FR3031750A1 - Procede d'obtention de films ordonnes epais et de periodes elevees comprenant un copolymere a blocs - Google Patents
Procede d'obtention de films ordonnes epais et de periodes elevees comprenant un copolymere a blocs Download PDFInfo
- Publication number
- FR3031750A1 FR3031750A1 FR1550468A FR1550468A FR3031750A1 FR 3031750 A1 FR3031750 A1 FR 3031750A1 FR 1550468 A FR1550468 A FR 1550468A FR 1550468 A FR1550468 A FR 1550468A FR 3031750 A1 FR3031750 A1 FR 3031750A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- todt
- block copolymer
- compound
- block
- copolymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000001459 lithography Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 32
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 26
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical group C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 13
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 claims description 10
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 8
- 229920000359 diblock copolymer Polymers 0.000 claims description 8
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 claims description 6
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 2
- 150000008040 ionic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 2
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 claims 1
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 claims 1
- -1 N-tert-butyl-1-diethylphosphono-2,2-dimethylpropyl nitroxide Chemical class 0.000 description 38
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 150000002734 metacrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 11
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical compound C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 8
- 229960000834 vinyl ether Drugs 0.000 description 8
- 229920002818 (Hydroxyethyl)methacrylate Polymers 0.000 description 6
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 5
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 5
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl prop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C=C DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 4
- 125000002573 ethenylidene group Chemical group [*]=C=C([H])[H] 0.000 description 4
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 4
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical class CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001515 polyalkylene glycol Polymers 0.000 description 4
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- UZNHKBFIBYXPDV-UHFFFAOYSA-N trimethyl-[3-(2-methylprop-2-enoylamino)propyl]azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC(=C)C(=O)NCCC[N+](C)(C)C UZNHKBFIBYXPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YPAURZBMECSUPE-UHFFFAOYSA-N 1-(2-hydroxyethyl)imidazolidin-2-one;2-methylprop-2-enoic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O.OCCN1CCNC1=O YPAURZBMECSUPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 3
- 150000003440 styrenes Chemical class 0.000 description 3
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLPJNCYCZORXHG-UHFFFAOYSA-N 1-morpholin-4-ylprop-2-en-1-one Chemical class C=CC(=O)N1CCOCC1 XLPJNCYCZORXHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTKPMCIBUROOGY-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-trifluoroethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC(F)(F)F QTKPMCIBUROOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PFPUZMSQZJFLBK-UHFFFAOYSA-N 2-(2-oxoimidazolidin-1-yl)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCN1CCNC1=O PFPUZMSQZJFLBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HFCUBKYHMMPGBY-UHFFFAOYSA-N 2-methoxyethyl prop-2-enoate Chemical compound COCCOC(=O)C=C HFCUBKYHMMPGBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FKLBRTJRFNSRJD-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-6-trimethylsilylhex-1-en-3-one Chemical compound CC(=C)C(=O)CCC[Si](C)(C)C FKLBRTJRFNSRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 2
- KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 2-vinylpyridine Chemical compound C=CC1=CC=CC=N1 KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WIYVVIUBKNTNKG-UHFFFAOYSA-N 6,7-dimethoxy-3,4-dihydronaphthalene-2-carboxylic acid Chemical compound C1CC(C(O)=O)=CC2=C1C=C(OC)C(OC)=C2 WIYVVIUBKNTNKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JIJFDVNVQIXRLZ-UHFFFAOYSA-N CC(C(O)=O)=C.CC(C(O)=O)=C.CC(C(O)=O)=C.P Chemical class CC(C(O)=O)=C.CC(C(O)=O)=C.CC(C(O)=O)=C.P JIJFDVNVQIXRLZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- CNCOEDDPFOAUMB-UHFFFAOYSA-N N-Methylolacrylamide Chemical class OCNC(=O)C=C CNCOEDDPFOAUMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YACTZEZVNPAVGJ-UHFFFAOYSA-N P.C(=O)(O)C=C.C(=O)(O)C=C.C(=O)(O)C=C Chemical class P.C(=O)(O)C=C.C(=O)(O)C=C.C(=O)(O)C=C YACTZEZVNPAVGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003926 acrylamides Chemical class 0.000 description 2
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000746 allylic group Chemical group 0.000 description 2
- XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N alpha-Methylstyrene Chemical compound CC(=C)C1=CC=CC=C1 XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010539 anionic addition polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000010560 atom transfer radical polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 2
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- 125000003055 glycidyl group Chemical class C(C1CO1)* 0.000 description 2
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DNTMQTKDNSEIFO-UHFFFAOYSA-N n-(hydroxymethyl)-2-methylprop-2-enamide Chemical class CC(=C)C(=O)NCO DNTMQTKDNSEIFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N n-Octanol Natural products CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000012705 nitroxide-mediated radical polymerization Methods 0.000 description 2
- RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N oxiran-2-ylmethyl prop-2-enoate Chemical class C=CC(=O)OCC1CO1 RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- GRJISGHXMUQUMC-UHFFFAOYSA-N silyl prop-2-enoate Chemical class [SiH3]OC(=O)C=C GRJISGHXMUQUMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000235 small-angle X-ray scattering Methods 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- NSPYRFXQDUFQOM-UHFFFAOYSA-N 1-ethylimidazolidin-2-one Chemical compound CCN1CCNC1=O NSPYRFXQDUFQOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylhexyl acrylate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C=C GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl prop-2-enoate Chemical compound OCCOC(=O)C=C OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHSHLMUCYSAUQU-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxypropyl methacrylate Chemical compound CC(O)COC(=O)C(C)=C VHSHLMUCYSAUQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNSFRPWPOGYVLO-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCCO GNSFRPWPOGYVLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000028 Gradient copolymer Polymers 0.000 description 1
- WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N Hydroxyethyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCO WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine Chemical class ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000333 X-ray scattering Methods 0.000 description 1
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical class OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005250 alkyl acrylate group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 1
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 1
- 150000001558 benzoic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010538 cationic polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001860 citric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 125000004177 diethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000013033 iniferter Substances 0.000 description 1
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229920001427 mPEG Polymers 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 150000002688 maleic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000012860 organic pigment Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 150000002924 oxiranes Chemical class 0.000 description 1
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WRAQQYDMVSCOTE-UHFFFAOYSA-N phenyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OC1=CC=CC=C1 WRAQQYDMVSCOTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005498 phthalate group Chemical class 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 description 1
- 238000007151 ring opening polymerisation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000428 triblock copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000005591 trimellitate group Chemical group 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/002—Processes for applying liquids or other fluent materials the substrate being rotated
- B05D1/005—Spin coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
- B05D3/0254—After-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L53/00—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D153/00—Coating compositions based on block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
- G03F7/162—Coating on a rotating support, e.g. using a whirler or a spinner
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
- G03F7/168—Finishing the coated layer, e.g. drying, baking, soaking
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
Landscapes
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Graft Or Block Polymers (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
La présente invention concerne un procédé d'obtention de films ordonnés épais (typiquement > 20nm) et de périodes élevées (typiquement > 10nm) à l'échelle nanométrique comprenant un copolymère à blocs (BCP). L'invention concerne également les compositions utilisées obtenir ces films ordonnés épais et les films ordonnés ainsi obtenus pouvant être utilisés en particulier comme masques dans le domaine de la lithographie.
Description
Procédé d'obtention de films ordonnés épais et de périodes élevées comprenant un copolymère à blocs La présente invention concerne un procédé d'obtention de 5 films ordonnés épais (typiquement > 20nm) et de périodes élevées (typiquement > lOnm) à l'échelle nanométrique comprenant un copolymère à blocs (BCP). L'invention concerne également les compositions utilisées pour obtenir ces films ordonnés épais et les films ordonnés ainsi 10 obtenus pouvant être utilisés en particulier comme masques dans le domaine de la lithographie. Le procédé objet de l'invention est particulièrement utile lorsqu'il s'agit d'obtenir des films ordonnés présentant 15 des tailles de domaines caractérisés par une période de dimension de l'ordre de 10 nm et plus, pour des épaisseurs supérieures à 20 nm. Par période, on entend la distance minimale moyenne 20 séparant deux domaines voisins de même composition chimique, séparés par un domaine de composition chimique différente. L'utilisation des copolymères à blocs pour générer des 25 masques de lithographie est maintenant bien connue. Si cette technologie est prometteuse, il subsiste des difficultés pour générer des surfaces importantes de masques pouvant être exploitées industriellement. Il est en particulier recherché des procédés de fabrication de 30 masques pour la lithographie d'épaisseurs supérieures à 20 nm ainsi qu'à des périodes > lOnm.
Peu de travaux font état de technologies visant à obtenir des films ordonnés de copolymères à blocs déposés sur une surface présentant une épaisseur supérieure à 20 nm avec une période supérieure à 10 nm en vue de la fabrication de masques pour les applications de lithographie. US 8513356 divulgue une composition comprenant au moins un dibloc polystyrene-b-poly(méthacrylate de méthyle) ordonné, de fraction volumique en PS comprise entre 0.65 et 0.87, satisfaisant une équation d'arrangement à 225°C et un dibloc polystyrene-b-poly(méthacrylate de méthyle) non ordonné, de fraction volumique en PS comprise entre 0.50 et 0.99 satisfaisant une équation de non arrangement à 225°C. Les compositions présentent une amélioration du degré de perpendicularité des cylindres. Il n'est nullement fait mention de la possibilité d'obtention de films ordonnés de période supérieure à 10 nm pour des épaisseurs supérieures à 20 nm.
