含有苯乙烯结构的自组装膜的下层膜形成用组合物制造技术

本发明专利技术的课题是提供一种自组装膜的下层中所使用的下层膜形成组合物。解决手段是一种自组装膜的下层膜形成用组合物，含有仅由源自可被取代的苯乙烯的结构单元和源自含有可形成交联的基团的化合物的结构单元构成的聚合物，且该聚合物以如下比例构成：在该聚合物的全部结构单元中，源自苯乙烯的结构单元为60～95摩尔％，源自含有可形成交联的基团的化合物的结构单元为5至40摩尔％。可形成交联的基团为羟基、环氧基、被保护了的羟基、或被保护了的羧基。含有可形成交联的基团的化合物为甲基丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯、丙烯酸羟基丙酯、羟基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种组合物，用于形成自组装膜的下层膜，通过热烧成而形成的自组装膜用于液晶显示器、硬盘用记录材料、固体摄像元件、太阳能电池面板、发光二极管、有机发光器件、发光膜、荧光膜、MEMS、致动器、防反射材料、抗蚀剂、抗蚀剂下层膜、抗蚀剂上层膜或纳米压印用模板(模型)等。另外，本专利技术涉及一种使用用于形成自组装膜和其下层膜的组合物的自组装膜的形成方法、特别是由该膜构成的图案结构的形成方法。
技术介绍
具有纳米级重复结构的自组装膜已知具有与通常的膜不同的特性，且提出了一种使用嵌段共聚物的具有纳米级重复结构的自组装膜。关于在非固化性聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯)共聚物中混合有机光致变色材料的特性已有报道。关于使用利用非固化性聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯)共聚物的等离子体蚀刻的纳米图案化特性已有报道。关于使用非固化性聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯)共聚物的纳米图案化特性已有报道。公开了一种含有嵌段共聚物、交联剂及有机溶剂的膜形成用组合物。使用该膜形成用组合物的自组装膜，由于将嵌段聚合物图案化成圆筒形状，所以可以向下层膜(例如使用有机膜)输入图案信息。在加工基板上的下层膜(例如使用有机膜)中，为了使图案排列于目标位置，以与排列位置重叠的方式照射紫外线、或放射线，引起凹凸或表面能(亲水·疏水性)变化，可以使利用嵌段聚合物的(自组装)膜形成用组合物的聚合物链(A)成分、聚合物链(B)成分分别排列于目标位置(参照专利文献1)。记载了一种形成苯乙烯单元的酸敏感性共聚物，将其作为引导形成自组装层的方法(参照专利文献2、专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-122081专利文献2：日本特开2012-078828专利文献3：日本特开2012-078830
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术的课题在于，提供一种用于形成在利用嵌段聚合物等形成自组装膜时，为了使自组装膜容易地排列成期望的垂直图案结构所必要的下层膜的组合物。特别是，本专利技术的课题在于，提供一种不会与上层的自组装膜发生互混(层混合)，且可在自组装膜上形成垂直图案结构的下层膜。用于解决课题的手段本专利技术的第一观点为一种自组装膜的下层膜形成用组合物，含有仅由源自可被取代的苯乙烯的结构单元和源自含有可形成交联的基团的化合物的结构单元构成的聚合物，且该聚合物以如下比例构成：在该聚合物的全部结构单元中，源自苯乙烯的结构单元为60～95摩尔％，源自含有可形成交联的基团的化合物的结构单元为5至40摩尔％。第二观点为第一观点所述的自组装膜的下层膜形成用组合物，可形成交联的基团为羟基、环氧基、羧基、氨基、异氰酸酯基、被保护了的羟基、被保护了的羧基、被保护了的氨基、或被保护了的异氰酸酯基。第三观点为第一观点或第二观点所述的自组装膜的下层膜形成用组合物，含有可形成交联的基团的化合物为甲基丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯、丙烯酸羟基丙酯、羟基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸缩水甘油酯。第四观点为第一观点～第三观点中任一项所述的自组装膜的下层膜形成用组合物，进一步含有交联剂。第五观点为第一观点～第四观点中任一项所述的自组装膜的下层膜形成用组合物，进一步含有酸或产酸剂。第六观点为第一观点～第五观点中任一项所述的自组装膜的下层膜形成用组合物，自组装膜为包含有机聚合物链(A)和聚合物链(B)的嵌段聚合物，所述有机聚合物链(A)含有有机单体(a)作为结构单元，所述聚合物链(B)含有与有机单体(a)不同的单体(b)作为结构单元且键合于该有机聚合物链(A)。第七观点为第六观点所述的自组装膜的下层膜形成用组合物，嵌段聚合物为由以下的组合获得的嵌段共聚物：聚苯乙烯(A)与聚甲基丙烯酸甲酯(B)的组合、聚苯乙烯(A)与聚异戊二烯(B)的组合、聚苯乙烯(A)与聚丁二烯(B)的组合、聚苯乙烯(A)与聚二甲基硅氧烷(B)的组合、聚苯乙烯(A)与聚环氧乙烷(B)的组合、或聚苯乙烯(A)与聚乙烯基吡啶(B)的组合。第八观点为一种形成自组装膜的图案结构的形成方法，包含以下工序：在基板上涂布第一观点～第七观点中任一项所述的自组装膜的下层膜形成用组合物并进行烧成而形成下层膜的工序；在其上涂布自组装膜形成用组合物并进行烧成的工序。第九观点为一种形成自组装膜的图案结构的形成方法，包含以下工序：在基板上涂布第一观点～第七观点中任一项所述的自组装膜的下层膜形成用组合物并进行烧成而形成下层膜的工序；使该下层膜与溶剂接触而除去该下层膜的表面层的工序；在其上涂布自组装膜形成用组合物并进行烧成的工序。第十观点为第八观点或第九观点所述的图案结构的形成方法，在形成下层膜的工序之前，包含形成基底膜的工序。第十一观点为第十观点所述的图案结构的形成方法，基底膜为防反射膜或硬掩模。第十二观点为一种器件，是通过第八观点～第十一观点中任一项所述的图案结构的形成方法得到的。专利技术效果本专利技术的下层膜形成用组合物中所含的仅由各特定比例的源自苯乙烯的结构单元和源自含有可形成交联的基团的化合物的结构单元构成的聚合物可诱发相对于基板垂直地形成作为自组装膜的嵌段共聚物的微相分离结构。因此，通过将本专利技术的下层膜形成用组合物用于下层膜，可使存在于上层的自组装聚合物的微相分离结构容易排列成期望的垂直图案结构，发挥可形成具有期望的垂直层状结构或垂直圆筒结构的自组装膜这样的效果。进而，如上发生了微相分离的自组装膜，例如也可以利用嵌段共聚物中所含的聚合物链间的蚀刻速度差(碱溶解速度差或气体蚀刻速度差)而形成相当于抗蚀剂图案的图案结构。另外，由本专利技术的下层膜形成用组合物形成的下层膜，不会与上层的自组装膜发生互混(层混合)，且可在自组装膜上形成垂直图案结构。具体实施方式本专利技术中所使用的通过热烧成得到的自组装膜为包含有机聚合物链(A)和聚合物链(B)的嵌段聚合物，所述有机聚合物链(A)含有有机单体(a)作为结构单元，所述聚合物链(B)含有与有机单体(a)不同的单体(b)作为结构单元，且聚合物链(B)键合于该有机聚合物链(A)。为了使这样的嵌段聚合物诱发微相分离而自组装，该下层膜可使用利用本专利技术的下层膜形成用组合物得到的下层膜。该下层膜为含有乙烯基萘的结构单元的聚合物，可使存在于上层的自组装聚合物发生微相分离而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自组装膜的下层膜形成用组合物，其特征在于，含有仅由源自可被取代的苯乙烯的结构单元和源自含有可形成交联的基团的化合物的结构单元构成的聚合物，且该聚合物以如下比例构成：在该聚合物的全部结构单元中，源自苯乙烯的结构单元为60～95摩尔％，源自含有可形成交联的基团的化合物的结构单元为5至40摩尔％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.18 JP 2012-2761341.一种自组装膜的下层膜形成用组合物，其特征在于，含有仅由源自
可被取代的苯乙烯的结构单元和源自含有可形成交联的基团的化合物的结
构单元构成的聚合物，且该聚合物以如下比例构成：在该聚合物的全部结
构单元中，源自苯乙烯的结构单元为60～95摩尔％，源自含有可形成交联
的基团的化合物的结构单元为5至40摩尔％。
2.根据权利要求1所述的自组装膜的下层膜形成用组合物，可形成交
联的基团为羟基、环氧基、羧基、氨基、异氰酸酯基、被保护了的羟基、
被保护了的羧基、被保护了的氨基、或被保护了的异氰酸酯基。
3.根据权利要求1或2所述的自组装膜的下层膜形成用组合物，含有
可形成交联的基团的化合物为甲基丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸羟基乙酯、甲
基丙烯酸羟基丙酯、丙烯酸羟基丙酯、羟基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、
甲基丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸缩水甘油酯。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的自组装膜的下层膜形成用组合
物，进一步含有交联剂。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的自组装膜的下层膜形成用组合
物，进一步含有酸或产酸剂。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的自组装膜的下层膜形成用组合
物，自组装膜为包含有机聚合物链(A)和聚合物链(B)的嵌段聚合物，所述
有机聚合物链(A)含有有机单体(a)作为结构单元，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：染谷安信，若山浩之，远藤贵文，坂本力丸，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP