JP2020532633A - 向上した熱安定性を有する、ハードマスク及び充填材料として有用なスピンオン無機酸化物含有組成物 - Google Patents

向上した熱安定性を有する、ハードマスク及び充填材料として有用なスピンオン無機酸化物含有組成物 Download PDF

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Abstract

本発明は、成分a、c及びd;及び任意選択的に成分bを含む組成物であって、成分aが、構造(I)を有する金属化合物であり、任意選択的の成分bが構造(VI)を有するポリオール添加剤であり、成分cが高性能ポリマー添加剤であり、そして成分d.が溶剤である組成物に関する。更に、本発明は、フッ素プラズマを用いて半導体基材を選択的にエッチングするために使用し得る、半導体基材上の金属酸化物から構成された高K材料のパターン化フィルムの形成を介してまたは半導体基材を覆う、金属酸化物から構成されたパターン化層の形成を介して、電子デバイスを製造する方法にこの組成物を使用することに関する。

Description

本発明は、可溶性で、複数の配位子で置換された金属化合物、任意の高性能ポリオール添加剤及び溶剤を含む、高K金属酸化物への空気安定性前駆体として有用な組成物に関する。これらの前駆体は、トレンチまたはビアマイクロリソグラフィ図形に対して向上した空隙充填能を示し、そしてこれらの充填されたリソグラフィ図形を加工した後に、化学蒸着法(CVD)を使用せずに、パターン化された高K金属酸化物を含む基材を与え得る。これらの材料は、ハードマスク材料としても使用し得る。
金属酸化物フィルムは、例えばリソグラフィ用ハードマスク、反射防止コーティング用の下層、及び電子光学的デバイスなど、半導体工業における様々な用途において有用である。
一例としては、フォトレジスト組成物は、コンピュータチップ及び集積回路の製造など、微細化された電子部品の製造のためのマイクロリソグラフィプロセスに使用されている。一般的に、フォトレジスト組成物の薄いコーティングを、集積回路の製造に使用されるケイ素ウェハなどの基材に施す。次いで、コーティングされた基材をベークして、フォトレジストから所望の量の溶媒を除去する。次いで、この基材上のフォトレジストフィルムを、可視光線、紫外線、極端紫外線、電子ビーム、粒子線及びX線などの化学線に像様に暴露し、そして現像してパターンを形成する。この放射線は、フォトレジストの暴露された領域において化学的な変化を引き起こす。この暴露されたコーティングは現像剤溶液で処理して、フォトレジストの放射線暴露された領域または暴露されていない領域のいずれかを溶解、除去する。
半導体デバイスは微細化される傾向にあり、このような微細化に伴う問題を解消するために、より一層短い波長の放射線に感度のある新しいフォトレジストや、精巧なマルチレベルシステムも使用されてきている。
フォトリソグラフィにおける吸光性反射防止コーティング及び下層は、多くの場合に反射性の高い基材から反射する放射線の結果生ずる問題を軽減するために使用される。反射された放射線は、薄膜干渉効果及び反射ノッチングを招く。薄膜干渉または定在波は、フォトレジストの厚さが変化した時にフォトレジストフィルム中の全光強度が変動することによって引き起こされる微小線幅寸法の変化を結果として招く。反射暴露放射線及び入射暴露放射線の干渉は、厚さ方向の放射線の均一性を歪める定在波効果を起こし得る。反射ノッチングは、フォトレジストフィルム中に光を散乱させて線幅変動を招き、極端なケースでは所望の寸法が完全に失われた領域をも形成するトポグラフィ図形を含む反射性基材上にパターンを形成する場合に、深刻になる。フォトレジストの下でかつ反射性基材の上にコーティングされる反射防止コーティングフィルムは、フォトレジストのリソグラフィ性能にかなりの改善をもたらす。典型的には、底面反射防止コーティングを基材に施用し、そして硬化し、その後にフォトレジストの層を設ける。このフォトレジストは像様に暴露されそして現像される。次いで、暴露された領域の反射防止コーティングは、典型的には、様々なエッチングガスを用いてドライエッチングし、そうしてフォトレジストパターンが基材へと転写される。
多量の耐熱性元素を含む下層を、ハードマスクとして並びに反射防止コーティングとして使用することができる。ハードマスクは、その上にあるフォトレジストが、下にある半導体基材中に画像を転写するために使用されるドライエッチングに対して十分な耐性を供することができない場合に有用である。このような環境では、ハードマスクと呼ばれる材料が使用され、これは、その上に形成されている任意のパターンを下の半導体基材中に転写するために十分に高い耐エッチングを持つ。これは、有機フォトレジストが下にあるハードマスクと異なるため及びフォトレジスト中の画像を下にあるハードマスクへと転写することを可能にするエッチングガス混合物をあてがうことができるために、可能となる。次いで、このパターン化されたハードマスクは、適切なエッチング条件及びガス混合物を用いて、画像をハードマスクから半導体基材へと転写するために使用でき、これは、フォトレジストだけでは単一のエッチングプロセスで為し得ない仕事である。
多層型の反射防止層及び下層が、新しいリソグラフィ技術において使用されつつある。フォトレジストが十分な耐ドライエッチング性を供しない場合には、ハードマスクとして働き及び基材エッチングの際に高耐エッチング性である、フォトレジスト用の下層及び/または反射防止コーティングが好ましい。一つの方策として、有機フォトレジスト層の下の層にケイ素、チタンまたは他の金属材料が組み入れられてきた。追加的に、他の高炭素含有率の反射防止またはマスク層を金属含有反射防止層の下に配置することができ、例えば、画像形成プロセスのリソグラフィ性能を高めるために、高炭素フィルム/ハードマスクフィルム/フォトレジストの三層が使用される。慣用のハードマスクは、スパッタリングなどの化学蒸着法で施用することができる。しかし、上記の慣用の方策に対するスピンコート法の相対的な簡単さの故に、フィルム中に金属材料を高濃度で含む新しいスピンオンハードマスクまたは反射防止コーティングの開発が非常に望ましい。
金属酸化物を含む半導体用途用の下層組成物は、耐ドライエッチング性及び反射防止性を供することが分かっている。しかし、金属アルコキシドなどの金属酸化物フィルムを形成するための慣用の可溶性金属化合物は、空気中の湿気に対して非常に不安定であり、そのため、貯蔵寿命安定性、コーティングの問題及び性能上の欠点など様々な問題を招くことが判明した。金属酸化物は、半導体工業において典型的に使用され、そして受け入れられている溶剤中で溶解性の問題を有する。
数十年の間、ゲート酸化物材料としては二酸化ケイ素(SiO)が使用されてきた。しかし、デバイス性能を高めるように、トランジスタは小型化されているために、二酸化ケイ素ゲート絶縁膜の厚さが、ゲート容量を高め、それによって駆動電流を高めるために急激に薄くなっている。等式1は、Si基材及びゲートからの量子力学的及び枯渇効果は無視して、MOSFET(金属−酸化物−半導体電界効果トランジスタ)が単純な平行板コンデンサとしてモデル化されているキャパシタンスゲート酸化物間のこの関係を示している。等式1では、Aは、コンデンサ面積であり;κは、材料の比誘電率(二酸化ケイ素では3.9)、εはフリーの空間の誘電率であり、そしてtは、コンデンサ酸化物絶縁体の厚さである。
しかし、厚さが2nmを大きく下回るスケールであるので、量子トンネルが原因の漏れ電流が劇的に大きくなる。これにより、電力消費量が多くなり、そしてデバイスの信頼性が低まる。この漏れ電流なしでゲート容量を高めるためには、二酸化ケイ素ゲート絶縁体を、高κ(高K)材料(別に言い方では、等式1でのより大きいκ)に代える必要がある。或る種の金属酸化物が、10以上のK値を有する高K金属酸化物として有用である。しかし、これらの高K金属酸化物は常にCVD(化学蒸着)を用いて堆積される。CVDは、コスト高であり、特殊な装置を必要とし、そして深いビアまたはトレンチを持つパターン基材上で良好な平坦化をもたらさないプロセスである。それ故、空気に暴露した後でも安定している溶液からスピンコートできるスピンオン型高K材料を調製することに大きな要望がある。また、非常に低い空隙形成しか示さない良好なビア及びトレンチ充填材料として追加的に働き得る、このような空気安定性及び熱安定性高K金属酸化物調合物への要望もある。これらの要望は、パターン化された基材を高K金属酸化物前駆体で充填できる、本発明による組成物により満たされる。加工すると、これらの充填されたリソグラフィ図形は、本発明の組成物に由来するパターン化された高K金属酸化物を有する基材を与える。高K材料としてのそれらの使用の他に、これらの新規組成物は、ハードマスクとして有用であり、そしてこの能力において、半導体基材(例えば、ケイ素、ゲルマニウムなど)上にパターン化されたハードマスクを形成して、プラズマエッチングプロセスを介して基材のパターン化を可能にするためにも使用し得る。これらのハードマスクパターンは、慣用のフォトレジストパターン化方策を介して、未パターン化基材上で該新規組成物のコーティングをパターン化することによって形成し得る。またその代わりに、このパターンは、半導体基材中に、またはその上にあるパターン化されたレジストもしくはパターン化されたスピンオン炭素層中のいずれかに既に存在しているトポグラフィの充填から生じ得る。ハードマスク用途では、基材中へのパターン転写の完了後、残ったハードマスクパターンは化学溶液中で剥離可能である。
本発明は、成分a、c及びd、任意選択的に及び成分bを含む組成物に関する。
ここで成分aは、次の構造(I)を有する金属化合物である。
構造(I)において、Mは、4の価数(4)を有する金属であり;nは1〜20の整数であり、そしてR、R、R、及びRは、それぞれ、1)、2)及び3)からなる群から独立して選択される部分である。
構造(I)において、部分1)は、構造(II)を有する第一の有機部分である。ここで、構造(II)において、Rは、C〜C10アルキレン、C〜C12分岐状アルキレン、C〜C12シクロアルキレン、C=C二重結合を含むC〜C10アルキレン、C=C二重結合を含むC〜C12分岐状アルキレン、及びC=C二重結合を含むC〜C12シクロアルキレンからなる群から選択され;そしてRは、水素、または構造(III)を有するアルキルオキシカルボニルである。ここで、構造(III)において、Rは、C〜Cアルキルである。
構造(I)において、部分2)は、構造(II)を有しかつ少なくとも二つの炭素を有するケイ素含有有機部分である。ここで、構造(IV)において、R及びRは、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され、R10は、C〜Cアルキル、C〜C16アリール、及びヒドロキシル及び構造(V)を有するシロキサンからなる群から選択される。ここで、構造(V)において、R11は、水素、C〜Cアルキル、ヒドロキシルで置換されたC〜Cアルキル、C〜C16アリール、構造(VIa)を有するシリル部分からなる群から選択され、そしてR12及びR13は、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル及びC〜C16アリールからなる群から選択され、そしてpは、シロキサン部分(V)中の繰り返し単位の数を表す。ここで、構造(IVa)において、R8a及びR9aは、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され、R10aは、C〜Cアルキル及びC〜C16アリールからなる群から選択される。
構造(I)において、部分3)は、C〜Cアルキル、C〜Cアルキルカルボキシル、C〜C20アリールカルボキシル、フルオレニルカルボキシル、フッ素化C〜Cアルキルカルボキシル、C〜Cアルキルスルホニル、フッ素化C〜Cアルキルスルホニル、及びこれらの混合物からなる群から選択される第二の有機部分である。
構造(I)において、選択される部分は、この構造における上記の部分の混合物であってよい。
上記の本発明による組成物中の任意選択の成分bは、構造(VI)を有するポリオール添加剤であり、式中、XはCまたはNであり;rは少なくとも2であり;qは0〜2であり;但し、XがCの場合にはqとrの合計は4であり、そしてqとrの合計は3である。XがNの場合は、R14は、水素、C〜Cアルキル及びC〜Cヒドロキシアルキルからな群から選択される。XがNである場合は、YはC〜Cアルキレンである。XがCである場合は、Yは、直接原子価結合、C〜Cアルキレン、及び構造(VII)を有する部分からなる群から選択される。ここで、構造(VII)において、R15はC〜Cアルキレンであり;sは0〜2であり;そしてtは1〜2である。
上記の本発明による組成物中の成分cは、高性能ポリマー添加剤である。
上記の本発明による組成物中の成分dは、溶剤である。
本発明はまた、高K金属酸化物への前駆体として上記の本発明による組成物を用いた方法に関する。本発明は更に、基材上のリソグラフィ図形を充填するために本発明による組成物を使用し、これが、パターン化された高K金属酸化物を含む基材を加工後に与える方法に関する。
具体的には、本発明は、パターン化フォトレジストであるか、パターン化スピンオン炭素であるか、またはビア、トレンチ、ホールまたは他の中空のトポグラフィ図形パターンを含むパターン化半導体であるパターン化基材をコーティングするために該新規空気安定性組成物を使用し、これらの空隙を、少ない空隙形成をもって充填し、そしてこれらの充填されたパターンを、基材上にパターン化金属酸化物を形成するためのプロセスに使用することに関する。
上記の一般的な説明及び以下の詳細な説明の双方とも例示的なものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではないと理解するべきである。本願において、単数形の使用は複数を包含し、他に具体的に記載がなければ、単数形は「少なくとも一つ」を意味し、そして「または」の使用は「及び/または」を意味する。更に、「含む」という記載、並びに「含まれる」などの他の動詞形の使用は限定的ではない。また、「要素」または「成分」などの記載は、他に具体的に記載がなければ、一つの構成単位を含む要素及び成分、並びに1つ超の構成単位を含む要素または成分の両方を包含する。ここで、他に指示が無ければ、使用する「及び」という接続詞は包括的であることを意図しており、「または」という接続詞は排他的であることを意図していない。例えば、「またはその代わりに」というフレーズは、排他的であることを意図している。ここで使用する「及び/または」という記載は、単一要素の使用も含む、前述される要素の任意の組み合わせを指す。
ここで使用する各章の表題は、文書構成を目的としたものであって、記載の主題を限定するものと解釈するべきではない。限定はされないが特許、特許出願、論文、書籍及び専門書を始めとした本願で引用する全ての文献または文献の一部は、全ての目的に関してそれらの内容の全てが本明細書中に掲載されたものとする。ここに掲載されたものとする文献及び類似の資料の一つ以上における用語の定義が、本願明細書におけるものと矛盾する場合は、本願の定義が優先する。
他に指示が無ければ、ここで使用する「及び」という接続詞は包括的であることを意図しており、「または」という接続詞は排他的であることを意図していない。例えば、「またはその代わりに」というフレーズは、排他的であることを意図している。
ここで使用する「及び/または」という記載は、単一要素の使用も含む、前述される要素の任意の組み合わせを指す。
ここで使用する場合、他に記載がなければ、「Mは、4の原子価(4)を有する金属である」という記載、M及び「金属」という記載は4の原子価(4)を有するメタロイド、例えばケイ素、ゲルマニウムなどを含む。
