(57)【要約】  ブロック共重合体層を含む層構造を有する基板を溶媒アニーリングする方法（１０）及び装置（１００）が供される。当該方法（１０）は：（ａ）アニーリングガスを処理チャンバへ導入する工程（２０）；（ｂ）第１期間中に前記処理チャンバ内に前記アニーリングガスを維持する工程（３０）；（ｃ）前記処理チャンバから前記アニーリングガスを除去する工程（４０）；及び、（ｄ）循環自己組織化を起こすように前記ブロック共重合体層を誘起するために前記（ａ）乃至（ｃ）の工程を複数回反復する工程（５０）、を有する。当該装置（１００）は：処理空間（１２６）を含む処理チャンバ（１１２）；前記処理空間（１２６）内の基板支持体表面（１３４）；前記処理空間（１２６）と流体をやり取りする溶媒アニーリングガス供給部（１７０）及びパージガス供給部（１７８）；前記処理チャンバ（１１２）内に設けられる加熱素子（２２０）；前記処理チャンバ（１１２）内の排出ポート（１９０）；並びに、アニーリングガス供給バルブ（１７６）、前記加熱素子（２２０）、排出ポートバルブ（１９４）、及びパージガス供給バルブ（１８０）を制御するようにプログラムされたシーケンシング装置（２１６）を有する。
2016513885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロック共重合体層を含む層構造を有する基板のアニーリング方法であって：
（ａ）  処理圧力（Ｐ）を供するのに十分な量のアニーリングガスを、前記層構造を有する基板を含む処理チャンバへ導入する工程であって、前記アニーリングガスは気相溶媒を含み、前記気相溶媒は約１００Ｔｏｒｒ未満又は前記気相溶媒の飽和圧力未満の分圧（Ｐｓｏｌ）で存在する、工程；
（ｂ）第１期間中に前記処理チャンバ内に前記アニーリングガスを維持することで、前記アニーリングガスの少なくとも一部を前記ブロック共重合体層内に吸収することを可能にする工程；
（ｃ）第２期間中に前記処理チャンバから前記アニーリングガスを除去することで、前記処理チャンバ内の雰囲気を供する工程であって、前記雰囲気は、前記ブロック共重合体層からの前記気相溶媒の揮発を促進するように少なくとも約９０％の処理圧力（Ｐ）又は少なくとも約９０％Ｐｓｏｌのいずれかである、工程；及び、
（ｄ）循環自己組織化を起こすように前記ブロック共重合体層を誘起するために前記（ａ）乃至（ｃ）の工程を複数回反復する工程、
を有する方法。
【請求項２】
前記気相溶媒が中性溶媒又は選択的溶媒から選ばれる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記気相溶媒が有機溶媒を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
（ｅ）  約室温乃至約１００℃の範囲内である前記処理チャンバの処理温度を制御する工程、をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記処理チャンバが、吸収に基づく加熱素子、伝熱に基づく加熱素子、又はこれらの結合から選ばれる加熱素子をさらに有し、
前記処理温度を制御する工程が前記加熱素子の動作を変調させる工程を含む、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１期間中に前記処理チャンバ内に前記アニーリングガスを維持する工程が、前記ブロック共重合体層を膨張させる請求項１に記載の方法であって、（ｆ）前記層の膨張を測定して膨張比の測定値を供する工程、をさらに有する、方法。
【請求項７】
前記膨張比の測定値に応じて、前記第１期間の持続時間、前記第２期間の持続時間、前記工程（ａ）乃至（ｃ）が繰り返される回数、又はこれらの結合を調節する工程をさらに有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記アニーリングガスを前記処理チャンバへ導入する工程が、前記アニーリングガスの測定量のパルス化である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記処理チャンバから前記アニーリングガスを除去する工程が、不活性パージガスによって前記処理チャンバを清浄化する工程、前記処理チャンバを排気する工程、又はこれらの結合を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記処理チャンバから前記アニーリングガスを除去する工程が：
第１量の前記アニーリングガスを前記処理チャンバの外部の位置へベントすることで前記処理チャンバから前記アニーリングガスを除去する工程；及び、
ベントしながら前記第１量を置き換えるのに十分な導入量のパージガスを前記処理チャンバへ導入する工程、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１期間の持続時間が約１秒乃至約６０秒の範囲内で、かつ、
前記第２期間の持続時間が約１秒乃至約６０秒の範囲内である、
請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記工程（ａ）乃至（ｃ）が繰り返される回数が、処理温度、前記処理圧力（Ｐ）、前記分圧（Ｐｓｏｌ）、前記第１期間の持続時間、前記第２期間の持続時間、又はこれらの結合によって決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
（ｇ）前記層構造を有する基板を、約５０℃／分よりも速い速度で急冷温度にまで急冷させる工程をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記工程（ａ）乃至（ｄ）を実行する前に非溶媒アニーリング又は伝統的な溶媒アニーリングを実行する工程をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１によって供される自己組織化ブロック共重合体を含む層構造を有する基板。
【請求項１６】
ブロック共重合体層の溶媒支援アニーリングにとって有用な溶媒アニーリング装置であって：
処理空間を含む処理チャンバ；
前記処理空間内に存在して、支持体表面を有し、かつ、前記支持体表面と前記基板との間に処理雰囲気を画定するように前記支持体表面とは離間した状態で前記処理空間内で前記基板を支持するように構成される、基板支持体；
前記処理空間と流体をやり取りして、アニーリングガスを前記処理空間へ供給するように構成されるアニーリングガス供給部；
前記処理雰囲気又は前記基板支持体を介した熱輸送によって前記基板を加熱するように構成される、前記処理チャンバ内に設けられた加熱素子；
