(57)【要約】  基板上にパターン化トポグラフィを形成する方法が提供される。前記基板は、上面に形成される露出したフィーチャを備えており、前記露出したフィーチャ(that)は、既存のトポグラフィを構成している。誘導自己組織化（ＤＳＡ）のためのテンプレートは、露出したトポグラフィの領域を取り囲んで形成される。当該方法にさらに付け加えてて、前記露出したトポグラフィを被覆するため、前記テンプレートはブロックコポリマー（ＢＣＰ）で充填される。次いで、前記トポグラフィに整合した自己組織化を駆動するため、前記テンプレート内で前記ブロックコポリマー（ＢＣＰ）はアニールされる。アニールされたＢＣＰを現像するステップは、前記トポグラフィのすぐ上に重なるＤＳＡパターンを露光する。一実施形態において、トポグラフィもしくはテンプレートの表面は処理されて、それらの表面特性を変性する。
2017500754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に形成される露出したフィーチャを有する基板を提供するステップであって、前記露出したフィーチャは、既存のトポグラフィを形成しているステップと、
前記既存のトポグラフィのすぐ上面に、誘導自己組織化（ＤＳＡ）のためのテンプレートを形成するステップであって、前記テンプレートは、露出したトポグラフィの領域を取り囲む露出したテンプレート表面を含むステップと、
前記露出したトポグラフィを被覆するため、前記テンプレートをブロックコポリマー（ＢＣＰ）で充填するステップと、
前記トポグラフィに整合した自己組織化を駆動するため、前記テンプレート内で前記ブロックコポリマー（ＢＣＰ）をアニールするステップと、
前記トポグラフィのすぐ上に重なる誘導自己組織化（ＤＳＡ）パターンを露光するため、アニールしたブロックコポリマー（ＢＣＰ）を現像するステップと、
を有する、基板上にパターン化トポグラフィを形成する方法。
【請求項２】
パターン化トポグラフィを形成するため、前記誘導自己組織化（ＤＳＡ）パターンをトポグラフィに転写するステップ、
をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
テンプレートを形成するステップは、
トポグラフィの上に平坦化層を適用するステップと、
前記平坦化層の上に反射防止層を適用するステップと、
前記反射防止層の上に放射線感受性材料の層を適用するステップと、
テンプレート画像を形成するため、前記放射線感受性材料の層をパターン化するステップと、
前記トポグラフィを露出するのに十分な深さまで、前記反射防止層及び平坦化層をエッチングすることにより、前記テンプレート画像を前記平坦化層に転写するステップと、
前記平坦化層の残りの部分により形成される誘導自己組織化（ＤＳＡ）のためのテンプレートに取り囲まれる露出したトポグラフィを残すため、前記放射線感受性材料及び反射防止層のいずれの残りの部分を剥離するステップと、
を有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
トポグラフィと、平坦化層から形成されるテンプレートとの間に表面特性の違いを提供する平坦化層のための材料を選択するステップ、
をさらに有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
露出したトポグラフィもしくは露出したテンプレート表面の少なくとも１の表面特性を変性するため、テンプレートを充填する前に、露出したトポグラフィもしくは露出したテンプレート表面、又はその両方を化学的に処理するステップ、
をさらに有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
化学的に処理するステップは、
露出したトポグラフィもしくは露出したテンプレート表面、又はその両方を、
酸を含む溶液；塩基を含む溶液；ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、ＳＣ1、ＳＣ２、及びモノメチルエーテルアセテート（ＭＥＡ）、又はそれらの２つ以上からなる群から選択される洗浄剤を含む洗浄溶液；ポリマーブラシコーティング；紫外線（ＵＶ）電磁放射；オゾン；プラズマ；電子ビーム；ガスクラスターイオンビーム；逐次浸透合成（ＳＩＳ）処理；直流重畳（ＤＣＳ）処理；又は反応性蒸気；
のうち少なくとも１つに曝露するステップ、
を請求項５に記載の方法。
【請求項７】
化学的に処理するステップは、露出したトポグラフィを変性することにより、前記露出したトポグラフィを、露出したテンプレート表面よりも、ブロックコポリマー（ＢＣＰ）の一方の相にとってより惹きつけられるものにする、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
化学的に処理するステップは、露出したテンプレート表面を変性することにより、前記露出したテンプレート表面を、露出したトポグラフィ及び／又は処理前の露出したテンプレート表面よりも、ブロックコポリマー（ＢＣＰ）の一方の相にとって惹きつけられないものにする、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
テンプレートを形成するステップは、酸素含有プラズマを使用するプラズマエッチングステップを含み、それにより露出したテンプレート表面は、酸化され、且つ
化学的に処理するステップは、露出したテンプレート表面を酸化が少ない状態に変性するため、露出したテンプレート表面を、還元性ケミストリーに曝露するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記還元性ケミストリーは、水素含有プラズマ、又は希釈フッ化水素を含む湿式処理ケミストリーである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ブロックコポリマー（ＢＣＰ）は、ポリスチレン（ＰＳ）及びポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含み、前記ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）は、酸化表面に惹きつけられ、それにより、前記ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）は、未処理露出したテンプレート表面よりも、少ない酸化状態を有する処理され露出したテンプレート表面には惹きつけられず、且つ
前記テンプレート内で前記ブロックコポリマー（ＢＣＰ）をアニールするステップは、ブロックコポリマー（ＢＣＰ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）との、前記トポグラフィに整合した自己組織化を駆動する、
請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
化学的に処理するステップは、露出したテンプレート表面をブロックコポリマー（ＢＣＰ）の第１の相でコートするステップを有することにより、露出したテンプレート表面を、コーティング前のものよりも、ブロックコポリマー（ＢＣＰ）の第１の相にとってより惹きつけられるものにし、且つ
前記テンプレート内で前記ブロックコポリマー（ＢＣＰ）をアニールするステップは、前記ブロックコポリマー（ＢＣＰ）と、ブロックコポリマー（ＢＣＰ）の第２の相との、前記トポグラフィに整合した自己組織化を駆動する、
請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
