[发明专利]底层组合物和成像底层组合物的方法

说明书

一种形成图案的方法，包括通过照射光敏层的一部分，使在包括光酸产生剂的光敏层中产生的酸扩散进入底层的邻近部分中，该底层包括含有酸可分解基团、连接基团和官能团的酸敏共聚物，其中该光敏层配置在底层的表面上，扩散包括加热该底层和光敏层，底层中的酸敏共聚物的酸敏基团与所扩散的酸反应，以在底层的表面上形成极性区域，该极性区域具有图案的形状；去除光敏层；在该底层的表面上形成自组装层，该自组装层包括嵌段共聚物，该嵌段聚合物包括第一嵌段和第二嵌段，其中该第一嵌段形成对齐该极性区域的第一微区，并且该第二嵌段形成了邻近该第一微区对齐的第二微区，并移除该第一或第二微区以暴露出该底层的下层部分。

本发明专利申请是申请日为2011年9月30日、申请号为201110462291.2、发明名称为“底层组合物和成像底层组合物的方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请是2010年10月4日提交的美国临时申请号No.61/389,559的非临时申请，该临时申请的内容以引文的形式完整地包含在本申请中。

背景技术

嵌段共聚物可用于定向自组装工艺，以无需光刻工艺而形成图案。该嵌段共聚物可通过在具有中性和极性区域的中性或图案化表面上组装而形成图案。这一中性或图案化表面可通过使用聚合物刷状底层而提供。

刷状聚合物是被附着到由例如一种半导体材料形成的基材的表面上的聚合链。使用具有所期望组成的刷状聚合物前体，将表面反应性地改性到期望的厚度和表面能量。该无规共聚物刷状层的组成被调整以提供期望的中性表面。除非合成每个嵌段重复单元的无规聚合物是不可行的(例如可能需要不同聚合机理时，或无刷状聚合物组成时)，对于具有自组装能力的嵌段共聚物，在该刷状聚合物中已经实施了末端基团的功能化或引入包含反应性基团的单体(参见，例如P.Mansky，Y.Liu，E.Huang，T.P.Russell，C.Hawker，“Controlling polymer surface interaction with random copolymer brushes”(控制聚合物表面与无规共聚物刷的相互作用)，Science，275，1458，(1997))。

对刷状共聚物的组成修饰被设计为提供用于接枝的官能位置。然而，在调整刷状聚合物组成的技术中没有公开光刻地改变表面极性，并且由此形成了其上可形成自组装层的图案化表面。

发明内容

在一个实施例中，通过提供一种形成图案的方法，克服了已有技术的缺点并且提供了额外的优点，所述方法包括通过照射光敏层的一个部分，将在包括光酸产生剂的光敏层中产生的酸扩散进入底层的一个邻近部分中，该底层包括含有酸可分解基团、连接基团和官能团的酸敏共聚物，该连接基团被共价键合到基材的亲水表面，交联形成共聚物交联，或者既被共价键合到基材的表面，又被交联以形成共聚物交联，其中该光敏层被配置在底层的表面上，扩散包括加热该底层和光敏层，底层中的酸敏共聚物的酸敏基团与所扩散的酸反应，在底层的表面上形成极性区域，该极性区域具有图案的形状；去除光敏层；在该底层的表面上形成自组装层，该自组装层包括嵌段共聚物，该嵌段聚合物包括对该极性区域具有亲和性的第一嵌段和对该极性区域具有比第一嵌段小的亲和性的第二嵌段，其中该第一嵌段形成了与该极性区域对齐的第一微区，并且该第二嵌段形成了邻近该第一微区对齐的第二微区，和移除该第一或第二微区以暴露出该底层的下层部分。

在另一个实施例中，底层包括具有如下通式的酸敏共聚物：