[发明专利]具有高介电常数的可光成像薄膜

说明书

一种用于制备可光成像膜的制剂；所述制剂包含：(a)包含聚硅氧烷粘合剂和光活性物质的正性光致抗蚀剂；和(b)官能化氧化锆纳米粒子。

技术领域

本发明涉及一种具有高介电常数的可光成像薄膜。

背景技术

高介电常数薄膜在诸如嵌入式电容器、TFT钝化层以及栅极电介质的应用方面备受关注，以便进一步使微电子部件小型化。获得可光成像高介电常数薄膜的一种方法是将高介电常数纳米粒子掺合到光致抗蚀剂中。US7630043公开了基于正性光致抗蚀剂的复合薄膜，所述正性光致抗蚀剂含有具有碱溶性单元如羧酸的丙烯酸类聚合物和介电常数高于4的细粒子。然而，所述参考文献没有公开使用含有聚硅氧烷粘合剂的正性光致抗蚀剂。不同的光致抗蚀剂粘合剂可以为给定的光致抗蚀剂制剂提供不同的图案化特性和耐溶剂性。

发明内容

本发明提供一种用于制备可光成像膜的制剂；所述制剂包含：(a)包含聚硅氧烷粘合剂和光活性物质的正性光致抗蚀剂；和(b)官能化的氧化锆纳米粒子。

具体实施方式

除非另有规定，否则百分比是重量百分比(wt％)并且温度以℃为单位。除非另有规定，否则操作在室温(20-25℃)下进行。术语“纳米粒子”是指直径为1到100nm的粒子；即至少90％的粒子处于指定的尺寸范围内且粒度分布的最大峰高在所述范围内。优选地，纳米粒子具有75nm或更小的平均直径；优选50nm或更小；优选25nm或更小；优选10nm或更小；优选7nm或更小。优选地，纳米粒子的平均直径为0.3nm或更大；优选1nm或更大。粒度由动态光散射(Dynamic Light Scattering，DLS)确定。如由宽度参数BP＝(N75-N25)表征的，氧化锆粒子的直径分布的宽度优选是4nm或更小；更优选3nm或更小；优选2nm或更小。优选地，如由BP＝(N75-N25)表征的，氧化锆粒子的直径分布的宽度是0.01或更大。考虑如下的商W很有用：

W＝(N75-N25)/Dm

其中Dm是数均直径。W优选为1.0或更小；更优选0.8或更小；更优选0.6或更小；更优选0.5或更小；更优选0.4或更小。W优选为0.05或更大。

优选地，官能化纳米粒子包含氧化锆和一种或多种配体，优选具有含极性官能团的烷基、杂烷基(例如聚(环氧乙烷))或芳基的配体；优选羧酸、醇、三氯硅烷、三烷氧基硅烷或混合的氯/烷氧基硅烷；优选羧酸。认为极性官能团键合到纳米粒子的表面。优选地，配体具有一到二十五个、优选一到二十个、优选三到十二个非氢原子。优选地，配体包含碳、氢和选自由氧、硫、氮以及硅组成的组的额外元素。优选地，烷基为C1-C18，优选C2-C12，优选C3-C8。优选地，芳基为C6-C12。烷基或芳基可以用异氰酸酯基、巯基、缩水甘油氧基或(甲基)丙烯酰氧基进一步官能化。优选地，烷氧基为C1-C4，优选甲基或乙基。在有机硅烷中，一些合适的化合物是烷基三烷氧基硅烷、烷氧基(聚亚烷基氧基)烷基三烷氧基硅烷、经取代的烷基三烷氧基硅烷、苯基三烷氧基硅烷以及其混合物。例如，一些合适的有机硅烷是正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、2-[甲氧基(聚亚乙氧基)丙基]-三甲氧基硅烷、甲氧基(三亚乙氧基)丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸基丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸基丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷以及其混合物。