專利名稱：抗蝕乙硅烷和飽和烴橋接的含硅聚合物及制備和使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及抗蝕的乙硅烷和飽和烴橋接的含硅聚合物、其制備方法和 其使用方法。更特別地，本發(fā)明涉及可用于光刻制造工藝中的抗蝕乙硅烷 和飽和烴橋^接的>^硅聚合物、其制備方法和其^f吏用方法。
背景技術：
器件例如半導體器件、光電子器件、MEMS (g電系統(tǒng))器件等的 制造， 一般使用結合光刻工藝的 1^加工操作。所述光刻工藝可使用適 合于形成具有所需分辨率的圖像的預定波長的光。由于各種原因，例如經(jīng) 濟上的節(jié)省、性能優(yōu)勢、降低整體器件的尺寸等，減小器件中的特征尺寸 通常是有利的。然而，減小特征尺寸可能需要制造工藝的改善以保持成品 率，限制工藝變化等。另外，減小的特征尺寸可需要對于器件特征^f吏用新 的材料，這可存在另外的問題。
例如，隨著特征尺寸的減小，^L用光刻工藝形成的特征可能不能形成 為對臨^^尺寸具有滿意量的控制。尤其是，用于曝光形成奉層上的光刻膠 的光可從所i^和/或?qū)咏缑娣瓷?，導致在所述膝光工藝中的缺^Jlt確度。 因此，可能需要在光刻膠下使用抗反射材料。這樣的材料可不僅需要表現(xiàn) 出抗反射性能，而且也需要表現(xiàn)出對于光刻膠的適合的蝕刻選擇性。然而， 許多這樣的抗反射材料表現(xiàn)出基本上類似于光刻膠性能的性能，這限制了 它們的可用性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及抗蝕的乙珪烷和飽和烴橋接的含珪聚合物、及其制 備方法和其4吏用方法。
因此本發(fā)明的一個實施方案的特征是提供包含氫化甲硅烷部分和生色團的乙硅烷和飽和烴橋接的硅氧烷共聚物。
因此本發(fā)明的一個實施方案的另 一個特征是提供適合于用作在光刻 膠下的抗反射涂層的共聚物。
因此本發(fā)明的一個實施方案的另 一個特征是提供對于有機光刻膠具 有蝕刻選擇性的共聚物。
通過提供一種包含共聚物的組合物可以實現(xiàn)本發(fā)明的上述及其它特
征和優(yōu)點中的至少一種，該共聚物包含具有結構(A)、 (B)、和(C)以及結構 (D)或(E)之一或更多的單體單元混合物
HSiO(3a)/2(OH)a SiO(3，(OH)b-(CH2)n-SiO(3e)/2(OH)c RlSiO(3d)/2(OH)d (A) (B) (C)
MeSiO(3e)/2(OH)e R2SiO(3f)/2(OH)f (D) (E)，
其中，a、 b、 c、 d、 e和f獨立地是0至2， n是從0至約10， Rl是生色 團，R2是親水基團。
共聚物可包含具有結構(A)、 (B)、 (C)、 (D)和(E)的單體單元。n可以 是0。 n可以是l或2。 Rl可包含一個或更多個苯基或取代苯基。R2可包 含一個或更多個脂族醇、環(huán)脂族醇、醚、或酯。
該共聚物可具有約1000至約100000的重均分子量。該組合物可以是 用于光刻的抗反射涂層，基于組合物的總重量，該組合物可包含約0.1wt% 至約20wt。/。的共聚物，基于組合物的總重量，該組合物可包含約80wt% 至約99.9wt。/o的溶劑。
共聚物可以是分別對應于具有結構(A)、 (B)和(C)、以及(D)和/或(E) 的單體單元的四種或五種單體的水解物和/或縮合物。分別對應于具有結構
(A)、 (B)和(C)、以及(D)和/或(E)的單體單元的單體可以是氯硅烷單體，對 應于具有結構(B)的單體單元的單體可以mtJJ^烷單體或氯硅烷單體。
通過提供一種形成共聚物的方法也可實現(xiàn)本發(fā)明的至少 一個上述及 其它的特征和優(yōu)點，該方法包括水解和/或縮合第一單體、第二單體、第三 單體和第四單體以形成硅氧烷，其中每一種所述第一單體、第二單體、第三單體和第四單體均含有硅，第一單體包含氫化曱硅烷基，第二單體包含 乙硅烷基或具有通過飽和烴橋橋接的兩個硅原子的基團中的一個或更多 個，第三單體包含生色團，第四單體包含曱基、或親7jC基團中的一個或更 多個。
縮合的第 一單體可具有結構(A):
HSiO(3-a)/2(OH)a
