CN103460135A - 用于设备制造的可曝光成像和可显影的倍半硅氧烷树脂 - Google Patents

用于设备制造的可曝光成像和可显影的倍半硅氧烷树脂 Download PDF

Info

Publication number
CN103460135A
CN103460135A CN2012800153699A CN201280015369A CN103460135A CN 103460135 A CN103460135 A CN 103460135A CN 2012800153699 A CN2012800153699 A CN 2012800153699A CN 201280015369 A CN201280015369 A CN 201280015369A CN 103460135 A CN103460135 A CN 103460135A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resin
ssq
component
group
approximately
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012800153699A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103460135B (zh
Inventor
P-F·傅
埃里克·S·莫耶
杰森·苏何尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Silicones Corp
Original Assignee
Dow Corning Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Corning Corp filed Critical Dow Corning Corp
Publication of CN103460135A publication Critical patent/CN103460135A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103460135B publication Critical patent/CN103460135B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/075—Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757—Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/075—Silicon-containing compounds

Abstract

本发明提供了一种可涂覆型树脂溶液，其当涂敷到基底的所述表面时能够形成涂层，所述涂层在暴露于紫外线辐射时能够曝光成像并显影为介电材料。所述树脂溶液包含倍半硅氧烷基（SSQ基）树脂、至少一种引发剂以及有机溶剂。所述SSQ基树脂包含氢化物组分以及至少一种可光固化组分。所述得到的涂层具有小于或等于约3.5的介电常数。

