共聚物组合物、光刻介电组合物及电气或电子器件制造技术

本发明专利技术涉及共聚物组合物、光刻介电组合物及包含所述光刻介电组合物的电气或电子器件。所述共聚物组合物包括如下共聚物，所述共聚物具有下式I的重复单元：，其中X选自O，-CH2-和-CH2-CH2-；m是从0到5的整数；并且每次出现的R1-R4独立地选自下列基团：H，包含一个或者多个选自O，N和Si的杂原子的C1到C25的线性、支链和环状烷基，芳基，芳烷基，烷芳基，烯基和炔基；包含环氧官能团的基团；-(CH2)nC(O)OR5R5；-(CH2)nC(O)OR6，-(CH2)nOR6；-(CH2)nOC(O)R6；-(CH2)nC(O)R6；(CH2)nOC(O)OR6R6；以及R1，R2，R3和R4中的任意两个基团的组合通过连接基团连接起来。一部分具有结构式I的重复单元含有至少一个环氧官能团侧基。所述光刻介电组合物可用于形成基质上的光刻层。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多环聚合物，尤其是涉及含有多环聚合物的光刻聚合物组合物。
技术介绍
微电子工业的迅速发展引起对光刻介电聚合材料的大量需求，所述介电材料具有用于每代微电装置封装的改良电子特性。工业发展需要更小，更快速并且消耗更少能量的集成电路。为了满足这些需要，集成电路原件以及这种电路系统的封装必须是具有亚微型特性的高密度。增加每晶片元件数目的一种方法是使晶片上的零件大小最小化。因而，导线必须制成较细并且彼此紧密接近放置。电路系统中导线之间空隙的减少以及这种电路系统封装的减少同时引起电路效力和速度的增加，从而具有更大的存储容量，能够更快的处理信息，并且需要较低的能量。然而，导线之间空隙的减少可以引起耦合电线电容的增加， 从而产生更大的交互干扰，损失更多的电容并且阻容时间常数也增加。为了限制这种电容耦合和诸如传输迟延，同时开关噪音等有害效应的增加，人们开始对具有低介电常数的高性能聚合物产生浓厚的兴趣。此外，人们也开始对用于封装集成电路原件的具有合适模量的这种低介电常数材料产生兴趣。然而，目前已知的聚合物常常难以形成图案，例如常常用于形成布线图案的这种低介电常数聚合物以及抗光蚀性组合物的蚀刻特性非常相似。因此，有选择地排除部分聚合物的努力可能是有问题的。为了克服这种选择性问题，已知形成了聚合物和抗蚀性组合物之间的插入材料，在它们之间这种插入材料可以有选择地形成图案以形成硬掩模，其随后可被用于垫衬聚合物材料形成图案。需要形成硬掩模的其它步骤不能节约成本，因此不需要这种步骤的低介电常数聚合物材料形成布线图案的替代方法可能更有利。为此，美国专利6，121，340公开了一种负性光刻介电组合物，包括一种光引发剂和一种多环加成聚合物，所述加成聚合物包括具有可水解侧官能团的重复单元(例如，甲硅烷基醚)。曝光于辐射源后，光引发剂剂催化可水解基团的水解从而选择性影响聚合物主链中的交联以形成图案。由此‘340专利的介电材料处于光刻环境下或者本身可以光刻。然而，‘340专利中公开的介电组合物不需要水解反应进行时所需水分的存在。已知，在介电层中这种水分的存在可以引起完整装置与器件封装中可靠性问题的存在。因此，人们希望存在用于微电子工业的具有合适模量的低介电常数材料，所述低介电常数材料处于光刻环境下或者本身可进行光刻同时不需要进行光刻水分的存在。此外，人们希望存在这种光刻材料的应用方法以及存在使用这种光刻材料作为介电材料的微电子学设备
技术实现思路
本专利技术的示例性实施方案是包括共聚物的聚合物组合物，所述共聚物含有具有下式I的重复单元的主链权利要求1.含有共聚物的共聚物组合物，所述共聚物具有两个或者多个下式I的重复单元2.包含下列成分的光刻介电组合物 权利要求1的共聚物组合物，以及经光子形成催化剂的材料。3.权利要求2的光刻介电组合物，用于通过如下步骤在基质上形成光刻层 提供基质；用包含光刻介电组合物的组合物涂敷基质的至少一面以形成涂敷层； 将涂敷层曝光于辐射；以及固化辐射曝光层。4.权利要求2的光刻介电组合物，用于通过如下步骤在基质上形成光刻层提供基质；通过将包含光刻介电组合物的溶液沉积在基质的至少- 面以形成薄膜而使薄膜定影热固化溶液。5.包含权利要求1-4中任一项组合物的低K组合物。6.权利要求5的低K组合物，其中组合物具有小于3.3的介电常数。7.权利要求1-6中任一项的组合物，其中对酸敏感的基团R5选自-C(CH3)3，-Si (CH3)3，-CH(R7)CH2CH3，-CH(R7)C(CH3)3，二环丙基甲基，二甲基环丙基甲基， 以及由下式IV-X中的一种或者多种结构式所描述的化合物8.权利要求1-7任一项的组合物，其中共聚物进一步包括-XI-XV结构单元的重复单元 种或者多种具有如下9.权利要求1-8中任一项的组合物，其中具有包含环氧官能团的结构式I的重复单元占共聚物的 15mole_J 95mole%010.权利要求9的组合物，其中共聚物具有小于2重量百分比的吸湿度以及小于3.3的介电常数。11.权利要求1-10中任一项的组合物，其中共聚物具有从0.IGpa到3Gpa的模量。12.权利要求1-11中任一项的组合物，其中共聚物具有从170°C到350°C的玻璃转化温度。13.权利要求1-12中任一项的组合物，其中通过凝胶渗透色谱法利用多(降冰片烯) 标准品测定的共聚物的加权平均分子量为10，000到500，000。14.权利要求1-13中任一项的组合物，还包括在烃类溶剂，芳族溶剂，环脂族环醚，环醚，乙酸酯，酯，内酯，酮，酰胺，脂肪族单乙烯醚，脂肪族多乙烯醚，环脂族单乙烯醚，环脂族多乙烯醚，芳族单乙烯醚，芳族多乙烯醚，环碳酸酯及其混合物在活性以及非活性化合物的组中从活性以及非活性化合物中选择的溶剂。15.权利要求14的组合物，其中溶剂选自环己烷，苯，甲苯，二甲苯，1，3，5_三甲基苯， 四氢呋喃，苯甲醚，萜类化合物，环己烯氧化物，α-菔烯氧化物，2，2’ -双-环氧乙烷，1，4-环己烷二甲醇二乙烯醚，双乙烯基氧化苯基) 甲烷，环己酮以及十氢化萘。16.权利要求1-15中任一项的组合物，其中共聚物包含65-75m0le%的结构式1的第一重复单元，其中R1，R2以及R3是H，而R4是癸基，以及25-35m0le%的结构式1的第二重复单元，其中R1，R2以及R3是H，R4是包含结构式II的基团的环氧基，其中A是亚甲基，R23 以及Rm是H。17.权利要求2-4中任一项的组合物，其中经光子形成催化剂的材料是光酸生成剂。18.权利要求17的组合物，其中光酸生成剂包括一种或者多种选自如下的化合物镎盐，含商素化合物以及磺酸盐。19.