TWI588610B - 用於裝置製造的可光圖案化及可顯影之倍半矽氧烷樹脂 - Google Patents
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Description
本發明大體而言係關於基於倍半矽氧烷之塗層及其在電子裝置中之使用。更具體言之，本發明係關於具有可光固化組分的基於倍半矽氧烷之樹脂之製備及使用。
常規地在光微影製程中執行在電子裝置之微加工期間的薄膜之一部分之選擇性移除。典型地，存在於此等薄膜中之樹脂展現可光圖案化之品質。亦可將薄膜塗覆至電子裝置之表面，該等薄膜可作為用於保護目的之介電材料來開發。雖然在此等兩個應用中將薄膜塗覆至相同或類似表面，但其性質及目的實質上不同。
可光固化樹脂組成物之一實例揭示於日本Kokai第H04-170547號中，其中將樹脂組成物用作彩色濾光片上之保護層。樹脂組成物由以下各者組成：具有不飽和雙鍵及羧基之光聚合化合物、光聚合起始劑、含環氧樹脂之化合物，及在預定位置中包括矽原子之(甲基)丙烯酸酯化合物。包含樹脂組成物之塗料膜展現黏著性、對UV曝露之光敏性及極佳的平面度。
日本Kokai第H09-235358號亦描述一種能夠在短時間週期內固化之可光固化環氧樹脂組成物。環氧樹脂組成物包含具有兩個或兩個以上1,2-環氧基之環氧樹脂、橡膠彈性樹脂液體、無機填充劑及第VIb族元素鎓鹽。鎓鹽能夠接
收UV光以釋放路易斯酸鎓鹽(Lewis acid onium salt)。
日本Kokai第H08-160623號揭示一種對高能射束及遠紫外線敏感之正型抗蝕劑材料。此抗蝕劑材料能夠形成抵抗氧電漿蝕刻的具有高縱橫比之精細圖案。在含有酸產生劑及具有-CH2CH2COOH部分及-CH2CH2COOR部分兩者之聚矽氧聚合物的鹼水溶液中使抗蝕劑材料顯影，其中R為第三丁基、第三丁氧基羰基甲基、三甲基矽烷基或四氫哌喃基。
將需要樹脂作為介電材料可光定義及可顯影之能力。當在多種應用中使用樹脂時，由此樹脂展現之性質(例如，低介電常數、高透光度及極佳的熱穩定性)將為有益的。
在克服相關技術之所列舉的缺點及其他限制過程中，本發明大體提供一種能夠在塗覆至基板之表面時形成塗層之可塗佈樹脂溶液，在曝露至紫外線輻射及高溫後，該塗層便作為介電材料可光圖案化及可顯影。該樹脂溶液包含基於倍半矽氧烷(基於SSQ)之樹脂、至少一引發劑及有機溶劑。該基於SSQ之樹脂包括氫化物組分及至少一可光固化組分兩者。該氫化物組分由-(HSiO3/2)-(其亦可經簡化及書寫為T(H))之單元定義；而該可光固化組分由-(R1SiO3/2)-(其亦可經簡化及書寫為T(R1))之單元定義，其中R1為有機可光固化基團。該引發劑係選自自由基引發劑、陽離子引發劑及其組合或混合物之群。該有機溶劑可
為異丁醇(i-BuOH)、丙二醇1-單丁醚(PGBE)或丙二醇乙酸甲基乙基酯(PGMEA)。
根據本發明之一態樣，該可光固化組分-(R1SiO3/2)-之R1為環氧基、丙烯酸酯基、丙烯醯氧基、乙烯醚基、乙烯基或其混合物或組合。詳言之，該可光固化組分為：T(CHEp)，其中CHEp為環氧環己基乙基(下文展示)；T(Ep)，其中Ep為縮水甘油氧基丙基(下文展示)；或T(MA)，其中MA為甲基丙烯醯氧基丙基(下文展示)。
根據本發明之另一態樣，該基於SSQ之樹脂進一步包含由-(R2SiO3/2)-(其亦可經簡化及書寫為T(R2))之單元定義的有機矽氧烷組分，其中R2為有機基團。該有機基團可為聚乙二醇基團、磺酸酯基團、磷酸酯基團、甲基、苯基及其混合物或組合。或者，除T(R2)之外，該基於SSQ之樹脂亦可進一步包含一或多種有機矽氧烷組分，其將表示為T(R3)、T(R4)、……及T(Rn)，其中R3、R4、……及Rn係作為有機基團獨立地選擇，該有機基團可為聚乙二醇基團、磺酸酯基團、磷酸酯基團、甲基、苯基及其混合物或組合。
