TW202116942A - 平坦化方法及組成物 - Google Patents

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山傑 瑪利卡
瑞吉 沙卡謬里
亞瑪 Ａ 奈尼
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Abstract

本發明描述一種在一具有傳導金屬圖案的基材上產生一平坦化聚醯亞胺基底介電膜的方法，其中該方法包含下列步驟：(a)提供一包含至少一完全醯亞胺化的聚醯亞胺聚合物及至少一溶劑之介電膜形成組成物；及(b)將該介電膜形成組成物沈積到一具有傳導金屬圖案之基材上以形成一介電膜，其中在該介電膜的頂端表面上之最高與最低點間的差係少於約2微米。

Description

平坦化方法及組成物
相關申請案之相互參照
本申請案主張2019年10月4日提申的美國臨時專利申請序號62/910,766之優先權，其內容全文藉此以參考方式併入本文。 發明領域
本發明係關於一種平坦化方法及組成物。
發明背景
用來封裝基材的架構變得越來越複雜。在多層結構中，可預期到一寬範圍的傳導金屬配線(例如，銅配線)密度。因此重要的是，一介電膜形成組成物能有效地跨越多重傳導金屬配線密度來平坦化該複雜的表面形貌。
在建立多重堆疊的電路系統時會使用數個沈積及圖形化傳導金屬之步驟。在下層表面形貌缺乏好的平坦化時，介電層會無法充分地覆蓋傳導金屬配線而造成電氣故障。
雖然現在的聚醯亞胺基底膜形成組成物具有優良的絕緣性質，它們由於高剛性及溶液/熔融物黏度而缺乏好的平坦化性質。
發明概要
本發明之目標為提供一種使用新穎的膜形成聚醯亞胺基底組成物來形成一具有好的平坦化性質之介電膜的方法。在某些具體實例中，於本文所描述的介電膜之頂端表面的最高與最低點間之差可少於約2微米(圖1)。
在某些具體實例中，本揭示的特徵為一種在含有傳導金屬(例如，銅)圖案的基材上產生一平坦化聚醯亞胺基底介電膜之方法，其中該方法包含下列步驟： a.提供一包含至少一完全醯亞胺化的聚醯亞胺聚合物及至少一溶劑的介電膜形成組成物；及 b.將該介電膜形成組成物沈積到一具有傳導金屬圖案之基材上以形成一介電膜，其中在該介電膜的頂端表面上之最高與最低點間的差係少於約2微米。
在某些具體實例中，本揭示的特徵為一種藉由本文所描述的方法製備之三維物件。
在某些具體實例中，本揭示的特徵為一種包括於本文中所描述的三維物件之半導體裝置。
較佳實施例之詳細說明
如於本文中所使用，用語「完全醯亞胺化」意謂著本揭示的聚醯亞胺聚合物係至少約90%(例如，至少約95%、至少約98%、至少約99%或約100%)被醯亞胺化。如於本文中所使用，用語「(甲基)丙烯酸酯」包括丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯二者。如於本文中所使用，觸媒(例如，起始劑)係一當曝露至熱及/或來源輻射時能引發聚合或交聯反應的化合物。如於本文中所使用，電子基材係一會變成最後電子裝置的一部分之基材(例如，矽或銅基材)。如於本文中所使用，用語「膜」及「層」可互換地使用。
本揭示的某些具體實例描述一種在一具有傳導金屬圖案的基材上產生一平坦化聚醯亞胺基底介電膜之方法。在某些具體實例中，該方法包括將一介電膜形成組成物(其可包括至少一完全醯亞胺化的聚醯亞胺聚合物及至少一溶劑)沈積到一具有傳導金屬圖案之基材上以形成一介電膜。在某些具體實例中，該方法包括下列步驟： a.提供一包含至少一完全醯亞胺化的聚醯亞胺聚合物及至少一溶劑之介電膜形成組成物；及 b.將該介電膜形成組成物沈積到一具有傳導金屬(例如，銅)圖案之基材上以形成一介電膜，其中在該介電膜的頂端表面上之最高與最低點間的差係少於約2微米(例如，少於約1.5微米、少於約1微米或少於約0.5微米)。
在某些具體實例中，於本文中所描述的介電膜形成組成物可包括至少一(例如，二、三或四)溶劑(例如，有機溶劑)。例如，該介電膜形成組成物的溶劑可包括碳酸烷二酯，諸如碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、碳酸丁二酯、碳酸甘油酯或其組合。在某些具體實例中，該碳酸烷二酯在一溶劑混合物中的量係至少約20%(例如，至少約30%、至少約40%、至少約50%、至少約60%、至少約70%、至少80%或至少約90%)，以該介電膜形成組成物的重量計。不意欲由理論界限，咸信該碳酸酯溶劑(例如，碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、碳酸丁二酯或碳酸甘油酯)可促進形成一具有平坦化表面的介電膜(例如，在該介電膜的頂端表面上之最高與最低點間的差係少於約2微米)。
在某些具體實例中，該溶劑的量係該介電膜形成組成物的總重量之至少約40重量%(例如，至少約45重量%、至少約50重量%、至少約55重量%、至少約60重量%或至少約65重量%)及/或至多約98重量%(例如，至多約95重量%、至多約90重量%、至多約85重量%、至多約80重量%或至多約75重量%)。
在某些具體實例中，該至少一(例如，二、三或四)完全醯亞胺化的聚醯亞胺聚合物係藉由讓至少一二胺與至少一二羧酸二酐反應來製備。在某些具體實例中，所產生的聚合物係可溶於本揭示之溶劑中以促進形成一具有平坦化表面的介電膜(例如，在該介電膜的頂端表面上之最高與最低點間的差係少於約2微米)。
合適的二胺之實施例包括但不限於：1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基茚烷-5-胺(另一名稱包括4,4’-[1,4-伸苯基-雙(1-甲基亞乙基)]雙苯胺)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-2H-茚-5-胺、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-茚烷-5-胺、[1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-茚烷-5-基]胺、1-(4-胺基苯基)-2,3-二氫-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺、5-胺基-6-甲基-1-(3’-胺基-4’-甲基苯基)-1,3,3-三甲基茚烷、4-胺基-6-甲基-1-(3’-胺基-4’-甲基苯基)-1,3,3-三甲基茚烷、5,7-二胺基-1,1-二甲基茚烷、4,7-二胺基-1,1-二甲基茚烷、5,7-二胺基-1,1,4-三甲基茚烷、5,7-二胺基-1,1,6-三甲基茚烷、5,7-二胺基-1,1-二甲基-4-乙基茚烷、對-苯二胺、間-苯二胺、鄰-苯二胺、3-甲基-1,2-苯-二胺、1,2-二胺基乙烷、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丁烷、1,5-二胺基戊烷、1,6-二胺基己烷、1,7-二胺基庚烷、1,8-二胺基辛烷、1,9-二胺基壬烷、1,10-二