Among bottom-up assemblies, directed self-assembly of block copolymer offers the potential to complement the top-down lithography due to its cost effectiveness and simple process. Block copolymer nanostructures self-organized through their phase separation can be applied to serve as passivation layers or nanoscale templates for the production of small devices which continuously evolve such as memory devices. In this study, lamellar patterns like finger-print at the nanometer scale were fabricated via directed self-assembly of symmetric PS-b-PMMA copolymer. The vertical orientation of the thin film was induced by controlling the properties of the surface using the random copolymer. First, morphological evolution was intensively observed by varying the thickness of the block copolymer thin film and by varying the annealing process conditions leading to nanostructure formation of the microdomains. Finally, the PMMA block was selectively removed by ultra-violet ozone (UVO) and acetic acid etching. Etching time was then controlled to produce the thin film with desired morphology and thickness.

Bottom-up 리소그래피 방식 중 하나인 블록 공중합체 직접 자기조립 기술은 비용 면에서 효율적이며 단순한 공정으로 인해 top-down 방식의 리소그래피를 보완할 수 있는 잠재력을 제공한다. 상 분리를 통해 자기 조립되는 블록 공중합체는 나노 템플릿을 제작하여 메모리 디바이스와 같은 계속해서 발전되는 소형장치를 제조하는데 응용될 수 있다. 본 연구에서는 PS-b-PMMA 블록 공중합체의 직접 자기 조립 성질을 통하여 나노미터 규모의 지문 형태와 같은 대칭성을 가진 라멜라 패턴을 제작하였다. 랜덤 공중합체를 이용하여 표면의 성질을 제어함으로써 박막의 수직 배향을 유도했다. 블록 공중합체 박막의 두께를 변화시키고 어닐링 공정조건을 다양하게 함으로써 블록 공중합체 패턴의 형태학적 변화를 관찰하였다. 나노트렌치 구조를 형성하기 위해 ultra-violet ozone(UVO) 노출 및 아세트산 에칭을 통해 PMMA를 선택적으로 제거하였으며, 원하는 형태와 두께의 박막을 제조하기 위해 에칭 시간의 제어를 실시하였다.

Keywords: block copolymer, self-assembly, lamella, annealing, etching