高-x兩嵌段共聚物的制備、純化和使用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高-X(“chi”)兩嵌段共聚物的制備和純化。此類共聚物包含兩個(gè)具有明顯不同的相互作用參數(shù)的聚合物片段(“嵌段”)，并可用于定向自組裝應(yīng)用中。
【專利說明】高-x兩嵌段共聚物的制備、純化和使用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高_(dá)X( "chi"）兩嵌段共聚物的制備和純化。此類共聚物包含兩個(gè)具 有明顯不同的相互作用參數(shù)的聚合物片段（"嵌段"），并可用于定向自組裝應(yīng)用中。

【背景技術(shù)】
[0002] 定向自組裝（DSA)是包含相異且不混雜的嵌段的兩嵌段共聚物（BCP)自分離成均 勻嵌段的結(jié)構(gòu)域的技術(shù)。這些結(jié)構(gòu)域可產(chǎn)生隨機(jī)圖案，或被定向時(shí)，產(chǎn)生由每個(gè)嵌段的分子 量決定的明確限定且高度規(guī)則的結(jié)構(gòu)。DSA提供極小（20nm下的特征）的能力使該技術(shù)很 快被考慮作為用于集成電路生產(chǎn)和半導(dǎo)體制造加工的可行性選擇。
[0003] DSA還作為用于制備具有獨(dú)特表面物理特性的納米結(jié)構(gòu)化表面的方法來研究?？?能的應(yīng)用包括由于摻入納米結(jié)構(gòu)并為獨(dú)特的化學(xué)催化劑提供位點(diǎn)而改變表面的疏水性。 DSA在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，其包括：藥物遞送；蛋白質(zhì)純化、檢測(cè)和遞送；基 因轉(zhuǎn)染；抗菌或防污材料；以及細(xì)胞模擬化學(xué)。
[0004] 自組裝的能力取決于Flory-Huggins相互作用參數(shù)（X)。較高的X值允許較低分 子量聚合物組裝，導(dǎo)致較小的嵌段結(jié)構(gòu)域，并因此導(dǎo)致較小的特征尺寸，因?yàn)樾纬善瑢拥膬?嵌段共聚物的天然特征間距（L。）與聚合度成比例。還允許較大的熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)力以定向組 裝到有物理或化學(xué)差異的表面上。為滿足諸如磁存儲(chǔ)器和半導(dǎo)體器件的應(yīng)用的需要，目前 許多努力已旨在實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)程有序的良好特征配準(zhǔn)，以及具有極少缺陷的精確圖案位置。例如， 聚苯乙烯/聚（甲基丙烯酸甲酯）兩嵌段共聚物的薄膜可由稀釋的甲苯溶液旋轉(zhuǎn)澆注，然 后退火，以在聚苯乙烯基質(zhì)中形成聚（甲基丙烯酸甲酯）柱的六邊形陣列（K. W. Guarini等 人，Adv. Mater. 2002,14,第18期，1290-4)。還使用PS-b-PMMA在化學(xué)納米圖案化基底上形 成平行線圖案（S. 0· Kim 等人，Nature，2003,424,411-4)。
[0005] 盡管已經(jīng)提出了在通過定向自組裝形成圖案時(shí)使用兩嵌段共聚物與一種或多種 相應(yīng)均聚物的共混物（例如，US 2008/0299353)，但據(jù)信可能有利的是使用基本上不含均 聚物雜質(zhì)的嵌段共聚物，使得此類共混物的組成能夠被更精確地控制。然而，在不借助于復(fù) 雜的時(shí)間和資源密集型工序或犧牲收率的情況下，可能非常難以實(shí)現(xiàn)期望的兩嵌段共聚物 的純度水平。試圖實(shí)現(xiàn)該期望的最終結(jié)果的例子公開于US 7, 521，094 ;US2008/0093743 ; US 2008/0299353 ;US 2010/0294740;和 W02011/151109。然而，這些程序均不產(chǎn)生適用于 DSA應(yīng)用的產(chǎn)物。
[0006] 因此，仍然需要用于將均聚物雜質(zhì)與相應(yīng)兩嵌段共聚物分離的可擴(kuò)展性工藝。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的一個(gè)方面是第一組合物，其包含嵌段共聚物，其中所述嵌段共聚物包 含：
[0008] a)衍生自單體1的聚合的第一嵌段，
[0009]

【權(quán)利要求】
1.方法，包括： a) 在第一溶劑中處理聚合物混合物，所述聚合物混合物包含兩嵌段共聚物，聚（單體 l)-b_聚（單體2)，以及選自聚（單體1)和聚（單體2)的至少一種均聚物； b) 向所述聚合物混合物中加入第二溶劑以形成： -包含所述兩嵌段共聚物的膠束，和 -包含聚（單體1)和聚（單體2)中的至少一種的溶液； c) 引導(dǎo)膠束聚集以形成可分離的顆粒；以及 d) 將所述顆粒從所述包含聚（單體1)和聚（單體2)中的至少一種的溶液中分離， 其中聚（單體l)-b-聚（單體2)包含衍生自單體1的聚合的第一嵌段，
其中X為Η或甲基，R選自烷基和部分氟化的烷基基團(tuán)，其任選地被羥基或受保 護(hù)的羥基基團(tuán)取代并任選地包含醚鍵；和C3-C8環(huán)烷基基團(tuán)；和 共價(jià)連接到所述第一嵌段的第二嵌段，其中所述第二嵌段衍生自單體2的聚合，
其中Ar為吡啶基基團(tuán)、苯基基團(tuán)或包含取代基的苯基基團(tuán)，所述取代基選自：羥基、受 保護(hù)的羥基、乙酰氧基、q-C；烷氧基基團(tuán)、苯基、取代的苯基、-SiR' 3和-0C (0) OR'，其中R' 選自烷基基團(tuán)。
【文檔編號(hào)】C08J3/09GK104105729SQ201380008727
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年2月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月10日
【發(fā)明者】W.B.法恩哈姆, M.T.舍希漢, H.特蘭六世 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司