露出したテンプレート表面をブロックコポリマー（ＢＣＰ）の第１の相でコートするステップの前に、前記露出したテンプレート表面の上に(thereon)ケイ素を堆積させるため、前記露出したテンプレート表面の直流重畳（ＤＣＳ）処理を行うステップ、
をさらに有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
露出したテンプレート表面をブロックコポリマー（ＢＣＰ）の第１の相でコートするステップの前に、露出したテンプレート表面を、酸素含有環境に曝露するステップ、
をさらに有する、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ブロックコポリマー（ＢＣＰ）の第１の相は、ポリスチレン（ＰＳ）であり、前記ブロックコポリマー（ＢＣＰ）の第２の相は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）である、請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロックコポリマー（ＢＣＰ）の誘導自己組織化（Directed  Self-Assembly,  ＤＳＡ）、及びより具体的には、半導体パターニングのため、ＢＣＰの組織化(assembly)を駆動する(drive)グラホエピタキシ及び任意には化学エピタキシの使用、に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
業界には、集積回路（ＩＣ）設計における小さなパターン、特にホール(孔、hole)構造を作成するための費用対効果の高い方法が不足している。ＦＩＧ．１は、のような小さなホール構造の必要性を概略的に図示する。ライン１０のアレイは、基板の上にトポグラフィ(topography)２０を形成する。ライン１０は、典型的な設計、例えば１０ｎｍノードの設計、においてカットされる必要がある。正方形のホール１２及び長方形のホール１４は、カッティングのためのライン１０へのアクセスを可能にするようにパターン化される。パターン全体の面積(area)が縮小するにつれ、より小さいホール１２、１４がパターン化されなければならず、そしてホール間の空間は、同様によりタイトになる。歴史的には、リソグラフィの適用が、単一のプリントにおいてこれらのホール全てをプリントすることができた。しかしながら、現在、複数の露光通過(パス、passes)が、異なるホールをプリントするのに必要とされる。なぜなら、これらのホール(they)は、互いに非常に接近しており、小さいためであり、また１０ｎｍノードに到達す時点までに、この単純なジオメトリをプリントするのにマスクが４つも必要とされると考えられるためでる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ブロックコポリマー（のＢＣＰ）は、微細パターンを作製する際に、それらの用途についても検討されている。なぜなら、ＢＣＰ(they)は、半導体パターニング（例えば、シリンダ又はライン／スペースパターン）において現在使用される規則的(regular)構造の非常に小さい領域を熱力学的に形成できるためである。典型的に、これらのシステムにおいて、ＢＣＰのアセンブリは、外部駆動力によって誘導される(directed)。ＢＣＰアセンブリを誘導するための１つのそのような方法は、物理的なテンプレートを使用することによる。しかし、微細な回路パターンを作るために必要とされる正確な形状のより精確な作成を可能にするためにブロックの界面(interfaces)のより大きな制御を可能にするＢＣＰのアセンブリを誘導する(directing)ための方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
基板上にパターン化トポグラフィを形成する方法が提供される。前記基板は、上面に形成される露出したフィーチャを備えており、前記露出したフィーチャ(that)は、既存のトポグラフィを構成している。誘導自己組織化（ＤＳＡ）のためのテンプレートは、露出したトポグラフィの領域を取り囲んで形成される。当該方法についてさらに付け加えて、前記露出したトポグラフィを被覆するため、前記テンプレートはブロックコポリマー（ＢＣＰ）で充填される。次いで、前記トポグラフィに整合した自己組織化を駆動するため、前記テンプレート内で前記ブロックコポリマー（ＢＣＰ）はアニールされる。アニールされたＢＣＰを現像するステップ(developing)は、前記トポグラフィのすぐ上に重なるＤＳＡパターンを露光する。一実施形態において、トポグラフィもしくはテンプレートの表面は処理されて、それらの表面特性を変性する。
【０００５】
一実施形態において、テンプレートは、
トポグラフィの上に平坦化層を適用するステップと、
前記平坦化層の上に反射防止層を適用するステップと、
前記反射防止層の上に放射線感受性材料の層を適用するステップであって、画像を形成するため、前記放射線感受性材料の層を次いでパターン化するステップと、
により提供される。前記トポグラフィを露出するため、前記反射防止層及び平坦化層をエッチングするステップにより、前記画像は、次いで前記平坦化層に転写され、その後(followed  by)、前記平坦化層の残りの部分により形成される誘導自己組織化（ＤＳＡ）のためのテンプレートに取り囲まれる露出したトポグラフィを残すため、前記放射線感受性材料及び反射防止層のいずれの残りの部分を剥離する。
【０００６】
一実施形態において、表面エネルギーの差（違い、a  difference）は、トポグラフィとテンプレートとの間に作成され、テンプレート内のブロックコポリマー（ＢＣＰ）のアニーリングは、表面エネルギーの差の影響下で自己組織化を駆動する（drives）。
【０００７】
別の一実施形態によれば、基板上にパターン化トポグラフィを形成する方法が提供される。基板は、既存のトポグラフィを構成する、上面に(atop)形成されたフィーチャ(features)を備える。そして、誘導自己組織化（ＤＳＡ）のためのテンプレートは、露出したトポグラフィを取り囲んで形成される。当該方法にさらに付け加えて、露出したテンプレート表面は、化学的に処理される。テンプレートは、次に、露出したトポグラフィを被覆するため、ＢＣＰで充填され、その後ＢＣＰは、トポグラフィと整合した自己組織化を駆動するため、テンプレート内にアニールさる。アニールされたＢＣＰを現像するステップ(developing)は、トポグラフィのすぐ上に重なるＤＳＡパターンを露光する。
【０００８】
一実施形態において、露出したテンプレート表面を処理するステップは、その少なくとも一つの表面特性を変性する(alters)。例えば、当該処理は、前記露出したテンプレート表面を、当該処理前の露出したテンプレート表面よりも、ブロックコポリマー（ＢＣＰ）の第１の相にとって惹きつけられないものに(less  attractive  to)し得る。さらなる一例として、露出したテンプレート表面が、テンプレートの形成の際に酸化される場合、表面は、当該表面をより少ない酸化状態に変性するため、水素含有還元性ケミストリー（chemistry）で処理されてよい。テンプレート内のブロックコポリマー（ＢＣＰ）をアニールするステップは、その後トポグラフィに整合したブロックコポリマー（ＢＣＰ）の第１の相を有する(with)ブロックコポリマー（ＢＣＰ）の自己組織化を駆動する。
【０００９】