根據本發明之另一態樣，該引發劑經進一步定義為光自由基產生劑(PRG)、光酸產生劑(PAG)或其混合物或
組合。另外，該引發劑為對異丙基苯基(對甲基苯基)錪肆(五氟-苯基)硼酸酯或胺基酮。
根據本發明之另一態樣，一種可光圖案化介電塗層經塗覆至一基板，其中該塗層包含本文中所描述之該基於倍半矽氧烷之樹脂及該引發劑。該介電塗層之一部分在曝露至紫外線輻射後便固化。該介電塗層之另一部分保留未固化。該未固化之部分可溶於氫氧化四甲基銨(TMAH)之水溶液中。或者，該未固化或未曝露之部分藉由選自含氟化物之蒸氣、基於氟化物之濕汽提器及有機溶劑中之一者而移除或溶解。
當該塗層之一部分藉由穿過一光罩之輻射而固化時，在該塗層之該未固化之部分於曝露至該TMAH水溶液後便被移除之後，該光罩之一影像得以複製。該介電塗層展現小於或等於約3.5之介電常數。
根據本發明之另一態樣，提供一種基於SSQ之樹脂，根據下式，該基於SSQ之樹脂包含T(H)組分及選自T(CHEp)、T(EP)及T(MA)組分之群的至少一可光固化組分T(Rn)：-(HSiO3/2)a0-(R1SiO3/2)a1-(R2SiO3/2)a2-(R3SiO3/2)a3-...-(RnSiO3/2)an(亦可表達為T(H)a0T(R1)a1T(R2)a2T(R3)a3...T(Rn)an)，其中T(H)表示可水解矽烷(諸如，三氯矽烷或三甲氧基矽烷)之水解產物，且其中n可為任一正整數。詳言之，n小於或等於五。下標a0-an表示存在於該基於SSQ之樹脂中的該組分之莫耳分率，其中所有下標之總和
(a0+a1+a2+...+an)等於1。該下標a0可在約0.4至約0.9之間的範圍內，該下標a1為在約0.1至約0.6之間的範圍內的正數，且該等下標a2至an可在約0.0至約0.4之間的範圍內，然而，其限制條件為：下標之該總和(a1+a2+a3+...+an)在約0.1至約0.6之間的範圍內。
自本文中提供之描述，其他的適用性領域將變得顯而易見。應理解，描述及特定實施例僅意欲用於達成說明之目的，且並不意欲限制本發明之範疇。
本文中描述之圖式僅為了達成說明目的，且並不意欲以任何方式來限制本發明之範疇。
以下描述本質上僅為例示性的，且決不意欲限制本發明或其應用或使用。應理解，貫穿描述及圖式，對應的參考數字指示相似或對應的部分及特徵。
本發明大體提供含有可光固化基團的基於聚矽氧氫化物之倍半矽氧烷(SSQ)樹脂。可使用習知塗佈技術(包括(但不限於)旋塗及噴塗)將根據本發明之教示調配的基於SSQ之樹脂連同光引發劑一起塗覆至基板。在穿過光罩之光輻射後，經塗覆的基於SSQ之塗層之曝露區域迅速固化；然而，未曝露之區域保持未固化且可溶於氫氧化四甲基銨(TMAH)水溶液中。在曝露至TMAH(有時被稱作「使塗層顯影」)之後，產生具有預定圖案之所要的基於SSQ之塗層。
根據本發明之一態樣，基於SSQ之樹脂擁有對於在電子裝置製造中使用之介電材料期望的理想性質中之許多者，諸如，低介電常數、高透光度及大的熱穩定性。基於SSQ之樹脂可用於需要或希望此等性質之區域中(諸如，鈍化層中)或用作在電子顯示器應用中使用之介電層。基於SSQ之樹脂大體包含可在電子裝置之製造期間使用的可光定義及可顯影之介電材料。
基於倍半矽氧烷之樹脂含有由-(R1SiO3/2)-基團定義之至少一可光固化組分及由-(HSiO3/2)-基團描述之另一氫化物組分。R1部分為有機可光固化基團。舉例而言，R1部分為環氧樹脂、丙烯酸酯、乙烯醚基或其混合物或組合。詳言之，該可光固化組分為：T(CHEp)，其中CHEp為環氧環己基乙基(下文展示)；T(Ep)，其中Ep為縮水甘油氧基丙基(下文展示)；或T(MA)，其中MA為甲基丙烯醯氧基丙基(下文展示)。
或者，基於SSQ之樹脂可含有其他輔助矽氧烷組分，諸如，由-(R2SiO3/2)-基團定義之有機矽氧烷組分。R2部分為有機基團。有機基團之若干實例尤其為聚乙二醇基團、磺酸酯基團、磷酸酯基團、甲基及苯基。除T(R2)之外，該