Shin &al. Dans J. Mater. Chem, 2010, 20, 7241 mentionnent une amélioration de l'auto-organisation de films ordonnés de BCP de grande période via un mélange de BCP constitué de BCPs du type cylindrique sans toutefois donner de mesures précises de cette amélioration, et sans tenir compte du fait que la composition du mélange n'est pas la même que celle du polymère cylindrique initial. Il est donc très difficile de décorréler l'effet de la variation de composition de l'effet de l'ajout d'un BCP non ordonné et de celui de l'effet de la variation de période sur l'amélioration de l'auto-organisation. Les BCPs purs s'organisant en films ordonnés de grandes périodes sont très difficile à organiser pour des films ordonnés relativement épais. Les mélanges comprenant au moins un BCP sont une solution à ce problème, et on montre dans la présente invention que dans le cas où l'on cherche à obtenir des films ordonnés épais pour des BCP présentant 5 des morphologies ordonnées à période élevée, les mélanges comprenant au moins un BCP présentant une température ordre-désordre (TODT), associé à au moins un composé ne présentant pas de TODT sont une solution, lorsque que la température de transition ordre-désordre (TODT) du mélange 10 est inférieure à la TODT du BCP seul. Résumé de l'invention : L'invention concerne un procédé d'obtention d'un film 15 ordonné d'épaisseur supérieure à 20 nm et de période supérieure à 10 nm, le dit film ordonné comprenant un mélange d'au moins un copolymère à blocs présentant une température de transition ordre-désordre (TODT)et au moins une Tg avec au moins un composé ne présentant pas de TODT, 20 ce mélange présentant une TODT inférieure à la TODT du copolymère à blocs seul, le procédé comprenant les étapes suivantes : -Mélanger au moins un copolymère à blocs présentant une 25 TODT et au moins un composé ne présentant pas de TODT dans un solvant, -Déposer ce mélange sur une surface, 30 -Cuire le mélange déposé sur la surface à une température comprise entre la Tg la plus haute du copolymère à blocs et la TODT du mélange.
Description détaillée : S'agissant du ou des copolymères à blocs présentant une température de transition ordre-désordre, tout copolymère à blocs, quelle que soit sa morphologie associée, pourra être utilisé dans le cadre de l'invention, qu'il s'agisse de copolymère di-blocs, tri-blocs linéaire ou en étoile, multi-blocs linéaires, en peigne ou en étoile. De préférence, il s'agit de copolymères di-blocs ou tri-blocs, et de façon encore préférée de copolymères di-blocs. La température de transition ordre-désordre TODT, qui correspond à une séparation de phase des blocs constitutifs du copolymère à blocs peut être mesurée de différente manière, telle que la DSC (differential scanning calorimetry, analyse thermique différentielle), la SAXS (small angle X ray scattering, diffusion des rayons X aux petits angles), la biréfringence statique, l'analyse mécanique dynamique, DMA ou tout autre méthode permettant de visualiser la température à laquelle une séparation de phase apparait (correspondant à la transition ordre désordre). Une combinaison de ces techniques peut également être utilisée.
On peut citer de façon non limitative les références suivantes faisant état de la mesure de la TODT : -N.P. Balsara et al, Macromolecules 1992, 25, 3896-3901 -N.Sakamoto et al, Macromolecules 1997, 30, 5321-5330 et Macromolecule 1997, 30, 1621-1632 30 -J.K.kim et al, Macromolecules 1998, 31, 4045-4048 La méthode préférée utilisée dans la présente invention est la DMA.
On pourra dans le cadre de l'invention mélanger n copolymères à blocs à m composés, n étant un nombre entier compris entre 1 et 10, bornes comprises. De façon préférée, n est compris entre 1 et 5, bornes comprises, et de façon 5 préférée, n est compris entre 1 et 2, bornes comprises, et de façon encore préférée n est égal à 1, m étant un nombre entier compris entre 1 et 10, bornes comprises. De façon préférée, m est compris entre 1 et 5, bornes comprises, et de façon préférée, m est compris entre 1 et 4, bornes 10 comprises, et de façon encore préférée m est égal à 1. Ces copolymères à blocs pourront être synthétisés par toutes techniques connue de l'homme du métier parmi lesquelles on peut citer la polycondensation, la 15 polymérisation par ouverture de cycle, la polymérisation anionique, cationique ou radicalaire ces techniques pouvant être contrôlées ou non, et combinées entre elles ou non. Lorsque les copolymères sont préparés par polymérisation radicalaire, celles-ci pourront être contrôlées par toute 20 technique connue telle que NMP ("Nitroxide Mediated Polymerization"), RAFT ("Reversible Addition and Fragmentation Transfer"), ATRP ("Atom Transfer Radical Polymerization"),INIFERTER ("Initiator-Transfer- Termination"), RITP (" Reverse Iodine Transfer 25 Polymerization"), ITP ("Iodine Transfer Polymerization). Selon une forme préférée de l'invention, les copolymères à blocs sont préparés par polymérisation radicalaire contrôlée, encore plus particulièrement par polymérisation 30 contrôlée par les nitroxydes, en particulier le nitroxyde de N-tertiobuty1-1-diéthylphosphono-2,2-diméthyl-propyle.
Selon une seconde forme préférée de l'invention, les copolymères à blocs sont préparés par polymérisation anionique.
