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光刻胶下层材料组合物及其制备方法、光刻胶下涂层与流程

2022-05-18 08:13:34 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及光刻材料技术领域,特别是涉及光刻胶下层材料组合物及其制备方法、光刻胶下涂层。


背景技术:

2.光刻技术是指在光照作用下,借助光刻胶将掩膜版上的图形转移到衬底上的技术。随着半导体技术的发展,光刻技术传递图形的尺寸限度缩小了2~3个数量级(从毫米级到亚微米级),已从常规光学技术发展到应用电子束、x射线、微离子束、激光等新技术,是一种精密的微细加工技术。
3.当在衬底上获得图案化的光刻胶结构后,需要对光刻胶进行剥离处理,以获得与目标图案一致的涂层结构,因此,剥离工艺是决定光刻技术精密性的重要步骤。传统技术中,为了使光刻胶易于剥离,需要将光刻胶制备成倒梯形的结构,这种具有特殊结构的光刻胶制备工艺复杂,成本较高,大规模的使用受到限制,而且无法满足日渐复杂的多样性加工需求。


技术实现要素:

4.基于此,有必要提供一种光刻胶下层材料组合物及其制备方法,该下层材料组合物形成的光刻胶下涂层在显影过程中能部分溶解于常用的碱性显影液中,从而与其上层的光刻胶能共同构成类似于传统技术中倒梯形的易剥离结构,能适用于多种光刻加工场景。
5.本发明的一个方面,提供了一种光刻胶下层材料组合物,其包括聚合物和溶剂;所述聚合物的重均分子量为1000da~50000da,所述聚合物具有式i所示的重复单元;
[0006][0007]
其中,ar1、ar2每次出现,分别独立地选自取代或未取代的具有6~25个环原子数的芳香基团,或取代或未取代的具有5~25个环原子数的杂芳香基团,且所述ar1和/或所述ar2被羟基取代,所述羟基的数量之和为1~8个。
[0008]
在一些实施方式中,所述ar1和所述ar2分别独立地选自式ii-1~式ii-6任一项所示的结构:
[0009][0010]
其中,x选自单键、cr1r2、nr3、o、s、c(=o)或s(=o);
[0011]
y每次出现,独立地选自cr4或n;
[0012]
*表示连接位点;
[0013]
r1~r4每次出现,分别独立地选自-h、-d、-oh、-f、-cl、-br、-cf3、-no2、-cn、c1~c10烷基、c1~c10烷氧基、具有5~14个碳原子数的芳基或杂芳基;r1和r2互相连接成环或不成环。
[0014]
在一些实施方式中,所述ar1和所述ar2分别独立地选自式iii-1~式iii-6任一项所示的结构:
[0015][0016]
其中,x选自单键、cr1r2或o;
[0017]
y每次出现,独立地选自cr4或n;
[0018]
r1、r2或r4每次出现,独立地选自-h、-d、-oh、甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、环己基或苯基;r1和r2互相连接成环或不成环;
[0019]
*表示连接位点。
[0020]
在一些实施方式中,所述ar1和所述ar2分别独立地选自式iv-1~式iv-15任一项所示的结构:
[0021][0022]
其中,*表示连接位点。
[0023]
在一些实施方式中,按质量百分比计,所述聚合物在所述光刻胶下层材料组合物中的占比为5%~30%;和/或
[0024]
所述溶剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、二甲基乙酰胺、二甲苯、苯甲醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇甲醚乙酸酯、二缩乙二醇甲醚、二缩乙二醇乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、γ-丁内酯以及n-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
[0025]
在一些实施方式中,所述光刻胶下层材料组合物还包括流平剂和/或交联剂。
[0026]
本发明的另一方面,还提供了一种前述光刻胶下层材料组合物的制备方法,其包括以下步骤:
[0027]
