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WO2016053005A1 - 블록 공중합체 - Google Patents

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WO2016053005A1
WO2016053005A1 PCT/KR2015/010327 KR2015010327W WO2016053005A1 WO 2016053005 A1 WO2016053005 A1 WO 2016053005A1 KR 2015010327 W KR2015010327 W KR 2015010327W WO 2016053005 A1 WO2016053005 A1 WO 2016053005A1
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WO
WIPO (PCT)
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block
block copolymer
group
chain
atom
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/010327
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
최은영
박노진
김정근
이제권
구세진
이미숙
유형주
윤성수
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority claimed from KR1020150079486A external-priority patent/KR101781685B1/ko
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to EP15847598.8A priority Critical patent/EP3202802B1/en
Priority to JP2017517261A priority patent/JP6532941B2/ja
Priority to US15/514,939 priority patent/US10310378B2/en
Priority to CN201580059546.7A priority patent/CN107075050B/zh
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    • B81C1/00428—Etch mask forming processes not provided for in groups B81C1/00396 - B81C1/0042
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05D1/005—Spin coating
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    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/40—Polymerisation processes
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    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/40—Polymerisation processes
    • C08G2261/41—Organometallic coupling reactions
    • C08G2261/418—Ring opening metathesis polymerisation [ROMP]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2353/00—Characterised by the use of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers

Definitions

  • the present application relates to block copolymers and their use.
  • the block copolymer has a molecular structure in which polymer blocks having different chemical structures are connected through covalent bonds.
  • the block copolymer may form a structure such as a sphere, a cylinder, or a lamella by phase separation.
  • the size of the domains of the structure formed by the self-assembly of the block copolymer can be controlled, and various types of structures can be manufactured, and various next generation nano devices such as high-density magnetic storage media, nanowire fabrication, quantum dots or metal dots, etc. It can be applied to pattern formation by a magnetic recording medium or lithography or the like.
  • the present application provides a block copolymer, a polymer film, a method of forming a polymer film, and a pattern forming method.
  • the exemplary block copolymer may include a first block and a second block different from the first block.
  • Each block of the block copolymer may be formed by only one type of monomer, or may be formed by two or more types of monomers.
  • the block copolymer is a diblock copolymer comprising only one first block and one second block, includes at least two of at least one of the first and second blocks, or blocks other than the first and second blocks. It may be a block copolymer of a triblock or more further comprising.
  • the block copolymer includes two or more polymer chains connected by covalent bonds, phase separation occurs.
  • the block copolymer of the present application described below can form a nanoscale structure by microphase seperation.
  • the shape or size of the nanoscale structure can be controlled, for example, by controlling the size of the block copolymer such as molecular weight, or the relative ratio between blocks.
  • the present inventors have confirmed that the block copolymer of the present application described below can form a cylinder structure particularly by self-assembly.
  • the range of X calculated by the following Equation 1 may be 2.5 to 10 or 1.1 to 1.7.
  • Equation 1 D is the ratio (D2 / D1) of the density (D1) of the first block and the density (D2) of the second block, and M is the molar mass (M1) of the first block and the molar mass of the second block.
  • M2 is the ratio (M1 / M2)
  • K is the ratio (A2) of the area (A2) of the peak due to the second block in 1 H-NMR and the area (A2) of the peak due to the first block (A2).
  • / A1) and L is the ratio (H1 / H2) of the number of hydrogen atoms (H1) of 1 mole of the first block repeating unit and the number of hydrogen atoms (H2) of 1 mol of the second block repeating unit.
  • the method of measuring 1 H-NMR for obtaining a K value applied to Equation 1 is not particularly limited, and may be performed in a known manner. An example of such a measurement scheme is described in the examples below.
  • the method of calculating the area of a peak from an NMR measurement result is well-known, For example, when the peak derived from each of a 1st block and a 2nd block does not overlap with each other as a result of NMR measurement, it can obtain
  • Various analysis programs that can obtain the area of the peak by analyzing the 1 H-NMR spectrum are known, for example, the area of the peak can be calculated using the MestReC program.
  • the density of each block of the block copolymer for obtaining the D value applied to Equation 1 can be measured using a known buoyancy method.
  • the density can be measured by analyzing the mass of the block copolymer in a solvent having a known mass and density in air such as ethanol.
  • the density of each said block can be measured by applying the homopolymer manufactured only with the monomer which forms the block, for example to buoyancy method.
  • M value applied to Formula (1) is a ratio of the molar mass of the repeating unit of each block of a block copolymer as mentioned above.
  • Such molar mass can be calculated
  • the said M value can also be calculated
  • the molar mass for calculating the M value is the molar mass of the monomers contained in the most molar number of the two or more monomers. Can be substituted.
  • the L value applied to Equation 1 is the ratio of the number of hydrogen atoms of 1 mole of the repeating unit of each block of the block copolymer as described above. This ratio can also be determined based on the chemical structure of each repeating unit, for example, by the number of hydrogen atoms in the chemical structure of the monomers forming each block of the block copolymer or by 1 H-NMR. Also in this case, when any one block of the block copolymer is formed of two or more monomers, the molar mass for calculating the L value is the mole of the monomers contained in the most mole number of the two or more monomers. Mass can be substituted.
  • room temperature is a naturally occurring temperature that is warmed or undecreased and may mean a temperature of about 10 ° C. to 30 ° C., about 25 ° C. or about 23 ° C.
  • X is a numerical value representing the ratio of the first and second blocks in the block copolymer.
  • the ratio of each block in the block copolymer is confirmed based on the molecular weight obtained through GPC, etc., but the present inventors do not accurately reflect the ratio between the blocks, and thus the block copolymer as designed is not obtained. The point was confirmed.
  • the block copolymer including each block at a desired level depending on the reactivity of the macroinitiator and the monomer is There are cases where it is not synthesized, but this cannot be confirmed with GPC alone.
  • X according to Equation 1 may be in the range of 2.5 to 6.7, 2.5 to 5, 2.8 to 5 or 3.3 to 5 in another example.
  • X according to the vertical 1 may be 1.1 to 1.45, 1.1 to 1.35, 1.1 to 1.33 or 1.1 to 1.25 in another example.
  • the first block is a block including an aromatic structure having no halogen atom included with a second block including an aromatic structure substituted with a halogen atom, or a second including a halogen atom.
  • the block copolymer having X in the range of 2.5 to 10 may form a structure in which the second block is present in a cylindrical shape in the domain formed by the first block.
  • the block copolymer having X in the range of 1.1 to 1.7 may form a structure in which the first block is present in a cylindrical shape in a domain formed by the second block.
  • branched chain refers to a chain connected to the main chain of the polymer
  • chain forming atom refers to an atom forming the side chain chain bonded to a block copolymer, and refers to an atom forming a straight chain structure of the chain. it means.
  • the branched chain may be straight or branched, but the number of chain forming atoms is calculated only by the number of atoms forming the longest straight chain, and other atoms (eg, chain forming valences) bonded to the chain forming atoms In the case of a carbon atom, the hydrogen atom etc. couple
  • bonded with the carbon atom are not calculated.
  • the number of chain forming atoms can be calculated as the number of chain forming atoms forming the longest chain moiety.
  • the chain forming atoms are all carbons and the number is 5, and even when the side chain is the 2-methylpentyl group, the chain forming atoms are all carbon and the number is 5.
  • carbon, oxygen, sulfur or nitrogen may be exemplified, and a suitable chain forming atom may be carbon, oxygen or nitrogen, or carbon or oxygen.
  • the number of chain forming atoms may be at least 8, at least 9, at least 10, at least 11, or at least 12.
  • the number of chain forming atoms may also be 30 or less, 25 or less, 20 or less, or 16 or less.
  • the number average molecular weight (Mn) of the block copolymer may be, for example, in the range of 3,000 to 300,000.
  • the term number average molecular weight is a conversion value with respect to standard polystyrene measured using a gel permeation chromatograph (GPC), and the term molecular weight herein refers to a number average molecular weight unless otherwise specified.
  • the molecular weight (Mn) may be, for example, 3000 or more, 5000 or more, 7000 or more, 9000 or more, 11000 or more, 13000 or more, or 15000 or more.
  • the molecular weight (Mn) is 250000 or less, 200000 or less, 180000 or less, 160000 or less, 140000 or less, 120000 or less, 100000 or less, 90000 or less, 80000 or less, 70000 or less, 60000 or less, 50000 or less, 40000 or less, or 30000 or less. Or about 25000 or less.
  • the block copolymer may have a dispersion degree (polydispersity, Mw / Mn) in the range of 1.01 to 1.60.
  • the dispersity may in another example be at least about 1.1, at least about 1.2, at least about 1.3 or at least about 1.4.
  • the block copolymer may exhibit suitable self-assembly properties.
  • the number average molecular weight of the block copolymer can be adjusted in view of the desired self-assembly structure and the like.
  • the block copolymer may have a controlled structure to ensure proper self-assembly or phase separation properties.
  • at least one or both of the first and second blocks of the block copolymer satisfying one or more of the above mentioned parameters may comprise at least an aromatic structure.
  • Both the first block and the second block may include an aromatic structure, in which case the aromatic structures included in the first and second blocks may be the same or different.
  • at least one of the first and second blocks of the block copolymer that satisfies one or more of the above-mentioned parameters may include the aforementioned side chain chains or may include one or more halogen atoms described below. The halogen atom may be substituted with the aromatic structure.
  • the block copolymer of the present application may include two blocks or may include more blocks.
  • the first block and / or the second block of the block copolymer may comprise an aromatic structure.
  • Such an aromatic structure may be included in only one of the first and second blocks, or both blocks.
  • both blocks include aromatic structures
  • the aromatic structures included in each block may be the same or different from each other.
  • aromatic structure, aryl group or arylene group has a benzene ring, or two or more benzene rings are connected while sharing one or two carbon atoms, or any It may mean a structure, a monovalent residue or a divalent residue derived from a compound including a structure linked by a linker or a derivative thereof.
  • the aryl group or arylene group may be, for example, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, 6 to 25 carbon atoms, 6 to 21 carbon atoms, 6 to 18 carbon atoms, or 6 to 13 carbon atoms.
  • aryl group or arylene group benzene or the like, naphthalene, azobenzene, anthracene, phenanthrene, tetratracene, pyrene or pyrene or benzopi
  • Monovalent or divalent residues derived from benzopyrene and the like can also be exemplified.
  • the aromatic structure may be a structure included in the block main chain or a structure connected to the block main chain in a side chain form. It may be possible to adjust the above-mentioned parameters through appropriate control of the aromatic structure that each block can contain.
  • a chain having 8 or more chain forming atoms may be linked to the side chain in the first block of the block copolymer for adjusting the above-described parameters.
  • chain and branched chain may refer to the same object as each other. If the first block comprises an aromatic structure, the chain may be linked to the aromatic structure.
  • the branched chain may be a chain comprising at least 8, at least 9, at least 10, at least 11 or at least 12 chain forming atoms as mentioned above.
  • the number of chain forming atoms may also be up to 30, up to 25, up to 20 or up to 16.
  • the chain forming atom may be a carbon, oxygen, nitrogen or sulfur atom, and suitably carbon or oxygen.
  • hydrocarbon chains such as alkyl groups, alkenyl groups or alkynyl groups can be exemplified. At least one of the carbon atoms of the hydrocarbon chain may be replaced with a sulfur atom, an oxygen atom or a nitrogen atom.
  • the chain When the side chain is linked to the aromatic structure, the chain may be directly connected to the aromatic structure or may be linked through a linker.
  • the aromatic structure When the aromatic structure is connected to the main chain of the block in a side chain form, the aromatic structure may also be directly connected to the main chain or may be linked through a linker.
  • the aromatic structure included in the first and / or second block of the block copolymer may include at least one, at least two, at least three, at least four, or at least five halogen atoms.
  • the number of halogen atoms may be, for example, 30 or less, 25 or less, 20 or less, 15 or less, or 10 or less.
  • Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, and the like, and the use of a fluorine atom may be advantageous.
  • a block having an aromatic structure including a halogen atom may efficiently implement a phase separation structure through proper interaction with other blocks.
  • an aromatic structure containing a halogen atom an aromatic structure of 6 to 30 carbon atoms, 6 to 25 carbon atoms, 6 to 21 carbon atoms, 6 to 18 carbon atoms or 6 to 13 carbon atoms can be exemplified, but is not limited thereto.
  • both the first and second blocks in the block copolymer comprise an aromatic structure
  • the first block includes an aromatic structure that does not contain a halogen atom
  • the second block contains a halogen atom for the implementation of a suitable phase separation structure. It may include an aromatic structure comprising.
  • the above-mentioned side chain chain may be directly connected to the aromatic structure of the first block through a linker containing oxygen or nitrogen.
  • the block copolymer includes a block having a side chain chain
  • the block may be, for example, a block represented by the following formula (1).
  • R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • single bond in this application means that no separate atom is present at that site.
  • X is a single bond
  • Y is directly connected to the polymer chain
  • alkyl group may be a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. Which may be optionally substituted with one or more substituents, provided that the alkyl groups are at least 8, 9 or more, 10 or more, 11 or more or 12 or more carbons when the side chain is an alkyl group. Atoms, and the number of carbon atoms of the alkyl group may be 30 or less, 25 or less, 20 or less, or 16 or less.).
  • alkenyl group or alkynyl group is straight, branched or cyclic having 2 to 20 carbon atoms, 2 to 16 carbon atoms, 2 to 12 carbon atoms, 2 to 8 carbon atoms or 2 to 4 carbon atoms.
  • alkenyl group or alkynyl group of which may be optionally substituted with one or more substituents, provided that the alkenyl group or alkynyl group as the above-described side chain chain, 8 or more, 9 or more, 10 or more, 11 Or more than 12 carbon atoms, and the number of carbon atoms of the alkenyl group or alkynyl group may be 30 or less, 25 or less, 20 or less, or 16 or less.).
  • alkylene group is straight, branched or cyclic alkylene having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. Groups, which may be optionally substituted by one or more substituents.
  • alkenylene group or alkynylene group is a straight, branched chain or ring having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms.
  • Alkylene groups of the type which may be optionally substituted by one or more substituents.
  • Y is a substituent including the chain described above, and, for example, may be a substituent including an aromatic structure having 6 to 18 carbon atoms or 6 to 12 carbon atoms.
  • the chain may be, for example, a straight chain alkyl group containing at least 8, at least 9, at least 10, at least 11, or at least 12 carbon atoms. This alkyl group may contain 30 or less, 25 or less, 20 or less, or 16 or less carbon atoms.
  • Such chains may be linked directly to the aromatic structure or via the linkers mentioned above.
  • the first block may be represented by the following Chemical Formula 2 in another example.
  • R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • P is an arylene group having 6 to 12 carbon atoms
  • Q is an oxygen atom
  • Z is a chain forming valency At least 8 chains.
  • P may be phenylene in another example, and Z may be, in another example, a straight chain alkyl group having 9 to 20 carbon atoms, 9 to 18 carbon atoms, or 9 to 16 carbon atoms.
  • Q may be linked to the para position of the phenylene.
  • the alkyl group, arylene group, phenylene group and chain may be optionally substituted with one or more substituents.
  • the block copolymer includes a block having an aromatic structure containing a halogen atom
  • the block may be, for example, a block represented by the following formula (3).
  • X 2 in Formula 3 may be a single bond or an alkylene group in another example.
  • the aryl group of W in the formula (3) is an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or may be a phenyl group, such an aryl group or phenyl group is one or more, two or more, three or more, four or more or five or more halogen atoms It may include.
  • the number of halogen atoms may be, for example, 30 or less, 25 or less, 20 or less, 15 or less, or 10 or less.
  • the halogen atom may be exemplified by a fluorine atom.
  • the block of Formula 3 may be represented by the following Formula 4 in another example.
  • X 2 is as defined in Formula 3
  • R 1 to R 5 are each independently hydrogen, an alkyl group, a haloalkyl group, or a halogen atom, and the number of halogen atoms included in R 1 to R 5 is one or more. to be.
  • R 1 to R 5 in Formula 4 may each independently be a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a haloalkyl group or halogen having 1 to 4 carbon atoms, and the halogen may be chlorine or fluorine.
  • two or more, three or more, four or more, five or more or six or more of R 1 to R 5 may include a halogen.
  • the upper limit of the halogen number is not particularly limited and may be, for example, 12 or less, 8 or less, or 7 or less.
  • the block copolymer may include any one or all of the two types of blocks together with the other block, or may be a block copolymer including only the two types of blocks.
  • the manner of producing the block copolymer is not particularly limited.
  • the block copolymer may be polymerized by, for example, LRP (Living Radical Polymerization), for example, an alkali metal or an alkaline earth metal using an organic rare earth metal complex as a polymerization initiator or an organic alkali metal compound as a polymerization initiator.
  • LRP Living Radical Polymerization
  • Anion polymerization method synthesized in the presence of an inorganic acid such as a salt of an anion an anion polymerization method synthesized in the presence of an organoaluminum compound using an organoalkali metal compound as a polymerization initiator, an atom transfer radical using an atom transfer radical polymerizer as a polymerization control agent Polymerization (ATRP), activators regenerated by electron transfer (ARRP), which uses an atomic transfer radical polymerizer as a polymerization control agent and performs polymerization under an organic or inorganic reducing agent that generates electrons.
  • an inorganic acid such as a salt of an anion
  • an anion polymerization method synthesized in the presence of an organoaluminum compound using an organoalkali metal compound as a polymerization initiator an atom transfer radical using an atom transfer radical polymerizer as a polymerization control agent Polymerization (ATRP)
  • activators regenerated by electron transfer (ARRP) which uses an atomic
  • Initiators for continuous activator regeneration Atom free radical polymerization (ATRP) Group Reducing Agent A reversible addition-cracking chain transfer polymerization method using a reversible addition-cracking chain transfer agent (RAFT) or a method of using an organic tellurium compound as an initiator, and the like may be selected and applied.
  • a reversible addition-cracking chain transfer polymerization method using a reversible addition-cracking chain transfer agent (RAFT) or a method of using an organic tellurium compound as an initiator, and the like may be selected and applied.
  • RAFT reversible addition-cracking chain transfer agent
  • the block copolymer may be prepared in a manner that includes polymerizing a reactant including monomers capable of forming the block by living radical polymerization in the presence of a radical initiator and a living radical polymerization reagent.
  • the manufacturing process of the block copolymer may further include, for example, precipitating the polymerization product produced through the above process in the non-solvent.
  • the kind of radical initiator is not particularly limited and may be appropriately selected in consideration of the polymerization efficiency, and for example, AIBN (azobisisobutyronitrile) or 2,2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile (2,2 ').
  • Azo compounds such as -azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile)) or peroxides such as benzoyl peroxide (BPO) or di-t-butyl peroxide (DTBP) can be used.
  • Living radical polymerization processes are, for example, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, benzene, toluene, acetone, chloroform, tetrahydrofuran, dioxane, monoglyme, diglyme, dimethylform It may be carried out in a solvent such as amide, dimethyl sulfoxide or dimethylacetamide.
  • non-solvent for example, alcohols such as methanol, ethanol, normal propanol or isopropanol, glycols such as ethylene glycol, ether series such as n-hexane, cyclohexane, n-heptane or petroleum ether may be used. It is not limited to this.
  • the present application also relates to a polymer membrane comprising the block copolymer.
  • the polymer film may be used in various applications, and for example, may be used in various electronic or electronic devices, a process of forming the pattern or a recording medium such as a magnetic storage recording medium, a flash memory, or a biosensor.
  • the block copolymer in the polymer membrane may implement a periodic structure including a cylinder structure through self-assembly.
  • other segments may form a regular structure, such as a cylinder form, within a segment of the first or second block or another block covalently bonded thereto.
  • the present application also relates to a method of forming a polymer film using the block copolymer.
  • the method may include forming a polymer film including the block copolymer on a substrate in a self-assembled state.
  • the method may include applying a block copolymer or a coating solution including the same to form a layer and maturing the layer.
  • the aging process may be a thermal annealing process or a solvent annealing process.
  • Thermal aging may be performed based on, for example, the phase transition temperature or the glass transition temperature of the block copolymer, and may be performed, for example, at a temperature above the glass transition temperature or the phase transition temperature.
  • the time for which this thermal aging is carried out is not particularly limited and may be performed, for example, within a range of about 1 minute to 72 hours, but this may be changed as necessary.
  • the heat treatment temperature may be, for example, about 100 ° C. to 250 ° C., but may be changed in consideration of the block copolymer used.
  • the solvent aging process may be performed for about 1 minute to 72 hours in a suitable non-polar solvent and / or polar solvent at room temperature.
  • the present application also relates to a pattern forming method.
  • the method selectively removes the first or second block of the block copolymer, for example, from a laminate having a substrate and a polymer film formed on the surface of the substrate and comprising the self-assembled block copolymer. It may include the process of doing.
  • the method may be a method of forming a pattern on the substrate.
  • the method may include forming a polymer film comprising the block copolymer on the substrate, and etching the substrate after selectively removing any one or more blocks of the block copolymer present in the film. . In this way, for example, formation of nanoscale fine patterns is possible.
  • the block copolymer in the polymer film various types of patterns such as nanorods or nanoholes may be formed through the above method. If necessary, the block copolymer and other copolymers or homopolymers may be mixed to form a pattern.
  • the type of the substrate to be applied in this manner is not particularly limited and may be selected as necessary, for example, silicon oxide or the like may be applied.
  • this approach can form nanoscale patterns of silicon oxide that exhibit high aspect ratios.
  • the silicon oxide is removed in various ways, for example, By etching by reactive ion etching, various forms including nanorods or nanohole patterns may be realized.
  • the pattern may be implemented on a scale of several tens of nanometers, and the pattern may be utilized for various applications including, for example, a magnetic recording medium for next generation information electronics.
  • the above method may form a nanostructure having a width of about 10 nm to 40 nm, for example, a pattern in which nanowires are disposed at intervals of about 20 nm to 80 nm.
  • a structure in which nano holes having a width for example, a diameter of about 10 nm to 40 nm are arranged to form an interval of about 20 nm to 80 nm.
  • the nanowires or the nanoholes may have a large aspect ratio.
  • the method of selectively removing any block of the block copolymer in the above method is not particularly limited.
  • a method of removing a relatively soft block by irradiating an appropriate electromagnetic wave, for example, ultraviolet rays, to the polymer film may be employed.
  • an appropriate electromagnetic wave for example, ultraviolet rays
  • UV irradiation conditions are determined according to the type of the block of the block copolymer, for example, it can be carried out by irradiating ultraviolet light of about 254 nm wavelength for 1 minute to 60 minutes.
  • the polymer film may be treated with an acid or the like to further remove the segment decomposed by the ultraviolet light.
  • the step of etching the substrate using the polymer film with the block selectively removed as a mask is not particularly limited, and may be performed by, for example, a reactive ion etching step using CF 4 / Ar ions or the like, followed by oxygen plasma
  • the step of removing the polymer film from the substrate by treatment or the like can also be performed.
  • the present application can provide a block copolymer and its use that can be effectively used in various applications because of excellent self-assembly or phase separation properties.
  • 1 to 4 are NMR spectra of block copolymers of Examples or Comparative Examples.
  • 5 to 7 are SEM or AFM images of self-assembled membranes of block copolymers of Examples or Comparative Examples.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a method for calculating a K value of Equation 1 by way of example.
  • NMR analysis was performed at room temperature using an NMR spectrometer including a Varian Unity Inova (500 MHz) spectrometer with triple resonance 5 mm probe.
  • the analyte was diluted to a concentration of about 10 mg / ml in a solvent for NMR measurement (CDCl 3 ), and chemical shifts were expressed in ppm.
  • br wide signal
  • s singlet
  • d doublet
  • dd doublet
  • t triplet
  • dt doublet
  • q quartet
  • p quintet
  • m multiplet.
  • Mn number average molecular weight
  • Mn molecular weight distribution
  • GPC gel permeation chromatography
  • an analyte such as a block copolymer or macroinitiator of Examples or Comparative Examples
  • THF tetrahydro furan
  • the standard sample for calibration and the sample to be analyzed were filtered through a syringe filter (pore size: 0.45 ⁇ m) and measured.
  • the analysis program used ChemStation of Agilent Technologies, and the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) were obtained by comparing the elution time of the sample with the calibration curve, and the molecular weight distribution (PDI) was used as the ratio (Mw / Mn). ) was calculated.
  • the measurement conditions of GPC are as follows.
  • Equation 1 Each variable D, M, K, and L applied to Equation 1 can be obtained in the following manner.
  • D is placed in a solvent (ethanol) having a known mass and density in the air, a sample to be analyzed (a homopolymer made only of the monomer forming the first block or a homopolymer made only of the monomer forming the second block).
  • ethanol a solvent having a known mass and density in the air
  • a sample to be analyzed a homopolymer made only of the monomer forming the first block or a homopolymer made only of the monomer forming the second block.
  • M can be calculated
  • the molar mass of the monomer of 1 is 346.5 g / mol and the molar mass of pentafluorostyrene forming the second block is 194.1 g / mol, so from that ratio M can be calculated as about 1.79.
  • L can be calculated
  • L may be calculated as about 11.3.
  • K can be calculated from the area of the spectrum obtained by the NMR measurement method described above. In this case, if the peaks derived from each block of the block copolymer do not overlap, the area of the peaks derived from each block is simply calculated. K can be obtained from the ratio.
  • FIG. 8 is an exemplary NMR spectrum of a block copolymer comprising a unit derived from a compound of Formula A and a pentafluorostyrene derived unit of Preparation Example 1 applied in the following Examples and Comparative Examples,
  • the part indicated by e and the part indicated by d are peaks derived from the second block, that is, the pentafluorostyrene-derived unit, and the remaining a, b, c, f, g, h, i and j are It is a peak resulting from the unit derived from the compound of general formula (A) of the preparation example 1.
  • the peaks represented by e and g and the peaks represented by d and f overlap, and in this case, the K value should be obtained in consideration of the overlap.
  • the method of obtaining the K value in consideration of the overlap or the like is well known, and the above can be obtained by applying an NMR analysis program such as a MestReC program or the like.
  • the compound of formula A (DPM-C12) was synthesized in the following manner. Into a 250 mL flask, add hydroquinone (10.0 g, 94.2 mmol) and 1-bromododecane (23.5 g, 94.2 mmol), and dissolve in 100 mL acetonitrile and excess. Potassium carbonate was added and reacted at 75 ° C. for about 48 hours under nitrogen conditions. Remaining potassium carbonate after the reaction was filtered off and the acetonitrile used in the reaction was also removed. A mixed solvent of DCM (dichloromethane) and water was added thereto to work up, and the separated organic layers were collected and passed through MgSO 4 to dehydrate. Dichloromethane (DCM) was then used in column chromatography to give the title compound (4-dodecyloxyphenol) (9.8 g, 35.2 mmol) as a white solid in a yield of about 37%.
  • DCM dichloromethane
  • R in formula (A) is a straight-chain alkyl group having 12 carbon atoms.
  • the reaction solution was precipitated in 250 mL of methanol as an extraction solvent, and then filtered under reduced pressure and dried to prepare a pink macroinitiator.
  • the yield of the macroinitiator was about 57.0 wt%, and the number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn) were 10300 and 1.21, respectively.
  • the yield of the block copolymer was about 13% by weight, and the number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) were 15,600 and 1.15, respectively.
  • the block copolymer includes a first block derived from the monomer (A) of Preparation Example 1 and a second block derived from the pentafluorostyrene monomer. 1 H NMR analysis of the block copolymer prepared in Example 1 is shown in FIG. 1.
  • the reaction solution was precipitated in 250 mL of methanol as an extraction solvent, and then filtered under reduced pressure and dried to prepare a pink macroinitiator.
  • the yield of the macroinitiator was about 57.0 wt%, and the number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn) were 10,400 and 1.19, respectively.
  • 0.3 g of macroinitiator, 3.3 g of pentafluorostyrene monomer, and 1.2 mL of benzene were added to a 10 mL Schlenk flask, stirred at room temperature for 30 minutes under nitrogen atmosphere, and then RAFT (Reversible Addition® Fragmentation chain Transfer) polymerization at 115 ° C for 4 hours.
  • the reaction was carried out. After polymerization, the reaction solution was precipitated in 250 mL of methanol as an extraction solvent, and then filtered under reduced pressure and dried to prepare a light pink block copolymer.
  • the yield of the block copolymer was about 18% by weight, and the number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) were 17,800 and 1.14, respectively.
  • the block copolymer includes a first block derived from the monomer (A) of Preparation Example 1 and a second block derived from the pentafluorostyrene monomer. 1 H NMR analysis of the block copolymer of Example 2 is described in FIG.
  • the reaction solution was precipitated in 250 mL of methanol as an extraction solvent, and then filtered under reduced pressure and dried to prepare a pink macroinitiator.
  • the yield of the macroinitiator was about 60.0 wt%, and the number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn) were 5,700 and 1.18, respectively.
  • Mn number average molecular weight
  • Mw / Mn molecular weight distribution
  • 0.2 g of macroinitiator, 3.4 g of pentafluorostyrene monomer and 1.2 mL of anisole were added to a 10 mL Schlenk flask, stirred at room temperature for 30 minutes under nitrogen atmosphere, and then RAFT (Reversible Addition® Fragmentation chain Transfer) for 15 hours at 115 ° C.
  • RAFT Reversible Addition® Fragmentation chain Transfer
  • the polymerization reaction was carried out. After polymerization, the reaction solution was precipitated in 250 mL of methanol as an extraction solvent, and then filtered under reduced pressure and dried to prepare a light pink block copolymer.
  • the yield of the block copolymer was about 16% by weight, the number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 59,000 and 1.22, respectively.
  • the block copolymer includes a first block derived from the monomer (A) of Preparation Example 1 and a second block derived from the pentafluorostyrene monomer. 1 H NMR analysis of the block copolymer of Example 3 is described in FIG.
  • the reaction solution was precipitated in 250 mL of methanol, which is an extraction solvent, and then filtered under reduced pressure and dried to prepare a yellow macroinitiator.
  • the yield of the macroinitiator was about 52.0 wt%, and the number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn) were 9,100 and 1.20, respectively.
  • the yield of the block copolymer was about 15% by weight, and the number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) were 23,200 and 1.12, respectively.
  • the block copolymer includes a first block derived from the monomer (A) of Preparation Example 1 and a second block derived from the pentafluorostyrene monomer.
  • the analysis result of 1 H NMR of the block copolymer of Comparative Example 1 is shown in FIG. 4.
  • FIG. 5 is an AFM image photographed with respect to Example 1
  • FIG. 6 is an SEM image photographed with respect to Example 2.
  • FIG. 5 is an AFM image photographed with respect to Example 1
  • FIG. 6 is an SEM image photographed with respect to Example 2.

