[發明專利]用以產生具有嵌段共聚物的定向總成的納米尺寸特征的方法

有效

• 申請號: 200980104066.2
• 申請日: 2009-01-30
• 公開（公告）號: CN101971093A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 丹·B·米爾沃德;古爾特杰·S·桑胡
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

技術領域

本發明的實施例涉及用于通過使用自組裝嵌段共聚物來使襯底圖案化的方法、印模和系統，和由所述方法產生的裝置。

背景技術

平板印刷術(Lithography)為制造半導體集成電路中的關鍵方法。光刻術(Photolithography)通常涉及透過光罩(reticle)或掩模(mask)將影像投射至覆蓋半導體晶片或其它襯底的光致抗蝕劑或其它材料的薄膜上，和在后續處理步驟中使膜顯影以去除抗蝕劑的暴露或未暴露部分以產生圖案。在半導體處理中，特征尺寸的不斷縮減和納米規模機械、電氣、化學和生物裝置的不斷發展需要產生納米規模特征的系統。然而，通過使用光的常規光刻術，最小特征尺寸和圖案之間的間隙通常約為用以使膜暴露的輻射波長。這種情況限制使用常規平板印刷術產生約60nm的亞平板印刷特征的能力。

已發展微接觸印刷(Microcontact?printing)以建立半導體裝置中的亞平板印刷特征。這一技術通常涉及將帶有小規模地形特征的軟模板或印模沖壓或按壓至受體襯底上以在襯底上形成圖案。模板上的特征通常通過光刻術或電子(電子束)平板印刷術來制備。例如，圖1說明例如自聚二甲基硅氧烷形成的常規軟模板或印模10，其中所界定的特征12以壓印表面14和側壁16來結構化。壓印表面14界定待沖壓到襯底上的圖案的尺度(d)。如圖2中所示，印模的特征12以物理吸附或化學吸附到特征12的壓印表面14和側壁16上的油墨18潤濕。如圖3中所描述，有油墨的印模與受體襯底20(例如硅晶片)接觸且油墨18轉移到襯底20的區域，其中油墨形成自組裝的單層(SAM)22(圖4)。

然而，因為將吸附到鄰近于壓印表面14的特征12的表面(例如側壁18)的油墨牽引到襯底(例如區域24)上的毛細管力導致印刷不一致，所以小特征的分辨率成為問題。油墨材料到襯底上的前述芯吸效應還改變如印模/模板的壓印表面14所界定的沖壓特征(SAM)22的預期尺度(d)。此外，受體襯底上的沖壓特征22的尺寸和尺度限于在印模上界定的以平板印刷方式形成的特征12的尺度(d)。

其它諸如電子束平板印刷術和遠紫外(EUV)平板印刷術等方法已用于試圖形成亞平板印刷特征。然而，與所述平板印刷工具相關的高成本防礙其使用。

自組裝嵌段共聚物膜已通過以化學物條紋(化學物模板)使襯底表面圖案化來制備，每一條紋優先通過嵌段共聚物的交替嵌段來潤濕。澆鑄于圖案化襯底上且熱退火的具有薄片形態、匹配條紋圖案的周期性和在空氣界面處中性潤濕的兩種嵌段(例如PS-PMMA)的嵌段共聚物膜將自組裝以使得所述區域在優選條紋上方且垂直于表面自定向。然而，所述方法與EUV平板印刷術或其它亞平板印刷圖案化技術相比不具有優勢，因為必須使用這些圖案化技術中的一者以形成襯底模板圖案，且因使用昂貴圖案化工具，喪失使用嵌段共聚物的低成本益處。

提供制備克服現有問題的亞平板印刷特征的方法和系統將為適用的。

附圖說明

本發明的實施例參照以下僅用于說明性目的的隨附圖式而描述如下。遍及以下視圖，參考數字將用于圖式中，且遍及若干視圖和在描述中將使用相同參考數字指示相同或相似部分。

圖1說明用于微接觸印刷應用中的常規印模的正視橫剖面圖。

圖2說明圖1的印模的圖解視圖，其中油墨物理吸附或化學吸附到印模的表面上，且受體襯底有待與有油墨印模接觸。圖3說明根據常規微接觸印刷工藝與受體襯底接觸的圖2的有油墨印模。圖4說明從受體襯底上的轉印油墨形成SAM的后續處理步驟。

圖5說明根據本揭示案的一實施例的初步處理階段中的一部分印模襯底的圖解俯視圖，其展示具有溝槽的襯底。圖5A-5B為圖5中描述的襯底分別沿線5A-5A和5B-5B截取的正視橫剖面圖。

圖6為根據另一實施例的襯底的一部分的俯視圖，其展示用于形成具有垂直圓柱的六角形密堆積陣列的印模的具有溝槽的襯底。

圖7-8說明圖5印模在制造根據本揭示案的一實施例的自組裝嵌段共聚物膜的各階段中的圖解俯視圖。圖7A-8A說明圖7-8中描述的一部分襯底的實施例分別沿線7A-7A和線8A-8A截取的正視橫剖面圖。圖7B為圖7中描述的襯底沿線7B-7B截取的橫剖面圖。

圖9為圖6印模在后續制造階段中的俯視圖，其展示溝槽內由圓柱的六角形陣列構成的自組裝聚合物膜。

圖10為圖5印模在根據本發明的另一實施例的后續制造階段中的俯視圖，其展示由具有溝槽的單行圓柱構成的自組裝聚合物膜。圖10A為圖10中描述的襯底沿線10A-10A截取的橫剖面圖。