JP4881396B2 - 反射防止膜材料 - Google Patents
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Description
本発明は、１９３ｎｍの光に対して反射防止膜特性を示すシルセスキオキサン樹脂に関する。これらの反射防止膜は除去段階で剥離することができ、シルセスキオキサン樹脂は保存の際に安定である。さらに、シルセスキオキサン樹脂中のヒドリド基の存在が、１９３ｎｍのＡＲＣ材料として、所望の硬化特性及び剥離性能のために不可欠である。
［関連出願の相互参照］
該当なし。
該当なし。
半導体産業においてより小さい形状が要求され続けており、１９３ｍｍ光リソグラフィがごく最近、サブ１００ｎｍによってデバイスを製造する技術として浮上している。このようなより短波長の光の使用は、底部反射防止膜（ＢＡＲＣ）を必要とする。このＢＡＲＣは、基材上の反射を低減し、且つフォトレジストを通過した光を吸収することによってフォトレジストの振動による硬化を抑制する。市販の反射防止膜（ＡＲＣ）は、有機材料及び無機材料の両方から成る。一般的には、良好な耐エッチング性を示す無機ＡＲＣは、ＣＶＤに基づき、極端な微細構造（topography：トポグラフィー）による集積の不利益を全て受けやすい。有機ＡＲＣ材料は、スピンオンプロセスによって塗工され、優れた充填特性及び平坦化特性を有するが、有機フォトレジストに対するエッチング選択性が狭くなってしまう。結果として、無機ＡＲＣ材料及び有機ＡＲＣ材料を組み合わせた利点を提示する材料が至極望まれている。
本発明は、電子デバイス上に反射防止膜を形成する方法に関し、当該方法は、
（Ａ）電子デバイスに、
（ｉ）式
（ＰｈＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）m（ＨＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）n（ＭｅＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）p
（式中、Ｐｈはフェニル基であり、Ｍｅはメチル基であり、ｘは０、１又は２の値を有し、ｍは０．０１〜０．９９の値を有し、ｎは０．０１〜０．９９の値を有し、ｐは０．０１〜０．９９の値を有し、ｍ＋ｎ＋ｐ≒１である）
を有するシルセスキオキサン樹脂と、
（ｉｉ）ポリエチレンオキシド流体と、
（ｉｉｉ）溶媒と、
を含むＡＲＣ組成物を塗工すること、及び
（Ｂ）溶媒を除去すると共に、シルセスキオキサン樹脂を硬化して、電子デバイス上に反射防止膜を形成すること、
を含む。
（Ａ）電子デバイスに、
（ｉ）式
（ＰｈＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）m（ＨＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）n（ＭｅＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）p
（式中、Ｐｈはフェニル基であり、Ｍｅはメチル基であり、ｘは０、１又は２の値を有し、ｍは０．０１〜０．９９の値を有し、ｎは０．０１〜０．９９の値を有し、ｐは０．０１〜０．９９の値を有し、ｍ＋ｎ＋ｐ≒１である）
を有するシルセスキオキサン樹脂と、
（ｉｉ）ポリエチレンオキシド流体と、
（ｉｉｉ）溶媒と、
を含むＡＲＣ組成物を塗工すること、及び
（Ｂ）溶媒を除去すると共に、シルセスキオキサン樹脂を硬化して、電子デバイス上に反射防止膜を形成すること、
を含む。
反射防止膜を形成するのに有用なシルセスキオキサン樹脂（ｉ）は、式
（ＰｈＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）m（ＨＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）n（ＭｅＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）p
（式中、Ｐｈはフェニル基であり、Ｍｅはメチル基であり、ｘは０、１又は２の値を有し、ｍは０．０１〜０．９９の値を有し、ｎは０．０１〜０．９９の値を有し、ｐは０．０１〜０．９９の値を有し、ｍ＋ｎ＋ｐ≒１である）
を有する。代替的には、ｍが０．０５〜０．５０の値を有し、ｎが０．１０〜０．７０の値を有し、ｐが０．１０〜０．７０の値を有する。
（ＰｈＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）m（ＨＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）n（ＭｅＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）p
（式中、Ｐｈはフェニル基であり、Ｍｅはメチル基であり、ｘは０、１又は２の値を有し、ｍは０．０１〜０．９９の値を有し、ｎは０．０１〜０．９９の値を有し、ｐは０．０１〜０．９９の値を有し、ｍ＋ｎ＋ｐ≒１である）
を有する。代替的には、ｍが０．０５〜０．５０の値を有し、ｎが０．１０〜０．７０の値を有し、ｐが０．１０〜０．７０の値を有する。
反射防止膜を形成するのに有用なシルセスキオキサン樹脂（ｉ）は、式
（ＰｈＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）m（ＨＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）n（ＭｅＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）p
（式中、Ｐｈはフェニル基であり、Ｍｅはメチル基であり、ｘは０、１又は２の値を有し、ｍは０．０１〜０．９９の値を有し、ｎは０．０１〜０．９９の値を有し、ｐは０．０１〜０．９９の値を有し、ｍ＋ｎ＋ｐ≒１である）
を有する。代替的には、ｍが０．０５〜０．９５、或いは０．０５〜０．５０の値を有し、ｎが０．０５〜０．９５、或いは０．１０〜０．７０の値を有し、ｐが０．０５〜０．９５、或いは０．１０〜０．７０の値を有する。
（ＰｈＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）m（ＨＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）n（ＭｅＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）p
（式中、Ｐｈはフェニル基であり、Ｍｅはメチル基であり、ｘは０、１又は２の値を有し、ｍは０．０１〜０．９９の値を有し、ｎは０．０１〜０．９９の値を有し、ｐは０．０１〜０．９９の値を有し、ｍ＋ｎ＋ｐ≒１である）
を有する。代替的には、ｍが０．０５〜０．９５、或いは０．０５〜０．５０の値を有し、ｎが０．０５〜０．９５、或いは０．１０〜０．７０の値を有し、ｐが０．０５〜０．９５、或いは０．１０〜０．７０の値を有する。
シルセスキオキサン樹脂は実質的に完全に縮合されていてもよく、又は部分的にのみ縮合されていてもよい。シルセスキオキサン樹脂が部分的に縮合されている場合、シルセスキオキサン樹脂中のユニットの４０ｍｏｌ％未満が、Ｓｉ−ＯＨ基を含有するものとする。これらのユニットの量が多いと、樹脂中で不安定となり、ゲルが形成される可能性がある。一般的に、シルセスキオキサン樹脂中のユニットの６〜３８ｍｏｌ％が、Ｓｉ−ＯＨ基を含有する。
シルセスキオキサン樹脂は、５００〜４０００００の範囲で、好ましくは５００〜１０００００、或いは７００〜１００００の範囲で重量平均分子量（Ｍｗ）を有する。
本明細書中で有用なシルセスキオキサン樹脂は、限定するものではないが、
（ＰｈＳｉＯ3/2）0.05〜0.50（ＨＳｉＯ3/2）0.10〜0.70（ＭｅＳｉＯ3/2）0.10〜0.70
（ＰｈＳｉＯ3/2）a（ＨＳｉＯ3/2）b（ＭｅＳｉＯ3/2）c（ＲＳｉＯ2/2（ＯＨ））d（ＲＳｉＯ（ＯＨ）2）e
（式中、Ｒは、Ｐｈ、Ｈ及びＭｅから選択され、０．０５≦ａ＋ｄ＋ｅ≦０．５０であり、０．１０≦ｂ＋ｄ＋ｅ≦０．７０であり、０．１０≦ｃ＋ｄ＋ｅ≦０．７０であり、０．０６≦ｄ＋ｅ≦０．４であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ≒１である）
で例示され得る。
（ＰｈＳｉＯ3/2）0.05〜0.50（ＨＳｉＯ3/2）0.10〜0.70（ＭｅＳｉＯ3/2）0.10〜0.70
（ＰｈＳｉＯ3/2）a（ＨＳｉＯ3/2）b（ＭｅＳｉＯ3/2）c（ＲＳｉＯ2/2（ＯＨ））d（ＲＳｉＯ（ＯＨ）2）e
（式中、Ｒは、Ｐｈ、Ｈ及びＭｅから選択され、０．０５≦ａ＋ｄ＋ｅ≦０．５０であり、０．１０≦ｂ＋ｄ＋ｅ≦０．７０であり、０．１０≦ｃ＋ｄ＋ｅ≦０．７０であり、０．０６≦ｄ＋ｅ≦０．４であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ≒１である）
で例示され得る。
シルセスキオキサン樹脂は、当該技術分野で既知の方法によって製造され得る。例えば、シルセスキオキサン樹脂は、フェニルトリアルコキシシランと、水素トリアルコキシシランと、メチルトリアルコキシシランとの混合物の加水分解及び縮合によって製造され得る。代替的には、フェニルトリクロロシラン、水素トリクロロシラン及びメチルトリクロロシランの加水分解及び縮合によって製造され得る。
シルセスキオキサン樹脂は一般的に、溶媒の存在下で製造される。反応に関与する可能性のある官能基を含有しない任意の好適な有機溶媒又はシリコーン溶媒を、シルセスキオキサン樹脂を製造するのに使用することができる。溶媒は一般的に、溶媒及びシラン反応物質の総重量に基づき４０〜９８重量％、或いは７０〜９０重量％の量で使用される。反応は、二相系又は単相系で実施され得る。
シルセスキオキサン樹脂を製造するのに有用な有機溶媒は、限定するものではないが、ｎ−ペンタン、ヘキサン、ｎ−へプタン及びイソオクタン等の飽和脂肪族化合物；シクロペンタン及びシクロヘキサン等の脂環族化合物；ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族化合物；テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル；メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）及びシクロヘキサノン等のケトン；トリクロロエタン等のハロゲン置換アルカン；ブロモベンゼン及びクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族化合物；イソブチルイソブチレート及びプロピルプロプロネート等のエステルで例示され得る。有用なシリコーン溶媒は、限定するものではないが、オクタメチルシクロテトラシロキサン及びデカメチルシクロペンタシロキサン等の環状シロキサンで例示され得る。１つの溶媒を使用してもよく、混合溶媒を使用してもよい。
シルセスキオキサン樹脂を製造する反応は、シルセスキオキサン樹脂が著しいゲル化も、又は硬化もしない限り、任意の温度で実施され得る。一般的に、反応は、推奨される周囲温度を含む５℃〜１５０℃の範囲の温度で実施される。
シルセスキオキサン樹脂を形成する時間は、温度、シラン反応物質の種類及び量、存在する場合には触媒の量等の多くの要因によって決定される。一般的に、反応時間は、数分から数時間までである。当業者は、反応を完了するのに必要な時間を容易に確定することができるであろう。
反応の完了後、触媒を適宜除去してもよい。触媒を除去する方法は当該技術分野で既知であり、中和、ストリッピング若しくは水洗浄又はそれらの組み合わせが挙げられる。触媒が特に溶液中でのシリコーン樹脂の貯蔵寿命に悪影響を与えるおそれがあるため、触媒の除去が推奨される。
シルセスキオキサン樹脂を製造する方法において、反応が完了した後、揮発性物質を減圧下でシルセスキオキサン樹脂溶液から除去してもよい。このような揮発性物質としては、アルコール副生成物、過剰な水、触媒、塩酸（クロロシラン経路）及び溶媒が挙げられる。揮発性物質を除去する方法は当該技術分野で既知であり、例えば蒸留が挙げられる。
シルセスキオキサン樹脂を製造する反応後に、シルセスキオキサン樹脂を所望の形態で得るために多くの任意選択的な工程を実施してもよい。例えば、溶媒を除去することによって、シルセスキオキサン樹脂を固形で回収することができる。溶媒除去の方法は重要ではなく、多数の方法が当該技術分野において既知である（例えば、加熱及び／又は真空下における蒸留）。シルセスキオキサン樹脂を固形で回収すると、特定の使用のために樹脂を適宜同一溶媒又は別の溶媒に再溶解することができる。代替的には、反応に使用した溶媒以外の異なる溶媒が最終製品にとって望ましい場合には、例えば、第２の溶媒を添加し、且つ第１の溶媒を蒸留により除去することによって、溶媒の交換を行ってもよい。したがって、溶媒中の樹脂濃度は、溶媒をいくらか除去するか、又は追加量の溶媒を添加することによって調節することができる。
