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公開番号2025137463
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2025033811
出願日2025-03-04
発明の名称相分離構造形成用樹脂組成物、相分離構造を含む構造体の製造方法、及びブロックコポリマー
出願人東京応化工業株式会社
代理人個人
主分類C08L 53/00 20060101AFI20250911BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】垂直配向性に優れ、欠陥の発生が抑制された相分離構造を形成可能な相分離構造形成用樹脂組成物、これを用いた相分離構造を含む構造体の製造方法、及び前記相分離構造形成用樹脂組成物に用いるブロックコポリマーを提供する。
【解決手段】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、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、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る、相分離構造形成用樹脂組成物。
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【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
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相分離構造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る、
相分離構造形成用樹脂組成物。
TIFF
2025137463000017.tif
46
134
［式（ｂ１）中、Ｒ
１
は、アルキル基である。Ｒ
ｂ１
は、水素原子、又はメチル基である。ｎは、０以上５以下の整数である。
式（ｂ２ｇ）中、Ｒ
２
は、置換基を有していてもよい炭素原子数２以上のアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、又は－Ｒ
３
－Ａｒで表される基である。Ｒ
３
は、単結合、又はメチレン基である。Ａｒは、置換基を有していてもよい芳香族基である。
式（ｂ２ｇ）及び式（ｂ２ｍ）中、Ｒ
ｂ２
は、水素原子、炭素原子数１以上５以下のアルキル基、又は炭素原子数１以上５以下のハロゲン化アルキル基である。
ｘは、モル比を表し、０超０．８以下である。］
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１のブロックの構成単位のモル数と、前記第２のブロックの構成単位のモル数との合計に対する、前記第１のブロックの構成単位のモル数の割合が、２０モル％以上８０モル％以下である、請求項１に記載の相分離構造形成用樹脂組成物。
【請求項３】
さらにホモポリマーを含有する、請求項１に記載の相分離構造形成用樹脂組成物。
【請求項４】
前記ホモポリマーは、前記一般式（ｂ１）で表される構成単位の繰り返し構造からなる重合体を含む、請求項３に記載の相分離構造形成用樹脂組成物。
【請求項５】
前記ホモポリマーの数平均分子量は、１０００以上である、請求項３に記載の相分離構造形成用樹脂組成物。
【請求項６】
前記ホモポリマーの含有量が、前記ブロックコポリマーの含有量１００質量部に対して、２０質量部以上２００質量部以下である、請求項３に記載の相分離構造形成用樹脂組成物。
【請求項７】
支持体上に、請求項１～６のいずれか１項に記載の相分離構造形成用樹脂組成物を塗布して、ブロックコポリマーを含む層を形成することと、
前記のブロックコポリマーを含む層を相分離させることと、
を有する、相分離構造を有する構造体の製造方法。
【請求項８】
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る、
ブロックコポリマー。
TIFF
2025137463000018.tif
47
134
［式（ｂ１）中、Ｒ
１
は、アルキル基である。Ｒ
ｂ１
は、水素原子、又はメチル基である。ｎは、０以上５以下の整数である。
式（ｂ２ｇ）中、Ｒ
２
は、置換基を有していてもよい炭素原子数２以上のアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、又は－Ｒ
３
－Ａｒで表される基である。Ｒ
３
は、単結合、又はメチレン基である。Ａｒは、置換基を有していてもよい芳香族基である。
式（ｂ２ｇ）及び式（ｂ２ｍ）中、Ｒ
ｂ２
は、水素原子、炭素原子数１以上５以下のアルキル基、又は炭素原子数１以上５以下のハロゲン化アルキル基である。
ｘは、モル比を表し、０超０．８以下である。］

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、相分離構造形成用樹脂組成物、相分離構造を含む構造体の製造方法、及びブロックコポリマーに関する。
続きを表示（約 1,700 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）。
【０００３】
上記ブロックコポリマーは、互いに非相溶性のブロック同士の反発によりミクロな領域で分離（相分離）し、熱処理等を行うことで、規則的な周期構造の構造体を形成する。この周期構造として、具体的には、シリンダー（柱状）、ラメラ（板状）、スフィア（球状）等が挙げられる。
【０００４】
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である。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）。
【０００５】
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（Ｌ
０
）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。
【０００６】
構造体の周期（Ｌ
０
）は、重合度Ｎ、及び、フローリー－ハギンズ（Ｆｌｏｒｙ－Ｈｕｇｇｉｎｓ）の相互作用パラメータχ等の固有重合特性によって決まることが知られている。すなわち、χとＮとの積「χ・Ｎ」が大きくなるほど、ブロックコポリマーにおける異なるブロック間の相互反発は大きくなる。このため、χ・Ｎ＞１０．５（以下「強度分離限界点」という）のときには、ブロックコポリマーにおける異種類のブロック間の反発が大きく、相分離が起こる傾向が強くなる。そして、強度分離限界点においては、構造体の周期はおよそＮ
２／３
・χ
１／６
となり、下式（１）の関係が成り立つ。つまり、構造体の周期は、分子量と、異なるブロック間の分子量比と、に相関する重合度Ｎに比例する。
【０００７】
Ｌ
０
∝ ａ・Ｎ
２／３
・χ
１／６
・・・（１）
［式中、Ｌ
０
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。］
【０００８】
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（Ｌ
０
）を調節することができる。このため、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、比較的大きいＬ
０
の構造体を形成するために、ブロックコポリマーの分子量を大きくする方法が考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２００８－３６４９１号公報
【非特許文献】
【００１０】
Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ７６３７，ＡｌｔｅｒｎａｔｉｖｅＬｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓＩＩ，７６３７０Ｇ（１Ａｐｒｉｌ２０１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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