CN117003785A - 一种支化型有机硅材料 - Google Patents

一种支化型有机硅材料 Download PDF

Info

Publication number
CN117003785A
CN117003785A CN202210476531.2A CN202210476531A CN117003785A CN 117003785 A CN117003785 A CN 117003785A CN 202210476531 A CN202210476531 A CN 202210476531A CN 117003785 A CN117003785 A CN 117003785A
Authority
CN
China
Prior art keywords
branched
patterning
group
branched silicone
silicone material
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.)
Pending
Application number
CN202210476531.2A
Other languages
English (en)
Inventor
杨宁远
高诗阳
刘心元
程鑫
张宇
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.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
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 Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN202210476531.2A priority Critical patent/CN117003785A/zh
Priority to PCT/CN2023/091383 priority patent/WO2023208153A1/zh
Publication of CN117003785A publication Critical patent/CN117003785A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0834—Compounds having one or more O-Si linkage
    • C07F7/0838—Compounds with one or more Si-O-Si sequences
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0834—Compounds having one or more O-Si linkage
    • C07F7/0838—Compounds with one or more Si-O-Si sequences
    • C07F7/0872—Preparation and treatment thereof
    • C07F7/0874—Reactions involving a bond of the Si-O-Si linkage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0834—Compounds having one or more O-Si linkage
    • C07F7/0838—Compounds with one or more Si-O-Si sequences
    • C07F7/0872—Preparation and treatment thereof
    • C07F7/0876—Reactions involving the formation of bonds to a Si atom of a Si-O-Si sequence other than a bond of the Si-O-Si linkage
    • C07F7/0878—Si-C bond
    • C07F7/0879—Hydrosilylation reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/38—Polysiloxanes modified by chemical after-treatment
    • 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
    • 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
    • G03F7/0755—Non-macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供一种支化型有机硅材料，其具有ABmCn支化结构，其中A＝Si(OSi)aD(4‑a)，a是整数3或4，m是等于或大于0的整数，n是等于或大于3的整数，并且m≤n，B为连接基团，在存在时分别连接A与C，C具有至少一个可交联基团以构建支化臂，D是不具有交联功能或继续反应功能的端基基团。本发明还提供包含该支化型有机硅材料的组合物，以及使用该支化型有机硅材料或其组合物对衬底进行图案化的方法。

Description

一种支化型有机硅材料
技术领域
本发明涉及一种支化型有机硅材料，其可用于半导体领域对半导体衬底进行图案化而形成高精度图案。
背景技术
近年来集成电路行业发展越来越迅速，单位面积内芯片算力逐步提高，电子产品效能越来越高。支撑集成电路行业的快速发展，尤其是针对单位面积内芯片算力的提高，即对应关键尺寸越来越小，离不开图案化技术的迅猛发展。最关键的图案化工艺当前已发展到可支撑N5nm制程节点量产，通常包括以下步骤:以既定的图案为模板，透过模板照射涂覆的基材膜层，以形成具有被照射涂层区域和具有未被照射涂层区域的被照射结构；以及选择性地溶解清洗被照射结构/未被照射的结构之一，所残留的材料形成的图案与模板上的图案相同，残留的图案化材料可以在刻蚀步骤中具有抗刻蚀性，选择性地保护底层材料如基片不被刻蚀或被缓慢刻蚀，进而形成图形向底层基材转移，在基片(如硅片)上形成图案，该图案来自于最初选择性曝光的图案。图1示出了根据现有技术的图案化流程图。
