專利名稱：形成納米結(jié)構(gòu)的方法和納米結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在襯底上排列(align)嵌段共聚物的微疇 (microdomain)的方法以及由此形成的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
小型化是改進(jìn)器件性能和降低芯片制造成本的推動力。當(dāng)前的光 刻技術(shù)是基于"自上而下"的方法，其中借助于通過預(yù)先定義的掩模進(jìn) 行光學(xué)投影而將圖案成像到抗蝕劑上。然而，擴(kuò)展該方法來創(chuàng)建具有 納米尺度的圖案卻日益困難且成本高昂。所以，需要一種實(shí)際且經(jīng)濟(jì) 的方法來創(chuàng)建具有納米尺度尺寸的圖案。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及一種方法，包括 提供第一嵌段共聚物；提供具有高能(energetically)中性表面層的襯底，所述表面層具 有至少一個(gè)整體布置在其上的溝槽，所述至少一個(gè)溝槽包括基本上平 坦的第一側(cè)壁和與所述第一側(cè)壁相對且基本上平坦的第二側(cè)壁，其中 所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁基本上垂直于與所述表面層，所述第一 側(cè)壁和所述第二側(cè)壁隔開與所述至少一個(gè)溝槽的底面的寬度對應(yīng)的 距離；在所述至少一個(gè)溝槽內(nèi)形成第一膜，所述第一膜包括所述第一嵌 段共聚物；在所述第一膜內(nèi)組裝所述第一嵌段共聚物的成線微疇，所述第一 嵌段共聚物的所述微疇在所述第一膜內(nèi)形成第一自組裝結(jié)構(gòu)，所述第 一自組裝結(jié)構(gòu)的取向?yàn)榕c所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁基本上垂直，而與所述表面層基本上平行；從所述第一膜去除至少一個(gè)微疇，使得在所述溝槽中保留取向結(jié) 構(gòu)，其中所述取向結(jié)構(gòu)的取向?yàn)榕c所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁基本 上垂直，而與所述表面層基本上平行；提供第二嵌段共聚物；在所述至少一個(gè)溝槽內(nèi)形成第二膜，所述第二膜包括所述第二嵌 段共聚物；以及在所述第二膜內(nèi)組裝所述第二嵌段共聚物的成線微疇，所述第二 嵌段共聚物的所述成線微疇在所述第二膜內(nèi)形成第二自組裝結(jié)構(gòu)，所 述第二自組裝結(jié)構(gòu)的取向?yàn)榕c所述取向結(jié)構(gòu)基本上垂直，而與所述第 一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁基本上平行。本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)，包括具有表面層的襯底，所述表面層被配置成使嵌段共聚物形成成線 微疇，所述表面具有至少一個(gè)整體布置在其上的溝槽，所述至少一個(gè) 溝槽包括基本上平坦的第一側(cè)壁和與所述第一側(cè)壁相對且基本上平 坦的第二側(cè)壁，其中所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁基本上垂直于與所 述表面層，所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁隔開與所述至少一個(gè)溝槽的 底面的寬度對應(yīng)的距離；至少一個(gè)無機(jī)取向結(jié)構(gòu)，其被布置在所述至少一個(gè)溝槽內(nèi)，所述 至少一個(gè)結(jié)構(gòu)的取向?yàn)榕c所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁基本上垂直 并與所述表面層基本上垂直；以及嵌段共聚物膜，其被布置在所述至少一個(gè)溝槽中，其中所述嵌段 共聚物包括含有第一聚合物的第一嵌段，所述第一嵌段與包括第二聚 合物的第二嵌段共價(jià)鍵合，從而形成嵌段共聚物的重復(fù)單元，所述第一聚合物和第二聚合物是不同的，其中所述嵌段共聚物的成線微疇被 排列成與所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁基本上平行，而與所述至少一個(gè)無機(jī)取向結(jié)構(gòu)基本上垂直。本發(fā)明涉及一種方法，包括提供具有表面層的襯底，所述表面層被配置成使嵌段共聚物形成成線微疇，所述表面具有至少一個(gè)整體布置在其上的溝槽，所述至少 一個(gè)溝槽包括基本上平坦的第一側(cè)壁和與所述第一側(cè)壁相對且基本 上平坦的第二側(cè)壁，其中所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁基本上垂直于 與所述表面層，所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁隔開與所述至少一個(gè)溝槽的底面的寬度對應(yīng)的距離;提供至少一個(gè)第一取向結(jié)構(gòu)，其被布置在所述至少一個(gè)溝槽內(nèi)， 所述至少一個(gè)第一取向結(jié)構(gòu)的取向?yàn)榕c所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè) 壁基本上垂直而與所述表面層基本上平行；在所述至少一個(gè)溝槽中形成膜，所述膜包括嵌段共聚物，所述嵌 段共聚物包括第一聚合物嵌段的成線微疇和第二聚合物嵌段的層片 狀孩i疇；以及從所述膜中去除至少一個(gè)微疇，使得至少一個(gè)第二取向結(jié)構(gòu)保留 在所述至少一個(gè)溝槽中，其中所述至少一個(gè)第二取向結(jié)構(gòu)的取向?yàn)榕c 所述至少一個(gè)第一取向結(jié)構(gòu)基本上垂直而與所述第一側(cè)壁和所述第 二側(cè)壁基本上平行。本發(fā)明提供了一種實(shí)際且經(jīng)濟(jì)的方法來創(chuàng)建具有納米尺度尺寸 的圖案。