基於SSQ之樹脂亦可進一步包含一或多種有機矽氧烷組分，其將表示為T(R3)、T(R4)、……及T(Rn)，其中R3、R4、……及Rn係作為有機基團獨立地選擇，該有機基團可為聚乙二醇基團、磺酸酯基團、磷酸酯基團、甲基、苯基及其混合物或組合。
根據本發明之另一態樣，提供一種基於SSQ之樹脂，根據下式，該基於SSQ之樹脂包含T(H)組分及選自T(CHEp)、T(EP)及T(MA)組分之群的至少一可光固化組分T(Rn)：-(HSiO3/2)a0-(R1SiO3/2)a1-(R2SiO3/2)a2-(R3SiO3/2)a3-...-(RnSiO3/2)an(亦可表達為T(H)a0T(R1)a1T(R2)a2T(R3)a3...T(Rn)an)，其中T(H)表示可水解矽烷(諸如，三氯矽烷或三甲氧基矽烷)之水解產物，且其中n可為任一整數。詳言之，n小於或等於五。下標a0-an表示存在於該基於SSQ之樹脂中的該組分之莫耳分率，其中所有下標之總和(a0+a1+a2+...+an)等於1。該下標a0可在約0.4至約0.9之間的範圍內，該下標a1為在約0.1至約0.6之間的範圍內的正數，且該等下標a2至an可在約0.0至約0.4之間的範圍內，然而，其限制條件為：下標之該總和(a1+a2+a3+...+an)在約0.1至約0.6之間的範圍內。
在存在自由基引發劑、陽離子引發劑或其組合或混合物中之至少一者的情況下，基於SSQ之樹脂在作為基於SSQ之塗層塗覆時經光化學固化。若在基於SSQ之樹脂作為塗層塗覆之後穿過光罩照射基於SSQ之樹脂，則在藉由曝露
至TMAH之水溶液移除未固化或未曝露的基於SSQ之塗層之後，遮罩之光影像得以複製。基於倍半矽氧烷之塗層在圖案化之後展現極佳的熱穩定性及低介電常數(k 3.5)。
或者，可藉由化學蒸氣(諸如，HF蒸氣)及其他含氟化物之蒸氣來使未固化或未曝露的基於SSQ之塗層顯影。亦可藉由諸如ACT® NE-89(Air Products & Chemicals,Inc.,Allentown,Pennsylvania，美國)的市售的基於氟化物之濕汽提器來使未固化或未曝露的基於SSQ之塗層顯影。當需要時，亦可藉由諸如丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)之有機溶劑使未固化或未曝露的基於SSQ之塗層顯影。
給出以下特定實施例以說明本發明，且該等實施例不應被解釋為限制本發明之範疇。
根據下文在實施例2至6中提供之描述製備若干基於SSQ之樹脂(Run #1至Run #5)。在表1中提供關於Run #1至Run #5中的每一基於SSQ之樹脂調配物之描述、與塗覆及固化樹脂以形成基於SSQ之塗層相關聯的參數及形成之塗層的可光固化性質。用以描述存在於基於SSQ之樹脂中的組分中之每一者的速記命名法包括以下特定縮寫之使用。描述為T(PEO)之組分表示(PEO)SiX3之水解產物，其中PEO為聚氧化乙烯，且X為可水解部分(諸如，氯化物基團、甲氧基基團或其他類似基團)。PhSi(OMe)3與MeSi(OMe)3之水解產物為-(PhSiO3/2)-及-(MeSiO3/2)-(分別由T(Ph)及T(Me)組分表示)，其中Ph代表苯基且Me代表
甲基。類似地，T(CHEp)組分為(CHEp)Si(OMe)3之水解產物，其中CHEp為環氧環己基乙基；且T(Ep)組分為(Ep)Si(OMe)3之水解產物，其中Ep為縮水甘油氧基丙基。組分亦可包含甲基丙烯醯氧基丙基(MA)。最後，組分T(H)為三氯矽烷、三甲氧基矽烷或類似者之水解產物。
Run #1至Run #5中的基於SSQ之樹脂中之每一者包括各種比率的T(EP)、(MA)及T(CHEp)組分中之至少一者，以及預定量的T(H)組分。或者，T(Ph)、T(Me)及T(PEO)組分中之至少一者亦可存在於調配物中。舉例而言，根據下式將在Run #1中形成之樹脂描述為具有四個組分：T(Ph)0.07T(H)0.45T(Me)0.36T(EP)0.12。在此實施例中結合T(Ph)、T(H)、T(Me)及T(EP)組分使用的下標0.07、0.45、0.36及0.12分別指示存在於總的基於SSQ之樹脂中的彼組分之莫耳分率。存在於調配物中的T(H)組分之量可在自約
0.40至約0.90莫耳分率之範圍內。調配物中的T(EP)、(MA)及T(CHEp)組分之量可在自約0.00至約0.40莫耳分率之範圍內，其中任何剩餘物尤其由T(Ph)、T(PEO)及T(Me)組分佔據。
可經由Si-29核磁共振(NMR)或熟習此項技術者已知之任何其他技術之使用來判定SSQ樹脂中的各種組分之比率。舉例而言，在圖1中，展示針對包含T(H)及T(CHEp)基團的基於SSQ之樹脂獲得之NMR頻譜，其中自對應於每一組分的峰值之區域之比較判定T(H)：T(CHEp)的約26：74之比率。
取決於樹脂調配物，當將基於SSQ之樹脂分散或溶解於溶劑中以形成樹脂溶液時，可添加預定量的光引發劑(諸如，光自由基產生劑(PRG)、光酸產生劑(PAG)或其組合或混合物)且使光引發劑與基於SSQ之樹脂混合。可利用的溶劑之若干實例尤其包括異丁醇(i-BuOH)、丙二醇1-單丁醚(PGBE)及丙二醇乙酸甲基乙基酯(PGMEA)。添加至樹脂溶液的光引發劑之量可在樹脂溶液之約0.5 wt.%至約3.5 wt.%之範圍內。或者，PAG光引發劑之量為約0.85 wt.%，而PRG引發劑之量大約為約3 wt.%。PAG及PRG溶劑之一特定實例分別為對異丙基苯基(對甲基苯基)錪肆(五氟-苯基)硼酸酯及胺基酮(亦即，可購自瑞士Ciba Special Chemicals之Irgacure® 379)。
根據本發明之一態樣，分散或溶解於溶劑中以形成樹脂溶液的基於SSQ之樹脂的量為約10 wt.%或10 wt.%以
上(Run #1至Run #4)。或者，溶劑中的基於SSQ之樹脂之重量百分比可為約20 wt.%或20 wt.%以下(Run #5)。在將光引發劑添加至樹脂溶液以形成可塗佈之樹脂溶液之後，可塗佈之樹脂溶液可用以藉由旋塗、噴塗或熟習此項技術者已知之任何其他技術在基板(諸如，晶圓)上形成膜或塗層。旋塗設備之一實例為CT62旋塗器(德國Karl Suss)。當需要時，可在作為塗層塗覆至基板之前，經由0.2微米Teflon®聚四氟乙烯(PTFE)過濾器過濾可塗佈之樹脂溶液。
在Run #1至Run #5中，使用旋塗器及2000 rpm之初速度(伴有5000 rpm之加速度)在20秒時間週期內，將可塗佈之樹脂溶液塗佈至標準單側四吋拋光之低電阻性晶圓或雙側拋光之傅立葉變換紅外線光譜學(FTIR)晶圓上。可在約120℃下將基板預烘烤達約60秒或60秒以上，繼之將基板曝露至寬頻UV輻射(用於Run #1至Run #5之UV劑量以J/m2展示於表1中)。亦可在120℃下將塗覆塗層之後的晶圓後烘烤達約60秒以便影響固化。此後，將固化之晶圓浸沒至水溶液(例如，TMAH水溶液(0.24 N))中達60秒。如表1中所描述，120-10J-120之固化條件(Run #2、Run #3及Run #5)指代將基於SSQ之塗層曝露至120℃之預烘烤溫度、10 J/m2之UV劑量及120℃之後烘烤溫度。
藉由使用橢偏儀(J.A.Woollam Co.,Lincoln,Nebraska，美國)量測在將固化之晶圓浸沒於TMAH溶液中前及後之膜厚度，判定在光固化之後在曝露至TMAH水
溶液後便損失的經塗覆之塗層或膜之厚度。所量測且記錄之厚度值可包含單一量測值或(在需要時)包含多個量測值(亦即，九個量測值)之平均值。
