KR101776068B1 - 전자 장치 형성 방법 - Google Patents

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디. 허스타드 필립
아콰드 이마드
리 밍치
시 쳉-바이
트레포나스 3세 피터
더블유. 새커리 제임스
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롬 앤드 하스 일렉트로닉 머트어리얼즈 엘엘씨
다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
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Abstract

전자 장치 형성 방법으로서,
(a) 다공성 부분을 이의 표면에 포함하는 반도체를 제공하는 단계;
(b)상기 다공성 부분에 걸쳐 조성물을 인가하는 단계; 및
(c) 상기 조성물을 가열하는 단계를 포함하고,
상기 조성물은 중합체 및 용매를 포함하고, 상기 중합체는 하기 일반 화학식 (I)의 반복 단위를 포함하고, 상기 중합체는 상기 다공성 부분의 공극 내에 위치하는, 전자 장치 형성 방법.
Figure 112015127226583-pat00069

상기 식에서,
Ar1, Ar2, Ar3및 Ar4은 독립적으로 임의로 치환된 2가 방향족 기를 나타내고;
X1및 X2는 독립적으로 단일 결합, -O-, -C(O)-, -C(O)O-, OC(O)-, C(O)NR1-, NR2C(O)-, -S-, -S(O)-, SO2-, 또는 임의로 치환된 C1-202가 탄화수소기를 나타내고;
R1및 R2는 독립적으로 H 또는C1-20하이드로카르빌 기를 나타내고;
m은 0 또는 1이고;
n은 0 또는 1이고; 그리고
o는 0 또는 1이다.
상기 방법은 저-k 및 초저-k 유전체 물질을 형성하는 반도체 장치의 제조에 있어 특별한 적용성을 제공한다.

Description

전자 장치 형성 방법 {METHODS OF FORMING ELECTRONIC DEVICES}
본 발명은 일반적으로 전자 소자의 제조에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 반도체 기판 상의 다공성 특징부(porous feature)의 기공을 충전하는 것과 관련된 전자 소자의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 예를 들면 다공성 유전체 물질을 사용하는 공정에서의 반도체 소자 제조에 대해 특정한 적용가능성을 갖는다.
집적 회로 기술에서의 진보는 주어진 층에서의 금속선들 간의 간격과 집적 회로의 상이한 층에서의 상호접속된 선들 간의 간격을 감소시켰다. 이러한 금속선들간의 감소된 간격은 부근 전도성 트레이스 간의 용량 결합(capacitive coupling)에서의 증가를 초래하고, 이는 더 큰 혼선 및 더 많은 용량 손실과 같은 문제를 야기한다. 이러한 문제점을 다루기 위한 노력으로, 저-k 및 초저-k (ULK) 유전체 물질이 주어진 층의 전도체 사이 및 층들 사이에 사용되는 종래의 유전체 물질에 대한 대체재로서 개발되었다. 이 물질은 종래의 유전체 물질과 비교하여 전도체 간의 용량 결합을 상당하게 감소시킬 수 있다.
하나의 부류의 제안된 물질은 이의 저-k 또는 ULK 특성을 달성하기 위해 공기의 유전 상수 (1.001)에 의존한다. 이 물질을 사용하여 다공성 유전체층은 반도체 표면 상에 형성된다. 이 물질의 효과적인 유전 상수는 층에서의 기공들의 총 기공 용적에서 증가에 따라 점점 감소할 수 있다. 그러나, 기공은 물질의 유전 상수를 감소시킴과 동시에, 이들은 또한 바람직하지 않게 층의 기계적 강도 및 안정성을 감소시키고, 이는 후속 공정, 예를 들면 패턴화, 증착, 화학적 기계적 평탄화 또는 다른 공정 과정에서의 손상에 민감하게 한다. 또한, 이의 다공성 특성으로 인해, 물질은 장치 불량이 야기될 수 있을 정도로 후속 공정 과정에서 화학물질과의 접촉에 매우 민감할 수 있다.
그러나, 이러한 문제를 다루기 위한 노력으로, 희생 유기 폴리머로 기공을 충전하는 기술이 폴리머가 제거되기 이전에 후속 공정 과정 동안 기계적 강도를 제공하기 위한 목적을 위해 제시되었다. 문헌 [Frot et al, Adv . Mater. 2011, 23, 2828-2832]은 PMMA-유형, 폴리스티렌-유형, 폴리(프로필렌 산화물) 유도체 또는 폴리(에틸렌 옥사이드) 유도체 폴리머를 사용하는 이러한 공정을 기재하고 있다. 공지된 기공-충전 물질은 웨이퍼 가공을 위해 전형적으로 사용되는 증가된 온도에서의 불량한 열적 안정성을 가질 수 있다. 본 발명자들은 하기 중 하나 이상을 갖는 기공-충전 조성물의 바람직한 점을 인지하였다: 양호한 폴리머 가요성 및 실질적인 무공극 기공-충전을 위한 유동 특성, 및 처리 과정에서의 이른 열분해 및 이로부터 생성되는 가능한 신뢰성 문제를 피하기 위한 증가된 공정 온도에서의 양호한 열적 안정성.