(A)，其中a是0至2。第一單體可以是三氯硅烷、三甲
Hi^烷、或三乙niJ^烷。
縮合的第二單體可具有結構(B):
SiO(，(OH)tr( CH2);SiO(3-c)/2(OH)c (B) ，
b和c可以獨立地是0至2， n可以是0至約10。第二單體可包含乙>^ 基團。第二單體可以是六乙氡基乙硅烷、六氯乙珪烷、五乙氣基乙硅烷、 五氯乙硅烷、五乙IL^甲基乙珪烷、五氯曱基乙a、四乙緣乙^、 四氯乙硅烷、四乙SJ^二曱基乙珪烷、四氯二甲基乙珪烷、三乙氡基乙硅 烷、三氯乙珪烷、三乙IL^三甲基乙逸乾、或三氯三曱基乙a。第二單 體可包含具有通過飽和烴橋橋接的兩個硅原子的基團。
具有通過飽和烴橋橋接的兩個硅原子的基團可以l-Si-(CH2)n-Si-， n 可以是l至約10。第二單體可以是l，2-雙(三氯甲硅烷基)乙烷、1,2-雙(三 乙氧基甲硅烷基)乙烷、雙(三氯甲硅烷基)甲烷、雙(三乙氡基曱硅烷基)甲 烷、1,2-雙(甲基二氯甲>^基)乙烷、或1,2-雙(甲基二乙氡基甲硅烷基)乙 烷。
縮合的第三單體可具有結構(C): RlSiO(3d)/2(OH)d
(c)，
d可以是0至2， Rl可以是生色團。生色團可包含苯基或取代苯基中的一個或更多個。第三單體可以是苯
基三氯硅烷、苯基三乙HJj^烷、或苯基三甲IUJ^烷。
縮合的第四單體可具有結構(D)或(E):
MeSiO(3e)/2(OH)e R2SiO(3f)/2(OH)f
(D) (E) ，
e和f可以是獨立地是0至2， R2可以是親水基團。第四單體可以是甲基 三氯硅烷、甲基三甲HJJ^、曱基三乙|1^烷、2-[甲猛(聚環(huán)氧乙烷) 丙基三氯硅烷、2-[甲猛(聚環(huán)氧乙烷)丙基三甲HiJ^烷、2-[甲猛(聚 環(huán)氧乙烷)丙基三乙SJj^烷、2-[曱SJ^(聚環(huán)氧丙烷)丙基三氯珪烷、2-[曱 IL^(聚環(huán)氧丙烷)丙基l三曱ltJ^烷、2-[甲IL^(聚環(huán)氧丙烷)丙基三乙氧 M烷、2-[甲lL^(共聚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷)丙基三氯珪烷、2-[甲lL^(共 聚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷)丙基三曱IUJ^烷、2-[甲IL^(共聚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙 烷)丙基]三乙氧M烷、2-(曱酯基)乙基三氯硅烷、2-(甲酯基)乙基三曱氧 ^)乾、2-(曱酯基)乙基三乙HJ^j院、2-(叔丁酯基)丙基三氯珪烷、2-(叔 丁酯基)丙基三甲HiJ^烷、2-(叔丁酯基)丙基三乙IL^硅烷、羥甲基三氯 硅烷、羥曱基三甲氧M烷、羥甲基三乙HJJ^烷、2,2-二乙SJ^-4-曱基 -[1，2氧雜硅雜環(huán)戊烷(oxasilolane )、 2，2-二乙IL^-4-甲基-[l，2oxasililane， 2,2-二乙$^-4-甲基-[1,2氧雜硅雜環(huán)庚烷(oxasilepane )、 2，2-二乙JL^-[1,21 氧雜硅雜環(huán)戊烷、2，2-二乙H^-[l，2Ioxasililane或2，2-二乙氧基[1，2氧雜硅 雜環(huán)庚烷。第四單體可包含甲基，并且該混合物還可包含具有親水基團的 第五單體。
第四單體可包含親水基團，并且該親水基團可包含脂族醇、環(huán)脂族醇、 醚或酯中的一個或更多個。第一單體、第三單體和第四單體可以是氯硅烷
單體，并且第二單體^j^HJj^烷單體或氯硅烷單體。
通過提供一種形成器件的方法可另外實現(xiàn)本發(fā)明的至少一個上述及 其它特征和優(yōu)點，該方法包括在襯底上涂敷組合物以形成第一材料層，在 該第一材料層上形成光刻膠層，圖案化該光刻膠層以暴露該第一材料層的 一部分，除去該第一材料層的暴露部分以暴露一部分襯底，和蝕刻該襯底
的暴露部分，其中該組合物包含具有結構(A)、 (B)、和(C)以及結構(D)或(E) 之一或更多的單體單元的混合物HSiO(3a)/2(OH)a SiO(3b)/2(OH)b-(CH2)n-SiO(3c)/2(OH)e RlSiO(3d)/2(OH)d (A) (B) (C)
