化合物,光固化性组合物,和通过使用所述光固化性组合物的图案化膜、光学组件、电路板...的制作方法_3

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[化学式 11]
[0100] CN 105189448 A 说明书 9/17 页
[0101] 由通式(1)表示的化合物(C)可以由两种以上的由通式(1)表示的供氢体来组 成。由以下通式(9)表示的化合物自然是由通式(1)表示的化合物之一:
[0102] Rf1-Rc-X 通式⑶
[0103] 其中Rf1表示仅由氟和碳原子组成的基团或仅由氟、碳和氢原子组成的基团,Rc表 示由选自聚氧乙烯基、聚氧丙烯基和亚烷基的至少一种组成的基团,和X表示氨基。
[0104] 通式(9)中的聚氧化烯基的具体实例包括聚氧乙烯基和聚氧丙烯基。聚氧乙烯基 的具体实例包括由以上通式(3)表示的二价基团,和聚氧丙烯基的具体实例包括由以上通 式(4)表不的二价基团。
[0105] 在通式(9)中,X可以是伯氨基、仲氨基或叔氨基,但优选仲氨基或叔氨基。这是 因为与伯氨基相比,仲氨基和叔氨基具有较高的聚合促进效果。
[0106] 由通式(9)表示的供氢体的实例包括由以下通式(10)表示的化合物。
[0107] [化学式 I2]
[0109] 在通式(10)中,s表示在1至25的范围内的整数,t和η各自独立地表示在0至 25的范围内的整数,其中t和η中的至少之一表示1以上的整数,&表示烷基,和R2表示烷 基或氢。
[0110] 在根据本实施方案的光固化性组合物中,用作组分(C)的供氢体相对于用作组分 (A)的聚合性化合物的总重量的共混比可以是0. 001重量%以上且10重量%以下。供氢体 相对于用作组分(A)的聚合性化合物的总重量的共混比优选0. 002重量%以上且5重量% 以下,并且更优选0. 005重量%以上且3重量%以下。如果共混比小于0. 001重量%,则不 会展示出充分的聚合促进效果。在共混比超过10重量%时,固化之后获得的光固化物的机 械强度会不充分。
[0111] [其它添加剂]
[0112] 本实施方案的光固化性组合物除了上述组分(A)、组分(B)和组分(C)以外,根据 目的可以含有添加剂,只要不损害本发明的效果即可。添加剂的实例包括脱模剂、表面活性 剂、敏化剂、抗氧化剂、溶剂和聚合物组分。
[0113] 敏化剂通过能量或电子的交换促进光自由基聚合的引发反应并且是用于促进聚 合反应并且改善反应转换率而添加的化合物。敏化剂的实例是敏化染料。
[0114] 敏化染料是通过特定波长的光的吸收来激发并且与用作组分(B)的聚合引发剂 相互作用的化合物。该相互作用是指例如,从激发态的敏化染料至用作组分(B)的光聚合 弓丨发剂的能量的迀移或电子的迀移。
[0115] 敏化染料的具体实例包括,但不限于,蒽衍生物、蒽醌衍生物、芘衍生物、茈衍 生物、咔唑衍生物、二苯甲酮衍生物、噻吨酮衍生物、咕吨酮衍生物、香豆素衍生物、吩噻 嗪衍生物、樟脑醌衍生物、叮啶系染料、硫代啦喃鐵(thiopyrylium)盐系染料、部花青 (merocyanine)染料、喹啉系染料、苯乙烯基喹啉系染料、酮基香豆素(ketocoumarin)系染 料、噻吨系染料、咕吨系染料、氧杂菁(oxono 1)系染料、花青系染料、罗丹明系染料和吡喃 鑰盐系染料。
[0116] 这些敏化剂可以单独使用或作为混合物组合使用。
[0117] 本实施方案的光固化性组合物可以包含除了组分(C)以外的例如日本专利特开 No. 2010-114209中记载的供氢体等已知的供氢体作为添加剂。
