与外涂光刻胶一起使用的涂料组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种与外涂光刻胶一起使用的涂料组合物，其中该涂料组合物包含一种包含氰尿酸酯基团和疏水性基团的树脂。所述涂料组合物可以增强外涂光刻胶浮雕像的分辨率。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利申请是申请号为201010233728.0，申请日为2010年5月20日，名称为“与外涂光刻胶一起使用的涂料组合物”的专利技术专利申请的分案申请。
本申请要求于2009年5月20日提交的在35U.S.C.§119(e)下的美国临时申请No.61/216,795的优先权，该申请的内容全部被引入本专利技术作为参考。本专利技术涉及氰尿酸酯树脂，它特别适用于作为在外涂光刻胶下层的涂料组合物的组分。
技术介绍
光刻胶是用于将图像转移到基材上的感光膜。在基材上形成光刻胶涂层，然后经光掩模将所述光刻胶层在活化射线源曝光。所述光掩模具有对活化射线不透明的区域和透明的其它区域。活化射线曝光使得光刻胶涂层发生光致转变或化学转变，从而将光掩模的图案转移到所述光刻胶涂覆的基材上。曝光后，将光刻胶显影以提供一种允许对基材进行选择性加工的浮雕图像。光刻胶主要用于半导体制造业，目的是将高度抛光的半导体片如硅或砷化镓，转化成起电路作用的电子传导路线的复合物基体。适当的光刻工艺是达到这一目的关键。虽然各种光刻工艺步骤之间存在很强的相关性，曝光被认为是获得高分辨率光刻胶图像的最重要的步骤之一。用于曝光光刻胶的活化射线的反射常常会使光刻胶层上的成像的分辨率受到限制。来自基材/光刻胶界面的辐射反射会使光刻胶中的辐射强度产生空间改变，导致在显影时产生不均匀的光刻胶线宽。另外，射线还会由基材/光刻胶界面散射到光刻胶的非预定曝光区域，从而再次产生线宽改变。已经使用的降低射线反射问题的一个途径是在基材表面和光刻胶涂层之间插入射线吸收层。参见美国专利7425403。电子设备制造业不断寻求各种减反射涂层来提高光刻胶成像的分辨率。
技术实现思路
在一个方面，我们提供了新的树脂，其包含(i)包含氰尿酸酯型基团的重复单元；(ii)包含疏水性基团(如羟基-多元醇(例如二醇)、醚和它们的组合)的重复单元。我们发现在外涂光刻胶层的碱水显影期间，下层减反射组合物倾向于发生不希望的从基材表面的“翘起”。这种翘起会严重损害外涂光刻胶层中的成像的分辨率。我们现在意外地发现，在下层减反射组合物的氰尿酸酯树脂中引入疏水性基团可以显著增强外涂光刻胶层的分辨率，包括减少不希望的减反射层翘起。可以通过各种方法将这种疏水性物质赋予树脂。例如，疏水性基团可以接枝到预形成的树脂上。包含一个或多个疏水性基团的化合物也可以与其它化合物如包含氰尿酸酯官能团的反应性单体共聚来形成本专利技术的树脂。在一个优选方面，本专利技术的树脂包含氰尿酸酯单元，所述氰尿酸酯单元的多个氰尿酸酯氮环原子被特定的(不同的)羧基(例如-COOH)和/或羧基酯(例如COOR，其中R不是氢，例如C1-12烷基)取代。在该方面，特别优选的本专利技术树脂通过如下式I的化合物反应提供：其中至少两个所述基团R1OOC(CX2)n-、R2-和R3OOC(CX2)m-是不同的酸或酯基团；和R1、R2、R3和每个X各自独立地是氢或非氢取代基，如任选取代的烷基(例如任选取代的C1-10烷基)，优选具有2－约10个碳原子的任选取代的烯基或炔基如烯丙基，优选具有1－约10个碳原子的任选取代的链烷酰基；优选具有1－约10个碳原子的任选取代的烷氧基(包括环氧基)如甲氧基、丙氧基、丁氧基；优选具有1－约10个碳原子的任选取代的烷硫基；优选具有1－约10个碳原子的任选取代的烷基亚磺酰基；优选具有1－约10个碳原子的任选取代的烷基磺酰基；优选具有1－约10个碳原子的任选取代的羧基(其包括基团如-COOR'，其中R'是H或C1-8烷基，包括基本上不与光酸反应的酯)；任选取代的烷芳基如任选取代的苄基，任选取代的碳环芳基如任选取代的苯基、萘基、苊基，或任选取代的杂脂环族或杂芳族基团如甲基邻苯二甲酰亚胺、N-甲基-l,8-邻苯二甲酰亚胺；n和m可以相同或不同，各自是整数如0、1、2、3或4，通常优选n和/或m等于正整数如1或2。在许多方面，特别优选的本专利技术树脂通过其中一个或多个X基团是氢的化合物反应提供，例如下式IA的化合物：其中所述基团R1OOC(CX2)n-、R2-和R3OOC(CX2)m-中至少两个是不同的酸或酯基团；和R1、R2和R3各自独立地是氢或非氢取代基，如任选取代的烷基(例如任选取代的C1-10烷基)，优选具有2－约10个碳原子的任选取代的烯基或炔基如烯丙基，优选具有1－约10个碳原子的任选取代的链烷酰基(alkanoyl)；优选具有1－约10个碳原子的任选取代的烷氧基(包括环氧基)如甲氧基、丙氧基、丁氧基；优选具有1－约10个碳原子的任选取代的烷硫基(alkylthio)；优选具有1－约10个碳原子的任选取代的烷基亚磺酰基；优选具有1－约10个碳原子的任选取代的烷基磺酰基；优选具有1－约10个碳原子的任选取代的羧基(其包括基团如-COOR'，其中R'是H或C1-8烷基，包括基本上不与光酸反应的酯)；任选取代的烷芳基如任选取代的苄基，任选取代的碳环芳基如任选取代的苯基、萘基、苊基(acenaphthyl)，或任选取代的杂脂环族或杂芳族基团如甲基邻苯二甲酰亚胺、N-甲基-l,8-邻苯二甲酰亚胺；n和m可以相同或不同，各自是整数如0、1、2、3或4，通常优选n和/或m等于正整数如1或2。本专利技术要求所述基团R1OOC(CX2)n-、R2-和R3OOC(CX2)m-中的至少两个是不同的酸或酯基(或者，在式IA的情况下，所述基团R1OOC(CH2)n-、R2-和R3OOC(CH2)m-中的至少两个是不同的酸或酯基)，这意味着至少两个基团的至少一个原子是不同的。例如，如果n和m的值不相等，则所述基团将是不同的酸或酯基。如果基团R1和R3不相同(例如R1是-CH3和R3是H)，则所述基团是不同的酸或酯基。如果R2是一种酸，并且所述R3不是氢，则所述基团是不同的。多数情况下，所述基团相差两个或多个原子。在上述式I和IA中，优选的R1和R3部分包括任选取代的烷基(包括环烷基)，优选具有3－8个碳原子的烷基(包括环烷基)。还优选R2基团包含酸部分或者烷基酯部分。在某些实施方案中，优选的化合物是如上述式I和IA的那些，其中R1、R2和R3中的至少一个包含一个或多个卤素原子，特别是一个或多个氟原子和/或一个或多个氯原子，例如卤代烷基和烷基芳基(如卤代苯基或卤代萘基)，如-CF3、>CF2、-CHF2、>CHF、-CH2F、C6H5-XFX、C6H5-XClX、-CCl3、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与外涂光刻胶一起使用的涂料组合物，该涂料组合物包含一种包含氰尿酸酯基团和疏水性基团的树脂，所述树脂由具有疏水性基团的单体和氰尿酸酯化合物反应而制得，所述氰尿酸酯化合物的多个氰尿酸酯氮环原子被不同的羧基和/或羧基酯基取代，所述树脂包含聚酯键，所述氰尿酸酯化合物对应于下列式I：其中所述基团R1OOC(CX2)n‑、R2‑和R3OOC(CX2)m‑中至少两个是不同的酸或酯基团；R1、R2、R3和X各自独立地是氢或非氢取代基；R1、R2和R3中至少一个具有一个或多个卤素原子；和n和m相同或不同，各自是一个整数。

【技术特征摘要】
2009.05.20 US 61/216,7941.一种与外涂光刻胶一起使用的涂料组合物，该涂料组合物包含一种包含
氰尿酸酯基团和疏水性基团的树脂，
所述树脂由具有疏水性基团的单体和氰尿酸酯化合物反应而制得，所述氰
尿酸酯化合物的多个氰尿酸酯氮环原子被不同的羧基和/或羧基酯基取代，所述
树脂包含聚酯键，
所述氰尿酸酯化合物对应于下列式I：
其中所述基团R1OOC(CX2)n-、R2-和R3OOC(CX2)m-中至少两个是不同的酸
或酯基团；
R1、R2、R3和X各自独立地是氢或非氢取代基；
R1、R2和R3中至少一个具有一个或多个卤素原子；和
n和m相同或不同，各自是一个整数。
2.如权利要求1所述的涂料组合物，其中疏水性基团选自羟基和醚。
3.如权利要求1-2中任一项所述的涂料组合物，其中所述树脂包含共价键
链接的交联剂基团。
4.一种涂敷的基材，所述基材包含：
权利要求1所述的减反射组合物层；
在所述涂料组合物层之上的光刻胶层。
5.一种形成光刻胶浮雕像的方法，所述方法包括：
在基材上涂覆权利要求1所述的减反射涂料组合物；
在上述涂料组合物层上涂覆光刻胶组合物；和
曝光和显影所述光刻胶层，从而制得光刻胶浮雕像。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述减反射组合物在涂覆所述光刻胶组
合物之前交联。
7.如权利要求1所述的涂料组合物，其中所述氰尿酸酯化合物对应于下式
IA：
其中所述基团R1OOC(CH2)n-、R2-和R3OOC(CH2)m-中至少两个是不同的酸
或酯基团；
R1、R2和R3各自独立地是氢或非氢取代基；
R1、R2和R3中至少一个具有一个或多个卤素原子；和
n和m相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·赞皮尼，G·B·韦顿，V·简恩，刘骢，S·克雷，O·昂格伊，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US