JP2021500364A - 多孔性誘電体のキャッピングに使用する芳香族アミノシロキサン官能化材料 - Google Patents
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Abstract
Description
Low−κ多孔性誘電体のキャッピング上のスピン
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のような小型化された電子部品を製造するためのマイクロリソグラフィープロセスにおいて使用される。一般に、これらのプロセスでは、フォトレジスト組成物の薄膜が、まず、集積回路を作るために使用されるシリコンウエハのような基板材料に適用される。次に、コーティングされた基材をベークして、フォトレジスト組成物中の溶媒を蒸発させ、コーティングを基材上に固定する。次いで、基材の、ベークされ、コーティングされた表面に、画像化放射線を画像的に露光する。この放射線露光は、コーティング表面の露出領域に化学変換を引き起こす。可視光、紫外(UV)光、電子ビームおよびX線放射エネルギーは、マイクロリソグラフィープロセスにおいて今日一般的に使用されている画像形成放射線タイプである。この像様露光後、コーティング基材を現像液で処理し、放射線露出部または基材のコーティング表面の非露出部のいずれかを溶解し、除去する。
その態様の一つにおいて、本発明は、構造(1)のヘッド基X1、1つまたは2つのテール基X2と、それぞれ前記テール基を前記ヘッド基に結合する構造(2)のリンク基Lとを含む化合物である新規な芳香族−アミノ官能化合物に関する。
かつL内で、L2は、それを各前記テール基X2に結合する直接原子価結合であり、
rは前記リンク基Lを介して前記ヘッド基X1に結合された前記テール基X2の数を示し、1または2であり; Xは、直接原子価結合であるか、または−O−、−O−(C=O)−NH−、−NH−(C=O)−O−、−O−(C=O)−O−、−(C=O)−、−O−(C=O)−、−(C=O)−O−、−NH−(C=O)−NH−、
ここでnおよびn’は、独立して2〜8の範囲の整数である。
図面の簡単な説明
以上の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、いずれも例示的かつ説明的なものであり、主題に限定的なものではないことは理解されるべきである。本願では、一つという用語は、「少なくとも1つ」を意味し、特に断りがない限り「または」は「および/または」の使用を含む。さらに、「含まれる」及び「含まれる」などの他の形態を含む用語の使用は限定されない。また、「要素」または「構成要素」などの用語は、特に断りがない限り、1つの単位及び複数の単位を含む要素及び構成要素を含む要素及び構成要素の両方を含む。本明細書で使用する場合、「および」は包含することを意図しており、「または」は、特に断りがない限り独占することを意図していない。例えば、「または代替的に」という用語は、排他的であることを意図している。本明細書で使用する場合、「および/または」という用語は、単一の要素を用いることを含む前述の要素の任意の組み合わせを意味する。
その態様の一つにおいて、本発明は、構造(1)のヘッド基X1、1つまたは2つのテール基X2と、それぞれ前記テール基を前記ヘッド基に結合する構造(2)のリンク基Lとを含む化合物である新規な芳香族−アミノ官能化合物に関する。
かつL内で、L2は、それを各前記テール基X2に結合する直接原子価結合であり、
rは前記リンク基Lを介して前記ヘッド基X1に結合された前記テール基X2の数を示し、1または2であり; Xは、直接原子価結合であるか、または−O−、−O−(C=O)−NH−、−NH−(C=O)−O−、−O−(C=O)−O−、−(C=O)−、−O−(C=O)−、−(C=O)−O−、−NH−(C=O)−NH−、
ここでnおよびn’は、独立して2〜8の範囲の整数である。