Description

用于设备制造的可曝光成像和可显影的倍半硅氧烷树脂
技术领域
本发明整体涉及倍半硅氧烷基涂层及其在电子设备中的使用。更具体地讲，本发明涉及具有可光固化组分的倍半硅氧烷基树脂的制备和使用。
背景技术
在电子设备的精密加工期间选择性地移除一部分薄膜通常是在光刻过程中进行的。通常，这些薄膜中存在的树脂具有可曝光成像的特性。薄膜还可以施加到电子设备的表面，该电子设备可以作为用于保护目的的介电材料进行开发。虽然这两种应用中的薄膜被施加到相同或类似的表面上，但它们的性质和用途截然不同。
可光固化树脂组合物的例子公开于日本Kokai No.H04-170547中，其中树脂组合物被用作彩色滤光片上的保护层。树脂组合物由具有不饱和双键和羧基的光聚合化合物、光聚合起始剂、包含环氧基的化合物以及在预定位置中包含硅原子的(甲基)丙烯酸酯化合物组成。包含树脂组合物的漆膜具有粘性、对紫外光照射的光敏性以及优异的平整度。
日本Kokai No.H09-235358另外描述了一种能够在短时间内固化的可光固化环氧树脂组合物。环氧树脂组合物包含具有两个或更多个1,2-环氧基的环氧树脂、橡胶态弹性树脂液体、无机填充剂以及第VIb族元素的鎓盐。鎓盐能够接收紫外光而释放出路易斯酸的鎓盐。
日本Kokai No.H08-160623公开了一种对高能束和远紫外线敏感的正型抗蚀材料。抗蚀材料能够形成耐氧等离子体蚀刻的具有高纵横比的精细图案。抗蚀材料在包含酸发生剂和兼具–CH2CH2COOH部分和–CH2CH2COOR部分的有机硅聚合物的碱水溶液中显影，其中R为叔丁基、叔丁氧基羰基甲基、三甲基甲硅烷基或四氢吡喃基。
期望的是树脂作为介电材料既具有可被光定义又具有可光显影的能力。当这种树脂用于多种应用中时，其显示的性质例如低介电常数、高透光率和优异的热稳定性将是有益的。
发明内容
在克服相关领域的所枚举缺点和其他限制的方面，本发明总体上提供了一种可涂覆型树脂溶液，当将该溶液涂敷至基底的表面时其能够形成涂层，该涂层在暴露于紫外线辐射和高温下时能够曝光成像且显影为介电材料。该树脂溶液包含倍半硅氧烷基（SSQ基）树脂、至少一种引发剂以及有机溶剂。SSQ基树脂包含氢化物组分以及至少一种可光固化组分。氢化物组分由单元-(HSiO3/2)-限定，其还可以简化并写成T(H)；而可光固化组分由单元-(R1SiO3/2)-限定，其还可以简化并写成T(R1)，其中R1为有机可光固化基团。引发剂选自自由基引发剂、阳离子引发剂以及它们的组合或混合物的组。有机溶剂可以为异丁醇(i-BuOH)、丙二醇1-单丁基醚(PGBE)或丙二醇甲基乙酸乙酯(PGMEA)。
根据本发明的一个方面，可光固化组分-(R1SiO3/2)-的R1为环氧基、丙烯酸酯基、丙烯酰氧基、乙烯基醚基、乙烯基或它们的混合物或组合。具体地讲，可光固化组分为T(CHEp)，其中CHEp为环氧环己基乙基，如下所示；T(Ep)，其中Ep为缩水甘油氧基丙基，如下所示；或T(MA)，其中MA为甲基丙烯酰氧基丙基，如下所示。
Figure BDA0000387795340000021
根据本发明的另一方面，SSQ基树脂还包含由单元-(R2SiO3/2)-限定的有机硅氧烷组分（其还可以简化并写成T(R2)），其中R2为有机基团。有机基团可以为聚乙二醇基、磺酸酯基、磷酸酯基、甲基、苯基以及它们的混合物或组合。或者，SSQ基树脂还可以包含除T(R2)之外的一种或多种有机硅氧烷组分，其可以表示为T(R3)、T(R4)、...和T(Rn)，其中R3、R4、...和Rn作为有机基团独立地进行选择，该有机基团可以为聚乙二醇基、磺酸酯基、磷酸酯基、甲基、苯基以及它们的混合物或组合。
根据本发明的另一方面，引发剂进一步被定义为光自由基产生剂(PRG)、光酸产生剂(PAG)或它们的混合物或组合。或者，引发剂为对-异苯丙基)(对-甲基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸酯或氨基酮。
根据本发明的另一方面，将可曝光成像的介电涂层涂覆到基底上，其中该涂层包含本文所述的倍半硅氧烷基树脂和引发剂。当暴露于紫外线辐射时，介电涂层的一部分固化。介电涂层的另一部分保留未固化。未固化的部分可溶解于四甲基氢氧化铵(TMAH)的水溶液中。或者，未固化或未暴露的部分通过选自含氟化物的蒸汽、氟化物基湿式脱除液以及有机溶剂中的一种移除或溶解。
当涂层的一部分通过透过光掩模的照射而固化时，在涂层的未固化部分通过暴露于含水的TMAH溶液而移除之后，光掩模的图像被复制出来。介电涂层具有小于或等于约3.5的介电常数。
根据本发明的另一方面，提供了一种根据下式的SSQ基树脂，该树脂包含T(H)组分以及至少一种选自T(CHEp)、T(EP)和T(MA)组分的组的可光固化组分T(Rn)，所述式为：-(HSiO3/2)a0-(R1SiO3/2)a1-(R2SiO3/2)a2 -(R3SiO3/2)a3 -...-(RnSiO3/2)an（还可以表示为T(H)a0T(R1)a1T(Rw)a2T(R3)a3...T(Rn)an），其中T(H)表示可水解硅烷（例如三氯硅烷或三甲氧基硅烷）的水解产物，并且其中n可以为任何正整数。具体地讲，n小于或等于5。下标a0至an表示存在于SSQ基树脂中的组分的摩尔份数，其中所有下标的总和(a0+a1+a2+...+an)等于1。下标a0可以在约0.4至约0.9的范围内，下标a1为在约0.1至约0.6的范围内的正数，并且下标a2至an可以在0.0至约0.4的范围内，然而，前提条件是下标的总和(a1+a2+a3+...+an)在约0.1至约0.6的范围内。
通过本文提供的说明，其他适用领域将变得显而易见。应当理解，说明和具体实例旨在仅用于示例目的，而非旨在限制本发明的范围。