胺基癸烷、1,2-二胺基環己烷、1,4-二胺基環己烷、1,3-環己烷雙(甲胺)、5-胺基-1,3,3-三甲基環己烷甲胺、2,5-二胺基三氟甲苯、3,5-二胺基三氟甲苯、1,3-二胺基-2,4,5,6-四氟苯、4,4’-氧基二苯胺、3,4’-氧基二苯胺、3,3’-氧基二苯胺、3,3’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯基碸類、4,4’-亞異丙基二苯胺、4,4’-二胺基二苯基甲烷、2,2-雙(4-胺基苯基)丙烷、4,4’-二胺基二苯基丙烷、4,4’-二胺基二苯基硫醚、4,4’-二胺基二苯基碸、4-胺基苯基-3-胺基苯甲酸酯、2,2’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺、3,3’-雙(三氟甲基)聯苯胺、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基苯基)]六氟丙烷、2,2-雙(3-胺基-4-甲基苯基)-六氟丙烷、2,2-雙(3-胺基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、1,3-雙-(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙-(3-胺基苯氧基)苯、1,4-雙-(4-胺基苯氧基)苯、1,4-雙-(3-胺基苯氧基)苯、1-(4-胺基苯氧基)-3-(3-胺基苯氧基)苯、2,2’-雙-(4-苯氧基苯胺)亞異丙基、雙(對-β-胺基-三級丁基苯基)醚、對-雙-2-(2-甲基-4-胺基戊基)苯、對-雙(1,1-二甲基-5-胺基戊基)苯、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、4,4’-二胺基二苯基酮、3’-二氯聯苯胺、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、4,4’-[1,3-伸苯基雙(1-甲基-亞乙基)]雙苯胺、4,4’-[1,4-伸苯基雙(1-甲基-亞乙基)]雙苯胺、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、2,2-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯]、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、(1,3’-雙(3-胺基苯氧基)苯及9H-茀-2,6-二胺。這些二胺之任何可各別或以任何比率組合著使用，只要所產生的聚醯亞胺聚合物滿足本揭示的需求。
在某些具體實例中，該於結構中具有相當高剛性的二胺可包括稠環結構(例如，稠合芳香族或非芳香族環結構)，諸如茚烷基。在某些具體實例中，該於結構中具有相當低剛性的二胺不包括稠環結構。
合適的四羧酸二酐單體之實施例包括但不限於：1-(3’,4’-二羧基苯基)-1,3,3-三甲基茚烷-5,6-二羧酸二酐、1-(3’,4’-二羧基苯基)-1,3,3-三甲基茚烷-6,7-二羧酸二酐、1-(3’,4’-二羧基苯基)-3-甲基茚烷-5,6-二羧酸二酐、1-(3’,4’-二羧基苯基)-3-甲基茚烷-6,7-二羧酸酐、吡
Figure 109134468-A0304-12-0000-4
-2,3,5,6-四羧酸二酐、噻吩-2,3,4,5-四羧酸二酐、2,3,5,6-吡啶四羧酸二酐、降
Figure 109134468-003-010-1
-2,3,5,6-四羧酸二酐、雙環[2.2.2]辛-7-烯-3,4,8,9-四羧酸二酐、四環[4.4.1.02,5 .07,10 ]十一烷-1,2,3,4-四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基醚四羧酸二酐、2,3,3’,4’-二苯基醚四羧酸二酐、2,2-[雙(3,4-二羧基苯基)]六氟丙烷二酐、乙二醇雙(偏苯三酸酐酯(anhydrotrimellitate))及5-(2,5-二側氧四氫)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐。更佳的四羧酸二酐單體包括2,2-[雙(3,4-二羧基苯基)]六氟丙烷二酐、3,3’,4,4’-二苯基酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸二酐及3,3’,4,4’-二苯基醚四羧酸二酐。這些四羧酸二酐之任何可各別或以任何比率組合著使用，只要所產生的聚醯亞胺聚合物滿足本揭示之需求。
在某些具體實例中，該至少一完全醯亞胺化的聚醯亞胺聚合物可藉由在結構中具有相當高剛性的單體及在結構中具有相當低剛性的單體來製備。例如，該至少一完全醯亞胺化的聚醯亞胺聚合物可藉由讓二羧酸二酐與具有相當高剛性的第一二胺及具有相當低剛性的第二二胺反應來製備。不意欲由理論界限，咸信此聚醯亞胺聚合物可促進形成一具有平坦化表面的介電膜(例如，在該介電膜的頂端表面上之最高與最低點間的差係少於約2微米)。
在某些具體實例中，為了合成該完全醯亞胺化的聚醯亞胺(PI)聚合物，首先製備一聚醯亞胺前驅物聚合物。在某些具體實例中，該PI前驅物聚合物係一聚醯胺酸(PAA)聚合物。在某些具體實例中，該PI前驅物係一聚醯胺酸酯(PAE)聚合物。在某些具體實例中，於至少一(例如，二、三或更多)聚合溶劑中結合一或更多二胺與一或更多四羧酸二酐來形成一聚醯胺酸(PAA)聚合物。在某些具體實例中，對所形成的PAA聚合物進行化學或熱醯亞胺化以形成一PI聚合物。在某些具體實例中，該PAA聚合物係於該聚合物合成期間或後使用適當的試劑端蓋。在某些具體實例中，所形成的PAA聚合物係進行酯化以形成一聚醯胺酸酯(PAE)聚合物。在某些具體實例中，該PAE聚合物係藉由在至少一聚合溶劑中組合四羧基半酯與一或更多二胺而形成。在某些具體實例中，該PAE聚合物係使用適當的試劑端蓋。在某些具體實例中，自該包括端蓋基團的PAA聚合物或PAE聚合物來合成端蓋的PI聚合物。在某些具體實例中，此PI聚合物係在醯亞胺化後端蓋。
在某些具體實例中，將一化學醯亞胺化試劑(例如，脫水劑)加入至PAA聚合物來催化該聚醯胺酸基團的閉環脫水過程而形成醯亞胺官能基，因此形成一PI聚合物。合適的脫水試劑之實施例包括但不限於三氟甲磺酸、甲磺酸、對-甲苯磺酸、乙磺酸、丁磺酸、全氟丁磺酸、醋酸酐、丙酸酐及丁酸酐。此外，此脫水過程可藉由進一步加入一鹼性觸媒來催化。合適的鹼性觸媒之實施例包括但不限於吡啶、三乙胺、三丙胺、三丁胺、二環己基甲基胺、2,6-二甲基吡啶、3,5-二甲基吡啶、甲基吡啶、4-二甲基胺基吡啶(DMAP)及其類似物。
合成端蓋及未端蓋PI前驅物聚合物的方法已由熟悉此技藝之人士熟知。此等方法之實施例係在例如美國專利案號US 2,731,447、US 3,435,002、US 3,856,752、US 3,983,092、US 4,026,876、US 4,040,831、US 4,579,809、US 4,629,777、US 4,656,116、US 4,960,860、US 4,985,529、US 5,006,611、US 5,122,436、US 5,252,534、US 5,4789,15、US 5,773,559、US 5,783,656、US 5,969,055、US 9617386、及美國申請案公告案號US 20040265731、US 20040235992及US 2007083016中揭示，其內容藉此以參考方式併入本文。
在某些具體實例中，於本文中所描述的介電膜形成組成物(例如，20%在環戊酮中的聚醯亞胺聚合物溶液)可具有動黏度至多約1500厘司(例如，至多約1400厘司、至多約1300厘司、至多約1200厘司、至多約1100厘司、至多約1000厘司或至多約900厘司)及/或至少約100厘司(例如，至少約200厘司、至少約300厘司、至少約400厘司、至少約500厘司、至少約600厘司或至少約700厘司)。
在某些具體實例中，該聚醯亞胺可自排除結構(II)的矽氧烷二胺之二胺製備：
Figure 02_image001
(II) 其中R41 及R42 各者各自獨立地係二價脂肪族或芳香族基團；R43 、R44 、R45 及R46 各者各自獨立地係單價脂肪族或芳香族基團；m係1-100的整數。
該結構(III)的矽氧烷二胺單體之實施例包括但不限於：
Figure 02_image003
Figure 02_image007
Figure 02_image008
Figure 02_image010
Figure 02_image012
通常來說，因此形成的聚醯亞胺聚合物可溶於一有機溶劑(例如，碳酸烷二酯)中。在某些具體實例中，該聚醯亞胺聚合物可於25℃下在有機溶劑(例如，碳酸烷二酯)中具有至少約50毫克/毫升(例如，至少約100毫克/毫升或至少約200毫克/毫升)之溶解度。可與碳酸烷二酯結合的有機溶劑之實施例包括但不限於內酯，諸如γ-丁內酯、ε-己內酯、γ-己內酯及δ-戊內酯；環酮，諸如環戊酮及環己酮；線性酮，諸如甲基乙基酮(MEK)及甲基異丁基酮(MIBK)；酯類，諸如醋酸正丁酯；酯醇，諸如乳酸乙酯；醚醇，諸如四氫糠基醇；二醇酯，諸如醋酸丙二醇甲基醚酯；二醇醚，諸如丙二醇甲基醚(PGME)；環狀醚，諸如四氫呋喃(THF)；及吡咯烷酮類，諸如N-甲基吡咯烷酮。
在某些具體實例中，於本文中所描述的聚醯亞胺聚合物之重量平均分子量(Mw)係至少約5,000道耳頓(例如，至少約10,000道耳頓、至少約20,000道耳頓、至少約25,000道耳頓、至少約30,000道耳頓、至少約35,000道耳頓、至少約40,000道耳頓或至少約45,000道耳頓)及/或至多約100,000道耳頓(例如，至多約90,000道耳頓、至多約80,000道耳頓、至多約70,000道耳頓、至多約65,000道耳頓、至多約60,000道耳頓、至多約55,000道耳頓或至多約50,000道耳頓)。該重量平均分子量可藉由凝膠滲透層析方法獲得及使用聚苯乙烯標準計算。不意欲由理論界限，咸信在本文所描述的膜形成組成物中包括具有分子量於上述範圍內(例如，20,000道耳頓至100,000道耳頓)之聚醯亞胺可促進形成一具有平坦化表面的介電膜(例如，在該介電膜的頂端表面上之最高與最低點間的差係少於約2微米)。
在某些具體實例中，該介電膜形成組成物具感光性。
在某些具體實例中，該聚醯亞胺於該介電膜形成組成物中的量係該介電膜形成組成物的總重量之至少約2重量%(例如，至少約5重量%、至少約10重量%、至少約15重量%、或至少約20重量%)及/或至多或至多約55重量%(例如，至多約50重量%、至多約45重量%、至多約40重量%、至多約35重量%、至多約30重量%、或至多約25重量%)。
在某些具體實例中，本揭示的介電膜形成組成物可選擇性進一步包括至少一(例如，二、三或四)交聯劑。在某些具體實例中，該交聯劑包括二或更多烯基或炔基。通常來說，該交聯劑可能夠於觸媒存在下進行交聯或聚合反應。
在某些具體實例中，該至少一交聯劑係至少一胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物。用語「胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物」指為一類別的胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物，其包括胺基甲酸酯鏈結及具有(甲基)丙烯酸酯(例如，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯)官能基，諸如胺基甲酸酯多(甲基)丙烯酸酯、多胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯及多胺基甲酸酯多(甲基)丙烯酸酯。該胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物的型式已經由例如Coady等人的美國專利案號US 4,608,409及Chisholm等人的美國專利案號US 6,844,950描述，其內容藉此以參考方式併入本文。在本揭示中有用的胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物之特定實施例包括但不限於：CN9165US、CN9167US、CN972、CN9782、CN9783及CN992。這些及其它胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物可自Arkema(Sartomer)商業購得。
在某些具體實例中，該交聯劑包括至少二(甲基)丙烯酸酯基團。在某些具體實例中，該交聯劑係選自於由下列所組成之群：二(甲基)丙烯酸1,6-己二醇酯、二(甲基)丙烯酸四甘醇酯、二(甲基)丙烯酸1,12-十二烷二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,3-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,4-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸環己烷二甲醇酯、二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、三(甲基)丙烯酸丙氧基化(3)甘油酯、雙乙烯苯、乙氧基化的雙酚-A-二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇雙(碳酸烯丙酯)、三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、四(甲基)丙烯酸雙三羥甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酸新戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸新戊四醇酯、五-/六-(甲基)丙烯酸二新戊四醇酯、異氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯、雙(2 -羥乙基)-異氰脲酸酯二(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸1,3-丁二醇酯、三(甲基)丙烯酸1,4-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯、經(甲基)丙烯酸酯修改的-尿素-甲醛樹脂、經(甲基)丙烯酸酯修改的蜜胺-甲醛樹脂及經(甲基)丙烯酸酯修改的纖維素。
在某些具體實例中，於本文中所描述的介電膜形成組成物可選擇性包括一含金屬(甲基)丙烯酸酯(MCAs)作為交聯劑。在本揭示中有用的MCAs通常與在該介電膜形成組成物中之其它成份具有足夠的相容性及容易地在混合後分散或溶解於該組成物中。該MCAs可以固體或溶液併入該介電膜形成組成物中。通常來說，該含MCA組成物在25℃下靜置超過至少24小時之進程後不會相分離(即，明顯地變成不均相)。此外，自該含MCA組成物形成的膜典型明顯地透明及均相。
對在本揭示中的MCAs有用之合適的金屬原子包括鈦、鋯、鉿及鍺。在某些具體實例中，該MCAs包括至少一金屬原子及至少一(例如，一、二、三或四)(甲基)丙烯酸酯基團。較佳的MCAs包括三或四個(甲基)丙烯酸酯基團接附至每一金屬原子。合適的MCAs之實施例包括但不限於：四(甲基)丙烯酸鈦、四(甲基)丙烯酸鋯、四(甲基)丙烯酸鉿、三(甲基)丙烯酸丁氧化鈦、二(甲基)丙烯酸二丁氧化鈦、(甲基)丙烯酸三丁氧化鈦、三(甲基)丙烯酸丁氧化鋯、二(甲基)丙烯酸二丁氧化鋯、(甲基)丙烯酸三丁氧化鋯、三(甲基)丙烯酸丁氧化鉿、二(甲基)丙烯酸二丁氧化鉿、(甲基)丙烯酸三丁氧化鉿、四((甲基)丙烯酸羧基乙酯)鈦、四((甲基)丙烯酸羧基乙酯)鋯、四((甲基)丙烯酸羧基乙酯)鉿、三((甲基)丙烯酸羧基乙酯)丁氧化鈦、二((甲基)丙烯酸羧基乙酯)二丁氧化鈦、((甲基)丙烯酸羧基乙酯)三丁氧化鈦、三((甲基)丙烯酸羧基乙酯)丁氧化鋯、二((甲基)丙烯酸羧基乙酯)二丁氧化鋯、((甲基)丙烯酸羧基乙酯)三丁氧化鋯、三((甲基)丙烯酸羧基乙酯)丁氧化鉿、二((甲基)丙烯酸羧基乙酯)二丁氧化鉿及((甲基)丙烯酸羧基乙酯)三丁氧化鉿。通常來說，該MCAs之(甲基)丙烯酸酯基團具有足夠的反應性以便能夠讓該MCAs參與該含MCA膜由自由基引發之交聯或聚合，其中該自由基可由一或更多存在於該介電聚醯亞胺膜形成組成物中的觸媒產生。該交聯或聚合可於該介電膜形成組成物中在至少二種MCAs當中或在至少一MCA與至少一非MCA交聯劑當中發生。在某些具體實例中，該MCA係一交聯劑(例如，當該MCA包括二或更多(甲基)丙烯酸酯基團時)。在某些具體實例中，該MCA係一合適於聚合或作用為鏈終止劑的單體(例如，當該MCA僅包括一(甲基)丙烯酸酯基團時)。
在某些具體實例中，該交聯劑的量係該介電膜形成組成物的總重量之至少約1重量%(例如，至少約2重量%、至少約4重量%、至少約8重量%、至少約12重量%或至少約16重量%)及/或至多約50重量%(例如，至多約45重量%、至多約40重量%、至多約35重量%、至多約30重量%或至多約20重量%)。
在某些具體實例中，於本文中所描述的介電膜形成組成物可選擇性包括至少一(例如，二、三或四)反應性稀釋劑。在某些具體實例中，該反應性稀釋劑包括一(甲基)丙烯酸酯基團。合適的反應性稀釋劑之實施例包括但不限於：丙烯酸乙二醇二環戊烯基醚酯、甲基丙烯酸異
Figure 109134468-003-010-1
酯、丙烯酸乙氧基化的鄰-苯基酚酯、丙烯酸苯氧基聚乙二醇酯、丙烯酸異硬脂酯、丙烯酸甲氧基聚乙二醇400酯、丙烯酸乙二醇甲基醚酯、丙烯酸2-(二甲基胺基)乙酯、丙烯酸3,5,5-三甲基己酯、丙烯酸3-(三甲氧基矽烷基)丙酯、丙烯酸2-四氫哌喃酯、丙烯酸四氫糠酯及2-(氯甲基)丙烯酸甲酯。在某些具體實例中，該反應性稀釋劑不包括金屬離子。
在某些具體實例中，該反應性稀釋劑於該介電膜形成組成物中的量係該介電膜形成組成物的總重量之至少約0.5重量%(例如，至少約1重量%、至少約2重量%、至少約4重量%、至少約6重量%或至少約8重量%)及/或至多約20重量%(例如，至多約18重量%、至多約16重量%、至多約14重量%、至多約12重量%或至多約10重量%)。
在某些具體實例中，本揭示的介電膜形成組成物可包括至少一(例如，二、三或四)觸媒(例如，起始劑)。該觸媒當曝露至熱及/或來源輻射時能引發交聯或聚合反應。
在某些具體實例中，所使用的觸媒係一光起始劑，其中該光起始劑係一當曝露至高能量輻射時能產生自由基之化合物。非為限制的高能量輻射實施例包括電子束、紫外光及X射線。不意欲由理論界限，咸信該光起始劑引發一包括交聯劑(例如，(甲基)丙烯酸酯基團MCA化合物)及/或存在於該組成物中能進行交聯或聚合反應的其它實體之交聯或聚合反應。此實體的實施例包括承載烯基及炔基官能基及包括(甲基)丙烯酸酯基團的反應性稀釋劑之聚醯亞胺。
該光起始劑的特定實施例包括但不限於：1,8-辛二酮、1,8-雙[9-(2-乙基己基)-6-硝基-9H-咔唑-3-基]-1,8-雙(O-乙醯基肟)、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、1-羥基環己基苯基酮(來自BASF的Irgacure 184)、1-羥基環己基苯基酮與二苯基酮之摻合物(來自BASF的Irgacure 500)、氧化2,4,4-三甲基戊基膦(來自BASF的Irgacure 1800、1850及1700)、2,2-二甲氧基-2-乙醯苯(來自BASF的Irgacure 651)、氧化雙(2,4,6-三甲基苄醯基)苯基膦(來自BASF的Irgacure 819)、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎福啉基丙烷-1-酮(來自BASF的Irgacure 907)、氧化(2,4,6-三甲基苄醯基)二苯基膦(來自BASF的Lucerin TPO)、2-(苄醯基氧基亞胺基)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1-辛酮(來自BASF的Irgacure OXE-01)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苄醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮1-(O-乙醯基肟)(來自BASF的Irgacure OXE-2)、氧化乙氧基(2,4,6-三甲基苄醯基)苯基膦(來自BASF的Lucerin TPO-L)、氧化膦、羥基酮與二苯基酮衍生物之摻合物(來自Arkema的ESACURE KTO46)、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(來自Merk的Darocur 1173)、NCI-831(ADEKA Corp.)、NCI-930(ADEKA Corp.)、N-1919(ADEKA Corp.)、二苯基酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、苯并二甲基縮酮、1,1,1-三氯乙醯苯、二乙氧基乙醯苯、間-氯乙醯苯、丙醯苯、蒽醌、二苯并環庚酮及其類似物。
