硅基抗反射涂料组合物的制作方法

专利名称：硅基抗反射涂料组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有改善的稳定性的硅基抗反射涂料(ARC) /硬质掩模 组合物。
背景技术：
在微电子工业中，趋势是减小结构特征的尺寸。采用有效的光致 抗蚀剂的微刻法提供可行的技术。然而，随着特征小型化继续发展， 也需要减小光致抗蚀剂厚度。对于一些光刻成像工艺，用于先进的微 刻法的薄光致抗蚀剂不再能够为基底蚀刻提供足够的掩蔽预算以便在 高保真度下实现图案转移。
该问题的一种解决方案是使用在光致抗蚀剂下方的层，其不仅用 作抗反射涂层，而且提供足够的蚀刻选择性。这种增强的蚀刻选择性 将会容许该衬层(underlayer)用作图像转移媒介物。在当前的现有 技术发展中，将含硅的底部抗反射涂层用于满足该目的。
对于一些光刻成像工艺，所用的抗蚀剂无法为随后的蚀刻步骤提 供足够的耐受性(掩蔽)以使期望的图案能够有效转移到该抗蚀剂下方 的层。在许多情况下(例如，在期望超薄抗蚀剂层的情况下，在待蚀刻 的下方材料厚的情况下，在需要显著的蚀刻深度的情况下，和/或在对 于给定的下方材料期望使用某些蚀刻剂的情况下)，居于抗蚀剂层与待 通过从经构图的抗蚀剂转移而形成图案的下方材料中间使用所谓的硬 质掩模。硬质掩模层从经构图的抗蚀剂层接收图案并且应当能够经受 将该图案转移至下方材料所需的蚀刻过程。
在光致抗蚀剂无法提供足够的干法蚀刻耐受性的情况下，衬层与 抗反射性能的组合可以充当硬质掩模。通过用氟化气体蚀刻可以容易 地将抗蚀剂图像转移到含有机硅的抗反射涂层上，因为F对有机硅官 能团呈高度反应性，它使该涂层分解成气态的Si-F物质。当穿透(break through) Si硬质掩模时这是非常必要的。另一方面，当蚀 刻过程中使用氧气时高Si含量的掩模具有优异的耐蚀刻性，因为Si02 形成产生硬质掩模同时有机衬层得以被蚀刻。与光致抗蚀剂一样，有 机衬层充当基底蚀刻的掩模。本质上，当希望在不同条件下具有高的 耐蚀刻性和低的耐蚀刻性时，使用三层体系。在三层体系中，底层
(bottom layer)(通常是碳基衬层)形成于基底(例如Si型基底)上， 在底层之上涂布硅基层(Si-BARC),然后在该硅基层之上形成光致抗蚀 剂。将各层之间基本差异的要求与抗反射性能组合对于光刻法和图案 转移而言都是非常期望的。
另外，在下方材料层对用于使抗蚀剂层构图的成像辐射呈过度反 射性时，通常在衬层与抗蚀剂层之间施加薄的抗反射涂层。 一些情况 下，抗反射和硬质掩模功能可以由同一种材料提供。
虽然现有技术中存在许多硬质掩模和抗反射涂层材料，仍然希望 改进的组合物。许多现有技术材料具有稳定性问题，这减少了其储存 期限，因而难以使用。将期望获得具有改善的稳定性和延长的储存期 限的硅基抗反射涂料/硬质掩模组合物。 发明概述
本发明涉及一种聚合物，其包含具有至少一个Si-OH基团和至少 一个Si-OR基团的硅氧烷聚合物，其中R是任选地具有反应性官能团 的缩合稳定基团，其中所述硅氧烷聚合物，当被放入溶剂中时，在40 'C老化一周之后由GPC测定的重均分子量增量小于或等于50%。 一些 情况下，Si-OH基团和Si-OR基团以约1: 5-约5: 1、优选约1: 5-约1: 1 的比率存在。本发明还提供一种涂布的基底，该基底在其上具有上述 抗反射涂料组合物的涂膜，该涂布的基底例如是硅片或有机(碳基)衬 层。另外，本发明还提供一种形成光刻浮雕图像(photorelief image) 的方法，其中基底在其上具有抗反射涂料組合物的层，然后向其施加 化学放大光致抗蚀剂组合物。该基底优选是碳基衬层。
发明详述
本发明涉及一种聚合物，其包含具有至少一个Si-OH基团和至少一个Si-OR基团的硅氧烷聚合物，其中R是任选地具有反应性官能团 的缩合稳定基团，其中所述硅氧烷聚合物在放入溶剂中时，在40'C老 化一周之后由GPC测定的重均分子量增量小于或等于50°/。。
优选地，所述醇选自异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、1，2-丙 二醇、1，2，3-丙三醇、乳酸乙酯、丙二醇单甲醚、2-甲基-2-丙醇、前 述化合物的部分氟化和全氟化的形式、及其混合物。
所迷聚合物优选地，在Id、 Rz和R3中各自是C烷基或芳基和R4 是d—!。烷氧基或卣素，或者Rh R2、 R3和R4各自是Cw。烷氧基、卣素、 甲硅烷氧基或甲硅烷氧基硅烷，或者Ri和R2各自是Ch。烷氧基、卣素、 甲硅烷氧基或曱硅烷氧基硅烷以及R3和R4各自是Cw。烷基或芳基，或 者R,、 112和Rs各自是CH。烷氧基、卣素、甲硅烷氧基或甲硅烷氧基硅 烷和R^是d—w烷基或芳基。
所述缩合稳定基团可以选自三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、甲基 二甲氧基硅烷、乙基二乙氧基硅烷、甲基二甲氧基氯硅烷、甲基曱氧 基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷、二甲基叔丁基氯硅烷、二甲基甲氧基 氯硅烷、甲基二甲氧基氯硅烷、乙基曱氧基二氯硅烷、二乙基曱氧基 氯硅烷、四曱氧基硅烷、四乙氧基珪烷、四正丙氧基珪烷、四异丙氧 基硅烷、四正丁氧基硅烷、曱基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、 乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙 基三乙氧基硅烷、异丙基三曱氧基硅烷、异丙基三乙氧基硅烷、正丁 基三甲氧基硅烷、正丁基三乙氧基硅烷、正戊基三曱氧基硅烷、正己 基三甲氧基硅烷、正庚基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、乙烯 基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、环己基三甲氧基硅烷、环己 基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、3-氯丙基 三曱氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、3, 3， 3-三氟丙基三甲氧基硅 烷、3， 3， 3-三氟丙基三乙氧基硅烷、2-羟基乙基三甲氧基硅烷、2-羟 基乙基三乙氧基硅烷、2-羟基丙基三甲氧基硅烷、2-羟基丙基三乙氧 基硅烷、3-羟基丙基三甲氧基硅烷、3-羟基丙基三乙氧基硅烷、3-巯 基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三 曱氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、2- (3， 4-环氧环己基) 乙基三曱氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基-三乙氧基硅烷、(3-缩 水甘油氧基丙基)三丙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三(2 -甲氧基乙 氧基)硅烷、2， 3-环氧丙基三乙氧基硅烷、3， 