ここで、X1aは、(3)、(3a)、(3b)からなる群から選択されるヘッド基であり、X2aは、(4)及び(4a)からなる群から選択されるテール基であり;
ここで、mは、2〜8までの整数であり、r’は、ヘッド基に結合されたテール基の数であり、X1aが(3)または(3b)から選択される場合、r’は1であり、X1aがヘッド基(3a)の場合、r’は2であり、m1およびm2は、独立して2〜8の範囲の整数であり;
yおよびy1は、独立して、0、1または2であり;
さらに、RおよびR1は、C1〜C6アルキル基から独立して選択される;
本発明の別の態様は、上記の新規な芳香族−アミノ官能性シロキサンのいずれか、および、微量の水および、約9〜約15.7の水中で測定されるpKaを有する有機非金属塩基性化合物を含む有機溶媒からなる新規な組成物である。上記新規組成物において、有機溶媒は、上記新規芳香族−アミノ官能性シロキサンの加水分解およびオリゴマー化反応を可能にするために、微量の水を含有しなければならない。適切な範囲の例は、約0.25〜約2.5質量%の範囲の水であり、別の実施形態では約0.5〜約2.5質量%である。このことは、組成物中の新規芳香族−アミノ官能性シロキサンの十分な加水分解およびオリゴマー化が、組成物の溶液からいかなる粒子をも沈殿させることなく生じさせる所定の溶媒中である限り、この範囲よりも高い量または低い量は、排除されないことを示す。
別の実施形態では、上記の新規組成物のいずれかを、微量の水を含む上記溶媒を含む溶液中で概ね室温でエージングさせて、新規組成物を生成させ、芳香族−アミノ官能化シロキサンの一部の加水分解およびオリゴマー化を経て、Si−OHおよびSi−O−Si部分の生成を介してオリゴマー化したSi−OHおよび芳香族−アミノ官能化シロキサンを含む加水分解された芳香族−アミノ官能化シロキサンをそれぞれ生成させることができる。
a1)上記の新規化合物のいずれか1つ、約0.5〜約2.5質量%の水を含む溶媒、及び約9〜約15.7のpKaを有する非金属塩基性化合物を組み合わせるステップ;
b1)溶液を室温で約2〜約3週間エージングして、前記化合物中のアルコキシシリル部分を部分的に加水分解し、オリゴマー化するステップ。
パターン化されていない基材上に自己組織化単層を形成するための方法であって、以下のステップを含む:
a2) 基材上に芳香族アミノシロキサン官能化材料を含む上記の本発明の組成物のいずれか1つをコーティングしてコーティングを生成するステップ、
b2) 不活性ガス下で約180〜約220℃の範囲の温度でコーティングを約10〜約30分間ベーキングしてベークされたフィルムを生成するステップ、
c2) ベークされたフィルムを溶剤により洗浄して、未グラフト材料を除去し、基材上に自己組織化単層を残すステップ。
a3)パターン化された誘電体基材上に芳香族アミノシロキサン官能化材料を含む上記の本発明の組成物のいずれか1つをコーティングすることにより、パターン化された基材上にコーティングを生成するステップ、
b3)不活性ガス下で約180〜約220℃の範囲の温度で、パターン化された基材上のコーティングを約10〜約30分間ベーキングしてベークされたフィルムを生成するステップ、
c3)ベークされたフィルムを溶剤により洗浄して、キャップ化されたパターン化誘電体を生成し、ここで、前記パターン化された誘電体基材の表面上において自己組織化された単層が、約1nm〜約2nmの範囲の直径を有する前記表面上の孔をキャップするステップ。
a4)パターン化された多孔性誘電体基材上に芳香族アミノシロキサン官能化材料を含む上記の発明の組成物のいずれか1つをコーティングすることにより、パターン化された基材上にコーティングを生成するステップ、
b4)不活性ガス下で180〜220℃の温度で、パターン化された基材上のコーティングを10〜30分間ベーキングして、ベークされたフィルムを生成するステップ、
c4)ベークされたフィルムを溶剤により洗浄して、キャップされたパターン化多孔性誘電体を生成し、ここで、前記パターン化された多孔性誘電体基材の表面上において自己組織化された単層が、10Å〜約20Åの範囲の直径を有する前記表面上の孔をキャップするステップ;
