JPH08130213A - ポリマーの相分離を利用した表面加工法 - Google Patents
ポリマーの相分離を利用した表面加工法Info
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- JPH08130213A JPH08130213A JP29219994A JP29219994A JPH08130213A JP H08130213 A JPH08130213 A JP H08130213A JP 29219994 A JP29219994 A JP 29219994A JP 29219994 A JP29219994 A JP 29219994A JP H08130213 A JPH08130213 A JP H08130213A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高密度デバイスに必要となる数〜数十ｎｍの
スケールの構造は、原子、分子から組み立てて作製する
ことができ、ナノメートルレベルの微細パターンを大量
に作製すること。 【構成】 複数の成分ポリマ−を含有する複数成分ポリ
マ−含有体の相分離によって基板上にパタ−ンを形成す
ることを特徴とするポリマーの相分離を利用した表面加
工法、また複数の成分ポリマ−を含有する複数成分ポリ
マ−含有体の相分離によって基板上に薬液吸収もしくは
透過性が異なる複数成分ポリマ−のパタ−ンを形成し、
選択的に特定の成分ポリマ−に前記基板に対して作用す
る薬液を吸収もしくは透過させて前記基板上にエッチン
グもしくはデポジションによりパタ−ンを転写すること
を特徴とするポリマーの相分離を利用した表面加工法。
スケールの構造は、原子、分子から組み立てて作製する
ことができ、ナノメートルレベルの微細パターンを大量
に作製すること。 【構成】 複数の成分ポリマ−を含有する複数成分ポリ
マ−含有体の相分離によって基板上にパタ−ンを形成す
ることを特徴とするポリマーの相分離を利用した表面加
工法、また複数の成分ポリマ−を含有する複数成分ポリ
マ−含有体の相分離によって基板上に薬液吸収もしくは
透過性が異なる複数成分ポリマ−のパタ−ンを形成し、
選択的に特定の成分ポリマ−に前記基板に対して作用す
る薬液を吸収もしくは透過させて前記基板上にエッチン
グもしくはデポジションによりパタ−ンを転写すること
を特徴とするポリマーの相分離を利用した表面加工法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高密度デバイス等を作
製するための表面の新しい微細加工技術に関するもので
ある。
製するための表面の新しい微細加工技術に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】半導体表面の微細加工では、フォトレジ
ストを塗布し、これを露光してパタ−ンを描図し、この
パターンを基板に転写した後、レジストを除去した部分
にエッチング、デポジションを行い微細パターンを作製
する。一方、高密度デバイスに必要となる数〜数十ｎｍ
のスケールの構造は、原子、分子から組み立てて作製し
ようとする試みもあり、走査プロ−ブ法（ＳＰＭ）や原
子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって表面を加工する基礎研
究が始まっている。
ストを塗布し、これを露光してパタ−ンを描図し、この
パターンを基板に転写した後、レジストを除去した部分
にエッチング、デポジションを行い微細パターンを作製
する。一方、高密度デバイスに必要となる数〜数十ｎｍ
のスケールの構造は、原子、分子から組み立てて作製し
ようとする試みもあり、走査プロ−ブ法（ＳＰＭ）や原
子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって表面を加工する基礎研
究が始まっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の半導
体デバイス作製技術では、レジストに用いる高分子のサ
イズや転写に用いる光の波長などで定まる原理的な限界
がある。
体デバイス作製技術では、レジストに用いる高分子のサ
イズや転写に用いる光の波長などで定まる原理的な限界
がある。