本發(fā)明的特征在所附權(quán)利要求中被闡明。然而，當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行 閱讀時(shí)，通過參考以下說明性實(shí)施例的詳細(xì)說明將最好地理解發(fā)明本身。圖l是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有襯底層和整體布置在其上的高能 (energetically)中性表面層的襯底的透視表示。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1截面的截面視圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有高能中性表面層以及至少一 個(gè)溝槽(trough)和多個(gè)側(cè)壁的襯底。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有高能中性表面層的襯底，其 特征在于具有至少一個(gè)溝槽，其中取向結(jié)構(gòu)保留在溝槽中。圖5是圖解說明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在第二膜涂敷在溝槽中之 后圖4的襯底，其中已從第二膜中去除至少一個(gè)微疇。圖6是圖解說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的概括方法步驟的流程圖。圖7A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在村底的高能中性表面層上的溝槽 中的結(jié)構(gòu)的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像，其由嵌段共聚物和可混溶材 料的組合的膜而形成。圖7B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在村底的高能中性表面層上的溝槽 中的結(jié)構(gòu)的SEM圖像，其由膜形成，其中側(cè)壁之間的間隔大于圖7A 中側(cè)壁之間的間隔。圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在具有至少一個(gè)溝槽的襯底的高能中 性表面層上的取向結(jié)構(gòu)704的SEM圖像，其中溝槽具有成角的形狀且 側(cè)壁彼此相互不平行。圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在襯底的高能中性表面層上的溝槽中 的結(jié)構(gòu)的SEM圖像。
具體實(shí)施方式
盡管將詳細(xì)地示出和說明本發(fā)明的一些實(shí)施例，但是應(yīng)該理解 可在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下進(jìn)行各種改變和調(diào)整。本發(fā) 明的范圍將不限于構(gòu)成組件的數(shù)量、其材料、其形狀以及其相關(guān)的結(jié) 構(gòu)等，并且只公開了作為實(shí)施例的示例的本發(fā)明的范圍。結(jié)合附圖詳 細(xì)地圖解說明了本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，其中在所有的附圖中類似的附 圖標(biāo)記表示類似的元素。盡管附圖旨在圖解說明本發(fā)明，但附圖不必 要按比例畫出。以下是一些定義這里所使用的"單體，，是可進(jìn)行聚合的分子，由此該單體對大分 子、低聚物、嵌段(block)和鏈等基本上結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)構(gòu)成單元。這里所使用的"聚合物，，是包括多個(gè)重復(fù)的較小的單元或分子(單 體)的大分子，其由共價(jià)鍵合或經(jīng)過其它方式結(jié)合在一起的較小單元或 分子而實(shí)際地或概念地得到。聚合物可以是天然的或合成的。這里所使用的"共聚物"是由多于一種單體得到的聚合物。 這里所使用的"嵌段共聚物"是包括多于一種單體的共聚物，其中 該單體呈現(xiàn)為嵌段。單體的每個(gè)嵌段包括單體的重復(fù)序列。以下示出了表示嵌段共聚物的表達(dá)式(l):(1) -(A)a-(B)b畫(C)c-(D)d畫其中A、 B、 C和D表示單體單元,而下標(biāo)"a"、 "b"、 "c"和"d，，分別表示A、 B、 C和D的重復(fù)單元的數(shù)目。以上引用的表示式并不意味著對用于本發(fā)明實(shí)施例的嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了限制。前述共聚物 的單體可根據(jù)本發(fā)明的方法被單獨(dú)或?qū)⑵浣M合起來使用。雙嵌段共聚物具有兩種不同聚合物的嵌段。以下示出了表示雙嵌 段共聚物的表達(dá)式(2):(2) 畫(A)m畫(BV其中下標(biāo)"m"和"n"分別表示A和B的重復(fù)單元的數(shù)目。雙嵌段共 聚物的符號可被縮寫為A-b-B，其中A表示第一嵌段B的聚合物，B表 示第二嵌段的聚合物，而-b-表示其為A和B的嵌段的雙嵌段共聚物。 例如，PS-b-PEO表示聚苯乙烯(PS)和聚(環(huán)氧乙烷)(PEO)的雙嵌段共 聚物。這里所使用的"可交聯(lián)聚合物，，是在聚合物中具有從其中可發(fā)出 至少 一個(gè)聚合物鏈的小區(qū)域的聚合物，并且可通過包括在現(xiàn)有聚合物 上的點(diǎn)(cite)或基(group)的反應(yīng)形成該至少一個(gè)聚合物鏈，或者可通 過現(xiàn)有聚合物之間的相互作用形成該至少一個(gè)聚合物鏈。該小區(qū)域可 以是原子、原子團(tuán)、通過鍵合連接的多個(gè)分支點(diǎn)、多個(gè)原子團(tuán)或聚合 物鏈。