(57)【要約】【課題】簡便な工程で微細なパターンを形成することができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る半導体装置の製造方法は、上面に凹部が形成されたガイドパターンを形成する工程と、前記凹部の幅をモニタする工程と、前記モニタする工程におけるモニタ結果に応じて、前記凹部の内部に誘導自己組織化材料を塗布する工程と、前記凹部の内部に塗布された前記誘導組織化材料を自己組織化させる工程と、を備える。【選択図】図１
2013179218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に凹部が形成されたガイドパターンをナノインプリント法により形成する工程と、
前記凹部の幅をモニタし、前記凹部の幅が所定の幅となるように前記凹部を修正する工程と、
修正された前記凹部の内部に誘導自己組織化材料を塗布する工程と、
前記凹部の内部に塗布された前記誘導自己組織化材料を自己組織化させる工程と、
を備え、
前記修正する工程は、
シュリンク又はスリミングにより前記凹部の幅を変化させる工程と、
前記変化させた後の凹部の幅と、所定の幅と、を比較する工程と、
を有し、
前記凹部の幅が前記所定の幅となるまで、前記変化させる工程及び前記比較する工程を繰り返す半導体装置の製造方法。
【請求項２】
上面に凹部が形成されたガイドパターンを形成する工程と、
前記凹部の幅をモニタする工程と、
前記モニタする工程におけるモニタ結果に応じて、前記凹部の内部に誘導自己組織化材料を塗布する工程と、
前記凹部の内部に塗布された前記誘導自己組織化材料を自己組織化させる工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記モニタ結果に応じて、所定の幅となるように前記凹部の幅を変化させる工程をさらに備え、
前記幅を変化させた前記凹部の内部に前記誘導自己組織化材料を塗布する請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記変化させる工程は、シュリンク又はスリミングにより前記凹部の幅を変化させる請求項３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記ガイドパターンを形成する工程は、ナノインプリント法により前記ガイドパターンを形成する請求項２〜４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の微細化に伴い、リソグラフィー技術における解像限界以下のサイズのパターンを形成する必要が生じている。解像限界以下のサイズのパターンを形成する方法として、ダブルパターニング法がある。ダブルパターニング法のうち、例えば、パターンの側面上に形成した側壁を用いてパターニングする側壁法によれば、リソグラフィー技術における解像限界の１／２のピッチでパターンを形成することができる。更に、得られたパターンの側面上に形成した側壁を用いた同様のパターニングをｎ回繰り返せば、リソグラフィー技術における解像限界の１／２ｎのピッチでのパターン形成も可能であるが、形成したいパターンがより微細であるほど工程数が増加するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０７８９７８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、簡便な工程で微細なパターンを形成することができる半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る半導体装置の製造方法は、上面に凹部が形成されたガイドパターンを形成する工程と、前記凹部の幅をモニタする工程と、前記モニタする工程におけるモニタ結果に応じて、前記凹部の内部に誘導自己組織化材料を塗布する工程と、前記凹部の内部に塗布された前記誘導自己組織化材料を自己組織化させる工程と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示するフローチャート図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図３】（ａ）は、実施