[發明專利]可用于定向自組裝的嵌段聚合物及無規聚合物及其制備方法和自組裝方法

有效

• 申請號: 201710737408.0
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107586370B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 李海波;李冰;馬克·奈舍;劉德軍
• 申請（專利權）人: 北京科華微電子材料有限公司;北京科華豐園微電子科技有限公司
• 主分類號: C08F297/02
• 分類號: C08F297/02;C08F212/36;C08F220/24;C08F220/32;C08F220/18;G03F7/00
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 單晶

1.自組裝形成取向Line/Space圖案的方法，按照順序包括步驟：

1）將無規聚合物配置成0.5wt%~5wt%的溶液，所述無規聚合物的分子量在8-80kg/mol，分子量分布在1.4-2.5，使用0.22μm濾膜過濾后；旋轉涂布在基片表面，然后在熱板上90℃烘烤2min，去除絕大部分溶劑；然后提高熱板溫度至250℃，烘烤15min，無規聚合物中的環氧基團發生交聯，形成一層10nm~100nm耐溶劑且對嵌段聚合物呈中性層；

所述無規聚合物具有A-r-B-r-C的結構，具體如下

其中，R₁為C1-C7烷基、C4-C7環烷基、C1-C7烷氧基、C1-C7部分或全部氟烷基、C1-C7部分或全部氟烷氧基、C4-C7環烷氧基、C4-C7部分或全部氟環烷基、C4-C7部分或全部氟環烷氧基；

R₂為C1-C7烷基、C4-C7環烷基、C1-C7部分或全部氟烷基、C1-C7部分或全部氟環烷基；R₃為環氧乙基或環氧環己基；

p占總單體結構單元25%~75%，q占總單體結構單元72%~10%，s占單體結構單元3%-15%；

所述嵌段聚合物具有A-b-B的結構，具體如下

其中，R₁為C1-C7烷基、C4-C7環烷基、C1-C7烷氧基、C1-C7部分或全部氟烷基、C1-C7部分或全部氟烷氧基、C4-C7環烷氧基、C4-C7部分或全部氟環烷基、C4-C7部分或全部氟環烷氧基；

R₂為C1-C7烷基、C4-C7環烷基、C1-C7部分或全部氟烷基、C1-C7部分或全部氟環烷基；

m占總單體結構單元25%-75%，n占總單體結構單元75%-25%;

2）在步驟1）中制備好中性層的硅片表面涂布一層50nm~200nm負性光刻膠，然后使用寬譜，436nm，365nm，248nm或者193nm曝光機曝光后，2.38%TMAH顯影液中顯影60s后得到具有尺寸為100nm~1μm的柵格結構圖案的用于嵌段聚合物取向；

3）將所述嵌段聚合物配置成0.5wt%~5wt%的溶液，所述嵌段聚合物的分子量分布為1.0-1.2，分子量為20-300kg/mol，使用0.22μm濾膜過濾后，旋轉涂布在上述具有中性層與取向圖案的基片表面，然后在熱板上90℃烘烤2min，去除絕大部分溶劑，在柵格中形成一層25nm~100nm嵌段聚合物薄膜；

4）無須另外長時間高溫熱處理，嵌段聚合物發生相分離形成垂直于中性層的層狀結構，并在光刻膠取向圖案限制下形成20nm~100nm尺寸的Line/Space結構。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述嵌段共聚物中R₁為叔丁基，環己烷基，叔丁氧基，全氟丁基，全氟丁氧基，環己烷氧基，全氟環己烷基，全氟環己烷氧基中的任一種。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述嵌段共聚物中R₂為正丙基，環己烷基，全氟丙基，全氟環己烷基中的任一種。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述嵌段共聚物中R₁是叔丁氧基，R₂是叔丁基。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述嵌段共聚物中R₁是叔丁基，R₂是正丙基。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述嵌段共聚物中R₁是三氟甲基，R₂是三氟乙基。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述嵌段共聚物中R₁是全氟丁基，R₂是環己基。

8.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述嵌段共聚物中R₁是叔丁氧基，R₂是全氟丙基。