【０００４】一方、高密度デバイスに必要となる数〜数
十ｎｍのスケールの表面原子制御や分子スケールの機能
素子を目指して、走査プロ−ブ法（ＳＰＭ）や原子間力
顕微鏡（ＡＦＭ）によって表面に微細構造を作製する研
究が始まっているが、現在、例えば走査プロ−ブ法（Ｓ
ＰＭ）で原子を動かして一つの簡単なパターンを作るの
に数秒から数時間かかっており、そのパターンの効率的
な複写法もなく、実用的な電子素子の大量生産はかなり
難しい。
十ｎｍのスケールの表面原子制御や分子スケールの機能
素子を目指して、走査プロ−ブ法（ＳＰＭ）や原子間力
顕微鏡（ＡＦＭ）によって表面に微細構造を作製する研
究が始まっているが、現在、例えば走査プロ−ブ法（Ｓ
ＰＭ）で原子を動かして一つの簡単なパターンを作るの
に数秒から数時間かかっており、そのパターンの効率的
な複写法もなく、実用的な電子素子の大量生産はかなり
難しい。
【０００５】この発明は上記の如き事情に鑑みてなされ
たものであって、高密度デバイスに必要となる数〜数十
ｎｍのスケールの構造は、原子、分子から組み立てて作
製することができ、ナノメートルレベルの微細パターン
を大量に作製することができるポリマーの相分離を利用
した表面加工法を提供することを目的とするものであ
る。
たものであって、高密度デバイスに必要となる数〜数十
ｎｍのスケールの構造は、原子、分子から組み立てて作
製することができ、ナノメートルレベルの微細パターン
を大量に作製することができるポリマーの相分離を利用
した表面加工法を提供することを目的とするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的に対応して、第
１の発明のポリマーの相分離を利用した表面加工法は、
複数の成分ポリマ−を含有する複数成分ポリマ−含有体
の相分離によって基板上にパタ−ンを形成することを特
徴としている。また、第２の発明のポリマーの相分離を
利用した表面加工法は、複数の成分ポリマ−を含有する
複数成分ポリマ−含有体の相分離によって基板上に薬液
吸収もしくは透過性が異なる複数成分ポリマ−のパタ−
ンを形成し、選択的に特定の成分ポリマ−に前記基板に
対して作用する薬液を吸収もしくは透過させて前記基板
上にエッチングもしくはデポジションによりパタ−ンを
転写することを特徴としている。
１の発明のポリマーの相分離を利用した表面加工法は、
複数の成分ポリマ−を含有する複数成分ポリマ−含有体
の相分離によって基板上にパタ−ンを形成することを特
徴としている。また、第２の発明のポリマーの相分離を
利用した表面加工法は、複数の成分ポリマ−を含有する
複数成分ポリマ−含有体の相分離によって基板上に薬液
吸収もしくは透過性が異なる複数成分ポリマ−のパタ−
ンを形成し、選択的に特定の成分ポリマ−に前記基板に
対して作用する薬液を吸収もしくは透過させて前記基板
上にエッチングもしくはデポジションによりパタ−ンを
転写することを特徴としている。
【０００７】
【作用】複数の成分ポリマーを含有する複数成分ポリマ
ー含有体を基板状で相分離させてパターンを形成し、こ
のパターンをそのまま利用しあるいは転写して表面加工
を行う。これによって高密度デバイスに必要となる数〜
数十ｎｍのスケールの構造は、原子、分子から組み立て
て作製することができ、ナノメートルレベルの微細パタ
ーンを大量に作製することが可能になる。
ー含有体を基板状で相分離させてパターンを形成し、こ
のパターンをそのまま利用しあるいは転写して表面加工
を行う。これによって高密度デバイスに必要となる数〜
数十ｎｍのスケールの構造は、原子、分子から組み立て
て作製することができ、ナノメートルレベルの微細パタ
ーンを大量に作製することが可能になる。
【０００８】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て説明する。
て説明する。
【０００９】図１は、第一の発明を示す概念図である。
複数の成分ポリマ−を含有する複数成分ポリマ−含有体
を基板８上に供給し、複数成分ポリマ−含有体の相分離
によって基板８上にパタ−ン２を形成する。複数成分ポ
リマ−含有体は印刷技術を利用して基板８上の特定の部
分にのみ塗布することが可能である。複数の成分ポリマ
−を含有する複数成分ポリマ−含有体は、複数のポリマ
ーを混合したもの、あるいは、異種の高分子を共重合し
たコポリマーである。
複数の成分ポリマ−を含有する複数成分ポリマ−含有体
を基板８上に供給し、複数成分ポリマ−含有体の相分離
によって基板８上にパタ−ン２を形成する。複数成分ポ
リマ−含有体は印刷技術を利用して基板８上の特定の部
分にのみ塗布することが可能である。複数の成分ポリマ
−を含有する複数成分ポリマ−含有体は、複数のポリマ
ーを混合したもの、あるいは、異種の高分子を共重合し
たコポリマーである。
【００１０】ここで言う「相分離」とは、一つの成分が
分離してある大きさの固まりを作る現象であり、その固
まりの大きさや形は、ポリマーの種類、分子量、混合
比、熱処理条件によって制御できる。水と油のような性
質の異なる物質を混ぜると、溶け合うことなく成分が分
離するのは相分離の一例である。高分子材料は特性の改
善のため複数のポリマーを混合したものや異種の高分子
を共重合したコポリマーが用いられるが、相溶性の程度
と熱処理などにより相分離が生じる。
分離してある大きさの固まりを作る現象であり、その固
まりの大きさや形は、ポリマーの種類、分子量、混合
比、熱処理条件によって制御できる。水と油のような性
質の異なる物質を混ぜると、溶け合うことなく成分が分
離するのは相分離の一例である。高分子材料は特性の改
善のため複数のポリマーを混合したものや異種の高分子
を共重合したコポリマーが用いられるが、相溶性の程度
と熱処理などにより相分離が生じる。
【００１１】ポリマーの相分離に関しては、いくつか組
み合せでの実験がある。polystyrene(ＰＳ) とpolymeth
ylmethacrylate（ＰＭＭＡ）のコポリマーの表面の形状
を観察し、直径１μｍ程度のくぼみ構造を確認できる。
ＰＳとＰＭＭＡのブレンドでは、同様の表面の形状を観
察し、直径１μｍ程度の突起構造が確認でき、その高さ
は分子量によって制御できる。この他、polyethyleneox
ide （ＰＥＯ）とＰＳのブレンドでは、ＰＳの網目状の
パターンが、ＰＳ−polybutadiene （ＰＢＤ）−ＰＳの
コポリマーでは、２０ｎｍ程度の迷路状パターンが観察
された。相分離したポリマーの表面構造は、ＡＦＭで観
察することにより、摩擦力、固さなどから相を構成する
材料の種類を特定することができる。
み合せでの実験がある。polystyrene(ＰＳ) とpolymeth
ylmethacrylate（ＰＭＭＡ）のコポリマーの表面の形状
を観察し、直径１μｍ程度のくぼみ構造を確認できる。
ＰＳとＰＭＭＡのブレンドでは、同様の表面の形状を観
察し、直径１μｍ程度の突起構造が確認でき、その高さ
は分子量によって制御できる。この他、polyethyleneox
ide （ＰＥＯ）とＰＳのブレンドでは、ＰＳの網目状の
パターンが、ＰＳ−polybutadiene （ＰＢＤ）−ＰＳの
コポリマーでは、２０ｎｍ程度の迷路状パターンが観察
された。相分離したポリマーの表面構造は、ＡＦＭで観
察することにより、摩擦力、固さなどから相を構成する
材料の種類を特定することができる。
【００１２】ある種のゴム状ポリマーはチオール分子を
吸収し、その面を金基板に接触させることにより接触面
にのみチオールを結合させることが報告されている。半
導体ポリマーを使って印刷技術によりＩＣをつくる試み
が報告されている。図１に示すパタ−ンは上の条件で作
製したＰＳ／ＰＢＤコポリマーによる相分離パターン
で、５０ｎｍ幅の迷路状のパターンが観察されている。
下地との相互作用、荷重を大きく設定したＡＦＭ走査な
どによるパターンの方向づけも可能である。
吸収し、その面を金基板に接触させることにより接触面
にのみチオールを結合させることが報告されている。半
導体ポリマーを使って印刷技術によりＩＣをつくる試み
が報告されている。図１に示すパタ−ンは上の条件で作
製したＰＳ／ＰＢＤコポリマーによる相分離パターン
で、５０ｎｍ幅の迷路状のパターンが観察されている。
下地との相互作用、荷重を大きく設定したＡＦＭ走査な
どによるパターンの方向づけも可能である。
【００１３】前述のように、複数成分ポリマ−含有体は
印刷技術を利用して特定の部分にのみ塗布することが可
能である。実験では回転塗布法を利用して厚さ２００ｎ
ｍ程度の一様な膜を作製している。塗布後、ＰＳ／ＰＭ
ＭＡの場合、１７０℃で１０時間程度、ＰＳ／ＰＥＯで
