專利名稱：用于形成中性面的無規(guī)共聚物及其制造和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該公開內(nèi)容涉及能夠形成中性面(neutral surface)的無規(guī)共聚物、及其制造和使用方法。具體地，公開了能夠穩(wěn)定地附著到基底或顆粒且迅速地形成其上可穩(wěn)定地布置嵌段共聚物的中性面的無規(guī)共聚物、及其制造方法。
背景技術(shù)：
由其末端彼此結(jié)合的兩種或更多種不同的均聚物或單體構(gòu)成的嵌段共聚物可自組裝以形成具有數(shù)十納米的尺寸的周期性結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)該自組裝，所述嵌段共聚物需要驅(qū)動力。當(dāng)用來自例如加溫退火(熱退火，thermal annealing)(例如在真空中或在惰性氣體如氮?dú)饣驓鍤獾臍夥罩?、紅外退火、激光退火、或溶劑蒸氣輔助的退火的技術(shù)的各種 驅(qū)動力處理所述嵌段共聚物時，在所述嵌段共聚物的兩種或更多種嵌段組分之間發(fā)生相分離，導(dǎo)致所述嵌段組分自組裝成具有重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的規(guī)則圖案。具體地，二嵌段共聚物可包括具有不同化學(xué)性質(zhì)的兩種單體A和B，其可以“A-b-B”表示。在二嵌段共聚物的情況下，當(dāng)在所述共聚物中引起不同的嵌段組分A和B之間的相分離時，可形成包括重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的自組裝的周期性圖案如球、圓柱、薄片和垂直薄片(perpendicular lamellae)?？墒褂盟銮抖喂簿畚锏淖越M裝形成具有數(shù)十納米的尺寸的超精細(xì)圖案，和所述技術(shù)可應(yīng)用于半導(dǎo)體器件和液晶顯示面板，其都使用超精細(xì)圖案化。對于形成超精細(xì)圖案需要具有中性面的中性層，在其上嵌段共聚物可以大規(guī)模容易地自組裝成垂直薄片或垂直圓柱。這樣的中性層為對于任何嵌段、例如來自二嵌段共聚物A-b-B的嵌段A和B之一非優(yōu)先潤濕的層。中性層的表面對所述嵌段共聚物的其它嵌段組分具有基本上相同的表面親和性。因此，這樣的表面稱作中性面或非優(yōu)先面。目前可用的中性層退火約6小時-約24小時以形成所述中性層。用于形成這樣的 中性層的退火時間使期望的性質(zhì)惡化，導(dǎo)致在中性層或納米圖案基底的制造中生產(chǎn)力(生產(chǎn)率)和加工性能的損失。因此，仍需要改善的無規(guī)共聚物以提供具有改善的性質(zhì)的中性層。

發(fā)明內(nèi)容
公開了用于在下層(underlying layer)、基底或顆粒上迅速地形成中性層的無規(guī)共聚物、及其制造和使用方法。還公開了包括所述無規(guī)共聚物的中性層及其制造方法。還公開了包括所述無規(guī)共聚物的納米圖案基底及其制造方法。為了解決以上和其它問題，一方面提供具有由下式I表示的結(jié)構(gòu)的無規(guī)共聚物，式I
權(quán)利要求
1.具有由式I表示的結(jié)構(gòu)的無規(guī)共聚物 式I
2.權(quán)利要求I的無規(guī)共聚物,其中所述無規(guī)共聚物具有約5000-約20000道爾頓的數(shù)均分子量。
3.權(quán)利要求I的無規(guī)共聚物,其中所述無規(guī)共聚物具有約5000-約20000道爾頓的重均分子量。
4.權(quán)利要求I的無規(guī)共聚物，其中所述無規(guī)共聚物具有約I.0-約2. 0的多分散指數(shù)。
5.權(quán)利要求I的無規(guī)共聚物,其中X和y以約40:約60至約60:約40的數(shù)量比存在。
6.制造無規(guī)共聚物的方法，所述方法包括 制造膦酸前體； 制造用于氮氧化物調(diào)控的自由基聚合的第一氮氧化物引發(fā)劑； 通過將所述膦酸前體與所述第一氮氧化物引發(fā)劑接觸制造包括所述膦酸前體的產(chǎn)物的第二氮氧化物引發(fā)劑； 通過將所述第二氮氧化物引發(fā)劑、苯乙烯單元前體和甲基丙烯酸甲酯單元前體接觸制造膦酸聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯)無規(guī)共聚物的前體；和 使所述膦酸聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯)無規(guī)共聚物的前體去保護(hù)以制造所述無規(guī)共聚物。
7.權(quán)利要求6的方法，其中所述第二氮氧化物引發(fā)劑通過使所述膦酸前體與所述第一氮氧化物引發(fā)劑反應(yīng)而合成。
8.權(quán)利要求7的方法，其中所述膦酸前體為雙[2-(三甲基甲硅烷基)乙基]膦酸酯。
9.權(quán)利要求8的方法，其中所述雙[2-(三甲基甲硅烷基)乙基]膦酸酯為2-(三甲基甲硅烷基)乙醇和三氯化磷的反應(yīng)產(chǎn)物。
10.權(quán)利要求7的方法，其中所述第一氮氧化物引發(fā)劑為1-[1-(4_氯甲基苯基)乙氧基]-2，2，6，6-四甲基-哌啶。
11.權(quán)利要求10的方法，其中所述1-[1-(4_氯甲基苯基)乙氧基]_2，2，6，6-四甲基-哌啶為4-乙烯基芐基氯、2，2，6，6-四甲基哌啶基氧和過氧化二叔丁基的反應(yīng)產(chǎn)物。
12.權(quán)利要求7的方法，其中所述第二氮氧化物引發(fā)劑為{4-[1-(2，2，6，6_四甲基-哌唳_1_基氧基)_乙基]_節(jié)基勝酸雙_(2- 二甲基甲娃燒基乙基)酯。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述{4-[1-(2，2，6，6_四甲基-哌啶-I-基氧基)-乙基]-節(jié)基}_勝酸雙_(2-二甲基甲娃燒基乙基)酯為雙[2_( 二甲基甲娃燒基)乙基]勝酸酯和1-[1-(4_氯甲基苯基)乙氧基]_2，2，6，6-四甲基-哌啶的反應(yīng)產(chǎn)物。
14.權(quán)利要求7的方法，其中所述膦酸聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯)無規(guī)共聚物的前體為雙[2_(三甲基甲硅烷基)乙基]膦酸酯聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯)無規(guī)共聚物。
15.權(quán)利要求14的方法，其中所述雙[2-(三甲基甲硅烷基)乙基]膦酸酯聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯)無規(guī)共聚物為{4-[I- (2，2，6，6-四甲基-哌啶-I-基氧基)-乙基]-芐基}_膦酸雙-(2-三甲基甲硅烷基乙基)酯、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的反應(yīng)產(chǎn)物。
16.權(quán)利要求7的方法，其中所述去保護(hù)包括 將所述雙[2_(三甲基甲硅烷基)乙基]膦酸酯聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯)無規(guī)共聚物溶解在二氯甲烷中以制造所述膦酸聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯)無規(guī)共聚物。
17.制造納米圖案基底的方法，包括 在基底上設(shè)置金屬層； 在所述金屬層上形成包括由式I表示的無規(guī)共聚物的中性層，
18.權(quán)利要求17的方法，其中X和y以約40:約60至約60:約40的數(shù)量比存在。
19.權(quán)利要求17的方法，進(jìn)一步包括 在所述金屬層上設(shè)置絕緣層；和 在所述中性層上形成分隔圖案。
20.權(quán)利要求19的方法，其中所述第一納米結(jié)構(gòu)包括垂直薄片形狀且形成在所述分隔圖案之間。
21.權(quán)利要求20的方法，進(jìn)一步包括 形成與通過包括蝕刻所述第一納米塊或所述第二納米塊的第一蝕刻過程形成的第一納米塊圖案或第二納米塊圖案基本上相同的第一中性層圖案。
22.權(quán)利要求21的方法，進(jìn)一步包括除去所述分隔圖案和所述第一納米結(jié)構(gòu)；和 暴露所述第一中性層圖案的表面以形成暴露的第一中性層圖案和絕緣層。
23.權(quán)利要求22的方法，進(jìn)一步包括 在所述暴露的第一中性層圖案和絕緣層上設(shè)置包括第三嵌段和第四嵌段的第二嵌段共聚物。
24.權(quán)利要求23的方法，進(jìn)一步包括 形成對應(yīng)于包括所述第三嵌段的第三納米塊和包括所述第四嵌段的第四納米塊的第二納米結(jié)構(gòu)。
25.權(quán)利要求24的方法，其中所述第三嵌段形成在形成所述第一納米塊的至少一個的位置處。
26.權(quán)利要求25的方法，進(jìn)一步包括 形成與通過包括蝕刻所述第三納米塊或所述第四納米塊的第二蝕刻過程形成的第三納米塊圖案或第四納米塊圖案基本上相同的第二中性層圖案。
27.權(quán)利要求26的方法，進(jìn)一步包括 在所述絕緣層上形成絕緣層圖案，其具有與所述第二中性層圖案基本上相同的圖案。
28.權(quán)利要求27的方法，進(jìn)一步包括 在所述金屬層上形成金屬圖案，其具有與所述絕緣層圖案基本上相同的圖案。
29.形成包括無規(guī)共聚物的中性層的方法，所述方法包括 將具有由式I表示的結(jié)構(gòu)的無規(guī)共聚物溶解在溶劑中以形成溶液， 式I
30.權(quán)利要求29的方法，其中所述溶劑選自丙二醇甲基醚乙酸酯、四氫呋喃、二氯甲烷、丙酮、甲苯、苯、二甲苯、二甲亞砜、二甲基甲酰胺、苯甲醚及其組合。
31.權(quán)利要求30的方法，其中所述無規(guī)共聚物以約I重量％的濃度溶解在丙二醇甲基醚乙酸酯中，基于所述溶液的總重量。
32.權(quán)利要求29的方法，其中所述退火在約100°C或更高下進(jìn)行。
33.權(quán)利要求32的方法，其中所述退火在約160°C下進(jìn)行。
34.權(quán)利要求33的方法，進(jìn)一步包括用有機(jī)溶劑 洗滌在所述退火過程中形成的無規(guī)共聚物的表面。
全文摘要
具有由下式1表示的結(jié)構(gòu)的無規(guī)共聚物，其中R為膦酸基團(tuán)，Me為甲基，x為苯乙烯單元的數(shù)量，和y為甲基丙烯酸甲酯單元的數(shù)量。式文檔編號B82Y40/00GK102757520SQ201210135390
公開日2012年10月31日 申請日期2012年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者周原兌, 康珉赫, 文鳳振, 李文圭, 李水美, 郭恩愛, 金周熙, 金碩皓 申請人:三星電子株式會社, 西江大學(xué)校 產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)