[发明专利]嵌段共聚物

说明书

本申请涉及嵌段共聚物及其用途。本申请可提供这样的嵌段共聚物及其用途：具有优异的自组装特性或相分离特性，并因此可用于多种应用。

技术领域

本申请要求2014年9月30日提交的韩国专利申请第2014-0131964号、2015年6月4日提交的第2015-0079488号、2014年12月8日提交的第2014-0175411号、2014年12月8日提交的第2014-0175414号、2014年12月8日提交的第2014-0175410号、2014年12月8日提交的第2014-0175415号、2014年12月8日提交的第2014-0175412号、2014年12月8日提交的第2014-0175413号、2014年12月8日提交的第2014-0175407号、2014年12月8日提交的第2014-0175406号、2014年12月8日提交的第2014-0175400号、2014年12月8日提交的第2014-0175401号、和2014年12月8日提交的第2014-0175402号的优先权和权益，其公开内容通过全文引用并入本文。

本申请涉及嵌段共聚物及其用途。

背景技术

嵌段共聚物具有这样的分子结构：其中具有不同化学结构的聚合物嵌段通过共价键连接。嵌段共聚物可通过相分离形成周期性排列的结构，例如球体、圆柱体或层。通过嵌段共聚物的自组装所形成的结构的域尺寸可在宽的范围内进行控制，并且各种形状的结构是可能的，并因此嵌段共聚物可以用于例如通过光刻的图案形成，或者用于磁记录介质或各种下一代纳米装置例如高密度磁记录介质、纳米线线路制备、量子点或金属点。

发明内容

技术目的

本申请提供了嵌段共聚物、聚合物层、聚合物层的制备方法以及图案形成方法等。

技术方案

说明性嵌段共聚物可包含第一嵌段和不同于第一嵌段的第二嵌段。嵌段共聚物的各个嵌段可以只使用一种类型的单体，或者两种或更多种类型的单体形成。嵌段共聚物可为只包含一个第一嵌段和一个第二嵌段的二嵌段共聚物。或者，嵌段共聚物可为包含第一嵌段和第二嵌段中的每一个，并且另外包含第一嵌段和第二嵌段中的任一个或全部，或者另外包含除第一嵌段和第二嵌段以外的第三嵌段的三嵌段共聚物。

由于嵌段共聚物包含通过共价键连接的两个或更多个聚合物链，因此相分离出现，并因而形成自组装结构。本发明人确定：当嵌段共聚物满足下文中将描述的任一个或两个或更多个条件时，垂直取向的自组装结构还可在未进行上述中性处理的沟槽基底表面上形成。因此，本申请的另一个方面提供了满足下文中将描述的条件中至少一者的嵌段共聚物。纳米尺度结构的形状或尺寸可通过控制嵌段共聚物的尺寸(例如，分子量)或嵌段间的相对比例来控制。以下条件是并列的，并因此一个条件不优先于另一个条件。嵌段共聚物可满足选自以下条件的任一者或两者或更多者。已示出嵌段共聚物可通过满足以下条件中的任一者而具有垂直取向。本文中所使用的术语“垂直取向”是指嵌段共聚物的取向，并且可指由嵌段共聚物形成的纳米结构的取向，所述取向与基底方向垂直。例如，垂直取向可指嵌段共聚物由第一嵌段形成的区域与由第二嵌段形成的区域之间的界面与基底表面垂直。本文中所使用的术语“垂直”是允许误差的表达，其包含例如±10度、±8度、±6度、±4度或±2度以内的误差。

控制其中嵌段共聚物在各种类型的基底上水平或垂直自组装的结构取向的技术是嵌段共聚物实际应用的非常大的部分。照惯例，嵌段共聚物的纳米结构在膜上的取向由哪种嵌段暴露于表面或空气中来决定。通常，由于多数基底是极性的而空气是非极性的，因此在嵌段共聚物的嵌段中，具有较高极性的嵌段在基底上被润湿，而具有较低极性的嵌段在所述嵌段与空气间的界面处被润湿。因此，为了在基底上同时润湿嵌段共聚物的具有不同特性的嵌段，提出了多种技术，而最典型的技术为通过中性表面的制备来控制取向。