따라서, 개선된 기공-충전 조성물 및 현 기술수준과 관련된 하나 이상의 문제점을 다루는 방법에 대한 필요성이 존재한다.
발명의 요약
본 발명은 전자 소자의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법을 하기를 포함한다: (a) 그 표면에 다공성 특징부를 포함하는 반도체 기판을 준비하는 단계; (b) 상기 다공성 특징부 상에 조성물을 도포하는 단계로서, 여기서 조성물은 폴리머 및 용매를 포함하고, 폴리머는 하기 일반식 (I)의 반복 단위를 포함하는 단계:
Figure 112016017874716-pat00001
식 중, Ar1, Ar2, Ar3 및 Ar4는 독립적으로 임의로 치환된 2가 방향족기를 나타내고; X1 및 X2는 독립적으로 단일 결합, -O-, -C(O)-, -C(O)O-,　-OC(O)-, -C(O)NR1-, -NR2C(O)-, -S-, -S(O)-, -SO2- 또는 임의로 치환된 C1-20 2가 탄화수소기를 나타내고, 여기서 R1 및 R2는 독립적으로 H 또는 C1-20 하이드로카르빌기를 나타내고; m은 0 또는 1이고; n는 0 또는 1이고; o는 0 또는 1임; 및 (c)　상기 조성물을 가열하는 단계로서 폴리머는 다공성 특징부의 기공에 배치되는 단계.
본원에 사용된 용어는 특정한 구현예를 단지 기술하기 위한 목적이고 본 발명을 제한하려고 의도되지 않는다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "Mw"는 중량 평균 분자량을 의미한다. "Mn"은 수 평균 분자량을 의미한다. "PDI"는 다분산도 또는 다분산도 지수 = Mw/Mn을 의미한다. 맥락에서 다르게 상세하거나 명시하지 않는 한, "알킬"은 선형, 분지형 및 사이클릭 알킬을 포함하고, "알케닐"은 선형, 분지형 및 사이클릭 알케닐을 포함하고, "알키닐"은 선형 및 분지형 알키닐을 포함한다. 방향족기는 치환되거나 헤테로원자를 함유할 수 있고, 단일 방향족 고리 예컨대 페닐 또는 피리딜, 융합된 방향족 고리 예컨대 나프틸, 안트라세닐, 피레닐, 또는 퀴놀리닐, 및 방향족 및 비-방향족 고리 모두를 갖는 융합된 고리계 예컨대 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌, 9,10-디하이드로안트라센, 또는 플루오렌, 및 그것의 다양한 원자가 형태를 포함한다. 단수 형태( "a", "an" 및 "the")는 맥락에서 명확하게 다르게 명시하지 않는 한 복수 형태를 포함한다.
본 발명은 하기 도면을 참조하여 상세하게 기재될 것이고, 이에서 유사 참조번호는 유사한 특징을 나타내고, 이에서
도 1a-d는 본 발명에 따른 예시적인 기공-충전 공정 흐름을 예시한다.
본 발명의 방법은 기공을 충전하는 목적을 위한 기판의 표면의 다공성 특징부 상에 방향족 수지를 함유하는 조성물의 적용에 관한 것이다. 조성물은 적어도 부분적으로 기공을 충전한다. 바람직하게는, 조성물은 대부분 또는 완전하게 기공을 충전할 수 있다. 기공을 대부분 충전하는 것은 50% 초과, 바람직하게는 80% 초과, 90% 초과 또는 95% 초과의 개방 기공 용적을 충전하는 것을 의미한다. 기공의 충전에 대한 참조는 다르게 명시하지 않는 한 적어도 부분적 충전을 의미한다.
본 발명에서의 유용한 기공-충전 조성물은 폴리머 및 용매를 포함하고, 하나 이상의 임의의 성분을 포함할 수 있다. 상기 폴리머는 하기 일반식(I)의 하나 이상의 반복 단위를 포함한다:
Figure 112016017874716-pat00002
식 중, Ar1, Ar2, Ar3 및 Ar4는 독립적으로 임의로 치환된 2가 방향족기를 나타내고, 바람직하게는 임의로 치환된 페닐렌이 특히 바람직하고; X1 및 X2는 독립적으로 단일 결합, -O-, -C(O)-, -C(O)O-,　-OC(O)-, -C(O)NR1-, -NR2C(O)-, -S-, -S(O)-, -SO2- 또는 임의로 치환된 C1-20 2가 탄화수소기, 예를 들면, C1-20 알킬렌 또는 C1-20 플루오로알킬렌을 나타내고, 여기서 R1 및 R2는 독립적으로 H 또는 임의로 치환된 C1-20 하이드로카르빌기, 예를 들면, C1-20 알킬 또는 C1-20 플루오로알킬, 바람직하게는 H, C1-5 알킬 또는 C1-5 플루오로알킬을 나타내고, m은 0 또는 1이고; n는 0 또는 1이고; o는 0 또는 1이다. 바람직하게는, Ar1, Ar2, Ar3 및 Ar4는 독립적으로 바람직하게는 C1-5 알킬로 치환된 임의로 치환된 페닐렌을 나타낸다. Ar1, Ar2, Ar3 및 Ar4 중 하나는 동일하거나 상이할 수 있다. 바람직하게는 X1 및 X2는 독립적으로 단일 결합, -O-, -C(O)-, 또는 임의로 치환된 C1-20 2가 탄화수소기, 예를 들면, 선형 또는 분지형 C1-11 알킬 또는 플루오로알킬을 나타낸다. 바람직하게는, m 및 o는 0이고 Ar2는 임의로 치환된 페닐렌을 나타낸다.
본원에서 사용되는 "방향족기" 및 "아릴기"는 상호교환적으로 사용되고 카보사이클릭, 헤테로사이클릭, 또는 이들의 조합일 수 있는 방향족 고리계를 지칭한다. 용어 "방향족기"는 하기를 포함한다: 단일 방향족 고리 예컨대 페닐 또는 피리딜; 융합된 방향족 고리 예컨대 나프틸, 안트라세닐, 피레닐, 또는 퀴놀리닐; 및 방향족 및 비-방향족 고리 모두를 갖는 융합된 고리계 예컨대 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌, 9,10-디하이드로안트라센, 또는 플루오렌. 임의로, 방향족기는 치환될 수 있다. 본원에 사용되는 용어 "치환된" 알킬, 알케닐, 알키닐, 아랄킬, 또는 아릴기는 C1-30 알킬, C2-30 알케닐, C7-30 아랄킬, C4-30 아릴, -OR, -C1-30 알킬렌-OR, 및 -C1-30 알킬리덴-OR로부터 선택된 하나 이상의 치환체로 대체되는 하나 이상의 수소를 갖는 임의의 알킬, 알케닐, 알키닐, 아랄킬, 또는 아릴기를 지칭하고; 여기서 R은 H, C1-30 알킬, C2-30 알케닐, 및 C4-30 아릴로부터 선택된다. 바람직하게는 "치환된" 알킬, 알케닐, 알키닐, 아랄킬, 또는 아릴 모이어티는 C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C7-30 아랄킬, C4-20 아릴, -OR, -C1-20 알킬렌-OR, 및 -C1-20 알킬리덴-OR; 및 더 바람직하게는 C1-10 알킬, C2-12 알케닐, C7-30 아랄킬, C4-20 아릴, -OR, -C1-20 알킬렌-OR, 및 -C1-20 알킬리덴-OR로부터 선택되는 하나 이상의 치환체로 대체되는 하나 이상의 수소를 갖는 임의의 알킬, 알케닐, 알키닐, 아랄킬, 또는 아릴 모이어티를 지칭한다. 바람직하게는, R은 H, C1-20 알킬, C2-20 알케닐 및 C4-20 아릴, 더 바람직하게는 H, C1-10 알킬, 및 C4-20 아릴, 가장 바람직하게는 H로부터 선택된다.
다양한 방향족기는 비치환되거나 치환될 수 있는 각각의 Ar1, Ar2, Ar3 및 Ar4에 대해 사용될 수 있다. 이와 같은 비치환된 방향족기는 4 내지 40 개의 탄소, 바람직하게는 4 내지 35 탄소, 더 바람직하게는 4 내지 30, 5 내지 30 또는 6 내지 30 개의 탄소를 가진다. 적합한 방향족기는 비제한적으로 하기를 포함한다: 페닐, 바이페닐, 나프탈레닐, 안트라세닐, 펜안트레닐, 피레닐, 테트라세닐, 트리페닐에닐, 테트라페닐, 벤조[f]테트라페닐, 벤조[m]테트라페닐, 벤조[k]테트라페닐, 펜타세닐, 페릴레닐, 벤조[a]피레닐, 벤조[e]피레닐, 벤조[ghi]페릴레닐, 코로네닐, 퀴놀로닐, 7,8-벤조퀴놀리닐, 플루오레닐, 및 12H-디벤조[b,h]플루오레닐, 이들 각각은 비치환되거나 치환될 수 있음. 바람직한 방향족 모이어티는 하기를 포함한다: 페닐, 나프탈레닐, 안트라세닐, 펜안트레닐, 피레닐, 테트라세닐, 트리페닐에닐, 테트라페닐, 벤조[f]테트라페닐, 벤조[m]테트라페닐, 벤조[k]테트라페닐, 펜타세닐, 페릴레닐, 벤조[a]피레닐, 벤조[e]피레닐, 벤조[ghi]페릴레닐, 코로네닐, 및 플루오레닐.