形態に係る半導体装置の製造方法において、誘導自己組織化材料の分子鎖を例示する図であり、（ｂ）は、実施形態に係る半導体装置の製造方法において、誘導自己組織化材料の自己組織化を例示する図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図であり、（ａ）は工程断面図であり、（ｂ）は工程平面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図７】実施形態に係る半導体装置の製造方法において、シュリンク剤とガイドパターンとの反応を例示する図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図９】実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図であり、（ａ）及び（ｂ）は、工程断面図であり、（ｃ）は、工程平面図である。
【図１０】比較例に係る半導体装置の製造方法を例示する図であり、（ａ）は、工程断面図であり、（ｂ）は、工程平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（実施形態）
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示するフローチャート図である。
図２（ａ）及び（ｂ）は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程断面図である。
図３（ａ）は、実施形態に係る半導体装置の製造方法において、誘導自己組織化材料の分子鎖を例示する図であり、（ｂ）は、実施形態に係る半導体装置の製造方法において、誘導自己組織化材料の自己組織化を例示する図である。
図４（ａ）及び（ｂ）は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図であり、（ａ）は工程断面図であり、（ｂ）は工程平面図である。
図５（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【０００８】
先ず、図１のステップＳ１０１及び図２（ａ）に示すように、ガイドパターン１１を形成する。ガイドパターン１１は、以下の方法で形成する。
先ず、下地１２を用意する。下地１２は、シリコン基板１２ａ上に加工膜１２ｂが形成され、その上に被加工膜１２ｃが形成されたものである。加工膜１２ｂは、後の工程において加工される膜であり、例えば、半導体膜、絶縁膜及び導電膜のうち少なくともいずれかの膜を含む膜とし、例えば、シリコン酸化膜とする。被加工膜１２ｃは、ハードマスクとなる膜であり、例えば、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ膜）、アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ膜）、アモルファスカーボン膜（ａ−Ｃ膜）、シランベース膜（ＤＡＲＣ膜）、ＳＯＣ膜（spin on carbon：スピン・オン・カーボン膜）、ＳＯＧ膜（spin on glass：スピン・オン・ガラス膜）及び有機膜からなる群より選択された少なくとも１つの膜を含むものとする。そして、下地１２上に、密着層１０を形成する。密着層１０は、下地１２とその上に形成するガイドパターン１１とを密着させるものであり、例えば、絶縁膜である。
【０００９】
次に、密着層１０上に、有機系材料、例えば、紫外線硬化型のレジストを塗布する。その後、ナノインプリント法により、レジストをガイドパターン１１に成形する。ナノインプリント法によるガイドパターン１１の形成は、以下の方法によって行う。先ず、石英からなり、上面に所定の凹凸パターンが形成されたナノインプリント用のテンプレートを用意する。次に、このテンプレートの上面を密着層１０上に塗布された液体状のレジストに接触させる。そうすると、毛細管現象により、レジストがテンプレートの上面に形成された凹部に入り込む。この状態で、テンプレート側から紫外線を照射する。これにより、この紫外線がテンプレートを透過してレジストに照射される。その結果、レジストが全面露光され、硬化する。このようにして、テンプレートの上面の凹凸パターンが転写されたガイドパターン１１が形成される。このとき、ガイドパターン１１中には、酸、例えば、カルボン酸が発生する。その後、ガイドパターン１１からテンプレートを剥離する。これにより、ガイドパターン１１の上面１１ａに凹部１３が形成される。凹部１３間の部分は、凸部１４となる。
