化学增幅型负型抗蚀剂组合物、光固化性干膜、制备方法、图案化方法和电气/电子部件保护膜的制作方法_4

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生物,吩嗪衍生物,1,10-菲咯啉衍生物,腺嘌呤衍生物,腺苷衍生物,鸟嘌呤衍生物, 鸟苷衍生物,尿嘧啶衍生物和尿苷衍生物。
[0230] 合适的具有羧基的含氮化合物的实例包括氨基苯甲酸、吲哚甲酸和氨基酸衍生物 (例如,烟酸、丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、甘氨酰亮氨酸、 亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸、3-氨基吡嗪-2-羧酸、和甲氧基丙氨酸)。
[0231] 合适的具有磺酰基的含氮化合物的实例包括3-吡啶磺酸和对甲苯磺酸吡啶嫌 盐。
[0232] 合适的具有羟基的含氮化合物、具有羟基苯基的含氮化合物和醇系含氮化合物的 实例包括2-羟基吡啶、氨基甲酚、2, 4-喹啉二酚、3-吲哚甲醇水合物、单乙醇胺、二乙醇胺、 三乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、三异丙醇胺、2, 2'-亚氨基二乙醇、2-氨 基乙醇、3-氨基-1-丙醇、4-氨基-1-丁醇、4-(2-羟乙基)吗啉、2-(2-羟乙基)吡啶、 1-(2-羟乙基)哌嗪、1-[2-(2-羟基乙氧基)乙基]哌嗪、哌啶乙醇、1-(2-羟乙基)吡咯 烷、1-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、3-哌啶子基-1,2-丙二醇、3-吡咯烷子基-1,2-丙二醇、 8-羟基久洛里定、3-奎核醇、3-托品醇、1-甲基-2-吡咯烷乙醇、1-吖丙啶乙醇、N-(2-羟 乙基)邻苯二甲酰亚胺、和N-(2-羟乙基)异烟酰胺。
[0233] 合适的酰胺衍生物的实例包括甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N,N_二甲基甲酰胺、乙酰 胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酰胺和苯甲酰胺。
[0234] 合适的酰亚胺衍生物包括邻苯二甲酰亚胺、琥珀酰亚胺和马来酰亚胺。
[0235] 还包括通式(5)的化合物。
[0236] Ν(α)β(β)3β (5)
[0237] 此处,e等于1、2或3 ;侧链β独立地为氢或者可以包含醚键或羟基的直链、支化 或环状。烷基;并且侧链α独立地为选自以下通式(6)至(8)的取代基团,两个或三 个α'可以键合一起以形成环。
[0238]
[0239] 式中,R3°°R3°2和R 305各自独立地为直链或支化的C「(:4亚烷基。R301和R 304各自独 立地为氢,可以包含至少一个羟基、醚键、酯键或内酯环的直链、支化或环状的(^_(:2。烷基。 R3°3为单键或者直链或支化c i-C4#烷基。R 3°6为可以包含至少一个羟基、醚键、酯键或内酯 环的直链、支化或环状的。烷基。
[0240] 式(5)的化合物的实例包括:
[0241] 三[2_(甲氧基甲氧基)乙基]胺、
[0242] 三[2-(2-甲氧基乙氧基)乙基]胺、
[0243] 三[2-(2-甲氧基乙氧基甲氧基)乙基]胺、
[0244] 三[2-(1-甲氧基乙氧基)乙基]胺、
[0245] 三[2-(1-乙氧基乙氧基)乙基]胺、
[0246] 二[2_(1-乙氧基丙氧基)乙基]胺、
[0247] 三[2-{2-(2-羟基乙氧基)乙氧基}乙基]胺、
[0248] 4, 7, 13, 16, 21,24-六氧杂-1,10-二氮杂双环[8. 8. 8]二十六烷、
[0249] 4, 7, 13, 18-四氧杂-1,10-二氮杂双环[8. 5. 5]二十烷、
