[发明专利]定向自组装光刻方法

说明书

本发明涉及定向自组装光刻方法，所述方法包括将嵌段共聚物膜沉积在相对于嵌段共聚物而言中性的层(20)上的步骤，所述嵌段共聚物膜意图用作光刻掩模，所述方法的特征在于其包括以下步骤：‑将中性层(20)沉积在衬底(10)的表面上，所述中性层(20)为碳质或氟‑碳质层且被沉积至厚度大于嵌段共聚物膜(40)的厚度的1.5倍，‑使中性层交联，‑将包括至少一个甲硅烷基化嵌段的嵌段共聚物膜沉积在交联的中性层(30)上，‑使堆叠体经历组装温度以将嵌段共聚物纳米结构化，‑从纳米结构化的嵌段共聚物膜(40)移除(G1)纳米畴(41，42)的至少一个，以形成意图通过蚀刻(G2、G3、G4)转印到衬底(10)的厚度中的图案。

技术领域

本发明涉及微电子学和有机电子学领域，和更具体地涉及定向自组装纳米光刻应用，其也称为DSA(来自“定向自组装(Directed Self-Assembly)”的英文首字母缩略词)。

本发明更具体地涉及定向自组装光刻方法，所述方法包括用于形成若干图案的作为光刻掩模的嵌段共聚物膜。

背景技术

自从20世纪60年代以来，嵌段共聚物对于开发新材料而言一直是非常宽的研究领域。针对预期应用，可通过嵌段的化学本质(性质，nature)和其构造来调整和控制嵌段共聚物的性质。对于特定的大分子参数(M_n、I_p、f、χ、N)，嵌段共聚物能够自组装和形成多种结构，其特征尺寸(10-100nm)现今构成在微电子学和微电子机械系统(MEMS)领域中的主要挑战。

典型地，在例如微电子学中，实施光刻方法以能够通过光刻掩模蚀刻衬底且形成用于制造电子电路的凹陷图案。为了能够进行这样的光刻，需要具有预定性质的材料层堆叠体，以非常选择性地将图案通过不同的层转印(经常通过利用相异的(不同的，distinct)气体化学的等离子体蚀刻进行)并且以相当大的(重要的，important)最终形状系数(formfactor)、典型地以大于或等于1的高度/宽度H/W比在衬底中获得图案。

通常，在光刻中，如图1中显示的，标准的堆叠体包括：光刻树脂1，甲硅烷基化树脂层2(即填充有硅且具有给定波长(例如若光刻树脂在193nm下曝光(暴露)，则在193nm的波长下)的光学抗反射性质)、特别是SiARC(“硅抗反射涂层(Silicon Anti-ReflectiveCoating)”的英文首字母缩略词)或SOG(“旋涂玻璃(Spin-on-Glass)”的英文首字母缩略词)层，较厚的SOC(“旋涂碳(Spin On Carbon)”的英文首字母缩略词)碳层3，和衬底4。

在相当经典的方式中，光刻树脂首先通过在其上经由任意方法例如UV光刻(对于具有先进分辨率的普通光源，在193nm下照射)绘制目标图案而结构化A，和然后将该图案经由氟化等离子体化学(例如CF₄、SF₆等)转印B到下面的SiARC/SOG层中。然后，将该甲硅烷基化的图案自身经由基于氧的(或除氟化外的)化学转印C到厚的碳树脂SOC层中，和然后将该后面的图案通过利用氟化气体化学的等离子体蚀刻而转印D到衬底中。

因此，具有特定原子构成的材料的连续堆叠体容许通过利用迥异的气体化学的等离子体蚀刻非常选择性地将图案转印在不同层中，从而容许衬底被深度蚀刻。