仍參看表1，使用本發明之基於SSQ之樹脂製備的塗層或膜在曝露至TMAH水溶液後便展現在約0.25%至約26.5%之範圍內的膜損耗。使用包含甲基丙烯醯氧基丙基--(MA)作為組分中之一者的基於SSQ之樹脂製備之塗層(Run #2)在曝露至氫氧化四甲基銨(TMAH)之水溶液後便展現最大的膜損耗量。不包括MA作為組分的塗層(Run #1、Run #3至Run #5)展現實質上較小的膜損耗。或者，塗層在曝露至TMAH水溶液後便展現小於約1%的膜損耗。
根據本發明之教示製備的基於SSQ之塗層或膜貫穿固化製程展現大的熱穩定性。舉例而言，如表2中所描述，在惰性氮氛圍及10℃/分鐘之升降溫速率下，使用熱解重量分析(TGA)評估自Run #5之SSQ樹脂獲得的基於SSQ之塗層。在存在0.86 wt.%之光酸產生劑(PAG)之情況下，在曝露至120-10-120之固化條件之後，此基於SSQ之塗層之重量差為2.2%。
在Run #5中的具有T(H)0.85T(CHEp)0.15之組成物之所製備的基於SSQ之樹脂用以澆鑄具有不同厚度之若干膜(Run #6及Run #7)。此等膜之機械、光學、化學及電性質可藉由此項技術中已知之任何技術來測試。不同基本膜性質之實例包括(但不限於)硬度、模數、應力、擊穿電壓、反射率、介電常數、膜收縮率及透射率，如在表3中針對Run #6及Run #7所展示。該等膜中之一者(Run #6)展現為另一膜(Run #7)之厚度之約1/3的厚度。除了擊穿電壓及膜收縮率之外，與該等膜相關聯的所有性質保持相對恆定。厚度比另一膜(Run #7)薄的膜(Run #6)展現較高的擊穿電壓及膜收縮率百分比。本發明的經光固化且顯影之基於SSQ之塗層展現約3.0之介電常數。
此實施例演示用以製備Run #1中所描述的基於SSQ之樹脂之方法。將總共500公克丙二醇乙酸甲基乙基酯(PGMEA)、14.80公克PhSiCl3、53.80公克MeSiCl3及77.20公克HSiCl3一起添加於三頸3公升燒瓶中。在一小時週期內將PGMEA(800 g)與水(40 g)之溶液添加至燒瓶
以形成樹脂溶液。允許樹脂溶液在23℃下進一步水解達一小時。接著用去離子(DI)水將樹脂溶液洗滌三次(3×100公克)，且將樹脂溶液汽提至15 wt.% PGMEA溶液。將總共28.35公克3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷及數滴鉑催化劑添加至此溶液。在50℃下攪拌該混合物達兩小時。接著將活性碳(5 wt.%)添加至溶液，且在50℃下繼續攪拌混合物達2小時，繼之經由0.2微米PTFE過濾器進行過濾。用PGMEA稀釋經過濾之溶液以形成10 wt.%樹脂溶液，且將經過濾之溶液儲存於HDPE瓶中以用於未來在形成基於SSQ之塗層過程中使用。將凝膠滲透層析術用於基於SSQ之樹脂(Run #1)，量測重量平均分子量(Mw)及多分散性(PDI)分別為約19,500及2.97。
此實施例演示用以製備Run #2中所描述的基於SSQ之樹脂之方法。將總共100公克乙酸乙酯、28.84公克PEO-SiCl3、37.25公克(MA)Si(OMe)3及37.25公克HSiCl3一起添加於三頸3公升燒瓶中。在一小時週期內將乙酸乙酯(300 g)與水(27 g)之溶液添加至燒瓶以形成樹脂溶液。允許樹脂溶液進一步水解達一小時。接著用去離子(DI)水洗滌樹脂溶液，且使用旋轉式蒸發器使溶劑最終與異丁醇交換。換言之，真空汽提樹脂溶液中之溶劑，且添加異丁醇以形成具有10 wt.%之基於SSQ之樹脂的樹脂溶液。經由0.2微米PTFE過濾器過濾樹脂溶液，且將經過濾之樹脂溶液儲存於高密度聚乙烯(HDPE)瓶中以用於未來在形
成基於SSQ之塗層過程中使用。將凝膠滲透層析術用於基於SSQ之樹脂(Run #2)，量測重量平均分子量(Mw)及多分散性(PDI)分別為約9,530及2.02。
此實施例演示用以製備Run #3中所描述的基於SSQ之樹脂之方法。向含有分散或溶解於甲苯中的12.5 wt.%量之氫倍半矽氧烷(Mw=2200)及氧化乙烯環己烯的500 mL燒瓶添加數滴鉑催化劑。在23℃下攪拌該混合物達兩小時。接著將活性碳(5 wt.%)添加至溶液，且在23℃下繼續攪拌混合物達1小時，繼之進行過濾。接著使經過濾之溶液經受真空汽提，且使溶劑與PGMEA交換以形成10 wt.%樹脂溶液。經由0.2微米PTFE過濾器過濾樹脂溶液，且將經過濾之樹脂溶液儲存於HDPE瓶中以用於未來在形成基於SSQ之塗層過程中使用。將凝膠滲透層析術用於基於SSQ之樹脂(Run #3)，量測重量平均分子量(Mw)及多分散性(PDI)分別為約8,900及4.06。
此實施例演示用以製備Run #4中所描述的基於SSQ之樹脂之方法。類似於實施例4之方法，將數滴鉑催化劑添加至含有氫倍半矽氧烷之甲苯溶液(Mw=2200，12.5 wt.%甲苯溶液)、烯丙基單甲基聚乙二醇及氧化乙烯環己烯的500 mL燒瓶。在80℃下攪拌該混合物達兩小時。接下來，將活性碳(5 wt.%)添加至溶液，且在23℃下攪拌混合物達額外的1小時，繼之進行過濾。接著使經過濾之溶液經
受真空汽提，且使溶劑與丙二醇1-單丁醚(PGBE)交換以形成10 wt.%樹脂溶液。經由0.2微米PTFE過濾器過濾樹脂溶液，且將經過濾之樹脂溶液儲存於HDPE瓶中以用於未來在形成基於SSQ之塗層過程中使用。將凝膠滲透層析術用於基於SSQ之樹脂(Run #4)，量測重量平均分子量(Mw)及多分散性(PDI)分別為約4,360及3.04。
此實施例演示用以製備Run #5中所描述的基於SSQ之樹脂之方法。類似於實施例4及5之方法，將數滴鉑催化劑添加至含有氫倍半矽氧烷之甲苯溶液(153.2 g，Mw=2200，12.5 wt.%甲苯溶液)及氧化乙烯環己烯(9.31 g)的500 mL燒瓶。在23℃下攪拌該混合物達兩小時。接下來，將活性碳(5 wt.%)添加至樹脂溶液，且允許在23℃下攪拌混合物達額外的1小時，繼之進行過濾。接著使經過濾之溶液經受真空汽提，且使溶劑與PGMEA交換以形成20 wt.%樹脂溶液。經由0.2微米PTFE過濾器過濾溶液，且將經過濾之溶液儲存於HDPE瓶中以用於未來在形成基於SSQ之塗層過程中使用。將凝膠滲透層析術用於基於SSQ之樹脂(Run #5)，量測重量平均分子量(Mw)及多分散性(PDI)分別為約6,950及4.43。
熟習此項技術者應認識到，所描述之量測值為可藉由多種不同測試方法獲得的標準量測值。在該等實施例中所描述之測試方法僅表示獲得所需量測值中之每一者的一可利用之方法。
已為達成說明及描述之目的呈現本發明之各種具體實例之前述描述。其並不意欲為詳盡的或將本發明限於所揭示之精確具體實例。按照上述教示，眾多修改或變化係可能的。所論述之具體實例經選擇及描述以提供本發明中所包括的原理之最佳說明及其實務應用，以藉此使得一般熟習此項技術者能夠利用各種具體實例中的本發明之教示，且預期如適合於特定用途之各種修改。所有此等修改及變化處於如藉由隨附申請專利範圍(當根據其正當、合法且公正賦予的寬度解譯時)判定的本發明之範疇內。
圖1為針對根據本發明之一態樣製備的基於倍半矽氧烷之樹脂量測的Si-29 NMR頻譜之圖形表示。
Claims (13)
- 一種用於在諸如晶圓或電子裝置之基板上形成塗層之可塗佈樹脂溶液，該樹脂溶液係由以下者所組成：基於倍半矽氧烷之樹脂，其包含氫化物組分及至少一可光固化組分，該氫化物組分之特徵在於-(HSiO3/2)-之單元；該可光固化組分之特徵在於-(R1SiO3/2)-之單元，其中R1為有機可光固化基團；至少一引發劑，其係選自由自由基引發劑、陽離子引發劑及其組合或混合物之群的其中一者；及有機溶劑；其中該樹脂溶液能夠在塗覆至基板之表面時形成塗層，在曝露至紫外線輻射後，該塗層便作為介電材料可光圖案化及可顯影；其中該基於倍半矽氧烷之樹脂未進一步包含特徵在於-(R2SiO3/2)-之單元的有機矽氧烷組分，其中R2為有機基團。