別の一実施形態において、表面は、コーティングの前よりも、当該表面を第１の相にとってより惹きつけられるものに（more  attractive  to）するため、ブロックコポリマー（ＢＣＰ）の第１の相でコートされる。テンプレート内のブロックコポリマー（ＢＣＰ）をアニールするステップは、その後トポグラフィに整合したブロックコポリマー（ＢＣＰ）の第２の相を有する(with)ブロックコポリマー（ＢＣＰ）の自己組織化を駆動する。さらなる一実施形態において、ブロックコポリマーの第１の相でコーティングするステップの前に、露出したテンプレート表面にケイ素の層を適用するため、露出したテンプレート表面の直流重畳（ＤＣＳ,  direct  current  superposition）処理が、行われてよく、その後(followed  by)、露出したテンプレート表面を酸化するため、露出したテンプレート表面の上の層を、酸素含有環境に曝露する。次いでコーティングは、ＯＨのブラシ(brush)ポリマーとブロックコポリマー（ＢＣＰ）の第１の相とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本明細書に組み込まれ、かつ本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を例示し、且つ上記の本発明の一般的な説明及び以下に与えられる実施形態の詳細な説明一緒に、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【図１】ＦＩＧ．１は、ライン(lines)を切断するためのホールパターニングを有するラインアレイの概略図である。
【図２】ＦＩＧ．２は、ＦＩＧ．１のアレイの上のグラフィカルテンプレートの形成を表す。
【図３Ａ】ＦＩＧ．３Ａは、誘導自己組織化(directed  self-assembly)を使用して、基板上にトポグラフィをパターン化するための方法の一実施形態を示す。
【図３Ｂ】ＦＩＧ．３Ｂは、誘導自己組織化(directed  self-assembly)を使用して、基板上にトポグラフィをパターン化するための方法の一実施形態を示す。
【図３Ｃ】ＦＩＧ．３Ｃは、誘導自己組織化(directed  self-assembly)を使用して、基板上にトポグラフィをパターン化するための方法の一実施形態を示す。
【図３Ｄ】ＦＩＧ．３Ｄは、誘導自己組織化(directed  self-assembly)を使用して、基板上にトポグラフィをパターン化するための方法の一実施形態を示す。
【図３Ｅ】ＦＩＧ．３Ｅは、誘導自己組織化(directed  self-assembly)を使用して、基板上にトポグラフィをパターン化するための方法の一実施形態を示す。
【図３Ｆ】ＦＩＧ．３Ｆは、誘導自己組織化(directed  self-assembly)を使用して、基板上にトポグラフィをパターン化するための方法の一実施形態を示す。
【図３Ｇ】ＦＩＧ．３Ｇは、誘導自己組織化(directed  self-assembly)を使用して、基板上にトポグラフィをパターン化するための方法の一実施形態を示す。
【図３Ｈ】ＦＩＧ．３Ｈは、誘導自己組織化(directed  self-assembly)を使用して、基板上にトポグラフィをパターン化するための方法の一実施形態を示す。
【図３Ｉ】ＦＩＧ．３Ｉは、誘導自己組織化(directed  self-assembly)を使用して、基板上にトポグラフィをパターン化するための方法の一実施形態を示す。
【図３Ｊ】ＦＩＧ．３Ｊは、誘導自己組織化(directed  self-assembly)を使用して、基板上にトポグラフィをパターン化するための方法の一実施形態を示す。
【図３Ｋ】ＦＩＧ．３Ｋは、誘導自己組織化(directed  self-assembly)を使用して、基板上にトポグラフィをパターン化するための方法の一実施形態を示す。
【図３Ｌ】ＦＩＧ．３Ｌは、誘導自己組織化(directed  self-assembly)を使用して、基板上にトポグラフィをパターン化するための方法の一実施形態を示す。
【図４】ＦＩＧ．４は、シミュレーション研究で使用されるＦＩＧ．２のテンプレートの斜視図を表す。
【図５】ＦＩＧ．５は、異なる表面相互作用パラメータのための、ＦＩＧ．２の線５−５に沿って取られたシミュレーション研究における画像のプロットである。
【図６Ａ】ＦＩＧ．６Ａは、テンプレートにおいてトポグラフィが形成されない、及び形成されたＤＳＡパターンの３次元図である。
【図６Ｂ】ＦＩＧ．６Ｂは、テンプレートにおいてトポグラフィが形成されない、及び形成されたＤＳＡパターンの３次元図である。
【図７】ＦＩＧ．７は、トポグラフィに紐付けられた(thethered  to)ＤＳＡパターンを有するトポグラフィの上に重なるテンプレートの上面模式図である。
【図８Ａ】ＦＩＧ．８Ａは、一実施形態によるトポグラフィにＤＳＡパターンを紐付けする(thethering)ための方法の上面模式図である。
【図８Ｂ】ＦＩＧ．８Ｂは、一実施形態によるトポグラフィにＤＳＡパターンを紐付けする(thethering)ための方法の上面模式図である。
【図８Ｃ】ＦＩＧ．８Ｃは、一実施形態によるトポグラフィにＤＳＡパターンを紐付けする(thethering)ための方法の上面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
詳細な説明
半導体パターニングのため、ブロックコポリマーの組織化(assembly)を駆動する(drive)グラホエピタキシ及び化学エピタキシを使用する方法が、様々な実施形態に開示される。しかしながら、当業者であれば、様々な実施形態は、１以上の具体的詳細なしでも、又はその他の置換及び／又は追加の方法、材料もしくは成分と共に、実施され得ることを認識するであろう。他の例において、周知の構造、材料、又は操作(operations)は、本発明の様々な実施形態の態様を不明瞭にすることを避けるため、詳細に図示又は説明されない。
【００１２】
同様に、説明の目的で、完全な理解を提供するため、特定の数、材料、及び構成が記載される。それにもかかわらず、本発明の実施形態は、具体的な詳細なしに実施されてもよい。更に、例示的な表現は、必ずしも縮尺どおりに描かれていないことが理解される。
【００１３】
本明細書における「一実施形態」(one  embodiment又はan  ambodiment)又はそのバリエーションは、実施形態に関連して記載された特定の特徴、構造、材料、又は特性は、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味するが、但し、それらが全ての実施形態に存在することを意味しない。従って、このような本明細書全体を通して様々な箇所で「一実施形態(one  embodiment又はan  ambodiment)において」などの語句の出現は、必ずしも発明の同じ実施形態を指すものではない。さらに、当該特定の特徴、構造、材料、又は特性は、１つ以上の実施形態においていずれの適切な方法で組み合わされてよい。様々な追加の層及び／又は構造が含まれていてもよく、及び／又は記載される特徴は、他の実施形態では省略されてもよい。
【００１４】
さらに、「ａ」又は「ａｎ」は、特に明記しない限り、「１つ以上」を意味してもよいことを理解すべきである。
【００１５】
様々な操作は、本発明を理解する上で最も役立つ形で、順番に複数の別個の動作として記載される。しかし、記載の順序は、これらの操作が必ずしも順序に依存していることを意味すると解釈されるべきではない。特に、これらの動作は、提示の順序で実行する必要はない。記載された動作は、上記実施形態とは異なる順序で実行されてもよい。
【００１６】
様々な追加の操作が実行されてもよく、及び／又は記載された操作は、追加の実施形態では省略されてもよい。
【００１７】
前述したように、ＢＣＰ組織化を誘導する(directing)ための一方法は、物理的なテンプレートを使用することによる。別の一方法は、基板内に化学的活性の違いを構築することである。それによりＢＣＰの一方もしくは両方のブロックは、好ましい基板と整合するようになる(align)。すべてのそのような集積(integrations)において、良好なブロックコポリマーアセンブリの鍵は、ブロックコポリマーと、それが接触するようになる表面との相互作用である。化学エピタキシ又はグラホエピタキシを使用するかどうかは、ＢＣＰと、それが接触するようになる基板及び側壁両方との相互作用が、いかにそれが自己組織化することを選択するかを、決定する。本発明によれば、微細な回路パターンを作るために必要とされる正確な形状のより正確な作成を可能にするためにブロックの界面(interfaces)のより大きな制御を可能にする、ブロックコポリマーの組織化を誘導するための方法が開示される。
【００１８】
ＦＩＧ．２は、ＤＳＡを使用するこのプロセスの簡略化を示している。グラフィカルテンプレート３０は、ライン１０をカットするのに使用され得るホール１２（図示される３個）のための一を提供するため、ＦＩＧ．１のトポグラフィ２０の上に形成される。多重パターニング(multiple  patterning)を必要とするホール１２は、
１）テンプレート３０をパターン化すること、及び
２）ライン１０をカットするためのアクセスを可能にするホール１２を配置するため、このテンプレート３０を使用すること、
により現在作成されるところである。テンプレート３０に加えて、及び本発明の実施形態において、トポグラフィ２０を利用することにより、ホール１２の誘導組織化(directed  assembly)が増大する。具体的には、トポグラフィ２０が、その化学的活性が、その上にシリンダ３２のアセンブリに有利に働くような方法で処理された、もしくは処理されているならば、ホール１２は、トポグラフィ２０に固定され得る。従って、本発明は、ハイブリッドグラホ／化学エピタキシ方法を使用するＤＳＡ用途(application)である。案内テンプレート３０を使用することにおいて、それはグラフィカルであり、又はホール１２の配置(placement)をさらに増大するため、トポグラフィ２０の表面エネルギーを使用することにおいて、それは化学的である。
【００１９】
以下は、具体的な場所におけるＢＣＰの組織化を駆動するため、グラホエピタキシ及び化学エピタキシ両方の態様を使用するこのアプローチを利用する、本発明の２つの異なる実施形態のより詳細な議論である。２つの(both)実施形態において、トポグラフィの化学的処理は、グラフィカルテンプレート内のブロックコポリマーの組織化を駆動するのに使用されてよい。この具体的な技術は、所望の構造を生成するため、全体的なウエハフロー内で使用される。しかしながら、化学エピタキシ態様は、化学的処理なしでも、例えば、組織化を駆動する本質的な化学的奏しを提供するトポグラフィ及びテンプレートのために材料を選択することにより、達成され得ることが理解される。
【００２０】
ＦＩＧ．３Ａ乃至ＦＩＧ．３Ｌに模式的断面図が描かれた第１の実施形態において、フィーチャのアレイ、具体的にはライン１０は、ＦＩＧ．３Ａに図示される開始トポグラフィ２０を提供するため、基板１８、例えば半導体ウエハの上にパターン化された。そして所望は、具体的場所にこれらのライン１０をカットすることである。そのためには、ＦＩＧ．３Ｂにおいて、トポグラフィ２０を平坦化するため、平坦化層２２が適用される。平坦化層２２は、例えばスピンオンカーボン層であり得る。平坦化層２２は、最終的には、本発明のグラホエピタキシ態様のためのテンプレートを形成することになる。次に、ＦＩＧ．３Ｃに図示するように、反射防止コーティング（ＡＲＣ）層２４、例えばケイ素ＡＲＣが、平坦化層２２の頂部(top)上にコートされる。ＡＲＣ層２４は、それ自体が反射防止コーティングとして作用しなくてよいが、むしろ、より一般的には、２重層底部ＡＲＣ（ＢＡＲＣ）２６を提供するため、平坦化層と組み合わせて作用する第２の層であることを理解することができる。それにもかかわらず、第２の層（層２４）は、第１の層（平坦化層２２）と組み合わせたとき、反射防止特性を提供するという理由により、ＡＲＣ層と呼ばれてよい。２重層ＢＡＲＣ  ２６を形成するこれらの層の厚さ及び光学特性は、基板反射率が最小化されるように、調整される(tailored)。
【００２１】
ＦＩＧ．３Ｄに図示するように、放射感応性材料の層、例えばフォトレジスト２８はコートされ、そしてＦＩＧ．３Ｅに図示するように、この２重層ＢＡＲＣ２６の頭部上にパターン化され（画像形成される）、そしてＦＩＧ．３Ｆに図示するように、フォトレジスト画像は、引き続き従来の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理により、平坦化層２２に転写され（フォトレジスト２８及びＡＲＣ層２４もまた除去される）、それにより平坦化層２２内にテンプレート３００を形成する。平坦化層２２内部へのエッチングの深さは、下にある基板１８の上側表面を露出するように、完全であり得、又はテンプレート３０の底部における平坦化層２２の一部を残すように、部分的であり得る。いずれの場合においても、テンプレート３０により取り囲まれた露出したトポグラフィ２０を露出する(reveal)ように、ライン１０の表面部分３６は露出される。
【００２２】
ＦＩＧ．３Ｇに描かれる次のステップは、ＢＣＰの自己組織化に影響を与えることになる、平坦化層２２に転写されたパターンの光学表面処理３４である。以下により詳細に記載されるように、この処理は、いくつかの場合には必要とされ、その他の場合には必要とされない。さらに、表面処理は、特定の表面の表面特性に変化をもたらすことができる一方で、その他の表面は不変のまま残すことができる。例えば、ＦＩＧ．３Ｇに図示するように、表面処理３４は、ライン１０の露出した表面部分を変性する(alter)ことができる一方、テンプレート３０の側壁４０及び底部表面４２を不変のまま残す。
【００２３】
この任意の表面処理の後、ＦＩＧ．３Ｈに図示するように、テンプレート３０を（部分的にもしくは完全に）充填するため、ＢＣＰ５０はパターンに塗布され、次いでＦＩＧ．３Ｉに図示するように、ＢＣＰに円筒形モルホロジー(morphology)に形成させるため、アニールする。より具体的には、アニールは、ＢＣＰの第２のブロック５４のマトリックス内、ライン１０の上で整列した複数のシリンダ３２を形成するため、ＢＣＰの第１のブロック５２を生じさせる。ＦＩＧ．３Ｊに図示するように、円筒形モルホロジー（即ち、ＢＣＰ５０の第１のブロック５２）を除去するため、ＢＣＰ５０の後続現像(development)
は、トポグラフィ２０のすぐ上に重なるＤＳＡパターンを露出することにより、トポグラフィ２０へのアクセスを与える。次いで、ＦＩＧ．３Ｋに図示するように、下にあるライン１０のアレイの適切なカットを作るためのアクセスが存在する。そのようなエッチングがなされ、パターン化トポグラフィを形成するため、回路設計が要求するように、選択されたライン１０はカットする。次いで、ＦＩＧ．３Ｌに図示するように、パターン化トポグラフィ（カットされたライン１０’のアレイ６０）を露出するため(reveal)、基板１８を剥離する。
【００２４】
最適化されるべきＦＩＧ．３Ａ乃至ＦＩＧ．３Ｌの処理フローについて、利用され(leveraged)得る多数の変数が存在する。具体的には、テンプレート３０の形状、及びどのようにトポグラフィ２０をそのテンプレート３０内で整列するか、並びに異なる表面の表面エネルギーを調整することができる。従って、このアプローチは、化学エピタキシ及びグラホエピタキシの組み合わせである。このアプローチにおける化学エピタキシの重要性は、モンテカルロコードを使用して完了したシミュレーション研究により見られる。ＦＩＧ．２に描かれ、ＦＩＧ．４の斜視図に示されるエリアをシミュレーションのために使用した。そしてＢＣＰ５０は、円筒形モルホロジーを形成する、ＰＭＭＡブロックを有するポリスチレン／ポリメチルメタクリレート（ＰＳ／ＰＭＭＡ）であった。
【００２５】
シミュレーション研究において、プロットされたパラメータは、システム内で観察することができる濡れの完全度を表す正規化された０から２．０スケールで提示された表面相互作用パラメータである。ΛＳは、正規化シミュレーションユニットにおけるＢＣＰ５０のＰＭＭＡブロックと、テンプレート３０の側壁４０との間の相互作用を意味する。ΛＴは、ＢＣＰ１０のＰＭＭＡブロックと、トポグラフィ２０との間の相互作用を意味する。第３の相互作用Λｂが存在し、それはＢＣＰのＰＭＭＡブロックと、テンプレートの底部表面４２との間の相互作用を表現する。Λｂは、１．０の値において、シミュレーションのセットに対して一定に維持された。ＦＩＧ．２の線５−５に沿って、ＦＩＧ．５の写真が取られた。写真は、Ｖの接合部を眺める透視図(perspective)である。中間におけるシリンダ３２Ｍは、接合部に配置される。左右におけるシリンダ、３２Ｌ及び３２Ｒは、それぞれテンプレートの各アームの端部に配置される。表面の化学的性質を制御することは、観察される組織化(assembly)のタイプに大きく影響を与えることは明らかである。例えばΛＴ＝０．２とΛＳ＝１．０のポイントにおいて、３つ全てのシリンダ、３２Ｌ、３２Ｍ及び３２Ｒは、ＢＣＰ５０の表面からトポグラフィ２０自体に接続していることがわかる。これら３つの垂直なシリンダ、３２Ｌ、３２Ｍ及び３２Ｒを一緒に接続する並列なシリンダ３３も存在する。このタプの三次元構造は、フィーチャ、例えばゲートなどをカットするのに使用することができる。第１のステップにおいて、ＰＭＭＡは、ＲＩＥエッチングステップの使用により、エッチング除去(etched  out)され得る。次いで、第２のエッチングステップは、ラインをカットするのに使用することができる。他方、ΛＴ＝２．０及びΛＳ＝０．２の場合のシミュレーション結果を見ると、３つのシリンダ、３２Ｌ、３２Ｍ及び３２Ｒは、いずれもトポグラフィ２０に接触していない。最後に、ΛＴ＝２．０及びΛＳ＝１．６の場合のシミュレーションにおいて、Ｖの接合部におけるシリンダ３２Ｍは、トポグラフィ２０に接続されるが、他の２つシリンダ３２Ｌ及び３２Ｒは、接続されないことがわかる。これら最後の２つの条件については、３つのシリンダ、３２Ｌ、３２Ｍ及び３２Ｒ全てがトポグラフィに対して開かれていないため、ライン１０をカットするためのパターンの転写は難しい。
【００２６】
シミュレーション研究はまた、トポグラフィ２０に対するポジティブな相互作用が高すぎると、切断された(disconnected)シリンダ３２を導き得ることを説明する。これらの場合において、ＰＭＭＡの湿潤層がトポグラフィ２０の頂部に形成されるが、シリンダ３２とは完全には接続しない。直感に反するが、ＢＣＰのこの相とトポグラフィとの間の非常に高い引力(attraction)が、シリンダにおける張力（ガムの一片を引っ張るのに類似）を引き起こすような状況を想像することができる。ＢＣＰは、いくらかの弾力性を有し、且つこの張力が大きすぎないならば、延びることができるが、但し、この張力が大きすぎるならば、シリンダは、壊れて、トポグラフィから切断された２つの異なるピース（トポグラフィを湿潤するピース、及び多数(majority)相内をさまよう（hovering）もう一方のピース）を形成する。
【００２７】
ＦＩＧ．５に描かれるシミュレーション研究は、従ってＶ字型のテンプレート内の構造の形成に対する化学エピタキシの重要性を説明する。このシナリオにおけるグラホエピタキシの重要性は、テンプレート内のトポグラフィが除去される場合を比較することにより説明される。
【００２８】
ＦＩＧ．６Ａに図示するように、トポグラフィなしで形成された構造は、テンプレート３０のＶに位置するシリンダ３２Ｍから枝分かれする、追加の２つのシリンダを有する。他方、ＦＩＧ．６Ｂに図示するように、トポグラフィを有するテンプレート３０は、トポグラフィに付着した(attached)２つのシリンダ３２Ｌ及び３２Ｒと、接続しない１つのシリンダ３２Ｍとを有する。トポグラフィにより残されたテンプレートの追加されたボリュームは、ＢＣＰの少数(minority)相が、この複雑な形状を形成するためのより多くの空間(room)を有することができるようにし、そしてそのようになる。
【００２９】
最後に、本開示は、異なる表面に対し異なる化学的相互作用を作用するための手段に取り組む。シミュレーション研究は、トポグラフィ２０がテンプレート３０内に存在する場合、底部表面４２における（即ち基板１８との界面におけるもしくはその近く）相互作用は、あまり重要ではないことを説明する。テンプレートの側壁４０上の、トポグラフィ上の（即ち、ライン１０の表面上の）表面特性を付与するための最も簡単な方法は、自然にこれらの条件を有するように選択された材料のためのものである。従って、このような構造を作成する際に、異なる表面特性を有し、且つジオメトリを操作する(manipulate)のに使用できるトポグラフィ及びテンプレートのための材料が選択される。従って、本発明の化学エピタキシの態様は、材料の選択により達成されてよく、表面処理ステップを不要にする。あるいは、構造は、所望の特性で選択されていないならば、テンプレートの作成後に表面特性を変更するために使用され得る、様々な処理ステップが存在する。
【００３０】
表面特性を変性するための一方法は、液体リンスの使用である。酸リンスは、（他方の表面をそのまま残しながら）、表面の酸触媒脱保護を引き起こす後続のベークステップにより、使用され得る。これは、表面の極性の制御を提供し得る。限定ではないが一例として、酸リンスは、低濃度の強酸、例えばｐＨ＞２におけるＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４、ＨＮＯ３、ＨＳＯ３Ｆ、又はフッ素系酢酸を含むことができる。酢酸のような弱酸をまた、再びｐＨ＞２を維持しながら使用してよい。当業者は、それらが処理システムにおいて使用されるハードウェアに有害ではないならば、その他の酸溶液が使用できることを理解することができる。塩基性リンス（一般的な普通のフォトレジスト現像剤）を、１以上の表面の接触角を変更するために使用してよい。限定ではないが一例として、塩基性リンスは、具体的には、標準的な現像剤濃度（０．２６Ｎ）における、テトラブチルアンモニウム水酸化物、第三アミン（例えば、トリオクチルアミン）又は第二アミンを含むことができる。表面に又はその近くに存在する低分子量化合物を潜在的に可溶化し、除去することができる溶媒リンスを使用してよい。限定ではないが一例として、溶媒は、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、乳酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、又は２−ヘプタノン（メチルアミルケトン）を含むことができる。マイクロエレクトロニクスにおけるさらなる処理のための表面を準備するため、業界で使用される標準的なケミストリーを含む、洗浄リンスを使用してよい。洗浄リンスは、界面の表面特性を変更することができる。限定ではないが一例として、このようなケミストリーは、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、ＤＭＳＯ＋ＴＭＡＨ（Ｏｒｇａｓｏｌｖ(商標)）、ＳＣ１（４０部の脱イオン水、１部の過酸化水素、１部の水酸化アンモニウム）、ＳＣ２（１６０部の脱イオン水を含む、４部の過酸化水素、１部の塩酸）、モノメチルエーテルアセテート（ＭＥＡ）、及びＤＭＳＯ＋ＭＥＡを含む。表面の性質を変更するために表面と反応することができる反応性リンスを使用してよい。一例は、表面に付着したケイ素基を残すため、遊離酸性ＯＨ基と反応するシリル化剤である。例えば、液体のヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）処理を使用してもよい。
【００３１】
表面特性を変性するための別の一方法は、極性又は非極性のどちらかに、表面を変更するために、テンプレート構造上に被覆することができるブラシコーティングポリマーの使用である。それらブラシコーティングを修飾することができ、それにより、これらブラシコーティングは、もう他方の表面をグラフト化することなく、一方の表面を選択的にグラフト化することができる。限定ではないが一例として、ブラシコーティングは、有利にはヒドロキシル末端を有するＢＣＰの一方の相（例えばＯＨ末端ＰＭＭＡ又はＯＨ末端ＰＳ）を含んでよい。
【００３２】
表面特性を変性するためのその他の方法は、ＵＶ処理又はオゾン処理の使用を含む。いくつかの材料は、深紫外（ＤＵＶ）放射線の存在下で、化学的及び表面変化を受けることになる。このような化学変化を、基板の表面エネルギーを変更するために使用することができる。ＤＵＶプラス熱は、有機材料の架橋を引き起こす可能性がある。酸素によるＵＶ処理であるオゾン処理は、表面をより親水性にするために当該表面を酸化する傾向がある。オゾン処理は、オゾン水の使用により、又はオゾン自体で直接処理することにより、基板の存在下でその場で(in  situ)オゾンを生成することにより（酸素＋１７２ｎｍの光）完成させることができる。
【００３３】
表面特性を変性するため他の方法は、プラズマ処理、直流重畳（ＤＣＳ）硬化、電子ビーム（Ｅビーム）硬化、及びガスクラスターイオンビーム（ＧＣＩＢ）処理の使用を含む。プラズマ処理は、ラジカルを生成するのに使用することができる。ラジカルは、表面と反応し、それらの特性を変更することができる。プラズマ処理(they)はまた、ウエハ上に堆積するポリマーを作成するために使用することができる。ＤＣＳでの処理はまた、酸化された表面を形成する。ＤＣＳは、架橋（硬化）及びＳｉＯ２堆積方法の両方でもある。ＤＣＳは、負の直流電圧が上部シリコン電極に課される容量結合プラズマ（ＣＣＰ）リアクタ内で実施され、負の電圧重畳は、上部電極に高エネルギーイオン衝撃をもたらす上部電極に向かってプラズマからのイオンを加速する。それにより製造される二次電子は、ＤＣシースにより加速される際に、弾道(ballistic)となる。イオン衝撃はまた、上部電極からのＳｉの物理スパッタリングを引き起こす。弾道電子とスパッタされたＳｉの両方が、下部電極の上にある基板上に降り注ぐ。基板上に形成された薄いＳｉコーティングは、次いで、空気／水分への曝露の際に即座に酸化される。Ｅビーム硬化は、酸化の変化と同様の表面変化を引き起こすことがでる。ＧＣＩＢ処理において、イオンは、垂直面を不変のままに残しながら、水平表面を攻撃することができる。いくつかの場合において、ポリマーは、同様に水平な表面上に堆積させることができる。
【００３４】
表面特性を変性するため別の一方法は、ガス処理の使用である。反応性蒸気（例えば、ＨＭＤＳ又は他の蒸気シリル化剤等）は、いくつかの表面にグラフトし、且つ接触角を変更することができる（上述のＨＭＤＳによる液体反応性リンスに似ているが、気相における）。
【００３５】
表面特性を変性するため別の一方法は、逐次浸透合成（ＳＩＳ）処理の使用である。逐次浸透合成（ＳＩＳ）処理は、材料上及び中のユニットを成長させるための逐次ガスもしくは液体処理を、一度に一反応を行う手段である。反応は、外側から作業する傾向がある。アルゴンヌ国立研究所は、膜中にアルミニウムを組み込むためにエステル基と反応する臨界剤としてトリメチルアルミニウムを使用するＳＩＳ処理システムを有する。
【００３６】
材料が異なっていると仮定すると、上記の表面変性処理のいくつかは、表面エネルギーの選択的な変化をもたらすことができる天然の選択性を有することになる。他の場合には、一方の材料又は他方の材料の表面における反応部位の存在は、表面変更材料の選択的な取り込みを可能にすることができる。
【００３７】
シミュレーションは、テンプレートの底部表面４２の化学的活性への強い依存を示さなかったが、その表面が活動し始める(come  into  play)状況を想定することが可能である。その場合、例えば、１つのプロセスは、トポグラフィを処理するように設計され、１つのプロセスは、テンプレートの底部を処理するように設計されたテンプレートの逐次処理を用いてもよい。一例として、第１のステップにおいて、テンプレートは、トポグラフィにグラフトすることだけができる第１のブラシポリマーで処理され、いずれの過剰を除去するためのリンスが続く。第２のステップにおいて、テンプレートは、テンプレートの底部にグラフトすることだけができる第２のブラシポリマーで処理され、いずれの過剰を除去するためのリンスが続く。さらに、トポグラフィが、所望の化学的活性を有するかもしれない場合があるので、底部のみの処理が必要とされることがある。従って、側壁とトポグラフィとの間の化学的活性の違いを作成するのに役立つ上にリストされたプロセスはまた、同様にテンプレート底部において違いを作成するのに使用することができる。
【００３８】
カットされるべきラインのアレイを有する既存のトポグラフィにＤＳＡパターンを取り付ける例を参照して、本発明の実施形態を説明してきたが、方法はまた、規則的なアレイであっても、なくてもよい、何れの種類のトポグラフィにＤＳＡパターンを取り付けるための当該方法は、テンプレートがグラホエピタキシ態様のために形成される限り、及び適切な化学的活性が化学エピタキシ態様のため、テンプレート、トポグラフィ及び底部により、本質的に又は表面処理のいずれかによって、本質的に保有される限り、少し修正を加えて適用可能である。上記のように、後者の態様において、既存のトポグラフィのすぐ上において自己組織化を促進するため、テンプレート、トポグラフィ、及び底部のいずれか又はすべての化学的活性を変性するのに、種々の化学処理を使用することができる。
【００３９】
第２の実施形態において、ＦＩＧ．３Ａ乃至ＦＩＧ．３Ｌを参照して上述した同じ概念が、異なる目的のために適用可能である。一連のコンタクトホールの組織化を駆動するため、グラフィカル・トレンチを使用することが望まれている場合を考える。このような適用(application)は、狭いトレンチ内のいずれの数のコンタクトを含むことができ、トレンチがターンを有する（Ｔ又はＬのような）場合に拡張されることができる。この種の適用に関する従来の研究は、下にあるトポグラフィに対して、所望通りにホールが完璧でなく配置されることにおける欠点を明らかにした。従来の研究は、テンプレート内の２つのホールの配置誤差は、短軸が約１．０ｎｍであり、長軸で１．３ｎｍであり、トレンチが次第に長くなるにつれ、短軸での画像配置が比較的一定のままでいるが、長軸におけるオフセットが増加し続けることを示す。ホールがよく閉じ込められる場合(即ち、短軸）、その配置は、ホール(they)が追加の移動する自由を有する場合よりも優れているという意味が含まれる(the  implication)。パターンの配置は、フィーチャの寸法と同じくらい重要であるので、これらのシリンダがテンプレート内をシフトする傾向は、大量生産にこの技術もたらすことを難しくするという懸念がある。
【００４０】
本発明は、テンプレート３０内にトポグラフィ２０を配置し、且つＦＩＧ．７に図示するように、適所におけるＢＣＰ５０の円筒形相３２を紐付けする(tether)するのにそれ(it) を使用することにより、この問題を解決する。グラフィカルテンプレート３０は、狭い方向におけるコンタクトホールの配置を維持する。トポグラフィ２０の適切な処理を行うことにより、化学的相互作用は、テンプレート３０の長軸にコンタクトホールの配置を維持する（又はコンタクトホールを有する長いトレンチの場合には、近無限軸）。
【００４１】
このアプローチの１つの利点は、得られた構造（ライン１０に接点(contact)を作るホール１６）は、接点及びゲートもしくはビア及びトレンチのための標準構造であることであり、本発明は、必要なコンポーネントの構築を容易にする。
【００４２】
レイアウトは、トレンチ内のすべての単一のホールのためのライン１０が存在しないことを指示する(dictates)場合、本実施形態の別の変形が発生する。この場合、化学的に修飾されたトポグラフィ２０は、トポグラフィ２０、即ち、ライン１０との接触を行うコンタクトホールの配置を依然として駆動する(drive)推進する一方、トポグラフィ２０のないホールは、まだ、ホール(they)が化学的に活性なトポグラフィ２０がない場合よりも制約されるが、それでも紐付けされているものよりも、それらの配置においてより多くのエラーを有することになる。これらの非接触ホールは、そのまま残すことができた（即ち、ダミーホール）。あるいは、プロセスフローＦＩＧ．８Ａ乃至８Ｃに描かれるように、これらのホールは、所望のコンタクトホールだけが第２のパターニングステップにおいて開かれる第２のパターニングステップにより除去することができる。ＦＩＧ．８Ａは、トポグラフィ２０上に形成されたテンプレート３０を示し、トポグラフィ２０(which)は、複数の離間したライン１０を含む。ＦＩＧ．８Ｂは、本発明のＤＳＡプロセスの結果を示しているが、ＢＣＰ５０のシリンダ３２ａは、ライン１０に紐付けられたコンタクトホールに対応し、シリンダ３２ｂは、いずれの下にあるトポグラフィに紐付けられないが、依然としてテンプレート３０内に制約される非接触ホールに対応する。ＦＩＧ．８Ｃは、シリンダ３２ａからのコンタクトホールをパターニングするためのマスク７０の作成を描く。
【００４３】
本発明の実施形態については、構造体の生成に影響を与える制御パラメータがある。テンプレート形状パラメータは、厚さ、距離及び傾斜を含む。テンプレートの厚さは、例えば、５０〜８００ｎｍのオーダーであってもよい。さらなる例として、テンプレートの厚さは５０〜１００ｎｍのオーダーであるが、いくつかの場合には６００〜８００ｎｍまで変化してもよい。ＦＩＧ．３Ａ乃至ＦＩＧ．３Ｌの上述の実施形態において、テンプレート３０を含む材料は、二重層ＡＲＣの最下層でもあるので、選択された厚さはまた、反射率を最小化するために働く必要がある。距離パラメータは、テンプレートは、コンタクトホールの所望の位置に近接してくるまでの距離である（例えば１．８乃至２．５ＬO。ＬOは、ＢＣＰの特徴的な長さである）。傾斜パラメータは、テンプレートの側壁の傾斜、例えば８０〜９０度、を意味する。
【００４４】
トポグラフィ形状パラメータは、高さ、幅、傾斜を含む。トポグラフィの高さは、例えば、１〜２５ｎｍのオーダーであってもよい。さらなる例として、トポグラフィの高さが１０〜２０ｎｍ、又は１５〜２５ｎｍ、又は約１５ｎｍであってもよい。トポグラフィの幅は、例えば、１５〜２５ｎｍのオーダーであってもよい。傾斜パラメータは、例えば、トポグラフィの側壁傾斜、例えば８０〜９０度を意味する。
【００４５】
その他の制御パラメータは、表面特性に関係する。テンプレート側壁の化学的活性は、例えば、０．２〜１．６Ｊ／ｃｍ２のオーダーであってもよい。トポグラフィの化学的活性は、例えば、０．１〜０．５Ｊ／ｃｍ２のオーダーであってもよい。テンプレートの底部表面の化学的活性は、例えば、０．２〜２．０Ｊ／ｃｍ２のオーダーであってもよい。
【００４６】
その他の制御パラメータは、ＢＣＰに関連する。ＢＣＰの少数(minority)ブロックの割合は、例えば２５〜４０％とすることができる。ＢＣＰの特徴的な長さＬｏは、具体的には、特定の用途のために所望されたホールのサイズ、即ちコンタクトホールの目標サイズを与えるように選択される。ＢＣＰのχＮ（重合度とのカイパラメータの積）は、ＰＳ／ＰＭＭＡのＢＣＰの場合１５〜３０程度である。ＢＣＰのχが増加するにつれ、低いＮの使用を可能にし、依然として秩序／無秩序転移より上に維持する。低いＮは、その後より小さいフィーチャに変換されます。引用された範囲は、ＰＳ／ＰＭＭＡのＢＣＰで行ったシミュレーションに基づく。高いχ  ＢＣＰについては、χＮの値がこの範囲を超える可能性がある。テンプレート内のＢＣＰの充填高さは、５０〜１００％程度であって、例えば７０％〜１００％、７０〜９０％、又は８０〜１００％でもよい。
【００４７】
本発明は、ブロックコポリマーの組織化を駆動するためにグラホエピタキシと化学エピタキシとの両方を利用するので、２つ駆動力間のバランスが必要である。テンプレート形状とトポグラフィ形状とは、充填すべきＢＣＰについてどのくらいの量があるかを指示し(dictate)、これは興味対象の構造が変化するにつれ、変化する。必要とされる化学エピタキシの程度は、どのくらいのグラホエピタキシ運動量(impetus)が存在するかに依存するので、従って検討中の形状のジオメトリに依存することにもなる。最終的には、形状のボリューム、ブロックコポリマーにおける少数相の割合、ブロックコポリマーのＬＯ、及びテンプレート上の高さは、熱力学的現象により関連しており、所望の「グラフィカルな影響」を与えるように最適化することができる、と考えられている。従って、必要とされる「化学的影響」は、それに基づく。上述したＶ字型シミュレーションは、限定ではないが例として上に提供された、制御パラメータのための使用可能な範囲の指示を提供する。
【００４８】
前述したように、テンプレート３０を作成するための方法の一つは、二重層ＢＡＲＣ２６の平坦化層２２内にテンプレート３０(it)をエッチングすることである。前記平坦化層は、典型的には、スピンオンカーボン膜、又はＣＶＤのα−炭素膜である。いずれの場合も、大部分は有機物であり、この有機膜へのエッチング転送は、酸素含有エッチングプロセスで達成される。このステップにおける酸素の使用は、酸化露出面を残す。酸素の使用(which)は、順番に酸化露出面(them)を親水性に、且つＰＳ−ＰＭＭＡブロックコポリマー中のＰＭＭＡによる湿潤に対して優先的に有利にする。
【００４９】
表面（側壁、トポグラフィ、及びトレンチ床）は、ＰＭＭＡ−湿潤のためにそれほど有利であるため、ＢＣＰにおけるＰＭＭＡのほとんどは、これらの表面を濡らすために進み、且つ比較的少ない材料が、トポグラフィ２０に接続するモルホロジーの形成のために利用可能である。従って、本発明の実施形態によると、表面が弱いＰＭＭＡ湿潤状態にシフトするならば、トポグラフィ２０に接続するため、より多くのＰＭＭＡを利用可能にすることにより、モルホロジーは劇的に変化する。具体的には、側壁に沿って少ないＰＭＭＡが存在し、テンプレート３０の中心内の接続されたモルホロジーを形成するために、より多く利用可能である(more  available)。このモルホロジーは、ＰＭＭＡ構造を貫通して(through)トポグラフィ２０への個々のアクセスポイントを有し、エッチング転送中にいくつかの技術を用いて、この形態は、接続を介してアクセスされるライン１０を個別にカットするのに使用することができる。
