TWI633580B - 具有可調的中性之定向自組裝用旋塗式層 - Google Patents

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Abstract

此處所揭露之技術包含與複數之不同嵌段共聚物材料相協作之定向自組裝可調中性層的產生方法。此處之技術可包含沉積一中性層、並且然後對該中性層進行後處理以調節其特性，使得該中性層與特定嵌段共聚物架構或複數架構相容。該中性層於此的後處理可將給定碳膜或其他膜層中π鍵及σ鍵的比率改變至接近將沉積於該中性層上之給定的自組裝膜層。據此，針對中性層可使用一般性的或單一的材料，且該一般性的或單一的材料可被改質為與待沉積之給定嵌段共聚物相匹配。

Description

具有可調的中性之定向自組裝用旋塗式層
此處之技術相關於製造半導體的方法，包含圖案化基板的方法。
[相關申請案之交互參考]
本申請案主張於2015年3月17日申請、名為「Spin-On Under Layer for Directed Self Assembly with Tunable Neutrality」之美國臨時專利申請案第62/134,149號的權利，其係整體揭露內容係併入於此，以供參考。
製造半導體包含使晶圓表面圖案化，從而能夠在下方層中產生各種凹槽、孔洞、及開口。目前，使用微影工具來產生具有符合設計規格之臨界尺寸的圖案有所挑戰。換句話說，由於使光阻圖案化的解析度限制，所以從光阻顯影的圖案不具有小至足以符合設計規格的線、凹槽、及孔洞。將圖案縮減至期望尺寸的一種技術已知為定向自組裝(DSA,directed self-assembly)。
定向自組裝(DSA)係嵌段共聚物製程，該製程使用由兩相連嵌段組成的合成聚合物。利用適當的活化作用，二(或更多)嵌段共聚物將進行微相分離成為單獨的嵌段。概念上，這類似於如何使油經由肥皂而可附著於水。典型地， 油和水不會混合，但可利用某些結合化學品而結合在一起，但是在該等結合化學品被移除的情況下，油和水將分離。同樣地，嵌段共聚物混合物中兩不同的嵌段將彼此排斥，而其他嵌段則可互相吸引彼此。活化作用典型地係藉由熱能量而執行，該熱能量基於各聚合物參數而導致奈米尺度上的嵌段共聚物分離。該相分離導致形成奈米尺寸的結構。典型地，形成的是交替圖案的結構或重複圖案的結構。舉例而言，可形成或組裝成交替之線的嵌段共聚物。另外，一嵌段共聚物可形成圓柱，而第二嵌段共聚物形成於該等圓柱周圍。使用DSA，可基於Kai(Flory相互作用參數)及N(統計分子量和體積)而產生圓柱狀結構。當DSA與光阻圖案(或其他圖案)相結合時，可形成子解析結構。因為複數線或圓柱可形成於由光阻圖案所界定的特徵部尺寸內，故此便有可能。據此，由光阻圖案所提供之圖案化尺寸可縮減至各種設計規格。
嵌段共聚物的定向自組裝(DSA)係使用嵌段共聚物或嵌段三聚物系統的製程，其中在不同嵌段之間有導致排斥的可量測相互作用參數。共聚物或三聚物內各嵌段的組成將產生不同的形貌、或形狀，通常表現為疊層(用於線/間距的圖案化)、及圓柱(用於接點或支柱的圖案化)。該等形貌可以平行形式(水平定向層)、或垂直形式(垂直定向形狀)存在，且垂直形式習知地係圖案化應用所期望的。平行或垂直形式的組裝係取決於嵌段共聚物下方膜層的表面能量及材料組成、以及嵌段共聚物之表面處的環境。典型地，在嵌段共聚物下方設置旋塗的或CVD沉積的中性層，以產生垂直形貌所樂見的潤濕角度。在濕式或乾式顯影步驟 中，嵌段共聚物的一成分可被選擇性地移除，以產生後續可被轉移(蝕刻)至下方基板中的最終圖案。