폴리머는 일반식 (I)의 임의의 수의 반복 단위를 가질 수 있고, 예를 들면, a　=　2 내지 500, a = 3 내지 250 또는 a = 3 내지 100이고, 여기서 "a"는 폴리머에서의 일반식 (I)의 반복 단위의 수이다.
일반식 (I)의 적합한 반복 단위는, 예를 들면, 하기를 포함한다:
Figure 112016017874716-pat00003
Figure 112016017874716-pat00004
본 발명의 폴리머는 식 (I)의 단일 반복 단위 또는 2개 이상의 상이한 반복 단위 및 임의로 식 (I)의 것이 아닌 하나 이상의 단위를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 폴리머는 식 (I)의 단일 단위 또는 식 (I)의 2개의 상이한 단위를 포함한다. 본 발명의 2개 상이한 반복 단위를 포함하는 예시적인 폴리머는 하기 반복 단위를 갖는 것들을 포함한다:
Figure 112016017874716-pat00005
Figure 112016017874716-pat00006
식 중, x 및 y는 각 반복 단위의 수를 나타내고, 1 내지 499로부터 독립적으로 선택되는 정수이고, x + y = 2 내지 500이다.
폴리머의 말단기는 예를 들면 수소 원자, 하이드록시 및 할로아릴로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 말단기는 캡핑될 수 있다. 폴리머 상의 특정한 말단캡핑기의 봉입체는 제형 용매의 개선된 열적 안정성 및/또는 개선된 용해도를 제공할 수 있는 것으로 여겨진다. 이것은 예를 들면, 폴리머-충전된 기공이 증가된 공정 온도로 처리되는 경우 폴리머 분해를 방지하는데 유용할 수 있다. 말단캡핑기는 중합성 비닐기 및/또는 하이드록실기를 포함할 수 있으나 바람직하게는 이를 함유하지 않는다. 적합한 말단캡핑기는, 예를 들면, 임의로 치환된 C4-20 아릴, 임의로 치환된 C4-20 O-아릴, 임의로 치환된 C1-30 알킬, 임의로 치환된 C1-30 O-알킬, 임의로 치환된 C2-30 알케닐, 임의로 치환된 C2-30 O-알케닐, 임의로 치환된 C2-30 알키닐, 임의로 치환된 C2-30 O-알키닐, 임의로 치환된 C7-30 아랄킬 및 임의로 치환된 C7-30 O-아랄킬을 포함한다.
적합한 예시적인 말단캡핑기는 하기로부터 선택된다:
Figure 112016017874716-pat00007
식 중, "Alk"는 알킬기 또는 플루오로알킬기, 예를 들면, C1-10 알킬 또는 C1-10 플루오로알킬이다.
폴리머는 폴리머 골격 내에 하나 이상의 2가 연결기를 더 포함할 수 있다. 폴리머에서의 특정한 2가 연결기의 존재가 폴리머에 하나 이상의 유익한 특성을 부여할 수 있고, 예를 들면 폴리머의 유리전이 온도 (Tg)를 낮추고/낮추거나 조성물의 용매 중에서의 폴리머의 용해도를 개선하는 것으로 여겨진다. 2가 연결기는, 예를 들면, -O- 및 임의로 폴리머 골격 내에 -O-를 함유하는 C1-20 2가 플루오르화된 또는 비-플루오르화된 탄화수소기로부터 선택될 수 있다. 2가 연결기는 예를 들면, 하기 일반식 (II)의 기로부터 선택될 수 있다:
Figure 112016017874716-pat00008
식 중, M1 및 M2는 독립적으로 2가 방향족기 및 2가 방향족 옥사이드기, 바람직하게는 C4-20 2가 방향족 또는 방향족 옥사이드기로부터 선택되고; Z1은 -C(R3)(R4)-, -O-, -C(O)-, -S(O)- 또는 -Si(R5)(R6)-를 나타내고, 여기서 R3 및 R4는 독립적으로 수소, 하이드록실, C1-5 알킬 및 플루오로알킬로부터 선택되고, R5 및 R6는 독립적으로 C1-5 알킬 및 플루오로알킬 및 C4-25 아릴 및 플루오로아릴로부터 선택되고; p는 0 내지 5의 정수이고; q는 0 또는 1이고; r은 0 또는 1이고; p + q + r > 0; s는 1 내지 50의 정수이다. 바람직하게는, 스페이서는 -O-, -C(H2)-, -C(CH3)2-, 또는 하기로부터 선택되는 기로부터 선택된다:
Figure 112016017874716-pat00009
.
바람직하게는, 폴리머는 후속 공정에서 폴리머가 노출되는 증가된 온도에서 폴리머가 안정적이도록 충분하게 높으나, 폴리머가 기공으로부터 결국 제거되는 희생 물질인 경우 과도하게 높지 않은 분해 온도를 가진다. 폴리머는 바람직하게는 350℃ 이상, 바람직하게는 375℃ 이상, 더 바람직하게는 400℃ 이상의 온도에서 1분 이상, 바람직하게는 5분 이상, 더 바람직하게는 20분 이상, 더욱더 바람직하게는 한 시간 이상의 가열 시간 동안 공기 및 질소 대기 하에서 안정적이다. 바람직하게는, 폴리머는 실온으로부터 10℃/분의 가열 속도에서의 열중량 분석으로 측정 시, 400℃, 420℃ 또는 450℃의 온도에서 질소 대기 하에서 5% 미만의 질량 손실을 나타낸다. 또한, 바람직하게는, 폴리머는 실온으로 10℃/분의 가열 속도에서의 열중량 분석으로 측정 시, 420℃, 450℃ 또는 500℃의 온도에서 질소 대기 하에서 10% 미만의 질량 손실을 나타낸다.
조성물에 사용하기에 적합한 폴리머는, 예를 들면, 하기를 포함한다:
Figure 112016017874716-pat00010
식 중, 상기 구조에서의 x 및 y는 반복 단위의 수를 나타내고 독립적으로, 예를 들면 3 내지 100, 바람직하게는, 5 내지 50로부터 선택된다.
전형적으로, 폴리머는 조성물의 총 고형물 기준으로 50 내지 100　중량%, 예를 들면, 80 내지 100 중량%, 90 내지 100 중량%, 95 내지 100 중량% 또는 100 중량%의 양으로 조성물에 존재한다. 폴리머는 전형적으로 조성물에 총 고형물 기준으로 1 내지 20 중량%, 예를 들면, 1 내지 10　중량% 또는 1 내지 5 중량%의 양으로 조성물에 존재한다.
전형적으로, 본 발명의 폴리머는 1000 이하, 예컨대 1000 내지 50000의 중량 평균 분자량 (Mw)을 가진다. 더 낮은 분자량 폴리머는 더 높은 분자량 폴리머와 비교하여 적은 부피 특성의 결과로서 좁은 기공의 충전을 용이하게 하는 것으로 여겨진다. 폴리머는 바람직하게는 2 미만, 더 바람직하게는 1.5 이하의 다분산도 지수 (PDI)를 가진다. 폴리머의 더 낮은 PDI는 분자량과 관련하여 상기 기재된 것과 동일한 이유로 기공을 충전하는 능력을 개선하는 것으로 여겨진다.
바람직하게는, 폴리머의 유리전이 온도 (Tg)는 250℃ 이하, 더 바람직하게는 200℃ 이하이다. 본원에 참조된 바와 같이, 유리전이 온도는 시차주사열량계 (DSC)에 의해 결정된다. 더 낮은 Tg가 기공으로 폴리머가 더 잘 유동하는데 있어 바람직한 것으로 여겨진다.
폴리머의 블렌드가 예컨대 일반식 (I)의 2 이상의 폴리머의 블렌드 또는 일반식 (I)의 하나 이상의 폴리머 및 하나 이상의 다른 폴리머를 포함하는 블렌드가 본 발명의 조성물에 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다.
본 발명의 방향족 폴리머는 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 메타크릴레이트 말단캡핑기를 갖는 제1 폴리머의 제조를 위한 예시적인 도식은 하기에 나타난다:
Figure 112016017874716-pat00011
말단캡핑된 폴리머의 제조를 위한 바람직한 방법은 단리된 페놀-말단화된 폴리머 또는 할로아릴-말단화된 폴리머와 말단캡핑 시약의 반응을 포함한다. 예시적인 이와 같은 도식이 하기에 나타난다. 이 예에서, 페놀-말단화된 폴리머 P1과 4-플루오로벤조페논 (캡핑 시약)의 O-알킬화 반응은 상응하는 말단캡핑된 폴리머 PFP-1을 생성한다:
Figure 112016017874716-pat00012
말단캡핑된 폴리머를 제조하기 위한 더 바람직한 방법은 중합 및 캡핑 반응을 위한 원포드(One-Pot) 공정이다. 그와 같은 방법은 1 초과의 몰비로 4,4'-디플루오로벤조페논/비스페놀-A를 사용하는 말단캡핑된 폴리머 PFP-2의 제조에 의한 하기 도식에 예시되어 있다. 중합 혼합물은 일기능성 페놀성 캡핑 시약을 함유한다.