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Abstract

본 출원은 블록 공중합체 및 그 용도에 관한 것이다. 본 출원은, 자기 조립 특성이 우수하여 다양한 용도에서 효과적으로 사용될 수 있는 블록 공중합체 및 그 용도를 제공할 수 있다.

Description

블록 공중합체
본 출원은 2014년 9월 30일자 제출된 대한민국 특허출원 제2014-0131964호, 2015년 6월 4일자 제출된 대한민국 특허출원 제2015-0079486호, 2014년 12월 8일자 제출된 대한민국 특허출원 제2014-0175411호, 2014년 12월 8일자 제출된 대한민국 특허출원 제2014-0175414호, 2014년 12월 8일자 제출된 대한민국 특허출원 제2014-0175410호, 2014년 12월 8일자 제출된 대한민국 특허출원 제2014-0175415호, 2014년 12월 8일자 제출된 대한민국 특허출원 제2014-0175412호, 2014년 12월 8일자 제출된 대한민국 특허출원 제2014-0175413호, 2014년 12월 8일자 제출된 대한민국 특허출원 제2014-0175407호, 2014년 12월 8일자 제출된 대한민국 특허출원 제2014-0175406호, 2014년 12월 8일자 제출된 대한민국 특허출원 제2014-0175400호, 2014년 12월 8일자 제출된 대한민국 특허출원 제2014-0175401호 및 2014년 12월 8일자 제출된 대한민국 특허출원 제2014-0175402호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 대한민국 특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 출원은 블록 공중합체 및 그 용도에 관한 것이다.
블록 공중합체는 화학적 구조가 서로 다른 고분자 블록들이 공유 결합을 통해 연결되어 있는 분자 구조를 가지고 있다. 블록 공중합체는 상분리에 의해서 스피어(sphere), 실린더(cylinder) 또는 라멜라(lamella) 등과 같은 구조를 형성할 수 있다. 블록 공중합체의 자기 조립 현상에 의해 형성된 구조의 도메인의 크기는 조절될 수 있으며, 다양한 형태의 구조의 제작이 가능하여 고밀도 자기저장매체, 나노선 제작, 양자점 또는 금속점 등과 같은 다양한 차세대 나노 소자나 자기 기록 매체 또는 리소그라피 등에 의한 패턴 형성 등에 응용될 수 있다.
본 출원은 블록 공중합체, 고분자막, 고분자막의 형성 방법 및 패턴 형성 방법 등을 제공한다.
예시적인 블록 공중합체는, 제 1 블록과 상기 제 1 블록과는 다른 제 2 블록을 포함할 수 있다. 블록 공중합체의 각 블록들은 일종의 단량체만에 의해 형성되거나, 혹은 2종 이상의 단량체에 의해 형성될 수 있다. 블록 공중합체는 하나의 제 1 블록과 하나의 제 2 블록만을 포함하는 디블록 공중합체이거나, 제 1 및 제 2 블록 중 하나 이상을 2개 이상 포함하거나, 혹은 제 1 및 제 2 블록 외에 다른 블록을 추가로 포함하는 트리블록 이상의 블록 공중합체일 수 있다.
블록 공중합체는 공유 결합으로 연결된 2개 또는 그 이상의 고분자 사슬을 포함하기 때문에 상분리가 일어나게 된다. 하기 기술하는 본 출원의 블록 공중합체는, 미세상분리(microphase seperation)에 의한 나노 스케일의 구조를 형성할 수 있다. 상기 나노 스케일의 구조의 형태 또는 크기는, 예를 들면, 분자량 등과 같은 블록 공중합체의 크기나, 블록간의 상대적 비율의 조절을 통해 조절할 수 있다. 본 발명자들은, 하기 기술하는 본 출원의 블록 공중합체는 특히 자기 조립에 의해 실린더 구조를 효율적으로 형성할 수 있는 점을 확인하였다.
본 출원의 블록 공중합체는, 예를 들면, 하기 수식 1로 계산되는 X의 범위가 2.5 내지 10이거나 혹은 1.1 내지 1.7일 수 있다.
[수식 1]
X = 1 + (D×M)/(K×L)
수식 1에서 D는 제 1 블록의 밀도(D1)와 제 2 블록의 밀도(D2)의 비율(D2/D1)이고, M은, 제 1 블록의 몰질량(M1)과 제 2 블록의 몰질량(M2)의 비율(M1/M2)이며, K는 1H-NMR에서 제 2 블록에 기인하여 나타나는 피크의 면적(A2)과 제 1 블록에 기인하여 나타나는 피크의 면적(A2)의 비율(A2/A1)이고, L은 제 1 블록 반복 단위 1몰이 가지는 수소 원자의 수(H1)와 제 2 블록 반복 단위 1몰이 가지는 수조 원자의 수(H2)의 비율(H1/H2)이다.
수식 1에 적용되는 K값을 구하기 위한 1H-NMR의 측정 방식은 특별히 제한되지 않고, 공지의 방식으로 진행할 수 있다. 상기 측정 방식의 일 예는 하기 실시예에 기술되어 있다. NMR 측정 결과로부터 피크의 면적을 계산하는 방식은 공지이며, 예를 들어, NMR 측정 결과 제 1 블록과 제 2 블록 각각에서 유래하는 피크가 서로 겹치지 않는 경우에 해당 피크의 면적을 통해 구할 수 있고, 피크가 서로 겹치는 경우에는 상기 겹쳐지는 부분을 감안하여 비율을 구할 수 있다. 1H-NMR 스펙트럼을 해석하여 피크의 면적을 구할 수 있는 해석 프로그램들이 다양하게 알려져 있으며, 예를 들면, MestReC 프로그램을 사용하여 피크의 면적을 계산할 수 있다.
수식 1에 적용되는 D값을 구하기 위한 블록 공중합체의 각 블록의 밀도는 공지의 부력법을 이용하여 측정할 수 있다. 예를 들면, 에탄올과 같이 공기 중에서의 질량과 밀도를 알고 있는 용매 내에서의 블록 공중합체의 질량을 분석하여 밀도를 측정할 수 있다. 상기 각 블록의 밀도는, 예를 들면, 그 블록을 형성하는 단량체만으로 제조된 단독 중합체를 부력법에 적용하여 측정할 수 있다.
수식 1에 적용되는 M값은 전술한 바와 같이 블록 공중합체의 각 블록의 반복 단위의 몰질량의 비율이다. 이러한 몰질량은, 공지의 방식으로 구할 수 있고, 예를 들면, 블록 공중합체의 각 블록을 형성하는 단량체의 몰질량의 비율로도 상기 M값을 구할 수 있다. 이러한 경우, 블록 공중합체의 어느 한 블록이 2종 이상의 단량체로 형성되는 경우에 상기 M값을 계산하기 위한 몰질량은 상기 2종 이상의 단량체 중에서 그 블록에 가장 많은 몰수로 포함되어 있는 단량체의 몰질량을 대입할 수 있다.
수식 1에 적용되는 L값은 전술한 바와 같이 블록 공중합체의 각 블록의 반복 단위 1몰이 가지는 수소 원자의 수의 비율이다. 이러한 비율 역시 각 반복 단위의 화학 구조에 기반하여 구할 수 있고, 예를 들면, 블록 공중합체의 각 블록을 형성하는 단량체의 화학 구조에서의 수소 원자의 수 또는 1H-NMR에 의해 구할 수 있다. 이 경우도, 블록 공중합체의 어느 한 블록이 2종 이상의 단량체로 형성되는 경우에 상기 L값을 계산하기 위한 몰질량은 상기 2종 이상의 단량체 중에서 그 블록에 가장 많은 몰수로 포함되어 있는 단량체의 몰질량을 대입할 수 있다.
본 출원에서 밀도 등과 같이 온도에 의해 변할 수 있는 물성은, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 상온에서 측정한 수치이다. 용어 상온은, 가온되거나, 감온되지 않은 자연 그대로의 온도이고, 약 10℃ 내지 30℃, 약 25℃ 또는 약 23℃의 온도를 의미할 수 있다.
수식 1에서 X는, 블록 공중합체 내의 제 1 및 제 2 블록의 비율을 대표하는 수치이다. 일반적으로 블록 공중합체 내의 각 블록의 비율은 GPC 등을 통해 얻어지는 분자량에 기반하여 확인되고 있으나, 본 발명자들은 이러한 방식은 블록간의 비율을 정확하게 반영하지 못하고, 따라서 설계된 대로의 블록 공중합체가 얻어지지 않는 점을 확인하였다. 예를 들어, 후술하는 바와 같이 블록 공중합체의 어느 한 블록을 거대개시제로 하여 블록 공중합체를 합성하는 경우에 거대 개시제와 단량체의 반응성에 따라서는 목적하는 수준으로 각 블록을 포함하는 블록 공중합체가 합성되지 않는 경우가 있는데, GPC만으로는 이러한 점이 정확하게 확인될 수 없다.
수식 1에 따른 X는 다른 예시에서 2.5 내지 6.7, 2.5 내지 5, 2.8 내지 5 또는 3.3 내지 5의 범위일 수 있다.
수직 1에 따른 X는 또 다른 예시에서 1.1 내지 1.45, 1.1 내지 1.35, 1.1 내지 1.33 또는 1.1 내지 1.25 정도일 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 블록이 후술하는 바와 같이, 할로겐 원자로 치환된 방향족 구조를 포함하는 제 2 블록과 함께 포함되는 할로겐 원자를 가지지 않는 방향족 구조를 포함하는 블록이거나, 할로겐 원자를 포함하는 제 2 블록과 함께 포함되는 측쇄 사슬을 가지는 블록인 경우에 상기 X가 2.5 내지 10의 범위 내인 블록 공중합체는 상기 제 1 블록에 의해 형성된 도메인 내에서 제 2 블록이 실린더 형상으로 존재하는 구조를 형성할 수 있으며, 상기 X가 1.1 내지 1.7의 범위 내인 블록 공중합체는, 상기 제 2 블록에 의해 형성되는 도메인 내에서 상기 제 1 블록이 실린더 형상으로 존재하는 구조를 형성할 수 있다.
본 출원에서 용어 측쇄 사슬은, 고분자의 주쇄에 연결된 사슬을 의미하고, 용어 사슬 형성 원자는, 블록 공중합체에 결합되어 있는 상기 측쇄 사슬을 형성하는 원자로서, 상기 사슬의 직쇄 구조를 형성하는 원자를 의미한다. 상기 측쇄 사슬은 직쇄형 또는 분지형일 수 있으나, 사슬 형성 원자의 수는 가장 긴 직쇄를 형성하고 있는 원자의 수만으로 계산되며, 상기 사슬 형성 원자에 결합되어 있는 다른 원자(예를 들면, 사슬 형성 원자가 탄소 원자인 경우에 그 탄소 원자에 결합하고 있는 수소 원자 등)는 계산되지 않는다. 예를 들어, 분지형 사슬인 경우에 상기 사슬 형성 원자의 수는 가장 긴 사슬 부위를 형성하고 있는 사슬 형성 원자의 수로 계산될 수 있다. 예를 들어, 측쇄 사슬이 n-펜틸기인 경우에 사슬 형성 원자는 모두 탄소로서 그 수는 5이고, 측쇄 사슬이 2-메틸펜틸기인 경우에도 사슬 형성 원자는 모두 탄소로서 그 수는 5이다. 상기 사슬 형성 원자로는, 탄소, 산소, 황 또는 질소 등이 예시될 수 있고, 적절한 사슬 형성 원자는 탄소, 산소 또는 질소이거나, 탄소 또는 산소일 수 있다. 상기 사슬 형성 원자의 수는 8 이상, 9 이상, 10 이상, 11 이상 또는 12 이상일 수 있다. 상기 사슬 형성 원자의 수는, 또한 30 이하, 25 이하, 20 이하 또는 16 이하일 수 있다.
상기 블록 공중합체의 수평균분자량(Mn (Number Average Molecular Weight))은, 예를 들면, 3,000 내지 300,000의 범위 내에 있을 수 있다. 본 명세서에서 용어 수평균분자량은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)를 사용하여 측정한 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치이고, 본 명세서에서 용어 분자량은 특별히 달리 규정하지 않는 한 수평균분자량을 의미한다. 분자량(Mn)은 다른 예시에서는, 예를 들면, 3000 이상, 5000 이상, 7000 이상, 9000 이상, 11000 이상, 13000 이상 또는 15000 이상일 수 있다. 분자량(Mn)은 또 다른 예시에서 250000 이하, 200000 이하, 180000 이하, 160000이하, 140000이하, 120000이하, 100000이하, 90000이하, 80000이하, 70000이하, 60000이하, 50000이하, 40000이하, 30000 이하 또는 25000 이하 정도일 수 있다. 블록 공중합체는, 1.01 내지 1.60의 범위 내의 분산도(polydispersity, Mw/Mn)를 가질 수 있다. 분산도는 다른 예시에서 약 1.1 이상, 약 1.2 이상, 약 1.3 이상 또는 약 1.4 이상일 수 있다.
이러한 범위에서 블록 공중합체는 적절한 자기 조립 특성을 나타낼 수 있다. 블록 공중합체의 수평균 분자량 등은 목적하는 자기 조립 구조 등을 감안하여 조절될 수 있다.
상기 블록 공중합체는 적절한 자기 조립성 내지는 상분리 특성의 확보를 위하여 제어된 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 언급된 파라미터 중 하나 이상을 만족시키는 블록 공중합체의 제 1 블록과 제 2 블록 중 적어도 하나 또는 모두는 적어도 방향족 구조를 포함할 수 있다. 제 1 블록과 제 2 블록은 모두 방향족 구조를 포함할 수 있으며, 이러한 경우에 제 1 및 제 2 블록에 포함되는 방향족 구조는 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 상기 언급된 파라미터 중 하나 이상을 만족시키는 블록 공중합체의 제 1 및 제 2 블록 중에서 적어도 하나는 전술한 측쇄 사슬을 포함하거나, 후술하는 하나 이상의 할로겐 원자를 포함할 수 있는데, 이러한 측쇄 사슬과 할로겐 원자는 상기 방향족 구조에 치환되어 있을 수 있다. 본 출원의 블록 공중합체는 2개의 블록을 포함하거나, 그 이상의 블록을 포함할 수 있다.
기술한 바와 같이 상기 블록 공중합체의 제 1 블록 및/또는 제 2 블록은 방향족 구조를 포함할 수 있다. 이러한 방향족 구조는 제 1 및 제 2 블록 중에서 어느 하나의 블록에만 포함되거나, 양 블록에 모두 포함될 수 있다. 양 블록이 모두 방향족 구조를 포함하는 경우에 각 블록이 포함하는 방향족 구조는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 용어, 방향족 구조, 아릴기 또는 아릴렌기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 벤젠 고리를 가지거나, 2개 이상의 벤젠 고리가 하나 또는 2개의 탄소 원자를 공유하면서 연결되어 있거나, 또는 임의의 링커에 의해 연결되어 있는 구조를 포함하는 화합물 또는 그 유도체로부터 유래하는 구조, 1가 잔기 또는 2가 잔기를 의미할 수 있다. 상기 아릴기 또는 아릴렌기는, 예를 들면, 탄소수 6 내지 30, 탄소수 6 내지 25, 탄소수 6 내지 21, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 13의 아릴기일 수 있다. 아릴기 또는 아릴렌기로는, 벤젠(benzene) 등이나, 나프탈렌(naphthalene), 아조벤젠(azobenzene), 안트라센(anthracene), 페난스렌(phenanthrene), 테트라센(tetracene), 파이렌(pyrene) 또는 벤조파이렌(benzopyrene) 등으로부터 유래된 1가 또는 2가 잔기 등도 예시될 수 있다.
상기 방향족 구조는 블록 주쇄에 포함되어 있는 구조이거나, 혹은 블록 주쇄에 측쇄 형태로 연결되어 있는 구조일 수 있다. 각 블록이 포함할 수 있는 방향족 구조의 적절한 제어를 통해 전술한 파라미터의 조절이 가능할 수 있다.
예를 들어, 전술한 파라미터의 조절을 위하여 블록 공중합체의 제 1 블록에는 사슬 형성 원자가 8개 이상인 사슬이 측쇄에 연결되어 있을 수 있다. 본 명세서에서 용어 사슬과 측쇄 사슬은 서로 동일한 대상을 지칭할 수 있다. 제 1 블록이 방향족 구조를 포함하는 경우에, 상기 사슬은 상기 방향족 구조에 연결되어 있을 수 있다.
측쇄 사슬은, 상기 언급한 바와 같이 8개 이상, 9개 이상, 10개 이상, 11개 이상 또는 12개 이상의 사슬 형성 원자를 포함하는 사슬일 수 있다. 상기 사슬 형성 원자의 수는, 또한 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하 또는 16개 이하일 수 있다. 사슬 형성 원자는, 탄소, 산소, 질소 또는 황 원자일 수 있고, 적절하게는 탄소 또는 산소일 수 있다.
측쇄 사슬로는, 알킬기, 알케닐기 또는 알키닐기와 같은 탄화수소 사슬이 예시될 수 있다. 상기 탄화 수소 사슬의 탄소 원자 중에서 적어도 하나는 황 원자, 산소 원자 또는 질소 원자로 대체되어 있을 수 있다.
측쇄 사슬이 방향족 구조에 연결되는 경우에 상기 사슬은 방향족 구조에 직접 연결되어 있거나, 혹은 링커를 매개로 연결되어 있을 수 있다. 상기 링커로는, 산소 원자, 황 원자, -NR1-, -S(=O)2-, 카보닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)- 등 예시될 수 있고, 상기에서 R1은 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기일 수 있으며, X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -NR2-, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기일 수 있고, 상기에서 R2는, 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기 또는 아릴기일 수 있다. 적절한 링커로는 산소 원자가 예시될 수 있다. 측쇄 사슬은, 예를 들면, 산소 원자 또는 질소 원자를 매개로 방향족 구조에 연결되어 있을 수 있다.
방향족 구조가 블록의 주쇄에 측쇄 형태로 연결되어 있는 경우에 상기 방향족 구조도 상기 주쇄에 직접 연결되어 있거나, 링커를 매개로 연결되어 있을 수 있다. 이 경우 링커로는, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)- 등이 예시될 수 있고, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기일 수 있다. 방향족 구조를 주쇄에 연결하는 적절한 링커로는, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)- 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
