KR102081830B1

KR102081830B1 - 블록 공중합체, 그 형성 방법 및 패턴 형성 방법

Info

Publication number: KR102081830B1
Application number: KR1020190109445A
Authority: KR
Inventors: 강민혁; 이수미; 김명임; 김태우; 박승원; 시에레이; 강나나; 문봉진; 방준하; 우상훈; 이진영; 정현중; 허준
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사; 고려대학교 산학협력단; 서강대학교 산학협력단
Priority date: 2019-09-04
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2020-02-27
Also published as: KR20190120100A

Abstract

블록 공중합체를 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 블록 공중합체는 하기 화학식 1로 표현되는 제1 블록 그리고 하기 화학식 2로 표현되는 제2 블록을 포함한다.

여기서, COM1 및 COM2는 각각 폴리스티렌, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐피리딘, 폴리디메틸실록산, 폴리페로세닐디메틸실란 및 폴리이소프렌을 포함하는 그룹에서 선택되고, R1은 수소 또는 탄소수 1 내지 10개인 알킬기이며, x는 10 내지 500이고, a는 1 내지 50이며, R2는 수소 또는 탄소수 1 내지 10개인 알킬기이며, y는 10 내지 500이고, b는 1 내지 50이다.

Description

블록 공중합체, 그 형성 방법 및 패턴 형성 방법{BLOCK COPOLYMER, METHOD OF FORMING THE SAME AND METHOD OF FORMING PATTERN}

본 발명은 블록 공중합체, 그 형성 방법 및 패턴 형성 방법에 관한 것이다.

블록 공중합체를 이용한 패턴 형성 방법은 미세 선폭을 갖는 패턴을 형성할 수 있으며, 공정이 단순하고 원가가 저렴하기 때문에, 블록 공중합체를 이용한 패턴 형성 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 블록 공중합체를 이용한 패턴 형성 방법은 블록 공중합체의 분자량을 조절하여 다양한 크기의 패턴을 형성할 수 있으며, 블록 공중합체의 분자량 비를 조절하여 다양한 형태의 패턴을 형성할 수 있다.

블록 공중합체는 고분자 재료의 한 종류로서, 두 가지 이상의 고분자가 공유결합을 통해 서로의 끝을 연결하고 있는 형태를 나타낸다. 블록 공중합체의 가장 간단한 구조인 이중 블록 공중합체(diblock copolymer)는 서로 다른 성향을 갖는 두 고분자가 서로 연결되어 하나의 고분자를 형성한다. 서로 연결되어 있는 두 고분자들은 상이한 재료적 성질로 인해 쉽게 상분리되고, 최종적으로 상기 블록 공중합체가 자기 조립되어 나노 구조체를 형성할 수 있다. 선형 블록 공중합체는 수십 나노미터 크기의 패턴에 대해서는 짧은 공정 시간 내 자기 조립에 의해 상발현이 가능하지만, 주기 100nm 이상의 구조에 대해서는 상발현 시간이 길어지기 때문에 공정에 적용하기 어렵다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고분자간 얽힘(entanglement) 현상을 최소화하여 상발현 속도가 증가된 블록 공중합체, 그 형성 방법 및 패턴 형성 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 블록 공중합체는 하기 화학식 1로 표현되는 제1 블록 그리고 하기 화학식 2로 표현되는 제2 블록을 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 블록 공중합체 형성 방법은 하기 화학식 6으로 표현되는 개시제 또는 중간 물질을 사용하여 블록 공중합체를 형성한다.

화학식 6

본 발명의 일실시예에 따른 패턴 형성 방법은 블록 공중합체를 모패턴층이 형성된 기판 위에 도포하여 고분자 박막을 형성하는 단계, 상기 고분자 박막에서 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록 중 어느 하나의 블록을 선택적으로 제거하는 단계 그리고 상기 어느 하나의 블록이 제거된 상기 고분자 박막을 마스크로 상기 모패턴층을 식각하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 블록 공중합체는 하기 구조식 A에서 COM A로 표현되는 제1 블록, 하기 구조식 A에서 COM B로 표현되는 제2 블록 그리고 상기 제1 블록과 상기 제2 블록 사이에 삽입되어 하기 구조식 A에서 RBC로 표현되는 랜덤 블록을 포함한다.

