一种可酸切割的板状块共聚合物,用于通过图形表皮向定向自组和直接湿蚀刻进行30nm以下线距间隔图案
Jianghao Zhan1, Caiwei Shang1, Muqiao Niu1
1Center of Micro-Nano System, School of Information Science and Technology, Fudan University, Shanghai 200438, China.
Polymers
|September 27, 2025
概括
研究人员开发了一种用于半导体纳米制造的新型块共聚合物,可实现30nm以下的线距与无紫外线湿蚀. 这种先进的材料提供了改善的图案忠实性和减少残留物,以实现高效的纳米图案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 块共聚合物 (BCP) 的图形向自组装 (DSA) 对于半导体纳米制造中的30nm以下模式至关重要.
- 聚乙烯块聚甲酸 (PS-b-PMMA) 广泛使用,但由于有限的蚀刻对比度和依赖UV来去除PMMA,因此在图案忠实性方面面临挑战.
研究的目的:
- 合成和表征一种新型的酸可切割的状BCP,PS-N=CH-PMMA,具有动态的希夫基链接.
- 与传统的PS-b-PMMA相比,评估其无紫外线湿蚀和提高纳米图案保真性的潜力.
主要方法:
- 合成PS-N=CH-PMMA与一个动态的希夫基链接.
- 在193i定义的沟模板内有针对性的自组装.
- 无紫外线的湿蚀刻使用冰酸.
- 使用SEM,FIB-TEM和Ohta-Kawasaki模拟进行表征.
主要成果:
- PS-N=CH-PMMA自组装成垂直对齐的叶片纳米结构,具有可调节的域间距 (36.140.2 nm).
- 在55nm模板中实现了有序的每沟一个空间的图案,可调节的线间距 (1525nm),显示了显著的线间距缩小.
- 与没有紫外线暴露的PS-b-PMMA相比,呈现出更好的垂直蚀刻形状和减少的PMMA残留物.
- 奥塔-卡瓦萨基模拟表明,沟侧墙角度极大地影响PS分布和残留形态.
结论:
- 动态共价化学,特别是希夫基链接,提高了BCP光刻中的湿开发保真度.
- PS-N=CH-PMMA为30nm以下的纳米图案提供了一种热兼容,无紫外线的策略,提高了蚀刻性能.
- 这种方法对先进的半导体纳米制造工艺具有重大潜力.
