TWI490655B - 倍半矽氧烷樹脂 - Google Patents
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Description
本發明係關於用於抗反射塗層之倍半矽氧烷樹脂。
於光微影蝕刻製程中,將光阻劑曝露於UV光線係獲得高解析度影像之一重要步驟。隨著半導體工業對較小特性尺寸之不斷需求,如今隨著製造具有小於100nm特性之裝置的技術已出現193nm光學微影蝕刻法。使用此更短波長之光要求底部抗反射塗層(BARC)以藉由吸收通過光阻劑之光來降低基材上之反射及減緩光阻劑之擺動固化。市售抗反射塗層係由以有機與無機兩者為主之材料構成。通常,呈現良好抗蝕性之無機ARC係以CVD為主及經受極端外形之整合劣勢限制,另一方面,有機ARC材料係藉由旋塗法施用且具有優異的填充與平坦化特性,但對有機光阻劑之蝕刻選擇性甚差。因此,十分需要一種可提供有機與無機ARC之組合優勢之材料。
就此方面而言,吾人最近已發現以特定苯基氫化物為主之倍半矽氧烷樹脂呈現對193nm光之優異抗反射塗層特性。雖然底部抗反射塗層(BARC)材料可有效降低活化輻射之反射,但移除BARC材料而不破壞上層光阻劑及/或下層基材已極具挑戰性。移除BARC之典型方法係藉由電漿蝕刻法。然而,電漿蝕刻經常導致光阻劑層變薄。因此,可破壞光阻劑上之圖案或使之變成不轉移至基材層。電漿蝕刻亦可破壞基材進而影響最終裝置之性能。且,用於移除BARC材料之額外蝕刻步驟會增加光微影蝕刻操作之費用及製程複雜性。因此期望具有一種可藉由不同於電漿蝕刻之方法移除之抗反射塗層材料。
本發明係關於可作為光微影蝕刻之抗反射塗層之倍半矽氧烷樹脂。本發明更具體地係關於含有羧基之倍半矽氧烷材料。具羧基功能基之倍半矽氧烷樹脂形成優異的旋塗膜且耐有機溶劑,如PGMEA、2-庚烯,但於250℃或以下固化時可溶於顯影劑。此外,自具羧基官能團之倍半矽氧烷樹脂製得之富含Si之ARC呈現優異的抗乾蝕刻性。
本發明係關於一種可用於抗反射塗層之羧基官能基倍半矽氧烷樹脂,其中該倍半矽氧烷樹脂包含下列單元:
(Ph(CH2
)r
SiO(3-x)/2
(OR')x
)m
(HSiO(3-x)/2
(OR')x
)n
(MeSiO(3-x)/2
(OR')x
)o
(RSiO(3-x)/2
(OR')x
)p
(R1
SiO(3-x)/2
(OR')x
)q
其中Ph係苯基,Me係甲基;R'係氫原子或具有1至4個碳原子之烴基;R係選自羧酸基、形成羧酸的基團或其等混合物;及R1
係選自經取代苯基、酯基、聚醚基;巰基、含硫有機官能基、產生羥基的基團、芳基磺酸酯基、及反應性或可固化有機官能基;及r之值為0、1、2、3、或4;x之值為0、1或2;其中於樹脂中m之值為0至0.95;n之值為0.05至0.95;o之值為0至0.95;p之值為0.05至0.5;q之值為0至0.95;及。當此等樹脂用於抗反射塗層時,其固化膜呈現優異耐溶劑(例如,PGMEA)性且可藉由各種方法,包括蝕刻、濕顯影、濕剝除及其他方法移除。
可用於形成抗反射塗層之倍半矽氧烷樹脂包含下列單元:
(Ph(CH2
)r
SiO(3-x)/2
(OR')x
)m
(HSiO(3-x)/2
(OR')x
)n
(MeSiO(3-x)/2
(OR')x
)o
(RSiO(3-x)/2
(OR')x
)p
(R1
SiO(3-x)/2
(OR')x
)q
