[发明专利]用于自组装应用的聚合物组合物

说明书

本发明涉及组合物，其包含至少一种具有至少一个结构(1)的重复单元的无规共聚物，本发明还涉及通过使涂覆在新型交联层上的嵌段共聚物的膜发生自组装来使用基材上这样的新型交联层形成图案的新型方法。

发明领域

本发明涉及可以起中性层或固定层的作用的新型引导层组合物，以及使用该中性层或固定层组合物来排列被引导的自组装嵌段共聚物(BCP)的微畴的新型方法。该组合物和工艺可用于制造电子器件。

发明概述

嵌段共聚物的被引导的自组装是可用于产生越来越小的图案化的特征来制造微型电子器件的方法，其中可以实现纳米尺度量级的特征的临界尺寸(CD)。被引导的自组装方法对于扩展显微光刻技术的分辨率能力来说是期待的。在常规光刻法方式中，紫外(UV)辐射可用于曝光通过掩模到涂覆在基材上或层叠的基材上的光刻胶层上。正性或负性光刻胶是有用的，并且这些可以还含有耐高温组分，比如硅，以利用常规集成电路(IC)等离子加工进行干燥显影。在正性光刻胶中，透过掩模的UV辐射在该光刻胶中引起光化学反应，使得曝光的区域被显影剂溶液或通过常规IC等离子加工去除。相反地，在负性光刻胶中，透过掩模的UV辐射引起曝光于辐射的区域变得较不能被显影剂溶液或通过常规IC等离子加工去除。然后，将集成电路特征，比如门、孔或连接器，蚀刻到基材或层叠的基材中，并将剩余的光刻胶去除。当使用常规光刻曝光工艺时，集成电路特征的特征尺寸受限。用辐射曝光难以实现进一步降低图案尺寸，这是由于与色差、聚焦、邻近效应、最小可实现的曝光波长和最大可实现的数值孔径相关的限制。对大规模集成的需求导致器件中电路尺寸和特征的持续缩小。在过去，特征的最终分辨率取决于用于曝光光刻胶的光的波长，这有其自身的局限性。引导组装技术，比如利用嵌段共聚物成像的石墨型取向生长和化学外生法，是用于改善分辨率同时降低CD波动的高度期待的技术。这些技术可以用于改善在采用EUV、电子束、深度UV或浸润式光刻法的方式中的常规UV光刻技术或实现甚至更高的分辨率和CD控制。被引导的自组装嵌段共聚物包含耐蚀刻共聚物单元的嵌段和高度可蚀刻共聚物单元的嵌段，其当被涂覆时，在基材上排列和蚀刻，产生非常高密度图案的区域。

在石墨型取向生长被引导的自组装方法中，嵌段共聚物自身在用常规光刻法(紫外线、深度UV、电子束、极短UV(EUV)曝光源)预图案化的基材周围成组织，以形成重复的形貌特征，比如线/空间(L/S)或接触孔(CH)图案。在L/S被引导的自组装阵列的实例中，嵌段共聚物可以形成自排列的层状区域，该区域可以在预图案化的线之间的沟槽中形成不同间距的平行的线-空间图案，由此通过将形貌线之间的沟槽中的空间再细分成更精细的图案来改善图案分辨率。例如，双嵌段共聚物，其能够微相分离和包含耐等离子蚀刻的富含碳的嵌段(比如苯乙烯或含有一些其它元素，如Si、Ge、Ti)和可高度等离子蚀刻或去除的嵌段，可以提供高分辨率图案清晰度。高度可蚀刻嵌段的实例可以包含富含氧且不含耐高温组分且能够形成高度可蚀刻嵌段的单体，比如甲基丙烯酸甲酯。用于限定自组装图案的蚀刻方法的等离子蚀刻气体典型地为用于工艺制造集成电路(IC)的那些。在这样的方式中，在典型的IC基材中可以产生与常规光刻技术能限定的相比非常细致的图案，由此实现图案增殖。类似地，比如接触孔的特征可以通过使用石墨型取向生长而更致密，其中合适的嵌段共聚物在由常规光刻法限定的接触孔或桩阵列周围通过被引导的自组装而自身布置，由此形成可蚀刻和耐蚀刻畴的区域的更致密的阵列，当被蚀刻时，产生更致密的接触孔的阵列。从而，石墨型取向生长具有提供图案纠正和图案增殖的潜力。