旋塗中性層的一挑戰為：就嵌段共聚物之各嵌段的組成、一嵌段相對另一者的相對百分比、及整體分子質量而言，該等旋塗中性層一般係特定地調節為固定的DSA化學成分。因此，為了在微影或圖案化工具(例如塗佈機/顯影儀)上能夠使用複數的嵌段共聚物化學成分，亦必定要在設備上類似地配置複數的特定的中性層。換句話說，需要有成打的不同材料可用於沉積，從而與成打或更多嵌段共聚物混合物其中的任何者相匹配。
然而，此處之技術提供對基板上之覆層或材料的中性值進行調節(改變、或產生)的原位方法，該方法更好地達成有效率的、定向的自組裝。舉例而言，PMMA型(聚甲基丙烯酸甲酯)聚合物系統可與原位方法一起使用，以使該聚合物系統產生交聯或另一化學反應/變化，該交聯或另一化學反應/變化產生碳-碳σ鍵及π鍵的量化量測。因此可使聚合物材料改質成具有針對後續使用所選之特定嵌段共聚物系統的形貌所樂見的表面能量。可使聚合物材料改質，使得該中性膜的組成相較於給定嵌段共聚物系統的組成含有相似的σ/π鍵，從而由自組裝產生期望的形貌。
一例示性實施例包含圖案化基板的方法。在基板上沉積可調層。該可調層係具有第一比率之σ鍵對π鍵的有機材料。辨識第一嵌段共聚物對第二嵌段共聚物的混合比率，該混合比率與特定於基板上沉積之嵌段共聚物混合物相對應。可調層係藉由使σ鍵對π鍵的第一比率增加至σ鍵對π鍵的第二比率而加以改變，從而產生中性層。σ鍵對π鍵的第二比率具有約等於第一嵌段共聚物對 第二嵌段共聚物之混合比率的數值。在基板上沉積嵌段共聚物混合物。引發該嵌段共聚物混合物的相分離，使得該嵌段共聚物混合物進行自組裝。
當然，為清楚起見，已如此處描述般呈現不同步驟的討論順序。一般來講，該等步驟可以任何適當的順序執行。此外，儘管不同的特徵部、技術、配置等的每一者於此可在該揭露內容的不同位置進行討論，但其意為該等概念的每一者可獨立於彼此、或彼此相結合而執行。據此，本發明可以許多不同的方式進行實施及審視。
注意到，本發明內容部分不具體說明本揭露內容或所請發明的每一實施例及/或漸增新穎實施態樣。反而，本發明內容僅提供不同實施例的初步討論、以及優於習知技術之新穎性的對應點。對於本發明及實施例的額外細節及/或可能觀點，引導讀者至如以下進一步討論之本揭露內容的實施方式部分及對應圖式。
105‧‧‧基板
107‧‧‧下方層
111‧‧‧可調層
112‧‧‧中性層
115‧‧‧嵌段共聚物混合物
116‧‧‧結構
117‧‧‧起伏圖案
120‧‧‧光化輻射
130‧‧‧電子射束
131‧‧‧電漿
133‧‧‧上電極
140‧‧‧熱
142‧‧‧熱源
150‧‧‧表面能量改變劑
154‧‧‧分配裝置
參照以下連同隨附圖式一併考量的實施方式，對本發明之各種實施例及其許多伴隨優點的較完整認知將輕易變得顯而易見。該等圖式不必按比例繪製，而是要強調說明其特徵、原則、及概念。
圖1為例示性基板部分的橫剖面示意圖，其根據此處所揭露實施例顯示處理流程。
圖2為例示性基板部分的橫剖面示意圖，其根據此處所揭露實施例顯示處理流程。
圖3A為例示性基板部分的橫剖面示意圖，其根據此處所揭露實施例顯示光曝露。
圖3B為例示性基板部分的橫剖面示意圖，其根據此處所揭露實施例顯示電子射束曝露。