其中Ph係苯基、Me係甲基;R'係氢原子或具有1至4個碳原子之烴基;R係選自羧酸基、形成羧酸的基團或其等混合物;及R1
係選自經取代苯基、酯基、聚醚基;巰基、含硫有機官能基、產生羥基的基團、芳基磺酸酯基、及反應性或可固化有機官能基;及r之值為0、1、2、3、或4;x之值為0、1或2;其中於樹脂中m之值為0至0.90;n之值為0.05至0.99;o之值為0至0.95;p之值為0.01至0.5;q之值為0至0.5;及。典型上m之值為0.05至0.25,或0.05至0.15。典型上n之值為0.15至0.80,或0.2至0.75。典型上o之值為0.25至0.80,或0.4至0.75。典型上p之值為0.015至0.35,或0.025至0.25。典型上q之值為0至0.15,或0至0.1。
R'獨立地係氫原子或具有1至4個碳原子之烴基。R'之實例可為H、甲基、乙基、丙基、異丙基與丁基。
於樹脂中R係羧酸基、形成羧酸的基團或其等混合物。羧酸基之實例為如通式:R2
C(O)OH者,其中R2
係選自具有1至10個碳原子之伸烷基。形成羧酸的基團之實例係如通式:-R2
C(O)OR3
者,其中R2
係選自具有1至10個碳原子之伸烷基,及R3
係保護基。保護基為於酸性條件下裂解產生對應羧酸基之有機基或矽烷基。保護基之實例可為,但不限於,第三丁基、三甲基矽烷基、酸酐基、甲硫甲基酯、芐氧甲基酯、二苯甲基酯、對甲氧苄基酯、及其他。許多保護基描述於Greene及Wuts之「於有機合成中之保護性基團」,第3版,頁碼369-453。
R1
係選自經取代苯基、酯基、聚醚基;巰基、含硫有機官能基、產生羥基的基團、芳基磺酸酯基、及反應性或可固化之有機官能基。經取代苯基含有至少一個HO-、MeO-、Me-、Et-、Cl-及/或其他取代基。酯基可係含有至少一酯官能度之任一有機取代基。於本文有用之酯基之實例為-(CH2
)2
-O-C(O)Me與-(CH2
)2
-C(O)-OMe。聚醚基係含有由氧原子連接之烴單元之有機取代基,其表示為,但不限於,下列結構:-(CH2
)a
[O(CH2
)b
]c
OR4
,其中a=2至12;b=2至6;c=2至200;R4
=H、烷基、或其他有機基團。於本文有用之聚醚基之實例為-(CH2
)3
-(OCH2
CH2
)c
-OMe、-(CH2
)3
-(OCH2
CH2
)c
-OH與-(CH2
)3
-(OCH2
CH2
)7
-OAc及-(CH2
)3
-(OCH2
CH2
)c
-OC(O)Me。巰基所具之通式為HS(CH2
)d
-,其中d之值為1至18,諸如巰丙基、巰乙基、與巰甲基。芳基磺酸酯基所具之通式為R5
O-SO2
-Ph-(CH2
)r
-,其中R5
係氫原子、脂族基團或芳族基團及r之值為0、1、2、3、或4。芳基磺酸酯基之實例為。但不限於HO-SO2
-Ph-(CH2
)r
-或(CH3
)2
CHO-SO2
-Ph-(CH2
)r
-。反應性或可固化之有機官能基之實例為,但不限於烯基如乙烯基與烯丙基;環氧基如縮水甘油氧丙基與環氧環己烷基、丙烯酸酯基,諸如甲基丙烯氧基丙基、丙烯氧基丙基、及其他。
用於製造倍半矽氧烷樹脂之典型方法包含適當鹵基或烷氧矽烷之水解及縮聚合。其一實例係苯基三氯矽烷、三氯矽烷、含羧酸或形成羧酸的基團之矽烷、甲基三氯矽烷及視情況其他有機官能性三氯矽烷之混合物之水解及縮聚合。藉由此方法若水解或縮聚合不完全,可能使殘餘的-OH及/或-OR'仍保留於倍半矽氧烷樹脂中。若倍半矽氧烷樹脂中含有-OR'基團之單元之總量超過40莫耳%,則可使樹脂發生膠化及不穩定。典型上倍半矽氧烷樹脂含有6至38莫耳%之含-OR'基團之單元,或少於5莫耳%。或少於1莫耳%。
