組合物和用于制備基材上圖案的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種共聚物組合物和一種加工基材以在基材上形成線(xiàn)條間距特征的方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】組合物和用于制備基材上圖案的方法
[0001]本發(fā)明涉及自組裝嵌段共聚物。具體地，本發(fā)明涉及在基材上制備圖案的共聚物組合物和方法。
[0002]已知由首尾相連的兩種或更多種不同的均聚物組成的一些嵌段共聚物能自組裝形成典型尺寸為10納米至50納米(nm)的周期性微區(qū)(micro domain)。由于采用光刻技術(shù)以納米尺度尺寸(尤其是小于45nm)圖案化的費(fèi)用和難度問(wèn)題，使用這種微區(qū)在表面形成圖案的可能性正越來(lái)越受到關(guān)注。
[0003]但是控制基材上嵌段共聚物微區(qū)的橫向設(shè)置一直是個(gè)挑戰(zhàn)。過(guò)去采用光刻形成的預(yù)定形貌的基材和/或?qū)幕瘜W(xué)圖案化來(lái)解決該問(wèn)題。過(guò)去的研究證明薄層形式的自組裝嵌段共聚物微區(qū)可以受到引導(dǎo)而遵循(follow)基材的化學(xué)圖案化，產(chǎn)生與化學(xué)預(yù)定圖案接近的周期性結(jié)構(gòu)。其它研究證明通過(guò)控制形貌預(yù)定圖案底部和側(cè)壁上嵌段共聚物的表面潤(rùn)濕性，所述薄層可以受到引導(dǎo)而遵循所述形貌預(yù)定圖案。所述薄層形成與基材預(yù)設(shè)定圖案相比尺寸更小的線(xiàn)條/間距圖案，將形貌預(yù)定圖案細(xì)分為更高頻率的線(xiàn)條圖案，即，具有較小節(jié)距的線(xiàn)條圖案。對(duì)于形貌導(dǎo)向預(yù)定圖案和/或化學(xué)導(dǎo)向預(yù)定圖案，嵌段共聚物圖案化的一個(gè)限制是在預(yù)定圖案表面各處形成圖案的傾向。
[0004]縮小指定基材上各種特征(例如，場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的柵)尺寸的能力目前受到用來(lái)對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光的光波長(zhǎng)(即193nm)的限制。這些限制對(duì)制造臨界尺寸(⑶)小于50nm的特征產(chǎn)生巨大的挑戰(zhàn)。使用常規(guī)嵌段共聚物在自組裝工藝過(guò)程中取向控制和長(zhǎng)程有序方面存在困難。此外，這種嵌段共聚物通常不能為后續(xù)加工步驟提供足夠的耐刻蝕性。
[0005]Nealey等在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第2006/0134556號(hào)公開(kāi)了兩種聚(苯乙烯)_b_聚(甲基丙烯酸甲酯)二嵌段共聚物的摻混物。具體地，Nealey等公開(kāi)了使用體相層狀周期(bulk lamellar period)為L(zhǎng)tll的第一有序聚(苯乙烯)_b_聚(甲基丙烯酸甲酯)二嵌段共聚物和體相層狀周期為L(zhǎng)tl2的第二有序聚(苯乙烯)-b-聚(甲基丙烯酸甲酯)二嵌段共聚物的摻混物。
[0006]然而，仍需要在圖案化基材中使用的新的共聚物組合物。具體地，仍需要能以中等長(zhǎng)度范圍(例如，20-50nm)圖案化并優(yōu)選具有快速退火曲線(xiàn)(profile)和低缺陷形成性質(zhì)的新共聚物組合物。
[0007]本發(fā)明提供一種共聚物組合物，所述組合物包含--聚(苯乙烯)-b-聚(丙烯酸酯)嵌段共聚物組分；和抗氧化劑；其中所述聚(苯乙烯)_b-聚(丙烯酸酯)嵌段共聚物是包含以下物質(zhì)的摻混物:>50wt%-99wt%(以固體為基準(zhǔn))有序聚(苯乙烯)-b-聚(丙烯酸酯)嵌段共聚物BCP1，其聚苯乙烯體積分?jǐn)?shù)VfBm_PSt為0.40-0.60，同時(shí)滿(mǎn)足下式
【權(quán)利要求】
1.一種共聚物組合物,所述組合物包含: 聚(苯乙烯)-b-聚(丙烯酸酯)嵌段共聚物組分；和 抗氧化劑； 其中所述聚(苯乙烯)-b-聚(丙烯酸酯)嵌段共聚物組分是摻混物，所述摻混物包括: >50wt%-99wt%(以固體為基準(zhǔn))的有序聚(苯乙烯)-b-聚(丙烯酸酯)嵌段共聚物BCP1，其聚苯乙烯體積分?jǐn)?shù)VfBm_PSt為0.40-0.60，同時(shí)滿(mǎn)足下式

2.如權(quán)利要求1所述的共聚物組合物，其特征在于，所述共聚物組合物包含15-25wt%的抗氧化劑(以所述共聚物組分的重量為基準(zhǔn)計(jì))。
3.如權(quán)利要求1所述的共聚物組合物，其特征在于，所述抗氧化劑選自下組: 包含至少一個(gè)2，6- 二叔丁基苯酚部分的抗氧化劑； 包含至少一個(gè)具有下式結(jié)構(gòu)部分的抗氧化劑 包含至少一個(gè)具有下式結(jié)構(gòu)部分的抗氧化劑

4.如權(quán)利要求1所述的共聚物組合物，其特征在于，所述抗氧化劑組分是選自下組的抗氧化劑:
5.如權(quán)利要求1所述的共聚物組合物，其特征在于，所述共聚物組合物包含溶劑，所述溶劑選自丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙酸乙氧基乙酯、苯甲醚、乳酸乙酯、2-庚酮、環(huán)己酮、乙酸戊酯、Y-丁內(nèi)酯(GBL)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和甲苯。
6.如權(quán)利要求1所述的共聚物組合物，其特征在于，所述共聚物組合物還包含添加劑，所述添加劑選自下組:均聚物、無(wú)規(guī)共聚物、表面活性劑、光酸產(chǎn)生劑、熱酸產(chǎn)生劑、猝滅劑、硬化劑、粘合促進(jìn)劑、溶解速率調(diào)節(jié)劑、光固化劑、光敏劑、酸擴(kuò)增劑、增塑劑、取向控制劑和交聯(lián)劑。
7.—種加工基材以在基材表面上形成線(xiàn)條間距特征的方法，所述方法包括:提供具有表面的基片； 提供一種共聚物組合物，所述組合物包含: 聚(苯乙烯)-b-聚(丙烯酸酯)嵌段共聚物組分，所述聚(苯乙烯)-b-聚(丙烯酸酯)嵌段共聚物組分的數(shù)均分子量為5-1，OOOkg/mol ;和抗氧化劑； 向所述基材的表面施加所述共聚物組合物膜； 任選地，烘烤所述膜； 在氣態(tài)氣氛下在150-350°C加熱所述膜I秒至4小時(shí)使所述膜退火；以及對(duì)經(jīng)退火的膜進(jìn)行處理，以從所述經(jīng)退火的膜中去除聚(丙烯酸酯)嵌段，在所述基材表面上留下節(jié)距Ltl為10-50nm的線(xiàn)條間距圖案。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所提供的共聚物組合物包含10-25wt%的抗氧化劑(以所述共聚物組分的重量為基準(zhǔn)計(jì))。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1提供所述共聚物組合物。
10.一種共聚物組合物，所述組合物包含:聚(苯乙烯)-b-聚(丙烯酸酯)嵌段共聚物組分；和15-25wt%的抗氧化劑(以所述聚(苯乙烯)-b-聚(丙烯酸酯)嵌段共聚物組分的重量為基準(zhǔn)計(jì))。
11.如權(quán)利要求10所述的共聚物組合物，其特征在于，所述抗氧化劑選自下組: 包含至少一個(gè)2，6- 二叔丁基苯酚部分的抗氧化劑； 包含至少一個(gè)具有下式結(jié)構(gòu)部分的抗氧化劑
【文檔編號(hào)】C08K5/134GK103665726SQ201310390794
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】顧歆宇, 張?jiān)姮|, R·夏爾馬, V·靳茲伯格, P·赫斯塔德, J·溫霍爾德, P·特雷福納斯 申請(qǐng)人:羅門(mén)哈斯電子材料有限公司, 陶氏環(huán)球技術(shù)有限公司