[發明專利]用于嵌段共聚物的定向自組裝的混雜形貌和化學預制圖案

有效

• 申請號: 201680009251.3
• 申請日: 2016-02-08
• 公開（公告）號: CN107210197B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 鄭雅如;M·芝奧;G·辛格;A·弗里茲;D·P·桑德斯;蔡欣妤;M·布林克;M·古羅恩;劉其俊;G·多爾克
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/311;H01L29/06;H05K3/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 張蓉珺;林柏楠

制備混雜預制圖案以用于能夠形成層狀域圖案的給定嵌段共聚物的定向自組裝。混雜預制圖案具有頂表面，其包括散布有相鄰凹陷表面的獨立的抬升表面。抬升表面對于通過自組裝形成的域是中性潤濕的。在給定的蝕刻方法中，在抬升表面下方的材料比在凹陷表面下方的材料具有更大的抗蝕刻性。按照本文所述的混雜預制圖案的其他尺寸約束，在混雜預制圖案上形成給定嵌段共聚物的層。層的自組裝產生在抬升表面上的包括自對準的、單向的、垂直取向的薄片的層狀域圖案，以及在凹陷表面上平行和/或垂直取向的薄片。域圖案沿著預制圖案的主軸顯示長程有序性。層狀域圖案可用于形成包括二維定制特征的轉印圖案。

背景技術

本發明涉及用于嵌段共聚物的定向自組裝的混雜形貌和化學預制圖案，更具體地，涉及支撐自組裝域圖案在具有不同蝕刻特性的預制圖案的區域上的垂直取向的預制圖案。

嵌段共聚物(BCP)的定向自組裝(DSA)對于擴展圖案化是有希望的分辨率增強技術。已經證明了化學取向生長(Chemoepitaxy)(DSA的一種形式)可靠地從包括定向區域(賦予對一個域(domain)具有優先親和力的非中性區域(region)的排列)和支持BCP域的垂直取向的非定向區域(中性區域)的稀疏的化學預制圖案產生致密的光柵和六邊形陣列。在具有Lo(“L零”)的體積周期(bulk periodicity)(間距)的嵌段共聚物的化學取向生長中，賦予對準的區域(alignment conferring region)的寬度可以為約0.5Lo(即0.5倍Lo)或約1.5Lo。

例如，在使用對于3X密度放大(即，3倍密度放大)具有3Lo的間距的化學預制圖案的化學取向生長的系統研究的報告中，其中預制圖案由交聯的聚苯乙烯制成定向區域，由中性材料制成支持垂直取向的非定向區域，僅當預制圖案的對準賦予區域的寬度為0.4Lo至0.8Lo或約1.3Lo時獲得良好的DSA(Detcheverry等人，Macromolecules，2010，43卷，3446-3454頁；Rincon等人，Determination of Critical Parameters for Control ofDirected Self-Assembly of Block Copolymers Using Frequency Multiplication,2012Report of SRC Annual Review,University of Chicago)。如果對準賦予區域的寬度在該范圍值以外，則不能獲得良好的DSA。另外，如果對準賦予區域大于2Lo，則不能獲得良好的DSA。相反，觀察到翻轉域和缺陷。

許多圖案化應用需要密集DSA圖案的復雜定制。最近，使用單獨切割層的密集DSA陣列的定制通過兩種不同的方法實現：在DSA層形成之前定制(“最初切割(cut-first)”)，以及在DSA層形成之后定制(“最后切割(cut-last)”)。已經展示了使用在DSA引導層下埋入的定制水平的最初切割方案(Sayan等人，Directed Self-Assembly ProcessIntegration–Fin Patterning Approaches and Challenges,Proc.of SPIE,Advancesin Patterning Materials and Processes XXXI,2014,Vol.9051,90510M)。也已經展示了在使用單獨掩模的DSA之后42nm間距線空間DSA圖案的最后切割定制(Liu等人，Towardselectrical testable SOI devices using Directed Self-Assembly for finformation,Proc.SPIE 9049,Alternative Lithographic Technologies VI,904909,2014)。然而，隨著DSA圖案的間距變小，由于緊密覆蓋的預算，DSA圖案的定制變得更具挑戰性。

存在對具有寬設計空間的支持垂直取向的DSA域圖案在具有不同潤濕性能和蝕刻特性的區域上的自對準定制的多層預制圖案的需要，以產生最小化對對準單獨的切割層的需要的自對準定制的轉印圖案。

發明內容

因此，公開了一種方法，所述方法包括：