图案形成用自组织化组合物及图案形成方法技术

本发明专利技术以提供图案尺寸的可应用范围宽广、且可容易形成良好的相分离构造的图案形成用自组织化组合物为课题。本发明专利技术关于一种图案形成用自组织化组合物，含有嵌段共聚物，该嵌段共聚物含有：具有选自下述通式(103)所示构造及下述通式(104)所示构造的至少一者的聚合部a；与具有下述通式(105)所示构造的聚合部b；嵌段共聚物中的糖部的含有率相对于嵌段共聚物的总质量，为3质量％以上且80质量％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图案形成用自组织化组合物及图案形成方法
本专利技术关于图案形成用自组织化组合物及图案形成方法。
技术介绍
半导体等电子装置要求基于细微化的高集成化，针对半导体装置的图案，已检讨了细微化或形状的多样化。作为此种图案的形成方法，已知有双重曝光法、或使用电子束的光刻法、使用定向自组织化材料(DirectedSelfAssembly，以下亦称为图案形成用自组织化组合物)的借由自组织化所进行的图案形成方法。图案形成用自组织化组合物由于借由进行相分离而自组织化，故不需要昂贵的电子束描画装置，不发生在双重曝光中存在的图案化制程的复杂化，故有成本上的优点。作为图案形成用自组织化组合物，已知有例如聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-PMMA)等二嵌段共聚物(例如非专利文献1)。在非专利文献1中，是将PS-PMMA涂布在引导图案(guidepattern)上，借由加热而形成相分离构造。其后，经由蚀刻步骤去除二嵌段共聚物的单侧的由聚合部所构成的区域，借此形成细微的图案。作为图案形成用自组织化组合物，亦检讨使用PS-PMMA以外的材料。例如，在专利文献1中，揭示有具有以苯乙烯系聚合体、或丙烯酸系聚合体等作为主链、并在其末端具有杂原子的基的图案形成用自组织化组合物。在专利文献1中，检讨了借由使用如上述那样的图案形成用自组织化组合物，形成充分细微的图案。[先前技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开2014-5325号公报[非专利文献][非专利文献1]东芝ReviewVol67No.42012p44-47。
技术实现思路
(专利技术所欲解决的课题)作为借由相分离形成图案的自组织化组合物，大多使用PS-PMMA。然而，PS-PMMA虽然在小于30nm的图案形成方面为优越材料，但存在有在形成30nm以上的图案时聚合度控制困难的问题。此外，由于材料本身所具有的相分离性的界限，而无法形成良好的相分离构造，或在形成相分离构造时非常耗费退火时间(加热时间)的问题。此外，在使用专利文献1记载的图案形成用自组织化组合物的情况下，虽可形成充分细微的图案，但需要有用于进行相分离的基底层的作业，例如在形成10nm以下的细微图案构造时将费时费力。此外，根据本专利技术人等的检讨，已阐明了在使用如专利文献1记载那样的图案形成用自组织化组合物时，可应用的图案尺寸的范围较窄，尤其在使用30nm以上的图案时未形成良好的相分离构造。因此，本专利技术人等为了解决此种在先技术的课题，以提供图案尺寸的可应用范围宽广、且可容易形成良好的相分离构造的图案形成用自组织化组合物为目的，进行了检讨。(解决课题的手段)为了解决上述课题而经潜心研究，结果本专利技术人等发现，借由使图案形成用自组织化组合物含有具有拥具既定构造的至少2种聚合部的嵌段共聚物，能够获得图案尺寸的可应用范围宽广、且可容易形成良好的相分离构造的图案形成用自组织化组合物。具体而言，本专利技术具有以下构成。[1]一种图案形成用自组织化组合物，含有嵌段共聚物，该嵌段共聚物含有：具有选自下述通式(103)所示构造及下述通式(104)所示构造的至少一者的聚合部a；与具有下述通式(105)所示构造的聚合部b；嵌段共聚物中的糖部的含有率相对于嵌段共聚物的总质量，为3质量％以上且80质量％以下；[化1][化2][化3]通式(103)及(104)中，R1分别独立表示氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烷基、酰基、芳基或磷酰基，多个R1可为相同或相异；R5表示氢原子或烷基，多个R5可为相同或相异；X1及Y1分别独立表示单键或键结基，多个X1可为相同或相异，多个Y1可为相同或相异；p表示2以上且1500以下的整数，r表示0以上的整数，多个r的至少1个表示1以上的整数；＊记号是表示r为2个以上时，与R1的任一者间的键结部位，或表示取代R1而与R1所键结的氧原子的任一者间的键结部位；通式(105)中，W1表示碳原子或硅原子，多个W1可为相同或相异；W2表示-CR2-、-O-、-S-、-SiR2-(其中，R表示氢原子或碳数1～5的烷基，多个R可为相同或相异)，多个W2可为相同或相异；R11表示氢原子、甲基或羟基，多个R11可为相同或相异；R12表示氢原子、羟基、乙酰基、甲氧基羰基、芳基或吡啶基，多个R12可为相同或相异；q表示2以上且3000以下的整数。