구조식 A

본 발명의 일실시예에 따른 블록 공중합체 형성 방법은 하기 반응식 A에 기초하여 블록 공중합체를 합성한다.

반응식 A

이와 같이 본 발명의 한 실시예에 따르면, 새로운 병솔형 블록 공중합체를 형성하여 측쇄에 의해 고분자의 얽힘(entanglement) 현상을 최소화시켜 상발현 속도가 증가하고 주쇄가 펴지게 된다. 따라서, 공정 시간은 최소화할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 병솔형 블록 공중합체의 수직 라멜라 구조 상분리 현상을 나타내는 사진이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 블록 공중합체를 나타내는 개략도이다.
도 4는 도 3의 블록 공중합체를 기판 위에 도포한 후에 경화한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 블록 공중합체의 수직 라멜라 구조 상분리 현상을 나타내는 사진이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 11은 도 7 내지 도 10에서 설명한 패턴 형성 방법에 의해 형성된 패턴의 사시도이고, 도 12는 도 11의 절단선 XII-XII를 따라 자른 단면도이다.

첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.

블록 공중합체

여기서, COM1 및 COM2는 각각 폴리스티렌, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐피리딘, 폴리디메틸실록산, 폴리페로세닐디메틸실란 및 폴리이소프렌을 포함하는 그룹에서 선택되고, R1은 수소 또는 탄소수 1 내지 10개인 알킬기이며, x는 10 내지 500이고, a는 1 내지 50이며, R2는 수소 또는 탄소수 1 내지 10개인 알킬기이며, y는 10 내지 500 이고, b는 1 내지 50이다.

본 실시예에 따른 블록 공중합체는 화학식 1 및 화학식 2에 의해 나타낸 바와 같이 주쇄(main chain) 및 주쇄에 연결된 측쇄(side chain)를 포함하는 구조인 병솔형 공중합체(bottle brush block copolymer)이다. 따라서, 측쇄에 의해 고분자 간 얽힘(entanglement) 현상을 최소화 시켜주기 때문에 상발현 속도가 증가하고 주쇄가 펴지는 효과가 발생한다. 이처럼 주쇄가 펴지는 효과로 인하여 선형 블록 공중합체 대비하여 주쇄의 길이가 짧아도 주기가 큰 상발현 구현이 가능하며 얽힘 현상의 최소화로 인해 짧은 공정 시간을 구현할 수 있다.

본 실시예에 따른 블록 공중합체는 상기 화학식 1에서 COM1은 하기 화학식 3으로 표현되는 그룹을 포함하고, 상기 화학식 2에서 COM2는 하기 화학식 4로 표현되는 그룹을 포함할 수 있다.

화학식 3 화학식 4

여기서, n은 10 내지 1000이고, m은 10 내지 1000이다. Ph는 페놀기, Me는 메틸기를 나타낸다.

본 실시예에 따른 블록 공중합체는 하기 화학식 5로 표현될 수 있다.

화학식 5

이하에서는 앞에서 설명한 본 실시예에 따른 병솔형 블록 공중합체를 형성하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

블록 공중합체의 형성 방법

본 발명의 일실시예에 따른 병솔형 블록 공중합체는 하기 화학식 6으로 표현되는 개시제 또는 중간 물질을 사용하여 형성한다.

화학식 6

여기서, a는 1 내지 10이다. 본 실시예에 다른 개시제 또는 중간 물질은 화학식 6에서 말단부에 -OTBS와 같은 작용기(GOH)를 포함하기 때문에 이후 설명하는 마크로머를 합성할 때 하이드록실기를 생성 또는 유도할 수 있다.

본 실시예에 따른 개시제 또는 중간 물질은 하기 반응식 1에 기초하여 합성될 수 있다.

반응식 1

여기서, TBSCl은 tert-butyldimethylsilyl chloride이고, THF는 tetrahydrofuran이며, OTBS는 tert-butyldimethylsilyl oxy group이고, DEAD는 diethyl azodicarboxylate이며, PPh3는 triphenylphosphine이다.