4-环氧丁基三乙氧基硅烷、 4，5-环氧戊基三乙氧基硅烷、5，6-环氧己基三乙氧基硅烷、5，6-环氧 己基三曱氧基硅烷、4-(三曱氧基甲硅烷基)丁烷-1 ， 2-环氧化物、3- (三 乙氧基曱硅烷基)丙基琥珀酸酐、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸 酐、3-(甲基二甲氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐、3-(甲基二乙氧基甲硅 烷基)丙基琥珀酸酐、3-脲基丙基三曱氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基 硅烷、二曱基二甲氧基硅烷、二曱基二乙氧基硅烷、二乙基二曱氧基 硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二正丙基二甲氧基硅烷、二正丙基二乙 氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、二异丙基二乙氧基硅烷、二正丁 基二甲氧基硅烷、二正丁基二乙氧基硅烷、二正戊基二甲氧基硅烷、 二正戊基二乙氧基硅烷、二正己基二甲氧基硅烷、二正己基二乙氧基 硅烷、二正庚基二曱氧基硅烷、二正庚基二乙氧基硅烷、二正辛基二 甲氧基硅烷、二正辛基二乙氧基硅烷、二n-环己基二曱氧基硅烷、二 n-环己基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、 甲基三乙酰氧基硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷、N-(3-三乙氧基曱硅烷 基丙基)-4-羟基丁酰胺、3-(三乙氧基曱硅烷基丙基)-对硝基苯曱酰 胺、三乙氧基曱硅烷基丙基乙基氨基甲酸酯、乙烯基三(曱基乙基酮肟 基)硅烷、乙烯基甲基双(曱基乙基酮肟基)硅烷、四(甲基乙基酮肟基) 硅烷、苯基三(甲基乙基酮肟基)硅烷、二苯基双(甲基乙基酮肟基)硅 烷、二曱基双(曱基乙基酮肟基)硅烷、甲基三(曱基乙基酮肟基)硅烷、 2-羟基-4-(3-三乙氧基曱硅烷基丙氧基)二苯基酮、和2-羟基-4-(3-甲基二乙氧基甲硅烷基丙氧基)二苯基酮、及其混合物。
优选地，Y选自亚烷基、一0—亚烷基一0—、亚烷基一0—亚烷基、 亚烷基一ZX (=0) Z2—亚烷基和一0—亚烷基一ZX (-0) Z2—亚烷基一O 一，其中Zi和Z2各自选自直接键或一0—。更优选地所述缩合稳定基团选自双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷、
2， 2-双(烯丙氧基甲基)-l-三甲基甲硅烷氧基丁烷、2， 2-双(3-三乙氧 基甲硅烷基丙氧基曱基)-1 -三甲基曱硅烷氧基丁烷、3， 3-双(三氯甲珪 烷基丙氧基甲基)-5-氧杂-十三烷和1， 3-双(3-三氯甲硅烷基丙氧 基)-2-癸氧基丙烷。
一些情况下，Si-0H基团和Si-0R基团以约1: 5-约5: 1的比率存 在。本发明还提供了一种涂布的基底，该基底在其上具有上述抗反射 涂料组合物的涂膜，该涂布的基底例如是硅片(或者其他例如Si02、 SiON、 SiN、 p-Si、 ot-Si、 W、 W-Si、 Al、 Cu、 Al-Si等)，或者是有 机(碳基)衬层。另外，本发明还提供了一种形成光刻浮雕图像的方法， 其中基底在其上具有抗反射涂料组合物的层，然后向其施加化学放大 光致抗蚀剂组合物。
本发明公开了通过将一些但不是所有的硅烷醇基团或烷氧基曱硅 烷基封闭或者通过反应性羟基官能团的甲硅烷基化而使硅氧烷聚合物 改性。该改性的硅倍半氧烷聚合物显示增强的稳定性和延长的储存期 限。含有可交联官能团和发色团的改性硅倍半氧烷聚合物可以用作光 刻工艺中的抗反射涂料或硬质掩模材料。
硅氧烷聚合物是本领域技术人员公知的。硅氧烷聚合物通常由基 于M型、D型、T型和Q型命名法的硅基单元构成，其结构在下面显示。<formula>formula see original document page 8</formula> 其中Ra、 Rb和R。选自烃基团、环氧官能基团和酸酐官能基团，当
结合的氧原子与另一硅原子键接时P的值为0.5，当结合的氧原子与
硅原子之外键接时p的值为1。
本发明的聚合物通常包含一个或多个三官能硅氧烷单元(T),，
R10—，Op—
oP
和一个或多个四官能硅氧烷单元(Q), oP
其中当结合的氧原子与另一硅原子键接时P的值为0.5，当结合的氧 原子与硅原子之外键接时p的值为1，条件是每个T和Q单元中的至 少一个p具有0. 5的值；每个R。独立地选自烷基、烯基、炔基、环烷 基、芳基、烷芳基、芳烷基、(烷基)丙烯酸酯、(烷基)丙烯酰氧基烷 基、(烷基)丙烯酰氧基烯基、环氧官能基团和酸酐官能基团。大多数 情况下，所述硅氧烷聚合物中的T和Q单元的总数将大于或等于50°/ 。 优选地，三官能硅氧烷单元(T)中的至少一个Rw为芳基。 T单元和Q单元的实例包括三乙氧基硅烷、四乙氧基珪烷、甲基
三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、正丁基三乙氧基硅烷、苯基三乙 氧基硅烷、9-菲基三乙氧基硅烷、苯基三曱氧基硅烷、四甲氧基硅烷、 甲基三甲氧基硅烷、曱基三氯硅烷、乙基三氯硅烷、苯基三氯硅烷、 氯三乙氧基硅烷、氯三甲氧基硅烷、氯甲基三乙氧基硅烷、氯乙基三 乙氧基硅烷、氯苯基三乙氧基硅烷、氯甲基三曱氧基硅烷、氯乙基三 曱氧基硅烷和氯苯基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧 基硅烷等。
当通常制成硅氧烷聚合物时，最终结果是具有许多Si-0H键的聚 合物。这些Si-0H键则变得容易水解，这使含有这些具有许多Si-0H 键的聚合物的组合物不稳定而且具有短的储存期限。申请人已经发现通过用Si-0R基团代替一些但不是所有的Si-0H 基团，含有这些聚合物的组合物更加稳定而且具有更长的储存期限。 这可以通过测试该硅氧烷聚合物测定，该聚合物当被放入溶剂中时， 在40。C老化一周之后由分子量相对聚苯乙烯标准物的GPC测定的重均 分子量增量小于或等于50%。
用Si-OR基团代替一些Si-OH基团时，R是任选地具有反应性官 能团的缩合稳定基团。当该缩合稳定基团上存在官能团时，则可以具 有在硅氧烷聚合物与其自身或者与其他物质例如交联剂之间的进一步 交联。
所述缩合稳定基团可以是醇的残基；具有式RA^S iR4的化合物， 其中Id、 R2、 R3和R4各自独立地选自氢、卣化物、Cw。烷基、Cw烯基、 Cw。环烷基、芳基、Cw。烷氧基、酰氧基、芳氧基、甲硅烷氧基、曱硅 烷氧基硅烷、其中Rs和R,各自选自Cw。烷基的NRJU、其中Rs和117各 自独立地选自氢、Cw。烷基、或者Rs和R7连同它们键合的碳原子一起 形成(:3-6环烷基环的ON=CR6R7;或者具有式(R12) 3Si-Y-Si (R12) 3的化合 物，其中每个Ru独立地选自d-4烷基、Cw烷氧基和卣素；和Y是连接 基团。
当所述缩合稳定基团是醇的残基时，该基团可以在聚合物合成过 程中引入(例如，在醇溶剂中聚合单体或者在非醇溶剂中聚合单体然后 将聚合物转移到醇溶剂中)，或者在含有该聚合物的抗反射涂料组合物 的配制过程中通过使用醇溶剂作为该组合物的一部分而引入。