在最先进的应用短波长15nm以下的射线实现图形化的过程中，图案化技术光源传输效率低，要求图案化材料敏感性高，通常曝光能量要在30mJ/cm2以内，最高分辨率要求达到20nm以下，LER/LWR边沿粗糙度要求在分辨率的8％以内。当前所搭配的图案化材料，并不能满足最先进图案化所能理论达成的最高分辨率，即10nm以下。当前所存在的材料体系有：有机高分子型、有机小分子型、金属有机型、有机硅型等。其中，有机高分子型材料体系为传统图案化材料，在应用15nm以下短波长前，均采用有机高分子材料体系，但当图案化光源波长降低到15nm以下之后，所形成图形分辨率要求提升，而有机高分子材料体系当前所形成的图案分辨率极限在13nm左右，故业界已开展对多种材料体系的探索。金属有机体系材料敏感性高、分辨率高，但有金属离子污染风险。有机硅材料体系的分辨率高，分子尺寸小，但硅对15nm以下光源敏感性低，所需曝光能量极高。如何秉承有机硅材料体系既有分辨率的优势，提升该体系材料的光敏感性，成为业界难题。
为了解决上述技术问题，先前已进行了一些相关研究，但都未能很好地解决这一技术问题。与本发明相关的现有技术例举如下。
WO2020030855A2提供了一种含卤素及金属元素的链式高分子有机硅醇式有机-无机杂化图案化材料涂层，其分子主体结构式如下所示。通过在高分子链及支链中(R基部分)添加卤族元素及金属元素提高有机硅型图案化材料在1～15nm波长的光照条件下的光敏感性，并且通过调节有机基团及硅醇基团的比例调节图案化材料的其他性能。该发明允许不获得预选硅醇含量的聚氢化倍半硅氧烷树脂，并且硅醇含量的调节将使获得用于13.5nm波长的光照的高灵敏度涂层成为可能。然而，该发明采用链状结构的有机硅醇高分子，分子尺寸较大，约在3～10nm之间，曝光后所形成的图案最高分辨率受分子尺寸所限制，该分子尺寸易造成图案边沿粗糙度高，所形成图案质量低，分辨率不足。
WO2020030855A2公开的链式高分子有机硅醇主体结构
WO2005022257A2提供了一种含光敏基团的多面体齐聚倍半硅氧烷光敏引发剂，其中包含了与多面体齐聚倍半硅氧烷键合的光活性结构部分和胺官能团二者的光敏引发剂。即，在硅笼状结构有机支链中引入光敏剂，提高笼状分子整体的光敏性。此技术所涉及的光敏引发剂主要作为添加剂应用在涂料中，如荧光增白剂、填料、颜料、染料、润湿剂、流平助剂。然而，该技术方案所解决的问题为光敏涂料中的光引发剂问题，作为一种次要添加剂加入到光敏型涂料当中，不涉及图案化过程，这与本发明所设计的应用场景不同。如将该类型材料，即在有机配体链中引入含胺官能团的光敏引发剂，在1～15nm波长的光照射条件下曝光，吸收主体为原子，光敏性并不因采用此处胺类光敏剂而显著提高。所以该技术发明，并不能提升图案化材料在短波长电磁辐射曝光条件下的敏感性。
CN101974120A在一般以聚对羟基苯乙烯为基础的成膜树脂配方中添加可共聚倍半硅氧烷单体进行共聚合制备成一类新的成膜树脂。聚苯乙烯结构和倍半硅氧烷结构如下所示。提高KrF(248nm)光照条件下的图案化材料的粘附性及抗刻蚀性。该共聚物需按照10～30份成膜树脂、0.5～6份的光致酸、0.5～10的交联剂、70～90的溶剂以及0.01～0.5的有机碱混合而成。聚苯乙烯结构和倍半硅氧烷结构为成膜树脂共聚物高分子中的两个结构单元，其中苯乙烯占40～90％，含纳米硅单元占1～20％。然而，该发明主要采用聚对羟基苯乙烯为高分子树脂主体材料，在其中添加一定量的纳米级聚硅氧烷结构以提高其高分子主体材料在248nm光源曝光下的性能，纳米级聚硅氧烷在其中并不作为主体材料。该技术方案采用的主体材料为高分子体系，分子尺寸大，在短波长(例如约1～15nm或甚至约3～10nm)电磁辐射条件下曝光，其图案分辨率受图案化材料分子尺寸影响较大，所得图案分辨率低，边沿粗糙度高，不易控制。
CN101974120A公开的聚苯乙烯结构(左)和倍半硅氧烷结构(右)
CN101122742A公开了一种超支化聚硅氧烷基图案化材料，为了克服现有光固化树脂粘度大、固化物无法转化为功能器件的不足，该发明提供了一种以超支化聚硅氧烷为基体树脂的图案化材料，成份为重量百分比为30～90的超支化聚硅氧烷、10～70的活性稀释剂和2～5的光引发剂。该发明含有甲基丙烯酰基团，具有低粘度、多官能度、高反应活性等特性，可快速光固化且固化物可转化为硅氧基陶瓷。该技术方案主要采用支化型有机硅结构，但整体支化体积过大，分子量仍比线性有机硅材料高，空间体积较大，导致最终曝光结果边沿粗糙度较高。
CN101122742A公开的支化型有机硅光刻胶
部分现有技术采用的传统有机高分子材料衍生而来的添加有机硅结构单元的高分子型图案化材料，虽然可以提高图案化材料的抗刻蚀性，但由于其分子尺寸大，导致潜在图案分辨率低、图案边缘粗糙度高，所形成图案质量不足以满足现行图案化工艺需求。部分现有技术采用纳米级聚硅氧烷添加有机光敏剂结构增加对光线照射的敏感性，然而其光敏性主要针对波长为248nm及以上的长波长紫外光区域，并不能增加对波长小于248nm的较短波长电磁辐射的光敏感性。
因此，需要开发一种能够在短波长范围内(例如1～15nm波长范围内)的电磁辐射曝光条件下使用的图案化材料，与现有技术中的图案化材料相比具有大幅提升的光敏感性，尤其是可以同时满足高敏感性、高抗刻蚀性、高分辨率以及小分子尺寸的要求。
发明内容
在一个方面，本发明提供一种支化型有机硅材料，其特征在于所述支化型有机硅材料具有ABmCn支化结构，其中A＝Si(OSi)aD(4-a)，a是整数3或4，m是等于或大于0的整数，n是等于或大于3的整数，并且m≤n，B为连接基团，在存在时分别连接A与C，C具有至少一个可交联基团以构建支化臂，D是不具有交联功能或继续反应功能的端基基团。
在另一个方面，本发明提供一种图案化组合物，其包含一种或多种根据本发明的支化型有机硅材料。
在又一个方面，本发明提供一种图案化方法，其包括使用根据本发明的支化型有机硅材料或根据本发明的图案化组合物对衬底进行图案化的步骤。
在又一个方面，本发明提供一种制备根据本发明的支化型有机硅材料的方法，所述方法包括使Si(OR)aD(4-a)水解后与卤代硅烷进行反应，进而与产生B基团和/或C基团的化合物进行反应的步骤，其中R为具有1～20个碳原子的直链或支链烃基。
在再一个方面，本发明提供一种制备根据本发明的支化型有机硅材料的方法，所述方法包括对已合成的支化型有机硅材料进行改性的步骤。
因此，本发明提供了一种用于图案化的支化型有机硅材料，所述有机硅材料的支化结构具有≥3个支化臂，每个支化臂端基可具有进一步交联的官能团。该支化型有机硅材料能够大幅提升有机硅类图案化材料的敏感性，从而解决现有图案化材料在短波长范围内(例如1～15nm波长范围内)的电磁辐射曝光条件下敏感性不够的问题。本发明所提出的支化型有机硅氧烷图案化材料，采用多端基支化结构，保持具有立体型的结构同时，增加可反应位点，增加反应几率，最终结果反馈在增强图案化材料的敏感性。在优选的实施方案中，本发明可以提供能够同时满足高敏感性、高抗刻蚀性、高分辨率、小分子尺寸要求的高性能图案化材料。