MeSiO(3e)/2(OH)e R2SiO(3f)/2(OH)f (D) (E)
其中，a、 b、 c、 d、 e和f獨立地是0至2， n是0至約10， Rl是生色團， R2是親水基團。


通過參考附圖詳細說明的本發(fā)明的示例性實施方案，本發(fā)明的上i^ 其它特征和優(yōu)點對本領域技術人員而言是明顯的，其中
圖1A-1C舉例說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案使用光刻工藝形成器 件的方法的步驟；和
圖2說明式1，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的共聚物的通式。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考附圖在下面更全面地描述本發(fā)明，其中本發(fā)明的示例性實 施方案是舉例說明性的。然而，本發(fā)明可以以不同的形式實施，并且不應 該解釋為限于本文中闡述的實施方案。相反地，提供這些實施方案以充分 和完整地公開本發(fā)明，并JL/f吏得本領域技術人員完全清楚本發(fā)明的范圍。
在附圖中，為了清楚地說明，可以放大層和區(qū)域的尺寸。也應理解， 當層或元件稱為在另外的層或襯底"上，，時，其可以直接在另外的層或襯底 上，或也可存在插入的層。此外，應理解當層稱為在另外的層"下"的時候， 其可以直接在另外的層下，也可存在一個或更多個插入的層。另外，也應 理解當層稱為在兩個層"之間"時，其可以是所述兩層之間的僅有的層，或 也可存在一個或更多個插入的層。全文中相同的附圖標記表示相同的元 件。
圖1A-1C舉例說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案使用光刻工藝形成器 件的方法的步驟。器件可以是例如半導體器件、光電子器件、MEMS器件等。參考圖1A，襯底100可具有設置在其上的目標材料層110?？墒褂霉?刻工藝圖案化該目標材料層110以形成具有所需分辨率的特征?？稍谠撃?標材料層110上形成含珪聚合物層120,并且可在含硅聚合物層120上形 成光刻膠層130。
光刻工藝可包括例如使用曝光掩模(未顯示)將光刻膠層130暴露于 具有預定波長的光。該光的波長可以是例如248nm或193nm。然后可顯 影光刻膠層130以基于所用光刻膠的性質(zhì)除去光刻膠層130的曝光部分或 未曝光部分。參考圖1B，曝光并顯影的光刻膠層130可在含硅聚合物層 120上產(chǎn)生光刻膠圖案135。光刻膠圖案135然后可用作蝕刻掩模以圖案化 之下的含硅聚合物層120和目標材料層110，由此形成圖案化的含珪聚合 物層125和圖案化的目標材料層115，如圖1C中所示。
在一個實施方案中，可使用光刻膠圖案135作為蝕刻掩模，圖案化含 硅聚合物層120，然后由此形成的圖案化含硅聚合物層125可用作用于圖 案化目標材料層110的硬掩模。
可以由包含共聚物和溶劑的組合物形成該含珪聚合物層120。可作為 例如旋涂涂層應用該組合物。該組合物的應用可進一步包括低溫固化操 作。
在組合物中的共聚物的重均分子量可以是約1000至約100000。基于 組合物的總重量，該組合物可包含約0.1wt。/。至約20wt。/。的共聚物。盡管 也可存在其它材料，但是基于組合物的總重量，該組合物可包含80wt。/。至 約99.9wt。/。的溶劑。
在本發(fā)明的一個實施方案中，該共聚物可包含單體單元(A)、 (B)、和 (C)以及單體單元(D)和(E)之一或兩者的混合物，其結構如下所示
HSiO(3a)/2(OH)a SiO(3b)/2(OH)b-(CH2)n—SiO(3c)/2(OH)c RlSiO(3，(OH)d (A) (B) (C)
MeSiO(3e)/2(OH)e R2SiO(3f)/2(OH)f (D) (E)
其中a、 b、 c、 d、 e和f可以獨立地為0至2。在單體單元(B)中，n可以是0至約10。在單體單元(C)中，Rl可以是生色團。該生色團可吸收 具有例如248nm或193nm的波長的光。在一個實施方案中，Rl可包含苯 基(-C6Hs)或取代苯基中的一個或更多個。在單體單元(E)中，R2可以是 具有親水性能的部分。在一個實施方案中，R2可包含例如脂族醇或環(huán)脂族
醇的部分、例如具有式-(CH2)p(0(CH2)q)rOR3的醚，其中p可以是1至約
10， q可以至少為1， r可以是0至約10， R3可以是飽和或不飽和的d-C^o 的烴、具有式-(CH2)sCOOR3的酯，其中s可以至少為l, R3可以是飽和 或不飽和的d-C加的烴、或具有式-(CH2)tOCOR3的酯，其中t可以至少 為1， R3可以是飽和或不飽和的d-C2。的烴的部分中的一個或更多個。
圖2說明式1，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的一種共聚物的通式?，F(xiàn) 在將結合式1描述單體單元A-E的相對量。然而，應理解式1不意圖表示 該共聚物的精確結構，其可以是復合的、無規(guī)的、交聯(lián)的結構。因此，根 據(jù)本發(fā)明的共聚物不應該解釋為限于式1。相反地，提供式l僅僅是為了 清楚地描述可存在于該共聚物中的單體單元的相對比。
在式1中，Rl、 R2、 a、 b、 c、 d、 e和f是如上關于單體單元(A)、 (B)、 (C)、 (D)和(E)所述的。參考式l， u可以大于0并小于或等于 l-(v+w+x+y)， v可以大于0并小于或等于l-(u+w+x+y)， w可以大于0并 小于或等于l-(u+v+x+y)，x可以等于或大于0并小于或等于l-(u+v+w+y)， y可以等于或大于0并小于或等于l-(u+v+w+x)，并且x或y中的一個或更 多個可以大于0。另外，也可存在其它組分，即u+v+w+x+y可小于l。
在式1中，n可以是0至約10。在一個實施方案中，該共聚物可具有 乙硅烷部分，n可以是0。在另一個實施方案中，該共聚物可具有通過飽 和烴橋橋接的硅原子，例如n個亞甲基單元的橋，n可以為l至約10。共 聚物可另外包含氳化甲硅烷部分。
共聚物可具有相對大的珪含量，例如約20%~約46%的硅，并且可 表現(xiàn)出增強的抗蝕性，包含該共聚物的組合物可表現(xiàn)出低的接觸角。該組 合物可例如通過旋涂施加于目標材料層，通過在相對低溫下加熱可以固 化，并且在室溫下可表現(xiàn)出高的儲存穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的一個實施方案中，可通過分別對應于單體單元(A)、 (B)、 和(C)的第 一單體、第二單體和第三單體和分別對應于單體單元(D)或(E)的第四單體或第五單體之一或更多的水解和/或縮合，制備該共聚物。該縮合 反應可包括加入水。第一單體可包含氬化甲硅烷部分。第一單體可以是例
如三氯珪烷、三甲ILiJ^烷、或三乙HSJ^烷。
第二單體可包含乙硅烷部分或具有i至約10個單元的亞甲基橋的橋 接硅部分。第二單體可以是例如六乙氧基乙硅烷、1，2-雙(三氯甲硅烷基) 乙烷、1，2雙(三乙ll基甲v^基)乙烷、雙(三氯甲^基)曱烷、雙(三乙氧 基甲硅烷基)甲烷、1,2-雙(曱基二氯甲珪M^)乙烷、或1,2-雙(甲基二乙氧 基甲硅n)乙烷。
第三單體可包含生色團取代的硅部分。生色團可包含苯基或取代苯基 中的一個或更多個。該第三單體可以是例如苯基三氯硅烷、苯基三乙M 硅烷、或苯基三曱fU^烷。
第四單體可包含甲M部分。第四單體可以是例如曱&氯硅烷、甲 基三甲SJJ^、或甲基三乙氧硅烷。
第五單體可包含具有親;^Um的硅。親7jC取代基可以是如上關于單 體單元(E)所述的R2。第五單體可以是例如，2-[曱IL^(聚環(huán)氧乙烷)丙基l 三氯珪烷、2-[甲氧基(聚環(huán)氧乙烷)丙基三曱llSJ^烷、2-[甲氧基(聚環(huán)氧 乙烷)丙基三乙ltjj^烷、2-[甲ft^(聚環(huán)氧丙烷)丙基三氯^、 2-[甲氧 基(聚環(huán)氧丙烷)丙基]三甲SJ^烷、2-[甲ftJ^(聚環(huán)氧丙烷)丙基三乙fL^ 曱烷、2-[甲lL&(共聚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷)丙基三氯硅烷、2-[甲氧基(共聚