【００１０】
次に、図１のステップＳ１０２に示すように、ガイドパターン１１の寸法、例えば、凹部１３の幅１３ａ及び凸部１４の幅１４ａをモニタ、例えば、測定する。
次に、図１のステップＳ１０３に示すように、ガイドパターン１１における凹部１３の幅１３ａが、所定の幅であるか否か判定する。例えば、幅１３ａの測定値を、所定の幅と比較する。「所定の幅」とは、誘導自己組織化材料（ＤＳＡ：Directed Self Assembly）を用いて自己組織化のプロセスを行った時に、形成される相が幅方向に沿って所望の数だけ層状に積層されるような幅をいい、具体的には、誘導自己組織化材料を用いて自己組織化のプロセスを行ったときに形成される２つの相の合計の厚さの偶数倍の値、及びこの値から許容範囲内にある値である。以下、誘導自己組織化材料について説明する。
【００１１】
図３（ａ）に示すように、誘導自己組織化材料は、複数種のポリマーブロック鎖、例えば、ポリマーブロック鎖Ａ５１ａ及びポリマーブロック鎖Ｂ５１ｂが結合した分子鎖５１ｃを含み、上述の「２つの相の合計の厚さ」とは、図３（ｂ）に示されるように自己組織化のプロセスを行った場合に得られる、ポリマーブロック鎖Ａ５１ａを含む相１５ａの１層の厚さ及びポリマーブロック鎖Ｂ５１ｂを含む相１５ｂの１層の厚さの合計値をいう。この「２つの相の合計の厚さ」は、例えば、所望のパターン寸法が得られるように用いられる自己組織化材料や自己組織化のプロセス条件を決定する際に予め取得しておけばよく、幅１３ａの目標値は、その偶数倍の値とする。幅１３ａの測定値が目標値の例えば０．９〜１．１倍の範囲にある場合は、幅１３ａは目標値に対して許容範囲内にあり、所定の幅であるものとする。誘導自己組織化材料の「２つの相の合計の厚さ」は、例えば、５〜３０ｎｍである。この場合には、偶数としては、２、４、６、８及び１０があげられる。凹部１３の幅１３ａの目標値は、例えば、６０ｎｍとする。また、凸部１４の幅１４ａの目標値は、例えば、８０ｎｍとする。幅１３ａが、所定の幅である場合は、図１のステップＳ１０４に進む。
【００１２】
図１のステップＳ１０４及び図２（ｂ）に示すように、凹部１３の幅１３ａが、所定の幅であるというモニタ結果に応じて、ガイドパターン１１における凹部１３の内部に、適切な溶媒中に適切な濃度で溶解させた誘導自己組織化材料１５を塗布する。
【００１３】
ここで図３（ａ）に示したように、誘導自己組織化材料１５は、ポリマーブロック鎖Ａ５１ａ及びポリマーブロック鎖Ｂ５１ｂが結合した分子鎖５１ｃを含んでおり、ポリマーブロック鎖Ａ５１ａ及びポリマーブロック鎖Ｂ５１ｂは、相反する２つの性質、例えば、親水性及び疎水性を示す。各分子鎖５１ｃにおいては、ポリマーブロック鎖Ａ５１ａの一端とポリマーブロック鎖Ｂ５１ｂの一端とが相互に結合されている。ポリマーブロック鎖Ａ５１ａ同士及びポリマーブロック鎖Ｂ５１ｂ同士は結合しやすいのに対して、ポリマーブロック鎖Ａ５１ａとポリマーブロック鎖Ｂ５１ｂとは結合しにくい。
【００１４】
そして、図２（ａ）及び（ｂ）に示すガイドパターン１１の凹部１３の内面を、誘導自己組織化材料１５のポリマーブロック鎖Ａ、Ｂのどちらか一方、例えば、ポリマーブロック鎖Ａと結合しやすい状態としておく。これは、例えば、ガイドパターン１１の材料（レジスト材料）と誘導自己組織化材料１５の組み合わせを選択することにより、制御することができる。例えば、ポリマーブロック鎖Ａが親水性であり、ポリマーブロック鎖Ｂが疎水性である場合に、ガイドパターン１１の材料を親水性とする。例えば、ガイドパターン１１の材料にポリマーブロック鎖Ａを含有させることにより、ガイドパターン１１を親水性とする。なお、ガイドパターン１１の凹部１３の内側面が、誘導自己組織化材料１５のポリマーブロック鎖Ａ、Ｂのどちらか一方と結合しやすい状態であれば、ガイドパターン１１の凹部１３の内底面を、誘導自己組織化材料１５のポリマーブロック鎖Ａ、Ｂのいずれに対しても同等に結合しやすい状態とすることもできる。例えば、水に対する親和性がポリマーブロック鎖Ａ、Ｂの中間程度である密着層１０を形成しておき、凹部１３の底面が密着層１０に達するようにガイドパターン１１を形成してもよい。
