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JP2003502449A - フォトリソグラフィ用スピンオンガラス反射防止コーティング - Google Patents

フォトリソグラフィ用スピンオンガラス反射防止コーティング

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JP2003502449A
JP2003502449A JP2001503571A JP2001503571A JP2003502449A JP 2003502449 A JP2003502449 A JP 2003502449A JP 2001503571 A JP2001503571 A JP 2001503571A JP 2001503571 A JP2001503571 A JP 2001503571A JP 2003502449 A JP2003502449 A JP 2003502449A
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ハネウエル・インターナシヨナル・インコーポレーテツド
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Abstract

(57)【要約】 深紫外線フォトリソグラフィ用反射防止コーティング材料は、スピンオンガラス材料に配合された一つ以上の有機光吸収化合物を含有する。適する吸収化合物は、フォトリソグラフィに用いることができる365nm、248nmおよび193nmなどの波長周辺の波長範囲にわたって強く吸収する。吸収スピンオンガラス材料を製造する方法は、スピンオンガラス材料の合成中に、一つ以上の有機吸収化合物をアルコキシシランまたはハロシラン反応体と化合させることを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 関連出願の説明 本出願は、1999年6月10日に出願された米国特許出願番号09/330
,248の一部継続出願である。
【0002】 発明の属する技術分野 本発明は、一般にはスピンオンガラス材料に関し、特に、フォトリソグラフィ
において反射防止層として用いるための光吸収スピンオンガラス材料およびその
材料を製造する方法に関する。
【0003】 発明の背景 より高速な性能に対する要求に応えるために、集積回路装置の形状の特性寸法
は小さくなりつづけてきた。より小さい形状サイズを有する装置を製造すること
は、半導体製造に通常用いられる多くの方法に新しい課題を投げかけている。こ
れらの製造法の中で最も重要なものの一つは、フォトリソグラフィである。
【0004】 フォトリソグラフィによって製造されるパターンの線幅変化は、半導体ウェハ
上での下地層の反射による光学障害が原因となり生じ得ると長い間考えられてき
た。下地層の微細構成が起因するフォトレジスト厚の変化も線幅変化をもたらす
。フォトレジスト層の下に塗付される反射防止コーティング(ARC)は、照射
ビームの反射による障害を防止するために用いられてきた。さらに、反射防止コ
ーティングは、ウェハの微細構成を部分的に平坦化し、従って、フォトレジスト
厚がより均一であるため製造段階を通して線幅変化の改善を助長する。
【0005】 有機ポリマーフィルム、特に、フォトレジストを感光させるために通常用いら
れるiライン(365nm)およびgライン(436nm)波長および近年用い
られる248nm波長で吸収するのものが、反射防止コーティングとして利用さ
れてきた。しかし、有機ARCが有機フォトレジストの化学的特徴を共有すると
いうことは、使用可能な一連の工程を制限し得る。さらに、有機ARCは、フォ
トレジスト層と混ざる場合がある。混合を避ける一つの解決法は、例えば、フラ
イム(Flaim)らの米国特許第5,693,691号に記載されているよう
に、有機ARCの追加成分として熱硬化性結合剤を導入することである。アーノ
ルド(Arnold)らの米国特許第4,910,122号に記載されているよ
うに、染料、ならびに任意に湿潤剤、定着剤、防腐剤および可塑剤などの追加の
添加剤を有機ARCに配合してもよい。
【0006】 シリコンオキシナイトライドは、反射防止コーティングとして用いられてきた
もう一つの材料である。しかし、シリコンオキシナイトライドは、吸収によって
ではなく干渉を弱め合う方法によってARCとして働く。このことは、オキシナ
イトライド厚の非常に厳密な調節が必要であり、この材料が非常に変化しやすい
微細構成の上のARCとしてうまく働くことができないことを意味する。さらに
、シリコンオキシナイトライドは、典型的に、化学蒸着法によって蒸着されるが
、フォトレジスト層は、典型的に、スピンコーターを用いて塗布される。追加の
化学蒸着工程によって、加工の複雑さが増す。
【0007】 反射防止層として用いることができる材料のなおもう一つの種類は、染料を含
有するスピンオンガラス(SOG)組成物である。ヤウ(Yau)らの米国特許
第4,587,138号は、およそ1重量%の量でスピンオンガラスと混合した
塩基性イエロー#11などの染料を開示している。アルマン(Allman)ら
の米国特許第5,100,503号は、TiO、Cr、MoOまたは
ScOなどの無機染料および定着剤を含有する架橋ポリオルガノシロキサンを
開示している。アルマンは、さらに、スピンオンガラス組成物が平坦化層として
の役目を果たすことも教示している。しかし、今まで開示されたスピンオンガラ
スと染料の組合わせは、小さな形状サイズを有する装置を製造するために用いる
こととなる深紫外線、特に、248および193nmの光源暴露に最適ではない
。さらに、すべての染料が、任意のスピンオンガラス組成物に容易に配合できる
とは限らない。
【0008】 必要なのは、深紫外線スペクトル領域において強く、均一に吸収する吸収スピ
ンオンガラス反射防止コーティング材料である。ARC層がフォトレジスト現像
液におかされないことが望ましい。有機スピンオンガラス材料の望ましい特性を
保持しながら、ある範囲の吸収化合物を種々のSOG材料に配合する方法を提供
することも望ましい。
【0009】 発明の要約 深紫外線フォトリソグラフィ用反射防止コーティング材料は、スピンオンガラ
ス(SOG)材料に配合された一つ以上の有機吸収化合物を含有する。スピンオ
ンガラス材料には、メチルシロキサン、メチルシルセスキオキサン、フェニルシ
ロキサン、フェニルシルセスキオキサン、メチルフェニルシロキサン、メチルフ
ェニルシルセスキオキサンおよびシリケートポリマーが挙げられる。本明細書中
で用いられるスピンオンガラス材料には、一般式(H0〜1.0SiO1.5〜 2.0のハイドロジェンシロキサンポリマー、および式(HSiO1.5 を有するハイドロジェンシルセスキオキサンポリマー(式中、xは、約8より
大きい)も含まれる。ハイドロジェンシルセスキオキサンと、アルコキシヒドリ
ドシロキサンまたはヒドロキシヒドリドシロキサンとのコポリマーも含まれる。
スピンオンガラス材料には、さらに、一般式(H0〜1.0SiO1.5〜2. (R0〜1.0SiO1.5〜2.0のオルガノヒドリドシロキサン
ポリマー、および一般式(HSiO1.5(RSiO1.5のオルガノ
ヒドリドシルセスキオキサンポリマー(式中、mは、0より大きく、nとmの合
計は、約8より大きく、Rは、アルキルまたはアリールである)も含まれる。吸
収化合物に配合するスピンオンガラス材料のコーティング溶液は、集積回路装置
における種々の層上に反射防止フィルムを形成するために用いられる。
【0010】 本発明と共に用いるために適する吸収化合物は、約375nmより短い波長ま
たは約260nmより短い波長で強く吸収する。詳細には、適する吸収化合物は
、248nm、193nmなどの波長周辺、またはフォトリソグラフィに用いる
ことができる365nmなどのその他の紫外線波長周辺の少なくともおよそ10
nm幅の波長範囲にわたって強く吸収する。適する化合物の発色団は、縮合して
いてもよいし、していなくてもよい1から3個のベンゼン環を典型的には有する
。配合可能な吸収化合物は、発色団に結合した接触容易な反応性基を有し、この
反応性基には、ヒドロキシル基、アミン基、カルボキシル基、および1、2また
は3個のアルコキシ基またはハロゲン原子置換基に結合したケイ素を有する置換
シリル基が挙げられる。反応性基が発色団に直接結合していてもよいし、あるい
は反応性基が炭化水素ブリッジを介して発色団に結合していてもよい。
【0011】 適する有機吸収化合物の例には、アントラフラビン酸、9−アントラセンカル
ボン酸、9−アントラセンメタノール、アリザリン、キニザリン、プリムリン、
2−ヒドロキシ−4(3−トリエトキシシリルプロポキシ)−ジフェニルケトン
、ロゾール酸、トリエトキシシリルプロピル−1,8−ナフタルイミド、9−ア
ントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラ
ン、4−フェニルアゾフェノールなどのアゾ化合物、およびそれらの混合物が挙
げられる。
