嵌段共聚物的导向自组装

摘要

近年来,高度有序的纳米结构的制备逐渐成为纳米技术应用领域的热点和难点.一般而言,特征尺寸300nm以上的结构可以通过传统光刻技术得到,尺寸30-300nm的通过电子束光刻技术制得,而30nm以下很难通过传统的半导体光刻技术制得.面对微电子领域向更小,更快和更高密度方向发展的趋势,传统的"自上而下"的方法如光刻蚀等已经很难满足需要,而"自下而上"的如自组装技术等由于能够突破传统的限制,作为一种制备纳米图形的方法引起了人们的广泛关注.rn 导向自组装(DSA)结合了“自下而上”的嵌段共聚物薄膜自组装技术和“自上而下”的光学光刻或电子束光刻等制备导向图形的技术。与传统的光学光刻相比，DSA方法通过对微相结构的裁剪、取向诱导和尺寸控制，可以得到特征尺寸更小，密度更大，有序性更好的纳米图形。与其他“自下而上”的技术相比，DSA通过对嵌段共聚物不同嵌段的选择性刻蚀可以满足更多实际需要。通过导向模板图形的制备可以更加精确地控制自组装区域的位置和大小。但是理想的嵌段共聚物材料的选择以及新的自组装方法和光刻技术的发展在控制光刻基底表面上微相结构的分布仍面临着重大的挑战。DSA方法相比于其他的微细加工技术，可以大大提高纳米图形的分辨率，但是它在实际应用中仍存在很多限制。首先，因为模板表面的化学性质对嵌段共聚物自组装图形有很大的影响，所以DSA中对光刻模板图形表面进行化学修饰的过程是关键也是难点。其次，在缺陷密度和线宽粗糙度等方面会有更高的要求。DSA技术未来的主要发展方向是利用更理想的嵌段共聚物材料的自组装和更加先进的光刻技术的组合得到分辨率更高，质量更好的纳米图形。嵌段共聚物薄膜的定向自组装有利于实现微电子组件和数据存储设备的不断小犁化，提高性能，正逐渐成为最有前途的先进光刻技术方法之一。