本发明专利技术提供用于制造用于对衬底进行图案化的印模和系统的方法，和由所述方法产生的装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例涉及用于通过使用自组装嵌段共聚物来使衬底图案化的方法、印 模和系统，和由所述方法产生的装置。
技术介绍
平板印刷术(Lithography)为制造半导体集成电路中的关键方法。光刻术 (Photolithography)通常涉及透过光罩(reticle)或掩模(mask)将影像投射至覆盖半导 体晶片或其它衬底的光致抗蚀剂或其它材料的薄膜上，和在后续处理步骤中使膜显影以去 除抗蚀剂的暴露或未暴露部分以产生图案。在半导体处理中，特征尺寸的不断缩减和纳米 规模机械、电气、化学和生物装置的不断发展需要产生纳米规模特征的系统。然而，通过使 用光的常规光刻术，最小特征尺寸和图案之间的间隙通常约为用以使膜暴露的辐射波长。 这种情况限制使用常规平板印刷术产生约60nm的亚平板印刷特征的能力。已发展微接触印刷(Microcontact printing)以建立半导体装置中的亚平板印刷 特征。这一技术通常涉及将带有小规模地形特征的软模板或印模冲压或按压至受体衬底上 以在衬底上形成图案。模板上的特征通常通过光刻术或电子(电子束)平板印刷术来制备。 例如，图1说明例如自聚二甲基硅氧烷形成的常规软模板或印模10，其中所界定的特征12 以压印表面14和侧壁16来结构化。压印表面14界定待冲压到衬底上的图案的尺度(d)。 如图2中所示，印模的特征12以物理吸附或化学吸附到特征12的压印表面14和侧壁16 上的油墨18润湿。如图3中所描述，有油墨的印模与受体衬底20(例如硅晶片)接触且油 墨18转移到衬底20的区域，其中油墨形成自组装的单层(SAM) 22 (图4)。然而，因为将吸附到邻近于压印表面14的特征12的表面(例如侧壁18)的油墨 牵引到衬底(例如区域24)上的毛细管力导致印刷不一致，所以小特征的分辨率成为问题。 油墨材料到衬底上的前述芯吸效应还改变如印模/模板的压印表面14所界定的冲压特征 (SAM) 22的预期尺度(d)。此外，受体衬底上的冲压特征22的尺寸和尺度限于在印模上界 定的以平板印刷方式形成的特征12的尺度(d)。其它诸如电子束平板印刷术和远紫外(EUV)平板印刷术等方法已用于试图形成 亚平板印刷特征。然而，与所述平板印刷工具相关的高成本防碍其使用。自组装嵌段共聚物膜已通过以化学物条纹(化学物模板)使衬底表面图案化来制 备，每一条纹优先通过嵌段共聚物的交替嵌段来润湿。浇铸于图案化衬底上且热退火的具 有薄片形态、匹配条纹图案的周期性和在空气界面处中性润湿的两种嵌段(例如PS-PMMA) 的嵌段共聚物膜将自组装以使得所述区域在优选条纹上方且垂直于表面自定向。然而，所 述方法与EUV平板印刷术或其它亚平板印刷图案化技术相比不具有优势，因为必须使用这 些图案化技术中的一者以形成衬底模板图案，且因使用昂贵图案化工具，丧失使用嵌段共 聚物的低成本益处。提供制备克服现有问题的亚平板印刷特征的方法和系统将为适用的。附图说明本专利技术的实施例参照以下仅用于说明性目的的随附图式而描述如下。遍及以下视 图，参考数字将用于图式中，且遍及若干视图和在描述中将使用相同参考数字指示相同或 相似部分。图1说明用于微接触印刷应用中的常规印模的正视横剖面图。图2说明图1的印模的图解视图，其中油墨物理吸附或化学吸附到印模的表面上， 且受体衬底有待与有油墨印模接触。图3说明根据常规微接触印刷工艺与受体衬底接触的 图2的有油墨印模。图4说明从受体衬底上的转印油墨形成SAM的后续处理步骤。 图5说明根据本揭示案的一实施例的初步处理阶段中的一部分印模衬底的图解 俯视图，其展示具有沟槽的衬底。图5A-5B为图5中描述的衬底分别沿线5A-5A和5B-5B 截取的正视横剖面图。图6为根据另一实施例的衬底的一部分的俯视图，其展示用于形成具有垂直圆柱 的六角形密堆积阵列的印模的具有沟槽的衬底。图7-8说明图5印模在制造根据本揭示案的一实施例的自组装嵌段共聚物膜的各 阶段中的图解俯视图。