Lorsque la polymérisation est conduite de façon radicalaire, les monomères constitutifs des copolymères à blocs seront choisis parmi les monomères suivants : au moins un monomère vinylique, vinylidénique, diénique, oléfinique, allylique ou (méth)acrylique. Ce monomère est choisi plus particulièrement parmi les monomères vinylaromatiques tels que le styrène ou les styrènes substitués notamment l'alpha-méthylstyrène, les styrènes silylés, les monomères acryliques tels que l'acide acrylique ou ses sels, les acrylates d'alkyle, de cycloalkyle ou d'aryle tels que l'acrylate de méthyle, d'éthyle, de butyle, d'éthylhexyle ou de phényle, les acrylates d'hydroxyalkyle tels que l'acrylate de 2- hydroxyéthyle, les acrylates d'étheralkyle tels que l'acrylate de 2-méthoxyéthyle, les acrylates d'alcoxy- ou aryloxy-polyalkylèneglycol tels que les acrylates de méthoxypolyéthylèneglycol, les acrylates d'éthoxypolyéthylèneglycol, les acrylates de méthoxypolypropylèneglycol, les acrylates de méthoxypolyéthylèneglycol-polypropylèneglycol ou leurs mélanges, les acrylates d'aminoalkyle tels que l'acrylate de 2- (diméthylamino)éthyle (ADAME), les acrylates fluorés, les acrylates silylés, les acrylates phosphorés tels que les acrylates de phosphate d'alkylèneglycol,les acrylates de glycidyle, de dicyclopentenyloxyethyle, les monomères méthacryliques comme l'acide méthacrylique ou ses sels, les méthacrylates d'alkyle, de cycloalkyle, d'alcényle ou d'aryle tels que le méthacrylate de méthyle (MIN), de lauryle, de cyclohexyle, d'allyle, de phényle ou de naphtyle, les méthacrylates d'hydroxyalkyle tels que le méthacrylate de 2-hydroxyéthyle ou le méthacrylate de 2- hydroxypropyle, les méthacrylates d'étheralkyle tels que le méthacrylate de 2-éthoxyéthyle, les méthacrylates d'alcoxy- ou aryloxy-polyalkylèneglycol tels que les méthacrylates de méthoxypolyéthylèneglycol, les méthacrylates d'éthoxypolyéthylèneglycol, les méthacrylates de méthoxypolypropylèneglycol, les méthacrylates de méthoxypolyéthylèneglycol-polypropylèneglycol ou leurs mélanges, les méthacrylates d'aminoalkyle tels que le méthacrylate de 2-(diméthylamino)éthyle (MADAME), les méthacrylates fluorés tels que le méthacrylate de 2,2,2-trifluoroéthyle, les méthacrylates silylés tels que le 3- méthacryloylpropyltriméthylsilane, les méthacrylates phosphorés tels que les méthacrylates de phosphate d'alkylèneglycol, le méthacrylate d'hydroxy- éthylimidazolidone, le méthacrylate d'hydroxy- éthylimidazolidinone, le méthacrylate de 2-(2-oxo-1imidazolidinyl)éthyle, l'acrylonitrile, l'acrylamide ou les 20 acrylamides substitués, la 4-acryloylmorpholine, le N- méthylolacrylamide, le méthacrylamide ou les méthacrylamides substitués, le N-méthylolméthacrylamide, le chlorure de méthacrylamido-propyltriméthyle ammonium (MAPTAC), les méthacrylates de glycidyle, de 25 dicyclopentenyloxyethyle, l'acide itaconique, l'acide maléique ou ses sels, l'anhydride maléique, les maléates ou hémimaléates d'alkyle ou d'alcoxy- ou aryloxy- polyalkylèneglycol, la vinylpyridine, la vinylpyrrolidinone, les (alcoxy) poly(alkylène glycol) 30 vinyl éther ou divinyl éther, tels que le méthoxy poly(éthylène glycol) vinyl éther, le poly(éthylène glycol) divinyl éther, les monomères oléfiniques, parmi lesquels on peut citer l'éthylène, le butène, l'hexène et le 1-octène, les monomères dièniques dont le butadiène, l'isoprène ainsi que les monomères oléfiniques fluorés, et les monomères vinylidénique, parmi lesquels on peut citer le fluorure de vinylidène, seuls ou en mélange d'au moins deux monomères précités. Lorsque la polymérisation est conduite par voie anionique les monomères seront choisis, de façon non limitative parmi les monomères suivants : Au moins un monomère vinylique, vinylidénique, diénique, oléfinique, allylique ou (méth)acrylique. Ces monomères sont choisis plus particulièrement parmi les monomères vinylaromatiques tels que le styrène ou les styrènes substitués notamment l'alpha-méthylstyrène, les monomères acryliques tels les acrylates d'alkyle, de cycloalkyle ou d'aryle tels que l'acrylate de méthyle, d'éthyle, de butyle, d'éthylhexyle ou de phényle, les acrylates d'étheralkyle tels que l'acrylate de 2-méthoxyéthyle, les acrylates d'alcoxy- ou aryloxy-polyalkylèneglycol tels que les acrylates de méthoxypolyéthylèneglycol, les acrylates d'éthoxypolyéthylèneglycol, les acrylates de méthoxypolypropylèneglycol, les acrylates de méthoxypolyéthylèneglycol-polypropylèneglycol ou leurs mélanges, les acrylates d'aminoalkyle tels que l'acrylate de 2- (diméthylamino)éthyle (ADAME), les acrylates fluorés, les acrylates silylés, les acrylates phosphorés tels que les acrylates de phosphate d'alkylèneglycol,les acrylates de glycidyle, de dicyclopentenyloxyethyle, les méthacrylates d'alkyle, de cycloalkyle, d'alcényle ou d'aryle tels que le méthacrylate de méthyle (MIN), de lauryle, de cyclohexyle, d'allyle, de phényle ou de naphtyle, les méthacrylates d'étheralkyle tels que le méthacrylate de 2-éthoxyéthyle, les méthacrylates d'alcoxy- ou aryloxy-polyalkylèneglycol tels que les méthacrylates de méthoxypolyéthylèneglycol, les méthacrylates d'éthoxypolyéthylèneglycol, les méthacrylates de méthoxypolypropylèneglycol, les méthacrylates de méthoxy-polyéthylèneglycol- polypropylèneglycol ou leurs mélanges, les méthacrylates d'aminoalkyle tels que le méthacrylate de 2- (diméthylamino)éthyle (MADAME), les méthacrylates fluorés tels que le méthacrylate de 2,2,2-trifluoroéthyle, les méthacrylates silylés tels que le 3- méthacryloylpropyltriméthylsilane, les méthacrylates phosphorés tels que les méthacrylates de phosphate d'alkylèneglycol, le méthacrylate d'hydroxy- éthylimidazolidone, le méthacrylate d'hydroxy- éthylimidazolidinone, le méthacrylate de 2-(2-oxo-1- 15 imidazolidinyl)éthyle, l'acrylonitrile, l'acrylamide ou les acrylamides substitués, la 4-acryloylmorpholine, le N- méthylolacrylamide, le méthacrylamide ou les méthacrylamides substitués, le N-méthylolméthacrylamide, le chlorure de méthacrylamido-propyltriméthyle ammonium 20 (MAPTAC), les méthacrylates de glycidyle, de dicyclopentenyloxyethyle, l'anhydride maléique, les maléates ou hémimaléates d'alkyle ou d'alcoxy- ou aryloxy- polyalkylèneglycol, la vinylpyridine, la vinylpyrrolidinone, les (alcoxy) poly(alkylène glycol) 25 vinyl éther ou divinyl éther, tels que le méthoxy poly(éthylène glycol) vinyl éther, le poly(éthylène glycol) divinyl éther, les monomères oléfiniques, parmi lesquels on peut citer l'éthylène, le butène, l'hexène et le 1-octène, les monomères dièniques dont le butadiène, l'isoprène ainsi 30 que les monomères oléfiniques fluorés, et les monomères vinylidénique, parmi lesquels on peut citer le fluorure de vinylidène, seuls ou en mélange d'au moins deux monomères précités.
De préférence les copolymères à blocs présentant une température de transition ordre-désordre sont constitués de copolymère à blocs dont un des blocs comprend un monomère styrènique et l'autre bloc comprend un monomère méthacrylique ; de façon encore préférée, les copolymères à blocs sont constitués de copolymère à blocs dont un des blocs comprend du styrène et l'autre bloc comprend du méthacrylate de méthyle.
Les composés ne présentant pas de température de transition ordre-désordre seront choisis parmi les copolymères à blocs, tels que définis ci-dessus mais également les copolymères statistiques, les homopolymères, les copolymères à gradients. Selon une variante préférée, les composés sont des homopolymères ou des copolymères statistiques et présentent une composition en monomère identique à celle de l'un des blocs du copolymère à blocs présentant une TODT. Selon une forme encore préférée, les homopolymères ou copolymères statistiques comprennent des monomères styrèniques ou méthacryliques. Selon encore une forme préférée, les homopolymères ou copolymères statistiques comprennent du styrène ou du méthacrylate de méthyle.
Les composés ne présentant pas de température de transition ordre-désordre seront également choisis parmi les plastifiants, parmi lesquels on peut citer de façon non limitative les phtalates branchés ou linéaires tels que les phatalate de di-n-octyle, dibutyle, -2-éthylhexyle, di- ethyl-hexyle, di-isononyle, di-isodécyle, benzylbutyle, diéthyle, di-cyclohexyle, diméthyle, di-undecyl linéaire, di tridecyl linéaire, les paraffines chlorées, les trimellitates, branchés ou linéaires en particulier le trimellitate de di-ethyl hexyle, les esters aliphatiques ou les esters polymériques, les époxydes, les adipates, les citrates, les benzoates. Les composés ne présentant pas de température de transition 5 ordre-désordre seront également choisis parmi les charges parmi lesquelles on peut citer les charges minérales telles que le noir de carbone, des nanotubes, de carbone ou non, des fibres, broyées ou non, des agents stabilisants (lumière, en particulier UV, et chaleur), colorants, 10 pigments minéraux ou organiques photosensibles comme par exemple les porphyrines, les photo-amorceurs, c'est-à-dire des composés susceptibles de générer des radicaux sous irradiation. 15 Les composés ne présentant pas de température de transition ordre-désordre seront également choisis parmi les composés ioniques, polymères ou non. Une combinaison des composés cités pourra également être utilisée dans le cadre de l'invention, telle qu'un 20 copolymère à blocs ne présentant pas de TODT et un copolymère statistique ou homopolymère ne présentant pas de TODT. On pourra par exemple mélanger un copolymère à blocs présentant une TODT, un copolymère à blocs ne présentant pas de TODT et une charge, un homopolymère ou un copolymère 25 statistique par exemple ne présentant pas de TODT. L'invention concerne donc également les composition comprenant au moins un copolymère à blocs présentant une TODT et au moins un composé, ce ou ces composés ne 30 présentant pas de TODT. La TODT du mélange objet de l'invention devra être inférieure à la TODT du copolymère à blocs organisé seul, mais devra être supérieure à la température de transition vitreuse, mesurée par DSC (analyse enthalpique différentielle, Tg) du bloc présentant la plus haute Tg.
