CN101038439A - 光敏硅烷偶联剂、表面改性方法、图案的形成方法及元件的制造方法 - Google Patents

光敏硅烷偶联剂、表面改性方法、图案的形成方法及元件的制造方法 Download PDF

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CN101038439A CNA2007100885236A CN200710088523A CN101038439A CN 101038439 A CN101038439 A CN 101038439A CN A2007100885236 A CNA2007100885236 A CN A2007100885236A CN 200710088523 A CN200710088523 A CN 200710088523A CN 101038439 A CN101038439 A CN 101038439A
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Abstract

本发明提供一种使用更少数量的步骤形成低缺陷的微粒图案，点阵图案或孔阵图案的光敏硅烷偶联剂，以及使用这种光敏硅烷偶联剂的图案的形成方法，所使用的是含有1，2－萘醌－2－二叠氮基－5－磺酰基或1，2－萘醌－2－二叠氮基－4－磺酰基的光敏硅烷偶联剂。

Description

光敏硅烷偶联剂、表面改性方法、图案的形成方法及元件的制造方法
技术领域
本发明涉及光敏硅烷偶联剂、使用该光敏硅烷偶联剂的表面改性方法和图案的形成方法，以及元件的制造方法。
背景技术
近来，在要求微型制造的多种电子元件领域，诸如半导体元件，对于元件的高密度和高集成度的要求不断高涨。在制造半导体高涨的步骤中，光刻处理在形成精细电路图案方面发挥重要的作用。
最新的光刻过程是通过减量投影曝光(reduced projectionexposure)进行的。不过，减量投影曝光的分辨率受光衍射极限的限制，其中光衍射极限大约为光源波长的三分之一。从而，已经尝试着通过使用诸如采用准分子激光器作为曝光光源的技术来获得更短波长，因此目前能够在大约100nm的级别上进行微型制造。
因而，尽管光刻依然具有改善的精度，不过有许多问题需要解决，诸如缩短光源波长所导致的设备尺寸的增大，以及用于该波长区域的透镜的研制，设备费用以及相应透镜的费用。
另外，最近提出了需要高密度点阵图案的元件。其例子包括单电子元件(日本专利申请公开No.2001-168317)，带图案的介质(日本专利申请公开No.2005-190624)，化学传感器(日本专利申请公开No.2003-268592)，量子点激光器元件(日本专利申请公开No.H10-012968)，以及光子晶体光学元件(日本专利申请公开No.H11-218627)。不过，由于这些元件与半导体元件相比需要更高精度的微型制造技术，利用传统光刻技术难以进行成批制造。
另一方面，作为用于形成微型图案的可取代光刻技术的低成本和简单方法，已经报道了使微粒按照自组织方式排列的方法。
另外，近年来还提出了通过使用能量束在基板表面上形成活性反应基作为图案，并利用活性反应基与微粒之间的相互作用，形成微型图案的方法。在Polymer Preprints，Japan，Japanese Ed.，Vol.53，4196(2004)和日本专利申请公开No.2003-168606中披露了具体示例。这些示例是融合了光刻与自组织的技术。在本发明中，将这种技术称作“增强型光刻”。