該非離子型式光起始劑的特定實施例包括(5-甲苯甲醯基碸基氧基亞胺基-5H-噻吩-2-亞基)-2-甲基苯基-乙腈(來自BASF的Irgacure 121)、對-甲基苯磺酸苄醯甲酯、安息香對-甲苯磺酸酯、(對-甲苯-碸基氧基)甲基苯偶因、3-(對-甲苯碸基氧基)-2-羥基-2-苯基-1-苯基丙基醚、N-(對-十二烷基苯碸基氧基)-1,8-萘二甲醯亞胺、N-(苯基-碸基氧基)-1,8-萘二甲醯亞胺、雙(環己基碸基)重氮甲烷、1-對-甲苯碸基-1-環己基羰基重氮甲烷、對-甲苯磺酸2-硝基苄酯、對-甲苯磺酸2,6-二硝基苄酯及對-三氟甲基苯磺酸2,4-二硝基苄酯及其類似物。
在某些具體實例中，可在該介電膜形成組成物中使用一感光劑，其中該感光劑可吸收波長範圍在193至405奈米的光。該感光劑的實施例包括但不限於9-甲基蒽、蒽甲醇、苊、噻噸酮、甲基-2-萘基酮、4-乙烯基聯苯及1,2-苯并茀。
在該交聯或聚合反應係藉由熱起始的具體實例中，所使用的觸媒係一熱起始劑，其中該熱起始劑係一當曝露至溫度約70℃至約250℃時能產生自由基之化合物。不意欲由理論界限，咸信該熱起始劑引發一包括例如交聯劑及承載烯基及炔基官能基的聚醯亞胺之交聯或聚合反應。
該熱起始劑的特定實施例包括但不限於：過氧化苄醯基、過氧化環己酮、過氧化月桂醯基、過氧基苯甲酸三級戊酯、氫過氧化三級丁基、過氧化二(三級丁基)、過氧化二
Figure 109134468-A0304-12-0009-4
基、氫過氧化
Figure 109134468-A0304-12-0009-4
、過氧化琥珀酸、過氧基二碳酸二(正丙基)酯、2,2-偶氮雙(異丁腈)、2,2-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、二甲基-2,2-偶氮雙異丁酸酯、4,4-偶氮雙(4-氰基戊酸)、偶氮雙環己烷甲腈、2,2-偶氮雙(2-甲基丁腈)及其類似物。
在某些具體實例中，可於該介電膜形成組成物中使用二或更多觸媒之組合。該觸媒之組合可係全部熱起始劑、全部光起始劑、或至少一熱起始劑與至少一光起始劑之組合。
在某些具體實例中，該觸媒的量係該介電膜形成組成物的總重量之至少約0.2重量%(例如，至少約0.5重量%、至少約0.8重量%、至少約1.0重量%或至少約1.5重量%)及/或至多約3.0重量%(例如，至多約2.8重量%、至多約2.6重量%、至多約2.3重量%或至多約2.0重量%)。
在某些具體實例中，本揭示的介電膜形成組成物可選擇性包括至少一(例如，二、三或四)無機充填劑(無機粒子)。合適的充填劑係在美國專利申請案案號2019/0077913中有描述，其內容藉此以參考方式併入本文。
在某些具體實例中，該無機充填劑(例如，二氧化矽充填劑)的量係該介電膜形成組成物的總重量之至少約1重量%(例如，至少約2重量%、至少約5重量%、至少約8重量%或至少約10重量%)及/或至多約30重量%(例如，至多約25重量%、至多約20重量%或至多約15重量%)。
在某些具體實例中，本揭示的介電膜形成組成物進一步包括一或更多(例如，二、三或四)黏著促進劑。合適的黏著促進劑係在Edwin P. Plueddemann，1982 Plenum Press，New York的「Silane Coupling Agent」中有描述。該黏著促進劑的種類包括但不限於巰基烷氧基矽烷、胺基烷氧基矽烷、環氧基烷氧基矽烷、縮水甘油基氧基烷氧基矽烷、巰基矽烷類、氰酸基矽烷類及咪唑矽烷類。在某些具體實例中，該黏著促進劑包括烷氧基矽烷基及包含碳-碳多鍵而選自於經取代或未經取代的烯基及經取代或未經取代的炔基之官能基二者。
在某些具體實例中，本揭示的介電膜形成組成物可特別排除一或更多下列黏著促進劑，及若多於一的話呈任何組合。此黏著促進劑可選自於由下列所組成之群：含一級胺黏著促進劑(諸如，3-胺基丙基三乙氧基矽烷及間-胺基苯基三乙氧基矽烷)、含二級胺黏著促進劑(諸如，N-環己基胺基三甲氧基矽烷)、含三級胺黏著促進劑(諸如，二乙基胺基乙基三乙氧基矽烷)、含尿素黏著促進劑(諸如，脲基丙基三甲氧基矽烷)、含酐黏著促進劑(諸如，3-(三乙氧基矽烷基)丙基琥珀酸酐)、含環氧基黏著促進劑(諸如，2-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷)、含異氰酸基黏著促進劑(諸如，3-異氰酸基丙基三乙氧基矽烷)及含硫黏著促進劑(諸如，3-巰基丙基三甲氧基矽烷)。
在某些具體實例中，該選擇性黏著促進劑的量係該介電膜形成組成物的總重量之至少約0.5重量%(例如，至少約0.8重量%、至少約1重量%或至少約1.5重量%)及/或至多約4重量%(例如，至多約3.5重量%、至多約3重量%、至多約2.5重量%或至多約2重量%)。
本揭示的介電膜形成組成物亦可選擇性包括一或更多(例如，二、三或四)界面活性劑。合適的界面活性劑之實施例包括但不限於在JP-A-62-36663、JP-A-61-226746、JP-A-61-226745、JP-A-62-170950、JP-A-63-34540、JP-A-7-230165、JP-A-8-62834、JP-A-9-54432及JP-A-9-5988中所描述的界面活性劑。
在某些具體實例中，該界面活性劑的量係該介電膜形成組成物的總重量之至少約0.005重量%(例如，至少約0.01重量%或至少約0.1重量%)及/或至多約1重量%(例如，至多約0.5重量%或至多約0.2重量%)。
本揭示的介電膜形成組成物可選擇性包括一或更多(例如，二、三或四)塑化劑。
本揭示的介電膜形成組成物可選擇性包括一或更多(例如，二、三或四)銅鈍化試劑。該銅鈍化試劑的實施例包括三唑化合物、咪唑化合物及四唑化合物。該三唑化合物可包括三唑、苯并三唑、經取代的三唑及經取代的苯并三唑。該三唑化合物的實施例包括但不限於1,2,4-三唑、1,2,3-三唑、或經取代基諸如C1-C8烷基(例如，5-甲基三唑)、胺基、硫醇、巰基、亞胺基、羧基及硝基取代的三唑。特定的實施例包括苯并三唑、甲苯基三唑、5-甲基-1,2,4-三唑、5-苯基-苯并三唑、5-硝基-苯并三唑、3-胺基-5-巰基-1,2,4-三唑、1-胺基-1,2,4-三唑、羥基苯并三唑、2-(5-胺基-戊基)-苯并三唑、1-胺基-1,2,3-三唑、1-胺基-5-甲基-1,2,3-三唑、3-胺基-1,2,4-三唑、3-巰基-1,2,4-三唑、3-異丙基-1,2,4-三唑、5-苯基硫醇-苯并三唑、鹵基-苯并三唑(鹵基=F、Cl、Br或I)、萘并三唑及其類似物。該咪唑的實施例包括但不限於2-烷基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-烷基咪唑、2-甲基-4(5)-硝基咪唑、5-甲基-4-硝基咪唑、4-咪唑甲醇鹽酸及2-巰基-1-甲基咪唑。該四唑的實施例包括1-H-四唑、5-甲基-1H-四唑、5-苯基-1H-四唑、5-胺基-1H-四唑、1-苯基-5-巰基-1H-四唑、5,5’-雙-1H-四唑、1-甲基-5-乙基四唑、1-甲基-5-巰基四唑、1-羧甲基-5-巰基四唑及其類似物。若使用的話，該選擇性銅鈍化試劑之量係本揭示的介電膜形成組成物之整體重量的至少約0.1重量%(例如，至少約0.2重量%或至少約0.5重量%)及/或至多約3.0重量%(例如，至多約2.0重量%或至多約1.0重量%)。