は９０℃で２４時間程度、ＰＳ／ＰＭＭＡの場合、１７
０℃で１０時間程度、ＰＳ／ＰＥＯでは９０℃で２４時
間程度、ＰＳ／ＰＢＤでは９０℃で２４時間程度の加熱
で相分離を生じることを確認している。実験では充分に
時間をかけているが、時間は短くすることも可能であ
る。温度によって構造の密度などパターンをある範囲で
変化させることができる。
印刷技術を利用して特定の部分にのみ塗布することが可
能である。実験では回転塗布法を利用して厚さ２００ｎ
ｍ程度の一様な膜を作製している。塗布後、ＰＳ／ＰＭ
ＭＡの場合、１７０℃で１０時間程度、ＰＳ／ＰＥＯで
は９０℃で２４時間程度、ＰＳ／ＰＭＭＡの場合、１７
０℃で１０時間程度、ＰＳ／ＰＥＯでは９０℃で２４時
間程度、ＰＳ／ＰＢＤでは９０℃で２４時間程度の加熱
で相分離を生じることを確認している。実験では充分に
時間をかけているが、時間は短くすることも可能であ
る。温度によって構造の密度などパターンをある範囲で
変化させることができる。
【００１４】パタ−ン２は基板８上に供給されて相分離
した複数成分ポリマ−含有体の成分ポリマ−自身によっ
て形成しても良いし、また、複数成分ポリマ−含有体を
基板８上に供給した後、複数成分ポリマ−含有体を相分
離させ、特定種類の成分ポリマ−に選択的に結合するパ
タ−ン材料物質を結合させて、そのパタ−ン材料物質に
よってパタ−ンを形成しても良い。また、複数成分ポリ
マ−含有体を基板上に供給した後、複数成分ポリマ−含
有体を相分離させ、特定種類の成分ポリマ−以外の成分
ポリマ−を選択的に溶解除去して特定種類の成分ポリマ
−によってパタ−ンを形成しても良い。この複数成分ポ
リマ−含有体の相分離によるパタ−ンは基板８表面に形
成される全パタ−ンであってもよいし、或いは、または
全パタ−ンの一部分であって他のパタ−ニング技術によ
って形成される他のパタ−ン３と併存するものであって
もよい。また、パタ−ンを形成するに先立って、基板８
表面に成分ポリマ−の特定の構造生成を促進する溝や突
起等の表面形状を形成してもよい。また、複数成分ポリ
マ−含有体の相分離によって基板上にパタ−ンを形成し
た後、パタ−ンを原子間力顕微鏡等の走査プロ−ブ法を
用いてプロ−ブ４で配線その他の修正加工してもよい。
した複数成分ポリマ−含有体の成分ポリマ−自身によっ
て形成しても良いし、また、複数成分ポリマ−含有体を
基板８上に供給した後、複数成分ポリマ−含有体を相分
離させ、特定種類の成分ポリマ−に選択的に結合するパ
タ−ン材料物質を結合させて、そのパタ−ン材料物質に
よってパタ−ンを形成しても良い。また、複数成分ポリ
マ−含有体を基板上に供給した後、複数成分ポリマ−含
有体を相分離させ、特定種類の成分ポリマ−以外の成分
ポリマ−を選択的に溶解除去して特定種類の成分ポリマ
−によってパタ−ンを形成しても良い。この複数成分ポ
リマ−含有体の相分離によるパタ−ンは基板８表面に形
成される全パタ−ンであってもよいし、或いは、または
全パタ−ンの一部分であって他のパタ−ニング技術によ
って形成される他のパタ−ン３と併存するものであって
もよい。また、パタ−ンを形成するに先立って、基板８
表面に成分ポリマ−の特定の構造生成を促進する溝や突
起等の表面形状を形成してもよい。また、複数成分ポリ
マ−含有体の相分離によって基板上にパタ−ンを形成し
た後、パタ−ンを原子間力顕微鏡等の走査プロ−ブ法を
用いてプロ−ブ４で配線その他の修正加工してもよい。
【００１５】図２は、第２の発明を示す概念図である。
この第２の発明においては、複数の成分ポリマ−を含有
する複数成分ポリマ−含有体の相分離によって基板８上
に基板８に対して作用する薬液に関する薬液吸収もしく
は透過性が異なる複数成分ポリマ−１２，１３のパタ−
ン２ａを形成し、しかる後に選択的に特定の成分ポリマ
−１２に薬液１４を表面から吸収、あるいは背面、側面
から透過させ（図２ｂ）、エッチングもしくはデポジシ
ョンによってパタ−ン２ａを基板８上に転写して転写パ
タ−ン１１を形成する。
この第２の発明においては、複数の成分ポリマ−を含有
する複数成分ポリマ−含有体の相分離によって基板８上
に基板８に対して作用する薬液に関する薬液吸収もしく
は透過性が異なる複数成分ポリマ−１２，１３のパタ−
ン２ａを形成し、しかる後に選択的に特定の成分ポリマ
−１２に薬液１４を表面から吸収、あるいは背面、側面
