[发明专利]合成物、压印墨和压印方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于形成可以在压印光刻应用中使用的压印墨的合成物。

本发明还涉及从这样的合成物形成的压印墨。

本发明另外还涉及使用这样的压印墨在衬底上形成图案的方法。

背景技术

压印光刻是其中通过可固化可压印介质的沉积在诸如半导体衬底或作为光学层的衬底上形成诸如掩蔽层之类的图案化层的技术。可固化可压印介质随后通过利用图案化印模压印介质来图案化，在此之后使可固化可压印介质凝固，例如在暴露于光（例如UV光）以引发介质中的固化反应时。在固化反应完成之后，从介质移除印模以留下图案化层，例如在半导体衬底上或这样的光学层的载体上。

该技术最近已经引起相当大的关注，因为其可以潜在地提供相比传统光刻工艺步骤的明显成本降低。用于在这样的可压印介质中使用的可固化化合物的适合性受其在诸如半导体衬底之类的载体上的图案的形成之后的蚀刻特性所支配。出于此原因，已经证明诸如烷氧基硅烷之类的无机溶胶-凝胶材料因其卓越的抗蚀刻性和选择性、卓越的粘合性和良好的机械及光学性质而是流行的。

然而，这些可固化溶剂遭受以下问题：其妨碍这些化合物在压印光刻中的广泛适用性。例如，为了成功沉积无机溶胶-凝胶材料，溶剂应当是相对粘性的，这可以通过无机溶胶-凝胶中的烷氧基硅烷的部分缩聚（即凝胶化）来实现。然而，这减小了可用于压印的时间量（所谓的工艺窗口），因为所引发的缩聚反应能够快速产生接近固体的材料，其不再能够使用诸如PDMS（聚二甲基硅氧烷）印模之类的柔性印模来进行压印。

也已经考虑了可替换的溶胶-凝胶材料。例如，美国专利申请No.US 2005/0084613 A1公开了一种用于在衬底上形成可压印层的可聚合液体，其中可以从有机或无机构建块形成均聚物或共聚物。然而，这样的液体层的各种选项并不完全令人满意。有机均聚物或共聚物以及有机/无机共聚物并未展现出与一些无机溶胶-凝胶材料相同的卓越抗蚀刻性质，而该文献中的无机均聚物和共聚物仍遭受相对缓慢的固化速率。

M.C. George等人在Angewante Chemie Internation Edition 2009，48，第144-148页中公开了一种溶胶-凝胶系统，其中在包括来自Rhodia有限公司的15wt% Rhodorsil 2074作为光酸产生剂（PAG）和来自Ciba Specialty Chemicals有限公司的Darocure ITX作为光敏剂使得PAG包括总固体含量的0.8-1.2%并且敏化剂与PAG的摩尔比为1.0-1.4的环戊酮溶液中溶解聚甲基倍半硅氧烷。这被论证为是稳定的溶胶-凝胶系统，其可以存储若干个月而没有降解，而压印可以使用45-120秒的UV曝光时间实现。

然而，聚合物在这样的溶胶-凝胶系统中的使用可以是麻烦的并且并不总是允许溶胶-凝胶系统的无机含量的容易修改。因此将优选的是尽力赶上或甚至改进无机溶胶-凝胶系统中的上述性质，其中无机含量是基于单体的。

发明内容

本发明力图提供一种压印墨合成物，其中已经克服前述缺陷中的至少一些。

本发明还力图提供一种使用这样的压印墨合成物在衬底上形成图案的方法。

本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定有利实施例。

根据本发明的一方面，提供了一种用于形成压印墨的合成物，该合成物包括以下各项中的至少一个的经溶解的缩合产物：

- 化学式I的第一硅烷化合物和化学式II的第二硅烷化合物；以及

- 化学式3的化合物：

化学式1

化学式2

化学式3

其中R₁-R₉各自选自包括C₁-C₆线性或支化烷基和苯基的组，并且其中n为具有至少为2的值的正整数；合成物还包括使得合成物具有在3-5的范围中的pH的质子酸以及包括伯醇或仲醇和水的有机溶剂系统。