圖3C為例示性基板部分的橫剖面示意圖，其根據此處所揭露實施例顯示熱處理。
圖3D為例示性基板部分的橫剖面示意圖，其根據此處所揭露實施例顯示酸沉積。
圖4為例示性基板部分的橫剖面示意圖，其根據此處所揭露實施例顯示處理流程。
圖5為例示性基板部分的橫剖面示意圖，其根據此處所揭露實施例顯示處理流程。
圖6為例示性基板部分的橫剖面示意圖，其根據此處所揭露實施例顯示處理流程。
圖7為例示性基板部分的橫剖面示意圖，其根據此處所揭露實施例顯示處理流程。
當在中性層上進行自組裝時，嵌段共聚物實現了成功的定向自組裝。中性層(在特性方面)與待施加至該中性層之頂部上的定向自組裝材料相匹配。習知地，沒有與複數之不同嵌段共聚物材料相容的一般性中性層。此處所揭露之技術包含與複數之不同嵌段共聚物材料相協作之定向自組裝可調中性層的產生方法。此處之技術可包含沉積中性層、以及對該中性層進行後處理，從而調 節其特性，使得該中性層與特定嵌段共聚物架構或複數架構相容。如此中性層於此的後處理可在給定碳膜或其他膜層中將π鍵及σ鍵的比率改變至接近將沉積於該中性層上之給定的自組裝膜層。
此處之技術包含對聚合物基的膜層或其他膜層進行處理，以導致交聯反應及/或其他化學反應，該交聯反應及/或其他化學反應產生碳-碳單鍵及雙鍵之期望的混合物或比率。該結果混合物或比率將給定膜層的表面能量調整為結果表面能量(從初始表面能量至經改變表面能量)，該結果表面能量提供或達成針對給定嵌段共聚物系統之期望的中性。交聯的程度可於此受到調節或受到控制，以產生特定範圍及/或比率之碳-碳σ鍵及π鍵。該技術提供表面能量的特定調節、且使碳-碳σ鍵及π鍵的組成等於以下者：特定用於給定基板上之給定固定嵌段共聚物或其他共聚物中存在之碳-碳σ鍵及π鍵的組成。
據此，在例示性實施例中，單一的旋塗中性層(單一類型的材料)可藉由利用處理製程或化學製程而可用於給定的嵌段共聚物化學成分類型，該處理製程或化學製程利使旋塗中性層的材料進行交聯，從而透過表面能量改變或化學組成匹配產生期望的中性。如此改變可在用於沉積可調層的同一工具上加以執行，這在各種製造方案方面提供了便利及效率。可執行複數之不同處理技術的其中一者，以便進行表面能量改變。例示性方法包含原位曝露於172nm光、248nm光、及/或寬帶光。光曝露可在熱烘烤製程、或無熱烘烤製程的情況下執行。如此光曝露可為全面曝露或圖案化曝露。電子轟擊亦可用來在給定膜層上產生達成交聯作用或材料特性改變(導致膜層內碳π鍵的形成)的位置。電子轟擊之後可為濺鍍相對薄的氧化物或其他材料，其進一步改變膜層的表面能量。利用氧化物或 其他濺鍍材料的表面能量改變可被控制於奈米尺度上，這對薄膜而言在經改變表面能量及其他特性上具有顯著的影響。
此處一實施例包含圖案化基板的方法。圖1顯示具有下方層107的基板105。現在參考圖2，該方法包含在基板105上沉積可調層111。可選地，基板105可包含硬遮罩(圖案化的、或連續的)。例示性基板包含半導體製造中所使用的矽晶圓、平面面板等。可調層111為具有第一比率之σ鍵對π鍵的有機材料。這可包含具有特定成分組成的隨機共聚物。可調層111可藉由旋塗沉積、化學氣相沉積等進行沉積。用於可調層的例示性材料為聚甲基丙烯酸甲酯。可選地，在給定之定向自組裝(DSA)圖案化應用中，所沉積之可調層的材料可選擇成類似於待使用(特定待使用)之特定嵌段共聚物的材料。另一種選擇係將所沉積之可調膜層選擇為基於以下者或具有以下者的聚合物：類似於預定嵌段共聚物內特定成分之成分組成的成分組成，該預定嵌段共聚物含有較大比例的碳σ鍵。在一些實施例中，可調層可沉積在起伏圖案上。