当所述缩合稳定基团是式IMUl3SiR4或(R12) 3Si-Y-Si (R12) 3的化合 物时，该化合物可以与聚合物反应，由此使Si-0H基团现在被Si-0R 代替。
所述烷基、烯基、环烷基、芳基、烷氧基、酰氧基和芳氧基可以 是未取代的或取代的。合适的取代基包括在本发明的范围内不会改变 所述基团的性质的那些取代基，例如卤素原子(例如氟、氯、溴、碘)、 羟基、烷氧基、巯基、烷基巯基、硝基、亚硝基、氰基、硫酰基(sulfoxy ) 等。烷基的实例包括甲基、丁基、异戊基等，烯基例如乙烯基、烯丙基等，环烷基例如环己基、环戊基、金刚烷基等，烷氧基例如甲氧基、 乙氧基、羟基乙氧基、丙氧基、羟基丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、 仲丁氧基和叔丁氧基，芳基例如苯基，芳氧基例如苯氧基，和酰氧基 例如乙酰氧基。
环氧官能基团的实例包括(3-缩水甘油氧基丙基)三甲氧基硅烷、 (3-缩水甘油氧基丙基)三乙氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)三丙氧 基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、2，3-环氧丙 基三乙氧基硅烷、3，4-环氧丁基三乙氧基硅烷、4，5-环氧戊基三乙氧 基硅烷、5，6-环氧己基三乙氧基硅烷、5，6-环氧己基三甲氧基硅烷、
2- (3， 4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、2- (3， 4-环氧环己基)乙基三 甲氧基硅烷、4-(三甲氧基甲硅烷基)丁烷-l，2-环氧化物。酸酐官能基 团的实例包括3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐、3-(三甲氧基甲 硅烷基)丙基琥珀酸酐、3-(甲基二甲氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐和
3- (甲基二乙氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐。
连接基团Y可以选自亚烷基、一0—亚烷基一0—、亚烷基一0—亚 烷基、亚烷基一Z!C (=0) Z2—亚烷基和一0—亚烷基一Z工(=0) Z2—亚烷 基一O—，其中Z!和Z2各自选自直接键或一0—。 (R12)3Si-Y-Si(R12)3 的实例包括双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷、2，2-双(烯丙氧基甲基)-1-三甲基曱硅烷氧基丁烷、2， 2-双(3-三乙氧基甲硅烷基丙氧基甲基)-l-三甲基甲硅烷氧基丁烷、3， 3-双(三氯甲硅烷基丙氧基曱基)-5-氧杂-十三烷和1， 3-双(3-三氯甲硅烷基丙氧基)-2-癸氧基丙烷。
一些情况下，芳基将充当发色团，并且可以包括但不限于未取代 的和取代的芴、亚乙烯基亚苯基、蒽、茈、苯基、节基、查耳酮、苯 邻二甲酰亚胺、朴酸、吖啶、偶氮化合物、二苯并呋喃、其任何」肝生 物，噻吩、蒽、萘、苯、查耳酮、苯邻二甲酰亚胺、朴酸、吖啶、偶 氮化合物、苯并菲、芘、荧蒽、蒽酮、二苯甲酮、噻吨酮、含有选自 氧、氮、硫及其组合的杂原子的杂环芳环、以及前述的衍生物。
一般按照已知的过程和方法制备本发明的组合物。 一种实例是通
厶&縱江a"w刑物，所述溶剂例如二元醇醚例如乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚，或醇。 通常抗反射涂料组合物的固含量为该抗反射涂料组合物的总重量的
l-35wt°/ 。
可以用本领域技术人员公知的技术将组合物涂布在基底上，例如 浸涂、旋涂或喷涂。抗反射涂层的膜厚度为约0. Oljam-约lum。将该 涂层在加热板上或对流加热箱中或者用其他公知的加热方法加热，从 而除去任何残余溶剂以及需要的话引起交联，而且使抗反射涂层不溶 解以便防止抗反射涂层与光致抗蚀剂之间的互混。
存在两种光致抗蚀剂组合物负性作用的和正性作用的。当将负 性光致抗蚀剂组合物对辐射进行成像式膝光时，光致抗蚀剂组合物的 经辐射膝光的区域变得较不可溶于显影液(例如出现交联反应)，而 光致抗蚀剂涂层的未被曝光区域保持相对可溶于该溶液。因此，用显 影剂处理被曝光的负性抗蚀剂导致除去光致抗蚀剂涂层的未曝光区域 并且在涂层中产生负图像，由此使其上沉积有光致抗蚀剂组合物的下 方基材表面的所希望部分露出。
另一方面，当将正性光致抗蚀剂组合物对辐射进行成^^式曝光时， 经辐射曝光的光致抗蚀剂组合物的那些区域变得更可溶于显影液(例 如出现重排反应)，而那些未被曝光的区域保持相对不溶于显影液。 因此，用显影剂处理曝光的正性光致抗蚀剂导致除去涂层的曝光区域 并且在光致抗蚀剂涂层中产生正图像。再次使下方表面的所希望部分 露出。
人员公知的。
在三层抗蚀剂处理工艺中，用与传统双层抗蚀剂工艺中的相同方 法，将底涂层形成材料施加至位于支持基材上的可加工基底(或膜)上 以形成底涂层。然后在该底涂层上形成含硅中间层，在该中间层上形 成单层的光致抗蚀剂层。接下来，将光致抗蚀剂层的预定区域曝光。 通过随后的PEB和显影，形成经构图的光致抗蚀剂层。进一步加工， 例如，使用该经构图的光致抗蚀剂层作为掩模并蚀刻中间层，除去经构图的光致抗蚀剂层，通过使用经构图的中间层作为掩^^莫蚀刻底涂层， 接着除去该经构图的中间层，之后通过蚀刻加工所述可加工基底。
本发明的工艺包括用本发明组合物涂布基底并且在加热板上或对 流加热箱中或用其他公知的加热方法在足够的温度下加热足够的时间 以除去涂层溶剂和使聚合物交联，达到足以使得该涂层不溶于光致抗 蚀剂的涂布溶液或含水碱性显影剂的程度。此外，该涂层应当在固化
或扩散。可以施用边胶清洗剂从而用本领域公知的工艺清洁基底的边
缘。加热温度范围是约70。C-约250'C。如果温度低于7(TC,则发生 溶剂损失不充分或交联量不足，在250。C以上的温度下，该聚合物会 变得在化学上不稳定。然后在抗反射涂层上面涂布光致抗蚀剂组合物 膜并且烘焙以基本上除去光致抗蚀剂溶剂。使光致抗蚀剂成像式曝光 并在含水显影剂中显影以除去处理过的抗蚀剂。在显影之前和曝光之 后可以在该过程中引入任选的加热步骤。将光致抗蚀剂涂布和成^f象的
化。经构图的基底可以接着在合适的蚀刻室内进行千法蚀刻以除去抗 反射膜的爆光部分，其中残余的光致抗蚀剂充当蚀刻掩^t。
下列具体实施例将提供本发明制备和使用组合物的方法的详细说 明。然而，这些实施例不意在以任何方式限制或约束本发明的范围并 且不应该被看作是提供必须专门使用以实践本发明的条件、参数或数 值。
实施例1
在配备磁力搅拌器、温度计和冷凝器的250 mL三颈圆底烧瓶中装 入35. OOg 2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷(142mmo1)、 8.50 g苯基三甲氧基硅烷(43 mmol)和4.50 g甲基三甲氧基硅烷(33 mmol)。向烧瓶中加入7. 90 g D. I.水、2. 00 g乙酸和45 g THF的混 合物。将混合物加热到回流并在该温度保持3小时。然后，将混合物 冷却到室温。在降低的压力下除去溶剂以提供45. 78 g无色液体树脂。通过凝胶渗透色i昝法用聚苯乙烯作为参照测定的重均分子量为约
