【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其是涉及一种用于嵌段共聚物的导向自组装的方法。
技术介绍
1、众所周知，制造业是最大的能源消耗者和二氧化碳排放者。然而，最近全球半导体制造商宣布将扩大芯片制造的计划以满足对芯片激增的需求，这可能会进一步增加碳排放，并且还会导致危险化学品消耗的增加，例如芯片制造所需的光敏材料、溶剂和有毒气体消耗的增加。
2、在芯片制造的过程中，光刻是最重要、最复杂、最昂贵的工艺，其成本占总生产成本的30％以上，耗时约占整个工艺周期的50％，其精密度决定了芯片的制程及器件性能。
3、基于嵌段共聚物(block copolymer,bcp)的导向自组装(directed self-assembly,dsa)技术是一种“自下而上”的光刻新技术，现已受到半导体工业界的高度关注，其原理与传统的光学光刻以及电子束光刻截然不同。嵌段共聚物的导向自组装(下面有时简称为bcp自组装)已被国际设备和系统路线图(irds)列为下一代半导体芯片生产技术的候选者。bcp自组装具有高通量、高效率、低成本以及与工业半导体工艺相兼容等优势。到目前为止，bcp自组装已被广泛用于制造非易失性存储器、鳍式场效应晶体管和光子纳米器件等。
4、bcp自组装依赖于分子微相分离产生高密度和高度有序的图案阵列，其特征尺寸范围为5到100nm。自组装的驱动力源于bcp嵌段之间的热力学不相容性。然而，在自组装过程之前，仍然需要外部提供能量克服bcp内部动力学势垒。热退火是bcp微相分离最常用的技术。后来，开发了各种用于bcp微相分
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种利用聚焦太阳能退火工艺进行嵌段共聚物自组装的方法，其中聚焦太阳能退火(focused solar annealing,fsa)工艺是本专利技术中所提出的用于bcp自组装的绿色、节能的新技术，可在平面衬底以及图形引导模板上使bcp实现微相分离，能够显著降低bcp光刻的能耗、工艺时间及成本。
2、解决技术问题的技术方案
3、为了解决上述问题，本专利技术的第一方面所涉及的利用聚焦太阳能退火工艺进行嵌段共聚物自组装的方法中，包括如下步骤：
4、(1)在衬底上接枝无规共聚物；
5、(2)在所述无规共聚物上涂覆包含与所述无规共聚物相对应的嵌段共聚物的材料；以及
6、(3)利用聚焦太阳能退火工艺来驱动所述嵌段共聚物进行微相分离，从而使所述嵌段共聚物在所述衬底上进行自组装以形成有序结构。
7、进一步地，所述步骤(1)中，通过将包含所述无规共聚物的材料涂覆在所述衬底上，并使用真空退火炉进行热处理，从而在所述衬底上接枝无规共聚物。
8、进一步地，所述步骤(1)中，通过将包含所述无规共聚物的材料涂覆在所述衬底上，并使用聚焦太阳能热处理工艺进行热处理，从而在所述衬底上接枝无规共聚物。
9、进一步地，所述无规共聚物的类型为a-r-b型，所述嵌段共聚物的类型为a-b-b型。
10、进一步地，所述聚焦太阳能退火工艺中，通过对聚焦太阳光而形成的光斑的尺寸进行调整，来获得所需退火温度，使所述嵌段共聚物在所述所需退火温度下暴露一定退火时间后，冷却至环境温度。
11、进一步地，所述聚焦太阳能热处理工艺中，通过对聚焦太阳光而形成的光斑的尺寸进行调整，来获得所需热处理温度，使所述无规共聚物在所述所需热处理温度下暴露一定热处理时间。
12、本专利技术的第二方面所涉及的利用聚焦太阳能退火工艺进行嵌段共聚物导向自组装的方法中，包括如下步骤：
13、(1’)在衬底上所形成的图形引导模板上接枝无规共聚物；
14、(2’)在所述无规共聚物上涂覆与所述无规共聚物相对应的嵌段共聚物；以及
15、(3’)利用聚焦太阳能退火工艺来驱动所述嵌段共聚物进行微相分离，从而使所述嵌段共聚物在所述图形引导模板上进行导向自组装以形成有序结构。
16、进一步地，所述步骤(1’)中，通过将包含所述无规共聚物的材料涂覆在所述图形引导模板上，并使用真空退火炉进行热处理，从而在所述图形引导模板上接枝无规共聚物。
17、进一步地，通过将包含所述无规共聚物的材料涂覆在所述图形引导模板上，并使用聚焦太阳能热处理工艺进行热处理，从而在所述图形引导模板上接枝无规共聚物。
18、进一步地，通过对所述衬底进行图形化，来形成所述图形引导模板。
19、进一步地，所述无规共聚物的类型为a-r-b型，所述嵌段共聚物的类型为a-b-b型。
