本發(fā)明專利技術(shù)涉及在材料表面形成圖像的方法。提供了其上具有聚合物膜的基材。聚合物是選擇性反應(yīng)活性聚合物(例如，熱力學(xué)不穩(wěn)定的)：其能夠通過適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)而解聚。使用探針在膜上形成圖像。在圖案形成中，膜被局部激發(fā)來解聚聚合物鏈。因此，基本的主意是提供給聚合物材料以激發(fā)，其反過來同時分解，例如形成揮發(fā)性組分。例如，膜被熱激發(fā)，以便斷裂聚合物鏈中的一個分子鍵，其足以觸發(fā)整個聚合物鏈的降解反應(yīng)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】在含有解聚的聚合物鏈的膜上形成納米級的圖案專利
本專利技術(shù)涉及在材料的表面形成圖案的基于探針的方法，諸如掃描探針平版印刷 (scanning probe lithography，在下文中稱為SPL)。特別地，其可涉及在材料表面形成高分辨率圖案，諸如納米級圖案，其部件尺寸例如低于32納米(nm)。專利技術(shù)背景平版印刷是生產(chǎn)二維形狀圖案的方法，所述二維形狀圖案由圖像基本元素，諸如線和像素，其在材料層內(nèi)、諸如例如在涂覆在半導(dǎo)體器件上的光刻膠內(nèi)，來組成。普通的照相平版印刷(photolithography，也被稱為光刻，optical lithography)，當(dāng)部件尺寸降低到，例如低于45nm，會遇到問題。這些問題源自基礎(chǔ)性問題，諸如來自光的低波長、光刻膠收縮(photoresist collapse)，用于低波長光的透鏡系統(tǒng)質(zhì)量和掩模費用的問題。為了克服這些問題，需要備選的解決方案。此類備選解決方案的實例在所謂的納米平版印刷領(lǐng)域是已知的，其可被看做高分辨率的表面圖案形成。納米平版印刷指的是納米級結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)，其包括具有至多約IOOnm的一維尺寸的圖案(因此與照相平版印刷部分地重疊)。在常規(guī)的照相平版印刷之外，它們進一步這樣的技術(shù)，如帶電顆粒平版印刷(離子或電子束)，納米壓印平版印刷(nanoimprint lithography)及其變體，和SPL(用于形成納米級圖案)。SPL，例如在 Chemical Reviews, 1997，第 97 卷第 1195 到 1230 頁，“Nanometer-scale Surface Modification Using the Scanning Probe microscope :Progress since 1991 ", Nyffenegger等人和在此引用的參考文獻中有詳細描述。一般地，SPL用來描述平版印刷方法，其中探針尖端在表面移動來形成圖案。掃描探針平版印刷使用掃描探針顯微鏡(SPM)技術(shù)。SPM技術(shù)依賴于用緊密地靠近樣品表面的探針，例如尖銳的尖端，進行掃描，同時控制探針與表面的相互作用。此后可獲得樣品表面的確認圖像(confirming image)，一般使用與樣品的光柵掃描(raster scan)中相同的掃描探針。在光柵掃描中，該探針-表面之間的相互作用被記錄為位置的函數(shù)，并且作為數(shù)據(jù)點二維網(wǎng)格產(chǎn)生圖像。通過SPM實現(xiàn)的橫向分辨率隨著作為其基礎(chǔ)的技術(shù)而不同在一些情況下可實現(xiàn)原子分辨率。使用壓電驅(qū)動器來，在高達好于原子尺度的任何想要的長度尺度上精密、準確地執(zhí)行掃描移動。SPM的兩個主要類型是掃描隧道顯微術(shù)(STM)和原子力顯微術(shù)(AFM)。在下文中，縮寫詞STM/AFM可指的是，或者顯微術(shù)，或者顯微鏡本身。特別地，AFM是一種設(shè)備，其中樣品外形被改變，或者通過安裝在懸臂末端的探針來檢測。在樣品掃描時，在探針和樣品表面之間的相互作用引起懸臂的旋轉(zhuǎn)扭曲(pivotal deflection) 0由此通過檢測該探針的扭曲來測定樣品的外形。同時，通過控制懸臂的扭曲或探針的物理性能，表面外形可被改變來在樣品上產(chǎn)生圖案。按照該概念，在SPL設(shè)備中，探針在功能性表面上進行光柵掃描，并且對功能性材料進行局部相互作用。通過該相互作用，表面上的材料被移除或者改變。在這方面，可以區(qū)分以下這些-構(gòu)造性的探針平版印刷，其中圖案通過轉(zhuǎn)移化學(xué)物質(zhì)到表面形成；和_破壞性的探針平版印刷，由通過提供能量(機械，熱，光子，離子，電子，X射線等等)來物理地和/或化學(xué)地將基材表面進行變形組成。因此，SPL是適用于納米平版印刷的技術(shù)。表面的高分辨率圖案形成與數(shù)個領(lǐng)域的技術(shù)有關(guān)，諸如，光刻，用于快速原型制作的圖案形成，表面的直接官能化，用于光學(xué)和壓印平版印刷的掩模生產(chǎn)，和數(shù)據(jù)存儲。特別地，平版印刷可以用于微電子裝置的制造。在這種情況下，傳統(tǒng)平版印刷之后，主要應(yīng)用了電子束(或e-beam)和探針型平版印刷。對于高分辨率光學(xué)掩模和納米壓印掩模制造，電子束平版印刷術(shù)現(xiàn)在是標準技術(shù)。然而，當(dāng)接近高分辨率時，對于電子束掩模/母版(master)制造的寫入時間會不利地增加。作為可能的備選方案，用于所述圖案形成的探針的使用仍然在研發(fā)中。在高分辨率(< 32nm)時，單一電子束的速度和單一探針結(jié)構(gòu)匯合到了一起。在數(shù)據(jù)存儲的情況下，已經(jīng)建議了各種手段來將探針用于存檔領(lǐng)域的儲存中。然而，主要挑戰(zhàn)在于獲得長的字節(jié)保留。熱機械壓入(thermomechanical indentation)的使用允許例如達到令人滿意的數(shù)據(jù)的耐久和保留。然而，熱機械手段產(chǎn)生了在機械應(yīng)力下固有的壓痕。因此，它難以獲得超過十年的保留時間，而這個時間通常在存檔領(lǐng)域中是需要的。本專利技術(shù)的概述在一個實施方案中，本專利技術(shù)提供了一種探針型方法，用于在材料上形成圖案，包括提供具有包含聚合物鏈的聚合物膜的材料，所述聚合物鏈能夠通過激發(fā)來解聚；并且， 用納米級尺寸的探針來在膜上形成圖案，其通過激發(fā)膜以觸發(fā)膜的聚合物鏈的解聚反應(yīng)來進行。在其它實施方案中，該方法可以包括一個或多個下列特征-提供的聚合物膜包含聚合物鏈，其通過能量或者化學(xué)改性來觸發(fā)解聚反應(yīng)，并且其中圖案的形成包括激發(fā)膜，使得在至少一個聚合物鏈中發(fā)生能量或者化學(xué)改性；-提供的聚合物膜包含能夠通過斷裂其一個化學(xué)鍵來解聚的聚合物鏈，其中圖案的形成包括激發(fā)膜，使得斷裂至少一個聚合物鏈的一個鍵；-圖案的形成包括，使得探針提供能量到膜上，來激活化學(xué)反應(yīng)，所述反應(yīng)包括接近聚合物鏈的反應(yīng)物，該化學(xué)反應(yīng)允許至少一個聚合物鏈進行解聚；-該反應(yīng)物是酸_產(chǎn)生物；-聚合物膜具有包含其中的酸-產(chǎn)生物，所述酸_產(chǎn)生物在圖案形成過程中被激活；-該酸-產(chǎn)生物在圖案形成中通過探針進行分布；-該酸-產(chǎn)生物是熱-酸-產(chǎn)生物，該熱-酸-產(chǎn)生物通過在圖案形成過程中被加熱的探針激活；-該酸-產(chǎn)生物是光-酸-產(chǎn)生物，該光-酸-產(chǎn)生物在圖案形成過程中通過光照激活；-提供的材料的膜包含聚醛；-該方法進一步包括，在提供以前，合成聚合物，使得聚合物鏈具有基本上相同的長度；-合成聚合物，包括合成聚(鄰苯二醛)；-將該聚(鄰苯二醛)聚合物合成為嵌段共聚物；-聚合通過催化劑進行，催化劑包含N-雜環(huán)卡賓；-聚合通過催化劑進行，該催化劑包括二聚磷腈堿(phosphazenebase) 1_叔丁基-2，2，4，4，4-五(二甲基氨基)-2 Λ 5，4 Λ 5-索烴二(磷腈)(P2_t_Bu，l-tert-butyl-2， 2,4,4,4-pentakis(dimethyl amino)-2 A5,4 A 5-catena di (phosphazene)；-聚合物的合成進一步通過親核引發(fā)劑來進行；-該方法進一步包括通過淬滅聚合物鏈來終止聚合物的合成；和-圖案的形成進一步包括在膜上形成分子的三維圖案。在另一方面，本專利技術(shù)的另一實施方案可以是一種包括聚合物膜的材料，所述膜包括能夠通過激發(fā)來解聚的聚合物鏈；和在膜中的納米級尺寸的圖案，該圖案根據(jù)本專利技術(shù)的方法來獲得。根據(jù)又一方面，本專利技術(shù)的另一實施方案可以是在材料的聚合物膜中讀出納米級尺寸圖案的方法，其包括提供本專利技術(shù)的材料；并且讀出圖案。本專利技術(shù)的具體方法和材料將通過非限制性的實例，并參考附圖，在下文進行描述。數(shù)個本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：U·T·迪里希，J·E·弗洛莫，B·W·格茨曼，J·L·海德里克，A·W·科諾爾，R·D·米勒，D·S·皮雷，C·G·韋德，
申請(專利權(quán))人：國際商業(yè)機器公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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