ブロック共重合体を利用した微細パターンの形成方法
【課題】ブロック共重合体を利用した微細パターンの形成方法を提供する。
【解決手段】相互隣接した第1領域の間に第2領域が限定されるように、複数の第1領域が存在する基板で複数の第1領域を処理して第1パターンを形成し、第1領域及び第2領域上に第1成分及び第2成分を含むブロック共重合体を、ブロック共重合体の第1成分が第1領域上にアラインされるように配列させ、ブロック共重合体の第1成分及び第2成分のうち一つの成分を選択的に除去して、第1領域とそれに隣接した第2領域とのピッチよりさらに小さいピッチを有する第2パターンを形成する微細パターンの形成方法である。
【解決手段】相互隣接した第1領域の間に第2領域が限定されるように、複数の第1領域が存在する基板で複数の第1領域を処理して第1パターンを形成し、第1領域及び第2領域上に第1成分及び第2成分を含むブロック共重合体を、ブロック共重合体の第1成分が第1領域上にアラインされるように配列させ、ブロック共重合体の第1成分及び第2成分のうち一つの成分を選択的に除去して、第1領域とそれに隣接した第2領域とのピッチよりさらに小さいピッチを有する第2パターンを形成する微細パターンの形成方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ブロック共重合体を利用した微細パターンの形成方法に係り、特にリソグラフィの限界を超える微細パターンの形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体、MEMS(Microelectromechanical system)素子、DNAアレイ、光素子のようなナノスケール素子が持続的に開発されるにつれて、超微細寸法のパターンを形成できる製造技術が要求されている。これまでは、それらの素子を製造するのに光リソグラフィ技術が広く利用された。しかし、光リソグラフィが持続的に開発されるにつれて、その技術も困難になるだけでなく、コストの負担も増大した。したがって、減少した寸法のパターンを形成するために、光リソグラフィ技術を代替できる新たな技術が要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の目的は、従来技術での限界及び問題点を克服するように、ブロック共重合体を使用する微細パターンの形成方法を提供するところにある。
【0004】
本発明の他の目的は、リソグラフィ工程により得られる寸法以下の寸法を有するパターンを形成する方法を提供するところにある。
【0005】
本発明のさらに他の目的は、ブロック共重合体の微細相分離により形成されるパターンの幅に対応する寸法を有する構成物を形成する方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的を達成するために、本発明による微細パターンの形成方法では、(a)相互隣接した第1領域の間に第2領域が限定されるように、複数の第1領域が存在する基板で前記複数の第1領域を処理して第1パターンを形成する。(b)前記第1領域及び第2領域上に第1成分及び第2成分を含むブロック共重合体を、前記ブロック共重合体の第1成分が前記第1領域上にアラインされるように配列する。ここで、前記ブロック共重合体の第1成分は、前記第1領域に対して第1親和力を有し、前記ブロック共重合体の第2成分は、前記第2領域に対して第2親和力を有し、前記第1親和力は、前記第2親和力よりさらに大きく、相互隣接した第1領域は、前記第1成分により覆われ、前記第2領域で互いに離隔された第1部分及び第2部分は、前記第2成分により覆われ、前記第2領域のうち第3部分は、前記第1成分により覆われ、前記第3部分は、前記互いに離隔された第1部分と第2部分との間に位置する。(c)前記ブロック共重合体の第1成分及び第2成分のうち一つの成分を選択的に除去して、前記第1領域とそれに隣接した第2領域とのピッチよりさらに小さいピッチを有する第2パターンを形成する。
【0007】
前記第2パターンのピッチは、前記第1領域及びそれに隣接した前記第2領域のピッチを整数で割った分率となりうる。前記分率は、1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8または1/9でありうる。前記基板は、被エッチング層、前記被エッチング層上に形成された反射防止層、及び前記反射防止層上に形成されたイメージ層を備え、前記第1領域及び第2領域は、前記イメージ層の一部でありうる。本発明による微細パターンの形成方法は、前記第1成分を選択的に除去するステップをさらに含み、前記第1成分を選択的に除去した後、前記第2成分をエッチングマスクとして利用して前記基板をエッチングするステップをさらに含む。前記第2成分をエッチングマスクとして利用して前記基板をエッチングして、前記基板で前記第2領域の第3部分に対応する位置にリセスを形成できる。前記ブロック共重合体は、二重ブロック共重合体でありうる。
【0008】
前記目的を達成するために、本発明による微細パターンの形成方法では、(a)相互隣接した第1領域の間に第2領域が限定されるように、複数の第1領域が存在する基板で前記複数の第1領域のうち少なくとも二つの第1領域を変化させて、ブロック共重合体の第1成分に対して所定の親和力を有させる。(b)前記基板上で前記第1領域の間に形成される少なくとも二つの構成物の寸法を決定する。(c)前記第1成分が前記第1領域を覆うように、前記第1成分の体積比を決定する。(d)前記第2成分が前記基板の第2領域のうち第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分を覆いつつ、前記第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分の間にある第2領域の第3部分は露出させるが、前記第1部分及び第2部分がそれぞれ前記構成物の寸法に対応する寸法を有するように、前記ブロック共重合体の第2成分の体積比を決定する。(e)前記第1成分が前記第1領域上に存在し、前記第1成分が前記第2領域の第3部分上に存在し、前記第2成分が前記第2領域の第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分上に存在するように、前記第1領域及び第2領域上に前記ブロック共重合体を配列させる。(f)前記第2領域の第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分上に前記第2成分が残るように、前記第1成分を選択的に除去する。(g)前記基板の前記第1領域と前記第2領域との第3部分を除去して、前記第2成分下に少なくとも二つの前記構成物を浮き彫りで形成する。
【0009】
前記少なくとも二つの構成物は、それぞれ前記第2領域より狭い幅を有する。前記第3部分と前記第2領域の1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分のうちいずれか一つの部分との幅の和は、前記第1領域のうちいずれか一つと前記第2領域との幅の和を整数で割った分率でありうる。前記分率は、1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8または1/9でありうる。前記基板は、被エッチング層、前記被エッチング層上に形成された反射防止層、及び前記反射防止層上に形成されたイメージ層を備え、前記第1領域及び第2領域は、前記イメージ層の一部でありうる。前記少なくとも二つの構成物は、前記被エッチング層から形成される。前記少なくとも二つの構成物は、リセスを介して互いに離隔されており、前記リセスは、前記第2領域の前記第3部分に対応する。前記ブロック共重合体は、二重ブロック共重合体でありうる。前記第1成分の体積比を決定するステップは、前記ブロック共重合体の微細相分離により形成されるパターンの幅を決定するステップを含む。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、ブロック共重合体を使用してリソグラフィ工程により得られる寸法以下の寸法を有するパターンを形成できる。また、ブロック共重合体の微細相分離により形成されるパターンの幅に対応する寸法を有する構成物を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を説明する。しかし、本発明の範囲が後述する実施形態により限定されるものと解釈されてはならない。本発明の実施形態は、当業者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものである。
【0012】
添付図面において、層または領域の大きさまたは厚さは、明細書の明確性のために誇張されたものである。また、ある層または要素が他の層または基板の“上”にあると記載された場合、これは、前記他の層または基板上に直接存在してもよく、その間に第3の他の膜が介在されてもよい。また、ある層が他の層の“下”にあると記載された場合、これは、直下に存在してもよく、その間に一つまたはそれ以上の層が介在されてもよい。また、ある層が二層の“間”にあると記載された場合、前記二層の間に一層のみが存在してもよく、一つ以上の層が介在されてもよい。ある要素が第2の要素に連結されていると記載された場合、前記要素は、前記第2の要素に直接連結されてもよく、一つまたはそれ以上の他の要素を通じて前記第2の要素に間接的に連結されてもよい。また、ある要素が第2の要素に連結されていると記載された場合、トランジスタ、キャパシタ、電源、ノードなどの場合には、前記要素が電気的に連結されたものでありうる。添付図面において、同じ参照符号は同じ要素を指す。
【0013】
図1は、本発明の一実施形態によって形成されたパターンを示した図面である。図1において、前記パターンは、構造物110Aを含み、PBCのピッチで形成されている。図1に示すように、基板100は、その上に形成された構造物110Aからなるパターンを有する。前記構造物110Aは、PBCのピッチで形成されている。すなわち、一つの構造物110Aの第1エッジから隣接した構造物110Aでそれに対応する第1エッジまでの距離がPBCである。前記構造物110Aは、基板100の領域を露出させる。
【0014】
後述するように、ピッチPBCは、リソグラフィ工程により得られるパターンのピッチより小さい。例えば、図1に示すように、リソグラフィ工程で得られるパターンのピッチは、ピッチPBCの2倍(2x)となりうる。他の例(図1には図示せず)において、リソグラフィ工程で得られるパターンのピッチは、ピッチPBCの3倍、4倍、5倍となりうる。
【0015】
図2Aないし図2Kは、前記構造物110Aを形成する方法を説明するために工程順序によって示した図面である。図2Aに示すように、前記基板100上には、被エッチング層110が形成される。前記被エッチング層110は、前記構造物110Aを形成するための処理工程を経る。前記被エッチング層110は、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸化窒化物などからなる絶縁層、金や銀や銅などからなる金属層、または他の材料やそれらの組み合わせからなる。他の例において、前記被エッチング層110が省略される場合、前記基板100自体を処理することによって、前記基板100にパターンが形成されることもある。
【0016】