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂溶液，其中R1係選自由環氧基、丙烯酸酯基、乙烯醚基、乙烯基及其混合物或組合之群的其中一者。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂溶液，其中R1為環氧環己基乙基、縮水甘油氧基丙基或甲基丙烯醯氧基丙基。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂溶液，其中該引發劑係為選自由光自由基產生劑(PRG)、光酸產生劑(PAG)及其混合物或組合之群的其中一者。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂溶液，其中該引發劑係 為選自由對異丙基苯基(對甲基苯基)錪肆(五氟-苯基)硼酸酯及胺基酮之群的其中一者。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂溶液，其中該有機溶劑係為選自由異丁醇(i-BuOH)、丙二醇1-單丁醚(PGBE)及丙二醇乙酸甲基乙基酯(PGMEA)之群的其中一者。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂溶液，其中該倍半矽氧烷樹脂在該溶液中之重量百分比為10wt.%或以上。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂溶液，其中該引發劑在該樹脂溶液中之重量百分比在0.5wt.%至3.5wt.%之範圍內。
- 一種塗覆至基板之可光圖案化之介電塗層，該塗層包含：如申請專利範圍第1項至第8項之基於倍半矽氧烷之樹脂及引發劑；其中該介電塗層之一部分在曝露至選自由紫外線輻射、含氟化物之蒸氣、基於氟化物之濕汽提器及有機溶劑之群的其中一者後便固化；其中該介電塗層之一部分未固化；該未固化之部分可溶於氫氧化四甲基銨(TMAH)之水溶液中。
- 如申請專利範圍第9項之介電塗層，其中該塗層展現小於或等於3.5之介電常數。
- 如申請專利範圍第9項或第10項之介電塗層，其中該塗層之一部分在曝露至穿過光罩之紫外線輻射後便固化；在該塗層之未固化之部分曝露至TMAH水溶液而被移 除之後，遮罩之光影像得以複製。
- 一種用於調配可光圖案化之介電塗層的基於SSQ之樹脂，根據下式：T(H)a0T(R1)a1T(R2)a2T(R3)a3...T(Rn)an，該基於SSQ之樹脂包含T(H)組分及選自由T(CHEp)、T(EP)及T(MA)組分之群的至少一可光固化組分T(Rn)；其中T(H)表示可水解矽烷之水解產物；T(CHEp)表示(CHEp)Si(OMe)3之水解產物，其中CHEp為環氧環己基乙基；T(Ep)表示(Ep)Si(OMe)3之水解產物，其中Ep為縮水甘油氧基丙基；且T(MA)表示(MA)Si(OMe)3之水解產物，其中MA為甲基丙烯醯氧基丙基；其中係數a0-an表示存在於該基於SSQ之樹脂中的組分之莫耳分率，所有下標之總和(a0+a1+a2+...+an)等於1，下標a0在0.4至0.9之間的範圍內，下標a1在0.1至0.6之間的範圍內，且下標a2至an在0.0至0.4之間的範圍內，然而，其限制條件為：下標之該總和(a1+a2+a3+...+an)在0.1至0.6之間的範圍內；其中該基於倍半矽氧烷之樹脂未進一步包含特徵在於-(R2SiO3/2)-之單元的有機矽氧烷組分，其中R2為有機基團；其中該可光固化組分係T(CHEp)。
- 如申請專利範圍第12項之基於SSQ之樹脂，其中該可光固化組分為T(CHEp)，其莫耳分率在0.15至0.30之間的範圍內。
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