化学进展

作者：陈蕾蕾, 陶永鑫, 胡欣, 冯宏博, 朱宁, 郭凯

单位：1 南京工业大学生物与制药工程学院 材料化学工程国家重点实验室 南京 211800,2 南京工业大学材料科学与工程学院 南京 211800,3 芝加哥大学普利茨克分子工程学院 芝加哥 60637 美国

关键词：嵌段共聚物,引导自组装,光刻,相互作用参数,表面能

嵌段共聚物光刻胶引导自组装是先进制程半导体制造的候选方案之一。第一代嵌段共聚物光刻胶的典型代表是聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯二嵌段共聚物,受限于自身较低的相互作用参数(χ),最小半周期(0.5L0)为11 nm。第二代嵌段共聚物光刻胶的特征是具有高相互作用参数(实现10 nm以下图案化),但是由于两个嵌段的表面能(γ)差异较大,需要引入额外的溶剂退火或者涂层工艺。为了解决上述问题,国内外学者发展了第三代嵌段共聚物光刻胶,不仅具有较高的相互作用参数,还具有接近的表面能(高χ近γ),适用于工业友好的热退火工艺引导自组装。最近,基于材料基因组计划概念,将多种共变特性赋予单一材料的第四代嵌段共聚物光刻胶问世,可以实现高通量合成建立嵌段共聚物库,通过调控χ和χN满足不同的应用场景(0.5L0=4~10 nm),还可以免除热退火工艺中涂覆中性层步骤,简化了工艺流程。本文总结了第三代和第四代先进嵌段共聚物光刻胶的设计,并且对相关领域存在的挑战与机遇进行了探讨和展望。

来源：2023年第11期

《化学进展》期刊编辑部

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