通常，交聯(lián)(crosslink)是共價(jià)結(jié)構(gòu)，但是該術(shù)語也被用來描述 較弱的化學(xué)相互作用、微晶部分、甚至諸如相分離和糾纏的物理作用 的點(diǎn)。這里所使用的"形態(tài)"描述了物質(zhì)、材料等的形式、形狀和結(jié)構(gòu)等 以及其它物理和化學(xué)屬性(例如，彈性模量和介電常數(shù)等。如下文所 述)。這里所使用的"兩親(amphiphilic)"被用來描述這樣的分子和大分子，其是或部分具有構(gòu)成該分子和大分子的極性和非極性部分兩 者。這里所使用的"熱固聚合物"是軟固態(tài)或粘性狀態(tài)的聚合物或預(yù) 聚物，其通過固化而不可逆地變成不可熔化、不可溶解的聚合物網(wǎng)絡(luò)。 通常，固化可通過熱作用或引起生熱的輻射作用或通過這兩種作用來 實(shí)現(xiàn)。此外，固化可通過產(chǎn)生導(dǎo)致生成催化劑的熱的熱作用和/或輻射 的作用來實(shí)現(xiàn)，該催化劑用來引起暴露區(qū)域中的交聯(lián)。這里所使用的"光固聚合物"是軟固態(tài)或粘性狀態(tài)的聚合物或預(yù) 聚物，其通過固化不可逆地變成不可熔化、不可溶解的聚合物網(wǎng)絡(luò)。通常，固化可通過將聚合物或預(yù)聚物暴露于光(UV、 IR、可見光等) 來實(shí)現(xiàn)。此外，固化可通過暴露于導(dǎo)致生成催化劑的輻射來實(shí)現(xiàn)，該 催化劑用來引起暴露區(qū)域中的交聯(lián)。這里所使用的"納米結(jié)構(gòu)"是尺度為大約l納米(nm)至100nm數(shù)量 級。該結(jié)構(gòu)的示例可包括但不限于具有固體成分和范圍為大約lnm至 大約100nm的最小結(jié)構(gòu)尺寸的納米棒、納米片、納米球、納米柱、納 米立方體、納米粒子、納米顆粒、納米絲和納米層片等。該結(jié)構(gòu)的進(jìn) 一步示例可包括但不限于球形納米孔、柱形納米孔、納米槽、納米隧 道和納米空洞等，它們的空洞或形狀由圍繞其的材料或基質(zhì)(matrix) 限定，并且具有范圍為大約lnm至大約100 nm的直徑。這里所使用的"襯底"是物質(zhì)體(例如，層或疊層(laminate)和材料 等)，其上可沉積或粘附聚合物或聚合材料。襯底可包括第I、 II、 III 和IV族元素的材料；塑性材料；二氧化硅、玻璃、熔融石英、云母、 陶瓷、沉積在前述襯底上的金屬及其組合等。這里所使用的"高能中性表面層"是這樣的表面層針對嵌段共聚 物中的聚合物嵌段或者關(guān)聯(lián)的功能團(tuán)或基團(tuán)(moiety)，該表面層的化 學(xué)和形態(tài)組成通過諸如離子鍵、偶極-偶極作用力、氫鍵和類似的分子 間作用力而基本上不提供優(yōu)先的或選擇性的親和力。圖1是具有襯底層101和整體布置在其上的高能中性表面層105的 襯底100的透視表示。表面層105的特征可以為具有至少一個(gè)溝槽102，溝槽102具有由溝槽102的底面106隔開的第一側(cè)壁103和第二側(cè)壁 104?？墒贡砻鎸?05具有單個(gè)溝槽102或多個(gè)溝槽的特征。側(cè)壁103和 側(cè)壁104可基本上相互平行。側(cè)壁103和側(cè)壁104與表面層105可基本上 垂直。至少一個(gè)溝槽102可具有線狀、弧狀、角狀及其形狀的組合等。
圖2是圖1的通過平面106的截面的截面視圖。圖2示出了其中溝槽 102的側(cè)壁103和側(cè)壁104可具有高度202并隔開距離201的實(shí)施例。側(cè) 壁103和側(cè)壁104的高度202可為大約30納米(nm)至大約200 nm，并由 大約20 nm至大約2000 nm的距離201隔開。
這些示例并不意味著對表面層105的形貌的形狀、尺寸或方向進(jìn) 行限制。例如，側(cè)壁103和側(cè)壁104可具有不同的高度。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有高能中性表面層105、至少一 個(gè)溝槽102以及側(cè)壁103和側(cè)壁104的襯底100。溝槽可涂敷有嵌段共聚 物的膜300。高能中性表面可使形成層片(lamellae -forming)的嵌段共 聚物相對于襯底界面垂直地排列。在膜內(nèi)的嵌段共聚物的聚合物嵌段 302和聚合物嵌段305的層片可自組裝，并使其相對于側(cè)壁103和側(cè)壁 104排列，這是由于聚合物嵌段(302或305)之一的高剛性以及嵌段共聚 物微疇的長持續(xù)長度。由所排列層片的所排列微疇形成的第一聚合物 嵌段305的自組裝結(jié)構(gòu)(納米結(jié)構(gòu))和第二聚合物嵌段302的自組裝結(jié)構(gòu) (納米結(jié)構(gòu))的取向可以為與側(cè)壁103和側(cè)壁104基本上垂直并與表面層 105基本上平行。在平行柱的情況下，相同的排列原理可適用于成線 (line-forming)的形態(tài)。例如，利用具有高能中性側(cè)壁的溝槽和優(yōu)選浸 濕的村底，形成嵌段共聚物的柱可被用來生成與溝槽側(cè)壁垂直排列的 線。
例如，可以用諸如聚己基異氰酸酯-b-聚苯乙烯 (polyhexylisocyanate畫b畫 polystyrene)和聚苯基會淋-b-聚笨乙彿 poly(phenylquinoline) -b畫polystyene之類的剛?cè)?rod-coil)嵌段共聚物 來形成膜，其中這些嵌段共聚物的一個(gè)疇的高硬度將使成線的結(jié)構(gòu)基 本上垂直于溝槽的側(cè)壁并基本上平行于表面層來排列。
嵌段共聚物中的特定聚合物嵌段(及其微疇)的剛性可通過將嵌段共聚物與第三材料組合來控制，該第三材料與該共聚物的特定嵌段 容可混溶，其中該可混溶材料可用為硬化化合物并可提高該聚合物嵌 段的剛性。可通過使用不同可混溶材料來控制聚合物嵌段的微疇的剛 性或硬度?？梢杂糜袡C(jī)均聚物、無機(jī)均聚物、無機(jī)前體、無機(jī)低聚物、 可交聯(lián)均聚物或這些的組合作為可混溶材料。當(dāng)使用可交聯(lián)材料時(shí)， 可凝固通過嵌段共聚物的成線微疇的排列形成的結(jié)構(gòu)。
