薄膜图案化技术可实现多种先进技术，包括集成电路、光子器件、传感器、和表面附着力。对于这些应用中的许多应用，必须依次对包含不同材料（例如金属和电介质）的多层进行构图，从而提出了严格的覆盖要求，从而增加了工艺的复杂性和成本。
一种称为“自对准图案”的概念原则上可以通过利用化学方法仅在异质表面的某些区域上选择性地沉积材料来减轻覆盖的负担。这是通过预处理控制下层基板的形貌和/或表面化学性质来实现的。
对于先进的图案化应用来说，期望能够在薄膜中选择性沉积的工艺以减少覆盖需求，但是传统技术缓慢并且材料范围受到限制。加利福尼亚大学研究小组使用了一种旋涂法在非均质基材（Cu / SiO 2）上选择性沉积聚合物涂层。
与依赖于表面预处理的传统方法不同，研究小组充分考虑聚合物的选择性，该聚合物设计促进了从一种基材的优先脱湿和另一种基材的均匀润湿。
正如对均匀表面的研究所证明的那样，含有半氟化侧基的聚丙烯酸酯满足该标准，并自发地从SiO 2上润湿，但在Cu上形成连续膜。旋涂到Cu / SiO 2上在线-空间图案中，这些半氟化聚合物仅选择性地覆盖了铜线，而无需任何预处理或后处理。利用合理的设计规则，通过将均质SiO 2上的润湿特征的液滴尺寸与异质Cu / SiO 2图案的尺寸相关联来预测选择性沉积的方案。
通过仔细设计和合成定义明确的聚合物，可以在旋转涂覆过程中使用一种称为旋转去湿的方法将聚合物薄膜选择性地沉积在异质表面上，而无需对基材进行预处理或后处理（图1 a）。
使用光刻技术创建的Cu和SiO 2的线-空图案作为模型系统，我们显示半氟化的聚丙烯酸酯可在1分钟内选择性沉积在Cu上，而不会对下层基材进行任何化学修饰。这些异质图案上的选择性沉积与均质Cu和SiO 2表面上的优先去湿行为相关（图1b）。
图1.（a）一步旋涂选择性沉积示意图。将半氟化聚合物旋涂到天然Cu / SiO 2基底上，选择性地涂覆Cu，而无需对表面进行预处理。（b）聚合物设计可促进均匀表面上的优先去湿，这转化为在异质图案上的选择性沉积。
可以使用一组“通用”设计规则来理解选择性自旋去湿的机制，这些设计规则可预测各种不同的单体结构和聚合物分子量。这些结果为深入了解选择性沉积的非传统方法提供了可能，在需要仔细控制薄膜的应用中可能有用。
这种独特策略的普遍性在具有不同分子量和单体结构的聚合物库中得到证明，这为旋涂的简单性和快速性带来了重大进展。对于10–40μm全螺距特征，整个沉积过程仅需一个步骤，并且可在1分钟内完成。
一步旋涂工艺用于在不进行基材预处理或后处理的情况下，将聚合物选择性沉积在异质基材上。启用设计标准涉及将优先脱湿编码到聚合物化学中，如使用半氟化聚丙烯酸酯库所证明的。
通过在均相SiO 2（D）上去湿后形成的液滴直径与异质表面的间距（P）的比值，可以控制Cu / SiO 2线-空间图案上的选择性。D / P≈0.5导致具有高图案保真度的选择性沉积，这是通过光学显微镜和具有不同分子量和单体结构的聚合物的二次离子质谱分析来证明的。
这些结果为独特的自对准构图技术提供了物理见解，该技术可能证明对需要覆盖控制的薄膜应用或利用氟化聚合物的非凡属性（例如，低表面能，降低的摩擦，小折射率，高热）的应用很有用。