[0118] 此类供氢体的具体实例包括,但不限于,例如N-丁基胺、二正丁基胺、三正丁基 膦、烯丙基硫脲、S-苄基异硫脲鑰-对甲苯亚磺酸盐、三乙基胺、二乙基氨基乙基甲基丙 烯酸酯、三亚乙基四胺、4, 4'-双(二烷基氨基)二苯甲酮、N,N-二甲基氨基苯甲酸乙酯、 N,N-二甲基氨基苯甲酸异戊酯、戊基-4-二甲基氨基苯甲酸酯、三乙醇胺和N-苯基甘氨酸 等胺化合物;和例如2-巯基-N-苯基苯并咪唑和巯基丙酸酯等巯基化合物。
[0119] 在其中本实施方案的光固化性组合物包含除了组分(C)以外的供氢体作为添加 剂的情况下,该供氢体可以是一种供氢体或两种以上的供氢体。
[0120] 在其中本实施方案的光固化性组合物包含敏化剂和/或除了组分(C)以外的供氢 体作为添加剂的情况下,相对于用作组分(A)的聚合性化合物的总重量,其含量优选0%以 上且20重量%以下,更优选0. 1重量%以上且5.0重量%以下,并且最优选0.2重量%以 上且2. 0重量%以下。在敏化剂含量为0. 1重量%以上时,可以更有效地展示出聚合促进 效果。在敏化剂含量为5. 0重量%以下时,可以充分提高构成光固化物的高分子化合物的 分子量并且可以抑制溶解不良和贮存稳定性的劣化。
[0121] 组分(A)、组分(B)和组分(C)的比可以通过以下求得:将通过使本实施方案的光 固化性组合物固化获得的光固化物经由红外线光谱法、紫外可见光光谱法、热分解气相色 谱质谱法等来分析。结果,可以求得在光固化性组合物中组分(A)、组分(B)和组分(C)的 比。
[0122] [共混光固化性组合物时的温度]
[0123] 在制备本实施方案的光固化性组合物时,将至少组分(A)、组分(B)和组分(C)在 特定的温度条件下混合溶解。更具体地,混合溶解在范围为〇度(摄氏度)至100度(摄 氏度)的温度下进行。
[0124] [光固化性组合物的粘度]
[0125] 除了溶剂以外的组分的混合物在23度(摄氏度)下的粘度方面,本实施方案的光 固化性组合物的粘度优选IcP以上且IOOcP以下,更优选5cP以上且50cP以下,并且最优 选6cP以上且20cP以下。
[0126] 当光固化性组合物的粘度是IOOcP以下时,模具上的微细图案的凹部可以在使光 固化性组合物与模具接触的过程中以相对短的时间用组合物填充,因此由填充不良导致的 图案缺陷减少。当粘度是IcP以上时,光固化性组合物可以更均匀地施涂,或者,在使光固 化性组合物与模具接触的过程中,可以抑制光固化性组合物从模具的边缘流出。
[0127] [光固化性组合物的表面张力]
[0128] 在除了溶剂以外的组分的混合物在23度(摄氏度)下的表面张力方面,本实施 方案的光固化性组合物的表面张力优选5mN/m以上且70mN/m以下,更优选7mN/m以上且 35mN/m以下,并且最优选10mN/m以上且32mN/m以下。在表面张力低于5mN/m时,在使光 固化性组合物与模具接触的过程中,会耗费长时间来用组合物填充模具上的微细图案的凹 部。在表面张力高于70mN/m时,表面平滑性和平坦性会劣化。
[0129] [光固化性组合物中的杂质]
[0130] 在本实施方案的光固化性组合物中的杂质含量可以尽可能低。此处,"杂质"是指 除了上述组分(A)、组分(B)、组分(C)和添加剂以外的那些组分。
[0131] 光固化性组合物可以由此通过精制步骤来获得。精制步骤的实例是使用过滤器的 过滤。
[0132] 在使用过滤器进行过滤时,例如,将组分(A)、组分(B)、组分(C)和根据需要使用 的添加剂混合,然后将所得混合物经由孔径为〇. OOl微米以上且5. O微米以下的过滤器来 过滤。过滤可以以多阶段进行或重复很多次。可以再次过滤滤液。用于过滤的过滤器可以 是例如聚乙烯树脂过滤器、聚丙烯树脂过滤器、氟树脂过滤器或尼龙树脂过滤器,但不限于 这些。