確認第一嵌段共聚物對第二嵌段共聚物的混合比率，該混合比率與特定於基板上沉積之嵌段共聚物混合物相對應。換句話說，在對應的製造製程中，期望使用或特定使用給定嵌段共聚物材料。確認或以其他方式獲取待沉積之材料的混合比率，例如，藉由量測，或參考組成規格。
然後使可調層111改質，以導致產生中性層。如此改質係藉由使σ鍵對π鍵的第一比率增加至σ鍵對π鍵的第二比率而執行。σ鍵對π鍵的第二比率具有約等於第一嵌段共聚物對第二嵌段共聚物之混合比率的數值。因此，在已沉積，或者以其他方式已提供可調節中性的覆層之後，可執行一或更多的處理技術，以改變可調層111的特性(表面特性)，從而導致產生具有期望特性的中性層。 所選之處理製程改變碳σ鍵及π鍵的比率，從而例如與預定嵌段共聚物所呈現的比率相匹配。給定的所選處理製程可改變所沉積膜層的表面能量，從而對於所選之嵌段共聚物(待後續施加)的表面能量呈中性，亦即，與所選之嵌段共聚物混合物的表面能量值相匹配。σ鍵可為碳單鍵，而π鍵係碳雙鍵。如此改變可增加可調層中π鍵的數目、及/或增加可調層中σ鍵對π鍵的比率。
可選地，可使用一或更多不同的處理技術，以進行表面能量改變。舉例而言，透過曝露於深紫外(DUV)光(例如172nm波長、或248nm波長)，可達成交聯的聚合物膜層，以產生碳=碳雙鍵。圖3A顯示正曝露於光化輻射120的基板105。光化輻射120曝露量可取決於可調層111的材料特性，以及待達成的交聯目標量。亦可使用熱處理。圖3C顯示從可為紅外輻射之熱源142接收熱140的可調層111。在該特定範例中，熱140係從基板上方施加，但其他實施例可從下方施加熱，例如利用卡盤內的電阻加熱器。在聚合物中存在酸、或聚合物中存在產生酸的情形中，亦可施加熱。化學改質可直接由於熱處理而進行，或者間接地因為酸產生與給定之沉積膜層內而進行。因此，可調層可包含在烘烤製程期間產生酸的熱酸產生劑。烘烤製程的參數可受到精確控制，以產生導致特定表面能量改變的特定量的酸。
參考圖3B，給定聚合物(可調層111)的交聯作用可藉由曝露於電子射束130而執行。如此電子射束130可為彈道電子通量或圖案化電子射束。彈道電子可藉由施加負的直流電壓至上電極133而產生，該上電極133從電漿131吸引離子、與上電極133碰撞、並導致二次電子發射及矽濺鍍。現在參考圖3D，可調層111的表面能量改變亦可藉由濕式化學改質而執行。分配裝置154可沉積表面能量改變劑150。取決於特定的可調層，表面能量改變劑150可含有酸、鹼、溶劑等。 表面能量改變可藉由可調層與表面能量改變劑150相接觸而進行，或者表面能量改變可為於可調層111上沉積表面能量改變劑150之膜層後之額外處理(例如，濕式化學成分照射、或烘烤)的結果。圖4顯示在改質之後可調層111已變為中性層112，該中性層112然後準備用於接下來的處理。
在圖5中，嵌段共聚物混合物115係沉積於基板105上，意思是沉積於中性層112上。因此，在給定可調層的沉積、及中性調節後，嵌段共聚物的定向自組裝可藉由沉積預定的(對應的)嵌段共聚物混合物、並隨後啟動相分離而執行。在圖6中，接著引起嵌段共聚物混合物的相分離，而使該嵌段共聚物混合物的自組裝發生。相分離典型地係藉由加熱或烘烤基板而引發。如此溫度上升導致嵌段共聚物進行自我分離。藉由中性層112上的自我分離，結構116形成為垂直方位的結構。在一些實施例中，選擇性地控制σ鍵對π鍵的第二比率，以導致從嵌段共聚物混合物的相分離產生線自組裝或圓柱自組裝。不同材料之結構116的形成之後，例如藉由蝕刻可選擇性地移除該等材料的其中一者，以導致產生如圖7中所顯示的起伏圖案117。後續可執行任何數目的額外處理步驟。舉例而言，在使可調層改質之後、且在基板上沉積嵌段共聚物混合物之前，可從可調層形成起伏圖案。如此技術可提供圖形磊晶圖案化方法(grapho epitaxial patterning)。
此處考慮替代的實施例。圖案化基板的另一方法包含在基板上沉沉積可調層，該可調層係具備有改變位勢之表面能量的材料。確認特定於基板上進行沉積的嵌段共聚物混合物。可調層係藉由將可調層的初始表面能量值改變為經改變表面能量值而加以改變。使該可調層改質導致產生中性層。該中性層具有經改變表面能量值，其使得垂直方位結構自特定於基板上進行沉積之嵌段共聚物混合物進行自組裝。在基板上沉積嵌段共聚物混合物。引起嵌段共聚物混合物的 相分離，使得嵌段共聚物混合物在中性層上進行自組裝，形成垂直方位結構。改變該可調層可包含執行鍵結改變表面處理，例如曝露於光化輻射、熱曝露、曝露於電漿產物、酸沉積、或曝露於彈道電子通量。
在另一實施例中，圖案化基板的方法包含接收具有沉積於一或更多下方層上之中性層的基板。該中性層具有初始表面能量值。中性層已藉由旋塗沉積或氣相沉積而沉積。執行該中性層的鍵結改變表面處理，使得碳σ鍵對π鍵的初始比率受到改變，以產生該中性層之碳σ鍵對π鍵的預定比率。鍵結改變表面處理產生該中性層的經改變表面能量值，該經改變表面能量值不同於初始表面能量值。經改變表面能量值對應於從特定嵌段共聚物混合物達成垂直結構之定向自組裝的特定表面能量值。在沒有中性層的定向自組裝，可能形成水平覆層的聚合物。鍵結改變表面處理可包含以下處理的一或更多者：曝露於電磁輻射、熱曝露、曝露於電漿產物、酸沉積、曝露於彈道電子通量、及在中性層內產生酸。
使中性層改質的一技術係特定波長之光的全面曝露。如此的輻射曝露可使中性層中的材料進行交聯、及/或增加膜層內π鍵的數目。如此技術可使中性層(初始層)改質，以仿效後續待沉積之DSA膜層內碳雙鍵對碳單鍵的比率。中性為表面張力及給定材料之組成的函數。藉由使中性層與待施加之DSA材料(嵌段共聚物混合物)相匹配，中性層可具有改善的能力來引導或導向自組裝。
在一些實施例中，中性層(準備用於DSA膜層沉積)可由隨機嵌段共聚物組成。典型地，中性層具有A及B成分二者，但該等成分可為隨機化的。換句話說，中性層具有與待自組裝的嵌段共聚物膜層相同的組成。這可包含相同的聚合物比。舉例而言，在許多應用中，例如為了產生線及空隙，兩給定嵌段共 聚物的比例係大約相等。在其他範例中，為了產生圓柱及孔洞，可能需要有一材料相較於第二材料多得多，例如70%對30%。如此，中性層的組成需要接近或匹配對應之DSA層的組成。
習知地，中性層的沉積係有挑戰性的，因為需要具有複數之不同的可用混合物，且需要在切換至不同類型的中性層之前，清理給定沉積系統的沉積管線及噴嘴。
