JP2007208255A - ブロック・コポリマーの改良型自己組織化パターン形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】まず、トレンチが内設された基板表面を含む基板上に、混和しない二つ以上のポリマー・ブロック成分を含有したブロック・コポリマーを含む、ブロック・コポリマー層を塗布する。具体的には、前記トレンチは、二つの広幅領域に両側を挟まれた少なくとも一つの狭幅領域を含み、前記広幅領域と前記狭幅領域との幅の差は、50%を超えている。その後、アニーリングを行って、前記ブロック・コポリマー層における前記二つ以上の混和しないポリマー・ブロック成分間で相分離を起こすことにより、繰り返し構造単位で画定される周期パターンを形成する。具体的には、前記トレンチの狭幅領域における前記周期パターンを所定方向に整列させて実質的に欠陥の無い状態にする。上述の方法によって形成されたブロック・コポリマー膜、ならびに、このようなブロック・コポリマー膜を含む半導体構造も含む。
【選択図】図12
Description
二つの広幅領域に両側を挟まれた少なくとも一つの狭幅領域を含み、前記広幅領域と前記狭幅領域との幅の差が50パーセントを超えるトレンチが内設された基板表面を有する基板上に、互いに混和しない二つ以上の異なるポリマー・ブロック成分を含むブロック・コポリマー層を塗布するステップと、
前記ブロック・コポリマー層をアニールして、繰り返し構造単位で画定される周期パターンを前記トレンチ内に形成し、前記トレンチの狭幅領域における前記周期パターンを所定方向に整列させて実質的に欠陥の無い状態にするステップとを備えている。
二つの広幅領域に両側を挟まれた少なくとも一つの狭幅領域を含み、前記広幅領域と前記狭幅領域との幅の差が50パーセントを超えるトレンチが内設された基板表面を有する基板と、
前記基板表面上の前記トレンチ内に位置するブロック・コポリマー層とを備え、
前記ブロック・コポリマー層は、繰り返し構造単位で画定される周期パターンを含み、
前記トレンチの狭幅領域における前記周期パターンは、所定方向に整列されて実質的に欠陥の無い状態になっている。
二つの広幅領域に両側を挟まれた少なくとも一つの狭幅領域とを備え、
前記広幅領域と前記狭幅領域との間の幅の差は、50パーセントを超えており、
前記狭幅領域における前記周期パターンは、所定方向に整列されて実質的に欠陥の無い状態になっている。
A‐B‐A,A‐B‐A,A‐B‐A‐B,A‐B‐A‐B,A‐B‐A‐B,
| | |
A A B
A‐B‐A‐B,など
| |
A B
Claims (21)
- 基板表面上にパターンを形成する方法であって、
二つの広幅領域に両側を挟まれた少なくとも一つの狭幅領域を含み、前記広幅領域と前記狭幅領域との幅の差が50パーセントを超えるトレンチが内設された基板表面を有する基板上に、互いに混和しない二つ以上のポリマー・ブロック成分を含むブロック・コポリマー層を塗布するステップと、
前記ブロック・コポリマー層をアニールして、繰り返し構造単位で画定される周期パターンを前記トレンチ内に形成し、前記トレンチの狭幅領域における前記周期パターンを所定方向に整列させて実質的に欠陥の無い状態にするステップとを備えた、方法。 - 前記ブロック・コポリマーは、互いに混和しない第1のポリマー・ブロック成分Aと第2のポリマー・ブロック成分Bとを主成分とする、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2のポリマー・ブロック成分AおよびBのうちのいずれか一方を、他方を除去することなく、選択的に除去することが可能である、請求項2に記載の方法。
- 前記繰り返し構造単位は、ラメラ構造を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ラメラ構造は、5ナノメートル〜100ナノメートルの範囲内の周期性を有する、請求項4に記載の方法。
- 前記ラメラ構造は、10ナノメートル〜50ナノメートルの範囲内の周期性を有する、請求項4に記載の方法。
- 前記第1および第2のポリマー・ブロック成分AおよびBは、異なる電気特性、光学特性および磁気特性、もしくは異なる電気特性、光学特性、または異なる磁気特性を有する、請求項2に記載の方法。