En termes de comportement morphologique du mélange lors de l'auto-assemblage, cela signifie que la composition comprenant un copolymère à blocs présentant une température de transition ordre-désordre et au moins un composé ne présentant pas de température de transition ordre-désordre présentera un auto-assemblage à plus basse température que celle du copolymère à bloc seul. Les films ordonnés obtenus conformément à l'invention présentent une période supérieure à 10 nm, de préférence 15 supérieure à 30 nm et de façon encore préférée supérieure à 40 nm bornes comprises. Ils présentent des épaisseurs supérieures à 20 nm, de préférence supérieures à 40 nm, et de façon encore préférée supérieures à 50 nm bornes comprises.
20 Les températures de cuisson permettant l'auto-assemblage seront comprises entre la température de transition vitreuse, mesurée par DSC (analyse enthalpique différentielle, Tg) du bloc présentant la plus haute Tg et 25 la TODT du mélange, de préférence entre 1 et 50°C en dessous de la TODT du mélange, de façon préférée entre 10 et 30°C en dessous la TODT du mélange et de façon encore préférée entre 10 et 20°C en dessous la TODT du mélange.
30 Le procédé de l'invention autorise le dépôt de film ordonné sur une surface telle que le silicium, le silicium présentant une couche d'oxyde natif ou thermique, le germanium, le platine, le tungstène, l'or, les nitrures de titane, les graphènes, le BARC (bottom anti reflecting coating) ou toute autre couche anti-réflective utilisée en lithographie. Parfois il peut être nécessaire de préparer la surface. Parmi les possibilités connues, on dépose sur 5 la surface un copolymère statistique dont les monomères peuvent être identiques en tout ou partie à ceux utilisés dans la composition de copolymère à blocs et/ou du composé que l'on veut déposer. Dans un article pionnier Mansky et al. (Science, vol 275 pages 1458-1460, 1997) décrit bien 10 cette technologie, maintenant bien connue de l'homme du métier. Selon une variante de l'invention, les surfaces peuvent être dites « libres » (surface plane et homogène tant d'un 15 point de vue topographique que chimique) ou présenter des structures de guidage du copolymère à bloc « pattern », que ce guidage soit du type guidage chimique (appelé « guidage par chimie-épitaxie ») ou guidage physique/topographique (appelé « guidage par graphoépitaxie »).
20 Pour fabriquer le film ordonné, une solution de la composition de copolymère à blocs est déposée sur la surface puis le solvant est évaporé selon des techniques connues de l'homme de métier comme par exemple la technique 25 dite « spin coating », « docteur Blade » « knife system », « slot die system » mais toute autre technique peut être utilisée telle qu'un dépôt à sec, c'est-à-dire sans passer par une dissolution préalable.
30 On effectue par la suite un traitement thermique ou par vapeur de solvant, une combinaison des deux traitements, ou tout autre traitement connu de l'homme du métier, qui permet à la composition de copolymère à blocs de s'organiser correctement en se nanostructurant, et ainsi d'établir le film ordonné. Dans le cadre préféré de l'invention, la cuisson s'effectue de façon thermique. La nanostructuration d'un mélange de copolymère à blocs présentant une TODT et d'un composé déposé sur une surface traitée par le procédé de l'invention conduisant au film ordonné peut prendre les formes telles que cylindriques (symétrie hexagonale (symétrie de réseau hexagonal primitif « 6mm »)selon la notation de Hermann-Mauguin, ou tétragonale/quadratique (symétrie de réseau tétragonal primitif « 4mm »))'sphérique (symétrie hexagonale (symétrie de réseau hexagonal primitif « 6mm » ou « 6/mmm »), ou tétragonale/quadratique (symétrie de réseau tétragonal primitif « 4mm »), ou cubique (symétrie de 15 réseau « /724.11/2 »)), lamellaires, ou gyroïde. De préférence, la forme préférée que prend la nanostructuration est du type cylindrique hexagonal. 20 25 30 35
Claims (4)
- REVENDICATIONS1 Procédé d'obtention d'un film ordonné d'épaisseur supérieure à 20 nm et de période supérieure à 10 nm, le dit film ordonné comprenant un mélange d'au moins un copolymère à blocs présentant une température de transition ordre-désordre (TODT)et au moins une Tg, avec au moins un composé ne présentant pas de TODT, ce mélange présentant une TODT inférieure à la TODT du copolymère à blocs seul, le procédé comprenant les étapes suivantes : -Mélanger au moins un copolymère à blocs présentant une TODT et au moins un composé ne présentant pas de TODT dans un solvant, -Déposer ce mélange sur une surface, -Cuire le mélange déposé sur la surface à une température comprise entre la Tg la plus haute du copolymère à blocs et la TODT du mélange.
- 2 Procédé selon revendication 1 dans lequel le copolymère à blocs présentant une TODT est un copolymère di-blocs.
- 3 Procédé selon la revendication 2 selon laquelle un des blocs du copolymère di-bloc comprend un monomère styrènique et l'autre bloc comprend un monomère méthacrylique.