ＡＲＣ組成物は、ポリエチレンオキシド流体をさらに含む。ポリエチレンオキシド流体（「ＰＥＯ流体」）は、一般式Ｒ1（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）ZＲ2（式中、Ｒ1及びＲ2は、独立して、Ｈ、又は１〜３個の炭素原子を有する炭化水素基、不飽和炭化水素基、アセチル基（ＣＨ3ＣＯ−）、及び他の有機基から選択され、ｚは、ＰＥＯ流体が典型的に５０〜５０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有するようなものである）を有する。Ｒ1又はＲ2は典型的に、アリル、Ｈ、メチル、エチル、又はアセチルである。ＰＥＯ流体は、限定するものではないが、アリルヒドロキシルＰＥＯ流体（Ｍｗ ４００）、及びアリルメトキシルＰＥＯ流体（Ｍｗ ３５０）等で例示され得る。
ＡＲＣ組成物は、シルセスキオキサン樹脂（ｉ）及びＰＥＯ流体（ｉｉ）を溶媒（ｉｉｉ）と混合することによって製造される。その後、ＡＲＣ組成物を電子デバイスに塗工し、溶媒を除去し、且つシルセスキオキサン樹脂を硬化して、反射防止膜を製造する。
一般的に、電子デバイスは、半導体構成部品の製造に使用するように意図されるシリコン系デバイス及びガリウムヒ素系デバイス等の半導体デバイスである。一般的に、デバイスは、少なくとも１つの半導体層、及び様々な導電材料、半導体材料又は絶縁材料を含む複数の他の層を備える。
本明細書中で有用な溶媒（ｉｉｉ）は、シルセスキオキサン樹脂の製造で使用される溶媒と同じであっても異なっていてもよい。有用な溶媒（ｉｉｉ）としては、限定するものではないが、とりわけ、１−メトキシ−２−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエチルアセテート（ＰＧＭＥＡ）及びシクロヘキサノンが挙げられる。ＡＲＣ組成物は一般的に、ＡＲＣ組成物の総重量に基づき約１０重量％〜約９９．９重量％、或いは８０重量％〜９５重量％の溶媒を含む。
ＡＲＣ組成物は、硬化触媒をさらに含み得る。好適な硬化触媒としては、無機酸、光酸発生剤及び熱酸発生剤が挙げられる。硬化触媒は、限定するものではないが、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）、（４−エチルチオフェニル）メチルフェニルスルホニウムトリフレート及び２−ナフチルジフェニルスルホニウムトリフレートで例示され得る。一般的に、硬化触媒は、ＡＲＣ組成物の総重量に基づき１０００ｐｐｍ、或いは５００ｐｐｍの量で存在する。
ＡＲＣ組成物を電子デバイスに塗工する具体的な方法としては、限定するものではないが、スピンコーティング、浸漬コーティング、噴霧コーティング、フローコーティング及びスクリーン印刷等が挙げられる。好ましい塗工方法は、スピンコーティングである。一般的に、コーティングは、電子デバイスを約２０００ＲＰＭで回転させること、及び回転中の電子デバイスの表面にＡＲＣ組成物を付与することを伴う。
溶媒を除去し、シルセスキオキサン樹脂を硬化して、電子デバイス上に反射防止膜を形成する。溶媒は、加熱等の既知の方法によって、又はスピニングによって塗工中に除去してもよい。
硬化は一般的に、被膜した電子デバイスを十分な持続時間の間、十分な温度に加熱して、硬化させることを含む。例えば、被膜した電子デバイスは、８０℃〜４５０℃で０．１〜６０分間、或いは１５０℃〜２７５℃で０．５〜５分間、或いは２００℃〜２５０℃で０．５〜２分間、加熱することができる。任意の加熱方法を、硬化工程中に使用することができる。例えば、被膜した電子デバイスを石英管炉、熱対流炉内に置いてもよく、ホットプレート上に放置してもよい。
硬化中に酸素又は炭素による反応からシルセスキオキサン樹脂を保護するために、硬化工程を、不活性雰囲気下で行ってもよい。本明細書中で有用な不活性雰囲気としては、限定するものではないが、窒素及びアルゴンが挙げられる。「不活性」とは、環境が５０ｐｐｍ未満、好ましくは１０ｐｐｍ未満の酸素を含有していることを意味する。硬化工程及び除去工程を実施する際の圧力は重要ではない。硬化工程は一般的に大気圧で実施されるが、準大気圧又は超大気圧を作用させてもよい。
硬化したら、反射防止膜を備える電子デバイスは、フォトリソグラフィ等のさらなる基材処理工程に使用することができる。フォトリソグラフィに使用する場合、レジスト画像が、反射防止膜全体に形成される。レジスト画像を形成する方法は、（ａ）反射防止膜の上にレジスト組成物の膜を形成すること、（ｂ）放射線に対してレジスト膜を像様露光して、露光された膜を作製すること、及び（ｃ）露光された膜を現像して、画像を形成することを含む。電子デバイス上の反射防止膜は、１５７ｎｍ〜３６５ｎｍの波長を有する紫外線、或いは１５７ｎｍ又は１９３ｎｍの波長を有する紫外線に対して像様露光されるレジスト組成物に特に有用である。画像をレジスト膜に形成したら、その後、パターンを反射防止膜にエッチングする。既知のエッチング材料を使用して、反射防止膜を除去することができる。さらなる工程、すなわちレジスト膜及び残存する反射防止膜の除去を用いて、所望の構造を有するデバイスを製造することができる。