倍半矽氧烷樹脂所具有之重量平均分子量(Mw)係介於500至200,000之間或介於500至100,000之間,或介於700至30,000之間,其係藉由採用RI檢測與聚苯乙烯標準之凝膠滲透層析法測定。
用於製備矽氧烷樹脂之方法包含於有機溶劑中使(A)包含HSiX3
與RSiX3
、及視情況MeSiX3
、Ph(CH2
)r
SiX3
、與R1
SiX3
矽烷反應物之混合物與(B)水反應,其中X係可水解基團且獨立地選自Cl、Br、CH3
CO2
-、烷氧基-OR'、或其他可水解基團。本文有用之矽烷之實例可舉例為,但不限於,HSi(OEt)3
、HSiCl3
、PhCH2
CH2
SiCl3
、及PhSiCl3
、MeSi(OMe)3
、MeSiCl3
、R1
SiCl3
與R1
Si(OMe3
)3
,其中R1
係如以上所定義,Me表示甲基、Et表示乙基及Ph表示苯基。於反應混合物中典型上有0至90莫耳%、或5至25莫耳%之Ph(CH2
)r
SiX3
,5至99莫耳%、或15至80莫耳%之、HSiX3
,0至95莫耳%、或25至80莫耳% MeSiX3
,1至95莫耳%、或1.5至35莫耳%之RSiX3
,及0至50莫耳%、或0至15莫耳%之R1
SiX3
,但條件為反應物之總和等於100莫耳%。
可用於製備倍半矽氧烷樹脂之羧基官能矽烷之實例可為舉例為,但不限於,
(MeO)3
Si-(CH2
)2
-COOt
Bu
(MeO)3
Si-(CH2
)d
-(OCH2
CH2
)e
-COOt
Bu
(MeO)3
Si-(CH2
)2
-COO-SiMe3
(MeO)3
Si-(CH2
)d
-(OCH2
CH2
)e
-COO-SiMe3
其中Me係甲基、t
Bu係第三丁基、m之值為2或3及n之值為1至10。
反應中水之量典型上係對矽烷反應物中每莫耳X基團為0.5至2莫耳範圍之水,或矽烷反應物中每莫耳X基團為0.5至1.5莫耳範圍之水。
形成倍半矽氧烷樹脂之時間受許多因素影響,如溫度、矽烷反應物之類型與量、觸媒量(若存在)。反應較好進行至實質上足以使所有X基團進行水解反應之時間。典型上反應時間係介於數分鐘至數小時之間,或10分鐘至1小時。可於任何溫度下進行製造倍半矽氧烷樹脂之反應,只要該溫度不導致明顯凝膠或引發倍半矽氧烷樹脂固化。進行反應之溫度典型上係介於25℃至高達反應混合物之回流溫度之間。典型上藉由於回流下加熱10分鐘至1小時進行反應。
反應步驟包含水解與縮聚合矽烷組分之兩步驟。為促進反應完全可使用觸媒。該觸媒可為鹼或酸如礦酸。可用之礦酸包括,但不限於,HCl、HF、HBr、HNO3
、及H2
SO4
,其中尤其是HCl。HCl或其他揮發性酸之益處在於揮發性酸在反應完成後可藉由汽提輕易地自組合物中除去。觸媒之量可視其特性而定。觸媒之量典型上係以(A)+(B)之重量為準之0.05重量%至1重量%。