【0012】 本発明のもう一つの態様に従って、吸収スピンオンガラス組成物を合成するた
めの方法を提供する。スピンオンガラス材料は、トリエトキシシラン、テトラエ
トキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、テトラ
メトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、トリメトキシシラン、ジメチルジ
メトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、
ジフェニルジエトキシシラン、およびジフェニルジメトキシシランなどのシラン
反応体から通常合成される。ハロシラン、特にクロロシラン、例えば、トリクロ
ロシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、フェニルトリク
ロロシラン、テトラクロロシラン、ジクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジ
メチルジクロロシラン、クロロトリエトキシシラン、クロロトリメトキシシラン
、クロロメチルトリエトキシシラン、クロロエチルトリエトキシシラン、クロロ
フェニルトリエトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラン、クロロエチル
トリメトキシシラン、およびクロロフェニルトリメトキシシランもシラン反応体
として用いられる。
【0013】 吸収スピンオンガラス組成物を製造する方法は、一つ以上のアルコキシシラン
または一つ以上のハロシラン、一つ以上の配合可能な有機吸収化合物、硝酸/水
混合物などの酸/水混合物、および一つ以上の溶媒を混合して反応混合物を作る
こと;およびその反応混合物を還流して、吸収スピンオンガラス組成物を生成す
ることを含む。そのようにして生成したスピンオンガラス組成物を一つ以上の溶
媒で希釈して、多様な厚さのフィルムを製造するコーティング溶液を生じる。ハ
ロシロキサンおよび相間移動触媒を用いる方法を含む吸収スピンオンガラス組成
物を製造する別法も提供する。
【0014】 本発明のなおもう一つの態様に従って、化学組成物9−アントラセンカルボキ
シ−メチルトリエトキシシランの吸収化合物を提供する。9−アントラセンカル
ボキシ−メチルトリエトキシシランを合成する方法は、9−アントラセンカルボ
ン酸、クロロメチルトリエトキシシラン、トリエチルアミン、および溶媒を混合
して、反応混合物を作ること;その反応混合物を還流すること;還流された反応
混合物を冷却して、沈殿と残りの溶液にすること;および残りの溶液を濾過して
、液体9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシランを生じることを
含む。
【0015】 図面の簡単な説明 図1aおよび1bは、本発明の実施形態に従って、スピンオンガラス組成物に
配合される吸収化合物の化学式を示す。
【0016】 図2a〜2hは、フォトリソグラフィ法において反射防止コーティング層とし
て本発明の実施形態に従う吸収スピンオンガラス組成物の使用を示す。
【0017】 詳細な説明 深紫外線フォトリソグラフィ用反射防止コーティング材料は、スピンオンガラ
ス(SOG)材料に配合された一つ以上の有機吸収化合物を含有する。吸収スピ
ンオンガラス組成物を適切な溶媒に溶解してコーティング溶液を作り、半導体デ
バイスの製造における種々の材料層に塗付する。吸収スピンオンガラス反射防止
コーティングは、既存の半導体製造工程に容易に組み込めるように設計されてい
る。組み込みをもたらす特性には、耐現像液性、標準的なフォトレジスト加工中
の熱安定性、および下地層に関する選択的除去が挙げられる。
【0018】 本発明の態様に従って組成物中で用いられるスピンオンガラス材料には、メチ
ルシロキサン、メチルシルセスキオキサン、フェニルシロキサン、フェニルシル
セスキオキサン、メチルフェニルシロキサン、メチルフェニルシルセスキオキサ
ン、およびシリケートポリマーが挙げられる。本明細書中で用いられるスピンオ
ンガラス材料には、一般式(H0〜1.0SiO1.5〜2.0のハイドロ
ジェンシロキサンポリマー、および式(HSiO1.5を有するハイドロジ
ェンシルセスキオキサンポリマー(式中、xは、約8より大きい)も含まれる。
ハイドロジェンシルセスキオキサンと、アルコキシヒドリドシロキサンまたはヒ
ドロキシヒドリドシロキサンとのコポリマーも含まれる。スピンオンガラス材料
には、さらに、一般式(H0〜1.0SiO1.5〜2.0(R0〜1.0 SiO1.5〜2.0のオルガノヒドリドシロキサンポリマー、および一般
式(HSiO1.5(RSiO1.5のオルガノヒドリドシルセスキオ
キサンポリマー(式中、mは、0より大きく、nとmの合計は、約8より大きく
、Rは、アルキルまたはアリールである)も含まれる。一部の有用なオルガノヒ
ドリドシロキサンポリマーは、RがC〜C20アルキル基またはC〜C12 アリール基である場合、約8から約5000のnとmの合計を有する。オルガノ
ヒドリドシロキサンおよびオルガノヒドリドシルセルキオキサンポリマーは、ス
ピンオンポリマーとも表わされる。特定の例には、メチルヒドリドシロキサン、
エチルヒドリドシロキサン、プロピルヒドリドシロキサン、t−ブチルヒドリド
シロキサン、フェニルヒドリドシロキサン、メチルヒドリドシルセスキオキサン
、エチルヒドリドシルセスキオキサン、プロピルヒドリドシルセスキオキサン、
t−ブチルヒドリドシルセスキオキサン、フェニルヒドリドシルセスキオキサン
、およびそれらの混合物が挙げられる。
【0019】 多くのナフタレン系およびアントラセン系化合物は、248nm以下で顕著な
吸収を有する。本明細書でフェニル系とも呼ばれるベンゼン系化合物は、200
nmより短い波長で顕著な吸収を有する。これらのナフタレン系、アントラセン
系およびフェニル系化合物は、染料と呼ばれることが多いが、これらの化合物の
吸収がスペクトルの可視領域における波長を制限しないため、本明細書では「吸
収化合物」という用語を用いる。しかし、すべてのこうした吸収化合物が、AR
C材料として用いるためにスピンオンガラスに配合することができるとは限らな
い。本発明と共に用いることに適する吸収化合物は、248nm、193nmな
どの波長周辺、またはフォトリソグラフィに用いることができる365nmなど
のその他の紫外線波長周辺に中心を置く少なくともおよそ10nm幅の波長範囲
にわたる吸収ピークを有する。これらの波長周辺の狭い、例えば、2nmより狭
い幅の吸収ピークしか有さない吸収化合物は望ましくない。
【0020】 適する吸収化合物の発色団は、縮合していてもよいし、していなくてもよい1
、2または3個のベンゼン環を典型的には有する。配合可能な吸収化合物は、発
色団に結合した接触容易な反応性基を有し、この反応性基には、ヒドロキシル基
、アミン基、カルボン酸基、ならびにアルコキシ基またはハロゲン原子などの1
,2または3個の「脱離基」に結合したケイ素を有する置換シリル基が挙げられ
る。エトキシまたはメトキシ基、もしくは塩素原子は、脱離基としてよく用いら
れる。従って、適する反応性基には、シリコンエトキシ、シリコンジエトキシ、
シリコントリエトキシ、シリコンメトキシ、シリコンジメトキシ、シリコントリ
メトキシ、クロロシルイル、ジクロロシルイル、およびトリクロロシルイル基が
あげられる。反応性基は、例えば、フェニルトリエトキシシランの場合のように
、発色団に直接結合していてもよいし、あるいは反応性基は、例えば、9−アン
トラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシランの場合のように、炭化水素ブリ
ッジを介して発色団に結合していてもよい。例えば、発色団にシリコントリエト
キシ基が包接されていることは、特に吸収SOGフィルムの安定性を助長するた
めに有利であることがわかった。特に365nm周辺の吸収が所望される時には
、アゾ基、−N=N−、および接触容易な反応性基を含有する吸収化合物、特に
ベンゼン環に結合したアゾ基を含むものも有用である。
【0021】 吸収スピンオンガラスにおいて、組成物、すなわち吸収組成物は、スピンオン
ガラスマトリックス内に間入する形で取り込まれていてもよい。あるいは、吸収
化合物は、スピンオンガラスポリマーに化学的に結合されている。いかなる理論
にも拘束されないが、本発明者は、配合可能な吸収化合物が接触容易な反応性基
を介してスピンオンガラスポリマー主鎖に結合することが有益な結果を提供する
ことを提唱する。
【0022】 本発明と共に用いるために適する吸収化合物の例には、アントラフラビン酸(
1)、9−アントラセンカルボン酸(2)、9−アントラセンメタノール(3)
、アリザリン(4)、キニザリン(5)、プリムリン(6)、2−ヒドロキシ−
4(3−トリエトキシシリルプロポキシ)−ジフェニルケトン(7)、ロゾール
酸(8)、トリエトキシシリルプロピル−1,8−ナフタルイミド(9)、およ
び9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシラン(10)、フェニル
トリエトキシシラン(11)、4−フェニルアゾフェノール(12)、およびそ
れらの混合物が挙げられる。吸収化合物(1)〜(12)の化学式を図1aから
1bに示す。例えば、9−アントラセンメタノール(3)、2−ヒドロキシ−4
(3−トリエトキシシリルプロポキシ)−ジフェニルケトン(7)およびロゾー
ル酸(8)との併用で9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシラン
(10)を用いて、ならびにフェニルトリエトキシシラン(11)を用いて有利
な結果を得た。
【0023】 吸収化合物(1)〜(9)および(12)は、例えば、アルドリッチケミカル
(Aldrich Chemical Company)(ウイスコンシン州、
ミルウォーキー)から市販されている。吸収化合物(10)は、すぐ下に記載す
るようなエステル化法を用いて合成される。吸収化合物(11)は、ゲレスト(
Gelest,Inc.)(ペンシルバニア州、タリータウン)から市販されて
いる。吸収化合物(11)に加えて、フェニル系吸収化合物(これらの多くもゲ
レストから市販されている)の例は、フェニル環に結合した、あるいはメチルフ
ェニル、クロロフェニルおよびクロロメチルフェニルなどの置換フェニルに結合
したケイ素系反応性基を有する構造を含む。例を少しだけ挙げると、特定のフェ
ニル系吸収化合物には、フェニルトリメチルエトキシシラン、ベンジルトリクロ
ロシラン、クロロメチルフェニルトリメトキシシラン、フェニルトリフルオロシ
ランが挙げられる。再び例を少しだけ挙げると、ジフェニルメチルエトキシシラ
ン、ジフェニルジエトキシシランおよびジフェニルジクロロシランなどの1また
は2個の「脱離基」を含むジフェニルシランも適する配合可能な吸収化合物であ
る。
【0024】 9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシラン(10)を合成する
方法には、反応体として9−アントラセンカルボン酸(2)およびクロロメチル
トリエトキシシランを用いる。反応体は、トリエチルアミンと、あらかじめ4Å
のモリキュラーシーブを用いて乾燥したメチルイソブチルケトン(MIBK)と
を混合して、反応混合物を作り、これを還流するまで加熱して、およそ6から1
0時間還流させた。還流後、反応混合物を一晩冷却して、大量の固体沈殿を生じ
させた。残りの溶液を回転蒸発させて、シリカゲルカラムを通して濾過し、二回
回転蒸発させて、濃琥珀色の油状液体として9−アントラセンカルボキシ−メチ
ルトリエトキシシラン(10)を生じた。これを精製してもよい。
【0025】 本発明のもう一つの態様に従って、吸収スピンオンガラス組成物を合成するた
めの方法を提供する。スピンオンガラス材料は、例えば、トリエトキシシラン(
HIEOS)、テトラエトキシシラン(TEOS)、メチルトリエトキシシラン
(MTEOS)、ジメチルジエトキシシラン、テトラメトキシシラン(TMOS
)、メチルトリメトキシシラン(MTMOS)、トリメトキシシラン、ジメチル
ジメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン(PTEOS)、フェニルトリ
メトキシシラン(PTMOS)、ジフェニルジエトキシシラン、およびジフェニ
ルジメトキシシランを含む種々のシラン反応体から典型的には合成される。ハロ
シラン、特に、トリクロロシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロ
シラン、フェニルトリクロロシラン、テトラクロロシラン、ジクロロシラン、メ
チルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、クロロトリエトキシシラン、ク
ロロトリメトキシシラン、クロロメチルトリエトキシシラン、クロロエチルトリ
エトキシシラン、クロロフェニルトリエトキシシラン、クロロメチルトリメトキ
シシラン、クロロエチルトリメトキシシラン、およびクロロフェニルトリメトキ
シシランなどのクロロシラン類もシラン反応体として用いられる。吸収スピンオ
ンガラス組成物を製造するために、吸収化合物(1)〜(12)またはそれらの
混合物などの吸収化合物は、SOG材料の合成中にシラン反応体と化合させる。
【0026】 第一の方法において、シラン反応体、例えば、HTEOS、またはTEOSお
よびMTESO、もしくはTMOSおよびMTMOS;または、代わりになるも
のとして、テトラクロロシランおよびメチルトリクロロシラン、吸収化合物(1
)〜(12)などの一つ以上の吸収化合物;溶媒または溶媒の混合物;および酸
/水混合物を含む反応体混合物を反応容器内で作る。適切な溶媒には、アセトン
、2−プロパノール、および1−プロパノール、MIBK、プロポキシプロパノ
ールおよびプロピルアセテートなどのその他の単純アルコール、ケトンおよびエ
ステルが挙げられる。酸/水混合物は、例えば、硝酸および水である。あるいは
、酢酸、ギ酸、リン酸、塩酸および無水酢酸などのその他のプロトン酸または酸
無水物が酸混合物中で用いられる。得られた混合物をおよそ1〜24時間の間で
還流し、SOGポリマー溶液を生成する。
【0027】 吸収SOGを適切な溶媒で希釈して、多様な厚さのフィルムを製造するコーテ
ィング溶液を得ることができる。適する希釈溶液には、アセトン、2−プロパノ
ール、エタノール、ブタノール、メタノール、プロピルアセテート、エチルラク
テート、および商業的にはプロパゾールP(Propasol−P)と呼ばれる
プロピレングリコールプロピルエーテルが挙げられる。エチルラクテートおよび
プロピレングリコールプロピルエーテルなどの高沸点を有する希釈溶媒は、有益
なことがわかった。高沸点溶媒は、気泡フィルム欠陥が形成される確立を低下さ
せると考えられる。対照的に、低沸点溶媒は、フィルムの架橋された一番上の層
の下に閉じ込められることとなり、後に、焼付け工程階中に除去される時、気孔
を生じる場合がある。本発明に有用なさらなる溶媒には、グリムとも呼ばれるエ
チレングリコールジメチルエーテル、アニソール、ジブチルエーテル、ジプロピ
ルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートおよびペンタノー
ルが挙げられる。任意に、3M(ミネソタ州、ミネアポリス)によって供給され
る製品FC430、またはDIC(日本)によって供給される商品メガフェース
(Megaface)R08などの界面活性剤もコーティング溶液に添加される
。コーティング溶液は、典型的には約0.5と20重量%の間のポリマーである
。使用に先立ち、コーティング溶液は、標準的な濾過技術によって濾過される。
【0028】 吸収SOG材料を生成する第二の方法に従って、シラン反応体、吸収化合物(
1)〜(12)などの一つ以上の吸収化合物、および溶媒または溶媒の混合物を
含む反応混合物を反応容器内で作る。反応混合物を還流するまで加熱し、およそ
1〜24時間還流する。シラン反応体および溶媒は、上の第一の方法に記載した
とおりである。上記の酸/水混合物を撹拌しながら反応混合物に添加する。得ら
れた混合物を還流するまで加熱し、およそ1〜24時間還流して、吸収SOGポ
リマーを生成する。吸収SOGを上に記載したように希釈および濾過して、コー
ティング溶液を生成した。
【0029】 吸収オルガノヒドリドシロキサン材料を生成する方法は、非極性溶媒と極性溶
媒の両方を含む二相系溶媒と相間移動触媒との混合物を作ること;一つ以上のオ
ルガノトリハロシラン、ヒドリドトリハロシラン、および吸収化合物(1)〜(
12)などの一つ以上の吸収化合物を添加して、二相系反応混合物を生じること
;および二相系反応混合物を1〜24時間反応させて、吸収オルガノヒドリドシ
ロキサンポリマーを生成することを含む。相間移動触媒には、塩化テトラブチル
アンモニウムおよび塩化ベンジルトリメチルアンモニウムが挙げられるが、これ
らに限定されない。非極性溶媒の例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、
シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、四塩化炭素などのハロゲン化
溶媒、およびそれらの混合物が挙げられるが、それらに限定されない。有用な極
性溶媒には、水、アルコール、およびアルコールと水の混合物が挙げられる。吸
収ポリマー溶液を上に記載したように希釈および濾過して、コーティング溶液を
生成する。
【0030】 吸収SOGコーティング溶液は、特定の製造法に依存して、典型的には通常の
スピンオンガラス被着技術によって、半導体加工に用いられる多様な層に塗付さ
れる。これらの技術は、SOG反射防止フィルムを製造するために、ディスペン
ススピン(dispense spin)、厚さ回転(thickness s
pin)、および熱焼付け段階を含む。典型的な方法は、約20秒間に1000
〜4000rpmの厚さ回転、および80℃〜300℃の温度で各々約1分間の
2つまたは3つの焼付け段階を含む。本発明によると、吸収SOG反射防止フィ
ルムは、約1.3〜約2.0の屈折率および0.07より大きい吸光率を示す。
実施例15〜17において以下で報告するように、0.4より大きい吸光率が得
られた。対照的に、二酸化ケイ素、シリケート、およびメチルシロキサンなどの
誘電体の吸光率は、190nmより長い波長ではほぼ0である。
【0031】 集積回路(IC)装置の製造に関するフォトリソグラフィ法において、反射防
止層として本発明による吸収スピンオンガラス材料を用いる一般的な方法を図2
a〜2hに示す。図2aに示すように、誘電体層22は、基板20上に被着され
る。IC装置において、基板20はシリコン基板であるか、または基板20は一
つ以上の金属配線層から成る。誘電体層22は、例えば、TEOSから誘導され
る二酸化ケイ素層、シラン系二酸化ケイ素層、熱成長酸化物、または他の元素ま
たは化合物に配合する化学蒸着製造メチルヒドリドシロキサンまたは二酸化ケイ
素を含む多様な誘電体から成り得る。誘電体層22は、典型的には光学的に透明
な基材である。吸収SOG反射防止コーティング層24は、通常のポジ型フォト
レジストであるフォトレジスト26によって被覆した誘電体層22の上に塗付さ
れ(図2b)、図2cに示す積層体を製造する。図2cの積層体は、図2dに示
すように、マスク30を通して紫外線放射32に暴露される。露光中、吸収SO
G ARC層24は、フォトレジストを通して伝導されるUV線32を吸収する
。吸収SOG ARC層24が存在しない場合には、誘電体層22がUV波長範
囲において透明であるため、UV線32はシリコン下層20で反射されて、臨界
寸法、例えば、露光されたフォトレジストの臨界寸法27を低下させる。この例
では、直接形像伝送をもたらすポジ型フォトレジストを想定している。
【0032】 露光された積層体を現像して、図2eの積層体を製造する。吸収SOG AR
C層24は、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)の2.5%溶液など
の通常のフォトレジスト現像溶液に耐性がある。対照的に、フォトレジスト材料
の一部の化学的特性を有する有機ARC層は、フォトレジスト現像液による損傷
をより受けやすい。さらに、吸収SOG ARC層は還元化学ガス系フォトレジ
ストストリッピング工程に耐性があるのに対して、有機ARC層は耐性がないこ
とが予想される。従って、吸収SOG層を用いることによって、ARC層を再塗
付する必要なく、フォトレジストの再生を助長することができる。
【0033】 次に、フォトレジスト層26における開口を通して、吸収SOG ARC層2
4にパターンをエッチングし、図2fのエッチングされた積層体を製造する。フ
ォトレジストに対して高い選択性を有するフルオロカーボンエッチングを用いて
、吸収SOG ARC層24をエッチングする。吸収SOGのフルオロカーボン
エッチングに対する反応は、酸素プラズマエッチングを必要とする有機ARC層
を越える吸収SOG層のさらなる利点を提供する。酸素プラズマエッチングは、
現像されたフォトレジストの臨界寸法を低下させ得る。これは、有機系であるフ
ォトレジストも酸素プラズマによってエッチングされるからである。フルオロカ
ーボンプラズマは、酸素プラズマよりフォトレジストを消費しない。より短いU
V波長では、焦点深度の要求が、図2dに示す露光段階において、フォトレジス
ト層26の厚さを限定するであろう。例えば、193nmでは、フォトレジスト
の厚さはおよそ300nmであることが概算される。従って、これらの短い波長
を使用し始める時には、フォトレジストに関して選択的にエッチングされ得るA
RC層を用いることが重要であろう。
【0034】 フルオロカーボンエッチングを誘電体層22まで継続して、図2gの積層体を
製造する。フォトレジスト層26は、継続エッチング工程中に一部消費される。
最後に、フォトレジスト層26は、酸素プラズマまたは水素還元化学を用いてス
トリップし、またSOG ARC層24は、緩衝酸化物エッチング液、例えば、
標準的なフッ化水素酸/水混合物か、あるいは水性または非水系オルガノアミン
かのいずれかを用いてストリップする。有利なことに、SOG ARC層は、誘
電体下地層に関して良好な選択性を示す溶液を用いてストリップすることができ
る。従って、図2a〜2hに示す概略のフォトリソグラフィ方法は、反射防止コ
ーティング層としての吸収SOG材料の工程上の利点を説明している。
【0035】 吸収SOG材料を合成する方法ならびに吸収化合物(10)9−アントラセン
カルボキシ−メチルトリエトキシシランの合成を以下の実施例で説明する。
【0036】 実施例1 9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシランを含有する吸収SO
Gの合成 1リットルフラスコ中で、297gの2−プロパノール、148gのアセトン
、123gのTEOS、77gのMTEOS、60gの9−アントラセンカルボ
キシ−メチルトリエトキシシラン、0.6gの0.1M硝酸、および72gの脱
イオン水を混合した。フラスコを4時間還流した。その溶液に115gのブタノ
ール、488gの2−プロパノール、245gのアセトン、329gのエタノー
ル、53gの脱イオン水、および3.8gの10%FC430(ミネソタ州、ミ
ネアポリスの3M)を添加した。その溶液を濾過した。その溶液を分取し、続い
て、20秒間3000rpmの厚さスピンにかけ、80℃および180℃で各々
1分間焼付した。N&Kテクノロジーのモデル1200のアナライザーを用いて
、光学的性質を測定した。フィルム厚は1635Åであった。248nmにおい
て、屈折率(n)は1.373であり、吸光率(k)は0.268であった。同
じスピンおよび焼付け工程パラメータおよび測定技術を以下の実施例すべてに用
いた。
【0037】 実施例2 9−アントラセンメタノール、2−ヒドロキシ−4(3−トリエトキシシリル
プロポキシ)−ジフェニルケトンおよびロゾール酸を含有する吸収SOGの合成 1リットルフラスコ中で、297gの2−プロパノール、148gのアセトン
、123gのTEOS、77gのMTEOS、25gの9−アントラセンメタノ
ール、10gの2−ヒドロキシ−4(3−トリエトキシシリルプロポキシ)−ジ
フェニルケトン、5gのロゾール酸、0.6gの0.1M硝酸、および72gの
脱イオン水を混合した。フラスコを4時間還流した。その溶液に111gのブタ
ノール、459gの2−プロパノール、230gのアセトン、309gのエタノ
ール、50gの脱イオン水、および3.75gの10%FC430(ミネソタ州
、ミネアポリスの3M)を添加した。厚さ=1436Å、n=1.479、k=
0.1255。
【0038】 実施例3 9−アントラセンメタノール、2−ヒドロキシ−4(3−トリエトキシシリル
プロポキシ)−ジフェニルケトンおよびロゾール酸を含有する吸収SOGの合成 1リットルフラスコ中で、297gの2−プロパノール、148gのアセトン
、93gのTEOS、77gのMTEOS、20gの9−アントラセンメタノー
ル、60gの2−ヒドロキシ−4(3−トリエトキシシリルプロポキシ)−ジフ
ェニルケトン、5gのロゾール酸、0.5599gの0.1M硝酸、および71
.90gの脱イオン水を混合した。フラスコを4時間還流した。その溶液に57
gのブタノール、88gの2−プロパノール、44gのアセトン、59gのエタ
ノール、9.5gの脱イオン水、および3.75gの10%FC430(ミネソ
タ州、ミネアポリスの3M)を添加した。厚さ=4248Å、n=1.525、
k=0.228。
【0039】 実施例4 9−アントラセンメタノール、2−ヒドロキシ−4(3−トリエトキシシリル
プロポキシ)−ジフェニルケトンおよびロゾール酸を含有する吸収SOGの合成 1リットルフラスコ中で、297gの2−プロパノール、148gのアセトン
、108gのTEOS、77gのMTEOS、10gの9−アントラセンメタノ
ール、60gの2−ヒドロキシ−4(3−トリエトキシシリルプロポキシ)−ジ
フェニルケトン、5gのロゾール酸、0.5599gの0.1M硝酸、および7
2gの脱イオン水を混合した。フラスコを4時間還流した。その溶液に57gの
ブタノール、88gの2−プロパノール、44gのアセトン、59gのエタノー
ル、9.5gの脱イオン水、および3.75gの10%FC430(ミネソタ州
、ミネアポリスの3M)を添加した。厚さ=4275Å、n=1.529、k=
0.124。
【0040】 実施例5 2−ヒドロキシ−4(3−トリエトキシシリルプロポキシ)−ジフェニルケト
ンを含有する吸収SOGの合成 1リットルフラスコ中で、297gの2−プロパノール、148gのアセトン
、123gのTEOS、51gのMTEOS、60gの2−ヒドロキシ−4(3
−トリエトキシシリルプロポキシ)−ジフェニルケトン、0.6gの0.1M硝
酸、および72gの脱イオン水を混合した。フラスコを4時間還流した。その溶
液に57gのブタノール、88gの2−プロパノール、44gのアセトン、59
gのエタノール、9.5gの脱イオン水、および3.75gの10%FC430
(ミネソタ州、ミネアポリスの3M)を添加した。厚さ=3592Å、n=1.
563、k=0.067。
【0041】 実施例6 9−アントラセンメタノールを含有する吸収SOGの合成 1リットルフラスコ中で、297gの2−プロパノール、148gのアセトン
、123gのTEOS、77gのMTEOS、10gの9−アントラセンメタノ
ール、0.6gの0.1M硝酸、および72gの脱イオン水を混合した。フラス
コを4時間還流した。その溶液に57gのブタノール、88gの2−プロパノー
ル、44gのアセトン、59gのエタノール、9.5gの脱イオン水、および3
.75gの10%FC430(ミネソタ州、ミネアポリスの3M)を添加した。
厚さ=3401Å、n=1.433、k=0.106。
【0042】 実施例7 9−アントラセンメタノール、2−ヒドロキシ−4(3−トリエトキシシリル
プロポキシ)−ジフェニルケトンおよびロゾール酸を含有する吸収SOGの合成 1リットルフラスコ中で、297gの2−プロパノール、148gのアセトン
、123gのTEOS、77gのMTEOS、20gの2−ヒドロキシ−4(3
−トリエトキシシリルプロポキシ)−ジフェニルケトン、25gの9−アントラ
センメタノール、5gのロゾール酸、0.6gの0.1M硝酸、および72gの
脱イオン水を混合した。フラスコを4時間還流した。その溶液に57gのブタノ
ール、88gの2−プロパノール、44gのアセトン、59gのエタノール、9
.5gの脱イオン水、および3.75gの10%FC430(ミネソタ州、ミネ
アポリスの3M)を添加した。厚さ=3503Å、n=1.475、k=0.1
93。
【0043】 実施例8 9−アントラセンメタノール、2−ヒドロキシ−4(3−トリエトキシシリル
プロポキシ)−ジフェニルケトンおよびロゾール酸を含有する吸収SOGの合成 1リットルフラスコ中で、297gの2−プロパノール、148gのアセトン
、123gのTEOS、77gのMTEOS、5gの2−ヒドロキシ−4(3−
トリエトキシシリルプロポキシ)−ジフェニルケトン、25gの9−アントラセ
ンメタノール、5gのロゾール酸、0.6gの0.1M硝酸、および72gの脱
イオン水を混合した。フラスコを4時間還流した。その溶液に57gのブタノー
ル、88gの2−プロパノール、44gのアセトン、59gのエタノール、9.
5gの脱イオン水、および3.75gの10%FC430(ミネソタ州、ミネア
ポリスの3M)を添加した。厚さ=3119Å、n=1.454、k=0.17
5。
【0044】 実施例9 9−アントラセンメタノール、2−ヒドロキシ−4(3−トリエトキシシリル
プロポキシ)−ジフェニルケトン、ロゾール酸、キニザリンおよびアリザリンを
含有する吸収SOGの合成 1リットルフラスコ中で、297gの2−プロパノール、148gのアセトン
、123gのTEOS、77gのMTEOS、20gの2−ヒドロキシ−4(3
−トリエトキシシリルプロポキシ)−ジフェニルケトン、25gの9−アントラ
センメタノール、5gのロゾール酸、2gのキニザリン、2gのアリザリン、0
.6gの0.1M硝酸、および72gの脱イオン水を混合した。フラスコを4時
間還流した。その溶液に57gのブタノール、88gの2−プロパノール、44
gのアセトン、59gのエタノール、9.5gの脱イオン水、および3.7gの
10%FC430(ミネソタ州、ミネアポリスの3M)を添加した。厚さ=35
54Å、n=1.489、k=0.193。
【0045】 実施例10 9−アントラセンメタノール、2−ヒドロキシ−4(3−トリエトキシシリル
プロポキシ)−ジフェニルケトン、ロゾール酸、およびアリザリンを含有する吸
収SOGの合成 1リットルフラスコ中で、297gの2−プロパノール、148gのアセトン
、123gのTEOS、51.5gのMTEOS、5gの2−ヒドロキシ−4(
3−トリエトキシシリルプロポキシ)−ジフェニルケトン、25gの9−アント
ラセンメタノール、5gのロゾール酸、および2gのアリザリン、0.5599
gの0.1M硝酸、ならびに71.90gの脱イオン水を混合した。フラスコを
4時間還流した。その溶液に56.68gのブタノール、87.99gの2−プ
ロパノール、44.10gのアセトン、59.31gのエタノール、9.55g
の脱イオン水、および3.75gの10%FC430(ミネソタ州、ミネアポリ
スの3M)を添加した。厚さ=3109Å、n=1.454、k=0.193。
【0046】 実施例11 9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシランを含有する吸収SO
Gの合成 1リットルフラスコ中で、297gの2−プロパノール、148gのアセトン
、123gのTEOS、77gのMTEOS、30gの9−アントラセンカルボ
キシ−メチルトリエトキシシラン、0.6gの0.1M硝酸、ならびに72gの
脱イオン水を混合した。フラスコを4時間還流した。その溶液に57gのブタノ
ール、88gの2−プロパノール、44gのアセトン、59gのエタノール、9
.5gの脱イオン水、および3.7gの10%FC430(ミネソタ州、ミネア
ポリスの3M)を添加した。厚さ=3010Å、n=1.377、k=0.16
3。
【0047】 実施例12 9−アントラセンメタノールを含有する吸収SOGの合成 1リットルフラスコ中で、297gの2−プロパノール、148gのアセトン
、123gのTEOS、77gのMTEOS、10gの9−アントラセンメタノ
ールを混合した。その溶液を6時間還流した。0.6gの0.1M硝酸と72g
の脱イオン水の混合物をフラスコに添加した。フラスコを4時間還流した。その
溶液に57gのブタノール、88gの2−プロパノール、44gのアセトン、5
9gのエタノール、9.5gの脱イオン水、および3.75gの10%FC43
0(ミネソタ州、ミネアポリスの3M)を添加した。
【0048】 実施例13 9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシランを含有する吸収SO
Gの合成 1リットルフラスコ中で、297gの2−プロパノール、148gのアセトン
、90gのTMOS、59gのMTMOS、60gの9−アントラセンカルボキ
シ−メチルトリエトキシシラン、0.6gの0.1M硝酸、ならびに72gの脱
イオン水を混合した。フラスコを4時間還流した。その溶液に115gのブタノ
ール、488gの2−プロパノール、245gのアセトン、329gのエタノー
ル、53gの脱イオン水、および3.8gの10%FC430(ミネソタ州、ミ
ネアポリスの3M)を添加した。
【0049】 実施例14 9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシランを含有する吸収SO
Gの合成 2リットルフラスコ中で、90.0gの9−アントラセンカルボン酸、86.
0mLのクロロメチルトリエトキシシラン、66mLのトリエチルアミン、およ
び4Åのモレキュラーシーブを用いて乾燥した1.25Lのメチルイソブチルケ
トン(MIBK)を撹拌し、還流するまでゆっくりと加熱して、8.5時間還流
した。その溶液を2Lのテフロン(登録商標)瓶に移して、一晩放置した。大量 の固体沈殿が形成された。そのMIBK溶液をデカントし、回転蒸発させて約2 00gにした。同量のヘキサンを添加して、混合した。沈殿が形成した。20% エチルアセテート/80%ヘキサンでスラリー化したシリカゲルの直径1.75 インチ x 高さ2インチのカラムを準備した。圧力をかけてMIBK/ヘキサ ン溶液をこのカラムに通し、カラムを800mLの20%エチルアセテート/8 0%ヘキサンで洗浄した。溶液を0.2μmに濾過して、回転蒸発させた。溶媒 の発生が止まったら、温度を35℃に60分間上昇させた。濃琥珀色の油状液体 生成物を得た(85g)。
【0050】 実施例15 9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシランを含有する吸収SO
Gの合成 1リットルフラスコ中で、297g(4.798mol)の2−プロパノール
、148g(2.558mol)のアセトン、123g(0.593mol)の
TEOS、77g(0.432mol)のMTEOS、45g(0.102mo
l)の9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシラン、0.6gの0
.1M硝酸、ならびに72g(3.716mol)の脱イオン水を混合した。フ
ラスコを4時間還流した。その溶液に43g(0.590mol)のブタノール
、1260g(8.344mol)のエチルラクテートを添加した。厚さ=11
56Å、n=1.502、k=0.446。
【0051】 実施例16 9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシランを含有する吸収SO
Gの合成 1リットルフラスコ中で、297g(4.798mol)の2−プロパノール
、148g(2.558mol)のアセトン、123g(0.593mol)の
TEOS、77g(0.432mol)のMTEOS、30g(0.102mo
l)の9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシラン、0.6gの0
.1M硝酸、ならびに72g(3.716mol)の脱イオン水を混合した。フ
ラスコを4時間還流した。その溶液に57g(0.769mol)のブタノール
、88g(1.422mol)の2−プロパノール、44g(0.758mol
)のアセトン、59g(1.227mol)のエタノール、9.5g(0.52
8mol)の脱イオン水、および3.7gの10%FC430を添加した。厚さ
=1385Å、n=1.324、k=0.533。
【0052】 実施例17 9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシランを含有する吸収SO
Gの合成 1リットルフラスコ中で、297g(4.798mol)の2−プロパノール
、148g(2.558mol)のアセトン、123g(0.593mol)の
TEOS、77g(0.432mol)のMTEOS、45g(0.102mo
l)の9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシラン、0.6gの0
.1M硝酸、ならびに72g(3.716mol)の脱イオン水を混合した。フ
ラスコを4時間還流した。その溶液に43g(0.590mol)のブタノール
、981g(8.301mol)のプロパゾールPを添加した。厚さ=1407
Å、n=1.334、k=0.551。
【0053】 実施例18 9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシランを含有する吸収SO
Gの合成 窒素導入口、ドライアイスコンデンサおよび機械撹拌器を備えた6Lの二重反
応器に5000mLのヘキサン、720mLのエタノール、65mLの水および
120gの10重量%塩化テトラブチルアンモニウム水和物水溶液を充填する。
この混合物を25℃で撹拌しながら0.5時間平衡させる。トリクロロシラン(
377.4g、2.78mol)、メチルトリクロロシラン(277.7g、1
.86mol)、および9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシラ
ン(203.8g、0.46mol)の混合物を、蠕動ポンプ用いて70分間か
けて反応器に添加する。シランおよび吸収化合物の添加が完了し次第、ヘキサン
を10分間ラインを通してポンプ輸送する。反応混合物を2.3時間撹拌して、
エタノール/HO層を除去し、その後、残りのヘキサン溶液を3マイクロメー
トル(μm)フィルターを通して濾過し、続いて、1μmフィルターを通して濾
過する。その溶液にヘキサン(3957g、45.92mol)を添加する。
【0054】 実施例19 9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシランを含有する吸収SO
Gの合成 5Lのフラスコ中で、508.8g(3.10mol)のトリエトキシシラン
(HTEOS)、135.8g(0.31mol)の9−アントラセンカルボキ
シ−メチルトリエトキシシラン、および508.8g(8.77mol)のアセ
トンを電磁撹拌によって混合し、20℃未満に冷却する。508.8g(8.7
7mol)のアセトン、46.69g(2.59molのHO、0.0009
molのHNO)の0.02規定硝酸、および37.03g(2.06mol
)の脱イオン水の混合物を、20℃未満に温度を維持しながら、45分間かけて
5Lのフラスコ中の混合物に滴下漏斗を通してゆっくりと添加する。その溶液を
8時間還流する。その溶液に4631g(30.67mol)のエチルラクテー
トを添加する。
【0055】 実施例20 フェニルトリエトキシシランを含有する吸収SOGの合成 1リットルフラスコ中で、297g(4.798mol)の2−プロパノール
、148g(2.558mol)のアセトン、123g(0.593mol)の
TEOS、104g(0.432mol)のフェニルトリエトキシシラン、0.
6gの0.1M硝酸、および72g(3.716mol)の脱イオン水を混合し
た。フラスコを4時間還流した。その溶液に57g(0.769mol)のブタ
ノール、88g(1.422mol)の2−プロパノール、44g(0.758
mol)のアセトン、59g(1.227mol)のエタノール、9.5g(0
.528mol)の脱イオン水を添加した。厚さ=1727Å、n=1.957
、k=0.384。
【0056】 実施例21 フェニルトリエトキシシランを含有する吸収SOGの合成 1リットルフラスコ中で、297g(4.798mol)の2−プロパノール
、148g(2.558mol)のアセトン、93g(0.448mol)のT
EOS、37g(0.209mol)のMTEOS、100g(0.418mo
l)のフェニルトリエトキシシラン、0.6gの0.1M硝酸、および72g(
3.716mol)の脱イオン水を混合した。フラスコを4時間還流した。その
溶液に57g(0.769mol)のブタノール、88g(1.422mol)
の2−プロパノール、44g(0.758mol)のアセトン、59g(1.2
27mol)のエタノール、9.5g(0.528mol)の脱イオン水を添加
した。厚さ=1325Å、n=1.923、k=0.364。
【0057】 実施例22 フェニルトリエトキシシランを含有する吸収SOGの合成 1リットルフラスコ中で、297g(4.798mol)の2−プロパノール
、148g(2.558mol)のアセトン、119g(0.537mol)の
TEOS、27g(0.153mol)のMTEOS、74g(0.306mo
l)のフェニルトリエトキシシラン、0.6gの0.1M硝酸、および72g(
3.716mol)の脱イオン水を混合した。フラスコを4時間還流した。その
溶液に57g(0.769mol)のブタノール、88g(1.422mol)
の2−プロパノール、44g(0.758mol)のアセトン、59g(1.2
27mol)のエタノール、9.5g(0.528mol)の脱イオン水を添加
した。厚さ=1286Å、n=1.889、k=0.286。
【0058】 実施例23 フェニルトリエトキシシランを含有する吸収SOGの合成 1リットルフラスコ中で、297g(4.798mol)の2−プロパノール
、148g(2.558mol)のアセトン、73g(0.351mol)のT
EOS、45g(0.251mol)のMTEOS、121g(0.503mo
l)のフェニルトリエトキシシラン、0.6gの0.1M硝酸、および72g(
3.716mol)の脱イオン水を混合した。フラスコを4時間還流した。その
溶液に57g(0.769mol)のブタノール、88g(1.422mol)
の2−プロパノール、44g(0.758mol)のアセトン、59g(1.2
27mol)のエタノール、9.5g(0.528mol)の脱イオン水を添加
した。厚さ=1047Å、n=1.993、k=0.378。
【0059】 実施例24 フェニルトリエトキシシランおよび2−ヒドロキシ−4(3−トリエトキシシ
リルプロポキシ)−ジフェニルケトンを含有する吸収SOGの合成 1リットルフラスコ中で、297g(4.798mol)の2−プロパノール
、148g(2.558mol)のアセトン、73g(0.351mol)のT
EOS、45g(0.251mol)のMTEOS、103g(0.428mo
l)のフェニルトリエトキシシラン、12g(0.0298mol)の2−ヒド
ロキシ−4(3−トリエトキシシリルプロポキシ)−ジフェニルケトン、0.6
gの0.1M硝酸、および72g(3.716mol)の脱イオン水を混合した
。フラスコを4時間還流した。その溶液に57g(0.769mol)のブタノ
ール、88g(1.422mol)の2−プロパノール、44g(0.758m
ol)のアセトン、59g(1.227mol)のエタノール、9.5g(0.
528mol)の脱イオン水を添加した。厚さ=1514Å、n=1.969、
k=0.325。
【0060】 特定の実施例を参照して本発明を説明したが、この説明は本発明の適用の例に
すぎず、限定としてとらえるべきものではない。開示した実施例の特徴の多様な
適合および組合わせは、以下の請求項によって規定される本発明の範囲内にある
【図面の簡単な説明】
【図1a】 本発明の実施形態に従って、スピンオンガラス組成物に配合される吸収化合物
の化学式を示す。
【図1b】 本発明の実施形態に従って、スピンオンガラス組成物に配合される吸収化合物
の化学式を示す。
【図2a】 フォトリソグラフィ法において反射防止コーティング層として本発明の実施形
態に従う吸収スピンオンガラス組成物の使用を示す。
【図2b】 フォトリソグラフィ法において反射防止コーティング層として本発明の実施形
態に従う吸収スピンオンガラス組成物の使用を示す。
【図2c】 フォトリソグラフィ法において反射防止コーティング層として本発明の実施形
態に従う吸収スピンオンガラス組成物の使用を示す。
【図2d】 フォトリソグラフィ法において反射防止コーティング層として本発明の実施形
態に従う吸収スピンオンガラス組成物の使用を示す。
【図2e】 フォトリソグラフィ法において反射防止コーティング層として本発明の実施形
態に従う吸収スピンオンガラス組成物の使用を示す。
【図2f】 フォトリソグラフィ法において反射防止コーティング層として本発明の実施形
態に従う吸収スピンオンガラス組成物の使用を示す。
【図2g】 フォトリソグラフィ法において反射防止コーティング層として本発明の実施形
態に従う吸収スピンオンガラス組成物の使用を示す。
【図2h】 フォトリソグラフィ法において反射防止コーティング層として本発明の実施形
態に従う吸収スピンオンガラス組成物の使用を示す。
【手続補正書】
【提出日】平成14年8月7日(2002.8.7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03F 7/11 503 G03F 7/11 503 H01L 21/027 H01L 21/30 574 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C U,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE ,GH,GM,HU,ID,IL,IN,IS,JP, KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,L S,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW ,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD, SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,T T,UA,UG,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ハツカー,ナイジエル・ピー アメリカ合衆国、カリフオルニア・94201、 パロウ・アルト、リンカーン・アベニユ ー・991 (72)発明者 ボールドウイン,テリーザ アメリカ合衆国、カリフオルニア・94539、 フレモント、ヤンプー・ウエイ・10 (72)発明者 ケネデイ,ジヨージフ アメリカ合衆国、カリフオルニア・95112、 サン・ノゼ、フオース・ストリート・717 Fターム(参考) 2H025 AA02 AB16 CB33 CC02 CC20 DA34 4H049 VN01 VP01 VQ08 VQ30 VR21 VR43 VS12 VT48 VU21 VU24 VW02 VW04 4J038 DL021 DL031 GA02 GA03 GA06 GA09 GA12 GA15 JA06 JA17 JA32 JA34 JA35 JB16 JC30 KA03 5F046 PA07 PA09

Claims (40)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シロキサンポリマーと、約375nmより短い波長における
    少なくもおよそ10nm幅の波長範囲にわたって光を強く吸収する配合可能な有
    機吸収化合物とを含んでなる吸収スピンオンガラス組成物。
  2. 【請求項2】 範囲が約260nmより短い波長にある、請求項1に記載の
    組成物。
  3. 【請求項3】 有機吸収化合物が、1から3個のベンゼン環と、ヒドロキシ
    ル基、アミン基、カルボン酸基、ならびにアルコキシ基およびハロゲン原子から
    成る群から選択される少なくとも一つの置換基に結合したケイ素を有する置換シ
    リル基から成る群から選択される反応性基とを含んでなる、請求項1に記載の組
    成物。
  4. 【請求項4】 有機吸収化合物が、シリコンエトキシ、シリコンジエトキシ
    、シリコントリエトキシ、シリコンメトキシ、シリコンジメトキシ、シリコント
    リメトキシ、クロロシリル、ジクロロシリル、およびトリクロロシリル基から成
    る群から選択される反応性基を含んでなる、請求項3に記載の組成物。
  5. 【請求項5】 有機吸収化合物が、シリコントリエトキシ反応性基を含んで
    なる、請求項3に記載の組成物。
  6. 【請求項6】 反応性基がベンゼン環に直接結合している、請求項3に記載
    の組成物。
  7. 【請求項7】 反応性基が炭化水素ブリッジを介してベンゼン環に結合して
    いる、請求項3に記載の組成物。
  8. 【請求項8】 有機吸収化合物がアゾ基をさらに含んでなる、請求項3に記
    載の組成物。
  9. 【請求項9】 有機吸収化合物が、アントラフラビン酸、9−アントラセン
    カルボン酸、9−アントラセンメタノール、アリザリン、キニザリン、プリムリ
    ン、2−ヒドロキシ−4(3−トリエトキシシリルプロポキシ)−ジフェニルケ
    トン、ロゾール酸、トリエトキシシリルプロピル−1,8−ナフタルイミド、9
    −アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシ
    シラン、4−フェニルアゾフェノール、およびそれらの混合物から成る群から選
    択される吸収化合物を含んでなる、請求項8に記載の組成物。
  10. 【請求項10】 有機吸収化合物が、9−アントラセンメタノール、アリザ
    リン、キニザリン、2−ヒドロキシ−4(3−トリエトキシシリルプロポキシ)
    −ジフェニルケトン、ロゾール酸、9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエ
    トキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、およびそれらの混合物から成る群
    から選択される吸収化合物を含んでなる、請求項3に記載の組成物。
  11. 【請求項11】 有機吸収化合物が9−アントラセンカルボキシ−メチルト
    リエトキシシランを含んでなる、請求項10に記載の組成物。
  12. 【請求項12】 有機吸収化合物がフェニルトリエトキシシランを含んでな
    る、請求項10に記載の組成物。
  13. 【請求項13】 シロキサンポリマーが、メチルシロキサン、メチルシルセ
    スキオキサン、フェニルシロキサン、フェニルシルセスキオキサン、メチルフェ
    ニルシロキサン、メチルフェニルシルセスキオキサン、およびシリケートポリマ
    ーから成る群から選択されるポリマーである、請求項1に記載の組成物。
  14. 【請求項14】 シロキサンポリマーが、メチルシロキサン、メチルシルセ
    スキオキサン、フェニルシロキサン、フェニルシルセスキオキサン、メチルフェ
    ニルシロキサン、メチルフェニルシルセスキオキサン、およびシリケートポリマ
    ーから成る群から選択されるポリマーである、請求項11に記載の組成物。
  15. 【請求項15】 シロキサンポリマーが、ハイドロジェンシロキサン、ハイ
    ドロジェンシルセスキオキサン、オルガノヒドリドシロキサン、およびオルガノ
    ヒドリドシルセスキオキサンポリマーから成る群から選択されるポリマー;およ
    びハイドロジェンシルセスキオキサンとアルコキシヒドリドシロキサンまたはヒ
    ドロキシヒドリドシロキサンとのコポリマーである、請求項1に記載の組成物。
  16. 【請求項16】 シロキサンポリマーが、(H0〜1.0SiO1.5〜2 .0(式中、xは、約8より大きい)、および(H0〜1.0SiO1.5 〜2.0(R0〜1.0SiO1.5〜2.0(式中、mは、0より大
    きく、nとmの合計は、約8から約5000であり、Rは、C〜C20アルキ
    ル基またはC〜C12アリール基である)から成る群から選択される一般式の
    ポリマーである、請求項15に記載の組成物。
  17. 【請求項17】 請求項1に記載のスピンオンガラス組成物と、溶媒または
    溶媒混合物とを含んでなるコーティング溶液。
  18. 【請求項18】 溶液が、約0.5重量%と約20重量%の間の吸収スピン
    オンガラス組成物である、請求項17に記載のコーティング溶液。
  19. 【請求項19】 溶媒が、エチルラクテートおよびプロピレングリコールプ
    ロピルエーテルから成る群から選択される、請求項18に記載のコーティング溶
    液。
  20. 【請求項20】 組成物が、シロキサンポリマーと、約375nmより短い
    波長における少なくともおよそ10nm幅の波長範囲にわたって光を強く吸収す
    る配合可能な有機吸収化合物とを含んでなる、吸収スピンオンガラス組成物を含
    んでなるフィルム。
  21. 【請求項21】 範囲が約260nmより短い波長にある、請求項20に記
    載のフィルム。
  22. 【請求項22】 有機吸収化合物が、1から3個のベンゼン環と、ヒドロキ
    シル基、アミン基、カルボン酸基、ならびにアルコキシ基およびハロゲン原子か
    ら成る群から選択される少なくとも一つの置換基に結合したケイ素を有する置換
    シリル基から成る群から選択される反応性基とを含んでなる、請求項20に記載
    のフィルム。
  23. 【請求項23】 シロキサンポリマーと、約375nmより短い波長におけ
    る少なくともおよそ10nm幅の波長範囲にわたって光を強く吸収する配合可能
    な有機吸収化合物とを含んでなる、吸収スピンオンガラス組成物を含んで成る集
    積回路装置。
  24. 【請求項24】 範囲が約260nmより短い波長にある、請求項23に記
    載の装置。
  25. 【請求項25】 有機吸収化合物が、1から3個のベンゼン環と、ヒドロキ
    シル基、アミン基、カルボン酸基、ならびにアルコキシ基およびハロゲン原子か
    ら成る群から選択される少なくとも一つの置換基に結合したケイ素を有する置換
    シリル基から成る群から選択される反応性基とを含んでなる、請求項23に記載
    の装置。
  26. 【請求項26】 アルコキシシランおよびハロシランから成る群から選択さ
    れる一つ以上のシラン反応体、一つ以上の配合可能な有機吸収化合物、酸/水混
    合物、および一つ以上の溶媒を混合して、反応混合物を作ること;および 反応混合物を還流して、吸収スピンオンガラス組成物を生成すること を含んでなる吸収スピンオンガラス組成物を製造する方法。
  27. 【請求項27】 一つ以上の有機吸収化合物が、1から3個のベンゼン環と
    、ヒドロキシル基、アミン基、カルボン酸基、ならびにアルコキシ基およびハロ
    ゲン原子から成る群から選択される少なくとも一つの置換基に結合したケイ素を
    有する置換シリル基から成る群から選択される反応性基とを含んでなる、請求項
    26に記載の方法。
  28. 【請求項28】 一つ以上の有機吸収化合物がアゾ基をさらに含んでなる、
    請求項27に記載の方法。
  29. 【請求項29】 一つ以上の有機吸収化合物が、アントラフラビン酸、9−
    アントラセンカルボン酸、9−アントラセンメタノール、アリザリン、キニザリ
    ン、プリムリン、2−ヒドロキシ−4(3−トリエトキシシリルプロポキシ)−
    ジフェニルケトン、ロゾール酸、トリエトキシシリルプロピル−1,8−ナフタ
    ルイミド、9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシラン、フェニル
    トリエトキシシラン、4−フェニルアゾフェノール、およびそれらの混合物から
    成る群から選択される吸収化合物を含んでなる、請求項28に記載の方法。
  30. 【請求項30】 一つ以上のシラン反応体が、トリエトキシシラン、テトラ
    エトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、テト
    ラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、トリメトキシシラン、ジメチル
    ジメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン
    、ジフェニルジエトキシシラン、およびジフェニルジメトキシシラン、トリクロ
    ロシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、フェニルトリク
    ロロシラン、テトラクロロシラン、クロロトリエトキシシラン、クロロトリメト
    キシシラン、クロロメチルトリエトキシシラン、クロロエチルトリエトキシシラ
    ン、クロロフェニルトリエトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラン、ク
    ロロエチルトリメトキシシラン、およびクロロフェニルトリメトキシシランから
    成る群から選択される、請求項26に記載の方法。
  31. 【請求項31】 一つ以上のシラン反応体がテトラエトキシシランおよびメ
    チルトリエトキシシランである、請求項30に記載の方法。
  32. 【請求項32】 酸/水混合物が硝酸/水混合物である、請求項26に記載
    の方法。
  33. 【請求項33】 一つ以上のアルコキシシラン、または一つ以上のハロシラ
    ン;一つ以上の配合可能な有機吸収化合物;および一つ以上の溶媒を混合して、
    第一反応混合物を作ること; 第一反応混合物を還流すること; 第一反応混合物に酸/水混合物を添加して、第二反応混合物を作ること; 第二反応混合物を還流して、吸収スピンオンガラス組成物を生成すること を含んでなる、吸収スピンオンガラス組成物を製造する方法。
  34. 【請求項34】 一つ以上のアルコキシシラン、または一つ以上のハロシラ
    ン;一つ以上の配合可能な有機吸収化合物;酸/水混合物;および一つ以上の溶
    媒を混合して、反応混合物を作ること; 反応混合物を還流して、吸収スピンオンガラスポリマーを生成すること を含んでなる、吸収スピンオンガラスポリマーを含有するコーティング溶液を製
    造する方法。
  35. 【請求項35】 一つ以上の希釈溶媒を吸収スピンオンガラス組成物に添加
    して、コーティング溶液を製造することを含んでなる、請求項34に記載の方法
  36. 【請求項36】 コーティング溶液が約0.5%と約20%の間の吸収スピ
    ンオンガラスポリマーである、請求項35に記載の方法。
  37. 【請求項37】 極性溶媒、非極性溶媒および相間移動触媒を混合して、第
    一反応混合物を作ること; オルガノトリハロシラン、ヒドリドハロシラン、および一つ以上の配合可能な
    有機吸収化合物を第一反応混合物に添加して、第二反応混合物を作ること;およ
    び 第二反応混合物を反応させて、吸収スピンオンガラス組成物を生成すること を含んでなる吸収スピンオンガラス組成物を製造する方法。
  38. 【請求項38】 化学組成物9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエト
    キシシランを含んでなる有機吸収化合物。
  39. 【請求項39】 9−アントラセンカルボン酸、クロロメチルトリエトキシ
    シラン、トリエチルアミンおよび溶媒を混合して、反応混合物を作ること; 反応混合物を還流すること; 還流した反応混合物を冷却して、沈殿と残りの溶液にすること; 残りの溶液を濾過して、液体9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキ
    シシランを生じること を含んでなる、9−アントラセンカルボキシ−メチルトリエトキシシランを製造
    する方法。
  40. 【請求項40】 残りの溶液を濾過することが、 残りの溶液を回転蒸発させること; 回転させた蒸発溶液をシリカゲルカラムに通すこと;および シリカゲルカラムを通した溶液を回転蒸発させること を含んでなる、請求項39に記載の方法。
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