以下の実施例は、本発明の実施形態を示すために挙げられる。以下の実施例に開示の技法は、本発明の実施の際に良好に機能するために本発明者によって見出された技法を示し、本発明の実施に関する好ましい形態を構成すると考えられ得ることは当業者によって理解されるものとする。しかしながら、当業者は、本発明の開示に鑑みて、開示される詳細な実施形態において多くの変更を成し、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく依然として同様又は類似の結果を得ることができることを理解するものとする。全てのパーセンテージは重量％単位である。
（実施例１）
Ｔ（Ｐｈ）0.10Ｔ（Ｈ）0.30Ｔ（Ｍｅ）0.60
ＰＧＭＥＡ（３４００ｇ）及び脱イオン（ＤＩ）水（１２０ｇ）を、反応器内に充填し、一緒に混合した。プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ、４５０ｇ）、フェニルトリクロロシラン（６３．４ｇ、０．３０ｍｏｌ）、メチルトリクロロシラン（２６９．０ｇ、１．８０ｍｏｌ）、及びトリクロロシラン（１２１．９ｇ、０．９０ｍｏｌ）を別個のフラスコ内で混合した。この混合物を１時間１０分かけてＰＧＭＥＡ／ＤＩ水混合物に添加した。ＤＩ水（洗浄１回当たり１０００ｇ）を添加することによって、反応器内の混合物を２回洗浄した。その後、ＥｔＯＨ（２４０ｇ）を添加した後に溶液を揮散させて、透明なＰＧＭＥＡ溶液を得た。ＰＧＭＥＡをさらに添加することによって、溶液を１０重量％にまで希釈した後、０．２ｍｍのＴｅｆｌｏｎフィルタに通して濾過した。膜厚＝２６９７Å。１９３ｎｍにおいて：ｋ＝１．７４７、ｎ＝０．１５０。１分間のウェット除去率：ＮＥ−８９（ATMIから入手可能）で１００％。
Ｔ（Ｐｈ）0.10Ｔ（Ｈ）0.30Ｔ（Ｍｅ）0.60
ＰＧＭＥＡ（３４００ｇ）及び脱イオン（ＤＩ）水（１２０ｇ）を、反応器内に充填し、一緒に混合した。プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ、４５０ｇ）、フェニルトリクロロシラン（６３．４ｇ、０．３０ｍｏｌ）、メチルトリクロロシラン（２６９．０ｇ、１．８０ｍｏｌ）、及びトリクロロシラン（１２１．９ｇ、０．９０ｍｏｌ）を別個のフラスコ内で混合した。この混合物を１時間１０分かけてＰＧＭＥＡ／ＤＩ水混合物に添加した。ＤＩ水（洗浄１回当たり１０００ｇ）を添加することによって、反応器内の混合物を２回洗浄した。その後、ＥｔＯＨ（２４０ｇ）を添加した後に溶液を揮散させて、透明なＰＧＭＥＡ溶液を得た。ＰＧＭＥＡをさらに添加することによって、溶液を１０重量％にまで希釈した後、０．２ｍｍのＴｅｆｌｏｎフィルタに通して濾過した。膜厚＝２６９７Å。１９３ｎｍにおいて：ｋ＝１．７４７、ｎ＝０．１５０。１分間のウェット除去率：ＮＥ−８９（ATMIから入手可能）で１００％。
（実施例２）
アリルヒドロキシルＰＥＯ流体との実施例１の配合物
実施例１において生成される１０ｇの樹脂（ＰＧＭＥＡ中１０．７％固形分、４０．５８％のＳｉ）及び０．６２ｇのアリルヒドロキシルＰＥＯ流体（ＳＷ４００、Ｍｗ＝４００）を混合し、ＰＧＭＥＡをさらに添加することによって所望の濃度にまで希釈した。その後、この溶液を０．２ミクロンのＴｅｆｌｏｎフィルタに通して濾過し、スピンコーティングした。膜厚＝１５２７Å。１９３ｎｍにおいて：ｋ＝１．６９８、ｎ＝０．２０９。１分間のウェット除去率：ＮＥ−８９で１００％。
アリルヒドロキシルＰＥＯ流体との実施例１の配合物
実施例１において生成される１０ｇの樹脂（ＰＧＭＥＡ中１０．７％固形分、４０．５８％のＳｉ）及び０．６２ｇのアリルヒドロキシルＰＥＯ流体（ＳＷ４００、Ｍｗ＝４００）を混合し、ＰＧＭＥＡをさらに添加することによって所望の濃度にまで希釈した。その後、この溶液を０．２ミクロンのＴｅｆｌｏｎフィルタに通して濾過し、スピンコーティングした。膜厚＝１５２７Å。１９３ｎｍにおいて：ｋ＝１．６９８、ｎ＝０．２０９。１分間のウェット除去率：ＮＥ−８９で１００％。
（実施例３）
アリルメトキシルＰＥＯ流体との実施例１の配合物