다른 예시에서 블록 공중합체의 제 1 및/또는 제 2 블록에 포함되는 방향족 구조는 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상의 할로겐 원자를 포함할 수 있다. 할로겐 원자의 수는, 예를 들면, 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하, 15개 이하 또는 10개 이하일 수 있다. 할로겐 원자로는, 불소 또는 염소 등이 예시될 수 있고, 불소 원자의 사용이 유리할 수 있다. 이와 같이 할로겐 원자를 포함하는 방향족 구조를 가지는 블록은 다른 블록과의 적절한 상호 작용을 통해 효율적으로 상분리 구조를 구현할 수 있다.
할로겐 원자를 포함하는 방향족 구조로는, 탄소수 6 내지 30, 탄소수 6 내지 25, 탄소수 6 내지 21, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 13의 방향족 구조를 예시할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
블록 공중합체에서 제 1 및 제 2 블록이 모두 방향족 구조를 포함하는 경우에, 적절한 상분리 구조의 구현을 위하여 제 1 블록은 할로겐 원자를 포함하지 않는 방향족 구조를 포함하고, 제 2 블록은 할로겐 원자를 포함하는 방향족 구조를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 블록의 방향족 구조에는 상기 언급한 측쇄 사슬이 직접 또는 산소나 질소를 포함하는 링커를 매개로 연결되어 있을 수 있다.
블록 공중합체가 측쇄 사슬을 가지는 블록을 포함하는 경우에 이 블록은 예를 들면, 하기 화학식 1로 표시되는 블록일 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2015010327-appb-I000001
화학식 1에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이고, 상기에서 X1은 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, Y는 8개 이상의 사슬 형성 원자를 가지는 사슬이 연결된 고리 구조를 포함하는 1가 치환기이다.
본 출원에서 용어 단일 결합은 그 부위에 별도의 원자가 존재하지 않는 것을 의미한다. 예를 들어, 화학식 1에서 X가 단일 결합이라면, Y가 직접 고분자 사슬에 연결된 구조가 구현될 수 있다.
본 명세서에서 용어 알킬기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알킬기일 수 있으며, 이는 임의로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다(단, 전술한 측쇄 사슬이 알킬기인 경우에 상기 알킬기는, 8개 이상, 9개 이상, 10개 이상, 11개 이상 또는 12개 이상의 탄소 원자를 포함할 수 있고, 이 알킬기의 탄소 원자의 수는, 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하 또는 16개 이하일 수 있다.).
본 명세서에서 용어 알케닐기 또는 알키닐기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알케닐기 또는 알키닐기일 수 있으며, 이는 임의로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다(단, 전술한 측쇄 사슬로서의 알케닐기 또는 알키닐기는, 8개 이상, 9개 이상, 10개 이상, 11개 이상 또는 12개 이상의 탄소 원자를 포함할 수 있고, 이 알케닐기 또는 알키닐기의 탄소 원자의 수는, 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하 또는 16개 이하일 수 있다.).
본 명세서에서 용어 알킬렌기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알킬렌기일 수 있으며, 이는 임의로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.
본 명세서에서 용어 알케닐렌기 또는 알키닐렌기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알킬렌기일 수 있으며, 이는 임의로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.
또한, 화학식 1에서 X는 다른 예시에서 -C(=O)O- 또는 -OC(=O)-일 수 있다.
화학식 1에서 Y는 전술한 사슬을 포함하는 치환기이고, 상기는, 예를 들면, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 12의 방향족 구조를 포함하는 치환기일 수 있다. 상기에서 사슬은, 예를 들면, 8개 이상, 9개 이상, 10개 이상, 11개 이상 또는 12개 이상의 탄소 원자를 포함하는 직쇄 알킬기일 수 있다. 이 알킬기는, 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하 또는 16개 이하의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 이러한 사슬은, 상기 방향족 구조에 직접 또는 상기 언급한 링커를 매개로 연결되어 있을 수 있다.
제 1 블록은 다른 예시에서 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2015010327-appb-I000002
화학식 2에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 -C(=O)-O-이고, P는 탄소수 6 내지 12의 아릴렌기이고, Q는 산소 원자이며, Z는 사슬 형성 원자가 8개 이상인 상기 사슬이다.
화학식 3에서 P는 다른 예시에서 페닐렌일 수 있고, Z는 다른 예시에서 탄소수 9 내지 20, 탄소수 9 내지 18 또는 탄소수 9 내지 16의 직쇄 알킬기일 수 있다. 상기에서 P가 페닐렌인 경우에 Q는 상기 페닐렌의 파라 위치에 연결되어 있을 수 있다. 상기에서 알킬기, 아릴렌기, 페닐렌기 및 사슬은 임의로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.
블록 공중합체가 할로겐 원자를 포함하는 방향족 구조를 가지는 블록을 포함하는 경우에 상기 블록은 예를 들면, 하기 화학식 3으로 표시되는 블록일 수 있다.
[화학식 3]
Figure PCTKR2015010327-appb-I000003
화학식 3에서 X2는, 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이고, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, W는 적어도 1개의 할로겐 원자를 포함하는 아릴기이다.
화학식 3에서 X2는 다른 예시에서 단일 결합이거나, 알킬렌기일 수 있다.
화학식 3에서 W의 아릴기는, 탄소수 6 내지 12의 아릴기이거나, 페닐기일 수 있고, 이러한 아릴기 또는 페닐기는 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상의 할로겐 원자를 포함할 수 있다. 상기에서 할로겐 원자의 수는, 예를 들면, 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하, 15개 이하 또는 10개 이하일 수 있다. 할로겐 원자로는 불소 원자가 예시될 수 있다.
화학식 3의 블록은 다른 예시에서 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure PCTKR2015010327-appb-I000004
화학식 4에서 X2는, 화학식 3에서 정의한 바와 같고, R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 할로알킬기 또는 할로겐 원자이고, R1 내지 R5가 포함하는 할로겐 원자의 수는 1개 이상이다.
화학식 4에서 R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 4의 할로알킬기 또는 할로겐일 수 있고, 상기에서 할로겐은 염소 또는 불소일 수 있다.
화학식 4에서 R1 내지 R5의 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상, 5개 이상 또는 6개 이상은 할로겐을 포함할 수 있다. 상기 할로겐수의 상한은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 12개 이하, 8개 이하 또는 7개 이하일 수 있다.
블록 공중합체는 상기와 같은 2종의 블록 중 어느 하나 또는 모두를 다른 블록과 함께 포함하거나, 상기 2종의 블록만을 포함하는 블록 공중합체일 수 있다.
블록 공중합체를 제조하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 블록 공중합체는, 예를 들면, LRP(Living Radical Polymerization) 방식으로 중합할 있고, 그 예로는 유기 희토류 금속 복합체를 중합 개시제로 사용하거나, 유기 알칼리 금속 화합물을 중합 개시제로 사용하여 알칼리 금속 또는 알칼리토금속의 염 등의 무기산염의 존재 하에 합성하는 음이온 중합, 유기 알칼리 금속 화합물을 중합 개시제로 사용하여 유기 알루미늄 화합물의 존재 하에 합성하는 음이온 중합 방법, 중합 제어제로서 원자 이동 라디칼 중합제를 이용하는 원자이동 라디칼 중합법(ATRP), 중합 제어제로서 원자이동 라디칼 중합제를 이용하되 전자를 발생시키는 유기 또는 무기 환원제 하에서 중합을 수행하는 ARGET(Activators Regenerated by Electron Transfer) 원자이동 라디칼 중합법(ATRP), ICAR(Initiators for continuous activator regeneration) 원자이동 라디칼 중합법(ATRP), 무기 환원제 가역 부가-개열 연쇄 이동제를 이용하는 가역 부가-개열 연쇄 이동에 의한 중합법(RAFT) 또는 유기 텔루륨 화합물을 개시제로서 이용하는 방법 등이 있으며, 이러한 방법 중에서 적절한 방법이 선택되어 적용될 수 있다.
예를 들면, 상기 블록 공중합체는, 라디칼 개시제 및 리빙 라디칼 중합 시약의 존재 하에, 상기 블록을 형성할 수 있는 단량체들을 포함하는 반응물을 리빙 라디칼 중합법으로 중합하는 것을 포함하는 방식으로 제조할 수 있다. 블록공중합체의 제조 과정은, 예를 들면 상기 과정을 거쳐서 생성된 중합 생성물을 비용매 내에서 침전시키는 과정을 추가로 포함할 수 있다.
라디칼 개시제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 중합 효율을 고려하여 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들면, AIBN(azobisisobutyronitrile) 또는 2,2'-아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴(2,2'-azobis-(2,4-dimethylvaleronitrile)) 등의 아조 화합물이나, BPO(benzoyl peroxide) 또는 DTBP(di-t-butyl peroxide) 등과 같은 과산화물 계열을 사용할 수 있다.
리빙 라디칼 중합 과정은, 예를 들면, 메틸렌클로라이드, 1,2-디클로로에탄, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 벤젠,톨루엔, 아세톤, 클로로포름, 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 모노글라임, 디글라임, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭사이드 또는 디메틸아세트아미드 등과 같은 용매 내에서 수행될 수 있다.
비용매로는, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 노르말 프로판올 또는 이소프로판올 등과 같은 알코올, 에틸렌글리콜 등의 글리콜, n-헥산, 시클로헥산, n-헵탄 또는 페트롤리움 에테르 등과 같은 에테르 계열이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원은 또한 상기 블록 공중합체를 포함하는 고분자 막에 대한 것이다. 상기 고분자 막은 다양한 용도에 사용될 수 있으며, 예를 들면, 다양한 전자 또는 전자 소자, 상기 패턴의 형성 공정 또는 자기 저장 기록 매체, 플래쉬 메모리 등의 기록 매체 또는 바이오 센서 등에 사용될 수 있다.
하나의 예시에서 상기 고분자 막에서 상기 블록 공중합체는, 자기 조립을 통해 실린더(cylinder) 구조를 포함하는 주기적 구조를 구현하고 있을 수 있다. 예를 들면, 블록 공중합체에서 상기 제 1 또는 제 2 블록 또는 그와 공유 결합된 다른 블록의 세그먼트 내에서 다른 세그먼트가 실린더 형태 등과 같은 규칙적인 구조를 형성하고 있을 수 있다.
본 출원은 또한 상기 블록 공중합체를 사용하여 고분자 막을 형성하는 방법에 대한 것이다. 상기 방법은 상기 블록 공중합체를 포함하는 고분자막을 자기 조립된 상태로 기판상에 형성하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 방법은 상기 블록 공중합체 또는 그를 포함하는 코팅액을 도포하여 층을 형성하고, 이를 숙성하는 과정을 포함할 수 있다. 상기에서 숙성 공정은 열적 숙성(thermal annealing) 공정이거나, 용매 숙성(solvent annealing) 공정일 수 있다.
열적 숙성은, 예를 들면, 블록 공중합체의 상전이온도 또는 유리전이온도를 기준으로 수행될 수 있고, 예를 들면, 상기 유리전이온도 또는 상전이온도 이상의 온도에서 수행될 수 있다. 이러한 열적 숙성이 수행되는 시간은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 1분 내지 72시간의 범위 내에서 수행될 수 있지만, 이는 필요에 따라서 변경될 수 있다. 열적 숙성 과정에서 열처리 온도는, 예를 들면, 100℃ 내지 250℃ 정도일 수 있으나, 이는 사용되는 블록 공중합체를 고려하여 변경될 수 있다.
상기 용매 숙성 공정은, 적절한 상온의 비극성 용매 및/또는 극성 용매 내에서, 약 1분 내지 72 시간 동안 수행될 수도 있다.
본 출원은 또한 패턴 형성 방법에 대한 것이다. 상기 방법은, 예를 들면, 기판 및 상기 기판의 표면에 형성되어 있고, 자기 조립된 상기 블록 공중합체를 포함하는 고분자막을 가지는 적층체에서 상기 블록 공중합체의 제 1 또는 제 2 블록을 선택적으로 제거하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 기판에 패턴을 형성하는 방법일 수 있다. 예를 들면 상기 방법은, 상기 블록 공중합체를 포함하는 고분자 막을 기판에 형성하고, 상기 막 내에 존재하는 블록 공중합체의 어느 하나 또는 그 이상의 블록을 선택적으로 제거한 후에 기판을 식각하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들면, 나노 스케일의 미세 패턴의 형성이 가능하다. 또한, 고분자 막 내의 블록 공중합체의 형태에 따라서 상기 방식을 통하여 나노 로드 또는 나노 홀 등과 같은 다양한 형태의 패턴을 형성할 수 있다. 필요하다면, 패턴 형성을 위해서 상기 블록 공중합체와 다른 공중합체 혹은 단독 중합체 등이 혼합될 수 있다. 이러한 방식에 적용되는 상기 기판의 종류는 특별히 제한되지 않고, 필요에 따라서 선택될 수 있으며, 예를 들면, 산화 규소 등이 적용될 수 있다.
예를 들면, 상기 방식은 높은 종횡비를 나타내는 산화 규소의 나노 스케일의 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들면, 산화 규소 상에 상기 고분자막을 형성하고, 상기 고분자막 내의 블록 공중합체가 소정 구조를 형성하고 있는 상태에서 블록 공중합체의 어느 한 블록을 선택적으로 제거한 후에 산화 규소를 다양한 방식, 예를 들면, 반응성 이온 식각 등으로 에칭하여 나노로드 또는 나노 홀의 패턴 등을 포함한 다양한 형태를 구현할 수 있다. 또한, 이러한 방법을 통하여 종횡비가 큰 나노 패턴의 구현이 가능할 수 있다.
예를 들면, 상기 패턴은, 수십 나노미터의 스케일에서 구현될 수 있으며, 이러한 패턴은, 예를 들면, 차세대 정보전자용 자기 기록 매체 등을 포함한 다양한 용도에 활용될 수 있다.
예를 들면, 상기 방식에 의하면 약 10 nm 내지 40 nm의 폭을 가지는 나노 구조물, 예를 들면, 나노 선들이 약 20 nm 내지 80 nm의 간격을 두고 배치되어 있는 패턴을 형성할 수 있다. 다른 예시에서는 약 10 nm 내지 40 nm의 너비, 예를 들면 직경을 가지는 나노 홀들이 약 20 nm 내지 80 nm의 간격을 형성하면 배치되어 있는 구조의 구현도 가능하다.
또한, 상기 구조에서 나노 선이나 나노 홀들이 큰 종횡비(aspect ratio)를 가지도록 할 수 있다.
상기 방법에서 블록 공중합체의 어느 한 블록을 선택적으로 제거하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 고분자막에 적정한 전자기파, 예를 들면, 자외선 등을 조사하여 상대적으로 소프트한 블록을 제거하는 방식을 사용할 수 있다. 이 경우 자외선 조사 조건은 블록 공중합체의 블록의 종류에 따라서 결정되며, 예를 들면, 약 254 nm 파장의 자외선을 1분 내지 60 분 동안 조사하여 수행할 수 있다.
자외선 조사에 이어서 고분자 막을 산 등으로 처리하여 자외선에 의해 분해된 세그먼트를 추가로 제거하는 단계를 수행할 수도 있다.
선택적으로 블록이 제거된 고분자막을 마스크로 하여 기판을 에칭하는 단계는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, CF4/Ar 이온 등을 사용한 반응성 이온 식각 단계를 통해 수행할 수 있고, 이 과정에 이어서 산소 플라즈마 처리 등에 의해 고분자막을 기판으로부터 제거하는 단계를 또한 수행할 수 있다.
본 출원은, 자기 조립 특성 내지는 상분리 특성이 우수하여 다양한 용도에서 효과적으로 사용될 수 있는 블록 공중합체 및 그 용도를 제공할 수 있다.