将与进行缩合反应制备所述聚合
物,将所述聚合物溶于所述溶剂中。
[0028]
本发明的又一方面,还提供了一种光刻胶下涂层,其由前述任一实施方式所述的光刻胶下层材料组合物固化而成。
[0029]
本发明同时还提供了前述光刻胶下涂层的制备方法,其包括以下步骤:
[0030]
将前述任一实施方式所述的光刻胶下层材料组合物涂覆于基材表面,于100℃~200℃条件下烘烤30~300秒。
[0031]
此外,本发明还提供了一种光刻工艺,其包括以下步骤:
[0032]
在基材表面制备前述的光刻胶下涂层,在所述光刻胶下涂层表面涂覆光刻胶,制备光刻胶层;曝光,然后在碱性显影液中显影30~150秒。
[0033]
通过采用具有式i所示的重复单元,且重均分子量为1000da~50000da的聚合物作为光刻胶下层材料组合物的组分,并控制每个重复单元中的羟基数目,可以使该聚合物具有合适的碱溶性,形成涂层后在碱性显影液中具有合适的溶解度,能在30~150秒的最佳显影时间范围内部分溶解,从而与其上层的光刻胶层共同形成易于剥离的结构;此外,该组合物形成的涂层在光刻胶常用溶剂中溶解性差,因此与光刻胶层具有较好的粘接度,不易在处理过程中出现与光刻胶分离的情况,因此不会对光刻图案的精细程度造成负面影响。该组合物成分简单,无需复杂的特殊设计,成本低、可操控性强,具有广阔的应用前景。
附图说明
[0034]
图1为本发明一实施例的光刻工艺示意图;
[0035]
图2为传统技术中采用倒梯形光刻胶的光刻工艺示意图;
[0036]
图3为实施例1中显影后的光刻胶层及光刻胶下涂层的断面扫描电镜(sem)图。
具体实施方式
[0037]
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0038]
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中,“多种”的含义是至少两种,例如两种,三种等,除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中,“若干”的含义是至少一个,例如一个,两个等,除非另有明确具体的限定。
[0039]
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0040]
本发明中,以开放式描述的技术特征中,包括所列举特征组成的封闭式技术方案,也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
[0041]
本发明中,涉及到数值区间,如无特别说明,上述数值区间内视为连续,且包括该
范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地,当范围是指整数时,包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外,当提供多个范围描述特征或特性时,可以合并该范围。换言之,除非另有指明,否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
[0042]
本发明中涉及的百分比含量,如无特别说明,对于固液混合和固相-固相混合均指质量百分比,对于液相-液相混合指体积百分比。
[0043]
本发明中涉及的百分比浓度,如无特别说明,均指终浓度。所述终浓度,指添加成分在添加该成分后的体系中的占比。
[0044]
本发明中的温度参数,如无特别限定,既允许为恒温处理,也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。
[0045]
本发明中,“取代”表示被取代基中的氢原子被取代基所取代。
[0046]
本发明中,同一取代基多次出现时,可独立选自不同基团。例如,若通式含有多个r1,则r1可独立选自不同基团。
[0047]
本发明中,“取代或未取代”表示所定义的基团可以被取代,也可以不被取代。当所定义的基团被取代时,应理解为任选被本领域可接受的基团所取代,包括但不限于:-d、羟基、氰基、异氰基、硝基、卤素原子、c
1-10
的烷基、c
1-10
的烷氧基、c
1-10
的烷硫基、c
6-30
的芳基、c
6-30
的芳氧基、c
6-30
的芳硫基、c
3-30