在Polymer Preprints，Japan，Japanese Ed.，Vol.53，4196(2004)中，披露了一种将光敏硅烷偶联剂的单分子膜曝光，然后将微粒粘附到曝光部分的方法。
具体而言，披露了将UV线照射到具有被硝基苄基保护的羧基的光敏硅烷偶联剂上，从而在所照射部分上产生羧基，并将所生成的物体浸入荧光微粒的水溶液中，以便使荧光微粒有选择地粘附到曝光部分。
Polymer Preprints，Japan，Japanese Ed.，Vol.53，4196(2004)还披露了用X-射线照射具有不饱和烷基的光敏硅烷偶联剂的单分子膜来构图，在曝光部分中激发出不饱和键，从而与金属微粒表面的有机膜形成键的示例的结果。
Polymer Preprints，Japan，Japanese Ed.，Vol.53，4196(2004)中所使用的具有被硝基苄基保护的羧基的光敏硅烷偶联剂，在曝光时产生亚硝基苯甲醛作为副产品。为了去除这种副产品，必须需要清洗步骤。不过，在元件的批量制造中，从成本看，优选更少数量的步骤。
另外，在日本专利申请公开No.2003-168606中，存在因微粒不当地粘附到能量束照射部分而产生的高缺陷率的问题。这是由于很容易将不饱和键基的激发状态去活化成基态。
发明内容
根据本发明的光敏硅烷偶联剂含有1，2-萘醌-2-二叠氮基-5-磺酰基或1，2-萘醌-2-二叠氮基-4-磺酰基。
上述光敏硅烷偶联剂优选具有由以下的通式(1)所表示的结构：
Figure A20071008852300081
其中，R1，R2和R3之中的至少一个为烷氧基或卤素原子，其他选自由烷基、链烯基和氢原子组成的组；R4为部分氢原子可被氟原子或烷基取代的亚烷基，部分氢原子可被氟原子或烷基取代的亚苯基，部分氢原子可被氟原子或烷基取代的亚萘基，或具有以下结构的二价基团，其中至少两个上述二价基团彼此键合；R5为氢原子或烷基。
上述的光敏硅烷偶联剂优选具有以下的通式(2)所表示的结构，
其中，按照与式(1)中相同的方式定义R1到R4；R6为部分氢原子可被氟原子或烷基取代的亚甲基或亚烷基。
上述的光敏硅烷偶联剂优选具有以下的通式(3)所表示的结构，
Figure A20071008852300083
其中，按照与式(1)相同的方式定义R1到R4；并且按照与式(2)相同的方式定义R6。
上述的光敏硅烷偶联剂优选具有以下的通式(4)所表示的结构，
其中，按照与式(1)相同的方式定义R1到R4；并且R7为部分氢原子可被氟原子或烷基取代的亚苯基，或者部分氢原子可被氟原子或烷基取代的亚萘基。
上述的光敏硅烷偶联剂优选具有以下的通式(5)所表示的结构，
Figure A20071008852300092
其中，按照与式(1)相同的方式定义R1到R4；并且按照与式(4)相同的方式定义R7。
本发明还包括表面改性方法。根据本发明的表面改性方法包括将上述光敏硅烷偶联剂层叠在载体表面上，并通过辐射曝光在光敏硅烷偶联剂上产生羧基的步骤。
根据本发明的微粒图案的形成方法，形成具有以下结构的微粒图案，其中平均粒径至少为0.5nm，至多为500nm的多个微粒排列在基板上，该方法包括以下步骤：将上述的光敏硅烷偶联剂层叠在基板表面上，将光敏硅烷偶联剂曝光构图，在曝光部分中的光敏硅烷偶联剂上产生羧基，并有选择地将微粒布置到曝光部分或未曝光部分。
本发明还包括元件的制造方法。根据本发明的元件的制造方法使用根据本发明的图案的形成方法制造元件。
通过下面结合附图对实施例的描述，显然可以得到本发明的进一步特征。