から透過させ（図２ｂ）、エッチングもしくはデポジシ
ョンによってパタ−ン２ａを基板８上に転写して転写パ
タ−ン１１を形成する。
【００１６】薬液吸収もしくは透過性が異なる複数成分
ポリマ−のパタ−ン２ａは初めから、薬液吸収もしくは
透過性が異なる複数の成分ポリマ−で構成してもよい
し、複数成分ポリマ−含有体を相分離させた後に、選択
的に特定の成分ポリマ−に他の成分ポリマ−と異なる薬
液透過性を与える処理を行ってもよい。これによって薬
液吸収もしくは透過性の高い成分ポリマー１２が別の成
分ポリマー１３に埋め込まれるようなパターンの相分離
を生じさせる。図は一例としてＰＳ／ＰＭＭＡのブレン
ドによる相分離パターンで、直径１μｍ程度のＰＭＭＡ
からなる円形の突起がある密度で分布している状態を示
している。ここでＰＭＭＡ部分のみ光分解などを利用し
て選択エッチングを行い、薬液の吸収もしくは透過性を
増加させることができる。この場合、ＰＭＭＡはポリマ
ー１２として作用する。この複数成分ポリマ−含有体の
相分離によるパタ−ン２ａは形成される全パタ−ンであ
ってもよいし、或いは、または全パタ−ンの一部分であ
って他のパタ−ニング技術によって形成される他のパタ
−ンと併存するものであってもよい。また、転写前のパ
タ−ン２ａを原子間力顕微鏡等の走査プロ−ブ法を用い
て修正加工した後、基板８上に転写してもよいし、或い
は、エッチングもしくはデポジションによるパタ−ンを
基板８上に転写した後に転写パタ−ン１１を原子間力顕
微鏡等の走査プロ−ブ法を用いて修正加工してもよい。
さらに、複数成分ポリマ−のパタ−ン２ａを形成し、こ
のパタ−ン２ａに転写に先立って引っ張り応力などの外
部応力を作用させて相分離構造の配向を揃える等の後処
理を行ってもよい。
ポリマ−のパタ−ン２ａは初めから、薬液吸収もしくは
透過性が異なる複数の成分ポリマ−で構成してもよい
し、複数成分ポリマ−含有体を相分離させた後に、選択
的に特定の成分ポリマ−に他の成分ポリマ−と異なる薬
液透過性を与える処理を行ってもよい。これによって薬
液吸収もしくは透過性の高い成分ポリマー１２が別の成
分ポリマー１３に埋め込まれるようなパターンの相分離
を生じさせる。図は一例としてＰＳ／ＰＭＭＡのブレン
ドによる相分離パターンで、直径１μｍ程度のＰＭＭＡ
からなる円形の突起がある密度で分布している状態を示
している。ここでＰＭＭＡ部分のみ光分解などを利用し
て選択エッチングを行い、薬液の吸収もしくは透過性を
増加させることができる。この場合、ＰＭＭＡはポリマ
ー１２として作用する。この複数成分ポリマ−含有体の
相分離によるパタ−ン２ａは形成される全パタ−ンであ
ってもよいし、或いは、または全パタ−ンの一部分であ
って他のパタ−ニング技術によって形成される他のパタ
−ンと併存するものであってもよい。また、転写前のパ
タ−ン２ａを原子間力顕微鏡等の走査プロ−ブ法を用い
て修正加工した後、基板８上に転写してもよいし、或い
は、エッチングもしくはデポジションによるパタ−ンを
基板８上に転写した後に転写パタ−ン１１を原子間力顕
微鏡等の走査プロ−ブ法を用いて修正加工してもよい。
さらに、複数成分ポリマ−のパタ−ン２ａを形成し、こ
のパタ−ン２ａに転写に先立って引っ張り応力などの外
部応力を作用させて相分離構造の配向を揃える等の後処
理を行ってもよい。
【００１７】以上説明したポリマーの相分離を利用した
表面加工法においては、分子量や組み合せを考えれば、
ここで利用できるポリマーの選択は無限であり、これま
での研究だけでも、円形の突起、くぼみ、迷路状などの
パターンが観察されているが、研究が進めばさらに多彩
なパターン生成が期待される。これらのパターンは、荷
重を大きく設定したＡＦＭによって局所的に変形させる
ことが可能であるが、それだけでなく、熱処理温度、基
材表面の処理あるいは外部応力といったパラメータによ
ってミクロな構造を変えることが出来る。例えば、ポリ
マー膜をある方向に引っ張ることにより分子の向きを揃
えることが報告されている。
表面加工法においては、分子量や組み合せを考えれば、
ここで利用できるポリマーの選択は無限であり、これま
での研究だけでも、円形の突起、くぼみ、迷路状などの
パターンが観察されているが、研究が進めばさらに多彩
なパターン生成が期待される。これらのパターンは、荷