一例において、前記被エッチング層110上に反射防止層120が形成される。前記反射防止層120は、シリコン含有物質、例えばシリコン及び酸素が1:3/2の比で含有されたSiO3/2からなる。前記反射防止層120がシリコンを含有する場合、前記反射防止層120は、その表面にシラノール基、すなわちSi−OH基が露出されるように、図2Bで矢印122で示したように処理される。前記反射防止層120の処理は、例えばその表面を塩基性溶液、例えば7未満のpHを有する溶液で処理する工程、前記表面をHFで処理する工程などを含む。これと同様に、前記反射防止層120が省略されたとき、前記被エッチング層110がシリコンを含み、前記被エッチング層110の表面が塩基性溶液またはHFなどで表面処理される。また、前記反射防止層120及び被エッチング層110が省略され、前記基板100がシリコンを含む場合、前記基板100が塩基性溶液またはHFなどで表面処理される。前記被エッチング層110が金属層である場合、前記表面処理は省略する。
【0017】
図2Cに示すように、以前に形成された層、例えば反射防止層120上にイメージ層124を形成する。前記イメージ層124は、図2Gを参照して後述するように、後続工程で形成されるパターン形成物質層140の第1成分に対して所定の親和度を有する。前記イメージ層124の前記第1成分に対する親和度は、例えばDUV(Deep UV)、ソフトX線、Eビーム、酸素プラズマなどを印加することによって改質されて、前記パターン形成物質層140の第1成分に対するイメージ層124の親和度を変化させる。前記パターン形成物質層140の第1成分に対するイメージ層124の親和度は、前記パターン形成物質層140で整列構造を誘導するのに助けになる。これについてのさらに詳細な説明は、前記パターン形成物質層140と関連して後述する。
【0018】
前記イメージ層124は、イメージ層124及び/または下地膜の機能基を通じて前記下地膜、例えば反射防止層120に固定される。前記イメージ層124は、例えば、有機置換基を有するシラン、有機置換基を有するクロロシラン、有機置換基を有するシラザン、クロロシラン基を末端に有するポリマー、COBr作用基を有する有機化合物、チオール基を有する有機化合物、ジスルフィド(−S−S−)結合を有する有機化合物などを含む。例えば、前記イメージ層124は、(R1)−SiCl3,(R2)3−SiCl,(R3)3−SiH,(R4)Si(OCH2CH3)3,(R5)Si(OCH3)3,(R6)−SH及び(R7)−S−S−(R8)(R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7及びR8は、それぞれ置換または非置換のC1ないしC20の脂肪族または芳香族炭化水素基)のうち一つまたはそれ以上を含む。
【0019】
一例において、前記イメージ層124は、トリクロロシラン基を末端に有するホモポリマーまたはトリクロロシラン基を末端に有するランダムポリマーからなる。例えば、前記イメージ層124は、トリクロロシラン基を末端に有するポリスチレン、トリクロロシラン基を末端に有するポリヒドロキシスチレン、トリクロロシラン基を末端に有するポリメチルメタクリレートなどのホモポリマー、またはトリクロロシラン基を末端に有するポリヒドロキシスチレン−ポリメチルメタクリレートのようなランダムポリマーからなる。
【0020】
他の例において、前記イメージ層124は、自己組立単分子膜を備える。前記自己組立単分子膜は、シリコンを含有する下地膜、例えば基板100、被エッチング層110または反射防止層120上に露出されたヒドロキシ(−OH)作用基とクロロシランとが反応してSi−O−Si結合を形成することによって、前記下地膜上に自己組立される過程を通じて形成される。前記下地膜上に露出されるヒドロキシ作用基は、前記したように、前記下地膜を塩基性溶液、HFなどで表面処理することによって形成される。前記自己組立単分子膜は、前記下地膜に共有結合される。他の例において、前記自己組立単分子膜は、チオール基、シラン基またはジスルフィド(−S−S−)結合のような定着基を有する有機化合物から形成される。前記例示された定着基は、金からなる下地膜上に自己組立単分子膜を形成するのに適している。
【0021】
図2Dに示すように、前記イメージ層124上にイメージ転写層130、例えばポジティブまたはネガティブフォトレジスト層が形成される。適切なイメージ形成技術、例えば、マスクを通じた露光及び現像を含む通常のリソグラフィ技術を利用して、前記イメージ転写層130を処理して第1パターンを形成できる。特に、前記イメージ転写層130を処理して、開口130h及びランド130lが形成されたイメージ転写層130を形成できる。前記開口130h及びランド130lの各寸法X及びYは、それぞれ形成しようとする構成物、例えば構造物110Aに対して特別な関係を有し、前記パターン形成物質層140の成分に対して特定な関係を有することもできる。それらの関係についてのさらに詳細な事項は、前記パターン形成物質層140と関連して後述する。
【0022】
図2D及び図2Eに示すように、前記パターン形成されたイメージ転写層130をマスクとして使用して、前記イメージ層124の選択された領域での親和度を変化させる工程を行う。前記イメージ層124で前記パターン形成物質層140の第1成分に対して表す親和度を変化させるために、例えば、前記パターン形成されたイメージ転写層130に形成された開口130hに対応する露出された第1領域124AにDUV、ソフトX線、Eビーム、酸素プラズマのような外部刺激132を印加できる。前記パターン形成物質層140の第1成分に対する前記第1領域124Aの親和度は、改質されていない第2領域124Bでの親和度に比べてさらに大きくなるか、または小さくなる。
【0023】
図2Eに示すように、前記イメージ層124の第1領域124Aでの親和度変化は、例えば、前記第1領域124Aの親水性変化を含む。例えば、前記第1領域124Aで前記イメージ層124の表面のみを酸化させるか、またはイメージ層124の全体厚にわたって酸化させて、前記第1領域124Aの酸化された部分でさらに親水性を有させる。このように、前記第1領域124Aは、前記第2領域124Bに比べてさらに親水性になるように変化させる。また、前記第1領域124Aの表面エネルギーを変化させて、前記第1領域124Aに印加される物質の接触角を変化させる。例えば、前記外部刺激132、例えば酸素プラズマ処理を行って前記第1領域124Aの表面エネルギーを変化させ、前記第1領域124Aに印加される物質の極性基に対する湿潤性を向上させる。
【0024】
図2Fに示すように、前記イメージ層124の親和度を変化させた後、前記パターン形成されたイメージ転写層130を除去できる。前記パターン形成されたイメージ転写層130の除去において、前記第1領域124A及び第2領域124Bでの親和度差を失わないようにできる。前記パターン形成されたイメージ転写層130を除去した後、前記基板100は、前記第1領域124A及び第2領域124Bからなる第2パターン124Cを有する。ここで、前記第2パターン124Cは、ピッチPXYを有する。前記第2パターン124Cは、一つまたはそれ以上の第2領域124Bと、二つまたはそれ以上の第1領域124Aとを備える。前記第2パターン124Cは、反復される規則的な形状、または不規則な形状を有する。一つの第2領域124Bは、隣接した二つの第1領域124Aによりその範囲が制限される。前記ピッチPXYは、前記第1領域124Aと前記第2領域124Bとの和と同じになる。
【0025】
図2Gに示すように、前記第1領域124A及び前記第2領域124B上にパターン形成物質層140を形成できる。前記パターン形成物質層140は、相互共有結合された第1成分及び第2成分を有するブロック共重合体を含む。例えば、図6に示したような二重ブロック共重合体で、前記第1成分は、第1ポリマーであり、前記第2成分は、前記第1成分に共有結合された第2ポリマーでありうる。前記二重ブロック共重合体ABは、例えばAAAAAAA−BBBBBBBの構造を有する。他の例において、前記第1成分及び第2成分は、第3成分をさらに備える三重ブロック共重合体の一部となり、さらに高い次数のマルチブロック共重合体を使用することもできる。以下、二重ブロック共重合体を特定な例として説明する。
【0026】
二つのブロック、すなわちブロック共重合体の二つの成分は、分子量が互いに同一であるか、または異なり、その体積比が互いに同一であるか、または異なる。一例において、各成分の体積比はほぼ同一である。前記ブロック共重合体として使われる二重ブロック共重合体の例を挙げれば、ポリスチレン−ポリメチルメタクリレート、ポリブタジエン−ポリブチルメタクリレート、ポリブタジエン−ポリジメチルシロキサン、ポリブタジエン−ポリメチルメタクリレート、ポリブタジエン−ポリビニルピリジン、ポリブチルアクリレート−ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート−ポリビニルピリジン、ポリイソプレン−ポリビニルピリジン、ポリイソプレン−ポリメチルメタクリレート、ポリへキシルアクリレート−ポリビニルピリジン、ポリイソブチレン−ポリブチルメタクリレート、ポリイソブチレン−ポリメチルメタクリレート、ポリイソブチレン−ポリブチルメタクリレート、ポリイソブチレン−ポリジメチルシロキサン、ポリブチルメタクリレート−ポリブチルアクリレート、ポリエチルエチレン−ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン−ポリブチルメタクリレート、ポリスチレン−ポリブタジエン、ポリスチレン−ポリイソプレン、ポリスチレン−ポリメチルシロキサン、ポリスチレン−ポリビニルピリジン、ポリエチルエチレン−ポリビニルピリジン、ポリエチレン−ポリビニルピリジン、ポリビニルピリジン−ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド−ポリイソプレン、ポリエチレンオキサイド−ポリブタジエン、ポリエチレンオキサイド−ポリスチレン、ポリエチレンオキサイド−ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド−ポリジメチルシロキサン、ポリスチレン−ポリエチレンオキサイドなどの共重合体がある。
【0027】
一例において、ブロック共重合体は、一つまたはそれ以上のホモポリマーと混合される。すなわち、一つまたはそれ以上のポリマーが共に混合されるものであるが、ブロック共重合体に共有結合されるものではない。ここで、ホモポリマーは、一つの反復モノマーユニットを有するポリマーを意味する。ブロック共重合体と混合されたホモポリマーは、ブロック共重合体のうちいずれか一つのポリマーブロックの反復モノマーユニットと同じ化学構造を有する。また、ブロック共重合体に二つの異なるホモポリマーが混合されることもある。各ホモポリマーは、前記ブロック共重合体のうちいずれか一つのブロックと同じ化学構造を有する。
【0028】
図2Hに示すように、各成分のうちいずれか一つ、例えば第1成分は、前記第1領域124Aに対してさらに大きい親和度を有する。前記パターン形成物質層140は、前記第1領域124A及び第2領域124B上に形成され、前記パターン形成物質層140で微細相分離が誘導されて、ブロック共重合体が第2パターン124Cによる整列構造で自己組立される。例えば、ブロック共重合体は、微細相分離を経て自己組立されて一つのブロック、例えば第1成分140Aが第1領域124Aに整列されるラメラ構造でなる。