的杂芳基,c
1-30
的硅烷基、c
2-10
的烷胺基、c
6-30
的芳胺基,或上述基团的组合等。
[0048]
本发明中,“环原子数”表示原子键合成环状而得到的结构化合物(例如,单环化合物、稠环化合物、交联化合物、碳环化合物、杂环化合物)的构成该环自身的原子之中的原子数。该环被取代基所取代时,取代基所包含的原子不包括在成环原子内。关于以下所述的“环原子数”,在没有特别说明的条件下也是同样的。例如,苯环的环原子数为6,萘环的环原子数为10,噻吩基的环原子数为5,联苯的环原子数为12。
[0049]“芳基或芳香基团”是指在芳香环化合物的基础上除去一个氢原子衍生的芳族烃基,或在芳香环化合物的基础上除去两个氢原子衍生的芳族亚烃基,可以为单环芳基、或稠环芳基、或多环芳基,对于多环的环种,至少一个是芳族环系。例如,取代或未取代的具有6~25个环原子数的芳香基团”是指包含6至25个环原子的芳基,且芳基上任选进一步被取代;合适的实例包括但不限于:苯、联苯、三联苯、萘、蒽、荧蒽、菲、苯并菲、二萘嵌苯、并四苯、芘、苯并芘、苊、芴及其衍生物。可以理解地,多个芳基也可以被短的非芳族单元间断(例如《10%的非h原子,比如c、n或o原子),具体如苊、芴,或者9,9-二芳基芴、三芳胺、二芳基醚体系也应该包含在芳基的定义中。
[0050]“杂芳基或杂芳香基团”是指在芳基的基础上至少一个碳原子被非碳原子所替代,非碳原子可以为n原子、o原子、s原子等。例如,“取代或未取代的具有5~25个环原子的杂芳香基团”是指具有5至25个环原子的杂芳基,且杂芳基任选进一步被取代,合适的实例包括但不限于:三嗪、吡啶、嘧啶、咪唑、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、咔唑、吡咯并咪唑、吡咯并吡咯、噻吩并吡咯、噻吩并噻吩、呋喃并吡咯、呋喃并呋喃、噻吩并呋喃、苯并异噁唑、苯并异噻唑、苯并咪唑、喹啉、异喹啉、邻二氮萘、喹喔啉、菲啶、伯啶、喹唑啉、喹唑啉酮、二苯并噻吩、二苯并呋喃、咔唑及其衍生物。
[0051]
在本发明中,“烷基”可以表示直链、支链和/或环状烷基。烷基的碳数可以为1至
50、1至30、1至20、1至10或1至6。包含该术语的短语,例如,“c1~c10烷基”或“c
1-10
的烷基”是指包含1~10个碳原子的烷基,每次出现时,可以互相独立地为c1烷基、c2烷基、c3烷基、c4烷基、c5烷基、c6烷基、c7烷基、c8烷基或c9烷基。烷基的非限制性实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、2-乙基丁基、3,3-二甲基丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、环戊基、1-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基戊基、4-甲基-2-戊基、正己基、1-甲基己基、2-乙基己基、2-丁基己基、环己基、金刚烷等。
[0052]
本发明中,“成环”的意思是形成脂肪族环、芳香族环、杂芳香族环、脂肪族杂环或它们组合后的形态。
[0053]
本发明的一个方面,提供了一种光刻胶下层材料组合物,其包括聚合物和溶剂;聚合物的重均分子量为1000da~50000da,聚合物具有式i所示的重复单元;
[0054][0055]
其中,ar1、ar2每次出现,分别独立地选自取代或未取代的具有6~25个环原子数的芳香基团,或取代或未取代的具有5~25个环原子数的杂芳香基团,且ar1和/或ar2被羟基取代,羟基的数量之和为1~8个。
[0056]
为了降低光刻工艺中光刻胶的剥离难度,提升加工精细度,人们设计了图2所示倒梯形结构的特殊光刻胶。然而,要满足光刻图形不受影响,在基材表面涂覆这种倒梯形的光刻胶,对光刻胶的组成和涂覆工艺有着很高的要求,而且需要根据不同的光刻图形需求每次特殊设计和计算,实施难度大,成本高,不利于推广。为了解决传统技术中的缺陷,发明人通过大量研究发现,采用具有式i所示的重复单元,且重均分子量为1000da~50000da的聚合物作为光刻胶下层材料组合物的组分,并控制每个重复单元中的羟基数目,可以使该聚合物具有合适的碱溶性,形成涂层后在碱性显影液中具有合适的溶解度,能在30~150秒的最佳显影时间范围内部分溶解,从而与其上层的光刻胶层共同形成图1中所示的另一种易于剥离的结构;此外,该组合物形成的涂层在光刻胶常用溶剂中溶解性差,因此与光刻胶层具有较好的粘接度,不易在处理过程中出现与光刻胶分离的情况,因此不会对光刻图案的精细程度造成负面影响。该组合物成分简单,无需复杂的特殊设计,成本低、可操控性强,具有广阔的应用前景。