微疇的形態(tài)由在聚合物A和B之間的弗洛里-哈金斯 (Flory-Huggins)相互作用參數(shù)、分子量和A(或B)的體積率來確定。對 于給定的嵌段共聚物系統(tǒng)，體積率可以是確定形態(tài)的主要參數(shù)。例如， 對于雙嵌段共聚物A-b-B，通常當(dāng)A的聚合物鏈長度與B的聚合物鏈長 度大致相同時(shí)，雙嵌段共聚物可形成成線的微疇。第一聚合物嵌段、 A和可混溶材料相對于雙嵌段共聚物的組合體積率可以在大約0.2至 大約0.8的范圍內(nèi)。對于沒有可混溶材料的用于本發(fā)明的嵌段共聚物， 在嵌段共聚物中的少數(shù)嵌段的摩爾分?jǐn)?shù)(mole fraction)可以是大約0.2 至大約0.5。
在形成膜之后，可從膜中去除至少一個(gè)微疇，而在溝槽中留下取 向結(jié)構(gòu)?？墒褂玫奶幚砜砂峤狻V/臭氧處理、超臨界C02處理、
溶劑提取、千法蝕刻處理、活性離子蝕刻和濕法蝕刻處理等，并且可 根據(jù)本發(fā)明的方法來單獨(dú)和/或?qū)ζ溥M(jìn)行組合地使用這些處理。去除至 少一個(gè)微疇可包括從嵌段共聚物的一個(gè)或多個(gè)聚合物嵌段中去除至 少一個(gè)疇。例如，在雙嵌段共聚物的情況下，可去除第一聚合物嵌段、 第二聚合物嵌段或兩者。
如果將可混溶材料與嵌段共聚物進(jìn)行組合，那么嵌段共聚物可被 去除以在溝槽中留下取向結(jié)構(gòu)。例如，在雙嵌段共聚物的情況下，如 果作為與嵌段共聚物的第 一嵌段選擇性地可混溶的可混溶材料是無
機(jī)前體，那么可在大約350。C和大約600。C之間對膜和襯底加熱以從膜 中去除所有有機(jī)聚合物。余留的材料可以在溝槽中形成取向結(jié)構(gòu)，這 是因?yàn)樵谌コp嵌段共聚物之前已將其優(yōu)先地定位在第一聚合物嵌 段的微疇中。余留的無機(jī)取向結(jié)構(gòu)可具有與混合了可混溶材料的相關(guān)自組裝結(jié)構(gòu)基本上相同的取向，其中余留結(jié)構(gòu)可與側(cè)壁基本上垂直而 與表面層基本上平行。在本發(fā)明的實(shí)施例中，余留結(jié)構(gòu)可以是納米結(jié) 構(gòu)。
圖4示出了具有高能中性表面層105的襯底100,該表面層105的特 征在于至少一個(gè)溝槽，其中在從膜中去除至少一個(gè)微疇之后，從圖3 中的305得到的取向結(jié)構(gòu)402保留在溝槽中。結(jié)構(gòu)402的取向可以為與 側(cè)壁103和側(cè)壁104基本上垂直而與表面層105基本上平行。
在從第 一膜中去除至少一個(gè)微疇之后，可以以與第 一膜類似的方 式，將由第二嵌段共聚物形成的第二組合的第二膜應(yīng)用于高能中性表 面上的溝槽中。第二膜可以基本上覆蓋溝槽中的第一取向結(jié)構(gòu)并填充 已從其中去除了第一膜的至少一個(gè)微疇的部分之間的間隙。在第二膜 中可組裝第二嵌段共聚物的微疇以形成自組裝結(jié)構(gòu)，該自組裝結(jié)構(gòu)的 取向可以為與在應(yīng)用第一膜之后形成的第一取向結(jié)構(gòu)基本上垂直，其 中，第一取向結(jié)構(gòu)為第二膜的自組裝結(jié)構(gòu)提供導(dǎo)向形貌?？扇コ诙?膜的至少一個(gè)微疇以在溝槽中留下余留的第二取向結(jié)構(gòu)，其中該第二 結(jié)構(gòu)的取向可以為與溝槽的側(cè)壁基本上平行而與第一取向結(jié)構(gòu)基本 上垂直。
圖5是在第二嵌段共聚物的溝槽102中應(yīng)用第二膜之后圖4的襯底 IOO的圖解說明，其中已從第二膜中去除至少一個(gè)微疇，從而在溝槽 102中留下第二取向結(jié)構(gòu)410。第二取向結(jié)構(gòu)410的取向可以為與第一 取向結(jié)構(gòu)402基本上垂直而與第一側(cè)壁103和第二側(cè)壁104基本上平 行。
圖6是圖解說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的概括方法步驟501至511的流 程圖。步驟501提供了具有高能中性表面層的襯底，該高能中性表面 層具有諸如圖1和圖2中的至少一個(gè)溝槽。步驟502提供了第一嵌段共 聚物。步驟504溝槽中形成第一膜，排列第一嵌段共聚物的成線微疇， 并且形成自組裝結(jié)構(gòu)，如在圖3中所圖解說明的。第一膜可以包括第 一嵌段共聚物或第一嵌段共聚物與第一可混溶材料的組合，其中第一 可混溶材料用作硬化化合物并且提高第 一嵌段共聚物的、可混溶材料優(yōu)先可混溶的一個(gè)嵌段的剛性，其中。步驟505從第一膜中去除至少 一個(gè)微疇，使得第一取向結(jié)構(gòu)保留在溝槽中，如在步驟506中。取向 結(jié)構(gòu)可以例如與圖4的結(jié)構(gòu)402類似，其中結(jié)構(gòu)402與側(cè)壁103和側(cè)壁 104基本上平行且與表面層105基本上平行。
步驟507提供第二嵌段共聚物。該第二嵌段共聚物可以與第一嵌 段共聚物不同。在步驟509中，在溝槽中形成第二膜，其后第二嵌段 共聚物的成線微疇被排列以在膜中形成自組裝結(jié)構(gòu)。在步驟510中， 可從第二膜中去除第二嵌段共聚物的至少一個(gè)微疇，使得第二取向結(jié) 構(gòu)保留在溝槽中，如在步驟511中。在步驟511中保留的第二取向結(jié)構(gòu) 可被排列成與第一取向結(jié)構(gòu)基本上垂直而與表面層基本上平行。如上 所述，第二膜可包括第二嵌段共聚物或第二嵌段共聚物與第二可混溶 材料的組合，其中第二可混溶材料可以優(yōu)先與第二嵌段共聚物的 一個(gè) 嵌段可混溶，并且第二可混溶材料可以用作硬化化合物并且提高該嵌 段的剛性。
示例
