CN103889888B - 提供用于可自组装聚合物的图案化取向模板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种图形外延模板，用以对准自组装嵌段聚合物，所述嵌段聚合物适于自组装为具有平行于第一轴线延伸、沿正交的第二轴线相互间隔开并且通过连续第二区域或域分开的不连续第一区域或域的平行行的二维阵列。所述图形外延模板具有基本上平行的第一和第二侧壁，所述第一和第二侧壁平行于第一轴线延伸并且限定第一轴线并且沿第二轴线相互间隔开以提供间隔区，该间隔区适于保持处于衬底上侧壁之间并且平行于侧壁的至少一行不连续第一区域或域，并且通过连续第二区域或域与其分开。所述间隔区具有图形外延成核特征，所述图形外延成核特征被布置用于将至少一个不连续第一区域或域定位在间隔区内的特定位置处。本发明还公开用于形成图形外延模板的方法及其用于器件光刻的应用。

Description

提供用于可自组装聚合物的图案化取向模板的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年11月3日递交的美国临时申请第61／542,498号、于2011年12月21日递交的美国临时申请第61／578,637号和于2012年2月21日递交的美国临时申请第61／601,439号的权益，这些临时申请在此通过参考全文并于本文。
技术领域
本发明涉及衬底上的用以对准衬底表面上的自组装嵌段聚合物的图形外延模板，以及涉及形成这种图形外延模板的方法。本发明还涉及在这种衬底上形成自组装聚合物层和使用诸如淀积和组装在这种设置有图形外延模板的衬底上的嵌段共聚物等自组装聚合物的抗蚀剂层的器件光刻方法。
背景技术
在器件制造的光刻技术中，要求减小光刻图案中的特征的尺寸以便提高在给定衬底区域上特征的密度。具有纳米级临界尺寸(CD)的较小特征的图案允许更大的器件或电路结构的集中度，得到在电子和其他器件的尺寸减小和制造成本方面的潜在的改进。在光刻技术中，对更小特征的推动导致例如浸没光刻和极紫外(EUV)光刻术等技术的发展。
所谓的压印光刻通常涉及使用“压印器”(通常称为压印模板)以将图案转移至衬底上。压印光刻术的优点在于，特征的分辨率不受到例如辐射源的发射波长或投影系统的数值孔径的限制。替代地，分辨率主要受限于压印模板上图案的密度。
对于光刻和压印光刻术，期望提供表面的高分辨图案化，例如压印模板或其他衬底的表面的高分辨图案化，并且可以使用化学抗蚀剂实现这些。
已经考虑使用自组装嵌段共聚物(BCP)作为用于将分辨率提高至比通过现有技术的光刻方法能够获得的分辨率更好的值的潜在方法或作为用于制备压印模板的电子束光刻的备选。
可自组装嵌段共聚物是在纳米制造技术中有用的化合物，因为它们在冷却至特定温度(有序-无序转变温度T0D)以下时会经受有序-无序转变，导致不同化学性质的共聚物嵌段的相分离，以便形成有序的、化学区分的尺寸为几十纳米或甚至小于10nm的区域或域。区域或域的尺寸和形状可以通过操纵不同嵌段类型的共聚物的分子量和成分来控制。区域或域之间的界面可以具有1—5nm量级的宽度，并且可以通过改变共聚物的嵌段的化学成分来操纵。
Chaikin和Register等人在Science276，1401(1997)中的文章阐明了使用嵌段共聚物的薄膜作为自组装模板的可行性。具有20nm尺寸的点和孔的密集阵列从聚(苯乙烯-嵌段-橡胶基质)的薄膜转移至氮化硅衬底。
嵌段共聚物包括不同的嵌段，每个嵌段包括一个或多个相同的单体，并且沿聚合物链并排布置。每个嵌段可以包括其相应类型的多个单体。因而，例如，A-B嵌段共聚物可以具有在(或每个)A嵌段中的多个A型单体和在(或每个)B嵌段中的多个B型单体。合适的嵌段共聚物的示例是例如具有聚苯乙烯(PS)单体(疏水嵌段)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)单体(亲水嵌段)的共价键链接的多个嵌段的聚合物。具有不同疏水性／亲水性的嵌段的其他嵌段共聚物可以是有用的。例如，三嵌段共聚物(A-B-C)可以是有用的，因为可以是交替的或周期性的嵌段共聚物(例如[-A-B-A-B-A-B-]n或[-A-B-C-A-B-C]m，其中n和m是整数)。这些嵌段彼此通过共价键以线性或分支(例如星形或分支配置)的方式连接。
依赖于多个嵌段的体积分数、每个嵌段类型内的聚合度(即，每个相应嵌段内每个相应类型的单体的数量)、溶剂的可选使用以及表面相互作用，嵌段共聚物在自组装时可以形成多种不同的相。当在薄膜中应用时，几何限制可能引起附加的边界条件，这可能限制相的数量。通常，在自组装嵌段共聚物的薄膜中实际观察到球形(例如立方体)、圆柱形(例 如四角形或六边形)以及层状相(即，具有立方体、六边形或层状间隔填充对称的自组装相)，并且观察到的相类型可以依赖于不同聚合物嵌段的相对体积分数。
用作自组装聚合物的合适的嵌段共聚物包括但不限于聚(苯乙烯-b-甲基丙烯酸甲酯)、聚(苯乙烯-b-2-乙烯基吡啶)、聚(苯乙烯-b-丁二烯)、聚(苯乙烯-b-二茂铁二甲基硅烷)、聚(苯乙烯-b-环氧乙烯)、聚(环氧乙烯-b-橡胶基质)。符号“b”表示“嵌段”。虽然这些是双嵌段共聚物的示例，但是应该清楚，自组装也可以采用三嵌段共聚物、四嵌段共聚物或其他多嵌段共聚物。
自组装聚合物相可以以平行或垂直于衬底的对称轴线确定方向，层状和圆柱形相对于光刻应用是热门的，因为它们可以分别形成线和间隔物图案和孔阵列，并且可以在一种区域或域随后被蚀刻时提供好的对比度。
用于引导或定向诸如嵌段共聚物等聚合物自组装到表面上的两种方法是图形外延和化学预图案化，也称为化学外延。在图形外延方法中，通过衬底的形貌预图案化引导嵌段共聚物的自组织。自对准嵌段共聚物可以形成具有在通过图案化的衬底限定的沟道内的不同聚合物嵌段区域或域的相邻的线的平行线性图案。例如，如果嵌段共聚物是具有在聚合物链中的A和B嵌段的双嵌段共聚物，其中在特性上A是亲水的、而B是疏水的，则如果侧壁在特性上也是亲水的，A嵌段可以组装为邻近沟道的侧壁形成的区域或域。通过嵌段共聚物图案细分衬底上的预图案的间隔，可以整体提高图案化衬底的分辨率。