도 1 내지 4는 실시예 또는 비교예의 블록 공중합체의 NMR 스펙트럼이다.
도 5 내지 7은 실시예 또는 비교예의 블록 공중합체의 자기 조립막에 대한 SEM 또는 AFM 이미지이다.
도 8은 수식 1의 K값을 계산하기 위한 방식을 예시적으로 보여주는 도면이다.
이하 본 출원에 따르는 실시예 및 비교예를 통하여 본 출원을 보다 상세히 설명하나, 본 출원의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
1. NMR 측정
NMR 분석은 삼중 공명 5 mm 탐침(probe)을 가지는 Varian Unity Inova(500 MHz) 분광계를 포함하는 NMR 분광계를 사용하여 상온에서 수행하였다. NMR 측정용 용매(CDCl3)에 분석 대상 물질을 약 10 mg/ml 정도의 농도로 희석시켜 사용하였고, 화학적 이동은 ppm으로 표현하였다.
<적용 약어>
br = 넓은 신호, s = 단일선, d = 이중선, dd = 이중 이중선, t = 삼중선, dt = 이중 삼중선, q = 사중선, p = 오중선, m = 다중선.
2. GPC(Gel Permeation Chromatograph)
수평균분자량(Mn) 및 분자량 분포는 GPC(Gel permeation chromatography)를 사용하여 측정하였다. 5 mL 바이얼(vial)에 실시예 또는 비교예의 블록 공중합체 또는 거대 개시제 등의 분석 대상 물일을 넣고, 약 1 mg/mL 정도의 농도가 되도록 THF(tetrahydro furan)에 희석한다. 그 후, Calibration용 표준 시료와 분석하고자 하는 시료를 syringe filter(pore size: 0.45 ㎛)를 통해 여과시킨 후 측정하였다. 분석 프로그램은 Agilent technologies 사의 ChemStation을 사용하였으며, 시료의 elution time을 calibration curve와 비교하여 중량평균분자량(Mw) 및 수평균분자량(Mn)을 각각 구하고, 그 비율(Mw/Mn)로 분자량분포(PDI)를 계산하였다. GPC의 측정 조건은 하기와 같다.
<GPC 측정 조건>
기기: Agilent technologies 사의 1200 series
컬럼: Polymer laboratories 사의 PLgel mixed B 2개 사용
용매: THF
컬럼온도: 35℃
샘플 농도: 1mg/mL, 200L 주입
표준 시료: 폴리스티렌(Mp : 3900000, 723000, 316500, 52200, 31400, 7200, 3940, 485)
3. 수식 1에 따른 X의 측정
수식 1에 적용되는 각 변수인 D, M, K 및 L은 각각 하기의 방식으로 구할 수 있다.
우선 D는 공기 중에서의 질량과 밀도를 알고 있는 용매(에탄올) 내에 분석하고자 하는 시료(제 1 블록을 형성하는 단량체만으로 제조된 단독 중합체 또는 제 2 블록을 형성하는 단량체만으로 제조된 단독 중합체)를 넣고, 그 질량을 통해 각각의 블록의 밀도를 얻고, 그들의 비율을 계산하여 구할 수 있다.
또한, M은, 블록 공중합체의 각 블록을 형성하는 단량체의 몰질량의 비율로 구할 수 있는데, 예를 들어, 실시예의 각 블록 공중합체의 경우에 후술하는 제 1 블록을 형성하는 단량체인 제조예 1의 단량체의 몰질량은 346.5 g/mol이고, 제 2 블록을 형성하는 펜타플루오로스티렌의 몰질량은 194.1 g/mol이므로, 그 비율로부터 상기 M은 약 1.79로 계산될 수 있다.
또한, L은, 블록 공중합체의 각 블록을 형성하는 단량체의 수소 원자의 수의 비율로 구할 수 있는데, 예를 들어, 실시예의 각 블록 공중합체의 경우에 후술하는 제 1 블록을 형성하는 단량체인 제조예 1의 단량체의 수소 원자의 수는 34이고, 제 2 블록을 형성하는 펜타플루오로스티렌의 수소 원자의 수는 3이므로, 그 비율로부터 상기 L은, 약 11.3으로 계산될 수 있다.
마지막으로 K는 전술한 NMR 측정 방식에 의해 얻어진 스펙트럼의 면적을 통해 계산할 수 있는데, 이러한 경우에 블록 공중합체의 각 블록으로부터 유래하는 피크들이 중첩되지 않을 경우에는 각 블록에서 유래하는 피크의 면적을 단순히 얻고, 그 비율을 통해 K를 구할 수 있다.
그렇지만, 블록 공중합체의 각 블록에서 유래하는 피크가 중첩되는 부분이 있을 경우에는 이를 감안하여 상기 K를 구하여야 한다. 예를 들어, 첨부된 도 8은, 하기 실시예 및 비교예에서 적용한 제조예 1의 화학식 A의 화합물 유래의 단위와 펜타플루오로스티렌 유래의 단위를 포함하는 블록 공중합체의 예시적인 NMR 스펙트럼인데, 그 도면에서 e로 표시되는 부분과 d로 표시되는 부분은 제 2 블록, 즉 상기 펜타플루오로스티렌 유래 단위에서 기인하는 피크이고, 나머지 a, b, c, f, g, h, i 및 j는 제조예 1의 화학식 A의 화합물 유래의 단위에서 기인하는 피크이다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, e 및 g로 표시되는 피크와 d 및 f로 표시되는 피크가 중첩되고 있고, 이러한 경우에 상기 중첩 여부를 감안하여 상기 K값을 구하여야 한다.
이러한 경우에 상기 중첩 여부 등을 감안하여 K값을 구하는 방식은 공지이며, 예를 들면, MestReC 프로그램 등과 같은 NMR 해석 프로그램 등을 적용하여 상기를 구할 수 있다.
제조예 1. 단량체(A)의 합성
하기 화학식 A의 화합물(DPM-C12)은 다음의 방식으로 합성하였다. 250 mL의 플라스크에 히드로퀴논(hydroquinone)(10.0g, 94.2 mmol) 및 1-브로모도데칸(1-Bromododecane)(23.5 g, 94.2 mmol)을 넣고, 100 mL의 아세토니트릴(acetonitrile)에 녹인 후 과량의 포타슘 카보네이트(potassium carbonate) 첨가하고, 75oC에서 약 48시간 동안 질소 조건하에서 반응시켰다. 반응 후 잔존하는 포타슘 카보네이트를 필터링하여 제거하고 반응에 사용한 아세토니트릴도 제거하였다. 여기에 DCM(dichloromethane)과 물의 혼합 용매를 첨가하여 워크업하고, 분리한 유기층을 모아서 MgSO4에 통과시켜 탈수하였다. 이어서, 컬럼 크로마토그래피에서 DCM(dichloromethane)을 사용하여 흰색 고체상의 목적물(4-도데실옥시페놀)(9.8 g, 35.2 mmol)을 약 37%의 수득률로 얻었다.
<NMR 분석 결과>
1H-NMR(CDCl3): d6.77(dd, 4H); d4.45(s, 1H); d3.89(t, 2H); d1.75(p, 2H); d1.43(p, 2H); d1.33-1.26(m, 16H); d0.88(t, 3H).
플라스크에 합성된 4-도데실옥시페놀(9.8 g, 35.2 mmol), 메타크릴산(6.0 g, 69.7 mmol), DCC(dicyclohexylcarbodiimide)(10.8 g, 52.3 mmol) 및 DMAP(p-dimethylaminopyridine)(1.7 g, 13.9 mmol)을 넣고, 120 mL의 메틸렌클로라이드를 첨가한 후, 질소 하 실온에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후에 반응 중에 생성된 염(urea salt)을 필터로 제거하고 잔존하는 메틸렌클로라이드도 제거하였다. 컬럼 크로마토그래피에서 헥산과 DCM(dichloromethane)을 이동상으로 사용하여 불순물을 제거하고, 다시 얻어진 생성물을 메탄올과 물의 혼합 용매(1:1 혼합)에서 재결정하여 흰색 고체상의 목적물(7.7 g, 22.2 mmol)을 63%의 수득률로 얻었다.
<NMR 분석 결과>
1H-NMR(CDCl3): d7.02(dd, 2H); d6.89(dd, 2H); d6.32(dt, 1H); d5.73(dt, 1H); d3.94(t, 2H); d2.05(dd, 3H); d1.76(p, 2H); d1.43(p, 2H); 1.34-1.27(m, 16H); d0.88(t, 3H).
[화학식 A]
Figure PCTKR2015010327-appb-I000005
화학식 A에서 R은 탄소수 12의 직쇄 알킬기이다.
실시예 1.
제조예 1의 단량체(A) 5.0 g과 RAFT(Reversible Addition?Fragmentation chain Transfer) 시약(시아노이소프로틸디티오벤조에이트) 165 mg, 라디칼 개시제인 AIBN(Azobisisobutyronitrile) 79 mg 및 아니솔 11.9 mL를 25 mL Schlenk flask에 넣고 질소 분위기 하에서 상온에서 30분 동안 교반한 후 70℃에서 4시간 동안 RAFT(Reversible Addition?Fragmentation chain Transfer) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응 용액을 추출 용매인 메탄올 250 mL 에 침전시킨 후, 감압 여과하여 건조시켜, 분홍색의 거대개시제를 제조하였다. 상기 거대 개시제의 수득률은 약 57.0 중량%였고, 수평균 분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 10300 및 1.21이었다.
상기 거대개시제 0.35 g, 펜타플루오로스티렌(제 2 블록을 형성하는 단량체) 3.2 g 및 아니졸 1.2 mL를 10 mL Schlenk flask에 넣고 질소 분위기 하에서 상온에서 30분 동안 교반한 후 115℃에서 4시간 동안 RAFT(Reversible Addition?Fragmentation chain Transfer) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응 용액을 추출 용매인 메탄올 250 mL 에 침전시킨 다음, 감압 여과하여 건조시켜 연한 분홍색의 블록공중합체를 제조하였다. 상기 블록 공중합체의 수득률은 약 13 중량%였고, 수평균분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 15,600 및 1.15이었다. 상기 블록 공중합체는 제조예 1의 단량체(A)에서 유래된 제 1 블록과 상기 펜타플루오로스티렌 단량체에서 유래된 제 2 블록을 포함한다. 실시예 1에서 제조된 블록 공중합체의 1H NMR의 분석 결과는 도 1에 기재하였다.
실시예 2.
제조예 1의 단량체(A) 5.0 g과 RAFT(Reversible Addition?Fragmentation chain Transfer) 시약인 시아노이소프로틸디티오벤조에이트 106.5 mg, 라디칼 개시제인 AIBN(Azobisisobutyronitrile) 79 mg 및 아니졸 11.9 mL를 25 mL Schlenk flask에 넣고 질소 분위기 하에서 상온에서 30분 동안 교반한 후 70℃에서 4시간 동안 RAFT(Reversible Addition?Fragmentation chain Transfer) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응 용액을 추출 용매인 메탄올 250 mL 에 침전시킨 후, 감압 여과하여 건조시켜, 분홍색의 거대개시제를 제조하였다. 상기 거대 개시제의 수득률은 약 57.0 중량%였고, 수평균 분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 10,400 및 1.19이었다. 거대개시제 0.3 g, 펜타플루오로스티렌 단량체 3.3 g 및 벤젠 1.2 mL를 10 mL Schlenk flask에 넣고 질소 분위기 하에서 상온에서 30분 동안 교반한 후 115℃에서 4시간 동안 RAFT(Reversible Addition?Fragmentation chain Transfer) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응 용액을 추출 용매인 메탄올 250 mL 에 침전시킨 다음, 감압 여과하여 건조시켜 연한 분홍색의 블록공중합체를 제조하였다. 상기 블록 공중합체의 수득률은 약 18 중량%였고, 수평균분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 17,800 및 1.14이었다. 상기 블록 공중합체는 제조예 1의 단량체(A)에서 유래된 제 1 블록과 상기 펜타플루오로스티렌 단량체에서 유래된 제 2 블록을 포함한다. 실시예 2의 블록 공중합체의 1H NMR의 분석 결과는 도 2에 기재하였다.
실시예 3.
제조예 1의 단량체(A) 5.0 g과 RAFT(Reversible Addition?Fragmentation chain Transfer) 시약인 시아노이소프로틸디티오벤조에이트 456 mg, 라디칼 개시제인 AIBN(Azobisisobutyronitrile) 34 mg 및 아니졸 12.8 mL를 25 mL Schlenk flask에 넣고 질소 분위기 하에서 상온에서 30분 동안 교반한 후 70℃에서 4시간 동안 RAFT(Reversible Addition?Fragmentation chain Transfer) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응 용액을 추출 용매인 메탄올 250 mL 에 침전시킨 후, 감압 여과하여 건조시켜, 분홍색의 거대개시제를 제조하였다. 상기 거대 개시제의 수득률은 약 60.0 중량%였고, 수평균 분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 5,700 및 1.18이었다. 거대개시제 0.2 g, 펜타플루오로스티렌 단량체 3.4 g 및 아니졸 1.2 mL를 10 mL Schlenk flask에 넣고 질소 분위기 하에서 상온에서 30분 동안 교반한 후 115℃에서 15시간 동안 RAFT(Reversible Addition?Fragmentation chain Transfer) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응 용액을 추출 용매인 메탄올 250 mL 에 침전시킨 다음, 감압 여과하여 건조시켜 연한 분홍색의 블록공중합체를 제조하였다. 상기 블록 공중합체의 수득률은 약 16 중량%였고, 수평균분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 59,000 및 1.22이었다. 상기 블록 공중합체는 제조예 1의 단량체(A)에서 유래된 제 1 블록과 상기 펜타플루오로스티렌 단량체에서 유래된 제 2 블록을 포함한다. 실시예 3의 블록 공중합체의 1H NMR의 분석 결과는 도 3에 기재하였다.
비교예 1.
제조예 1의 단량체(A) 5.0 g과 RAFT(Reversible Addition?Fragmentation chain Transfer) 시약인 시아노이소프로틸디티오벤조에이트 106.5 mg, 라디칼 개시제인 AIBN(Azobisisobutyronitrile) 79 mg 및 아니졸 11.9 mL를 25 mL Schlenk flask에 넣고 질소 분위기 하에서 상온에서 30분 동안 교반한 후 70℃에서 4시간 동안 RAFT(Reversible Addition?Fragmentation chain Transfer) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응 용액을 추출 용매인 메탄올 250 mL 에 침전시킨 후, 감압 여과하여 건조시켜, 노란색의 거대개시제를 제조하였다. 상기 거대 개시제의 수득률은 약 52.0 중량%였고, 수평균 분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 9,100 및 1.20이었다. 거대개시제 0.5 g, 펜타플루오로스티렌 단량체 4.5 g 및 아니졸 1.7 mL를 10 mL Schlenk flask에 넣고 질소 분위기 하에서 상온에서 30분 동안 교반한 후 115℃에서 4시간 동안 RAFT(Reversible Addition?Fragmentation chain Transfer) 중합 반응을 수행하였다. 중합 후 반응 용액을 추출 용매인 메탄올 250 mL 에 침전시킨 다음, 감압 여과하여 건조시켜 연한 노란색의 블록공중합체를 제조하였다. 상기 블록 공중합체의 수득률은 약 15 중량%였고, 수평균분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 각각 23,200 및 1.12이었다. 상기 블록 공중합체는 제조예 1의 단량체(A)에서 유래된 제 1 블록과 상기 펜타플루오로스티렌 단량체에서 유래된 제 2 블록을 포함한다. 비교예 1의 블록 공중합체의 1H NMR의 분석 결과는 도 4에 기재하였다.
실시예 및 비교예의 각 거대 개시제 및 제조된 블록 공중합체에 대한 GPC 측정 결과를 하기 표 1에 정리하여 기재하였고, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 각 블록 공중합체의 X값을 하기 표 2에 정리하여 기재하였다.
Figure PCTKR2015010327-appb-T000001
Figure PCTKR2015010327-appb-T000002
시험예 1. 자기 조립 특성의 평가
실시예 또는 비교예의 블록 공중합체를 플루오로벤젠(fluorobezene)에 0.7 중량%의 고형분 농도로 희석시켜 제조한 코팅액을 실리콘 웨이퍼상에 약 5 nm의 두께로 스핀 코팅(코팅 면적: 가로×세로 = 1.5cm×1.5cm)하고, 상온에서 약 1시간 동안 건조시킨 후에 다시 약 160°C의 온도에서 약 1 시간 동안 열적 숙성(thermal annealing)하여 자기 조립된 막을 형성하였다. 형성된 막에 대하여 SEM(Scanning electron microscope) 이미지를 촬영하였다. 도 5는 실시예 1 에 대하여 촬영한 AFM 이미지이고, 도 6은, 실시예 2 에 대하여 촬영한 SEM 이미지이다. 도면으로부터 확인되는 바와 같이 실시예의 블록 공중합체의 경우, 실린더 구조의 고분자막이 효과적으로 형성되었고, 실시예 3의 경우도 역시 실린더 구조의 고분자막이 형성되었다. 이에 대하여 비교예 1 의 경우, 실린더 구조에 적절한 상분리가 유도되지 않았다. 도 7은, 비교예 1에 대한 SEM 결과이고, 이로부터 효과적인 실린더 구조의 상분리가 유도되지 않았음을 확인할 수 있다.