利用此處之技術，沉積具有單一類型材料、或單一類型鍵結的初始層(可調層)。基本上是沉積一般性的覆層。然後藉由非限制性範例的方式，該可調層係利用192nm波長光的全面曝露進行處理。對於特定波長光的該曝露產生或增加碳雙鍵的的數目。在該中性層具有類似比率之碳單鍵及碳雙鍵的條件下，待自組裝的特定嵌段共聚物材料可在如此經改變的中性層上進行適當的相分離。舉例而言，為產生線及空隙，可使給定的中性層改質，以產生大約均勻混合(50%-50%)的碳單鍵及碳雙鍵，亦即，π鍵及σ鍵之較佳的組合。換句話說，此處之技術可使給定材料進行部分交聯，使得中性層對於嵌段共聚物材料的兩類型而言都是濕潤的。藉由非限制性範例的方式，中性層可為5nm的等級，而嵌段共聚物層可為30nm的等級。
在不具備適當地具有期望表面能量之中性層的情況下，給定嵌段共聚物混合物仍可進行相分離(自組裝)，但結果將為在垂直方向上交替的交替型圖案，從而形成複數的水平材料層。如此形成即使可用於其他應用，但一般對於半導體加工中的許多圖案轉移程序而言係不可用的。
注意到，可調層的改質可經由各種技術實現。一種技術包含使用172nm光源的光曝露。另一種技術包含負直流疊加，其產生轟擊中性層的彈道電 子，從而引起交聯作用。另一技術可使用不同的電子源，例如掃描電子顯微鏡。在又另一實施例中，當初始沉積下方層107及/或可調層111時，可與矽化學成分一起包含如熱酸產生劑的功能基團。例如藉由照燈或其他方式的熱處理可觸發覆層內酸的釋放，從而改變碳鍵。對碳鍵的改變量可取決於釋放了多少酸，該釋放量可藉由控制熱曝露的量、及/或時間長度而調節。
初始沉積之可調層(旋塗或沉積)於此對大多數嵌段共聚物混合物而言還不是中性的，但可偏向於一嵌段共聚物。舉例而言，可調層初始只有「A」型鍵。換句話說，該可調層初始係僅偏向於濕潤共聚物群組中的一嵌段共聚物。注意到，可調層初始對兩材料而言不是中性的，而係僅偏向於濕潤其中一者。因此中性層可具有對二或更多嵌段共聚物起作用的表面能量或潤濕角度。注意到，中性並非簡單地為表面能量的函數，而表面能量卻可有助於相分離或缺陷度性能。
處理可調層之後，可施加圖案化覆層或圖案化處理(其可為圖形磊晶、或化學磊晶)，然後可利用以下步驟進行定向自組裝：沉積嵌段共聚物、引起相分離、選擇性移除一嵌段共聚物、及隨後之圖案轉移或持續的圖案化。
藉由此處以下技術，可產生碳雙鍵，以增加或建立可調層中的中性。對於形成線及空隙而言，49/51的鍵結比率係常見於嵌段共聚物混合物，而對於形成圓柱而言，約70/30的比率係常見的。所給定之比率亦可取決於化學品的特定製造商。舉例而言，形成線的一些組成可具有49/51的共聚物比率，而另一製造商可使用48/52的比率，而又另一製造商使用44/56的比率組成來生產嵌段共聚物。
其他實施例包含可調層的全面曝露，以產生鍵結隨機分佈的混合物。另一技術包含圖案化曝露，例如利用將可調層的選擇部分改變為中性組成之鍵結比率的電子射束。如此之技術免除了任何蝕刻步驟，因為使可調層改質為中性的步驟產生圖案化中性層，其原因在於，相較於形成中性層之隨機分佈的碳鍵，可調層的經改變部分界定出自組裝圖案。如此之技術可使用基於遮罩的圖案曝露系統，例如光微影系統。取代全面曝露處理，或者附加於全面曝露處理，可使用氣體團簇離子束(GCIB,gas cluster ion beam)來將CVD硬遮罩堆疊上方的1-2nm轉換為具有針對特定嵌段共聚物調節為中性的表面能量。在如此技術中，不需要在露出下方硬遮罩之前使用蝕刻製程來打開中性層。換句話說，CVD膜堆疊之表面能量的直接改變可整體免除對於中性層(單獨中性層)的需要，因為硬遮罩或記憶層可用作中性層。