본 실시예에 따른 병솔형 블록 공중합체는 하기 화학식 7로 표현되는 제1 마크로머(Macromer)와 하기 화학식 8로 표현되는 제2 마크로머가 롬프(Ring Opening Metathesis Polymerization; ROMP) 방법에 의해 중합되어 형성될 수 있다.

화학식 7

화학식 8,

여기서, a는 1 내지 10이고, n은 10 내지 1000이며, b는 1 내지 10 이고, m은 10 내지 1000이다. Ph는 페놀기, Me는 메틸기를 나타낸다. 제1 마크로머와 상기 제2 마크로머를 중합하는 단계에서 그럽스 촉매(Grubbs Catalyst)를 사용할 수 있다. 그럽스 촉매는 하기와 같은 3세대 그럽스 촉매를 사용하는 것이 바람직하다.

본 실시예에 따른 제1 마크로머 및 제2 마크로머는 각각 하기 반응식 2 및 하기 반응식 3에 기초하여 합성할 수 있다. 하기 반응식 2 또는 하기 반응식 3에 나타낸 바와 같이 제1 마크로머는 상기 화학식 6으로 표현되는 화합물이 중간 물질로 작용하고, 제2 마크로머는 상기 화학식 6으로 표현되는 화합물이 개시제로 작용한다. 개시제 또는 중간 물질은 음이온 중합을 이용하여 제1 마크로머 또는 제2 마크로머를 합성한다.

반응식 2

여기서, THF는 tetrahydrofuran이고, TBAF는 tetrabutylammonium fluoride이며, DCC는 dicyclohexylcarbodiimid이고, DPTS는 pyridinium p-toluenesulfonate이며, n은 10 내지 1000이고, m은 10 내지 1000이다.

반응식 3

본 실시예와 다르게 제1 마스크로는 하기 반응식 4에 기초하여 합성할 수 있다.

반응식 4

여기서, DCC는 dicyclohexylcarbodiimid이고, DPTS는 pyridinium p-toluenesulfonate이며, n은 10 내지 1000이고, m은 10 내지 1000이다.

본 실시예에 따른 병솔형 블록 공중합체는 하기 반응식 5에 기초하여 합성할 수 있다.

반응식 5

여기서, x는 10 내지 500이고, y는 10 내지 500 이며, m은 10 내지 1000이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 병솔형 블록 공중합체의 수직 라멜라 구조 상분리 현상을 나타내는 사진이다.

실험예 1

도 1은 랜덤한 방향성을 갖는 수직 라멜라 구조를 나타낸다.

실리콘 기판 위에 중성층을 형성하고, PGMEA 용액에 대략 5wt%의 병솔형 블록 공중합체를 혼합하여 중성층 위에 코팅한다. 이후 섭씨 21도에서 40분 정도 용매 어닐링(solvent annealing)을 한다. 그 다음, 섭씨 240도에서 60분 정도 열처리(thermal annealing)를 진행한다.

도 1을 참고하면, 블록 공중합체의 상분리가 잘 이루어진 것을 확인할 수 있다.

실험예 2

도 2는 가이드 패턴 내 정렬되어 있는 나노 선 형태의 수직 라멜라 구조를 나타낸다.

앞서 설명한 실험예 1에서 중성층을 형성한 이후에 폭이 대략 1.5um인 가이드 패턴을 형성하고, 가이드 패턴 사이에 병솔형 블록 공중합체를 코팅한다. 나머지 공정은 실험예 1과 동일하게 진행한다.

도 2를 참고하면, 블록 공중합체의 상분리가 이루어져 선형의 패턴이 잘 형성된 것을 확인할 수 있다.

이하에서는 변형된 실시예에 따른 블록 공중합체에 대해 설명하기로 한다.

블록 공중합체

구조식 A

여기서, COM A 및 COM B는 각각 폴리스티렌, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐피리딘, 폴리디메틸실록산, 폴리페로세닐디메틸실란 및 폴리이소프렌을 포함하는 그룹에서 선택되고, RBC는 적어도 2개의 단위 블록이 랜덤하게 공중합되어 있는 그룹이다.