附图说明
本文所述附图仅用于示例目的，而非旨在以任何方式限制本发明的范围。
图1为针对根据本发明的一个方面制备的倍半硅氧烷基树脂测量的Si-29NMR光谱的图形表示。
具体实施方式
以下说明实质上仅为示例性的，并且决不旨在限制本发明或其应用或用途。应当理解，在所有说明和附图中，相应的参考编号指示类似或相应的部分或结构。
本发明总体上提供了包含可光固化基团的有机硅-氢化物基倍半硅氧烷(SSQ)树脂。可以使用常规的涂覆技术将根据本发明的教导内容配制的SSQ基树脂与光引发剂一起涂敷到基底上，常规的涂覆技术包括（但不限于）旋涂和喷涂。在受到透过光掩模的光照射后，涂覆的SSQ基涂层的暴露区域迅速固化；然而，未暴露的区域保持未固化并且可溶于含水的四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液中。在暴露于TMAH之后（有时称为使涂层“显影”），产生具有预定图案的所需的SSQ基涂层。
根据本发明的一个方面，SSQ基树脂具有电子设备制造过程中所用的介电材料所期望的多种理想性质，例如低介电常数、高透光率以及优异的热稳定性。SSQ基树脂可以用于需要或期望这些性质的区域（例如钝化层）中或作为介电层用于电子显示应用中。SSQ基树脂通常包含可以在制造电子设备的过程中使用的不仅可光定义还可光显影的介电材料。
倍半硅氧烷基树脂包含至少一种由-(R1SiO3/2)-基团限定的可光固化组分以及另一种由-(HSiO3/2)-基团描述的氢化物组分。R1部分为有机可光固化基团。例如，R1部分为环氧基、丙烯酸酯、乙烯基醚基或它们的混合物或组合。具体地讲，可光固化组分为T(CHEp)，其中CHEp为环氧环己基乙基，如下所示；T(Ep)，其中Ep为缩水甘油氧基丙基，如下所示；或T(MA)，其中MA为甲基丙烯酰氧基丙基，如下所示。
Figure BDA0000387795340000051
或者，SSQ基树脂可以包含其他辅助性硅氧烷组分，例如由-(R2SiO3/2)-基团限定的有机硅氧烷组分。R2部分为有机基团。有机基团的若干例子尤其为聚乙二醇基、磺酸酯基、磷酸酯基、甲基和苯基。SSQ基树脂还可以包含除T(R2)之外的一种或多种有机硅氧烷组分，其可以表示为T(R3)、T(R4)、...和T(Rn)，其中R3、R4、…和Rn作为有机基团独立地进行选择，该有机基团可以为聚乙二醇基、磺酸酯基、磷酸酯基、甲基、苯基以及它们的混合物或组合。
根据本发明的另一方面，提供了一种根据下式的SSQ基树脂，该树脂包含T(H)组分以及至少一种选自T(CHEp)、T(EP)和T(MA)组分的组的可光固化组分T(Rn)，所述式为：-(HSiO3/2)a0-(R1SiO3/2)a1-(R2SiO3/2)a2 -(R3SiO3/2)a3 -...-(RnSiO3/2)an（还可以表示为T(H)a0T(R1)a1T(R2)a2T(R3)a3...T(Rn)an），其中T(H)表示可水解硅烷（例如三氯硅烷或三甲氧基硅烷）的水解产物，并且其中n可以为任何整数。具体地讲，n小于或等于5。下标a0至an表示存在于SSQ基树脂中的组分的摩尔份数，其中所有下标的总和(a0+a1+a2+...+an)等于1。下标a0可以在约0.4至约0.9的范围内，下标a1为在约0.1至约0.6的范围内的正数，并且下标a2至an可以在0.0至约0.4的范围内，然而，前提条件是下标的总和(a1+a2+a3+...+an)在约0.1至约0.6的范围内。
在存在自由基引发剂、阳离子引发剂或它们的组合或混合物中的至少一种的情况下，SSQ基树脂在作为SSQ基涂层施加时以光化学方式固化。SSQ基树脂在作为涂层施加之后，透过光掩模对其进行照射，在通过暴露于TMAH的水溶液而将未固化或未暴露的SSQ基涂层移除之后，掩模的光图像被复制出来。图案化之后的倍半硅氧烷基涂层具有优异的热稳定性和低介电常数(k≤3.5)。
或者，可以通过化学蒸汽（例如HF蒸汽）和其他含氟化物蒸汽使未固化或未暴露的SSQ基涂层显影。还可以通过商业氟化物基湿式脱除液，例如
Figure BDA0000387795340000062
NE-89（美国宾夕法尼亚州艾伦镇空气化工产品有限公司(AirProducts&Chemicals,Inc.,Allentown,Pennsylvania,USA)）使未固化或未暴露的SSQ基涂层显影。当需要时，还可以通过有机溶剂，例如丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)使未固化或未暴露的SSQ基涂层显影。
给出以下具体实例以示例本发明，并且不应解释为限制本发明的范围。
实例1–SSQ基树脂的性能评估
根据下面实例2-6中提供的说明制备若干SSQ基树脂（运行编号1-5）。表1中提供了运行编号1-5中各个SSQ基树脂配方的说明、与施加和固化树脂以形成SSQ基涂层相关的参数以及形成的涂层的可光致固化性质。用于描述存在于SSQ基树脂中的各组分的速记命名法包括使用以下特定缩写。描述为T(PEO)的组分表示(PEO)SiX3的水解产物，其中PEO为聚环氧乙烷，并且X为可水解部分，例如氯基、甲氧基或其他类似基团。PhSi(OMe)3和MeSi(OMe)3的水解产物为-(PhSiO3/2)-和-(MeSiO3/2)-，分别通过T(Ph)和T(Me)组分表示，其中Ph表示苯基，并且Me表示甲基。相似地，T(CHEp)组分为(CHEp)Si(OMe)3的水解产物，其中CHEp为环氧环己基乙基；并且T(Ep)组分为(Ep)Si(OMe)3的水解产物，其中Ep为缩水甘油氧基丙基。组分还可以包含甲基丙烯酰氧基丙基(MA)。最后，组分T(H)为三氯硅烷、三甲氧基硅烷或类似物的水解产物。
