r>[0064]AB型聚苯乙烯-聚碳酸丙烯酯(PS-b-PPC)嵌段共聚物的制备方法如实施例1。
[0065]将5毫克AB型聚苯乙烯-聚碳酸丙烯酯(PS-b-PPC)嵌段共聚物溶解在0.5g的氯苯中，其中PS数均分子量为12400，PPC数均分子量为8000，碳酸酯单兀含量为99 %，分子量分布为1.0l0以4000转每分钟的速度旋涂溶解完全的PS-b-PPC氯苯溶液到预先改性的硅片上，(硅片改性的方法和实施例1相同)，得到膜厚约为25nm的嵌段聚合物薄膜。
[0066]在真空条件下130°C热退火12小时。将上述退火后的嵌段聚合物薄膜，放入甲醇和水(体积比1/1)的氢氧化钠(1.0mol/L)溶液中，浸泡5小时，后用水和甲醇分别清洗三次，由附图10所示的扫描电镜图片可知，PPC嵌段得以除去，得到了垂直于硅片表面的柱状相畴排列，其中半节距达到9.2nm。
[0067]实施例9:
[0068]AB型聚苯乙烯-聚碳酸环己烯酯(PS-b-PCHC)嵌段共聚物的制备方法同实施例1，只是将环氧丙烷替换为I，2-环氧环己烷。
[0069]将5毫克AB型聚苯乙烯-聚碳酸环己烯酯(PS-b-PCHC)嵌段共聚物溶解在0.5g的氯苯中，其中PS数均分子量为17400，PCHC数均分子量为8000，碳酸酯单元含量为99%，分子量分布为1.01。以4000转每分钟的速度旋涂溶解完全的PS-b-PCHC氯苯溶液到预先改性的硅片上，(硅片改性的方法和实施例1相同)，得到膜厚约为25nm的嵌段聚合物薄膜。
[0070]在真空条件下130°C热退火12小时。将上述退火后的嵌段聚合物薄膜，放入甲醇和水(体积比1/1)的氢氧化钠(1.0mol/L)溶液中，浸泡5小时，后用水和甲醇分别清洗三次，由附图11所示的扫描电镜图片可知，PCHC嵌段得以除去，得到了垂直和平行结构共存的柱状相畴排列，其中半节距达到8.2nm。
[0071]实施例10:
[0072]AB型聚苯乙烯-聚碳酸环己烯酯(PS-b-PCHC)嵌段共聚物的制备方法如实施例9。
[0073]将5毫克AB型聚苯乙烯-聚碳酸环己烯酯(PS-b-PCHC)嵌段共聚物溶解在0.5g的氯苯中，同时加入0.5g，I %质量分数的聚碳酸丙烯酯PPC均聚物，其中PS数均分子量为18400，PCHC数均分子量为10000，碳酸酯单元含量为99%，分子量分布为1.01;聚碳酸丙烯酯的数均分子量为2500，分子量分布为1.10。以4000转每分钟的速度共混完全的PS-b-PCHC氯苯溶液到预先改性的硅片上，(硅片改性的方法和实施例1相同)，得到膜厚约为25nm的嵌段聚合物薄膜。
[0074]在真空条件下170°C热退火12小时。将上述退火后的嵌段聚合物薄膜，放入甲醇和水(体积比1/1)的氢氧化钠(1.0mol/L)溶液中，浸泡5小时，后用水和甲醇分别清洗三次，由附图12所示的扫描电镜图片可知，聚碳酸酯嵌段得以除去，得到了完全垂直于硅片表面的柱状相畴排列，其中半节距达到9.Snm0
[0075]实施例11:
[0076]AB型聚对三甲基硅基苯乙烯-聚碳酸环己烯酯(PTMSiS-b-PCHC)嵌段共聚物的制备方法同实施例1，只是将末端带有羟基的聚苯乙烯(PS-OH)换做末端带有羟基的聚对三甲基硅基苯乙烯(PTMSiS-OH)，将环氧丙烷替换为I，2-环氧环己烷。
[0077]将5毫克AB型聚对三甲基硅基苯乙烯-聚碳酸丙烯酯(PTMSiS-b-PCHC)嵌段共聚物溶解在0.5g的氯苯中，其中PTMSiS数均分子量为19000，PPC数均分子量为19000，碳酸酯单元含量为99%，分子量分布为1.01;以4000转每分钟的速度将PTMSiS-b-PCHC氯苯溶液到预先改性的硅片上，(硅片改性的方法和实施例1相同)，得到膜厚约为32nm的嵌段聚合物薄膜。在真空条件下160°C热退火5小时。由附图13所示的扫描电镜图片可知，得到了垂直于硅片表面的层状相畴排列，其中半节距达到6.8nm。
【主权项】