ここで使用する場合、「アルキル」という用語は、直鎖状または環状鎖のアルキル置換基、並びにこれらの分岐状異性体の任意のものを指す。ここで、より具体的には、他に記載がなければ、アルキルとは、線状、分岐状(例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、tert−ブチル及び類似物)、環状(例えばシクロヘキシル、シクロプロピル、シクロペンチル及び類似物)または多環式(例えばノルボルニル、アダマンチル及び類似物)であることができる炭化水素基を指す。これらのアルキル部分は、以下に記載されるように、置換されていてもまたは置換されていなくともよい。アルキルという用語は、C〜C20の炭素を有する部分を指す。構造的な理由のために、線状アルキルはCから始まるが、分岐状アルキルはCから始まり、そして多環式アルキルはCから始まる。更に、以下に記載のアルキルから誘導される部分、例えば置換されたアルキルは、他に記載がなければ、同じ炭素数範囲を有することが理解される。アルキル基の長さが、先に記載のものと異なって指定される場合は、アルキルの上記の定義は、上記の全てのタイプのアルキル部分を含んでなおも有効であり、そして或る所定のタイプのアルキル基についての最小炭素数に関しての構造的な考慮はなおも当てはまる。
アルキルオキシ(別称ではアルコキシ)は、オキシ(−O−)部分を介して結合した先に定義したようなアルキル基を指す(例えばメトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、1,2−イソプロポキシ、シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシ及び類似物)。これらのアルキルオキシ部分は、以下に記載されるように、置換されていてもまたは置換されていなくともよい。
ここで、C1から始まる可能な炭素原子範囲を有するアルキル、アルキルオキシ部分、例えば非限定的な例として「C〜C20アルキル」または「C〜C20フルオロアルキル」に言及するときは、この範囲は、Cから始まる線状アルキル、アルキルオキシ、フルオロアルキル及びフルオロアルキルオキシを包含するが、Cから始まる分岐状アルキル、分岐状アルキルオキシ、シクロアルキル、シクロアルキルオキシ、分岐状フルオロアルキル及び環状フルオロアルキルのみを指定する。
ここで、「アルキレン」という用語は、線状、分岐状または環状であることができ、二つ以上の結合点を有する炭化水素基を指す(例えば、二つの結合点を有するものとしては、メチレン、エチレン、1,2−イソプロピレン、1,4−シクロヘキシレンなど;三つの結合点を有するものとしては、1,1,1−置換メタン、1,1,2−置換エタン、1,2,4−置換シクロヘキサンなど)。この場合もまた、可能な炭素範囲、例えば非限定的な例としてC〜C20を指定する時は、この範囲は、Cから始まる線状アルキレンを包含するが、Cから始まる分岐状アルキレンまたはシクロアルキレンのみを指定する。これらのアルキレン部分は、以下に記載されるように、置換されていてもまたは置換されていなくともよい。より具体的には、ここで使用する場合は、「線状アルキレン」という用語は、一般式−CH−(CH−CH−を有する直鎖状二官能化アルキレン置換基を指し、そしてここで使用する場合、「分岐状アルキレン」という用語は、アルキル置換基を有するアルキレン置換基を指す。
ここで使用する場合、「アリール」という用語は、芳香族環から誘導される官能基または置換基、例えばフェニル、ナフチル、チエニル、インドリルなどを指す。ここでより具体的には、アリールまたは芳香族基という用語は、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル、アントラシル、ビフェニル類、ビス−フェニル類、トリス−フェニル類および類似物を包含する、6〜24個の炭素原子を含む基を指す。これらのアリール基は、更に、上記の適当な置換基のうちの任意のもの、例えば上記のアルキル、アルコキシ、アシルまたはアリール基で置換されてよい。
ハライドという用語は、F、Cl、Br及びIからなる群から選択されるハロゲン置換基を指す。
本明細書中に他に記載がなければ、「置換された」という記載は、アリール、アルキル、アルキルオキシに言及するときは、置換されていないアルキル、置換されたアルキル、置換されていないアリール、アルキルオキシアリール(アルキル−O−アリール−)、ジアルキルオキシアリール((アルキル−O−)−アリール)、ハロアリール、アルキルオキシ、アルキルアリール、ハロアルキル、ハライド、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、アセチル、アルキルカルボニルからなる群から選択される一つ以上の置換基も含むこれらの部分のうちの一つを指す。
或る部分を指定する時に、「置換された」という用語は、他に記載がなければ、置換基が、上記の置換基のうちの任意のものから選択される場合である。同様に、「置換されていない」という記載は、水素以外の置換基が存在しない同部分を指す。
ここで使用する場合、「ジケトン」という用語は、二つのケトン基を持つ溶剤を指し、非限定的な例は、ジアセチル、アセチルアセトン及びヘキサン−2,5−ジオンである。
ここで使用する「組成物(composition)」及び「調合物(formulation)」という用語は、互換可能であり、同義である。
ここで使用する場合、「スピンオン炭素層」及び「有機高炭素コーティング」という用語は、互換可能であり、同じことを意味する。
ここで、他に記載がなければ、「パターン化基材」とは次を指す:1)パターン化半導体基材;2)半導体をオーバーコートするパターン化フォトレジスト、または反射防止コーティングなどの下層でコーティングされた半導体;3)半導体基材上のパターン化有機高炭素コーティング、この場合、元の高炭素材料コーティングは、コーティングされた高炭素ポリマー;コーティングされたスピンオン炭素材料;または蒸着プロセスなどの他の手段によって半導体基材上に堆積された高炭素含有率のフィルムから誘導し得る。
ここで使用される場合、高k材料、高k金属酸化物、及び金属酸化物でできた高kという用語は、互換可能である。
本発明は、成分a、c及びd、任意選択的に及び成分bを含む組成物に関する。
ここで成分aは、次の構造(I)を有する金属化合物である。
構造(I)において、Mは、4の価数(4)を有する金属であり;nは1〜20の整数であり、そしてR、R、R、及びRは、それぞれ、1)、2)及び3)からなる群から独立して選択される部分である。
構造(I)において、部分1)は、構造(II)を有する第一の有機部分である。ここで、構造(II)において、Rは、C〜C10アルキレン、C〜C12分岐状アルキレン、C〜C12シクロアルキレン、C=C二重結合を含むC〜C10アルキレン、C=C二重結合を含むC〜C12分岐状アルキレン、及びC=C二重結合を含むC〜C12シクロアルキレンからなる群から選択され;そしてRは、水素、または構造(III)を有するアルキルオキシカルボニルであり、ここで、構造(III)において、RはC〜Cアルキルである。
構造(I)において、部分2)は、少なくとも二つの炭素及び構造(IV)を有するケイ素含有有機部分である。ここで、構造(IV)において、R及びRは、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され、R10は、C〜Cアルキル、C〜C16アリール、及びヒドロキシル及び構造(V)を有するシロキサンからなる群から選択される。ここで、式(V)において、R11は、水素、C〜Cアルキル、ヒドロキシルで置換されたC〜Cアルキル、C〜C16アリール、構造(VIa)を有するシリル部分からなる群から選択され、そしてR12及びR13は、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル及びC〜C16アリールからなる群から選択され、そしてpは、シロキサン部分(V)中の繰り返し単位の数を表す。ここで、構造(IVa)において、R8a及びR9aは、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され、R10aは、C〜Cアルキル及びC〜C16アリールからなる群から選択される。
構造(I)において、部分3)は、C〜Cアルキル、C〜Cアルキルカルボキシル、C〜C20アリールカルボキシル、フルオレニルカルボキシル、フッ素化C〜Cアルキルカルボキシル、C〜Cアルキルスルホニル、フッ素化C〜Cアルキルスルホニル、及びこれらの混合物からなる群から選択される第二の有機部分である。
構造(I)において、選択される部分は、この構造における上記の部分の混合物であってよい。
上記の本発明による組成物中の任意選択の成分bは、構造(VI)を有するポリオール添加剤であり、式中、XはCまたはNであり;rは少なくとも2であり;qは0〜2であり;但し、XがCの場合にはqとrの合計は4であり、そしてXがNの場合はqとrの合計は3である。R14は、水素、C〜Cアルキル及びC〜Cヒドロキシアルキルからなる群から選択される。XがNである場合は、YはC〜Cアルキレンである。XがCである場合は、Yは、直接原子価結合、C〜Cアルキレン、及び構造(VII)を有する部分からなる群から選択される。構造(VII)において、R15はC〜Cアルキレンであり;sは0〜2であり;そしてtは1〜2である。
上記の本発明による組成物中の成分cは、高性能ポリマー添加剤である。
上記の本発明による組成物中の成分dは、溶剤である。
組成物
成分a、金属化合物
上記の本発明による組成物の一つの態様では、構造(I)において、Mは、Si、Zr、Ta、Hf、Ti、Sn、Si、Pb、Nb、Mo、Ge及びWからなる群から選択される。本発明の組成物のこの観点の他の態様の一つでは、Mは、Zr、Hf、Ti、Ta、Nb及びSnからなる群から選択される。更に別の態様の一つでは、Mは、Zr、Hf及びTiから選択される。更に別の態様の一つでは、MはZrである。更に別の態様の一つでは、MはHfである。更に別の態様の一つでは、MはTiである。
他の態様の一つでは、成分aは、構造(I)を有する二種以上の異なる金属化合物の混合物である。
他の態様の一つでは、成分aは、複数の異なるMを有する構造(I)の二種以上の異なる金属化合物の混合物である。
他の態様の一つでは、成分aは、構造(I)を有する二種以上の異なる金属化合物の混合物であって、式中、Mは、Si、Zr、Ta、Hf、Ti、Sn、Si、Pb、Nb、Mo、Ge及びWからなる群から選択され、及び更に、前記混合物中の少なくとも一種の金属化合物は、Siに等しいMを持たない混合物である。
他の態様の一つでは、成分aは、構造(I)を有する二種の異なる金属化合物の混合物であって、第一の金属化合物のMがSiであり、そして第二の金属化合物が、Zr、Ta、Hf、Ti、Sn、Si、Pb、Nb、Mo、Ge及びWからなる群から選択されるMを有する混合物である。この態様の他の観点の一つでは、第二の金属化合物は、Zrに等しいMを有する。この態様の他の観点の一つでは、第二の金属化合物は、Hfに等しいMを有する。この態様の更に別の観点の一つでは、第二の金属化合物は、Tiに等しいMを有する。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(I)において、R、R、R及びRのための部分の少なくとも一つは、構造(II)を有する上記第一の有機部分、及び少なくとも二つの炭素を有しかつ構造(IV)を有する上記のケイ素含有有機部分からなる群から選択される。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(I)において、R、R、R及びRのための部分の少なくとも一つは、
からなる群から選択される。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(I)において、R、R、R及びRは、それぞれ独立して、構造(II)を有する第一の有機部分、及び少なくとも二つの炭素を有しかつ構造(IV)を有するケイ素含有有機部分からなる群から選択される。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(I)において、少なくとも二つの炭素かつ構造(IV)を有するケイ素含有有機部分は、構造(I)を有する金属化合物のR、R、R及びRの総モル量の30モル%〜60モル%の範囲で存在する。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(I)において、nは2〜20である。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(I)において、nは1である。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(II)を有する前記第一の有機部分は、式中、RがC〜C10アルキレン、C=C二重結合を含むC〜C10アルキレン、またはC〜C12シクロアルキレンであるものである。この態様の他の観点の一つでは、RはC〜C10アルキレンである。この態様の他の観点の一つでは、Rは、C=C二重結合を有するC〜C10アルキレンである。更に別の観点の一つでは、Rは、C〜C12シクロアルキレンである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(II)を有する第一の有機部分は、式中、RがC〜Cアルキルオキシカルボニルであるものである。この態様の他の観点の一つでは、RはC〜Cアルキルオキシカルボニルである。更に別の態様の一つでは、RはC〜Cアルキルオキシカルボニルである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(II)を有する第一の有機部分は、式中、Rが構造(III)を有し、Rが、C〜Cアルキルであるものである。この態様の他の観点の一つでは、RはC〜Cアルキルである。更に別の態様の一つでは、RはC〜Cアルキルである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(IV)において、この態様は、Rがメチル、エチル、プロピル、ブチルまたはt−ブチルであるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構(IV)において、この態様は、Rがメチル、エチル、プロピル、ブチルまたはt−ブチルであるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(IV)において、この態様は、Rが、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択されるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(IV)において、この態様は、Rが、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択されるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(IV)において、この態様は、R10が、C〜Cアルキル、C〜C16アリール、またはヒドロキシルであるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(IV)において、この態様は、R10が、C〜CアルキルまたはC〜C16アリールであるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(IV)において、この態様は、R10がC〜Cアルキルであるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(IV)において、この態様は、R10が構造(V)を有するシロキサンであるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(IV)において、この態様は、R及びRは、独立して、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され;R10は、構造(V)を有するシロキサンであり、ここで、R11が、構造(IVa)を有するシリル部分であり、ここでR8a及びR9aは、それぞれ独立して、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシから選択され、そしてR10aはC〜C16アリールである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、この態様は、構造(IV)において、R及びRは、独立して、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され;そしてここで、C10は、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択される。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構(IV)において、R10はメチル、エチル、プロピル、ブチルまたはt−ブチルである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(IV)において、R10は構造(V)を有するシロキサンである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(IV)において、構造(V)において、R11はC〜Cアルキルまたは水素である。この態様の他の観点の一つでは、R11はC〜Cアルキルまたは水素である。更に別の態様の一つでは、R11はC〜Cアルキルである。更に別の態様の一つでは、R11はC〜Cアルキルである。更に別の態様の一つでは、R11は水素である。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(IV)において、構造(V)において、R12はC〜Cアルキルである。この態様の他の観点の一つでは、R12はC〜Cアルキルである。更に別の態様の一つでは、R12はC〜Cアルキルである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(IV)において、R13はC〜Cアルキルである。この態様の他の観点の一つでは、R13はC〜Cアルキルである。更に別の態様の一つでは、R13はC〜Cアルキルである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、構造(IV)において、pは1〜500である。この態様の他の観点の一つでは、pは1〜200である。更にもう一つの他の態様では、pは1〜50である。
上記の本発明の組成物の他の態様では、これは、以下の構造を有する金属化合物またはこれらの構造を有する複数種の化合物の混合物を含み、これらの化合物のそれぞれは、n(繰り返し単位数)によって指定される繰り返し単位及び二つの末端基を含む。ここで、これらの構造は、構造(Ia1)、構造(Ia2)、構造(Ia3)または構造(Ia4)であり、ここで、R6a、R6b及びR6cは、独立して、C〜Cアルキルから選択され、更に、nは、独立して1〜20の整数である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは6〜20である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは1である。更に別の態様の一つでは、nが2〜20である場合は、該金属化合物は、nで指定される繰り返し単位の混合物、及び上記の構造に見られる二つの末端基を含む。本発明のこの観点の一つの態様では、nは6〜10である。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、これは、以下の構造を有する金属化合物またはこれらの混合物を含み、これらの化合物のそれぞれは、n(繰り返し単位数)によって指定される繰り返し単位及び二つの末端基を含む。ここで、これらの構造は、構造(Ib1)、構造(Ib2)、構造(Ib3)または構造(Ib4)であり、更に、nは独立して1〜20の整数である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは6〜20である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは1である。更に別の態様の一つでは、nが2〜20である場合は、該金属化合物は、nで指定される繰り返し単位の混合物、及び上記の構造に見られる二つの末端基を含む。本発明のこの観点の他の好ましい態様の一つでは、nは6〜10である。
上記の本発明の組成物の他の態様では、これは、以下の構造を有する金属化合物またはこれらの構造を有する複数種の化合物の混合物を含み、これらの化合物のそれぞれは、n(繰り返し単位数)によって指定される繰り返し単位及び二つの末端基を含む。ここで、これらの構造は、構造(Ic1)、構造(Ic2)、構造(Ic3)、構造(Ic4)、構造(Ic5)または構造(Ic6)であり、ここでR11bは、水素、C〜Cアルキル、ヒドロキシルで置換されたC〜Cアルキル、C〜C16アリール、及び構造(IVb)を有するシリル部分からなる群から選択され、そしてR6a、R6b及びR6cは、独立して、C〜Cアルキルから選択され、ここでnは、独立して、1〜20の整数であり、そしてpは、独立して、1〜500の整数である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは1〜20である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは6〜20である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは1である。更に別の態様の一つでは、nが2〜20である場合は、該金属化合物は、nで指定される繰り返し単位の混合物、及び上記の構造に見られる二つの末端基を含む。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、これは、以下の構造を有する金属化合物またはこれらの構造を有する複数種の化合物の混合物を含み、これらの化合物のそれぞれは、n(繰り返し単位数)によって指定される繰り返し単位及び二つの末端基を含む。ここで、これらの構造は、構造(Id1)、構造(Id2)、構造(Id3)、構造(Id4)、構造(Id5)または構造(Id6)であり、ここでR11aは、構造(IVc)を有するシリル部分であり、ここで、nは独立して1〜20の整数であり、そしてpは独立して1〜500の整数である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは6〜20である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは1である。更に別の態様の一つでは、nが2〜20である場合は、該金属化合物は、nで指定される繰り返し単位の混合物、及び上記の構造に見られる二つの末端基を含む。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、これは、以下の構造を有する金属化合物またはこれらの構造を有する複数種の化合物の混合物を含み、これらの化合物のそれぞれは、n(繰り返し単位数)によって指定される繰り返し単位及び二つの末端基を含む。ここで、これらの構造は、構造(Ie1)、構造(Ie2)、構造(Ie3)または構造(Ie4)であり、ここで、R6aはC〜Cアルキルから選択され、そしてR8a及びR9aは、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され、そしてR10aは、C〜Cアルキル及びC〜C16アリールからなる群から選択され、ここで、nは独立して1〜20の整数である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは6〜20である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは1である。更に別の態様の一つでは、nが2〜20である場合は、該金属化合物は、nで指定される繰り返し単位の混合物、及び上記の構造に見られる二つの末端基を含む。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、これは、以下の構造を有する金属化合物またはこれらの構造を有する複数種の化合物の混合物を含み、これらの化合物のそれぞれは、n(繰り返し単位数)によって指定される繰り返し単位及び二つの末端基を含む。ここで、これらの構造は、構造(If1)、構造(If2)、または構造(If3)であり、ここで、R6aはC〜Cアルキルから選択され、そしてR8a及びR9aは、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され、そしてR10aは、C〜Cアルキル及びC〜C16アリールからなる群から選択され、ここで、nは1〜20である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは6〜20である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは1である。更に別の態様の一つでは、nが2〜20である場合は、該金属化合物は、nで指定される繰り返し単位の混合物、及び上記の構造に見られる二つの末端基を含む。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、これは、以下の構造を有する金属化合物またはこれらの構造を有する複数種の化合物の混合物を含み、これらの化合物のそれぞれは、n(繰り返し単位数)によって指定される繰り返し単位及び二つの末端基を含む。ここで、これらの構造は、構造(Ig1)、構造(Ig2)、構造(Ig3)または構造(Ig4)であり、ここで、R6aはC〜Cアルキルから選択され、そしてR8a及びR9aは、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され、そしてR10aは、C〜Cアルキル及びC〜C16アリールからなる群から選択され、ここで、nは1〜20である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは6〜20である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは1である。更に別の態様の一つでは、nが2〜20である場合は、該金属化合物は、nで指定される繰り返し単位の混合物、及び上記の構造に見られる二つの末端基を含む。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、これは、以下の構造を有する金属化合物またはこれらの構造を有する複数種の化合物の混合物を含み、これらの化合物のそれぞれは、n(繰り返し単位数)によって指定される繰り返し単位及び二つの末端基を含む。ここで、これらの構造は、構造(Ih1)、構造(Ih2)、構造(Ih4)または構造(Ih3)であり、更に、nは1〜20である。本発明のこの観点の他の態様の一つでは、nは6〜20である。本発明のこの観点の他の態様の一つでは、nは1である。更に別の態様の一つでは、nが2〜20である場合は、該金属化合物は、nで指定される繰り返し単位の混合物、及び上記の構造に見られる二つの末端基を含む。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、これは、以下の構造を有する金属化合物またはこれらの構造を有する複数種の化合物の混合物を含み、これらの化合物のそれぞれは、n(繰り返し単位数)によって指定される繰り返し単位及び二つの末端基を含む。ここで、これらの構造は、構造(Ii1)、構造(Ii2)、構造(Ii3)または構造(Ii4)であり、ここで、R6a及びR6dはC〜Cアルキルから選択され、そしてR8a及びR9aは、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され、そしてR10aは、C〜Cアルキル及びC〜C16アリールからなる群から選択され、ここで更に、nは1〜20である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは6〜20である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは1である。更に別の態様の一つでは、nが2〜20である場合は、該金属化合物は、nで指定される繰り返し単位の混合物、及び上記の構造に見られる二つの末端基を含む。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、これは、以下の構造を有する金属化合物またはこれらの構造を有する複数種の化合物の混合物を含み、これらの化合物のそれぞれは、n(繰り返し単位数)によって指定される繰り返し単位及び二つの末端基を含む。ここで、これらの構造は、構造(Ij1)、構造(Ij2)、構造(Ij3)、または構造(Ij4)であり、nは1〜20である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは6〜20である。本発明のこの観点の一つの態様では、nは1である。更に別の態様の一つでは、nが2〜20である場合は、該金属化合物は、nで指定される繰り返し単位の混合物、及び上記の構造に見られる二つの末端基を含む。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、これは、以下の構造を有する金属化合物またはこれらの構造を有する複数種の化合物の混合物を含み、これらの化合物のそれぞれは、n(繰り返し単位数)によって指定される繰り返し単位及び二つの末端基を含む。ここで、これらの構造は、構造(Ik1)、構造(Ik2)、構造(Ik3)または構造(Ik4)であり、ここで、R6aはC〜Cアルキルから選択され、そしてR8a及びR9aは、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され、そしてR10aは、C〜Cアルキルであり、ここで、nは6〜20である。更に別の態様の一つでは、nが6〜20である場合は、該金属化合物は、nで指定される繰り返し単位の混合物、及び上記の構造に見られる二つの末端基を含む。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、これは、以下の構造を有する金属化合物またはこれらの構造を有する複数種の化合物の混合物を含み、これらの化合物のそれぞれは、n(繰り返し単位数)によって指定される繰り返し単位及び二つの末端基を含む。ここで、これらの構造は、構造(Il1)、構造(Il2)、構造(Il3)または構造(Il3)であり、ここでnは6〜20である。更に別の態様の一つでは、nが6〜20である場合は、該金属化合物は、nで指定される繰り返し単位の混合物、及び上記の構造に見られる二つの末端基を含む。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、金属化合物である成分aの重量%は、全ての固形成分の総重量%として、ポリオールである成分bが存在する場合は、約20重量%〜約98重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分の重量%は約25重量%〜約80重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分の重量%は約30重量%〜約70重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分の重量%は約35重量%〜約65重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分の重量%は約40重量%〜約60重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分の重量%は約45重量%〜約60重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分の重量%は約50重量%〜約60重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分の重量%は約55重量%〜約60重量%である。
上記本発明の組成物の他の好ましい態様の一つでは、ポリオールである成分bが存在する場合は、金属化合物である成分aの重量%は約20重量%〜約85重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分aの重量%は約30重量%〜約80重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分aの重量%は約50重量%〜約75重量%である。
ポリオールである成分bが存在する上記の全ての態様では、追加の固形成分が存在しない場合には、総固形物含有率は合計して100重量%である。追加の固形成分が存在する場合は、全ての固形物、すなわち成分a、成分b、成分c及び任意の追加の一種または複数の成分の総重量%固形分は、追加の固形成分が存在しない場合には、合計して全固形分の100重量%である。追加の固形成分が存在する場合は、全ての固形物、すなわち成分a、成分b、成分c及び任意の追加の一種または複数の成分の総重量%固形分は、合計して全固形分の100重量%となる。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、金属成分である成分aの重量%は、全ての固形成分の総重量%として、ポリオールである成分bが存在しない場合には、約20重量%〜約98重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分の重量%は約25重量%〜約80重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分の重量%は約30重量%〜約70重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分の重量%は約35重量%〜約65重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分の重量%は約40重量%〜約60重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分の重量%は約45重量%〜約55重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分の重量%は約50重量%からである。成分bが存在しない上記の全ての態様において、他の追加の固形成分が存在しない場合には、成分及び成分cの総固形物重量%。追加の固形成分が存在する場合には、全ての固形物、すなわち成分a、成分c及び任意の追加の他の一種または複数の成分の総重量%固形分は、合計して全固形分の100重量%である。
任意選択の成分b、ポリオール
上記の本発明の組成物の一つの態様では、ポリオールである成分bが存在する。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bにおいて、すなわち構造(VI)を有するポリオール添加剤において、この態様は、XがCであるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bにおいて、すなわち構造(VI)を有するポリオール添加剤において、この態様はXがNであるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bにおいて、すなわち構造(VI)を有するポリオール添加剤において、この態様は、Yが直接結合、メチレン、エチレンまたは構造(VII)を有する部分であるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bにおいて、すなわち構造(VI)を有するポリオール添加剤において、この態様は、rが2、3または4であるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bにおいて、すなわち構造(VI)を有するポリオール添加剤では、この態様は、R14が水素であるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bにおいて、すなわち構造(VI)を有するポリオール添加剤において、この態様は、qが0、1または2であるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bにおいて、すなわち構造(VI)を有するポリオール添加剤において、この態様は、sが0または2であるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bにおいて、すなわち構造(VI)を有するポリオール添加剤において、この態様は、sが0であるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bにおいて、すなわち構造(VI)を有するポリオール添加剤において、この態様は、sが2であるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bにおいて、すなわち構造(VI)を有するポリオール添加剤において、この態様は、sが1であるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bにおいて、すなわち構造(VI)を有するポリオール添加剤では、XがNである場合に、YがC〜Cアルキレンであり、またはXがCである場合に、Yが直接原子価結合、C〜Cアルキレン、及び構造(VII)を有する部分からなる群から選択される場合において、この態様は、R15がエチレンまたはプロピレンであるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bにおいて、すなわち構造(VI)を有するポリオール添加剤では、XがNである場合に、YがC〜Cアルキレンであり、またはXがCである場合に、Yが直接原子価結合、C〜Cアルキレン、及び構造(VII)を有する部分からなる群から選択される場合において、この態様は、tが1であるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bにおいて、この態様は、該ポリオール添加剤が、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセロール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、ネオペンチルグリコール、グリセロールプロポキシレート、及びペンタエリトリトールエトキシレートからなる群から選択されるものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bが存在する場合は、この態様は、該ポリオール添加剤が、次からなる群から選択されるものである:
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分b)が存在する場合は、これは次からなる群から選択される:
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分b)は次から選択される:
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分b)は次から選択される:
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、ポリオールである成分bが存在する場合は、全ての固形成分の重量%としてのこの成分の重量%は約1重量%〜約30重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分の重量%は約5重量%〜約30重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分の重量%としての成分bのこの重量%は、約10重量%〜約25重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分の重量%としての成分bのこの重量%は、約10重量%〜約20重量%である。この態様の他の観点の一つでは、総固形成分の重量%としての成分bのこの重量%は、約12重量%〜約15重量%である。成分bが存在する全ての上記の態様において、追加的な成分が存在しない場合には、総固形物含有率は、合計して、全固形分の100重量%となる。追加の成分が存在する場合は、全ての固形物、すなわち成分a、成分b、成分c及びこれらの一種または複数の追加的な成分のうちの任意のものの総重量%固形分は、合計して全固形分の100重量%となる。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bにおいて、この態様は、該ポリオール添加剤が500未満の分子量を有するものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bにおいて、この態様は、該ポリオール添加剤が300未満の分子量を有するものである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bにおいて、該ポリオール添加剤は少なくとも200℃の沸点を有する。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、該ポリオール添加剤は少なくとも250℃の沸点を有する。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、該ポリオール添加剤は少なくとも400℃の沸点を有する。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、高性能ポリマー添加剤である成分cは、ポリエーテル、ポリエステル、ポリスルホン及びポリエーテルスルホンからなる群から選択される。
成分c、高性能ポリマー
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、高性能ポリマー成分である成分cは、構造(VIII)を有する単位を含む:
式中、
Aは、縮合芳香族環を含み;
Bは、構造(IX)を有し;
式中、R16及びR17は、それぞれ独立して、水素またはC〜Cアルキルであり;そして
Cは、構造(X)を有するヒドロキシビフェニルである;
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、高性能ポリマー添加剤である成分cでは、該高性能ポリマー添加剤は、Aが構造(XI)を有する構造(VIII)を有する単位を含む:
式中、Dは、2〜8個の縮合芳香族環を含む基である。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、高性能ポリマー添加剤が構造(VIII)を有する単位を含む成分cにおいて、これは、Aが構造(XI)を有し、更にこの構造においてDがアントラセンである態様である。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、該高性能ポリマー添加剤が構造(VIII)を有する単位を含む、高性能ポリマー添加剤である成分cにおいて、これは、Aがアントラセンである態様である。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、該高性能ポリマー添加剤が構造(VIII)を有する単位を含む、高性能ポリマー添加剤である成分cにおいて、これは、Aが次の構造を有する態様である:
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、該高性能ポリマー添加剤が構造(VIII)を有する単位を含む、高性能ポリマー添加剤である成分cにおいて、これは、Bが次の構造を有する態様である:
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、該高性能ポリマー添加剤が構造(VIII)を有する単位を含む、高性能ポリマー添加剤である成分cにおいて、これは、Cが次の構造を有する態様である:
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、該高性能ポリマー添加剤が構造(VIII)を有する単位を含む、高性能ポリマー添加剤である成分cにおいて、Cは次の構造を有する:
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、該高性能ポリマー添加剤が構造(VIII)を有する単位を含み、ここでAが縮合芳香族環を含み、Bが構造(IX)を有し、R17が水素またはC〜Cアルキルであり、そしてCが構造(X)を有するヒドロキシビフェニルである場合に、これは、R16が水素またはメチルである態様である。
他の態様の一つでは、該高性能ポリマー添加剤が構造(VIII)を有する単位を含み、ここでAが縮合芳香族環を含み、Bが構造(IX)を有し、R16が水素またはC〜Cアルキルであり、そしてCが構造(X)を有するヒドロキシビフェニルである場合に、これは、R17が水素またはメチルである態様である。
上記の本発明の他の態様の一つでは、該高性能ポリマー添加剤が、構造(VIII)を有する単位を含み、ここでAが縮合芳香族環を含み、Bが構造(IX)を有し、R16及びR17が独立して水素またはC〜Cアルキルから選択され、そしてCが構造(X)を有するヒドロキシビフェニルである場合において、高性能ポリマー添加剤の態様は更に構造(XVI)を有する単位を更に含む:
式中、Eは、2〜8個の縮合芳香族環を含む基である。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、高性能ポリマー添加剤である成分cは、次からなる群から選択される構造を有する単位を含む:
この態様の他の観点の一つでは、R18及びR19は、それぞれ独立して水素またはC〜Cアルキルである。更に別の態様の一つでは、R18は水素またはメチルである。更に別の態様の一つでは、R19は水素またはメチルである。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、高性能ポリマー添加剤である成分cは、金属化合物の約1重量%〜約50重量%の量で存在する。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、ポリオールである成分bが存在する場合は、高性能ポリマー添加剤である成分cは、全固形成分の重量%として、約1重量%〜約50重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、成分bは約5重量%〜約50重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、成分bは約10重量%〜約50重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、成分bは約15重量%〜約50重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、成分bは約20重量%〜約50重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、成分bは約20重量%〜約45重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、成分bは約20重量%〜約40重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、成分bは約25重量%〜約35重量%で存在する。これらの態様の全ての観点において、追加的な固形成分が存在しない場合には、成分a、b及びcの固形成分の総重量%は合計して100重量%になる。追加的な固形成分が存在する場合、全ての固形成分、すなわち成分a、成分b、成分c、及び任意の追加的な一種または複数の成分の総重量%固形分は、合計して、全固形分の100重量%となる。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分bが存在しない場合は、高性能ポリマー添加剤である成分cは、全固形分の重量%として、約1重量%〜約60重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、成分cは約5重量%〜約60重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、成分cは約10重量%〜約60重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、成分cは約15重量%〜約55重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、成分cは約20重量%〜約55重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、成分cは約25重量%〜約55重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、成分cは約30重量%〜約55重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、成分cは約35重量%〜約55重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、成分cは約40重量%〜約55重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、成分cは約45重量%〜約55重量%で存在する。この態様の他の観点の一つでは、成分cは約50重量%から存在する。これらの態様の全ての観点において、成分bが存在しない場合は、固形成分a及びcの総重量%は、他の追加的な固形成分が存在しない場合は、合計して100重量%となる。追加の固形成分が存在する場合には、全ての固形物、すなわち成分a、成分c及び任意の追加の他の一種または複数の成分の総重量%固形分は、合計して全固形分の100重量%となる。
成分d、溶剤
溶剤は、通常は、アルコール、エステル、ケトン、ラクトン、ジケトンを含む溶剤または溶剤混合物である。界面活性剤などの追加的な成分(<1%)を、コーティング品質の向上のために加えることができる。ベークされたフィルムの組成は、上記の条件で、20〜70%の全酸化物を含む。
上記の新規組成物では、固形成分は、有機溶剤である溶剤成分f)中に溶解させてもよい。適当な有機溶剤の例には、限定はされないが、1−メトキシ−2−プロパニルアセテート(PGMEA)、1−メトキシ−2−プロパノール(PGME)、ブチルアセテート、酢酸アミル、酢酸シクロヘキシル、酢酸3−メトキシブチル、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、エチル−3−エトキシプロパノエート、メチル−3−エトキシプロパノエート、メチル−3−メトキシプロパノエート、メチルアセトアセテート、エチルアセトアセテート、ジアセトンアルコール、ピバル酸メチル、ピバル酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロパノエート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロパノエート、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ガンマ−ブチロラクトン、ガンマバレロラクトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、テトラメチレンスルホン、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテルまたはジエチレングリコールジメチルエーテル、及びアニソールなどが挙げられる。これらの溶剤は、単独で、または二種以上の溶剤の混合物として使用し得る。
一つの態様では、固形成分は、PGMEA/PGME 70:30中に溶解される。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、溶剤である成分dは、アルコール、エステル、ケトン、ラクトン、ジケトン、芳香族部分、カルボン酸、アミド、及びこれらの混合物からなる群から選択される。
一つの態様では、溶剤はシクロヘキサノンである。
任意選択の成分
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、成分a、b、c及びdに加えて、これらの組成物は、界面活性剤、レベリング剤、架橋性添加剤、及び熱活性化触媒からなる群から選択される少なくとも一種の追加的な成分を更に含んでよい。
コーティング品質を高めるために、界面活性剤などの任意選択の成分を、1重量%未満の濃度などの少量で加えることができる。
より具体的には、ここに開示かつ特許請求される該新規組成物との適合性を有しかつ該組成物に必要に応じて加えることができる成分としては、表面上のコーティングされた組成物の性質などを向上するための補助樹脂、可塑剤、表面レベリング剤及び安定剤などが挙げられる。表面レベリング剤には、界面活性剤などを挙げ得る。界面活性剤には特に制限はなく、そしてそれの例には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、及びポリオキシエチレンオレインエーテル;ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、例えばポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル及びポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル;ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー;ソルビタン脂肪酸エステル、例えばソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノバルミテート、及びソルビタンモノステアレート;ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルのノニオン界面活性剤、例えばポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレンソルビタントリオレエート、及びポリオキシエチレンソルビタントリステアレート;フッ素化界面活性剤、例えばF−Top EF301、EF303及びEF352(Jemco Inc.製)、Megafac F171、F172、F173、R08、R30、R90及びR94(Dainippon Ink & Chemicals,Inc.製)、Florad FC−430、FC−431、FC−4430及びFC−4432(Sumitomo 3M Ltd.製)、Asahi Guard AG710、Surflon S−381、S−382、S−386、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106、Surfinol E1004、KH−10、KH−20、KH−30及びKH−40(Asahi Glass Co.,Ltd.製);有機シロキサンポリマー、例えばKP−341、X−70−092及びX−70−093(Shin−Etsu Chemical Co.,Ltd.製);及びアクリル酸もしくはメタクリル酸ポリマー、例えばPolyflow No.75及びNo.95(Kyoeisha Yushikagaku Kogyo K.K.製)などが挙げられる。
上記の本発明の組成物の他の態様の一つでは、界面活性剤は、組成物の総重量の1%未満の量で存在する。
組成物:溶剤中の総固形成分の含有率
一つの態様では、これらの新規組成物のための溶剤中の全ての固形成分の総重量%固形分(重量/重量)は、この溶剤中で約1重量%〜約40重量%総固形成分の範囲である。他の態様の一つでは、約2重量%〜約40重量%の範囲である。本発明のこの観点の更に別の態様の一つでは、約5重量%〜約35重量%である。本発明のこの観点の更に別の態様の一つでは、固形成分の重量%は約10重量%〜約35重量%である。本発明のこの観点の更に別の態様の一つでは、約10重量%〜約35重量%である。本発明のこの観点の更に別の態様の一つでは、固形成分の重量%は約15重量%〜約30重量%である。他では、約20重量%〜約30重量%である。本発明のこの観点の更に別の態様の一つでは、固形成分の重量%は約25重量%である。
組成物の使用方法
トポグラフィ図形を有する基材中の空隙の充填方法
本発明の他の観点の一つは、上記の新規組成物のいずれかを用いたコーティングプロセスによってパターン化基材中のビアなどの空隙を充填することによって、パターン化高K材料を形成することにより電子デバイスを製造する方法である。上記パターン化基材は、パターン化半導体(ケイ素、ゲルマニウムなど)、パターン化スピンオン炭素、またはパターン化レジストであってよい。生じたパターン化材料は、高K材料としてのそれの使用の他に、ハードマスクの役割において電子デバイスの製造に代替的に使用し得る。このパターン化ハードマスクは、様々なプラズマに対して高い耐エッチング性を付与する、本発明の組成物中の金属化合物の含有分の耐熱性の性質の故に、パターンを基材中にエッチング及び転写することを可能にする。
該新規組成物は、以下のようにコーティングフィルムを形成するために基材(未パターン化またはパターン化基材)に施与することができる:
a)上記の本発明の組成物のいずれか一つを基材上に施与して、コーティングフィルムを形成する;及び
b)前記コーティングフィルムを150℃と400℃との間の温度で、30〜240秒間、加熱して、硬化したコーティングフィルムを形成する。
この態様の他の観点の一つでは、コーティングフィルムは、120秒間までの時間加熱される。他の観点の一つでは、本発明のハードマスク組成物は、スピンオンコーティングプロセスによって基材上に施与される。更に他の観点の一つでは、この組成物は、ワンステップ・スピンオンコーティングプロセスによってステップa)において基材上に施与して、コーティングフィルムを形成する。
空隙充填材料としての本発明の組成物の使用に関するこの方法の一つの態様では、コーティングされたフィルムを形成するために該組成物でコーティングされた基材は、トポグラフィ図形を含むパターン化基材である。この事例では、上記コーティングフィルムは、ステップb)で形成された硬化されたコーティングフィルムが上記トポグラフィ図形を覆うのに十分な厚さでコーティングされ、更に、ステップb)におけるフィルムのベークの後に、該プロセスは、更に、追加的なステップとして以下のようなステップc)を含む:
c)化学的ステッパまたはフッ素化プラズマエッチングを用いて、トポグラフィの表面を覆う上記硬化コーティングフィルムの部分を除去し、それによって、充填されたトポグラフィ図形を形成し、ここで硬化されたコーティングフィルムは、上記トポグラフィ図形の表面と同一面上にある。
本発明の方法のこの空隙充填観点の他の態様の一つでは、上記トポグラフィ図形は、ケイ素基材を覆うパターン化スピンオン炭素層中にある。この方法の他の態様の一つでは、上記トポグラフィ図形は、ケイ素、ゲルマニウムなどのパターン化半導体中にある。更に他では、上記トポグラフィ図形は、前記半導体基材を覆うパターン化レジスト中にある。これらの本発明のいずれの空隙充填方法の更に別の態様の一つでは、充填される前記トポグラフィ図形はビアである。これらのいずれの空隙充填方法の更に別の態様の一つでは、上記トポグラフィ図形はコンタクトホール、ビアまたは両者の混合である。
これらのいずれの方法の更に別の態様の一つでは、トポグラフィ図形が、半導体基材(例えばケイ素、ゲルマニウムなど)を覆うパターン化フォトレジストまたはパターン化有機高炭素コーティングである場合は、該方法は、ステップc)の後に、次のように追加的なステップとしてステップd)を更に含む。
d)上記のパターン化有機高炭素コーティングまたは上記パターン化フォトレジストを、酸素プラズマで除去し、それによって、上記パターン化フォトレジストまたは上記パターン化有機高炭素コーティングのネガトーン画像を形成し、ここで、残留した充填された上記トポグラフィ図形は、上記パターン化フォトレジストまたは上記パターン化有機高炭素コーティングの除去の後に、金属酸化物からなるパターンを形成する。この発明の一つの観点では、金属酸化物からなるこのパターンは、このような高K材料を組み入れる微細電子部品を製造するのに有用なパターン化高K材料として有用である。代替的に、本発明の他の観点の一つでは、金属酸化物からなるパターンは、フッ素化プラズマなどの近似プラズマ(approximate plasma)を用いて、下にある半導体基材中へのパターン転写のためのパターン化ハードマスクとして使用し得る。
ステップd)の後に残留したパターン化新規組成物がパターン化高K材料としてではなく、パターン化ハードマスクとして使用される本発明の方法では、上記の本発明の方法は、ステップd)の後に追加のステップとして以下のようなステップe)を含む:
e)金属酸化物からなる上記パターンを、パターン化ハードマスク、すなわちエッチングバリアとして使用し、そしてフッ素化プラズマを用いて、半導体基材中にエッチングする。
これらのいずれの上記方法の更に別の態様の一つでは(別の言い方では、パターン化高K材料またはパターン化ハードマスクを形成するための方法では)、上記トポグラフィ図形は、1:1〜10:1のアスペクト比を有する。これらのいずれの方法の更に別の態様の一つでは、上記トポグラフィ図形は、1〜10のアスペクト比を有し、そして微小寸法(CD)が5nm〜100nmの範囲のものから選択し得る。
ステップb)における任意の上記の方法の更に別の態様の一つでは、150℃〜400℃の温度でのフィルムのベークは、二つのベークステップb1)及びb2)で行われ、ここでベークステップb1)は250℃〜275℃で行われ、そしてベークステップb2)は300℃〜400℃で行われる。この態様の他の観点では、上記ベークステップb1)は200℃〜250℃であり、そしてベークステップb2)は350℃〜400℃である。この観点の他の態様の一つでは、上記ベークステップb1)は250℃であり、ベークステップb2)は400℃である。更に別の観点では、上記ベークステップb1)は30〜120秒間行われ、そして上記ベークステップb2)は60〜120秒間行われる。更に別の観点の一つでは、上記ベークステップb1は60秒間〜120秒間行われ、そして上記ベークステップb2)は90秒間〜120秒間行われる。更に別の観点の一つでは、上記ベークステップb1)は60秒間行われる。更に別の観点の一つでは、上記ベークステップb2)は120秒間行われる。
更に別の観点の一つでは、上記ベークステップb1は1分間行われ、そして上記ベークステップb2)は120秒間行われる。更に別の観点の一つでは、上記ベークステップb1)は60秒間行われる。更に別の観点の一つでは、上記ベークステップb2)は120秒間行われる。
パターン化ハードマスクを製造するためにケイ素基材上に本発明の組成物を使用する方法
この発明の他の観点は、上記の本発明のハードマスク組成物のいずれか一つを用いて未パターン化基材上にパターン化ハードマスクを製造し、そしてこのパターンを用いてパターン化基材を形成する方法であって、次のステップa3)〜h3)を含む方法である:
a3)請求項1〜94のいずれか一つの組成物を上記基材上に施与して、コーティングフィルムを形成し、
b3)このコーティングフィルムを、150℃〜400℃の温度でベークしてハードマスクフィルムを形成し、
c3)上記ハードマスクフィルムの上面に反射防止コーティングをコーティングし、
d3)上記反射防止コーティングの上面にフォトレジストをコーティングし、
e3)フォトレジストをパターン化して、フォトレジストパターンを形成し、
f3)フッ素化プラズマを用いて、上記フォトレジストパターンによって保護されていない上記底面反射防止コーティングを通してハードマスクコーティングに至るまでエッチングし、
g3)塩素プラズマを用いて、底面反射防止コーティング及び上記フォトレジストパターンによって保護されていない上記ハードマスクフィルムを通して、ケイ素基材に至るまでエッチングして、パターン化ハードマスクフィルムを形成し、