據此，此處之製程從單一的起始材料達成可調的中性層，該起始材料就表面能量及化學組成而言可被調節，從而對給定的嵌段共聚物材料呈現中性潤濕。目前，每一種不同的DSA嵌段共聚物需要自己獨特的中性層，這意味著在微影軌道系統上使用許多化學槽來容納每一種不同類型的中性層。使用許多不同的化學模組來容納所需的每一種中性層類型增加了給定處理系統的整體擁有成本，該給定處理系統係用以在製造流程中包含定向自組裝製程。藉由使用商品膜層材料、或如此處啟用的一般性(預設)膜層材料，在一或更多後處理的處理之後，可執行複數的不同DSA架構。因此，可使用單一液體化學成分旋塗系統，且可使用一或更多照射後處理技術來細微調節初始層、並且/或者產生給定的中性輪廓。
在之前描述內容中已提出具體的細節，如處理系統的特定幾何結構、及該處理系統中所使用之各種元件及製程的描述。然而應瞭解，此處之技術可在背離該等具體細節的其他實施例中加以實施，並且如此細節係針對解釋而非限制之目的。參考隨附圖式，已對此處所揭露之實施例進行描述。類似地，為了解釋的目的，已提出具體的數量、材料、及配置來提供透徹的理解。儘管如此，實施例可在沒有如此具體細節的情況下實施。具有實質上相同功能性結構的元件藉由類似的參考符號表示，且因此可省略任何多餘的描述。
各種技術已被描述為複數的分離操作，以幫助理解各種實施例。描述的順序不應被視為暗示該等操作必須順序相依。事實上，該等操作不必以所呈現之順序執行。所描述之操作可以與所述實施例不同的順序執行。在各種實施例中，可執行各種額外的操作、且/或可省略所述操作。
依據本發明，此處所使用之「基板」或「目標基板」一般是指受處理的物體。基板可包含裝置(特別指半導體或其他電子裝置)的任何材料部分或結構，且舉例而言，可為基礎基板結構，如半導體晶圓、倍縮遮罩、或基礎基板結構上或覆蓋該基礎基板結構的膜層(如薄膜)。因此，基板不受限於任何特定的基礎結構、下方層或上方層、圖案化或非圖案化，反而基板被認為包含任何的如此覆層或基礎基板、以及覆層及/或基礎基板的任何組合。描述內容可參考特定類型的基板，但其僅為說明性目的。
熟習該領域技術者亦將理解，針對以上解釋之技術的操作可作出諸多變化，而仍達成該發明之同樣的目標。如此變化意在涵蓋於該揭露內容的範疇中。如此，該發明之實施例的以上描述並非意為限制性。反而，對於該發明之實施例的任何限制係呈現於以下申請專利範圍中。

Claims (19)

  1. 一種圖案化基板的方法，該方法包含： 在一基板上沉積一可調層，該可調層係具有第一σ鍵對π鍵比率的一有機材料； 辨識一第一嵌段共聚物對一第二嵌段共聚物的混合比率，該混合比率與特定用於該基板上之沉積的一嵌段共聚物混合物相對應； 藉由使該第一σ鍵對π鍵比率增加至第二σ鍵對π鍵比率而使該可調層改質，以產生一中性層，該第二σ鍵對π鍵比率具有等於該第一嵌段共聚物對該第二嵌段共聚物之該混合比率的數值； 在該基板上沉積該嵌段共聚物混合物；以及 致使該嵌段共聚物混合物的相分離，使得該嵌段共聚物混合物進行自組裝。
  2. 如申請專利範圍第1項之圖案化基板的方法，更包含在使該可調層改質之後、且在於該基板上沉積該嵌段共聚物混合物之前，從該可調層形成一起伏圖案。
  3. 如申請專利範圍第1項之圖案化基板的方法，其中沉積該可調層包含在一起伏圖案上沉積該可調層。
  4. 如申請專利範圍第1項之圖案化基板的方法，其中σ鍵係碳單鍵，且其中π鍵係碳雙鍵。