1.一种嵌段共聚物，其特征在于，所述的嵌段共聚物为AB型两嵌段共聚物、ABA型或BAB型三嵌段共聚物； A嵌段聚合物为二氧化碳和环氧烷烃通过交替共聚形成的聚碳酸酯，所述的聚碳酸酯的数均分子量在500到300000之间，碳酸酯单元含量为30?100%，环氧烷烃均聚产生的聚醚含量为O?70%，分子量分布在1.00?2.00之间； B嵌段聚合物选自聚苯乙烯、聚对甲基苯乙烯、聚对三甲基硅基苯乙烯、聚对氟苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚2-乙烯基吡啶、聚4-乙烯基吡啶、聚丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚异戊二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯晴、聚丁二烯、聚酰亚胺、聚氨酯、聚环氧丙烷、聚氯乙烯、聚氟乙烯中的一种或多种，B嵌段聚合物的数均分子量在500到300000之间，分子量分布在.1.00?2.00之间。2.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述的环氧烷烃选自环氧丙烷、I，.2-环氧环己烷、I，2-环氧环戊烷、1，2-环氧丁烷、2，3-环氧丁烷、I，2-环氧己烷、环氧苯乙烯、4-氯氧化苯乙烯、4-氟氧化苯乙烯中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述的环氧烷烃为环氧丙烷，所述的B嵌段聚合物为聚苯乙烯。4.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述的聚碳酸酯的数均分子量2000?15000之间，碳酸酯单元含量为95?99%，环氧烷烃均聚产生的聚醚含量小于5%，分子量分布在1.00?1.12之间。5.—种形成微相分离的垂直相畴结构的方法，其特征在于，将权利要求1?4任一所述的嵌段共聚物溶于溶剂中，然后旋涂于基材上进行热退火处理。6.根据权利要求5所述的形成微相分离的垂直相畴结构的方法，其特征在于，所述的嵌段共聚物中共混加入0.1?50%体积分数的聚碳酸酯、聚丙交酯、聚乙交酯、聚己内酯、聚苯乙烯、聚对甲基苯乙烯、聚对三甲基硅基苯乙烯、聚对氟苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚2-乙烯基吡啶、聚4-乙烯基吡啶、聚丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚异戊二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯晴、聚丁二烯、聚酰亚胺、聚氨酯、聚环氧丙烷、聚氯乙烯、聚氟乙烯中的一种或多种。7.根据权利要求5或6所述的形成微相分离的垂直相畴结构的方法，其特征在于，所述的溶剂选自丙酮、四氢呋喃、苯、氯苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、N，N’_二甲基甲酰胺、乙醚、甲苯、己烷、甲醇、乙醇、二甲基亚砜中的一种或多种。8.根据权利要求5所述的形成微相分离的垂直相畴结构的方法，其特征在于，所述的热退火处理的温度为30?300°C，退火时间为5秒?14天。9.根据权利要求5所述的形成微相分离的垂直相畴结构的方法，其特征在于，所述的嵌段共聚物形成微相分离的垂直相畴结构后，通过刻蚀、降解或水解移除其中一种嵌段聚合物，得到纳米图案。10.—种如权利要求1?4任一所述的嵌段共聚物在定向自组装技术中的应用。
【专利摘要】本发明涉及一种嵌段共聚物，嵌段共聚物为AB型两嵌段共聚物、ABA型或BAB型三嵌段共聚物；A嵌段聚合物为二氧化碳和环氧烷烃通过交替共聚形成的聚碳酸酯，聚碳酸酯的数均分子量在500到300000之间，碳酸酯单元含量为30～100％，环氧烷烃均聚产生的聚醚含量为0～70％，分子量分布在1.00～2.00之间；B嵌段聚合物的数均分子量在500到300000之间，分子量分布在1.00～2.00之间。本发明还涉及形成微相分离的垂直相畴结构的方法以及嵌段共聚物在定向自组装技术中的应用。嵌段共聚物在热退火条件下形成贯穿整个薄膜厚度的垂直相畴结构，通过定向组装形成具有规则排列的纳米图案，满足半导体行业下一代半节距<11nm的技术要求。
【IPC分类】C08G64/40, G03F7/00, C08G64/34, C08G64/18
【公开号】CN105713189
【申请号】CN201610087283
【发明人】伍广朋
【申请人】浙江大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年2月16日