環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷)丙基三甲ftJJi烷、2-[曱IL^(共聚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷)
丙基三乙SJJ^乾、2-(甲酯基)乙基三氯歧院、2-(曱酯基)乙基三甲ltJJ^ 烷、2-(甲酯基)乙基三乙HJ^i、 2-(叔丁酯基)丙基三氯硅烷、2-(叔丁酯 基)丙基三甲ltJJi:烷、2-(叔丁酯基)丙基三乙ftJJi:烷、羥甲基三氯逸乾、 羥曱基三甲HiJ^乾、羥甲基三乙HJji烷、2，2-二乙lL^-4-甲基-[l，2氧 雜珪雜環(huán)戊烷、2,2-二乙H^-4-甲基-[l，2oxasmiane， 2,2-二乙H^-4-甲基 -[1，2氧雜硅雜環(huán)庚烷、2，2-二乙氧基-[1,21氧雜硅雜環(huán)戊烷、2，2-二乙氧基 -[l，2oxasililane、或2,2-二乙氧基[1，2氧雜硅雜環(huán)庚烷。
氯逸乾的水解和縮合可以在較短的工藝時間(小時相對于天)內(nèi)產(chǎn)生 樹脂材料。由氯硅烷水解產(chǎn)生的材料可表現(xiàn)出結構組成(complexity)的 一致性、好的儲存壽*定性和易于熱固化。例如通過在惰性氣氛下以控制的方式加入水，可以在適合的溶劑中混 合該第一單體、第二單體、第三單體、和第四單體和/或第五單體并水解以 引發(fā)聚合。聚合之后，例如使用真空(低壓)氣氛，可以除去殘余的7jC和/或 揮發(fā)性副產(chǎn)物。該聚合產(chǎn)物可以溶于適合的溶劑中并保存。
在第一示例性制備方法中，通過形成1，2-雙(三乙氡基甲硅烷基)乙烷 (17.18 g， 48.45亳摩爾)、苯基三氯珪烷(5.12 g, 24.2亳摩爾)、甲基三氯 硅烷(16.2^，109.0毫摩爾)和三氯珪烷(6.568，48.4毫摩爾)在乙酸乙酯(280 g)中的混合物，制備共聚物。在25。C下并在氮氣氛下，隨著攪拌向該混合 物中加A^在乙酸乙酯(41.3 g)和乙醇(45.0 g)中的水(9.59 g， 53.27毫摩爾)溶 液。然后加熱該混合物到40'C，并且在此溫度下攪拌120分鐘。
然后將所得混合物冷卻至25'C并用水清洗。在真空下除去殘余的水和 揮發(fā)物。在丙二醇單甲醚乙酸酯中稀釋所得物質(zhì)，以產(chǎn)生共聚物在丙二醇 單甲醚乙酸酯中的5%的溶液，并且在10。C下儲存該溶液。第一示例性制 備方法的結果
理論。/。Si-36,2;化學收率=97%; Mw-13400道爾頓；PD=2.29。
在第二示例性制備方法中，通過形成1,2-雙(三乙氡基甲硅烷基)乙烷 (34.35 g， 96.9毫摩爾)、苯基三氯珪烷(l0.25 g， 48.45毫摩爾)、曱基三氯 珪烷(32.58 g， 217.9毫摩爾)和三氯珪烷(13.12 g， 96.86亳摩爾)在乙酸乙 酯(140g)中的混合物，制備共聚物。在25。C并在氮氣氛下，隨著攪拌向 該混合物中加入在乙酸乙酯(82.6 g)和乙醇(卯.O g)中的水(19.2 g， 106.7亳 摩爾)的溶液。然后加熱該混合物到40。C,并且在此溫度下攪拌120分鐘。
將所得混合物傾入己烷中，分離所得聚合物并溶解于丙二醇單甲醚乙 酸酯中，以產(chǎn)生共聚物在丙二醇單甲醚乙酸酯中的5%的溶液，并在10。C 下儲存該溶液。第二示例性制備方法的結果
理論％珪=36.0;化學收率=74%; Mw-22500道爾頓；PD=1.97。
在第三示例性制備方法中，通過形成1，2-雙(三乙氣基甲硅烷基)乙烷 (42.55 g， 120毫摩爾)、苯基三氯珪烷(6.35 g, 30亳摩爾)、甲基三氯硅烷
(8.97 g, 60亳摩爾)和三氯硅烷(12,2g， 90亳摩爾)在丙二醇單甲醚乙酸酯 (250g)中的混合物，制備共聚物。在25。C并在氮氣氛下，隨著攪拌向該
混合物中加入在丙二醇單曱醚乙酸酯中的水(在238 g中的12 g )。然后加熱該混合物到40。C,并且在此溫度下攪拌120分鐘。
然后將該所得混合物冷卻至25'C并且用水清洗。在真空下除去殘余的 水和揮發(fā)物。在丙二醇單甲醚乙酸酯中稀釋所得物質(zhì)，以制備共聚物在丙 二醇單甲醚乙酸酯中的5%的溶液，并且在10。C下儲存該溶液。第三示例 性制備方法的結果
理論y。Si-41,3;化學收率=98%; Mw-13500道爾頓；PD=2.64。
在第四示例性制備方法中，通過形成六乙氡基乙硅烷(9.8 g， 30毫 摩爾)、苯基三氯珪烷(6.35 g， 30毫摩爾)、甲基三氯硅烷(22.42 g， 150毫 摩爾)和三氯硅烷(12,2g，卯毫摩爾)在丙二醇單曱醚乙酸酯(245g)中的 混合物，制"^共聚物。在18'C并在氮氣氛下，隨著攪拌向該混合物中加入 在丙二醇單甲醚乙酸酯中的水(在238 g中的12 g)。然后加熱該混合物到 23'C，并且在此溫度下攪拌120分鐘。
然后用水清洗所得混合物。在真空下除去殘余的水和揮發(fā)物。在丙二 醇單曱醚乙酸酯中稀釋所得物質(zhì)，以產(chǎn)生共聚物在丙二醇單曱醚乙酸酯中 的5%的溶液，并且在10。C下儲存該溶液。笫四示例性制備方法的結果
理論。/。Si-42.4;化學收率=77%; Mw-16卯0道爾頓；PD=2.58。
在第五示例性制備方法中，通過形成雙(三氯甲珪烷基)甲烷(8.49g， 30毫摩爾)、苯基三氯珪烷(6.35 g, 30毫摩爾)、曱基三氯珪烷(26.91 g， 180 亳摩爾)和三氯珪烷(8.13g, 60毫摩爾)在丙二醇單曱醚乙酸酯(257g)中 的混合物，制備共聚物。在18。C并在氮氣氛下，隨著攪拌向該混合物中加 入在丙二醇單曱醚乙酸酯中的水(在238 g中的12 g )。然后加熱該混合物 到23。C ，并且在此溫度下攪拌120分鐘。
然后用水清洗所得混合物。在真空下除去殘余的水和揮發(fā)物。在丙二 醇單甲醚乙酸酯中稀釋所得物質(zhì)，以產(chǎn)生共聚物在丙二醇單甲醚乙酸酯中 的5%的溶液，并且在10。C下儲存該溶液。第五示例性制備方法的結果
理論。/。Si-41.6;化學收率=50%; Mw-16000道爾頓；PD=1.71。
在第六示例性制備方法中，通過形成1，2-雙(曱基二氯甲硅烷基)乙烷 (7.68 g, 30亳摩爾)、苯基三氯珪烷(6.35 g, 30亳摩爾)、甲基三氯^ (22.42 g， 150亳摩爾)和三氯珪烷(12.19 g， 90亳摩爾)在丙二醇單甲醚乙酸酯(310g)中的混合物，制備共聚物。在18'C并在氮氣氛下，隨著攪拌 向該混合物中加入在丙二醇單甲醚乙酸酯中的水(在238g中的12 g)。然 后加熱該混合物到23'C ，并且在此溫度下攪拌120分鐘。
然后用水清洗所得混合物。在真空下除去殘余的水和揮發(fā)物。在丙二 醇單甲醚乙酸酯中稀釋所得物質(zhì)，以產(chǎn)生共聚物在丙二醇單曱醚乙酸酯中 的5。/。的溶液，并且在10。C下儲存該溶液。第六示例性制備方法的結果
理論％81=39.2; Mw-14400道爾頓；PD=2.03。
在第七示例性制備方法中，通過形成1，2-雙(三乙氣基甲^基)乙烷 (38.7g, 109.1毫摩爾)、苯基三氯硅烷(5.8 g, 27.4亳摩爾)、甲基三氯硅 烷(6.95g， 46.5毫摩爾)、2-[甲fl^(聚環(huán)氧乙烷)丙基三氯硅烷(5.53 g, 16.3毫摩爾)和三氯硅烷(ll,2g，82.7毫摩爾)在丙二醇單甲醚乙酸酯(246 g)中的混合物，制備共聚物。在25'C并在氮氣氛下，隨著攪拌向該混合 物中加入在丙二醇單曱醚乙酸酯中的水(在206g中的10.8 g)。然后加熱 該混合物到40。C ，并且在此溫度下攪拌180分鐘。
然后冷卻所得混合物至25"C并用水清洗。在真空下除去殘余的水和揮 發(fā)物。在丙二醇單甲醚乙酸酯中稀釋所得物質(zhì)，以產(chǎn)生共聚物在丙二醇單 甲醚乙酸酯中的5。/。的溶液，并且在10'C下儲存該溶液。第七示例性制備 方法的結果
理論o/。Si-38,9;化學收率=98%; Mw-1卯00道爾頓；PD=2.41。
本文公開了本發(fā)明的示例性實施方案，并且雖然使用了具體的術語， 使用它們僅通用性和描述性地使用并解釋，而不是為了限制。因此，本領 域技術人員理解不背離如所附權利要求所述的本發(fā)明的精神和范圍，可 做出各種形式和細節(jié)的變化。
權利要求