【0029】
微細相分離により、ラメラ構造、円筒形構造、球形構造、螺旋形構造などが得られる。微細相分離は、二つ(または、それ以上)の混和されないポリマーブロック間の界面エネルギーを最小化することによって得られるか、または共重合体の各ブロックの比(体積比)を調節することによって得られる。ここで、前記ブロックの比は、ブロック共重合体を構成する各ブロックの分子量により影響を受ける。前記界面エネルギーは、フローリー・ハギンス相互作用因子(χ)、ブロック共重合体の各成分のモノマーユニットの数、温度に反比例する各ブロックの混合エネルギー、及びブロック共重合体の各部分の寸法により影響を受けることもある。微細相分離及びブロック共重合体の自己組立と関連したそれらの因子及び他の特徴についてのさらに詳細な事項は、米国特許第6,746,825号明細書及び米国特許公開第2006/0134556 A1号公報に記載されており、それらを本発明で参照する。
【0030】
微細相分離を誘導するために、アニーリング工程を行える。前記アニーリング工程のために、前記パターン形成物質層140の温度をガラス転移温度以上、例えば約130℃ないし約190℃まで上昇させ、上昇した温度を約1時間ないし約24時間維持させる。
【0031】
微細相分離が行われる間に、ブロック共重合体の各成分は、それらそれぞれの親和度によって下地膜とアラインされる。例えば、図2Hに示すように、第1成分140Aは、第2領域124Bよりは第1領域124Aにさらに高い親和度を有し、したがって、第1領域124Aとアラインされて自己組立パターン140Cを形成できる。一実施形態において、第1成分140Aは、極性であり、第1領域124Aは、第2領域124Bよりさらに親水性を有する。
【0032】
ブロック共重合体の化学構造を、例えばそれぞれの親水性と、第1成分及び第2成分、すなわち第1ブロック及び第2ブロックの分子量とを考慮してあらかじめ決定して、自己組立された共重合体構造を所定の方式で第2パターンとアラインさせる。自己組立された共重合体構造は、第1成分140A及び第2成分140Bの規則的な反復パターンを形成して、ピッチPBCのブロック共重合体パターンを形成できる。前記ピッチPBCは、前記ピッチPXYを整数で割った分率、例えば1/2、1/3、1/4などの分率となりうる。すなわち、前記開口130h及びランド130lの各寸法X及びYの和は、ピッチPBCの整数倍となりうる。図2Hに示すように、ブロック共重合体の微細相分離により形成される自己組立された共重合体構造は、下記の関係R1を満足する。関係R1で、PXYは、前記で定義(PXY=X+Y)した通りであり、nは、正の整数である。
【0033】
PXY=PBC*(n+1) (R1)
【0034】
nの値は、共重合体の各ブロックを構成する成分の種類と高分子ブロックの分子量とに依存する。ピッチPXY及びピッチPBCのうちいずれか一つまたは両方は、関係R1を満足させるように制御される。例えば、ブロック共重合体の各成分の種類及び/または分子量は、ピッチPXYによってあらかじめ決定される。逆に、ピッチPXY、すなわち寸法X及びYは、ブロック共重合体の各成分の種類及び/または分子量に基づいて、すなわちピッチPBCに基づいてあらかじめ決定される。
【0035】
関係R1から分かるように、自己組立された共重合体構造により形成されたパターンのピッチPBCは、ピッチPXYより小さい。共重合体成分のうち一つの成分を選択的に除去することによって、残りの成分により限定される開口のパターンが形成される。前記開口のパターンは、元来リソグラフィにより形成されたパターン(図2D参照)より小さいピッチで形成される。したがって、成分のうちいずれか一つを選択的に除去することによって、リソグラフィにより得られるサイズよりさらに小さい開口を形成でき、これから通常のリソグラフィ技術を利用してリソグラフィにより得られるサイズよりさらに小さい構成物を形成できる。
【0036】
図2Iに示すように、ブロック共重合体の各成分のうち一つ、例えば第1成分140Aを除去して、リソグラフィにより得られるサイズよりさらに小さい開口を有するパターン140Dを形成できる。ここで、前記開口は、第1領域124A上で第1成分140Aが除去された位置に対応する。前記ブロック共重合体が二重ブロック共重合体である場合、前記開口は、図2Iに示したように前記開口の各側壁で残りの第2成分140Bにより包囲される。
【0037】
ブロック共重合体の化学組成に適した技術を利用して、ブロック共重合体の成分のうち一つを選択的に除去できる。例えば、複数の成分のうち一つの成分に対して、他の成分では大きい耐性を有している外部刺激を印加して前記一つの成分を化学的に劣化させる。例えば、ポリメチルメタクリレート含有のブロック共重合体、例えば次の構造S1で表示されるポリスチレン−ポリメチルメタクリレート二重ブロック共重合体を使用する場合、ブロック共重合体にUV光を照射し、酢酸溶液に含浸して現像することによって、構造S1でポリメチルメタクリレート成分が選択的に分解及び除去される。
【0038】
【化1】
【0039】
その結果、残りの成分であるポリスチレン成分により取り囲まれる開口のパターンが形成される。
【0040】
図2Jに示すように、ブロック共重合体の第1成分140Aを選択的に除去して得られるパターン140Dをエッチングマスクとして使用して、下地膜のうち一つまたはそれ以上をエッチングできる。例えば、第1領域124A、反射防止層120及び被エッチング層110をエッチングするためのエッチング工程を行える。前記被エッチング層110のエッチングにより、第2成分140Bの下に構造物110Aからなるパターンが残りうる。図2Kに示すように、前記構造物110A上にある層が除去される。前記構造物110Aは、基板100上に残り、前記構造物110Aからなるパターンとそれに隣接した開口とは、自己組立されたブロック共重合体パターンのピッチPBCに対応する寸法を有する。
【0041】
図2Aないし図2Kに示した工程では、一例として同一または類似した体積比を有する第1成分及び第2成分を有する二重ブロック共重合体(以下、“50:50二重ブロック共重合体”という)を使用する場合を示し、前記工程では、第1成分140Aを選択的に除去する場合を示した。したがって、本例では、第1パターンの寸法X、すなわち第1領域124Aの幅に対応し、したがって、第1成分140Aで構成される自己組立されたブロック共重合体構造部分の幅に対応する寸法Xは、第2成分140B下に形成される構造物110Aの幅と同一になる。しかし、50:50二重ブロック共重合体ではない他のブロック共重合体を使用してもよい。例えば、約75:25の体積比を有する75:25二重ブロック共重合体を使用でき、ここで、第1成分は、第2成分より約3倍(3x)大きい体積比を有する。
【0042】
図2Aないし図2Kに示した工程では、一例としてn=1である場合を示し、図2Iないし図2Jに示したように、隣接した二つの第1領域124Aの間の空間に二つの構造物110Aが形成される場合を示した。しかし、nは、1よりさらに大きい。例えば、nは、2、3またはそれ以上となる。図3Aないし図3Dでは、n=3である場合を示す。図3Aないし図3Dに示した工程は、ほぼ図2Aないし図2Kを参照して説明したところに対応し、重複を避けるためにその詳細な内容は省略する。
【0043】
図3Aに示すように、図2Cに示したイメージ層124に対応するイメージ層から複数の領域224A,224Bを有する第1パターン224Cを形成でき、ここで、前記各領域224A,224Bは、ピッチPXY2を有する。図3Bに示すように、自己組立された共重合体の第1成分240A及び第2成分240Bからなる第2パターン240Cは、前記ピッチPXY2の1/4であるピッチPBC2を有する(n+1=4)。図3Cに示すように、第1成分240Aを選択的に除去して第3パターン240Dを形成できる。図3Cに示すように、第1成分240Aを除去した後に残っている第2成分240Bをエッチングマスクとして使用して、被エッチング層110をパターニングできる。図3Dに示したように、被エッチング層110のパターニング後、その上に残っている層を除去して基板100上に構造物110Bを形成できる。図3Dにおいて、隣接した二つの第1領域224Aの間の空間に4個の構造物110Bが形成される。
【0044】
図4は、ホモポリマーが混合されたブロック共重合体を使用して形成されたパターンを示した図面である。一実施形態において、ホモポリマーは、第2成分140Bに対して可溶性を有し、第2成分140Bに対して親和度を有する。したがって、第1成分140Aは、大きく変わらずに残っており、第2成分140B及びホモポリマーは、混合物140B’を形成できる。したがって、第1成分140A、第2成分及びホモポリマー混合物140B’を含む自己組立されたパターン140C’が形成される。混合物140B’にホモポリマーが含まれることによって、混合物140B’が図2Hに示した第2成分140Bよりさらに大きい領域を占める。したがって、図4に示したパターンのピッチPBC’は、図2Hに示したパターンのピッチPBCよりさらに大きくなる。一実施形態において、第2領域124B’の寸法は、混合物140B’が占めるさらに大きい領域に対応して、前記第2領域124Bの寸法よりさらに大きくなる。前記第2パターン124C’は、第1領域124A及び第2領域124B’を備える。
【0045】
ピッチPXY、寸法X、Y及びブロック共重合体の自己組立時間のような因子は、ブロック共重合体が一つまたはそれ以上のホモポリマーと混合されるか否かによって変化しうる。例えば、ホモポリマーが含まれることによって、前記ホモポリマーの種類によって寸法X及びYを広げ、ブロック共重合体の自己組立に必要な時間を短縮させる。
【0046】
図5は、n=3である場合に対して、75:25二重ブロック共重合体を使用して形成されたパターンを示した図面である。図5に示すように、ピッチPXY2がピッチPBC3の4倍となりうる。したがって、図3Bに示すように、ピッチPBC3は、ピッチPBC2と同一になりうる。しかし、パターン240Cとは対照的に、第1成分340Aが第2成分340Bより3倍大きい体積分率を有するパターン340Cが形成される。一実施形態において、第1領域224A’の寸法は、第2成分340Aのさらに大きい体積分率により覆われるさらに大きい領域に対応して、図3Bを参照して説明した第2領域224Aの寸法よりさらに大きい。第2パターン224C’は、第1領域224A’及び第2領域224B’を備える。
【0047】
nは、一つまたはそれ以上の因子、例えば、ブロック共重合体と下地膜との間の親和度、ブロック共重合体を構成するポリマーブロックの性質、パターン形成物質層内にホモポリマーまたは他の物質を含むか否かのような一つまたはそれ以上の因子により影響を受けるだけでなく、ブロック共重合体が自己組立されるのに必要な時間のようなさらに実質的な事項により影響を受ける。nが大きすぎれば、自己組立されたブロック共重合体上に第1領域124Aが整列される効果が低下し、自己組立された構造物内に欠陥が発生しうる。一般的に、nは、約1ないし8となりうる。
【0048】
