[发明专利]在衬底上形成期望的图案的方法

权利要求书

1.一种在衬底上形成期望的图案的方法，包括的步骤为：

a)产生原子束或分子束；

b)提供具有期望的图案的掩模；

c)引导所述原子束或分子束通过所述图案化的掩模至衬底上，据此 通过与穿透所述掩模的部分所述原子束或分子束相互作用在所述衬底上 形成图案，所形成的图案基于所述掩模的图案，

其中，所述图案化的掩模由包含以下步骤的方法制备：

d)提供多孔起始掩模材料，所述材料具有允许所述原子束或分子束 穿透的尺寸的开口；

e)通过填充所述掩模的部分开口从而对所述原子束或分子束变得不 透明来在所述掩模上生成期望的图案。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)中产生的原子束或分 子束包含以下的一种：He原子或任意其他惰性气体原子，尤其是亚稳的 惰性气体原子、H₂分子、N₂分子或其他简单的分子，或高能中性原子， 尤其是氧原子或氮原子，优选He原子，尤其是亚稳的He原子。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中步骤(a)中产生 的原子束具有与所述掩模扩展范围相应的空间相干长度和相对于所述掩 模的孔径小的波长分布。

4.根据在先权利要求中任一项所述的方法，其中使所述衬底在步骤 (c)之后经历一个或多个进一步的处理步骤，例如一个或多个化学处理 步骤如蚀刻。

5.根据在先权利要求中任一项所述的方法，其中所述衬底包含一个 或多个防护层，用于通过与穿透掩模的部分所述原子束或分子束相互作 用产生所述期望的图案，并且任选的，所述衬底还包括一个或多个中间 层，例如金属层。

6.根据在先权利要求中任一项所述的方法，其中使与穿透掩模的部 分所述原子束或分子束相互作用的所述防护层的一部分，以及任选地， 所述一个或多个中间层经历蚀刻。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的方法，其中所述防护层是包 含对与穿透掩模的部分所述原子束或分子束相互作用敏感的有机分子的 疏水防护层。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述防护层包含有机分子的自 组装单层，所述有机分子是例如硫醇，举例而言壬硫醇或十二烷基硫醇。

9.根据在先权利要求中任一项所述的方法，其中所述衬底选自由半 导体、玻璃材料金属及其组合组成的组，例如硅晶片。

10.根据在先权利要求中任一项所述的方法，其中所述起始掩模材料 选自由以下组成的组：石墨烯、具有通道结构的硅酸盐，例如SiO₂、绿 柱石、沸石、锆石或其他类型的片状硅酸盐或架状硅酸盐或岛状硅酸盐， 金属有机框架、二维多孔蛋白质晶体、介孔二氧化硅、阳极氧化铝和其 他氧化物及玻璃例如硅酸盐玻璃和网络状玻璃。

11.根据在先权利要求中任一项所述的方法，其中所述起始掩模材料 通过以下方法中的一种方法制备：

i)通过机械抛光和/或化学抛光和/或溅射薄化块体材料随后是图案化， 或可替代选择地首先图案化然后薄化；

ii)使用朗格缪尔-布洛杰特或类似方式创建独立的薄膜；

iii)在衬底上生长薄膜，其中在根据权利要求1的步骤(e)生成所 述期望的图案之前或之后移除所述衬底；

iv)拉出多捆玻璃毛细管，随后是通过机械抛光和/或化学抛光和/或 溅射薄化随后是图案化，或可替代选择地首先图案化然后薄化。

12.根据在先权利要求中任一项所述的方法，其中使用聚焦离子束诱 导沉积或聚焦电子束诱导沉积或聚焦离子沉积或扫描探针光刻填充包含 于所述起始掩模材料中的部分开口，从而产生期望的图案。

13.根据在先权利要求中任一项所述的方法，其中所述起始掩模材料 中开口的尺寸处于埃至微米的范围。