表1
Figure BDA0000387795340000061
运行编号1-5中的每一种SSQ基树脂包含各种比例的T(EP)、(MA)和T(CHEp)组分中的至少一种，以及预定量的T(H)组分。或者，T(Ph)、T(Me)和T(PEO)组分中的至少一种也可以存在于配方中。例如，根据下式将运行编号1中形成的树脂描述为具有四种组分：T(Ph)0.07T(H)0.45T(Me)0.36T(EP)0.12。该实例中与T(Ph)、T(H)、T(Me)以及T(EP)组分结合使用的下标0.07、0.45、0.36和0.12分别是指存在于总的SSQ基树脂中的相应组分的摩尔份数。存在于配方中的T(H)组分的量的范围可以在从约0.40至约0.90摩尔份数之间。存在于配方中的T(EP)、(MA)和T(CHEp)组分的量的范围可以在从0.00至约0.40摩尔份数之间，其中任何剩余部分尤其被T(Ph)、T(PEO)和T(Me)组分占据。
SSQ-树脂中各种组分的比率可以通过使用Si-29核磁共振(NMR)或本领域技术人员已知的任何其他技术进行测定。例如，在表1中示出了包含T(H)和T(CHEp)基团的SSQ基树脂获得的NMR光谱，其中根据对与每种组分相对应的峰面积的比较确定了T(H)：T(CHEp)的比率为约26∶74。
根据树脂配方，当SSQ基树脂分散或溶解在溶剂中形成树脂溶液时，可以添加预定量的光引发剂（例如光自由基产生剂(PRG)）、光酸产生剂(PAG)或它们的组合或混合物，并与SSQ基树脂混合。可以利用的溶剂的若干例子尤其包括异丁醇(i-BuOH)、丙二醇1-单丁基醚(PGBE)和丙二醇甲基乙酸乙酯(PGMEA)。添加到树脂溶液中的光引发剂的量可以在树脂溶液的约0.5重量%至约3.5重量%的范围内。或者，PAG光引发剂的量为约0.85重量%，而PRG引发剂的量大约为约3重量%。PAG和PRG溶剂的一个特定例子分别为对-异丙苯基)(对-甲基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸酯和氨基酮（即，得自瑞士汽巴特种化学品公司(Ciba Special Chemicals,Switzerland)的379）。
根据本发明的一个方面，分散或溶解在溶剂中形成树脂溶液的SSQ基树脂的量为约10重量%或更多（运行编号1-4）。或者，溶剂中SSQ基树脂的重量百分比可能为约20重量%或更少（运行编号5）。在将光引发剂添加到树脂溶液中以形成可涂覆型树脂溶液之后，可以通过旋涂、喷涂或本领域技术人员已知的任何其他技术将可涂覆型树脂溶液用于在基底（例如晶片）上形成膜或涂层。旋涂设备的一个例子为CT62旋转涂布机（德国卡尔休斯公司(Karl Suss,Germany)）。当需要时，在将可涂覆型树脂溶液涂敷到基底上作为涂层之前，可以将其通过0.2微米的
Figure BDA0000387795340000081
聚四氟乙烯(PTFE)过滤器进行过滤。
在运行编号1-5中，使用旋转涂布机以及2000rpm的初始速度伴随着5000rpm的增速在20秒的一段时间内将可涂覆型树脂溶液涂敷到标准的单面四英寸抛光的低电阻率晶片或双面抛光的FTIR（傅里叶变换红外光谱）晶片上。将基底在约120℃预烘烤约60秒或更久，然后暴露于宽频紫外线辐照中（表1中以J/m2为单位示出了运行编号1-5的紫外线剂量）。还可以将涂敷涂层之后的晶片在120℃后烘烤约60秒，以便影响固化。然后，将固化的晶片浸入水溶液（如，TMAH水溶液(0.24N)）中维持60秒。如表1中所述，120-10J-120（运行编号2、3和5）的固化条件是指将SSQ基涂层暴露于120℃的预烘烤温度、10J/m2的紫外线剂量以及120℃的后烘烤温度。
通过使用椭圆偏振仪（美国内布拉斯加州林肯J.A.Woollam公司(J.A.Woollam Co.,Lincoln,Nebraska,USA)）测量固化晶片在浸入TMAH水溶液之前和之后的膜厚度，而确定涂敷的涂层或薄膜在光固化之后暴露于TMAH水溶液时所损失的厚度。测定并记录的厚度值可以包括单独的测量值或（当需要时）多个测量值（即，九次测量值）的平均值。
仍然参见表1，使用本发明的SSQ基树脂制备的涂层或薄膜在暴露于TMAH的水溶液时具有在约0.25%至约26.5%范围内的膜损失。使用包含甲基丙烯酰氧基丙基(MA)作为其一种组分的SSQ基树脂制备的涂层（运行编号2）在暴露于四甲基氢氧化铵(TMAH)的水溶液时具有最大量的膜损失。不包含MA作为组分的涂层（运行编号1、3-5）具有显著较小的膜损失。或者，当暴露于TMAH的水溶液中时涂层具有小于约1%的膜损失。
根据本发明的教导内容制备的SSQ基涂层或薄膜在整个固化过程中具有优异的热稳定性。例如，如表2中描述的，使用热重分析仪(TGA)在惰性的氮气气氛以及10℃/分钟的升温速率下评估得自运行编号5的SSQ-树脂的SSQ基涂层。在存在0.86重量%的光酸产生剂(PAG)的情况下，该SSQ基涂层在暴露于120-10-120的固化条件之后的重量差为2.2%。
表2
Figure BDA0000387795340000091
使用在运行编号5中制备的具有T(H)0.85T(CHEp)0.15组成的SSQ基树脂浇铸出具有不同厚度的若干薄膜（运行编号6和7）。可以通过本领域已知的任何技术测试这些膜的机械、光学、化学和电性质。不同的基底膜性质的例子包括（但不限于）硬度、弹性模量、应力、击穿电压、反射率、介电常数、膜收缩和透射比，如表3中针对运行编号6和7所示。一个薄膜（运行编号6）的厚度为另一薄膜（运行编号7）的厚度的约1/3。除击穿电压和膜收缩之外，与薄膜相关的所有性质保持相对恒定。厚度比另一个薄膜（运行编号7）薄的薄膜（运行编号6）具有较高的击穿电压和膜收缩百分比。本发明的光固化和显影的SSQ基涂层具有约3.0的介电常数。
表3：
Figure BDA0000387795340000092
实例2–T(Ph) 007 T(H) 045 T(Me) 036 T(EP) 012 树脂的制备
这个实例示出了制备运行编号1中描述的SSQ基树脂所用的方法。将总共500克丙二醇甲基乙酸乙酯(PGMEA)、14.80克PhSiCl3、53.80克MeSiCl3和77.20克HSiCl3一起添加到三颈3升烧瓶中。在一个小时内将PGMEA(800g)和水(40g)的溶液添加到烧瓶中以形成树脂溶液。使树脂溶液在23℃下进一步水解1小时。然后用去离子(DI)水将树脂溶液洗涤三次（3×100克），再将其汽提至15重量%的PGMEA溶液中。将总共28.35克3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷和几滴铂催化剂添加到该溶液中。将混合物在50℃搅拌两小时。然后将活性炭（5重量%）添加到溶液中，并将混合物继续在50℃搅拌两小时，然后通过0.2微米的PTFE过滤器进行过滤。用PGMEA将滤过的溶液稀释以形成10重量%的树脂溶液，然后将其保存在HDPE瓶中以供将来在形成SSQ基涂层时使用。使用凝胶渗透色谱法测量SSQ基树脂（运行编号1）的重均分子量(Mw)和多分散性(PDI)，结果分别为约19,500和2.97。
实例3–T(H) 055 (MA) 030 T(PEO) 015 树脂的制备
这个实例示出了制备运行编号2中描述的SSQ基树脂所用的方法。将总共100克乙酸乙酯、28.84克PEO-SiCl3、37.25克(MA)Si(OMe)3和37.25克HSiCl3一起添加到三颈3升烧瓶中。在一个小时内将乙酸乙酯(300g)和水(27g)的溶液添加到烧瓶中以形成树脂溶液。使树脂溶液进一步水解1小时。然后用去离子(DI)水洗涤树脂溶液，并使用旋转蒸发仪将溶剂最终与异丁醇互换。换句话讲，真空汽提树脂溶液中的溶剂，并加入异丁醇以形成具有10重量%的SSQ基树脂的树脂溶液。通过0.2微米的PTFE过滤器过滤树脂溶液，然后将其保存在高密度聚乙烯(HDPE)瓶中以供将来在形成SSQ基涂层时使用。使用凝胶渗透色谱法测量SSQ基树脂（运行编号2）的重均分子量(Mw)和多分散性(PDI)，结果分别为约9,530和2.02。
实例4–T(H) 075 T(CHEp) 025 树脂的制备
这个实例示出了制备运行编号3中描述的SSQ基树脂所用的方法。向装有分散或溶解在甲苯中的12.5重量%的氢倍半硅氧烷(Mw=2200)和乙烯基环己烯氧化物的500mL烧瓶中加入几滴铂催化剂。将混合物在23℃搅拌两小时。然后将活性炭（5重量%）添加到溶液中，并将混合物继续在23℃搅拌1小时，然后过滤。然后对滤过的溶液进行真空汽提，并将溶剂与PGMEA互换，形成10重量%的树脂溶液。通过0.2微米的PTFE过滤器过滤树脂溶液，然后将其保存在HDPE瓶中以供将来在形成SSQ基涂层时使用。使用凝胶渗透色谱法测量SSQ基树脂（运行编号3）的重均分子量(Mw)和多分散性(PDI)，结果分别为约8,900和4.06。
实例5-T(H) 06 T(CHEp) 03 T(PEO) 010 树脂的制备
这个实例示出了制备运行编号4中描述的SSQ基树脂所用的方法。与实例4的方法类似，将几滴铂催化剂添加到装有氢倍半硅氧烷的甲苯溶液（Mw=2,200，12.5重量%甲苯溶液）、烯丙基单甲基聚乙二醇和乙烯基环己烯氧化物的500mL烧瓶中。将混合物在80℃搅拌两小时。然后，将活性炭（5重量%）添加到溶液中，并将混合物在23℃另外搅拌1小时，然后过滤。然后将滤过的溶液进行真空汽提，并将溶剂与丙二醇1-单丁基醚(PGBE)互换，形成10重量%的树脂溶液。通过0.2微米的PTFE过滤器过滤树脂溶液，然后将其保存在HDPE瓶中以供将来在形成SSQ基涂层时使用。使用凝胶渗透色谱法测量SSQ基树脂（运行编号4）的重均分子量(Mw)和多分散性(PDI)，结果分别为约4,360和3.04。
实例6-T(H) 085 T(CHEp) 015 树脂的制备
这个实例示出了制备运行编号5中描述的SSQ基树脂所用的方法。与实例4和5的方法类似，将几滴铂催化剂添加到装有氢倍半硅氧烷的甲苯溶液（153.2g，Mw=2200，12.5重量%甲苯溶液）和乙烯基环己烯氧化物(9.31g)的500mL烧瓶中。将混合物在23℃搅拌两小时。然后，将活性炭（5重量%）添加到溶液中，并将混合物在23℃另外搅拌1小时，然后过滤。然后对滤过的溶液进行真空汽提，并将溶剂与PGMEA互换，形成20重量%的树脂溶液。通过0.2微米的PTFE过滤器过滤溶液，然后将其保存在HDPE瓶中以供将来在形成SSQ基涂层时使用。使用凝胶渗透色谱法测量SSQ基树脂（运行编号5）的重均分子量(Mw)和多分散性(PDI)，结果分别为约6,950和4.43。
本领域技术人员将认识到，所述测量值为可通过多种不同测试方法获得的标准测量值。实例中描述的测试方法仅代表一种用于获得每一个所需测量值的可用方法。
已出于示例和说明目的给出上述本发明的不同实施例的描述。其并非旨在详尽列举或将本发明限制为本发明所公开的精确实施例。按照上述教导内容许多修改形式或变型形式为可行的。选择并描述所述实施例，以提供本发明包含的原理及其实际应用的最佳示例，从而允许本领域普通技术人员在不同实施例中以及以适于所设想的特定用途的不同修改形式利用本发明的教导内容。所有此类修改形式和变型形式均在本发明的范围内，如根据其享有的公平、合法和公正的广度解释时，由所附权利要求确定。

Claims (15)

1.一种用于在基底例如晶片或电子设备上形成涂层的可涂覆型树脂溶液，所述树脂溶液包含：
包含氢化物组分和至少一种可光固化组分的倍半硅氧烷基树脂，所述氢化物组分通过-(HSiO3/2)-单元来表征；所述可光固化组分通过-(R1SiO3/2)-单元来表征，其中R1为有机可光致固化基团；
至少一种选自自由基引发剂、阳离子引发剂以及它们的组合或混合物的组的引发剂；以及
有机溶剂；
其中所述树脂溶液当施加到所述基底的表面时能够形成涂层，所述涂层在暴露于紫外线辐射时能够曝光成像并显影为介电材料。
2.根据权利要求1所述的树脂溶液，其中R1选自环氧基、丙烯酸酯基、乙烯基醚基、乙烯基以及它们的混合物或组合的组。
3.根据权利要求1或2所述的树脂溶液，其中R1为环氧环己基乙基、缩水甘油氧基丙基或甲基丙烯酰氧基丙基。
4.根据权利要求1至3所述的树脂溶液，其中所述倍半硅氧烷基树脂还包含有机硅氧烷组分，所述有机硅氧烷组分通过-(R2SiO3/2)-单元来表征，其中R2为选自聚乙二醇基、磺酸酯基、磷酸酯基、甲基、苯基以及它们的混合物或组合的组的有机基团。
5.根据权利要求1至4所述的树脂溶液，其中所述引发剂为选自光自由基产生剂(PRG)、光酸产生剂(PAG)以及它们的混合物或组合的组的引发剂。
6.根据权利要求1至5所述的树脂溶液，其中所述引发剂为选自对-异丙苯基)(对-甲基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸酯和氨基酮的组的引发剂。
7.根据权利要求1至6所述的树脂溶液，其中所述有机溶剂为选自异丁醇(i-BuOH)、丙二醇1-单丁基醚(PGBE)和丙二醇甲基乙基乙酸酯(PGMEA)的组的有机溶剂。
8.根据权利要求1至7所述的树脂溶液，其中所述溶液中所述倍半硅氧烷树脂的重量百分比为约10重量%或更多。
9.根据权利要求1至8所述的树脂溶液，其中所述树脂溶液中所述引发剂的重量百分比在约0.5重量%至约3.5重量%的范围内。
10.一种施加到基底上的可曝光成像的介电涂层，所述涂层包含：
根据权利要求1至9所述的倍半硅氧烷基树脂和引发剂；
其中当暴露于选自紫外线辐射、含氟化物蒸汽、氟化物基湿式脱除液和有机溶剂的组中的一种时，所述介电涂层的一部分固化；
其中所述介电涂层的一部分未固化；所述未固化的部分可溶于四甲基氢氧化铵(TMAH)的水溶液中。
11.根据权利要求10所述的介电涂层，其中所述涂层具有小于或等于约3.5的介电常数。
12.根据权利要求10至11所述的介电涂层，其中所述涂层的一部分在暴露于透过光掩模的紫外线辐射时固化；在所述涂层的所述未固化部分通过暴露于所述含水的TMAH溶液而移除之后，所述掩模的光图像被复制出来。
13.一种用于配制可曝光成像的介电涂层的SSQ基树脂，根据下式，所述SSQ基树脂包含T(H)组分和至少一种选自T(CHEp)、T(EP)和(MA)组分的组的可光固化组分T(Rn)，所述式为：T(H)a0T(R1)a1T(R2)a2T(R3)a3...T(Rn)an；
其中T(H)表示可水解硅烷的水解产物；T(CHEp)表示(CHEp)Si(OMe)3的水解产物，其中CHEp为环氧环己基乙基；T(Ep)表示(Ep)Si(OMe)3的水解产物，其中Ep为缩水甘油氧基丙基；并且T(MA)表示(MA)Si(OMe)3的水解产物，其中MA为甲基丙烯酰氧基丙基；
其中所述系数a0至an表示存在于所述SSQ基树脂中的所述组分的摩尔份数，且所有下标的和(a0+a1+a2+...+an)等于1，下标a0的范围在约0.4至约0.9之间，下标a1的范围在约0.1至约0.6之间，并且下标a2至an的范围在0.0至约0.4之间，然而，前提条件是下标的和(a1+a2+a3+...+an)在约0.1至约0.6的范围内。
14.根据权利要求13所述的SSQ基树脂，所述SSQ基树脂还包含一种或多种独立地选自T(Ph)、T(PEO)和T(Me)组分的组分。
15.根据权利要求13和14所述的SSQ基树脂，其中所述可光致固化组分为T(CHEp)，其摩尔份数的范围在约0.15至约0.30之间。
CN201280015369.9A 2011-03-29 2012-03-28 用于设备制造的可曝光成像和可显影的倍半硅氧烷树脂 Active CN103460135B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161468652P 2011-03-29 2011-03-29
US61/468,652 2011-03-29
PCT/US2012/030787 WO2012154316A1 (en) 2011-03-29 2012-03-28 Photo-patternable and developable silesquioxane resins for use in device fabrication

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103460135A true CN103460135A (zh) 2013-12-18
CN103460135B CN103460135B (zh) 2017-03-01

Family

ID=46829860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280015369.9A Active CN103460135B (zh) 2011-03-29 2012-03-28 用于设备制造的可曝光成像和可显影的倍半硅氧烷树脂

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9086626B2 (zh)
EP (1) EP2691810A1 (zh)
JP (1) JP6068435B2 (zh)
KR (1) KR101957746B1 (zh)
CN (1) CN103460135B (zh)
TW (1) TWI588610B (zh)
WO (1) WO2012154316A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111607089A (zh) * 2019-02-25 2020-09-01 彼博股份有限公司 官能性聚氢倍半硅氧烷树脂组成物、产生其的方法及其用途

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017522418A (ja) 2014-06-27 2017-08-10 コーニング インコーポレイテッド エポキシ／オキセタン化合物、エポキシ官能化シルセスキオキサンおよびエポキシ官能化ナノ粒子に基づく、ガラス向けｕｖ硬化性コーティング組成物
JP6419581B2 (ja) 2015-01-08 2018-11-07 株式会社東芝 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造装置の管理方法
JP6997092B2 (ja) * 2016-02-19 2022-01-17 ダウ シリコーンズ コーポレーション エージングしたシルセスキオキサンポリマー
JP6607109B2 (ja) * 2016-03-22 2019-11-20 Ｊｓｒ株式会社 硬化膜、表示素子、硬化膜形成用材料及び硬化膜の形成方法
US10515847B2 (en) 2017-09-29 2019-12-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for forming vias and method for forming contacts in vias

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6291540B1 (en) * 1997-04-11 2001-09-18 Rhodia Chimie Non-toxic initiators and their use for preparing stable and non-toxic polymers
US6409316B1 (en) * 2000-03-28 2002-06-25 Xerox Corporation Thermal ink jet printhead with crosslinked polymer layer
JP2009265595A (ja) * 2007-09-07 2009-11-12 Sekisui Chem Co Ltd 感光性組成物及びパターン膜の製造方法
CN101622579A (zh) * 2007-03-01 2010-01-06 旭硝子株式会社 具有斥水性区域的图案的处理基材及其制造方法、以及形成有功能性材料的膜构成的图案的构件的制造方法
WO2011011140A2 (en) * 2009-07-23 2011-01-27 Dow Corning Corporation Method and materials for double patterning

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04170547A (ja) 1990-11-01 1992-06-18 Fuji Photo Film Co Ltd 光硬化性樹脂組成物
JP3175514B2 (ja) 1994-12-09 2001-06-11 信越化学工業株式会社 ポジ型レジスト材料
JPH09235358A (ja) 1996-02-29 1997-09-09 Hitachi Chem Co Ltd 電子部品用光硬化性エポキシ樹脂組成物及びこれを用いた電子部品の製造方法
US6177199B1 (en) * 1999-01-07 2001-01-23 Alliedsignal Inc. Dielectric films from organohydridosiloxane resins with low organic content
US7041748B2 (en) * 2003-01-08 2006-05-09 International Business Machines Corporation Patternable low dielectric constant materials and their use in ULSI interconnection
CN1968992B (zh) * 2004-07-16 2010-12-22 陶氏康宁公司 辐射敏感的有机硅树脂组合物
JP2006117846A (ja) * 2004-10-22 2006-05-11 Hitachi Chem Co Ltd パターン形成用樹脂組成物及びパターン形成方法
EP1967540B1 (en) * 2005-12-26 2013-04-03 Kaneka Corporation Curable composition
US20090142694A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Braggone Oy Siloxane polymer compositions and methods of using the same
KR20100114075A (ko) * 2008-01-15 2010-10-22 다우 코닝 코포레이션 실세스퀴옥산 수지
CN102171268B (zh) * 2008-10-02 2016-05-18 株式会社钟化 光固化性组合物以及固化物
JP5438959B2 (ja) * 2008-12-24 2014-03-12 東京応化工業株式会社 パターン形成方法
JP5663140B2 (ja) * 2009-01-22 2015-02-04 東京応化工業株式会社 被覆パターン形成方法、レジスト被覆膜形成用材料、パターン形成方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6291540B1 (en) * 1997-04-11 2001-09-18 Rhodia Chimie Non-toxic initiators and their use for preparing stable and non-toxic polymers
US6409316B1 (en) * 2000-03-28 2002-06-25 Xerox Corporation Thermal ink jet printhead with crosslinked polymer layer
CN101622579A (zh) * 2007-03-01 2010-01-06 旭硝子株式会社 具有斥水性区域的图案的处理基材及其制造方法、以及形成有功能性材料的膜构成的图案的构件的制造方法
JP2009265595A (ja) * 2007-09-07 2009-11-12 Sekisui Chem Co Ltd 感光性組成物及びパターン膜の製造方法
WO2011011140A2 (en) * 2009-07-23 2011-01-27 Dow Corning Corporation Method and materials for double patterning

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111607089A (zh) * 2019-02-25 2020-09-01 彼博股份有限公司 官能性聚氢倍半硅氧烷树脂组成物、产生其的方法及其用途
CN111607089B (zh) * 2019-02-25 2023-10-10 彼博股份有限公司 官能性聚氢倍半硅氧烷树脂组成物、产生其的方法及其用途

Also Published As

Publication number Publication date
TWI588610B (zh) 2017-06-21
EP2691810A1 (en) 2014-02-05
TW201245887A (en) 2012-11-16
US9086626B2 (en) 2015-07-21
CN103460135B (zh) 2017-03-01
US20140023970A1 (en) 2014-01-23
JP2014510955A (ja) 2014-05-01
JP6068435B2 (ja) 2017-01-25
WO2012154316A1 (en) 2012-11-15
KR101957746B1 (ko) 2019-03-15
KR20140018302A (ko) 2014-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101436336B1 (ko) 광가교 경화의 레지스트 하층막을 형성하기 위한 규소 함유레지스트 하층막 형성 조성물
CN103460135B (zh) 用于设备制造的可曝光成像和可显影的倍半硅氧烷树脂
EP3061792A1 (en) Silicon-containing heat- or photo-curable composition
WO2006115044A1 (ja) 光架橋硬化のレジスト下層膜を形成するためのレジスト下層膜形成組成物
KR100871782B1 (ko) 경화성 수지 조성물, 보호막 및 보호막의 형성 방법
CN101617011A (zh) 基于硅聚合物的抗反射涂料组合物
CN103562793A (zh) 感光性硅氧烷树脂组合物
JP2006251794A (ja) フォトリソグラフィ・プロセス用のフォトレジスト・トップコート
JP5863266B2 (ja) シロキサン樹脂含有塗布組成物
JP2012078602A (ja) レジスト下層膜形成用組成物、レジスト下層膜及びパターン形成方法
US20190101828A1 (en) Resin composition, cured film of same and method for manufacturing same, and solid-state image sensor
JPH0527444A (ja) シリカ基材非反射性平面化層
JP2001083710A (ja) 電子部品用材料およびそれを硬化してなる電子部品
JP2011082510A (ja) 分子性ガラス材料を用いたトポグラフィ上の平坦化
KR20170132806A (ko) 양이온 중합성 레지스트 하층막 형성 조성물
JP2733131B2 (ja) 感光性樹脂組成物
JP7360380B2 (ja) 感光性樹脂組成物、ドライフィルム、硬化物、プリント配線板および半導体素子
WO2022158283A1 (ja) 感光性樹脂組成物、感光性樹脂皮膜、感光性ドライフィルム及びパターン形成方法
TW202402542A (zh) 柔性多層聚矽氧烷硬塗層
WO2022270118A1 (ja) 感光性樹脂組成物、感光性樹脂皮膜、感光性ドライフィルム及びパターン形成方法
WO2023048062A1 (ja) 硬化膜形成用シロキサン樹脂組成物、硬化膜およびポリシロキサンの製造方法
WO2021166567A1 (ja) ケイ素含有組成物及び半導体基板の製造方法
JP2007078743A (ja) 保護膜形成用材料およびこれを用いたホトレジストパターン形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: michigan

Patentee after: Dow organosilicon company

Address before: michigan

Patentee before: Dow Corning

CP01 Change in the name or title of a patent holder