层合体制造技术

本申请涉及一种层合体，一种用于制备其的方法以及所述层合体的用途。本申请可以提供一种用于即使在以大面积形成膜时也形成具有优异的厚度均匀性的包含自组装嵌段共聚物的膜的方法、包括借助于所述方法形成的聚合物膜的层合体及其用途。

Laminates

The application involves a combination of layers, a method for preparing it and the use of the composite layer. The application can provide a method for forming a self-assembled block copolymer film even when forming a film in large area, including a self assembling block copolymer film, including a polymer film formed by the method, and its application.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】层合体
本申请要求基于2015年6月11日提交的韩国专利申请第2015-0082474号的优先权的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。本申请涉及一种层合体，一种用于制造其的方法以及一种用于形成图案的方法。
技术介绍
其中通过共价键连接有两个或更多个化学上不同的聚合物链的嵌段共聚物由于自组装特性而可以规则地分离成相分离。这样的相分离现象通常通过组分之间的体积分数、分子量和相互吸引系数(Flory-Huggins相互作用参数)进行解释，并且作为相分离结构，已知的有诸如球体、圆柱体、螺旋体或层的结构。由嵌段共聚物形成的各种纳米结构在实际应用中的重要问题是控制嵌段共聚物中的微相的取向。如果球体嵌段共聚物纳米结构是不具有特定取向方向的零维结构，则圆柱体纳米结构或层状纳米结构分别具有如一维结构和二维结构的取向。嵌段共聚物的典型取向特性可以包括其中纳米结构的取向平行于基底方向的平行取向和其中纳米结构的取向垂直于基底方向的垂直取向，其中垂直取向通常比平行取向更重要。通常需要使用包含嵌段共聚物的涂覆液的涂覆方法来形成通过自组装而微相分离的嵌段共聚物的膜，对此，通常使用旋涂法、浸涂法或喷涂法。然而，根据上述方法，难以形成厚度均匀的嵌段共聚物的膜，特别是当要以大的面积形成嵌段共聚物的膜时，无法形成具有均匀厚度的嵌段共聚物的膜。由于由嵌段共聚物实现的相分离结构的特性敏感地依赖于膜的厚度偏差，因此形成具有能够形成自组装结构的均匀厚度的膜是重要的问题。
技术实现思路
技术问题本申请提供了一种层合体，一种用于制造所述层合体的方法以及一种用于形成图案的方法。技术方案本申请的示例性层合体可以包括基底和形成在基底的一个表面上的聚合物膜。聚合物膜包含嵌段共聚物，其中嵌段共聚物可以以自组装状态存在。包含自组装嵌段共聚物的聚合物膜具有优异的厚度均匀性。例如，聚合物膜的厚度偏差可以为100nm或更小、90nm或更小、80nm或更小、70nm或更小、60nm或更小、或者50nm或更小。在本申请中，术语厚度偏差可以意指聚合物膜的相对于在聚合物膜的15至20个随机点处测量的厚度的平均值的+、-偏差，其中聚合物膜的厚度可以使用椭圆测量术(Ellipsometry)等测量。厚度偏差意味着数值越小，聚合物膜的厚度均匀性越好，因此下限没有限制。由于由嵌段共聚物实现的自组装引起的相分离结构的特征敏感地依赖于嵌段共聚物的厚度偏差，因此需要形成具有均匀厚度的膜，但是通过旋涂法、浸涂法、喷涂法等难以形成具有厚度偏差为100nm或更小的均匀厚度的膜，特别是当以大的面积形成嵌段共聚物的膜时，不可能确保膜的厚度均匀性。本申请人确定，通过控制用于形成包含嵌段共聚物的聚合物膜的涂覆工艺条件，可以形成上述厚度偏差为100nm或更小的膜，如下所述。根据该方法，即使在以大的面积形成嵌段共聚物的膜时，也可以确保优异的厚度均匀性。因此，聚合物膜可以是具有大的面积的膜，例如面积为如下的聚合物膜：7500mm2或更大、10000mm2或更大、15000mm2或更大、20000mm2或更大、25000mm2或更大、30000mm2或更大、35000mm2或更大、40000mm2或更大、45000mm2或更大、50000mm2或更大、55000mm2或更大、60000mm2或更大、65000mm2或更大、或者70000mm2或更大。聚合物膜的面积的上限没有特别限制，例如面积可以大概为约100000mm2或更小。聚合物膜可以包含嵌段共聚物作为主要组分。在本申请中，任何对象包含任何组分作为主要组分可意指该对象基于重量包含至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％或至少95％的该组分。因此，聚合物膜在包含嵌段共聚物作为主要组分的同时还可以包含可以添加用于形成该膜的添加剂。在聚合物膜中的嵌段共聚物可以进行自组装以实现诸如球体、圆柱体、螺旋体或层的结构，并且实现其中任一种结构或者其中两种或更多种的组合结构。在聚合物膜中的自组装嵌段共聚物可以是垂直取向的。在本申请中，术语嵌段共聚物的垂直取向可以意指其中在嵌段共聚物的嵌段中具有彼此不同的特性的两个或更多个嵌段同时在基底或中性层(中性刷层)侧被润湿的状态，例如由嵌段共聚物的任一嵌段形成的区域与由另一嵌段形成的区域之间的界面基本上垂直于基底的表面的情况。在此，垂直取向的聚合物膜可以形成例如所谓的层状结构。聚合物膜的厚度没有特别限制，只要可以形成期望的结构即可，并且可以根据使用的嵌段共聚物的种类而改变。通常，包含嵌段共聚物的聚合物膜的厚度可以为约30nm至500nm。包含在聚合物膜中的嵌段共聚物的种类没有特别限制，并且可以使用任何嵌段共聚物，只要其可以通过自组装形成相分离结构即可。作为嵌段共聚物，例如可以使用聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯-b-聚乙烯吡啶(PVP)、聚苯乙烯-b-聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯乙烯-b-聚环氧乙烷(PEO)或聚苯乙烯-b-聚异戊二烯等，但不限于此。嵌段共聚物的特性例如分子量、各嵌段的分数等没有特别限制，例如可以考虑期望的相分离结构等适当改变。例如，嵌段共聚物的数均分子量(Mn)可以为例如20000g/mol或更大、或者20000g/mol至300000g/mol。在本说明书中，术语数均分子量为使用GPC(凝胶渗透色谱法)测量的换算为标准聚苯乙烯的值，并且除非另有说明，否则本文的术语分子量意指数均分子量。在另一实例中，分子量(Mn)可以大概为例如250000g/mol或更小、200000g/mol或更小、180000g/mol或更小、160000g/mol或更小、140000g/mol或更小、120000g/mol或更小、100000g/mol或更小、90000g/mol或更小、80000g/mol或更小、70000g/mol或更小、60000g/mol或更小、50000g/mol或更小、40000g/mol或更小、30000g/mol或更小、或者25000g/mol或更小。当嵌段共聚物是二嵌段共聚物时，嵌段共聚物的任一嵌段的重量比可以为约30％至70％。然而，该比例可以根据嵌段共聚物的类型和/或期望的相分离结构而改变。在其上形成聚合物膜的基底的种类没有特别限制。作为基底，例如可以使用硅基底如硅晶片；包含材料如玻璃、金属或金属氧化物作为主要组分的刚性基底；或者包含聚合物材料如PI(聚(酰亚胺))、PET(聚(对苯二甲酸乙二醇酯))或PMMA(聚(甲基丙烯酸甲酯))作为主要组分的柔性基底等。例如，基底在包含上述组分作为主要组分的同时可以以所需的量包含可以用于形成膜的其他添加剂等。层合体可以包括附加的配置。在一个实例中，层合体还可以包括中性层。这样的中性层可以存在于基底与聚合物膜之间。在本申请中，术语中性层可以意指可以引起或辅助嵌段共聚物的垂直取向的任何种类的层。作为中性层，可以使用作为已知材料的可热交联或可光交联中性层、或者通过共价键与基底的官能团形成自组装单层(SAM)的中性层、聚合物刷或MAT(交联无规共聚物垫)等。本申请还涉及一种用于制造层合体的方法，并且可以是例如一种用于制造能够形成具有如上所述的厚度偏差的聚合物膜的层合体的方法。为了形成均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层合体，具有基底；和形成在所述基底的一个表面上的聚合物膜，所述聚合物膜包含在自组装状态下的含有第一嵌段和不同于所述第一嵌段的第二嵌段的嵌段共聚物，其中所述聚合物膜的厚度偏差为100nm或更小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.11 KR 10-2015-00824741.一种层合体，具有基底；和形成在所述基底的一个表面上的聚合物膜，所述聚合物膜包含在自组装状态下的含有第一嵌段和不同于所述第一嵌段的第二嵌段的嵌段共聚物，其中所述聚合物膜的厚度偏差为100nm或更小。2.根据权利要求1所述的层合体，其中所述聚合物膜的面积为20000mm2或更大。3.根据权利要求1所述的层合体，其中所述嵌段共聚物的自组装结构为球体、圆柱体、螺旋体或层状结构。4.根据权利要求1所述的层合体，其中自组装嵌段共聚物是垂直取向的。5.根据权利要求1所述的层合体，其中所述聚合物膜的厚度为30nm至500nm。6.根据权利要求1所述的层合体，其中所述嵌段共聚物为聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯-b-聚乙烯吡啶、聚苯乙烯-b-聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯-b-聚环氧乙烷或聚苯乙烯-b-聚异戊二烯。7.根据权利要求1所述的层合体，其中所述基底为刚性基底或柔性基底。8.根据权利要求1所述的层合体，还包括在所述基底与所述聚合物膜之间的中性层。9.一种用于制造层合体...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔银英，具世真，尹圣琇，朴鲁振，金廷根，李济权，李美宿，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR