CN109312191A - 低温sc1可剥离含氧化硅烷涂层 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于形成涂层的组合物，该组合物包含：具有一个氧化硅烷基团以及至少一个其它有机可交联基团的至少一种含氧化硅烷聚合物或低聚物；封端剂、以及溶剂。经涂覆的基底(其中基底是硅晶片或经涂覆的硅晶片)包括与基底接触的有机平坦化层、光致抗蚀剂层、以及位于有机平坦化层与光致抗蚀剂层之间的中间层。中间层由包含以下的组合物形成：具有一个氧化硅烷基团以及至少一个其它有机可交联基团的至少一种含氧化硅烷聚合物或低聚物；封端剂；以及溶剂。

Description

低温SC1可剥离含氧化硅烷涂层
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年6月29日提交的名称为“低温SC1可剥离含氧化硅烷涂层(LOWTEMPERATURE SC1STRIPPABLE OXYSILANE-CONTAINING COATINGS)”的美国临时专利申请序列号62/356,267的标题35,U.S.C.§119(e)的权益，其公开内容全文明确并入本文中。
技术领域
本公开整体涉及氧化硅烷组合物以及由那些组合物制成的涂层，并且更具体地涉及用于电子器件和应用的氧化硅烷制剂和涂层。
背景技术
三层图案化工艺用于半导体的光刻来图案化半导体基底。示例性三层图案化工艺20如图1所示。
如图1所示，基底12诸如硅晶片设有三层：光致抗蚀剂层14，中间层16，以及有机平坦化层18。如步骤22中所示，这些层可经旋涂工艺相继施加。在步骤24中，光刻步骤图案化光致抗蚀剂层14。在步骤26中，第一碳氟化合物等离子体蚀刻步骤蚀刻通过光致抗蚀剂层14中的图案暴露的中间层14的一部分，从而使图案从光致抗蚀剂层14转移到中间层16。在步骤28中，第一氧等离子体蚀刻步骤移除光致抗蚀剂层14并蚀刻通过中间层16中转移的图案暴露的有机平坦化层18的一部分，从而使图案从中间层16转移到有机平坦化层18。在步骤30中，湿法蚀刻步骤和/或第二碳氟化合物等离子体蚀刻步骤移除中间层16，并蚀刻通过有机平坦化层18中转移的图案暴露的基底12的一部分，从而使图案从有机平坦化层18转移到基底12。在步骤32中，第二氧等离子体蚀刻步骤移除有机平坦化层18，仅留下图案化基底12。
在典型的过程中，中间层16可通过基于酸的湿法蚀刻溶液移除。然而，此类溶液可对下方暴露的基底12造成损坏。具体地讲，当转移图案的节点的宽度小于约10nm(诸如7nm或5nm的节点)时，图案化基底12的金属层变得较薄，并且潜在更易于被基于酸的蚀刻溶液损坏。
为了防止对基底12的损坏，可使用碱性剥离溶液。示例性碱性剥离溶液是标准清洗剂1(SC1)，其为包含去离子水、氢氧化铵和过氧化氢的高pH溶液，被设计成通过氧化分解和溶解来移除有机膜而不损坏下层硅晶片基底。典型的SC1溶液为(按体积计)5份去离子水、1份29％氢氧化铵、以及1份30％过氧化氢。可使SC1稀释至不同的浓度，在一些示例性实施方案中，稀释的SC1包含低至10份、20份、30份、40份，高至50份、60份、80份、100份去离子水，1份29％氢氧化铵，以及1份30％过氧化氢。过氧化氢与氢氧化铵之间的比率也可变化，在一些其它示例性实施方案中，稀释的SC1包含60份去离子水，1份29％氢氧化铵，以及低至2份、5份、10份，高至18份、20份、30份、50份30％过氧化氢。用于SC1剥离的典型加工温度为70℃至80℃，然而，较低温度的SC1工艺，例如65℃或更小(诸如25℃至65℃)下的可剥离性对于减少不希望的蚀刻、较容易的工艺控制和较低成本将是理想的。
中间层16的典型氧化硅烷材料的使用受到其在SC1溶液中较差可剥离性的限制。包含重复的-(Si-O)n-单元的典型氧化硅烷材料允许较好的涂层性能和光学特性，并且由于硅氧烷(Si-O-Si)键的固有稳定性和柔韧性，那些涂层可提供多重有益效果，包括突出的热稳定性、耐化学品性、良好的粘合性、耐刮擦性和耐磨性、优异的间隙填充和平坦化以及优异的介电特性。
然而，典型的含氧化硅烷基团的聚合物或低聚物趋于在烘烤或固化处理步骤之后继续缩合或交联。持续的反应导致相对高数目的缩聚-(Si-O)n-单元，其相对耐受SC1溶液的剥离，尤其耐受低温SC1溶液。
希望对前述方面加以改进。
发明内容
本公开提供了可形成在碱性剥离溶液中具有良好可剥离性的涂层的氧化硅烷制剂。组合物包含具有一个氧化硅烷和至少一个其它有机可交联基团的聚合物，封端剂，以及溶剂。
在一个示例性实施方案中，提供了组合物。其包含具有一个氧化硅烷基团以及至少一个其它有机可交联基团的至少一种含氧化硅烷聚合物或低聚物，封端剂、以及溶剂。
在一个更具体的实施方案中，含氧化硅烷聚合物或低聚物具有式：
其中每个R独立地选自氢、取代或未取代的烷基基团、取代或未取代的芳基基团、取代或未取代的烯基基团、取代或未取代的环烷基基团、取代或未取代的丙烯酸基团、以及它们的组合；
RA和RB各自为包含一个或多个独立地选自以下的可交联基团的聚合物部分：烯烃、炔烃、丙烯酸酯、羧酸、醇、异氰酸酯、醛、胺、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、以及环氧化物；
m为0至10的整数；
n为1至10的整数；并且
X为1至10的整数。
在上述任一实施方案的一个更具体的实施方案中，含氧化硅烷聚合物或低聚物是包含氧化硅烷的丙烯酸氨基甲酸酯。
在上述任一实施方案的一个更具体的实施方案中，含氧化硅烷聚合物或低聚物具有式：
其中
R1选自氢、取代或未取代的烷基基团、取代或未取代的芳基基团、取代或未取代的烯基基团、取代或未取代的环烷基基团、取代或未取代的丙烯酸基团、以及它们的组合；
R2各自独立地选自取代或未取代的亚烷基基团、取代和未取代的亚芳基基团、以及它们的组合；并且
n为1至10的整数。
在上述任一实施方案的一个更具体的实施方案中，含氧化硅烷聚合物或低聚物具有500道尔顿至10,000道尔顿的重均分子量。
在上述任一实施方案的一个更具体的实施方案中，含氧化硅烷聚合物或低聚物包含1重量％至30重量％的硅。
在上述任一实施方案的一个更具体的实施方案中，含氧化硅烷聚合物或低聚物占组合物总重量的0.5重量％至30重量％。
在上述任一实施方案的一个更具体的实施方案中，溶剂选自丙酮、二乙基酮、甲基乙基酮、乳酸乙酯、丙二醇丙基醚(PGPE)、丙二醇单甲醚醋酸酯(PGMEA)或它们的组合。在一个更具体的实施方案中，溶剂包括PGMEA。
在上述任一实施方案的一个更具体的实施方案中，封端剂是单官能化硅烷，包括单个反应性官能团。
在上述任一实施方案的一个更具体的实施方案中，封端剂选自：三甲基乙氧基硅烷、三乙基甲氧基硅烷、三甲基乙酰氧基硅烷、三甲基硅醇、三苯基硅醇、三苯基甲氧基硅烷、三苯基乙氧基硅烷。
在上述任一实施方案的一个更具体的实施方案中，封端剂是三甲基乙氧基硅烷。
在上述任一实施方案的一个更具体的实施方案中，封端剂包括乙酰氧基三甲基硅烷。
在上述任一实施方案的一个更具体的实施方案中，封端剂与含氧化硅烷聚合物或低聚物上可交联基团的摩尔数的摩尔比为1:100至1:1。
在上述任一实施方案的一个更具体的实施方案中，封端剂占组合物总重量的0.1重量％至20重量％。
在上述任一实施方案的一个更具体的实施方案中，组合物还包含至少一种表面活性剂。在一个更具体的实施方案中，表面活性剂占组合物总重量的0.01重量％至15重量％。
在上述任一实施方案的一个更具体的实施方案中，组合物还包含选自交联剂、引发剂、以及抗氧化剂的至少一种添加剂。
在一个示例性实施方案中，提供了由上述任一实施方案中所形成的涂层。在一个更具体的实施方案中，涂层在60℃的温度下SC1中的蚀刻速率为至少在一个更具体的实施方案中，SC1溶液由体积比为1/8/60的29％NH4OH、30％H2O2、以及H2O形成。在另一个更具体的实施方案中，涂层在SC1溶液中的蚀刻速率为至少在一个更具体的实施方案中，涂层对SC1剥离具有25℃至65℃的最低温度。在上述任一实施方案的一个更具体的实施方案中，涂层在室温下的PGMEA中以及室温下的2.38％TMAH溶液中具有或更小的蚀刻速率。
在一个示例性实施方案中，提供了经涂覆的基底。经涂覆的基底包括：基底，其中基底是硅晶片或经涂覆的硅晶片；与基底接触的有机平坦化层；光致抗蚀剂层；以及位于有机平坦化层与光致抗蚀剂层之间的中间层。中间层由包含以下的组合物形成：具有一个氧化硅烷基团以及至少一个其它有机可交联基团的至少一种含氧化硅烷聚合物或低聚物；封端剂；以及溶剂。在一个更具体的实施方案中，中间层在SC1溶液中的蚀刻速率为或更大，并且在室温下的PGMEA以及室温下的2.38％TMAH溶液中的蚀刻速率为或更小。在一个更具体的实施方案中，SC1溶液由体积比为1/8/60的29％NH4OH、30％H2O2、以及H2O形成。
在一个示例性实施方案中，提供了图案化基底的方法。该方法包括将有机平坦化层、中间层、以及光致抗蚀剂层依次施加于基底表面，中间层由包含具有一个氧化硅烷基团和至少一个其它有机可交联基团的至少一种含氧化硅烷聚合物或低聚物、封端剂、以及溶剂的组合物形成；使用光刻来图案化光致抗蚀剂层并移除光致抗蚀剂层的一部分，以将图案转移到光致抗蚀剂层；移除中间层的一部分，以将图案转移到中间层；移除图案化的光致抗蚀剂层并移除有机平坦化层的一部分，以将图案转移到有机平坦化层；移除图案化的中间层并移除基底的一部分，以将图案转移到基底；并且移除图案化的有机平坦化层。
虽然公开了多个实施方案，但是本领域技术人员从以下示出并描述了本发明的示例性实施方案的详细描述中将理解本发明的其他实施方案。因此，附图和详细描述本质上被认为是示例性的而非限制性的。
附图说明
图1示出示例性三层图案化工艺。
在各个视图中对应的参考符号表示对应的部件。提供本文所述的示例以示出某些示例性实施方案，并且此类示例不应理解为以任何方式限制范围。
具体实施方式
I.氧化硅烷制剂：
在一个示例性实施方案中，氧化硅烷制剂包含具有至少一个氧化硅烷基团和至少一个其它有机可交联基团的含氧化硅烷聚合物或低聚物、封端剂、以及溶剂。在一些示例性实施方案中，制剂还包含一种或多种添加剂，诸如交联剂、表面活性剂和/或抗氧化剂。
a.含氧化硅烷化合物：
制剂包含具有一个氧化硅烷基团和至少一个其它有机可交联基团的一种或多种聚合物或低聚物。含有可交联基团的聚合物可通过可交联基团反应之间的自交联，或这些基团与交联剂之间的反应而彼此化学键合，可交联基团通常可为任何反应性基团，一些设想的示例包括烯烃、炔烃、丙烯酸酯、羧酸、醇、异氰酸酯、醛、胺、氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、以及环氧化物。示例性聚合物和低聚物包括含有氧化硅烷的丙烯酸氨基甲酸酯，诸如MIRAMER SIU 2400和MIRAMER SIU100有机硅氨基甲酸酯丙烯酸酯(购自MiwonSpecialty Chemical Co.,Ltd.)，聚合物和低聚物包括含有氧化硅烷的聚酯丙烯酸酯，诸如MIRAMER SIP900有机硅聚酯丙烯酸酯低聚物(购自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd)。
在一个示例性实施方案中，含氧化硅烷化合物具有下式：
其中：
R选自氢、取代或未取代的烷基基团、取代或未取代的芳基基团、取代或未取代的烯基基团、取代或未取代的环烷基基团、取代或未取代的丙烯酸基团、以及它们的组合；
Ra和Rb独立地选自包含一个或多个选自以下的可交联基团的聚合物部分：烯烃、炔烃、丙烯酸酯、羧酸、醇、异氰酸酯、醛、胺、氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、环氧化物；
m为0至10的整数；并且
n和X各自独立地为1至10的整数。
在一个示例性实施方案中，含氧化硅烷化合物具有下式：
其中
R1选自氢、取代或未取代的烷基基团(甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、戊基、己基)、取代或未取代的芳基基团(苯基、萘基)、取代或未取代的烯基基团(乙烯基、丙烯基)、取代或未取代的环烷基基团、取代或未取代的丙烯酸基团、以及它们的组合；
R2各自独立地选自取代或未取代的亚烷基基团、取代和未取代的亚芳基基团、以及它们的组合；并且
n为1至10的整数。
在一些示例性实施方案中，含氧化硅烷化合物可具有例如低至500道尔顿、1000道尔顿、2000道尔顿，高至5000道尔顿、8000道尔顿、10,000道尔顿，或前述值任两者之间限定的任何范围之内，诸如500道尔顿至10,000道尔顿或5000道尔顿至8000道尔顿的重均分子量(Mw)。
在一个示例性实施方案中，含氧化硅烷化合物包含例如低至1重量％、5重量％、10重量％，高至20重量％、25重量％、30重量％的硅，或前述值任两者之间限定的任何范围之内的重量％，诸如1重量％至30重量％、或5重量％至30重量％的硅。
在一个示例性实施方案中，制剂包含例如低至0.1重量％、0.5重量％、1重量％、2重量％、2.5重量％、高至5重量％、10重量％、15重量％、20重量％或30重量％，或前述值任两者之间限定的任何范围之内，诸如0.5重量％至10重量％、或2重量％至5重量％的一种或多种含氧化硅烷化合物。
b.溶剂：
制剂包含一种或多种溶剂。示例性溶剂包括在期望的温度下挥发和/或易于使本文所讨论的组分成溶剂化物的合适的纯有机分子或它们的混合物。溶剂也可包括合适的纯极性和非极性化合物或它们的混合物。如本文所用，术语“纯”意指具有恒定组成的组分。例如，纯水仅由H2O构成。如本文所用，术语“混合物”意指不纯的组分，包括盐水。如本文所用，术语“极性”意指在分子或化合物的一点或沿它们产生不相等的电荷、部分电荷或自发电荷分布的分子或化合物的特性。如本文所用，术语“非极性”意指在分子或化合物的一点或沿它们产生相等的电荷、部分电荷或自发电荷分布的分子或化合物的特性。
示例性的溶剂包括可改变溶液的粘度、分子间力和表面能的单独或组合的溶剂，从而在一些情况下改善组合物的间隙填充和平面化特性。然而，应当理解合适的溶剂也可包括以其它方式影响组合物特征的溶剂，例如通过影响交联效率，影响热稳定性，影响粘度，和/或影响所得层或膜对其它层、基底或表面的粘附。
示例性溶剂也包括不为烃类溶剂家族化合物的成员的溶剂，诸如酮(包括丙酮、二乙酮、甲基乙基酮等)、醇、酯、醚和胺。附加的示例性溶剂包括乳酸乙酯、丙二醇丙基醚(PGPE)、丙二醇单甲醚醋酸酯(PGMEA)、N-甲基吡咯烷酮、环己酮或它们的组合。在一个示例性实施方案中，溶剂包括丙二醇单甲醚醋酸酯。
在一个示例性实施方案中，制剂包含例如低至50重量％、60重量％、70重量％、80重量％，高至85重量％、90重量％、95重量％、97重量％，或前述值任两者之间限定的任何范围之内，诸如50重量％至97重量％、80重量％至95重量％、或85重量％至95重量％的一种或多种溶剂。
c.封端剂：
制剂包含一种或多种封端剂。在一些实施方案中，封端剂是包括能够与聚硅氧烷分子上的硅醇基反应的单个反应性官能团的单官能化硅烷。示例性封端剂包括三烷基硅烷，诸如三甲基乙氧基硅烷、三乙基甲氧基硅烷、三甲基乙酰氧基硅烷、三甲基硅烷醇、三苯基硅烷醇、三苯基甲氧基硅烷、三苯基乙氧基硅烷。在一个示例性实施方案中，封端剂包括乙酰氧基三甲基硅烷。
在一个示例性实施方案中，制剂包括例如低至1:100、1:50、1:20，高至1:10、1:5、或1:1，或前述比率任两者之间限定的任何范围之内，诸如1:100至1:1的封端剂的摩尔数与含氧化硅烷化合物的可交联基团的摩尔数的摩尔比。
不希望受限于任何特定理论，据信添加的封端剂控制含氧化硅烷聚合物或低聚物的Si-O基团之间的交联，同时允许其它有机可交联基团交联。所形成的涂层的Si-O-Si键减少，其相对耐受碱性SC1溶液中的可剥离性。涂层也通过有机官能团提供足够交联，以允许良好地耐受丙二醇单甲醚醋酸酯PGMEA和四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液中的可剥离性，这可用于中间层移除之前的整合过程。
在一个示例性实施方案中，制剂包含低至0.1重量％、0.5重量％、1重量％、2重量％、2.5重量％，高至5重量％、10重量％、15重量％、或20重量％，或前述值任两者之间限定的任何范围之内，诸如0.5重量％至10重量％或2重量％至5重量％的一种或多种封端剂。
d.表面活性剂：
在一些示例性实施方案中，制剂包含一种或多种表面活性剂。可添加表面活性剂来降低表面张力。如本文所用，术语“表面活性剂”意指在溶于H2O或其它液体时降低表面张力，或降低两种液体之间，或液体与固体之间的界面张力的任何化合物。设想的表面活性剂可包括至少一种阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂或它们的组合。可将表面活性剂直接溶解到组合物中，或者可在形成最终组合物前与组合物的组分之一(至少一种硅基化合物、至少一种催化剂、至少一种溶剂)一起添加。设想的表面活性剂可包括：聚醚改性的聚二甲基硅氧烷诸如BYK 307和BYK333(聚醚改性的聚二甲基硅氧烷，BYK-Chemie)，磺酸盐诸如十二烷基苯磺酸盐、四丙烯苯磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐，氟化阴离子表面活性剂诸如Fluorad FC-93和L-18691(3M)，氟化非离子表面活性剂诸如FC-4430(3M)、FC-4432(3M)和L-18242(3M)，季胺诸如十二烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基溴化铵，烷基苯氧基聚环氧乙烷醇，烷基苯氧基聚缩水甘油，炔醇类，聚乙二醇醚诸如Tergitol TMN-6(Dow)和Tergitol minifoam 2×(Dow)，聚氧化乙烯脂肪醚诸如Brij-30(Aldrich)、Brij-35(Aldrich)、Brij-58(Aldrich)、Brij-72(Aldrich)、Brij-76(Aldrich)、Brij-78(Aldrich)、Brij-98(Aldrich)和Brij-700(Aldrich)，甜菜碱，磺基甜菜碱诸如椰油酰氨基丙基甜菜碱，以及合成磷脂诸如二辛酰磷脂酰胆碱和卵磷脂，以及它们的组合。在一个实施方案中，表面活性剂包括聚醚改性的聚二甲基硅氧烷。
在一个示例性实施方案中，制剂包含例如低至0.001重量％、0.005重量％、0.01重量％、0.05重量％，高至0.1重量％、0.25重量％、0.5重量％、1重量％、5重量％，或前述值任两者之间限定的任何范围之内，诸如0.001重量％至1重量％或0.001重量％至0.25重量％的一种或多种表面活性剂。
在一些示例性实施方案中，表面活性剂可提供于例如水或有机溶剂诸如乙醇或丙二醇丙醚(PGPE)中。在一个示例性实施方案中，表面活性剂加上水或有机混合物包含例如低至1重量％、2重量％、3重量％，高至5重量％、10重量％、15重量％，或前述值任两者之间限定的任何范围之内，诸如1重量％至15重量％或5重量％至10重量％的一种或多种表面活性剂。
e.其它添加剂-交联剂、引发剂和抗氧化剂：
在一些示例性实施方案中，制剂包含一种或多种交联剂或交联试剂。交联剂是包含能够经由化学反应连接聚合物链与聚合物上对应的官能团的两个或更多个反应性基团的分子。示例性反应性基团包括含有双键和三键的不饱和基团，诸如烯烃、炔烃、丙烯酸酯、羧酸、醇、异氰酸酯、醛、胺、氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、以及环氧化物。在一个实施方案中，制剂包含购自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd的TRIMETHYLOLPROPANE(EO)3TRIACRYLATE。在一个示例性实施方案中，制剂包含交联剂Miramer PU3600E，即氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物与TRIMETHYLOLPROPANE(EO)3TRIACRYLATE的混合物(购自MiwonSpecialty Chemical Co.,Ltd)。
在一个示例性实施方案中，制剂包含例如基于制剂的总重量计低至0.001重量％、0.005重量％、0.01重量％、0.05重量％，高至0.1重量％、0.25重量％、0.5重量％、1重量％、5重量％，或前述值任两者之间限定的任何范围之内，诸如0.001重量％至1重量％或0.001重量％至0.25重量％的一种或多种交联剂。
在一些示例性实施方案中，制剂包含一种或多种引发剂。引发剂用于形成由其产生，诸如通过热分解、光分解或氧化还原反应产生聚合物链的活性中心(自由基)。示例性引发剂包括有机和无机化合物，诸如过氧化物、偶氮化合物、金属碘化物、以及烷基金属。在一个示例性实施方案中，制剂包含引发剂二叔丁基过氧化物。
在一个示例性实施方案中，制剂包含例如基于制剂的总重量计低至0.001重量％、0.005重量％、0.01重量％、0.05重量％，高至0.1重量％、0.25重量％、0.5重量％、1重量％，或前述值任两者之间限定的任何范围之内，诸如0.001重量％至1重量％或0.001重量％至0.25重量％的一种或多种引发剂。
在一些示例性实施方案中，制剂包含一种或多种抗氧化剂。在一些示例性三层图案化过程中，使中间层在SC1剥离过程之前经受氧等离子体处理。在氧等离子处理期间，等离子中的氧自由基可导致涂层的有机组分氧化，留下相对耐受SC1溶液剥离的无机SiO层。在一些示例性实施方案中，包含的一种或多种抗氧化剂使氧等离子体的氧化下降并维持对涂层的可剥离性。示例性抗氧化剂包括苯并三唑和2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]丙烯酸乙酯，其各自购自Sigma Aldrich。
在一个示例性实施方案中，制剂包含例如基于制剂的总重量计低至0.001重量％、0.005重量％、0.01重量％、0.05重量％，高至0.1重量％、0.25重量％、0.5重量％、1重量％、5重量％、10重量％，或前述值任两者之间限定的任何范围之内，诸如0.001重量％至1重量％或0.001重量％至0.25重量％的一种或多种抗氧化剂。
II.涂层：
在一些示例性实施方案中，制剂在表面形成涂层，诸如如图1所示的中间层16。如图1所示，中间层16可位于基底12上的光致抗蚀剂层14与有机平坦化层18之间。
在一些示例性实施方案中，中间层16具有例如低至0.01μm、0.05μm、0.1μm、0.2μm、0.25μm、0.3μm、0.5μm、0.75μm、1μm、1.5μm，高至2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、或更大，或前述值任两者之间限定的任何范围之内，诸如0.01μm至4μm或0.1μm至2μm的厚度。
在一些示例性实施方案中，通过将制剂施加于基底，然后固化制剂来形成聚硅氧烷涂层。固化是指如下聚合过程：使硅基材料诸如含氧化硅烷化合物反应，以水解并与其它低聚物缩聚，从而形成较高分子量聚合物或基体。在一个示例性实施方案中，提供烘烤步骤来移除至少一部分或全部溶剂。在一些实施方案中，烘烤步骤在低至100℃、200℃、220℃，高至250℃、275℃、300℃、320℃、350℃、或更高的温度下短至0.5分钟、1分钟、5分钟、10分钟、15分钟，长至20分钟、30分钟、45分钟、60分钟、或更长。
在一些示例性实施方案中，由制剂形成的涂层通过SC1溶液进行剥离。在一些示例性实施方案中，通过包含(按体积计)5份去离子水、1份29％氢氧化铵、以及1份30％过氧化氢的SC1溶液剥离涂层。在一些示例性实施方案中，通过包含(按体积计)低至10份、20份、30份、40份，高至50份、60份、80份、100份去离子水，1份29％氢氧化铵，以及1份30％过氧化氢的稀释SC1溶液来剥离涂层。在其它示例性实施方案中，稀释的SC1溶液中过氧化氢与氢氧化铵之间的比率也可变化。在另一些示例性实施方案中中，通过包含(按体积计)60份的去离子水，1份29％的氢氧化铵，以及低至2份、5份、10份到高至18份、20份、30份、50份的30％过氧化氢的稀释SC1溶液来剥离涂层。
在一些示例性实施方案中，由制剂形成的涂层优选地在低于典型工艺温度70℃～80℃的温度下通过一种或多种以上SC1溶液进行剥离。在一些示例性实施方案中，在低至25℃、30℃、40℃，高至50℃、60℃、70℃，或更高的温度下通过SC1溶液来剥离涂层。
在一些示例性实施方案中，由制剂形成的涂层在暴露于碱性溶液时具有良好的可剥离性。在一些示例性实施方案中，涂层在SC1溶液中的蚀刻速率低至高至 或更大，或在前述值任两者之间限定的任何范围之内，诸如或更大、至或至
在一些示例性实施方案中，由制剂形成的涂层耐受PGMEA的剥离。
在一些示例性实施方案中，涂层在PGMEA溶液中室温下的蚀刻速率低至高至 或前述值任两者之间限定的任何范围之内，诸如至至在一些示例性实施方案中，涂层在室温下PGMEA溶液中的蚀刻速率为或更小。
在一些示例性实施方案中，由制剂形成的涂层耐受TMAH的剥离。在一些示例性实施方案中，涂层在室温下2.38％TMAH溶液中的蚀刻速率低至高至 或前述值任两者之间限定的任何范围之内，诸如至至在一些示例性实施方案中，涂层在室温下2.38％TMAH溶液中的蚀刻速率为或更小。
实施例
以下是具有不同组成的SC1可剥离涂层制剂的实施例。提供实施例仅为了说明的目的，并且不旨在以任何方式限制本发明的各种实施方案。结果汇总于下表1中。
实施例1
涂层制剂如下形成：在室温下，将10.0g的含氧化硅烷的丙烯酸氨基甲酸酯(MIRAMER SIU 2400有机硅氨基甲酸酯丙烯酸酯，购自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd.)溶解于190g的PGMEA中，然后滴加2.0g的含10％BYK-307的乙醇，并使混合物在室温下搅拌3小时并用0.1微米PTFE过滤器过滤。
将制剂以1500rpm旋涂到硅晶片试样块上30秒并于200℃烘烤60秒，以形成的涂层。
在60℃下，将经涂覆的晶片浸没到1/18/60体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。蚀刻速率基于湿法蚀刻之前和之后的厚度变化来测定。结果表明涂层不可通过SC1溶液剥离。如本文所用，术语“不可剥离”意指蚀刻速率低于
在40℃下，将经涂覆的晶片浸没到1/8/60体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明涂层不可通过SC1溶液剥离。
在室温下，将经涂覆的晶片浸没到PGMEA中1分钟，结果表明蚀刻速率为
在室温下，将经涂覆的晶片浸没到2.38％TMAH中1分钟，结果表明蚀刻速率为
使经涂覆的晶片在TE蚀刻器中45毫托压力下采用400Sccm的O2流速以400W功率经受氧等离子处理5秒。等离子体干法蚀刻速率基于干法蚀刻之前和之后的厚度变化来测定。结果表明涂层的干法蚀刻速率为
在60℃下，将经等离子体处理的晶片浸没到1/18/60体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
在40℃下，将经等离子体处理的晶片浸没到1/8/60体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明涂层不可通过SC1溶液剥离。
实施例2
涂层制剂如下形成：在室温下，将5.0g的含氧化硅烷的丙烯酸氨基甲酸酯(MIRAMER SIU 2400有机硅氨基甲酸酯丙烯酸酯，购自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd.)和5.0g的PU3600E(氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物与TRIMETHYLOLPROPANE(EO)3TRIACRYLATE的混合物，购自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd.)溶解于190g的PGMEA中，然后滴加2.0g的含10％BYK-307的乙醇，接着添加0.085g二叔丁基苄醚，并使混合物在室温下搅拌3小时并用0.1微米PTFE过滤器过滤。
将制剂以1500rpm旋涂到硅晶片试样块上30秒并于200℃烘烤60秒，以形成的涂层。
在60℃下，将经涂覆的晶片浸没到1/18/60体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
在40℃下，将经涂覆的晶片浸没到1/8/60体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明涂层不可通过SC1溶液剥离。
在室温下，将经涂覆的晶片浸没到PGMEA中1分钟，结果表明蚀刻速率为
在室温下，将经涂覆的晶片浸没到2.38％TMAH中1分钟，结果表明蚀刻速率为
使经涂覆的晶片在TE蚀刻器中45毫托压力下采用400Sccm的O2流速以400W功率经受氧等离子处理5秒。结果表明涂层的干法蚀刻速率为
在60℃下，将经等离子体处理的晶片浸没到1/18/60体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
在40℃下，将经等离子体处理的晶片浸没到1/8/60体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
实施例3
涂层制剂如下形成：在室温下，将2.5g的含氧化硅烷的丙烯酸氨基甲酸酯(MIRAMER SIU 2400有机硅氨基甲酸酯丙烯酸酯，购自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd.)和7.5g的PU3600E(氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物与TRIMETHYLOLPROPANE(EO)3TRIACRYLATE的混合物，购自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd.)溶解于190g的PGMEA中，然后滴加2.0g的含10％BYK-307的乙醇，接着添加0.1g二叔丁基苄醚，并使混合物在室温下搅拌3小时并用0.1微米PTFE过滤器过滤。
将制剂以1500rpm旋涂到硅晶片试样块上30秒并于200℃烘烤60秒，以形成的涂层。
在60℃下，将经涂覆的晶片浸没到1/18/60体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明涂层不可通过SC1溶液剥离。
在40℃下，将经涂覆的晶片浸没到1/8/60体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明涂层不可通过SC1溶液剥离。
在室温下，将经涂覆的晶片浸没到PGMEA中1分钟，结果表明蚀刻速率为
在室温下，将经涂覆的晶片浸没到2.38％TMAH中1分钟，结果表明蚀刻速率为
使经涂覆的晶片在TE蚀刻器中45毫托压力下采用400Sccm的O2流速以400W功率经受氧等离子处理5秒。结果表明涂层的干法蚀刻速率为
在60℃下，将经等离子体处理的晶片浸没到1/18/60体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
在40℃下，将经等离子体处理的晶片浸没到1/8/60体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
实施例4
涂层制剂如下形成：在室温下，将5.0g的含氧化硅烷的丙烯酸氨基甲酸酯(MIRAMER SIU 2400有机硅氨基甲酸酯丙烯酸酯，购自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd.)溶解于190g的PGMEA中，然后滴加2.0g的含10％BYK-307的乙醇，接着添加1.0g乙酰氧基三甲基硅烷，并使混合物在室温下搅拌3小时并用0.1微米PTFE过滤器过滤。
将制剂以1500rpm旋涂到硅晶片试样块上30秒并于200℃烘烤60秒，以形成的涂层。
在60℃下，将经涂覆的晶片浸没到1/18/60体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
在室温下，将经涂覆的晶片浸没到PGMEA中1分钟，结果表明蚀刻速率为
在室温下，将经涂覆的晶片浸没到2.38％TMAH中1分钟，结果表明蚀刻速率为
使经涂覆的晶片在TE蚀刻器中45毫托压力下采用400Sccm的O2流速以400W功率经受氧等离子处理5秒。结果表明涂层的干法蚀刻速率为
在60℃下，将经等离子体处理的晶片浸没到1/18/60体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明涂层不可通过SC1剥离。
实施例5
涂层制剂如下形成：在室温下，将5.0g的含氧化硅烷的丙烯酸氨基甲酸酯(MIRAMER SIU 2400有机硅氨基甲酸酯丙烯酸酯，购自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd.)溶解于190g的PGMEA中。将5.0g的乙酰氧基三甲基硅烷添加到混合物中，然后滴加2.0g的含10％BYK-307的乙醇，并使混合物在室温下搅拌3小时并用0.1微米PTFE过滤器过滤。
将制剂以1500rpm旋涂到硅晶片试样块上30秒并于200℃烘烤60秒，以形成的涂层。
在60℃下，将经涂覆的晶片浸没到1/18/60体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。蚀刻速率基于湿法蚀刻之前和之后的厚度变化来测定。结果表明涂层通过SC1溶液以的蚀刻速率完全移除。
在60℃下，将一些经涂覆的晶片浸没到1/1/40体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
在室温下，将一些经涂覆的晶片浸没到PGMEA中1分钟，结果表明蚀刻速率为
在室温下，将一些经涂覆的晶片浸没到2.38％TMAH中1分钟，结果表明蚀刻速率为
使一些经涂覆的晶片在TE蚀刻器中45毫托的压力下采用400Sccm的O2流速以400W功率经受氧等离子处理5秒。结果表明涂层的干法蚀刻速率为
在60℃下，将一些经等离子体处理的晶片浸没到1/18/60体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明涂层不可通过SC1剥离。
在60℃下，将一些经等离子体处理的晶片浸没到1/1/40体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
实施例6
涂层制剂如下形成：在室温下，将6.95g的含氧化硅烷的聚酯丙烯酸酯低聚物(MIRAMER SIP 900有机硅聚酯丙烯酸酯，购自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd.)溶解于200g的PGMEA中，然后添加3.0g乙酰氧基三甲基硅烷，并使混合物在室温下搅拌3小时并用0.1微米PTFE过滤器过滤。
将制剂以1500rpm旋涂到硅晶片试样块上30秒并于200℃烘烤60秒，以形成的涂层。
在60℃下，将一些经涂覆的晶片浸没到1/1/40体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
在室温下，将一些经涂覆的晶片浸没到PGMEA中1分钟，结果表明蚀刻速率为
在室温下，将一些经涂覆的晶片浸没到2.38％TMAH中1分钟，结果表明蚀刻速率为
使一些经涂覆的晶片在TE蚀刻器中45毫托的压力下采用400Sccm的O2流速以400W功率经受氧等离子处理3秒。结果表明涂层的干法蚀刻速率为
在60℃下，将一些经等离子体处理的晶片浸没到1/1/40体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
实施例7
涂层制剂如下形成：在室温下，将5.0g的含氧化硅烷的丙烯酸氨基甲酸酯(MIRAMER SIU 2400硅氧烷聚氨酯丙烯酸酯，购自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd.)溶解于190g的PGMEA中。将5.0g的乙酰氧基三甲基硅烷添加到混合物中，然后滴加2.0g的含10％BYK-307的乙醇，接着添加1.0g TRIMETHYLOLPROPANE(EO)3TRIACRYLATE，并使混合物在室温下搅拌3小时并用0.1微米PTFE过滤器过滤。
将制剂以1500rpm旋涂到硅晶片试样块上30秒并于200℃烘烤60秒，以形成的涂层。
在60℃下，将一些经涂覆的晶片浸没到1/1/40体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
在室温下，将一些经涂覆的晶片浸没到PGMEA中1分钟，结果表明蚀刻速率为
在室温下，将一些经涂覆的晶片浸没到2.38％TMAH中1分钟，结果表明蚀刻速率为
使一些经涂覆的晶片在TE蚀刻器中45毫托的压力下采用400Sccm的O2流速以400W功率经受氧等离子处理1秒。结果表明涂层的干法蚀刻速率为
在60℃下，将一些经等离子体处理的晶片浸没到1/1/40体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
实施例8
涂层制剂如下形成：在室温下，将5.0g的含氧化硅烷的丙烯酸氨基甲酸酯(MIRAMER SIU 2400硅氧烷聚氨酯丙烯酸酯，购自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd.)溶解于190g的PGMEA中。将5.0g的乙酰氧基三甲基硅烷添加到混合物中，然后滴加2.0g的含10％BYK-307的乙醇，接着添加1.0g苯并三唑，并使混合物在室温下搅拌3小时并用0.1微米PTFE过滤器过滤。
将制剂以1500rpm旋涂到硅晶片试样块上30秒并于200℃烘烤60秒，以形成的涂层。
在60℃下，将一些经涂覆的晶片浸没到1/1/40体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
在室温下，将一些经涂覆的晶片浸没到PGMEA中1分钟，结果表明蚀刻速率为
在室温下，将一些经涂覆的晶片浸没到2.38％TMAH中1分钟，结果表明蚀刻速率为
使一些经涂覆的晶片在TE蚀刻器中45毫托的压力下采用400Sccm的O2流速以400W功率经受氧等离子处理1秒。结果表明涂层的干法蚀刻速率为
在60℃下，将一些经等离子体处理的晶片浸没到1/1/40体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
实施例9
涂层制剂如下形成：在室温下，将2.75g的MIRAMER SIU 2400(硅氧烷聚氨酯丙烯酸酯，购自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd.)和2.75g的MIRAMER SIU 100(有机硅氨基甲酸酯丙烯酸酯，购自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd.)溶解于190g的PGMEA中。将5.5g的乙酰氧基三甲基硅烷添加到混合物中，然后滴加2.0g的含10％BYK-307的乙醇，并使混合物在室温下搅拌3小时并用0.1微米PTFE过滤器过滤。
将制剂以1500rpm旋涂到硅晶片试样块上30秒并于200℃烘烤60秒，以形成的涂层。
在60℃下，将一些经涂覆的晶片浸没到1/1/40体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
在室温下，将一些经涂覆的晶片浸没到PGMEA中1分钟，结果表明蚀刻速率为
在室温下，将一些经涂覆的晶片浸没到2.38％TMAH中1分钟，结果表明蚀刻速率为
使一些经涂覆的晶片在TE蚀刻器中45毫托的压力下采用400Sccm的O2流速以400W功率经受氧等离子处理1秒。结果表明涂层的干法蚀刻速率为
在60℃下，将一些经等离子体处理的晶片浸没到1/1/40体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
实施例10
涂层制剂如下形成：在室温下，将2.5g的MIRAMER SIU 2400(有机硅氨基甲酸酯丙烯酸酯，购自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd.)和2.5g的MIRAMER SIU 100(有机硅氨基甲酸酯丙烯酸酯，购自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd.)溶解于200g的PGMEA。将1.0g的乙酰氧基三甲基硅烷添加到混合物中，然后滴加0.05g的二叔丁基过氧化物和1.25g的2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]丙烯酸乙酯以及含10％BYK-307的乙醇，并使混合物在室温下搅拌3小时并用0.1微米PTFE过滤器过滤。
将制剂以1500rpm旋涂到硅晶片试样块上30秒并于200℃烘烤60秒，以形成的涂层。
在60℃下，将经涂覆的晶片浸没到1/1/40体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
在室温下，将经涂覆的晶片浸没到PGMEA中1分钟，结果表明蚀刻速率为
在室温下，将经涂覆的晶片浸没到2.38％TMAH中1分钟，结果表明蚀刻速率为
使经涂覆的晶片在TE蚀刻器中45毫托的压力下采用400Sccm的O2流速以400W功率经受氧等离子处理1秒。结果表明涂层的干法蚀刻速率为
在60℃下，将经等离子体处理的晶片浸没到1/1/40体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O的SC1溶液中3分钟。结果表明蚀刻速率为
表1提供实施例1-10的汇总。使氧等离子体蚀刻在45mT，400W下采用400Sccm氧气流速进行所提供的时间。1/8/60SC1溶液由1/8/60的体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O形成，并在40℃下测定蚀刻速率3分钟。1/18/60SC1溶液由1/18/60的体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O形成，并在60℃下测定蚀刻速率3分钟。1/1/400SC1溶液由1/1/40的体积比的29％NH4OH/30％H2O2/H2O形成，并在60℃下测定蚀刻速率3分钟。在室温下测定在PGMEA和2.38％TMAH中的蚀刻速率。表1中的名称“N/S”指示涂层不可剥离，具有低于的蚀刻速率。
表1：实施例的汇总
在不脱离本发明的范围的情况下，可以对所讨论的示例性实施方案进行各种修改和添加。例如，虽然上述实施方案涉及特定特征结构，但是本发明的范围还包括具有不同特征结构组合的实施方案和不包括所有上述特征结构的实施方案。

Claims (10)

1.一种用于形成涂层的组合物，所述组合物包含：
至少一种含氧化硅烷聚合物或低聚物，其具有一个氧化硅烷基团以及至少一个其它有机可交联基团；
封端剂；和
溶剂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述含氧化硅烷聚合物或低聚物具有式：
其中：
每个R独立地选自氢、取代或未取代的烷基基团、取代或未取代的芳基基团、取代或未取代的烯基基团、取代或未取代的环烷基基团、取代或未取代的丙烯酸基团、以及它们的组合；
RA和RB各自为包含一个或多个独立地选自以下的可交联基团的聚合物部分：烯烃、炔烃、丙烯酸酯、羧酸、醇、异氰酸酯、醛、胺、氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、以及环氧化物；
m为0至10的整数；
n为1至10的整数；并且
X为1至10的整数。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述含氧化硅烷聚合物或低聚物是包含氧化硅烷的丙烯酸氨基甲酸酯。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述含氧化硅烷聚合物或低聚物具有式：
其中
R1独立地选自氢、取代或未取代的烷基基团、取代或未取代的芳基基团、取代或未取代的烯基基团、取代或未取代的环烷基基团、取代或未取代的丙烯酸基团、以及它们的组合；
R2各自独立地选自取代或未取代的亚烷基基团、取代和未取代的亚芳基基团、以及它们的组合；并且
n为1至10的整数。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述含氧化硅烷聚合物或低聚物具有500道尔顿至10,000道尔顿的重均分子量。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述含氧化硅烷聚合物或低聚物包含1重量％至30重量％的硅。
7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述封端剂选自：三甲基乙氧基硅烷、三乙基甲氧基硅烷、三甲基乙酰氧基硅烷、三甲基硅烷醇、三苯基硅烷醇、三苯基甲氧基硅烷、三苯基乙氧基硅烷。
8.根据权利要求1所述的组合物，其中封端剂与所述含氧化硅烷聚合物或低聚物上可交联基团的摩尔数的摩尔比为1:100至1:1。
9.根据权利要求1所述的组合物，其还包含至少一种表面活性剂，其中
所述表面活性剂占所述组合物的总重量的0.01重量％至15重量％。
10.一种图案化基底的方法，包括以下步骤：
将有机平坦化层、中间层、以及光致抗蚀剂层依次施加于所述基底的表面，所述中间层由包含以下的组合物形成：具有一个氧化硅烷基团和至少一个其它有机可交联基团的至少一种含氧化硅烷聚合物或低聚物、封端剂、以及溶剂；
使用光刻来图案化所述光致抗蚀剂层并移除所述光致抗蚀剂层的一部分，以将图案转移到所述光致抗蚀剂层；
移除所述中间层的一部分，以将图案转移到所述中间层；
移除经图案化的光致抗蚀剂层并移除所述有机平坦化层的一部分，以将图案转移到所述有机平坦化层；
移除经图案化的中间层并移除所述基底的一部分，以将图案转移到所述基底；以及
移除所述图案化的有机平坦化层。
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WO2017217175A1 (ja) シリコーン重合体組成物

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