图7A-8A说明图7-8中描述的一部分衬底的实施例分别沿线7A-7A 和线8A-8A截取的正视横剖面图。图7B为图7中描述的衬底沿线7B-7B截取的横剖面图。图9为图6印模在后续制造阶段中的俯视图，其展示沟槽内由圆柱的六角形阵列 构成的自组装聚合物膜。图10为图5印模在根据本专利技术的另一实施例的后续制造阶段中的俯视图，其展示 由具有沟槽的单行圆柱构成的自组装聚合物膜。图IOA为图10中描述的衬底沿线10A-10A 截取的横剖面图。图11为图5印模在根据本专利技术的另一实施例的后续制造阶段中的俯视图，其展 示由具有沟槽的平行行半圆柱构成的自组装聚合物膜。图IlA为图10中描述的衬底沿线 1IA-IIA截取的横剖面图。图12说明一部分印模在根据本揭示案的另一实施例的初步处理阶段中的图解俯 视图，其展示化学分化压印表面。图12A为图12中描述的衬底沿线12A-12A截取的正视横 剖面图。图13-14说明图12印模在后续处理阶段中的图解俯视图。图13A-14A说明图 13-14中描述的一部分衬底分别沿各自线13A-13A和线14A-14A截取的正视横剖面图。图 13B-14B为图13-14的衬底分别沿各自线13B-13B和线14B-14B截取的横剖面图。图15-18说明根据本专利技术的一实施例在形成衬底上的图案的接触印刷工艺中使 用图8-8A的印模时的后续步骤。图18A为图18中所示的衬底沿线18A-18A截取的横剖面 图。图19-20说明使用图18A中所示的衬底的化学分化表面以选择性沉积和形成自组 装嵌段共聚物膜的实施例，其以横剖面图展示。图21-22说明在去除聚合物嵌段的一者之 后使用图20的自组装嵌段共聚物膜作为掩模以蚀刻衬底和填充经蚀刻的开口。图23说明使用图18A中所示的油墨材料的冲压图案以引导材料沉积于衬底的暴 露部分上从而形成化学分化表面的另一实施例，其以横剖面图展示。图24说明使用图23中所示结构的沉积材料作为掩模以蚀刻下伏衬底。图25说明使用图18A中所示的油墨材料的冲压图案作为种子材料以选择性沉积 额外材料以增加衬底上油墨元件的厚度和/或硬度的另一实施例，其以横剖面图展示。图 26说明使用图25中所示的具有外加材料的油墨图案作为掩模以蚀刻下伏衬底中的开口。图27-32说明在根据本专利技术用于使衬底化学图案化的方法的另一实施例中的步 骤，其以横剖面图展示。图31-32说明去除未交联聚合物材料和使用油墨图案来引导嵌段 共聚物材料的自组装。图33说明初步处理步骤中的带有中性润湿层的衬底的一实施例的正视横剖面 图。图34说明后续处理步骤中的图33衬底。 图35-39说明根据本专利技术用于形成化学图案化母模板的方法的一实施例，所述母 模板用于形成用于诱导衬底上的薄片相嵌段共聚物材料的自组装的印模。图35说明表面 上带有亲水性材料的基底衬底在初步处理阶段中的透视图。图36-39说明在用于形成图案 化母模板的后续处理阶段中的图35的衬底。图37A-39A分别说明图37-39中所示衬底的 俯视图且图37B-39B分别说明图37-39中所示衬底的正视横剖面图。图40-43说明用于形成化学图案化母模板的方法的另一实施例，所述母模板用于 形成用于引导薄片相嵌段共聚物材料的自组装的印模本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种印模，其包含衬底和其上的自组装嵌段共聚物膜，所述膜包含对于油墨化学物具有亲和力且可通过吸收所述油墨化学物而膨胀的第一聚合物嵌段和对于所述油墨化学物实质上不具有亲和力且不会因所述油墨化学物而膨胀的第二聚合物嵌段。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：丹B米尔沃德，古尔特杰S桑胡，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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