化学定制的块共聚合物,通过定向自组装来实现高度可靠的10nm以下模式
Shinsuke Maekawa1, Takehiro Seshimo2, Takahiro Dazai2
1Department of Materials Science and Engineering, School of Materials and Chemical Technology, Tokyo Institute of Technology, Tokyo, 152-8552, Japan.
Nature communications
|July 6, 2024
概括
化学定制块共聚合物 (BCP) 通过定向自组装实现10nm以下特征印刷. 这项研究实现了7.6纳米半径线图案,克服了纳米级应用BCP光刻的挑战.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 区块共聚合物 (BCP) 刻画为10nm以下特征制造提供了理论潜力.
- 在开发适合的BCP以可靠的纳米尺度模式生成方面存在实际挑战.
研究的目的:
- 为了创建一个化学修改的BCP用于指导自组装.
- 为了实现高度可靠的10nm以下线条图案,精确控制域大小和方向.
主要方法:
- 合成了一种新型的区块共聚合物:聚乙烯-区块-[聚基甲酸]-随机-聚甲酸] (PS-b-PGM).
- 用2,2,2-trifluoroethanethiol对BCP进行后功能化,以增强Flory-Huggins相互作用参数 (χ).
- 利用定向自我组装来形成明确的纳米结构.
主要成果:
- 实现显著更高的弗洛里-哈金斯相互作用参数 (3.5-4.6倍PS-b-PMMA的).
- 产生了明确的结构,域间距小于20nm,包括最小的垂直叶片域大小为12.3nm.
- 证明了可靠和可重复的薄膜层层域对齐和垂直方向,产生7.6nm半角线图案.
结论:
- 开发的化学定制的BCP对于有针对性的自组装非常实用.
- 这种方法可靠地产生10nm以下的线条图案,推进纳米制造能力.
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