【００１５】
次に、図１のステップＳ１０５に示すように、誘導自己組織化材料１５を熱処理する。
これにより、図３（ｂ）に示すように、同じ種類のポリマーブロック鎖同士が凝集し同じ種類のポリマーブロック鎖からなる相１５ａ、１５ｂがそれぞれ形成される。このとき、ポリマーブロック鎖Ａ５１ａを含む相１５ａは、凹部１３の側面に接するように形成される。相１５ａの厚さは、例えば、２．５〜１５ｎｍである。一方、ポリマーブロック鎖Ｂ５１ｂを含む相１５ｂは、凹部１３の側面から離隔し、相１５ａの間に形成される。このように、相１５ａ及び相１５ｂが、凹部１３の内部において、幅１３ａの方向に沿って配列される。
【００１６】
このようにして、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、凹部１３の幅１３ａの方向に、相１５ａ及び相１５ｂが配列される。凹部１３の両側面に接する部分にそれぞれ１つの相１５ａが形成され、その間には２つの相１５ａからなるブロック及び２つの相１５ｂからなるブロックが交互に形成される。このため、幅１３ａは、相１５ａ及び相１５ｂの合計の幅の偶数倍、例えば４倍である。このようにして、誘導自己組織化材料１５を凹部１３内において自己組織化させる。
【００１７】
次に、図１のステップ１０６及び図５（ａ）に示すように、相１５ａ及び相１５ｂのいずれか一方、例えば、相１５ａを選択的に除去する。これにより、相１５ｂがライン状のパターンで残留する。相１５ｂの間には、スペースが形成される。
次に、図５（ｂ）に示すように、相１５ｂをマスクとしてエッチングを施すことにより、密着層１０及び被加工膜１２ｃを選択的に除去する。これにより、密着層１０及び被加工膜１２ｃがパターニングされる。
【００１８】
次に、図５（ｃ）に示すように、パターニングされた被加工膜１２ｃ、すなわち、ハードマスクをマスクとしてエッチングを施し、加工膜１２ｂ、例えば、シリコン酸化膜を選択的に除去する。これにより、加工膜１２ｂがパターニングされる。
このようにして、シリコン基板１２ａ上に、加工膜１２ｂからなるラインアンドスペースパターンが形成される。
【００１９】
一方、ステップＳ１０３の判定において、ガイドパターン１１における凹部１３の幅が、所定の幅になっていない場合には、図１のステップＳ１０７に進み、ガイドパターン１１の寸法の制御を行う。すなわち、ガイドパターン１１における凹部１３の幅１３ａが所定の幅になっていないというモニタ結果に応じて、ガイドパターン１１の凹部１３の幅１３ａを変化させることにより、凹部１３の幅１３ａが所定の幅となるように凹部１３を修正する。
【００２０】
図６（ａ）及び（ｂ）は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程断面図である。
例えば、図６（ａ）に示すように、凹部１３の幅１３ａが所定の幅よりも大きい場合には、シュリンクにより、凹部１３の幅１３ａを小さくする。具体的には、ガイドパターン１１における凸部１４の幅１４ａを大きくすることにより、凹部１３の幅１３ａを小さくする。
【００２１】
すなわち、図６（ｂ）に示すように、ガイドパターン１１における凸部１４の幅１４ａを大きくし、凹部１３の幅１３ａを小さくするために、凹部１３の側面１３ｂ及び底面１３ｃを覆うように、ガイドパターン１１上に、シュリンク剤を塗布する。シュリンク剤には、ガイドパターン１１に含まれているポリマーと同種のポリマー、例えば、ポリマーブロック鎖Ａが含まれている。その後、シュリンク剤とガイドパターン１１とを反応させる（図７参照）。これにより、ガイドパターン１１の表面上にシュリンク剤に起因する固体のシュリンク層１７ａが形成される。この結果、凸部１４の幅１４ａが大きくなり、凹部１３の幅１３ａが小さくなる。そして、未反応のシュリンク剤を除去する。このようにして、凹部１３の側面とポリマーブロック鎖Ａとの親和性を維持しつつ、ガイドパターン１１における幅１３ａを小さくする。
【００２２】
シュリンク剤を塗布することによって、凸部１４の幅１４ａが大きくなる理由は、以下のように推定できる。
図７は、実施形態に係る半導体装置の製造方法において、シュリンク剤とガイドパターンとの反応を例示する図である。
図７に示すように、シュリンク剤１７には、ポリマー２０、サーマルアシストジェネレーター２１及び架橋剤２２が含まれている。一方、ガイドパターン１１を構成するレジストには、ポリマー２０及び架橋剤２２が含まれている。上述の如く、ポリマー２０は、例えば、ポリマーブロック鎖Ａと同種のポリマーである。
【００２３】
ガイドパターン１１にシュリンク剤１７を塗布して、熱処理を施すことにより、シュリンク剤１７に含まれる架橋剤２２がガイドパターン１１の表層部内に浸透する。これによって、ガイドパターン１１が膨張し、凸部１４の幅１４ａが増加する。熱処理の温度を高くするほど、ガイドパターン１１内に浸透する架橋剤２２の量が多くなり、幅１４ａの増加量が大きくなる。
【００２４】
また、サーマルアシストジェネレーター２１によってカルボン酸が生成される。そして、ガイドパターン１１の表層部において、このカルボン酸と、ガイドパターン１１に含まれていたカルボン酸が、浸透してきた架橋剤２２と反応し架橋する。また、シュリンク剤１７に含まれるポリマー２０も、カルボン酸とイオン結合する。これによっても、ガイドパターン１１が膨張し、幅１４ａが大きくなる。
更に、ガイドパターン１１とシュリンク剤１７との界面領域１６においては、ポリマー２０と架橋剤２２とが反応するが、水に対する溶解性は、ガイドパターン１１から離れるにつれて高くなる。
【００２５】
そして、ガイドパターン１１を水洗することにより、界面領域１６におけるガイドパターン１１から遠い部分において、ポリマー２０及び架橋剤２２が水に溶解して除去される。また、反応に寄与しないシュリンク剤１７も、水に溶解して除去される。一方、界面領域１６におけるガイドパターン１１に近い部分においては、ガイドパターン１１と反応したシュリンク剤１７が固体化し、シュリンク層１７ａが形成される。この結果、凸部１４の幅１４ａが大きくなり、凹部１３の幅１３ａが小さくなる。このように、露光されたレジストに対しては、熱処理の温度を一定にすれば、一定の厚さのシュリンク層１７ａを形成することができる。なお、上述の反応は露光されたレジストとシュリンク剤１７との反応である。未露光のレジストとシュリンク剤１７との反応は、上述のものとは異なり、従って、形成されるシュリンク層１７ａの厚さ及び組成も異なる。
【００２６】
図８（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程断面図である。
一方、図８（ａ）に示すように、凹部１３の幅１３ａが所定の幅よりも小さい場合には、ステップＳ１０７において、スリミングによりガイドパターン１１における凸部１４の幅１４ａを小さくし、凹部１３の幅１３ａを大きくする。これにより、ガイドパターン１１の凹部１３の幅１３ａが所定の幅になっていないというモニタ結果に応じて、凹部１３の幅１３ａが所定の幅となるように凹部１３を修正する。
【００２７】
図８（ｂ）に示すように、ガイドパターン１１における凸部１４の幅１４ａを小さくするために、ガイドパターン１１に対してスリミングを行い、ガイドパターン１１の上面１１ａ、凹部１３の側面１３ｂ及び底面１３ｃをある一定の厚さで除去する。スリミングとして、例えば、イオンビーム１９の照射を行う。イオンビーム１９をガイドパターン１１の上面１１ａ、凹部１３の側面１３ｂ及び底面１３ｃに対して照射し、照射された表層の部分の組織又は組成を変化させる。その後、変化した表層の部分を、例えば、エッチングにより除去する。これにより、凹部１３の幅１３ａが大きくなる。
【００２８】
次に、図１のステップＳ１０２に戻り、凹部１３の幅１３ａをモニタ、例えば測定する。次に、ステップＳ１０３に進み、凹部１３の幅１３ａが、所定の幅になっているか否かを判定する。そして、幅１３ａが所定の幅になっていない場合には、図１のステップＳ１０７に進む。
【００２９】
例えば、凹部１３の幅１３ａが所定の幅よりもまだ小さい場合には、図８（ｃ）に示すように、ガイドパターン１１の上面１１ａ、凹部１３の側面１３ｂ及び底面１３ｃに対して、再び、イオンビーム１９を照射し、照射された表層の部分の組織又は組成を変化させる。その後、変化した表層の部分を、例えば、エッチングにより除去する。その後、ステップＳ１０２に戻る。
【００３０】
次に、図１のステップＳ１０２に示すように、ガイドパターン１１の寸法を測定する。
そして、ステップＳ１０３に示すように、ガイドパターン１１の凹部１３の幅１３ａが、所定の幅であるか否かを判定する。所定の幅でない場合は、ステップＳ１０７に進む。このように、凹部１３の幅１３ａが所定の幅になるまで、図１のステップＳ１０７、Ｓ１０２、Ｓ１０３を繰り返す。
【００３１】
そして、ガイドパターン１１における凹部１３の幅が、所定の幅に達した場合は、図１のステップＳ１０４に進み、上述の誘導自己組織化材料の塗布（ステップＳ１０４）、熱処理（ステップＳ１０５）及びパターン形成（ステップＳ１０６）を実施する。
【００３２】
図９は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図であり、（ａ）及び（ｂ）は、工程断面図であり、（ｃ）は、工程平面図である。
上述の如く、シュリンク又はスリミングにより、凹部１３の幅１３ａを修正した結果、幅１３ａが所定の幅に達した場合は、凹部１３の内部に、誘導自己組織化材料１５のパターンを形成する。図９は、シュリンク剤によるシュリンクを行い、幅１３ａが所定の幅に達した場合のパターン形成を示す。
図１のステップＳ１０４及び図９（ａ）に示すように、ガイドパターン１１の凹部１３の内部に、誘導自己組織化材料１５を塗布する。
その後、図１のステップＳ１０５に示すように、誘導自己組織化材料１５を熱処理する。
これにより、図９（ｂ）及び（ｃ）に示すように、凹部１３の幅１３ａ方向に、ポリマーブロック鎖Ａの相１５ａとポリマーブロック鎖Ｂの相１５ｂとが配列される。このようにして、誘導自己組織化材料１５を凹部１３内に自己組織化させる。
次に、上述したように、図１のステップＳ１０６及び図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、誘導自己組織化材料１５の相１５ａ及び相１５ｂのうちの一方、例えば、相１５ａを除去し、他方、例えば、相１５ｂを残留させることにより、シリコン基板１２ａ上にラインアンドスペースパターンを形成する。このとき、シュリンク層１７ａは相１５ａを除去する際には除去されずに残留する。
【００３３】
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態によれば、誘導自己組織化材料１５の相１５ａ及び相１５ｂのうち、いずれかの相を選択的に除去して、ラインアンドスペースのパターンを形成することができる。このように、誘導自己組織化材料を用いることにより、リソグラフィーの解像限界未満のサイズのパターンを形成できるようになり、微細な半導体装置を製造できる。
また、工程単価が高い解像限界付近でのリソグラフィー工程を実施せずに、微細なラインアンドスペースのパターンを形成できるため、微細な半導体装置を低コストで製造することができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、ガイドパターン１１の凹部１３の幅１３ａが、所定の幅、すなわち、誘導自己組織化材料１５を用いて自己組織化のプロセスを行った場合に形成される２相の厚さの偶数倍の値又はその許容範囲内の値よりも大きい場合には、シュリンクによって、凹部１３の幅１３ａを小さくすることができる。一方、幅１３ａが所定の幅より小さい場合には、スリミングによって、凹部１３の幅１３ａを大きくすることができる。仮に、このようなシュリンク又はスリミングによって幅１３ａの調整を行わないとすると、幅１３ａが所定の幅からずれている場合には、ガイドパターン１１を下地１２から剥離し、ガイドパターン１１を形成し直す必要があるが、本実施形態においては、その必要がない。これにより、生産コストを低減することができる。
【００３５】
更に、本実施形態によれば、ナノインプリント用のテンプレートの寸法誤差に起因するガイドパターン１１の寸法誤差を修正できるため、テンプレートを再作製する必要がない。よって、生産コストを低減することができる。
更にまた、本実施形態によれば、ガイドパターン１１をナノインプリント法で形成する際に、レジストを全面露光している。よって、未露光部が発生せず、シュリンク剤を均一に反応させて、均一な厚さのシュリンク層１７ａを形成することができる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、ナノインプリント法において、レジストを露光により硬化させたがこれに限らない。レジストを熱処理により硬化させてもよい。また、ガイドパターン１１を、ナノインプリント法により形成したが、これに限らず、例えば、エネルギー線によるリソグラフィー法を用いてもよい。また、ガイドパターン１１の凹部１３の幅１３ａをシュリンクする方法として、シュリンク剤を用いたが、これに限らない。加熱処理、例えば、リフロー法を用いて凹部１３の幅１３ａをシュリンクしてもよい。
【００３７】
また、ガイドパターン１１の凸部１４の幅１４ａを小さくし、凹部１３の幅１３ａを大きくするスリミングとしては、イオンビーム１９の他に、有機溶剤(シンナー、アルコール)を含むスリミング剤により処理する化学的方法、オゾン処理による方法、プラズマ処理による方法、ＵＶキュア処理及びＶＵＶキュア処理による方法からなる群より選択された少なくとも一つの方法を用いることができる。
【００３８】
（比較例）
次に、比較例について説明する。
図１０は、比較例に係る半導体装置の製造方法を例示する図であり、（ａ）は、工程断面図であり、（ｂ）は、工程平面図である。
【００３９】
本比較例は、ガイドパターン１１における凹部１３の幅１３ａが、所定の幅になっていない場合に、誘導自己組織化材料１５を用いてパターンを形成しようとするものである。
【００４０】
先ず、ガイドパターン１１の凹部１３の内部に誘導自己組織化材料１５を塗布する。次に、誘導自己組織化材料１５を熱処理する。
図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、凹部１３の内部には、誘導自己組織化材料１５のポリマーブロック不均一相１５ｅが形成される。ポリマーブロック不均一相１５ｅは、前述の実施形態と異なり、凹部１３の幅方向に沿って一列に積層された相とはならない。ポリマーブロック不均一相１５ｅを上方から見ると、相１５ａ及び相１５ｂが不規則に配置される。従って、ラインアンドスペースパターンを形成することができない。
【００４１】
このため、凹部１３の幅１３ａを所定の幅とする必要があるが、この場合に、ガイドパターン１１の凹部１３の幅１３ａを変化させるのではなく、ガイドパターン１１の再作製から始めるのでは、ガイドパターン１１における凹部１３の幅１３ａが所定の幅になるまで、ガイドパターン１１の下地１２からの剥離、再作製、寸法測定を繰り返す必要があり、製造工程が多くなる。よって、生産コストが増加する。
【００４２】
また、ガイドパターン１１をナノインプリント法で形成している場合には、ナノインプリント法で用いるテンプレートも再作製する必要がある。よって、製造工程が多くなり、生産コストが増加する。これに対して、前述の実施形態によれば、簡便な方法により、凹部１３の幅１３ａを所定の幅に合わせることができる。
【００４３】
以上説明した実施形態によれば、工程数の増加を抑えつつ、パターンの微細化を図ることができる半導体装置の製造方法を提供することができる。
【００４４】
以上、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及びその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０：密着層、１１：ガイドパターン、１１ａ：上面、１２：下地、１２ａ：シリコン基板、１２ｂ：加工膜、１２ｃ：被加工膜、１３：凹部、１３ａ：幅、１３ｂ：側面、１３ｃ：底面、１４：凸部、１５：誘導自己組織化材料、１５ａ、１５ｂ：相、１５ｅ：ポリマーブロック不均一相、１６：界面領域、１７：シュリンク剤、１７ａ：シュリンク層、１９：イオンビーム、２０：ポリマー、２１：サーマルアシストジェネレーター、２２：架橋剤、５１ａ：ポリマーブロック鎖Ａ、５１ｂ：ポリマーブロック鎖Ｂ、５１ｃ：分子鎖
【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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