h3)上記パターン化ハードマスクによって保護されていない領域において、フッ素化プラズマを用いてケイ素基材中にエッチングして、トポグラフィ図形をケイ素図形中に形成する。
ステップb3)におけるこの方法の他の観点の一つでは、フィルムは、150℃〜400℃の温度でベークされ、このベークは、二つのベークステップb1’)及びb2’)で行われ、ここで、ここでベークステップb1’)は150℃〜250℃で行われ、そしてベークステップb2’)は300℃〜400℃で行われる。この態様の他の観点の一つでは、上記ベークステップb1’)は200℃〜250℃であり、そしてベークステップb2’)は350℃〜400℃である。この観点の他の態様の一つでは、上記ベークステップb1’)は250℃であり、ベークステップb2’)は400℃である。更に別の観点の一つでは、上記ベークステップb1’)は30秒間〜120秒間行われ、そして上記ベークステップb2’)は60秒間〜120秒間行われる。
更に別の観点の一つでは、ベークステップb1’)は、90〜120秒間行われる。更に別の観点の一つでは、上記ベークステップb2’)は、90秒間〜120秒間行われる。
更に別では、上記ベークステップb1’)は60秒間行われ、そして上記ベークステップb2’)は120秒間行われる。
一つの態様では、上記のように硬化された本発明の組成物の硬化フィルムは、約15重量%〜約75重量%の全金属酸化物を含む。この態様の他の観点の一つでは、硬化フィルムは約20重量%〜約70重量%の金属酸化物を含む。
上述の通り、パターン化ハードマスクとして使用されるパターン化及び硬化された本発明の組成物フィルムは、以下のように二つの方法で製造される:1)半導体基材上のパターン化フォトレジストまたはパターン化有機炭素コーティングからなるトポグラフィ図形の充填を介して、または2)未パターン化半導体基材上の本発明の組成物の硬化フィルムのフォトレジストパターン化プロセスを介する。いずれの場合も、フッ素プラズマを用いたエッチング転写の後に、パターン化ハードマスクの一部、この転写の後。この場合、残留したハードマスクパターンは、化学溶液中で剥離可能である。
以下、本発明のより具体的な態様と、このような態様を裏付ける実験結果について説明する。しかし、以下の開示は、例示のみを目的としたものであり、それ故、請求項に記載の発明の範囲を如何様にも限定することを意図したものではない点を指摘しておく。
ポリマーの分子量は、Water 2695 Alliance Separation Moduleを用いて、またはWaters Dual Wavelength UV Detector、Model 2487もしくは等価品及びWaters Differential Refractometer, Model 2414, Dectector等価品、Shodexカラムセット(一つのShodex GPC KF−801(1.5×10)カラム、二つのShodex GPC KF−802(5×10)カラム及び一つのShodex GPC KF−804(4×10)カラム)を備えた等価品を用いてゲル透過クロマトグラフィで測定した。移動相は、UV安定化THF HPLCグレードであり、そして分子量標準は、American Standards Corporation及びMillipore Corporationによって提供されるポリスチレン標準の設定通りか、または等価物であった。
AZ(登録商標)ArFシンナー(ArFシンナー)(別の言い方では、70/30 PGMEA/PGME)は、EMD Performance Materials Corp.(70,Meister Ave.,Somerville,NJ)から得た。Ti(IV)、ブトキシドポリマー(BTP)、ペンタエリトリトールエトキシレート(3/4EO/OH)及び他の化学品は、他に記載がなければ、Sigma−Aldrich Corp(St.Louis,MO,USA)から購入した。
以下の実施例の金属酸化物コーティングの屈折率(n)及び消衰係数(k)は、J.A.Woollam VASE32エリプソメータで測定した。
Ti重量%または他の金属の含有率を測定するために使用される熱重量測定は、O雰囲気中で120℃/分の加熱速度で50℃から800℃に加熱し及びこの温度を60分間維持して、A Perkin Elmer Thermogravimetric Analyzer TGA7を用いて行った。
Tiをまたは他の金属含有率を重量%で及びSi含有率を重量%で測定するために使用される元素分析は、Whitehouse NJのIntertekによって行った。
高性能ポリマー添加剤の量は、通常は、金属化合物の100%未満、好ましくは金属化合物の50%未満である。
溶剤は、通常は、アルコール、エステル、ケトン、ラクトン、ジケトンを含む溶剤または溶剤混合物である。界面活性剤などの追加的な成分(<1%)を、コーティング品質の向上のために加えることができる。
合成例1
200gのHf(IV)テトラn−ブトキシド(0.4247モル)を、276gの70/30 PGMEA/PGME中に溶解し、そしてN下に反応容器に注いだ。N下に攪拌しながらトリメチルシラノール(76g、0.8426モル)を上記の溶液に滴下しつつ、温度を攪拌しながら50℃に高めた。この反応を60℃で2時間維持した。次いで、127gの1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物(0.8238モル)及び127gの70/30PGMEA/PGMEを上記の反応混合物と混合し、そして反応を60℃で約1時間続けた。一晩室温に冷却した後、生成物を、褐色のボトルに貯蔵し、そして注意深く密封した。測定した全Hf含有率は、250℃で60秒間ベークした後に、フィルム中で45重量%であった。
合成例2
200gのZrテトラn−ブトキシド(n−ブタノール中80%)(0.4170モル)を、246.5gの70/30PGMEA/PGME中に溶解し、そしてN下に反応容器に注いだ。N2下に攪拌しながら上記溶液中にトリメチルシラノール77.5g(0.8592モル)を滴下しつつ、温度を攪拌しながら50℃に高めた。この反応を60℃で2時間維持した。次いで、103gの1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物(0.66814モル)及び103gの70/30PGMEA/PGMEを上記の反応混合物と混合し、そして反応を60℃で約1時間続けた。一晩室温に冷却した後、生成物を、褐色のボトルに貯蔵し、そして注意深く密封した。生成物溶液のFT−IRスペクトルをシクロヘキサン中で取った。1559cm−1及び1456cm−1での共鳴は、Zr錯体中でのCOO伸縮振動数に帰属した。測定された全Zr含有率は、250℃で60秒間ベークした後のフィルム中で26.8重量%であった。
合成例3
20gのZr n−ブトキシド(n−ブタノール中80%)(0.0417モル)を、27.6gの70/30PGMEA/PGME中に溶解し、そしてN下に反応溶液中に注いだ。N下に攪拌しながらトリメチルシラノール7.6g(0.08426モル)を上記溶液中に滴下しつつ、温度を攪拌しながら50℃に高めた。反応を60℃で2時間維持した。次いで、9.3gのシトラコン酸無水物及び9.3g(0.08300モル)の70/30PGMEA/PGMEを上記の反応混合物と混合し、そして反応を60℃で約1時間続けた。一晩室温に冷却した後、生成物を、褐色のボトルに貯蔵し、そして注意深く密封した。生成物溶液のFT−IRスペクトルをシクロヘキサン中で取った。1565cm−1及び1454cm−1での共鳴は、Zr錯体のCOO伸縮振動数に帰属した。測定された全Zr含有率は、250℃で60秒間ベークした後のフィルム中で25.4重量%であった。
合成例4
25gのシクロペペンチルメチルエーテル(CPME)及び90gのジエチレングリコールジメチルエーテル(DEGME)中に溶解させた12.76g(0.075モル)の2−フェニルフェノール、15.62g(0.075モル)の9−アントラセンメタノール、9.76g(0.075モル)のジビニルベンゼンからなる溶液を調製し、そしてこの混合物を、オーバーヘッド機械的攪拌機、凝縮器、温度計、ディーンシュタークトラップ及びNパージを備えた250mLの四つ首フラスコ中で5分間攪拌した。その後、1.14gのトリフルオロスルホン酸(モノマーの3重量%)を、攪拌された前記混合物に加え、そしてこれを更に5分間攪拌した。この攪拌された混合物の温度を次いで140℃に高め、そして3時間加熱した。この反応混合物を冷却し、そしてこれを250mLのシクロペンチルメチルエーテル(CPME)で希釈した後、これを分液漏斗に移し、そして2分割量の脱イオン(DI)水(200mLを二度)で洗浄した。ヘキサン中に注ぎ入れてポリマーを析出させた。このポリマーを濾過し、洗浄しそして乾燥した。このポリマーをTHF中に溶解し、そして更に二度、ヘキサンを用いて単離して、全てのモノマー及びオリゴマーを除去した。このプロセスは、原料から40%の完成ポリマーを与えた。このポリマーの重量平均分子量は、1.859であり、多分散性は1.40であった。
合成例5
40gのチタン(IV)ブトキシドポリマー(Ti(IV)BTPポリマー)(Sigma−Aldrich Corporation,St Louis Missouri)(0.1174モル)を52gの70/30PGMEA/PGME中に溶解し、そしてN下に反応容器中に注ぎ入れた。この溶液を攪拌し、そしてトリメチルシラノール12g(0.1330モル)をN下に滴下しながらその温度を50℃に高めた。この反応混合物を60℃で2時間維持し、その後、20gの1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物(0.1297モル)及び20gの70/30PGMEA/PGMEを、上記の反応混合物と混合し、そして反応を60℃で約1時間続けた。一晩室温に冷却した後、生成物を、褐色のボトルに貯蔵し、そして注意深く密封した。生成物溶液のFT−IRスペクトルをシクロヘキサン中で取った。970cm−1での共鳴は、Ti−O−Si伸縮振動数に帰属した。測定された総金属酸化物含有率は、150℃で60秒間ベークした後のフィルム中で28重量%であった。
合成例6
40gのTi(IV)BTPポリマー(0.1175モル)を58gの70/30PGMEA/PGME溶剤中に溶解し、そしてN下に反応容器中に注ぎ入れた。N下に攪拌しながら及びトリメチルシラノール18g(0.1996モル)を滴下しつつ、温度を50℃に高めた。この反応を60℃で2時間維持した。次いで、20gの1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物(0.1297モル)及び20gの70/30PGMEA/PGME溶剤を上記の反応混合物と混合し、そして反応を60℃で約1時間続けた。一晩室温に冷却した後、生成物を、褐色のボトルに貯蔵し、そして注意深く密封した。測定された総金属酸化物含有率は、150℃で60秒間ベークした後のフィルム中で32重量%であった。
合成例7
7.99g[0.0235モル]のTi(IV)BTPポリマーを14.36gの70/30PGMEA/PGME溶剤中に溶解し、そしてN下に反応容器中に注ぎ入れた。攪拌しながら温度を50℃まで高め、次いで7.0g[0.0455モル]の1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物及び10.5gの70/30PGMEA/PGME溶剤をN下にゆっくりと加えた。この反応を60℃で2時間維持した。次いで、9.8g[0.0465モル]のp−トリルトリメトキシシランを加え、そして反応を60℃で約3時間続けた。一晩室温に冷却した後、生成物を、褐色のボトルに貯蔵し、そして注意深く密封した。生成物溶液のFT−IRスペクトルを取った。1568.06cm−1及び970cm−1での共鳴は、それぞれTi−O−C及びTi−O−Si伸縮振動数に帰属した。
処方及びコーティング例1
合成例1からの20.0重量%の金属化合物及び5.0%のトリエタノールアミンを含む25%重量/重量溶液を、PGMEA/PGME70:30溶剤中で調製する。十分に混合した後、この溶液をケイ素ウェハ上にスピンコートし、そして250℃で60秒間ベークした。このコーティングされたウェハは、XSEM写真により良好なコーティング品質を示す。
処方及びコーティング例2
合成例2(または合成例3)からの20.0重量%の金属化合物及び5%のトリエタノールアミンを含む25%重量/重量溶液を、PGMEA/PGME70:30溶剤中で調製する。十分に混合した後、この溶液をケイ素ウェハ上にスピンコートし、そして250℃で60秒間ベークした。このコーティングされたウェハは、XSEM写真により良好なコーティング品質を示す。
処方及びコーティング例3
合成例2(または合成例3)からの14.0重量%の金属化合物及び6%のトリエタノールアミンを含む20%重量/重量溶液を、PGMEA/PGME70:30溶剤中で調製する。十分に混合した後、この溶液をケイ素ウェハ上にスピンコートし、そして250℃で60秒間ベークした。このコーティングされたウェハは、XSEM写真により良好なコーティング品質を示す。
処方及びコーティング例4
合成例1からの13.3重量%の金属化合物、3.3%のトリエタノールアミン及び合成例4からの3.3%のポリマーを含む20%重量/重量溶液を、PGMEA/PGME70:30溶剤中で調製する。十分に混合した後、この溶液をケイ素ウェハ上にスピンコートし、そして250℃で60秒間ベークした。このコーティングされたウェハは、XSEM写真により良好なコーティング品質を示す。
処方及びコーティング例5
合成例2からの13.3重量%の金属化合物、3.3%のトリエタノールアミン及び合成例4からの3.3%のポリマーを含む20%重量/重量溶液を、PGMEA/PGME70:30溶剤中で調製する。十分に混合した後、この溶液をケイ素ウェハ上にスピンコートし、そして250℃で60秒間ベークした。このコーティングされたウェハは、XSEM写真により良好なコーティング品質を示す。
処方及びコーティング例6
合成例5からの11.4重量%の金属化合物、2.9重量%のトリエタノールアミン及び合成例4からの5.7重量%のポリマーを含む20%重量/重量溶液を、シクロヘキサノン溶剤中で調製する。十分に混合した後、この溶液をケイ素ウェハ上にスピンコートし、そして250℃で60秒間ベークした。このコーティングされたウェハは、XSEM写真により良好なコーティング品質を示す。
処方及びコーティング例7
合成例6からの10重量%の金属化合物及び合成例4からの10重量%のポリマーを含む20%重量/重量溶液を、PGMEA/PGME70:30溶剤中で調製する。十分に混合した後、この溶液をケイ素ウェハ上にスピンコートし、そして250℃で60秒間ベークした。このコーティングされたウェハは、XSEM写真により良好なコーティング品質を示す。
ベーク例1の後のフィルム中の金属重量%の決定
処方例1〜5を、ケイ素ウェハ上で、コーティングし、そして通常は250℃/60秒〜300℃/60秒で適当な温度でベークした。フィルム中の金属重量%は、元素分析及びTGA重量損失測定によって測定した。二つの方法からの結果は一致している。測定された総金属酸化物含有率は、250℃/60秒間〜300℃/60秒間のベーク条件下にフィルム中20〜40重量%の範囲である。このフィルムは、全てのケースにおいて元素分析に基づいて、殆どが金属化合物から構成され、若干のケイ素を含む。
ビア充填性能評価例1
処方例1〜5を、コーティングし、そして250nmの膜厚を目的として、通常250℃/60秒間で適当な温度でベークした。次いで、例4〜5のコーティングされたウェハを、Albany製のケイ素ウェハ上で、400℃/120秒間でベークした。これらのAlbany製ウェハは、ビアの深さが650nmであり、ビアサイズが130、140、160、200及び300nmであるものである。ビアホールは、様々なピッチでパターン化し、すなち1:1、1:1.4及び1:6の緻密、半緻密及び孤立でパターン化した。使用した他のビアウェハは、ビアの深さが700nmであり、ビアサイズは約140nmであるものである。コーティングされたウェハは、走査電子顕微鏡で検査した。上記の加工条件下に空隙なしに、良好な充填性能が観察された。