附图说明
图1A，1B，1C和1D所示的处理图表示使用根据本发明的光敏硅烷偶联剂形成微粒图案的方法的一个实施例。
图2A，2B，2C和2D所示的示意图表示通过将微粒有选择地仅设置在曝光部分或未曝光部分而形成的微粒图案。
图3的说明图表示被曝光的基板部分上的羧基与微粒的表面端部上的氨基之间的键合。
图4A和4B的说明图表示以微粒作为掩模的干蚀刻工艺。
图5A，5B和5C的说明图表示以微粒作为掩模的揭模工艺。
具体实施方式
现在将更详细地描述本发明。
根据本发明的光敏硅烷偶联剂包括1，2-萘醌-2-二叠氮基-5-磺酰基(“5-DNQ基”)或1，2-萘醌-2-二叠氮基-4-磺酰基(“4-DNQ基”)。
5-DNQ基或4-DNQ基在曝光前是疏水性的。不过，如以下的化学式所示，基团由于曝光而发生移动，从而产生茚羧基，因此使该基团变为亲水性的。光反应所形成的唯一的副产品为氮。
可使用所谓的DNQ-酚醛抗蚀剂证明5-DNQ基与4-DNQ基在曝光前后的疏水性和亲水性实质上是相反的；即，由包含DNQ-基的化合物和甲酚酚醛树脂构成抗蚀剂。例如，在Kodansha Scientific Ltd.1977年出版的永松元太郎和乾英夫著“感光性高分子”(“PhotosensitivePolymers”)中对此进行了描述。
Figure A20071008852300111
现在将详细说明根据本发明的光敏硅烷偶联剂的合成方法。
在存在叔胺的条件下，通过在室温下使1，2-萘醌-2-二叠氮基-4-磺酰氯与包含伯氨基或仲氨基的硅烷偶联剂发生反应，得到光敏硅烷偶联剂(1)。叔胺可以为三乙胺，二甲氨基吡啶等。1，2-萘醌-2-二叠氮基-4-磺酰氯，三乙胺和二甲氨基吡啶均可商业获得。
包含伯氨基或仲氨基的硅烷偶联剂的具体例子，包括但不限于：可商业获得的诸如氨基苯基三甲氧基硅烷，3-氨丙基二甲氧基硅烷，3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，3-氨丙基三乙氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷，N-甲基氨丙基三甲氧基硅烷，N-甲基氨丙基甲基二甲氧基硅烷和N-乙基氨异丁基三甲氧基硅烷。
如以下的反应式中所示，通过以氯铂(IV)酸六水合物(H2PtCl6·6H2O)作为催化剂，使化合物(10)与化合物(11)反应，可得到上述光敏硅烷偶联剂(2)。在存在诸如三乙胺或二甲氨基吡啶的叔胺的条件下，通过使1，2-萘醌-2-二叠氮基-4-磺酰氯(7)与化合物(9)在室温下反应，可获得化合物(10)。
化合物(9)的具体示例包括但不限于，可商业获得的诸如烯丙醇，2-丁烯醇，4-戊烯醇，10-十一烯醇等的产品。化合物(11)的具体示例包括但不限于，可商业获得的诸如三甲氧基硅烷，三乙氧基硅烷，甲基二乙氧基硅烷，二甲基乙氧基硅烷，三氯硅烷，二氯甲基硅烷，氯二甲基硅烷等的产品。
在该式中，按照与式(1)相同的方式定义R4，并且按照与式(2)相同的方式定义R6。
Figure A20071008852300122
在该式中，按照与式(1)相同的方式定义R1到R4，并按照与式(2)相同的方式定义R6。
此外，可使用1，2-萘醌-2-二叠氮基-4-磺酰氯取代1，2-萘醌-2-二叠氮基-5-磺酰氯(7)，按照与光敏硅烷偶联剂(2)相同的方式合成上面所述的光敏硅烷偶联剂(3)。