구조식 A에서 COM A는 폴리스티렌을 포함하는 그룹이고, COM B는 폴리메틸메타아크릴레이트를 포함하는 그룹인 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 블록 공중합체를 나타내는 개략도이다.

도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 블록 공중합체는 제1 블록(NB1)과 제2 블록(NB2) 사이에 랜덤 블록(RBC)이 삽입된 선형 블록 공중합체이다. 랜덤 블록(RBC)이 얽혀 있는 사슬을 펴주는 효과가 있다. 구체적으로, 제1 블록과 제2 블록으로 연결된 공중합체에서 상분리가 일어나는 이유는 제1 블록과 제2 블록 간의 척력(repulsive force)에 의한 것이다. 따라서, 랜덤 블록(RBC) 내에서는 제1 블록을 이루는 모노머와 제2 블록을 이루는 모노머가 랜덤하게 섞여 있기 때문에 랜덤 블록(RBC) 내에서는 서로 싫어하는 모노머끼리는 서로 섞이지 않도록 펼쳐지려고 할 것이다. 또한, 제1 블록 및 제2 블록도 랜덤 블록(RBC)과 섞이지 않기 위해 펼쳐지려고 할 것이다. 이로 인해, 블록 공중합체의 상분리 패턴에서의 주기가 증가될 수 있고 빠른 상분리를 구현할 수 있다.

도 4는 도 3의 블록 공중합체를 기판 위에 도포한 후에 경화한 상태를 나타내는 단면도이다.

도 4를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 선형 블록 공중합체를 열처리 등으로 경화하면 상분리가 진행되어 대략 100nm이하인 주기(T)를 갖는 구조체가 형성된다.

본 실시예에 따른 선형 블록 공중합체는 하기 화학식 B로 표현되는 블록 공중합체일 수 있다.

화학식 B

여기서, 화학식 B의 분자량은 10,000 내지 1,000,000이며, l과 n은 10 내지 10,000이고, m은 5 내지 2,000이며, RBC에서 x가 나타내는 단위 블록과 y가 나타내는 단위 블록은 서로 랜덤하게 공중합되어 있다.

이하에서는 앞에서 설명한 본 실시예에 따른 랜덤 블록을 포함하는 선형 블록 공중합체를 형성하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

블록 공중합체의 형성 방법

본 발명의 일실시예에 따른 선형 블록 공중합체는 하기 반응식 A에 기초하여 합성된다.

반응식 A

여기서, AIBN은 2,2'-Azobis(2-methylpropionitrile)이고, RAFT는 Reversible addition-fragmentation chin transfer polymerization이다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 블록 공중합체의 수직 라멜라 구조 상분리 현상을 나타내는 사진이다.

실험예 3

도 5는 랜덤한 방향성을 갖는 수직 라멜라 구조를 나타낸다.

실리콘 기판 위에 중성층을 형성하고, PGMEA 용액에 랜덤 블록의 볼륨비율(volumn fraction)이 각각 8%, 12%, 15%인 선형 블록 공중합체를 혼합하여 중성층 위에 코팅한다. 이후 섭씨 250도에서 대략 12시간 정도 열처리(thermal annealing)를 진행한다. 그 결과, 랜덤 블록이 포함되지 않은 선형 블록 공중합체 대비하여 주기가 각각 28%, 67%, 70% 증가하였다.

도 1은 랜덤 블록의 볼륨비율이 8%인 선형 블록 공중합체를 열처리한 상분리 현상을 나타내며, 블록 공중합체의 상분리가 잘 이루어진 것을 확인할 수 있다.

실험예 4

도 6은 가이드 패턴 내 정렬되어 있는 나노 선 형태의 수직 라멜라 구조를 나타낸다.

앞서 설명한 실험예 3에서 중성층을 형성한 이후에 폭이 대략 0.8um인 가이드 패턴을 형성하고, 가이드 패턴 사이에 선형 블록 공중합체를 코팅한다. 나머지 공정은 실험예 3과 동일하게 진행한다.

도 6을 참고하면, 블록 공중합체의 상분리가 이루어져 선형의 패턴이 잘 형성된 것을 확인할 수 있다.

