電子顯微術(shù)（AMRAY 1910場致發(fā)射）在50K放大率下使樣品 成像以表征形態(tài)。圖6(G)-(I)中的顯微照片分別描繪形態(tài)。三種組合物的不定向自組裝 數(shù)據(jù)表明
[0149] 7)當(dāng)次要PS-b-PDMS的分子量低（4. 7kg/mol)時，觀察到平行取向。（參看圖 6?〇 )
[0150] 8)當(dāng)次要PS-b-PDMS的分子量高（17. 5kg/mol)時，觀察到部分平行的取向。（參 看圖6(H)。）
[0151] 9)當(dāng)次要PS-b-PDMS的分子量是8. 2kg/mol時，觀察到具有良好質(zhì)量的紋路圖案。 (參看圖6(1)。）
[0152] 實例8.所配制的PS-b-PDMS的不定向自組裝
[0153] 組合物10到12展示于表3中。組合物10到12中的第一嵌段共聚物PS-b-PDMS 組分是類似的（53 % -55 % )，而所述組合物中的其它三種組分的重量分率一次一個地變 化。在組合物10中，次要PS-b-PDMS組分的重量分率從28% (優(yōu)化的值）減少到18%。 在組合物11中，PDMS均聚物組分的重量分率從19% (優(yōu)化的值）減少到10%。在組合物 12中，PS均聚物組分的重量分率從8% (優(yōu)化的值）減少到0%。通過旋涂含羥基封端的 聚（甲基丙烯酸甲酯-無規(guī)-甲基丙烯酸三氟乙酯）的丙二醇單甲基醚乙酸酯（PGMEA)， 接著在150 °C下軟烘烤1分鐘并且在氮氣下在250 °C下熱退火5分鐘來處理具有自然氧化 物的硅襯底。所述襯底然后用PGMEA攪涂1分鐘，并且在3000rpm下旋轉(zhuǎn)干燥1分鐘。將 PS-b-PDMS組合物4-6溶解于1，3-二氧雜環(huán)戊烷中以形成0. 6wt %溶液。然后在2, OOOrpm 下將溶液旋涂到上文所述的經(jīng)刷涂的襯底上。將經(jīng)涂布的膜在ll〇°C下烘烤1分鐘，并且在 氮氣下在340°C下退火15分鐘。在熱退火之后，使用等離子體熱公司790i RIE使膜經(jīng)歷兩 個反應(yīng)性離子蝕刻步驟：8秒CF4反應(yīng)性離子蝕刻（5〇SCCm，100瓦），接著是25秒氧氣反應(yīng) 性離子蝕刻（25s CCm，180瓦），從而去除PS并且氧化PDMS嵌段。然后通過掃描電子顯微術(shù) (AMRAY 1910場致發(fā)射）在50K放大率下使樣品成像以表征形態(tài)（分別參看圖6(J)-(L))。 三種組合物的不定向自組裝數(shù)據(jù)表明
[0154] 10)當(dāng)次要PS-b-PDMS組分的重量分率從28%減少到18%時，觀察到平行取向。 (參看圖6(j)。）
[0155] 11)當(dāng)PDMS均聚物組分的重量分率從19%減少到10%時，觀察到圓柱形形態(tài)而非 片層。（參看圖6 (K)。）
[0156] 12)當(dāng)PS均聚物組分的重量分率從8%減少到0%時，觀察到部分平行的取向以及 具有不良質(zhì)量的紋路。（參看圖6 (L)。）
[0159] 在表3中，對應(yīng)的嵌段數(shù)均分子量以千克/摩爾為單位，同時所述百分比是重量百 分比。
[0160] 實例9.所配制的PS-b-PDMS的不定向自組裝
[0161] 此實例描繪制造和使用組合物3(表3)來了解膜的形態(tài)。
[0162] 通過旋涂含羥基封端的聚（甲基丙烯酸甲酯-無規(guī)-甲基丙烯酸三氟乙酯）的 丙二醇單甲基醚乙酸酯（PGMEA)，接著在150°C下軟烘烤1分鐘并且在氮氣下在250°C下熱 退火5分鐘來處理具有自然氧化物的硅襯底。所述襯底然后用PGMEA攪涂1分鐘，并且在 3000rpm下旋轉(zhuǎn)干燥1分鐘。將組合物3溶解于1，3-二氧雜環(huán)戊燒中以形成0. 6wt %溶液。 然后在1，OOOrpm下將溶液旋涂到上文所述的經(jīng)刷涂的襯底上以獲得40nm的膜厚度。
