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_4

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另外,也可W组合使用二 种W上。
[0134] 交联催化剂W相对于嵌段共聚物100质量份为0.01~10质量份、或0.05~5质量 份、或0.1~3质量份、或0.3~2质量份、或0.5~1质量份使用。
[0135] 本发明包含将一般的热固化性(自组装)膜形成用组合物涂布在加工基板上而形 成涂布膜的工序及通过对上述涂布膜进行光照射或热烧成而形成(自组装)膜的工序,可制 造液晶显示器、硬盘用记录材料、固体摄像元件、太阳能电池面板、发光二极管、有机发光器 件、发光膜、巧光膜、MEMS、致动器、防反射材料、抗蚀剂、抗蚀剂下层膜、抗蚀剂上层膜或纳 米压印用模板(模型)。
[0136] 在本发明中,在形成热固化性(自组装)膜之前,可涂布通过电子束描绘、激光照射 来存储图案信息的本发明的下层膜,而且,在制作热固化性(自组装)膜之前,存在被覆抗蚀 剂进行光刻的情况和未被覆抗蚀剂进行光刻的情况。本发明中所使用的嵌段共聚物本身具 有由自组装产生的图案形成能力,因此由于利用该效能,有时也未必需要抗蚀剂。
[0137] W下,对本发明的使用的一个例子进行说明。
[0138] 可W在半导体、液晶显示器、硬盘用记录材料、固体摄像元件、太阳能电池面板、发 光二极管、有机发光器件、发光膜、巧光膜、MEMS、致动器、防反射材料、抗蚀剂、抗蚀剂下层 膜、抗蚀剂上层膜或纳米压印用模板(模型)的制造中所使用的加工基板(例如娃/二氧化娃 被覆基板、娃晶片基板、氮化娃基板、玻璃基板、IT0基板、聚酷亚胺基板、低介电常数材料 (low-k材料)被覆基板等)上涂布通过由电子束、激光照射所致的凹凸变化、表面能变化来 输入图案信息的本发明的下层膜(BrushLayeiNMigaku · Layer)。然后,通过旋涂器、涂布 器、喷雾器、喷墨等适当的涂布方法在其上涂布热固化性(自组装)膜形成用组合物而形成 涂布胺。
[0139] 在利用表面能变化的情况下,下层膜中的聚合物的水接触角优选为嵌段聚合物的 有机聚合物链(A)和聚合物链(B)各自的水接触角之间的值。
[0140] 在本发明中,在基板上通过本发明的下层膜形成用组合物的涂布和烧成形成下层 膜,在其上形成热固化性(自组装)膜,通过自组装膜进行图案形成,热固化性(自组装)膜沿 预先设定的图案导引件进行涂布,从而可形成自组装了的图案。该图案导引件可通过涂布 抗蚀剂进行曝光和显影而形成。
[0141] 沿图案导引件进行了自组装的自组装膜根据构成自组装膜的聚合物链中的单元 结构的种类而具有W显影液、蚀刻气体等优先除去的部分,也可W将运些单元结构显影除 去,进行抗蚀剂图案宽度的缩小川欠缩)、侧壁(Sidewa 11)的形成。
[0142] 作为涂布形成的光致抗蚀剂,只要为对曝光中所使用的光感光就没有特别限定, 负型及正型光致抗蚀剂中的任一种均可使用。接着,通过规定的掩模进行曝光。接着,通过 碱性显影液等进行显影。
[0143] 在将使用了嵌段聚合物的(自组装)膜形成用组合物涂布在加工基板上之前,在加 工基板上为了将嵌段聚合物构图成垂直层状结构、垂直圆筒结构而预先涂布由本发明的下 层膜形成用组合物得到的下层膜。
[0144] 由本发明的下层膜形成用组合物得到的下层膜通过含有特定比例的芳香族乙締 基化合物,也可W使嵌段聚合物自组装,也可W通过改变下层膜的表面性来输入图案信息。
[0145] 另外,为了在加工基板上的本发明的下层膜上使图案排列于目标位置,可与 排列位置重叠的方式照射热、紫外线、激光或放射线等外部刺激,使凹凸、表面能(亲水/疏 水性)发生变化,使使用了本发明的嵌段聚合物的(自组装)膜形成用组合物的聚合物链(A) 成分、聚合物链(B)成分分别排列于目标位置。