이하에서는 앞에서 설명한 병솔형 블록 공중합체 또는 랜덤 블록을 포함하는 선형 블록 공중합체를 이용하여 패턴을 형성하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

패턴의 형성 방법

도 7 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 7을 참고하면, 기판(110) 위에 패턴을 형성하고자 하는 대상 물질인 모패턴층(200)을 형성한다. 모패턴층(200) 위에 중성층(120)을 형성한다. 기판(110)은 유리 기판을 포함한다. 중성층(120)은 친수성 또는 소수성도 갖지 않는 화학적으로 중성을 나타내는 층이고, 자기조립 단분자층(Self-assembled Monolayer: SAM), 폴리머 브러쉬(Polymer Brush) 및 MAT(cross-linked random copolymer mat) 또는 MAT(cross-linked random copolymer mat) 등을 포함하는 유기 단분자층으로 형성할 수 있다.

도시하지 않았으나, 모패턴층(200)을 형성하기 이전에 기판(110)에 불산(Hydrofluoric acid, HF)과 같은 산성 용액을 이용하여 기판(110)의 표면을 전처리할 수 있다.

그 다음, 중성층(120) 위에 가이드 패턴(GP)을 형성한다. 가이드 패턴(GP)은 포토 레지스트를 사용하여 사진 식각 공정을 통해 형성할 수 있다. 중성층(120) 위에 포토레지스트막을 형성한 후, 마스크의 상부에서 광을 조사하여 포토레지스트막을 현상함으로써 포토레지스트 물질로 형성된 가이드 패턴(GP)을 형성할 수 있다. 가이드 패턴(GP)은 사진 식각 공정에 한정되지 않고 나노 임프린트 공정 등 다른 방법으로도 형성 가능하다.

가이드 패턴(GP)은 이후 형성하는 블록 공중합체의 방향성을 조절한다. 가이트 패턴(GP) 사이의 거리는 약 1.5um이하로 형성할 수 있다. 하지만, 가이드 패턴(GP)을 사진 식각 공정으로 형성시 포토 장비의 해상도의 한계를 고려하여 1.5um보다 크게 형성할 수도 있다.

도 8을 참고하면, 가이드 패턴(GP) 사이에 스핀 코팅법 등으로 앞에서 설명한 병솔형 블록 공중합체 또는 랜덤 블록을 포함하는 선형 블록 공중합체를 도포하여 고분자 박막(140)을 형성한다. 고분자 박막(140)은 서로 다른 2 종류의 단량체들이 공유 결합한 폴리머이다. 서로 다른 2 종류의 단량체들은 서로 다른 물성 및 화학적 성질을 가지고 있다. 이에 따라, 어느 하나의 제1 단량체는 다른 하나의 제2 단량체에 비해 상대적으로 친수성을 갖고, 제2 단량체는 제1 단량체에 비해 상대적으로 소수성을 갖는다.

도 9를 참고하면, 고분자 박막(140)을 포함하는 기판(110)을 열처리한다. 열처리 공정은 약 섭씨 200도 이상 약 섭씨 300도 이하, N2 또는 진공 조건에서 약 2시간 이상 동안 행해질 수 있다. 열처리 대신 자외선 처리를 할 수도 있다. 열처리 이후에 고분자 박막(140)이 제1 블록(NB1) 및 제2 블록(NB2)으로 상분리된다.

제1 블록(NB1)은 선형으로 형성될 수 있고, 제1 블록(NB1)과 상분리되어 제1 블록(NB1)에 이웃하여 제2 블록(NB2)이 배치된다. 본 발명의 실시예에서는, 제1 블록(NB1)은 PS를 포함하고, 제2 블록(NB2)은 PMMA를 포함할 수 있다.

본 실시예에서 제1 블록(NB1)과 제2 블록(NB2)이 반복되는 단위의 주기(T)는 대략 100nm이하일 수 있다.

도 10을 참고하면, 제2 블록(NB2)을 제거한다. 이에 따라, 중성층(120) 위에는 가이드 패턴(GP)이 잔류한다.

