[发明专利]用于嵌段共聚物的定向自组装的混杂形貌和化学预制图案

说明书

制备混杂预制图案以用于能够形成层状域图案的给定嵌段共聚物的定向自组装。混杂预制图案具有顶表面，其包括散布有相邻凹陷表面的独立的抬升表面。抬升表面对于通过自组装形成的域是中性润湿的。在给定的蚀刻方法中，在抬升表面下方的材料比在凹陷表面下方的材料具有更大的抗蚀刻性。按照本文所述的混杂预制图案的其他尺寸约束，在混杂预制图案上形成给定嵌段共聚物的层。层的自组装产生在抬升表面上的包括自对准的、单向的、垂直取向的薄片的层状域图案，以及在凹陷表面上平行和/或垂直取向的薄片。域图案沿着预制图案的主轴显示长程有序性。层状域图案可用于形成包括二维定制特征的转印图案。

背景技术

本发明涉及用于嵌段共聚物的定向自组装的混杂形貌和化学预制图案，更具体地，涉及支撑自组装域图案在具有不同蚀刻特性的预制图案的区域上的垂直取向的预制图案。

嵌段共聚物(BCP)的定向自组装(DSA)对于扩展图案化是有希望的分辨率增强技术。已经证明了化学取向生长(Chemoepitaxy)(DSA的一种形式)可靠地从包括定向区域(赋予对一个域(domain)具有优先亲和力的非中性区域(region)的排列)和支持BCP域的垂直取向的非定向区域(中性区域)的稀疏的化学预制图案产生致密的光栅和六边形阵列。在具有Lo(“L零”)的体积周期(bulk periodicity)(间距)的嵌段共聚物的化学取向生长中，赋予对准的区域(alignment conferring region)的宽度可以为约0.5Lo(即0.5倍Lo)或约1.5Lo。

例如，在使用对于3X密度放大(即，3倍密度放大)具有3Lo的间距的化学预制图案的化学取向生长的系统研究的报告中，其中预制图案由交联的聚苯乙烯制成定向区域，由中性材料制成支持垂直取向的非定向区域，仅当预制图案的对准赋予区域的宽度为0.4Lo至0.8Lo或约1.3Lo时获得良好的DSA(Detcheverry等人，Macromolecules，2010，43卷，3446-3454页；Rincon等人，Determination of Critical Parameters for Control ofDirected Self-Assembly of Block Copolymers Using Frequency Multiplication,2012Report of SRC Annual Review,University of Chicago)。如果对准赋予区域的宽度在该范围值以外，则不能获得良好的DSA。另外，如果对准赋予区域大于2Lo，则不能获得良好的DSA。相反，观察到翻转域和缺陷。

许多图案化应用需要密集DSA图案的复杂定制。最近，使用单独切割层的密集DSA阵列的定制通过两种不同的方法实现：在DSA层形成之前定制(“最初切割(cut-first)”)，以及在DSA层形成之后定制(“最后切割(cut-last)”)。已经展示了使用在DSA引导层下埋入的定制水平的最初切割方案(Sayan等人，Directed Self-Assembly ProcessIntegration–Fin Patterning Approaches and Challenges,Proc.of SPIE,Advancesin Patterning Materials and Processes XXXI,2014,Vol.9051,90510M)。也已经展示了在使用单独掩模的DSA之后42nm间距线空间DSA图案的最后切割定制(Liu等人，Towardselectrical testable SOI devices using Directed Self-Assembly for finformation,Proc.SPIE 9049,Alternative Lithographic Technologies VI,904909,2014)。然而，随着DSA图案的间距变小，由于紧密覆盖的预算，DSA图案的定制变得更具挑战性。

存在对具有宽设计空间的支持垂直取向的DSA域图案在具有不同润湿性能和蚀刻特性的区域上的自对准定制的多层预制图案的需要，以产生最小化对对准单独的切割层的需要的自对准定制的转印图案。

发明内容

因此，公开了一种方法，所述方法包括：