[发明专利]激光烧蚀介电材料

说明书

提出了用于激光烧蚀图案化的具有最佳机械性能的介电材料。这些材料包括选自下组的聚合物：聚脲、聚氨酯和聚酰腙。还提供了制备合适聚酰腙的新型方法。这些方法涉及温和条件，并且获得在室温下稳定的可溶性聚合物，并且其可以掺入能够涂覆到微电子基材的制剂中。介电材料表现出高伸长率、低CTE、低固化温度、并且在消融后留下很少的碎屑甚至不留下碎屑。

背景技术

相关申请

本申请要求2016年7月15日提交的标题为“可用于微电子涂覆应用的溶剂-可溶性聚酰腙(SOLVENT-SOLUBLE POLYACYLHYDRAZONES USEFUL FOR MICROELECTRONIC COATINGAPPLICATIONS)”的美国临时专利申请号62/045,451、2016年10月6日提交的标题为“激光烧蚀介电材料(LASER ABLATIVE DIELECTRIC MATERIAL)”的美国临时专利申请号62/404,803的权益，各申请通过引用纳入本文。

发明领域

本发明涉及适于激光烧蚀的介电材料，以及可用于形成这些介电材料的新型聚合物。

现有技术说明

与传统的光刻工艺相比，介电材料的激光烧蚀允许使用各种化学物质并减少所需的步骤数和处理时间。机械性能(如高伸长率、低热膨胀系数(CTE)和低固化温度)是获得稳健的介电平台的关键。当前，没有其性质和低碎屑形成适合本申请的可用介电材料。

发明概述

在一实施方式中，本发明提供一种对支撑在基材上的介电层图案化的方法。该方法包括通过使介电层暴露于激光能量以促进至少一部分介电层的烧蚀，从而烧蚀介电层。改进在于：由包含选自下组的聚合物的组合物形成介电层：聚脲、聚氨酯和聚酰腙。

在另一实施方式中，本发明提供一种结构，其包含微电子基材和基材上的介电层。基材选自下组：硅、SiGe、SiO₂、Si₃N₄、SiON、铝、钨、硅化钨、砷化镓、锗、钽、氮化钽、Ti₃N₄、铪、HfO₂、钌、磷化铟、珊瑚、黑金刚石和玻璃基材。介电层由包含选自下组的聚合物的组合物形成：聚脲、聚氨酯和聚酰腙。另外，介电层具有上表面和下表面，并且上表面远离微电子基材，下表面邻近微电子基材。介电层包括形成于其中的至少一个开口。所述至少一个开口在上表面处具有上边缘，并且在该上边缘处或附近、或者在上边缘处和附近存在来自聚合物的激光烧蚀残余物。

在另一实施方式中，本发明提供了形成聚酰腙的方法，其中，所述方法包括使二酰肼与2-羟基烷基连接的二醛反应以形成聚酰腙。2-羟基烷基连接的二醛中的烷基具有奇数个数的碳原子。

在另一实施方式中，本发明涉及聚酰腙，其含有2-羟基烷基连接的二醛与二酰肼的重复单体，其中，2-羟基烷基连接的二醛的烷基具有奇数个数的碳原子。聚酰腙在极性非质子溶剂中的溶解度为至少约10重量％。

附图说明

附图(图)1是描绘通过本发明组合物和方法形成的结构(不是按比例绘制的)示意图；

图2为实施例3中制备的4EPIDA的红外光谱；

图3是实施例1制剂(圆形)和实施例4制剂(方形)的蚀刻速率比较；

图4显示了在清洁之前，实施例1制剂的激光烧蚀图案化的光学显微镜图片；

图5提供了在清洁之前，实施例4制剂的激光烧蚀图案化的光学显微镜图片；

图6显示了通过实施例1制剂的激光烧蚀图案化所产生的通道的光学显微镜图片；

图7提供了通过实施例1制剂的激光烧蚀图案化所产生的通道的光学显微镜图片；