一般而言,矽烷反應物不溶於水或微溶於水。考慮到此方面,因此於有機溶劑中進行該反應。有機溶劑係以足以溶解矽烷反應物之任何量存在。典型上,有機溶劑存在量占(A)+(B)之重量之1至99重量%,或70至90重量%。可用的有機溶劑實例為例如,但不限於,飽和脂族如正戊烷、己烷、正庚烷及異辛烷;環脂族如環戊烷與環己烷;芳族如苯、甲苯、二甲苯、三甲苯;醚類如四氫呋喃、二烷、乙二醇二乙醚、乙二醇二甲醚;酮類如甲基異丁基酮(MIBK)與環己酮;經鹵素取代之烷類如三氯乙烷;經鹵化芳族類如溴苯與氯苯;酯類如丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)、異丁酸異丁基酯與丙酸丙酯。可用的矽酮溶劑之實例舉例為,但不限於環狀矽氧烷類如八甲基環四矽氧烷、及十甲基環五矽氧烷。可使用單一溶劑或使用溶劑混合物。
用於製造倍半矽氧烷樹脂之方法中,在反應完成後,可於減壓下自倍半矽氧烷樹脂溶液中除去揮發物。此等揮發物包括醇副產物、過量的水、觸媒、氫氯酸(經氯矽烷路徑)及溶劑。除去揮發物之方法為本技藝已知且包括,例如,減壓下之蒸餾或汽提。
在反應完成之後可視情況除去觸媒。除去觸媒之方法為本技藝熟知且可包括中和、汽提或水洗或其等組合。觸媒可能負面地影響倍半矽氧烷樹脂之儲存期限,尤其當呈溶液存在時,因此建議將其除去。
為提高倍半矽氧烷樹脂之分子量及/或改良倍半矽氧烷樹脂之儲存穩定性,可於延長之時間內藉由在介於40℃至高達溶劑之回流溫度之間加熱進行反應(「濃化(bodying)步驟」)。該濃化步驟可於反應步驟之後進行或作為反應步驟之一部分。典型上,該濃化步驟進行介於10分鐘至6小時,或20分鐘至3小時之時間。
在製造倍半矽氧烷樹脂之反應後,可視情況進行許多視情況步驟以獲得呈所欲形式之倍半矽氧烷樹脂。例如,可藉由除去溶劑回收呈固體形式之倍半矽氧烷樹脂。除去溶劑之方法不具重要性且有數種方法為本技藝熟知(例如於加熱及/或真空下蒸餾)。一旦回收呈固體形式之倍半矽氧烷樹脂,該樹脂可視情況再溶解於相同或其他溶劑中以作特殊用途。或者,若對最終產物需要不同溶劑,而非反應中所使用之溶劑,則可例如藉由添加第二溶劑並經由蒸餾除去第一溶劑以進行溶劑交換。此外,可藉由除去某些溶劑或添加額外量之溶劑來調節溶劑中之樹脂濃度。
製造倍半矽氧烷樹脂之另一方法包含將對應之含羧基單元接枝至起始倍半矽氧烷樹脂上。將對應之含羧基單元接枝至起始倍半矽氧烷樹脂上之方法,係在過渡金屬觸媒存在下,使含羧基烯烴矽氫化地接枝至含Si-H倍半矽氧烷樹脂上。
本文中可用的含羧基烯烴包括含有雙鍵及含羧基基團-C(O)OR3
之有機分子,其中R3
係如上述。含羧基基團之實例舉例為羧酸(R3
=H)、羧酸酐或羧酸酯。當羧酸酯基團為羧酸酯基時,其具有一經保護之有機基團,該經保護之有機基團於反應條件下裂解以產生對應羧酸。
本文中可用的含羧基烯烴包括,但不限於,CH2
=CH-(CH2
)g
-COOR3
,其中R3
可為t
Bu、SiMe3
、Sit
BuMe2
、或CPh3
;及g=0至8;
CH2
=CH-(CH2
)g
-COO-CH2
-OMe
其中g=0至8;
CH2
=CH-(CH2
)g
-(OCH2
CH2
) n-COOR3
其中R3
可為t
Bu、SiMe3
、Sit
BuMe2
、或CPh3
;及g=0至8;n=1至10;
本文中可用於製造倍半矽氧烷樹脂之含SiH之倍半矽氧烷樹脂包含單元:
(Ph(CH2
)r
SiO(3-x)/2
(OR')x
)m
(HSiO(3-x)/2
(OR')x
)n"
(MeSiO(3-x)/2
(OR')x
)o
(R1
SiO(3-x)/2
(OR')x
)q
其中Ph係苯基、Me係甲基;R'係氫原子或具有1至4個碳原子之烴基;及R1
