[發明專利]共聚物組合物、光刻介電組合物及電氣或電子器件

有效

• 申請號: 201110146567.6
• 申請日: 2003-07-02
• 公開（公告）號: CN102298265A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 埃德蒙德·埃爾切;平野孝;小杰弗里·C·克羅廷;拉里·F·羅茲;布賴恩·L·古多爾;塞庫馬·賈亞拉曼;克里斯·麥克杜格爾;孫申亮
• 申請（專利權）人: 住友電木株式會社
• 主分類號: G03F7/038
• 分類號: G03F7/038;C08F232/08;H01L23/29
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陳海濤;樊衛民

本發明專利申請是基于2003年7月2日提交的發明名稱為“基于多環聚合物的感光組合物”的中國專利申請03815809.4號的分案申請。

技術領域

本發明涉及多環聚合物，尤其是涉及含有多環聚合物的光刻聚合物組合物。

背景技術

微電子工業的迅速發展引起對光刻介電聚合材料的大量需求，所述介電材料具有用于每代微電裝置封裝的改良電子特性。工業發展需要更小，更快速并且消耗更少能量的集成電路。為了滿足這些需要，集成電路原件以及這種電路系統的封裝必須是具有亞微型特性的高密度。增加每晶片元件數目的一種方法是使晶片上的零件大小最小化。因而，導線必須制成較細并且彼此緊密接近放置。電路系統中導線之間空隙的減少以及這種電路系統封裝的減少同時引起電路效力和速度的增加，從而具有更大的存儲容量，能夠更快的處理信息，并且需要較低的能量。然而，導線之間空隙的減少可以引起耦合電線電容的增加，從而產生更大的交互干擾，損失更多的電容并且阻容時間常數也增加。

為了限制這種電容耦合和諸如傳輸遲延，同時開關噪音等有害效應的增加，人們開始對具有低介電常數的高性能聚合物產生濃厚的興趣。此外，人們也開始對用于封裝集成電路原件的具有合適模量的這種低介電常數材料產生興趣。然而，目前已知的聚合物常常難以形成圖案，例如常常用于形成布線圖案的這種低介電常數聚合物以及抗光蝕性組合物的蝕刻特性非常相似。因此，有選擇地排除部分聚合物的努力可能是有問題的。為了克服這種選擇性問題，已知形成了聚合物和抗蝕性組合物之間的插入材料，在它們之間這種插入材料可以有選擇地形成圖案以形成硬掩模，其隨后可被用于墊襯聚合物材料形成圖案。

需要形成硬掩模的其它步驟不能節約成本，因此不需要這種步驟的低介電常數聚合物材料形成布線圖案的替代方法可能更有利。為此，美國專利6,121,340公開了一種負性光刻介電組合物，包括一種光引發劑和一種多環加成聚合物，所述加成聚合物包括具有可水解側官能團的重復單元(例如，甲硅烷基醚)。曝光于輻射源后，光引發劑劑催化可水解基團的水解從而選擇性影響聚合物主鏈中的交聯以形成圖案。由此‘340專利的介電材料處于光刻環境下或者本身可以光刻。然而，‘340專利中公開的介電組合物不需要水解反應進行時所需水分的存在。已知，在介電層中這種水分的存在可以引起完整裝置與器件封裝中可靠性問題的存在。

因此，人們希望存在用于微電子工業的具有合適模量的低介電常數材料，所述低介電常數材料處于光刻環境下或者本身可進行光刻同時不需要進行光刻水分的存在。此外，人們希望存在這種光刻材料的應用方法以及存在使用這種光刻材料作為介電材料的微電子學設備。

發明內容

本發明的示例性實施方案是包括共聚物的聚合物組合物，所述共聚物含有具有下式I的重復單元的主鏈：

其中X選自0，-CH₂-和-CH₂-CH₂-；m是從0到5的整數；并且每次出現的R¹，R²，R³和R⁴獨立地選自下列基團：

(a)H，C₁到C₂₅的線性，支鏈和環烷基，芳基，芳烷基，烷芳基，烯基和炔基；

(b)包含一個或者多個選自O，N和Si的雜原子的C₁到C₂₅的線性，支鏈和環烷基，芳基，芳烷基，烷芳基，烯基和炔基；

(c)包含下式II的基團的環氧基：

其中A是選自C₁到C₆的線性，支鏈和環亞烷基的連接基團，R²³和R²³獨立地選自H，甲基，和乙基；

(d)包含下式III的基團的環氧基：

其中p是0到6的整數，R²³和R²⁴如上所定義，并且每次出現的R²¹和R²²獨立地選自H，甲基和乙基；