1.一種組合物，包含含有具有結構(A)、(B)、和(C)以及結構(D)或(E)之一或更多的單體單元的混合物的共聚物HSiO(3-a)/2(OH)a SiO(3-b)/2(OH)b-(CH2)n-SiO(3-c)/2(OH)c R1SiO(3-d)/2(OH)d (A)(B) (C)MeSiO(3-e)/2(OH)e R2SiO(3-f)/2(OH)f (D) (E)其中a、b、c、d、e和f獨立地是0至2，n是0至約10，R1是生色團，和R2是親水基團。
2. 根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中所述共聚物包含具有結構(A )、 (B)、 (C)、 (D)、和(E)的單體單元。
3. 根據(jù)權利要求l所述的組合物，其中n是O。
4. 根據(jù)權利要求l所述的組合物，其中n是l或2。
5. 根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中Rl包含一個或更多個苯基或取代 苯基。
6. 根據(jù)權利要求l所述的組合物，其中R2包含脂族醇、環(huán)脂族醇、醚、 或酯中的一個或更多個。
7. 根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中所述共聚物具有約1000至約 100000的重均分子量。
8. 根據(jù)權利要求l所述的組合物，其中 所述組合物是用于光刻的抗反射涂層，基于所^ia合物的總重量，所述組合物包含約0.1wt。/。至約20wt。/o的所述共聚物，和基于所述組合物的總重量，所述組合物包含約80wt。/。至約99.9wtYo的溶劑。
9. 根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中所述共聚物是分別對應于具有結 構(a)、 (b)、和(c)、以及(d)和/或(e)的單體單元的四種或五種單體的水解 物和/或縮合物。
10. 根據(jù)權利要求9所述的組合物，其中分別對應于具有結構(a)和(c)、以及(d)和/或(e)的單體單元的單體是 氯珪烷單體，和對應于具有結構(b)的單體單元的單體是烷氧基硅烷單體或氯硅烷單體。
11. 一種形成共聚物的方法，包括水解和/或縮合第一單體、第二單體、第三單體、和第四單體，以形成 硅氧烷，其中每一個所述第一單體、第二單體、第三單體和第四單體均含有硅， 所述第一單體包含氬化曱^基團，所述第二單體包含乙硅烷基、或具有通過飽和烴橋橋接的兩個硅原子 的基團中的一個或更多個，所述第三單體包含生色團，和所述第四單體包含甲基、或親水基團中的一個或更多個。
12. 根據(jù)權利要求ll所述的方法，其中 縮合的第一單體具有結構(a):HSiO(3-a)/2(。H)a(A) ，和a為0至2。
13. 根據(jù)權利要求ll所述的方法，其中所述第一單體是三氯硅烷、三甲氧^;^、或三乙IUj^。
14. 根據(jù)權利要求11所述的方法，其中 縮合的第二單體具有結構(b):SiO,(OH)b"(cH2");SiO(3-cy2(OH)c (B) ，b和c獨立地是0至2，和 n是從0至約10。
15. 根據(jù)權利要求ll所述的方法，其中所述第二單體包含乙硅烷基團。
16. 根據(jù)權利要求15所述的方法，其中所述第二單體是六乙氧基乙硅烷、 六氯乙法乾、五乙氣基乙法淀、五氯乙法院、五乙氡基甲基乙>^乾、五氯甲基乙a、四乙緣乙珪烷、四氯乙城、四乙iu^甲基乙珪烷、四氯二曱基乙珪烷、三乙猛乙艦、三氯乙艦、三乙IU^曱基乙硅烷、 或三氯三曱基乙硅烷。
17. 根據(jù)權利要求11所述的方法，其中所述第二單體包含具有通過飽和烴 橋^f^接的兩個硅原子的基團。
18. 根據(jù)權利要求17所述的方法，其中 具有通過飽和烴橋橋接的兩個>^^、子的所述基團是 -Si-(CH2)n-Si-，和n是l至約10。
19. 根據(jù)權利要求17所述的方法，其中所述第二單體是l,2-雙(三氯甲硅 烷基)乙烷、1，2-雙(三乙氡基曱^^)乙烷、雙(三氯曱v^基)曱烷、雙(三 乙緣甲a基)甲烷、1，2-雙(曱基二氯甲硅絲)乙烷、或1，2-雙(曱基二 乙H&甲桂坑基)乙坑。
20. 根據(jù)權利要求ll所述的方法，其中縮合的第三單體具有結構(C): RlSiO(3d)/2(OH)d(C)，d是0至2,和Rl是生色團。