係選自經取代苯基、酯基、聚醚基、巰基、含硫有機官能基、產生羥基的基團、芳基磺酸酯基、及反應性或可固化之有機官能基;及r之值為0、1、2、3、或4;x之值為0、1或2;其中在樹脂中m之值為0至0.90;n"之值為0.10至1;o之值為0至0.95;q之值為0至0.5;及。
典型上m之值為0.05至0.25,或0.5至0.15。典型上n之值為0.165至0.95,或0.10至0.3。典型上o之值為0.25至0.80,或0.25至0.75。典型上q之值為0至0.15,或0至0.1。
在過渡金屬觸媒存在下使羧酸酯烯烴與含Si-H之倍半矽氧烷樹脂反應。可用的過渡金屬觸媒可係選自已知可促進乙烯基官能基與以矽鍵結之氫原子反應之各種矽氫化觸媒。合適的過渡金屬觸媒可包括含鉑與含銠化合物與錯合物。鉑觸媒如乙醯丙酮酸鉑或氯鉑酸係此等化合物之代表性觸媒且適合使用。典型的過渡金屬觸媒係二乙烯基四甲基二矽氧烷之氯鉑酸錯合物,其係稀釋於經二甲基乙烯矽氧基封端之聚二甲基矽氧烷中。
羧酸酯烯烴對含Si-H倍半矽氧烷樹脂之量典型上可使最終樹脂含有5至99莫耳%之(HSiO(3-x)/2
(OR')x
)與1至50莫耳%之(RSiO(3-x)/2
(OR')x
)、或15至80莫耳%之(HSiO(3-x)/2
(OR')x
)與1.5至35莫耳%之(RSiO(3-x)/2
(OR')x
)、或20至75莫耳%之(HSiO(3-x)/2
(OR')x
)與2.5至25莫耳%之(RSiO(3-x)/2
(OR')x
)。所使用之過渡金屬觸媒之量典型上係以提供占羧酸酯烯烴與含Si-H之倍半矽氧烷之總重量的2ppm、或5至200ppm之過渡金屬(例如Pt)之量存在。
本發明亦係關於一種抗反射塗層(ARC)組合物,其包含:(i)倍半矽氧烷樹脂,其包含下列單元:
(Ph(CH2
)r
SiO(3-x)/2
(OR')x
)m
(HSiO(3-x)/2
(OR')x
)n
(MeSiO(3-x)/2
(OR')x
)o
(RSiO(3-x)/2
(OR')x
)p
(R1
SiO(3-x)/2
(OR')x
)q
其中Ph係苯基,Me係甲基;R'係氫原子或具有1至4個碳原子之烴基;R係選自羧酸基、形成羧酸的基團或其等混合物;及R1
係選自經取代苯基、酯基、聚醚基;巰基、含硫有機官能基、產生羥基的基團、芳族磺酸酯基、及反應性或可固化之有機官能基;及r之值為0、1、2、3、或4;x之值為0、1或2;其中在樹脂中m之值為>0至0.90;n之值為0.05至0.99;o之值為0至0.95;p之值為0.01至0.5;q之值為0至0.5;且;及
(ii)溶劑
可用的溶劑(ii)其中包括,但不限於,1-甲氧基-2-丙醇、丙二醇單甲基乙酸乙酯γ-丁內酯、及環己酮。ARC組合物典型上包括占ARC組合物之總重之10至99.9重量%,或80至95重量%之溶劑。
藉由將倍半矽氧烷樹脂與溶劑及視情況任一其他添加劑混合一起形成抗反射塗層組合物。
以下實例係說明本發明之實施例。熟練本技術者應瞭解以下實例中所揭示之技術係表示由發明者所揭示、以使本發明之實施良好進行之技術。然而,考慮到本發明,熟練技術者鑑於本揭示應可瞭解於不脫離本發明之精神下可進行多種改變且仍獲得相同或相似結果。所有百分比皆係重量%。實例1至6所給出之結構皆為基於反應物之理論結構。