Figure 112016017874716-pat00013
본 발명의 폴리머는 추가 정제 없이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 추가로 정제된다. 이러한 정제는 비-휘발성 불순물 예컨대 금속 뿐만 아니라 휘발성 불순물 예컨대 폴리머 합성에 사용되는 용매, 촉매, 올리고머 및 잔류 미반응된 모노머를 제거할 수 있다. 이러한 정제 기술은 본 기술분야에 공지되어 있고, 예를 들면 하나 이상의 분별법, 침전법, 재-침전법, 역침전법 및 추출법을 포함한다. 바람직하게는, 폴리머는 폴리머 합성에 사용되는 용매, 촉매, 올리고머 및 잔류 미반응된 모노머를 포함하는 휘발성 불순물을, 상기 폴리머의 총 중량을 기준으로 99.9% 함유하지 않는다.
기공-충전 조성물은 단일 용매 또는 용매 혼합물을 포함할 수 있는 용매를 더 포함한다. 기공-충전 조성물을 제형화하고 캐스팅하는데 적합한 용매 물질은 기공-충전 조성물의 비-용매 성분에 대해 매우 우수한 용해도 특성을 나타내나, 기공-충전 조성물과 접촉하는 기판 표면의 다른 물질 또는 놓여진 양각 이미지를 눈에 띄게 용해하지 않는다. 용매는 물, 수용액, 유기 용매 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있고, 유기 용매가 전형적인 것이다. 기공-충전 조성물에 대해 적합한 유기 용매는, 예를 들면 하기를 포함한다: 알코올 예컨대 직쇄형, 분지형 또는 사이클릭 C4-C9 1가 알코올 예컨대 1-부탄올, 2-부탄올, 이소부틸 알코올, tert-부틸 알코올, 2-메틸-1-부탄올, 1-펜타놀, 2-펜타놀, 4-메틸-2-펜타놀, 1-헥사놀, 1-헵타놀, 1-옥타놀, 2-헥사놀, 2-헵타놀, 2-옥타놀, 3-헥사놀, 3-헵타놀, 3-옥타놀 및 4-옥타놀; 2,2,3,3,4,4-헥사플루오로-1-부탄올, 2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로-1-펜타놀 및 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-데카플루오로-1-헥사놀, 및 C5-C9 플루오르화된 디올 예컨대 2,2,3,3,4,4-헥사플루오로-1,5-펜탄디올, 2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로-1,6-헥산디올 및 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-do데카플루오로-1,8-옥탄디올; 에스테르 예컨대 에틸 락테이트, 메틸 2-하이드록시이소부티레이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 알킬 에스테르 예컨대 알킬 아세테이트 예컨대 n-부틸 아세테이트, 프로피오네이트 예컨대 n-부틸 프로피오네이트, n-펜틸 프로피오네이트, n-헥실 프로피오네이트 및 n-헵틸 프로피오네이트, 및 알킬 부티레이트 예컨대 n-부틸 부티레이트, 이소부틸 부티레이트 및 이소부틸 이소부티레이트; 케톤 예컨대 사이클로헥사논, 2,5-디메틸-4-헥사논 및 2,6-디메틸-4-헵타논; 지방족 탄화수소 예컨대 n-헵탄, n-노난, n-옥탄, n-데칸, 2-메틸헵탄, 3-메틸헵탄, 3,3-디메틸헥산 및 2,3,4-트리메틸펜탄, 및 플루오르화된 지방족 탄화수소 예컨대 퍼플루오로헵탄; 방향족 탄화수소 예컨대 아니솔, 톨루엔, 자일렌 및 메시틸렌; 에테르 예컨대 이소펜틸 에테르, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 및 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르; 락톤 예컨대 감마-부티로락톤 및 감마 발레로락톤; 및 이들 용매 중 하나 이상을 함유하는 혼합물. 이들 유기 용매 중, 알코올, 지방족 탄화수소 및 에테르가 바람직하다. 기공-충전 조성물의 용매 성분은 전형적으로 기공-충전 조성물의 총 중량 기준으로 80 내지 99　중량%, 더욱 전형적으로, 90 내지 99 중량% 또는 95 내지 99 중량%의 양으로 존재한다.