実施例１において生成される１０ｇの樹脂（ＰＧＭＥＡ中１０．７％固形分、４０．５８％のＳｉ）及び０．６２ｇのアリルメトキシルＰＥＯ流体（ＡＭ３５０、ＭＷ＝３５０）を混合し、ＰＧＭＥＡをさらに添加することによって所望の濃度にまで希釈した。その後、この溶液を０．２ミクロンのＴｅｆｌｏｎフィルタに通して濾過し、４インチシリコンウエハ上にスピンコーティングした。２５０℃で１分間加熱して膜を硬化させ、その光学特性及び膜特性を測定した。膜厚＝１４５９Å。１９３ｎｍにおいて：ｋ＝１．６８４、ｎ＝０．２０１。１分間のウェット除去率：ＮＥ−８９で１００％。
アリルメトキシルＰＥＯ流体との実施例１の配合物
実施例１において生成される１０ｇの樹脂（ＰＧＭＥＡ中１０．７％固形分、４０．５８％のＳｉ）及び０．６２ｇのアリルメトキシルＰＥＯ流体（ＡＭ３５０、ＭＷ＝３５０）を混合し、ＰＧＭＥＡをさらに添加することによって所望の濃度にまで希釈した。その後、この溶液を０．２ミクロンのＴｅｆｌｏｎフィルタに通して濾過し、４インチシリコンウエハ上にスピンコーティングした。２５０℃で１分間加熱して膜を硬化させ、その光学特性及び膜特性を測定した。膜厚＝１４５９Å。１９３ｎｍにおいて：ｋ＝１．６８４、ｎ＝０．２０１。１分間のウェット除去率：ＮＥ−８９で１００％。
（実施例４）
Ｔ（Ｐｈ）0.075Ｔ（Ｈ）0.3Ｔ（Ｍｅ）0.625
ＰＧＭＥＡ（３４００ｇ）及びＤＩ水（１２０ｇ）を、反応器内に充填し、一緒に混合した。プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ、４５０ｇ）、フェニルトリクロロシラン（６３．４ｇ、０．３０ｍｏｌ）、メチルトリクロロシラン（２６９．０ｇ、１．８０ｍｏｌ）、及びトリクロロシラン（１２１．９ｇ、０．９０ｍｏｌ）を別個のフラスコ内で混合した。この混合物を１時間１０分かけてＰＧＭＥＡ／ＤＩ水混合物に添加した。ＤＩ水（洗浄１回当たり１０００ｇ）を２回添加することによって、混合物を２回洗浄した。その後、ＥｔＯＨ（２４０ｇ）を添加した後に溶液を揮散させて、透明なＰＧＭＥＡ溶液を得た。ＰＧＭＥＡをさらに添加することによって、溶液を１０重量％にまで希釈した後、０．２ｍｍのＴｅｆｌｏｎフィルタに通して濾過した。膜厚＝２２０７Å。１９３ｎｍにおいて：ｋ＝１．６６０、ｎ＝０．１５０。１分間のウェット除去率：ＮＥ−８９で１００％。
Ｔ（Ｐｈ）0.075Ｔ（Ｈ）0.3Ｔ（Ｍｅ）0.625
ＰＧＭＥＡ（３４００ｇ）及びＤＩ水（１２０ｇ）を、反応器内に充填し、一緒に混合した。プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ、４５０ｇ）、フェニルトリクロロシラン（６３．４ｇ、０．３０ｍｏｌ）、メチルトリクロロシラン（２６９．０ｇ、１．８０ｍｏｌ）、及びトリクロロシラン（１２１．９ｇ、０．９０ｍｏｌ）を別個のフラスコ内で混合した。この混合物を１時間１０分かけてＰＧＭＥＡ／ＤＩ水混合物に添加した。ＤＩ水（洗浄１回当たり１０００ｇ）を２回添加することによって、混合物を２回洗浄した。その後、ＥｔＯＨ（２４０ｇ）を添加した後に溶液を揮散させて、透明なＰＧＭＥＡ溶液を得た。ＰＧＭＥＡをさらに添加することによって、溶液を１０重量％にまで希釈した後、０．２ｍｍのＴｅｆｌｏｎフィルタに通して濾過した。膜厚＝２２０７Å。１９３ｎｍにおいて：ｋ＝１．６６０、ｎ＝０．１５０。１分間のウェット除去率：ＮＥ−８９で１００％。
（実施例５）
アリルメトキシルＰＥＯ流体との実施例４の配合物
実施例４において生成される２００ｇの樹脂（ＰＧＭＥＡ中１０．０％固形分）及び７．６７ｇのアリルメトキシルＰＥＯ流体（ＡＭ３５０、ＭＷ＝３５０）を混合し、ＰＧＭＥＡをさらに添加することによって所望の濃度にまで希釈した。その後、この溶液を０．２ミクロンのＴｅｆｌｏｎフィルタに通して濾過し、４インチシリコンウエハ上にスピンコーティングした。２５０℃で１分間加熱して膜を硬化させ、その光学特性及び膜特性を測定した。膜厚＝２５１０Å。１９３ｎｍにおいて：ｋ＝１．６５４、ｎ＝０．１４８。１分間のウェット除去率：ＮＥ−８９で１００％。
アリルメトキシルＰＥＯ流体との実施例４の配合物
実施例４において生成される２００ｇの樹脂（ＰＧＭＥＡ中１０．０％固形分）及び７．６７ｇのアリルメトキシルＰＥＯ流体（ＡＭ３５０、ＭＷ＝３５０）を混合し、ＰＧＭＥＡをさらに添加することによって所望の濃度にまで希釈した。その後、この溶液を０．２ミクロンのＴｅｆｌｏｎフィルタに通して濾過し、４インチシリコンウエハ上にスピンコーティングした。２５０℃で１分間加熱して膜を硬化させ、その光学特性及び膜特性を測定した。膜厚＝２５１０Å。１９３ｎｍにおいて：ｋ＝１．６５４、ｎ＝０．１４８。１分間のウェット除去率：ＮＥ−８９で１００％。
膜コーティング及び特性決定
ウエハ上の膜コーティングは、Karl SussのＣＴ６２スピンコーターによって塗工処理された。初めに、０．２ミクロンのＴＥＦＬＯＮフィルタに通して、樹脂ＰＧＭＥＡ溶液を濾過し、次に、片面を研磨加工した４インチの標準的な低抵抗率ウエハ、又は両面を研磨加工したＦＴＩＲウエハ上にスピンコーティングした（特に指示しない限り、回転速度＝２０００ｒｐｍ；加速度＝５０００、時間＝２０秒）。窒素ガスをパージした急熱処理（ＲＴＰ）オーブンを用いて表中に示されるような温度（２００℃〜２５０℃）で６０秒間膜を硬化させた。膜厚、屈折率及びｋ値をJ. A. Woollamの楕円偏光計を用いて測定した。記録される厚みの値は、９つの測定値の平均であった。硬化後の膜のＰＧＭＥＡ抵抗は、ＰＧＭＥＡでのリンス前後の膜厚変化を測定することによって決定された。ウェット除去率は、２つの市販のウェット剥離溶液ＮＥ８９及びＣＣ１を用いて評価された。接触角の測定は、液体として水及びヨウ化メチレンを用いて行われ、湿潤時の臨界表面張力は、Zismanのアプローチに基づき算出された。結果を表１にまとめる。
ウエハ上の膜コーティングは、Karl SussのＣＴ６２スピンコーターによって塗工処理された。初めに、０．２ミクロンのＴＥＦＬＯＮフィルタに通して、樹脂ＰＧＭＥＡ溶液を濾過し、次に、片面を研磨加工した４インチの標準的な低抵抗率ウエハ、又は両面を研磨加工したＦＴＩＲウエハ上にスピンコーティングした（特に指示しない限り、回転速度＝２０００ｒｐｍ；加速度＝５０００、時間＝２０秒）。窒素ガスをパージした急熱処理（ＲＴＰ）オーブンを用いて表中に示されるような温度（２００℃〜２５０℃）で６０秒間膜を硬化させた。膜厚、屈折率及びｋ値をJ. A. Woollamの楕円偏光計を用いて測定した。記録される厚みの値は、９つの測定値の平均であった。硬化後の膜のＰＧＭＥＡ抵抗は、ＰＧＭＥＡでのリンス前後の膜厚変化を測定することによって決定された。ウェット除去率は、２つの市販のウェット剥離溶液ＮＥ８９及びＣＣ１を用いて評価された。接触角の測定は、液体として水及びヨウ化メチレンを用いて行われ、湿潤時の臨界表面張力は、Zismanのアプローチに基づき算出された。結果を表１にまとめる。
Claims (8)
- 電子デバイス上に反射防止膜を形成する方法であって、
（Ａ）電子デバイスに、
（ｉ）式
（ＰｈＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）m（ＨＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）n（ＭｅＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）p
（式中、Ｐｈはフェニル基であり、Ｍｅはメチル基であり、ｘは０、１又は２の値を有し、ｍは０．０１〜０．９９の値を有し、ｎは０．０１〜０．９９の値を有し、ｐは０．０１〜０．９９の値を有し、ｍ＋ｎ＋ｐ≒１である）
を有するシルセスキオキサン樹脂と、
（ｉｉ）ポリエチレンオキシド流体と、
（ｉｉｉ）溶媒と、
を含むＡＲＣ組成物を塗工すること、及び
（Ｂ）前記溶媒を除去すると共に、前記シルセスキオキサン樹脂を硬化して、前記電子デバイス上に反射防止膜を形成すること、
を含む、反射防止膜を形成する方法。 - 電子デバイス上に反射防止膜を形成する方法であって、
（Ａ）電子デバイスに、
（ｉ）式
（ＰｈＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）m（ＨＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）n（ＭｅＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）p
（式中、Ｐｈはフェニル基であり、Ｍｅはメチル基であり、ｘは０、１又は２の値を有し、ｍは０．０１〜０．９９の値を有し、ｎは０．０１〜０．９９の値を有し、ｐは０．０１〜０．９９の値を有し、ｍ＋ｎ＋ｐ≒１である）
を有するシルセスキオキサン樹脂と、
（ｉｉ）ポリエチレンオキシド流体と、
（ｉｉｉ）溶媒と、
を含むＡＲＣ組成物を塗工すること、
（Ｂ）前記溶媒を除去すると共に、前記シルセスキオキサン樹脂を硬化して、前記電子デバイス上に反射防止膜を形成すること、及び
