[发明专利]牺牲组合物、其应用以及分解方法

说明书

优先权声明

本申请要求于2002年11月1日提交的名称为“新型温度选择型牺牲聚合物材料”的第60/423,013号共同待决(co-pending)的美国临时专利申请的优先权，该临时专利申请的全文在此并入作为参考。

有关联邦资助的研究或开发的声明

美国政府可对本发明享有全额付清的许可(paid-up license)并在有限的情况下拥有要求专利权人在所提供的如美国政府国家科学基金会颁布的MDA条款的合理条件下许可他人的权利。

技术领域

总体而言，本发明涉及牺牲组合物(sacrificial composition)。更具体而言，本发明涉及牺牲聚合物以及其分解催化剂、其使用方法以及该牺牲聚合物的分解方法。

背景技术

微电子和微机电系统(MEMS)的范围广泛的应用增加了对温度更低、热可分解的牺牲材料的需求。这些应用包括在电互连(electricalinterconnects)、MEMS、微流体器件(microfluidic device)以及微反应器(micro-reactor)中的气隙的制造。

气隙的形成在电互连中是重要的，因为它降低基体的有效介电常数。埋气沟(buried air channel)的制造可用于在多层接线板、高分辨率微显示屏以及喷墨打印头中生成通道。在MEMS技术中，微气孔的形成可缓解由材料的热胀而造成的应力，并可作为温度激活的释放材料。

以气隙技术(air-gap technology)制造的微流体器件以及微反应器可用于微量化学合成(miniature-scale chemical syntheses)、医疗诊断以及微量化学分析以及微量化学传感器。在这些器件中，液体和气体操作于横截面大小为数十至数百微米量级的微通道中进行。在这种微通道器件中操作能够提供许多优点，包括试剂与被分析物消耗量低、系统高度紧凑便携、处理时间短、以及具有可用于一次性系统的潜力。

尽管微流体器件具有如此之多的潜力，但其目前仅用于有限的应用中，且就其操作复杂度以及工作能力而言，其通常仍为相当简单的器件。例如，就制造真正的便携式微量分析系统而言，目前的困难之一在于将电子元件(如传感方法)以及流控元件(fluidic element)简单地集成至同一器件中。最重要的问题是控制该将多种功能集成于同一器件的能力以及因而控制微流体器件的功能性水平，其中之一是用于制造该构件的方法。

微流体器件的应用需要在多种温度下的若干不同材料中形成微埋沟。聚碳酸酯已被用作通过电子束平版印刷(electron beam lithography)制造纳米流体器件的牺牲材料。C.K.Hamett等，J Vac.Sci.Technol.B.，vol.19(6)，p.2842，2001。同样，已经以聚甲醛为牺牲层应用热丝(hot-filament)化学气相沉积法制造气隙。L.S.Lee等，Electrochem.and Solid State Lett.，vol.4，p.G81，2001。此外，高度组织化的树枝状材料、特别是超枝化聚合物已被作为干燥释放(dry-release)牺牲材料用于悬臂梁的制造中。H-J.Suh等，J Microelectromech.Syst.，Vol.9(2)，pp.198-205，2000。先前的研究还应用在250-425℃下分解的非光敏牺牲聚合物制造气隙。P.A.Kohl等，Electrochemical and Solid State Lett.，vol.1，p.49，1998；D.Bhusari等，J Micromech.Microeng.，vol.10(3)，p.400，2001。

图1A-1H为说明先前提出的应用非光敏牺牲材料形成埋气孔的方法100的横截面视图。图1A所示为基体10，之后如图1B所示在其上通过旋涂设置非光敏牺牲材料12。图1C所示为设置于牺牲材料12之上的硬掩膜(hard mask)14。图1D所示为设置于硬掩膜14之上的经光刻并蚀刻的掩膜部分16，而图1E所示为去除掩膜部分16以及牺牲聚合物材料12暴露于等离子蚀刻的部分。之后如图1F所示移除硬掩膜14。