[0146] 可W认为本发明中所使用的下层膜中的聚合物中也可W使用例如含芳香环化合 物、芳香族乙締基化合物,使键合于主链的芳香族环(例如糞环、苯环)因外部刺激而敏感地 感受并产生形态变化,从而可记录信息。
[0147] 然后,使碱溶解速度、溶剂溶解速度、气体蚀刻速度根据自组装膜的聚合物链中的 单元结构的种类发生变化的自组装膜排列于目标位置,将抗蚀剂成膜,W与排列位置重叠 的方式对抗蚀剂照射紫外线或放射线并进行显影,由此,可与碱溶解速度、溶剂溶解速度发 生变化的自组装膜同时溶解抗蚀剂,实现高对比度的显影,形成优异的抗蚀剂图案。
[0148] 在本发明中,可W进一步在涂布自组装膜的下层膜形成用组合物并进行烧成而形 成下层膜的工序之前包含形成基底膜的工序。该基底膜可使用防反射膜、硬掩模等。
[0149] 实施例
[0150] W下,利用实施例进一步具体地说明本发明,但并未由此限定本发明。
[0151] <合成例1〉
[0152] 在巧挫13. Og、二环戊二締10.3g、S氣甲横酸0.1?中加入甲苯,加热回流21小时。 放冷至室溫后,加入氯仿30g进行稀释,过滤去除不溶物后,用甲醇使其再沉淀后,过滤得到 的沉淀物,用减压干燥机在60°C下干燥20小时。得到的聚合物相当于式(1-13),通过GPCW 聚苯乙締换算测得的重均分子量Mw为2000。
[0153] <合成例2〉
[0154] 在吩嚷嗦15.0g、二环戊二締9.95g、S氣甲横酸l.Ug中加入下基溶纤剂46.4g,在 125°C下加热揽拌3小时。放冷至室溫后,加入四氨巧喃30g进行稀释,用甲醇使其再沉淀后, 过滤得到的沉淀物,用减压干燥机在85°C下干燥20小时。得到的聚合物相当于式(1-17),通 过GPCW聚苯乙締换算测得的重均分子量Mw为2500。
[015引 < 合成例3〉
[0156] 在巧挫15.3g、2,5-降冰片二締8.44g、S氣甲横酸1.37g中加入下基溶纤剂37.7g, 在125°C下加热揽拌3小时。放冷至室溫后,加入四氨巧喃3?进行稀释,用甲醇使其再沉淀 后,过滤得到的沉淀物,用减压干燥机在85°C下干燥20小时。得到的聚合物相当于式(1- 18),通过GPCW聚苯乙締换算测得的重均分子量Mw为2300。
[0157] <合成例4〉
[0158] 在苯酪lO.Og、二环戊二締14.05g、^氣甲横酸0.80g中加入下基溶纤剂24.84g,在 135°C下加热揽拌17小时。放冷至室溫后,加入四氨巧喃12g进行稀释,用甲醇使其再沉淀 后,过滤得到的沉淀物,用减压干燥机在60°C下干燥18小时。得到的聚合物相当于式(1- 11),通过GPCW聚苯乙締换算测得的重均分子量Mw为1400。
[0159] <合成例於
[0160] 在二环戊二締型环氧树脂(商品名:EPI化ON HP-7200H、DIC(株)制造)5.50g、l-糞 甲酸3.42g、乙基Ξ苯基漠化鱗0.18g中加入丙二醇单甲基酸36.41g,在氮气氛下加热回流 16小时。得到的聚合物相当于式(3-3),通过GPCW聚苯乙締换算测得的重均分子量Mw为 1600。
[0161] <合成例於
[0162] 在二环戊二締型环氧树脂(商品名:EPI化ON HP-7200H、DIC(株)制造)5.50g、4-叔 下基苯甲酸3.54g、乙基Ξ苯基漠化辨0.1始中加入丙二醇单甲基酸36.89g,在氮气氛下加 热回流15小时。得到的聚合物相当于式(3-1),通过GPCW聚苯乙締换算测得的重均分子量 Mw为2000。
[0163] <合成例7〉
[0164] 在二环戊二締型环氧树脂(商品名:EPI化ON HP-7200H、DIC(株)制造)5.00g、4-苯 基苯甲酸3.58g、乙基Ξ苯基漠化鱗0.17g中加入丙二醇单甲基酸34.98g,在氮气氛下加热 回流16小时。得到的聚合物相当于式(3-2),通过GPCW聚苯乙締换算测得的重均分子量Mw 为 1800。
[016引 < 合成例8〉
[0166] 在二环戊二締型环氧树脂(商品名:EPI化ON HP-7200H、DIC(株)制造)5.50g、反式 肉桂酸2.93g、乙基Ξ苯基漠化鱗0.18g、对苯二酪0.0 lg中加入丙二醇单甲基酸34.50g,在 氮气氛下加热回流16小时。得到的聚合物相当于式(3-9),通过GPCW聚苯乙締换算测得的 重均分子量Mw为1700。
[0167] <合成例9〉
[0168] 在二环戊二締型环氧树脂(商品名:EPI化ON HP-7200H、DIC(株)制造)5.50g、正辛 酸2.85g、乙基Ξ苯基漠化鱗0.1始中加入丙二醇单甲基酸34.15g,在氮气氛下加热回流13 小时。得到的聚合物相当于式(3-7),通过GPCW聚苯乙締换算测得的重均分子量Mw为2100。
[0169] < 合成例10〉
[0170] 在二环戊二締型环氧树脂(商品名:EPI化ON HP-7200H、DIC(株)制造)6.00g、环己 烧甲酸2.78g、乙基Ξ苯基漠化鱗0.20g中加入丙二醇单甲基酸35.91g,在氮气氛下加热回 流12小时。得到的聚合物相当于式(3-8),通过GPCW聚苯乙締换算测得的重均分子量Mw为 1700。
[0171] < 合成例11〉
[0172] 在二环戊二締型环氧树脂(商品名:EPI化ON HP-7200H、DIC(株)制造)7.00g、l-糞 酪3.64g、乙基Ξ苯基漠化鱗0.23g中加入丙二醇单甲基酸43.51g,在氮气氛下加热回流16 小时。得到的聚合物相当于式(3-11),通过GPCW聚苯乙締换算测得的重均分子量Mw为 1600。
[0173] <比较合成例1〉
[0174] 在巧挫30.0g、l-糞甲醒28.0g、对甲苯横酸一水合物3.57g中加入甲苯143.8g,加 热回流27小时。放冷至室溫后,加入四氨巧喃90g进行稀释,用甲醇使其再沉淀后,过滤得到 的沉淀物,用减压干燥机在85°C下干燥20小时。得到的聚合物相当于式(4-1),通过GPCW聚 苯乙締换算测得的重均分子量Mw为3800。
[0175]
[0176] <比较合成例2〉
[0177] 在巧挫6.7g、9-巧酬7.28g、对甲苯横酸一水合物0.76g中加入1,4-二巧惡烧6.69g, 在l〇〇°C下加热揽拌24小时。放冷至室溫后,加入氯仿3?进行稀释,用甲醇使其再沉淀后, 过滤得到的沉淀物,用减压干燥机在80°C下干燥24小时。得到的聚合物相当于式(4-2),通 过GPCW聚苯乙締换算测得的重均分子量Mw为2800。
[017 引
[0179] <比较合成例3〉
[0180] 在环氧甲酪酪醒清漆树脂(商品名:ECN1299、旭化成工求年シ(株)制造)7.00g、l- 糞酪4.64g、乙基Ξ苯基漠化鱗0.30g中加入丙二醇单甲基酸47.74g,在氮气氛下加热回流 16小时。得到的聚合物相当于式(4-3),通过GPCW聚苯乙締换算测得的重均分子量Mw为 5800。
[0181]
[0182] <比较合成例4〉
[0183] 将甲基丙締酸二环戊基醋4.50g、甲基丙締酸径基乙醋2.66g、2,2-偶氮双(异下 腊)0.21g、丙二醇单甲基酸乙酸醋14.75g的混合溶液在氮气氛下用1小时滴加于加热至85 °C并揽拌的丙二醇单甲基酸乙酸醋14.75g中,再在85°C下揽拌14小时。得到的聚合物相当 于式(4-4),通过GPCW聚苯乙締换算测得的重均分子量Mw为17300。
[0184]
[018引 < 实施例1〉
[0186] 将合成例1中得到的树脂l.Og溶解于四甲氧基甲基甘脈0.25g、对甲苯横酸化晚 输盐0.025g、丙二醇单甲基酸15.6g、丙二醇单甲基酸乙酸醋6.2g、环己酬40.6g中,形成溶 液,制备自组装膜的下层膜形成用组合物的溶液。
[0187] <实施例2〉
[0188] 将合成例2中得到的树脂l.Og溶解于四甲氧基甲基甘脈0.25g、对甲苯横酸化晚 翰盐0.025g、丙二醇单甲基酸6.2g、丙二醇单甲基酸乙酸醋1
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