[0057]
在一些实施方式中,重复单元中不含羧基。
[0058]
可选地,聚合物的重均分子量例如可以是25000da~45000da,又如还可以是2000da、4000da、6000da、8000da、10000da、12000da、14000da、16000da、18000da、20000da、22000da、24000da、26000da、28000da、30000da、32000da、34000da、36000da、38000da、40000da、42000da、44000da、46000da或48000da。聚合物的分子量同样对其在显影液中的溶解性有着至关重要的影响,分子量过小,溶解性过高,则曝光显影时下层涂层容易倒塌,导致光刻胶层发生位移,影响成像;分子量过大,溶解性过低,曝光显影时无法被显影液溶解,不能形成易于剥离的结构,无法提升光刻胶剥离工艺的便利度。
[0059]
进一步地,ar1、ar2每次出现,分别独立地选自取代或未取代的具有6~14个环原
子数的芳香基团,或取代或未取代的具有5~14个环原子数的杂芳香基团。
[0060]
进一步地,ar1、ar2每次出现,分别独立地选自取代或未取代的具有6~10个环原子数的芳香基团,或取代或未取代的具有5~9个环原子数的杂芳香基团。
[0061]
可选地,ar1和/或ar2中羟基的数量之和(即重复单元中羟基的数目)例如可以是2、3、4、5、6或7个。重复单元中羟基的数目最大程度上影响了形成的下涂层在显影液中的溶解性,通过调控羟基的数目,可以满足不同显影液和不同显影时间的溶解性需求;此外,合适的羟基数目能使得形成的涂层在光刻胶常用溶剂中的溶解度更低,与光刻胶层具有更好的粘接度。可以理解,当聚合物中重复单元不唯一时,可以通过各重复单元羟基的加权平均数目评估组合物形成的下涂层在显影液中的溶解性。例如,当采用2,5-二羟基对苯二甲酸和2,6-萘二甲酸(物质的量之比为9:1)共同作为二酸单体,采用3,3'-二羟基联苯胺作为二胺单体时,则聚合物中各重复单元羟基的加权平均数目为3.8个。
[0062]
在一些实施方式中,ar1和ar2分别独立地选自式ii-1~式ii-6任一项所示的结构:
[0063][0064]
其中,x选自单键、cr1r2、nr3、o、s、c(=o)或s(=o);
[0065]
y每次出现,独立地选自cr4或n;
[0066]
*表示连接位点;
[0067]
r1~r4每次出现,分别独立地选自-h、-d、-oh、-f、-cl、-br、-cf3、-no2、-cn、c1~c10烷基、c1~c10烷氧基、具有5~14个碳原子数的芳基或杂芳基。进一步地,r1~r4每次出现,分别独立地选自-h、-d、-oh、-f、-cl、-br、-cf3、-no2、-cn、c1~c6烷基、c1~c6烷氧基、具有5~10个碳原子数的芳基或杂芳基;r1和r2互相连接成环或不成环。
[0068]
在一些实施方式中,ar1和ar2分别独立地选自式iii-1~式iii-6任一项所示的结构:
[0069][0070]
其中,x选自单键、cr1r2或o;r1和r2互相连接成环或不成环;
[0071]
y每次出现,独立地选自cr4或n;
[0072]
r1、r2或r4每次出现,独立地选自-h、-d、-oh、甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、环己基或苯基;r1和r2互相连接成环或不成环;
[0073]
*表示连接位点。
[0074]
在一些实施方式中,ar1和ar2分别独立地选自式iv-1~式iv-15任一项所示的结构:
[0075][0076][0077]
其中,*表示连接位点。
[0078]
在一些实施方式中,按质量百分比计,聚合物在光刻胶下层材料组合物中的占比为5%~30%。可选地,聚合物在光刻胶下层材料组合物中的占比例如可以是10%、15%、16%、17%、18%、19%、20%或25%。