2, 430 g/mol。 FT-IR显示羟基的存在。 实施例2
在配备磁力搅拌器、温度计和冷凝器的250 mL三颈圆底烧瓶中装 入32. 10 g实施例1中制备的硅倍半氧烷树脂、16. 00 g三乙胺和16 mL THF。向该混合物中滴加147mL三甲基氯硅烷(四氢呋喃中的1. OM三 曱基氯硅烷)并将该混合物保持在10°C以下。滴加完成后，将混合物 加热到回流并保持该温度4小时。将混合物冷却到室温并过滤。在降 低的压力下除去溶剂。将回收的油溶解在100 mL甲苯中并且用D. I. 水洗涤有机相(2 x 100 mL)。干燥有机层，过滤，并且在降低的压力 下除去溶剂。得到26. 77 g液体树脂。通过凝胶渗透色谱法用聚苯乙 烯作为参照测定的重均分子量为约3，380 g/mol。 FT-IR显示该改性树 脂中几乎没有羟基峰。
将实施例1和实施例2的聚合物的试样放在20 mL小瓶中并放置 在通风橱中，室温下对大气敞开。3个月后，观察到实施例1聚合物 胶凝而且不再可溶于通常的有机溶剂中。相反，实施例2聚合物没有 胶凝而且易溶于通常的有机溶剂中。
实施例3
在配备磁力搅拌器、温度计和冷凝器的250 mL三颈圆底烧瓶中装 入28. 00 g曱基丙烯酸3-(三曱氧基甲硅烷基)丙基酯(113 mmol)、 6. 50g苯基三甲氧基硅烷(33mmol)和2. OOg甲基三甲氧基硅烷(15 mmol)。向烧瓶中加入4. 40 g D. I.水、1. 50 g乙酸和14. 10 g异丙 醇的混合物。将混合物加热到回流并在该温度保持1. 5小时。然后， 将混合物冷却到室温。在降低的压力下除去溶剂以提供28. 86 g无色 液体树脂。通过凝胶渗透色谘法用聚苯乙烯作为参照测定的重均分子 量为约2， 920 g/mo1。 FT-IR显示羟基的存在。
实施例4
在配备磁力搅拌器、温度计和冷凝器的lOOmL三颈圆底烧瓶中装 入5. 00 g六甲基二硅氧烷、0. 50 g盐酸和5. 00 g无水乙醇。搅拌该混合物并加热到约70°C。向该混合物中滴加10. 00 g实施例3中制备 的硅倍半氧烷树脂。滴加完成后，将温度保持在回流2小时。然后， 将混合物冷却到室温并加入50 mL甲苯。用饱和碳酸氢钠(50 mL)洗涤 有机相，接着用D. L水洗涤(2 x 50 mL)。干燥有机层，过滤，并且 在降低的压力下除去溶剂。得到7. 82g液体树脂。FT-IR显示该改性 树脂中几乎没有羟基峰。 实施例5
将12 g珪氧烷聚合物溶液[从Braggone Oy， Finland获得， #102227，其更充分地描述于美国专利申请60/813, 266中，该申请的 内容因此通过引用并入本文。该聚合物的合成过程如下将苯基三曱 氧基硅烷(1.60 g， 5 mol %)、四乙氧基硅烷(26.81 g， 80 mol %) 和菲-9-三乙氧基硅烷(8.24 g， 15 mol W称取到圓底烧瓶中。向该 圆底烧瓶中加入73. 3 g丙酮。在5 min内向反应烧瓶中加入10. 75 g 水(0. 01MHC1)，同时用磁力搅拌器持续搅拌反应混合物。在此之后 于室温(RT)下搅拌该反应混合物27rain并用电热套回流5小时。回流 之后，用旋转蒸发器从反应混合物中除去大部分丙酮(压力350 -> 250 mbar， t (浴)=50 °C)。在除去大部分丙酮之后，向烧瓶中加入72 g PGMEA。添加PGMEA之后，在旋转蒸发器中进一步蒸发该反应混合物(压 力45 mbar， t (浴)=50 'C， l小时)以进行溶剂交换。溶剂交换后， 使物料溶液在12(TC回流2小时。2小时回流步骤之后，物料准备好在 稀释和过滤后使用。将物料稀释(通过添加PGMEA)到20%固含量并用 0. ljim PTFE过滤器过滤。]与17. 33 g PGMEA混合。用0. 2 jjm膜式 过滤器过滤该混合溶液。通过以1300 rpm旋涂将过滤后的溶液施加于 硅片上并且在250。C烘焙90秒。在J. A. Wool lam VUV VASE 椭圆 偏振光谱仪上测定光学常数折射率(n)和吸收参数(k)以及膜厚度。100 訓膜厚度下折射率(n)为1. 60和吸收参数(k)为0.25。
实施例6
将6. 5g聚合物溶液[从Braggone 0y， Finland获得，#102267， 其更充分地描述于美国专利申请60/813, 266中，该申请的内容因此通过引用并入本文。该聚合物的合成过程如下将苯基三甲氧基硅烷 (4.80 g， 5 mol %)、四乙氧基硅烷(85.47 g， 85 mol %)和菲-9-三 乙氧基珪烷(16.47 g， 10 mol °/。)称取到圆底烧瓶中。向该圆底烧瓶 中加入213. 48 g丙酮。在4 min内向反应烧瓶中加入33. 48 g水(0. 01 MHC1)，同时用磁力搅拌器持续搅拌反应混合物。在此之后于RT搅拌 该反应混合物26 min并用电热套回流5小时。回流之后，用旋转蒸发 器从反应混合物中除去大部分丙酮(压力400 -> 200 mbar， t (浴)= 50 。C)。在除去大部分丙酮之后，向烧瓶中加入105 g PGMEA。添加 PGMEA之后，在旋转蒸发器中进一步蒸发该反应混合物(压力45 mbar， t(浴)=50 'C， 1小时)以进行溶剂交换。溶剂交换后，使物料溶液 在120。C回流2小时。2小时回流步骤之后，物料准备好在稀释和过滤 后使用。将物料稀释(通过添加PGMEA)到20%固含量并用0. ljjm PTFE 过滤器过滤。]与9. 29 g PGMEA和6. 21 g PGME混合。用0. 2 nra 膜式过滤器过滤该混合溶液。通过以2300 rpm旋涂将过滤后的溶液施 加于棵硅片上并且在250。C烘焙90秒。在J. A. Wool lam VUV VASE 椭圆偏振光语仪上测定光学常数n和k以及膜厚度。100 nm膜厚度下 折射率(n)为1. 60和吸收参数(k)为0. 25。 实施例7
(a)将835 g聚合物溶液[从Braggone 0y， Finland获得， #102288 (与102227相同组成只是更大规模的反应)，其更充分地描 述于美国专利申请60/813,266中，该申请的内容因此通过引用并入本 文。该聚合物的合成过程如下将苯基三甲氧基硅烷(80 g， 5 mol %)、 四乙氧基硅烷(1340. 5 g， 80 mol %)和菲-9-三乙氧基珪烷(412 g， 15 mol W称取到圓底烧瓶中。向该圆底烧瓶中加入3665. 0 g丙酮。 在5 min内向反应烧瓶中加入550. 74 g水(0. 01 M HC1)，同时用磁 力搅拌器持续搅拌反应混合物。在此之后于室温RT搅拌该反应混合物 27min并用电热套回流5小时。回流之后，用旋转蒸发器从反应混合 物中除去大部分丙酮(压力350 -> 250 mbar， t (浴)=50 。C)。在 除去大部分丙酮之后，向烧瓶中加入600 g PGMEA。添加PGMEA之后，在旋转蒸发器中进一步蒸发该反应混合物(压力45 mbar， t (浴)-50 。C， l小时)以进行溶剂交换。溶剂交换后，使物料溶液在120'C回流 2小时。2小时回流步骤之后，物料准备好在稀释和过滤后使用。将物 料稀释(通过添加PGMEA)到20°/。固含量并用0. l|jmPTFE过滤器过滤。] 与2715.1 g PGMEA和1449.0 g PGME混合。细过滤该混合溶液。将 过滤后的溶液分入1 L Now-Pak 容器中并且密封。将填充的容器在 温度设定为40。C的水浴中储存8天。
(b)将835 g聚合物溶液(从Braggone 0y， Finland获得， #102288)与4164. 1 g PGMEA混合。细过滤该混合溶液。将过滤后的 溶液分入1 L Now-Pak 容器中并且密封。将填充的容器在温度设定 为40。C的水浴中储存8天。
在8天内用来自Rion的KS41液体粒子计数器(LPC)监控(a)和(b) 中溶液的粒子数(0. 2 n m和0. 3 u m粒子)。溶液(a)的LPC计数比溶液 (b)少6-10倍。
实施例8
用实施例5的溶液涂布硅基底并且在250。C烘焙90 sec。烘焙过 的膜具有110 nm的膜厚度。在该烘焙过的膜上涂布光致抗蚀剂溶液 AZ AX2110P (出自 AZ Electronic Materials, Somerville， New Jersey)。调节旋涂速度以使得光致抗蚀剂膜厚度为130 nm。将涂布 的晶片在IO(TC软烤60秒。使涂布的晶片在与TEL ACT 12轨道相连 的Nikon 306D 193 nm扫描仪上曝光；NA为0. 85;照度，Y-偶极，6% 衰减型移相标线片。然后使曝光过的晶片在ll(TC曝光后烘焙60秒。 该膜在0. 26N TMAH水溶液中显影30秒。用SEM分析成〗象的光致抗蚀 剂特征。观察到线宽和线距光致抗蚀剂特征为80nmL/S和75 nmL/S。
实施例9
(a)将聚合物溶液[由Braggone 0y， Finland制备，#102288 (与 102227相同组成只是更大规模的反应)，其更充分地描述于美国专利 申请60/813， 266中，该申请的内容因此通过引用并入本文。该聚合物 的合成过程如下将苯基三曱氧基硅烷(80 g， 5 mol %)、四乙氧基
17硅烷(1340.5 g， 80 mol %)和菲-9-三乙氧基硅烷(412 g， 15 mol %) 称取到圆底烧瓶中。向该圆底烧瓶中加入3665.0 g丙酮。在5 min 内向反应烧瓶中加入550. 74 g水(0. OlMHCl)，同时用磁力搅拌器 持续搅拌反应混合物。在此之后于室温RT搅拌该反应混合物27 min 并用电热套回流5小时。回流之后，用旋转蒸发器从反应混合物中除 去大部分丙酮(压力350 -> 250 mbar， t (浴)=50 。C)。在除去大 部分丙酮之后，向烧瓶中加入600 g PGMEA。添加PGMEA之后，在旋 转蒸发器中进一步蒸发该反应混合物(压力45 mbar， t (浴)=50°C， 1小时)以进行溶剂交换。溶剂交换后，使物料溶液在120t:回流2小 时。2小时回流步骤之后，物料准备好在稀释和过滤后使用。将物料 稀释(通过添加PGMEA)到25%固含量。]用H-NMR表征。H-NMR测量显 示合成之后没有烷氧基存在，只有羟基存在。
(b)将聚合物溶液[由Braggone Oy， Finland制备，#102288 (与 102227相同组成只是更大规模的反应)，其更充分地描述于美国专利 申请60/813， 266中，该申请的内容因此通过引用并入本文。该聚合物 的合成过程如下将苯基三甲氧基硅烷(80 g， 5 mol %)、四乙氧基 硅烷(1340.5 g， 80 mol %)和菲-9-三乙氧基硅烷(412 g， 15 mol %) 称取到圆底烧瓶中。向该圆底烧瓶中加入3665. 0 g丙酮。在5 min 内向反应烧瓶中加入550. 74 g水(0.01MHC1)，同时用磁力搅拌器 持续搅拌反应混合物。在此之后于室温RT搅拌该反应混合物27 min 并用电热套回流5小时。回流之后，用旋转蒸发器从反应混合物中除 去大部分丙酮(压力350 -> 250 mbar， t (浴)=50 。C)。在除去大 部分丙酮之后，向烧瓶中加入600 g PGMEA。添加PGMEA之后，在旋 转蒸发器中进一步蒸发该反应混合物(压力45 mbar， t (浴)=50°C， 1小时)以进行溶剂交换。溶剂交换后，使物料溶液在120。C回流2小 时。2小时回流步骤之后，物料准备好在稀释和过滤后使用。将物料 稀释(通过添加PGMEA)到20%固含量并用0. lpm PTFE过滤器过滤。添 加PGMEA后进一步由PGME稀释该物料溶液以产生11%最终固含量和 1:1 PGMEA: PGME溶液。]用H-NMR表征。H-NMR测量显示合成之后没有烷氧基存在，只有羟基存在。将聚合物溶液进一步稀释并再次用
0. 2ijffl过滤器过滤。通过旋涂将过滤后的溶液施加于硅片上并且在250 。C烘焙90秒。在J. A. Wool lam VUV VASE 椭圆偏振光i普仪上测定 光学常数折射率(n)和吸收参数(k)以及膜厚度。100 nm膜厚度下折射 率(n)为1. 61和吸收参数(k)为0.27。
(c) 将聚合物溶液[由Braggone 0y， Finland制备，其用以下 过程合成将苯基三曱氧基硅烷(13.10 g， 5 mol %)、四乙氧基硅 烷(219.99 g， 80 mol %)和菲-9-三乙氧基硅烷(67.58 g， 15 mol %) 称取到圆底烧瓶中。向该圆底烧瓶中加入300.66 g PGME。在5 min 内向反应烧瓶中加入90.29 g水(0.01 M HC1),同时用磁力搅拌器 持续搅拌反应混合物。在此之后于RT搅拌该反应混合物15 min并用 电热套回流5小时。回流之后进行溶剂交换过程(加入203 g PGME)。 溶剂交换后，使物料溶液在120。C回流2小时。2小时回流步骤之后， 物料准备好在稀释和过滤后使用。将物料稀释(通过添加PGME)到20% 固含量并用0. lMmPTFE过滤器过滤。]用H-NMR表征。H-NMR测量显 示合成之后同时存在烷氧基和羟基。由NMR测定的羟基与烷氧基之比 为3:1。将聚合物溶液进一步稀释并再次用0. 2jjm过滤器过滤。通过 旋涂将过滤后的溶液施加于硅片上并且在250'C烘焙90秒。在J. A. Wool lam VUV VASE 椭圓偏振光谱仪上测定光学常数折射率(n)和吸 收参数(k)以及膜厚度。100 nm膜厚度下折射率(n)为1. 61和吸收参 数(k)为0. 24。
(d) 将聚合物溶液[由Braggone Oy， Finland制备，其用以下 过程合成将苯基三甲氧基硅烷(26.2 g， 5 mol %)、四乙氧基硅烷 (385.28 g， 70 mol %)和菲-9-三乙氧基硅烷(135.16 g， 15 mol %) 称取到圓底烧瓶中。向该圆底烧瓶中加入601.36 g PGME。在5 min 内向反应烧瓶中加入180. 58 g水(0.01MHC1),同时用磁力搅拌器 持续搅拌反应混合物。在此之后于RT搅拌该反应混合物15 min并用 电热套回流5小时。回流之后进行溶剂交换过程(加入413 g PGME)。 溶剂交换后，使物料溶液在12(TC回流1小时并冷却到室温。在此之后加入四乙氧基硅烷(55. 05 g， 10 mol %)并且使物料溶液在120 C 回流1小时。在第二个回流步骤之后，物料准备好在稀释和过滤后使 用。将物料稀释(通过添加PGME)到20%固含量并用0. lpm PTFE过滤 器过滤。]用H-NMR表征。H-醒R测量显示合成之后同时存在烷氧基 和羟基。由醒R测定的羟基与烷氧基之比为2.5:1。将聚合物溶液进 一步稀释并再次用Q. 2pm过滤器过滤。通过旋涂将过滤后的溶液施加 于硅片上并且在250。C烘焙90秒，形成厚度为100nm的膜，如在J. A. Woollam VUV VASE 椭圆偏振光镨仪上测定的。
(e) 将聚合物溶'液[由Braggone 0y, Finland制备，其用以下 过程合成将苯基三甲氧基硅烷(44.62 g， 15 mol %)、四乙氧基硅 烷(250. 00 g， 80 mol %)和菲-9-三乙氧基硅烷(25.62 g， 5 mol %) 称取到圆底烧瓶中。向该圆底烧瓶中加入320. 24 g IPA/PGME混合物 (1: 1)。在5 min内向反应烧瓶中加入102. 60 g水(0. 01 M HC1)， 同时用磁力搅拌器持续搅拌反应混合物。在此之后于RT搅拌该反应混 合物15 min并用电热套回流5小时。回流之后进行从IPA/PGME混合 物到PGME的溶剂交换过程(加入200 g PGME)。溶剂交换后，使物料 溶液在120'C回流2小时。在回流之后，物料准备好在稀释和过滤后 使用。将物料稀释(通过添加PGME)到20%固含量并用0. lpm PTFE过 滤器过滤。]用H-NMR表征。H-NMR测量显示合成之后同时存在烷氧 基和羟基。由NMR测定的羟基与烷氧基之比为4:1。将聚合物溶液进 一步稀释并再次用0. 2ym过滤器过滤。通过旋涂将过滤后的溶液施加 于珪片上并且在250。C烘焙90秒。在J. A. Woollam VUV VASE 椭 圆偏振光镨仪上测定光学常数折射率(n)和吸收参数(k)以及膜厚度。 100 nm膜厚度下折射率(n)为1. 70和吸收参数(k)为0. 36。
(f) 将聚合物溶液[由Braggone Oy， Finland制备，其用以下 过程合成将苯基三甲氧基硅烷(25.05 g， 10 mol %)、四乙氧基硅 烷(150.00 g， 57 mol %)、菲-9-三乙氧基硅烷(12.95 g， 3 mol %) 和甲基三乙氧基硅烷(67.57 g， 30 mol W称取到圆底烧瓶中。向该 圆底烧瓶中加入255. 57 g PGME。在5 min内向反应烧瓶中加入81. 16g水(0.01MHC1)，同时用磁力搅拌器持续搅拌反应混合物。在此之 后于RT搅拌该反应混合物15 min并用电热套回流5小时。回流之后 进行溶剂交换过程(加入200 g PGME)。溶剂交换后，使物料溶液在120 。C回流2小时。在回流之后，物料准备好在稀释和过滤后使用。将物 料稀释(通过添加PGME)到20%固含量并用0. l|jm PTFE过滤器过滤。〗 用H-服R表征。H-固R测量显示合成之后同时存在烷氧基和羟基。由 NMR测定的羟基与烷氧基之比为1. 5: 1。将聚合物溶液进一步稀释并再 次用0. 2ym过滤器过滤。通过旋涂将过滤后的溶液施加于硅片上并且 在250。C烘焙90秒。在J. A. Wool lam VUV VASE 椭圆偏振光谱仪 上测定光学常数折射率(n)和吸收参数(k)以及膜厚度。100 nm膜厚度 下折射率(n)为1.68和吸收参数(k)为0.21。
(g)将聚合物溶液[由Braggone 0y， Finland制备，其用以下 过程合成将苯基三曱氧基硅烷(25.05 g， 10 mol %)、四乙氧基硅 烷(150.0 g， 57 mol %)、菲-9-三乙氧基硅烷(12.95 g， 3 mol %) 和曱基三乙氧基硅烷(45. 05 g， 20 mol %)称取到圆底烧瓶中。向该 圆底烧瓶中加入255. 57 g PGME。在5 min内向反应烧瓶中加入81. 16 g水(0. 01MHC1),同时用磁力搅拌器持续搅拌反应混合物。在此之 后于RT搅拌该反应混合物15 min并用电热套回流5小时。回流之后 进行溶剂交换过程(加入204 g PGME)。溶剂交换后，使物料溶液在120 。C回流1小时并冷却到室温。在此之后加入甲基三乙氧基硅烷(22. 52 g， 10 mol %)并且使物料溶液在12(TC回流1小时。在第二个回流步 骤之后，物料准备好在稀释和过滤后使用。将物料稀释(通过添加PGME) 到20%固含量并用0. ljjm PTFE过滤器过滤。]用H-NMR表征。H-醒R 测量显示合成之后同时存在烷氧基和羟基。由丽R测定的羟基与烷氧 基之比为3: 1。将聚合物溶液进一步稀释并再次用0. 2nm过滤器过滤。 通过旋涂将过滤后的溶液施加于硅片上并且在250。C烘焙90秒。在J. A. Woollam VUV VASE 椭圆偏振光镨仪上测定光学常数折射率(n) 和吸收参数(k)以及膜厚度。100 nm膜厚度下折射率(n)为1. 68和吸 收参数(k)为0. 21。(h) 将聚合物溶液[由Braggone 0y， Finland制备，其用以下 过程合成将苯基三甲氧基硅烷(25.09 g， 10 mol %)、四乙氧基硅 烷(150.10 g， 57 mol %)、菲-9-三乙氧基硅烷(12.93 g， 3 mol %) 和甲基三乙氧基硅烷(45.09 g， 20 mol %)称取到圆底烧瓶中。向该 圓底烧瓶中加入255. 57 g PGME。在5 min内向反应烧瓶中加入81. 43 g水(0.01MHC1)，同时用磁力搅拌器持续搅拌反应混合物。在此之 后于RT搅拌该反应混合物15 min并用电热套回流5小时。回流之后 进行从PGME到PGMEA的溶剂交换过程(加入25G g PGMEA)。溶剂交换 后，使物料溶液在120C回流1小时并冷却到室温。在此之后加入甲 基三乙氧基硅烷(22.54 g， 10 mol %)并且使物料溶液在120。C回流 1小时。在第二个回流步骤之后，物料准备好在稀释和过滤后使用。 将物料稀释(通过添加PGMEA)到20%固含量并用0. ljjm PTFE过滤器过 滤。]用H-NMR表征。H-NMR测量显示合成之后同时存在烷氧基和羟 基。由NMR测定的羟基与烷氧基之比为2:1。将聚合物溶液进一步稀 释并再次用0. 2ym过滤器过滤。通过旋涂将过滤后的溶液施加于硅片 上并且在25(TC烘焙90秒，形成厚度为100 nm的膜，如在J. A. Woo 11 am VUV VASE 椭圆偏振光镨仪上测定的。