[0250] 1,4, 10, 13-四氧杂-7, 16-二氮杂双环十八烷、
[0251] 1-氮杂-12-冠-4, 1-氮杂-15-冠-5, 1-氮杂-18-冠-6、
[0252] 三(2-甲酰氧基乙基)胺、三(2-乙酰氧基乙基)胺、
[0253] 三(2-丙酰氧基乙基)胺、三(2- 丁酰氧基乙基)胺、
[0254] 三(2-异丁酰氧基乙基)胺、三(2-戊酰氧基乙基)胺、
[0255] 三(2-新戊酰氧基乙基)胺、
[0256] N, N-双(2_乙醜氧基乙基)_2_ (乙醜氧基乙醜氧基)乙基胺、
[0257] 三(2-甲氧基羰基氧基乙基)胺、
[0258] 三(2-叔丁氧基羰基氧基乙基)胺、
[0259] 三[2-(2-氧代丙氧基)乙基]胺、
[0260] 三[2-(甲氧基羰基甲基)氧基乙基]胺、
[0261] 三[2-(叔丁氧基羰基甲基氧基)乙基]胺、
[0262] 三[2-(环己基氧基羰基甲基氧基)乙基]胺、三(2-甲氧基羰基乙基)胺、
[0263] 三(2-乙氧基羰基乙基)胺、
[0264] N,N-双(2-羟乙基)-2-(甲氧基羰基)乙基胺、
[0265] N,N_双(2-乙酰氧基乙基)-2-(甲氧基羰基)乙基胺、
[0266] N,N-双(2-羟乙基)-2-(乙氧基羰基)乙基胺、
[0267] N,N-双(2-乙酰氧基乙基)-2-(乙氧基羰基)乙基胺、
[0268] N,N-双(2-羟乙基)-2- (2-甲氧基乙氧基羰基)乙基胺、
[0269] N, N-双(2_乙醜氧基乙基)_2_ (2_甲氧基乙氧基幾基)乙基胺、
[0270] N, N-双(2-羟乙基)-2- (2-羟基乙氧基羰基)乙基胺、
[0271] Ν,Ν-双(2-乙酰氧基乙基)-2-(2-乙酰氧基乙氧基羰基)乙基胺、
[0272] N,N_双(2-羟乙基)-2_[(甲氧基羰基)甲氧基羰基]乙基胺、
[0273] N,N_双(2-乙酰氧基乙基)-2_[(甲氧基羰基)甲氧基羰基]乙基胺、
[0274] N,N_双(2-羟乙基)-2_ (2-氧代丙氧基羰基)乙基胺、
[0275] N,N-双(2-乙酰氧基乙基)-2-(2-氧代丙氧基羰基)乙基胺、
[0276] N,N-双(2-羟乙基)-2-(四氢糠基氧基羰基)乙基胺、
[0277] N,N_双(2-乙酰氧基乙基)-2-(四氢糠基氧基羰基)乙基胺、
[0278] N,N_双(2-羟乙基)-2_ [(2-氧代四氢呋喃-3-基)氧基羰基]乙基胺、
[0279] N,N_双(2-乙酰氧基乙基)-2_ [(2-氧代四氢呋喃-3-基)氧基羰基]乙基胺、
[0280] N,N-双(2-羟乙基)-2- (4-羟基丁氧基羰基)乙基胺、
[0281] N,N_双(2-甲酰氧基乙基)-2_ (4-甲酰氧基丁氧基羰基)乙基胺、
[0282] N,N_双(2-甲酰氧基乙基)-2_ (2-甲酰氧基乙氧基羰基)乙基胺、
[0283] N,N-双(2-甲氧基乙基)-2-(甲氧基羰基)乙基胺、
[0284] N- (2-羟乙基)双[2-(甲氧基羰基)乙基]胺、
[0285] N-(2-乙酰氧基乙基)双[2_(甲氧基羰基)乙基]胺、
[0286] N-(2-羟乙基)双[2_(乙氧基羰基)乙基]胺、
[0287] N-(2-乙酰氧基乙基)双[2-(乙氧基羰基)乙基]胺、
[0288] N-(3-羟基-1-丙基)双[2-(甲氧基羰基)乙基]胺、
[0289] N-(3-乙酰氧基-1-丙基)双[2-(甲氧基羰基)乙基]胺、
[0290] N-(2-甲氧基乙基)双[2-(甲氧基羰基)乙基]胺、
[0291] N- 丁基双[2-(甲氧基羰基)乙基]胺、
[0292] N- 丁基双[2-(2-甲氧基乙氧基羰基)乙基]胺、
[0293] N-甲基双(2-乙酰氧基乙基)胺、
[0294] N-乙基双(2-乙酰氧基乙基)胺、
[0295] N-甲基双(2-新戊酰氧基乙基)胺、
[0296] N-乙基双[2-(甲氧基羰基氧基)乙基]胺、