隔離バルブと流体をやり取りする前記処理チャンバ内の排出ポート；
前記処理空間と流体をやり取りして、前記処理空間から前記アニーリングガスを追い出すのに有効となるようにパージガスを前記処理空間へ供給するように構成されるパージガス供給部；並びに、
前記アニーリングガス供給部、前記加熱素子、前記排出ポートの隔離バルブ、及び前記パージガス供給部と結合するシーケンシング装置、
を有し、
前記シーケンシング装置は、前記アニーリングガス供給部、前記加熱素子、前記排出ポートの隔離バルブ、及び前記パージガス供給部を制御するようにプログラムされる、
溶媒アニーリング装置。
【請求項１７】
前記処理空間内に設けられて前記支持体表面に対して配置されることで前記基板の前面への直進する光の透過を可能にして、前記基板の前面に堆積される層の膨張を測定するように構成される光学装置、をさらに有する、請求項１５に記載の溶媒アニーリング装置。
【請求項１８】
前記シーケンシング装置が、前記光学装置と電気的に結合し、かつ、前記膜の膨張の測定値に応じて、前記アニーリングガス供給部、前記加熱素子、前記排出ポートの隔離バルブ、及び前記パージガスを制御するようにプログラムされる、
請求項１７に記載の溶媒アニーリング装置。
【請求項１９】
前記処理空間を排気するために前記排出ポートと流体をやり取りするように結合する真空ポンプをさらに有する、請求項１５に記載の溶媒アニーリング装置。
【請求項２０】
前記処理空間と流体をやり取りして、約１秒以内で前記処理空間の温度を５０℃よりも高い温度に減少させるのに有効な程度の熱急冷ガスを前記処理空間へ供給するように構成される、熱急冷ガス供給部、さらに有する、請求項１５に記載の溶媒アニーリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、半導体デバイスの製造方法に関し、より具体的には、誘導自己組織化を利用した半導体デバイスの製造装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導自己組織化（“ＤＳＡ”）プロセスはブロック共重合体を用いてリソグラフィ構造を生成する。ＤＳＡ用には多数の異なる集積方法が存在する。しかしすべての場合において、その方法は、ランダムで無秩序や状態から、後続のリソグラフィにとって有用な構造を有する秩序化状態への再配列に依存する。秩序化状態のモフォロジーは、可変であり、かつ、多数の因子−ブロック共重合体の相対的な分子の重さの比を含む−に依存する。一般的なモフォロジーにはライン−スペース及び円筒形が含まれるが、他の構造が用いられても良い。たとえば他の秩序化状態のモフォロジーには、球状、板状、双連続ジャイロイド、又は、ミクトアーム星形ミクロドメインが含まれる。
【０００３】
大気中又は真空中でのほとんどのブロック共重合体（たとえばＰＳ−ｂ−ＰＶＰ等）の従来型熱アニーリングは一般的に、一のブロックを選択的に大気の界面で濡らす。そのため従来の熱アニーリングでは、ナノリソグラフィにとって望ましい垂直配向ミクロドメインを生成することが難しくなる。しかも多くの高いχを有するブロック共重合体は、熱アニーリングを現実的でなくしてしまうブロック共重合体の熱劣化温度よりも十分高い秩序−無秩序温度を有する。ゾーンアニーリングと呼ばれる熱アニーリングの変化型は、迅速な（たとえば数分のオーダー）自己組織化を供し得るが、一般的には、大気の界面を同様に濡らすポリマーを有する少数のブロック共重合体（たとえばＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ、ＰＳ−ｂ−ＰＬＡ）にとってしか有効ではない。従来型溶媒アニーリングプロセスは、一のブロックの選択的な濡れを緩和することが示されたので、基板に対して自己組織化ドメインを垂直に配向させようとする。しかし従来の溶媒気相アニーリングは一般的に、非常に遅いプロセス−典型的には数日のオーダー−で、かつ、相対的に大きな溶媒容積を必要とすると考えられる。典型的な溶媒アニーリングは、少なくとも１２時間（通常は１２時間よりも長い）２５℃で飽和溶媒雰囲気にブロック共重合体を曝露することによって実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７５７９２７８号明細書
【特許文献２】米国特許第７７２３００９号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１２／００４６４１５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従ってブロック共重合体の溶媒気相アニーリングを実行するための新たな装置及び新たな方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、誘導自己組織化用途の従来型溶媒アニーリングプロセスの上記問題並びに他の問題、不利益、及び課題を克服する。本発明はある実施例に関連づけて説明されるが、本発明はこれらの実施例に限定されないことに留意して欲しい。対照的に、本発明は、本発明の技術的範囲内に含まれ得る全ての代替型、修正型、及び均等型を含む。
【０００７】
本発明の実施例によると、ブロック共重合体層を含む層構造を有する基板のアニーリング方法が供される。当該方法は：（ａ）処理圧力（Ｐ）を供するのに十分な量のアニーリングガスを、前記層構造を有する基板を含む処理チャンバへ導入する工程であって、前記アニーリングガスは気相溶媒を含み、前記気相溶媒は約１００Ｔｏｒｒ未満又は前記気相溶媒の飽和圧力未満の分圧（Ｐｓｏｌ）で存在する、工程；（ｂ）第１期間中に前記処理チャンバ内に前記アニーリングガスを維持することで、前記アニーリングガスの少なくとも一部を前記ブロック共重合体層内に吸収することを可能にする工程；（ｃ）第２期間中に前記処理チャンバから前記アニーリングガスを除去することで、前記処理チャンバ内の雰囲気を供する工程であって、前記雰囲気は、前記ブロック共重合体層からの前記気相溶媒の揮発を促進するように少なくとも約９０％Ｐ又は少なくとも約９０％Ｐｓｏｌのいずれかである、工程；及び、（ｄ）循環自己組織化を起こすように前記ブロック共重合体層を誘起するために前記（ａ）乃至（ｃ）の工程を複数回反復する工程、を有する。
【０００８】
