本发明专利技术涉及在材料表面形成图像的方法。提供了其上具有聚合物膜的基材。聚合物是选择性反应活性聚合物(例如，热力学不稳定的)：其能够通过适当的激发而解聚。使用探针在膜上形成图像。在图案形成中，膜被局部激发来解聚聚合物链。因此，基本的主意是提供给聚合物材料以激发，其反过来同时分解，例如形成挥发性组分。例如，膜被热激发，以便断裂聚合物链中的一个分子键，其足以触发整个聚合物链的降解反应。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在含有解聚的聚合物链的膜上形成纳米级的图案专利
本专利技术涉及在材料的表面形成图案的基于探针的方法，诸如扫描探针平版印刷 (scanning probe lithography，在下文中称为SPL)。特别地，其可涉及在材料表面形成高分辨率图案，诸如纳米级图案，其部件尺寸例如低于32纳米(nm)。专利技术背景平版印刷是生产二维形状图案的方法，所述二维形状图案由图像基本元素，诸如线和像素，其在材料层内、诸如例如在涂覆在半导体器件上的光刻胶内，来组成。普通的照相平版印刷(photolithography，也被称为光刻，optical lithography)，当部件尺寸降低到，例如低于45nm，会遇到问题。这些问题源自基础性问题，诸如来自光的低波长、光刻胶收缩(photoresist collapse)，用于低波长光的透镜系统质量和掩模费用的问题。为了克服这些问题，需要备选的解决方案。此类备选解决方案的实例在所谓的纳米平版印刷领域是已知的，其可被看做高分辨率的表面图案形成。纳米平版印刷指的是纳米级结构的制造技术，其包括具有至多约IOOnm的一维尺寸的图案(因此与照相平版印刷部分地重叠)。在常规的照相平版印刷之外，它们进一步这样的技术，如带电颗粒平版印刷(离子或电子束)，纳米压印平版印刷(nanoimprint lithography)及其变体，和SPL(用于形成纳米级图案)。SPL，例如在 Chemical Reviews, 1997，第 97 卷第 1195 到 1230 页，“Nanometer-scale Surface Modification Using the Scanning Probe microscope :Progress since 1991 ", Nyffenegger等人和在此引用的参考文献中有详细描述。一般地，SPL用来描述平版印刷方法，其中探针尖端在表面移动来形成图案。扫描探针平版印刷使用扫描探针显微镜(SPM)技术。SPM技术依赖于用紧密地靠近样品表面的探针，例如尖锐的尖端，进行扫描，同时控制探针与表面的相互作用。此后可获得样品表面的确认图像(confirming image)，一般使用与样品的光栅扫描(raster scan)中相同的扫描探针。在光栅扫描中，该探针-表面之间的相互作用被记录为位置的函数，并且作为数据点二维网格产生图像。通过SPM实现的横向分辨率随着作为其基础的技术而不同在一些情况下可实现原子分辨率。使用压电驱动器来，在高达好于原子尺度的任何想要的长度尺度上精密、准确地执行扫描移动。SPM的两个主要类型是扫描隧道显微术(STM)和原子力显微术(AFM)。在下文中，缩写词STM/AFM可指的是，或者显微术，或者显微镜本身。特别地，AFM是一种设备，其中样品外形被改变，或者通过安装在悬臂末端的探针来检测。在样品扫描时，在探针和样品表面之间的相互作用引起悬臂的旋转扭曲(pivotal deflection) 0由此通过检测该探针的扭曲来测定样品的外形。同时，通过控制悬臂的扭曲或探针的物理性能，表面外形可被改变来在样品上产生图案。按照该概念，在SPL设备中，探针在功能性表面上进行光栅扫描，并且对功能性材料进行局部相互作用。通过该相互作用，表面上的材料被移除或者改变。在这方面，可以区分以下这些-构造性的探针平版印刷，其中图案通过转移化学物质到表面形成；和_破坏性的探针平版印刷，由通过提供能量(机械，热，光子，离子，电子，X射线等等)来物理地和/或化学地将基材表面进行变形组成。因此，SPL是适用于纳米平版印刷的技术。