日本東京應化工業與東京工業大學共同開發了一項可望有助於實現10奈米以下半導體微細加工之高分子嵌段共聚物。嵌段共聚物已知有聚苯乙烯(PS)與聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的複合材料。然而,由於Flory-Huggins交互作用參數X較小,容易相互混合且難以微細化。對此,研究團隊開發了一項在保持PS與PMMA之垂直定向性的同時具有大X值的材料。主要是透過將提高X值的極性基以精確控制的比例導入於PMMA嵌段中,進而設計出PS-b-PMMA衍生物。
合成採用了2種精密聚合方法。首先透過活性陰離子聚合取得聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(Poly(glycidyl methacrylate); PGMA)的比例控制在10~30mol%的3種前驅體PS-b-(PGMA-r-PMMA),透過聚合物反應合成了目標產物PS-b-(PGMAF-r-PMMA)。
在矽基板上的成膜評估中,利用原子顯微鏡確認了週期長度為12.3~18.6 nm的垂直層狀結構。此外,透過控制週期長度為15.1 nm的排列,進而形成了線寬為7.6 nm的線性結構組織。今後研究團隊將展開在直徑300 mm矽晶圓上形成電路圖案與相關實用化的機能評估,期進一步推動半導體的高解析度化、高集成化之研究開發。