[0079]
在一些实施方式中,溶剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、二甲基乙酰胺、二甲苯、苯甲醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇甲醚乙酸酯、二缩乙二醇甲醚、二缩乙二醇乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、γ-丁内酯以及n-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
[0080]
在一些实施方式中,按质量百分比计,溶剂在光刻胶下层材料组合物中的占比为70%~95%。可选地,聚合物在光刻胶下层材料组合物中的占比例如可以是75%、80%、81%、82%、83%、84%、85%或90%。
[0081]
在一些实施方式中,光刻胶下层材料组合物还包括流平剂和/或交联剂。
[0082]
在一些实施方式中,流平剂选自含氟添加剂。优选地,含氟添加剂选自含氟表面活性剂。
[0083]
在一些实施方式中,交联剂选自含硅添加剂。优选地,含硅添加剂选自硅氧烷类表面活性剂。
[0084]
本发明的另一方面,还提供了一种前述光刻胶下层材料组合物的制备方法,其包括以下步骤:
[0085]
将与进行缩合反应制备聚合物,将聚合物溶于溶剂中。
[0086]
在一些实施方式中,将聚合物溶于溶剂后,得到的溶液经0.2μm过滤器过滤,制得光刻胶下层材料组合物。
[0087]
在一些实施方式中,缩合反应可以是催化缩合或高温脱水缩合。
[0088]
在一些实施方式中,为了提高缩合反应活性,先将进行酰化处理,酰化处理可以采用本领域公知的任何酰化试剂,典型的例如可以是氯化亚砜。
[0089]
在一些实施方式中,前述聚合物的制备方法包括以下步骤:
[0090]
将与于室温条件、氮气或氩气保护下,反应2~6小时;反应结束后,将反应液加入水中,使聚合物析出,固液分离,60℃~100℃下干燥1~5天。
[0091]
优选地,反应4小时;优选地,固液分离后对聚合物进行多次洗涤;优选地,将聚合物在80℃下干燥3天。
[0092]
优选地,将溶于溶剂中,然后向溶液中缓慢滴加溶剂可选用n-甲基吡咯烷酮。
[0093]
本发明的又一方面,还提供了一种光刻胶下涂层,其由前述任一实施方式的光刻胶下层材料组合物固化而成。
[0094]
在一些实施方式中,光刻胶下涂层的厚度为0.03μm~20μm。可选地,光刻胶下涂层的厚度例如可以是0.05μm~10μm,又如还可以是1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm或19μm。合适的光刻胶下涂层厚度可以使其与光刻胶层形成的结构更易于剥离。
[0095]
本发明同时还提供了前述光刻胶下涂层的制备方法,其包括以下步骤:
[0096]
将前述任一实施方式的光刻胶下层材料组合物涂覆于基材表面,于100℃~200℃条件下烘烤30~300秒。
[0097]
优选地,烘烤温度为150℃~190℃,进一步优选地,烘烤温度为180℃。
[0098]
优选地,烘烤时间为60~180秒,进一步优选地,烘烤时间为60~120秒,更进一步优选地,烘烤时间为60秒。
[0099]
合适的烘烤温度和时间形成的光刻胶下涂层与光刻胶层的结合度更佳,在显影液中的溶解度更合适。
[0100]
可以理解,光刻工艺中的常用基材,典型的如硅片,均可作为本发明提供的光刻胶下涂层的基材。
[0101]
在一些实施方式中,采用旋转涂布工艺将光刻胶下层材料组合物涂覆于基材表面。
[0102]
此外,本发明还提供了一种光刻工艺,其包括以下步骤:
[0103]
在基材表面制备前述的光刻胶下涂层,在光刻胶下涂层表面涂覆光刻胶,制备光刻胶层;曝光,然后在碱性显影液中显影30~150秒。优选地,在碱性显影液中显影60~120秒;进一步优选地,在碱性显影液中显影60~90秒;更进一步优选地,在显影液中显影60秒。合适的显影时间能够使光刻胶成像质量更佳,且与本发明的光刻胶下涂层更匹配,溶解得到的结构更易于剥离。
[0104]
在一些实施方式中,碱性显影液为四甲基氢氧化铵溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钾溶液、碳酸氢钾溶液、碳酸钠溶液以及碳酸氢钠溶液中的一种或多种。