附图说明
通过以下具体实施方式和附图对本发明进行详细的解释说明，以期本领域技术人员能够更好地理解本发明，但是不能理解为以任何方式限制本发明的范围。
图1示出了根据现有技术的图案化流程图。
图2示出了以短波长电磁辐射(例如软X射线，即soft X-ray)作为曝光光源进行图案化工艺的流程图。
图3示出了本发明实施例中采用的图案化工艺流程图。
图4示出了根据本发明的一个实施方案的支化型有机硅材料的核磁图谱。
图5a和图5b示出了根据本发明的一个实施方案的图案化过程的实施效果。
图6示出了示出了根据本发明的另一个实施方案的支化型有机硅材料的核磁图谱。
图7示出了根据本发明的另一个实施方案的图案化过程的实施效果。
具体实施方式
本发明通过提供一种具有ABmCn支化结构的支化型有机硅材料和包含该支化型有机硅材料的光刻胶制剂或组合物(制剂和组合物是可互换的)解决了与常规光刻胶材料和方法相关的问题，所述制剂或组合物允许将以所述支化型有机硅材料为主的图案化材料应用在以短波长电磁辐射作为曝光光源的图案化技术中。
在一个实施方案中，本发明提供一种支化型有机硅材料，其特征在于所述支化型有机硅材料具有ABmCn支化结构，其中A＝Si(OSi)aD(4-a)，a是整数3或4，m是等于或大于0的整数，n是等于或大于3的整数，并且m≤n，B为连接基团，在存在时分别连接A与C，C具有至少一个可交联基团以构建支化臂，D是不具有交联功能或继续反应功能的端基基团。
因此，本发明的支化型有机硅材料具有≥3个支化臂，每个支化臂端基具有进一步交联的官能团。本发明的支化结构中任一Si-O结构仅构成单方向连接，不存在含两个以上Si-O结构的环状结构。本发明的支化结构可形成以Si为中心的三支化型、四支化型、多支化型结构等具有可反应端基大于等于3个以上的支化型结构。所形成的支化结构中具有带有可反应有机端基的R基团，R基团可经由多次反应构建，最终形成1-3种端基，在图案化过程中经由交联、聚合反应形成负胶结构。本发明的支化型有机硅材料以硅氧烷为主体，所得分子量虽小，但玻璃化转变温度(Tg)普遍高于200℃，远大于光刻流程操作温度，可以排除漏气(outgas)风险。使用本发明的支化型有机硅材料进行图案化过程，所形成的图案具有高敏感性，即曝光能量低，脱气量低、分辨率高，分子尺寸低，因此能够对应现有技术中所得图案边沿粗糙度低等特点，解决现存图案化材料不能同时满足上述要求的问题。
在一个实施方案中，根据本发明的ABmCn支化结构中的m是0。
在一个实施方案中，根据本发明的ABmCn支化结构中的m是大于0的整数，例如可以是等于或大于1的整数、等于或大于2的整数、等于或大于3的整数、等于或大于4的整数、等于或大于5的整数、等于或大于6的整数。例如，m可以是由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、30、40、50、60、70、80、90、100中的任意两个值所限定的范围内的数值。
在一个实施方案中，根据本发明的ABmCn支化结构中的n是3。
在一个实施方案中，根据本发明的ABmCn支化结构中的n是大于3的整数，例如可以是等于或大于4的整数、等于或大于5的整数、等于或大于6的整数、等于或大于7的整数、等于或大于8的整数、等于或大于9的整数。例如，n可以是由3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、30、40、50、60、70、80、90、100中的任意两个值所限定的范围内的数值。
在一个实施方案中，根据本发明的ABmCn支化结构可以选自：
在一个实施方案中，根据本发明的ABmCn支化结构中的A为支化臂中心，B和C为不能与自身反应的结构单元，结构B可以具有≥2种不同端基，其中一端可以与A反应，其余为自由端基以便逐步构建支化臂，结构C具有≥2种不同端基，其中一端可以与B反应；其中m+n>0，且1≥m/n≥0，D为不具有交联功能或继续反应的端基基团。
在一个实施方案中，根据本发明的ABmCn支化结构中的B可以源自选自以下的至少一种单体：
在一个实施方案中，根据本发明的ABmCn支化结构中的C具有至少一个选自以下的可交联基团：叠氮基、烯基、醛基、巯基、取代或未取代的氨基、炔基、酯基、羧酸基团、卤素基、羟基、环氧基、氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、用作多齿配体的基团及其组合。所述可交联基团可以是C的端基，优选地可在光/电/外部光电致催化剂的作用下进行自身或相互交联。
在一个实施方案中，根据本发明的ABmCn支化结构中的C可以源自选自以下的至少一种结构：
在一个实施方案中，根据本发明的ABmCn支化结构中的D可以源自选自以下的至少一种结构：
在一个实施方案中，根据本发明的ABmCn支化结构中的A、B和C相互独立地包含或不包含选自金属元素、卤族元素及其组合中的至少一种。金属元素可以是例如Na、Mg、Al、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Rb、Sr、Y、Ga、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Sn、Sb、Te、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Pb、Bi、Po及其组合中的一种或多种。卤族元素可以是F、Cl、Br、I及其组合中的一种或多种。一方面，含金属元素、卤族元素及其组合的支化型有机硅化合物制备方法简单，产率高，适合于工业化生产。在另一方面，含金属元素、卤族元素及其组合的支化型有机硅化合物作为图案化材料，溶解性好，可溶解于大部分有机溶剂中，涂布性能好，形成的图案化材料膜层表面光滑，膜厚度便于调节，显影条件符合图案化过程要求，便于应用。
在一个实施方案中，根据本发明的ABmCn支化结构中的A、B和C中的至少一个包含选自金属元素、卤族元素及其组合中的至少一种。
在一个实施方案中，根据本发明的ABmCn支化结构中的A、B和C中的至少两个各自独立地包含选自金属元素、卤族元素及其组合中的至少一种。
在一个实施方案中，根据本发明的ABmCn支化结构中的A、B和C各自独立地包含选自金属元素、卤族元素及其组合中的至少一种。
在一个实施方案中，根据本发明的支化型有机硅材料包含卤族元素但不包含金属元素。在这种情况下，在提高图案化材料在以短波长电磁辐射为曝光光源下保持高敏感性的同时，可去除金属元素对图案化过程中的衬底污染问题，减少工艺步骤。
在一个实施方案中，本发明提供一种图案化组合物，其包含一种或多种根据本发明的支化型有机硅材料。
在一个实施方案中，本发明的图案化组合物包含一种或多种根据本发明的支化型有机硅材料作为主要成分。在本文中，“主要成分”是指在应用该组合物时起到主要作用的成分。例如，在某些实施方案中，“主要成分”可以是除组合物中的载体(例如，在液态情况下可以是水或溶剂，在固态情况下可以是沸石等多孔载体)之外含量最高的活性成分，而在某些实施方案中，“主要成分”不一定是含量最高的，但是可以是在实现该组合物的某些功能方面唯一起作用的成分。
在一个实施方案中，本发明的图案化组合物包含两种或更多种根据本发明的支化型有机硅材料。
在一个实施方案中，本发明的图案化组合物呈混合溶液的形式。
在一个实施方案中，本发明的图案化组合物包含两种或更多种根据本发明的端基可交联的支化型有机硅材料形成混合溶液。
在本发明的图案化组合物为混合溶液的情况下，其固体含量可以在以重量计1％-10％的范围内，例如可以在以重量计由1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％中的任意两个值所限定的范围内。
本发明的图案化组合物可以包含溶剂，例如无机溶剂和/或有机溶剂。在一个实施方案中，本发明的图案化组合物包含无机溶剂，所述无机溶剂可以是水或其他水性溶剂。
在一个实施方案中，本发明的图案化组合物包含有机溶剂，所述有机溶剂可以是酮类有机溶剂、醇类有机溶剂、醚类有机溶剂、酯类有机溶剂、内酯类有机溶剂及其组合中的一种或多种。酮类有机溶剂例如可以是环己酮、甲基-2-正戊基酮或其组合。醇类有机溶剂例如可以是3-甲氧基丁醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、二丙酮醇、二乙二醇、丙二醇、甘油、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇或其组合。醚类有机溶剂例如可以是丙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、乙二醇单乙醚、丙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚或其组合。酯类有机溶剂例如可以是丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇单乙醚乙酸酯、乳酸乙酯、丙酮酸乙酯、乙酸丁酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸叔丁酯、丙酸叔丁酯、丙二醇单叔丁醚乙酸酯或其组合。内酯类有机溶剂例如可以是γ-丁内酯。
在一个实施方案中，本发明的图案化组合物包含上述无机溶剂和有机溶剂的混合物。
在一个实施方案中，本发明的图案化组合物还可以包括选自以下的至少一种：光致催化剂、感光剂、成膜剂、染料、有机溶剂、无机溶剂、稳定剂、分散剂及其组合。
在一个实施方案中，本发明的图案化组合物包含光致催化剂，优选地所述光致催化剂包含锰基光致催化剂。
在一个实施方案中，本发明提供一种图案化方法，其包括使用根据本发明的支化型有机硅材料或根据本发明的图案化组合物对衬底进行图案化的步骤。
在一个实施方案中，本发明的图案化方法包括使衬底暴露于曝光光源的步骤。
在一个实施方案中，本发明的图案化方法包括使衬底暴露于曝光光源的步骤。用于本发明的曝光光源可以为波长小于1000nm的电磁辐射，优选地为波长小于400nm的电磁辐射，或者为波长在由0、0.01nm、0.05nm、0.1nm、0.5nm、1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、18nm、20nm、50nm、100nm、150nm、200nm、220nm、248nm、300nm、350nm、380nm、400nm、480nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm和1000nm中的任意两个值所限定的范围内的电磁辐射。在一个优选实施方案中，所述曝光光源为波长在1～15nm范围内的电磁辐射。
在一个实施方案中，本发明的图案化方法包括使衬底暴露于选自以下的一种或多种曝光光源的步骤：X射线、紫外光、深紫外光、软X射线、电子束、离子束及其组合。
根据本发明，可以使用波长为1～15nm的电磁辐射曝光光源或电子束刻蚀形成高精度图案。图2示出了以短波长电磁辐射(例如软X射线，即soft X-ray)作为曝光光源进行图案化工艺的流程图。首先，图案化材料被溶解在合适的溶剂当中形成一定浓度的溶液，溶液浓度可根据膜厚需求进行调节，通常溶液浓度越高对应膜层越厚，按照基底的大小尺寸，取一定量体积的溶液经旋涂过程涂布在硅晶元或被其他涂层覆盖的硅晶圆上或任何其他以硅晶圆为最终衬底的涂层上，形成小于100nm厚度的图案化材料膜层，如步骤1和2所示。在曝光前通常经烘烤过程除去残留在膜层中的溶剂，如步骤3所示。后经软X射线范围内或波长在1～15nm范围内的任意单一波长射线、或混合波长射线经掩模板反射选择性照射图案化材料膜层上，将掩模板上的图案转移到图案化材料膜层上，过程如步骤4所示。图案化材料经选择性照射后，被照射部分的化学性质发生变化，溶解性发生改变，通过显影液(可选自有机溶液、无机溶液、纯溶剂、混合溶剂、含添加剂的溶剂等)对被照射过的图案化材料进行清洗，清洗时间范围在10～300s之间，可为单步清洗或多步清洗。经清洗后图案化材料层，被照射部分未被洗掉，形成负性图案，图案化材料称为负性图案化材料，如步骤5a所示；被照射部分被洗掉，形成正性图案，图案化材料称为正性图案化材料，如步骤5b所示。图案化材料所形成的图案在刻蚀步骤中对底层基底材料形成选择性保护作用，经一定条件的刻蚀，图案化材料以及未被保护的基底材料被刻蚀，但被图案化材料保护处刻蚀速度慢于未被保护处，最终在基底材料上形成图案，如步骤6a所得为负性图案，如步骤6b所得为正性图案。在以上图案化过程中，所使用电磁辐射曝光波长为1～15nm或无掩膜电子束曝光，在该条件下，要求所得图案分辨率高，图案边沿粗糙度低，所消耗曝光能量低，当前材料不能完全满足。
本发明所涉及的支化型有机硅材料为支化型硅氧烷核结构与有机接枝基团组合而形成的化合物。根据本发明的支化型有机硅材料可以通过两种合成方法来制备。一种是从非支化的小分子硅氧烷开始制备，另一种是通过对现有支化型硅氧烷分子进行改性而制备。支化型有机硅材料合成后，需与添加剂如稳定剂、分散剂、溶剂等混合形成配方后进入图案化工艺流程准备，进行以短波长电磁辐射为曝光光源的图案化过程。