기공-충전 조성물은 예를 들면, 계면활성제 및/또는 항산화제를 포함하는 하나 이상의 임의의 첨가제를 포함할 수 있다. 임의의 적합한 이온성 또는 비-이온성 계면활성제가 사용될 수 있는 한편, 그와 같은 계면활성제는 전형적으로 비-이온성이다. 예시적인 비-이온성 계면활성제는 알킬렌옥시 연결기, 예컨대 에틸렌옥시, 프로필렌옥시, 또는 에틸렌옥시 및 프로필렌옥시 연결기의 조합을 함유하는 것이다. 사용되는 경우 계면활성제는 전형적으로 기공-충전 조성물의 총 고형물 기준으로 0.01 내지 5　중량%의 양으로 기공-충전 조성물에 존재한다.
항산화제는 기공-충전 조성물에 유기 물질의 산화를 방지하거나 최소화하기 위해 부가될 수 있다. 적합한 항산화제는, 예를 들면 페놀-기반 황산화제, 유기산 유도체로 구성된 항산화제, 황-함유 항산화제, 인-기반 항산화제, 아민-기반 항산화제, 아민-알데하이드 축합물로 구성된 항산화제 및 아민-케톤 축합물로 구성된 항산화제를 포함한다. 사용되는 경우 항산화제는 전형적으로 기공-충전 조성물의 총 고형물 기준으로 0.01 내지 10　중량%의 양으로 기공-충전 조성물에 존재한다.
바람직하게는, 기공-충전 조성물은 가교결합제 무함유이고, 바람직하게는 폴리머는 사용 과정에서 가교결합 반응이 진행되지 않는다. 가교결합제는 열적으로 불안정하고/하거나 승화될 수 있고, 이는 후속 공정에서 아웃가스발생 및 보이드 형성을 야기할 수 있다. 기공-충전 조성물은 바람직하게는 후속 공정에서 아웃가스발생을 나타내지 않고, 예를 들면, 350℃에서 5분 동안 질소 대기 하에서 베이킹되는 경우 질량 손실을 나타내지 않는다. 낮은 아웃가스발생 특성을 위해, 기공-충전 조성물은 바람직하게는 휘발성 불순물 예컨대 폴리머 합성에 사용된 용매, 촉매, 및 잔류 미반응된 모노머를 함유하지 않는다.
기공-충전 조성물은 하기 공지된 공정에 따라 제조될 수 있다. 예를 들면, 조성물은 용매 성분에 조성물의 고형 성분을 용해시킴으로써 제조될 수 있다. 바람직한 조성물의 총 고형물 함량은 인자 예컨대 기공 크기, 기공 기하학, 기공 용적 및 원하는 점도에 좌우될 것이다. 전형적으로, 기공-충전 조성물의 고형물 함량은 총 조성물 기준으로 1 내지 20 중량%, 예를 들면, 1 내지 10 중량% 또는 1 내지 5 중량%이다.
본 발명의 조성물은 바람직하게는 비-휘발성 불순물 예컨대 금속을 제거하기 위해 정제된다. 적합한 정제 기술은 당해기술 분야에 공지되어 있어, 예를 들면, 여과 및/또는 이온교환수지를 사용한 조성물의 처리를 포함한다. 이온성 금속 오염물질의 제거를 위한 적합한 이온교환 수지는, 예를 들면, AMBERLITE™, AMBERJET™, DOWEX™, MARATHON™ 및 MONOSPHERE™ 이온교환수지 (Dow Chemical Company 사제, Midland, Michigan USA)를 포함한다. 이온교환수지는, 예를 들면, 슬러리, 일련의 베드 또는 혼합된 베드 칼럼에서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 조성물은 50 ppb 미만의 총 금속 불순물, 더 바람직하게는 10 ppb 미만의 총 금속 불순물을 함유한다.