通过以氯铂(IV)酸六水合物(H2PtCl6·6H2O)作为催化剂，使化合物(13)与化合物(11)反应，可获得上述的光敏硅烷偶联剂(4)。在存在诸如三乙胺或二甲氨基吡啶的叔胺的条件下，通过在室温下使1，2-萘醌-2-二叠氮基-5-磺酰氯(7)与化合物(12)发生反应，获得化合物(13)。化合物(12)的具体示例包括可商业获得的诸如4-乙烯基苯酚，2-烯丙基苯酚，4-烯丙基-2，6-二甲氧基苯酚，3-烯丙基-4-羟基乙酰苯酚，2-乙氧基-5-(1-丙烯基)苯酚等的产品。不过，化合物(12)不限于这些示例。
Figure A20071008852300131
在该式中，按照与式(1)相同的方式定义R4，并按照与式(4)相同的方式定义R7。
Figure A20071008852300132
在该式中，按照与式(1)相同的方式定义R1到R4，并按照与式(4)相同的方式定义R7。
此外，可使用1，2-萘醌-2-二叠氮基-4-磺酰氯取代1，2-萘醌-2-二叠氮基-5-磺酰氯(7)，按照与光敏硅烷偶联剂(4)相同的方式合成上述的光敏硅烷偶联剂(5)。
现在将更详细地描述使用上述光敏硅烷偶联剂对表面进行改性的方法。根据本发明的光敏硅烷偶联剂通过化学键固定在载体表面上。适当载体的例子包括基板或微粒(B)。
基板的例子包括金属基板，半导体基板，诸如玻璃、石英、BN等的绝缘基板，以及具有一种或多种抗蚀剂的基板，通过在玻璃、金属、氧化物、氮化物等上旋涂一种或多种抗蚀剂而在基板上形成薄膜。多种基板可经历表面改性。优选基板在表面上具有羟基。
为了在基板表面上形成羟基，优选根据需要对基板进行预处理。可通过将基板表面暴露于酸性溶液或UV线-臭氧气氛而进行预处理。酸性溶液的例子包括硫酸、盐酸、硝酸、过氧化氢等。它们可以被单独使用，或者将它们中的两种或更多种组合使用。优选硫酸与过氧化氢的组合。为了对硅基板进行预处理，特别优选硫酸与过氧化氢的组合。用酸性溶液执行预处理的方法包括涂覆、喷射、浸渍等。
微粒(B)的例子包括石英微粒，氧化铝、氧化镓等的金属氧化物微粒，以及金微粒。可对这种微粒进行表面改性。
可将根据本发明的光敏硅烷偶联剂涂覆在上述基板和微粒(B)的表面上，然后可对其进行处理，形成光敏硅烷偶联剂层。可仅使用光敏硅烷偶联剂的溶液或者光敏硅烷偶联剂溶解在有机溶剂中形成的溶液，通过浸渍、旋涂、喷涂、气相沉积等进行光敏硅烷偶联剂的涂覆。在本发明中，优选浸渍。
在涂覆光敏硅烷偶联剂之后，优选适当加热基板，从而在基板上完成与羟基的反应。可使用诸如热板、热风干燥机等的加热装置在80到200℃的温度下进行加热，更优选80到150℃的温度。作为上述处理的结果，在基板或微粒的表面上形成根据本发明的光敏硅烷偶联剂的单分子层。
通常使用公知的曝光设备对按照上述方式在基板或微粒表面上形成的根据本发明的光敏硅烷偶联剂层进行曝光。由于曝光，在曝光部分上产生羧基。
可以在可见光，UV线，远紫外线，X-射线，电子束，γ射线，分子束，离子束等中适当选择用于曝光的辐射线。特别优选的示例包括以下各种：汞灯光线(波长为436nm，365nm和254nm)，KrF准分子激光束(波长为248nm)，ArF准分子激光束(波长为193nm)，和F2准分子激光束(波长为157nm)；诸如超远UV线(EUV，波长为13nm)的远UV线，电子束等。
这些辐射线可以单独使用或者多个一起使用。
由于光化应所形成的唯一的副产品为氮，无需诸如PolymerPreprints，Japan，Japanese Ed.，Vol.53，4196(2004)中所需的用于去除副产品的清洗步骤。
根据本发明微粒图案的形成方法，是一种形成具有以下结构的图案的方法，其中在基板上排列有多个平均粒径至少为0.5nm，至多为500nm的微粒，该方法包括：将根据本发明的光敏硅烷偶联剂层叠在基板表面上，将光敏硅烷偶联剂层曝光构图，在曝光部分上的光敏硅烷偶联剂上产生羧基，并有选择地将微粒布置到曝光部分或未曝光部分上的步骤。
本发明还包括微粒图案的形成方法，进一步包括以微粒图案作为掩模进行蚀刻从而处理基板的步骤。
本发明的方法还包括在形成了微粒图案的基板的整个表面上成膜，并通过去除该微粒图案和其上所形成的膜而形成薄膜图案的步骤。
在本发明中，使用包含微粒的胶态溶液布置微粒。
在本发明中，可使用从曝光掩模产生的近场光进行曝光，曝光掩模设有遮光层，遮光层包括比曝光光源的波长更窄的开口。
在本发明中，微粒可由从金属、金属氧化物、半导体和树脂组成的组中选择出的材料形成。可使用金或金纳米棒作为金属。此外，还可以采用磁性微粒，荧光微粒，聚苯乙烯微粒等。
在微粒的表面端部上，微粒还可以具有氨基。
本发明还包括使用根据本发明的微粒图案的形成方法制造元件的方法。
尽管提到了多种装置可作为能够制造的元件的示例，不过在利用本发明方面，优选具有高密度点阵图案的元件。
具体而言，可使用根据本发明的微粒图案的形成方法，通过形成微隧道结位置而制造单电子元件。
此外，可使用根据本发明的微粒图案的形成方法，通过形成磁位阵而制造带有图案的介质。
另外，可使用根据本发明的微粒图案的形成方法，通过形成金属微粒图案而制造化学传感器。
此外，可使用根据本发明的微粒图案的形成方法，通过形成量子点阵结构而制造量子点激光器元件。
此外，可使用根据本发明的微粒图案的形成方法，通过形成二维光子晶体结构而制造光子晶体光学元件。
根据本发明，可提供不需要清洗步骤或利用抗蚀剂的光刻步骤的增强型光刻。
另外还提供能够形成低缺陷图案的光敏硅烷偶联剂，并提供使用这种光敏硅烷偶联剂对表面进行改性的方法以及图案的形成方法。
实施例
现在将基于附图更详细地描述使用上述光敏硅烷偶联剂的图案的形成方法。
图1A，1B，1C和1D所示的处理图表示使用根据本发明的光敏硅烷偶联剂的图案的形成方法的一个实施例。
根据本发明的光敏硅烷偶联剂通过化学键固定在基板上。基板的例子包括金属基板，半导体基板，诸如玻璃、石英、BN等的绝缘基板。此外，可根据所需的元件从具有一种或多种抗蚀剂的较宽范围的基板中选择基板，通过在玻璃、金属、氧化物、氮化物等上旋涂一种或多种抗蚀剂而在上述基板上形成薄膜。优选在固定了光敏硅烷偶联剂的表面上形成羟基。
为了在基板表面上形成羟基，优选根据需要对基板进行预处理。可通过将基板表面暴露于酸性溶液或UV线-臭氧气氛而进行预处理。酸性溶液的例子包括硫酸、盐酸、硝酸、过氧化氢等。它们可以被单独使用，或者将它们中的两种或更多种组合使用。优选硫酸与过氧化氢的组合。为了对硅基板进行预处理，特别优选硫酸与过氧化氢的组合。用酸性溶液进行预处理的方法包括涂覆、喷射、浸渍等。
将根据本发明的光敏硅烷偶联剂涂覆在图1A中所示的基板1上，然后将其加热，形成光敏硅烷偶联剂层2(图1B)。
可仅使用光敏硅烷偶联剂的溶液或者光敏硅烷偶联剂溶解在有机溶剂中形成的溶液，通过浸渍、旋涂、喷涂、气相沉积等进行光敏硅烷偶联剂的涂覆。在本发明中，优选浸渍或旋涂。在涂覆光敏硅烷偶联剂之后，优选适当加热，从而在基板上完成与羟基的反应。可使用诸如热板、热风干燥机等的加热装置在80到200℃的温度下进行加热，更优选80到150℃的温度。作为上述处理的结果，形成根据本发明的光敏硅烷偶联剂的单分子层。
然后，使用公知的曝光设备对所形成的根据本发明的光敏硅烷偶联剂层2进行曝光构图(图1C)。由于曝光在曝光部分3上有选择地产生羧基。在图4中，附图标记4表示未曝光部分。
可以从可见光，UV线，远紫外线，X-射线，电子束，γ射线，分子束，离子束等中适当选择用于曝光的辐射线。特别优选汞灯光线(波长为436nm，365nm和254nm)，KrF准分子激光束(波长为248nm)，ArF准分子激光束(波长为193nm)，和F2准分子激光束(波长为157nm)。此外，还优选诸如超远UV线(EUV，波长为13nm)的远UV线，或者电子束。这些辐射线可以单独使用或者多个一起使用。
作为另一种曝光方法，还优选使用从光掩模产生的近场光，其中光掩模具有遮光层，遮光层包括比曝光光源的波长更窄的开口。可采用上面所述的辐射线作为用作近场光曝光的辐射线。这些辐射线可单独使用或者多个一起使用。通过将光掩模遮光层牢固紧密地粘附到将受到曝光的物体上而进行近场光曝光。
为了获得更为精细的图案，优选不受衍射极限影响的短波长ArF准分子激光，F2准分子激光，EUV，电子束或近场光。在这些之中，近场光曝光设备由于不需要精密的光学系统或昂贵的光源而具有较低成本，从而就生产率而言在本发明中特别优选近场光曝光系统。
作为曝光的结果，在曝光部分上将固定在基板上的羧基构图。根据本发明的光敏硅烷偶联剂的光反应是一种不可逆的反应。从而，如同上述能够形成具有少量缺陷的微粒图案的现有技术示例(日本专利申请公开No.2003-168606)那样，在曝光部分上不存在化学活性基的去活化。
由于光反应所形成的唯一的副产品为氮，无需诸如PolymerPreprints，Japan，Japanese Ed.，Vol.53，4196(2004)中所需的用于去除副产品的清洗步骤。
在曝光完成之后，将基板浸入分散有微粒(A)5的胶态溶液中。作为该步骤的结果，如果表面是亲水性的，那么微粒(A)5有选择地粘附到曝光部分，而如果表面是疏水性的，则微粒(A)5有选择地粘附到未曝光部分(图1D)。
如图3中所示，如果使用在表面端部具有氨基的微粒(A9)作为微粒(A)，则氨基与基板1上的羧基通过离子键连接。
图2A，2B，2C和2D的示意图表示通过有选择地将微粒(A)6仅设置在曝光部分或未曝光部分上而形成的微粒图案。图案的形状可以为分离的点阵图案(图2A)，其中一个微粒6粘附到基板1上的微点形曝光部分3或未曝光部分的每一个位置；或者为分离的线形图案(图2B)，其中微粒6排列成窄线形图案中的一行。图案的形状还可以为最密集填充图案(图2C)，其中微粒6以最紧密填充的方式排列在比微粒的尺寸更宽的曝光部分3或未曝光部分。图案的形状还可以为随机图案(图2D)，其中微粒随机排列在比微粒的尺寸更宽的曝光部分3或未曝光部分上，由于它们之间的排斥力，微粒之间具有一定的间隔。可根据所需要的元件自由形成这些图案。此外，所形成的图案不限于上面所述的这些。
可使用按照上述方式形成的微粒图案制造多种元件。
可根据想要的元件来选择微粒(A)的种类。如果想要制造单电子元件，则可使用具有导电性的微粒，诸如由金属或金属氧化物构成的微粒。
如果想要制造磁记录介质，诸如带图案的介质，那么可使用下述材料。具体示例包括从Co，Ni，Fe，FePt，CoPt，CoNi，CoCr，CoP，CoNiP，FeCoB，FeCoNi，CoNiFeB，FeNi，FeCo，CoNiPt等组成的组中选择的磁性金属微粒(A6)。
如果想要制造化学传感器，则使用金属微粒(A1)。从感度和化学稳定性的观点看，优选贵金属微粒，并且尤其优选金微粒(A4)或金纳米棒(A5)。
如果想要制造量子点激光器元件，则使用半导体微粒(A3)，诸如Si，SiGe，GaAs，InGaAs，GaN，InP，InAs，AlGaAs，InGaAsP，GaInAlP，InGaN，AlGaN等。
图4A和4B的说明图表示以微粒作为掩模的干蚀刻处理。如图4A和4B中所示，用按照上述方法形成的微粒图案作为蚀刻掩模，通过使用活性等离子体或自由基进行的干蚀刻、离子研磨或湿蚀刻，对基板材料进行处理，形成点阵图案。附图标记1和6分别表示基板和微粒。
可根据想要的元件来选择基板材料。如果想要制造单电子元件，则可使用金属或金属氧化物作为基板材料。
如果想要制造磁记录介质，诸如带图案的介质，那么可使用下述磁性材料作为基板材料。具体示例包括Co，Ni，Fe，FePt，CoPt，CoNi，CoCr，CoP，CoNiP，FeCoB，FeCoNi，CoNiFeB，FeNi，FeCo，CoNiPt等。
如果想要制造化学传感器，从感度和化学稳定性的观点看，优选贵金属作为基板材料。
如果想要制造量子点激光器元件，则使用诸如Si，SiGe，GaAs，InGaAs，GaN，InP，InAs，AlGaAs，InGaAsP，GaInAlP，InGaN，AlGaN等的半导体作为基板材料。
可通过使用活性等离子体或自由基的干蚀刻，离子研磨或湿蚀刻对基板进行处理。特别优选使用活性等离子体的干蚀刻，因为该处理适于形成精细且具有高度垂直性的图案。
根据待蚀刻基板来选择干蚀刻气体，可以为诸如CF4，C2F6，C3F8，CCl2F2，CCl4，CBrF3，BCl3，PCl3，SF6，Cl2，HCl，HBr，O2，N2，Ar等的气体的等离子体。可根据待蚀刻的材料适当选择湿蚀刻剂。湿蚀刻剂的例子包括氢氟酸的水溶液，氟化铵的水溶液，磷酸的水溶液，醋酸的水溶液，硝酸的水溶液，硝酸铵铈的水溶液，氢氧化钾的水溶液，氢氧化四甲铵的水溶液等。
图5A，5B和5C的说明图表示以微粒作为掩模的揭模工艺。如图5A，5B和5C中所示，可以在如上所述形成有微粒6图案的基板1的整个表面上形成树料层7，然后通过揭模，形成所需材料的孔阵图案。
材料层形成方法的例子包括多种物理气相沉积(PVD)及诸如浸渍、旋涂等的涂覆方法。PVD法的具体示例包括诸如电子束加热、电阻加热和闪蒸的多种真空沉积方法，等离子体沉积，诸如双极溅射、DC溅射、DC磁控管溅射、高频溅射、磁控管溅射、离子束溅射和偏压溅射等的多种溅射方法，DC(直流)方法，RF方法，多阴极方法，活性反应方法，电场沉积，以及诸如高频离子电镀和活性离子电镀等的多种离子电镀方法。
在成膜之后，通过将其浸入有机溶剂，碱溶液，酸溶液等中，去除微粒和附着在其上的膜。优选根据需要进行加热、摇动等。
虽然参照实施例对本发明进行了描述，不过应当理解本发明不限于所披露的实施例。下述权利要求的范围与最宽解释一致，从而包含所有这类变型和等效结构及功能。

Claims (20)

1.光敏硅烷偶联剂，含有1，2-萘醌-2-二叠氮基-5-磺酰基或1，2-萘醌-2-二叠氮基-4-磺酰基。
2.根据权利要求1所述的光敏硅烷偶联剂，具有通式(1)所表示的结构，
Figure A2007100885230002C1
其中，R1，R2和R3之中的至少一个为烷氧基或卤素原子，其他选自由烷基、链烯基和氢原子组成的组；R4为部分氢原子可被氟原子或烷基取代的亚烷基，部分氢原子可被氟原子或烷基取代的亚苯基，部分氢原子可被氟原子或烷基取代的亚萘基，或具有以下结构的二价基团，其中至少两个上述二价基团彼此键合；R5为氢原子或烷基。
3.根据权利要求1所述的光敏硅烷偶联剂，具有通式(2)所表示的结构，
Figure A2007100885230002C2
其中，按照与式(1)中相同的方式定义R1到R4；R6为部分氢原子可被氟原子或烷基取代的亚甲基或亚烷基。
4.根据权利要求1所述的光敏硅烷偶联剂，具有通式(3)所表示的结构，
Figure A2007100885230003C1
其中，按照与式(1)相同的方式定义R1到R4；并且按照与式(2)相同的方式定义R6。
5.根据权利要求1所述的光敏硅烷偶联剂，具有通式(4)所表示的结构，
Figure A2007100885230003C2
其中，按照与式(1)相同的方式定义R1到R4；并且R7为部分氢原子可被氟原子或烷基取代的亚苯基，或者部分氢原子可被氟原子或烷基取代的亚萘基。
6.根据权利要求1所述的光敏硅烷偶联剂，具有通式(5)所表示的结构，
Figure A2007100885230004C1
其中，按照与式(1)相同的方式定义R1到R4；并且按照与式(4)相同的方式定义R7。
7.表面改性方法，该方法包括将根据权利要求1的光敏硅烷偶联剂层叠在载体的表面上，并通过曝光在光敏硅烷偶联剂上产生羧基的步骤。
8.具有以下结构的微粒图案的形成方法，其中平均粒径至少为0.5nm，至多为500nm的多个微粒排列在基板上，
该方法包括以下步骤：
将根据权利要求1的光敏硅烷偶联剂层叠在基板表面上，将光敏硅烷偶联剂层曝光构图，在曝光部分中的光敏硅烷偶联剂上产生羧基，并有选择地将微粒布置到曝光部分或未曝光部分上。
9.根据权利要求8所述的微粒图案的形成方法，还包括通过用微粒图案作为掩模进行蚀刻从而处理基板的步骤。
10.根据权利要求8所述的微粒图案的形成方法，还包括在形成了微粒图案的基板的整个表面上成膜，并通过去除该微粒图案和其上所形成的膜而形成薄膜图案的步骤。
11.根据权利要求8所述的微粒图案的形成方法，其中，使用包含微粒的胶态溶液布置微粒。
12.根据权利要求8所述的微粒图案的形成方法，其中，使用从曝光掩模产生的近场光进行曝光，曝光掩模设有遮光层，遮光层包括比曝光光源的波长更窄的开口。
13.根据权利要求12所述的微粒图案的形成方法，其中，所述微粒可由从金属、金属氧化物、半导体和树脂组成的组中选择出的材料形成。
14.根据权利要求8所述的微粒图案的形成方法，其中，所述微粒在微粒表面的端部具有氨基。
15.使用根据权利要求8所述的微粒图案的形成方法来制造元件的方法。
16.根据权利要求15所述的元件的制造方法，其中，使用根据权利要求8所述的微粒图案的形成方法，通过形成微隧道结位置来制造单电子元件。
17.根据权利要求15所述的元件的制造方法，其中，使用根据权利要求8所述的微粒图案的形成方法，通过形成磁位阵来制造带有图案的介质。
18.根据权利要求15所述的元件的制造方法，其中，使用根据权利要求8所述的微粒图案的形成方法，通过形成金属微粒图案来制造化学传感器。
19.根据权利要求15所述的元件的制造方法，其中，使用根据权利要求8所述的微粒图案的形成方法，通过形成量子点阵结构来制造量子点激光器元件。
20.根据权利要求15所述的元件的制造方法，其中，使用根据权利要求8所述的微粒图案的形成方法，通过形成二维光子晶体结构来制造光子晶体光学元件。
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