METHACRYLATE DE METHYLE, ET FILM DE COPOLYMERE A BLOCS

NANOSTRUCTURE.

[Domaine de l'invention!

[0001 ] La présente invention concerne le domaine des copolymères à blocs nanostructurés présentant des nano-domaines orientés selon une direction particulière.

[0002] Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un film de copolymère à blocs à base de styrène, et de méthacrylate de méthyle présentant une ségrégation de phase élevée et une période élevée, de préférence supérieure à 30nm et de manière encore plus préférée supérieure à 50nm et inférieure à 100nm. L'invention se rapporte en outre à un procédé de contrôle de la période d'un film de copolymère à blocs nanostructuré, à partir d'un copolymère à blocs de base comprenant du styrène et du méthacrylate de méthyle.

[0003] Par période, notée Lo dans la suite de la description, on entend la distance minimale séparant deux domaines voisins de même composition chimique, séparés par un domaine de composition chimique différente.

[Art antérieur] [0004] Le développement des nanotechnologies a permis de miniaturiser constamment les produits du domaine de la microélectronique et les systèmes microélectromécaniques (MEMS) notamment. Aujourd'hui, les techniques de lithographie classiques ne permettent plus de répondre à ces besoins constants de miniaturisation, car elles ne permettent pas de réaliser des structures avec des dimensions inférieures à 60nm.

[0005] Il a donc fallu adapter les techniques de lithographie et créer des masques de gravure qui permettent de créer des motifs de plus en plus petits avec une grande résolution. Avec les copolymères à blocs il est possible de structurer l'arrangement des blocs constitutifs des copolymères, par ségrégation de phase entre les blocs formant ainsi des nano-domaines, à des échelles inférieures à 50nm. Du fait de cette capacité à se nano-structurer, l'utilisation des copolymères à blocs dans les domaines de l'électronique ou de l'optoélectronique est maintenant bien connue. [0006] Parmi les masques étudiés pour réaliser la nano-lithographie, les films de copolymères à blocs, notamment à base de Polystyrène-i -Poly(nnéthacrylate de méthyle), noté ci-après PS-b-PMMA, apparaissent comme des solutions très prometteuses car ils permettent de créer des motifs avec une bonne résolution. Pour pouvoir utiliser un tel film de copolymère à blocs comme masque de gravure, un bloc du copolymère doit être sélectivement retiré pour créer un film poreux du bloc résiduel, dont les motifs peuvent être ultérieurement transférés par gravure à une couche sous-jacente. Concernant le film de PS-b-PMMA, le PMMA (Poly(méthacrylate de méthyle)), est usuellement retiré de manière sélective pour créer un masque de PS (Polystyrène) résiduel.

[0007] Le document JP2005 029779 décrit un film de copolymère à blocs de PS-b- PMMA capable de se nano-structurer en nano-domaines à une température de recuit comprise entre 135 et 210°C, le film de copolymère présentant une masse moléculaire de l'ordre de 78,2kg/mol. Pour cela, ce document décrit une réaction de polymérisation anionique classique, selon laquelle, pour que le bloc de MMA puisse polymériser sur le bloc PS, une entité DPE est ajoutée en bout de chaîne du bloc PS, afin de créer des conditions de réactivité nécessaires pour que le PMMA polymérise. Le copolymère synthétisé est alors un copolymère du type PS-DPE-PMMA.

[0008] Pour créer de tels masques, les nano-domaines doivent être orientés perpendiculairement à la surface de la couche sous-jacente. Une telle structuration des domaines nécessite des conditions particulières telles que la préparation de la surface de la couche sous-jacente, mais aussi la composition du copolymère à blocs.

[0009] Un facteur important est le facteur de ségrégation de phase, encore dénommé paramètre d'interaction de Flory-Huggins et noté « χ ». Ce paramètre permet en effet de contrôler la taille des nano-domaines. Plus particulièrement, il définit la tendance des blocs du copolymère à blocs à se séparer en nano-domaines. Ainsi, le produit χΝ, du degré de polymérisation N, et du paramètre de Flory-Huggins χ, donne une indication sur la compatibilité de deux blocs et s'ils peuvent se séparer. Par exemple, un copolymère dibloc de composition strictement symétrique se sépare en micro- domaines si le produit χΝ est supérieur à 10,49. Si ce produit χΝ est inférieur à 10,49, les blocs se mélangent et la séparation de phase n'est pas observée à la température d'observation. [0010] Du fait des besoins constants de miniaturisation, on cherche à accroître ce degré de séparation de phase, afin de réaliser des masques de nano-lithographie permettant d'obtenir de très grandes résolutions, typiquement inférieures à 20nm, et de préférence inférieures à 10nm, tout en conservant certaines propriétés de base du copolymère à blocs, telles que la température de transition vitreuse Tg élevée, la bonne tenue en température du copolymère à blocs, ou une dépolymérisation du PMMA sous traitement UV lorsque le copolymère à blocs est un PS-b-PMMA, etc ..

[001 1 ] Dans Macromolecules, 2008, 41 , 9948, Y. Zhao et al ont estimé le paramètre de Flory-Huggins pour un copolymère à blocs de PS-b-PMMA. Le paramètre de Flory-Huggins χ obéit à la relation suivante : χ = a+b/T, où les valeurs a et b sont des valeurs spécifiques constantes dépendantes de la nature des blocs du copolymère et T est la température du traitement thermique appliqué au copolymère à blocs pour lui permettre de s'organiser, c'est-à-dire pour obtenir une séparation de phase des domaines, une orientation des domaines et une réduction du nombre de défauts. Plus particulièrement, les valeurs a et b représentent respectivement les contributions entropique et enthalpique. Ainsi, pour un copolymère à blocs de PS-b-PMMA, le facteur de ségrégation de phase obéit à la relation suivante : χ = 0,0282 + 4,46/T.

[0012] Cette faible valeur du paramètre d'interaction de Flory-Huggins limite donc l'intérêt des copolymères à blocs à base de PS et PMMA, pour la réalisation de structures à très grandes résolutions.

[0013] Pour contourner ce problème, M.D. Rodwogin et al, ACS Nano, 2010, 4, 725, ont démontré que l'on peut changer la nature chimique des blocs du copolymère à blocs afin d'accroître très fortement le paramètre de Flory-Huggins χ et d'obtenir une morphologie souhaitée avec une très haute résolution, c'est-à-dire dont la taille des nano-domaines est inférieure à 10nm. Ces résultats ont notamment été démontré pour un copolymère triblocs de PLA-b-PDMS-i -PLA (poly(acide lactique) - Wocpoly(diméthylsiloxane)-i /oc- poly(acide lactique).

[0014] H. Takahashi et al, Macromolecules, 2012, 45, 6253, ont étudié l'influence du paramètre d'interaction de Flory-Huggins χ sur les cinétiques d'assemblage du copolymère et de diminution des défauts dans le copolymère. Ils ont notamment démontré que lorsque ce paramètre χ devient trop important, on assiste généralement à un ralentissement important de la cinétique d'assemblage, de la cinétique de ségrégation de phases entraînant également un ralentissement de la cinétique de diminution des défauts au moment de l'organisation des domaines.

[0015] Les brevets US 8304493 et US 8450418 décrivent un procédé pour modifier des copolymères à blocs de base, dont le paramètre d'interaction χ est élevé, ainsi que des copolymères à blocs modifiés. Ces copolymères à blocs sont modifiés pour réduire la valeur du paramètre d'interaction de Flory-Huggins χ, de manière telle que le copolymère à blocs puisse se structurer en nano-domaines de petites tailles avec une cinétique moins lente. Plus particulièrement, ces documents cherchent à diminuer le paramètre de Flory-Huggins χ d'un copolymère à blocs de PS-b-PDMS (polystyrène -bloc- poly(diméthylsiloxane)) dont les nano-domaines sont orientés parallèlement à la surface sur laquelle ils sont déposés. Les cinétiques d'assemblage des copolymères à blocs décrits dans ces documents restent cependant encore très lentes puisqu'elles peuvent durer quelques heures, typiquement jusqu'à 4 heures.

[0016] L'impact de la modification d'au moins un bloc d'un copolymère à blocs de base de type PS-b-PMMA sur le paramètre χ et sur la cinétique de structuration du copolymère à blocs en nano-domaines a été démontré. Cependant, deux autres paramètres sont également importants. Ce sont d'une part les ratios entre les blocs qui permettent de contrôler la forme des nano-domaines (arrangement sous forme de lamelles, cylindres, sphères..) et d'autre part la masse moléculaire de chaque bloc qui permet de contrôler la dimension et l'espacement des blocs, c'est - à - dire la période du copolymère à blocs, notée Lo. Or, lorsque l'on souhaite contrôler la période du copolymère à blocs, pour que celle-ci soit élevée et supérieure à une valeur seuil de 30nm par exemple, de grosses chaînes polymères possédant un degré de polymérisation N élevé, sont nécessaires pour former de gros blocs et donc des périodes importantes.

[0017] Par conséquent, lorsque l'on souhaite contrôler la période d'un film de copolymère à blocs, il faut contrôler la longueur des chaînes polymères constitutives de chacun des blocs. A titre d'exemple, pour pouvoir réaliser un film de copolymère à blocs de PS-b-PMMA présentant une grande période Lo, par exemple supérieure à 30nm, et de manière encore plus préférée supérieure à 50nm et inférieure à 100nm les masses moléculaire de chacun des blocs doivent être supérieure à 15kg/mol.

[0018] Or, un tel copolymère à blocs, dont les blocs sont formés par de gros polymères présente alors un produit χΝ très élevé et sa nano-structuration nécessite beaucoup d'énergie. En effet, le recuit nécessaire à l'organisation des blocs doit être mené à des températures très élevées supérieures ou égales à 230°C, en général de l'ordre de 250°C pendant un temps relativement long en général de 2 à 4 heures, qui favorise alors la dégradation du polymère et l'apparition de défauts dans le copolymère à blocs final.

[0019] Par conséquent, pour contrôler la période Lo d'un copolymère à blocs nano- structuré de sorte qu'elle soit élevée, typiquement supérieure à 30nm et de manière encore plus préférée supérieure à 50nm et inférieure à 100nm, il faut contrôler la modulation du produit χΝ. Il faut en effet que le paramètre de Flory-Huggins χ soit suffisant pour permettre une ségrégation de phase optimale entre les blocs tout en ayant un degré de polymérisation N élevé pour permettre l'obtention d'une période élevée, de préférence supérieure à 30nm.

[0020] Le document WO 2013/019679 décrit la possibilité de modifier au moins un des blocs d'un copolymère à bloc de base. La modification de l'un au moins des blocs du copolymère à blocs influe sur les énergies de surface et interfaciales des nano- domaines et implique une modification de la morphologie et de l'orientation des nano- domaines dans le copolymère à blocs. Ce document reste silencieux quant aux cinétiques d'organisation du copolymère à bocs modifié et ne cherche pas à augmenter la période du copolymère à blocs nano-structuré.

[0021 ] Du fait que les copolymères à blocs PS-b-PMMA permettent de réaliser des masques de nano-lithographie offrant une bonne résolution, la demanderesse a cherché une solution pour modifier ce type de copolymère à blocs afin de pouvoir contrôler sa période, et notamment obtenir une période qui soit supérieure à une valeur seuil de 30nm, et de manière encore plus préférée supérieure à 50nm et inférieure à 100nm, avec des cinétiques de nano-structuration rapides et une défectivité significativement réduite.

[0022] Plus particulièrement, la demanderesse a cherché une solution pour modifier un tel copolymère à blocs de type PS-b-PMMA, de manière à pouvoir augmenter sa période Lo, sans apparition de défauts dus à une température de nano-structuration trop élevée et/ou à une cinétique de nano-structuration trop lente.

[Problème technique 1 [0023] L'invention a donc pour but de remédier à au moins un des inconvénients de l'art antérieur. L'invention vise notamment à proposer un procédé de contrôle de la période de nano-structuration en nano-domaines d'un film de copolymère à blocs à partir d'un copolymère à blocs de base présentant une masse moléculaire supérieure à 50kg/mol, et de préférence supérieure à 100kg/mol et inférieure à 250kg/mol, et dont au moins un bloc contient du polystyrène, et au moins un bloc contient du méthacrylate de méthyle.

[0024] Pour cela, le copolymère à blocs est modifié de manière à ce que le produit χΝ soit supérieur ou égal à 7 et de préférence supérieur ou égal à 10 pour permettre une bonne ségrégation de phase entre les nano-domaines et l'obtention d'une période Lo élevée, de préférence supérieure à 30nm et de manière encore plus préférée supérieure à 50nm et inférieure à 100nm. Le procédé de nano-structuration doit en outre permettre une organisation très rapide du copolymère à blocs avec des cinétiques d'organisation de l'ordre de 1 à quelques minutes et ce, à une température dite température de recuit, inférieure à la température de dégradation du polymère.

[0025] L'invention vise également à proposer un film de copolymère à blocs nanostructuré en nano-domaines, obtenu à partir d'un copolymère à bloc de base, présentant une masse moléculaire supérieure à 50kg/mol, et de préférence supérieure à 100kg/mol et inférieure à 250kg/mol,et dont au moins un bloc comprend du styrène et au moins un bloc comprend du méthacrylate de méthyle, ledit copolymère étant modifié afin de se nano-structurer avec une période élevée, avec une cinétique d'organisation des blocs rapide et/ou à une température inférieure à la température de dégradation du copolymère.

[Brève description de l'invention 1 [0026] De manière surprenante, il a été découvert qu'un film de copolymère à blocs nano-structuré en nano-domaines, obtenu à partir d'un copolymère à blocs de base présentant une masse moléculaire supérieure à 50kg/mol, et de préférence supérieure à 100kg/mol et inférieure à 250kg/mol, et dont au moins un bloc comprend du styrène et au moins un autre bloc comprend du méthacrylate de méthyle, ledit film de copolymère à blocs étant caractérisé en ce que le bloc à base de styrène est formé par un copolymère de styrène et de diphényle éthylène (DPE), permet d'obtenir une valeur χΝ dans la gamme désirée et permet l'obtention de nano- domaines avec une période Lo élevée, typiquement supérieure à 30nm, tout en permettant une organisation à une température inférieure à celle requise pour organiser les blocs du copolymère à blocs de base, c'est-à-dire non modifié de PS-b- PMMA, et en conservant des cinétiques d'organisation rapides avec une défectivité réduite par rapport à celle obtenue avec ledit copolymère à blocs de base de PS-b- PMMA.

[0027] L'invention se rapporte en outre à un procédé de contrôle de la période de nano-structuration en nano-domaines d'un film de copolymère à blocs, à partir d'un copolymère à blocs de base présentant une masse moléculaire supérieure à 50kg/mol, et de préférence supérieure à 100kg/mol et inférieure à 250kg/mol, et dont au moins un bloc comprend du styrène et au moins un autre bloc comprend du méthacrylate de méthyle, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :

-synthèse dudit copolymère à blocs en incorporant, dans le bloc dudit copolymère à blocs de base contenant du styrène, un ou plusieurs co-monomère de diphényle- éthylène (DPE) ,

- application d'une solution dudit copolymère à blocs sous forme d'un film sur une surface,

- évaporation du solvant de la solution et recuit à ladite température déterminée.

[0028] L'invention se rapporte enfin à un masque de nano-lithographie obtenu à partir d'un film dudit copolymère à blocs décrit ci-dessus, déposé sur une surface à graver conformément au procédé ci-dessus, ledit film de copolymère comprenant des nano- domaines orientés perpendiculairement à la surface à graver et présentant une période Lo supérieure à 30nm, et de manière encore plus préférée supérieure à 50nm et inférieure à 100nm.

[0029] D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description faite à titre d'exemple illustratif et non limitatif, en référence aux Figures annexées, qui représentent :

· la Figure 1 , un schéma d'un exemple d'installation de polymérisation pouvant être utilisée, • la Figure 2, des photos, prises au microscope électronique à balayage, de différents échantillons de copolymère à blocs nano-structurés, de composition différentes et modifiés ou non,

• la Figure 3, des photos, prises au microscope électronique à balayage, de plusieurs échantillons d'un même copolymère à blocs modifié présentant 2 épaisseurs différentes et ayant subi 2 traitements thermiques différents,

• la Figure 4, des photos, prises au microscope électronique à balayage, de deux échantillons d'un même copolymère à blocs modifié ayant subi un traitement thermique pendant 2 durées différentes. [Description détaillée de l'invention]

[0030] Le terme « monomère » tel qu'utilisé se rapporte à une molécule qui peut subir une polymérisation.

[0031 ] Le terme « polymérisation » tel qu'utilisé se rapporte au procédé de transformation d'un monomère ou d'un mélange de monomères en un polymère.

[0032] On entend par « bloc copolymère » ou « bloc », un polymère regroupant plusieurs unités monomères de plusieurs types, ou d'un même type.

[0033] On entend par« copolymère à blocs », un polymère comprenant au moins deux blocs tels que définit ci-dessus, les deux blocs étant différents l'un de l'autre et présentant un paramètre de ségrégation de phase tel qu'ils ne sont pas miscibles et se séparent en nano-domaines.

[0034] Le terme « miscibilité » utilisé ci-dessus s'entend de la capacité de deux composés à se mélanger totalement pour former une phase homogène.

[0035] Dans la description, lorsque l'on parle de la masse moléculaire du copolymère à blocs, il s'agit de masse moléculaire au pic Mp, mesurée par chromatographie d'exclusion stérique (SEC).

[0036] Le principe de l'invention consiste à modifier la structure chimique d'un copolymère à blocs de base PS-b-PMMA, tout en gardant des motifs styrène et méthacrylate de méthyle dans chaque bloc, par introduction de diphényléthylène, aussi noté par la suite DPE, lors de la réaction de polymérisation du bloc à base de polystyrène. Cette introduction de diphényléthylène dans le bloc à base de polystyrène induit une modification de la mobilité de la structure du copolymère à blocs de P(S-co-DPE)-i -PMMA obtenu. [0037] Grâce à cette incorporation de DPE dans le bloc à base de Styrène, il a été observé qu'à longueur de chaîne identique et donc à degré de polymérisation N identique, le temps de recuit et la température de recuit du copolymère à blocs de P(S-co-DPE)-i -PMMA selon l'invention sont inférieurs au temps et à la température de recuit du copolymère à blocs initial, non modifié, de PS-b-PMMA.

[0038] Jusqu'à présent, il n'était pas possible, à longueur de chaîne identique, de nano-structurer rapidement un copolymère à blocs non modifié de PS-b-PMMA présentant une période élevée, par exemple supérieure à 30nm, sans apparition de défaut, voire même sans destruction, alors que cela devient possible avec le copolymère modifié par l'introduction de DPE dans le bloc PS.

[0039] La longueur de chaîne du copolymère à blocs obtenu P(S-co-DPE)-i -PMMA sera choisie suivant la période Lo de nano-structuration souhaitée. L'incorporation de DPE dans le bloc PS permet de moduler graduellement la valeur du produit χΝ pour le film de copolymère à blocs nano-structuré. Pour déterminer le taux de DPE à incorporer dans le bloc PS, on pourra s'aider d'abaques permettant de connaître la relation entre la teneur en DPE dans le copolymère à blocs et le produit χΝ d'une part, et entre le degré de polymérisation N et la période Lo d'autre part.