在某些具體實例中，本揭示的介電膜形成組成物可選擇性包括一或更多(例如，二、三或四)染料及/或一或更多著色劑。
在某些具體實例中，本揭示的介電膜形成組成物可特別排除一或更多添加劑組分，若多於一的話呈任何組合。此等組分可選自於由下列所組成之群：非聚醯亞胺聚合物、非交聯非聚醯亞胺聚合物、界面活性劑(例如，陽離子界面活性劑、陰離子界面活性劑或非離子界面活性劑)、塑化劑、著色劑、染料、水、pH調整試劑、氧清除劑、四級銨化合物(例如，鹽或氫氧化物)、胺類、鹼金屬及鹼土鹼(諸如NaOH、KOH、LiOH、氫氧化鎂及氫氧化鈣)、含氟化合物(例如，單體或聚合物化合物)、氧化劑(例如，過氧化物、過氧化氫、硝酸鐵、碘酸鉀、過錳酸鉀、硝酸、亞氯酸銨、氯酸銨、碘酸銨、過硼酸銨、過氯酸銨、過碘酸銨、過硫酸銨、亞氯酸四甲基銨、氯酸四甲基銨、碘酸四甲基銨、過硼酸四甲基銨、過氯酸四甲基銨、過碘酸四甲基銨、過硫酸四甲基銨、氫過氧化脲及過醋酸)、研磨料、矽酸鹽、腐蝕抑制劑(例如，非吖唑腐蝕抑制劑)、胍、胍鹽、無機酸(例如，磺酸、硫酸、亞硫酸、亞硝酸、硝酸、亞磷酸及磷酸)、有機酸(例如，羥基羧酸、及羧酸、及多元羧酸)、吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮及金屬鹽(例如，金屬鹵化物)。
在某些具體實例中，可使用上述的介電膜形成組成物來塗佈一具有傳導金屬圖案的基材以形成一介電膜，其中在該膜的頂端表面上之最高與最低點的差係少於約2微米。
在某些具體實例中，可藉由任何合適的方法進行塗佈該具有傳導金屬圖案之基材，包括但不限於旋轉塗佈法、狹縫塗佈法、噴灑塗佈法、浸沾塗佈法及噴墨法。熟習該項技術者將知曉何種塗佈方法係合適當於所提供的應用。
在某些具體實例中，該具有傳導金屬圖案的基材之塗層可在溫度至多約230℃(例如，至多約210℃、至多約190℃、至多約170℃或至多約150℃)下進行熱處理。
在某些具體實例中，該碳酸烷二酯於該介電膜之圖形化及熱處理後的量係該介電膜之至多約5重量%(例如，至多約4重量%、至多約3重量%、至多約2重量%或至多約1重量%)。
在某些具體實例中，可藉由上述方法來製備一三維物件。在某些具體實例中，可使用這些三維物件來製造一半導體裝置。此物件的實施例包括半導體基材、用於電子設備的可撓膜、導線絕緣、電線被覆、漆包線漆或塗墨基材。在某些具體實例中，該半導體裝置係積體電路、發光二極體、太陽能電池或電晶體。實施例 藉由旋轉塗佈法來塗佈測試基材之一般說明
使用一其間具有100微米間隔之銅尖峰的4英吋矽晶圓來製備用於實施例1及比較例1的測試基材。該銅尖峰的厚度係3.5微米。該介電膜形成組成物係藉由旋轉塗佈法沈積在測試基材上以形成一介電膜，在90℃下軟烘烤其3分鐘，使用i-線步繼器(Cannon i4)透過遮罩曝光，在環戊酮中顯影(2x70秒)，以醋酸丙二醇單甲基醚酯(PGMEA)沖洗，及在具有氮大氣氛的烘箱中於170℃下硬化2小時。
藉由DEKTAK XT，在三個階段處測量於該聚醯亞胺基底介電膜的頂端表面上之最高與最低點間的差，一次在塗佈後、一次在顯影後及一次在硬化後。實施例1
感光性組成物FE-1係使用下列進行製備：100份30.93%於環戊酮中之具有顯示在下列的結構及重量平均分子量54,000之聚醯亞胺聚合物(P-1)溶液、51.9份的碳酸丙二酯、1.9份0.5重量%在碳酸丙二酯中的PolyFox 6320溶液(可自OMNOVA Solutions獲得)、1.45份的γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、0.9份的2-(O-苄醯基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮(來自BASF的Irgacure OXE-1)、0.03份的三級丁基兒茶酚、11.6份的二丙烯酸四甘醇酯、3.9份的三丙烯酸新戊四醇酯及0.15份的5-甲基苯并三唑。在機械攪拌24小時後，使用0.2微米過濾器(來自Meissner Corporation的Ultradyne，cat # CLTM0.2-552)來過濾該溶液。然後，根據上述描述的通用程序來測試此介電膜形成組成物及結果係顯示在表1中。 表1
在該聚醯亞胺基底介電膜的頂端表面上之最高與最低點間的差
在軟烘烤後(微米) 在顯影後(微米) 在硬化後(微米)
1.23 0.76 0.5
Figure 02_image014
聚合物P-1比較例1
感光性組成物CFE-1係使用下列進行製備：100份31.76%在環戊酮中之具有顯示在下列的結構及重量平均分子量74,000的聚醯亞胺聚合物(P-II)溶液、33.2份的環戊酮、9.4份的GBL、1.9份0.5重量%在GBL中的PolyFox 6320溶液(可自OMNOVA Solutions獲得)，1.6份的γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、0.95份的2-(O-苄醯基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮(來自BASF的Irgacure OXE-1)、0.06份的對-苯并醌、13.1份的二丙烯酸四甘醇酯及4.4份的三丙烯酸新戊四醇酯。在機械攪拌24小時後，使用0.2微米過濾器(來自Meissner Corporation的Ultradyne，cat # CLTM0.2-552)來過濾該溶液。然後，根據上述描述的通用程序來測試此介電膜形成組成物及結果係顯示在表2中。 表2
在該聚醯亞胺基底介電膜的頂端表面上之最高與最低點間的差
在軟烘烤後(微米) 在顯影後(微米) 在硬化後(微米)
2.37 2.25 2.44
Figure 02_image016
聚合物II
如顯示在表1及2中，該組成物FE-1形成的膜驚人地具有一明顯比由組成物CFE-1形成的膜平滑之表面。藉由噴灑方法來塗佈測試基材的一般說明
使用八英吋具有L/S測試圖案8/8微米、10/10微米及15/15微米之銅尖峰的氧化矽晶圓來製備用於實施例2的測試基材。遍及該晶圓的平均銅線高度係5.1微米與範圍1.6微米。該介電膜形成組成物係藉由噴灑塗佈法，使用Ultrasonic Systems，Inc. Prism 800噴灑塗佈機沈積在測試基材上以形成一膜厚約13微米的介電膜，在95℃下軟烘烤其6分鐘。