在一个实施方案中，本发明提供一种制备根据本发明的支化型有机硅材料的方法，所述方法包括使Si(OR)aD(4-a)水解后与水解后的卤代硅烷进行反应，进而与产生B基团和/或C基团的化合物进行反应的步骤，其中在式Si(OR)aD(4-a)中，R为具有1～20个碳原子的直链或支链烃基，例如为具有由1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20中的任意两个值所限定的范围内的个数的碳原子的直链或支链烃基，a是整数3或4，D是不具有交联功能或继续反应功能的端基基团。B基团和C基团如前文针对ABmCn支化结构所定义。在一个优选实施方案中，式Si(OR)aD(4-a)中的每个R独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基。
根据本发明的一个实施方案，所述卤代硅烷是被F、Cl、Br、I中的一个或多个取代的硅烷，优选地为具有1～5、1～4或2～3个硅原子的硅烷。在一个实施方案中，所述卤代硅烷是一卤代硅烷、二卤代硅烷、三卤代硅烷、四卤代硅烷或其组合。在一个实施方案中，所述卤代硅烷还被烷烃基、烯烃基、炔烃基中的一个或多个取代，所述烷烃基、烯烃基和炔烃基相互独立地具有1-100个碳原子，例如具有1-50个碳原子、1-20个碳原子或者1-10个碳原子，优选地具有由1、2、3、4、5、6、7、8、9、10中的任意两个值所限定的范围内的个数的碳原子。
在一个实施方案中，所述卤代硅烷选自由1或2个相互独立地选自烷烃基(例如C1-C10烷烃基)、烯烃基(例如C1-C10烯烃基)、炔烃基(例如C1-C10炔烃基)或其组合的基团取代的二卤代硅烷或一卤代硅烷。
在一个实施方案中，所述卤代硅烷选自二甲基氯硅烷、二甲基溴硅烷、二甲基碘硅烷、三甲基氯硅烷、三甲基溴硅烷、三甲基碘硅烷、二正丁基氯硅烷、二异丁基氯硅烷、二仲丁基氯硅烷或其组合。
在一个具体实施方案中，本发明提供一种支化型有机硅材料的合成方法，包括将硅氧烷水解后与硅烷进行反应，并在催化剂催化下与环己烷进行加成反应，获得三支化小分子产物。所述硅氧烷优选三乙氧基苯基硅氧烷，所述硅烷优选二甲基一氯硅烷，所述催化剂可以是金属催化剂，优选铂催化剂；所述环己烷优选1,2-环氧-4-乙烯基环己烷。
在另一个实施方案中，本发明提供一种制备根据本发明的支化型有机硅材料的方法，所述方法包括对已合成的支化型有机硅材料进行改性的步骤。优选地，所述已合成的支化型有机硅材料选自倍半硅氧烷、环硅氧烷及其组合，所述环硅氧烷优选地选自环三硅氧烷、环四硅氧烷、环五硅氧烷、环六硅氧烷、环七硅氧烷、环八硅氧烷及其组合。在一个优选实施方案中，所述已合成的支化型有机硅材料选自乙烯基倍半硅氧烷(CAS号:69655-76-1)、丙烯酸基-笼形聚倍半硅氧烷(CAS号:1620202-27-8)、胺苯基聚倍半硅氧烷(CAS号:518359-82-5)、γ-缩水甘油醚氧硅丙基倍半硅氧烷(CAS号:68611-45-0)、2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷(CAS号:2554-06-5)、2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷(CAS号:3901-77-7)及其组合。
通过改性已合成的支化型有机硅材料而制备根据本发明的支化型有机硅材料的方法可以包括使用有机基团修饰的氢化硅氧烷对已合成的支化型有机硅材料的端基进行选择性修饰的步骤。所述有机基团的种类取决于目标产物中的相应基团，如上文所述的那些。
对已合成的支化型硅氧烷进行改性，对其端基进行选择性修饰，如利用可采购到的环硅氧烷例如环三硅氧烷或环四硅氧烷，或者倍半硅氧烷例如乙烯基倍半硅氧烷，利用其有机基团乙烯基在铂(Pt)催化下可以与氢化硅氧烷基进行反应，选取不同种有机基团修饰的氢化硅氧烷与其反应，从而对其进行端基修饰改性。这可以实现具有多种有机基团的支化型硅氧烷结构。
本发明的图案化材料含可聚合端基的支化型聚硅氧烷化合物，对比现有应用在以短波长电磁辐射为曝光光源的光刻系统中的有机型图案化材料，具有优良的高敏感性、高图案分辨率、低图案边沿粗糙度以及高抗刻蚀性，因此尤其适用于以短波长电磁辐射(例如软X射线)为曝光光源的图案化技术。
根据本发明的支化型有机硅材料或包含其的图案化组合物可以在基底上形成10-100nm薄膜，并可以在曝光条件下结合后续加工工艺获得10-80nm关键尺寸的图形。所述基底可包括但不限于芯片、掩膜、半导体等。
本发明实施方式中的各特征可以单独使用或彼此组合使用。
本文中提及的百分数是指基于组合物总重量的重量百分数，除非有明确相反的规定。
除非本文另有说明或上下文明显矛盾，否则本文所述的所有方法均可以任何合适的顺序进行。除非另外声明，否则本文提供的任何和所有实例或示例性语言(例如，“如”)的使用仅旨在更好地说明本发明，而不对本发明的范围构成限制。本说明书中的任何语言都不应被解释为表示任何未要求保护的要素对于本发明的实践是必要的。
实施例
以下通过实施例对本发明进行更加详细的解释和说明以便于本领域技术人员更好地理解本发明，但是本发明不限于这些实施例。
1.定义
在本文中，术语“短波长电磁辐射”是指波长小于400nm的电磁辐射，尤其是指波长小于248nm的电磁辐射，例如是指波长在由0、0.01nm、0.05nm、0.1nm、0.5nm、1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、18nm、20nm、50nm、100nm、150nm、200nm、220nm、248nm、300nm、350nm、380nm、400nm中的任意两个值所限定的范围内的电磁辐射。在一些实施方案中，术语“短波长电磁辐射”是指波长在1～15nm范围内的电磁辐射。
术语“图案化(photolithography)”是指平板印刷术，图案化过程、光刻过程、微影过程，是半导体器件制造工艺中的重要步骤，该步骤曝光和显影过程在图案化材料上刻画集合图形结构，通过刻蚀工艺将掩模版上的图形转印到衬底基片、基材上，此处衬底基材基片不仅包括硅晶圆，也可以是其他金属层、介质层、以及经表面修饰或添加配套层的上述基材。
术语“图案化材料(photoresist)”又称光阻剂、光刻胶、光致抗蚀剂，是指通过光或电磁辐射(例如紫外光、深紫外光、软X射线、X射线、电子束、离子束等)的照射，其在显影液中的溶解度发生变化的耐刻蚀性薄膜材料。
术语“显影液(developer)”是指溶解由曝光造成图案化材料溶解性变化后可溶解区域的一种纯或混合型溶剂。
术语“正性图案(Positive tone)”是指显影后，图案化材料被曝光部分被显影液洗掉，形成的图案为正性图案。
术语“负性图案(Negative tone)”是指显影后，图案化材料未被曝光部分被显影液洗掉，形成的图案为负性图案。