本発明の他の実施例によると、ブロック共重合体層の溶媒支援アニーリングにとって有用な溶媒アニーリング装置が供される。当該装置は：処理空間を含む処理チャンバ；前記処理空間内に存在して、支持体表面を有し、かつ、前記支持体表面と前記基板との間に処理雰囲気を画定するように前記支持体表面とは離間した状態で前記処理空間内で前記基板を支持するように構成される、基板支持体；前記処理空間と流体をやり取りして、アニーリングガスを前記処理空間へ供給するように構成されるアニーリングガス供給部；前記処理雰囲気又は前記基板支持体を介した熱輸送によって前記基板を加熱するように構成される、前記処理チャンバ内に設けられた加熱素子；隔離バルブと流体をやり取りする前記処理チャンバ内の排出ポート；前記処理空間と流体をやり取りして、前記処理空間から前記アニーリングガスを追い出すのに有効となるようにパージガスを前記処理空間へ供給するように構成されるパージガス供給部；並びに、前記アニーリングガス供給部、前記加熱素子、前記排出ポートの隔離バルブ、及び前記パージガス供給部と結合するシーケンシング装置、を有する。前記シーケンシング装置は、前記アニーリングガス供給部、前記加熱素子、前記排出ポートの隔離バルブ、及び前記パージガス供給部を制御するようにプログラムされる。
【０００９】
本発明の上記並びに他の目的及び利点は、点ず図面及びその説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例によるブロック共重合体層を含む層構造を有する基板の溶媒ガス支援アニーリング方法を表すフローチャートである。
【図２】本発明の実施例によるブロック共重合体アニーリングプロセスで利用される溶媒アニーリング装置の断面図である。
【図３】Ａ−Ｈは、図１に表された方法を実装するリソグラフィパターニング及び誘導自己組織化法を表している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
添付図面−本願明細書の一部に含まれ、かつ、本願の明細書の一部を構成する−は、本発明の実施例を表し、かつ、上で与えられた本発明の一般的な説明及び以降で与えられる詳細な説明と共に、本発明を説明する役割を果たす。
【００１２】
誘導自己組織化（“ＤＳＡ”）集積された基板の溶媒支援アニーリング装置及び方法が様々な実施例において開示されている。しかし当業者は、様々な実施例が、１つ以上の具体的詳細が与えられなくても、あるいは、他の置換型及び／又はさらなる方法、材料、若しくは成分によって実施可能であることを理解する。他の場合では、本発明の様々な実施例の態様が曖昧になることを回避するため、周知の構造、材料、若しくは動作は詳細に図示又は記載されていない。
【００１３】
同様に、本発明の完全な理解を供するため、説明目的で具体的数値、材料、及び構成が与えられている。それでも本発明の実施例は具体的な詳細が与えられなくても実施可能である。さらに図中に示されている様々な実施例は、例示であり、必ずしも正しい縮尺で描かれていないことに留意して欲しい。
【００１４】
本願明細書において「一の実施例」若しくは「実施例」又はそれらの変化型とあるのは、実施例と関連して記載される特定の特徴部位、構造、材料、又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施例に含まれることを意味するのであって、それらがどの実施例にも存在することを意味しない。よって様々な場所において「一の実施例では」又は「実施例では」という語句が現れるが、これは必ずしも本発明の同一の実施例を指称しているわけではない。さらに特定の特徴部位、構造、材料、又は特性は１つ以上の実施例において適切な方法で結合されて良い。他の実施例では、様々な追加層及び／又は構造が含まれて良く、かつ／あるいは、記載された特徴部位は省略されて良い。
【００１５】
様々な操作が、複数の別個の操作として、つまり本発明を理解する上で最も助けになるように記載される。しかし記載順序は、これらの操作が必ず順序に依存することを示唆するように構成されてはならない。特にこれらの操作は、提示順序で実行される必要はない。記載された操作は、記載された実施例とは異なる順序で実行されても良い。
【００１６】
さらなる実施例においては、様々なさらなる操作が実行されて良く、かつ／あるいは、記載された操作は省略されて良い。
【００１７】
本発明の実施例により、かつ、図１のフローチャートを参照すると、ブロック共重合体層を含む層構造を有する基板のアニーリング方法が供される。当該方法１０は、２０ではアニーリングガスを処理チャンバへ導入し、３０では第１期間中に前記処理チャンバ内に前記アニーリングガスを維持し、４０では前記処理チャンバから前記アニーリングガスを除去し、かつ、５０では循環自己組織化を起こすように前記ブロック共重合体層を誘起するために前記２０乃至４０の工程を複数回反復する、工程を有する。当該方法１０は、誘導自己組織化リソグラフィプロセスの主要アニーリング工程として実行されて良く、あるいは、ブロック共重合体の自己組織化をより精緻に制御するため、より伝統的なアニーリング処理−たとえば熱アニーリング−に続く補助的な処理工程として用いられても良い。
【００１８】
如何なる特定の理論にも束縛されるものではないが、ブロック共重合体層は、そのブロック共重合体層の一つ又は二つの相中で気相有機溶媒を吸収し、それにより、そのブロック共重合体のミクロな相分離が促進され得ると考える。溶媒の吸収によって膜が膨張する。膜が膨張することで、それぞれのポリマーブロックがドメインとなるように組織化する空間自由度が与えられると考えられる。
【００１９】
伝統的な溶媒アニーリングでは、ブロック共重合体層は溶媒気体に曝露される。前記溶媒気体は、前記層へ吸収され、かつ、前記ブロック共重合体を塑性化するように機能する。共重合体のマトリックスと共に溶媒分子が存在することで、ポリマー鎖間に空間が生成される。その結果鎖の移動度が増大する。これこそが、ブロックポリマーの自己組織化が離散的なドメインとなることを促進する溶媒によって可能となる移動度である。しかし膜中での溶媒濃度が高くなる過ぎる場合、ポリマー膜は、溶媒和となったポリマーの特性を有し、かつ、基板からの脱濡れ（ｄｅ−ｗｅｔ）を起こす。従って関心ブロック共重合体／溶媒系は、溶媒の有用な分圧のための自然の上限を供する。しかし、溶媒アニーリングのサイクルを利用することによって、アニーリングガスのより高い分圧を利用することが可能である。なぜなら吸収された溶媒は、脱濡れを誘起するブロック共重合体と平衡状態となる十分な時間を有しないからである。ブロック共重合体は、高くなった移動度の短時間サイクルを受けるが、その後溶媒が除去されることで、その高くなった移動度を失う。後続のサイクルは、ポリマーがさらに自己組織化し得る間にさらなる高移動度の周期を加える。溶媒の圧力、温度、及び相対的な時間間隔を制御することによって、自己組織化プロセスの進展を制御することができる。
