[发明专利]共聚物组合物、光刻介电组合物及电气或电子器件

说明书

本发明专利申请是基于2003年7月2日提交的发明名称为“基于多环聚合物的感光组合物”的中国专利申请03815809.4号的分案申请。

技术领域

本发明涉及多环聚合物，尤其是涉及含有多环聚合物的光刻聚合物组合物。

背景技术

微电子工业的迅速发展引起对光刻介电聚合材料的大量需求，所述介电材料具有用于每代微电装置封装的改良电子特性。工业发展需要更小，更快速并且消耗更少能量的集成电路。为了满足这些需要，集成电路原件以及这种电路系统的封装必须是具有亚微型特性的高密度。增加每晶片元件数目的一种方法是使晶片上的零件大小最小化。因而，导线必须制成较细并且彼此紧密接近放置。电路系统中导线之间空隙的减少以及这种电路系统封装的减少同时引起电路效力和速度的增加，从而具有更大的存储容量，能够更快的处理信息，并且需要较低的能量。然而，导线之间空隙的减少可以引起耦合电线电容的增加，从而产生更大的交互干扰，损失更多的电容并且阻容时间常数也增加。

为了限制这种电容耦合和诸如传输迟延，同时开关噪音等有害效应的增加，人们开始对具有低介电常数的高性能聚合物产生浓厚的兴趣。此外，人们也开始对用于封装集成电路原件的具有合适模量的这种低介电常数材料产生兴趣。然而，目前已知的聚合物常常难以形成图案，例如常常用于形成布线图案的这种低介电常数聚合物以及抗光蚀性组合物的蚀刻特性非常相似。因此，有选择地排除部分聚合物的努力可能是有问题的。为了克服这种选择性问题，已知形成了聚合物和抗蚀性组合物之间的插入材料，在它们之间这种插入材料可以有选择地形成图案以形成硬掩模，其随后可被用于垫衬聚合物材料形成图案。

需要形成硬掩模的其它步骤不能节约成本，因此不需要这种步骤的低介电常数聚合物材料形成布线图案的替代方法可能更有利。为此，美国专利6,121,340公开了一种负性光刻介电组合物，包括一种光引发剂和一种多环加成聚合物，所述加成聚合物包括具有可水解侧官能团的重复单元(例如，甲硅烷基醚)。曝光于辐射源后，光引发剂剂催化可水解基团的水解从而选择性影响聚合物主链中的交联以形成图案。由此‘340专利的介电材料处于光刻环境下或者本身可以光刻。然而，‘340专利中公开的介电组合物不需要水解反应进行时所需水分的存在。已知，在介电层中这种水分的存在可以引起完整装置与器件封装中可靠性问题的存在。

因此，人们希望存在用于微电子工业的具有合适模量的低介电常数材料，所述低介电常数材料处于光刻环境下或者本身可进行光刻同时不需要进行光刻水分的存在。此外，人们希望存在这种光刻材料的应用方法以及存在使用这种光刻材料作为介电材料的微电子学设备。

发明内容

本发明的示例性实施方案是包括共聚物的聚合物组合物，所述共聚物含有具有下式I的重复单元的主链：

其中X选自0，-CH₂-和-CH₂-CH₂-；m是从0到5的整数；并且每次出现的R¹，R²，R³和R⁴独立地选自下列基团：

(a)H，C₁到C₂₅的线性，支链和环烷基，芳基，芳烷基，烷芳基，烯基和炔基；

(b)包含一个或者多个选自O，N和Si的杂原子的C₁到C₂₅的线性，支链和环烷基，芳基，芳烷基，烷芳基，烯基和炔基；

(c)包含下式II的基团的环氧基：

其中A是选自C₁到C₆的线性，支链和环亚烷基的连接基团，R²³和R²³独立地选自H，甲基，和乙基；

(d)包含下式III的基团的环氧基：

其中p是0到6的整数，R²³和R²⁴如上所定义，并且每次出现的R²¹和R²²独立地选自H，甲基和乙基；