|
تمام آن چیزی که محققان موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) می‌خواستند روشی ساده
و سریع برای تولید فیلم‌های نازک از کوپلیمرهای بلوکی یا BCPها (پلیمرهای جدای
شیمیایی که به هم متصل شده‌اند) بود. هدف از تولید این فیلم‌های نازک در اختیار
داشتن نمونه‌هایی تمیز برای انجام اندازه‌گیری‌هایی است که برای صنعت
میکروالکترونیک بسیار مهم هستند.
چیزی که آنها در نتیجه تلاش خود به دست آوردند، یک جایزه غیرقابل انتظار بود: یک
فرایند آنیلینگ منحصر به فرد که می‌تواند امکان استفاده از فیلم‌های نازک BCP را در
الگودهی ساختارهای نانومقیاس در نسل بعدی میکروتراشه‌ها و ابزارهای ذخیره اطلاعات
فراهم بیاورد.
آنان نتایج کار خود را در شماره ۱۲ سپتامبر ۲۰۰۷ در مجله Nano Letters درمقاله‌ای
با عنوان:
“Orientational Order in Block Copolymer Thin Films Zone Annealed Below the
Order-Disorder Transition Temparature”
منتشر کرده‌اند.
فیلم‌های نازک BCP بسیار مورد علاقه تولیدکنندگان نیمه‌هادی‌ها می‌باشند، زیرا می‌توانند
از آنها به عنوان الگوهایی برای نشاندن ساختارهای بسیار ریز (همانند آرایه‌ای از
خطوط نانومقیاس نزدیک به هم) روی میکروتراشه‌ها بهره ببرند.
آنیلینگ (یک فرایند حرارتی کنترل‌شده) فیلم‌های BCP خاص موجب می‌شود یکی از دو جزء
پلیمری به شکل الگوهایی از خطوط استوانه‌ای، که فاصله‌ای حدود ۵ نانومتر از هم
دارند، و یا به صورت آرایه‌ای از نقاط منظم نانومقیاس مجزا شود. حذف شیمیایی جزء
پلیمری دیگر باعث ایجاد الگویی می‌شود که می‌توان از آن برای ایجاد ساختارهایی روی
میکروتراشه‌ها استفاده کرد.
در روش‌های معمول آنیلینگ که توسط یک آون انجام می‌شود، حتی پس از چند روز، کیفیت
فیلم‌های ایجاد شده کافی نمی‌باشد. قبلاً فرایندی با عنوان آنیلینگ نقطه داغ برای
ایجاد فیلم‌های نازک BCP بسیار منظمی که کمترین نقص را داشته، اما کنترل کمی روی
جهت‌گیری آنها وجود دارد، مورد استفاده قرار گرفته است.
در این فرایند، فیلم نازک با سرعتی بسیار پایین از یک ناحیه گرم عبور داده می‌شود
که در آن فیلم مورد نظر تا دمایی زیر دمای بی‌نظم شدن استوانه‌ها گرم می‌شود. برای
برخی از ترکیبات پلیمری، دمای حالت گذار نظم-بی‌نظمی آن چنان بالاست که عملاً نمی‌توان
این فرایند را بدون اینکه اجزای پلیمر تجزیه شوند، اجرا کرد.
برای حذف محدودیت‌های مربوط به دما و زمان، محققان NIST سیستم آنیلینگ «منطقه سرد»
را توسعه داده‌اند که در آن پلیمرها در دمایی پایین‌تر از حالت گذار نظم-بی‌نظمی
فراوری می‌شوند.
فراوری دمای پایین نه تنها با BCPهایی که آنیلینگ نقطه داغ در مورد آنها عملی نیست،
کار می‌کند، بلکه همانگونه که آزمایشات محققان NIST نشان داد، می‌توان توسط آن در
عرض چند دقیقه به طور مکرر فیلم‌های نازک منظم را تولید کرد.
|