[0040] Cette modification de la structure du copolymère à blocs selon l'invention permet de moduler le produit χΝ autour d'une valeur élevée, typiquement supérieure à 10, afin de permettre une nano-structuration du copolymère à blocs en nano- domaines, avec une période L0 supérieure à 30nm et de manière encore plus préférée supérieure à 50nm et inférieure à 100nm, tout en permettant une organisation rapide des blocs (de 1 à quelques minutes) à une température de recuit réduite par rapport à un polymère non modifié de PS-b-PMMA de longueur de chaîne identique. La réduction des temps et température de recuit est donc particulièrement avantageuse pour pouvoir réaliser des copolymères à blocs nano-structurés avec une période élevée et sans défauts.

[0041 ] Le nombre n de blocs du copolymère à blocs est de préférence inférieur ou égal à 7 et, de façon encore plus préférée 2<n<3. Dans la présente invention, même si on ne se limite pas au nombre de blocs du copolymère à blocs, on considérera surtout la synthèse de copolymères triblocs ou di-blocs, et de préférence de copolymères di-blocs. Dans le cas d'un copolymère à blocs comportant un nombre impair de blocs, les deux blocs aux extrémités du copolymère à blocs pourront être soit le copolymère de styrène diphényle éthylène P(S-co-DPE) ou le polyméthacrylate de méthyle PMMA.

[0042] Etant donné les problèmes engendrés lorsqu'un polymère présente un paramètre χ trop élevé, entraînant notamment un ralentissement des cinétiques d'organisation et de réduction de défauts, le produit χΝ du copolymère à blocs modifié doit être suffisamment important pour obtenir une ségrégation de phase optimum, mais pas trop élevé pour ne pas entraîner des problèmes de cinétique d'organisation et de réduction de défauts. Pour obtenir une organisation rapide du copolymère à bloc et une période de nano-structuration supérieure à 30nm, le produit χΝ doit de préférence être compris dans la gamme de valeurs suivantes : 7< χΝ <500, et de façon encore plus préférée 10< χΝ <200. Du fait de la définition physique du paramètre d'interaction χ = (a+b/T), où « a » et « b » représentent une contribution entropique et enthalpique respectivement, et T la température (en degrés Kelvin), cela revient à écrire que le copolymère à blocs doit de manière préférentielle satisfaire la relation 10<N (a+b/T)<200. T représente la température d'organisation du copolymère à blocs, c'est-à-dire la température de recuit à laquelle on obtient une séparation de phase entre les différents blocs, une orientation des nano-domaines obtenus et une réduction du nombre de défauts. Grâce à l'introduction de DPE dans le bloc PS du copolymère à blocs, les contributions entropiques et enthalpique du copolymère à blocs sont modifiées. Cette modification des contributions influe sur la température et la cinétique de recuit permettant l'organisation des blocs. Du fait de cette modification, la température T peut alors être abaissée par rapport à la température de recuit d'un copolymère de base, c'est à -dire non modifié de PS-b- PMMA. Elle est de préférence inférieure ou égale à 230°C, et de manière encore plus préférée, elle est inférieure ou égale à 210°C. Une telle température de recuit est inférieure à la température de dégradation du copolymère à blocs et évite par conséquent l'apparition d'une concentration très élevée de défauts dans le copolymère à blocs modifié, au moment de son organisation en nano-domaines, et qui peut parfois entraîner une destruction du polymère.

[0043] De manière avantageuse, la modification de squelette du copolymère à blocs ne perturbe pas les propriétés liées à la chimie du copolymère à blocs de base, c'est- à-dire non modifié de PS-b-PMMA. Ainsi, le copolymère à blocs modifié conserve une Température de transition vitreuse Tg élevée, une bonne tenue en température et une dépolymérisation des blocs contenant le PMMA sous UV, etc ..

[0044] Le copolymère à blocs comprend donc au moins un bloc copolymère formé à partir de monomères de styrène et de co-monomères de diphényle éthylène DPE et au moins un autre bloc copolymère formé à partir de monomères de méthacrylate de méthyle MMA. Les co-monomères de styrène S et de diphényle éthylène DPE du bloc copolymère de P(S-co-DPE) peuvent présenter un arrangement de type statistique ou à gradient.

[0045] La synthèse du copolymère à blocs peut être une synthèse séquentielle. Dans ce cas, que ce soit en polymérisation radicalaire, cationique ou anionique, on synthétise d'abord le premier bloc de P(S-co-DPE) avec un premier mélange de monomères de styrène et de DPE, puis dans un deuxième temps, on introduit les monomères de MMA de l'autre bloc. Dans le cas d'une polymérisation radicalaire, il est possible d'obtenir un copolymère à blocs en introduisant l'ensemble des monomères de façon concomitante, en batch ou en continu, à condition de respecter des rapports de réactivité suffisamment élevés entre chaque monomère.

[0046] Dans le copolymère à blocs modifié l'enchaînement des différents blocs copolymères peut adopter soit une structure linéaire, via une synthèse effectuée de façon séquencée par exemple, soit une structure en étoile, lorsque la synthèse est effectuée à partir d'un amorceur multi-fonctionnel par exemple. L'obtention de ce copolymère à blocs modifié peut également être envisagée par greffage des différents blocs pré-synthétisés entre-eux, par l'intermédiaire des extrémités réactives.

[0047] La réaction de copolymérisation du bloc de P(S-co-DPE) et du bloc de PMMA peut être effectuée par les techniques habituelles, c'est-à-dire polymérisation radicalaire contrôlée, polymérisation anionique ou polymérisation par ouverture de cycle etc....

[0048] Lorsque le procédé de polymérisation est conduit par une voie radicalaire contrôlée, toute technique de polymérisation radicalaire contrôlée pourra être utilisée, que ce soit la NMP ("Nitroxide Mediated Polymerization"), RAFT ("Réversible Addition and Fragmentation Transfer"), ATRP ("Atom Transfer Radical Polymerization"), INIFERTER ("Initiator-Transfer-Termination"), RITP (" Reverse lodine Transfer Polymerization"), ITP ("lodine Transfer Polymerization). De préférence le procédé de polymérisation par une voie radicalaire contrôlée sera effectué par la NMP.