トレンチ充填性能評価例1
250℃/60秒間のベーク温度で250nmの最終膜厚を目的として調節された固形分含有率を有する処方例1〜5の溶液を、トレンチサイズが100nm(深さ)×15nm(幅)及びライン/スペース(L/S)が1:1のパターン化されたウェハ上に、1500rpmのスピン速度でスピンコートした。次いで、処方例4〜5のコーティングされたウェハを、400℃/120秒間ベークした。断面走査電子顕微鏡(XSEM)データは、優れたフィルムコーティング品質及び良好な充填性能を示した。
ビア充填性能評価比較例1
処方例1〜5を、コーティングし、そして250nmの膜厚を目的として、通常250℃/60秒間で適当な温度でベークした。次いで、例1〜3のコーティングされたウェハを、Albany製のケイ素ウェハ上で、300℃/120秒間ベークした。これらのAlbany製ウェハは、ビアの深さが650nmであり、ビアサイズが130、140、160、200及び300nmであるものである。ビアホールは、様々なピッチでパターン化し、すなわち1:1、1:1.4及び1:6の緻密、半緻密及び孤立でパターン化した。使用した他のビアウェハは、ビアの深さが700nmであり、ビアサイズは約140nmであるものである。コーティングされたウェハは、走査電子顕微鏡で検査した。ビア中の空隙が、断面画像によって観察された。
トレンチ充填性能評価比較例1
250℃/60秒間のベーク温度で250nmの最終膜厚を目的として調節された固形分含有率を有する処方例1〜5の溶液を、トレンチサイズが100nm(深さ)×15nm(幅)及びライン/スペース(L/S)が1:1のパターン化されたウェハ上に、1500rpmのスピン速度でスピンコートした。次いで、処方例1〜3のコーティングされたウェハを、300℃/120秒間でベークした。断面走査電子顕微鏡(XSEM)データは、トレンチ充填に空隙を示した。
処方及びコーティング例6
合成例7からの80.0重量%の金属化合物及び20.0%のトリエタノールアミン、及び20.0%のu−981ポリマーを含む100%重量/重量溶液を、PGMEA/PGME70:30溶剤中で調製する。十分に混合した後、この溶液をケイ素ウェハ上にスピンコートし、そして250℃で60秒間ベークした。このコーティングされたウェハは、XSEM写真により良好なコーティング品質を示す。
ベーク例2の後のフィルム中の金属重量%の決定
処方例1〜7を、ケイ素ウェハ上で、コーティングし、そして通常は250℃/60秒間で適当な温度でベークした。フィルム中の金属重量%は、元素分析及びTGA重量損失測定によって測定した。二つの方法からの結果は一致している。測定された総金属酸化物含有率は、250℃/60秒間のベーク条件下にフィルム中に29.735重量%である。
ビア充填性能評価例2
処方例7を、コーティングし、そして250nmの膜厚を目的として、通常250℃/60秒間で適当な温度でベークした。これらのAlbany製ウェハは、ビアの深さが650nmであり、ビアサイズが130、140、160、200及び300nmであるものである。ビアホールは、様々なピッチでパターン化し、すなわち1:1、1:1.4及び1:6の緻密、半緻密及び孤立でパターン化した。使用した他のビアウェハは、ビアの深さが700nmであり、ビアサイズは約140nmであるものである。コーティングされたウェハは、走査電子顕微鏡で検査した。上記の加工条件下に空隙なしに、良好な充填性能が観察された。
ビア充填性能評価例3
処方例6を、ケイ素ウェハ上で、コーティングし、そして250nmの膜厚を目的として、通常250℃/60秒間の適当な温度で、次いで400℃/60秒間でベークした。これらのAlbany製ウェハは、ビアの深さが600nmであり、ビアサイズが70、75、80、90及び100nmであるものである。ビアホールは、様々なピッチでパターン化し、すなわちホール:スペース比が1:1、1:1.5及び1:9の緻密、半緻密及び孤立でパターン化した。コーティングされたウェハは、走査電子顕微鏡で検査した。上記の加工条件下に空隙なしに、良好な充填性能が観察された。
ビア充填性能評価例4
処方例7を、ケイ素ウェハ上で、コーティングし、そして250nmの膜厚を目的として、通常250℃/60秒間の適当な温度で、次いで400℃/60秒間でベークした。これらのAlbany製ウェハは、ビアの深さが600nmであり、ビアサイズが70、75、80、90及び100nmであるものである。ビアホールは、様々なピッチでパターン化し、すなわちホール:スペース比が1:1、1:1.5及び1:9の緻密、半緻密及び孤立でパターン化した。コーティングされたウェハは、走査電子顕微鏡で検査した。上記の加工条件下に空隙なしに、良好な充填性能が観察された。

Claims (115)

  1. a 次の構造(I)を有する金属化合物:
    [式中、
    Mは、4の価数(4)を有する金属であり;
    nは、1〜20の整数であり;
    、R、R、及びRは、それぞれ独立して、次のもの、すなわち:
    1)構造(II)を有する第一の有機部分:
    (式中、
    は、C〜C10アルキレン、C〜C12分岐状アルキレン、C〜C12シクロアルキレン、C=C二重結合を含むC〜C10アルキレン、C=C二重結合を含むC〜C12分岐状アルキレン、及びC=C二重結合を含むC〜C12シクロアルキレンからなる群から選択され;及び
    は、水素、または構造(III)を有するアルキルオキシカルボニルであり、
    は、C〜Cアルキルである)
    2)構造(IV)を有する、少なくとも2個の炭素を有するケイ素含有有機部分:
    (式中、
    及びRは、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され;
    10は、C〜Cアルキル、C〜C16アリール、ヒドロキシル、及び構造(V)を有するシロキサンからなる群から選択され:
    式中、
    11は、水素、C〜Cアルキル、ヒドロキシルで置換されたC〜Cアルキル、C〜C16アリール、及び構造(IVa)を有するシリル部分からなる群から選択され、構造(IVa)中、R8a及びR9aは、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され、そしてR10aは、C〜Cアルキル及びC〜C16アリールからなる群から選択され;
    12及びR13は、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され;及び
    pは、シロキサン部分(V)中の繰り返し単位数を表す);
    3)C〜Cアルキル、C〜Cアルキルカルボキシル、C〜C20アリールカルボキシル、フルオレニルカルボキシル、フッ素化C〜Cアルキルカルボキシル、C〜Cアルキルスルホニル、フッ素化C〜Cアルキルスルホニル、及びこれらの混合物からなる群から選択される第二の有機部分;及び
    4)これらの混合物;
    からなる群から選択される]
    b 構造(VI)を有するポリオール添加剤から構成される、任意選択の成分:
    [式中、
    XはCまたはNであり;
    rは少なくとも2であり;
    qは0〜2であり;
    但し、XがCの場合はqとrの合計は4であり、そしてXがNの場合はqとrの合計は3であり;
    14は、水素、C〜Cアルキル及びC〜Cヒドロキシルアルキルからなる群から選択され;
    XがNである場合は、YはC〜Cアルキレンであり、またはXがCである場合は、Yは、直接原子価結合、C〜Cアルキレン、及び構造(VII)を有する部分からなる群から選択され:
    式中、
    15はC〜Cアルキレンであり;
    sは0〜2であり;そして
    tは1〜2である]
    c 高性能ポリマー添加剤;及び
    d 溶剤、
    を含む組成物。
  2. Mが、Zr、Ta、Hf、Ti、Sn、Si、Pb、Nb、Mo、Ge及びWからなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。
  3. Mが、Zr、Hf、Ti、Ta、Nb及びSnからなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。
  4. 成分aが、構造(I)を有する二種以上の異なる金属化合物の混合物である、請求項1〜3のいずれか一つに記載の組成物。
  5. 構造(I)を有する二種以上の異なる金属化合物の混合物が異なるMを有する、請求項4に記載の組成物。
  6. 上記混合物中の少なくとも一種の金属化合物が、Siに等しいMを有さない、請求項4または5に記載の組成物。
  7. 成分aが、構造(I)を有する二種の異なる金属化合物、すなわち第一の金属化合物及び第二の金属化合物の混合物であり、ここで前記第一の金属化合物のMがSiであり、そして第二の金属化合物が、Zr、Ta、Hf、Ti、Sn、Pb、Nb、Mo、Ge及びWからなる群から選択されるMを有する、請求項1〜6のいずれか一つに記載の組成物。
  8. 、R、R及びRの少なくとも一つが、構造(II)を有する第一の有機部分、及び構造(IV)を有しかつ少なくとも二つの炭素を有するケイ素含有有機部分からなる群から選択される、請求項1〜7のいずれか一つに記載の組成物。
  9. 、R、R及びRの少なくとも一つが、
    からなる群から選択される、請求項1〜8のいずれか一つに記載の組成物。
  10. 、R、R及びRのそれぞれが、独立して、構造(II)を有する第一の有機部分、及び構造(IV)を有しかつ少なくとも二つの炭素を有するケイ素含有有機部分からなる群から選択される、請求項1〜8のいずれか一つに記載の組成物。
  11. 構造(IV)を有しかつ少なくとも二つの炭素を有するケイ素含有有機部分が、構造(I)を有する金属化合物のR、R、R及びRの全モル数の30モル%〜60モル%の範囲で存在する、請求項1〜10のいずれか一つに記載の組成物。
  12. nが2〜20である、請求項1〜11のいずれか一つに記載の組成物。
  13. nが1である、請求項1〜11のいずれか一つに記載の組成物。
  14. がC〜C10アルキレンである、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  15. が、C=C二重結合を含むC〜C10アルキレンである、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  16. が、C〜C12シクロアルキレンである、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  17. が、C〜Cアルキルオキシカルボニルである、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  18. が、C〜Cアルキルオキシカルボニルである、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  19. が、C〜Cアルキルオキシカルボニルである、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  20. が、C〜Cアルキルである、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  21. が、C〜Cアルキルである、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  22. が、C〜Cアルキルである、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  23. が、メチル、エチル、プロピル、ブチルまたはt−ブチルである、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  24. が、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択される、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  25. が、メチル、エチル、プロピル、ブチルまたはt−ブチルである、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  26. が、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択される、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  27. 10が、構造(V)を有するシロキサンである、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  28. 及びRが、独立して、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され;R10が、構造(V)を有するシロキサンであり、ここで、R11は、構造(IVa)を有するシリル部分であり、ここでR8a及びR9aは、それぞれ独立して、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシから選択され、そしてR10aはC〜C16アリールであり、そしてR12及びR13が、それぞれ独立して、C〜Cアルキルからなる群から選択される、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  29. 及びRが、独立して、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され;そしてここで、R10は、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択される、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  30. 10が、メチル、エチル、プロピル、ブチルまたはt−ブチルである、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  31. 10が、C〜Cアルキルである、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  32. 11がC〜Cアルキルまたは水素である、請求項1〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  33. 11がC〜Cアルキルまたは水素である、請求項2〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  34. 11が、C〜Cアルキルである、請求項2〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  35. 11が、C〜Cアルキルである、請求項2〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  36. 11が水素である、請求項2〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  37. 12がC〜Cアルキルである、請求項2〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  38. 12がC〜Cアルキルである、請求項2〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  39. 12がC〜Cアルキルである、請求項2〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  40. 13がC〜Cアルキルである、請求項2〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  41. 13がC〜Cアルキルである、請求項2〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  42. 13がC〜Cアルキルである、請求項2〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  43. pが1〜500である、請求項2〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  44. pが1〜200である、請求項2〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  45. pが1〜50である、請求項2〜13のいずれか一つに記載の組成物。
