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公開番号2024159590
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2024067050
出願日2024-04-17
発明の名称エッチングマスクパターンの製造方法及びエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物
出願人東京応化工業株式会社,国立大学法人東京科学大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/027 20060101AFI20241031BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】エッチングマスクパターンに用いることが可能な樹脂組成物、及びこれを用いたエッチングマスクパターンの製造方法を提供する。
【解決手段】支持体上にエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物を塗布し、膜厚25nm以上のブロックコポリマーを含む層を形成する工程と、該層を相分離させる工程と、を有する製造方法。前記組成物は、一般式(b1)の構成単位で構成される第1のブロックと、一般式(b2m)の構成単位及び一般式(b2g)の構成単位のランダム共重合体である第2のブロックと、を有するブロックコポリマーを含有する。R¹は、O又はSiを有してもよいアルキル基である。xは、モル比を表し、0超0.10以下である。
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【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
支持体上に、エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物を塗布して、膜厚が２５ｎｍ以上であるブロックコポリマーを含む層を形成する工程と、
前記のブロックコポリマーを含む層を相分離させる工程と、
を有し、
前記エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物は、第１のブロックと第２のブロックとを有するブロックコポリマーを含有し、
前記第１のブロックは、下記一般式（ｂ１）で表される構成単位の繰り返し構造からなる重合体で構成され、
前記第２のブロックは、下記一般式（ｂ２ｍ）で表される構成単位と、下記一般式（ｂ２ｇ）で表される構成単位とが無秩序に配列している構造からなるランダム共重合体で構成され、
前記第１のブロックと前記第２のブロックとの合計の体積に占める、前記第１のブロックの体積の割合は、２０～８０体積％である、
エッチングマスクパターンの製造方法。
TIFF
2024159590000039.tif
61
170
［式（ｂ１）中、Ｒ
１
は、酸素原子又はケイ素原子を有してもよいアルキル基である。ｎは、０～５の整数である。ｎが２以上の整数である場合、複数のＲ
１
は、それぞれ同じでもよく、異なってもよい。Ｒ
ｂ１
は、水素原子又はメチル基である。
式（ｂ２ｇ）中、Ｒ
２
は、ケイ素原子、フッ素原子、カルボキシ基、シアノ基、アミノ基、ヒドロキシ基又はリン酸基を有してもよいアルキル基である。
Ｒ
３
は、ヒドロキシ基を有してもよい、炭素数１～１０の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。
式（ｂ２ｇ）及び式（ｂ２ｍ）中、Ｒ
ｂ２
は、水素原子、炭素数１～５のアルキル基又は炭素数１～５のハロゲン化アルキル基である。複数のＲ
ｂ２
は、同一でもよいし異なっていてもよい。
ｘは、モル比を表し、０超０．１０以下である。］
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
第１のブロックと第２のブロックとを有するブロックコポリマーを含有するエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物であって、
前記第１のブロックは、下記一般式（ｂ１）で表される構成単位の繰り返し構造からなる重合体で構成され、
前記第２のブロックは、下記一般式（ｂ２ｍ）で表される構成単位と、下記一般式（ｂ２ｇ）で表される構成単位とが無秩序に配列している構造からなるランダム共重合体で構成され、
前記第１のブロックと前記第２のブロックとの合計の体積に占める、前記第１のブロックの体積の割合は、２０～８０体積％である、
エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物。
TIFF
2024159590000040.tif
61
170
［式（ｂ１）中、Ｒ
１
は、酸素原子又はケイ素原子を有してもよいアルキル基である。ｎは、０～５の整数である。ｎが２以上の整数である場合、複数のＲ
１
は、それぞれ同じでもよく、異なってもよい。Ｒ
ｂ１
は、水素原子又はメチル基である。
式（ｂ２ｇ）中、Ｒ
２
は、ケイ素原子、フッ素原子、カルボキシ基、シアノ基、アミノ基、ヒドロキシ基又はリン酸基を有してもよいアルキル基である。
Ｒ
３
は、ヒドロキシ基を有してもよい、炭素数１～１０の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。
式（ｂ２ｇ）及び式（ｂ２ｍ）中、Ｒ
ｂ２
は、水素原子、炭素数１～５のアルキル基又は炭素数１～５のハロゲン化アルキル基である。複数のＲ
ｂ２
は、同一でもよいし異なっていてもよい。
ｘは、モル比を表し、０超０．１０以下である。］

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチングマスクパターンの製造方法及びエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）のさらなる微細化に伴い、より繊細な構造体を加工する技術が求められている。
このような要望に対し、互いに非相溶性のブロック同士が結合したブロックコポリマーの自己組織化により形成される相分離構造を利用して、より微細なパターンを形成する技術の開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。
ブロックコポリマーの相分離構造を利用するためには、ミクロ相分離により形成される自己組織化ナノ構造を、特定の領域のみに形成し、かつ、所望の方向へ配列させることが必須とされる。これらの位置制御及び配向制御を実現するために、ガイドパターンによって相分離パターンを制御するグラフォエピタキシーや、基板の化学状態の違いによって相分離パターンを制御するケミカルエピタキシー等のプロセスが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
ブロックコポリマーは、相分離により規則的な周期構造の構造体を形成する。
「構造体の周期」とは、相分離構造の構造体が形成された際に観察される相構造の周期を意味し、互いに非相溶である各相の長さの和をいう。相分離構造が基板表面に対して垂直なシリンダー構造を形成する場合、構造体の周期（Ｌ０）は、隣接する２つのシリンダー構造の中心間距離（ピッチ）となる。
【０００４】
Ｌ０ ∝ ａ・Ｎ
２／３
・χ
１／６
・・・（１）
［式中、Ｌ０は、構造体の周期を表す。ａは、モノマーの大きさを示すパラメータである。Ｎは、重合度を表す。χは、相互作用パラメータであり、この値が大きいほど、相分離性能が高いことを意味する。］
【０００５】
したがって、ブロックコポリマーの組成及び総分子量を調整することによって、構造体の周期（Ｌ０）を調節することができる。
ブロックコポリマーが形成する周期構造は、ポリマー成分の体積比等に伴ってシリンダー（柱状）、ラメラ（板状）、スフィア（球状）と変化し、その周期は分子量に依存することが知られている。
【０００６】
ブロックコポリマーの自己組織化により形成される相分離構造を利用して、微細パターンを形成するためには、ブロックコポリマーにより形成される相分離構造が垂直配向性を有していることが好ましい。例えば特許文献２の実施例には、基板上に形成されたブロックコポリマーの膜厚が２４ｎｍである場合に、垂直配向性を有する相分離構造を形成することが可能なブロックコポリマーが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００８－３６４９１号公報
特開２０２２－２０５１９号公報
【非特許文献】
【０００８】
プロシーディングスオブエスピーアイイー（ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＳＰＩＥ），第７６３７巻，第７６３７０Ｇ－１（２０１０年）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ブロックコポリマーにより形成された相分離構造をエッチングマスクに適用するためには、比較的厚い膜厚（例えば、膜厚２５ｎｍ以上）で垂直配向させる必要がある。しかしながら、特許文献２に記載されたブロックコポリマーは、膜厚が大きくなると、垂直配向した相分離構造を形成しにくくなる。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、２５ｎｍ以上の膜厚でも垂直配向した相分離構造を形成可能なエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物、及びこれを用いたエッチングマスクパターンの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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