20、进一步地，所述聚焦太阳能退火工艺中，通过对聚焦太阳光而形成的光斑的尺寸进行调整，来获得所需退火温度，使所述嵌段共聚物在所述所需退火温度下暴露一定退火时间后，冷却至环境温度。
21、进一步地，所述聚焦太阳能热处理工艺中，通过对聚焦太阳光而形成的光斑的尺寸进行调整，来获得所需热处理温度，使所述无规共聚物在所述所需热处理温度下暴露一定热处理时间。
22、本专利技术的第三方面提供一种利用聚焦太阳能退火工艺进行嵌段共聚物自组装的系统，包括无规共聚物接枝部、嵌段共聚物涂覆部、以及聚焦太阳能退火部，所述系统用于执行以下步骤：
23、(1)使用所述无规共聚物接枝部，在衬底上接枝无规共聚物；
24、(2)使用所述嵌段共聚物涂覆部，在所述无规共聚物上涂覆与所述无规共聚物相对应的嵌段共聚物；以及
25、(3)使用所述聚焦太阳能退火部，利用聚焦太阳能退火工艺来驱动所述嵌段共聚物进行微相分离，从而使所述嵌段共聚物在所述衬底上进行自组装以形成有序结构。
26、进一步地，所述聚焦太阳能退火部通过使用凸透镜来聚焦太阳光，或者通过使用菲涅尔透镜以及凹面镜来聚焦太阳光。
27、本专利技术的第四方面提供一种利用聚焦太阳能退火工艺进行嵌段共聚物导向自组装的系统，包括无规共聚物接枝部、嵌段共聚物涂覆部、以及聚焦太阳能退火部，所述系统用于执行以下步骤：
28、(1’)使用所述无规共聚物接枝部，在衬底上所形成的图形引导模板上接枝无规共聚物；
29、(2’)使用所述嵌段共聚物涂覆部，在所述无规共聚物上涂覆与所述无规共聚物相对应的嵌段共聚物；以及
30、(3’)使用所述聚焦太阳能退火部，利用聚焦太阳能退火工艺来驱动所述嵌段共聚物进行微相分离，从而使所述嵌段共聚物在所述图形引导模板上进行导向自组装以形成有序结构。
31、进一步地，所述聚焦太阳能退火部通过使用凸透镜来聚焦太阳光，或者通过使用菲涅尔透镜以及凹面镜来聚焦太阳光。
32、本专利技术还提供一种利用聚焦太阳能退火工本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用聚焦太阳能退火工艺进行嵌段共聚物自组装的方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
7.一种利用聚焦太阳能退火工艺进行嵌段共聚物导向自组装的方法，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
14.一种利用聚焦太阳能退火工艺进行嵌段共聚物自组装的系统，包括无规共聚物接枝部、嵌段共聚物涂覆部、以及聚焦太阳能退火部，所述系统用于执行以下步骤：
15.根据权利要求14所述的系统
16.一种利用聚焦太阳能退火工艺进行嵌段共聚物导向自组装的系统，包括无规共聚物接枝部、嵌段共聚物涂覆部、以及聚焦太阳能退火部，所述系统用于执行以下步骤：
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，
18.一种利用聚焦太阳能退火工艺进行嵌段共聚物自组装的系统的控制方法，用于控制权利要求14或16所述的系统执行各个步骤。
19.一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求18所述的利用聚焦太阳能退火工艺进行嵌段共聚物自组装的系统的控制方法。
20.一种计算机可读取介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求18所述的利用聚焦太阳能退火工艺进行嵌段共聚物自组装的系统的控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种利用聚焦太阳能退火工艺进行嵌段共聚物自组装的方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
7.一种利用聚焦太阳能退火工艺进行嵌段共聚物导向自组装的方法，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
14.一种利用聚焦太阳能退火工艺进行嵌段共聚物自组装的系统，包括无规共聚物接枝部、嵌段共...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓华，张蕊，吴智勇，熊诗圣，
申请(专利权)人：张江国家实验室，
类型：发明
国别省市：
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