以上、例示的な実施形態を特定の用語を使用して説明したが、それらは、本発明を説明するために提供されるものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、特許請求の範囲に定義された本発明の技術的思想及び範囲内で当業者により色々な変形及び変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【0049】
本発明は、微細素子関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】本発明の一実施形態によって形成されるパターンの断面図である。
【図2A】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2B】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2C】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2D】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2E】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2F】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2G】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2H】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2I】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2J】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2K】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図3A】本発明の他の実施形態によるパターン形成方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図3B】本発明の他の実施形態によるパターン形成方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図3C】本発明の他の実施形態によるパターン形成方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図3D】本発明の他の実施形態によるパターン形成方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図4】ホモポリマーと混合されたブロック共重合体を使用して形成されたパターンの断面図である。
【図5】75:25二重ブロック共重合体を使用して形成されたパターンの断面図である。
【図6】ブロック共重合体の微細相分離を通じて形成される構造を示す図面である。
【符号の説明】
【0051】
100 基板
110 被エッチング層
120 反射防止層
124A 第1領域
124B 第2領域
124C 第2パターン
140A 第1成分
140B 第2成分
140C 自己組立パターン
140D パターン
【技術分野】
【0001】
本発明は、ブロック共重合体を利用した微細パターンの形成方法に係り、特にリソグラフィの限界を超える微細パターンの形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体、MEMS(Microelectromechanical system)素子、DNAアレイ、光素子のようなナノスケール素子が持続的に開発されるにつれて、超微細寸法のパターンを形成できる製造技術が要求されている。これまでは、それらの素子を製造するのに光リソグラフィ技術が広く利用された。しかし、光リソグラフィが持続的に開発されるにつれて、その技術も困難になるだけでなく、コストの負担も増大した。したがって、減少した寸法のパターンを形成するために、光リソグラフィ技術を代替できる新たな技術が要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の目的は、従来技術での限界及び問題点を克服するように、ブロック共重合体を使用する微細パターンの形成方法を提供するところにある。
【0004】
本発明の他の目的は、リソグラフィ工程により得られる寸法以下の寸法を有するパターンを形成する方法を提供するところにある。
【0005】
本発明のさらに他の目的は、ブロック共重合体の微細相分離により形成されるパターンの幅に対応する寸法を有する構成物を形成する方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的を達成するために、本発明による微細パターンの形成方法では、(a)相互隣接した第1領域の間に第2領域が限定されるように、複数の第1領域が存在する基板で前記複数の第1領域を処理して第1パターンを形成する。(b)前記第1領域及び第2領域上に第1成分及び第2成分を含むブロック共重合体を、前記ブロック共重合体の第1成分が前記第1領域上にアラインされるように配列する。ここで、前記ブロック共重合体の第1成分は、前記第1領域に対して第1親和力を有し、前記ブロック共重合体の第2成分は、前記第2領域に対して第2親和力を有し、前記第1親和力は、前記第2親和力よりさらに大きく、相互隣接した第1領域は、前記第1成分により覆われ、前記第2領域で互いに離隔された第1部分及び第2部分は、前記第2成分により覆われ、前記第2領域のうち第3部分は、前記第1成分により覆われ、前記第3部分は、前記互いに離隔された第1部分と第2部分との間に位置する。(c)前記ブロック共重合体の第1成分及び第2成分のうち一つの成分を選択的に除去して、前記第1領域とそれに隣接した第2領域とのピッチよりさらに小さいピッチを有する第2パターンを形成する。
【0007】
前記第2パターンのピッチは、前記第1領域及びそれに隣接した前記第2領域のピッチを整数で割った分率となりうる。前記分率は、1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8または1/9でありうる。前記基板は、被エッチング層、前記被エッチング層上に形成された反射防止層、及び前記反射防止層上に形成されたイメージ層を備え、前記第1領域及び第2領域は、前記イメージ層の一部でありうる。本発明による微細パターンの形成方法は、前記第1成分を選択的に除去するステップをさらに含み、前記第1成分を選択的に除去した後、前記第2成分をエッチングマスクとして利用して前記基板をエッチングするステップをさらに含む。前記第2成分をエッチングマスクとして利用して前記基板をエッチングして、前記基板で前記第2領域の第3部分に対応する位置にリセスを形成できる。前記ブロック共重合体は、二重ブロック共重合体でありうる。
【0008】
前記目的を達成するために、本発明による微細パターンの形成方法では、(a)相互隣接した第1領域の間に第2領域が限定されるように、複数の第1領域が存在する基板で前記複数の第1領域のうち少なくとも二つの第1領域を変化させて、ブロック共重合体の第1成分に対して所定の親和力を有させる。(b)前記基板上で前記第1領域の間に形成される少なくとも二つの構成物の寸法を決定する。(c)前記第1成分が前記第1領域を覆うように、前記第1成分の体積比を決定する。(d)前記第2成分が前記基板の第2領域のうち第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分を覆いつつ、前記第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分の間にある第2領域の第3部分は露出させるが、前記第1部分及び第2部分がそれぞれ前記構成物の寸法に対応する寸法を有するように、前記ブロック共重合体の第2成分の体積比を決定する。(e)前記第1成分が前記第1領域上に存在し、前記第1成分が前記第2領域の第3部分上に存在し、前記第2成分が前記第2領域の第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分上に存在するように、前記第1領域及び第2領域上に前記ブロック共重合体を配列させる。(f)前記第2領域の第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分上に前記第2成分が残るように、前記第1成分を選択的に除去する。(g)前記基板の前記第1領域と前記第2領域との第3部分を除去して、前記第2成分下に少なくとも二つの前記構成物を浮き彫りで形成する。
【0009】
前記少なくとも二つの構成物は、それぞれ前記第2領域より狭い幅を有する。前記第3部分と前記第2領域の1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分のうちいずれか一つの部分との幅の和は、前記第1領域のうちいずれか一つと前記第2領域との幅の和を整数で割った分率でありうる。前記分率は、1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8または1/9でありうる。前記基板は、被エッチング層、前記被エッチング層上に形成された反射防止層、及び前記反射防止層上に形成されたイメージ層を備え、前記第1領域及び第2領域は、前記イメージ層の一部でありうる。前記少なくとも二つの構成物は、前記被エッチング層から形成される。前記少なくとも二つの構成物は、リセスを介して互いに離隔されており、前記リセスは、前記第2領域の前記第3部分に対応する。前記ブロック共重合体は、二重ブロック共重合体でありうる。前記第1成分の体積比を決定するステップは、前記ブロック共重合体の微細相分離により形成されるパターンの幅を決定するステップを含む。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、ブロック共重合体を使用してリソグラフィ工程により得られる寸法以下の寸法を有するパターンを形成できる。また、ブロック共重合体の微細相分離により形成されるパターンの幅に対応する寸法を有する構成物を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を説明する。しかし、本発明の範囲が後述する実施形態により限定されるものと解釈されてはならない。本発明の実施形態は、当業者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものである。
【0012】
添付図面において、層または領域の大きさまたは厚さは、明細書の明確性のために誇張されたものである。また、ある層または要素が他の層または基板の“上”にあると記載された場合、これは、前記他の層または基板上に直接存在してもよく、その間に第3の他の膜が介在されてもよい。また、ある層が他の層の“下”にあると記載された場合、これは、直下に存在してもよく、その間に一つまたはそれ以上の層が介在されてもよい。また、ある層が二層の“間”にあると記載された場合、前記二層の間に一層のみが存在してもよく、一つ以上の層が介在されてもよい。ある要素が第2の要素に連結されていると記載された場合、前記要素は、前記第2の要素に直接連結されてもよく、一つまたはそれ以上の他の要素を通じて前記第2の要素に間接的に連結されてもよい。また、ある要素が第2の要素に連結されていると記載された場合、トランジスタ、キャパシタ、電源、ノードなどの場合には、前記要素が電気的に連結されたものでありうる。添付図面において、同じ参照符号は同じ要素を指す。
