含有脂肪族多环结构的自组装膜的下层膜形成用组合物的制作方法_2

文档序号:9793456阅读:来源:国知局
乙酸醋、下基溶纤剂等。另外,若使用的酸催化剂为例如甲酸之类的液状酸催化剂,则也可 兼具作为溶剂的功能。
[0061] 缩合时的反应溫度通常为40°C~200°C。反应时间可根据反应溫度进行各种选择, 通常为30分钟~50小时左右。
[0062] 如上得到的酪醒清漆树脂的重均分子量Mw通常为500~1000000或600~200000。
[0063] 上述酪醒清漆树脂例如可W如W下所例示。
[0064]
[0065] 上述酪醒清漆树脂可W具有环氧基。
[0066] 作为具有环氧基的上述酪醒清漆树脂,可W举出环氧苯酪-二环戊二締树脂、环氧 甲酪-二环戊二締树脂、环氧苯酪-降冰片二締树脂、环氧糞酪-二环戊二締树脂、环氧二径 基糞-二环戊二締树脂等,特别是环氧苯酪-二环戊二締树脂作为市售品(二环戊二締型环 氧树脂,商品名:EPI化ON HP-7200H、DIC(株)制造))已知。
[0067] 上述具有环氧基的酪醒清漆树脂例如可W如W下所例示。
[006 引
[0069] 进而,上述具有环氧基的酪醒清漆树脂可加成与该环氧基反应的有机化合物Z。作 为运样的有机化合物Z,可W举出簇酸、酪、胺、酷亚胺化合物等。
[0070] 作为有机化合物Z,例如可W举出苯甲酸、4-甲苯甲酸、4-叔下基苯甲酸、4-苯基苯 甲酸、水杨酸、4-径基苯甲酸、4-甲氧基甲酸、4-叔下氧基苯甲酸、4-氣苯甲酸、4-氯苯甲酸、 1-糞甲酸、9-蔥甲酸、正下酸、正己酸、正辛酸、新戊酸、环己烧甲酸、1-甲基环己烧甲酸、金 刚烧甲酸、肉桂酸、班巧酸酢、邻苯二甲酸酢、苯酪、甲酪、苯甲酸、4-叔下基苯酪、4-苯基苯 酪、1-糞酪、N-下基胺、N-二下基胺、赃晚、苯胺、班巧酷亚胺、马来酷亚胺、邻苯二甲酯亚胺、 二締丙基异氯脈酸等。特别优选为4-叔下基苯甲酸、4-苯基苯甲酸、1-糞甲酸、9-蔥甲酸、正 下酸、正己酸、正辛酸、新戊酸、环己烧甲酸、1-甲基环己烧甲酸、肉桂酸、1-糞酪、4-苯基苯 酪。
[0071] 本发明中所使用的酪醒清漆树脂可通过含有环氧基的上述酪醒清漆树脂与可加 成于环氧基的有机化合物Z的反应而得到。在该加成反应中,相对于上述酪醒清漆树脂中所 含的环氧基1当量,可WW0.1~1当量的比例使用有机化合物Z,也可W组合使用巧巾W上的 有机化合物Z。
[0072] 作为上述加成反应中所使用的使环氧基活化的催化剂,例如为乙基Ξ苯基漠化鱗 之类的季鱗盐、苄基Ξ乙基氯化锭之类的季锭盐,通常相对于上述酪醒清漆树脂中所含的 环氧基1当量为0.001~1当量。
[0073] 上述加成反应即使为无溶剂也可W进行,但通常使用溶剂进行。作为溶剂,只要不 阻碍反应就均可使用。例如丙二醇单甲基酸等醇类、丙二醇单甲基酸乙酸醋、乳酸乙醋等醋 类、环己酬等酬类对酪醒清漆树脂的溶解性高,更适合使用。
[0074]加成反应时的反应溫度通常为40°C~200°C。反应时间可根据反应溫度进行各种 选择,通常为30分钟~50小时左右。