在一反應器中裝入445.1g丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)、30.89g 3-(三乙氧矽烷基)丙基琥珀酸酐(0.101mol)、28.62g苯基三氯矽烷(0.135mol)、126.40g甲基三氯矽烷(0.864mol)、與36.65g三氯矽烷(0.271mol)。將夾套溫度設定為25℃。激烈攪拌溶液。於一燒瓶中置入1080g PGMEA與54.1g去離子水。激烈攪拌PGMEA與水之混合物直至所有水皆溶於PGMEA。然後,於1小時內將PGMEA/水溶液添加至氮氣下之反應器中同時激烈攪拌反應物。完成添加後,以DI水(2×571g)將反應器中之混合物清洗3次。接著添加120g乙醇(EtOH)並使溶液氣提以獲得澄清PGMEA溶液。藉由添加更多PGMEA將溶液稀釋至10重量%及隨後通過0.2mm Teflon過濾器過濾。GPC(相對聚苯乙烯):Mw=11300,Mw/Mn=2.70。
在一反應器中裝入672.5g丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)、11.42g 3-(三乙氧矽烷基)丙基琥珀酸酐(0.038mol),15.87g苯基三氯矽烷(0.075mol)、95.29g甲基三氯矽烷(0.638mol)、與101.59g三氯矽烷(0.750mol)。將夾套溫度設定為25℃。激烈攪拌溶液。於一燒瓶中置入1080g PGMEA與59.4g去離子水。激烈攪拌PGMEA與水之混合物直至所有水皆溶於PGMEA。然後,於1小時內將PGMEA/水溶液添加至氮氣下之反應器中同時激烈攪拌反應物。完成添加後,以DI水(2×500g)將反應器中之混合物清洗3次。接著添加EtOH(120g)使溶液汽提以獲得澄清PGMEA溶液。藉由添加更多PGMEA將溶液稀釋至10重量%及隨後通過0.2mm Teflon過濾器過濾。GPC(相對聚苯乙烯):Mw=44300,Mw/Mn=5.99。
於裝有含氫倍半矽氧烷樹脂(Mn=2200,37.10g,0.7mol)之200mL甲苯之燒瓶中添加苯乙烯(7.29g,0.07mol)與甲基丙烯酸第三丁酯(32.71g,0.23mol),接著添加鉑觸媒。攪拌混合物並於室溫下以UV燈輻射。18小時後,於40℃下除去揮發物獲得標題之樹脂黏稠油。將樹脂溶於PGMEA以獲得10重量%之溶液及通過0.2mm Teflon過濾器過濾溶液。GPC(相對聚苯乙烯):Mw=4890,Mw/Mn=2.44。
於裝有含氫倍半矽氧烷樹脂(Mn=2200,26.5g,0.5mol)之200mL甲苯之燒瓶中添加苯乙烯(3.65g,0.035mol)與丁烯酸第三丁酯(17.0g,0.115mol),接著添加鉑觸媒。攪拌並回流混合物隔夜。隨後於40℃下除去揮發物獲得黏性油。將該油溶於PGMEA以獲得10重量%之溶液及以0.2mm Teflon過濾器過濾溶液。GPC(相對聚苯乙烯):Mw=5730,Mw/Mn=2.21。
於裝有含氫倍半矽氧烷樹脂(Mn=11,800,20g,0.38mol)之100mL甲苯之燒瓶中添加苯乙烯(3.65g,0.035mol)與丁烯酸第三丁酯(14.22g,0.095mol),接著添加鉑觸媒。於40℃下旋轉蒸發獲得黏性油。將油溶於PGMEA中以獲得10重量%之溶液及通過0.2mm Teflon過濾器過濾溶液。GPC(相對聚苯乙烯):Mw=15,300,Mw/Mn=2.78。
於裝有含T(Ph)0.1
T(H)0.3
T(Me)0.6