圖7A是在襯底的高能中性表面層600上的溝槽610中的結(jié)構(gòu)604 的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像，其由兩親雙嵌段共聚物、聚苯乙烯-嵌段-聚(環(huán)氧乙烷)(在此稱作PS-b-PEO)和可混溶材料聚甲基硅倍半 氧烷(poly(methylsilsesquioxane))(下文中稱作PMSSQ)的組合的膜而 形成。PS-b-PEO包括第 一聚合物的第 一嵌段(PEO)和第二聚合物的第 二嵌段(PS)，其中PS嵌段的分子量是大約19000克/摩爾(g/mo1)，而PEO 嵌段的分子量是大約12000 g/mo1。 PS-b-PEO的組分可按照存在于 PS-b-PEO雙嵌段共聚物中的PS嵌段和PEO嵌段的量而改變，其中雙 嵌段共聚物的每個(gè)嵌段的分子量可在大約2000 g/mol至大約100000 g/mol的范圍內(nèi)。在本發(fā)明中嵌段共聚物總分子量可在大約10000 g/mol至大約200000 g/mol的范圍內(nèi)。單體嵌段存在的比率可以按百分 比毫摩爾(。/。mmo1)、重量百分比(wt.。/。)、體積率等來表示。存在于組 合中的PEO+PMSSQ嵌段的組合體積率是大約0.65。相對于PS，所提 供的PMSSQ優(yōu)先與PS-b-PEO的PEO嵌段可混溶，并且所提供的PMSSQ用作硬化化合物以提高雙嵌段共聚物中PEO嵌段以及所形成 的膜中PEO微疇的硬度和剛性。
以大約每分3000轉(zhuǎn)(rpm)的旋轉(zhuǎn)速度，將PS-b-PEO和PMSSQ的 組合旋涂到具有高能中性表面層600的襯底上的溝槽610中。與PEO可 混溶而與PS不可混溶的PMSSQ可存在于PEO微疇中或靠近PEO微 疇。由雙嵌段共聚物的每個(gè)嵌段的鏈長和組合組分來確定的 PEO+PMSSQ相的體積率可確定組合的形態(tài)。圖像中的水平亮線604 是在通過將膜加熱到450。C而去除了有機(jī)聚合物之后余留的排列無機(jī) 結(jié)構(gòu)。圖6A中的暗水平線603是在去除了有機(jī)雙嵌段共聚物的PS層片 微疇之處形成的間隙。由于相對于PS微疇來講，PMSSQ在PEO微疇 中是選擇性可混溶的，所以去除PS微疇留下了間隔或間隙。如在圖像 中所見的，余留在溝槽610中的有序結(jié)構(gòu)604的取向?yàn)榕c溝槽610的側(cè) 壁601和側(cè)壁602基本上垂直而與表面層600基本上平行。
圖7B是在襯底的高能中性表面層609上的溝槽611中的結(jié)構(gòu)607 的SEM圖像，其由PS-b-PEO和PMSSQ的組合的膜而形成，該結(jié)構(gòu)以 與圖7A中所示的樣本類似的方式而制備，其中圖7B中的側(cè)壁605和側(cè) 壁606之間的間隔大于圖7A中側(cè)壁602和側(cè)壁601之間的間隔。在圖像 中的水平亮線607是在通過將膜加熱到450。C而去除了有機(jī)聚合物之 后余留的排列無機(jī)結(jié)構(gòu)。圖7B中的暗水平線608是在通過將樣本加熱 到450。C而去除了有機(jī)雙嵌段共聚物的PS層片微疇之處形成的間隙。 由于相對于PS微疇來講，PMSSQ在PEO微疇中是選擇性可混溶的， 所以去除PS微疇留下了間隔或間隙。如在圖像中所見的，余留在溝槽 611中的有序結(jié)構(gòu)607的取向?yàn)榕c溝槽611的側(cè)壁605和側(cè)壁606基本上 垂直而與表面層609基本上平行。
圖8是在具有至少一個(gè)溝槽705的襯底的高能中性表面層700上的 取向結(jié)構(gòu)704的SEM圖像，其由PS-b-PEO和PMSSQ的組合的膜而形 成，該結(jié)構(gòu)以與圖7A和圖7B中所示的那些類似的方式而制備，其中溝 槽705具有成角的形狀且側(cè)壁701和側(cè)壁702彼此不相互平行。亮線704 是在通過將樣本加熱到450。C而去除了有機(jī)聚合物之后余留在溝槽705中的取向結(jié)構(gòu)。暗線703是在去除了有機(jī)聚合物之處余留的結(jié)構(gòu)之 間的間隙。取向結(jié)構(gòu)704與側(cè)壁701和側(cè)壁702基本上垂直而與表面層 700基本上平行。
圖9是在襯底的高能中性表面層900上的溝槽906中的結(jié)構(gòu)卯4和 結(jié)構(gòu)905的SEM圖像。通過旋涂(以3000rpm執(zhí)行30秒)PS-b-PEO和 PMSSQ的組合以在溝槽906中形成第一膜而如上所述地制備結(jié)構(gòu)904， 接著加熱到450。C以去除有機(jī)材料，其中第一無機(jī)取向結(jié)構(gòu)904余留在 溝槽中。第一取向結(jié)構(gòu)904的取向?yàn)榕c側(cè)壁901和側(cè)壁902基本上垂直。 然后通過如上的旋涂在溝槽卯6中形成PS-b-PEO和PMSSQ的第二組 合的第二膜，接著加熱到450。C以去除有機(jī)材料，從而在溝槽906中留 下余留的第二取向結(jié)構(gòu)905。第二取向結(jié)構(gòu)905基本上垂直于第一取向 結(jié)構(gòu)904且基本上平行于側(cè)壁901和側(cè)壁902。暗間隔903是在去除有機(jī) 雙嵌段共聚物的PS層片微疇之處形成的間隙。
可利用電子束(e-beam)光刻來制備高能中性表面層上的溝槽。 e-beam光刻的使用并不意味著對可被用來在表面層中構(gòu)建溝槽的技 術(shù)進(jìn)行了限制?？晒┻x擇的工藝可包括但不限于化學(xué)汽相沉積(CVD)、 等離子體沉積、立體光刻、光刻、濺射、納米壓印以及用于在表面層 中構(gòu)建溝槽的任何其它手段?？赏ㄟ^沉積適當(dāng)化學(xué)成分的薄膜來使表 面層中的溝槽高能中性。此外，不必將表面層中的溝槽整體布置在襯 底層上，并且可以通過按圖案在表面層上沉積附加材料或形成附加材 料的層以構(gòu)建溝槽，來構(gòu)建表面層中的溝槽。