  46. 以下の構造のいずれか一つを有する金属化合物またはこれらの化合物の混合物を含み、R6a、R6b及びR6cが独立してC〜Cアルキルから選択され、更にnが独立して1〜20の整数である、請求項1に記載の組成物。
  47. 以下の構造のいずれか一つを有する金属化合物またはこれらの化合物の混合物を含み、ここで、nが独立して1〜20である、請求項1に記載の組成物。
  48. 以下の構造のいずれか一つを有する金属化合物またはこれらの化合物の混合物を含み、ここでR11bは、水素、C〜Cアルキル、ヒドロキシルで置換されたC〜Cアルキル、C〜C16アリール、及び構造(IVb)を有するシリル部分(式中、R6a、R6b及びR6cは独立してC〜Cアルキルから選択される)からなる群から選択され、そしてnは独立して1〜20の整数であり、そしてpは独立して1〜500の整数である、請求項1に記載の組成物。
  49. 以下の構造のいずれか一つを有する金属化合物、またはこれらの化合物の混合物を含み、ここで、R11aは、構造(IVc)を有するシリル部分であり、nは独立して1〜20の整数であり、そしてpは独立して1〜500の整数である、請求項1に記載の組成物。
  50. 以下の構造のいずれか一つを有する金属化合物またはこれらの化合物の混合物を含み、ここでnは独立して1〜20の整数である、請求項1に記載の組成物。
  51. 以下の構造のいずれか一つを有する金属化合物、またはこれらの化合物の混合物を含み、ここで、nは独立して1〜20の整数である、請求項1に記載の組成物。
  52. 以下の構造のいずれか一つを有する金属化合物、またはこれらの化合物の混合物を含み、ここでnは独立して1〜20の整数である、請求項1に記載の組成物。
  53. 以下の構造のいずれか一つを有する金属化合物、またはこれらの化合物の混合物を含み、ここで、nは独立して1〜20の整数である、請求項1に記載の組成物。
  54. 以下の構造のいずれか一つを有する金属化合物、またはこれらの化合物の混合物を含み、ここでR6a及びR6dは、独立して、C〜Cアルキルから選択され、そしてR8a及びR9aは、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され、そしてR10aは、C〜Cアルキル及びC〜C16アリールからなる群から選択され、ここでnは独立して1〜20の整数である、請求項1に記載の組成物。
  55. 以下の構造のいずれか一つを有する金属化合物、またはこれらの化合物の混合物を含み、ここで、nは独立して1〜20の整数である、請求項1に記載の組成物。
  56. 以下の構造のいずれか一つを有する金属化合物、またはこれらの化合物の混合物を含み、ここでR6aはC〜Cアルキルから選択され、そしてR8a及びR9aは、それぞれ独立して、C〜Cアルキル、C〜C12分岐状アルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜C12分岐状アルキルオキシ、及びC〜C16アリールからなる群から選択され、そしてR10aは、C〜Cアルキル及びC〜C16アリールからなる群から選択され、nは独立して6〜20の整数である、請求項1に記載の組成物。
  57. 以下の構造のいずれか一つを有する金属化合物、またはこれらの化合物の混合物を含み、ここで、nは独立して1〜20の整数である、請求項1に記載の組成物。
  58. 成分bにおいて、構造(VI)を有するポリオール添加剤において、XがCである、請求項1〜57のいずれか一つに記載の組成物。
  59. 成分bにおいて、構造(VI)を有するポリオール添加剤において、XがNである、請求項1〜57のいずれか一つに記載の組成物。
  60. 成分bにおいて、構造(VI)を有するポリオール添加剤において、Yが、直接結合、メチレン、エチレンまたは構造(VII)を有する部分である、請求項1〜57のいずれか一つに記載の組成物。
  61. rが2、3または4である、請求項1〜57のいずれか一つに記載の組成物。
  62. 14が水素である、請求項1〜57のいずれか一つに記載の組成物。
  63. 構造(VI)を有するポリオール添加剤が、qが0、1または2であるものである、請求項1〜57のいずれか一つに記載の組成物。
  64. 構造(VI)を有するポリオール添加剤において、構造(VII)が、sが0または2であるものである、請求項1〜57のいずれか一つに記載の組成物。
  65. 構造(VI)を有するポリオール添加剤において、構造(VII)が、R15がエチレンまたはプロピレンであるものである、請求項1〜57のいずれか一つに記載の組成物。
  66. 構造(VI)を有するポリオール添加剤において、構造(VII)がtが1であるものである、請求項1〜57のいずれか一つに記載の組成物。
  67. ポリオール添加剤が、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセロール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、ネオペンチルグリコール、グリセロールプロポキシレート、及びペンタエリトリトールエトキシレートからなる群から選択される、請求項1〜57のいずれか一つに記載の組成物。
  68. ポリオール添加剤が、
    からなる群から選択される、請求項1〜57のいずれか一つに記載の組成物。
  69. ポリオール添加剤が500未満の分子量を有する、請求項1〜57のいずれか一つに記載の組成物。
  70. ポリオール添加剤が300未満の分子量を有する、請求項1〜57のいずれか一つに記載の組成物。
  71. ポリオール添加剤が少なくとも200℃の沸点を有する、請求項1〜57のいずれか一つに記載の組成物。
  72. ポリオール添加剤が少なくとも250℃の沸点を有する、請求項1〜57のいずれか一つに記載の組成物。
  73. ポリオール添加剤が少なくとも400℃の沸点を有する、請求項1〜57のいずれか一つに記載の組成物。
  74. 高性能ポリマー添加剤が、ポリエーテル、ポリエステル、ポリスルホン及びポリエーテルスルホンからなる群から選択される、請求項1〜73のいずれか一つに記載の組成物。
  75. 高性能ポリマー添加剤が、構造(VIII)を有する単位を含む、請求項1〜73のいずれか一つに記載の組成物。
    式中、
    Aは、縮合芳香族環を含み;
    Bは、構造(IX)を有し;
    式中、R16及びR17は、それぞれ独立して、水素またはC〜Cアルキルであり;そして
    Cは、構造(X)を有するヒドロキシビフェニルである;
  76. Aが構造(XI)を有する、請求項75に記載の組成物。
    式中、Dは、2〜8個の縮合芳香族環を含む基である。
  77. Dがアントラセンである、請求項76に記載の組成物。
  78. Aがアントラセンである、請求項75に記載の組成物。
  79. Aが次の構造を有する、請求項75に記載の組成物。
  80. Bが次の構造を有する、請求項75に記載の組成物。
  81. Cが次の構造を有する、請求項75に記載の組成物。
  82. Cが次の構造を有する、請求項75に記載の組成物。
  83. 16が水素またはメチルである、請求項80に記載の組成物。
  84. 17が水素またはメチルである、請求項80に記載の組成物。
  85. 高性能ポリマー添加剤が構造(XVI)を有する単位を更に含む、請求項75〜84のいずれか一つに記載の組成物。
    式中、Eは、2〜8個の縮合芳香族環を含む基である。
  86. 高性能ポリマー添加剤が、
    [式中、R18及びR19はそれぞれ独立して水素またはC〜Cアルキルである]
    からなる群から選択される構造を有する単位を含む、請求項1〜73のいずれか一つに記載の組成物。
  87. 18が水素またはメチルである、請求項86に記載の組成物。
  88. 19が水素またはメチルである、請求項86に記載の組成物。
  89. 溶剤が、アルコール、エステル、ケトン、ラクトン、ジケトン、芳香族部分、カルボン酸、アミド、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1〜86のいずれか一つに記載の組成物。
  90. 界面活性剤、レベリング剤、架橋性添加剤及び熱活性化触媒からなる群から選択される少なくとも一つの追加的な成分を更に含む、請求項1〜89のいずれか一つに記載の組成物。
  91. 界面活性剤が、組成物の総重量の1%未満の量で存在する、請求項90に記載の組成物。
  92. 電子デバイスを製造する方法であって、
    a)請求項1〜91のいずれか一つに記載の組成物を基材上に施与して、コーティングフィルムを形成し;及び
    b)前記コーティングフィルムを150℃と400℃との間の温度で、30〜240秒間加熱し、それによって硬化されたコーティングフィルムを形成する、
    ことを含む前記方法。
  93. 上記コーティングフィルムを最大120秒間までの時間加熱する、請求項92に記載の方法。
  94. 上記組成物を、ステップa)において、スピンオンコート法によって基材上に施与して、コーティングフィルムを形成する、請求項92または93に記載の方法。
  95. 上記組成物を、ワンステップスピンオンコート法によって基材上に施与する、請求項94に記載の方法。
  96. 前記基材が、トポグラフィ図形を含むパターン化された基材であり、及びステップa)においては上記コーティングフィルムが、ステップb)においては上記硬化されたコーティングフィルムが前記トポグラフィを覆い、及び更に、ステップb)の後に、次のステップc):
    c)トポグラフィの上面を覆う部分の上記硬化されたフィルムを、化学的ストリッパまたはフッ素化プラズマエッチングを用いて除去し、それによって、充填されたトポグラフィ図形を生成し、この場合に、硬化されたコーティングフィルムが、上記トポグラフィ図形と面一であるステップ、
    を更に含む、請求項92〜95のいずれか一つに記載の方法。
  97. 上記トポグラフィ図形が、ケイ素基材を覆うパターン化スピンオン有機高炭素コーティングまたはパターン化フォトレジストコーティングによって形成される、請求項96に記載の方法。
  98. 前記トポグラフィ図形がビアである、請求項96または97に記載の方法。
  99. ステップc)の後に、次のステップd):
    d)前記パターン化有機高炭素コーティングまたは前記パターン化フォトレジストを酸素プラズマで除去し、それによって、前記パターン化フォトレジストまたは前記パターン化有機高炭素コーティングのネガトーン画像を形成し、ここで残留した前記充填されたトポグラフィ図形が、前記パターン化フォトレジストまたは前記パターン化有機高炭素コーティングの除去の後に、金属酸化物から構成されたパターンを形成するステップ、
    を更に含む、請求項97または98に記載の方法。
  100. ステップd)の後に、次のステップe):
    e)金属酸化物から構成された前記パターンをパターン化ハードマスク、すなわちプラズマエッチングバリアとして使用し、そしてフッ素化プラズマを用いて半導体基材中にエッチングするステップ、
    を更に含む、請求項96〜99のいずれか一つに記載の方法。
  101. 前記トポグラフィ図形が、1:1〜10:1のアスペクト比を有する、請求項96〜100のいずれか一つに記載の方法。
  102. 前記トポグラフィ図形が1〜10のアスペクト比を有し、及び10nm〜100nmの微小寸法(CD)の範囲のものから選択し得る、請求項96〜101のいずれか一つに記載の方法。
  103. ステップb)において、250℃〜400℃の温度でのフィルムのベークを二つのベークステップb1)及びb2)で行い、ここで、ベークステップb1)は250℃〜275℃で行われ、そしてベークステップb2)は350℃〜400℃で行われる、請求項96〜102のいずれか一つに記載の方法。
  104. 前記ベークステップb1)が200秒間〜250℃であり、前記ベークステップb2)が350℃〜400℃である、請求項103に記載の方法。
  105. 前記ベークステップb1)が30秒間〜120秒間行われ、前記ベークステップb2)が60〜120秒間行われる、請求項103または104に記載の方法。
  106. 前記ベークステップb1が60秒間〜120秒間行われ、前記ベークステップb2)が90秒間〜120秒間行われる、請求項103〜105のいずれか一つに記載の方法。
  107. 前記ベークステップb1)が60秒間〜120秒間行われる、請求項103〜106のいずれか一つに記載の方法。
  108. 前記ベークステップb2)が90秒間〜120秒間行われる、請求項103〜107のいずれか一つに記載の方法。
  109. ケイ素基材上にハードマスク組成物をコーティングする方法であって、
    a3)請求項1〜91のいずれか一つに記載の組成物を前記基材上に施与して、コーティングフィルムを形成し、
    b3)前記コーティングフィルムをベークして、ハードマスクフィルムを形成し、
    c3)前記ハードマスクフィルムの上面に底面反射防止コーティングをコーティングし、
    d3)前記反射防止コーティングの上面にフォトレジストをコーティングし、
    e3)前記フォトレジストをパターン化して、フォトレジストパターンを形成し、
    f3)前記フォトレジストパターンで保護されていない上記底面反射防止コーティングを通して、フッ素化プラズマを用いて前記ハードマスクコーティングに至るまでエッチングし、
    g3)前記底面反射防止コーティング及び前記フォトレジストパターンによって保護されていない前記ハードマスクフィルムを通して、塩素プラズマを用いて前記ケイ素基材に至るまでエッチングして、パターン化ハードマスクフィルムを生成し、そして
    h3)上記パターン化ハードマスクフィルムによって保護されていない領域において、フッ素化プラズマを用いてケイ素基材中にエッチングして、トポグラフィ図形をケイ素図形中に形成する、
    ことを含む、前記方法。
  110. ステップb3)において、150℃〜400℃の温度でのフィルムのベークを二つのベークステップb1’)及びb2’)で行い、ここでベークステップb1’)は150℃〜250℃で行われ、ベークステップb2’)は300℃〜400℃で行われる、請求項108に記載の方法。
  111. 上記ベークステップb1’)が200℃〜250℃であり、ベークステップb2’)が350℃〜400℃である、請求項110に記載の方法。
  112. 前記ベークステップb1’)が30〜120秒間行われ、前記ベークステップb2’)が60秒間〜120秒間行われる、請求項110または111に記載の方法。
  113. 前記ベークステップb1’)が60秒間行われ、前記ベークステップb2’)が90秒間〜120秒間行われる、請求項110〜112のいずれか一つに記載の方法。
  114. 前記ベークステップb1’)が60秒間〜120秒間行われる、請求項110〜112のいずれか一つに記載の方法。
  115. 前記ベークステップb2’)が90秒間〜120秒間行われる、請求項110〜113のいずれか一つに記載の方法。
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