重を大きく設定したＡＦＭによって局所的に変形させる
ことが可能であるが、それだけでなく、熱処理温度、基
材表面の処理あるいは外部応力といったパラメータによ
ってミクロな構造を変えることが出来る。例えば、ポリ
マー膜をある方向に引っ張ることにより分子の向きを揃
えることが報告されている。
【００１８】ポリマーの相分離を利用した表面加工法に
おいては以上説明した事柄の他、ポリマーの相分離を直
接利用して微細加工を行うことも可能である。例えば、 （１）導電性を有するポリマーと絶縁性のポリマーを利
用することにより、微細なレジスタ、キャパシタ、イン
ダクタなどが実現できる。 （２）ポリマーの則鎖に認識機能を持たせることによ
り、特定の分子、原子をパターンにしたがって吸着させ
る。 （３）分離した相が孤立していないで相互に結合してい
る場合、一種類のポリマーを選択的に溶かす溶剤などを
利用した後処理で取り除き、残ったパターンをマスクと
して利用する。
おいては以上説明した事柄の他、ポリマーの相分離を直
接利用して微細加工を行うことも可能である。例えば、 （１）導電性を有するポリマーと絶縁性のポリマーを利
用することにより、微細なレジスタ、キャパシタ、イン
ダクタなどが実現できる。 （２）ポリマーの則鎖に認識機能を持たせることによ
り、特定の分子、原子をパターンにしたがって吸着させ
る。 （３）分離した相が孤立していないで相互に結合してい
る場合、一種類のポリマーを選択的に溶かす溶剤などを
利用した後処理で取り除き、残ったパターンをマスクと
して利用する。
【００１９】これらのパターンは、従来技術で作られた
パターンの一部として利用することも考えられ、最終的
な配線などの仕上げはＳＰＭによる微細加工が利用でき
る。さらに、基板に対してエッチング、吸着といった作
用をする反応性の薬品分子に対し、吸収、透過性の高い
ポリマーと透過させないポリマーを選択して相分離を起
こすことも可能である。
パターンの一部として利用することも考えられ、最終的
な配線などの仕上げはＳＰＭによる微細加工が利用でき
る。さらに、基板に対してエッチング、吸着といった作
用をする反応性の薬品分子に対し、吸収、透過性の高い
ポリマーと透過させないポリマーを選択して相分離を起
こすことも可能である。
【００２０】ＰＳとＰＭＭＡの相分離構造では、ＰＭＭ
Ａに紫外線を照射して光分解し、メチルイソブチルケト
ン：イソプロピルアルコールの３：７溶液などでＰＭＭ
Ａ部分を溶かして除去することができる。逆にＰＳ部分
を溶かすためには、ベンゼンを溶剤に用いる。同様にＰ
ＥＯとＰＳのブレンドでは、ＰＥＯは水溶性であるので
水で選択的にエッチングできることが知られている。Ｐ
Ｓの網目状のパターンが、ＰＳ−polybutadiene （ＰＢ
Ｄ）−ＰＳのコポリマーの相分離では、メチルエチルケ
トンを利用してＰＳを溶かし、ＰＢＤ部分のみを残すこ
とが可能である。
Ａに紫外線を照射して光分解し、メチルイソブチルケト
ン：イソプロピルアルコールの３：７溶液などでＰＭＭ
Ａ部分を溶かして除去することができる。逆にＰＳ部分
を溶かすためには、ベンゼンを溶剤に用いる。同様にＰ
ＥＯとＰＳのブレンドでは、ＰＥＯは水溶性であるので
水で選択的にエッチングできることが知られている。Ｐ
Ｓの網目状のパターンが、ＰＳ−polybutadiene （ＰＢ
Ｄ）−ＰＳのコポリマーの相分離では、メチルエチルケ
トンを利用してＰＳを溶かし、ＰＢＤ部分のみを残すこ
とが可能である。
【００２１】あるいは、相分離した一つの相にのみ吸収
され、かつ基板に作用する特殊な薬品を選択、合成す
る、ある種のポリマーのみ後処理で透過性を高めるなど
の手法も考えられる。
され、かつ基板に作用する特殊な薬品を選択、合成す
る、ある種のポリマーのみ後処理で透過性を高めるなど
の手法も考えられる。
【００２２】相分離した一つの相のみに、それらの薬品
を吸収、透過させることにより、基板の表面は相分離に
よって生じたパターンにそって加工され、パターンを転
写することができる。この方法では、一度作製したパタ
ーンが繰り返し転写されるので、構造生成特有のばらつ
きを減らすことができる。
を吸収、透過させることにより、基板の表面は相分離に
よって生じたパターンにそって加工され、パターンを転
写することができる。この方法では、一度作製したパタ