作為雙嵌段共聚物的PS-b-PEO的使用并不意味著限制了可用 于本發(fā)明實(shí)施例的雙嵌段共聚物的類型。雙嵌段共聚物可以是但不限 于兩親有機(jī)雙嵌段共聚物、兩親無機(jī)雙嵌段共聚物以及它們的組合 等。雙嵌段共聚物的第一聚合物的特定示例可包括但不限于聚(環(huán)氧乙 烷)、聚(丙二醇)、聚(環(huán)氧烷烴)、聚(丙烯酸)、聚(曱基丙烯酸)、聚(甲 基丙烯酸二曱氨基乙酯)、聚(甲基丙烯酸羥烷基酯)、聚(丙烯酸環(huán)氧烷 烴脂)、聚(曱基丙烯酸環(huán)氧烷烴酯)、聚(羥基苯乙烯)、聚碳水化合物、 聚(乙烯醇)、聚(乙烯亞胺)、聚噁唑啉、多肽、聚(乙烯基吡啶)、聚丙烯酰胺、聚(甲基乙烯基醚)、聚(乙烯基羧酸酰胺)、聚甲基丙烯酸甲脂、
聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)和它們的組合等。雙嵌段共聚物的第二聚合 物的特定示例可包括但不限于聚苯乙烯、聚(a-甲基苯乙烯)、聚降冰 片烯、聚內(nèi)酯、聚交酯、聚丁二烯、聚異戊二烯、聚烯烴、聚甲基丙 烯酸酯、聚硅氧烷、聚(丙烯酸烷基酯)、聚(甲基丙烯酸烷基酯)、聚丙 烯腈、聚碳酸酯、聚(醋酸乙烯脂)、聚(碳酸乙烯酯)、聚異丁烯以及它 們的組合等。由前述的第一聚合物和第二聚合物形成的雙嵌段共聚物 可根據(jù)本發(fā)明的方法被單獨(dú)或?qū)ζ溥M(jìn)行組合地使用。
在該示例中使用PMSSQ作為可混溶材料并不意味著限制了可 用于本發(fā)明實(shí)施例的可交聯(lián)材料類型。可使用的其它材料包括但不限 于無機(jī)前體、有機(jī)均聚物、可交聯(lián)均聚物以及它們的組合等。無機(jī)前 體可以是具有分子式(RSiOL5、的硅倍半氧烷，其中R可以是氫基或 具有1至3個(gè)碳原子的烷基，其中n可以是在大約10至大約500的 范圍，并且其中可交聯(lián)均聚物可以具有范圍在大約600 g/mol至大約 30000g/mol的分子量?？山宦?lián)均聚物可包括有機(jī)可交聯(lián)聚合物；無機(jī) 可交聯(lián)聚合物；無機(jī)前體；熱固性的可交聯(lián)聚合物，例如環(huán)氧樹脂、 酚醛樹脂、氨基樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、氰酸酯樹脂、烯丙基樹脂、 不飽和聚酯樹脂和聚酰胺等；光固交聯(lián)聚合物；聚硅烷；聚鍺烷 (polygermanes);碳硅烷；硼溱；碳硼烷；非晶碳化硅；以及摻雜碳 的氧化物等等。根據(jù)本發(fā)明的方法，前述的可交聯(lián)聚合物可單獨(dú)地以 及以它們的組合來使用。
可在溶劑溶液中形成嵌段共聚物和可混溶材料的組合，并作為溶 液澆注(cast)，這可能需要去除溶劑以完成膜形成工藝。該組合的薄膜 可被旋涂在襯底上，其中旋轉(zhuǎn)速度可在大約l rpm至大約5000 rpm 的范圍。該組合可在室溫下被旋涂而不需后干燥處理?；蛘?，在形成 膜之后，例如，在大約100。C的溫度下，可對襯底上的膜樣本進(jìn)行熱 退火大約10個(gè)小時(shí)。此外，在襯底上形成膜之后，例如，通過在室 溫(大約25。C)下經(jīng)過有機(jī)溶劑蒸發(fā)而對粘附的膜進(jìn)行退火大約10小 時(shí)至大約15小時(shí)，可對襯底上的膜樣本蒸汽(vapor)退火。可以在溝槽中形成膜期間或之后組裝層片微疇。同樣，相關(guān)聯(lián)的自組裝結(jié)構(gòu)的 形成可以在嵌段共聚物膜的形成期間或在已經(jīng)形成膜以及高能中性 表面后發(fā)生。
所使用的旋涂工藝并不意味著限制當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例形成
膜時(shí)可使用的工藝類型。諸如化學(xué)汽相沉積(CVD)、光化學(xué)照射、熱 解、旋涂、浸涂和流延(doctor-blading)等的其它處理可根據(jù)本發(fā)明的 方法被單獨(dú)和以它們的組合來使用。
在襯底上形成膜、在襯底上形成膜之后進(jìn)行熱退火、在襯底上形成所 述膜之后進(jìn)行蒸汽退火、它們的組合或者提供形成該結(jié)構(gòu)的手段的任 何其它處理來實(shí)現(xiàn)，在襯底上形成膜是通過旋轉(zhuǎn)澆注、浸涂和噴涂實(shí) 現(xiàn)的。
為了圖解說明和描述，已經(jīng)呈現(xiàn)了本發(fā)明實(shí)施例的前述說明。目 的不在于將本發(fā)明限制于所公開的精確形式，顯而易見，多種修改和 改變是可能的。例如，可選擇可混溶的材料，使得與嵌段共聚物的第 二嵌段優(yōu)先地可混溶。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講是顯而易見的這種修 改和改變旨在被包括在如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括提供第一嵌段共聚物；提供具有高能中性表面層的襯底，所述表面層具有至少一個(gè)整體布置在其上的溝槽，所述至少一個(gè)溝槽包括基本上平坦的第一側(cè)壁和與所述第一側(cè)壁相對且基本上平坦的第二側(cè)壁，其中所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁基本上垂直于與所述表面層，所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁隔開與所述至少一個(gè)溝槽的底面的寬度對應(yīng)的距離；在所述至少一個(gè)溝槽內(nèi)形成第一膜，所述第一膜包括所述第一嵌段共聚物；在所述第一膜內(nèi)組裝所述第一嵌段共聚物的成線微疇，所述第一嵌段共聚物的所述微疇在所述第一膜內(nèi)形成第一自組裝結(jié)構(gòu)，所述第一自組裝結(jié)構(gòu)的取向?yàn)榕c所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁基本上垂直，而與所述表面層基本上平行；從所述第一膜去除至少一個(gè)微疇，使得在所述溝槽中保留取向結(jié)構(gòu)，其中所述取向結(jié)構(gòu)的取向?yàn)榕c所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁基本上垂直，而與所述表面層基本上平行；提供第二嵌段共聚物；在所述至少一個(gè)溝槽內(nèi)形成第二膜，所述第二膜包括所述第二嵌段共聚物；以及在所述第二膜內(nèi)組裝所述第二嵌段共聚物的成線微疇，所述第二嵌段共聚物的所述成線微疇在所述第二膜內(nèi)形成第二自組裝結(jié)構(gòu)，所述第二自組裝結(jié)構(gòu)的取向?yàn)榕c所述取向結(jié)構(gòu)基本上垂直，而與所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁基本上平行。