樹脂(20g,0.38mol)之甲苯之燒瓶中添加丁烯酸第三丁酯(3.26g,0.022mol),接著添加鉑觸媒。攪拌並回流混合物隔夜。利用於40℃之旋轉蒸汽除去揮發物獲得白色固體。將樹脂溶於PGMEA中以獲得10重量%之溶液及通過0.2mm Teflon過濾器過濾溶液。GPC(相對聚苯乙烯):Mw=12,450,Mw/Mn=2.95。
將PGMEA(600g)、苯基三甲氧矽烷(13.9g,0.07mol)、三乙氧矽烷(73.9g,0.45mol),甲基三乙氧矽烷(64.2g,0.36mol)、(3-第三丁基)丙基三甲氧矽烷(31.7g,0.12mol)、與去離子水(54g,3mol)裝入燒瓶。於室溫下將溶液攪拌5分鐘接著添加硝酸(70%,0.64g)。於80℃下攪拌混合物隔夜並隨後回流4小時,藉此冷凝並除去低沸點揮發物。將溶液冷卻至室溫獲得澄清無色溶液。隨後以去離子水清洗溶液。將殘留之水與一些PGMEA一起汽提。以PGMEA將溶液稀釋成於PGMEA中之10%。GPC(相對PS):Mw=6300,Mw/Mn=2.58。
將PGMEA(600g)、苯基三甲氧矽烷(19.8g,0.10mol)、三乙氧矽烷(32.8g,0.20mol)、甲基三乙氧矽烷(111.4g,0.625mol)、(3-第三丁基)丙基三甲氧矽烷(19.8g,0.075mol)、與去離子水(54g,3mol)裝入燒瓶中。於室溫下將溶液攪拌5分鐘及接著添加硝酸(70%,0.64g)。於80℃下將混合物攪拌隔夜並隨後回流4小時,藉此除去低沸點揮發物。將溶液冷卻至室溫獲得澄清無色溶液。隨後以去離子水清洗溶液。將殘留之水與一些PGMEA一起汽提。以PGMEA將溶液稀釋成於PGMEA中之10%溶液。GPC(相對PS):Mw=5300,Mw/Mn=2.45。
Claims (14)
- 一種倍半矽氧烷樹脂,其中該倍半矽氧烷樹脂係由以下單元組成:(Ph(CH2 )r SiO(3-x)/2 (OR')x )m (HSiO(3-x)/2 (OR')x )n (MeSiO(3-x)/2 (OR')x )o (RSiO(3-x)/2 (OR')x )p (R1 SiO(3-x)/2 (OR')x )q 其中Ph係苯基,Me係甲基;R'係氫原子或具有1至4個碳原子之烴基;R係式-R2 C(O)OR3 之形成羧酸的基團,其中R2 係選自具有1至10個碳原子之伸烷基,及R3 係保護基,其中該保護基係選自第三丁基、三甲基矽烷基、酸酐基、甲硫甲基酯、芐氧甲基酯、二苯甲基酯、及對甲氧苄基酯及其混合物;及R1 係選自經取代苯基、酯基、聚醚基;巰基、含硫有機官能基、產生羥基的基團、芳基磺酸酯基、及反應性或可固化有機官能基;及r之值為0、1、2、3、或4;x之值為0、1或2;其中在該樹脂中m之值為0.05至0.90;n之值為0.05至0.99;o之值為0至0.95;p之值為0.01至0.5;q之值為0至0.5;且m+n+o+p+q=1。
- 如請求項1之樹脂,其中m之值為0.05至0.25,n之值為0.15至0.80,o之值為0.25至0.80,p之值為0.015至0.35,及q之值為0至0.15。
- 如請求項1之樹脂,其中R'係H。
- 如請求項1之樹脂,其中R係具有式-R2 C(O)OH之羧酸 基,其中R2 係選自具有1至10個碳原子之伸烷基。
