係るパターン形成方法を模式的に示した断面図である。本実施形態の方法は、半導体装置におけるラインアンドスペースパターンを形成する際に適用可能である。
【００１１】
まず、図１に示すように、半導体基板（図示せず）上に、被加工膜１０として厚さ１００ｎｍ程度のシリコン酸化膜を形成する。このシリコン酸化膜１０上に、厚さ１５０ｎｍ程度のスピンオンカーボン膜（ＳＯＣ膜）１２を形成する。さらに、ＳＯＣ膜１２上に、厚さ３５ｎｍ程度のスピンオングラス膜（ＳＯＧ膜）１４を形成する。
【００１２】
次に、下地領域となるＳＯＧ膜１４上に、厚さ６ｎｍ程度の中性化膜１６を形成する。具体的には、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）に０．０５ｗｔ％のＰ（Ｓ−ｒ−ＭＭＡ）−ＯＨ（hydroxy terminated poly(styrene-random -methyl methacrylate)）を溶解させた溶液を用意し、この溶液を１５００ｒｐｍで回転させてＳＯＧ膜１４上に塗布する。さらに、２４０℃で１分間、加熱する。これにより、ＳＯＧ膜１４上に、厚さ６ｎｍ程度の中性化膜１６が形成される。この中性化膜１６は、後述するＰＭＭＡ（polymethyl methacrylate, 第１のポリマー）及びＰＳ（polystyrene, 第２のポリマー）に対して親和性を有している。
【００１３】
次に、図２に示すように、中性化膜１６上に厚さ１００ｎｍ程度のポジ型レジストを塗布する。続いて、ＡｒＦエキシマレーザを用いた液浸露光（露光量１５ｍＪ／ｃｍ2 ）によってポジ型レジストを露光する。さらに、ＴＭＡＨ液を用いて現像を行い、レジストパターン１８を形成する。このレジストパターン１８は、ピッチ４５ｎｍのラインアンドスペースパターン（Ｌ／Ｓパターン）を含んでいる。
【００１４】
次に、図３に示すように、レジストパターン１８をマスクとして用いて、中性化膜１６をエッチングし、中性化膜１６の膜厚を薄くする。具体的には、酸素（Ｏ2 ）ガスを用いたＲＩＥ（reactive ion etching）によって中性化膜１６を薄くする。このように、予め形成された予備的な中性化膜１６を薄くすることにより、中性化膜１６の膜厚の薄い領域１６ａ（第１の領域）、１６ｂ（第２の領域）及び１６ｃが形成される。
【００１５】
次に、図４に示すように、レジストパターン１８及びカバーマスク２０をマスクとして用いて、中性化膜の領域１６ａ及び１６ｂにエネルギー線２２を照射する。具体的には、エネルギー線として電子線（ＥＢ）２２を用い、電圧８００Ｖ及び電流５ｐＡの条件で電子線照射を行う。カバーマスク２０は、中性化膜の領域１６ｃの上方に配置されており、領域１６ｃには電子線２２は照射されない。この電子線照射により、領域１６ａ及び１６ｂには、ＰＭＭＡ（第１のポリマー）に対して親和性を有するピニング部１６ｄ（第１のピニング部）及びピニング部１６ｅ（第２のピニング部）が形成される。
【００１６】
次に、図５に示すように、レジストパターン１８をＰＧＭＥＡシンナーを用いて除去する。このとき、中性化膜の領域１６ｃの膜厚は薄いため、領域１６ｃもＰＧＭＥＡシンナーによって除去される。中性化膜の領域（ピニング部）１６ｄ及び１６ｅは、電子線照射によって改質されているため、除去されずに残る。
【００１７】
次に、図６に示すように、ピニング部１６ｄ及び１６ｅを含む中性化膜１６上にブロックコポリマー膜２４を形成する。このブロックコポリマー膜２４には、ＰＭＭＡ（第１のポリマー）及びＰＳ（第２のポリマー）が含まれている。具体的には、ＰＭＭＡとＰＳとの体積組成比が１：１であるＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ（poly(styrene-block-methyl methacrylate)）を、ＰＧＭＥＡ溶液によって１．０ｗｔ％に調整し、調整後の溶液を１５００ｒｐｍで回転させて厚さ４５ｎｍで塗布する。