제2 블록(NB2)은 습식 식각을 통해서 제거될 수 있다. 예를 들어, 제1 블록(NB1) 및 제2 블록(NB2)을 포함하는 기판(110)을 아세트산을 포함하는 용액에 담근 후에 초음파 분해(sonication)하면 제2 블록(NB2)만이 선택적으로 제거될 수 있다. 이와 달리, 제2 블록(NB2)은 건식 식각을 통해서 제거될 수 있다. 예를 들어, 제1 블록(NB1) 및 제2 블록(NB2)에 자외선을 조사한 후, 선택 이온 식각(Reactive ion etching, RIE)을 통해서 식각 선택성(ethcing selectivity) 차이에 의해서 제2 블록(NB2)만을 선택적으로 제거할 수 있다.

그 다음, 제 1 블록(NB1)을 마스크로 하여 중성층(120) 및 모패턴층(200)을 식각함으로써 모패턴층(200)을 패터닝할 수 있다.

이어서, 제1 블록(NB1) 및 가이드 패턴(GP)을 제거한다. 예를 들어, 제1 블록(NB1) 및 가이드 패턴(GP)을 포함하는 기판(110)을 톨루엔 등을 포함하는 용액에 담군 후, 초음파 분해하여 제1 블록(NB1) 및 가이드 패턴(GP)을 제거할 수 있다.

도 11은 도 7 내지 도 10에서 설명한 패턴 형성 방법에 의해 형성된 패턴의 사시도이다. 도 12는 도 11의 절단선 XII-XII를 따라 자른 단면도이다.

도 11 및 도 12에 도시된 패턴은 편광판을 구성하는 금속 패턴일 수 있다. 도 11 및 도 12를 참고하면, 모패턴층(200)이 패터닝됨으로써, 기판(110) 상에 형성된 제1 라인(210a) 및 제2 라인(210b)을 포함하는 선격자 패턴(210)이 형성된다.

제1 및 제2 라인들(210a, 210b)은 기판(110)의 제1 방향(D1)으로 연장된다. 제2 라인(210b)은 제1 라인(210a)의 제1 방향(D1)과 다른 제2 방향(D2)에 배치된다. 제1 및 제2 라인들(210a, 210b)은 알루미늄, 은, 백금 등을 포함할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

110 기판 120 중성층
200 모패턴층 210 선격자 패턴
NB1 제1 블록 NB2 제2 블록

Claims

하기 구조식 A에서 COM A로 표현되는 제1 블록,
하기 구조식 A에서 COM B로 표현되는 제2 블록 그리고
상기 제1 블록과 상기 제2 블록 사이에 삽입되어 하기 구조식 A에서 RBC로 표현되는 랜덤 블록을 포함하는 블록 공중합체:

구조식 A
(여기서, COM A 및 COM B는 각각 폴리스티렌, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐피리딘, 폴리디메틸실록산, 폴리페로세닐디메틸실란 및 폴리이소프렌을 포함하는 그룹에서 선택되고, RBC는 상기 제1 블록의 일부 및 상기 제2 블록의 일부인 적어도 2개의 단위 블록이 랜덤하게 공중합되어 있는 그룹이다).
제1항에서,
상기 구조식 A에서 COM A는 폴리스티렌을 포함하는 그룹이고, COM B는 폴리메틸메타아크릴레이트를 포함하는 그룹인 블록 공중합체.
제2항에서,
상기 블록 공중합체는 하기 화학식 B로 표현되는 블록 공중합체:

화학식 B
(여기서, 화학식 B의 분자량은 10,000 내지 1,000,000이며, l과 n은 10 내지 10,000이고, m은 5 내지 2,000이며, RBC에서 x가 나타내는 단위 블록과 y가 나타내는 단위 블록은 서로 랜덤하게 공중합되어 있다).
제1항의 블록 공중합체를 모패턴층이 형성된 기판 위에 도포하여 고분자 박막을 형성하는 단계,
상기 고분자 박막에서 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록 중 어느 하나의 블록을 선택적으로 제거하는 단계 그리고
상기 어느 하나의 블록이 제거된 상기 고분자 박막을 마스크로 상기 모패턴층을 식각하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법.
제4항에서,
상기 고분자 박막을 자외선 처리 또는 열처리하는 단계를 더 포함하는 패턴 형성 방법.