- 4 Procédé selon la revendication 3 selon laquelle un des blocs du copolymère di-bloc comprend du styrèneet l'autre bloc comprend du méthacrylate de méthyle. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le composé est un copolymère à blocs ne présentant pas 5 de TODT. 6 Procédé selon la revendication 5 dans lequel le copolymère à blocs ne présentant pas de TODT est un copolymère di-blocs. 7 Procédé selon la revendication 6 selon laquelle un des blocs du copolymère di-blocs comprend un monomère styrènique et l'autre bloc comprend un monomère méthacrylique. 8 Procédé selon la revendication 7 selon laquelle un des blocs du copolymère di-blocs comprend du styrène et l'autre bloc comprend du méthacrylate de méthyle. 9 Procédé selon la revendication 1 dans lequel le composé est un homopolymère ou un copolymère ne présentant pas de TODT. 10 Procédé selon la revendication 9 dans lequel les monomères constitutifs des homopolymères ou copolymères comprennent soit un monomère styrènique, soit un monomère méthacrylique. 11 Procédé selon la revendication 10 dans lequel les monomères constitutifs des homopolymères ou copolymères comprennent soit du styrène, soit du méthacrylate de méthyle. 12 Procédé selon la revendication 1 dans lequel le composé est un plastifiant. 13 Procédé selon la revendication 1 dans lequel le composé est une charge. 14 Procédé selon la revendication 1 dans lequel le composé est un stabilisant lumière ou chaleur.15 Procédé selon la revendication 1 dans lequel le composé est un photo-amorceur. 16 Procédé selon la revendication 1 dans lequel le composé est un composé ionique de type polymère ou non. 17 Procédé selon la revendication 1 dans lequel on mélange un copolymère à blocs présentant une TODT, un copolymère à blocs ne présentant pas de TODT et un homopolymère ou copolymère statistique ne présentant pas de TODT. 18 Procédé selon la revendication 1 dans lequel la surface est libre. 19 Procédé selon la revendication 1 dans lequel la surface est guidée. 20 Composition comprenant au moins un copolymère à blocs présentant une TODT et au moins un composé, ce ou ces composés ne présentant pas de TODT. 21 Utilisation du procédé selon l'une des revendications là 19 pour générer des masques de lithographie ou des films ordonnés. 22 Masque de lithographie ou film ordonné obtenu selon la revendication 21. 30
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1550468A FR3031750B1 (fr) | 2015-01-21 | 2015-01-21 | Procede d'obtention de films ordonnes epais et de periodes elevees comprenant un copolymere a blocs |
CN201680017307.XA CN107430331A (zh) | 2015-01-21 | 2016-01-21 | 用于制造包括嵌段共聚物的厚的且高周期的有序膜的方法 |
JP2017537901A JP6652568B2 (ja) | 2015-01-21 | 2016-01-21 | ブロックコポリマーを含む、長ピリオドで厚い秩序膜を得るための方法 |
TW105101873A TWI598383B (zh) | 2015-01-21 | 2016-01-21 | 製造含嵌段共聚物之高周期厚有序膜的方法 |
EP16703592.2A EP3248063A1 (fr) | 2015-01-21 | 2016-01-21 | Procédé d'obtention de films ordonnes épais et de périodes élevées comprenant un copolymère a blocs |
KR1020177023095A KR20170120111A (ko) | 2015-01-21 | 2016-01-21 | 블록 공중합체를 포함하는 높은-주기, 두꺼운 질서화된 필름을 얻는 방법 |
SG11201705931SA SG11201705931SA (en) | 2015-01-21 | 2016-01-21 | Method for producing thick ordered films and high periods comprising a block copolymer |
US15/545,070 US20180164679A1 (en) | 2015-01-21 | 2016-01-21 | Process for obtaining high-period, thick ordered films comprising a block copolymer |
PCT/FR2016/050114 WO2016116706A1 (fr) | 2015-01-21 | 2016-01-21 | Procédé d'obtention de films ordonnes épais et de périodes élevées comprenant un copolymère a blocs |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1550468A FR3031750B1 (fr) | 2015-01-21 | 2015-01-21 | Procede d'obtention de films ordonnes epais et de periodes elevees comprenant un copolymere a blocs |
FR1550468 | 2015-01-21 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3031750A1 true FR3031750A1 (fr) | 2016-07-22 |
FR3031750B1 FR3031750B1 (fr) | 2018-09-28 |
Family
ID=52779890
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR1550468A Active FR3031750B1 (fr) | 2015-01-21 | 2015-01-21 | Procede d'obtention de films ordonnes epais et de periodes elevees comprenant un copolymere a blocs |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20180164679A1 (fr) |
EP (1) | EP3248063A1 (fr) |
JP (1) | JP6652568B2 (fr) |
KR (1) | KR20170120111A (fr) |
CN (1) | CN107430331A (fr) |
FR (1) | FR3031750B1 (fr) |
SG (1) | SG11201705931SA (fr) |
TW (1) | TWI598383B (fr) |
WO (1) | WO2016116706A1 (fr) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3031748B1 (fr) * | 2015-01-21 | 2018-09-28 | Arkema France | Procede de reduction du temps d'assemblage des films ordones de copolymere a blocs |
FR3085381B1 (fr) | 2018-09-03 | 2020-10-02 | Commissariat Energie Atomique | Procede d’auto-assemblage dirige d’un melange de copolymere a blocs |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080315270A1 (en) * | 2007-06-21 | 2008-12-25 | Micron Technology, Inc. | Multilayer antireflection coatings, structures and devices including the same and methods of making the same |
JP2010053263A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Hitachi Ltd | 微細構造を有する高分子薄膜およびパターン基板の製造方法 |