(i) 将聚合物溶液[由Braggone Oy， Finland制备，其用以下 过程合成将苯基三甲氧基珪烷(28.43 g， 10 mol %)、四乙氧基硅 烷(230.0 g， 77 mol %)、菲-9-三乙氧基硅烷(14.69 g, 3 mol %) 和三乙氧基硅烷(23.55 g， 10 mol W称取到圆底烧瓶中。向该圆底 烧瓶中加入296.67 g IPA/PGME混合物(1: 1)。在5 min内向反应烧 瓶中加入97.25 g水(0.01 M HC1),同时用磁力搅拌器持续搅拌反 应混合物。在此之后于RT搅拌该反应混合物15 min并用电热套回流 5小时。回流之后进行从IPA/PGME混合物到PGME的溶剂交换过程(加 入202 g PGME)。溶剂交换后，使物料溶液在120t:回流2小时。在回 流步骤之后，物料准备好在稀释和过滤后使用。将物料稀释(通过添加 PGME)到20%固含量并用0. ljjm PTFE过滤器过滤。]用H-NMR表征。 H-醒R测量显示合成之后同时存在烷氧基和羟基。由NMR测定的羟基与烷氧基之比为3:1。将聚合物溶液进一步稀释并再次用0. 2ym过滤 器过滤。通过旋涂将过滤后的溶液施加于硅片上并且在250。C烘焙90 秒。在J. A. Wool lam VUV VASE 椭圆偏振光镨仪上测定光学常数 折射率(n)和吸收参数(k)以及膜厚度。100 nm膜厚度下折射率(n)为 1. 68和吸收参数(k)为0. 26。
(a)至(i)的聚合物从Braggone 0y， Finland获得。 使(a)至(i)的溶液试样在40°C老化7天。将未老化的(b)至(i)试 样涂布在硅片上，在24(TC烘焙60 sec以形成厚度为80-130 nm的膜。 老化后，将(a)至(i)的试样也涂布在硅片上，在240'C烘焙60 sec以 形成厚度为80-130 nm的膜。通过SEM评价涂布的晶片(未老化的和老 化的)。老化后，试样(a)、 (b)和(h)具有比其他试样更大的凹痕形成。 实施例10
(a) 将聚合物溶液[由Braggone Oy， Finland制备，其用以下 过程合成将苯基三甲氧基硅烷(8.39 g， 5 mol %)、四乙氧基硅烷 (140.86 g, 80 mol %)和菲-9-三乙氧基珪烷(43.27 g， 15 mol %) 称取到圆底烧瓶中。向该圆底烧瓶中加入192.51 g PGME。在5 min 内向反应烧瓶中加入57.81 g水(0.01 M HC1),同时用磁力搅拌器 持续搅拌反应混合物。在此之后于RT搅拌该反应混合物15 min并用 电热套回流5小时。回流之后进行从PGME到PGME的溶剂交换过程(加 入230 gPGME)。溶剂交换后，使物料溶液在120。C回流2小时。在2 小时回流步骤之后，物料准备好在稀释和过滤后使用。将物料稀释(通 过添加PGME)到20%固含量并用0. l!JfflPTFE过滤器过滤。该溶液用PnP (丙二醇丙醚)进一步稀释以产生11%溶液(1:1， PGME:PnP)。]用 H-NMR表征。H-NMR测量显示合成之后同时存在烷氧基和羟基。由NMR 测定的羟基与烷氧基之比为3:1。将聚合物溶液进一步稀释并再次用 0. 2pm过滤器过滤。通过旋涂将过滤后的溶液施加于硅片上并且在250 。C烘焙90秒，形成厚度为100nm的膜，如在J. A. Wool lam VUV VASE 椭圆偏振光i普仪上测定的。
(b) 将聚合物溶液[由Braggone 0y， Finland制备，其用以下过程合成将苯基三甲氧基硅烷(8.39 g， 5 mol %)、四乙氧基硅 烷(140. 86 g， 80 mol %)和菲-9-三乙氧基硅烷(43. 27 g， 15 mol %) 称取到圓底烧瓶中。向该圆底烧瓶中加入192.51 g PGME。在5 min 内向反应烧瓶中加入57.81 g水(0.01 M HC1)，同时用磁力搅拌器 持续搅拌反应混合物。在此之后于RT搅拌该反应混合物15 min并用 电热套回流5小时。回流之后进行从PGME到PGME的溶剂交换过程(加 入230 gPGME)。溶剂交换后，使物料溶液在120'C回流2小时。在2 小时回流步骤之后，物料准备好在稀释和过滤后使用。将物料稀释(通 过添加PGME)到20°/。固含量并用0. lymPTFE过滤器过滤。该溶液用NPA (乙酸正丙酯)进一步稀释以产生11%溶液(1:1， PGME:NPA)。]用 H-NMR表征。H-NMR测量显示合成之后同时存在烷氧基和羟基。由NMR 测定的羟基与烷氧基之比为3:1。将聚合物溶液进一步稀释并再次用 0. 2ijm过滤器过滤。通过旋涂将过滤后的溶液施加于硅片上并且在250 。C烘焙90秒，形成厚度为100 nm的膜，如同在J. A. Woollam VUV VASE 椭圓偏振光^普仪上测定的。
(c)将聚合物溶液[由Braggone Oy， Finland制备，其用以下 过程合成将苯基三甲氧基硅烷(8.39 g, 5 mol %)、四乙氧基珪烷 (140.86 g， 80 mol %)和菲-9-三乙氧基硅烷(43.27 g， 15 mol %) 称取到圆底烧瓶中。向该圆底烧瓶中加入192.51 g PGME。在5 min 内向反应烧瓶中加入57.81 g水(0.01 M HC1)，同时用磁力搅拌器 持续搅拌反应混合物。在此之后于RT搅拌该反应混合物15 min并用 电热套回流5小时。回流之后进行从PGME到PGME的溶剂交换过程(加 入^0gPGME)。溶剂交换后，使物料溶液在120。C回流2小时。在2 小时回流步骤之后，物料准备好在稀释和过滤后使用。将物料稀释(通 过添加PGME)到20°/。固含量并用0. ljjmPTFE过滤器过滤。该溶液用NBA (乙酸正丁酯)进一步稀释以产生11%溶液(1:1, PGME:NBA)。]用 H-NMR表征。H-NMR测量显示合成之后同时存在烷氧基和羟基。由NMR 测定的羟基与烷氧基之比为3:1。将聚合物溶液进一步稀释并再次用 0. 2nm过滤器过滤。通过旋涂将过滤后的溶液施加于硅片上并且在250
24。C烘焙90秒，形成厚度为100nra的膜，如在J. A. Wool lam VUV VASE
椭圆偏振光镨仪上测定的。
(d) 将聚合物溶液[由Braggone 0y， Finland制备，其用以下 过程合成将苯基三甲氧基硅烷(13.10 g， 5 mol %)、四乙氧基硅 烷(220. 00 g， 80 mol %)和菲-9-三乙氧基硅烷(67. 58 g， 15 mol %) 称取到圆底烧瓶中。向该圆底烧瓶中加入601. 32 g丙酮。在5 min 内向反应烧瓶中加入90.29 g水(0.01 M HC1)，同时用磁力搅拌器 持续搅拌反应混合物。在此之后于RT搅拌该反应混合物15 min并用 电热套回流5小时。回流之后进行从丙酮到PGMEA的溶剂交换过程(加 入380 g PGMEA)。溶剂交换后，使物料溶液在12(TC回流2小时。在 2小时回流步骤之后，物料准备好在稀释和过滤后使用。将物料稀释 (通过添加PGMEA)到20%固含量并用0. ljjm PTFE过滤器过滤。该溶液 用PnP进一步稀释以产生11%溶液(1:1， PGME:PnP)。]用H-NMR表 征。H-NMR测量显示合成之后没有烷氧基存在，只有羟基存在。将聚 合物溶液进一步稀释并再次用0. 2ym过滤器过滤。通过旋涂将过滤后 的溶液施加于硅片上并且在250'C烘焙90秒，形成厚度为100 nm的 膜，如在J. A. Woollam VUV VASE 椭圆偏振光谱仪上测定的。