【0013】
図1は、本発明の一実施形態によって形成されたパターンを示した図面である。図1において、前記パターンは、構造物110Aを含み、PBCのピッチで形成されている。図1に示すように、基板100は、その上に形成された構造物110Aからなるパターンを有する。前記構造物110Aは、PBCのピッチで形成されている。すなわち、一つの構造物110Aの第1エッジから隣接した構造物110Aでそれに対応する第1エッジまでの距離がPBCである。前記構造物110Aは、基板100の領域を露出させる。
【0014】
後述するように、ピッチPBCは、リソグラフィ工程により得られるパターンのピッチより小さい。例えば、図1に示すように、リソグラフィ工程で得られるパターンのピッチは、ピッチPBCの2倍(2x)となりうる。他の例(図1には図示せず)において、リソグラフィ工程で得られるパターンのピッチは、ピッチPBCの3倍、4倍、5倍となりうる。
【0015】
図2Aないし図2Kは、前記構造物110Aを形成する方法を説明するために工程順序によって示した図面である。図2Aに示すように、前記基板100上には、被エッチング層110が形成される。前記被エッチング層110は、前記構造物110Aを形成するための処理工程を経る。前記被エッチング層110は、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸化窒化物などからなる絶縁層、金や銀や銅などからなる金属層、または他の材料やそれらの組み合わせからなる。他の例において、前記被エッチング層110が省略される場合、前記基板100自体を処理することによって、前記基板100にパターンが形成されることもある。
【0016】
一例において、前記被エッチング層110上に反射防止層120が形成される。前記反射防止層120は、シリコン含有物質、例えばシリコン及び酸素が1:3/2の比で含有されたSiO3/2からなる。前記反射防止層120がシリコンを含有する場合、前記反射防止層120は、その表面にシラノール基、すなわちSi−OH基が露出されるように、図2Bで矢印122で示したように処理される。前記反射防止層120の処理は、例えばその表面を塩基性溶液、例えば7未満のpHを有する溶液で処理する工程、前記表面をHFで処理する工程などを含む。これと同様に、前記反射防止層120が省略されたとき、前記被エッチング層110がシリコンを含み、前記被エッチング層110の表面が塩基性溶液またはHFなどで表面処理される。また、前記反射防止層120及び被エッチング層110が省略され、前記基板100がシリコンを含む場合、前記基板100が塩基性溶液またはHFなどで表面処理される。前記被エッチング層110が金属層である場合、前記表面処理は省略する。
【0017】
図2Cに示すように、以前に形成された層、例えば反射防止層120上にイメージ層124を形成する。前記イメージ層124は、図2Gを参照して後述するように、後続工程で形成されるパターン形成物質層140の第1成分に対して所定の親和度を有する。前記イメージ層124の前記第1成分に対する親和度は、例えばDUV(Deep UV)、ソフトX線、Eビーム、酸素プラズマなどを印加することによって改質されて、前記パターン形成物質層140の第1成分に対するイメージ層124の親和度を変化させる。前記パターン形成物質層140の第1成分に対するイメージ層124の親和度は、前記パターン形成物質層140で整列構造を誘導するのに助けになる。これについてのさらに詳細な説明は、前記パターン形成物質層140と関連して後述する。
【0018】
前記イメージ層124は、イメージ層124及び/または下地膜の機能基を通じて前記下地膜、例えば反射防止層120に固定される。前記イメージ層124は、例えば、有機置換基を有するシラン、有機置換基を有するクロロシラン、有機置換基を有するシラザン、クロロシラン基を末端に有するポリマー、COBr作用基を有する有機化合物、チオール基を有する有機化合物、ジスルフィド(−S−S−)結合を有する有機化合物などを含む。例えば、前記イメージ層124は、(R1)−SiCl3,(R2)3−SiCl,(R3)3−SiH,(R4)Si(OCH2CH3)3,(R5)Si(OCH3)3,(R6)−SH及び(R7)−S−S−(R8)(R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7及びR8は、それぞれ置換または非置換のC1ないしC20の脂肪族または芳香族炭化水素基)のうち一つまたはそれ以上を含む。
【0019】
一例において、前記イメージ層124は、トリクロロシラン基を末端に有するホモポリマーまたはトリクロロシラン基を末端に有するランダムポリマーからなる。例えば、前記イメージ層124は、トリクロロシラン基を末端に有するポリスチレン、トリクロロシラン基を末端に有するポリヒドロキシスチレン、トリクロロシラン基を末端に有するポリメチルメタクリレートなどのホモポリマー、またはトリクロロシラン基を末端に有するポリヒドロキシスチレン−ポリメチルメタクリレートのようなランダムポリマーからなる。
【0020】
他の例において、前記イメージ層124は、自己組立単分子膜を備える。前記自己組立単分子膜は、シリコンを含有する下地膜、例えば基板100、被エッチング層110または反射防止層120上に露出されたヒドロキシ(−OH)作用基とクロロシランとが反応してSi−O−Si結合を形成することによって、前記下地膜上に自己組立される過程を通じて形成される。前記下地膜上に露出されるヒドロキシ作用基は、前記したように、前記下地膜を塩基性溶液、HFなどで表面処理することによって形成される。前記自己組立単分子膜は、前記下地膜に共有結合される。他の例において、前記自己組立単分子膜は、チオール基、シラン基またはジスルフィド(−S−S−)結合のような定着基を有する有機化合物から形成される。前記例示された定着基は、金からなる下地膜上に自己組立単分子膜を形成するのに適している。
【0021】
図2Dに示すように、前記イメージ層124上にイメージ転写層130、例えばポジティブまたはネガティブフォトレジスト層が形成される。適切なイメージ形成技術、例えば、マスクを通じた露光及び現像を含む通常のリソグラフィ技術を利用して、前記イメージ転写層130を処理して第1パターンを形成できる。特に、前記イメージ転写層130を処理して、開口130h及びランド130lが形成されたイメージ転写層130を形成できる。前記開口130h及びランド130lの各寸法X及びYは、それぞれ形成しようとする構成物、例えば構造物110Aに対して特別な関係を有し、前記パターン形成物質層140の成分に対して特定な関係を有することもできる。それらの関係についてのさらに詳細な事項は、前記パターン形成物質層140と関連して後述する。
【0022】
図2D及び図2Eに示すように、前記パターン形成されたイメージ転写層130をマスクとして使用して、前記イメージ層124の選択された領域での親和度を変化させる工程を行う。前記イメージ層124で前記パターン形成物質層140の第1成分に対して表す親和度を変化させるために、例えば、前記パターン形成されたイメージ転写層130に形成された開口130hに対応する露出された第1領域124AにDUV、ソフトX線、Eビーム、酸素プラズマのような外部刺激132を印加できる。前記パターン形成物質層140の第1成分に対する前記第1領域124Aの親和度は、改質されていない第2領域124Bでの親和度に比べてさらに大きくなるか、または小さくなる。
【0023】
図2Eに示すように、前記イメージ層124の第1領域124Aでの親和度変化は、例えば、前記第1領域124Aの親水性変化を含む。例えば、前記第1領域124Aで前記イメージ層124の表面のみを酸化させるか、またはイメージ層124の全体厚にわたって酸化させて、前記第1領域124Aの酸化された部分でさらに親水性を有させる。このように、前記第1領域124Aは、前記第2領域124Bに比べてさらに親水性になるように変化させる。また、前記第1領域124Aの表面エネルギーを変化させて、前記第1領域124Aに印加される物質の接触角を変化させる。例えば、前記外部刺激132、例えば酸素プラズマ処理を行って前記第1領域124Aの表面エネルギーを変化させ、前記第1領域124Aに印加される物質の極性基に対する湿潤性を向上させる。
【0024】
図2Fに示すように、前記イメージ層124の親和度を変化させた後、前記パターン形成されたイメージ転写層130を除去できる。前記パターン形成されたイメージ転写層130の除去において、前記第1領域124A及び第2領域124Bでの親和度差を失わないようにできる。前記パターン形成されたイメージ転写層130を除去した後、前記基板100は、前記第1領域124A及び第2領域124Bからなる第2パターン124Cを有する。ここで、前記第2パターン124Cは、ピッチPXYを有する。前記第2パターン124Cは、一つまたはそれ以上の第2領域124Bと、二つまたはそれ以上の第1領域124Aとを備える。前記第2パターン124Cは、反復される規則的な形状、または不規則な形状を有する。一つの第2領域124Bは、隣接した二つの第1領域124Aによりその範囲が制限される。前記ピッチPXYは、前記第1領域124Aと前記第2領域124Bとの和と同じになる。
【0025】
図2Gに示すように、前記第1領域124A及び前記第2領域124B上にパターン形成物質層140を形成できる。前記パターン形成物質層140は、相互共有結合された第1成分及び第2成分を有するブロック共重合体を含む。例えば、図6に示したような二重ブロック共重合体で、前記第1成分は、第1ポリマーであり、前記第2成分は、前記第1成分に共有結合された第2ポリマーでありうる。前記二重ブロック共重合体ABは、例えばAAAAAAA−BBBBBBBの構造を有する。他の例において、前記第1成分及び第2成分は、第3成分をさらに備える三重ブロック共重合体の一部となり、さらに高い次数のマルチブロック共重合体を使用することもできる。以下、二重ブロック共重合体を特定な例として説明する。
【0026】
二つのブロック、すなわちブロック共重合体の二つの成分は、分子量が互いに同一であるか、または異なり、その体積比が互いに同一であるか、または異なる。一例において、各成分の体積比はほぼ同一である。前記ブロック共重合体として使われる二重ブロック共重合体の例を挙げれば、ポリスチレン−ポリメチルメタクリレート、ポリブタジエン−ポリブチルメタクリレート、ポリブタジエン−ポリジメチルシロキサン、ポリブタジエン−ポリメチルメタクリレート、ポリブタジエン−ポリビニルピリジン、ポリブチルアクリレート−ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート−ポリビニルピリジン、ポリイソプレン−ポリビニルピリジン、ポリイソプレン−ポリメチルメタクリレート、ポリへキシルアクリレート−ポリビニルピリジン、ポリイソブチレン−ポリブチルメタクリレート、ポリイソブチレン−ポリメチルメタクリレート、ポリイソブチレン−ポリブチルメタクリレート、ポリイソブチレン−ポリジメチルシロキサン、ポリブチルメタクリレート−ポリブチルアクリレート、ポリエチルエチレン−ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン−ポリブチルメタクリレート、ポリスチレン−ポリブタジエン、ポリスチレン−ポリイソプレン、ポリスチレン−ポリメチルシロキサン、ポリスチレン−ポリビニルピリジン、ポリエチルエチレン−ポリビニルピリジン、ポリエチレン−ポリビニルピリジン、ポリビニルピリジン−ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド−ポリイソプレン、ポリエチレンオキサイド−ポリブタジエン、ポリエチレンオキサイド−ポリスチレン、ポリエチレンオキサイド−ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド−ポリジメチルシロキサン、ポリスチレン−ポリエチレンオキサイドなどの共重合体がある。