【００５０】
グラホエピタキシと組み合わせて化学エピタキシを使用する一実施形態によれば、この低湿潤特性を有するテンプレート３０を作成する一方法は、低(less)酸化状態まで転送エッチング(酸化剤を使用する)の後、テンプレート３０の自然状態に戻すステップ(reverting)を含む。一つの実装は、チャンバ内のエッチングガスをより還元性ケミストリーに変更すること、低バイアスでプラズマを打つこと、そして前記プラズマが、酸化性表面をより中性な状態に戻すことを可能にすること（但し、まだ低い程度にＰＭＭＡ湿潤）である。還元性ケミストリーの一例はＨ２である。Ｈ２プラズマは、例えばオーバーエッチングの際に使用することができる。還元性(reducing)プラズマは、還元性プラズマが打たれている別のチャンバに移動することにより、達成することができる。低酸化状態に戻すステップは、また湿潤処理により達成することができる。湿式ケミカルは、同様に還元能力を有する必要がある。湿式システムは、典型的には大量の溶存酸素を含む水性送達方法を通常使用するため、湿式システムにおいて還元性ケミストリーを達成することは難しいが、還元性湿式ケミストリーとしてＨＦを使用することができると考えられる。但し、テンプレートもしくは下にあるトポグラフィの破壊を避けるために、希釈されなければならない。
【００５１】
代替的な実施形態において、表面をＰＭＭＡ湿潤性ではなくするために、表面を処理するのではなく、むしろ表面をＰＳ湿潤性にするために、表面は処理される（即ち、極性が逆になる）。この実施形態によれば、テンプレート３０の内部は、ＰＳ−ＯＨブラシ材料で被覆される。このブラシはＯＨ部分を介して親水性表面に自身をグラフト化することができ、及びＰＳ湿潤性表面を与えるため、ポリマーのＰＳ部分は、グラフトから離れて突き出る(points)。次いで、ＰＳ−ＰＭＭＡ  ＢＣＰが、テンプレート３０に適用されたとき、テンプレート３０(it)は、ＰＭＭＡ層ではなく、ＰＳ層によって濡らされる。基本的に、これは、ＢＣＰにおけるＰＭＭＡの全てが、ライン１０をカットするモルホロジーの作成に向かっていくことを可能にする。
【００５２】
このように表面を変更することの影響を判断するため、シミュレーションを完了した。エネルギー的に、ＰＭＭＡ−ＰＳ−表面相互作用は陰性であったが、これは表面とＰＭＭＡドメインとの間の反発をもたらした。従って、ＰＭＭＡドメインは、トポグラフィ２０の各ライン１０の上に上昇し(rose)、それらに触れることなくライン１０間に横たわる(nestle  itself)ように試みた。この二重動作は、側壁からの反発力に加えて、トポグラフィ上にこの構造の自己整合をもたらした。偶然にも、このシナリオにおいて得られたトポグラフィは、モルホロジーが各ライン上の空気に開くようになっている。ＰＭＭＡは、その後、ＵＶ光への第１の露光により、及び次いで、当業者により決定することができるような好適な有機溶媒を適用することにより、この構造から湿式現像され得る。限定ではないが例として、好適な有機溶媒は、アセトン、メタノール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、２−ヘプタノン、酢酸ｎ−ブチル、γ−ブチロラクトン、乳酸エチル、及びＰＧＭＥＡを含んでよい。次に、指向性エッチングは、ライン１０をカットするためのオープンアクセスポイントを使用するために使用することができ、且つ形成されているカットは、リソグラフ・テンプレート単独で形成された物よりも、正確であろう。これは、よりコンパクトで、シリコン上トランジスタパッケージ(packing)のために好ましいラインのエンドツーエンド間隔を提供する。
【００５３】
実際には、ＰＳ−ＯＨブラシの適用及び表面へのそのグラフト化のための実装の様々なパス(paths)が存在する。しかしながら、実装は、側壁、底面、及びトポグラフィがすべて異なる材料から構成され得ることを考慮に入れる必要がある。当該異なる材料(which)は、異なる材料表面への、ＰＳ−ＯＨブラシの湿潤及びグラフト化に影響を与える。異なる材料組成を有する表面にブラシを適用するための一つの方法は、ＤＣＳ硬化を使用することである。このプロセスは、全ての表面の上にシリコンの非常に薄い層を適用する。そのシリコン層は、その後空気又は湿気への曝露によって酸化される。酸化は、あるいはプラズマで、１７２ｎｍの光＋酸素で作成されるin-situオゾン処理により、又は湿式処理により、達成されてよい。湿式処理において(where)、オゾンは、水中をバブリングされ、酸化剤としてウエハに塗布される。ＴＭＡＨ系のフォトレジスト現像剤は、シリコン表面上の終端ヒドロキシル基を生成するために使用することができる。この処理は、より均一なヒドロキシ末端表面を作成する。当該均一なヒドロキシ末端表面(that)は、その後、ＰＳ−ＯＨブラシがそれにグラフトされているように、より均一に「極性反転」することができる。
【００５４】
本発明は、その１つ又は複数の実施モルホロジーの説明によって例示され、これらの実施モルホロジーはかなり詳細に説明してきたが、それらは、そのような詳細に添付の特許請求の範囲を限定することを意図しない。さらなる代替、利点及び／又は修正は当業者には明らかである。例えば、シリンダが、それらの頂部にではなく、トポグラフィ・ライン間に着地するように、テンプレートトポグラフィ及び表面を制御することも可能である。また、第１の開示実施態様と同様に、上記の方法の適用は、ラインのアレイの付着及びカッティング以外の状況で使用を想定することができる。本発明はその広い態様において、従って、特定の詳細、代表的な装置及び方法、ならびに図示及び説明の例示的な実施例に限定されるものではない。従って、逸脱は、一般的な発明概念の範囲から逸脱することなく、そのような詳細から作ることができる。
【図１】
2017500754.tif 000003
【図２】
2017500754.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図３Ｉ】
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【図３Ｊ】
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【図３Ｋ】
2017500754.tif 000015
【図３Ｌ】
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【図４】
2017500754.tif 000017
【図５】
2017500754.tif 000018
【図６Ａ】
2017500754.tif 000019
【図６Ｂ】
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【図７】
2017500754.tif 000021
【図８Ａ】
2017500754.tif 000022
【図８Ｂ】
2017500754.tif 000023
【図８Ｃ】
2017500754.tif 000024
【国際調査報告】
2017500754.tif 000025
2017500754.tif 000026