在权利要求18的组合物，光酸生成剂包括一种或者多种选自如下的化合物4， 4' -二叔丁基苯基三氟甲磺酸碘盐；4，4'，4”-三(叔丁基苯基)三氟甲磺酸锍盐；二苯碘四(五氟化苯基)硼酸锍盐；三芳基-四(五氟苯基)硼酸锍盐；三苯基锍四(五氟苯基)_硼酸锍盐；4，4' -二叔丁基苯基四(五氟苯基)硼酸碘盐；三(叔丁基苯基)四(五氟苯基)硼酸锍盐以及甲基苯基-4-(1-甲基乙基)苯基四(五氟苯基)硼酸碘盐。20.权利要求18的组合物，其中光酸生成剂的含量为组合物的从0.1到10重量百分比。21.权利要求2-4中任一项的组合物，还包括一种或者多种选自如下的组分一种或者多种感光剂组分，一种或者多种溶剂，一种或者多种催化剂清除剂，一种或者多种增粘剂， 一种或者多种抗氧化剂，一种或者多种阻燃剂，一种或者多种稳定剂，一种或者多种反应稀释剂以及一种或者多种增塑剂。22.权利要求21的组合物，其中的感光剂组分包括一种或者多种选自如下的组分蒽，菲，茴，苯并芘，荧蒽，红荧烯，芘，咕吨酮，阴丹士林以及噻吨-9-酮。23.权利要求22的组合物，其中的感光剂组分包括一种或者多种选自如下的组分 2-异丙基-9H-噻吨-9-酮，4-异丙基-9H-噻吨-9酮，1-氯-4-丙氧基噻吨酮以及吩噻嗪。24.权利要求22的组合物，其中经光子形成催化剂的物质是光酸生成剂而且感光剂组分的含量为组合物的0. 1到10重量百分比。25.权利要求21的组合物，其中的催化剂清除剂是除酸剂。26.权利要求25的组合物，其中的除酸剂组分选自一种或者多种仲胺以及叔本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．含有共聚物的共聚物组合物，所述共聚物具有两个或者多个下式Ｉ的重复单元：其中Ｘ选自Ｏ，－ＣＨ２－，和－ＣＨ２－ＣＨ２－；ｍ是从０到５的整数；并且每次出现的Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３和Ｒ４独立地选自下列基团之一：（ａ）Ｈ，Ｃ１到Ｃ２５的线性，支链和环烷基，芳基，芳烷基，烷芳基，烯基和炔基；（ｂ）包含一个或者多个选自Ｏ，Ｎ和Ｓｉ的杂原子的Ｃ１到Ｃ２５的线性，支链和环烷基，芳基，芳烷基，烷芳基，烯基和炔基；（ｃ）包含下式ＩＩ的基团的环氧基：其中Ａ是选自Ｃ１到Ｃ６的线性，支链和环亚烷基的连接基团，而Ｒ２３和Ｒ２４独立地选自Ｈ，甲基，和乙基；（ｄ）包含下式ＩＩＩ的基团的环氧基：其中ｐ是０到６的整数，Ｒ２３和Ｒ２４如上所述，并且每次出现的Ｒ２１和Ｒ２２独立地选自Ｈ，甲基和乙基；（ｅ）－（ＣＨ２）ｎＣ（Ｏ）ＯＲ５，－（ＣＨ２）ｎＣ（Ｏ）ＯＲ６，－（ＣＨ２）ｎＯＲ６，－（ＣＨ２）ｎＯＣ（Ｏ）Ｒ６，－（ＣＨ２）ｎＣ（Ｏ）Ｒ６和－（ＣＨ２）ｎＯＣ（Ｏ）ＯＲ６；以及（ｆ）通过连接基团连接起来的Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３和Ｒ４之中两个的任一组合，所述连接基团选自Ｃ１到Ｃ２５的线性，支链和环亚烷基以及亚烷芳基；其中ｎ是从１到２５的整数，Ｒ５是对酸敏感的基团，并且Ｒ６选自Ｈ，Ｃ１到Ｃ６的线性，支链以及环烷基，包含如上所定义ＩＩ基团的环氧基团；并且其中一部分具有结构式Ｉ的重复单元包含至少一种环氧官能侧基。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：埃德蒙德·埃尔切，平野孝，小杰弗里·C·克罗廷，拉里·F·罗兹，布赖恩·L·古多尔，塞库马·贾亚拉曼，克里斯·麦克杜格尔，孙申亮，
申请(专利权)人：住友电木株式会社，
类型：发明
国别省市：JP