【００２０】
この方法が特に興味深いものとなり得る一の領域は、初期アニーリング（おそらくはたとえば熱アニーリング）は既にポリマーを位置合わせさせたが、高濃度の欠陥を残した方法においてである。参考文献は、これらの欠陥が生成されたのは、これらの欠陥が局所的な自由エネルギーの井戸内で捕獲され、かつ、最低自由エネルギー状態を持続することができなくなったためであると提案している（フレドリックソン（Ｆｒｅｄｒｉｃｋｓｏｎ）参考文献）。高分圧での循環溶媒アニーリングを利用することは、短期間で移動度を高くすることを可能にし、かつ、不完全に位置合わせされた共重合体に、過去の自由エネルギー井戸内での閉じ込めを克服して、その後最低可能な自由エネルギー状態−欠陥が存在しない状態である−にまで進展することを可能にする。
【００２１】
本願で用いられているように、「ポリマーブロック」は、単一種類（つまりホモポリマーブロック）又は多種類（つまり共重合体ブロック）の構成ユニットのうちの多数のモノマーユニットを、層分離を起こすのに十分な互いに異なるモノマーの種類からなる他のポリマーブロックと共に、はるかに長い大きなポリマーの一部を構成し、かつ、χＮ値を示すある長さの連続ポリマー鎖の群にまとめることを意味し、かつ、含む。χはフローリー・ハギンズ相互作用パラメータである。Ｎはブロック共重合体の合計重合度である。本発明の実施例によると、大きな共重合体中での少なくとも１つのポリマーブロックとの一のポリマーブロックのχＮ値は約１０．５以上であって良い。
【００２２】
本願で用いられているように、「ブロック共重合体」という用語は、複数の鎖で構成されるポリマーを意味し、かつ、含む。各鎖は上で定義した２つ以上のポリマーブロックを含み、かつ、複数のブロックのうちの少なくとも２つは、これらのブロックが相分離するのに十分な偏析強度（たとえばχＮ＞１０．５）である。本願では、２成分ブロック共重合体（つまり２つのポリマーブロック（ＡＢ）を含むポリマー）、３成分ブロック共重合体（つまり３つのポリマーブロック（ＡＢＡ又はＡＢＣ）を含むポリマー）、多成分ブロック共重合体（つまり４つ以上のポリマーブロック（ＡＢＣＤ等）を含むポリマー）、及びこれらの結合を含む広範な種類のブロックポリマーが考えられる。
【００２３】
本願で用いられているように、「基板」という用語は、上に材料が形成される底部材料又は構成物を意味し、かつ、含む。基板は、単一材料、複数の各異なる材料層、各異なる材料の領域を有する一層若しくは複数の層、又は、一層若しくは複数の層中の構造等を含んで良いことに留意して欲しい。これらの材料は、半導体、絶縁体、導体、又はこれらの結合を含んで良い。たとえば基板は、半導体基板、支持構造上の底部半導体層、又は、上に形成される１層以上の層、構造、若しくは領域を有する半導体基板であって良い。基板は、従来のシリコン基板、又は、半導体材料層を含む他のバルク基板であって良い。本願で用いられているように、「バルク基板」という用語は、シリコンウエハだけではなく、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板−たとえばシリコン・オン・サファイア（ＳＯＳ）基板及びシリコン・オン・ガラス（ＳＯＧ）基板−、底部半導体基礎上のシリコンのエピタキシャル層、及び、他の半導体又は光電子材料−たとえばシリコン−ゲルマニウム、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、窒化ガリウム、及びインジウム燐−を意味し、かつ、含む。基板はドーピングされても良いし、あるいは、ドーピングされていなくても良い。
【００２４】
本願で用いられているように、「ミクロ相偏析」及び「ミクロ相分離」という用語は、ブロック共重合体の同種ブロックが相互に凝集し、かつ、異種ブロックが別個のドメインに分離する特性を意味し、かつ、含む。バルク中では、ブロック共重合体は、球状、円筒形状、板状、双連続ジャイロイド、ミクトアーム星形ミクロドメインを有する秩序を有するモフォロジーへ集合し得る。ブロック共重合体の分子の重さは、生成されたミクロドメインのサイズを支配する。自己組織化ブロック共重合体のモフォロジーのドメインサイズ又はピッチ周期（Ｌ０）は、パターニングされた構造の限界寸法を設計する基礎として用いられて良い。同様に、ブロック共重合体のポリマーブロックのうちの１つを選択的エッチングで除去した後に残る特徴部位の寸法である構造周期（Ｌｓ）は、パターニングされた構造の限界寸法を設計する基礎として用いられて良い。
【００２５】
ブロック共重合体を構成するポリマーブロックの各々の長さは、それらのブロック共重合体のポリマーブロックによって生成されるドメインのサイズに対する本質的な制限となり得る。たとえばポリマーブロックの各々は、所望のドメインのパターンへの自己組織化を促進する長さを有するように選ばれて良く、かつ、より短い及び／又はより長い共重合体は必要に応じて自己組織化しなくて良い。
【００２６】
本願で用いられているように「アニーリング」又は「アニール」という用語は、ブロック共重合体の２つ以上の異なるポリマーブロック間での十分なミクロ相偏析が、ポリマーブロックから生成される構造ユニットを繰り返すことによって画定される秩序を有するパターンを生成することを可能にするような、ブロック共重合体の処理を意味し、かつ、含む。本発明におけるブロック共重合体のアニーリングは、（室温又はそれ以上の温度のいずれかでの）溶媒気体支援アニーリングが基礎となるが、他のアニーリング法と併用されても良い。他のアニーリング法とはたとえば、（真空中又は窒素若しくはアルゴンのような不活性雰囲気での）熱アニーリング又は超臨界流体支援アニーリングである。本願に記載されていない他の従来型アニーリング法が利用されても良い。複数のアニーリングプロセスの結合の具体例として、ブロック共重合体の熱アニーリングは、最初にブロック共重合体を、秩序−無秩序温度（ＯＤＴ）よりも高いがブロック共重合体の劣化温度（Ｔｄ）よりも低い高温に曝露することによって実行されて良い。続いて本願に記載された溶媒気体支援アニーリングプロセスが行われる。
本願で用いられている「選択的濡れ（ｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｗｅｔｔｉｎｇ）」は、ブロック共重合体による接触表面の濡れを意味し、かつ、含む。ここで、ブロック共重合体の一のポリマーブロックは（複数の）他のブロックよりも低い自由エネルギーを有する界面で接触表面を濡らす。たとえば選択的濡れは、ブロック共重合体の第１ポリマーブロックを引きつけ、かつ／あるいは、第２ポリマーブロックを斥ける材料によって接触表面を処理することによって実現又は改善され得る。
【００２７】
ブロック共重合体が自己組織化する機能は、マスクパターンを形成するのに用いられて良い。ブロック共重合体は２つ以上の化学的に明確に識別されるブロックで構成される。たとえば各ブロックは異なるモノマーで構成されて良い。複数のブロックは非混和性又は熱力学的に相性が良くない。たとえば一のブロックは極性で、かつ、他のブロックは無極性であることが考えられる。熱力学的効果により、共重合体は、系のエネルギーを全体として最小にするように溶液中で自己組織化する。これにより、共重合体は、たとえば同様のブロックが一つになるように凝集するように互いに運動し、各ブロックの種類又は型を含む繰り返し領域が形成される。たとえば共重合体が極性ブロック（たとえば有機金属含有ポリマー）と無極性ブロック（たとえば炭化水素ポリマー）で構成される場合、ブロックは、無極性ブロックが他の無極性ブロックと凝集し、かつ、極性ブロックが他の極性ブロックと凝集するように偏析する。ブロック共重合体は自己組織化材料として記載され得ることに留意して欲しい。なぜならブロックは、特定の個々の分子の運動を誘導するのに外力を能動的に印加することなくパターンを生成するように運動できるからである。とはいえ、全体としての分子の分布の運動速度を増大させるのに、熱が印加されて良い。
【００２８】
ポリマーブロック種間での相互作用に加えて、ブロック共重合体の自己組織化は、トポロジカルな特徴−たとえばブロック共重合体が堆積される水平面から垂直に延びるステップ又はガイド−による影響を受け得る。たとえば２成分ブロック共重合体、２つの異なるポリマーブロック種で構成される共重合体は、各々が実質的に異なるポリマーブロック種で構成される繰り返しドメイン又は領域を生成し得る。ポリマーブロック種の自己組織化が、ステップ又はガイドの垂直壁間の領域内で起こるとき、そのステップ又はガイドはポリマーブロックと相互作用し得る。その相互作用の結果、たとえばブロックによって生成される繰り返し領域の各々は、壁及び水平面に対して概ね平行な方位をとる特徴部位を有する規則的に離間するパターンを生成するように作られる。
【００２９】
係る自己組織化は、半導体製造プロセス中に特徴部位をパターニングするマスクを生成するのに有用となり得る。たとえば繰り返しドメインのうちの一は除去されて良い。それによりマスクとして機能する他の領域を生成する材料が残される。マスクは、下地の半導体基板内に特徴部位−たとえば電気デバイス−をパターニングするのに用いられて良い。ブロック共重合体マスクを形成する方法は、特許文献１と２に開示されている。これらの内容のすべては本願に援用される。
【００３０】
典型的な有機ポリマーには、ポリ（９，９−ビス（６’−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウム）−ヘキシル）−フルオレンフェニレン）（ＰＥＰ）、ポリ（４−ビニルピリジン）（４ＰＶＰ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリ（エチレン酸化物）−ポリ（プロピレン酸化物）ジブロック又はマルチブロック共重合体、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ（エチレン−ビニルアルコール）（ＰＥＶＡ）、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ（エチルオキサゾリン）、ポリ（アルキルアクリラート）、ポリアクリルアミド、ポリ（Ｎ−アルキルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ，Ｎ−ジアルキルアクリルアミド）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、ポリプロピレン酸化物（ＰＰＯ）、一部若しくは全部が水素化したポリ（ビニルアルコール）、デキストラン、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイソプレン（ＰＩ）、ポリクロロプレン（ＣＲ）、ポリビニルエーテル（ＰＶＥ）、ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリアクリラート、ポリメタクリラート、少糖類、又は多糖類が含まれるが、これらに限定されない。
【００３１】
典型的な有機金属含有ポリマーには、シリコン含有ポリマー−たとえばポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、かご型シルセスキオサン（ＰＯＳＳ）、又はポリ（トリメチルシリスチレン）（ＰＴＭＳＳ）−又はシリコンと鉄を含むポリマー−たとえばポリ（フェロセニルジメチルシラン）（ＰＦＳ）−が含まれるが、これらに限定されない。
【００３２】
典型的なブロック共重合体には、ジブロック共重合体−たとえばポリスチレン−ｂ−ポリジメチルシロキサン（ＰＳ−ＰＤＭＳ）、ポリ（２−ビニルプロピレン）−ｂ−ポリジメチルシロキサン（Ｐ２ＶＰ−ＰＤＭＳ）、ポリスチレン−ｂ−ポリ（フェロセニルジメチルシラン）（ＰＳ−ＰＦＳ）、又はポリスチレン−ｂ−ポリＤＬ乳酸（ＰＳ−ＰＬＡ）−又はトリブロック共重合体−たとえばポリスチレン−ｂ−ポリ（フェロセニルジメチルシラン）−ｂ−ポリ（２−ビニルピリジン）（ＰＳ−ＰＦＳ−Ｐ２ＶＰ）、ポリイソプレン−ｂ−ポリスチレン−ｂ−ポリ（フェロセニルジメチルシラン）（ＰＩ−ＰＳ−ＰＦＳ）、又はポリスチレン−ｂ−ポリ（フェロセニルジメチルシラン）−ｂ−ポリスチレン（ＰＳ−ＰＴＭＳＳ−ＰＳ）−が含まれるが、これらに限定されない。一の実施例では、ＰＳ−ＰＴＭＳＳ−ＰＳブロック共重合体は、４つのスチレンユニットを含むリンカーによって接続されるＰＴＭＳＳの２つの鎖によって構成されるポリ（トリメチルシリスチレン）ポリマーブロックを含む。たとえば特許文献３で開示されているようなブロック共重合体の修正型もまた考えられる。特許文献３の全開示は本願に援用される。
【００３３】
本発明の複数の態様は、溶媒気体支援アニーリングプロセスの効率に影響を及ぼし得る。これらの態様には、対象のブロック共重合体に対する溶媒アニーリングガス用に選ばれた（複数の）有機溶媒の化学的性質、ブロック共重合体層中での膨張の程度、溶媒アニーリングガス中での有機溶媒の分圧（Ｐｓｏｌ）、処理チャンバの処理温度、処理チャンバ内での処理圧力、溶媒アニーリングガスへブロック共重合体層を曝露する第１期間、ブロック共重合体層が溶媒アニーリングガスに曝露されない第２期間、及び、第１期間と第２期間との間でのサイクル数が含まれる。これらの各々については以降で論じられる。
