[發明專利]表面制備方法

在審

• 申請號: 201380033250.9
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN104508556A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: C.納瓦羅;K.艾索;C.布羅喬;S.迪爾海爾;G.弗勒里;S.格勞拜;G.哈齊奧安諾;J-M.蘭普諾克斯;J.沙弗
• 申請（專利權）人: 阿克馬法國公司;波爾多大學
• 主分類號: G03F7/038
• 分類號: G03F7/038;G03F7/40;B81C1/00;B82Y30/00;G03F7/00;B05D3/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 宋莉

本發明涉及通過光強度的空間分布制備促進有序性(order)和空間相干性(spatial?coherence)的浮雕一般的(顯著的，in?relief)表面的方法，所述表面用作在表面上的覆蓋層(overlayer)(特別是嵌段共聚物的覆蓋層)的在納米和微米尺度上的組織(構造，organization)的導向裝置(導向體，guide)。

因為嵌段共聚物的用于納米結構化(納米構造)的能力，它們在電子和光電子領域中的使用現在是公知的。這尤其是說明在Cheng等的文章中(ACS?nano，Vol.4，No.8，4815-4823，2010)。可在小于50nm的尺度上使嵌段共聚物的隔離(偏析，segregation)所固有的域(疇，domain)的排列結構化和導向，同時非常強地限制組織中缺陷的密度。

然而，所期望的結構化(例如產生垂直于表面的域，其在有序的排列中沒有缺陷)需要制備載體，在該載體上沉積嵌段共聚物以控制該域的排列，同時消除缺陷(向錯、位錯等)。在已知的可能性中，更特別地使用兩種技術:物理外延(制圖外延法)和化學外延。它們都基于產生基序(圖案，motif)(分別為形貌的(地形的)和化學的/表面)的網絡，其具有比嵌段共聚物高的周期性，但是具有與其的公度性(commensurability)。在這種類型的表面上嵌段共聚物自組裝為薄膜于是導致沒有缺陷(單獨顆粒(單個晶粒，single?grain))的二維網絡。

在文獻中廣泛描述的這些技術容許在大的表面上的嵌段共聚物的排列，而不產生缺陷。但是，這些技術的使用是長期的和昂貴的。

申請人已經發現用含有能異構化的官能團的(共)-聚合物涂覆的表面容許，在暴露于光強度的空間分布之后，產生浮雕一般的基序。這些基序容許以沒有缺陷的結構化沉積嵌段共聚物，當整齊地(neatly)調節涂覆浮雕一般的表面的嵌段共聚物層的厚度時，這是短時間的和低成本的。根據本發明的有利變型，所述含有能異構化的官能團的(共)-聚合物包括能交聯的官能團。當含有所述嵌段共聚物的溶液易于增溶所述含有能異構化的官能團的(共)-聚合物時，這是尤其有用的。在相反的情況中，也就是說當嵌段共聚物的溶液不增溶所述含有能異構化的官能團的(共)-聚合物時，不必在所述含有能異構化的官能團的(共)-聚合物上具有可交聯的官能團。

在根據本發明的處理的表面上自組裝嵌段共聚物的方法受到熱力學定律支配。例如，當所述自組裝導致具有P6/mm型對稱的圓柱型形態時，如果沒有缺陷則每個圓柱被6個等距離的相鄰圓柱包圍。對于具有P4/mm型對稱的圓柱形態，如果沒有缺陷則每個圓柱被4個等距離的相鄰圓柱包圍。有幾種對共聚物膜中存在的缺陷進行量化的方式。第一種方式由以下構成：通過評價所考慮的域周圍的最近相鄰者的數目，對膜中的拓撲缺陷的數目直接進行計數。例如，在具有P6/mm型對稱的圓柱型形態的情況下，如果四個、五個或者七個圓柱包圍所考慮的域，將認為存在缺陷。在嵌段共聚物膜中發現2D網絡的自組織的程度的第二種方式在于：通過建立域中心的到最近相鄰者的距離的分布的函數，評價包圍所考慮的域的各域之間的平均距離。實際上，起初對于3D體系公式化的Lindemann標準是指，當納米域的位移的平方根<u(r)²>^1/2(其中r限定納米域的中心的位置)超過晶格周期p的10％時晶格熔融(過渡到液態)的開始。通過修改該標準，變得可使它適用于2D體系，盡管后者不具有長程有序性(long-range?order)。因此，由于所提及的分歧，兩個相鄰域的位移的均方偏差<(u(r+p)-u(r))²>(其根據定義等于方差σ²)是比它優選的。[W.Li，F.Qiu，Y.Yang，and?A.C.Shi，Macromolecules?43，1644(2010)；K.Aissou，T.Baron，M.Kogelschatz，and?A.Pascale，Macromol.40，5054(2007)；R.A.Segalman，H.Yokoyama，and?E.J.Kramer，Adv.Matter.13，1152(2003)；R.A.Segalman，H.Yokoyama，and?E.J.Kramer，Adv.Matter.13，1152(2003)]。為了確定拓撲缺陷，常規使用組合的圖表和/或Delaunay三角測量。在將圖像二元化之后，鑒別各域的中心。然后Delaunay三角測量和/或圖表使得可鑒別第一有序(一級)相鄰者的數目，而域中心的離最接近的相鄰者的距離的分布函數使得可量化兩個最接近的相鄰者之間的平均偏差。因此可量化缺陷的數目。該計數方法描述于Tiron等的文章中(J.Vac.Sci.Technol.B?29(6)，1071-1023，2011)。