【0027】
一例において、ブロック共重合体は、一つまたはそれ以上のホモポリマーと混合される。すなわち、一つまたはそれ以上のポリマーが共に混合されるものであるが、ブロック共重合体に共有結合されるものではない。ここで、ホモポリマーは、一つの反復モノマーユニットを有するポリマーを意味する。ブロック共重合体と混合されたホモポリマーは、ブロック共重合体のうちいずれか一つのポリマーブロックの反復モノマーユニットと同じ化学構造を有する。また、ブロック共重合体に二つの異なるホモポリマーが混合されることもある。各ホモポリマーは、前記ブロック共重合体のうちいずれか一つのブロックと同じ化学構造を有する。
【0028】
図2Hに示すように、各成分のうちいずれか一つ、例えば第1成分は、前記第1領域124Aに対してさらに大きい親和度を有する。前記パターン形成物質層140は、前記第1領域124A及び第2領域124B上に形成され、前記パターン形成物質層140で微細相分離が誘導されて、ブロック共重合体が第2パターン124Cによる整列構造で自己組立される。例えば、ブロック共重合体は、微細相分離を経て自己組立されて一つのブロック、例えば第1成分140Aが第1領域124Aに整列されるラメラ構造でなる。
【0029】
微細相分離により、ラメラ構造、円筒形構造、球形構造、螺旋形構造などが得られる。微細相分離は、二つ(または、それ以上)の混和されないポリマーブロック間の界面エネルギーを最小化することによって得られるか、または共重合体の各ブロックの比(体積比)を調節することによって得られる。ここで、前記ブロックの比は、ブロック共重合体を構成する各ブロックの分子量により影響を受ける。前記界面エネルギーは、フローリー・ハギンス相互作用因子(χ)、ブロック共重合体の各成分のモノマーユニットの数、温度に反比例する各ブロックの混合エネルギー、及びブロック共重合体の各部分の寸法により影響を受けることもある。微細相分離及びブロック共重合体の自己組立と関連したそれらの因子及び他の特徴についてのさらに詳細な事項は、米国特許第6,746,825号明細書及び米国特許公開第2006/0134556 A1号公報に記載されており、それらを本発明で参照する。
【0030】
微細相分離を誘導するために、アニーリング工程を行える。前記アニーリング工程のために、前記パターン形成物質層140の温度をガラス転移温度以上、例えば約130℃ないし約190℃まで上昇させ、上昇した温度を約1時間ないし約24時間維持させる。
【0031】
微細相分離が行われる間に、ブロック共重合体の各成分は、それらそれぞれの親和度によって下地膜とアラインされる。例えば、図2Hに示すように、第1成分140Aは、第2領域124Bよりは第1領域124Aにさらに高い親和度を有し、したがって、第1領域124Aとアラインされて自己組立パターン140Cを形成できる。一実施形態において、第1成分140Aは、極性であり、第1領域124Aは、第2領域124Bよりさらに親水性を有する。
【0032】
ブロック共重合体の化学構造を、例えばそれぞれの親水性と、第1成分及び第2成分、すなわち第1ブロック及び第2ブロックの分子量とを考慮してあらかじめ決定して、自己組立された共重合体構造を所定の方式で第2パターンとアラインさせる。自己組立された共重合体構造は、第1成分140A及び第2成分140Bの規則的な反復パターンを形成して、ピッチPBCのブロック共重合体パターンを形成できる。前記ピッチPBCは、前記ピッチPXYを整数で割った分率、例えば1/2、1/3、1/4などの分率となりうる。すなわち、前記開口130h及びランド130lの各寸法X及びYの和は、ピッチPBCの整数倍となりうる。図2Hに示すように、ブロック共重合体の微細相分離により形成される自己組立された共重合体構造は、下記の関係R1を満足する。関係R1で、PXYは、前記で定義(PXY=X+Y)した通りであり、nは、正の整数である。
【0033】
PXY=PBC*(n+1) (R1)
【0034】
nの値は、共重合体の各ブロックを構成する成分の種類と高分子ブロックの分子量とに依存する。ピッチPXY及びピッチPBCのうちいずれか一つまたは両方は、関係R1を満足させるように制御される。例えば、ブロック共重合体の各成分の種類及び/または分子量は、ピッチPXYによってあらかじめ決定される。逆に、ピッチPXY、すなわち寸法X及びYは、ブロック共重合体の各成分の種類及び/または分子量に基づいて、すなわちピッチPBCに基づいてあらかじめ決定される。
【0035】
関係R1から分かるように、自己組立された共重合体構造により形成されたパターンのピッチPBCは、ピッチPXYより小さい。共重合体成分のうち一つの成分を選択的に除去することによって、残りの成分により限定される開口のパターンが形成される。前記開口のパターンは、元来リソグラフィにより形成されたパターン(図2D参照)より小さいピッチで形成される。したがって、成分のうちいずれか一つを選択的に除去することによって、リソグラフィにより得られるサイズよりさらに小さい開口を形成でき、これから通常のリソグラフィ技術を利用してリソグラフィにより得られるサイズよりさらに小さい構成物を形成できる。
【0036】
図2Iに示すように、ブロック共重合体の各成分のうち一つ、例えば第1成分140Aを除去して、リソグラフィにより得られるサイズよりさらに小さい開口を有するパターン140Dを形成できる。ここで、前記開口は、第1領域124A上で第1成分140Aが除去された位置に対応する。前記ブロック共重合体が二重ブロック共重合体である場合、前記開口は、図2Iに示したように前記開口の各側壁で残りの第2成分140Bにより包囲される。
【0037】
ブロック共重合体の化学組成に適した技術を利用して、ブロック共重合体の成分のうち一つを選択的に除去できる。例えば、複数の成分のうち一つの成分に対して、他の成分では大きい耐性を有している外部刺激を印加して前記一つの成分を化学的に劣化させる。例えば、ポリメチルメタクリレート含有のブロック共重合体、例えば次の構造S1で表示されるポリスチレン−ポリメチルメタクリレート二重ブロック共重合体を使用する場合、ブロック共重合体にUV光を照射し、酢酸溶液に含浸して現像することによって、構造S1でポリメチルメタクリレート成分が選択的に分解及び除去される。
【0038】
【化1】
【0039】
その結果、残りの成分であるポリスチレン成分により取り囲まれる開口のパターンが形成される。
【0040】
図2Jに示すように、ブロック共重合体の第1成分140Aを選択的に除去して得られるパターン140Dをエッチングマスクとして使用して、下地膜のうち一つまたはそれ以上をエッチングできる。例えば、第1領域124A、反射防止層120及び被エッチング層110をエッチングするためのエッチング工程を行える。前記被エッチング層110のエッチングにより、第2成分140Bの下に構造物110Aからなるパターンが残りうる。図2Kに示すように、前記構造物110A上にある層が除去される。前記構造物110Aは、基板100上に残り、前記構造物110Aからなるパターンとそれに隣接した開口とは、自己組立されたブロック共重合体パターンのピッチPBCに対応する寸法を有する。
【0041】
図2Aないし図2Kに示した工程では、一例として同一または類似した体積比を有する第1成分及び第2成分を有する二重ブロック共重合体(以下、“50:50二重ブロック共重合体”という)を使用する場合を示し、前記工程では、第1成分140Aを選択的に除去する場合を示した。したがって、本例では、第1パターンの寸法X、すなわち第1領域124Aの幅に対応し、したがって、第1成分140Aで構成される自己組立されたブロック共重合体構造部分の幅に対応する寸法Xは、第2成分140B下に形成される構造物110Aの幅と同一になる。しかし、50:50二重ブロック共重合体ではない他のブロック共重合体を使用してもよい。例えば、約75:25の体積比を有する75:25二重ブロック共重合体を使用でき、ここで、第1成分は、第2成分より約3倍(3x)大きい体積比を有する。
【0042】
図2Aないし図2Kに示した工程では、一例としてn=1である場合を示し、図2Iないし図2Jに示したように、隣接した二つの第1領域124Aの間の空間に二つの構造物110Aが形成される場合を示した。しかし、nは、1よりさらに大きい。例えば、nは、2、3またはそれ以上となる。図3Aないし図3Dでは、n=3である場合を示す。図3Aないし図3Dに示した工程は、ほぼ図2Aないし図2Kを参照して説明したところに対応し、重複を避けるためにその詳細な内容は省略する。
【0043】
図3Aに示すように、図2Cに示したイメージ層124に対応するイメージ層から複数の領域224A,224Bを有する第1パターン224Cを形成でき、ここで、前記各領域224A,224Bは、ピッチPXY2を有する。図3Bに示すように、自己組立された共重合体の第1成分240A及び第2成分240Bからなる第2パターン240Cは、前記ピッチPXY2の1/4であるピッチPBC2を有する(n+1=4)。図3Cに示すように、第1成分240Aを選択的に除去して第3パターン240Dを形成できる。図3Cに示すように、第1成分240Aを除去した後に残っている第2成分240Bをエッチングマスクとして使用して、被エッチング層110をパターニングできる。図3Dに示したように、被エッチング層110のパターニング後、その上に残っている層を除去して基板100上に構造物110Bを形成できる。図3Dにおいて、隣接した二つの第1領域224Aの間の空間に4個の構造物110Bが形成される。
【0044】
図4は、ホモポリマーが混合されたブロック共重合体を使用して形成されたパターンを示した図面である。一実施形態において、ホモポリマーは、第2成分140Bに対して可溶性を有し、第2成分140Bに対して親和度を有する。したがって、第1成分140Aは、大きく変わらずに残っており、第2成分140B及びホモポリマーは、混合物140B’を形成できる。したがって、第1成分140A、第2成分及びホモポリマー混合物140B’を含む自己組立されたパターン140C’が形成される。混合物140B’にホモポリマーが含まれることによって、混合物140B’が図2Hに示した第2成分140Bよりさらに大きい領域を占める。したがって、図4に示したパターンのピッチPBC’は、図2Hに示したパターンのピッチPBCよりさらに大きくなる。一実施形態において、第2領域124B’の寸法は、混合物140B’が占めるさらに大きい領域に対応して、前記第2領域124Bの寸法よりさらに大きくなる。前記第2パターン124C’は、第1領域124A及び第2領域124B’を備える。
【0045】
ピッチPXY、寸法X、Y及びブロック共重合体の自己組立時間のような因子は、ブロック共重合体が一つまたはそれ以上のホモポリマーと混合されるか否かによって変化しうる。例えば、ホモポリマーが含まれることによって、前記ホモポリマーの種類によって寸法X及びYを広げ、ブロック共重合体の自己組立に必要な時間を短縮させる。
【0046】
図5は、n=3である場合に対して、75:25二重ブロック共重合体を使用して形成されたパターンを示した図面である。図5に示すように、ピッチPXY2がピッチPBC3の4倍となりうる。したがって、図3Bに示すように、ピッチPBC3は、ピッチPBC2と同一になりうる。しかし、パターン240Cとは対照的に、第1成分340Aが第2成分340Bより3倍大きい体積分率を有するパターン340Cが形成される。一実施形態において、第1領域224A’の寸法は、第2成分340Aのさらに大きい体積分率により覆われるさらに大きい領域に対応して、図3Bを参照して説明した第2領域224Aの寸法よりさらに大きい。第2パターン224C’は、第1領域224A’及び第2領域224B’を備える。
【0047】
nは、一つまたはそれ以上の因子、例えば、ブロック共重合体と下地膜との間の親和度、ブロック共重合体を構成するポリマーブロックの性質、パターン形成物質層内にホモポリマーまたは他の物質を含むか否かのような一つまたはそれ以上の因子により影響を受けるだけでなく、ブロック共重合体が自己組立されるのに必要な時間のようなさらに実質的な事項により影響を受ける。nが大きすぎれば、自己組立されたブロック共重合体上に第1領域124Aが整列される効果が低下し、自己組立された構造物内に欠陥が発生しうる。一般的に、nは、約1ないし8となりうる。
【0048】
以上、例示的な実施形態を特定の用語を使用して説明したが、それらは、本発明を説明するために提供されるものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、特許請求の範囲に定義された本発明の技術的思想及び範囲内で当業者により色々な変形及び変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【0049】
本発明は、微細素子関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】本発明の一実施形態によって形成されるパターンの断面図である。
【図2A】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2B】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2C】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2D】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2E】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2F】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2G】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2H】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2I】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2J】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図2K】図1に示したパターンを形成する方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図3A】本発明の他の実施形態によるパターン形成方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図3B】本発明の他の実施形態によるパターン形成方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図3C】本発明の他の実施形態によるパターン形成方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図3D】本発明の他の実施形態によるパターン形成方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
【図4】ホモポリマーと混合されたブロック共重合体を使用して形成されたパターンの断面図である。
【図5】75:25二重ブロック共重合体を使用して形成されたパターンの断面図である。
【図6】ブロック共重合体の微細相分離を通じて形成される構造を示す図面である。
【符号の説明】
【0051】
100 基板
110 被エッチング層
120 反射防止層
124A 第1領域
124B 第2領域
124C 第2パターン
140A 第1成分
140B 第2成分
140C 自己組立パターン
140D パターン
【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)相互隣接した第1領域の間に第2領域が限定されるように、複数の第1領域が存在する基板で前記複数の第1領域を処理して第1パターンを形成するステップと、
(b)前記第1領域及び第2領域上に第1成分及び第2成分を含むブロック共重合体を、前記ブロック共重合体の第1成分が前記第1領域上にアラインされるように配列させるが、
前記ブロック共重合体の第1成分は、前記第1領域に対して第1親和力を有し、前記ブロック共重合体の第2成分は、前記第2領域に対して第2親和力を有し、前記第1親和力は、前記第2親和力よりさらに大きく、
相互隣接した第1領域は、前記第1成分により覆われ、
前記第2領域で互いに離隔された第1部分及び第2部分は、前記第2成分により覆われ、前記第2領域のうち第3部分は、前記第1成分により覆われ、前記第3部分は、前記互いに離隔された第1部分と第2部分との間に位置し、
(c)前記ブロック共重合体の第1成分及び第2成分のうち一つの成分を選択的に除去して、前記第1領域とそれに隣接した第2領域とのピッチよりさらに小さいピッチを有する第2パターンを形成するステップと、を含むことを特徴とする微細パターンの形成方法。
【請求項2】
前記第2パターンのピッチは、前記第1領域及びそれに隣接した前記第2領域のピッチを整数で割った分率であることを特徴とする請求項1に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項3】
前記分率は、1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8または1/9であることを特徴とする請求項1に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項4】
前記基板は、被エッチング層、前記被エッチング層上に形成された反射防止層、及び前記反射防止層上に形成されたイメージ層を備え、
前記第1領域及び第2領域は、前記イメージ層の一部であることを特徴とする請求項1に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項5】
前記第1成分を選択的に除去するステップと、
前記第1成分を選択的に除去した後、前記第2成分をエッチングマスクとして利用して前記基板をエッチングするステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項6】
前記第2成分をエッチングマスクとして利用して前記基板をエッチングして、前記基板で前記第2領域の第3部分に対応する位置にリセスを形成することを特徴とする請求項5に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項7】
前記ブロック共重合体は、二重ブロック共重合体であることを特徴とする請求項1に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項8】
(a)相互隣接した第1領域の間に第2領域が限定されるように、複数の第1領域が存在する基板で前記複数の第1領域のうち少なくとも二つの第1領域を変化させて、ブロック共重合体の第1成分に対して所定の親和力を有させるステップと、
(b)前記基板上で前記第1領域の間に形成される少なくとも二つの構成物の寸法を決定するステップと、
(c)前記第1成分が前記第1領域を覆うように、前記第1成分の体積比を決定するステップと、
(d)前記第2成分が前記基板の第2領域のうち第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分を覆いつつ、前記第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分の間にある第2領域の第3部分は露出させるが、前記第1部分及び第2部分がそれぞれ前記構成物の寸法に対応する寸法を有するように、前記ブロック共重合体の第2成分の体積比を決定するステップと、
(e)前記第1成分が前記第1領域上に存在し、前記第1成分が前記第2領域の第3部分上に存在し、前記第2成分が前記第2領域の第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分上に存在するように、前記第1領域及び第2領域上に前記ブロック共重合体を配列させるステップと、
(f)前記第2領域の第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分上に前記第2成分が残るように、前記第1成分を選択的に除去するステップと、
(g)前記基板の前記第1領域及び前記第2領域の第3部分を除去して、前記第2成分下に少なくとも二つの前記構成物を浮き彫りで形成するステップと、を含むことを特徴とする微細パターンの形成方法。
【請求項9】
前記少なくとも二つの構成物は、それぞれ前記第2領域より狭い幅を有することを特徴とする請求項8に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項10】
前記第3部分と前記第2領域の第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分のうちいずれか一つの部分との幅の和は、前記第1領域のうちいずれか一つと前記第2領域との幅の和を整数で割った分率であることを特徴とする請求項8に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項11】
前記分率は、1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8または1/9であることを特徴とする請求項10に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項12】
前記基板は、被エッチング層、前記被エッチング層上に形成された反射防止層、及び前記反射防止層上に形成されたイメージ層を備え、