【００３４】
対象のブロック共重合体に対する（複数の）有機溶媒の化学的性質は選択的溶媒又は非選択的（又は中性）溶媒のいずれかである。選択的溶媒は、ブロック共重合体のブロックのうちの一を（複数の）他のブロックよりも選択するものである。トリブロック又は高次ブロック共重合体の場合では、選択的溶媒は２つ以上のブロックを他のブロックよりも選び得る。中性溶媒は、ブロック共重合体のすべてのブロックが良好な溶解度を有する溶媒である。
【００３５】
溶媒の選択は、集合した膜の最大溶媒容積割合、モフォロジー、及びドメインサイズに影響を及ぼし得る。ブロック共重合体／溶媒系の相は、溶媒の容積割合だけではなく、ブロックの温度と相対容積割合にも依存し得る。たとえば、低温にて選択的溶媒中でアニーリングされた対称性を有するジブロック共重合体のモフォロジーは、溶媒割合の増加の際に、板状、ジャイロイド、円筒形状、球状、及びミセルから変化し得る。
【００３６】
溶媒は概して本質的に有機物であって良い。溶媒気体支援アニーリングにとって有用な一般的な有機溶媒には、アセトン、クロロホルム、トルエン、ジアセテート、アルコール、ヘプタン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、二硫化炭素、又はこれらの結合が含まれるが、これらに限定されない。内部にシリコンを含むポリマーブロックでは、シリコンを含む溶媒は一般的に、より容易に膜中に吸収される。ヘキサメチル−ジシラザン、ジメチルシリル−ジメチルアミン、ペンタメチルジシリル−ジメチルアミン、及び高い蒸気圧を有する他のシリル化剤が、本発明の実施例において用いられて良い。しかも、ポリマーの移動度を増大させるのに適切な共重合体の膨張を保証するために各共重合体と相性の良い少なくとも１つの溶媒を含む溶媒混合物が用いられても良い。
【００３７】
溶媒気体への曝露中に含まれる溶媒の量は、多数の光学分光法−たとえば光反射法−を用いて膜の膨張を測定することによってその場で追跡されて良い。膨張比は、純粋な膜の厚さに対する溶媒含有膜の厚さの比である。ここで溶媒の容積割合は膨張比から決定される。特定の温度での特定のブロック共重合体の溶媒容積割合は、ブロック共重合体のモフォロジーを決定する。溶媒分子の性質に依存して、各ブロックの膨張比と容積割合は顕著に異なり得る。それにより各異なるモフォロジーが生じ得る。
【００３８】
膨張の程度は、複数の因子−たとえば有機溶媒気体の分圧（Ｐｓｏｌ）、有機溶媒気体の流量、曝露時間等−によって制御されて良い。
【００３９】
溶媒アニーリングガス中での有機溶媒の分圧（Ｐｓｏｌ）は、ブロック共重合体層への吸収に利用可能な溶媒の量に影響を及ぼす。従ってＰｓｏｌが高くなればなるほど、溶媒アニーリングガス中での溶媒の実効的な濃度は高くなる。Ｐｓｏｌは、所与の処理温度での飽和レベルを限度とする処理チャンバへ導入された溶媒の量の関数であることに留意して欲しい。実施例によると、処理チャンバ内での溶媒のＰｓｏｌは１００Ｔｏｒｒ未満である。
【００４０】
従って処理チャンバ内での処理温度はこの点において重要である。処理チャンバ内での温度上昇は、処理チャンバ内で用いられている溶媒アニーリングガス中で溶解し得る有機溶媒気体の量、つまり飽和に到達するレベル、を増大させる。実施例によると、処理温度は１００℃未満で、たとえば約室温から約７０℃である。
【００４１】
温度は、多くの異なる型の加熱素子によって処理チャンバ内で制御されて良い。たとえば吸収に基づく加熱素子又は伝導に基づく加熱素子が処理チャンバ内に存在して良い。
【００４２】
処理チャンバ内の処理圧力は、溶媒が吸収される割合に影響を及ぼし得る。従って初期の高動作圧力は、ブロック共重合体層全体にわたって全溶媒が浸透する状態に到達する時間を加速させ得る。しかしある程度の期間後、処理圧力はアニーリングを良好に制御するように減少して良い。
【００４３】
溶媒アニーリングガスへブロック共重合体層を曝露する第１期間、ブロック共重合体層が溶媒アニーリングガスへ曝露されない第２期間、及び、第１期間と第２期間との間でのサイクル数はすべて、溶媒気体支援アニーリングによる基板のスループットに影響を及ぼす。しかも前述の各々は、温度及び圧力に関連する上記の態様に適応するのに必要なものとして調節されて良い。実施例によると、第１期間と第２期間は約１秒〜約６０秒の範囲内であって良い。たとえば第１期間及び／又は第２期間は約２秒〜約１５秒であって良い。第１期間と第２期間との間でのサイクル数は特に限定されない。たとえば一の実施例では、工程のサイクルは、１５秒間溶媒へ曝露した後に１５秒間溶媒に曝露させないことが２０〜５０回繰り返されて良い。
【００４４】
ここで図２に移ると、本発明の実施例によるブロック共重合体の循環溶媒気体支援アニーリングを実行するのに適した溶媒アニーリング装置１００は、底部１３０を備えて側壁１１８を有する処理チャンバ１１２、側壁１１８と交差する遮蔽板１２０、及び縁部１２２を有する。縁部１２２が、気体雰囲気を含む処理空間１２６を閉じ込める底部１３０によって封止されるとき、縁部１２２と底部１３０は一体となって処理チャンバ１１２を画定する。溶媒アニーリング装置１００は、複数のドメインへ自己組織化するようにブロック共重合体を支援するブロック共重合体層１３２を含む層構造を有する基板１３０を処理するように構成される。それに加えて溶媒アニーリング装置１００は、層構造を有する基板１３０が処理空間１２６内で曝露される気体雰囲気を加圧することによって、又は、放射性、伝熱性、対流性、若しくはこれらの結合によって、層構造を有する基板１３０の処理温度を、室温よりも高い温度から最大約１００℃まで加熱するように構成される。
【００４５】
流路１３８を備える支持体表面１３４が処理チャンバ１１２内に設けられる。リフトピン１４０は、流路１３８内で流路１３８と位置合わせされた状態で設けられる。リフトピン１４０は、ピンが支持体表面１３４の上側表面の高さ以下となる第１低下位置と、リフトピンが支持体表面１３４よりも高くに突出する第２持ち上げ位置との間で移動可能である。リフトピン１４０は、リフトピンアーム１４４と接続し、かつ、リフトピンアーム１４４によって支持される。リフトピンアーム１４４は、静水圧シリンダ１５０のロッド１４８と接続し、かつ、静水圧シリンダ１５０のロッド１４８によって支持される。ロッド１４８が、静水圧シリンダ１５０から延びるように作用するとき、リフトピン１４０は支持体表面１３４を超えて突出することで、層構造を有する基板１３０を支持体表面１３４より上方に持ち上げる。
