[發明專利]獲得具有提高的周期的包含嵌段共聚物的厚有序膜的方法

在審

• 申請號: 201680073926.0
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN108369373A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: C.納瓦羅;C.尼科萊;X.舍瓦利耶
• 申請（專利權）人: 阿科瑪法國公司
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;C08L53/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 詹承斌

獲得具有提高的周期的包含嵌段共聚物的厚有序膜的方法。本發明涉及一種獲得沉積在表面上的具有提高的在納米尺度上的周期(典型地>10nm)的包含嵌段共聚物(BCP)的組合物的厚有序膜(典型地>20nm)而不降低其他關鍵結構化參數(動力學、結構化缺陷、臨界尺寸均勻性)的方法，無論取向如何(垂直于基底，平行于基底等)；該組合物具有在0.5和40之間的χ有效*N的乘積(其中χ有效＝所考慮的兩個嵌段之間的弗洛里哈金斯參數，且N為這兩個嵌段的總聚合度)。

本發明涉及一種獲得沉積在表面上的具有提高的在納米尺度上的周期(period)(典型地>10nm)的包含嵌段共聚物(BCP)的組合物的厚有序(ordered)膜(典型地>20nm)而不降低其他關鍵結構化參數(動力學、結構化缺陷、厚度、臨界尺寸均勻性)的方法，無論取向如何(垂直于基底，平行于基底等)；該組合物在組合物的結構化溫度下具有在10.5和40之間(包括端點)的χ有效*N的乘積(其中χ有效＝所考慮到嵌段之間的弗洛里哈金斯(Flory-Huggins)參數，且N為這些嵌段的總聚合度)。N可與通過GPC(凝膠滲透色譜法)測量的嵌段共聚物的峰值Mp處的分子量通過以下關系相關聯：N＝Mp/m，其中m為單體的摩爾質量且對于數種單體：m＝∑(f_i*m_i)，其中f_i＝組分“i”的質量分數且m_i為其摩爾質量。

本發明還涉及由此獲得的有序膜，其可特別地用作平版印刷(lithography)領域中的掩模，且本發明還涉及獲得的掩模。

使用嵌段共聚物產生平版印刷掩模目前是已知的。雖然這項技術是有前景的，但其只有在由結構化過程導致的缺陷水平足夠低且符合由ITRS建立的標準(http://www.itrs.net/)的情況下才可被接受。因此，似乎有必要提供這樣的可用的嵌段共聚物，其結構化過程在給定的時間內產生盡可能少的缺陷以促進這些聚合物在比如微電子的應用中的工業化。另外，膜的厚度必須是足以(大于或等于20nm、優選大于40nm且更優選大于50nm)能夠承受蝕刻過程，這有些時候伴隨著典型地大于10nm、優選大于30nm且更優選大于50nm的提高的周期。

將其自身結構化為有序膜且呈現出足夠的厚度(典型地大于20nm)的嵌段共聚物(BCP)是難以獲得的，當這些BCP具有高分子量或高的嵌段間的相互作用參數(弗洛里哈金斯(χ))時。對于獲得大于10nm的周期可觀察到相同情況。獲得足夠的周期和厚度通常對于其他結構化參數(動力學、結構化缺陷、臨界尺寸均勻性)是不利的。

申請人已經注意到，在10.5和40之間、優選在15和30之間且甚至更優選在17和25之間的χ有效*N的乘積的范圍內，在結構化溫度下，以及表征包含至少一種嵌段共聚物的組合物，可獲得具有大于20nm的厚度和大于10nm的周期的膜，而不降低其他結構化特性(動力學、結構化缺陷、臨界尺寸均勻性)。

術語“結構化”是指建立自組織化的相的過程，其中結構的取向是完全均勻的(例如相對于基底垂直，或平行)，或呈現出結構的取向的混合(垂直和平行)，且其具有一定的組織化程度，其可通過所屬領域技術人員已知的任意技術量化。例如，但以非限制性的方式，在垂直的、六邊形的、圓柱狀的均勻相的情況中，可通過給定量的配位數缺陷定義此有序性(order)，或以準等價的方式，通過“晶粒尺寸”(“晶粒”為準完美的單晶，其中單元呈現出相似的周期性或準周期性的位置和平移有序性)定義此有序性。在自組織化的相呈現出其結構的取向的混合的情況中，可根據取向缺陷的量和晶粒尺寸定義該有序性；還認為該混合相是趨于均勻相的瞬態。

術語結構化時間是指，在由給定條件定義的自組織過程之后(例如在給定溫度進行預定時間的熱退火)，對于結構化達到定義的有序態(例如給定量的缺陷，或給定的晶粒尺寸)所需時間。