[0105]
在一些实施方式中,碱性显影液的溶剂为水。
[0106]
在一些实施方式中,四甲基氢氧化铵溶液的质量百分浓度为2.38%。
[0107]
在一些实施方式中,氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钾溶液、碳酸氢钾溶液、碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液的质量百分浓度为0.1%。
[0108]
在一些实施方式中,光刻胶为i线光刻胶,采用的溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯丙二醇甲醚醋酸酯(pgmea)。
[0109]
本发明提供的光刻工艺中,显影处理后的步骤按照本领域常规方法进行,在此不作特别限制。例如,在一些实施方式中,显影后可采用纯水清洗,然后进行热固化处理、金属沉积。
[0110]
以下结合具体实施例和对比例对本发明做进一步详细的说明。以下具体实施例中未写明的实验参数,优先参考本技术文件中给出的指引,还可以参考本领域的实验手册或本领域已知的其它实验方法,或者参考厂商推荐的实验条件。可理解,以下实施例所用的仪器和原料较为具体,在其他具体实施例中,可不限于此。
[0111]
仪器及试剂来源:
[0112]
hplc:安捷伦gpc-1260infinity ii,用于测定聚合物重均分子量;
[0113]
旋转涂布机:苏斯公司labspin6,用于光刻胶下涂层及光刻胶层的涂布成膜;
[0114]
曝光机:苏斯公司ma6;
[0115]
扫描电镜(sem):日立公司su-8100;
[0116]
0.2μm过滤器:3m公司;
[0117]
流平剂megaface f-563:dic株式会社;
[0118]
交联剂kf-54:信越化学株式会社;
[0119]
正性光刻胶az 1518:默克公司。
[0120]
实施例1
[0121]
(1)向反应容器中加入100ml氯化亚砜,于0℃、搅拌条件下,向氯化亚砜中加入对苯二甲酸16.6g(100mmol);搅拌3小时后,蒸发去除过量的氯化亚砜,制得酰氯20.1g(100mmol),备用;
[0122]
(2)将17.30g(80mmol)的3,3'-二羟基联苯胺溶于120ml n-甲基吡咯烷酮中,于室温、氮气或氩气保护、搅拌条件下,向3,3'-二羟基联苯胺溶液中缓慢滴加步骤(1)中制得的100mmol酰氯,反应4小时;反应结束后,将反应液倒入2l水中,析出聚合物,洗涤后于80℃下干燥3天,测定重均分子量,为38000da;
[0123]
(3)取步骤(2)中制得的聚合物10g,溶于50gγ-丁内酯中,然后加入0.1g流平剂megaface f-563和0.7g交联剂kf-54,搅拌2小时,然后经0.2μm过滤器过滤,制得光刻胶下层材料组合物。
[0124]
实施例2
[0125]
与实施例1基本相同,区别在于,步骤(1)中采用等物质的量的4,4-二苯醚二甲酸代替对苯二甲酸,步骤(2)中制得的聚合物重均分子量为42000da。
[0126]
实施例3
[0127]
与实施例1基本相同,区别在于,步骤(1)中采用等物质的量的2,5-二羟基对苯二甲酸代替对苯二甲酸,步骤(2)中制得的聚合物重均分子量为37500da。
[0128]
实施例4
[0129]
与实施例1基本相同,区别在于,步骤(1)中采用等物质的量的2-甲基对苯二甲酸代替对苯二甲酸,步骤(2)中制得的聚合物重均分子量为45400da。
[0130]
实施例5
[0131]
与实施例1基本相同,区别在于,步骤(1)中采用等物质的量的2-甲氧基对苯二甲酸代替对苯二甲酸,步骤(2)中制得的聚合物重均分子量为39100da。
[0132]
实施例6
[0133]
与实施例1基本相同,区别在于,步骤(1)中采用等物质的量的2-溴对苯二甲酸代替对苯二甲酸,步骤(2)中制得的聚合物重均分子量为42900da。
[0134]
实施例7
[0135]
与实施例1基本相同,区别在于,步骤(1)中二酸单体采用10mmol的1,10-邻二氮杂菲-2,9-二甲酸和90mmol的对苯二甲酸,步骤(2)中制得的聚合物重均分子量为45800da。
