[發明專利]納米結構的引導組裝方法

在審

• 申請號: 201710707303.0
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107403718A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 季生象;逄媛媛;萬雷
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;B82Y40/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王洋,趙青朵

1.一種納米結構的引導組裝方法，包括：

在基材上形成圖案；

在圖案上涂覆嵌段共聚物薄膜；所述嵌段共聚物包括式(I)或式(II)所示嵌段；

引導所述嵌段共聚物薄膜相分離自組裝形成垂直于基材的相疇；

去除所述相疇中的一相，未去除的相作為掩模將納米結構轉移刻蝕到基材上；

其中，R₁、R₂和R₃獨立的選自C1～C12的烷基及其衍生物、C3～C8的環烷基及其衍生物、C6～C30的芳基及其衍生物以及C4～C30的雜環基。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述嵌段共聚物包括式(I)所示嵌段或式(II)所示由兩種單體無規共聚形成的嵌段：

其中，R₁、R₂和R₃獨立的選自C1～C6的烷基及其衍生物、C3～C6的環烷基及其衍生物、C6～C25的芳基及其衍生物、呋喃及其衍生物、噻吩及其衍生物、吡咯及其衍生物、咪唑及其衍生物、吡啶及其衍生物、哌啶及其衍生物、哌嗪及其衍生物。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述嵌段共聚物選自AB型嵌段共聚物、ABA型或BAB型嵌段共聚物、A_xB_y型嵌段共聚物(x≥1，y≥2)、刷型共聚物中的一種或幾種。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述嵌段共聚物的B嵌段由以下單體中的一種聚合得到，或者由以下單體中的兩種無規共聚得到：

丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸芐酯、丙烯酸-1-苯甲醇酯、丙烯酸-1-苯乙醇酯和丙烯酸二苯甲醇酯；

所述B嵌段在所述嵌段共聚物中的體積分數為5-95％。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述嵌段共聚物的A嵌段由以下結構中的一種或多種組合得到：

聚苯乙烯、聚乙烯基吡啶、聚異戊二烯、聚丁二烯、聚二甲基硅氧烷、聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚乙烯、聚丙烯、聚丙交酯、聚乙丙交酯或聚碳酸酯以及它們的衍生物。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在基材上形成圖案的方法具體為：

在基材上涂覆可交聯的或帶有反應性官能團的聚合物，熱處理得到聚合物刷或聚合物氈；

將光敏材料涂覆于所述聚合物刷/氈上，用光刻法或電子束蝕刻法對所述光敏材料進行刻蝕；

對刻蝕后的基底進行顯影處理，采用等離子體、X-射線等氧化曝光區域，得到具有圖案的基材。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述圖案為納米尺寸的兩親性二維化學圖案或納米級高度的點陣及線型的三維圖案；圖案的周期L_s＝nL₀，其中L₀為嵌段共聚物相分離的周期，n≥1。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述引導所述嵌段共聚物相分離自組裝形成垂直于基材的相疇的方法為加熱處理、溶劑處理或其組合的方法；

所述加熱處理的溫度為50～600℃；所述加熱處理的時間1ms～3d；

所述溶劑處理的溫度為20～200℃，所述處理時間為1min～7d。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除所述相疇中的一相中的去除方法為刻蝕、光降解或者光分解。