ーンが繰り返し転写されるので、構造生成特有のばらつ
きを減らすことができる。
【００２３】
【発明の効果】上に記した本発明の手法を用いれば、高
密度デバイスに必要となる数〜数十ｎｍのスケールの構
造は、原子、分子から組み立てて作製することができ、
ナノメートルレベルの微細パターンを大量に作製するこ
とが可能になる。
密度デバイスに必要となる数〜数十ｎｍのスケールの構
造は、原子、分子から組み立てて作製することができ、
ナノメートルレベルの微細パターンを大量に作製するこ
とが可能になる。
【図１】本発明のポリマーの相分離を利用した表面加工
法をしめすの概念図。
法をしめすの概念図。
【図２】第２の発明のポリマーの相分離を利用した表面
加工法をしめすの概念図。
加工法をしめすの概念図。
２，２ａ パタ−ン ３ 他のパタ−ン ４ プロ−ブ ８ 基板 １１ 転写パタ−ン １２ 成分ポリマ− １３ 成分ポリマ− １４ 薬液
フロントページの続き (72)発明者 水谷 亘 茨城県つくば市東１丁目１番４ 工業技術 院 産業技術融合領域研究所内 (72)発明者 本松 誠 茨城県つくば市東１丁目１番４ 工業技術 院 産業技術融合領域研究所内 (72)発明者 ラリー・エイ・ナガハラ 茨城県つくば市東１丁目１番４ 工業技術 院 産業技術融合領域研究所内
Claims (14)
- 【請求項１】 複数の成分ポリマ−を含有する複数成分
ポリマ−含有体の相分離によって基板上にパタ−ンを形
成することを特徴とするポリマーの相分離を利用した表
面加工法 - 【請求項２】 前記複数成分ポリマ−含有体を基板上に
供給した後、前記の前記複数成分ポリマ−含有体を相分
離させて前記基板上に前記成分ポリマ−によるパタ−ン
を形成することを特徴とする請求項１記載のポリマーの
相分離を利用した表面加工法 - 【請求項３】 前記複数成分ポリマ−含有体を基板上に
供給した後、前記複数成分ポリマ−含有体を相分離さ
せ、特定種類の成分ポリマ−に選択的に結合するパタ−
ン材料物質を結合させて、前記パタ−ン材料物質による
パタ−ンを形成することを特徴とする請求項１記載のポ
リマーの相分離を利用した表面加工法 - 【請求項４】 前記複数成分ポリマ−含有体を基板上に
供給した後、前記複数成分ポリマ−含有体を相分離さ
せ、特定種類の成分ポリマ−以外の成分ポリマ−を選択
的に溶解除去して前記特定種類の成分ポリマ−によるパ
タ−ンを形成することを特徴とする請求項１記載のポリ
マーの相分離を利用した表面加工法 - 【請求項５】 前記複数成分ポリマ−含有体の相分離に
よって基板上にパタ−ンを形成する場合に前記パタ−ン
は基板表面に形成される全パタ−ンであり、または全パ
タ−ンの一部分であることを特徴とする請求項１記載の
ポリマーの相分離を利用した表面加工法 - 【請求項６】 前記複数成分ポリマ−含有体の相分離に
よって基板上にパタ−ンを形成する場合に前記基板表面
に成分ポリマ−の特定の構造生成を促進する溝や突起等
の表面形状を形成することを特徴とする請求項１記載の
ポリマーの相分離を利用した表面加工法 - 【請求項７】 前記複数成分ポリマ−含有体の相分離に
よって基板上にパタ−ンを形成した後、前記パタ−ンを
原子間力顕微鏡等の走査プロ−ブ法を用いて修正加工す
ることを特徴とする請求項１記載のポリマーの相分離を
利用した表面加工法 - 【請求項８】 複数の成分ポリマ−を含有する複数成分
ポリマ−含有体の相分離によって基板上に薬液吸収もし
くは透過性が異なる複数成分ポリマ−のパタ−ンを形成
し、選択的に特定の成分ポリマ−に前記基板に対して作
用する薬液を吸収もしくは透過させて前記基板上にエッ
チングもしくはデポジションによりパタ−ンを転写する
ことを特徴とするポリマーの相分離を利用した表面加工
法 - 【請求項９】 薬液吸収もしくは透過性が異なる複数の
成分ポリマ−を含有する複数成分ポリマ−含有体の相分
離によって基板上にパタ−ンを形成し、選択的に特定の
成分ポリマ−に前記基板に対して作用する薬液を吸収も
しくは透過させて前記基板上にエッチングもしくはデポ
ジションによりパタ−ンを転写することを特徴とする請
求項８記載のポリマーの相分離を利用した表面加工法 - 【請求項１０】 複数の成分ポリマ−を含有する複数成
分ポリマ−含有体の相分離によって基板上に複数成分ポ
リマ−のパタ−ンを形成し、選択的に特定の成分ポリマ
−に他の成分ポリマ−と異なる薬液吸収もしくは透過性
を与える処理を行い、その後、選択的に前記特定の成分
ポリマ−に前記基板に対して作用する薬液を吸収もしく
は透過させて前記基板上にエッチングもしくはデポジシ
ョンによりパタ−ンを転写することを特徴とする請求項
８記載のポリマーの相分離を利用した表面加工法 - 【請求項１１】 前記複数成分ポリマ−含有体の相分離
によって基板上にパタ−ンを形成する場合に前記パタ−
ンは基板表面に形成される全パタ−ンであり、または全
パタ−ンの一部分であることを特徴とする請求項８記載
のポリマーの相分離を利用した表面加工法 - 【請求項１２】 前記複数成分ポリマー含有体の相分離
によるパタ−ンを原子間力顕微鏡等の走査プロ−ブ法を
用いて修正加工した後、エッチングもしくはデポジショ
ンにより前記基板上に転写することを特徴とする請求項
８記載のポリマーの相分離を利用した表面加工法 - 【請求項１３】 前記エッチングもしくはデポジション
により転写された基板上のパタ−ンを原子間力顕微鏡等
の走査プロ−ブ法を用いて修正加工することを特徴とす
る請求項８記載のポリマーの相分離を利用した表面加工
法 - 【請求項１４】 複数の成分ポリマ−を含有する複数成
分ポリマ−含有体の相分離によって基板上に薬液吸収も
しくは透過性が異なる複数成分ポリマ−のパタ−ンを形
成し、前記パタ−ンに引っ張り応力などの外部応力を作
用させて相分離構造の配向を揃える等の後処理を行い、
次に選択的に特定の成分ポリマ−に前記基板に対して作
用する薬液を吸収もしくは透過させて前記基板上にエッ
チングもしくはデポジションによりパタ−ンを転写する
ことを特徴とする請求項８記載のポリマーの相分離を利
用した表面加工法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6292199A JP2885311B2 (ja) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | ポリマーの相分離を利用した表面加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6292199A JP2885311B2 (ja) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | ポリマーの相分離を利用した表面加工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08130213A true JPH08130213A (ja) | 1996-05-21 |
| JP2885311B2 JP2885311B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=17778819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6292199A Expired - Lifetime JP2885311B2 (ja) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | ポリマーの相分離を利用した表面加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2885311B2 (ja) |
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1994
- 1994-11-01 JP JP6292199A patent/JP2885311B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US11222787B2 (en) | 2017-09-22 | 2022-01-11 | Kaneka Corporation | Patterning sheet and etched structure production method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2885311B2 (ja) | 1999-04-19 |
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