[0049] Plus particulièrement les nitroxides issus des alcoxyamines dérivées du radical libre stable (1 ) sont préférées.

dans laquelle le radical RL présente une masse molaire supérieure à 15,0342 g/mole. Le radical RL peut être un atome d'halogène tel que le chlore, le brome ou l'iode, un groupement hydrocarboné linéaire, ramifié ou cyclique, saturé ou insaturé tel qu'un radical alkyle ou phényle, ou un groupement ester -COOR ou un groupement alcoxyle

-OR, ou un groupement phosphonate -PO(OR)2, dès lors qu'il présente une masse molaire supérieure à 15,0342. Le radical RL, monovalent, est dit en position β par rapport à l'atome d'azote du radical nitroxyde. Les valences restantes de l'atome de carbone et de l'atome d'azote dans la formule (1 ) peuvent être liées à des radicaux divers tels qu'un atome d'hydrogène, un radical hydrocarboné comme un radical alkyle, aryle ou aryle-alkyle, comprenant de 1 à 10 atomes de carbone. Il n'est pas exclu que l'atome de carbone et l'atome d'azote dans la formule (1 ) soient reliés entre eux par l'intermédiaire d'un radical bivalent, de façon à former un cycle. De préférence cependant, les valences restantes de l'atome de carbone et de l'atome d'azote de la formule (1 ) sont liées à des radicaux monovalents. De préférence, le radical RL présente une masse molaire supérieure à 30 g/mole. Le radical RL peut par exemple avoir une masse molaire comprise entre 40 et 450 g/mole. A titre d'exemple, le radical RL peut être un radical comprenant un groupement phosphoryle, ledit radical RL pouvant être représenté par la formule : — P— R ⁴ (2)

O dans laquelle et R^, pouvant être identiques ou différents, peuvent être choisis parmi les radicaux alkyle, cycloalkyle, alkoxyle, aryloxyle, aryle, aralkyloxyle, perfluoroalkyle, aralkyle, et peuvent comprendre de 1 à 20 atomes de carbone. R et/ou R^ peuvent également être un atome d'halogène comme un atome de chlore ou de brome ou de fluor ou d'iode. Le radical R|_ peut également comprendre au moins un cycle aromatique comme pour le radical phényle ou le radical naphtyle, ce dernier pouvant être substitué, par exemple par un radical alkyle comprenant de 1 à 4 atomes de carbone.

[0050] Plus particulièrement les alcoxyamines dérivées des radicaux stables suivants sont préférées :

- N-tertiobutyl-1 -phényl-2 méthyl propyl nitroxyde,

- N-tertiobutyl-1 -(2-naphtyl)-2-méthyl propyl nitroxyde,

- N-tertiobutyl-1 -diéthylphosphono-2,2-diméthyl propyl nitroxyde,

- N-tertiobutyl-1 -dibenzylphosphono-2,2-diméthyl propyl nitroxyde,

- N-phényl-1 -diéthyl phosphono-2,2-diméthyl propyl nitroxyde,

- N-phényl-1 -diéthyl phosphono-1 -méthyl éthyl nitroxyde,

- N-(1 -phényl 2-méthyl propyl)-1 -diéthylphosphono-1 -méthyl éthyl nitroxyde,

- 4-oxo-2,2,6,6-tétraméthyl-1 -piperidinyloxy,

- 2,4,6-tri-tert-butylphenoxy. [0051 ] De façon préférée, les alcoxyamines dérivées du N-tertiobutyl- 1 diéthylphosphono-2,2-diméthyl-propyl nitroxyde seront utilisées.

[0052] Lors de la polymérisation radicalaire contrôlée, le temps de séjour dans le réacteur de polymérisation influe sur la valeur du paramètre de Flory-Huggins χ du copolymère à blocs final. En effet, du fait des réactivités différentes des co- monomères à incorporer dans le bloc copolymère de P(S-co-DPE), ils ne s'intègrent pas tous à la même vitesse dans la chaîne. Par conséquent, selon le temps de séjour, les proportions relatives des différents co-monomères dans les blocs copolymères seront différentes et donc la valeur du paramètre χ du copolymère à blocs final varie également. En général, en polymérisation radicalaire, on cherche à obtenir des taux de conversion de l'ordre de 50-70%. Par conséquent, on fixe un temps de séjour maximum dans le réacteur de polymérisation, correspondant à ces taux de conversion. Ainsi, pour obtenir un taux de conversion de 50 à 70%, on modifie le ratio de départ des co-monomères à polymériser. Pour cela, on peut s'aider d'abaques permettant de connaître la relation entre le ratio de départ de co- monomères à polymériser et le degré de conversion d'une part, et entre la masse moléculaire du copolymère à blocs et le χΝ d'autre part.

[0053] Lorsque le procédé de polymérisation est conduit par une voie anionique, qui est la voie préférée utilisée dans l'invention, on pourra considérer tout mécanisme de polymérisation anionique, que ce soit la polymérisation anionique ligandée ou encore la polymérisation anionique par ouverture de cycle.

[0054] Dans le cadre préféré de l'invention on utilisera un procédé de polymérisation anionique dans un solvant apolaire, et de préférence le toluène, tel que décrit dans le brevet EP0749987, et mettant en jeu un micro-mélangeur.

[0055] Les proportions relatives, en unité monomères, de co-monomère de DPE dans le bloc copolymère à base de styrène, sont alors comprises entre 1 % à 25 %, et de préférence comprises entre 1 % et 10 %, bornes comprises, par rapport au co- monomère de styrène avec lequel il copolymérise.

[0056] Dans la limite de ces proportions, plus le nombre d'unités de co-monomère de DPE incorporé est important dans le bloc à base de styrène, plus le χΝ sera modifié de façon conséquente par rapport à celui d'un PS-b-PMMA dont les blocs sont purs, et plus il sera alors possible de nano-structurer le copolymère avec une période élevée.

[0057] De plus, la masse moléculaire M de chaque bloc copolymère est de préférence comprise entre 15 et 100 kg/mol, et de manière encore plus préférée entre 30 et 100kg/mol, bornes comprises, et l'indice de dispersité PDi est de préférence inférieur ou égal à 2, et de manière encore plus préférée il est compris entre 1 ,02 et 1 ,7 (bornes comprises).

[0058] Un tel copolymère à blocs, dont un bloc a une structure chimique modifiée par l'incorporation de co-monomères de DPE peut être utilisé dans différents procédé applicatifs tels que la lithographie, pour réaliser des masques de lithographie notamment, ou bien la fabrication de membranes, la fonctionnai isation et le revêtement de surfaces, la fabrication d'encres et de composites, la nano- structuration de surfaces, la fabrication de transistors, diodes, ou points mémoires organiques par exemple. [0059] L'invention concerne aussi un procédé de contrôle de la période de nano- structuration d'un film de copolymère à blocs à partir d'un copolymère à blocs de base de PS-PMMA. Un tel procédé permet de contrôler la période de nano- structuration en modulant la ségrégation de phase (χΝ) entre les blocs de ce copolymère à blocs dont la structure chimique est modifiée. Pour cela, suite à la synthèse du copolymère à blocs modifié, celui-ci est appliqué en solution sur une surface, pour former un film. Le solvant de la solution est ensuite évaporé et le film est soumis à un traitement thermique. Ce traitement thermique, ou recuit, permet au copolymère à blocs de s'organiser correctement, c'est-à-dire d'obtenir notamment une séparation de phases entre les nano-domaines, une orientation des domaines et une réduction du nombre de défauts. De préférence, la température T de ce traitement thermique est < 230°C, et de manière encore plus préférée < 210°C. Le film de copolymère à blocs obtenu présente une structuration ordonnée pour une masse moléculaire supérieure à 50kg/mol, et de préférence supérieure à 100kg/mol et inférieure à 250kg/mol, alors qu'un film de PS-b-PMMA non modifié chimiquement ne peut pas être structuré de manière ordonnée pour la même masse moléculaire car une telle structuration nécessite des températures et temps de recuit tels qu'une trop grande quantité de défauts apparaît et empêche la nano-structuration ordonnée du copolymère de se réaliser. [0060] De manière avantageuse, le recuit d'un tel copolymère à blocs modifié, dont la masse moléculaire est élevée et supérieure à 50Kg/mol, et de préférence supérieure à 100kg/mol et inférieure à 250kg/mol et dont la valeur de χΝ est supérieure à 10 permet une nano-structuration avec une cinétique d'organisation de l'ordre de 1 à quelques minutes. De préférence, la cinétique d'organisation est inférieure ou égale à 5 minutes, et de manière encore plus préférée elle est inférieure ou égale à 2 minutes, et comprise entre 1 et 2 minutes.

[0061 ] Dans le cas de la lithographie, la structuration recherchée, par exemple la génération de nano-domaines perpendiculaires à la surface, nécessite cependant la préparation préalable de la surface sur laquelle la solution de copolymère est déposée en vue de contrôler l'énergie de surface. Parmi les possibilités connues, on dépose sur la surface un copolymère statistique, formant une couche de neutralisation, dont les monomères peuvent être identiques en tout ou partie à ceux utilisés dans le copolymère à blocs que l'on veut déposer. Dans un article pionnier Mansky et al. (Science, vol 275 pages 1458-1460, 1997) décrit bien cette technologie, maintenant bien connue de l'homme du métier.

[0062] Parmi les surfaces privilégiées on peut citer les surfaces constituées de silicium, le silicium présentant une couche d'oxyde natif ou thermique, le germanium, le platine, le tungstène, l'or, les nitrures de titane, les graphènes, le BARC (bottom anti reflecting coating) ou toute autre couche anti-reflective utilisée en lithographie.

[0063] Une fois la surface préparée, une solution du copolymère à blocs modifié selon l'invention est déposée puis le solvant est évaporé selon des techniques connues de l'homme de métier comme par exemple la technique dite « spin coating », « docteur Blade » « knife System », « slot die System » mais tout autre technique peut être utilisée telle qu'un dépôt à sec, c'est-à-dire sans passer par une dissolution préalable.

[0064] On effectue par la suite le traitement thermique qui permet au copolymère à blocs de s'organiser correctement, c'est-à-dire d'obtenir notamment une séparation de phase entre les nano-domaines, une orientation des domaines tout en obtenant une défectivité significativement réduite par rapport à celle obtenue avec des copolymères à blocs non modifiés de longueurs de chaînes identiques. Cette étape de recuit, permettant la nano-structuration du film de copolymère à blocs, peut être effectuée sous atmosphère de solvant, ou par voie thermique, ou par une combinaison de ces deux méthodes.

[0065] Le procédé de contrôle de la période de nano-structuration de copolymères à blocs selon l'invention permet donc, en particulier dans le cas de copolymères de base à fort taux de polymérisation, d'obtenir des films de copolymère nanostructurés avec une défectivité significativement réduite par rapport au copolymère non modifié.

[0066] Par ailleurs, la demanderesse a en outre constaté que l'introduction de DPE dans le bloc PS, avec une teneur de préférence comprise entre 1 % et 25% et de préférence comprise entre 1 % et 10%, permet avantageusement d'obtenir une nano- structuration sans défauts pour des épaisseurs de films plus importantes que celles obtenues en utilisant le copolymère à blocs non modifié. Ces épaisseurs peuvent être supérieures ou égale à 30 nm et même supérieures à 40 nm sans apparition de défauts. Avec un copolymère à blocs non modifié, il n'est pas possible d'arriver à de telles épaisseurs sans défaut. Une épaisseur élevée permet un meilleur contrôle du procédé de lithographie, car le transfert des motifs nano-structurés dans le substrat par gravure (sèche ou humide) est fortement dépendant de l'épaisseur des films utilisés en tant que masques : des films dont l'épaisseur est inférieure à 40 nm ne permettront pas un transfert efficace dans le substrat, alors que des films plus épais mèneront à des facteurs de forme plus importants.

[0067] Un copolymère à blocs PS-b-PMMA de masse moléculaire élevée, typiquement supérieure à 50kg/mol, et de préférence supérieure à 100kg/mol et inférieure à 250 kg/mol, et modifié par introduction de DPE dans le bloc à base de styrène, permet donc d'obtenir un assemblage des blocs perpendiculairement à la surface sur laquelle il est déposé, avec une ségrégation de phases importante et une période Lo élevée, typiquement supérieure à 30nm, et de préférence supérieure à 50nm et inférieure à 100nm, et ceci avec une température inférieure à celle nécessaire pour nano-structurer le copolymère à blocs de base, c'est-à-dire non modifié, et avec des cinétiques d'organisation rapides. Le copolymère à blocs modifié présente une défectivité réduite par rapport au même copolymère à blocs non modifié et ce, même à des épaisseurs très importantes. Un tel copolymère à blocs permet donc un meilleur contrôle du procédé de lithographie.

[0068] L'invention concerne en outre un masque de nano-lithographie obtenu à partir du copolymère à blocs modifié, déposé sur une surface à graver conformément au procédé de nano-structuration. Le film ainsi déposé sur la surface comprend des nano-domaines orientés perpendiculairement à la surface à graver et présente une période supérieure ou égale à 30 nm, et de préférence supérieure à 50nm et inférieure à 100nm. [0069] Les exemples suivants illustrent de façon non limitative la portée de l'invention :

Exemple 1 : synthèse d'un copolymère di-blocs de P(styrène-co-dipéhnyle éthylène)-b-P(méthacrylate de méthyle) (P(S-co-DPE)-b-PMMA)

[0070] L'installation de la polymérisation utilisée est représentée de façon schématique en Figure 1 . Une solution du système macroamorçant est préparée dans une capacité C1 et une solution des monomères dans une capacité C2. Le flux de la capacité C2 est adressé à un échangeur E pour être amené à la température initiale de polymérisation. Les deux flux sont ensuite adressés à un mélangeur M, qui dans cet exemple est un mélangeur statistique, comme décrit dans les demandes de brevet EP0749987, EP0749987 et EP0524054 puis au réacteur de polymérisation R qui est un réacteur tubulaire usuel. Le produit est réceptionné dans une capacité C3 qui est ensuite transféré dans une capacité C4 pour y être précipité.

[0071 ] Dans la capacité C1 , on prépare une solution à 27.5.% massique dans le toluène à 45 °C du bloc P(S-co-DPE) afin que celui-ci soit un système macroamorceur permettant d'amorcer par la suite le deuxième bloc PMMA. Pour cela, on ajoute sous atmosphère inerte de azote, une solution de toluène, 133 mL de s-butyllithium à 1 .5M dans l'hexane auxquels sont ajoutés 4kg d'un mélange de styrène/1 ,1 -diphényléthylène à 90/10 massique. Après 2h de polymérisation à 45°C, la température de la capacité C1 est abaissée à -20°C et une solution de méthoxyéthanolate de lithium ainsi que 72.1g de 1 ,1 -diphényléthylène dans du toluène sont ajoutés de façon à obtenir un rapport molaire de 1/6 entre le poly(styryl- co-1 ,1 -diphényléthyl)CH ₂ C(Ph) ₂ Li et le CH ₃ OCH ₂ CH ₂ OLi. La solution de toluène est de 23.2% massique. On obtient alors le système macroamorçant [poly(styryl-co-1 ,1 - diphényléthyl)CH ₂ C(Ph) ₂ Li]/[CH ₃ OCH ₂ CH ₂ OLi.] ₆ . Ces synthèses sont également décrites dans les demandes de brevet EP0749987 et EP0524054.

[0072] Dans la capacité C2, on stocke à -15 °C une solution composée de MMA préalablement passée sur tamis moléculaire d'alumine, à 6.2% massique dans le toluène.

[0073] Le flux de la solution du système macroamorceur est réglé à 60 kg/h. Le flux de la solution de MMA de la capacité C2 est adressé à un échangeur pour que la température y soit abaissé à -20 °C et le flux de la solution de MMA est réglé à 56 kg/h. Les deux flux sont ensuite mélangés dans le mélangeur statistique puis récupérés dans une capacité C3 où le copolymère est désactivé par l'ajout d'une solution de méthanol.

[0074] La conversion déterminée par mesure du taux de solide est supérieure à 99%.

[0075] Le contenu de la capacité C3 est ensuite précipité au goutte à goutte dans une capacité C4 sous agitation contenant de l'heptane. Le rapport volumique entre le contenu de la capacité C3 et celui de C4 est de 1/7. A la fin de l'addition de la solution de la capacité C3, l'agitation est arrêtée et le copolymère sédimente. Il est ensuite récupéré par élimination du surnageant et filtration. [0076] Après séchage, les caractéristiques du copolymère sont les suivantes :

Mp copolymère = 55,4 kg/mol

Dispersité : 1 ,09

Ratio massique P(S-co-DPE)/PMMA= 69.8/30.2 [0077] Différents copolymères à blocs de base, c'est - à - dire non modifiés de PS-£>- PMMA, ont été synthétisés selon ce procédé avec différentes compositions (c'est-à- dire avec différentes teneurs en PS et PMMA) et différents copolymères à blocs modifiés de P(S-co-DPE)-i -PMMA ont également été synthétisés selon ce procédé avec des compositions différentes afin de pouvoir réaliser des comparaisons illustrées ci-dessous dans les exemples comparatifs A à C de l'exemple 4 .

[0078] Les différentes compositions des différents copolymères à blocs synthétisés sont rassemblées dans le tableau I présenté ci-dessous.

Tableau I

a) Déterminées par chromatographie d'exclusion stérique. Les polymères sont solubilisés à 1g/l dans du THF stabilisé au BHT. L'étalonnage est effectué grâce à des étalons de polystyrène monodisperses. La double détection par indice de réfraction et UV à 254nm permet de déterminer le pourcentage de polystyrène dans le copolymère.

b) Déterminés par RMN 1H ^* Déterminé par calcul à partir de la masse Mp PS déterminée par chromatographie d'exclusion stérique SEC et la composition déterminée par RMN 1H.

Exemple 2 : synthèse d'une couche de neutralisation de PS-stat-PMMA

[00781 1 ère étape : préparation d'une alcoxyamine fonctionnalisée hydroxy à partir de l'alcoxyannine commerciale BlocBuilder ^® (ARKEMA) :

Dans un ballon de 1 L purgé à l'azote, on introduit :

226,17 g de BlocBuilder ^® (1 équivalent) - 68,9 g d'acrylate de 2-hydroxyethyle (1 équivalent)

548 g d'isopropanol

[0079] Le mélange réactionnel est chauffé à reflux (80°C) pendant 4h puis l'isopropanol est évaporé sous vide. On obtient 297 g d' alcoxyamine fonctionnalisée hydroxy sous la forme d'une huile jaune très visqueuse. [008012 ^eme étape : Protocole expérimental de préparation de copolymère statistique PS/PMMA à partir de l'alcoxyannine de l'étape 1 .

[0081 ] Dans un réacteur en acier inoxydable équipé d'un agitateur mécanique et d'une double enveloppe, sont introduits le toluène, ainsi que les monomères tels que le styrène (S), le méthacrylate de méthyle (MMA), et l'alcoxyannine fonctionnalisée de l'étape 1 . Les ratios massiques entre les différents monomères styrène (S) et le méthacrylate de méthyle (MMA) sont décrits dans le tableau 2 ci-dessous. La charge massique de toluène est fixée à 30% par rapport au milieu réactionnel. Le mélange réactionnel est agité et dégazé par un bullage d'azote à température ambiante pendant 30 minutes. [0082] La température du milieu réactionnel est alors portée à 1 15°C. Le temps t=0 est déclenché à température ambiante. La température est maintenue à 1 15°C tout le long de la polymérisation jusqu'à atteindre une conversion des monomères de l'ordre de 70%. Des prélèvements sont réalisés à intervalles réguliers afin de déterminer la cinétique de polymérisation par gravimétrie (mesure d'extrait sec). [0083] Lorsque la conversion de 70% est atteinte, le milieu réactionnel est refroidi à 60°C et le solvant et monomères résiduels sont évaporés sous vide. Après évaporation, la méthyléthylcétone est additionnée au milieu réactionnel en quantité telle que l'on réalise une solution de copolymère de l'ordre de 25% massique. [0084] Cette solution de copolymère est alors introduite goutte à goutte dans un bêcher contenant un non-solvant (l'heptane), de manière à faire précipiter le copolymère. Le ratio massique entre solvant et non-solvant (méthyléthylcétone/heptane) est de l'ordre de 1/10. Le copolymère précipité est récupéré sous la forme d'une poudre blanche après filtration et séchage.