【００１８】
次に、図７に示すように、ブロックコポリマー膜２４対して所定の処理として熱処理を施す。具体的には、まず、１１０℃で６０秒間のベーク処理を行う。さらに、窒素（Ｎ2 ）ガス雰囲気下において、２４０℃で２分間のアニール処理を行う。このような処理を行うことにより、ブロックコポリマー膜２４に対してミクロ相分離が行われる。
【００１９】
具体的には、ピニング部１６ｄ及びピニング部１６ｅ上には、ＰＭＭＡで形成されたＰＭＭＡ部分（第１の部分、第２の部分、第４の部分、第５の部分）２６ａと、ＰＳで形成されたＰＳ部分（第３の部分、第６の部分）２８ａとを有するパターンが形成される。ＰＳ部分２８ａは、２つのＰＭＭＡ部分２６ａ間に設けられる。また、ピニング部１６ｄとピニング部１６ｅとの間の中性化膜１６の領域上には、ＰＳで形成されたＰＳ部分（第７の部分、第８の部分）２８ｂと、ＰＭＭＡで形成されたＰＭＭＡ部分（第９の部分）２６ｂとを有するパターンが形成される。ＰＭＭＡ部分２６ｂは、２つのＰＳ部分２８ｂ間に設けられる。
【００２０】
また、ピニング部１６ｄ及びピニング部１６ｅの外側の所定領域には、水平ラメラ配向部３０が形成される。水平ラメラ配向部３０では、ＰＭＭＡ部分２６ｃとＰＳ部分２８ｃとが交互に積層されている。
【００２１】
また、水平ラメラ配向部３０に隣接した領域には、ＰＭＭＡ部分２６ｄ及びＰＳ部分２８ｄで形成された領域が形成される。
【００２２】
上述した図７の構造について、詳しく説明する。
【００２３】
上述した中性化膜１６は、ＰＭＭＡの成分及びＰＳの成分を含んでいる。そのため、中性化膜の水接触角（８０度程度）は、ＰＭＭＡの水接触角（７０度程度）とＰＳの水接触角（９０度程度）の中間である。したがって、ＰＭＭＡ及びＰＳはいずれも、中性化膜に対して親和性を有している。ところが、中性化膜に電子線を照射してＰＭＭＡ親和性となるように中性化膜の表面を改質すると、電子線が照射された中性化膜表面（ピニング部）には、ＰＭＭＡが優先的に付着することになる。
【００２４】
ブロックコポリマーの１単位は、ＰＭＭＡの分子とＰＳの分子とが結合された状態である。そのため、ピニング部にＰＭＭＡが優先的に付着する際に、ＰＭＭＡに結合しているＰＳも付着する。その際、ＰＭＭＡが、ピニング部の端部に付着する。また、ＰＭＭＡにはＰＭＭＡが結合し、ＰＳにはＰＳが結合する。その結果、図９に示すように、ピニング部１６ｄ及びピニング部１６ｅでは、「ＰＭＭＡ−ＰＭＭＡ−ＰＳ−ＰＳ−ＰＭＭＡ−ＰＭＭＡ」という配列が得られる。また、ピニング部１６ｄとピニング部１６ｅとの間の中性化膜１６では、「ＰＳ−ＰＳ−ＰＭＭＡ−ＰＭＭＡ−ＰＳ−ＰＳ」という配列が得られる。
【００２５】
したがって、ＰＭＭＡ及びＰＳの長さとピニング部の幅との関係、及び隣接するピニング部間の間隔を最適化しておけば、図７に示すようなＰＭＭＡ及びＰＳの配列を実現することが可能である。
【００２６】
一方、中性化膜の領域１６ｃ（図３参照）が除去された領域では、下地膜（ＳＯＧ膜１４）が露出している。その結果、中性化膜の領域１６ｃが除去された領域には、ＰＭＭＡ相が最下層になる水平ラメラ配向部３０が形成される。
【００２７】
以上のようにして、図７に示すような構造が得られる。
【００２８】
次に、図８に示すように、酸素（Ｏ2 ）を用いたＲＩＥによってＰＭＭＡ部分２６ａ、２６ｂ、２６ｃ及び２６ｄを除去し、ＰＳ部分２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄを残す。これにより、ハーフピッチが１５ｎｍのラインアンドスペースパターン（Ｌ／Ｓパターン）が得られる。
【００２９】
