单层表面嫁接PMMA实现非平整及不规则衬底曝光

在纳米结构制备中，电子束曝光拥有不可替代的地位，但是在非平整及不规则的衬底上（如AFM针尖、光纤等）进行曝光则是一个巨大的挑战，主要是因为我们常用的旋转涂胶方法很难适用于这些衬底。为此人们开发了很多的涂胶方法，如蒸发法、喷涂法、悬浮法、滴涂法、自组装等，不同的方法适用的情况各不相同。近期加拿大滑铁卢大学的崔波教授团队开发了一种单层表面嫁接PMMA (surface grafted PMMA)的方法来实现非平整及不规则衬底上光刻胶的均匀涂覆，具体的工艺步骤见图1。该工艺首先在衬底表面生长一薄层Al（自然氧化），然后利用旋涂或滴涂等方法在衬底上涂覆PMMA，经高温退火后，金属氧化层表面存在的-OH与MAA中的-COOH反应，然后利用醋酸处理去除表面的PMMA，只留下与衬底表面结合牢固的一薄层均匀的PMMA，最后在进行曝光、显影、刻蚀转移。利用该方法可以在PMMA上实现正性及负性的光刻胶图形：对于正性光刻胶图形采用湿法显影工艺，具体参见文献【1】，对于负性图形的显影则需要高温处理来实现，具体参见文献【2】。图2为利用该方法在AFM悬臂梁上制备的纳米结构。相关工作发表在【1】Adv. Mater. Interfaces 4 (2017) 1600780及【2】Langmuir 33 (2017) 13790-13796上

图1 工艺过程

图2 在AFM悬臂梁上制备的纳米结构