在藉由DEKTAK XT塗佈後，測量在該聚醯亞胺基底介電膜的頂端表面上之最高與最低點間的差。實施例2( 噴灑塗佈)
感光性組成物FE-2係使用下列進行製備：100份32.87%在包括90%環戊酮及10%碳酸丙二酯的溶液中之具有重量平均分子量63,300的聚醯亞胺聚合物(P-1)溶液、100.4份的碳酸丙二酯、126份的環戊酮、1.97份0.5重量%在碳酸丙二酯中的PolyFox 6320溶液(可自OMNOVA Solutions獲得)、1.64份的甲基丙烯酸3-(三甲氧基矽烷基)丙酯、0.99份的2-(O-苄醯基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮(來自BASF的Irgacure OXE-1)、0.07份的單甲基醚氫醌、13.3份的二丙烯酸四甘醇酯、4.1份的三丙烯酸新戊四醇酯及0.16份的5-甲基苯并三唑。在機械攪拌24小時後，使用0.2微米過濾器(來自Meissner Corporation的Ultradyne，cat # CLTM0.2-552)來過濾該溶液。然後，根據上述描述的通用程序來測試此介電膜形成組成物及結果係顯示在表3中。 表3
表3：實施例2之跨越晶圓的膜厚度
平均FT(微米) 範圍(微米) 最大FT(微米) 最小FT(微米)
14.4 1.9 15.3 13.5
如顯示在表3中，該組成物FE-2形成的膜驚人地在其最高與最低點間的差係少於2微米。
圖1係一圖解，其闡明一在具有銅圖案的基材頂端上之介電層。

Claims (16)

  1. 一種在一具有傳導金屬圖案的基材上產生一聚醯亞胺基底介電膜的方法，其包含： 提供一包含至少一完全醯亞胺化的聚醯亞胺聚合物及至少一溶劑的介電膜形成組成物；及 將該介電膜形成組成物沈積到一具有傳導金屬圖案之基材上以形成一介電膜，其中在該介電膜的頂端表面上之最高與最低點間的差係少於約2微米。
  2. 如請求項1之方法，其中該傳導金屬係銅。
  3. 如請求項1之方法，其中該至少一溶劑包含碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、碳酸丁二酯或碳酸甘油酯。
  4. 如請求項1之方法，其中該介電膜形成組成物具感光性。
  5. 如請求項1之方法，其中該介電膜形成組成物進一步包含至少一交聯劑。
  6. 如請求項5之方法，其中該至少一交聯劑包括二或更多個烯基或炔基。
  7. 如請求項5之方法，其中該至少一交聯劑包括至少二(甲基)丙烯酸酯基團。
  8. 如請求項5之方法，其中該至少一交聯劑包括一含金屬(甲基)丙烯酸酯。
  9. 如請求項1之方法，其中該介電膜形成組成物進一步包含至少一包括一(甲基)丙烯酸酯基團的反應性稀釋劑。
  10. 如請求項1之方法，其中該介電膜形成組成物進一步包含至少一觸媒。
  11. 如請求項1之方法，其中該介電膜形成組成物進一步包含至少一界面活性劑。
  12. 如請求項1之方法，其中該介電膜形成組成物進一步包含至少一塑化劑。
  13. 如請求項1之方法，其中該介電膜形成組成物進一步包含至少一腐蝕抑制劑。
  14. 一種三維物件，其係藉由如請求項1之方法製備。
  15. 一種半導體裝置，其包含如請求項14之三維物件。
  16. 如請求項15之半導體裝置，其中該半導體裝置係積體電路、發光二極體、太陽能電池或電晶體。
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Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2731447A (en) 1954-06-11 1956-01-17 Du Pont Novel polyimides
US3435002A (en) 1967-05-15 1969-03-25 Gen Electric Polyamide acid resins and polyimides therefrom
US3856752A (en) 1973-10-01 1974-12-24 Ciba Geigy Corp Soluble polyimides derived from phenylindane diamines and dianhydrides
DE2437348B2 (de) 1974-08-02 1976-10-07 Ausscheidung in: 24 62 105 Verfahren zur herstellung von reliefstrukturen
US4026876A (en) 1975-01-20 1977-05-31 Ciba-Geigy Corporation Soluble polyamide-imides derived from phenylindane diamines
US3983092A (en) 1975-01-20 1976-09-28 Ciba-Geigy Corporation Phenylindane diamine mixture and epoxy resin therewith
US4579809A (en) 1982-10-22 1986-04-01 Ciba-Geigy Corporation Positive image formation
US4629777A (en) 1983-05-18 1986-12-16 Ciba-Geigy Corporation Polyimides, a process for their preparation and their use
US4656116A (en) 1983-10-12 1987-04-07 Ciba-Geigy Corporation Radiation-sensitive coating composition
JPS61226746A (ja) 1985-03-30 1986-10-08 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 半導体集積回路製造用のスピンコート用レジスト組成物
JPS61226745A (ja) 1985-03-30 1986-10-08 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 半導体集積回路製造用のスピンコート用レジスト組成物
US4608409A (en) 1985-05-08 1986-08-26 Desoto, Inc. Polyacrylated oligomers in ultraviolet curable optical fiber coatings
DE3689061T2 (de) 1985-07-31 1994-03-10 Sumitomo Chemical Co Verwendung von Imiden als Härter für Epoxydharze und Epoxydharzzusammensetzungen, die diese Imide enthalten.
