[發(fā)明專利]用于濕法蝕刻嵌段共聚物自組裝圖案的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680010555.1
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN107258009B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 具世真;崔銀英;尹圣琇;樸魯振;金廷根;李濟權;李美宿
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01L21/306
• 分類號: H01L21/306
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;鄭毅

本發(fā)明涉及一種用于對彼此具有不同耐蝕刻性的自組裝嵌段共聚物薄膜使用濕法蝕刻工藝選擇性除去一側上的嵌段的工藝。通過克服現(xiàn)有技術的不能通過濕法蝕刻實現(xiàn)垂直孔結構的限制，即使在具有垂直取向的柱體自組裝結構且具有一個或更多個周期的厚膜的情況下，本發(fā)明也可以形成具有高長徑比的垂直納米孔結構。

技術領域

本發(fā)明涉及用于使用濕法蝕刻工藝選擇性除去嵌段共聚物自組裝結構的一種嵌段的方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于在對具有至少一個周期的自組裝結構的厚膜中的垂直取向的嵌段共聚物的自組裝結構進行濕法蝕刻時，通過施用濕法蝕刻工藝獲得形成為具有高長徑比的垂直孔結構(其沒有結構塌陷和多孔形狀缺陷)的方法。

本申請要求基于2015年2月17日在大韓民國提交的韓國專利申請第10-2015-0024057號的優(yōu)先權的權益，其公開內(nèi)容通過引用并入本文。

背景技術

常規(guī)納米圖案化技術主要被用于開發(fā)能夠使用光刻技術形成更精確且更精細的圖案的工藝。然而，由于光的波長所致的分辨率限制，該技術已經(jīng)達到了技術的局限性。因此，嵌段共聚物的自組裝結構控制工藝出現(xiàn)作為納米光刻的新替代方法。

嵌段共聚物是具有不同化學組成和結構的嵌段形成共價鍵而連接在一起的聚合物，其中在一個分子中具有不同特性的嵌段產(chǎn)生微相分離，同時引起相分離的這些特性被共價鍵抵消，最終通過特定形狀(球形、柱狀、層狀等)周期性排列而形成納米結構。這提供了能夠以高分辨率形成精細圖案的最佳系統(tǒng)。此外，由于還可以控制由嵌段共聚物形成的納米結構的形狀和尺寸以及對其化學特性進行選擇，因此嵌段共聚物具有應用于納米技術領域的優(yōu)勢。

為了將嵌段共聚物的自組裝結構應用于納米光刻，必須通過各種蝕刻工藝選擇性除去一種嵌段聚合物。濕法蝕刻工藝不像干法工藝需要高真空設備，從而具有可以通過廉價且簡單的過程將其應用于大面積基底的優(yōu)勢。

然而，盡管具有這些優(yōu)勢，但是在常規(guī)濕法蝕刻方法的情況下，可以在厚度高至嵌段共聚物的自組裝結構的一個周期的薄膜中進行選擇性蝕刻而沒有缺陷(見圖2)，但是如果嵌段共聚物薄膜的厚度超過自組裝結構的一個周期，則存在如圖1中出現(xiàn)多孔缺陷的問題。

例如，在最為熟知的聚苯乙烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-b-PMMA)嵌段共聚物的情況下，當對垂直取向的柱體自組裝結構進行蝕刻時，雖然可以確定通過將其浸入乙酸中然后用蒸餾水對其進行洗滌的簡單過程選擇性除去了PMMA嵌段，但是可以確定，越接近薄膜的底部(即，越接近基底)，出現(xiàn)多孔形狀缺陷(見圖1)。結果，無法獲得垂直形成在基底上的柱體孔圖案，從而對通過常規(guī)濕法蝕刻工藝條件獲得具有高長徑比的垂直孔結構存在限制。

發(fā)明內(nèi)容

技術問題

本發(fā)明的目的是提供在選擇性除去垂直取向的嵌段共聚物的自組裝結構的一種嵌段時，即使在厚膜中也能夠形成沒有結構塌陷或多孔缺陷的納米結構的濕法蝕刻方法。

技術方案

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于濕法蝕刻嵌段共聚物自組裝圖案的方法，其特征在于：通過用具有不同濃度的多種濕法蝕刻溶液依次浸漬具有垂直取向的自組裝結構的嵌段共聚物薄膜來選擇性除去所述嵌段共聚物的一種嵌段。

在本發(fā)明中，各蝕刻溶液的濃度可獨立地為95％至100％。

在本發(fā)明中，各蝕刻溶液的濃度差可在5％以內(nèi)。

在本發(fā)明中，第一蝕刻溶液的濃度可為99％至100％。

在本發(fā)明中，各蝕刻溶液的濃度可依次降低。

在本發(fā)明中，浸漬可進行至少2次。

在本發(fā)明中，蝕刻溶液可為乙酸溶液。