[0297] N-乙基双[2-(叔丁氧基羰基氧基)乙基]胺、
[0298] 三(甲氧基羰基甲基)胺、
[0299] 三(乙氧基羰基甲基)胺、
[0300] N- 丁基双(甲氧基羰基甲基)胺、
[0301] N-己基双(甲氧基羰基甲基)胺、和β_(二乙基氨基)_ δ-戊内酯。
[0302] 所述碱性化合物可以单独或者两种或更多种混合使用。出于感光性的观点,每100 重量份的所述带有机硅结构的聚合物以〇至3重量份且优选0. 01至1重量份的量配用所 述碱性化合物。
[0303] 除了前述组分以外,所述抗蚀剂组合物可以包含任选的组分。典型的添加剂为通 常用于改善涂布特性的表面活性剂。优选的表面活性剂是非离子型表面活性剂,例如氟化 学表面活性剂如全氟烷基聚氧化乙烯乙醇、氟化的烷基酯、全氟烷基胺氧化物和氟化的有 机硅氧烷化合物。这些表面活性剂是商购可得的。示例性实例包括来自Sumitomo3M Ltd. 的卩111〇抑(1卩04430,来自厶8&11161&88(]〇.,1^(1的31^^1〇113-141和3-145,来自0&11<111 Industries Ltd.的 Unidyne DS-401、DS-4031 和 DS-451,来自 DIC Corp.的 Megaface F-8151,和来自Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.的X-70-093。优选的表面活性剂包括 Fluorad FC-4430 和 X-70-093。
[0304] 为改善PAG的吸光效率还可以添加吸光剂。示例性吸光剂包括二芳基亚砜、二芳 基砜、9, 10-二甲基蒽和9-芴酮。
[0305] 本发明的化学增幅型负型抗蚀剂组合物以常规的方式制备。例如其可以通过在溶 剂中搅拌和混合前述组分和任选的添加剂并使所述混合物通过过滤器除去固体杂质来制 备。
[0306] 由此制备的抗蚀剂组合物可有利地,例如作为半导体器件上的保护膜,配线上的 保护膜、覆盖层膜、阻焊膜和TSV介电膜,用于电气/电子部件。
[0307] 图案形成方法
[0308] 本发明的另外的实施方式为图案形成方法,包括以下步骤:
[0309] (1)将上述定义的化学增幅型负型抗蚀剂组合物涂布于基材上,并预烘焙以形成 抗蚀剂膜,
[0310] ⑵通过光掩模将抗蚀剂膜曝光于190至500nm波长的高能辐照或电子束,
[0311] (3)烘焙并在显影剂中显影以将抗蚀剂膜图案化,并任选地和优选地,
[0312] (4)将来自显影步骤的经图案化的抗蚀剂膜加热以进行后固化,由此得到电气/ 电子部件的保护膜。
[0313] 在图案形成方法的步骤(1)中,将抗蚀剂组合物涂布于基材上以形成抗蚀剂膜。 本文中使用的基材的实例包括硅晶片、TSV硅晶片、塑料和陶瓷电路板。还包括那些具有全 部或局部金属化的表面、具体地通过离子溅射或镀覆使Cu,Ni或Au沉积在表面上的基材。
[0314] 可以将任意公知的光刻法用于涂布和加工负型抗蚀剂组合物。具体地,通过公知 的技术如浸渍、旋涂或辊涂将抗蚀剂组合物施涂于基材上,并且预烘焙以形成抗蚀剂膜。涂 布重量可以因特定的目的适当选择,但优选的是具有0. 1至200 μ m、更优选地1至180 μ m 并且甚至更优选地3至150 μ m厚度的抗蚀剂膜。值得注意的是,例如膜厚度可以通过光学 干涉膜厚度仪测量。为了利于利用曝光的光固化反应,进行预烘焙以将溶剂蒸出。预烘焙 典型地为在40至140°C下1分钟至1小时。
[0315] 在步骤(2)中,将具有期望图案的光掩模置于待在190至500nm波长的高能辐照 或EB下曝光的抗蚀剂膜上。光掩模可以为例如冲有期望图案的掩模。光掩模由可遮蔽 190至500nm波长的高能辐照或EB的材料制成,例如铬或铬系材料,但不限定于其。190至 500n
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