Claims (15)

  1. 측쇄 사슬을 가지는 제 1 블록과 상기 제 1 블록과는 다른 제 2 블록을 포함하고, 하기 수식 1에 따른 X의 범위가 2.5 내지 10인 블록 공중합체:
    [수식 1]
    X = 1 + (D×M)/(K×L)
    수식 1에서 D는 제 1 블록의 밀도(D1)와 제 2 블록의 밀도(D2)의 비율(D2/D1)이고, M은, 제 1 블록의 몰질량(M1)과 제 2 블록의 몰질량(M2)의 비율(M1/M2)이며, K는 1H-NMR에서 제 2 블록에 기인하여 나타나는 피크의 면적(A2)과 제 1 블록에 기인하여 나타나는 피크의 면적(A2)의 비율(A2/A1)이고, L은 제 1 블록 반복 단위 1몰이 가지는 수소 원자의 수(H1)와 제 2 블록 반복 단위 1몰이 가지는 수조 원자의 수(H2)의 비율(H1/H2)이다.
  2. 측쇄 사슬을 가지는 제 1 블록 및 상기 제 1 블록과는 다른 제 2 블록을 포함하고, 하기 수식 1에 따른 X의 범위가 1.1 내지 1.7인 블록 공중합체:
    [수식 1]
    X = 1 + (D×M)/(K×L)
    수식 1에서 D는 제 1 블록의 밀도(D1)와 제 2 블록의 밀도(D2)의 비율(D2/D1)이고, M은, 제 1 블록의 몰질량(M1)과 제 2 블록의 몰질량(M2)의 비율(M1/M2)이며, K는 1H-NMR에서 제 2 블록에 기인하여 나타나는 피크의 면적(A2)과 제 1 블록에 기인하여 나타나는 피크의 면적(A2)의 비율(A2/A1)이고, L은 제 1 블록 반복 단위 1몰이 가지는 수소 원자의 수(H1)와 제 2 블록 반복 단위 1몰이 가지는 수조 원자의 수(H2)의 비율(H1/H2)이다.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 실린더 구조를 형성하는 블록 공중합체.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 1 블록 또는 제 2 블록은 방향족 구조를 포함하는 블록 공중합체.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 1 블록은 측쇄 사슬이 연결되어 있는 방향족 구조를 포함하는 블록 공중합체.
  6. 제 5 항에 있어서, 측쇄 사슬은 방향족 구조에 산소 원자 또는 질소 원자를 매개로 연결되어 있는 블록 공중합체.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 측쇄 사슬의 사슬 형성 원자는 8개 이상인 블록 공중합체.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 1 블록은 측쇄 사슬이 연결되어 있는 방향족 구조를 포함하고, 제 2 블록은 할로겐 원자를 포함하는 방향족 구조를 포함하는 블록 공중합체.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 1 블록은, 하기 화학식 1로 표시되는 단위를 포함하는 블록인 블록 공중합체:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2015010327-appb-I000006
    화학식 1에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이고, 상기에서 X1은 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, Y는 8개 이상의 사슬 형성 원자를 가지는 사슬이 연결된 고리 구조를 포함하는 1가 치환기이다.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 2 블록은 하기 화학식 3으로 표시되는 단위를 포함하는 블록 공중합체:
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2015010327-appb-I000007
    화학식 3에서 X2는, 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이고, 상기에서 X1은 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이고, W는 적어도 1개의 할로겐 원자를 포함하는 아릴기이다.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 수평균분자량이 3,000 내지 300,000의 범위 내에 있는 블록 공중합체.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 분산도(Mw/Mn)가 1.01 내지 1.60의 범위 내에 있는 블록 공중합체.
  13. 자기 조립된 제 1 항 또는 제 2항의 블록 공중합체를 포함하는 고분자막.
  14. 자기 조립된 제 1 항 또는 제 2 항의 블록 공중합체를 포함하는 고분자막을 기판상에 형성하는 것을 포함하는 고분자막의 형성 방법.
  15. 기판의 표면에 형성되어 있는 자기 조립된 제 1 항 또는 제 2 항의 블록 공중합체를 포함하는 고분자막에서 상기 블록 공중합체의 제 1 또는 제 2 블록을 제거하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법.
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KR1020140175413A KR101780099B1 (ko) 2013-12-06 2014-12-08 블록 공중합체
KR1020140175407A KR101763010B1 (ko) 2013-12-06 2014-12-08 블록 공중합체
KR1020140175406A KR101780098B1 (ko) 2013-12-06 2014-12-08 블록 공중합체
KR1020140175411A KR101762487B1 (ko) 2013-12-06 2014-12-08 블록 공중합체
KR1020140175412A KR101768291B1 (ko) 2013-12-06 2014-12-08 블록 공중합체
KR10-2014-0175402 2014-12-08
KR1020140175402A KR101832025B1 (ko) 2013-12-06 2014-12-08 단량체 및 블록 공중합체
KR10-2014-0175400 2014-12-08
KR1020140175400A KR101780097B1 (ko) 2013-12-06 2014-12-08 블록 공중합체
KR10-2014-0175412 2014-12-08
KR10-2014-0175410 2014-12-08
KR10-2014-0175407 2014-12-08
KR1020140175414A KR101780100B1 (ko) 2013-12-06 2014-12-08 블록 공중합체
KR10-2014-0175413 2014-12-08
KR1020140175415A KR101780101B1 (ko) 2013-12-06 2014-12-08 블록 공중합체
KR10-2014-0175414 2014-12-08
KR1020140175401A KR101763008B1 (ko) 2013-12-06 2014-12-08 블록 공중합체
KR10-2014-0175411 2014-12-08
KR1020140175410A KR101768290B1 (ko) 2013-12-06 2014-12-08 블록 공중합체
KR10-2014-0175406 2014-12-08
KR10-2014-0175401 2014-12-08
KR1020150079486A KR101781685B1 (ko) 2014-09-30 2015-06-04 블록 공중합체
KR10-2015-0079486 2015-06-04