[00巧]如上得到的酪醒清漆树脂的重均分子量Mw通常为500~1000000或600~200000。
[0076] 上述酪醒清漆树脂例如可W如W下所例示。
[0077]
[0078] 本发明的自组装膜的下层膜形成用组合物除使用具有在主链含有脂肪族多环化 合物的脂肪族多环结构的单元结构的聚合物(典型而言为上述酪醒清漆树脂)W外,也可W 含有1种W上其它的聚合物。特别是通过在自组装膜上无法形成垂直图案的下层膜形成用 组合物中添加本发明的上述酪醒清漆树脂,可W在自组装膜上形成垂直图案。
[0079] 该添加量根据使用的涂布溶剂、自组装膜的下层膜形成用组合物的烧成条件、自 组装膜的烧成条件、使用的基底基板等而发生变动,在含有其它的聚合物的全部聚合物中, 可含有0.1~100质量%、优选为5~100质量%、进一步优选为10~100质量%的具有在主链 含有脂肪族多环化合物的脂肪族多环结构的单元结构的聚合物(典型而言为上述酪醒清漆 树脂)。
[0080] 本发明的自组装膜的下层膜形成用组合物可W含有交联剂成分。作为该交联剂, 可W举出Ξ聚氯胺系、取代脈系或它们的聚合物系等。优选为至少具有2个交联形成取代基 的交联剂,为甲氧基甲基化甘脈、下氧基甲基化甘脈、甲氧基甲基化Ξ聚氯胺、下氧基甲基 化Ξ聚氯胺、甲氧基甲基化苯脈胺、下氧基甲基化苯脈胺、甲氧基甲基化脈、下氧基甲基化 脈、甲氧基甲基化硫脈或甲氧基甲基化硫脈等化合物。另外,也可W使用运些化合物的缩合 物。
[0081] 交联剂的添加量根据使用的涂布溶剂、使用的基底基板、要求的溶液粘度、要求的 膜形状等而发生变动,相对于全部固体成分为0.001~80质量%,优选为0.01~50质量%, 进一步优选为0.05~40质量%。运些交联剂也有时通过自缩合而发生交联反应,但在本发 明的上述聚合物中存在交联性取代基的情况下,可W与运些交联性取代基发生交联反应。
[0082] 在本发明中,作为用于促进上述交联反应的催化剂,可W配合对甲苯横酸、Ξ氣甲 横酸、对甲苯横酸化晚鏡、水杨酸、横基水杨酸、削i酸、苯甲酸、径基苯甲酸、糞甲酸等酸 性化合物或/及2,4,4,6-四漠环己二締酬、苯偶姻甲苯横酸醋、2-硝基苄基甲苯横酸醋、其 它有机横酸烷基醋等热产酸剂。它们的配合量相对于全部固体成分为0.0001~20质量%, 优选为0.0005~10质量%,优选为0.01~3质量%。
[0083] 因此,在本发明的自组装膜的下层膜形成用组合物中可W含有产酸剂。
[0084] 作为产酸剂,除如上所述的热产酸剂W外,还可W举出光产酸剂。
[0085] 光产酸剂在抗蚀剂的曝光时产生酸。因此,可调整下层膜的酸性度。其为用于使下 层膜的酸性度配合上层的抗蚀剂的酸性度的一个方法。另外,通过调整下层膜的酸性度,可 调整上层所形成的抗蚀剂的图案形状。
[0086] 作为本发明的下层膜形成用组合物中所含的光产酸剂,可W举出爲奇盐化合物、横 酷亚胺化合物、及二横酷重氮甲烧化合物等。