[0163] 將經(jīng)涂布的膜在IKTC下烘烤1分鐘，并且在氮氣下在340°C下退火5分鐘。在 熱退火之后，使用等離子體熱公司790i RIE使膜經(jīng)歷六種不同的反應(yīng)性離子蝕刻工作程 序（表4)。在50標(biāo)準(zhǔn)立方厘米（seem)，100瓦下進行CHF3K應(yīng)性離子蝕刻以去除Si。在 25s CCm，180瓦下進行O2反應(yīng)性離子蝕刻以去除聚合物中的其余有機組分。通過單獨蝕刻 PDMS或PS的毯式膜分別測定CHFjP 0 2對PDMS和PS的蝕刻速率，其展示于表5中。然后 通過掃描電子顯微術(shù)（AMRAY 1910場致發(fā)射）在50K放大率下使樣品成像以表征膜的形 態(tài)，即膜頂部的平行片層的厚度。形態(tài)展示在圖7的顯微照片中。在工作程序1、2、3以及 6中，0 2蝕刻的持續(xù)時間固定為25秒，而CHF 3的持續(xù)時間在0到12秒內(nèi)變化，從而測定膜 頂部的PDMS的厚度。當(dāng)不進行CHF3蝕刻時，觀察到紋路但不清楚，這歸因于來自于PDMS潤 濕層的殘余硅覆蓋在所述紋路上（圖7A)。在CHF 3蝕刻4秒和8秒之后，仍然觀察到殘余 Si (圖7B和7C中所示），而在CHF3蝕刻12秒之后，紋路完全清楚，表明PDMS被完全去除 (圖7F中所示）。估計在CHF 3蝕刻10秒之后完全去除了 PDMS層，表明PDMS層為約6. 4nm 厚。在工作程序4和5中，CHF#4刻的持續(xù)時間固定為12秒，而0 2蝕刻的持續(xù)時間不同， 從而測定緊挨著垂直片層頂部和正上方的PDMS的PS層的厚度。在O2蝕刻10秒之后，紋路 開始展現(xiàn)（圖7D)，而在O 2蝕刻16秒之后，清楚地觀察到紋路（圖7E)。估計去除整個潤 濕層所需的時間是12秒。因為需要8秒來去除6. 4nm PDMS層中的有機組分，并且另外需 要4秒來去除PS，所以所述PS層約7. Onm厚。估計整個潤濕層（表示為Ta)是13. 4nm厚， 其接近于此配制品間距Lci的0.5 (17nm)。然后估計在膜底部的垂直片層的膜厚度（表示為 Tb)為26. 6nm，這通過圖7F中的插圖中的橫截面SEM的測量結(jié)果得到證實。根據(jù)方程式1 中的關(guān)系：
[0164] Ta=Tc-KL0 (1)
[0165] Ta= 26. 6nm，T b= 13. 4nm，并且 T c= 40nm，所以 K = 0· 41。

【主權(quán)項】
1. 一種組合物，包含： 第一嵌段共聚物，所述第一嵌段共聚物包含第一嵌段和第二嵌段；其中所述第一嵌段 的表面能高于所述第二嵌段； 第二嵌段共聚物，所述第二嵌段共聚物包含第一嵌段和第二嵌段；其中所述第一嵌段 共聚物的所述第一嵌段在化學(xué)上與所述第二嵌段共聚物的所述第一嵌段相同或類似并且 所述第一嵌段共聚物的所述第二嵌段在化學(xué)上與所述第二嵌段共聚物的所述第二嵌段相 同或類似；其中W所述第二嵌段共聚物的所述第一嵌段的總固體計的重量百分比大于所述 第一嵌段共聚物的所述第一嵌段的總固體重量百分比； 其中所述第一嵌段共聚物在單獨安置在襯底上時相分離成圓柱形或片層狀結(jié)構(gòu)域的 第一形態(tài)；其中所述第二嵌段共聚物在單獨安置在襯底上時相分離成圓柱形、片層狀或球 狀結(jié)構(gòu)域的第二形態(tài)；并且其中所述第一形態(tài)和所述第二形態(tài)是不同的；W及 第一聚合物，所述第一聚合物在化學(xué)上與所述第一嵌段共聚物的所述第一嵌段和所述 第二嵌段共聚物的所述第一嵌段相同或類似；W及 第二聚合物，所述第二聚合物在化學(xué)上與所述第一嵌段共聚物的所述第二嵌段和所述 第二嵌段共聚物的所述第二嵌段相同或類似；其中所述第一和所述第二嵌段共聚物的X 參數(shù)在200°C的溫度下大于0. 04。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述第一聚合物選自均聚物或無規(guī)共聚物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述第一和所述第二聚合物是均聚物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項所述的組合物，其中所述第一聚合物和所述第二聚合 物W所述組合物的總固體計W小于40wt%的組合量存在。