- 前記ブロック・コポリマーは、ポリスチレン‐ブロック‐ポリメチルメタクリレート(PS‐b‐PMMA)、ポリエチレンオキシド‐ブロック‐ポリイソプレン(PEO‐b‐PI)、ポリエチレンオキシド‐ブロック‐ポリブタジエン(PEO‐b‐PBD)、ポリエチレンオキシド‐ブロック‐ポリスチレン(PEO‐b‐PS)、ポリエチレンオキシド‐ブロック‐ポリメチルメタクリレート(PEO‐b‐PMMA)、ポリエチレンオキシド‐ブロック‐ポリエチルエチレン(PEO‐b‐PEE)、ポリスチレン‐ブロック‐ポリビニルピリジン(PS‐b‐PVP)、ポリスチレン‐ブロック‐ポリイソプレン(PS‐b‐PI)、ポリスチレン‐ブロック‐ポリブタジエン(PS‐b‐PBD)、ポリスチレン‐ブロック‐ポリフェロセニルジメチルシラン(PS‐b‐PFS)、ポリブタジエン‐ブロック‐ポリビニルピリジン(PBD‐b‐PVP)、およびポリイソプレン‐ブロック‐ポリメチルメタクリレート(PI‐b‐PMMA)からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記トレンチの深さは、0.25L0〜3L0の範囲内であり、
前記トレンチの前記少なくとも一つの狭幅領域の幅は、1.5L0〜20.5L0の範囲内であり、
L0は、前記周期パターンにおける前記繰り返し構造単位の周期性である、請求項1に記載の方法。 - 前記トレンチの前記少なくとも一つの狭幅領域の幅は、1.5L0〜2.5L0の範囲内であり、
L0は、前記周期パターンにおける前記繰り返し構造単位の周期性であり、
前記トレンチの前記少なくとも一つの狭幅領域の長さは、最大で2ミクロンである、請求項1に記載の方法。 - 前記トレンチの前記少なくとも一つの狭幅領域の幅は、2.5L0〜4.5L0の範囲内であり、
L0は、前記周期パターンにおける前記繰り返し構造単位の周期性であり、
前記トレンチの前記少なくとも一つの狭幅領域の長さは、最大で0.6ミクロンである、請求項1に記載の方法。 - 熱アニーリングを行って前記ブロック・コポリマー層をアニールし、
前記ブロック・コポリマーは、ガラス転移温度Tgと分解温度Tdとを有し、
前記熱アニーリングは、Tgを上回るがTdを下回る高温下で、1時間〜100時間にわたって行う、請求項1に記載の方法。 - 前記第1および第2のポリマー・ブロック成分AおよびBの分子量の比は、40:60〜60:40の範囲内であり、
前記周期パターンにおける前記繰り返し構造単位は、前記トレンチの底面に対して垂直に配置された前記第1および第2のポリマー・ブロック成分AおよびBで構成される交互ラメラ構造を含む、請求項2に記載の方法。 - 前記トレンチは、選択的な側壁面と、非選択的な底面とを有する、請求項13に記載の方法。
- 前記第1および第2のポリマー・ブロック成分AおよびBの分子量の比は、20:80〜40:60の範囲内または60:40〜80:20の範囲内であり、
前記周期パターンにおける前記繰り返し構造単位は、前記第1および第2のポリマー・ブロック成分AおよびBのいずれか一方で構成される円筒体の秩序配列を、前記第1および第2のポリマー・ブロック成分AおよびBの他方で構成されるマトリックスにおいて含んでおり、
前記円筒体の配列は、前記トレンチの底面に対して平行または垂直である、請求項2に記載の方法。 - 前記トレンチは、選択的な側壁面と、選択的な底面とを有し、
前記円筒体の配列は、前記選択的な底面に対して平行である、請求項15に記載の方法。 - 前記トレンチは、選択的な側壁面と、非選択的な底面とを有し、
前記円筒体の配列は、前記非選択的な底面に対して垂直である、請求項15に記載の方法。 - 前記第1および第2のポリマー・ブロック成分AおよびBの分子量の比は、20:80よりも小さいか、あるいは80:20よりも大きく、
前記周期パターンにおける前記繰り返し構造単位は、前記第1および第2のポリマー・ブロック成分AおよびBのいずれか一方で構成される球体の秩序配列を、前記第1および第2のポリマー・ブロック成分AおよびBの他方で構成されるマトリックスにおいて含む、請求項2に記載の方法。 - 前記トレンチは、選択的な側壁面と、選択的な底面とを有する、請求項1に記載の方法。
- 二つの広幅領域に両側を挟まれた少なくとも一つの狭幅領域を含み、前記広幅領域と前記狭幅領域との幅の差が50パーセントを超えるトレンチが内設された基板表面を有する基板と、
前記基板表面上の前記トレンチ内に位置するブロック・コポリマー層とを備え、
前記ブロック・コポリマー層は、繰り返し構造単位で画定される周期パターンを含み、
前記トレンチの狭幅領域における前記周期パターンは、所定方向に整列されて実質的に欠陥の無い状態になっている、半導体構造。 - 繰り返し構造単位によって画定される周期パターンと、
二つの広幅領域に両側を挟まれた少なくとも一つの狭幅領域とを備え、
前記広幅領域と前記狭幅領域との間の幅の差は、50パーセントを超えており、
前記狭幅領域における前記周期パターンは、所定方向に整列されて実質的に欠陥の無い状態になっている、ブロック・コポリマー層。
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