术语“旋涂过程(spin coat)”是指旋转涂覆，是一种高速成膜方法，可以得到均匀的薄膜，均匀性广泛应用于半导体材料及化工材料等薄膜制备。它利用旋转产生的离心力，将溶胶、溶液或悬浊液等均匀平铺到衬底表面。
术语“掩模板(mask)”是指在图案化过程中，掩模作为一个光学元件处于光刻光路之中，掩模上承载有设计图形，光线选择性的经其透射或反射，可以将设计图形透射在图案化材料膜层上。
以“约”字来描述数值和数值范围时是指这些数值和数值范围可以在±5％的范围内变化。
另外，以下示出了部分英文缩略语和完整的中英文表述的对照表：
2.材料
所使用的材料及其纯度如下表所示。
3.测试
进行了如下测试来例示根据本发明的支化型有机硅材料的性能和优势。
1)光敏感性测试
采用不同剂量的电子束、离子束、X射线等电磁辐射对材料膜层曝光，将获得目标图案所需的最小能量进行对比，以获得敏感性。
2)抗刻蚀性测试
采用氧等离子对形成的图案进行刻蚀，进行刻蚀性对比，以获得相对抗刻蚀性能。
4.图案化工艺
a)硅片表面处理
亲水性处理：在Piranha溶液(H2O：30％氨水：30％H2O2＝5:1:1)中清洗15～20mins,然后去离子水洗，再用异丙醇洗，使用前用气枪吹干表面液体。
疏水性处理：使用上述亲水性处理过的硅片，利用蒸镀或者旋涂的方式使HMDS均匀覆盖在上述硅片表面。
抗反射层处理：添加底层抗反射层BARC，或底层SOC、SOG。
b)溶液制备
经合成获得纯度在98％以上的单种支化型硅氧烷材料，可将一种或多种支化型硅氧烷材料按照比例混合，可选择性添加一种或多种稳定剂、分散剂、光酸、淬灭剂、溶剂等形成图案化材料配方。在除溶剂外的图案化材料组合物中，相对于100重量份的支化型硅氧烷材料，其他组分的重量份数在0.1～40重量份之间。所使用溶剂重量比例取决于膜层厚度，可根据不同膜层厚度需求，调节溶剂量。
c)膜层制备
根据基片大小，取用适量图案化材料配方混合物进行旋涂，示例：4英寸基片通常取用1～5mL图案化材料配方混合物进行旋涂，取得5～200nm之间任一厚度均匀膜层，膜层表面粗糙度低于2nm。旋涂后可选择性添加烘烤步骤，烘烤温度在60～200℃之间，时间20～120s之间以除去残余溶剂。
d)膜层曝光
图案化材料膜层经电子束选择性照射后，被照射部分发生化学反应，溶解性发生变化。可选择性添加烘烤步骤，以促进膜层中未完成化学反应进行，烘烤温度在60～200℃之间，时间在20～120s之间。
e)显影过程
取合适的显影液，显影液示例：0.5～5％浓度的四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液，或有机溶剂如酮类，例如环己酮和甲基-2-正戊基酮；醇类例如3-甲氧基丁醇，3-甲基-3-甲氧基丁醇，1-甲氧基-2-丙醇，1-乙氧基-2-丙醇和二丙酮醇；醚类例如丙二醇单甲醚，乙二醇单甲醚，丙二醇单乙醚，乙二醇单乙醚，丙二醇二甲醚，二乙二醇二甲醚；酯类例如丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)，丙二醇单乙醚乙酸酯，乳酸乙酯，丙酮酸乙酯，乙酸丁酯，3-乙氧基丙酸甲酯，3-乙氧基丙酸乙酯，乙酸叔丁酯，丙酸叔丁酯和丙二醇单叔丁醚乙酸酯；和内酯类例如γ-丁内酯；高沸点醇溶剂如二乙二醇，丙二醇，甘油，1,4-丁二醇或1,3-丁二醇等以上一种溶剂或多种溶剂混合而成的显影液。显影液与曝光后膜层接触显影时间10～120s。后可选择性添加水润洗过程，润洗时间10～120s。后可选择性添加烘烤过程，烘烤温度在60～200℃之间，时间在20～120s之间。
f)图案表征
采用电子显微镜或者原子力显微镜对所得图案进行观察量测，所得图案分辨率在3～200nm之间，边沿粗糙度在图案分辨率的2～30％之间。
g)刻蚀过程
可经离子刻蚀或离子注入过程，将图案转移至底层基底基片上。
图3示出了本实施例中采用的图案化工艺流程图。
在以下实施例中，除非另有说明，所述图案化过程为包含上述步骤a)-g)的图案化工艺。
实施例1从三乙氧基苯基硅氧烷开始制备支化型有机硅材料
三乙氧基苯基硅氧烷水解后与二甲基一氯硅烷进行反应，并在铂催化下与1,2-环氧-4-乙烯基环己烷进行加成反应，获得目标三支化小分子目标产物。合成路线如下所示。
由此制得的支化型有机硅材料的核磁图谱如图4所示。
该新型支化型倍半硅氧烷的分子尺寸为约0.5nm，形成15nm图案化膜层厚度，在选择性曝光后在较低能量下可形成sub-10nm图案化结构，实现了本发明所要解决的高敏感性、高分辨率图案化材料的最初设定。
图5a示出了采用该新型支化型倍半硅氧烷进行图案化过程的实施效果。经电子束选择性照射后，图案化材料膜层形成溶解性变化，经异丙醇与水混合溶剂制成的显影液清洗后，没有被照射的部分被洗掉，被照射的部分留下，形成负性图案，完成图案化过程。后经氧离子刻蚀步骤，可在衬底基片上形成负性图案。更优的，采用该主体材料在氮化硅(SiNx)悬空膜为衬底条件下，用HBL进行曝光，所得图形如图5b所示。该实施例采用曝光剂量低于50μC/cm2，最小线宽低于10nm，体现了材料的高分辨率和高敏感性能。
该新型的支化型硅氧烷为主体材料的图案化材料具有大量的可聚合端基，代表具有高的短波长电磁辐射敏感性，尤其是软X射线敏感性，较现有技术可以吸收更多的短波长光子例如软X射线光子，并且，与氟苯基相连的双键，可以通过自由基反应加速聚合反应的进行，更好地提高光化学反应效率，进一步提高图案化材料的光敏性。
实施例2对乙烯基倍半硅氧烷进行改性而制备支化型有机硅材料
以乙烯基倍半硅氧烷为原料，对其进行改性，以合成多种支化型硅氧烷材料。合成路线如下所示。
由此制得的支化型有机硅材料的核磁图谱如图6所示。
图7示出了采用该改性支化型倍半硅氧烷进行图案化过程的实施效果。
与实施例1的实施效果类似，以实施例2所合成的材料为主要成分的图案化材料在基底基片上制成膜，膜层经射线选择性照射后，图案化材料膜层形成溶解性变化，经异丙醇与水混合溶剂制成的显影液清洗后，没有被照射的部分被洗掉，被照射的部分留下，形成负性图案，完成图案化过程。后经氧离子刻蚀步骤，可在衬底基片上形成负性图案。
然而由于在膜层中被光照后发生自由基聚合反应的机理不同，导致化学反应速率不同，即表观效果造成光敏感性有所区别，进而可以设计不同的端基，根据实际工艺条件需要，调节图案化材料的光敏感性。
比较例1
以实施例2中作为改性原料的乙烯基倍半硅氧烷代替本发明的支化型有机硅材料进行上述图案化工艺，无法在衬底基片上实现预期的图案化，基本不具备图案化性能。
可见，采用本发明的支化型有机硅材料不仅能够实现有效的图案化，而且图形敏感性可达50uC以内，而目前商业化的图案化材料的曝光能量都在100uC到几千uC的范围内，充分显示出本发明的支化型有机硅材料的高敏感性。此外，采用本发明的支化型有机硅材料还可以实现低于20nm的高分辨率和较高的抗刻蚀性。
尽管本申请中所提及的许多数值和数值范围没有用“约”字来描述，但是应当理解，这些数值和数值范围均可以在±5％的范围内变化而不会脱离本发明的范围。
除非有明确相反的规定，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的技术人员普遍理解的相同的含义。尽管本文中具体描述了一些方法和材料，但是与本文所描述的类似或等同的方法和材料尽管在本文中没有具体提及也可用于实施本发明。例如，本文中所描述的各种具体的中空通道结构并非对可用于构造本文中提供的眼部植入物的各种结构的穷举。此外，一个或多个所示中空通道结构的特征可与一个或多个其他所示中空通道结构的特征组合，以产生许多不同组合，这些组合在本申请的范围内。本文所提到的所有公开出版物、专利申请、专利和其他参考文献都通过引用全部并入本文。在有冲突的情形下，以本申请中的定义为准。此外，这些材料、方法和示例仅是示意性的，不应视为用来限制本申请所要求保护的范围。
尽管本说明书包含许多具体实施方式的细节，但这些细节不应被解释为对任何发明或所可能要求的内容的范围的限制，而是作为对可能是特定发明的特定实施方案的特征的具体描述。本说明书中在各单独的实施方案的上下文中描述的某些特征还可在单个实施方案中组合地实施，在单个实施方案的上下文中描述的各种特征也可在多个实施方案中单独地或以任何合适的子组合实施。

Claims (25)

1.一种支化型有机硅材料，其特征在于所述支化型有机硅材料具有ABmCn支化结构，其中
A＝Si(OSi)aD(4-a)，a是整数3或4，
m是等于或大于0的整数，n是等于或大于3的整数，并且m≤n，
B为连接基团，在存在时分别连接A与C，
C具有至少一个可交联基团以构建支化臂，
D是不具有交联功能或继续反应功能的端基基团。
2.根据权利要求1所述的支化型有机硅材料，其中所述ABmCn支化结构选自：
3.根据权利要求1或2所述的支化型有机硅材料，其中C具有至少一个选自以下的可交联基团：叠氮基、烯基、醛基、巯基、取代或未取代的氨基、炔基、酯基、羧酸基团、卤素基、羟基、环氧基、氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、用作多齿配体的基团及其组合。
4.根据权利要求1或2所述的支化型有机硅材料，其中B源自选自以下的至少一种单体：
5.根据权利要求1或2所述的支化型有机硅材料，其中C源自选自以下的至少一种结构：
6.根据权利要求1或2所述的支化型有机硅材料，其中D源自选自以下的至少一种结构：
7.根据权利要求1或2所述的支化型有机硅材料，其中A、B和C相互独立地包含或不包含选自金属元素、卤族元素及其组合中的至少一种。
8.一种图案化组合物，其包含一种或多种根据权利要求1-7中任一项所述的支化型有机硅材料。
9.根据权利要求8所述的图案化组合物，其包含两种或更多种根据权利要求1-7中任一项所述的支化型有机硅材料。
10.根据权利要求8或9所述的图案化组合物，其呈混合溶液的形式。
11.根据权利要求10所述的图案化组合物，其固体含量在1％-10％之间。
12.根据权利要求8或9所述的图案化组合物，其还包括选自以下的至少一种：光致催化剂、感光剂、成膜剂、染料、有机溶剂、无机溶剂、稳定剂、分散剂及其组合。
13.根据权利要求12所述的图案化组合物，其中所述光致催化剂包含锰基光致催化剂。
14.一种图案化方法，其包括使用根据权利要求1-7中任一项所述的支化型有机硅材料或根据权利要求8-13中任一项所述的图案化组合物对衬底进行图案化的步骤。
15.根据权利要求14所述的图案化方法，其包括使衬底暴露于曝光光源的步骤。
16.根据权利要求15所述的图案化方法，其中所述曝光光源为波长小于400nm的电磁辐射。
17.根据权利要求16所述的图案化方法，其中所述曝光光源为波长在0.01～248nm范围内的电磁辐射。
18.根据权利要求17所述的图案化方法，其中所述曝光光源为波长在1～15nm范围内的电磁辐射。
19.一种制备根据权利要求1-7中任一项所述的支化型有机硅材料的方法，所述方法包括使Si(OR)aD(4-a)水解后与水解后的卤代硅烷进行反应，进而与产生B基团和/或C基团的化合物进行反应的步骤，其中在式Si(OR)aD(4-a)中，R为具有1～20个碳原子的直链或支链烃基，a是整数3或4，D是不具有交联功能或继续反应功能的端基基团。
20.根据权利要求19所述的方法，其中R选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其中所述卤代硅烷选自二甲基氯硅烷、二甲基溴硅烷、二甲基碘硅烷、三甲基氯硅烷、三甲基溴硅烷、三甲基碘硅烷、二正丁基氯硅烷、二异丁基氯硅烷、二仲丁基氯硅烷或其组合。
22.一种制备根据权利要求1-7中任一项所述的支化型有机硅材料的方法，所述方法包括对已合成的支化型有机硅材料进行改性的步骤。
23.根据权利要求22所述的方法，所述已合成的支化型有机硅材料选自倍半硅氧烷、环硅氧烷及其组合。
24.根据权利要求22所述的方法，所述已合成的支化型有机硅材料选自乙烯基倍半硅氧烷、丙烯酸基-笼形聚倍半硅氧烷、胺苯基聚倍半硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧硅丙基倍半硅氧烷、2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷、2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷及其组合。
25.根据权利要求22-24中任一项所述的方法，包括使用有机基团修饰的氢化硅氧烷对已合成的支化型有机硅材料的端基进行选择性修饰的步骤。
CN202210476531.2A 2022-04-29 2022-04-29 一种支化型有机硅材料 Pending CN117003785A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210476531.2A CN117003785A (zh) 2022-04-29 2022-04-29 一种支化型有机硅材料
PCT/CN2023/091383 WO2023208153A1 (zh) 2022-04-29 2023-04-27 一种支化型有机硅材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210476531.2A CN117003785A (zh) 2022-04-29 2022-04-29 一种支化型有机硅材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117003785A true CN117003785A (zh) 2023-11-07