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述第一嵌段共聚物和所述第 二嵌段共聚物不同。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述第一嵌段共聚物是包括 第一聚合物的第一嵌段的雙嵌段共聚物，所述第一嵌段與第二聚合物 的第二嵌段共價(jià)鍵合以形成所述第一嵌段共聚物的重復(fù)單元，所述第 一聚合物和所述第二聚合物不同，并且其中所述第二嵌段共聚物是包 括第三聚合物的第一嵌段的雙嵌段共聚物，所述第三聚合物的所述第 一嵌段與第四聚合物的第二嵌段共價(jià)鍵合以形成所述第二嵌段共聚 物的重復(fù)單元，所述第三聚合物和所述第四聚合物不同。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第一聚合物和所述第三聚 合物從以下組中選擇，該組包括聚(環(huán)氧乙烷)、聚(丙二醇)、聚(環(huán)氧 烷烴)、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)、 聚(曱基丙烯酸羥烷基酯)、聚(丙烯酸環(huán)氧烷烴脂)、聚(曱基丙烯酸環(huán) 氧烷烴酯)、聚(羥基苯乙烯)、聚碳水化合物、聚(乙烯醇)、聚(乙烯亞 胺)、聚噁唑啉、多肽、聚(乙烯基吡啶)、聚丙烯酰胺、聚(甲基乙烯基 醚)、聚(乙烯基羧酸酰胺)、聚甲基丙烯酸甲脂和聚(N，N-二甲基丙烯酰 胺)，其中所述第二聚合物和所述第四聚合物從以下組中選擇，該組包 括聚苯乙烯、聚(a-甲基苯乙烯)、聚降冰片烯、聚內(nèi)酯、聚交酯、聚 丁二烯、聚異戊二烯、聚烯烴、聚甲基丙烯酸酯、聚硅氧烷、聚(丙烯 酸烷基酯)、聚(甲基丙烯酸烷基酯)、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚(醋酸乙 烯脂)、聚(碳酸乙烯酯)和聚異丁烯。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，來自所述第一膜的所述至少 一個(gè)微疇從以下組中選擇，該組包括所述第一聚合物嵌段的至少一個(gè) 微疇和所述第二聚合物嵌段的至少一個(gè)微疇。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述第一膜還包括第一可混 溶材料，其中所述第一可混溶材料與所述第一嵌段共聚物可混溶，其 中在所述至少一個(gè)溝槽內(nèi)形成所述第一膜之后，所述第一可混溶材料 在所述第一嵌段共聚物內(nèi)的存在使得所述第一嵌段共聚物的成線微疇相對于所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁排列，并且其中所述第二膜包 括所述第二嵌段共聚物和第二可混溶材料的組合，其中所述第二可混 溶材料與所述第二嵌段共聚物可混溶，其中在所述至少一個(gè)溝槽內(nèi)形成所述第二膜之后，所述第二可混溶材料在所述第二嵌段共聚物內(nèi)的 存在使得所述第二嵌段共聚物的成線微疇相對于所述取向結(jié)構(gòu)排列。
7. 如權(quán)利要求6的方法，其中，所述第一可混溶材料和所述第二 可混溶材料分別增加所述第一聚合物的所述第一嵌段和所述第三聚 合物的所述第一嵌段的成線微疇的剛性，其中所迷第 一可混溶材料和 所述第二可混溶材料的每一種都從以下組中選擇，該組包括有機(jī)均聚 物、無機(jī)均聚物、可交聯(lián)均聚物、無機(jī)低聚物以及它們的組合。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè) 壁基本上平行，其中所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁被隔開大約20 nm 至大約2000 nm范圍內(nèi)的距離，其中所述至少一個(gè)溝槽具有大約30 nm 至200 nm范圍內(nèi)的深度。
9. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述形成第一自組裝結(jié)構(gòu)和 所述形成第二自組裝結(jié)構(gòu)從以下組中選擇，該組包括在所述襯底上形 成所述膜、在所述襯底上形成所述膜之后進(jìn)行熱退火、在所述襯底上 形成所述膜之后進(jìn)行蒸汽退火及其組合。
10. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述形成所述第一膜和所 述形成所述第二膜是從下列組中選擇的處理，該組包括浸涂、噴涂、 旋涂及其組合。
11. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述第一嵌段共聚物和所 述第二嵌段共聚物是兩親有機(jī)嵌段共聚物、兩親無機(jī)嵌段共聚物或者 它們的組合。
12. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述從所述第一膜中去除 至少一個(gè)微疇包括使用從以下組中選擇的處理，該組包括熱解、UV/ 臭氧處理、超臨界C02處理、溶劑提取、干法蝕刻工藝、濕法蝕刻工 藝、活性離子蝕刻及其組合。