前記第1領域及び第2領域は、前記イメージ層の一部であることを特徴とする請求項8に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項13】
前記少なくとも二つの構成物は、前記被エッチング層から形成されることを特徴とする請求項12に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項14】
前記少なくとも二つの構成物は、リセスを介して互いに離隔されており、前記リセスは、前記第2領域の前記第3部分に対応することを特徴とする請求項13に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項15】
前記ブロック共重合体は、二重ブロック共重合体であることを特徴とする請求項8に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項16】
前記第1成分の体積比を決定するステップは、前記ブロック共重合体の微細相分離により形成されるパターンの幅を決定するステップを含むことを特徴とする請求項8に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項1】
(a)相互隣接した第1領域の間に第2領域が限定されるように、複数の第1領域が存在する基板で前記複数の第1領域を処理して第1パターンを形成するステップと、
(b)前記第1領域及び第2領域上に第1成分及び第2成分を含むブロック共重合体を、前記ブロック共重合体の第1成分が前記第1領域上にアラインされるように配列させるが、
前記ブロック共重合体の第1成分は、前記第1領域に対して第1親和力を有し、前記ブロック共重合体の第2成分は、前記第2領域に対して第2親和力を有し、前記第1親和力は、前記第2親和力よりさらに大きく、
相互隣接した第1領域は、前記第1成分により覆われ、
前記第2領域で互いに離隔された第1部分及び第2部分は、前記第2成分により覆われ、前記第2領域のうち第3部分は、前記第1成分により覆われ、前記第3部分は、前記互いに離隔された第1部分と第2部分との間に位置し、
(c)前記ブロック共重合体の第1成分及び第2成分のうち一つの成分を選択的に除去して、前記第1領域とそれに隣接した第2領域とのピッチよりさらに小さいピッチを有する第2パターンを形成するステップと、を含むことを特徴とする微細パターンの形成方法。
【請求項2】
前記第2パターンのピッチは、前記第1領域及びそれに隣接した前記第2領域のピッチを整数で割った分率であることを特徴とする請求項1に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項3】
前記分率は、1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8または1/9であることを特徴とする請求項1に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項4】
前記基板は、被エッチング層、前記被エッチング層上に形成された反射防止層、及び前記反射防止層上に形成されたイメージ層を備え、
前記第1領域及び第2領域は、前記イメージ層の一部であることを特徴とする請求項1に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項5】
前記第1成分を選択的に除去するステップと、
前記第1成分を選択的に除去した後、前記第2成分をエッチングマスクとして利用して前記基板をエッチングするステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項6】
前記第2成分をエッチングマスクとして利用して前記基板をエッチングして、前記基板で前記第2領域の第3部分に対応する位置にリセスを形成することを特徴とする請求項5に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項7】
前記ブロック共重合体は、二重ブロック共重合体であることを特徴とする請求項1に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項8】
(a)相互隣接した第1領域の間に第2領域が限定されるように、複数の第1領域が存在する基板で前記複数の第1領域のうち少なくとも二つの第1領域を変化させて、ブロック共重合体の第1成分に対して所定の親和力を有させるステップと、
(b)前記基板上で前記第1領域の間に形成される少なくとも二つの構成物の寸法を決定するステップと、
(c)前記第1成分が前記第1領域を覆うように、前記第1成分の体積比を決定するステップと、
(d)前記第2成分が前記基板の第2領域のうち第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分を覆いつつ、前記第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分の間にある第2領域の第3部分は露出させるが、前記第1部分及び第2部分がそれぞれ前記構成物の寸法に対応する寸法を有するように、前記ブロック共重合体の第2成分の体積比を決定するステップと、
(e)前記第1成分が前記第1領域上に存在し、前記第1成分が前記第2領域の第3部分上に存在し、前記第2成分が前記第2領域の第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分上に存在するように、前記第1領域及び第2領域上に前記ブロック共重合体を配列させるステップと、
(f)前記第2領域の第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分上に前記第2成分が残るように、前記第1成分を選択的に除去するステップと、
(g)前記基板の前記第1領域及び前記第2領域の第3部分を除去して、前記第2成分下に少なくとも二つの前記構成物を浮き彫りで形成するステップと、を含むことを特徴とする微細パターンの形成方法。
【請求項9】
前記少なくとも二つの構成物は、それぞれ前記第2領域より狭い幅を有することを特徴とする請求項8に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項10】
前記第3部分と前記第2領域の第1部分及び第2部分を備える少なくとも二つの部分のうちいずれか一つの部分との幅の和は、前記第1領域のうちいずれか一つと前記第2領域との幅の和を整数で割った分率であることを特徴とする請求項8に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項11】
前記分率は、1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8または1/9であることを特徴とする請求項10に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項12】
前記基板は、被エッチング層、前記被エッチング層上に形成された反射防止層、及び前記反射防止層上に形成されたイメージ層を備え、
前記第1領域及び第2領域は、前記イメージ層の一部であることを特徴とする請求項8に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項13】
前記少なくとも二つの構成物は、前記被エッチング層から形成されることを特徴とする請求項12に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項14】
前記少なくとも二つの構成物は、リセスを介して互いに離隔されており、前記リセスは、前記第2領域の前記第3部分に対応することを特徴とする請求項13に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項15】
前記ブロック共重合体は、二重ブロック共重合体であることを特徴とする請求項8に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項16】
前記第1成分の体積比を決定するステップは、前記ブロック共重合体の微細相分離により形成されるパターンの幅を決定するステップを含むことを特徴とする請求項8に記載の微細パターンの形成方法。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図2G】
【図2H】
【図2I】
【図2J】
【図2K】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4】
【図5】
【図6】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図2G】
【図2H】
【図2I】
【図2J】
【図2K】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4】
【図5】
【図6】
【公開番号】特開2009−42760(P2009−42760A)
【公開日】平成21年2月26日(2009.2.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−204672(P2008−204672)
【出願日】平成20年8月7日(2008.8.7)
【出願人】(390019839)三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】SAMSUNG ELECTRONICS CO.,LTD.
【住所又は居所原語表記】416,Maetan−dong,Yeongtong−gu,Suwon−si,Gyeonggi−do 442−742(KR)
【出願人】(592127149)韓国科学技術院 (129)
【氏名又は名称原語表記】KOREA ADVANCED INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
【住所又は居所原語表記】373−1,Gusung−dong,Yuseong−ku,Daejeon 305−701 KR
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年2月26日(2009.2.26)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年8月7日(2008.8.7)
【出願人】(390019839)三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】SAMSUNG ELECTRONICS CO.,LTD.
【住所又は居所原語表記】416,Maetan−dong,Yeongtong−gu,Suwon−si,Gyeonggi−do 442−742(KR)
【出願人】(592127149)韓国科学技術院 (129)
【氏名又は名称原語表記】KOREA ADVANCED INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
【住所又は居所原語表記】373−1,Gusung−dong,Yuseong−ku,Daejeon 305−701 KR
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]