[0133] 进行此类精制步骤除去在光固化性组合物中的例如颗粒等杂质。结果,变得可以 防止在由于由在通过使光固化性组合物固化获得的光固化物中的例如颗粒等杂质导致的 不期望的凹凸产生的图案中的缺陷。
[0134] 在其中本实施方案的光固化性组合物用于制造半导体集成电路的情况下,为了不 抑制产品的操作,尽可能避免含有金属原子的杂质(金属杂质)带入光固化性组合物中。在 此情况下,光固化性组合物中的金属杂质浓度优选IOppm以下并且更优选IOOppb以下。
[0135] 下一步,描述根据实施方案的图案化膜的制造方法。
[0136] 图IA至IF是示出根据本实施方案的图案化膜的制造方法的实例的示例性截面 图。
[0137] 根据本实施方案的图案化膜的制造方法包括:
[0138] (1)在基板上配置上述实施方案的光固化性组合物的配置步骤;
[0139] (2)使光固化性组合物与模具接触的模具接触步骤;
[0140] (3)将光固化性组合物用光照射的照射步骤;和
[0141] (4)将在步骤(3)中获得的固化物与模具脱离的脱模步骤。
[0142] 根据本实施方案的图案化膜的制造方法利用光压印技术。
[0143] 通过根据本实施方案的图案化膜的制造方法获得的膜优选具有尺寸为Inm至 IOmm的图案,并且更优选具有尺寸为IOnm至100微米的图案。此处应该注意的是,通过使 用光来形成具有纳米尺寸(Irim以上且IOOnm以下)图案(凹凸)的膜的图案形成技术称 为光(纳米)压印法。根据本实施方案的图案化膜的制造方法利用光(纳米)压印法。
[0144] 现在将一个接一个地描述上述步骤。
[0145] [配置步骤(I)]
[0146] 在本步骤(配置步骤)中,如图IA所示,将与根据上述实施方案的光固化性组合 物相同的光固化性组合物1配置(施涂)在基板2上从而形成涂膜。
[0147] 其上配置有光固化性组合物1的基板2是被加工基板并且通常是硅片。
[0148] 基板2不限于硅片,并且可以任意地选自用于半导体器件用基板,例如由铝、 钛-钨合金、铝-硅合金、铝-铜-硅合金、氧化硅和氮化硅构成的那些。已经进行表面处 理(例如,硅烷偶联处理、硅氮烷处理或有机薄膜沉积等)从而改善对光固化性组合物的密 合性的基板可以用作基板2 (被加工基板)。
[0149] 在基板2上配置本实施方案的光固化性组合物的方法的实例包括喷墨法、浸涂 法、气刀涂布法、帘式涂布法、线棒涂布法、凹版涂布法、挤出涂布法、旋涂法和狭缝扫描法。 图案转印-接收层(涂膜)的厚度根据使用的目的而不同,但为例如0.01微米以上且100.0 微米以下。
[0150] [使光固化性组合物与模具接触的模具接触步骤(2)]
[0151] 下一步,如图IB所示,使用于转印图案形状的具有原始图案的模具3与在先前步 骤(配置步骤)中的由光固化性组合物1形成的涂膜接触。作为进行使光固化性组合物1 与模具3 (图1B,部分(b-Ι))接触的本步骤的结果,将在模具3表面上的微细图案的凹部使 用由光固化性组合物1组成的涂膜(或涂膜的一部分)填充。因此,形成填充模具的微细 图案的涂膜4(图1B,部分(b-2))。
[0152] 由于下一个步骤(照射步骤),使得模具3由光透过性材料构成。构成模具3的 材料的实例包括:玻璃,石英,例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯树脂等光透明性 树脂,透明金属气相沉积膜,例如聚二甲基硅氧烷等柔软膜,光固化膜,和金属膜。在其中光 透明性树脂用作构成模具3的材料的情况下,优选选择不溶解在包含于光固化性组合物1 中的溶剂中的树脂。与光固化性组合物接触的模具3的表
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