13. —種結(jié)構(gòu)，包括具有表面層的襯底，所述表面層被配置成使嵌段共聚物形成成線 微疇，所述表面具有至少一個(gè)整體布置在其上的溝槽，所述至少一個(gè) 溝槽包括基本上平坦的第一側(cè)壁和與所述第一側(cè)壁相對且基本上平 坦的第二側(cè)壁，其中所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁基本上垂直于與所 述表面層，所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁隔開與所述至少一個(gè)溝槽的 底面的寬度對應(yīng)的距離；至少一個(gè)無機(jī)取向結(jié)構(gòu)，其被布置在所述至少一個(gè)溝槽內(nèi)，所述 至少一個(gè)結(jié)構(gòu)的取向?yàn)榕c所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁基本上垂直 并與所述表面層基本上垂直；以及嵌段共聚物膜，其被布置在所述至少一個(gè)溝槽中，其中所述嵌段 共聚物包括含有第一聚合物的第一嵌段，所述第一嵌段與包括第二聚 合物的第二嵌段共價(jià)鍵合，從而形成嵌段共聚物的重復(fù)單元，所述第一聚合物和第二聚合物是不同的，其中所述嵌段共聚物的成線微疇被 排列成與所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁基本上平行，而與所述至少一個(gè)無機(jī)取向結(jié)構(gòu)基本上垂直。
14. 如權(quán)利要求13所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述第一嵌段共聚物和所 述第二嵌段共聚物是從下列組中選擇的，該組包括兩親有機(jī)嵌段共聚 物、兩親無機(jī)嵌段共聚物或者這些的組合。
15. 如權(quán)利要求13所述的結(jié)構(gòu)，其中，可混溶材料被溶解在所述 第一嵌段的所述第一聚合物中，其中所述可混溶材料增加所述第一嵌段的成線微疇的剛性，其中所述可混溶材料從下列組中選擇，該組包 括有機(jī)均聚物、無機(jī)均聚物、可交聯(lián)均聚物、無機(jī)前體、無機(jī)低聚物 及其組合。
16. 如權(quán)利要求13所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述至少一個(gè)溝槽具有從 包括線、弧、角及其組合的組中選擇的形狀。
17. —種方法，包括提供具有表面層的襯底，所述表面層被配置成使嵌段共聚物形成 成線微疇，所述表面具有至少一個(gè)整體布置在其上的溝槽，所述至少一個(gè)溝槽包括基本上平坦的第一側(cè)壁和與所述第一側(cè)壁相對且基本 上平坦的第二側(cè)壁，其中所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁基本上垂直于 與所述表面層，所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁隔開與所述至少一個(gè)溝 槽的底面的寬度對應(yīng)的距離；提供至少一個(gè)第一取向結(jié)構(gòu)，其被布置在所述至少一個(gè)溝槽內(nèi)， 所述至少一個(gè)第一取向結(jié)構(gòu)的取向?yàn)榕c所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè) 壁基本上垂直而與所述表面層基本上平行；在所述至少一個(gè)溝槽中形成膜，所述膜包括嵌段共聚物，所述嵌 段共聚物包括第一聚合物嵌段的成線微疇和第二聚合物嵌段的層片 狀微疇；以及從所述膜中去除至少一個(gè)微疇，使得至少一個(gè)第二取向結(jié)構(gòu)保留 在所述至少一個(gè)溝槽中，其中所述至少一個(gè)第二取向結(jié)構(gòu)的取向?yàn)榕c 所述至少一個(gè)第一取向結(jié)構(gòu)基本上垂直而與所述第一側(cè)壁和所述第 二側(cè)壁基本上平行。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述膜還包括可混溶材料， 其中所述可混溶材料與所述嵌段共聚物可混溶，其中所述可混溶材料 被溶解在所述第一聚合物嵌段內(nèi)。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述可混溶材料從下列組 中選擇，該組包括有機(jī)均聚物、無機(jī)均聚物、可交聯(lián)均聚物、無機(jī)低聚物及其組合，其中所述可交聯(lián)均聚物是分子式為(RSiOL5)n的硅倍半氧烷，其中R是從包括氫基和烷基的組中選擇的，其中n在大約10至大 約500的范圍內(nèi)，并且其中所述可交聯(lián)均聚物具有在大約600克/摩爾 至大約30000克/摩爾范圍內(nèi)的分子量。
20. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述可混溶材料是無機(jī)均 聚物，并且其中所述從所述膜中去除至少一個(gè)微疇包括通過將所述膜 加熱到350。C和600。C之間的溫度而從所述膜中去除全部的有機(jī)聚合 物。
全文摘要
公開了一種形成納米結(jié)構(gòu)的方法和納米結(jié)構(gòu)。提供第一嵌段共聚物。提供具有高能中性表面層的襯底，該表面層具有至少一個(gè)整體布置在其上的溝槽，該溝槽具有側(cè)壁。在溝槽內(nèi)部形成第一嵌段共聚物的第一膜。組裝第一嵌段共聚物的成線微疇，并且在第一膜內(nèi)形成第一自組裝結(jié)構(gòu)，該第一自組裝結(jié)構(gòu)與側(cè)壁垂直而與表面層平行。從第一膜中去除至少一個(gè)微疇，使得取向結(jié)構(gòu)保留在溝槽中，其中該取向結(jié)構(gòu)垂直于側(cè)壁而與表面層平行。提供第二嵌段共聚物。在溝槽內(nèi)形成第二嵌段共聚物的第二膜。組裝第二嵌段共聚物的成線微疇，并在第二膜內(nèi)形成第二自組裝結(jié)構(gòu)，第二自組裝結(jié)構(gòu)的取向?yàn)榇怪庇谌∠蚪Y(jié)構(gòu)而與側(cè)壁平行。
文檔編號B82B3/00GK101269791SQ20081008308
公開日2008年9月24日 申請日期2008年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者R·D·米勒, 鄭雅如, 金昊轍 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司