專利名稱：底層組合物和成像底層組合物的方法
底層組合物和成像底層組合物的方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用 本申請(qǐng)是2010年10月4日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)朜o. 61/389，559的非臨時(shí)申請(qǐng)， 該臨時(shí)申請(qǐng)的內(nèi)容以引文的形式完整地包含在本申請(qǐng)中。
背景技術(shù)：
嵌段共聚物可用于定向自組裝工藝，以無需光刻工藝而形成圖案。該嵌段共聚物可通過在具有中性和極性區(qū)域的中性或圖案化表面上組裝而形成圖案。這一中性或圖案化表面可通過使用聚合物刷狀底層而提供。刷狀聚合物是被附著到由例如一種半導(dǎo)體材料形成的基材的表面上的聚合鏈。使用具有所期望組成的刷狀聚合物前體，將表面反應(yīng)性地改性到期望的厚度和表面能量。該無規(guī)共聚物刷狀層的組成被調(diào)整以提供期望的中性表面。除非合成每個(gè)嵌段重復(fù)單元的無規(guī)聚合物是不可行的(例如可能需要不同聚合機(jī)理時(shí)，或無刷狀聚合物組成時(shí))，對(duì)于具有自組裝能力的嵌段共聚物，在該刷狀聚合物中已經(jīng)實(shí)施了末端基團(tuán)的功能化或引入包含反應(yīng)性基團(tuán)的單體(參見,例如 P. Mansky, Y. Liu, E. Huang, Τ. P. Russell, C. Hawker,
“Controlling polymer surface interaction with random copolymer brushes" ( ^!ftj[J
聚合物表面與無規(guī)共聚物刷的相互作用)，kienCe，275，1458，(1997))。
對(duì)刷狀共聚物的組成修飾被設(shè)計(jì)為提供用于接枝的官能位置。然而，在調(diào)整刷狀聚合物組成的技術(shù)中沒有公開光刻地改變表面極性，并且由此形成了其上可形成自組裝層的圖案化表面
發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，通過提供一種形成圖案的方法，克服了已有技術(shù)的缺點(diǎn)并且提供了額外的優(yōu)點(diǎn)，所述方法包括通過照射光敏層的一個(gè)部分，將在包括光酸產(chǎn)生劑的光敏層中產(chǎn)生的酸擴(kuò)散進(jìn)入底層的一個(gè)鄰近部分中，該底層包括含有酸可分解基團(tuán)、連接基團(tuán)和官能團(tuán)的酸敏共聚物，該連接基團(tuán)被共價(jià)鍵合到基材的親水表面，交聯(lián)形成共聚物交聯(lián)， 或者既被共價(jià)鍵合到基材的表面，又被交聯(lián)以形成共聚物交聯(lián)，其中該光敏層被配置在底層的表面上，擴(kuò)散包括加熱該底層和光敏層，底層中的酸敏共聚物的酸敏基團(tuán)與所擴(kuò)散的酸反應(yīng)，在底層的表面上形成極性區(qū)域，該極性區(qū)域具有圖案的形狀；去除光敏層；在該底層的表面上形成自組裝層，該自組裝層包括嵌段共聚物，該嵌段聚合物包括對(duì)該極性區(qū)域具有親和性的第一嵌段和對(duì)該極性區(qū)域具有比第一嵌段小的親和性的第二嵌段，其中該第一嵌段形成了與該極性區(qū)域?qū)R的第一微區(qū)，并且該第二嵌段形成了鄰近該第一微區(qū)對(duì)齊的第二微區(qū)，和移除該第一或第二微區(qū)以暴露出該底層的下層部分。在另一一個(gè)實(shí)施例中，底層包括具有如下通式的酸敏共聚物
權(quán)利要求
1.一種形成圖案的方法，包括通過照射光敏層的一部分，使得在包括光酸產(chǎn)生劑的光敏層中產(chǎn)生的酸擴(kuò)散進(jìn)入底層的鄰近部分中，該底層包括含有酸可分解基團(tuán)、連接基團(tuán)和官能團(tuán)的酸敏共聚物，該連接基團(tuán)被共價(jià)鍵合到基材的親水表面，交聯(lián)形成共聚物交聯(lián)，或者既被共價(jià)鍵合到基材的所述表面，又交聯(lián)形成共聚物交聯(lián)，其中該光敏層配置在底層的表面上，擴(kuò)散包括加熱該底層和光敏層，底層中的酸敏共聚物的酸敏基團(tuán)與所擴(kuò)散的酸反應(yīng)，在底層的表面上形成極性區(qū)域，該極性區(qū)域具有圖案的形狀；去除光敏層；在該底層的表面上形成自組裝層，該自組裝層包括嵌段共聚物，該嵌段聚合物包括對(duì)該極性區(qū)域具有親和性的第一嵌段和對(duì)該極性區(qū)域具有比第一嵌段小的親和性的第二嵌段，其中該第一嵌段形成對(duì)齊該極性區(qū)域的第一微區(qū)，并且該第二嵌段形成了鄰近該第一微區(qū)對(duì)齊的第二微區(qū)，和移除該第一或第二微區(qū)以暴露出該底層的下層部分。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該光敏層為正性光刻膠。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述底層包括通過旋涂、浸涂、輥涂、噴涂或刮涂使酸敏共聚物的溶液與基材的表面接觸，加熱以去除溶劑并在酸敏共聚物的連接基團(tuán)和親水表面之間形成共價(jià)鍵，以及用溶劑清洗底層的表面以去除任何未被鍵合的刷狀共聚物。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，形成自組裝層包括通過旋涂、浸涂、輥涂、噴涂或刮涂使嵌段共聚物的溶液與底層的表面接觸，和退火以去除溶劑和形成第一和第二微區(qū)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過用光化輻射經(jīng)由中間掩模暴露該光敏層或以e-束輻射在光敏層上直接寫入圖案來完成選擇性照射。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，底層的被照射區(qū)域形成了具有比第一和第二微區(qū)的間隔空間大的間隔的稀疏狀圖案。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步地包括在所述底層上形成額外的第一和第二微區(qū)以填充該稀疏狀圖案的間隔空間，其中該額外的第一微區(qū)與所述第二微區(qū)對(duì)齊但不與極性區(qū)域?qū)R，并且該額外的第二微區(qū)與所述額外的第一微區(qū)對(duì)齊。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸敏共聚物具有通式
9. 一種底層，包括下面通式的酸敏共聚物
10. 一種自組裝多層膜，包括底層，該底層包括含有酸可分解基團(tuán)、連接基團(tuán)和官能團(tuán)的酸敏共聚物，該底層配置在基材的親水表面上并被共價(jià)鍵合到基材的親水表面，交聯(lián)以形成共聚物交聯(lián)，或者既被共價(jià)鍵合到該基材的表面，又被交聯(lián)以通過該連接基團(tuán)形成共聚物交聯(lián)，其中底層的部分表面具有已分解的酸可分解基團(tuán)以形成底層的圖案化表面，和配置在該底層的圖案化表面上的自組裝層，該自組裝層包括嵌段共聚物，該嵌段聚合物包括第一嵌段和第二嵌段，所述第一嵌段對(duì)具有已分解的酸可分解基團(tuán)的底層表面部分具有親和性，所述第二嵌段對(duì)所述具有已分解的酸可分解基團(tuán)的底層表面的部分的親和性比第一嵌段的小，其中該第一嵌段形成對(duì)齊該具有已分解的酸可分解基團(tuán)的底層部分的第一微區(qū)，并且該第二嵌段在底層表面上形成與該第一微區(qū)對(duì)齊并鄰近的第二微區(qū)。
全文摘要
一種形成圖案的方法，包括通過照射光敏層的一部分，使在包括光酸產(chǎn)生劑的光敏層中產(chǎn)生的酸擴(kuò)散進(jìn)入底層的鄰近部分中，該底層包括含有酸可分解基團(tuán)、連接基團(tuán)和官能團(tuán)的酸敏共聚物，其中該光敏層配置在底層的表面上，擴(kuò)散包括加熱該底層和光敏層，底層中的酸敏共聚物的酸敏基團(tuán)與所擴(kuò)散的酸反應(yīng)，以在底層的表面上形成極性區(qū)域，該極性區(qū)域具有圖案的形狀；去除光敏層；在該底層的表面上形成自組裝層，該自組裝層包括嵌段共聚物，該嵌段聚合物包括第一嵌段和第二嵌段，其中該第一嵌段形成對(duì)齊該極性區(qū)域的第一微區(qū)，并且該第二嵌段形成了鄰近該第一微區(qū)對(duì)齊的第二微區(qū)，并移除該第一或第二微區(qū)以暴露出該底層的下層部分。
文檔編號(hào)G03F7/039GK102540704SQ20111046229
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月4日
發(fā)明者C·皮埃爾, P·D·胡斯塔德, P·特雷福納斯 申請(qǐng)人:羅門哈斯電子材料有限公司, 陶氏環(huán)球技術(shù)有限公司