(e) 将聚合物溶'液[由Braggone 0y， Finland制备，其用以 下过程合成将苯基三甲氧基硅烷(13.10 g， 5 mol °/ )、四乙氧基 硅烷(220.00 g， 80 mol %)和菲-9-三乙氧基珪烷(67.58 g， 15 mol %)称取到圆底烧瓶中。向该圆底烧瓶中加入601. 32 g丙酮。在5min 内向反应烧瓶中加入90.29 g水(0.01 M HCl)，同时用磁力搅拌器 持续搅拌反应混合物。在此之后于RT搅拌该反应混合物15 min并用 电热套回流5小时。回流之后进行从丙酮到PGMEA的溶剂交换过程(加 入380 g PGMEA)。溶剂交换后，使物料溶液在120 C回流2小时。在 2小时回流步骤之后，物料准备好在稀释和过滤后使用。将物料稀释 (通过添加PGMEA)到20%固含量并用0. ljjm PTFE过滤器过滤。该溶液 用NPA进一步稀释以产生11%溶液(1:1， PGME:NPA)。]用H-NMR表 征。H-NMR测量显示合成之后没有烷氧基存在，只有鞋基存在。将聚合物溶液进一步稀释并再次用0. 2ym过滤器过滤。通过旋涂将过滤后 的溶液施加于硅片上并且在250'C烘焙90秒，形成厚度为100 nm的 膜，如在J. A. Woollam VUV VASE 椭圆偏振光i普仪上测定的。
(f)将聚合物溶液[由Braggone 0y， Finland制备，其用以下 过程合成将苯基三甲氧基硅烷(13. 10 g， 5 mol %)、四乙氧基硅 烷(220.00 g， 80 mol %)和菲-9-三乙氧基硅烷(67. 58 g， 15 mol %) 称取到圆底烧瓶中。向该圆底烧瓶中加入601.32 g丙酮。在5 min 内向反应烧瓶中加入90.29 g水(0.01 M HC1)，同时用磁力搅拌器 持续搅拌反应混合物。在此之后于RT搅拌该反应混合物15 min并用 电热套回流5小时。回流之后进行从丙酮到PGMEA的溶剂交换过程(加 入380 g PGMEA)。溶剂交换后，使物料溶液在12(TC回流2小时。在 2小时回流步骤之后，物料准备好在稀释和过滤后使用。将物料稀释 (通过添加PGMEA)到20%固含量并用0. ljjffl PTFE过滤器过滤。该溶液 用NBA进一步稀释以产生11%溶液(1:1， PGME:NBA)。]用H-NMR表 征。H-丽R测量显示合成之后没有烷氧基存在，只有羟基存在。将聚 合物溶液进一步稀释并再次用0. 2jjm过滤器过滤。通过旋涂将过滤后 的溶液施加于硅片上并且在250。C烘焙90秒，形成厚度为100 nm的 膜，如在J. A. Woollam VUV VASE 椭圓偏振光镨仪上测定的。
用0.2yra过滤器过滤(a)至(f)各自的试样然后分成两份——份 在5'C下、另一份在4(TC下储存7天。7天之后，将5'C和40'C储存 试样的样品涂布在珪片上(在ACT-12上2500 rpm, 240。C烘焙/6G秒)。 然后评价该晶片。
将10(a)至10(e)与试样9(a)比较。
试样9(a)显示超过50%的如GPC测定的分子量增量。试样10(a)、 10(b)和10(c)显示如GPC测定的分子量很少或没有增加。试样9(a) 具有比试样10(a)、 10(b)或10(c)更大的凹痕形成。与试样9(a)相比， 试样10(d)、 10(e)和10(f)具有较少数量的凹痕，但是试样10(d)、 10 (e)和10 (f)与试样10 (a) 、 10 (b)和10 (c)相比具有更大数量的凹痕。 试样10(d)具有最小的分子量变化，而试样10(e)和10(f)具有最大的分子量变化。
前述的本发明说明阐明和描述了本发明。另外，该公开内容仅仅 显示和描述了本发明的某些实施方案，但是如上所述，应当理解与上 述教导和/或相关领域的技能或知识相称，本发明能够在各种其他组 合、改进和环境下使用以及能够在如同本文表达的本发明概念的范围 内改动或改进。上述实施方案进一步希望说明实施本发明已知的最佳 方式，而且使得本领域技术人员能够在上述或其他的实施方案中以及 在发明的特定应用或用途所要求的各种改进下利用本发明。因此，说 明书并不意图将本发明限制在本文公开的形式。另外，希望所附的权 利要求解释为包括可供替代的实施方案。
权利要求
1.一种聚合物，其包含具有至少一个Si-OH基团和至少一个Si-OR基团的硅氧烷聚合物，其中R是任选地具有反应性官能团的缩合稳定基团，其中所述硅氧烷聚合物，当被放入溶剂中时，在40℃老化一周之后由GPC测定的重均分子量增量小于或等于50％。
2. 权利要求1的聚合物，其中所述缩合稳定基团选自醇的残基， 具有式RAR3SiR4的化合物，其中Ri、 R2、 R3和R4各自独立地选自氢、 卤化物、Cw。烷基、Cw烯基、Cw。环烷基、芳基、Cw。烷氧基、酰氧基、 芳氧基、甲硅烷氧基、曱硅烷氧基硅烷、其中Rs和R9各自选自Cw。烷 基的NRJU、其中Re和R7各自独立地选自氢、Cw。烷基或者R6和R7连同 它们键合的碳原子一起形成C3—6环烷基环的0N=CR6R7，或者具有式 (R12)3Si-Y-Si(!U3的化合物，其中每个Ru独立地选自d—4烷基、Ch 烷氧基和卣素；和Y是连接基团。
3. 权利要求1或2的聚合物，其中所述硅氧烷聚合物包含一个 或多个三官能硅氧烷单元(T)， <formula>formula see original document page 2</formula>和一个或多个四官能硅氧烷单元(Q)， 0P其中当结合的氧原子与另一硅原子键接时p的值为0.5，当结合的氧原子与硅原子之外键接时P的值为1，条件是每个T和Q单元中 的至少一个P具有0. 5的值；每个IU独立地选自烷基、烯基、炔基、 环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基、(烷基)丙烯酸酯、(烷基)丙烯酰氧 基烷基、(烷基)丙烯酰氧基烯基、环氧官能基团和酸酐官能基团；所 述硅氧烷聚合物中的T和Q单元的总数大于或等于50%。
4. 权利要求l-3任一项的聚合物，其中Si-0H基团和Si-0R基 团以约1: 5-约5: 1的比率存在。
5. —种制备如权利要求1-4任一项中所述的稳定化聚合物的方 法，其包括如下步骤形成具有至少一个Si-OH基团的硅氧烷聚合物； 使至少 一个但不是所有的所述Si-0H基团与任选地具有反应性官能团 的缩合稳定基团反应，其中所述稳定化聚合物，当被放入溶剂中时， 在4(TC老化一周之后由GPC测定的重均分子量增量小于或等于50%。
6. —种抗反射涂料组合物，其包含a) 权利要求l-4任一项的聚合物；和b) 溶剂。
7. 权利要求6的组合物，其中对于b)，所述溶剂为醇。
8. —种涂布的基底，其包括.在其上具有权利要求6或7的抗 反射涂料组合物的抗反射涂膜的基底。
9. 权利要求8的涂布的基底，其中固化之后，所述抗反射涂膜 具有大于或等于15%的硅含量。
10. —种用于形成光致抗蚀剂浮雕图像的方法，其包括在基底 上施加权利要求6或7的组合物的层；和在权利要求6或7的组合物 的所述层上施加化学放大光致抗蚀剂组合物的层。全文摘要
提供了一种聚合物，其包含具有至少一个Si-OH基团和至少一个Si-OR基团的硅氧烷聚合物，其中R是任选地具有反应性官能团的缩合稳定基团，其中所述硅氧烷聚合物，当被放入溶剂中时，在40℃老化一周之后由GPC测定的重均分子量增量小于或等于50％。
文档编号C08G77/00GK101622296SQ200880006441
公开日2010年1月6日 申请日期2008年2月25日 优先权日2007年2月27日
发明者A·卡凯纳恩, D·阿布达拉, M·内瑟, R·R·达梅尔, W·金, 卢炳宏, 张汝志 申请人:Az电子材料美国公司;布拉格内有限公司