[0136]
实施例8
[0137]
与实施例1基本相同,区别在于,步骤(2)中二胺单体采用8mmol的1,5-萘二胺和72mmol的3,3'-二羟基联苯胺,步骤(2)中制得的聚合物重均分子量为29640da。
[0138]
实施例9
[0139]
与实施例1基本相同,区别在于,步骤(2)中二胺单体采用8mmol的2,7-二氨基芴和72mmol的3,3'-二羟基联苯胺,步骤(2)中制得的聚合物重均分子量为43000da。
[0140]
实施例10
[0141]
与实施例1基本相同,区别在于,步骤(2)中二胺单体采用12mmol的9,9-二(3-氨基-4-羟苯基)芴和68mmol的3,3'-二羟基联苯胺,步骤(2)中制得的聚合物重均分子量为46050da。
[0142]
对比例1
[0143]
与实施例2基本相同,区别在于,步骤(2)中采用等物质的量的4,4-二氨基二苯醚代替3,3'-二羟基联苯胺,步骤(2)中制得的聚合物重均分子量为43000da。
[0144]
对比例2
[0145]
与实施例3基本相同,区别在于,步骤(1)中采用等物质的量的苯四酸二酐代替2,5-二羟基对苯二甲酸,步骤(2)中制得的聚合物重均分子量为36000da。
[0146]
性能测试:
[0147]
(1)光刻胶溶剂耐性测试:
[0148]
将各实施例及对比例中制得的光刻胶下层材料组合物涂覆于硅片表面,180℃下烘烤60秒,然后降至室温,制得光刻胶下涂层。
[0149]
测定光刻胶下涂层的膜厚值t1并记录,然后在光刻胶下涂层表面覆盖pgmea,并用旋转涂布机高速旋转去除下涂层表面的pgmea,然后于120℃下烘烤60秒,降至室温后测定膜厚值t2并记录,计算减膜率:(t1-t2)/t1。
[0150]
(2)将各实施例及对比例中制得的光刻胶下层材料组合物涂覆于硅片表面,180℃下烘烤60秒,然后降至室温,使硅片表面形成2μm厚的光刻胶下涂层;向光刻胶下涂层上涂布正性光刻胶az 1518,110℃下烘烤60秒,然后降至室温,使光刻胶下涂层表面形成1.5μm厚的光刻胶层;然后用曝光机对处理后的硅片曝光,曝光后用四甲基氢氧化铵显影液(2.38wt%)显影60秒后用纯水清洗,最后经110℃后烘60秒,再降至室温;用扫描电镜观测光刻胶下涂层及光刻胶层的断面形貌,判断是否形成易剥离结构;然后沉积金属,剥离光刻胶层及光刻胶下涂层,观察成像性能。
[0151]
各项测试结果记录于表1中:
[0152]
表1
[0153][0154]
从表1可知,各实施例在显影后均能形成易剥离结构,且减膜率较低,说明光刻胶下涂层在光刻胶溶剂中的溶解性差,因此剥离处理时不易导致光刻胶层与光刻胶下涂层的分离,剥离处理后基材表面无残膜。比较实施例1和实施例3可知,重复单元中的羟基数目从2增加到4之后,光刻胶下涂层碱溶性增强,显影处理后光刻胶下涂层的溶解率增加,但仍然对光刻胶层有足够的支撑力,不会发生倒塌,因此剥离处理更容易进行,但减膜率有所上升,因此,如果光刻胶下涂层与基材的结合力较高的情况下,有一定的可能导致剥离处理时光刻胶层与光刻胶下涂层的分离。
[0155]
比较实施例2和对比例1可知,在其他结构不变的情况下,若重复单元中不含羟基,将导致光刻胶下涂层在碱性显影液中的溶解性过差,从而无法形成容易剥离的结构,导致剥离处理后基材表面有残膜;比较实施例3和对比例2可知,当重复单元中的部分羟基被羧基替代时,由于光刻胶下涂层在碱性显影液中的溶解性增强,60秒显影后将导致大部分的光刻胶下涂层被溶解,无法给光刻胶层足够的支撑力,导致光刻胶层倒塌,无法正常沉积金属,不能正常成像。
[0156]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0157]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来
说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准,说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。
再多了解一些

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