（Ｃ）前記反射防止膜全体にレジスト画像を形成すること、
を含む、反射防止膜を形成する方法。 - 前記レジスト画像が、
（ａ）前記反射防止膜の上にレジスト組成物の膜を形成すること、
（ｂ）放射線に対して前記レジスト膜を像様露光して、露光された膜を作製すること、及び
（ｃ）前記露光された膜を現像して、前記画像を形成すること、
によって形成される、請求項２に記載の方法。 - 電子デバイス上に反射防止膜を形成する方法であって、
（Ａ）電子デバイスに、
（ｉ）式
（ＰｈＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）m（ＨＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）n（ＭｅＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）p
（式中、Ｐｈはフェニル基であり、Ｍｅはメチル基であり、ｘは０、１又は２の値を有し、ｍは０．０１〜０．９９の値を有し、ｎは０．０１〜０．９９の値を有し、ｐは０．０１〜０．９９の値を有し、ｍ＋ｎ＋ｐ≒１である）
を有するシルセスキオキサン樹脂と、
（ｉｉ）ポリエチレンオキシド流体と、
（ｉｉｉ）溶媒と、
を含むＡＲＣ組成物を塗工すること、
（Ｂ）前記溶媒を除去すると共に、前記シルセスキオキサン樹脂を硬化して、前記電子デバイス上に反射防止膜を形成すること、
（Ｃ）前記反射防止膜全体にレジスト画像を形成すること、及び
（Ｄ）前記反射防止膜のパターンをエッチングすること、
を含む、反射防止膜を形成する方法。 - 電子デバイス上に反射防止膜を形成する方法であって、
（Ａ）電子デバイスに、
（ｉ）式
（ＰｈＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）m（ＨＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）n（ＭｅＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）p
（式中、Ｐｈはフェニル基であり、Ｍｅはメチル基であり、ｘは０、１又は２の値を有し、ｍは０．０１〜０．９９の値を有し、ｎは０．０１〜０．９９の値を有し、ｐは０．０１〜０．９９の値を有し、ｍ＋ｎ＋ｐ≒１である）
を有するシルセスキオキサン樹脂と、
（ｉｉ）ポリエチレンオキシド流体と、
（ｉｉｉ）溶媒と、
を含むＡＲＣ組成物を塗工すること、
（Ｂ）前記溶媒を除去すると共に、前記シルセスキオキサン樹脂を硬化して、前記電子デバイス上に反射防止膜を形成すること、
（Ｃ）前記反射防止膜全体にレジスト画像を形成すること、
（Ｄ）前記反射防止膜のパターンをエッチングすること、及び
（Ｅ）前記レジスト画像及び前記反射防止膜を除去すること、
を含む、反射防止膜を形成する方法。 - ＡＲＣ組成物であって、
（ｉ）式
（ＰｈＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）m（ＨＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）n（ＭｅＳｉＯ(3-x)/2（ＯＨ）x）p
（式中、Ｐｈはフェニル基であり、Ｍｅはメチル基であり、ｘは０、１又は２の値を有し、ｍは０．０１〜０．９９の値を有し、ｎは０．０１〜０．９９の値を有し、ｐは０．０１〜０．９９の値を有し、ｍ＋ｎ＋ｐ≒１である）
を有するシルセスキオキサン樹脂と、
（ｉｉ）ポリエチレンオキシド流体と、
（ｉｉｉ）溶媒と、
を含む、ＡＲＣ組成物。 - ｍが０．０５〜０．５の値を有し、ｎが０．１〜０．７の値を有し、ｐが０．１〜０．７の値を有する、請求項６に記載のＡＲＣ組成物。
- 前記ポリエチレンオキシド流体が、一般式Ｒ1（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）ZＲ2（式中、Ｒ1及びＲ2は、独立して、Ｈ、１〜３個の炭素原子を有する炭化水素基、不飽和炭化水素基、及びアセチル基（ＣＨ3ＣＯ−）から選択され、ｚは、ＰＥＯ流体が典型的に５０〜５０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有するようなものである）を有する、請求項６に記載のＡＲＣ組成物。
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