  5. 如申請專利範圍第4項之圖案化基板的方法，其中該該可調層改質包含增加該可調層中π鍵的數目。
  6. 如申請專利範圍第4項之圖案化基板的方法，其中使該可調層改質包含增加該可調層中的σ鍵對π鍵比率。
  7. 如申請專利範圍第1項之圖案化基板的方法，其中使該可調層改質包含藉由曝露於一彈道電子通量、或曝露於一圖案化電子射束而增加該可調層的交聯。
  8. 如申請專利範圍第1項之圖案化基板的方法，其中該該可調層改質包含使該可調層曝露於光化輻射。
  9. 如申請專利範圍第8項之圖案化基板的方法，其中使該可調層曝露於光化輻射包含使該可調層曝露於具有172奈米或248奈米之波長的光。
  10. 如申請專利範圍第1項之圖案化基板的方法，其中該可調層包含熱酸產生劑，且其中使該可調層改質包含執行將該可調層加熱至足以從該熱酸產生劑產生酸的一烘烤製程。
  11. 如申請專利範圍第1項之圖案化基板的方法，其中該可調層包含一聚甲基丙烯酸甲酯膜。
  12. 如申請專利範圍第1項之圖案化基板的方法，其中使該可調層改質包含改變該可調層的表面能量值，以匹配該嵌段共聚物混合物的表面能量值。
  13. 如申請專利範圍第1項之圖案化基板的方法，其中該第二σ鍵對π鍵比率導致起因於該嵌段共聚物混合物之相分離的線自組裝。
  14. 如申請專利範圍第1項之圖案化基板的方法，其中σ鍵對π鍵的該第二比率導致起因於該嵌段共聚物混合物之相分離的圓柱自組裝。
  15. 一種圖案化基板的方法，該方法包含： 在一基板上沉積一可調層，該可調層係具備有一改變位勢之表面能量的一材料； 辨識特定用於該基板上之沉積的一嵌段共聚物混合物； 藉由將該可調層的初始表面能量值改變為經改變表面能量值而使該可調層改質，使該可調層改質產生一中性層，該中性層具有該經改變表面能量值，該中性層使得垂直定向結構自特定用於該基板上之沉積之該嵌段共聚物混合物進行自組裝； 在該基板上沉積該嵌段共聚物混合物；以及 引起該嵌段共聚物混合物的相分離，使得該嵌段共聚物混合物在該中性層上進行自組裝，形成垂直定向的結構。
  16. 如申請專利範圍第15項之圖案化基板的方法，其中使該可調層改質包含執行一鍵結改變表面處理，該鍵結改變表面處理係選自以下者組成的群組：曝露於光化輻射、熱曝露、曝露於電漿產物、酸沉積、及曝露於一彈道電子通量。
  17. 一種圖案化基板的方法，該方法包含： 接收具有一中性層的一基板，該中性層係位於一或更多下方層上，該中性層具有初始表面能量值，其中該中性層已藉由旋塗沉積或氣相沉積而沉積；以及 執行該中性層的一鍵結改變表面處理，使得碳σ鍵對π鍵的初始比率受到改變，以產生該中性層之碳σ鍵對π鍵的預定比率，該鍵結改變表面處理產生該中性層的經改變表面能量值，該經改變表面能量值不同於該初始表面能量值，該經改變表面能量值對應於從一特定嵌段共聚物混合物達成垂直結構之定向自組裝的一特定表面能量值。
  18. 如申請專利範圍第17項之圖案化基板的方法，其中該鍵結改變表面處理係選自以下者組成的群組：曝露於電磁輻射、熱曝露、曝露於電漿產物、酸沉積、及曝露於一彈道電子通量。
  19. 如申請專利範圍第17項之圖案化基板的方法，其中執行該鍵結改變表面處理在該中性層內產生酸。
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