【００４６】
縁部１２２は、縁部１２２が底部１３０から隔離されている第１の開位置から、縁部１２２が側壁１１８及び底部１３０へ出会うように下方に延びることで閉体積を生成する第２閉位置まで移動可能である。Ｏリング１５４の代表的形態を有する封止部材は、側壁１１８又は縁部１２２のいずれかの上に設けられ、かつ、縁部１２２が第２閉位置にあるときには処理チャンバ１１２の封止を支援し得る。Ｏリング１５４がこの実施例で利用されるとき、封止が動作圧力及び温度への処理チャンバ１１２の加圧及び／又は排気に耐えるのに十分である限り、任意の数の封止部材が縁部１２２と側壁１１８との間の界面で用いられて良い。さらにＯリング１５４は、層構造を有する基板１３０及びブロック共重合体層１３２を処理温度にまで加熱することを可能にするのに十分な温度に対する処理空間１２６内部のアニーリングガス雰囲気又は環境と相性が良くなければならない。縁部１２２が第１開位置にあるとき、層構造を有する基板１３０は、処理チャンバに対して搬入出されて良い。たとえば層構造を有する基板１３０は、層１３２の溶媒支援アニーリングの終了後に処理チャンバ１１２から搬出され、あるいは、冷却チャンバ（図示されていない）又はバッファ（図示されていない）へ層構造を有する基板を搬入して良い。搬入出はギャップ１５８ａと１５８ｂを介して可能となる。
【００４７】
さらに図２を参照すると、層構造を有する基板１３０が支持体表面１３４上に設けられるとき、縁部１２２は、側壁１１８及び底部１１４と接するように第２閉位置へ低下される。縁部１２２は、ロック機構１６４によって側壁１１８及び底部１１４と接するように保持される。それにより処理チャンバ１１２は封止される。ロック機構１６４はこの実施例で表されているように機械的ロック機構であって良い。あるいは代替実施例では、ロック機構は、縁部１２２を下方の側壁及び底部１１４へ引き込み、その後、処理チャンバ１１２内部の処理空間内での気体雰囲気の加圧中に真空ロックとの接触を維持する真空系であっても良い。さらに他の実施例では、ロック機構１６４は、縁部１２２を下方へ引き込む真空系と、処理チャンバ１１２が加圧されるときに接触を維持する機械的ロック装置の両方を用いても良い。
【００４８】
溶媒アニーリングガス流入バルブ１８０を介してガス流入ポート１７４と流体をやり取りするように結合する溶媒アニーリングガス供給部１７０は、単頭矢印１７５によって概略的に示されたガスを処理チャンバ１１２へ導入するのに用いられて良い。縁部１２２内のガス流入ポート１７４を介して導入される溶媒アニーリングガスは、溶媒アニーリングガスの測定された量を処理空間１２６へ導入するように動作する。他の態様では、アニーリングガス流入バルブ１７６及びガス流入ポート１７４のみならず、溶媒アニーリングガスと接触し得る他のライン又は装置は、アニーリングガスを処理空間１２６へ導入する前に、アニーリングガスを気相（つまり有機溶媒気体）状態に維持するように加熱されて良い。
【００４９】
ガス流入ポート１７４はパージガス供給部１７８と流体をやり取りするように結合される。パージガス供給部１７８は、パージガス供給バルブ１８０によってガス流入ポート１７４から隔離される。従ってパージガス供給バルブ１８０及びアニーリングガス流入バルブ１７６の動作は、２つのうちの一が開いてガスを処理空間１２６へ供給する一方で、２つのうちの他は閉じているように調整されて良い。
【００５０】
溶媒アニーリング装置１００は、分室２０２と流体をやり取りする排出ポート１９０をさらに有する。分室２０２はさらに、支持体表面１３４を通り抜ける小さな排出ポート１８６を介して処理空間１２６と流体をやり取りする。従って処理空間１２６の排気は真空ポンプ１９８の動作によって実現される。真空ポンプ１９８は、排出ポートバルブ１９４によって排出ポート１９０から隔離される。排気する間にパージガスを同時に供給することで、パージガス供給バルブ１８０及び排出ポートバルブ１９４を開いた状態で動作させることによって残留溶媒アニーリングガスを処理空間１２６から排出される。
【００５１】
溶媒アニーリング装置１００は光学装置２１０をさらに有する。光学装置２１０は、溶媒気体支援アニーリングプロセス中にブロック共重合体層１３２の膨張及び／又は収縮を測定するのに用いられて良い。溶媒アニーリング装置１００はさらに加熱素子２２０を有する。加熱素子２２０は、処理空間１２６及び／又はブロック共重合体層１３２を加熱するように機能する。それに加えて溶媒アニーリング装置１００の動作はシーケンシング装置２１６によって制御されて良い。シーケンシング装置２１６は、溶媒アニーリングガス供給バルブ１７６、パージガス供給バルブ１８０、排出ポートバルブ１９４、光学装置２１０、及び加熱素子と電気的に結合し、かつ、これらを制御するようにプログラムされる。
【００５２】
本発明の実施例によると、層構造を有する基板１３０はブロック共重合体層１３２を有する。層１３２は、アニーリングガス流入バルブ１７６を開くことによってアニーリングガスに曝露され、かつ、アニーリングガスと接触する。アニーリングガス流入バルブ１７６によって、溶媒アニーリングガスが処理空間１２６へ流入することが可能となる。溶媒アニーリングガスは、開位置にある排出ポートバルブ１９４の如何にかかわらず処理空間１２６へ連続的に供給されて良い。排出ポートバルブ１９４が開いているとき、処理空間１２６内部での気体雰囲気の圧力を実質的に一定に維持する導入量での処理チャンバ１１２内での流入ポート１７４を介したアニーリングガスの連続供給と同時に、ベントが起こる。あるいはその代わりに、溶媒アニーリングガスバルブ１７６は、所定量の溶媒アニーリングガスが処理空間１２６へ流入することを可能にする所定期間開いて良い。同時に排出ポートバルブ１９４は、静的処理雰囲気を供するように閉じられる。溶媒アニーリングガスを気相状態に維持するため、溶媒アニーリングガス中の溶媒の分圧（Ｐｓｏｌ）は、処理圧力（Ｐ）及び温度で飽和状態を下回るように維持されなければならない。たとえば一の実施例では、処理空間内での溶媒の分圧（Ｐｓｏｌ）は１００Ｔｏｒｒ未満である。
【００５３】
アニーリングガスは、所望の期間（第１期間）ブロック共重合体層１３２へ吸収されることが可能となり得る。望ましい場合には、第１期間は所定の膨張比の値と相関して良い。所定の膨張比は光学装置２１０によって測定されて良い。
【００５４】
連続流操作では、処理空間１２６から溶媒アニーリングガスを除去するため、アニーリングガス流入バルブ１７６が閉じられる一方で、排出ポートバルブ１９４は開いたままにされる。処理空間１２６からのアニーリングガスの除去を促進するため、パージガス供給バルブ１８０は、パージガスによる処理空間１２６の清浄化を可能にするように開かれて良い。静的処理雰囲気では、排出ポートバルブ１９４を開くことで、真空ポンプ１９８は、溶媒アニーリングガスを引き込むことが可能になる。望ましい場合には、上述のパージガスによる清浄化が同時に行われても良い。いずれの場合でも、ブロック共重合体層からの気体溶媒の揮発を促進するため、任意の残留溶媒アニーリングガスの分圧（Ｐｓｏｌ）は抑制−たとえば第１期間の約９０％のＰｓｏｌ未満に−されなければならない。
【００５５】
次にブロック共重合体層１３２は、その層１３２に溶解していた溶媒がその層１３２から揮発することを可能にするように、所望の期間（第２期間）経過される。溶媒の揮発を支援するため、処理空間の圧力は、溶媒アニーリングガス処理の時点で存在する処理圧力未満に低下されて良い。たとえば圧力は、処理圧力（Ｐ）の９０％未満の大きさにまで減少されて良い。
【００５６】
上述したように、溶媒アニーリングガスをブロック共重合体層１３２へ吸収させるプロセス及びブロック共重合体層１３２から溶媒アニーリングガスを揮発させるプロセスは、叙述のプロセスを繰り返すことでブロック共重合体の循環自己組織化を供することによって実現される。本願で述べた溶媒気体支援アニーリングプロセスは、所定回数のサイクル又は経験に基づいてシーケンシング装置２１６によって制御されて良い。
【００５７】
次に本発明の実施例による溶媒気体支援アニーリングの実施例について述べる。図３Ａ−図３Ｈを参照すると、基板３１０を有する層構造を有する基板３００の断面図が表されている。基板３１０は、空間３１４を供するように一部が除去された後の上で現像された光イメージング可能な層３１２を有し、かつ、除去されなかった部分すなわち特徴部位３１８をそのまま残す。光イメージング可能な層３１２内の特徴部位３１８の除去されない部分は、当技術分野において通常用いられている標準的なフォトリソグラフィ法を用いて形成されて良い。
【００５８】
図３Ｂを参照すると、厚さＣを有する無機材料層３３０が、光イメージング可能な層３１２の除去されていない部分３１８及び下地基板３１０を含む曝露された表面を覆うようにコンフォーマルに未加工の状態で堆積される。
【００５９】
続けて図３Ｂ及び図３Ｃを参照すると、続いて無機材料層３３０には、層構造を有する基板３０１の水平面３５０から材料を除去するように異方性エッチングが施される。水平面３５０から層３３０の異方性エッチング−光イメージング可能な層３１２の除去されていない部分３１８を曝露する−の完了後、除去されていない部分３１８は、複数の離間した無機材料ガイド３４０を供するように除去される。無機材料ガイド３４０は、ブロック共重合体層を鋳造するためのマンドレルとして機能し、かつ、自己組織化共重合体円筒形ドメインの位置合わせを改善するように機能する。
【００６０】
図３Ｄを参照すると、表面改質材料膜３６０が、複数の離間した無機材料ガイド３４０間に、かつ、複数の離間した無機材料ガイド３４０を覆うように堆積される。
表面改質材料は、複数のポリマーブロックのうちの一の引きつけ及び／又は複数のポリマーブロックのうちの他の排斥を行い、かつ、選択的濡れを可能又は改善する。図３Ｅを参照すると、ブロック共重合体層３７０が堆積され、続いて、基板３１０を覆うマスクパターンを生成する自己組織化を誘起するようにアニーリングされる。
【００６１】
図３Ｅ及び図３Ｆを参照すると、ブロック共重合体層３７０は、複数の円筒形特徴部位３８２となるようにブロック共重合体の自己組織化を促進するアニーリング条件に曝露される。複数の円筒形特徴部位３８２は、この例では、一般的に互いに平行で、かつ、基板の水平面３５０、及び、無機材料ガイド３４０の垂直面３８８にも平行である。自己組織化は、次に論じるように、層構造を有する基板３００をアニーリングすることによって促進及び加速され得る。
【００６２】
溶媒気体支援アニーリングを行う溶媒アニーリング装置１００内で層構造を有する基板３０４を処理することで、ドメイン２８２と２８４を有する自己組織化ブロック共重合体層３８０を有する層構造を有する基板３０５が供される。代替実施例では、溶媒気体支援アニーリングでは、他の従来型アニーリング処理−たとえば熱アニーリング−が先んじて行われて良い。
【００６３】
図示された実施例では、円筒形特徴部位３８２のドメイン周期（Ｌ０）は限界寸法Ａ及びＥの略１／５である。円筒形特徴部位３８２の構造周期（Ｌｓ）は限界寸法Ａ及びＥの１／１０である。それにより４つの平行な円筒形特徴部位３８２の生成が促進されることで、周波数多重化が供される。
【００６４】
図３Ｆと図３Ｇを参照すると、ブロック共重合体層３７０のアニーリング処理は、第２ポリマーブロックで構成される円筒形特徴部位３８２、及び、第１ポリマーブロックで構成される周辺領域３８４を有する自己組織化ブロック層を供する。図３Ｇに図示されているように、周辺領域３８４の少なくとも一部は選択的に除去されることで、エッチングされた円筒形特徴部位３８６、周辺領域３８４の小さな部分、及び無機材料ガイド３４０が残される。周辺領域３８４の一部は、１種類のエッチング用化学物質を用いた単一工程において除去され、あるいは、各異なるエッチング用化学物質による多数のエッチングを用いて除去されることで、パターン３９０を供して良い。
【００６５】
図３Ｈを参照すると、図３Ｇのパターン３９０が基板３１０へ転写されることで、転写されたパターン３９５が供される。パターン転写は、無機材料ガイド３４０及びエッチングされた円筒形特徴部位３８６に対して基板３１０の（複数の）材料を選択的にエッチングするのに適したエッチング用化学物質を用いることによって実現されて良い。
【００６６】
たとえ本発明が1つ以上の実施例によって説明されたとしても、そしてその実施例がかなり詳細に記載されているとしても、これらは如何なる意味においても、「特許請求の範囲」の技術的範囲を係る詳細に限定するものと解されてはならない。当業者は、他の利点及び修正型をすぐに思いつく。従って広い態様における本発明は具体的詳細に限定されない。従って多くの係る修正型は、本発明の技術思想及び/又は技術的範囲から逸脱することなく様々な修正型が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
2016513885.tif 000011
【図３Ｈ】
2016513885.tif 000012
【国際調査報告】
2016513885.tif 000013
2016513885.tif 000014
2016513885.tif 000015