[发明专利]用于湿法蚀刻嵌段共聚物自组装图案的方法

说明书

本发明涉及一种用于对彼此具有不同耐蚀刻性的自组装嵌段共聚物薄膜使用湿法蚀刻工艺选择性除去一侧上的嵌段的工艺。通过克服现有技术的不能通过湿法蚀刻实现垂直孔结构的限制，即使在具有垂直取向的柱体自组装结构且具有一个或更多个周期的厚膜的情况下，本发明也可以形成具有高长径比的垂直纳米孔结构。

技术领域

本发明涉及用于使用湿法蚀刻工艺选择性除去嵌段共聚物自组装结构的一种嵌段的方法。更具体地，本发明涉及一种用于在对具有至少一个周期的自组装结构的厚膜中的垂直取向的嵌段共聚物的自组装结构进行湿法蚀刻时，通过施用湿法蚀刻工艺获得形成为具有高长径比的垂直孔结构(其没有结构塌陷和多孔形状缺陷)的方法。

本申请要求基于2015年2月17日在大韩民国提交的韩国专利申请第10-2015-0024057号的优先权的权益，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术

常规纳米图案化技术主要被用于开发能够使用光刻技术形成更精确且更精细的图案的工艺。然而，由于光的波长所致的分辨率限制，该技术已经达到了技术的局限性。因此，嵌段共聚物的自组装结构控制工艺出现作为纳米光刻的新替代方法。

嵌段共聚物是具有不同化学组成和结构的嵌段形成共价键而连接在一起的聚合物，其中在一个分子中具有不同特性的嵌段产生微相分离，同时引起相分离的这些特性被共价键抵消，最终通过特定形状(球形、柱状、层状等)周期性排列而形成纳米结构。这提供了能够以高分辨率形成精细图案的最佳系统。此外，由于还可以控制由嵌段共聚物形成的纳米结构的形状和尺寸以及对其化学特性进行选择，因此嵌段共聚物具有应用于纳米技术领域的优势。

为了将嵌段共聚物的自组装结构应用于纳米光刻，必须通过各种蚀刻工艺选择性除去一种嵌段聚合物。湿法蚀刻工艺不像干法工艺需要高真空设备，从而具有可以通过廉价且简单的过程将其应用于大面积基底的优势。

然而，尽管具有这些优势，但是在常规湿法蚀刻方法的情况下，可以在厚度高至嵌段共聚物的自组装结构的一个周期的薄膜中进行选择性蚀刻而没有缺陷(见图2)，但是如果嵌段共聚物薄膜的厚度超过自组装结构的一个周期，则存在如图1中出现多孔缺陷的问题。

例如，在最为熟知的聚苯乙烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-b-PMMA)嵌段共聚物的情况下，当对垂直取向的柱体自组装结构进行蚀刻时，虽然可以确定通过将其浸入乙酸中然后用蒸馏水对其进行洗涤的简单过程选择性除去了PMMA嵌段，但是可以确定，越接近薄膜的底部(即，越接近基底)，出现多孔形状缺陷(见图1)。结果，无法获得垂直形成在基底上的柱体孔图案，从而对通过常规湿法蚀刻工艺条件获得具有高长径比的垂直孔结构存在限制。

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供在选择性除去垂直取向的嵌段共聚物的自组装结构的一种嵌段时，即使在厚膜中也能够形成没有结构塌陷或多孔缺陷的纳米结构的湿法蚀刻方法。

技术方案

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于湿法蚀刻嵌段共聚物自组装图案的方法，其特征在于：通过用具有不同浓度的多种湿法蚀刻溶液依次浸渍具有垂直取向的自组装结构的嵌段共聚物薄膜来选择性除去所述嵌段共聚物的一种嵌段。

在本发明中，各蚀刻溶液的浓度可独立地为95％至100％。

在本发明中，各蚀刻溶液的浓度差可在5％以内。

在本发明中，第一蚀刻溶液的浓度可为99％至100％。

在本发明中，各蚀刻溶液的浓度可依次降低。

在本发明中，浸渍可进行至少2次。

在本发明中，蚀刻溶液可为乙酸溶液。