[0087] 作为翰盐化合物,可W举出二苯基舰省會六氣憐酸盐、二苯基舰鶴氣甲烧横酸 盐、二苯基舰,矯九氣正下烧横酸盐、二苯基舰鑽全氣正辛烧横酸盐、二苯基舰鲁I棒脑横酸 盐、双(4-叔下基苯基)舰爲奇精脑横酸盐及双(4-叔下基苯基)舰嶺氣甲烧横酸盐等舰鏡· 盐化合物、及Ξ苯基梳六氣錬酸盐、Ξ苯基梳九氣正下烧横酸盐、Ξ苯基梳精脑横酸盐及Ξ 苯基梳Ξ氣甲烧横酸盐等梳盐化合物等。
[0088] 作为横酷亚胺化合物,例如可W举出Ν-(Ξ氣甲烧横酷氧基)班巧酷亚胺、Ν-(九氣 正下烧横酷氧基)班巧酷亚胺、Ν-(精脑横酷氧基)班巧酷亚胺及Ν-(Ξ氣甲烧横酷氧基)糞 二甲酯亚胺等。
[0089] 作为二横酷重氮甲烧化合物,例如可W举出双(Ξ氣甲基横酷基)重氮甲烧、双(环 己基横酷基)重氮甲烧、双(苯基横酷基)重氮甲烧、双(对甲苯横酷基)重氮甲烧、双(2,4-二 甲基苯横酷基)重氮甲烧、及甲基横酷基-对甲苯横酷基重氮甲烧等。
[0090] 光产酸剂可W仅使用一种或可W组合使用二种W上。
[0091] 在使用光产酸剂的情况下,作为其比例,相对于聚合物100质量份为0.01~5质量 份或0.1~3质量份或0.5~1质量份。
[0092] 本发明的下层膜形成用组合物除上述W外,还可W根据需要进一步添加流变调节 剂、粘接辅助剂、表面活性剂等。
[0093] 流变调节剂主要出于提高下层膜形成用组合物的流动性、特别是在烘烤工序中提 高下层膜形成用组合物的膜厚均匀性的提高目的而添加。作为具体例,可W举出邻苯二甲 酸二甲醋、邻苯二甲酸二乙醋、邻苯二甲酸二异下醋、邻苯二甲酸二己醋、邻苯二甲酸下基 异癸基醋等邻苯二甲酸衍生物、己二酸二正下醋、己二酸二异下醋、己二酸二异辛醋、己二 酸辛基癸基醋等己二酸衍生物、马来酸二正下醋、马来酸二乙醋、马来酸二壬醋等马来酸衍 生物;油酸甲醋、油酸下醋、油酸四氨慷醋等油酸衍生物、或硬脂酸正下醋、硬脂酸甘油醋等 硬脂酸衍生物。运些流变调节剂相对于下层膜形成用组合物的全部固体成分通常W低于30 质量%的比例配合。
[0094] 为了不产生针孔、条纹等,进一步提高对于表面不均的涂布性,可W在本发明的下 层膜形成用组合物中配合表面活性剂。
[0095] 作为表面活性剂,例如可W举出聚氧乙締月桂基酸、聚氧乙締硬脂基酸、聚氧乙締 嫁蜡基酸、聚氧乙締油基酸等聚氧乙締烷基酸类、聚氧乙締辛基苯酪酸、聚氧乙締壬基苯酪 酸等聚氧乙締烷基締丙基酸类、聚氧乙締-聚氧丙締嵌段共聚物类、山梨糖醇酢单月桂酸 醋、山梨糖醇酢单栋桐酸醋、山梨糖醇酢单硬脂酸醋、山梨糖醇酢单油酸醋、山梨糖醇酢Ξ 油酸醋、山梨糖醇酢Ξ硬脂酸醋等山梨糖醇酢脂肪酸醋类、聚氧乙締山梨糖醇酢单月桂酸 醋、聚氧乙締山梨糖醇酢单栋桐酸醋、聚氧乙締山梨糖醇酢单硬脂酸醋、聚氧乙締山梨糖醇 酢Ξ油酸醋、聚氧乙締山梨糖醇酢Ξ硬脂酸醋等聚氧乙締山梨糖醇酢脂肪酸醋类等非离子 系表面活性剂、工77°EF301、EF303、EF352 ((株化一少厶方口歹夕y制造、商品名)、7^ 方7 7';/夕Fm、Fl73、R-3〇(大日本斗シ年(株)制造、商品名)、7口弓一 KFC43〇、FC43l(住 友乂1;一工厶(株)制造、商品名)、7哥 t 方一 KAG710、哥一7 口 シS-382、SC101、SC102、 5(:103、5(:104、5(:105、5(:106(旭硝子(株)制造、商品名)等氣系表面活性剂、有机硅氧烷聚合 物KP34U信越化学工业(株)制造)等。