US20120164392A1 (en) * | 2004-11-22 | 2012-06-28 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Methods and compositions for forming patterns with isolated or discrete features using block copolymer materials |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8287957B2 (en) * | 2004-11-22 | 2012-10-16 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Methods and compositions for forming aperiodic patterned copolymer films |
US8425982B2 (en) * | 2008-03-21 | 2013-04-23 | Micron Technology, Inc. | Methods of improving long range order in self-assembly of block copolymer films with ionic liquids |
US20110111170A1 (en) * | 2008-05-30 | 2011-05-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Block copolymer film and method of producing the same |
FR2983773B1 (fr) | 2011-12-09 | 2014-10-24 | Arkema France | Procede de preparation de surfaces |
CN103187245B (zh) * | 2011-12-30 | 2015-06-17 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种通过定向自组装嵌段共聚物的光刻方法 |
US8513356B1 (en) * | 2012-02-10 | 2013-08-20 | Dow Global Technologies Llc | Diblock copolymer blend composition |
JP5865340B2 (ja) * | 2013-12-10 | 2016-02-17 | キヤノン株式会社 | インプリント装置及び物品の製造方法 |
JP5971231B2 (ja) * | 2013-12-10 | 2016-08-17 | 株式会社村田製作所 | コモンモードチョークコイル及びその製造方法 |
-
2015
- 2015-01-21 FR FR1550468A patent/FR3031750B1/fr active Active
-
2016
- 2016-01-21 CN CN201680017307.XA patent/CN107430331A/zh active Pending
- 2016-01-21 TW TW105101873A patent/TWI598383B/zh active
- 2016-01-21 KR KR1020177023095A patent/KR20170120111A/ko not_active Application Discontinuation
- 2016-01-21 JP JP2017537901A patent/JP6652568B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2016-01-21 US US15/545,070 patent/US20180164679A1/en not_active Abandoned
- 2016-01-21 SG SG11201705931SA patent/SG11201705931SA/en unknown
- 2016-01-21 WO PCT/FR2016/050114 patent/WO2016116706A1/fr active Application Filing
- 2016-01-21 EP EP16703592.2A patent/EP3248063A1/fr not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120164392A1 (en) * | 2004-11-22 | 2012-06-28 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Methods and compositions for forming patterns with isolated or discrete features using block copolymer materials |
US20080315270A1 (en) * | 2007-06-21 | 2008-12-25 | Micron Technology, Inc. | Multilayer antireflection coatings, structures and devices including the same and methods of making the same |
JP2010053263A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Hitachi Ltd | 微細構造を有する高分子薄膜およびパターン基板の製造方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
CHEVALIER X ET AL: "Improvements of self-assembly properties via homopolymer addition or block-copolymer blends", PROCEEDINGS OF SPIE, S P I E - INTERNATIONAL SOCIETY FOR OPTICAL ENGINEERING, US, vol. 9049, 27 March 2014 (2014-03-27), pages 90490T - 90490T, XP060030887, ISSN: 0277-786X, ISBN: 978-1-62841-730-2, DOI: 10.1117/12.2046329 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107430331A (zh) | 2017-12-01 |
JP2018505274A (ja) | 2018-02-22 |
FR3031750B1 (fr) | 2018-09-28 |
WO2016116706A1 (fr) | 2016-07-28 |
SG11201705931SA (en) | 2017-08-30 |
EP3248063A1 (fr) | 2017-11-29 |
TW201700559A (zh) | 2017-01-01 |
TWI598383B (zh) | 2017-09-11 |
KR20170120111A (ko) | 2017-10-30 |
JP6652568B2 (ja) | 2020-02-26 |
US20180164679A1 (en) | 2018-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20160319158A1 (en) | Process for producing a block copolymer film on a substrate | |
FR3045645B1 (fr) | Procede de reduction des defauts dans un film ordonne de copolymeres a blocs | |
US20200057368A1 (en) | Process for improving the critical dimension uniformity of ordered films of block copolymers | |
US20190002684A1 (en) | Process for reducing the structuring time of ordered films of block copolymer | |
FR3031750A1 (fr) | Procede d'obtention de films ordonnes epais et de periodes elevees comprenant un copolymere a blocs | |
US20180364562A1 (en) | Process for obtaining thick ordered films with increased periods comprising a block copolymer | |
US20180371145A1 (en) | Process for improving the critical dimension uniformity of ordered films of block copolymer | |
FR3031751A1 (fr) | Procede de reduction des defauts dans un film ordonne de copolymere a blocs | |
FR3032712A1 (fr) | Procede d'obtention de films ordonnes epais et de periodes elevees comprenant un copolymere a blocs | |
FR3010412A1 (fr) | Procede d'obtention de films epais nano-structures obtenus a partir de copolymeres a blocs | |
TWI593724B (zh) | 用於控制以嵌段共聚物及聚合物之摻合物所獲得之膜中的缺陷水平之方法 | |
FR3032713A1 (fr) | Procede de reduction des defauts dans un film ordonne de copolymeres a blocs | |
FR3031748A1 (fr) | Procede de reduction du temps d'assemblage des films ordones de copolymere a blocs | |
FR3032714A1 (fr) | Procede de reduction du temps d'assemblage des films ordonnes de copolymeres a blocs | |
TW201600452A (zh) | 控制基材之表面能量的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20160722 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 8 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 9 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 10 |