a) Déterminées par chromatographie d'exclusion stérique. Les polymères sont solubilisés à 1g/l dans du THF stabilisé au BHT. L'étalonnage est effectué grâce à des étalons de polystyrène monodisperses. La double détection par indice de réfraction et UV à 254nm permet de déterminer le pourcentage de polystyrène dans le copolymère. Exemple 3: procédé de nano-structuration d'un film de copolymère à blocs modifié à base de PS-b-PMMA

[0085] Un substrat de silicium est découpé manuellement en morceaux de 3x3cm, puis les morceaux sont nettoyés par un traitement conventionnel (solution piranha, plasma d'oxygène...). Un copolymère statistique de PS-sfaf-PMMA, tel que préparé conformément à l'exemple 2, préalablement dissout dans de l'acétate d'éther monométhylique de propylène glycol (PGMEA) à hauteur de 2% massique, est alors déposé sur le substrat à fonctionnaliser par spin-coating, ou toute autre technique de dépôt connue de l'homme du métier, de manière à former un film de polymère d'environ 60 à 80nm d'épaisseur. Ce film de copolymère statistique forme alors une couche de neutralisation. Le substrat est alors chauffé à une température de l'ordre 230°C durant 2 à 5 minutes de manière à greffer les chaînes de polymère sur la surface.

[0086] Le substrat est par la suite rincé abondamment dans du PGMEA de façon à éliminer les chaînes de polymère non greffées excédentaires, puis le substrat fonctionnalisé est séché sous flux d'azote.

[0087] Le polymère à blocs de PS-b-PMMA modifié, tel que synthétisé et décrit ci- dessus à l'exemple 1 , est dissout dans du PGMEA à hauteur de 1 à 2% massique suivant l'épaisseur de film visée, et est déposé sur la surface par spin-coating de manière à former un film d'épaisseur désirée. A titre d'exemple, une solution à 1 ,5% massique pourra donner un film de copolymère à blocs d'environ 45 à 50 nm d'épaisseur, lorsqu'elle est déposée sur la surface par la technique de spin-coating à 2000 tours/minute. Le film ainsi formé est alors recuit entre 210 et 230°C (selon les cas) durant 2 minutes pour permettre la nano-structuration des blocs en nano- domaines.

[0088] On note que dans cet exemple, un substrat de silicium a été utilisé. On pourra bien évidemment transposer cette méthode sans aucune modification majeure à tout autre substrat d'intérêt pour l'électronique décrit dans la demande de brevet n° FR 2974094. Exemple 4 : Exemples comparatifs

A) Influence de la composition du copolymère à blocs modifié sur les conditions de nano-structuration et sur la période Lo

[0089] Sur la Figure 2, sont représentées des photos, prises au microscope électronique à balayage, de différents échantillons de copolymères à blocs, modifiés ou non, dont les compositions sont rassemblées dans le tableau I ci-dessus en regard de l'exemple 1 , et nano-structurés conformément à l'invention. Sur la Figure 2, sont également indiqués les températures et temps de recuit de chaque copolymère à blocs ainsi que la période et l'épaisseur de chacun des échantillons.

[0090] On constate que pour des masses molaires de copolymère comparables, c'est- à-dire à degré de polymérisation N comparable, le copolymère à blocs non modifié C35, qui est recuit à 220°C pendant une durée de 2 minutes, présente une défectivité élevée pour une période de l'ordre de 30nm et une épaisseur de 19nm, alors que les copolymères modifiés C35 1 DPE et C35 10DPE, qui sont recuits à des températures respectivement de 220 et 210°C pendant une durée de 2 minutes présentent une période Lo plus élevée, respectivement 36 nm et supérieure à 40 nm nm et une défectivité significativement réduite à une épaisseur comparable de 20nm et même à une épaisseur élevée de 44nm.

[0091 ] De même, pour des polymères dont le degré de polymérisation N est encore plus élevé, c'est-à-dire les copolymères C50 et C50 10DPE, dont la masse moléculaire est respectivement de 103,2 et 127,2kg/mol, on constate que l'incorporation de DPE permet d'abaisser la température de recuit et/ou le temps de recuit et d'obtenir des copolymères à blocs dont la période est élevée (supérieure à 50nm ), sans apparition de défauts.

[0092] Il résulte donc de cette Figure 2 que l'incorporation de DPE dans le bloc styrène du copolymère à blocs PS-b-PMMA de départ présentant une masse moléculaire élevée, supérieure à 50kg/mol et de préférence supérieure à 100Kg/mol et inférieure à 250kg/mol, permet de diminuer le temps et/ou la température de recuit pour organiser les blocs du copolymère afin qu'il se nano-structure avec une période élevée, typiquement supérieure à 30nm et ce, sans défauts.

B) Influence de la température de recuit sur la défectivité en fonction de l'épaisseur

[0093] La Figure 3 représente des photos A à D prises au microscope électronique à balayage du copolymère C35 10DPE, dont la composition est décrite dans le tableau 1 ci-dessus, déposé sur une couche de neutralisation dont la synthèse est décrite ci- dessus en regard de l'exemple 2, à différentes épaisseurs et après des conditions de recuit différentes.

[0094] Plus particulièrement, on a fait subir à quatre échantillons du copolymère à blocs de P(S-co-DPE)-i -PMMA, contenant 4,6% de DPE dans le bloc PS, dont les épaisseurs sont respectivement de 19 et 24nm , un recuit de 5 minutes à une température de 200°C (photos C et D) et à une température de 180°C (photos A et

B) .

[0095] Il résulte de ces comparaisons que, quelle que soit l'épaisseur de l'échantillon, un abaissement de la température de recuit permet d'obtenir une défectivité sensiblement réduite.

C) Influence du temps de recuit sur la défectivité

[0096] La Figure 4 représente les photos, prises au microscope électronique à balayage, de deux échantillons E et F de copolymère C35 10DPE contenant 4,6% DPE dans le bloc PS, et dont l'épaisseur est égale à 19 nm, les échantillons ayant été recuits à 180°C pendant une durée respective de 5 et 2 minutes. Il résulte de cette comparaison, qu'une diminution du temps de recuit réduit sensiblement à défectivité du film de copolymère à blocs nano-structuré.

[0097] L'ajout de DPE dans des copolymères de PS-b-PMMA initiaux, de masse moléculaire élevée, permet donc d'organiser les blocs à une température inférieure à celle utilisée pour organiser les blocs des copolymères initiaux et avec des cinétiques très rapides, et ce avec une défectivité significativement réduite. Un avantage supplémentaire réside dans le fait que la défectivité est réduite même pour de grandes épaisseurs, typiquement supérieures à 40nm, comme on peut le constater sur la Figure 2.