运些表面活性剂的配合量相对于本发明的下层膜形 成用组合物的全部固体成分,通常为2.0质量%^下,优选为1.0质量%^下。运些表面活性 剂可单独添加,另外,也可WW2种W上的组合添加。
[0096] 在本发明中,作为使上述的聚合物及交联剂成分、交联催化剂等溶解的溶剂,可W 举出乙二醇单甲基酸、乙二醇单乙基酸、甲基溶纤剂乙酸醋、乙基溶纤剂乙酸醋、二乙二醇 单甲基酸、二乙二醇单乙基酸、丙二醇、丙二醇单甲基酸、丙二醇单甲基酸乙酸醋、丙二醇单 乙基酸、丙二醇单乙基酸乙酸醋、丙二醇丙基酸乙酸醋、甲苯、二甲苯、甲基乙基酬、环戊酬、 环己酬、2-径基丙酸乙醋、2-径基-2-甲基丙酸乙醋、乙氧基乙酸乙醋、径基乙酸乙醋、2-径 基-3-甲基下酸甲醋、3-甲氧基丙酸甲醋、3-甲氧基丙酸乙醋、3-乙氧基丙酸乙醋、3-乙氧基 丙酸甲醋、丙酬酸甲醋、丙酬酸乙醋、乙酸乙醋、乙酸下醋、乳酸乙醋、乳酸下醋等。运些有机 溶剂可单独使用或W2种W上的组合使用。
[0097] 进而,可混合使用丙二醇单下基酸、丙二醇单下基酸乙酸醋等高沸点溶剂。运些溶 剂中,丙二醇单甲基酸、丙二醇单甲基酸乙酸醋、乳酸乙醋、乳酸下醋、及环己酬等对于流平 性的提高是优选的。
[0098] W下,对本发明的自组装膜的下层膜形成用组合物的使用进行说明。
[0099] 形成下述图案结构:通过将上述本发明的自组装膜的下层膜形成用组合物涂布在 基板上并进行烧成而形成下层膜的工序、在其上涂布自组装膜形成用组合物并进行烧成的 工序,形成自组装膜。
[0100] 基板例如可W举出娃晶片基板、娃/二氧化娃被覆基板、氮化娃基板、玻璃基板、 IT0基板、聚酷亚胺基板、及低介电常数材料(low-时才料)被覆基板等。
[0101] 通过旋涂器、涂布器等适当的涂布方法将本发明的下层膜形成用组合物涂布在该 基板上,然后进行烧成,由此形成下层膜。
[0102] 作为进行烧成的条件,从烧成溫度80°C~300°C、或80°C~250°C、烧成时间0.3~ 60分钟中适宜选择。优选为烧成溫度150°C~250°C、烧成时间0.5~2分钟。在此,作为所形 成的下层膜的膜厚,例如为10~lOOOnm、或为20~500nm、或为10~300nm、或为5~lOOnm。
[0103] 接着,在该下层膜上形成例如自组装膜的层。自组装膜的层的形成可通过将自组 装膜形成用组合物溶液涂布于下层膜上并进行烧成来进行。烧成溫度例如为80°C~140°C, 烧成时间可从0.3~60分钟中适宜选择。优
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