d4)原子層堆積を用いて、前記キャップされたパターン化多孔性誘電体上に金属の層を堆積するステップ。
ここで、このような実施形態のサポートを提供する本開示のより具体的な実施形態および実験結果について言及する。しかしながら、出願人は、下記の開示は例示的な目的のみを目的としており、特許請求の範囲における主題事項の範囲をいかなる形でも制限することを意図していないことに留意する。
シロキサンを含むビピリジンの合成
11−ブロモ1−ウンデセン100mmolとトリエトキシシラン102mmolを、付属の還流冷却器を装着した単一ネック丸底フラスコ(RBF)に添加した。次いで、1.0mLのKarstedt触媒(トルエン中の2質量%溶液、0.1mmol)をシリンジを介して添加し、発熱の停止後、フラスコを80℃の間の油浴中に1時間入れた。粗混合物の1H NMRは鎖末端オレフィン基の完全な消費を示したが、スペクトルの精密検査によって、約15〜20%のオレフィン転位生成物の存在を示した。所望の(11−ブロモウンデシル)トリエトキシシランの分離を、20%酢酸エチルヘキサンを使用するシリカ上のカラムクロマトグラフィーによって達成した。収率は47.6%であった。
11−ブロモ1−ウンデセン86mmolおよびトリエトキシシラン91mmolを、付属の還流冷却器を装着した単一ネックのRBFに添加した。次に、1.0mLのKarstedt触媒(トルエン中の2質量%溶液、0.1mmol)をシリンジを介して添加し、フラスコを70℃の間の油浴中に2時間入れた。粗混合物の1H NMRは鎖末端オレフィン基の完全な消費を示したが、スペクトルの精密検査は約15〜20%のオレフィン転位生成物の存在を示した。転位オレフィンおよび過剰トリエトキシシランからの(11−ブロモウンデシル)トリエトキシシランの分離は、高真空下での分別蒸留によって達成された(収率67%)。
11−ブロモ1−ウンデセン133mmolおよびトリエトキシシラン136mmolを、付属の還流冷却器を装着した単一ネックのRBFに添加した。次に、1.0mLのKarstedt触媒(トルエン中の2質量%溶液、0.1mmol)をシリンジを介して添加し、フラスコを70℃の間の油浴中に2時間入れた。転位オレフィンおよび過剰のトリエトキシシランからの(8−ブロモオクチル)トリエトキシシランの分離を、高真空下での分別蒸留によって達成した(10−6mmにおいて沸点(BP.)170℃)。収率53.3%であった。図1は(8−ブロモオクチル)トリエトキシシランの1H NMRスペクトルを示す。
8−ブロモ1−オクテン266.8mmolおよびジメチルエトキシシラン345.4mmolを、付属の還流冷却器を装着した単一のネックRBFに添加した。次にKarstedt触媒1.0mL(トルエン中2質量%溶液、70℃で2時間攪拌した。高真空下(10−6mmにおいて沸点(BP.)170℃)で分画蒸留したところ、61.0g(収率79.7%)得られた。
これらの例は、シロキシ−ビピリジン誘導体の合成を示す(反応式2)。
三方中隔アダプターを装着した単一ネックRBFに、4.4ジメチルビピリジン(40mmol)4.2gを添加した。高真空下で10分間乾燥した後、フラスコにアルゴンを充填し、約500mLの乾燥THFをカニューレに移した。フラスコ内の透明な溶液を氷水浴で冷却した。その後、アルゴン下にカニューレを介して2MのLDA(50.0mmol)25mLを加え、暗赤褐色に変色した。得られた暗色溶液を1時間攪拌しながら保ち、次に25mLの乾燥THFに溶解した20.0g(56.3mmol)の8−ブロモ1−トリエトキシシランを、アルゴンパージで5分間脱ガスし加えた。溶液を氷浴温度で1時間攪拌した後、室温に戻した後、一晩攪拌した。翌日、THFを減圧下でロータリーエバポレーターにより除去し、得られた粘性接着剤質量をシリカカラムに装填し、分離して二官能性シリオキシ誘導体12g(収率=73.6%)を得た。
三方中隔アダプターを装着した単一ネックRBFに、4.4ジメチルビピリジン(93mmol)17.1gを添加した。高真空下で10分間乾燥した後、フラスコにアルゴンを充填し、乾燥THF約600mLをカニューレに移した。フラスコ内の透明な溶液を氷水浴で冷却した。その後、アルゴン下にカニューレを介して2MのLDA(100.0mmol)50mLを加え、暗赤褐色に変色した。得られた暗色溶液を1時間攪拌しながら保ち、次に25mL乾燥THFに溶解した8−ブロモオクチル)(エトキシ)ジメチルシラン30.0g(101mmol)を、アルゴンパージで5分間脱ガスし加えた。溶液を氷浴温度で1時間攪拌した後、室温に戻した後、一晩攪拌した。翌日、THFを減圧下でロータリーエバポレーター上で除去し、得られた粘性接着剤質量をシリカカラムに装填し、分離して、所望の化合物19.2g(収率=51.9%)を得た。
本節では、1,10−フェナントロリンのヒドロキシアルキルスルファニル誘導体の合成について示す。2−ヒドロキシエチルスルファニル誘導体については、Tetrahedron、67,2011、7470−7478に記載されているプロトコールから手順を適合させたが、ここで採用する精密検査手順は全く異なる。反応式3は、1,10−フェナントロリンのヒドロキシアルキルスルファニル誘導体の一般的な合成経路を示す。
例9a:2−((1,10−フェナントロリン−5−イル)チオ)エタン−1−オール (I)の合成
2−メルカプトエタノール(4.46g、57.1mmol)を無水エタノール100ml中のナトリウムエトキシド溶液(21%エタノール溶液として11.37g,35.1mmol)にゆっくり加えた。この混合物を30分間窒素充填し、その後、無水エタノール400ml中の5,6−エポキシ−5,6−ジヒドロ−1,10−フェナトロリン(9.85g,50.2mmol)の溶液に滴下し、室温で計21時間攪拌した。反応混合物を20%HClでpH7に中和し、生成物を1.750Lの水を加えることにより単離した。固体物質は、数サイクル攪拌しながら減圧下で濾過し、水中に懸濁した。800Cの真空オーブンで乾燥した後、12.3g(92%)の物質Iを真空オーブンで乾燥した後、ボトルに入れ、そのまま次の段階で使用する。融点、175−177℃、1H NMR (CD3OD):δ3.24(t,J=6.1Hz,2H;CH2S),3.84(t,J=6.0Hz,2H;CH2O),7.58(dd,J=8.1,4.3Hz,H8),7.66(dd,J=8.4,4.3Hz,H3),7.85(s,H6),8.11(dd,J=8.1,1.7Hz,H7),8.76(dd,J=8.3,1.6Hz,H4),9.01(dd,J=4.3,1.7Hz,H9),9.17(dd,J=4.3,1.6Hz,H2).
無水エタノール11g中のナトリウムエトキシド溶液(21%エタノール溶液として2.66g,8.2mmol)に8−メルカプト−1−オクタノール(2.20g,13.56mmol)をゆっくり添加した。ここの混合物を30分間窒素充填し、その後、窒素下で、56mlの無水エタノール中の5,6−エポキシ−5,6−ジヒドロ−1,10−フェナトロリン(2.54g,12.9mmol)を滴下し、室温で計21時間攪拌した。反応混合物を20%HClでpH7に中和し、750mlの水を添加することによって生成物を単離した。固体物質は、減圧下で濾過し、数サイクル攪拌しながら水中に懸濁した。真空オーブンで80℃4.1g(93%)の物質IIで乾燥後、ボトルに入れ、そのまま次の段階で使用する。1HNMR(CDCl3):δ1.73−1.30(m、12H;CH2)、3.04(t、J=7.3Hz、2H;CH2S)、3.59(t、J=6.6Hz、2H;CH2O)、4.70(bs、1H;OH)、7.58(dd、J=8.0、4.3Hz、H8)、7.65(dd、J=8.3、4.3Hz、H3)、7.70(s、H6)、8.11(dd、J=8.1、1.7Hz、H7)、8.70(dd、J=8.4、1.6Hz、H4)、9.10(dd、J=4.3、1.7Hz、H9)、9.20(dd、J=4.3、1.6Hz、H2).