[2]如[1]记载的图案形成用自组织化组合物，其中，嵌段共聚物对选自丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)及二甲基甲酰胺(DMF)的至少一者的溶解度为0.8质量％以上。[3]如[1]或[2]记载的图案形成用自组织化组合物，其中，r表示0以上的整数，多个r的至少一者为1以上且10以下的整数。[4]如[1]～[3]中任一项记载的图案形成用自组织化组合物，其中，R12为苯基。[5]如[1]～[4]中任一项记载的图案形成用自组织化组合物，其中，进一步含有有机溶剂。[6]如[1]～[5]中任一项记载的图案形成用自组织化组合物，其中，进一步含有离子液体。[7]一种图案形成方法，包含：将[1]～[6]中任一项记载的图案形成用自组织化组合物涂布于基板上，借由自组织化相分离而形成自组织化膜的步骤；与蚀刻步骤。[8]如[7]记载的图案形成方法，其中，蚀刻步骤为干式蚀刻步骤。[9]如[7]或[8]记载的图案形成方法，其中，在形成自组织化膜的步骤前，进一步包含在基板上形成引导图案的步骤。(专利技术的效果)根据本专利技术，能够获得图案尺寸的可应用范围宽广、且可容易形成良好的相分离构造的图案形成用自组织化组合物。本专利技术的图案形成用自组织化组合物是在所有尺寸的图案形成皆适合的材料。此外，借由使用本专利技术的图案形成用自组织化组合物，在形成图案构造的情况可采用简便的制程。附图说明图1为说明图案形成步骤的概略图。图2为说明图案形成步骤的概略图。图3为说明图案形成步骤的概略图。图4为说明图案形成步骤的概略图。具体实施方式以下详细说明本专利技术。以下记载的构成要件的说明，是根据具代表性的实施形态或具体例而进行的，但本专利技术并未限定于此种实施形态。此外，本说明书中，关于未明确记载为取代、无取代的取代基，意指此基亦可具有任意的取代基。(图案形成用自组织化组合物)本专利技术关于一种图案形成用自组织化组合物，含有嵌段共聚物，该嵌段共聚物含有：具有选自下述通式(103)所示构造及下述通式(104)所示构造的至少一者的聚合部a；与具有下述通式(105)所示构造的聚合部b。在此，嵌段共聚物中的糖部的含有率相对于嵌段共聚物的总质量，为3质量％以上且80质量％以下。[化4][化5][化6]通式(103)及(104)中，R1分别独立表示氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烷基、酰基、芳基或磷酰基，多个R1可为相同或相异；R5表示氢原子或烷基，多个R5可为相同或相异。X1及Y1分别独立表示单键或键结基，多个X1可为相同或相异，多个Y1可为相同或相异；p表示2以上且1500以下的整数，r表示0以上的整数，多个r的至少1个表示1以上的整数；＊记号是表示r为2个以上时，与R1的任一者间的键结部位，或表示取代R1而与R1所键结的氧原子的任一者间的键结部位；通式(105)中，W1表示碳原子或硅原子，多个W1可为相同或相异；W2表示-CR2-、-O-、-S-、-SiR2-(其中，R表示氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图案形成用自组织化组合物，其特征在于，含有嵌段共聚物，该嵌段共聚物包含：具有选自下述通式(103)所示的构造及下述通式(104)所示的构造的至少一者的聚合部a；与具有下述通式(105)所示构造的聚合部b；所述嵌段共聚物中的糖部的含有率相对于所述嵌段共聚物的总质量，为3质量％以上且80质量％以下；[化1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.20 JP 2016-1014551.一种图案形成用自组织化组合物，其特征在于，含有嵌段共聚物，该嵌段共聚物包含：具有选自下述通式(103)所示的构造及下述通式(104)所示的构造的至少一者的聚合部a；与具有下述通式(105)所示构造的聚合部b；所述嵌段共聚物中的糖部的含有率相对于所述嵌段共聚物的总质量，为3质量％以上且80质量％以下；[化1][化2][化3]在通式(103)及(104)中，R1分别独立表示氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烷基、酰基、芳基或磷酰基，多个R1可为相同或相异；R5表示氢原子或烷基，多个R5可为相同或相异；X1及Y1分别独立表示单键或键结基，多个X1可为相同或相异，多个Y1可为相同或相异；p表示2以上且1500以下的整数，r表示0以上的整数，多个r的至少1个表示1以上的整数；＊记号是表示r为2个以上时，与R1的任一者间的键结部位，或表示取代R1而与R1所键结的氧原子的任一者间的键结部位；在通式(105)中，W1表示碳原子或硅原子，多个W1可为相同或相异；W2表示-CR2-、-O-、-S-、-SiR2-，其中，R表示氢原子或碳数1～5的烷基，多个R可为相同或相异，多个W2可为...

【专利技术属性】
技术研发人员：森田和代，服部贵美子，
申请(专利权)人：王子控股株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP