[發(fā)明專利]共聚物制劑、其制造方法以及包括其的產(chǎn)品

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410858491.3
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104749876B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: P·D·胡斯塔德;P·特雷福納斯三世;樸鐘根
• 申請（專利權(quán)）人: 羅門哈斯電子材料有限公司;陶氏環(huán)球技術(shù)有限公司
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;C08F220/14;C08F220/30;C08F120/18;H01L21/027
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 王穎

這里公開了一種方法，包括在半導(dǎo)體基底的表面上設(shè)置墊組合物；其中所述墊組合物包括包含第一丙烯酸酯單元和第二單元的無規(guī)共聚物；其中所述共聚物不包括聚苯乙烯或聚環(huán)氧化物；交聯(lián)所述無規(guī)共聚物；將刷狀回填組合物設(shè)置在所述基底上；以使所述刷狀回填組合物和所述墊組合物相互交替；在所述刷狀回填組合物和所述墊組合物上設(shè)置經(jīng)歷自組裝的嵌段共聚物；并且蝕刻所述嵌段共聚物以在所述半導(dǎo)體基底中生成均勻間隔的溝道。

背景技術(shù)

本公開涉及共聚物制劑、其制造方法以及包括其的產(chǎn)品。具體來說，本公開涉及通過在以刷或墊的形式存在的聚合物層上設(shè)置嵌段共聚物而獲得的自組裝納米結(jié)構(gòu)。

嵌段共聚物形成自組裝納米結(jié)構(gòu)，以減少系統(tǒng)的自由能。納米結(jié)構(gòu)的平均最大寬度或厚度小于100納米。作為自由能減小的結(jié)果，該自組裝產(chǎn)生周期性結(jié)構(gòu)。周期性結(jié)構(gòu)可以以結(jié)構(gòu)域、薄片或柱體的形式。因為這些結(jié)構(gòu)，嵌段共聚物的薄膜提供在納米尺寸下的空間化學(xué)對比，因此，它們被用作產(chǎn)生周期性納米尺寸結(jié)構(gòu)的替代性低成本納米圖案化材料。這個實現(xiàn)周期性結(jié)構(gòu)的方法被稱為定向自組裝(DSA)。在定向自組裝中，小間距大小通過使用自組裝嵌段共聚物來光刻圖案化基底來實現(xiàn)。

主要用在定向自組裝中的共聚物為用作刷的聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物和無規(guī)聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物，以控制其上設(shè)置有嵌段共聚物的基底的表面能量。經(jīng)常使用的定向自組裝方法包括如圖1所示的將交聯(lián)聚苯乙烯墊104設(shè)置在基底102上。在聚苯乙烯墊104的交聯(lián)之后，使用光刻膠的傳統(tǒng)光刻被用于在聚苯乙烯墊104上制作線106的陣列。然后，線106經(jīng)歷蝕刻工藝，該蝕刻工藝將它們修剪為較小尺寸，并且移除線106的陣列之間的聚苯乙烯墊104。然后，使用無規(guī)聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物108(此后稱為回填物108)回填線106之間的空間以產(chǎn)生刷狀涂層。這之后，聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物110被設(shè)置在回填物108和聚苯乙烯墊條104上。如圖1所示，聚苯乙烯墊條104和刷狀回填物108有助于固定聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物110的結(jié)構(gòu)域。從圖1，可以看出聚苯乙烯墊條104與聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物110的聚苯乙烯結(jié)構(gòu)域垂直對齊。

如圖1或2所示，在定向自組裝期間，希望聚苯乙烯墊條104的大小與聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物110中的聚苯乙烯結(jié)構(gòu)域的大小相匹配。圖2為示出光刻、蝕刻和修剪，隨后的刷狀回填和隨后的定向自組裝的步驟的圖1的擴大版本。圖2反映出希望的定向自組裝工藝的最終結(jié)果。具體而言，可以看出發(fā)生在定向自組裝之后的蝕刻在基底102中產(chǎn)生等間隔溝道112。然而，這不是在像以下在圖3中詳述的交聯(lián)聚苯乙烯被用作墊時發(fā)生。

具體而言，如圖3中看到的，組合物組(即，聚苯乙烯墊和光刻膠)遭受限制，因為交聯(lián)聚苯乙烯墊比光刻膠耐蝕刻的多。這阻止了聚苯乙烯墊條104的大小與聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物110的聚苯乙烯(層狀或圓柱狀)結(jié)構(gòu)域的大小相同。交聯(lián)聚苯乙烯和光刻膠之間的不同蝕刻速率產(chǎn)生交聯(lián)聚苯乙烯墊中的非均勻結(jié)構(gòu)域(即，梯形交聯(lián)聚苯乙烯結(jié)構(gòu)域)。作為產(chǎn)生這非均勻結(jié)構(gòu)域的結(jié)果，基底中最終蝕刻的溝道具有雙峰分布，這是不希望的。

因此，希望具有有助于在定向自組裝期間基底中形成均勻溝道的系統(tǒng)(即，墊組合物和刷組合物)。

發(fā)明內(nèi)容

這里公開了一種方法，包括在半導(dǎo)體基底的表面上設(shè)置墊組合物；其中所述墊組合物包括包含第一丙烯酸酯單元和第二單元的無規(guī)共聚物；其中所述共聚物不包括聚苯乙烯或聚環(huán)氧化物；交聯(lián)所述無規(guī)共聚物；將刷狀回填組合物設(shè)置在所述基底上；以使所述刷狀回填組合物和所述墊組合物相互交替；在所述刷狀回填組合物和所述墊組合物上設(shè)置經(jīng)歷自組裝的嵌段共聚物；并且蝕刻所述嵌段共聚物以在所述半導(dǎo)體基底中生成均勻間隔的溝道。

這里還公開了用于半導(dǎo)體制造的刷狀回填組合物，包括具有可以被反應(yīng)至半導(dǎo)體基底的官能團的聚(丙烯酸烷基酯)；其中所述刷狀回填組合物被設(shè)置在墊組合物條之間；其中所述刷狀回填共聚物和所述墊組合物被設(shè)置在所述半導(dǎo)體基底上；并且其中所述刷狀回填組合物的蝕刻特性基本上類似于設(shè)置在其上的嵌段共聚物的至少一種組分的蝕刻特性。