JPH0616174B2 (ja) 1985-08-12 1994-03-02 三菱化成株式会社 ナフトキノンジアジド系化合物及び該化合物を含有するポジ型フオトレジスト組成物
JPH083630B2 (ja) 1986-01-23 1996-01-17 富士写真フイルム株式会社 感光性組成物
JPS6334540A (ja) 1986-07-30 1988-02-15 Mitsubishi Chem Ind Ltd ポジ型フオトレジスト組成物
CA1326673C (en) 1986-12-26 1994-02-01 Yasuhisa Saito Imide compound and composition containing the same
EP0379468B1 (de) 1989-01-20 1995-03-01 Ciba-Geigy Ag Härtbare Epoxidharz-Stoffgemische enthaltend einen Thermoplast mit phenolischen Endgruppen
US5081005A (en) * 1989-03-24 1992-01-14 The Boeing Company Method for reducing chemical interaction between copper features and photosensitive dielectric compositions
US5122436A (en) 1990-04-26 1992-06-16 Eastman Kodak Company Curable composition
US5248760A (en) * 1991-01-25 1993-09-28 Unc At Charlotte Chemically cured low temperature polyimides
US5252534A (en) 1992-05-29 1993-10-12 Eastman Kodak Company Slipping layer of polyimide-siloxane for dye-donor element used in thermal dye transfer
US5412065A (en) 1993-04-09 1995-05-02 Ciba-Geigy Corporation Polyimide oligomers
JP3112229B2 (ja) 1993-06-30 2000-11-27 東京応化工業株式会社 ポジ型ホトレジスト組成物
JPH0862834A (ja) 1994-08-22 1996-03-08 Mitsubishi Chem Corp フォトレジスト組成物
JP2773660B2 (ja) * 1994-10-27 1998-07-09 日本電気株式会社 半導体装置
JP3257325B2 (ja) 1995-01-31 2002-02-18 ジェイエスアール株式会社 ポリイミド系共重合体の製造方法、薄膜形成剤、並びに液晶配向膜の製造方法
JPH095988A (ja) 1995-06-21 1997-01-10 Mitsubishi Chem Corp 感放射線性塗布組成物
JP3562599B2 (ja) 1995-08-18 2004-09-08 大日本インキ化学工業株式会社 フォトレジスト組成物
US5783656A (en) 1996-02-06 1998-07-21 Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. Polyamic acid, polyimide and liquid crystal aligning agent
KR100433973B1 (ko) 1996-05-16 2004-07-16 제이에스알 가부시끼가이샤 액정배향제
US6803327B1 (en) 1999-04-05 2004-10-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Cost effective polymide process to solve passivation extrusion or damage and SOG delminates
CN1522387A (zh) 2001-05-30 2004-08-18 钟渊化学工业株式会社 光敏性树脂组合物及用该组合物的光敏性干膜抗蚀剂、光敏性射线遮挡膜
CN1324402C (zh) 2001-10-30 2007-07-04 钟渊化学工业株式会社 感光性树脂组合物、使用该组合物的感光性薄膜及层压体
US6844950B2 (en) 2003-01-07 2005-01-18 General Electric Company Microstructure-bearing articles of high refractive index
TWI282127B (en) * 2003-08-20 2007-06-01 Sanken Electric Co Ltd Semiconductor element
WO2006068181A1 (ja) * 2004-12-21 2006-06-29 Hitachi Chemical Company, Ltd. 被膜、シリカ系被膜及びその形成方法、シリカ系被膜形成用組成物、並びに電子部品
US7745516B2 (en) 2005-10-12 2010-06-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Composition of polyimide and sterically-hindered hydrophobic epoxy
US8415812B2 (en) * 2009-09-03 2013-04-09 Designer Molecules, Inc. Materials and methods for stress reduction in semiconductor wafer passivation layers
TWI636075B (zh) 2013-05-17 2018-09-21 富士軟片電子材料美國股份有限公司 新穎聚合物及含有該聚合物之熱固性組成物
US9519221B2 (en) * 2014-01-13 2016-12-13 Applied Materials, Inc. Method for microwave processing of photosensitive polyimides
US9783631B2 (en) * 2014-12-19 2017-10-10 The University Of Akron Synthesis and characterization of UV-curable maleimide-terminated imide oligomers
US20160208097A1 (en) * 2015-01-15 2016-07-21 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Polyimide compositions and methods
EP3286605B1 (en) * 2015-04-21 2023-06-28 FujiFilm Electronic Materials USA, Inc. Photosensitive polyimide compositions
TWI634135B (zh) * 2015-12-25 2018-09-01 日商富士軟片股份有限公司 樹脂、組成物、硬化膜、硬化膜的製造方法及半導體元件
WO2019050565A1 (en) * 2017-09-11 2019-03-14 Fujifilm Electronic Materials U.S.A., Inc. COMPOSITION FORMING DIELECTRIC FILM
JP7308168B2 (ja) * 2019-04-16 2023-07-13 信越化学工業株式会社 有機膜形成用材料、半導体装置製造用基板、有機膜の形成方法、パターン形成方法、及び有機膜形成用化合物

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