Family

ID=88517866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210476531.2A Pending CN117003785A (zh) 2022-04-29 2022-04-29 一种支化型有机硅材料

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN117003785A (zh)
WO (1) WO2023208153A1 (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5863970A (en) * 1995-12-06 1999-01-26 Polyset Company, Inc. Epoxy resin composition with cycloaliphatic epoxy-functional siloxane
US20070299165A1 (en) * 2006-06-27 2007-12-27 Gelcore Llc Phenyl-containing silicone epoxy formulations useful as encapsulants for LED applications
CN101122742B (zh) * 2007-09-14 2011-06-22 西北工业大学 超支化聚硅氧烷基光刻胶
CN101974120B (zh) * 2010-09-28 2012-12-26 昆山西迪光电材料有限公司 含纳米硅深紫外负性增幅型光刻胶及其成膜树脂
WO2012147828A1 (ja) * 2011-04-27 2012-11-01 富士フイルム株式会社 インプリント用硬化性組成物、パターン形成方法およびパターン
JP2014227544A (ja) * 2013-05-27 2014-12-08 信越化学工業株式会社 光半導体素子封止用樹脂組成物及び該組成物を用いてなる光半導体装置
JP6441024B2 (ja) * 2014-10-22 2018-12-19 信越化学工業株式会社 シリコーン変性エポキシ樹脂と多価カルボン酸化合物を含有するエポキシ樹脂およびその硬化物
CN107903587B (zh) * 2017-12-15 2020-08-21 江苏澳盛复合材料科技有限公司 一种碳纤维增强材料用环氧树脂体系

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023208153A1 (zh) 2023-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5632387B2 (ja) 湿式エッチング可能な反射防止膜
EP1720075B1 (en) Coating compositions
KR101286631B1 (ko) 리버스 패터닝 방법 및 재료
US5457003A (en) Negative working resist material, method for the production of the same and process of forming resist patterns using the same
KR101295858B1 (ko) 더블 패터닝 방법 및 물질
FI129480B (en) Silanol-containing organic-inorganic hybrid coatings for high-resolution patterning
JP4244315B2 (ja) レジストパターン形成用材料
JP2009516859A (ja) １９３ｎｍ浸漬リソグラフィのための水でキャスト可能で水で剥離可能なトップコート
KR100792045B1 (ko) 레지스트 하층막용 하드마스크 조성물 및 이를 이용한반도체 집적회로 디바이스의 제조방법
CN1280316C (zh) 用于抗反射涂层的有机聚合物和其制备方法
TWI588610B (zh) 用於裝置製造的可光圖案化及可顯影之倍半矽氧烷樹脂
EP0466025B1 (en) Resist material, method for the production of the same and process of forming resist patterns using the same
CN117003785A (zh) 一种支化型有机硅材料
EP3394675B1 (en) Materials containing metal oxides, processes for making same, and processes for using same
JP2005042050A (ja) 硬化性シリコーン組成物、及びこれを用いたパターン形成方法
TW202315908A (zh) 含矽之光阻下層膜形成用組成物、使用該組成物之積層體、及半導體元件之製造方法
CN111607089B (zh) 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
TWI252373B (en) Fluorinated Si-polymers and photoresists comprising same
KR20050044501A (ko) 포토리소그래피용 무반사 코팅 및 이의 제조 방법
JPH0470662A (ja) シロキサンポリマー及びレジスト組成物
KR102586109B1 (ko) 반도체 포토레지스트용 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법
TWI842839B (zh) 官能性聚氫倍半矽氧烷樹脂組成物、產生其的方法及其用途
WO2022131277A1 (ja) 樹脂組成物、硬化膜、硬化膜の製造方法、多層膜付き基板、パターン付き基板の製造方法、感光性樹脂組成物、パターン硬化膜の製造方法、重合体の製造方法及び樹脂組成物の製造方法
KR20230109157A (ko) 레지스트 하층막 형성용 조성물
CN114063389A (zh) 图案化材料和图案化薄膜

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication