Although the self-assembly of block copolymer(BCP) has an advantage of ability to form sub-10 nm patterns, it has greatest limitation that cannot easily orientate the perpendicular structure, which is applicable to nano patterning, due to different surface energies of constituent blocks. Recently the sub-10 nm pattern has been formed by spin-coatable top coat. However, this case cannot have versatility because the top coat and neutral layer should be synthesized respectively. In this study, the top coat and neutral layer were simply synthesized without discrimination by introducing initiated chemical vapor deposition (iCVD) process. Also, due to the rigid property of the iCVD top coat, we found that no hole / island was formed, unlike the spin-coated top coat. By using this fact, it is possible to realize the perpendicular structure by the entropy gain through the thickness control even in the case of the non-neutral top coat.
As a result, perpendicular cylinders with a diameter of ~4 nm were implemented through iCVD neutral layer which has no preceding polymer synthesis at all thicknesses. This results are expected to be applicable to various fields such as nanolithography, superhydrophobic surfaces, and nanoporous membranes.
블록공중합체(BCP)의 자가유도조립은 10 나노미터 이하의 패턴을 형성 가능하다는 이점을 가지고 있으나, 구성 블록 간의 서로 다른 표면에너지로 인해 기판에 패턴을 구현할 수 있는 수직 배향 구조를 쉽게 만들 수 없다는 큰 한계점을 갖는다. 최근 스핀 코팅에 의한 탑 코트를 이용해 10 나노미터 이하의 패턴을 형성하기도 하였지만, 이 경우는 탑 코트 및 중성 층을 개별적으로 합성해야하기 때문에 유용성이 떨어지게 된다. 본 연구에서는 개시제를 이용한 화학 기상 증착(iCVD) 공정을 도입하여 탑 코트 및 중성 층을 구별하지 않고 간단하게 합성을 해냈다. 또한, iCVD 탑 코트의 단단한 특성에 의해 스핀 코팅 탑 코트와는 달리 홀/아일랜드가 형성되지 않음을 밝혔다. 이 특성을 이용해 비 중성의 탑 코트 이용 시에도 두께 조절을 통해 엔트로피 획득에 의해 수직배향구조를 구현할 수도 있었다. 결과적으로, 선행 중합체 없이 iCVD 를 이용한 중성 층에 의해 두께에 상관없이 약 4 나노미터의 직경을 갖는 수직 실린더형 패턴을 구현해냈다. 해당 연구의 결과는 나노리소그래피, 초소수성표면, 나노다공성막 등의 다양한 분야에서 응용 가능할 것으로 기대된다.