- 一種用於製造倍半矽氧烷樹脂之方法,其包含在一有機溶劑中使以下兩者反應:(A)矽烷反應物混合物,其包含5至90莫耳%之Ph(CH2 )r SiX3 、5至99莫耳%之HSiX3 、0至95莫耳%之MeSiX3 、1至95莫耳%之RSiX3 、及0至50莫耳%之R1 SiX3 ,但條件為矽烷反應物之總和等於100莫耳%;及(B)矽烷反應物中每莫耳X為0.5至2莫耳之水;其中Ph表示苯基、Me表示甲基、R係式-R2 C(O)OR3 之形成羧酸的基團,其中R2 係選自具有1至10個碳原子之伸烷基,及R3 係保護基,其中該保護基係選自第三丁基、三甲基矽烷基、酸酐基、甲硫甲基酯、芐氧甲基酯、二苯甲基酯、及對甲氧苄基酯及其混合物;及R1 係選自經取代的苯基、酯基、聚醚基;巰基、含硫的有機官能基、產生羥基的基團、芳基磺酸酯基、及反應性或可固化之有機官能基;及r之值為0、1、2、3、或4;X係可水解基團。
- 如請求項5之方法,其中RSiX3 係選自(MeO)3 Si-(CH2 )m -(OCH2 CH2 )n -COOt Bu(MeO)3 Si-(CH2 )2 -COO-SiMe3 (MeO)3 Si-(CH2 )m -(OCH2 CH2 )n -COO-SiMe3
- 如請求項5之方法,其中進而存在以(A)+(B)之重量計為0.05至1重量%之觸媒。
- 如請求項5之方法,其中該有機溶劑係以(A)+(B)重量之1至99重量%之量存在。
- 如請求項8之方法,其中該有機溶劑係選自飽和脂族、環脂族、芳香族、醚類、酮類、經鹵素取代的烷類、鹵化芳香族、酯類及矽酮類。
- 一種用於製造倍半矽氧烷樹脂之方法,其包含在過渡金屬觸媒存在下將羧酸酯烯烴接枝至含Si-H之倍半矽氧烷樹脂上,其中該羧酸酯烯烴係選自CH2 =CH-(CH2 )m -COOR4 、CH2 =CH-(CH2 )m -COO-CH2 -OMe、CH2 =CH-(CH2 )m -(OCH2 CH2 )n -COOR4 、
- 如請求項10之方法,其中該過渡金屬觸媒係鉑觸媒。
- 一種抗反射塗層(ARC)組合物,其包含(i)倍半矽氧烷樹脂,其係由以下單元組成:(Ph(CH2 )r SiO(3-x)/2 (OR')x )m (HSiO(3-x)/2 (OR')x )n (MeSiO(3-x)/2 (OR')x )o (RSiO(3-x)/2 (OR')x )p (R1 SiO(3-x)/2 (OR')x )q 其中Ph係苯基,Me係甲基;R'係氫原子或具有1至4個碳原子之烴基;R係式-R2 C(O)OR3 之形成羧酸的基團,其中R2 係選自具有1至10個碳原子之伸烷基,及R3 係保護基,其中該保護基係選自第三丁基、三甲基矽烷基、酸酐基、甲硫甲基酯、芐氧甲基酯、二苯甲基酯、及對甲氧苄基酯及其混合物;及R1 係選自經取代的苯基、酯基、聚醚基;巰基、含硫的有機官能基、產生羥基的基團、芳基磺酸酯基、及反應性或可固化之有機官能基;及r之值為0、1、2、3、或4;x之值為0、1或2;其中在該樹脂中m之值為>0至0.90;n之值為0.05至0.99;o之值為0至0.95;p之值為0.01至0.5;q之值為0至0.5;且m+n+o+p+q=1;及(ii)溶劑。
- 如請求項12之ARC組合物,其中存在以ARC組合物總重量計10%至99.9重量%之溶劑。
- 如請求項12之ARC組合物,其中該溶劑係選自1-甲氧基-2-丙醇、丙二醇單甲基乙酸乙酯、γ-丁內酯、與環己酮。
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