Directed self-assembly (DSA) of block copolymer is one of the promising candidates for next generation lithography because of nanometer scale pattern resolution and straightfor-ward process steps compared to multiple patterning or self-aligned double patterning. How-ever, the defects in DSA process is one of the main obstacles for the application of DSA in actual manufacturing fabs. The critical defects of interest in DSA are mainly dislocations and bridges. Both types of defects contribute to the yield loss in high volume manufacturing.
The solution to mitigate the dislocation defect are well understood. Dislocation density de-creases as we anneal BCP films on the chemical pattern optimized to a given BCP system. Therefore, long enough annealing with the process conditions enabling fast assembly is an obvious approach to achieve dislocation-free DSA pattern. The recent studies suggest that the topography of chemical pattern improve the assembly kinetics due to the sidewall-guided assembly. However, the impact of this topography on bridge defects has not been addressed yet. In this study, we control the topography of chemical pattern of LiNe flow for 28 nm pitch PS-b-PMMA system and carefully analyze the impact of topography on defect using imec’s well-established defect inspection tool set. We believe the learning from this study shows us a potential pathway to control the bridge defects which often remain con-stant regardless of annealing time in DSA process.
블록공중합체의 유도자기조립 공정은 수 나노 크기의 패턴 형성이 가능하며 기존의 리소그래피 공정에 비해 공정이 간단하여 차세대 리소그래피 기술로서 연구되고 있다. 그러나 블록공중합체의 유도자기조립 공정은 높은 결함을 가지는 단점으로 인해, 반도체의 대량 생산 라인에 적용하는데 어려움을 겪고 있다. 블록공중합체의 유도자기조립 공정이 가지는 대표적인 결함에는 dis-location결함과 bridge결함이 있다. Dislocation은 유도자기조립에 특정한 결함이고 집적회로의 도선 자체를 바꾸는 결함이며, dislocation을 감소시키기 위해서는 키네틱 장벽을 넘을 수 있도록 블록공중합체의 열처리 조건을 조절할 수 있다. 또한 최근 연구를 통해, 화학적 패턴의 구조가 블록공중합체의 자기 조립 현상을 개선시켜 dislocation 결함을 감소시키는 것이 가능함을 확인하였다. 하지만, bridge 결함에 대해서는 결함의 원인과 소멸 방법에 대해 아직 충분한 연구가 이루어지지 않았다. 따라서 이 연구를 통해 화학적 패턴의 구조적인 변화가 bridge결함에 미치는 영향을 확인하고 이를 통해 bridge 결함이 생성되는 원인을 생각해보았다. 실험은 28nm의 주기를 가지는 PS-b-PMMA 블록공중합체를 LiNe공정에 기반으로 진행되었다.