21. 根據(jù)權利要求ll所述的方法，其中所述生色團包含一個或更多個苯基 或取代苯基。
22. 根據(jù)權利要求21所述的方法，其中所述第三單體是苯基三氯硅烷、苯基三乙lijj^烷、或苯基三甲Hi^^。
23. 才艮據(jù)權利要求ll所述的方法，其中縮合的第四單體具有結構(D)或(E):<formula>formula see original document page 5</formula>e和f獨立地是0至2，和 R2是親水基團。
24. 根據(jù)權利要求ll所述的方法，其中所述第四單體是甲基三氯硅烷、甲 基三曱HJj^烷、曱基三乙Hi^烷、2-[甲IL^(聚環(huán)氧乙烷)丙基三氯硅 烷、2-[甲IL^(聚環(huán)氧乙烷)丙基三曱ILiJi烷、2-[曱IL^(聚環(huán)氧乙烷)丙 基三乙HJj^烷、2-[曱H^(聚環(huán)氧丙烷)丙基三氯硅烷、2-[甲？L^(聚環(huán) 氧丙烷)丙基三甲IL^硅烷、2-[曱H^(聚環(huán)氧丙烷)丙基三乙HiJi烷、 2-[甲氧基(共聚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷)丙基三氯硅烷、2-[甲H&(共聚環(huán)氧乙 烷環(huán)氧丙烷)丙基三甲IU^烷、2-[曱H^(共聚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷)丙基
三乙SJJ^、 2-(甲酯基)乙基三氯珪烷、2-(甲酯基)乙基三甲fLiJi烷、 2-(甲酯基)乙基三乙氧基珪烷、2-(叔丁酯基)丙基三氯硅烷、2-(叔丁酯基) 丙"甲SJ^烷、2-(叔丁酯基)丙基三乙HJj^院、羥曱基三氯硅烷、羥 甲基三甲Hi^烷、羥曱基三乙ftJJ^烷、2，2-二乙緣-4-甲基-[1，2氧雜 珪雜環(huán)戊烷、2，2-二乙氧基-4-曱基-[l，2oxasililane、 2,2-二乙氧基-4-曱基 -[1，2氧雜硅雜環(huán)庚烷、 2,2-二乙氧基-[1，2氧雜硅雜環(huán)戊烷、2,2-二乙氧基 -[l，2oxasililane、或2,2-二乙IL^-[l,2氧雜硅雜環(huán)庚烷。
25. 根據(jù)權利要求ll所述的方法，其中 所述第四單體包含甲基，和 所述混合物還包含具有親水基團的第五單體。
26. 才艮據(jù)權利要求11所述的方法，其中所述第四單體包含親水基團，和所述親7jC基團包含脂族醇、環(huán)脂族醇、醚、或酯中的一個或更多個。
27. 根據(jù)權利要求ll所述的方法，其中 所述第一單體、第三單體和第四單體是氯硅烷單體，和 所述第二單體是烷？tJJi烷單體或氯硅烷單體。
28. —種形成器件的方法，包括在襯底上涂iy且合物以形成第 一材料層；在所述第 一材料層上形成光刻膠層； 圖案化所述光刻膠層以暴露所述第 一材料層的 一部分； 除去所述第一材料層的暴露部分，以暴露所述襯底的一部分；和 蝕刻所述襯底的暴露部分，其中所述組合物包含具有結構(A)、 (B)、和(C)以及結構(D)或(E)之一或更 多的單體單元的混合物HSiO(3a)/2(OH)a SiO(3b)/2(OH)b-(CH2)n-SiO(3c)/2(OH)e RlSiO(3，(OH)d (A) (B) (C)MeSiO(3e)/2(OH)e R2SiO(3f)/2(OH)f (D) (E)其中a、 b、 c、 d、 e和f獨立地是0至2， n是O至約10， Rl是生色團，和 R2是親水基團。
全文摘要
本發(fā)明涉及抗蝕乙硅烷和飽和烴橋接的含硅聚合物及制備和使用方法。本發(fā)明還涉及一種組合物，其包含共聚物，該共聚物含有具有結構(A)、(B)和(C)以及結構(D)或(E)之一或更多的單體單元的混合物其中，a、b、c、d、e和f獨立地為0至2，n是0至約10，R1是生色團，R2是親水基團。
文檔編號C09D183/05GK101302346SQ200810090419
公開日2008年11月12日 申請日期2008年3月31日 優(yōu)先權日2007年3月30日
發(fā)明者林相學, 沙赫羅赫·莫塔萊比 申請人:第一毛織株式會社