5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的組合物，其中所述第一嵌段共聚物的所述第一 嵌段包含聚苯乙締、聚（甲基）丙締酸醋、聚締控、聚丙締酸、聚碳酸醋、聚醋、聚酷胺、聚酷 胺酷亞胺、聚乙締酸、聚乙締硫酸、聚乙締醇、聚脈、聚（乙締基化晚）、聚（乙締基咪挫）、聚 (乙締基化挫）或其組合。6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項所述的組合物，其中所述第一嵌段共聚物的所述第一 嵌段包含聚苯乙締或聚甲基丙締酸甲醋，并且其中所述第一嵌段共聚物的所述第二嵌段包 含聚二甲基硅氧烷。7. 根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項所述的組合物，其中所述第一嵌段共聚物的所述第二 嵌段包含由式（1)表示的結(jié)構(gòu)(?) 其中每個R獨立地是烷基、C3-Ci。環(huán)烷基、Cg-Cw芳基、C7-C。烷基芳基或C芳基烷基，并且其中所述式（1)中的聚合度η是10到5, 000。8. 根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項所述的組合物，其中所述組合物包含圓柱形和/或片 層狀結(jié)構(gòu)域，并且在誘鑄在所述襯底上并且在高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度并且低于無序-有序轉(zhuǎn) 變溫度和分解溫度的溫度下退火之后，結(jié)構(gòu)域間間距小于或等于約25納米。9. 一種形成圖案的方法，包含： 在襯底上安置根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一項所述的組合物； 使所述襯底退火；W及 去除所述組合物的一部分W形成圖案。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述襯底包含圖案，所述圖案引導(dǎo)所述組合物在 退火之后形成與所述襯底上的所述圖案對齊的片層狀或圓柱形結(jié)構(gòu)域。
【專利摘要】本文中公開了一種組合物，包含第一嵌段共聚物，所述第一嵌段共聚物包含第一嵌段和第二嵌段；其中所述第一嵌段的表面能高于所述第二嵌段；第二嵌段共聚物，所述第二嵌段共聚物包含第一嵌段和第二嵌段；其中所述第一嵌段共聚物的所述第一嵌段在化學(xué)上與所述第二嵌段共聚物的所述第一嵌段相同或類似并且所述第一嵌段共聚物的所述第二嵌段在化學(xué)上與所述第二嵌段共聚物的所述第二嵌段相同或類似；其中以所述第二嵌段共聚物的所述第一嵌段的總固體計的重量百分比大于所述第一嵌段共聚物的所述第一嵌段的總固體的重量百分比；其中所述第一嵌段共聚物在單獨安置在襯底上時相分離成圓柱形或片層狀結(jié)構(gòu)域的第一形態(tài)；其中所述第二嵌段共聚物在單獨安置在襯底上時相分離成圓柱形、片層狀或球狀結(jié)構(gòu)域的第二形態(tài)；并且其中所述第一形態(tài)和所述第二形態(tài)是不同的；以及第一聚合物，所述第一聚合物在化學(xué)上與所述第一嵌段共聚物的所述第一嵌段和所述第二嵌段共聚物的所述第一嵌段相同或類似；以及第二聚合物所述第二聚合物在化學(xué)上與所述第一嵌段共聚物的所述第二嵌段和所述第二嵌段共聚物的所述第二嵌段相同或類似；其中所述第一和所述第二嵌段共聚物的χ參數(shù)在200℃的溫度下大于0.04。
【IPC分類】G03F7/00, G03F7/004
【公開號】CN105319841
【申請?zhí)枴緾N201510368660
【發(fā)明人】J·J·張, P·D·胡斯泰特, P·特雷福納斯三世, M·李, V·V·金茲伯格, J·D·魏因霍爾德
【申請人】陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司, 羅門哈斯電子材料有限責(zé)任公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年6月29日
【公告號】US20150376408