Plasma etching of high-χ block copolymers

Gravure plasma de copolymères à bloc dit « high-χ » Pour les nœuds technologiques inférieurs à 10 nm, la lithographie conventionnelle a atteint ses limites en termes de résolution des motifs et de nouvelles techniques sont étudiées pour poursuivre la miniaturisation des transistors. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'auto-assemblage dirigé (DSA) de copolymères à blocs, qui est une solution prometteuse à faible coût pour obtenir des motifs de haute densité avec des dimensions inférieures à 10 nm. Deux des aspects les plus importants de la technologie DSA sont le contrôle de l'orientation du copolymère à blocs et le retrait sélectif d'un bloc vis-à-vis de l'autre avant le transfert des motifs. Ainsi, dans le chapitre III, nous avons évalué et optimisé les différentes étapes de gravure du procédé d'alignement par chemo-épitaxie Arkema-CEA (ACE), notamment en ce qui concerne leur impact sur l'alignement et la défectivité des copolymères à blocs. Les résultats obtenus nous ont permis d'aligner un copolymère à blocs PS-b-PMMA en motifs ligne/espace sans aucun type de défaut d'alignement ou de décollement, ce qui se traduit par 0 défaut/100 µm². Dans les chapitres IV et V, nous avons étudié la gravure plasma de copolymères à blocs dit « high-χ », qui présentent un espacement entre les motifs (« pitch ») plus petit en raison d’une plus forte ségrégation de phase entre les deux blocs. Deux types de copolymères à blocs « high-χ » ont été étudiés, l'un purement organique (PS-b-PMMA modifié) et l'autre contenant du silicium (PS-b-PDMSB), présentant tous deux un « pitch » de 18 nm et un CD de 9 nm. Pour les deux copolymères à blocs, nous avons développé différentes approches de gravure plasma pour retirer sélectivement une phase tout en conservant suffisamment de budget de l'autre bloc afin de transférer les motifs ligne/espace. En utilisant ces approches, le transfert des motifs dans différentes sous-couches est démontré pour les deux copolymères à blocs « high-χ ».