これらの例は、シロキサンを含む1,10のフェナントロリンの合成を示す(反応式4)。
60mlの無水CCl4中5−(2−ヒドロキシエチル−スルファニル)−1、10−フェナントロリン(I)(3.93g、15.3mmol)と3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン(4.25g、17.2mmol)の攪拌した懸濁液に、3滴のSn(II)触媒を加え、室温で反応粗を一晩攪拌した。ロータリーエバポレーター上において透明溶液から溶媒を除去した。固体材料を室温で5回、ローラー上でヘキサン抽出に供した。減圧オーブンで40℃で乾燥した後、融点98−100℃で黄色がかった純物質7.16g(93%)が得られている。そのまま次のステップで使用された。1HNMR(CDCl3):δ0.59(bt、J=8.0Hz、2H;CH2Si)、1.19(t、J=7.0Hz、9H;CH3)、1.58(m、2H)、3.12(q、J=13.1、6.6Hz;CH2N)、3.27(t、J=6.89Hz;2H、CH2S)、3.78(q、J=14.0、7.0Hz、6H、SiOCH2)、4.28(t、J=6.7Hz;2H、CH2OC(O))、4.88(bs、1H,NH)、7.64(dd、J=8.3、4.3Hz、H8)、7.68(dd、J=8.3、4.3Hz、H3)、7.94(s、H6)、8.18(dd、J=8.1、1.5Hz、H7)、8.76(dd、J=8.3、1.2Hz、H4)、9.12(dd、J=4.2、1.5Hz、H9)、9.16(dd、J=4.2、1.4Hz、H2).
35mlの無水CCl4中の5−(2−ヒドロキシオクチルスルファニル)−1,10−フェナントロリン(I)(3.33g、9.79mmol)と3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン(2.50g、10.1mmol)との撹拌懸濁液に、2滴のSn(II)触媒を添加し、反応粗生成物を38℃で一晩撹拌した。ロータリーエバポレーター上において透明溶液から溶媒を除去した。固体材料を室温において3回ローラー上でヘキサン抽出に供した。減圧オーブンで40℃で乾燥した後、融点86〜880Cの黄色がかった純物質5.5g(93%)が得られている。そのまま次のステップで使用された。1HNMR(CDCl3):1.19(t、J=7.0Hz、9H;CH3)、1.33(bs、6H、CH2)、1.47(m、2H;CH2)、1.57(m、4H;CH2)、1.72(m、2H;CH2)、3.05(t、J=7.3Hz、CH2S)、3.14(bq、J=13.4、6.6Hz;2H、CH2N)、3.78(q、J=14.0、7.0Hz、6H、SiOCH2)、3.99(t、J=6.4Hz;2H、CH2OC(O))、4.84(bs、1H,NH),7.59(dd、J=8.1、4.3Hz、H8)、7.66(dd、J=8.4、4.3Hz、H3)、7.71(s、H6)、8.13(dd、J=8.1、1.6Hz、H7)、8.74(dd、J=8.3、1.6Hz、H4)、9.10(dd、J=4.3、1.6Hz、H9)、9.19(dd、J=4.3、1.6Hz、H2).
例12:未加工の基材(Si/SiO2)及び多孔性パターン化誘電体のSAMによる工程
化合物を等モルのn−ブチルアミンの存在下でPGMEAに溶解して1.2質量%溶液を作製した。溶液を室温に保ち、その安定性と組織化挙動を時間の関数として解析した。クリーニングした8’Siウエハからの11/2x11/2インチ試験片カット(試験片カット)に対して組織化研究を行った。試験片(試験片)を、保持時間からなるスピンコーティングプロトコルを用いてシロキシビピリジン誘導体でスピンコーティングし、200〜2500rpmからスピン速度の漸増を行った。試験片を温度200℃で20分間ベークし、PGMEAで洗浄した。洗浄試験片をさらにホットプレート上に1分間保持し、残留溶媒を除去して、さらなる研究を行った。試験片は膜厚に対して偏光解析法を用い、形態に対してはAFMを用いて解析した。試験片を新しく調製した溶液でスピンコーティングした場合、得られた厚さは予想よりも小さかったが、2〜3日のエージング溶液後に所望の厚さが得られた。これは触媒と残留水の存在下でのシロキシ基の加水分解に起因した。加水分解されたシラノール基はSAMの形成に有用である。
図4は、Si/SiO2上のC9MBSiのSAMのAFM高さイメージを示す(N2下200℃で20分間ベーク処理)。
以下の例は、発明のSAMの有用性を実証し、また、それらの予想外の特性を実証した。
バリア層としてのSAM特性を特徴づけ、金属キレート化に対するビピリジンテール基の役割を評価するために、SAMを2つの異なる方法を用いて反応性金属酸化物前駆体で処理した。
第1の方法では、製剤1または製剤2のいずれかでコーティングされた参照基材およびSAMコーティング基材をトリエチルアルミニウムで処理した。グローブボックス内で以下のように操作を行った:1.5×1.5インチ試験片上にトリエチルアルミニウム(TEA)(トルエン中25質量%溶液)1mLを1分間置いた後、過剰のシクロヘキサンで洗浄した。グローブボックスから試験片を取り出した後、これらは空気に曝露されると直ちに加水分解を受けた。次に、試験片を脱イオン水流下でさらに洗浄し、蒸着したTEAを加水分解し、TEAの物理的吸収副産物をすべて除去した。次いで、試験片をPGMEAを用いてさらに洗浄し、110℃で2分間加熱して乾燥した。Si−試験片上のSAMのTEA処理前XPS(X線光電子分光)分析は、CおよびNについてはより高いat%(原子%)値を示し、SiおよびOについては低い値を示し、これはSi表面上のSAMの形成を示している(表3)。製剤1及び製剤2に対するC/Nの相対比は、それぞれ10及び11であった。Siは少量のCとNを有し、これはXPSと関連することが知られている環境汚染によるものであった。
同様に、ALDを用いて、ハフニウムとして前駆体のテトラキス(ジメチルアミド)ハフニウム(IV)(TDMAHf)、酸素には水を用いて酸化ハフニウムの薄膜を堆積させた。使用した基材温度は200℃で、計35ALDサイクルを適用し、約3.5nmのHfO2の薄膜を成長させた。元素組成はXPSを用いて算出した(表7)。対照と製剤1および製剤2との間にはHf原子%のわずかな差が認められた。これらの結果は、Al2O3のALDを用いて観察されたものと同じ傾向になった。このことは、最初の数回のALDサイクルが、より多くのALDサイクルにさらされた場合、より多くのMOを成長させることができる表面の活性化に関与したことを示している。さらに、35サイクル後に観察された表面の原子組成に有意な変化がなかったので、SAMは35ALDサイクルまで安定であった。
SAMの調製に使用される2つの一般的な方法は、ディップコーティングおよび気相蒸着である。いくつかの一般的に使用されるSAM前駆体を表8に示し、これらを等モル量のn−ブチルアミンを含有する1質量%溶液としてPGMEAに溶解し、本発明の製剤(表2の製剤)と比較したところ、これらの材料は、表8に要約されるように、それらの使用に関連する問題があることが見出された。具体的には、本発明の芳香族−アミノ官能性シロキサン(例えば表2)を含む発明の組成物のみが、正当に実施され、4週間のエージング後でもSAM層を一貫して形成された。他の材料は、適切にスピンコーティングできず、多層である視覚的に不均一なコーティングを形成するが、PGMEAに溶解すると不安定な溶液を形成し、急速に沈殿を形成した。従って、本発明の組成物は、そのような材料の最初の報告であるだけでなく、予想外にも、スピンコーティング可能であるという特性を示し、多孔性誘電体上に自己集合単層を形成し、それが次いで、堆積中に酸化金属の孔への望ましくない拡散に対する障壁として作用し得る。このような拡散は、もし抑制されなければ、マイクロエレクトロニクスデバイスにおける多孔性誘電体の性能の劣化につながるであろう。
Claims (37)
- 構造(1)のヘッド基X1、1つまたは2つのテール基X2と、それぞれ前記テール基を前記ヘッド基に結合する構造(2)のリンク基Lとを含む化合物あって、
ここで、前記リンク基L中、L1がそれを前記ヘッド基X1に結合し、L1は直接原子価結合、−CH2−、−S−および−O−から選択され;
かつL内で、L2は、それを各前記テール基X2に結合する直接原子価結合であり、
rは前記リンク基Lを介して前記ヘッド基X1に結合された前記テール基X2の数を示し、1または2であり;Xは、直接原子価結合であるか、または−O−、−O−(C=O)−NH−、−NH−(C=O)−O−、−O−(C=O)−O−、−(C=O)−、−O−(C=O)−、−(C=O)−O−、−NH−(C=O)−NH−、
ここでnおよびn’は、独立して2から8の範囲の整数であり;
Yは、構造(1)のb位およびd位を結合する任意の二価有機部分であって、一重または二重炭素−炭素結合を含む2つの炭素結合を形成し;
ここで、この結合上の前記の2つの位置は、水素、アルキル基、またはアリール基で独立してさらに置換され得、または、この結合上の前記2つの位置は、6員の飽和または芳香環部分で共に結合され;
さらに、結合そのもの、その置換基、または二価有機部分Y中の前記の2つの位置を結合する任意の環部分は、リンク基Lを介して前記テール基X2の各々に結合する前記ヘッド基X1の結合点であってよく、さらにここで;
二価有機部分Yが存在する場合には、他に置換されていない場合には、a、c、およびeの位置は、前記リンク基Lを介して前記テール基X2の各々に対する前記ヘッド基X1の結合位置となり得るか、または水素、アルキル部分、またはアリール部分によって独立して置換され得るか、または、aとfまたはeとgの位置が、6員の飽和または芳香環部分を介して共に結合され;
さらに、前記6員環系の一部でない場合には、構造(1)におけるeおよびgの位置は、水素、アルキル部分、またはアリール部分によって独立して置換され、さらにここで;
二価有機部分Yが存在しない場合には、他に置換されない場合には、a、b、d、eの位置は、前記結合基Lを介して前記テール基X2の各々に対する前記ヘッド基X1の結合位置となり得るか、または水素、アルキル部分またはアリール部分によって独立して置換され得るか、または、位置aとb、aとf、dとe、または、eとgが6員の飽和または芳香環部分を介して共に結合され;
前記6員環系の一部でない場合には、構造(1)中のe及びgの位置が、水素、アルキル部分またはアリール部分によって独立に置換される、前記化合物。 - 前記ヘッド基X1が、1,10フェナントロリン誘導体基および2,2’−ビピリジン誘導体基からなる群より選択される、請求項1に記載の化合物。
- 前記ヘッド基X1が1,10フェナントロリン誘導体基である、請求項1に記載の化合物。
- 前記ヘッド基X1が2,2’−ビピリジン誘導体基である、請求項1に記載の化合物。
- rが1である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の化合物。
- rが2である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の化合物。
- nが6〜8の範囲である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の化合物。
- n’が3〜5の範囲にある、請求項1〜7のいずれか一項に記載の化合物。
- L1が直接原子価結合である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の化合物。
- L1が−CH2−である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の化合物。
- L1が−O−である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の化合物。
- L1が−S−である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の化合物。
- Xが、直接原子価結合、または−O−、−O−(C=O)−NH−、−NH−(C=O)−O−、−O−(C=O)−O−、−(C=O)−、−O−(C=O)−、−(C=O)−O−、および−NH−(C=O)−NH−からなる群から選択される二価部分である、請求項1〜12のいずれか一項に記載の化合物。
- Xが、直接原子価結合、または−O−(C=O)−NH−、−NH−(C=O)−O−および−O−(C=O)−O−からなる群から選択される二価部分である、請求項1〜13のいずれか一項に記載の化合物。
- Xが直接原子価結合または二価部分−O−(C=O)−NH−である、請求項1〜14のいずれか一項に記載の化合物。
- Xが直接原子価結合である、請求項1〜14のいずれか一項に記載の化合物。
- Xが二価部分−O−(C=O)−NH−である、請求項1〜14のいずれか一項に記載の化合物。
- 前記テール基X2がトリアルキルオキシシラン基を含む部分である、請求項1〜17のいずれか一項に記載の化合物。
- 前記テール基X2がジアルキルオキシシラン基を含む部分である、請求項1〜17のいずれか一項に記載の化合物。
- 前記テール基X2がモノアルキルオキシシラン基を含む部分である、請求項1〜17のいずれか一項に記載の化合物。
- 前記テール基X2がモノアルキルオキシジアルキルシラン基を含む部分である、請求項1〜17のいずれか一項に記載の化合物。
- 前記テール基X2がジアルキルオキシモノアルキルシラン基を含む部分である、請求項1〜17のいずれか一項に記載の化合物。
- 二価の有機部分Yが存在し、2炭素アルキレン部分を含む、請求項1〜20のいずれか一項に記載の化合物。
- 二価の有機部分Yが存在し、2炭素アルケニレン部分を含む、請求項1〜20のいずれか一項に記載の化合物。
- 二価の有機部分Yが存在し、アリーレンの2つの隣接する近接環炭素を介して結合されたアリーレン部分を含む、請求項1〜20のいずれか一項に記載の化合物。
- 構造(1a)を有する請求項1〜6のいずれか一項に記載の化合物であって、
X1aは、(3)、(3a)、(3b)からなる群から選択されるヘッド基であり、X2aは、(4)及び(4a)からなる群から選択されるテール基であり;
ここで、mは、2〜8までの整数であり、r’は、ヘッド基に結合されたテール基の数であり、X1aが(3)または(3b)から選択される場合、r’は1であり、X1aがヘッド基(3a)の場合、r’は2であり、m1およびm2は、独立して2〜8の範囲の整数であり;
yおよびy1は、独立して、0、1または2であり;
さらに、RおよびR1は、C1〜C6アルキル基から独立して選択される、前記化合物。
- 前記ヘッド基が構造(3)を有する、請求項26に記載の化合物。
- 前記ヘッド基が構造(3a)を有する、請求項26に記載の化合物。
- 前記ヘッド基が構造(3b)を有する、請求項26に記載の化合物。
- 前記テール基が構造(4)を有する、請求項26に記載の化合物。
- 前記テール基が構造(4a)を有する、請求項26に記載の化合物。
- 請求項1〜31のいずれか一項に記載の化合物;
約0.5〜約2.5質量%の水を含む溶媒;
水中において約9〜約15.7のpKaを有する有機非金属塩基性化合物;
を含む組成物。 - a1)請求項1〜31のいずれか一項に記載の化合物、約0.5〜約2.5質量%の水を含む溶媒、及び約9〜約15.7のpKaを有する非金属塩基性化合物を組み合わせるステップ;
b1)溶液を室温で約2〜約3週間エージングして、前記化合物中のアルコキシシリル部分を部分的に加水分解し、オリゴマー化するステップ、
により製造される組成物。 - a2)基材上に請求項33の組成物をコーティングしてコーティングを生成するステップ、
b2)不活性ガス下で約180〜約220℃の範囲の温度でコーティングを約10〜約30分間ベーキングしてベークされたフィルムを生成するステップ、
c2)ベークされたフィルムを溶剤により洗浄して、未グラフト材料を除去し、基材上に自己組織化単層を残すステップを含む、
パターン化されていない基材上に自己組織化単層を形成するための方法。 - 約2.2〜約2.55の範囲のk値を有するパターン化された多孔性誘電体基材上に自己組織化された単層を形成し、前記パターン化された多孔性誘電体中の孔をキャップするための方法であって、
a3)パターン化された誘電体基材上に請求項33に記載の組成物をコーティングすることにより、パターン化された基材上にコーティングを生成するステップ、
b3)不活性ガス下で約180〜約220℃の範囲の温度で、パターン化された基材上のコーティングを約10〜約30分間ベーキングしてベークされたフィルムを生成するステップ、
c3)ベークされたフィルムを溶剤により洗浄して、キャップ化されたパターン化誘電体を生成し、ここで、前記パターン化された誘電体基材の表面上において自己組織化された単層が、約10Å〜約20Åの範囲の直径を有する前記表面上の孔をキャップするステップ、
を含む前記方法。 - ステップb3において、約175〜約200℃の範囲の温度でベーキングする、請求項35に記載の方法。
- 約2.2〜約2.55の範囲のk値を有するキャップされたパターン化誘電体基材の銅メタリゼーションのための方法であって、
a4)パターン化された多孔性誘電体基材上に請求項33に記載の組成物をコーティングすることにより、パターン化された基材上にコーティングを生成するステップ、
b4)不活性ガス下で180〜220℃の温度で、パターン化された基材上のコーティングを10〜30分間ベーキングして、ベークされたフィルムを生成するステップ、
c4)ベークされたフィルムを溶剤により洗浄して、キャップされたパターン化多孔性誘電体を生成し、ここで、前記パターン化された多孔性誘電体基材の表面上において自己組織化された単層が、約1nm〜約2nmの範囲の直径を有する前記表面上の孔をキャップするステップ;
d4)原子層堆積を用いて、前記キャップされたパターン化多孔性誘電体上に金属の層を堆積するステップ、
を含む前記方法。
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