Publications (1)

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US (1) US10310378B2 (ko)
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JP (1) JP6532941B2 (ko)
CN (1) CN107075050B (ko)
WO (1) WO2016053005A1 (ko)

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018101731A1 (ko) * 2016-11-30 2018-06-07 주식회사 엘지화학 고분자 조성물
EP3202802A4 (en) * 2014-09-30 2018-06-13 LG Chem, Ltd. Block copolymer
US10081698B2 (en) 2013-12-06 2018-09-25 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10087276B2 (en) 2013-12-06 2018-10-02 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10150832B2 (en) 2013-12-06 2018-12-11 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10160822B2 (en) 2013-12-06 2018-12-25 Lg Chem, Ltd. Monomer and block copolymer
US10184021B2 (en) 2013-12-06 2019-01-22 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10196474B2 (en) 2013-12-06 2019-02-05 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10196475B2 (en) 2013-12-06 2019-02-05 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10202481B2 (en) 2013-12-06 2019-02-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10202480B2 (en) 2013-12-06 2019-02-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10227436B2 (en) 2013-12-06 2019-03-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10227437B2 (en) 2013-12-06 2019-03-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10227438B2 (en) 2013-12-06 2019-03-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10239980B2 (en) 2013-12-06 2019-03-26 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10240035B2 (en) 2014-09-30 2019-03-26 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10253130B2 (en) * 2013-12-06 2019-04-09 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10281820B2 (en) 2014-09-30 2019-05-07 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10287429B2 (en) 2014-09-30 2019-05-14 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10287430B2 (en) 2014-09-30 2019-05-14 Lg Chem, Ltd. Method of manufacturing patterned substrate
US10295908B2 (en) 2014-09-30 2019-05-21 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10370529B2 (en) 2014-09-30 2019-08-06 Lg Chem, Ltd. Method of manufacturing patterned substrate
US10377894B2 (en) 2014-09-30 2019-08-13 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10633533B2 (en) 2014-09-30 2020-04-28 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10703897B2 (en) 2014-09-30 2020-07-07 Lg Chem, Ltd. Block copolymer

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111065965B (zh) * 2017-09-13 2023-11-03 株式会社Lg化学 图案化基底的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5391626A (en) * 1992-05-21 1995-02-21 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Styrenic block copolymer and process for producing same
KR100935863B1 (ko) * 2008-07-02 2010-01-07 연세대학교 산학협력단 용매 어닐링과 디웨팅을 이용한 블록공중합체의 나노구조의패턴화방법
KR20100070380A (ko) * 2006-05-16 2010-06-25 닛뽕소다 가부시키가이샤 블록 코폴리머
JP2012012577A (ja) * 2010-06-01 2012-01-19 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 重合性モノマー、高分子化合物、化学増幅ポジ型レジスト材料、及びパターン形成方法
KR20130094264A (ko) * 2012-02-15 2013-08-23 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머트어리얼즈, 엘.엘.씨. 자기-조립된 구조, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 제품

Family Cites Families (139)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL237021A (ko) 1958-03-13
US3976672A (en) 1974-12-26 1976-08-24 Uniroyal Inc. (Hydrocarbylphenylsulfonyl)alkyltrimethylstannanes
WO1989003401A1 (en) 1987-10-08 1989-04-20 Idemitsu Kosan Company Limited Styrenic polymer and process for its production
JPH01260360A (ja) 1988-04-12 1989-10-17 Nippon Oil & Fats Co Ltd 逆相クロマトグラフィー用充填剤
US5115056A (en) 1989-06-20 1992-05-19 Ciba-Geigy Corporation Fluorine and/or silicone containing poly(alkylene-oxide)-block copolymers and contact lenses thereof
ATE138668T1 (de) 1990-11-21 1996-06-15 Idemitsu Kosan Co Styrol-copolymer und seine herstellung
US5234604A (en) 1991-02-26 1993-08-10 Betz Laboratories, Inc. Water soluble block copolymers and methods of use therof
JPH0665333A (ja) 1992-08-21 1994-03-08 Shin Etsu Chem Co Ltd 単分散性共重合体及びその製造方法
US5728431A (en) 1996-09-20 1998-03-17 Texas A&M University System Process for forming self-assembled polymer layers on a metal surface
US5783614A (en) 1997-02-21 1998-07-21 Copytele, Inc. Polymeric-coated dielectric particles and formulation and method for preparing same
JP3392687B2 (ja) 1997-02-21 2003-03-31 信越化学工業株式会社 ブロック−グラフト共重合体およびこれを用いて作製した高分子固体電解質
JP3396390B2 (ja) 1997-03-04 2003-04-14 信越化学工業株式会社 ブロック−グラフト共重合体およびこれを用いて作製した自己架橋型高分子固体電解質並びにその製造方法
JP3569612B2 (ja) 1997-07-25 2004-09-22 信越化学工業株式会社 ブロック−グラフト共重合体およびこれを用いて作製した自己架橋型高分子固体電解質ならびにその製造方法
CA2265345A1 (en) 1998-03-25 1999-09-25 The Lubrizol Corporation Vinyl aromatic-(vinyl aromatic-co-acrylic) block copolymers prepared by stabilized free radical polymerization
JP4132265B2 (ja) 1998-08-04 2008-08-13 株式会社クラレ ブロック共重合体およびその成形品
AU2384100A (en) 1998-12-30 2000-07-24 B.F. Goodrich Company, The Branched/block copolymers for treatment of keratinous substrates
ATE438667T1 (de) 1998-12-31 2009-08-15 Ciba Holding Inc Pigmentzusammensetzung enthaltend atrp polymere
JP4458213B2 (ja) 1999-01-29 2010-04-28 信越化学工業株式会社 架橋型高分子固体電解質の製造方法
JP4288440B2 (ja) 1999-01-29 2009-07-01 信越化学工業株式会社 架橋型高分子固体電解質の製造方法
JP2000300682A (ja) 1999-04-23 2000-10-31 Hisamitsu Pharmaceut Co Inc イオントフォレーシス用デバイス
US6314225B1 (en) 1999-11-23 2001-11-06 Corning Incorporated Halogen and perhalo-organo substituted N-phenyl (or biphenyl) maleimide
JP2001294617A (ja) 2000-04-12 2001-10-23 Shin Etsu Chem Co Ltd プロトン導電性高分子電解質
FR2809829B1 (fr) 2000-06-05 2002-07-26 Rhodia Chimie Sa Nouvelle composition photosensible pour la fabrication de photoresist
JP4625901B2 (ja) 2000-11-08 2011-02-02 独立行政法人産業技術総合研究所 シンジオタクチック芳香族ビニル系ブロック共重合体およびその製造方法
KR100425243B1 (ko) 2001-11-14 2004-03-30 주식회사 엘지화학 선형의 블록 공중합체의 제조방법
US20030143343A1 (en) 2001-12-19 2003-07-31 Fuji Photo Film Co., Ltd. Wall-structured body and process for manufacturing the same
US8362151B2 (en) 2002-05-31 2013-01-29 Elsicon, Inc. Hybrid polymer materials for liquid crystal alignment layers
JP2004026688A (ja) 2002-06-24 2004-01-29 Asahi Glass Co Ltd ポリフルオロアルキル基含有重合性化合物およびその重合体
JP2005531618A (ja) 2002-07-01 2005-10-20 メルク　パテント　ゲゼルシャフト　ミット　ベシュレンクテル　ハフトング 重合性、発光性化合物および混合物、発光性ポリマー材料並びにそれらの使用
AU2003253769A1 (en) 2002-07-03 2004-01-23 The Procter And Gamble Company Radiation curable low stress relaxation elastomeric materials
US7750059B2 (en) 2002-12-04 2010-07-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Polymer solution for nanoimprint lithography to reduce imprint temperature and pressure
JP4147143B2 (ja) 2003-04-28 2008-09-10 電気化学工業株式会社 ブロック共重合体及び樹脂組成物
JP4300902B2 (ja) 2003-06-23 2009-07-22 コニカミノルタホールディングス株式会社 ブロック共重合体、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置及び光源
JP2005097442A (ja) 2003-09-25 2005-04-14 Ube Ind Ltd パターン表面とその製造方法
JP4453814B2 (ja) 2003-11-12 2010-04-21 Ｊｓｒ株式会社 重合性化合物および混合物ならびに液晶表示素子の製造方法
US8061533B2 (en) 2004-03-19 2011-11-22 University Of Tennessee Research Foundation Materials comprising polydienes and hydrophilic polymers and related methods
JP2007070453A (ja) 2005-09-06 2007-03-22 Nippon Soda Co Ltd ブロック共重合体の製造方法
JP5014605B2 (ja) 2005-09-14 2012-08-29 ライオン株式会社 易洗浄性皮膜形成用組成物
EP1950799B1 (en) 2005-11-14 2012-04-18 Tokyo Institute Of Technology Method for production of nano-porous substrate
US7538159B2 (en) 2005-12-16 2009-05-26 Bridgestone Corporation Nanoparticles with controlled architecture and method thereof
US20070166648A1 (en) 2006-01-17 2007-07-19 International Business Machines Corporation Integrated lithography and etch for dual damascene structures
JP2007246600A (ja) 2006-03-14 2007-09-27 Shin Etsu Chem Co Ltd 自己組織化高分子膜材料、自己組織化パターン、及びパターン形成方法
JP5340530B2 (ja) 2006-09-01 2013-11-13 リンテック株式会社 ミクロ相分離構造物の製造方法
US8156795B2 (en) 2006-10-23 2012-04-17 John Samuel Batchelder System and method for measuring surface energies
KR100810682B1 (ko) 2006-11-08 2008-03-07 제일모직주식회사 전도성 고분자 중합체, 전도성 고분자 공중합체 조성물,전도성 고분자 공중합체 조성물막, 및 이를 이용한 유기광전 소자
US7964107B2 (en) 2007-02-08 2011-06-21 Micron Technology, Inc. Methods using block copolymer self-assembly for sub-lithographic patterning
JP5546719B2 (ja) 2007-03-28 2014-07-09 日東電工株式会社 ミクロ相分離構造を有する高分子体の製造方法ならびにミクロ相分離構造を有する高分子体
US8097175B2 (en) 2008-10-28 2012-01-17 Micron Technology, Inc. Method for selectively permeating a self-assembled block copolymer, method for forming metal oxide structures, method for forming a metal oxide pattern, and method for patterning a semiconductor structure
US8168213B2 (en) 2007-05-15 2012-05-01 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices having coating with improved adhesion
JP5332052B2 (ja) 2007-06-01 2013-11-06 シャープ株式会社 レジスト除去方法、半導体製造方法、及びレジスト除去装置
US8147914B2 (en) 2007-06-12 2012-04-03 Massachusetts Institute Of Technology Orientation-controlled self-assembled nanolithography using a block copolymer
US8714088B2 (en) 2007-06-21 2014-05-06 Fujifilm Corporation Lithographic printing plate precursor and lithographic printing method
JP5508011B2 (ja) 2007-07-06 2014-05-28 丸善石油化学株式会社 Ａｂａ型トリブロック共重合体及びその製造方法
KR101291223B1 (ko) 2007-08-09 2013-07-31 한국과학기술원 블록 공중합체를 이용한 미세 패턴 형성 방법
JP4403238B2 (ja) 2007-09-03 2010-01-27 国立大学法人東京工業大学 ミクロ相分離構造膜、及びその製造方法
JP5081560B2 (ja) 2007-09-28 2012-11-28 富士フイルム株式会社 ポジ型レジスト組成物およびこれを用いたパターン形成方法
CN101215362B (zh) 2008-01-08 2010-08-25 厦门大学 一种具有低表面能的硅丙三嵌段共聚物及其制备方法
JP2009203439A (ja) 2008-02-29 2009-09-10 Mitsubishi Electric Corp ブロック共重合体、ブロック共重合体組成物及びそれを含有する絶縁シート
US8425982B2 (en) 2008-03-21 2013-04-23 Micron Technology, Inc. Methods of improving long range order in self-assembly of block copolymer films with ionic liquids
US8211737B2 (en) 2008-09-19 2012-07-03 The University Of Massachusetts Method of producing nanopatterned articles, and articles produced thereby
US8518837B2 (en) 2008-09-25 2013-08-27 The University Of Massachusetts Method of producing nanopatterned articles using surface-reconstructed block copolymer films
US8658258B2 (en) 2008-10-21 2014-02-25 Aculon, Inc. Plasma treatment of substrates prior to the formation a self-assembled monolayer
JP2010115832A (ja) 2008-11-12 2010-05-27 Panasonic Corp ブロックコポリマーの自己組織化促進方法及びそれを用いたブロックコポリマーの自己組織化パターン形成方法
JP2010145158A (ja) 2008-12-17 2010-07-01 Dainippon Printing Co Ltd ミクロ相分離構造の確認方法
EP2199854B1 (en) 2008-12-19 2015-12-16 Obducat AB Hybrid polymer mold for nano-imprinting and method for making the same
KR101212672B1 (ko) 2008-12-26 2012-12-14 제일모직주식회사 전도성 고분자, 전도성 고분자 조성물, 전도성 고분자 유기막 및 이를 포함하는 유기발광소자
JP5399098B2 (ja) 2009-03-02 2014-01-29 東ソー株式会社 ブロック共重合体及びその製造方法
CN101492520A (zh) 2009-03-04 2009-07-29 中国科学院上海有机化学研究所 含有全氟环丁基芳基醚嵌段的两嵌段聚合物、制备方法及用途
JP5170456B2 (ja) 2009-04-16 2013-03-27 信越化学工業株式会社 レジスト材料及びパターン形成方法
KR101101767B1 (ko) 2009-05-07 2012-01-05 한국과학기술원 코일―빗형 블록 공중합체 및 이를 이용한 나노 구조체의 제조방법
JP5679253B2 (ja) 2009-05-26 2015-03-04 国立大学法人東京工業大学 自立性高分子薄膜
KR20110018678A (ko) 2009-08-18 2011-02-24 연세대학교 산학협력단 기능성 말단기를 가진 폴리스티렌을 이용한 실린더 나노구조체의 수직배향 조절법
EP2330136B1 (en) 2009-12-07 2013-08-28 Borealis AG Process for the preparation of an unsupported, solid metallocene catalyst system and its use in polymerization of olefins
KR101305052B1 (ko) 2010-02-25 2013-09-11 이화여자대학교 산학협력단 자기 조립 이중블록 공중합체와 졸-겔 공정을 이용한 산화아연 나노링 구조체의 제조방법
KR101238827B1 (ko) 2010-03-12 2013-03-04 한국과학기술원 열안전성이 우수한 코어쉘 구조의 나노 입자 블록공중합체 복합체의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 열안전성이 우수한 코어쉘 구조의 나노 입자 블록공중합체 복합체
KR20110112501A (ko) 2010-04-07 2011-10-13 한국과학기술원 높은 종횡비를 가지는 나노구조물 제조용 블록공중합체 및 그 제조방법
JP5598970B2 (ja) 2010-06-18 2014-10-01 凸版印刷株式会社 微細構造体の製造方法、複合体
KR101290057B1 (ko) 2010-07-19 2013-07-26 주식회사 엘지화학 코팅성과 재코팅성이 우수한 열경화성 보호막 조성물
US8541162B2 (en) 2010-09-01 2013-09-24 E I Du Pont De Nemours And Company High resolution, solvent resistant, thin elastomeric printing plates
JP2012093699A (ja) * 2010-09-30 2012-05-17 Canon Inc エレクトロクロミック素子
JP5254381B2 (ja) 2011-02-23 2013-08-07 株式会社東芝 パターン形成方法
CN102172491B (zh) 2011-03-09 2014-09-03 无锡市恒创嘉业纳米材料科技有限公司 一种含氟表面活性剂及其制备方法
CN103562245B (zh) * 2011-04-22 2015-11-25 Lg化学株式会社 新的二嵌段共聚物、其制备方法以及使用其形成纳米图案的方法
TW201323461A (zh) 2011-09-06 2013-06-16 Univ Cornell 嵌段共聚物及利用彼等之蝕印圖案化
US9718250B2 (en) 2011-09-15 2017-08-01 Wisconsin Alumni Research Foundation Directed assembly of block copolymer films between a chemically patterned surface and a second surface
US8691925B2 (en) 2011-09-23 2014-04-08 Az Electronic Materials (Luxembourg) S.A.R.L. Compositions of neutral layer for directed self assembly block copolymers and processes thereof
JP5795221B2 (ja) 2011-09-26 2015-10-14 株式会社東芝 パターン形成方法
EP2781550B1 (en) 2011-11-09 2019-10-16 JSR Corporation Directed self-assembling composition for pattern formation, and pattern-forming method
JP6019524B2 (ja) 2011-12-09 2016-11-02 国立大学法人九州大学 生体適合性材料、医療用具及び生体適合性材料の製造方法
CN104114594B (zh) 2012-02-10 2017-05-24 纳幕尔杜邦公司 高‑x两嵌段共聚物的制备、纯化和用途
US8697810B2 (en) 2012-02-10 2014-04-15 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Block copolymer and methods relating thereto
JP6118573B2 (ja) 2012-03-14 2017-04-19 東京応化工業株式会社 下地剤、ブロックコポリマーを含む層のパターン形成方法
JP2013219334A (ja) 2012-03-16 2013-10-24 Jx Nippon Oil & Energy Corp フィルム状モールドを用いた基板の製造方法及び製造装置
KR101891761B1 (ko) 2012-04-06 2018-08-24 주식회사 동진쎄미켐 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법
CN104380194B (zh) 2012-04-16 2019-05-31 布鲁尔科技公司 用于导向自组装的硅硬掩模层
JP5710546B2 (ja) 2012-04-27 2015-04-30 信越化学工業株式会社 パターン形成方法
WO2013160027A1 (en) 2012-04-27 2013-10-31 Asml Netherlands B.V. Methods and compositions for providing spaced lithography features on a substrate by self-assembly of block copolymers
US9127113B2 (en) 2012-05-16 2015-09-08 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Polystyrene-polyacrylate block copolymers, methods of manufacture thereof and articles comprising the same
JP2014012807A (ja) 2012-06-05 2014-01-23 Asahi Kasei E-Materials Corp パターン形成用樹脂組成物及びパターン形成方法
KR101529646B1 (ko) 2012-09-10 2015-06-17 주식회사 엘지화학 실리콘 옥사이드의 나노 패턴 형성 방법, 금속 나노 패턴의 형성 방법 및 이를 이용한 정보저장용 자기 기록 매체
JP5887244B2 (ja) 2012-09-28 2016-03-16 富士フイルム株式会社 パターン形成用自己組織化組成物、それを用いたブロックコポリマーの自己組織化によるパターン形成方法、及び自己組織化パターン、並びに電子デバイスの製造方法
US9223214B2 (en) 2012-11-19 2015-12-29 The Texas A&M University System Self-assembled structures, method of manufacture thereof and articles comprising the same
CN102967918B (zh) 2012-12-05 2014-12-31 河海大学常州校区 新型太阳能聚光碟片
WO2014090178A1 (en) 2012-12-13 2014-06-19 Toray Advanced Materials Research Laboratories (China) Co., Ltd. Multi-block copolymer and polymer electrolyte
CN104995715B (zh) 2013-02-14 2018-06-19 Asml荷兰有限公司 用于通过嵌段共聚物的自组装在衬底上提供间隔的光刻特征的方法
JP6027912B2 (ja) 2013-02-22 2016-11-16 東京応化工業株式会社 相分離構造を含む構造体の製造方法、及びパターン形成方法、並びにトップコート材料
JP6107216B2 (ja) 2013-02-22 2017-04-05 キヤノンマーケティングジャパン株式会社 コンピュータ、薬剤分包装置、およびその制御方法とプログラム。
JP2015000896A (ja) 2013-06-14 2015-01-05 富士フイルム株式会社 組成物ならびにそれを用いたミクロ相分離構造膜およびその製造方法
CN104768986A (zh) 2013-06-28 2015-07-08 株式会社Lg化学 弹性二烯三元共聚物及其制备方法
US9109067B2 (en) 2013-09-24 2015-08-18 Xerox Corporation Blanket materials for indirect printing method with varying surface energies via amphiphilic block copolymers
EP3078692B1 (en) 2013-12-06 2021-01-27 LG Chem, Ltd. Block copolymer
US10081698B2 (en) 2013-12-06 2018-09-25 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
EP3078691B1 (en) 2013-12-06 2018-04-18 LG Chem, Ltd. Block copolymer
WO2015084121A1 (ko) * 2013-12-06 2015-06-11 주식회사 엘지화학 블록 공중합체
WO2015084131A1 (ko) 2013-12-06 2015-06-11 주식회사 엘지화학 블록 공중합체
EP3078654B1 (en) 2013-12-06 2021-07-07 LG Chem, Ltd. Monomer and block copolymer
TWI597300B (zh) 2013-12-06 2017-09-01 Ｌｇ化學股份有限公司 嵌段共聚物
EP3101043B1 (en) 2013-12-06 2021-01-27 LG Chem, Ltd. Block copolymer
WO2015084123A1 (ko) 2013-12-06 2015-06-11 주식회사 엘지화학 블록 공중합체
WO2015084130A1 (ko) 2013-12-06 2015-06-11 주식회사 엘지화학 블록 공중합체
JP6483695B2 (ja) 2013-12-06 2019-03-13 エルジー・ケム・リミテッド ブロック共重合体
WO2015084124A1 (ko) 2013-12-06 2015-06-11 주식회사 엘지화학 블록 공중합체
WO2015084125A1 (ko) * 2013-12-06 2015-06-11 주식회사 엘지화학 블록 공중합체
EP3078690B1 (en) 2013-12-06 2021-01-27 LG Chem, Ltd. Block copolymer
FR3014888B1 (fr) 2013-12-13 2017-05-26 Arkema France Procede permettant la creation de structures nanometriques par l'auto-assemblage de copolymeres a blocs
KR20150114633A (ko) 2014-04-01 2015-10-13 에스케이하이닉스 주식회사 반도체 장치
CN107075050B (zh) * 2014-09-30 2019-08-13 株式会社Lg化学 嵌段共聚物
US10287430B2 (en) 2014-09-30 2019-05-14 Lg Chem, Ltd. Method of manufacturing patterned substrate
CN107077066B9 (zh) 2014-09-30 2021-05-14 株式会社Lg化学 制造图案化基底的方法
CN107075028B (zh) 2014-09-30 2020-04-03 株式会社Lg化学 嵌段共聚物
KR101880212B1 (ko) 2014-09-30 2018-07-20 주식회사 엘지화학 블록 공중합체
JP6538159B2 (ja) 2014-09-30 2019-07-03 エルジー・ケム・リミテッド ブロック共重合体
EP3202798B1 (en) 2014-09-30 2022-01-12 LG Chem, Ltd. Block copolymer
EP3214102B1 (en) 2014-09-30 2022-01-05 LG Chem, Ltd. Block copolymer
CN107075053B (zh) 2014-09-30 2019-05-21 株式会社Lg化学 嵌段共聚物
JP6538157B2 (ja) 2014-09-30 2019-07-03 エルジー・ケム・リミテッド ブロック共重合体
EP3225641B1 (en) 2014-09-30 2021-11-24 LG Chem, Ltd. Block copolymer
CN107075051B (zh) * 2014-09-30 2019-09-03 株式会社Lg化学 嵌段共聚物
CN107849202B (zh) 2015-06-04 2020-04-21 株式会社Lg化学 中性层复合物

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5391626A (en) * 1992-05-21 1995-02-21 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Styrenic block copolymer and process for producing same
KR20100070380A (ko) * 2006-05-16 2010-06-25 닛뽕소다 가부시키가이샤 블록 코폴리머
KR100935863B1 (ko) * 2008-07-02 2010-01-07 연세대학교 산학협력단 용매 어닐링과 디웨팅을 이용한 블록공중합체의 나노구조의패턴화방법
JP2012012577A (ja) * 2010-06-01 2012-01-19 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 重合性モノマー、高分子化合物、化学増幅ポジ型レジスト材料、及びパターン形成方法
KR20130094264A (ko) * 2012-02-15 2013-08-23 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머트어리얼즈, 엘.엘.씨. 자기-조립된 구조, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 제품

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3202802A4 *

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10227438B2 (en) 2013-12-06 2019-03-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10087276B2 (en) 2013-12-06 2018-10-02 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10253130B2 (en) * 2013-12-06 2019-04-09 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10081698B2 (en) 2013-12-06 2018-09-25 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10239980B2 (en) 2013-12-06 2019-03-26 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10150832B2 (en) 2013-12-06 2018-12-11 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10160822B2 (en) 2013-12-06 2018-12-25 Lg Chem, Ltd. Monomer and block copolymer
US10184021B2 (en) 2013-12-06 2019-01-22 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10196474B2 (en) 2013-12-06 2019-02-05 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10196475B2 (en) 2013-12-06 2019-02-05 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10202481B2 (en) 2013-12-06 2019-02-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10202480B2 (en) 2013-12-06 2019-02-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10227436B2 (en) 2013-12-06 2019-03-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10227437B2 (en) 2013-12-06 2019-03-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10287429B2 (en) 2014-09-30 2019-05-14 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10310378B2 (en) 2014-09-30 2019-06-04 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10240035B2 (en) 2014-09-30 2019-03-26 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10295908B2 (en) 2014-09-30 2019-05-21 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10281820B2 (en) 2014-09-30 2019-05-07 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
EP3202802A4 (en) * 2014-09-30 2018-06-13 LG Chem, Ltd. Block copolymer
US10703897B2 (en) 2014-09-30 2020-07-07 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10633533B2 (en) 2014-09-30 2020-04-28 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10287430B2 (en) 2014-09-30 2019-05-14 Lg Chem, Ltd. Method of manufacturing patterned substrate
US10370529B2 (en) 2014-09-30 2019-08-06 Lg Chem, Ltd. Method of manufacturing patterned substrate
US10377894B2 (en) 2014-09-30 2019-08-13 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
KR102088444B1 (ko) 2016-11-30 2020-03-12 주식회사 엘지화학 고분자 조성물
WO2018101731A1 (ko) * 2016-11-30 2018-06-07 주식회사 엘지화학 고분자 조성물
KR20180062409A (ko) * 2016-11-30 2018-06-08 주식회사 엘지화학 고분자 조성물
US11028201B2 (en) 2016-11-30 2021-06-08 Lg Chem, Ltd. Polymer composition

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