在化学预图案化方法(此处称为化学外延)中，通过衬底上的化学图案(即化学模板)引导嵌段共聚物区域或域的自组装。化学图案和聚合物链中的至少一种类型的共聚物嵌段之间的化学亲和力可能导致区域或域类型中的一种精确地布置(此处也称为“嵌塞”)到衬底上的化学图案的相应区域上。例如，如果嵌段共聚物是具有A和B嵌段的双嵌段共聚物，其中在特性上A是亲水的，而B是疏水的，并且化学图案包括亲水表面上的疏水区域，则B区域或域可以优选地组装到疏水区域上。在使用对准的图形外延方法时，通过嵌段共聚物图案细分衬底上的预图案 化特征的间隔(所谓的密度倍增)，可以整体提高图案化衬底的分辨率。化学预图案化不限于线性预图案；例如，预图案可以是适于作为与圆柱形相形成嵌段共聚物一起使用的图案的点的二维阵列形式。图形外延和化学预图案化可以用以例如引导层状或圆柱形相的自组织，其中不同区域或域类型并排布置在衬底表面上。
发明内容
在纳米制造过程中应用嵌段共聚物自组装的过程中，衬底可以被修改以具有中性取向控制层，作为化学预图案或图形外延模板的一部分，以便引入相对于衬底的自组装图案的优选取向。对于在可自组装聚合物层中使用的某些嵌段聚合物，在多个嵌段之一和衬底表面之间可以存在导致取向的优先的相互作用。例如，对于聚苯乙烯(PS)-b—PMMA嵌段共聚物，PMMA嵌段将优先浸润氧化物表面(即，与氧化物表面具有高化学亲和力)，并且这可以用以引入自组装图案以平行于表面的平面取向放置。可以引入垂直取向，例如通过将中性取向层淀积到表面上，导致衬底表面对两个嵌段都是中性的，换句话说，中性取向层具有对每个嵌段相同或类似的化学亲和力，使得两个嵌段以相似的方式在表面处浸润中性取向层。通过“垂直取向”，意味着每个嵌段的区域或域将被并排定位在衬底表面，其中不同嵌段的区域或域之间的界面区域基本上垂直于表面的平面布置。
中性表面在化学外延和图形外延中是有用的。其可以用在外延模板的特定取向区域之间的表面上。例如，在用于对准具有A和B(其中在特性上A是亲水的、而B是疏水的)嵌段的双嵌段共聚物的化学外延模板中，化学图案可以包括疏水的嵌塞区域，其中中性取向区域在疏水区域之间。B区域或域可以优先组装到疏水嵌塞区域，其中若干个A和B嵌段的交替区域或域在化学预图案的特定(嵌塞)取向区域之间的中性区域上被对准。
例如，在用于对准这种双嵌段共聚物的图形外延模板中，图案可以包括具有在疏水抗蚀剂特征之间的中性取向区域的疏水抗蚀剂特征。B区域或域可以优先沿疏水抗蚀剂特征的旁边组装，其中若干个交A和B 嵌段的交替区域或域在图形外延模板的特定(嵌塞)取向抗蚀剂特征之间的中性取向区域上被对准。
可以例如通过使用通过羟基端基或某些其他反应端基与衬底表面处的氧化物的反应共价地链接到衬底的的随机的共聚物刷(brush)产生中性取向层。在用于形成中性取向层的其他布置中，可交联随机共聚物或适当的硅烷(即，具有替换的反应硅烷的分子，诸如(3)氯代硅烷端基或(3)甲氧基硅烷端基，也称为甲硅烷基端基)通过用作衬底表面和可自组装聚合物的层之间的中间层，可以用以导致表面中性。这样的硅烷基中性取向层将通常作为单层，而可交联聚合物通常不作为单层给出并且可以具有通常小于或等于40nm的层厚度。中性取向层可以例如在其内设置一个或多个间隙，以允许可自组装层的嵌段类型之一与中性取向层下面的衬底直接接触。在衬底表面用作特定取向特征的情况下，这对于锚固、嵌塞或对准可自组装聚合物层的特定嵌段类型的区域或域至衬底是有益的。
可自组装聚合物的薄层可以如上所述那样被淀积在衬底上、图形外延上或化学外延模板上。用于可自组装聚合物淀积的合适的方法是旋涂，因为该过程能够提供良好地限定的、均匀一致的可自组装聚合物薄层。淀积的可自组装聚合物膜的合适的层厚度是大约10至100nm。在淀积嵌段共聚物膜之后，该膜仍然可以是无序的或仅部分有序，并且可能需要一个或多个附加步骤以促进和／或完成自组装。例如，可自组装聚合物可以作为溶液被淀积在溶剂中，在自组装之前例如通过蒸发随溶剂去除。
嵌段共聚物的自组装是多种小成分(嵌段共聚物)的组装导致形成较大的更复杂的结构(自组装图案中纳米级尺寸特征，在本说明书中称为区域或域)的过程。由于物理控制聚合物的自组装自然产生缺陷。通过A-B嵌段共聚物的A／A、B／B和A／B(或B／A)嵌段对之间的相互作用(即，相互的化学亲和力的差)驱动自组装，其中考虑Flory-Huggins(弗洛里-哈金斯)理论描述的用于相分离的驱动力。使用化学外延或图形外延可以极大地减少缺陷形成。
对于经历自组装的聚合物，可自组装聚合物将显示，可以通过任何合适的用于评估聚合物的有序／无序状态的技术，例如差分扫描量热法 (DSC)，测量有序-无序温度T0D-T0D。如果在该温度之下发生层的形成，则分子将被驱动以自组装。在温度T0D之上，将形成无序层，其中来自无序A／B区域或域的熵贡献超过层内的相邻A-A和B-B嵌段对之间的有利的相互作用产生的熵贡献。可自组装聚合物还可以显示玻璃转变温度Tg，在该温度之下聚合物有效地固化，高于该温度则共聚物分子将仍然相对于相邻共聚物分子在层内改变取向。玻璃转变温度适于通过差分扫描量热法(DSC)测量。
在如上所述的有序化期间形成的缺陷可以通过退火部分地去除。诸如旋转位移(该缺陷为违反旋转对称的线缺陷，例如在导向器的取向上存在缺陷)等缺陷可以通过配对另一缺陷或相反符号的旋转位移来消除。可自组装聚合物的链活动性可以是用于确定缺陷迁移和消除的因素，并且因此可以在链活动性高且自组装有序图案不损失的温度条件下执行退火。这表示达到聚合物的有序／无序温度T0D之上或之下几度的温度。
有序化和缺陷消除可以结合在单个退火过程中，或可以使用多个过程以便提供自组装聚合物(诸如嵌段共聚物)的层，具有用作光刻的抗蚀剂层的(不同嵌段类型的区域或域的)不同化学类型的区域或域的有序图案。
为了将诸如器件架构或形貌等图案从自组装聚合物层转移到淀积有自组装聚合物的衬底中，通常，将通过所谓的贯通蚀刻(breakthrough etching)去除第一区域或域类型，以在衬底表面上提供第二区域或域类型的图案，其中在第二区域或域类型的图案特征之间衬底裸露。
在贯通蚀刻之后，可以通过使用被第二区域或域类型对抗并因此在表面已经裸露的衬底表面中形成凹陷的蚀刻装置的所谓的转移蚀刻来转移图案。现有技术中已知的转移图案的其他方法可以应用于通过嵌段共聚物的自组装形成的图案。
PCT专利申请出版物第WO2008／091714号公开了一种用于通过使用自组装嵌段共聚物制作二维方形和矩形阵列形式的亚光刻纳米尺度微结构的方法。公开的图形外延特征包括形成在基本上平行的侧壁之间的多个末端开放的沟道，其中沟道的端部对齐。沟道的侧壁和端部优先浸润聚合物区域或域中的一个，其中底板用作中性浸润表面。
在自组装嵌段共聚物系统中，由于多种原因容易出现缺陷。如果由嵌段共聚物形成自组装阵列的区域或域的有序化由衬底表面上的不同成核位置开始，则会导致最终组装结构中的失配。缺陷的典型示例包括组装图案中的不连续和／或赝晶布置中的错位或缺少单元(例如，六边形相图案中缺少的圆柱)。除了缺陷之外，尤其是在使用诸如圆柱形相或立方体相或四边形相等有序相提供特征的二维阵列的情形(例如用于提供在衬底上的接触)中，由偏离高度重复特征的完美栅格引起的位置误差是妨碍使用自组装嵌段共聚物的障碍。
对于自组装嵌段共聚物在衬底上提供二维(2-D)阵列，通常存在通过连续的第二区域或域彼此分开、平行于笛卡尔y轴延伸的不连续的第一区域或域的平行行。通常，在衬底表面的法向上没有周期性(即，沿笛卡尔z轴线)。可以在衬底上在限定笛卡尔y轴线的图形外延侧壁之间形成的沟道的侧壁之间实现平行行的取向。然而，不连续区域或域沿y轴线的布置可能没有良好地被控制。对于圆柱形自组装相，不连续第一区域或域将是圆柱，并且平行于y轴线的相邻行将相对于彼此具有圆柱偏移，使得圆柱的平行行将与平行于y轴线对准的圆柱的行成60度。
对于许多应用，例如集成电路(IC)和硬盘驱动的纳米制造，这种不连续区域或域的布置或位置误差应该小(比如3nm或更小)。可以通过确定实际的不连续区域或域相对于假定的完美自组装二维阵列的相应的完美栅格点的偏离来量化布置或位置误差。
因此，期望提供一种可以精确地控制自组装嵌段共聚物的不连续第一区域或域的布置的方法。还期望提供仅导致在沿y轴线方向上的节距的小的变化的方法，换句话说，帮助确保不连续第一区域或域被精确地、均匀地沿y轴线方向间隔开。
例如，期望提供一种衬底表面上的图形外延模板，用于引导嵌段共聚物的自组装层，其布置以在衬底表面上自组装为二维阵列，以用作适于在器件光刻中使用的抗蚀剂层，这种图形外延模板解决或克服现有技术中的一个或多个问题。尤其地，期望例如提供图形外延模板，其允许相对于衬底精确布置这种二维阵列。
只要合适，还可以采用术语“包括”或“包含”，以包含“本质上 或大体上构成”或“本质上或大体上组成”的意义，并且还包括“构成”或“组成”的意义。
根据本发明的一方面，提供一种衬底上的图形外延模板，以对准衬底表面上的自组装嵌段聚合物，其中嵌段共聚物适于自组装为包括通过连续第二区域或域分开、沿正交的笛卡尔x轴线相互间隔开、平行于笛卡尔y轴线延伸的不连续第一区域或域的平行行的二维阵列，所述图形外延模板包括：
基本上平行的第一和第二侧壁，所述第一和第二侧壁平行于y轴线延伸并且限定y轴线，并且沿x轴线相互间隔开以提供间隔区，该间隔区适于保持衬底上侧壁之间并平行于侧壁的至少一行不连续第一区域或域，并通过连续第二区域或域分开，
其中所述间隔区包括图形外延成核特征，所述图形外延成核特征布置成将不连续第一区域或域的至少一个定位在间隔区内的特定位置处。
这一方面涉及衬底上的图像外延模板。该模板是用于对准衬底表面上的自组装嵌段聚合物，其中所述嵌段共聚物适于自组装成包括沿正交的笛卡尔x轴线相互间隔开、平行于笛卡尔y轴延伸并且通过连续的第二区域或域分开的平行的行的二维阵列。不连续第一区域或域将包含嵌段共聚物的聚合物嵌段中的一个，其中第二连续区域或域包含其他嵌段中的一个。
图形外延模板包括基本上平行的第一和第二侧壁，所述第一和第二侧壁平行于y轴线延伸并且限定y轴线并且沿x轴线相互间隔开，形成为正交(即与y轴线成90度)以提供间隔区，该间隔区适于保持衬底上侧壁之间并平行于侧壁的至少一行不连续第一区域或域，并通过连续第二区域或域分开。
例如，如果嵌段共聚物适于在衬底表面上自组装薄层时形成圆柱形相，其中圆柱以其长轴线垂直于衬底表面来布置，则圆柱将是不连续第一区域或域，第二连续区域或域位于它们之间。圆柱将被布置以形成平行于侧壁的行或多个行。
通常，布置自组装阵列，使得不连续第一区域或域的行间隔分开，从而具有沿x轴线测得的节距Lx，在每个行内间隔分开的不连续区域或 域具有沿y轴线测得的节距Ly。平行的侧壁可以适当地间隔分开，使得不连续第一区域或域的至少一行平行于y轴线布置，比如1至20行，例如2至10行。通过可以例如通过电子显微镜方法测量的不连续第一区域或域之间的间隔的节距的信息将可以确定可应用的间隔。然而，平行的侧壁之间的间隔可以大致是n.Lx，其中n是整数，比如1至20，这精确地依赖于嵌段共聚物如何布置在侧壁处。例如，所需间隔可以是(n.Lx+2.d)，其中d表示平行侧壁处的过渡区域的厚度。通过绘制测量的节距作为平行的侧壁之间的间隔的函数，可以对应侧壁和嵌段共聚物的任何特定布置测量d的值，因为平行侧壁之间的间隔是系统地变化的。例如，对于某些嵌段共聚物，d的值可以是大约5nm。这种过渡区域还可以称为使用术语“死区”。当根据本发明的实施例设计图形外延模板的尺寸时，应该适当地考虑一个或多个这种过渡区域或“死区”。
通过平行侧壁限定的间隔区包括图形外延成核特征，所述图形外延成核特征被布置以将至少一个不连续第一区域或域定位在间隔区内的特定位置处。换句话说，除了作为布置成平行于侧壁的不连续区域或域的行的一部分，至少一个不连续第一区域或域的位置沿y轴线布置在通过图形外延成核特征确定的位置。
“基本上平行”表示侧壁沿它们的长度是平行的，除了微小的偏离之外，例如可以是由于间隔区内存在图形外延成核特征引起的微小偏离。
通常，图形外延模板的侧壁将使得它们对于组装的嵌段共聚物的不连续第一区域或域具有高的化学亲和力，并且对于组装的嵌段共聚物的连续第二区域或域具有低的化学亲和力。然而，情况也可以相反，其中侧壁对于不连续第一区域或域具有低的化学亲和力，并且对于第二连续区域或域具有高的化学亲和力。侧壁之间的间隔将使得自组装嵌段共聚物可以在没有应力的情况下在壁内保持其平衡态。因此，如果不连续第一区域或域是PMMA，则侧壁的材料可以选择为对PMMA具有高的化学亲和力的材料，例如该材料可以被例如氢硅倍半氧烷等PMMA浸润。
为了促进不连续第一区域或域以它们的长轴线对准衬底表面的法向，衬底表面可以朝向不连续第一区域或域和第二连续区域或域适当地具有中性化学亲和力。
在合适的布置中，图形外延成核特征可以是第一侧壁和／或第二侧壁内的凹处。该凹处的形状可以形成为在其内保持至少一个不连续第一区域或域。
在另一合适的布置中，图形外延成核特征可以是从第一侧壁延伸到间隔区的扶壁。该扶壁可以具有与扶壁延伸到间隔区的侧壁相近的厚度，并且可以与侧壁连续地形成。扶壁可以朝向第二侧壁延伸以提供跨经间隔区的分隔壁。
例如，多个这样的分隔壁可以设置在平行的侧壁之间，以便在侧壁之间提供多个子间隔区。这些可以是闭合的子间隔区的形式。例如，可以在平行侧壁的每一端处是分隔壁，以用作闭合间隔区的每一端的端壁。
扶壁或多个扶壁可以延伸跨过间隔区朝向第二侧壁，以提供延伸跨经间隔区的分隔壁，只是在扶壁和第二侧壁之间存在间隙。替换地，扶壁可以具有设置在其中的间隙。这可以导致扶壁提供几乎闭合的间隔区，除了小的间隙。这种小间隙的宽度可以是不连续第一区域或域之间的间隔的量级或更小。例如，在其中相邻不连续第一区域或域之间的间隔是比如20至60nm的二维阵列的情形中，间隙尺寸可以是比如5至50nm，例如大约10nm。
合适地，扶壁的形状可以形成为与二维阵列接合，其中扶壁替换(即占据其位置)二维阵列的一个或多个不连续第一区域或域。
扶壁可以是壁的直的部分或片段，例如与侧壁具有相近的宽度，与壁平行布置或与壁成一角度。扶壁可以形成为凹的V形肩章形状。
扶壁可以包括直的壁部分，在该壁部分处其结合第一侧壁，使得在直的扶壁部分和第一侧壁之间形成大约60度、120度或90度角。该角可以被选择成匹配二维阵列的不平行于笛卡尔v轴线的不连续第一区域或域的行的对准。
扶壁可以包括一个或多个另一图形外延成核特征，如这里所述的，因此例如可以包括凹处、间隙和／或另一扶壁，或可以具有两个或更多个部分或片段，它们被布置以形成成角度的扶壁。
在合适的布置中，第一侧壁可以包括第一和第二平行侧壁部分，它们沿x轴线相对于彼此偏离，图形外延成核特征在第一和第二部分之间 是不连续的。偏离距离可以小于侧壁的宽度，使得侧壁可以保持为连续侧壁。
适当地，第一和第二平行侧壁部分可以偏离沿x轴线测量的N.Lx，其中N是整数并且Lx是沿x轴线测量的二维阵列的平行行的节距(即中心轴线之间的间隔)。通常N将是1、2、3、4或5。应该注意的是，在布置平行侧壁之间的相互间隔过程中将考虑上面提到的任何过渡区域或“死区”，因此在根据本发明的实施例的该布置中考虑偏离时不必再次它们。
第二侧壁可以附加或替换地包括第一和第二侧壁部分，它们相对彼此偏离，与第一侧壁的情形相同。
在合适的布置中，图形外延成核特征可以是间隔区内的柱状物，从衬底表面向上延伸并且与侧壁间隔开。该柱状物厚度与侧壁相近或相同并且可以是相同材料。
适当地，柱状物的形状和位置布置成与自组装聚合物的二维阵列接合，使得扶壁代替二维阵列的一个或多个不连续第一区域或域。
柱状物可以进一步包括一个或多个另一图形外延成核特征，因此例如可以包括一个或多个间隙、凹处和／或另一扶壁。
图形外延模板适于由抗蚀剂层形成，其中抗蚀剂层的多个部分已经被蚀刻掉，留下剩余特征形成图形外延模板。图形外延模板可以适当地是氢硅倍半氧烷。任何扶壁和／或柱状物可以是与模板的侧壁相同的材料，适当地由类似的方式形成。
根据本发明的一方面，提供一种制备用于在其上淀积自组装嵌段共聚物的衬底表面的方法，所述方法包括在衬底表面上形成此处所述的图形外延模板。
这一方面提供一种制备用于在其上淀积可自组装嵌段共聚物的衬底表面的方法。所述方法包括在衬底表面上形成此处所述的图形外延模板。图形外延模板可以包括多个侧壁，限定相邻多对平行侧壁之间的间隔区，其中由此形成的间隔区包括如此处所述的一个或多个图形外延成核特征。
图形外延模板的侧壁和任何扶壁和／或柱状物可以通过下列步骤适 当地设置在衬底上：
将抗蚀剂层涂覆到表面，
选择性地将抗蚀剂层曝光于光化辐射以提供抗蚀剂层的曝光和未曝光区域；以及
使用显影剂去除被曝光抗蚀剂区域或未曝光抗蚀剂区域，以提供在其上具有剩余抗蚀剂区域的抗蚀剂特征的表面，
其中抗蚀剂特征形成图形外延模板的侧壁和扶壁和／或柱状物中任一种。
根据本发明的一方面，可以通过下列步骤在衬底上设置图形外延模板的侧壁和任何扶壁：
将抗蚀剂层涂覆到表面上，
进行置于光化辐射中的抗蚀剂层的第一选择曝光，以提供抗蚀剂层的第一被曝光区域，
进行置于光化辐射中的抗蚀剂层的第二选择曝光，以提供抗蚀剂层的第二被曝光区域，其中第二被曝光区域与第一被曝光区域部分重叠，并且其中抗蚀剂层的多个区域在第一和第二选择曝光中保持未曝光，和
使用显影剂去除未曝光抗蚀剂区域，以提供其上具有剩余曝光过的抗蚀剂区域的抗蚀剂特征的表面，其中抗蚀剂特征形成图形外延模板的侧壁和／或任何扶壁。
通过抗蚀剂层的仅在第一和第二选择曝光中的一个曝光中被曝光的曝光区域形成扶壁。
根据本发明一方面，提供一种对准衬底表面上的自组装嵌段聚合物的方法，其中嵌段共聚物适于自组装为二维阵列，二维阵列包括沿正交的笛卡尔x轴线相互间隔开、平行于笛卡尔y轴延伸并且通过连续第二区域或域分开的不连续第一区域或域的平行的行，所述方法包括：
在衬底表面上提供如此处所述的图形外延模板；
将可自组装嵌段聚合物合成物淀积到图形外延模板的间隔区，和
处理可自组装聚合物合成物以提供形成在间隔区内的自组装嵌段共聚物的二维阵列的自组装。
该方面提供一种对准衬底表面上的自组装嵌段聚合物的方法。嵌段 共聚物适于自组装为二维阵列，二维阵列包括沿正交的笛卡尔x轴线相互间隔开、平行于笛卡尔y轴延伸并且通过连续第二区域或域分开的不连续第一区域或域的平行的行。例如，嵌段共聚物可以适于自组装为圆柱形二维阵列。所述方法包括：
在衬底表面上提供如此处所述的图形外延模板，
将可自组装嵌段聚合物合成物淀积到图形外延模板的间隔区中，和
处理可自组装聚合物合成物，以提供形成在间隔区内的自组装嵌段共聚物的二维阵列的自组装。
用于提供嵌段共聚物的自组装的所述处理以可以包括退火、冷却、通过蒸发的溶剂损失等。通常可自组装聚合物将以无序状态被淀积到间隔区，作为融化物或溶液。这可以通过例如旋涂等过程实现。
根据本发明的一方面，提供一种通过抗蚀剂蚀刻图案化衬底表面的光刻方法，其中所述方法包括通过这里所述的方法在表面处提供自组装嵌段共聚物层，其中自组装嵌段共聚物层被用作抗蚀剂层。
本发明的该方面提供一种通过抗蚀剂蚀刻图案化衬底表面的光刻方法。该方法包括通过此处描述的方法在表面处提供自组装嵌段共聚物层，其中自组装嵌段共聚物层被用作抗蚀剂层，例如可以使用蚀刻去除二维阵列的第一或第二区域或域中的一个。通常，不连续区域或域可以用以通过它们的去除以及随后在衬底表面上由淀积导体进行的替换来提供导电接触。
根据本发明一方面，提供一种在衬底表面处形成器件形貌的方法，所述方法包括使用通过此处描述的方法形成的自组装聚合物层作为抗蚀剂层，同时修改衬底以提供器件形貌。
该方面提供在衬底表面处形成器件形貌的方法。通过此处描述的方法形成的自组装聚合物层被用作抗蚀剂层，同时修改衬底以提供器件形貌。衬底的修改例如包括通过使用自组装聚合物层作为掩模，在去除第一或第二区域或域中的一个的情况下蚀刻衬底或将材料淀积到衬底上。
下面的特征在合适的情况下可以应用于本发明的全部不同的方面。在适当的情况下，下面的特征的组合可以用作文中的方法、设备以及合成物的一部分，例如如权利要求中限定的。文中的方法和图形外延模板 适于用在器件光刻中。例如，文中的方法和图形外延模板可以用于处理或形成在直接图案化器件衬底时使用的或图案化在压印光刻中使用的压印模板时使用的自组装聚合物的抗蚀剂层。
可自组装聚合物可以是前面提出的嵌段共聚物，包括至少两种不同嵌段类型，它们可以被自组装为具有联合为第一和第二区域或域类型的不同嵌段类型的有序聚合物层。嵌段共聚物可以是双嵌段共聚物或三嵌段或多嵌段共聚物。交替的或周期性的嵌段共聚物可以用作可自组装聚合物。虽然在下面的方面和示例中的一部分中仅提到两个区域或域类型，但是本发明的实施例也可以应用于具有三个或更多不同区域或域类型的可自组装聚合物。
在一个实施例中，可自组装聚合物是嵌段共聚物，包括第一单体的一个或多个第一嵌段和第二单体的一个或多个第二嵌段。一种有用的聚合物是PS(聚苯乙烯)／PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)双嵌段共聚物，通过选择PS／PMMA的嵌段的相对体积比而适于在衬底表面上自组装时自组装成二维圆柱形阵列。
在本说明书中，通过化学亲和力意味着两个不同的化学物种倾向于联合在一起。例如，亲水性质的化学物种对水具有高的化学亲和力，而疏水化合物对水具有低的化学亲和力、但是对烷烃具有高的化学亲和力。性质是极性的化学物种对其他极性化合物和对水具有高的化学亲和力，而非极性的或无极性的或疏水化合物对水和极性物种具有低的化学亲和力，但是可以显示对于例如烷烃等其他非极性种类具有高的化学亲和力。化学亲和力涉及与两种化学物种之间的界面相关的自由能：如果界面自由能高，则两种物种彼此具有低的化学亲和力，而如果界面自由能低，则两种物种彼此具有高的化学亲和力。化学亲和力也可以用术语“浸润”表示，其中如果液体和表面相对于彼此具有高的化学亲和力则液体将浸润固体表面，相反如果具有低的化学亲和力液体将不浸润表面。
在本说明书中，当提到特征的厚度时，厚度适于通过合适的装置沿衬底表面法向上的且通过特征的质心的轴线测量。厚度可以适于通过例如干涉测量法等技术来测量或通过蚀刻比率的信息来估计。
在本说明书中任何情况下提到“层”，在存在层的地方所说的层是基 本上具有均匀厚度的层。通过“基本上均匀的厚度”表示跨经层的厚度变化不会超过其平均值的10％，或不超过5％。
附图说明
参照附图描述本发明的具体实施例，在附图中：
图1A至1C示意地示出通过图形外延直接自组装A-B嵌段共聚物到衬底上并通过选择地蚀刻一个区域或域形成浮雕图案；
图2A至2C示意地示出通过化学预图案化直接自组装A-B嵌段共聚物到衬底上并通过选择地蚀刻一个区域或域形成浮雕图案；
图3A至3E示意地示出聚苯乙烯和PMMA嵌段的相对体积分数相对于彼此变化时通过聚(苯乙烯-b-甲基丙烯酸甲酯)聚合物形成的不同的相；
图4A至4B示意地示出嵌段共聚物形成圆柱形相作为图形外延模板的侧壁之间的二维阵列；
图5示出根据本发明一个实施例的图形外延模板的一个实施例的多个间隔区的平面视图，其中间隔区形成在相邻平行侧壁之间；
图6A和6B每一个示出根据本发明一个实施例的图形外延模板的相邻平行侧壁之间形成的间隔区；和
图7、8、9、10、11、12、13和14每一个示出根据本发明的实施例的图形外延模板的平面图；
图15在(A)、(B)以及(C)栏中示出通过(在(a)至(c)行中)使用双曝光光刻技术形成根据本发明的实施例的图形外延模板的多个阶段，其中在(d)行中示意地示出自组装形成最终的模板。
在图5和图7至13中，没有示出二维阵列，仅示出图形外延模板。在图6、图14和图15的(d)行中，通过示出间隔区内不连续第一区域或域的对准的多个行中的至少一部分示出二维阵列。
具体实施方式
图1A示出其中形成沟道2的衬底1，沟道通过侧壁3和底表面4限定。在图1B中，具有亲液的(例如亲水的)A嵌段和疏液的(例如疏水的) B嵌段的可自组装A-B嵌段共聚物已经淀积到沟道中，形成具有A和B区域或域的交替条带的层5，A和B区域或域的交替条带在嵌段共聚物的淀积期间淀积作为分离成离散的微观分离的周期性区域或域的层状相。这被称为图形外延。A型区域或域邻近侧壁3成核，其也是亲液的(例如亲水的)。在图1C中，A型区域或域已经通过选择性化学蚀刻去除，留下B型区域或域以在沟道内形成浮雕图案，在沟道内它们可以用作用于随后底表面4的例如通过进一步化学蚀刻的图案化的模板。例如通过共聚物的嵌段之间的键合介质的选择性光降解或光分裂以及随后的多个嵌段之一的增溶作用可以实现选择性去除。自组装聚合物结构5的节距或波长以及沟道4的宽度布置成使得区域或域的交替条带的数量可以在A型区域或域倚靠每个侧壁的情况下配合进入沟道。
图2A示出衬底10，具有嵌塞条带11形式的化学图案，这些嵌塞条带以化学方式形成在表面13上以提供对A型聚合物嵌段具有较高亲和力的区域。在图2B中，具有亲液的(例如亲水的)A嵌段和疏液的(例如疏水的)B嵌段的可自组装A-B嵌段共聚物被淀积到衬底10的表面13上，以形成具有A和B区域或域的交替条带的层状相层12，A和B区域或域的交替条带具有在嵌段共聚物的淀积期间分离为离散的微观分离的周期性区域或域的相。这称为化学预图案化。A型区域或域在嵌塞条带11的顶部成核，其也是亲液的(例如亲水的)。在图1C中，A型区域或域已经通过选择性化学蚀刻去除，留下B型区域或域以在表面13上形成浮雕图案，在表面上它们用作用于随后的表面13的图案化的模板，例如通过进一步化学蚀刻。自组装聚合物结构12的节距或波长和嵌塞条带11的间隔布置成使得区域或域的多个交替条带可以配合在具有位于每个嵌塞条带11顶部的A型区域或域的嵌塞条带11之间。
在下文中，用作可自组装聚合物的双嵌段共聚物是聚(苯乙烯-b-甲基丙烯酸甲酯)嵌段共聚物。
在图3中，图3A至3B示出通过在表面上的薄膜内自组装聚(苯乙烯-b-甲基丙烯酸甲酯)嵌段共聚物形成的不同相的过程。在图3A中，示出立方相，其中不连续区域或域是在PS的连续区域或域31内的PMMA的球 30，其中PSPMMA的比值为80∶20。
当比值PSPMMA减小为70∶30，形成圆柱形相，其中不连续区域或域是PMMA的圆柱32，连续的区域或域31是PS。在50∶50比值的条件下，形成层状相，如图3C所示，具有一个或多个PMMA的薄层34和一个或多个PS薄层35。在30∶70的PSPMMA比值情况下，形成相反的圆柱形相，如图3D所示，其中不连续区域或域是PS圆柱37，连续区域或域36是PMMA。在20∶80比值的条件下，如图3E所示，形成相反的立方相，其中不连续区域或域是位于连续的PMMA区域或域38内的PS的球39。
图4A示出具有70∶30的PSPMMA体积分数比的聚(苯乙烯-b-甲基丙烯酸甲酯)嵌段共聚物。聚合物部分46表示聚苯乙烯，聚合物部分45表示PMMA。在图4B，该聚合物被图示为自组装成衬底41上的图形外延模板的侧壁42、43之间的二维阵列，其中PMMA45形成不连续圆柱形区域或域，聚苯乙烯46形成围绕圆柱的连续区域或域。在这种情况下，图形外延模板的侧壁具有对PMMA45的高化学亲和力，这导致这种PMMA圆柱45形成通过聚苯乙烯46的第二连续相的多个区域与侧壁间隔分开的多行的布置。
下面的图中，用于表现本发明的实施例的嵌段共聚物是适于自组装为二维六边形圆柱形阵列的70∶30的PS∶PMMA聚合物，其中不连续第一区域或域以平行于y轴线成行并且形成与y轴线成60度(和120度)对准的相互平行的行布置。虽然将这种特定布置用于表现本发明的实施例，但是应该理解，本发明可以容易地适于与其他二维阵列一起使用。
图5示出根据本发明一个实施例的图形外延模板，其中多个平行侧壁50形成侧壁之间的间隔区55。在每对侧壁之间，由端壁54，所述端壁54被设置成与每对侧壁的每个第一侧壁成60度的角α。例如抗蚀剂的另一线53提供每对侧壁之间的分隔壁。线53也设置成与第一侧壁成60度的角α，并且可以看到在图形外延模板内提供一组封闭的间隔区51和一组开放端间隔区52，其中这些壁位置适于二维六边形阵列的对准。
对于每种类型的间隔区，形成在侧壁和端壁之间或侧壁和分隔壁之间的间隔区的角部用作图形外延成核特征，由此提供位置点以定位自组 装嵌段共聚物的二维阵列的不连续第一区域或域。侧壁之间以及端部和分隔壁之间的间隔布置成允许自组装嵌段共聚物的二维有序阵列配合或安装在间隔区内，而没有应力。在不希望被理论限制的情况下，可以想到，开放端间隔区52可以允许应力弛豫，同时在间隔区的闭合端处的角部仍然可以实现成核，并且这有利于快速退火。
在图6A中，示出四个平行侧壁601、602、603、604，由此形成3个间隔区，每对相邻侧壁之间一个间隔区。自组装二维聚合物在图中示出为每个间隔区内，在每个间隔区内具有3个平行的不连续区域或域的行，它们通过平行于侧壁对准且平行于y轴线的第二连续区域或域612分开。扶壁(605至610)设置在每个间隔区的端部处，几乎闭合端部，只是在扶壁和每个相应的侧壁之间有小的间隙。例如，对于侧壁601和602之间的间隔区，扶壁605几乎闭合间隔区的一个端部，扶壁608几乎闭合相同的间隔区的另一端部。扶壁605、608被设置成与第一侧壁成60度角，以便与通过自组装聚合物的六边形阵列在间隔区内形成的二维阵列的对准匹配。尤其地，在扶壁605、608和第一侧壁601之间是锐角的情形中，例如60度角，扶壁和每个相应的侧壁之间具有小的间隙的优点之一在于其减小对于偏离想要的角度的角度偏离的敏感性。
在图6B中，示出类似的布置，其中四个相互平行的侧壁613、614、615、616也布置成提供三个间隔区。在图6B的实施例中，扶壁617、618、619、620、621、622是V形肩章的形式，尺寸形成为匹配在相应的间隔区内有序地自组装聚合物内的不连续相区域或域的对准。再一次地，在扶壁和相应的侧壁之间设置间隙，这允许应力释放。扶壁和侧壁之间设置的间隙可以是所说的10nm的量级。在间隔区的角部处具有多个间隙的优点在于，减少在将无序自组装聚合物淀积到间隔区内的过程中渣或废物的形成。在闭合的间隔区的情况下，渣或废物容易聚集到角部，而在开放的角部的情况下，可以减小或消除在成核位置处渣或废物的收集。
根据本发明的另一实施例(未示出)类似图6B中示出的布置，但是其中扶壁620、621、622是V形肩章的形式使得V形肩章的尖端不指向负y方向，而是y方向。再次，V形肩章形式的扶壁617、618、619、620、621、 622的尺寸形成为与在相应的间隔区内有序地自组装的聚合物内的不连续相区域或域的对准匹配。在一个实施例中，在扶壁和相应的侧壁之间不设置间隙。
图7示出图形外延模板布置，示出图形外延成核特征的多种不同布置。在间隔区(a)内，扶壁从第一侧壁70延伸至第二侧壁71的短距离内。在间隔区(b)内，扶壁从每个侧壁71、72向内延伸，以有效地形成具有中间间隙的一组分隔壁。部分(c)示出具有多个子间隔区的间隔区布置，每个子间隔区在侧壁73、74或端壁中设置有间隙。
图8示出另一变化的配置结构，其中侧壁80、81之间具有直的分隔壁84、85，或侧壁81、82之间具有V形肩章分隔壁86、87，以及侧壁82、83之间具有分隔壁88，分隔壁88设置有锯齿形式的一个或多个凹处89，凹处与自组装嵌段共聚物的有序的二维阵列的不连续区域或域对准。
图9示出引自相应的侧壁900、902、905、908、911、915、918的短扶壁901、903、904、906、907、909、910、912、913、914、916、917用作图形外延成核特征。扶壁是直的扶壁，布置成当其在相应的侧壁之间成核时替换二维六边形阵列的单个不连续区域或域，并因此位置位于二维阵列。
图10A示出成核特征的组合，包括侧壁101中的间隙102，其与在间隙处延伸到邻近间隔区并且延伸朝向相应的侧壁100、105的扶壁103、104相伴。图10B示出一种布置，其中侧壁101中的单独的间隙102被用作成核特征。
图11示出侧壁的布置，其中每个侧壁具有三个部分(110、112、133和115、116、117)，每个部分与其他部分相互平行，但是沿x轴线偏置。因此，对于图11的最左边的侧壁，部分110偏离部分112，形成角114作为成核特征(在这种情况下是60度)。图中示出右边相邻的侧壁的类似的布置，其中部分116偏离部分117以形成角118作为成核特征(在此情形是90度)。在沿着右边的下一个侧壁中，示出了在侧壁部分之间的偏离处的120度角的成核特征119。
图12A和12B示出连接至侧壁121、122、125作为成核特征的一个或 多个扶壁123的另一应用。在该实施例中，扶壁123的尺寸形成为使得它们可以替换二维六边形阵列的多个不连续区域或域，以在不导致最终阵列产生应力的情况下用作成核特征。在图12C中，侧壁127、128、129的一个或多个凹处126被表示为成核特征。
侧壁131的凹处132用作成核特征的另一示例在图13中示出。凹处在图中示出为沿侧壁131间隔离开距离L，其中L=N.Ly，或者对于分隔壁133，间隔被设定为与不连续区域或域的平行的行的节距Lx对应。此外，相邻侧壁上的凹处132可以相对于彼此以例如60度角间隔。
在图14中，设置柱状物147，它们放置在侧壁141、142、143、145、146之间的它们被定位并且尺寸形成为适配于连续区域或域149之中不连续区域或域148的二维阵列中的位置处，其中每个柱状物147有效地替换不连续的第一区域或域148，并且因而每个柱状物可以用作对准的成核位置。即使由多个柱状物开始成核，柱状物的对准也应该帮助确保最终的自组装二维阵列是对准的。因为嵌段共聚物可能形成过渡区域，或在与图形外延特征的界面处宽度为d的“死区”(如本文前面介绍的)，柱状物的尺寸可以按次序布置以考虑这种现象。
在根据本发明的优选的实施例中，图形外延模板结合替换单个的二维六边形阵列的不连续区域或域的图形外延成核特征的使用和提供位置点以定位二维阵列的不连续第一区域或域的图形外延成核特征。例如，根据本发明的图形外延模板(未示出)结合上面参照图9描述的例如901、903、904、906、907、909、910、912、913、914、916、917的短扶壁用作替换单个的二维六边形阵列的不连续区域或域的图形外延成核特征的使用和参照图5描述的间隔区的角部用作提供位置点以定位二维阵列的不连续第一区域或域的图形外延成核特征的使用。代替参照图5描述的间隔区的角部，可以使用提供位置点以定位二维阵列的不连续第一区域或域的其他类型的图形外延成核特征。例如，可以使用以上描述或示出的可应用的图形外延成核特征的任一种，例如图6A或图6B的图形外延成核特征。此外，代替参照图9描述的短扶壁，也可以使用替换单个的二维六边形阵列的不连续区域或域的其他类型的图形外延成核特征。此外，还 可以使用图形外延成核特征的其他组合，例如图13示出的凹处132和图6A或图6B的图形外延成核特征的组合(扶壁和相应的侧壁之间具有间隙或没有间隙)。如上所述的图形外延成核特征的组合类型的优点在于，其进一步极大地改善不连续第一区域或域沿y轴线被精确地且均匀地间隔。
对于图5至14中示出的图形外延模板的多个实施例，通过衬底上的抗蚀剂层的沉积和随后蚀刻抗蚀剂层以去除部分抗蚀剂层而留下图形外延模板的图案作为衬底表面上的剩余抗蚀剂特征，可以在衬底上适当地提供模板。
在一个实施例中，可以通过例如抗蚀剂层等层的电子束光刻形成模板。
在图15中，栏(A)、(B)以及(C)的每个示出不同的图形外延模板的形式，在每种情形中，通过双曝光光刻术，每栏的最后一行示出在每栏的行(d)中模板内对准的嵌段共聚物的自组装。
对于图15的多个实施例的每一个，栏(A)、(B)以及(C)，一对重叠的光刻曝光被施加到抗蚀剂上，其中第一曝光在行(a)示出，第二曝光如行(b)所示，由此，对于每个示例，一旦曝光后的抗蚀剂已经被显影，结合的最终曝光提供根据本发明实施例的模板。该方法允许采用单个掩模，使用通过图案(a)和(b)的重叠形成的图形外延模板，得出如行(c)所示的最终图形外延模板。最终的图形外延模板因而可以包括扶壁形式的成核特征，扶壁的尺寸不同地将小于通过使用单个掩模和单次曝光至光化辐射的常规光刻可获得的分辨率。每栏的行(d)示出如何使用最终的图形外延模板用于对准嵌段共聚物的自组装。
所述和图示的实施例是为了被看作图示而不是限制性特性，可以理解，仅示出和／或描述了优选的实施例，并且全部改变和修改都在本发明权利要求限定的期望被保护的范围内。例如，虽然这些示例涉及适于组成为六边形二维阵列的自组装聚合物，但是所用的聚合物可以例如改为适于自组装为矩形、正方形或面心二维阵列的一种，其中图形外延模板被修改为与侧壁成90度而不是所说的60度或120度设置的特征端壁、柱状物或扶壁。此外，侧壁和端壁、柱状物或扶壁之间设置的角度(例如如 图8中示出的角度)影响不连续第一区域或域精确且均匀地沿y轴线方向间隔得怎么样。尤其地，在端壁、柱状物或扶壁与侧壁之间的角度被设置在60度至80度之间的情况下实现好的结果。在端壁、柱状物或扶壁与侧壁之间角度被设置在66度至75度之间，例如66度或72度的情况下实现更好的结果。
本发明的一个实施例涉及光刻方法。该方法可以用在制造例如电子器件和集成电路等器件或其他应用的过程中，例如集成光学系统、磁域存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头、有机发光二极管等的制造。本发明的一个实施例还用于在制造集成电路、比特图案化介质和／或用于磁性存储装置(例如硬驱动)的离散的轨迹介质中使用的表面上形成有序的纳米结构。
尤其地，本发明的一个实施例用于高分辨率光刻，其中图案化到衬底上的特征具有大约1μm或更小的宽度或临界尺寸，通常是100nm或更小，或甚至是10nm或更小。
光刻技术可以涉及将若干个图案应用到衬底上，该图案一个堆叠在另一个的顶部，使得它们一起形成器件，例如集成电路。每个图案与之前提供的图案的对准是重要考虑因素。如果图案没有充分精确地彼此对准，则这会导致多个层之间的电连接没有实现。这依次会导致器件失去功能。光刻设备因此通常包括对准设备，其可以用于将每个图案与之前提供的图案对准，和／或与衬底上提供的对准标记对准。
尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，但应该认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实现。例如，本发明可以采用包含用于描述一种如上面公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或具有存储其中的所述计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。
在本说明书中，术语“衬底”指的是包括形成衬底的一部分的或设置在衬底任何表面层，例如其他平面化层或抗反射涂层，它们可以是衬底表面或衬底表面处，或形成衬底表面。

Claims (19)

1.一种衬底上的图形外延模板，用以对准衬底表面上的自组装嵌段聚合物，其中嵌段共聚物适于自组装为包括平行于笛卡尔y轴线延伸、沿正交的笛卡尔x轴线相互间隔开并且通过连续的第二区域分开的不连续的第一区域的平行的行的二维阵列，所述图形外延模板包括：
基本上平行的第一和第二侧壁，所述第一和第二侧壁平行于y轴线延伸并且限定y轴线并且沿x轴线相互间隔开以提供间隔区，该间隔区适于保持处于衬底上侧壁之间并且平行于侧壁的至少一行不连续的第一区域，并且通过连续的第二区域与其分开，
其中所述间隔区包括图形外延成核特征，所述图形外延成核特征被布置用于将至少一个不连续的第一区域定位在间隔区内的特定位置处；
其中所述图形外延成核特征包括从第一侧壁延伸到间隔区中的扶壁。
2.如权利要求1所述的图形外延模板，其中所述图形外延成核特征包括在第一侧壁和/或第二侧壁内的凹处。
3.如权利要求2所述的图形外延模板，其中该凹处的形状形成为在其中保持至少一个不连续的第一区域。
4.如权利要求1所述的图形外延模板，其中所述扶壁延伸朝向第二侧壁，以提供跨经所述间隔区的分隔壁。
5.如权利要求4所述的图形外延模板，其中所述扶壁延伸跨经所述间隔区且朝向第二侧壁，以提供延伸跨经间隔区的分隔壁，只是在扶壁和第二侧壁之间留下间隙。
6.如权利要求1和4-5中任一项所述的图形外延模板，其中所述扶壁的形状形成为与二维阵列接合，使得所述扶壁代替二维阵列的一个或多个不连续的第一区域。
7.如权利要求1和4-5中任一项所述的图形外延模板，其中所述扶壁包括直的部分，在直的部分处扶壁接合第一侧壁，使得在扶壁的直的部分和第一侧壁之间形成60度至80度之间的角。
8.如权利要求1和4-5中任一项所述的图形外延模板，其中所述扶壁包括另一图形外延成核特征。
9.如权利要求1-5中任一项所述的图形外延模板，其中所述第一侧壁包括沿x轴线相对于彼此偏离的第一和第二平行侧壁部分，所述图形外延成核特征包括第一和第二部分之间的间断。
10.如权利要求9所述的图形外延模板，其中所述第一和第二平行侧壁部分偏离沿x轴线测量的N.Lx，其中N是整数，Lx是沿x轴线的二维阵列的平行的行的节距。
11.如权利要求1-5中任一项所述的图形外延模板，其中所述图形外延成核特征包括位于间隔区内的柱状物，从衬底的表面延伸出并与侧壁间隔开。
12.如权利要求11所述的图形外延模板，其中所述柱状物的形状形成为并且定位成与二维阵列接合，使得所述扶壁替代二维阵列的一个或多个不连续的第一区域。
13.如权利要求11所述的图形外延模板，其中所述柱状物包括另一图形外延成核特征。
14.如前述权利要求1-5中任一项所述的图形外延模板，其中所述图形外延模板是氢硅倍半氧烷。
15.一种制备用于在其上淀积可自组装嵌段共聚物的衬底表面的方法，该方法包括步骤：
在衬底表面上形成根据权利要求1至14中任一项所述的图形外延模板；
其中所述图形外延模板的侧壁和/或扶壁通过下列步骤设置在衬底上：
将抗蚀剂涂覆到所述表面上，
实现用光化辐射曝光抗蚀剂层的第一选择性曝光，以提供抗蚀剂层的第一被曝光区域，
实现用光化学辐射曝光抗蚀剂层的第二选择性曝光，以提供抗蚀剂层的第二被曝光区域，
其中所述第二被曝光区域与第一被曝光区域部分重叠，并且其中所述抗蚀剂层的多个区域在第一和第二选择性曝光中保持未曝光；以及
使用显影剂去除未曝光抗蚀剂区域，以提供其上具有剩余的被曝光蚀剂区域的抗蚀剂特征的表面，其中所述抗蚀剂特征形成所述图形外延模板的侧壁和/或扶壁。
16.根据权利要求15所述的方法，其中通过抗蚀剂层的仅在第一和第二选择性曝光中的一个中被曝光的被曝光区域形成扶壁。
17.一种对准衬底表面上的自组装嵌段聚合物的方法，其中所述嵌段共聚物适于自组装为二维阵列，所述二维阵列包括平行于笛卡尔y轴线延伸、沿正交的笛卡尔x轴线相互间隔开并且被连续的第二区域分开的不连续的第一区域的平行的行，所述方法包括：
通过如权利要求15所述的方法在衬底表面上提供根据权利要求1至14中任一项所述的图形外延模板，
将可自组装嵌段聚合物合成物淀积到图形外延模板的间隔区中，和
处理可自组装聚合物合成物，以提供自组装至在间隔区中的自组装嵌段共聚物的二维阵列中。
18.一种通过抗蚀剂蚀刻来图案化衬底表面的光刻方法，其中所述方法包括通过如权利要求17所述的方法在所述表面处提供自组装嵌段共聚物层，其中所述自组装嵌段共聚物层被用作抗蚀剂层。
19.一种在衬底表面处形成器件形貌的方法，所述方法包括使用通过权利要求17的方法形成的自组装聚合物层作为抗蚀剂层，同时蚀刻衬底以提供器件形貌。
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