表面的高分辨率图案形成与数个领域的技术有关，诸如，光刻，用于快速原型制作的图案形成，表面的直接官能化，用于光学和压印平版印刷的掩模生产，和数据存储。特别地，平版印刷可以用于微电子装置的制造。在这种情况下，传统平版印刷之后，主要应用了电子束(或e-beam)和探针型平版印刷。对于高分辨率光学掩模和纳米压印掩模制造，电子束平版印刷术现在是标准技术。然而，当接近高分辨率时，对于电子束掩模/母版(master)制造的写入时间会不利地增加。作为可能的备选方案，用于所述图案形成的探针的使用仍然在研发中。在高分辨率(< 32nm)时，单一电子束的速度和单一探针结构汇合到了一起。在数据存储的情况下，已经建议了各种手段来将探针用于存档领域的储存中。然而，主要挑战在于获得长的字节保留。热机械压入(thermomechanical indentation)的使用允许例如达到令人满意的数据的耐久和保留。然而，热机械手段产生了在机械应力下固有的压痕。因此，它难以获得超过十年的保留时间，而这个时间通常在存档领域中是需要的。本专利技术的概述在一个实施方案中，本专利技术提供了一种探针型方法，用于在材料上形成图案，包括提供具有包含聚合物链的聚合物膜的材料，所述聚合物链能够通过激发来解聚；并且， 用纳米级尺寸的探针来在膜上形成图案，其通过激发膜以触发膜的聚合物链的解聚反应来进行。在其它实施方案中，该方法可以包括一个或多个下列特征-提供的聚合物膜包含聚合物链，其通过能量或者化学改性来触发解聚反应，并且其中图案的形成包括激发膜，使得在至少一个聚合物链中发生能量或者化学改性；-提供的聚合物膜包含能够通过断裂其一个化学键来解聚的聚合物链，其中图案的形成包括激发膜，使得断裂至少一个聚合物链的一个键；-图案的形成包括，使得探针提供能量到膜上，来激活化学反应，所述反应包括接近聚合物链的反应物，该化学反应允许至少一个聚合物链进行解聚；-该反应物是酸_产生物；-聚合物膜具有包含其中的酸-产生物，所述酸_产生物在图案形成过程中被激活；-该酸-产生物在图案形成中通过探针进行分布；-该酸-产生物是热-酸-产生物，该热-酸-产生物通过在图案形成过程中被加热的探针激活；-该酸-产生物是光-酸-产生物，该光-酸-产生物在图案形成过程中通过光照激活；-提供的材料的膜包含聚醛；-该方法进一步包括，在提供以前，合成聚合物，使得聚合物链具有基本上相同的长度；-合成聚合物，包括合成聚(邻苯二醛)；-将该聚(邻苯二醛)聚合物合成为嵌段共聚物；-聚合通过催化剂进行，催化剂包含N-杂环卡宾；-聚合通过催化剂进行，该催化剂包括二聚磷腈碱(phosphazenebase) 1_叔丁基-2，2，4，4，4-五(二甲基氨基)-2 Λ 5，4 Λ 5-索烃二(磷腈)(P2_t_Bu，l-tert-butyl-2， 2,4,4,4-pentakis(dimethyl amino)-2 A5,4 A 5-catena di (phosphazene)；-聚合物的合成进一步通过亲核引发剂来进行；-该方法进一步包括通过淬灭聚合物链来终止聚合物的合成；和-图案的形成进一步包括在膜上形成分子的三维图案。在另一方面，本专利技术的另一实施方案可以是一种包括聚合物膜的材料，所述膜包括能够通过激发来解聚的聚合物链；和在膜中的纳米级尺寸的图案，该图案根据本专利技术的方法来获得。根据又一方面，本专利技术的另一实施方案可以是在材料的聚合物膜中读出纳米级尺寸图案的方法，其包括提供本专利技术的材料；并且读出图案。本专利技术的具体方法和材料将通过非限制性的实例，并参考附图，在下文进行描述。数个本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：U·T·迪里希，J·E·弗洛莫，B·W·格茨曼，J·L·海德里克，A·W·科诺尔，R·D·米勒，D·S·皮雷，C·G·韦德，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：
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