その後の工程は、図示しないが、ＰＳ部分２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄをマスクとして用いて、ＳＯＧ膜１４及びＳＯＣ膜１２をエッチングする。これにより、ＰＳ部分２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄのパターンが、ＳＯＧ膜１４及びＳＯＣ膜１２に転写される。さらに、ＳＯＧ膜１４及びＳＯＣ膜１２のパターンをマスクとして用いて披加工膜１０をエッチングすることで、ラインアンドスペースパターン（Ｌ／Ｓパターン）が得られる。
【００３０】
以上のように、本実施形態によれば、中性化膜１６に電子線等のエネルギー線を照射して、ＰＭＭＡに対して親和性を有するピニング部１６ｄ及び１６ｅを形成しておく。そして、ＰＭＭＡ（第１のポリマー）及びＰＳ（第２のポリマー）含むブロックコポリマー膜２４に対して所定の処理（熱処理）を施すことにより、ピニング部１６ｄ及び１６ｅに優先的にＰＭＭＡを付着させることができる。その結果、ピニング部１６ｄ及び１６ｅの幅、及びピニング部１６ｄとピニング部１６ｅとの間隔を最適化しておくことにより、ＰＭＭＡ部分とＰＳ部分とが交互に配置されたパターンを形成することができる。したがって、このようなパターンを形成した後、ＰＭＭＡ部分を選択的に除去してＰＳ部分を残すことで、少ない工程で微細なパターン（ラインアンドスペースパターン）を形成することが可能である。
【００３１】
また、中性化膜１６の膜厚を薄くしておくことにより、水平ラメラ配向部が形成される領域の中性化膜を除去することが可能であり、効率的に水平ラメラ配向部を形成することが可能である。この水平ラメラ配向部を形成しておくことで、ラインアンドスペースパターン以外のパターン（例えば周辺回路パターン）を水平ラメラ配向部に形成することが可能である。
【００３２】
なお、上述した実施形態では、ピニング部１６ｄ及び１６ｅを電子線照射によってＰＭＭＡ親和性にしているが、ＰＳ親和性に改質してもよい。また、ピニング部１６ｄとピニング部１６ｅとの間の中性化膜１６を電子線照射によってＰＳ親和性やＰＭＭＡ親和性に改質してピニング部としてもよい。
【００３３】
また、上述した実施形態では、図８の工程において、ＰＭＭＡ部分２６ａ、２６ｂ、２６ｃ及び２６ｄを除去して、ＰＳ部分２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄを残すようにしたが、ＰＳ部分２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄを除去して、ＰＭＭＡ部分２６ａ、２６ｂ、２６ｃ及び２６ｄを残すようにしてもよい。
【００３４】
また、上述した実施形態では、図３の工程において、中性化膜１６を薄くして領域１６ａ、１６ｂ及び１６ｃを形成しているが、水平ラメラ配向部３０を形成する必要がなければ、中性化膜１６を薄くしなくてもよい。このような場合でも、図４の工程で示したように、電子線２２を照射することでピニング部を形成することができ、上述した実施形態と同様のラインアンドスペースパターンを形成することが可能である。
【００３５】
（実施形態２）
図１０〜図１７は、本実施形態に係るパターン形成方法を模式的に示した断面図である。なお、基本的な方法は、上述した第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態で説明した事項の説明は省略する。本実施形態の方法は、半導体装置におけるホールパターンを形成する際に適用可能である。
【００３６】
まず、図１０に示すように、第１の実施形態と同様にして、半導体基板（図示せず）上に、被加工膜１０、スピンオンカーボン膜（ＳＯＣ膜）１２、スピンオングラス膜（ＳＯＧ膜）１４を形成する。さらに、ＳＯＧ膜１４上に、ＰＭＭＡ及びＰＳに対して親和性を有する中性化膜１６を形成する。
【００３７】
次に、図１１に示すように、第１の実施形態と同様にして、中性化膜１６上にレジストパターン１８を形成する。このレジストパターン１８は、ホールパターンを含んでいる。
【００３８】
次に、図１２に示すように、第１の実施形態と同様にして、レジストパターン１８をマスクとして用いて中性化膜１６をエッチングし、中性化膜１６の膜厚を薄くする。その結果、中性化膜１６の膜厚の薄い領域１６ｇ（第１の領域）及び１６ｈ（第２の領域）が形成される。
【００３９】
次に、図１３に示すように、第１の実施形態と同様にして、レジストパターン１８をマスクとして用いて、中性化膜の領域１６ｇ及び１６ｈにエネルギー線２２を照射する。この電子線照射により、領域１６ｇ及び１６ｈには、ＰＭＭＡに対して親和性を有するピニング部１６ｉ（第１のピニング部）及びピニング部１６ｊ（第２のピニング部）が形成される。
【００４０】
次に、図１４に示すように、第１の実施形態と同様にして、レジストパターン１８を除去する。図１８は、図１４に対応した平面図である。図１８のＡ−Ａ線に沿った断面が図１４に対応する。図１４及び図１８に示すように、ピニング部１６ｉ及び１６ｊは、中性化膜１６によって囲まれている。
【００４１】
次に、図１５に示すように、第１の実施形態と同様にして、ピニング部１６ｉ及び１６ｊを含む中性化膜１６上に、ＰＭＭＡ（第１のポリマー）及びＰＳ（第２のポリマー）を含んだブロックコポリマー膜２４を形成する。
【００４２】
次に、図１６に示すように、第１の実施形態と同様にして、ブロックコポリマー膜２４対して所定の処理（熱処理）を施す。これにより、ブロックコポリマー膜２４に対してミクロ相分離が行われる。
【００４３】
具体的には、ピニング部１６ｉ上、ピニング部１６ｊ上、及びピニング部１６ｉとピニング部１６ｊとの間の部分であってピニング部１６ｉ及びピニング部１６ｊから離間した部分上に、ＰＭＭＡで形成されたパターンが形成される。すなわち、ピニング部１６ｉ及び１６ｊ上にＰＭＭＡ部分２６ｆが形成され、２つのＰＭＭＡ部分２６ｆの中間にＰＭＭＡ部分２６ｇが形成される。また、ＰＭＭＡ部分２６ｆ及び２６ｇの周囲には、ＰＳ部分２８ｆが形成される。
【００４４】
すでに述べたように、電子線が照射された中性化膜表面（ピニング部）に対して、ＰＭＭＡは親和性を有するが、ＰＳは親和性を有さない或いは親和性が低い。そのため、ピニング部には、ＰＭＭＡが優先的に付着する。したがって、ピニング部１６ｉ及び１６ｊの大きさ（直径）を最適化しておけば、図１９（図１６に対応した平面図）に示すように、ピニング部１６ｉ及び１６ｊ上には、ＰＭＭＡのみが付着して、ＰＭＭＡ部分２６ｆが形成される。また、ブロックコポリマーの１単位は、ＰＭＭＡの分子とＰＳの分子とが結合された状態である。そのため、ピニング部１６ｉ及び１６ｊ上にＰＭＭＡが優先的に付着する際に、ＰＭＭＡに結合しているＰＳは、ピニング部１６ｉの周囲及びピニング部１６ｊの周囲の中性化膜１６の表面に付着する。
【００４５】
また、ピニング部１６ｉとピニング部１６ｊとの間隔を最適化しておくことにより、ピニング部１６ｉとピニング部１６ｊとの間の部分上にＰＭＭＡ部分２６ｇを形成することができる。具体的には、互いに近接する４つのピニング部の中央の部分上にＰＭＭＡ部分２６ｇが形成される。
【００４６】
以上のようにして、図１６に示すような構造が得られる。
【００４７】
次に、図１７に示すように、第１の実施形態と同様にして、ＰＭＭＡ部分２６ｆ及び２６ｇを除去し、ＰＳ部分２８ｆを残す。これにより、図１１の工程で形成されたホールパターンのピッチの半分のピッチを有するホールパターンが得られる。
【００４８】
その後の工程は、図示しないが、ＰＳ部分２８ｆをマスクとして用いて、ＳＯＧ膜１４及びＳＯＣ膜１２をエッチングする。これにより、ＰＳ部分２８ｆのパターンが、ＳＯＧ膜１４及びＳＯＣ膜１２に転写される。さらに、ＳＯＧ膜１４及びＳＯＣ膜１２のパターンをマスクとして用いて披加工膜１０をエッチングすることで、ホールパターンが得られる。
【００４９】
以上のように、本実施形態によれば、中性化膜１６に電子線等のエネルギー線を照射して、ＰＭＭＡに対して親和性を有するピニング部１６ｉ及び１６ｊを形成しておく。そして、ＰＭＭＡ（第１のポリマー）及びＰＳ（第２のポリマー）含むブロックコポリマー膜２４に対して所定の処理（熱処理）を施すことにより、ピニング部１６ｉ及び１６ｊに優先的にＰＭＭＡを付着させることができる。また、ピニング部１６ｉ及び１６ｊの大きさ（直径）、及びピニング部１６ｉとピニング部１６ｊとの間隔を最適化しておくことにより、ピニング部１６ｉ上、ピニング部１６ｊ上、及びピニング部１６ｉとピニング部１６ｊとの間の部分上にＰＭＭＡ部分を形成することができる。したがって、このようなパターンを形成した後、ＰＭＭＡ部分を選択的に除去してＰＳ部分を残すことで、少ない工程で微細なパターン（ホールパターン）を形成することが可能でとなる。
【００５０】
なお、上述した実施形態では、水平ラメラ配向部については特に言及しなかったが、第１の実施形態と同様に水平ラメラ配向部を形成してもよい。また、水平ラメラ配向部を形成する必要がなければ、図１２の中性化膜１６を薄くする工程を行わなくてもよい。このような場合でも、図１３の工程で示したように、電子線２２を照射することでピニング部を形成することができ、上述した実施形態と同様のホールパターンを形成することが可能である。
【００５１】
また、上述した第１及び第２の実施形態では、エネルギー線として電子ビームを用いたが、ＤＵＶ光のような光をエネルギー線として用いることも可能である。
【００５２】
また、上述した第１及び第２の実施形態では、ＡｒＦエキシマレーザを用いた液浸露光によってレジストパターン１８を形成しているが、他のリソグラフィ方法を用いてもよい。例えば、ＥＵＶ光を用いたリソグラフィや、ナノインプリントリソグラフィを用いてレジストパターン１８を形成してもよい。
【００５３】
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】
【００５４】
１０…被加工膜      １２…ＳＯＣ膜
１４…ＳＯＧ膜      １６…中性化膜
１６ｄ、１６ｅ、１６ｉ、１６ｊ…ピニング部
１８…レジストパターン      ２０…カバーマスク
２２…エネルギー線      ２４…ブロックコポリマー膜
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｆ、２６ｇ…ＰＭＭＡ部分
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｆ…ＰＳ部分
３０…水平ラメラ配向部
【図１】
2015177009.tif 000003
【図２】
2015177009.tif 000004
【図３】
2015177009.tif 000005
【図４】
2015177009.tif 000006
【図５】
2015177009.tif 000007
【図６】
2015177009.tif 000008
【図７】
2015177009.tif 000009
【図８】
2015177009.tif 000010
【図９】
2015177009.tif 000011
【図１０】
2015177009.tif 000012
【図１１】
2015177009.tif 000013
【図１２】
2015177009.tif 000014
【図１３】
2015177009.tif 000015
【図１４】
2015177009.tif 000016
【図１５】
2015177009.tif 000017
【図１６】
2015177009.tif 000018
【図１７】
2015177009.tif 000019
【図１８】
2015177009.tif 000020
【図１９】
2015177009.tif 000021