通过热退火实现聚(4-氯苯乙烯-b-甲基丙烯酸酯)嵌段共聚物的定向自组装，以制备尺寸小于10纳米的结构

《ACS Applied Nano Materials》：Directed Self-Assembly of Poly(4-chlorostyrene-b-methyl acrylate) Block Copolymers for Sub-10 nm Features via Thermal Annealing

定向自组装（DSA）技术中，合成高Flory–Huggins相互作用参数（χ）且表面能（γ）匹配的嵌段共聚物（BCPs）对实现14.1 nm最小周期和7.5 nm特征尺寸至关重要。该研究成功在193i光刻化学图案化硅片上完成7倍密度倍增的DSA，验证了P4ClS-b-PMA作为半导体制造候选材料的潜力。

　　

嵌段共聚物（BCPs）的定向自组装（DSA）在制造亚10纳米级的图案方面展现出巨大潜力，这对先进半导体技术的发展至关重要。需要开发具有较高Flory–Huggins相互作用参数（χ）以及组成块之间相似表面能（γ）的嵌段共聚物。本研究合成了能够形成层状结构的聚（4-氯苯乙烯-甲基丙烯酸酯）（P4ClS-b-PMA），并探讨了其DSA行为。P4ClS-b-PMA的Flory–Huggins相互作用参数（χ）高于聚（苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯）（PS-b-PMMA）和聚（苯乙烯-甲基丙烯酸酯）（PS-b-PMA），因此其可实现的最小周期（L?）达到了14.1纳米。值得注意的是，P4ClS和PMA块之间的表面能（γ）相似，这使得在经过表面处理的硅片上进行热退火处理时，P4ClS-b-PMA薄膜能够形成垂直取向的结构。通过在193纳米浸没光刻（193i）工艺制备的化学图案上应用7倍密度增强的DSA技术，成功制备出了特征尺寸约为7.5纳米的P4ClS-b-PMA薄膜。这些研究结果表明，P4ClS-b-PMA可能成为DSA光刻技术的理想候选材料。