본 발명의 방법은 도 1a-d에 참조하여 기재될 것이다. 도 1a는 반도체 기판(2)의 단면을 도시한다. 기판은 반도체, 예컨대 실리콘 또는 화합물 반도체 (예를 들면, III-V 또는 II-VI), 유리, 석영, 세라믹, 구리 등과 같은 물질의 것일 수 있다. 전형적으로, 기판은 반도체 웨이퍼, 예컨대 단일 결정 실리콘이고, 하나 이상의 층 및 이의 표면에 형성된 패턴화된 특징을 가질 수 있다. 기판의 층형성부는 예를 들면, 하나 이상의 전도성층 예컨대 알루미늄, 구리, 몰리브데늄, 탄탈럼, 티타늄, 텅스텐, 합금, 니트라이드 또는 이와 같은 금속의 니트라이드 또는 실리사이드, 도핑된 비결정성 실리콘 또는 도핑된 폴리실리콘의 층, 하나 이상의 유전체층 예컨대 산화규소, 실리콘 니트라이드, 실리콘 옥시니트라이드, 또는 산화금속의 층, 반도체층 예컨대 단일 결정 실리콘, 탄소층 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 층들은 다양한 기술, 예를 들면, 화학적 기상 증착 (CVD) 예컨대 플라즈마-강화 CVD, 저-압력 CVD 또는 에피택셜 성장, 물리적 기상 증착 (PVD) 예컨대 스퍼터링 또는 증발, 전기도금, 또는 액체 코팅 기술 예컨대 스핀-코팅에 의해 형성될 수 있다.
기판의 최상위층은 다공성층(4), 전형적으로 기공(6)을 함유하는 유전체층, 저-k 또는 ULK 유전체층을 포함한다. 기공은 폭에 있어서 매우 협소할 수 있고, 예를 들면 20 nm 이하, 10 nm 이하, 또는 5 nm 이하의 폭일 수 있다. 기공은 예컨대 패턴화된 포토마스크를 사용하는 포토리소그래피를 통해 복사되어 사전규정된 패턴과 반대로서의 랜덤 패턴의 것이다. 상기 기공은, 예를 들면, 희생 포로겐(sacrificial porogen)을 함유하는 조성물로부터 형성된 층으로부터의 포로겐의 제거에 의해 발생될 수 있다. 상기 기공은 상호연결 네트워크의 형태일 수 있다 .적합한 다공성층 및 이의 형성 방법은 당해기술 분야에 공지되어 있고, 예를 들면 미국특허공보 US6391932B1, US6420441B1, US7256127B2, US2013/0017682A1 및 US2014/0363950A1에 기재되어 있다. 다공성층은 예를 들면, 후속하여 제거되는 포로겐을 함유하는 실리콘-함유 물질을 스피-코팅함으로써, 또는 플라즈마-강화 CVD 예컨대 Novellus Coral 또는 Applied Materials Black Diamond 유전체층 증착에 의해 형성될 수 있다. 다공성층의 두께는 전형적으로 25 nm 내지 1000 nm이다.
도 1b에 나타난 바와 같이, 본원에 기재된 기공-충전 조성물(8)은 다공성 특징부(4)의 웨이퍼 표면에 도포된다. 기공-충전 조성물은 스핀-코팅, 딥핑, 롤러-코팅 또는 다른 종래의 코팅 기술에 의해 기판에 도포될 수 있다. 이들 중, 스핀-코팅이 전형적으로 바람직하다. 스핀-코팅을 위해, 기공-충전 조성물의 고형물 함량은 이용하는 특정 코팅 장비, 용액의 점도, 코팅 기구의 속도 및 스핀시 허용되는 시간 정도에 기초하여 원하는 필름 두께를 제공하기 위해 조정될 수 있다. 기공-충전 조성물의 원하는 코팅 두께는, 예를 들면, 충전되는 기공의 용적 및 다공성 특징부의 두께에 좌우될 것이다. 기공-충전 조성물의 전형적인 두께는 약 200 내지 3000 Å이다.
기공-충전 조성물은 전형적으로 상기 층으로부터 잔류 용매를 증발시키기 위한 온도 및 시간으로 차후 소프트베이킹된다. 소프트베이크는 핫플레이트 또는 오븐으로 수행될 수 있고, 핫플레이트가 전형적인 것이다. 소프트베이크는, 예를 들면 기공-충전 조성물의 코팅을 위해 또한 사용되는 웨이퍼 트랙의 핫플레이트에서 수행될 수 있다. 소프트베이크 온도 및 시간은 예를 들면, 기공-충전 조성물의 특정 조성 및 두께에 좌우될 것이다. 소프트베이크는 전형적으로 약 90 내지 200℃의 온도 및 약 30 내지 120 초의 시간으로 수행된다.
기공-충전 조성물의 가열은 기공으로의 폴리머의 유동을 촉진한다. 소프트베이크 온도, 기공-충전 조성물 및 기공 치수 및 기하학에 따라, 폴리머 점도가 충분하게 감소되는 경우 부분 또는 전체 기공-충전이 소프트베이크 과정에서 발생될 수 있다. 기공이 코팅 및 소프트-베이트에 따라 충분하게 충전되지 않는 경우, 조성물은 폴리머 점도를 낮추는데 효과적인 시간 동안 소프트베이크 온도 초과의 온도에서 추가로 가열될 수 있고, 이는 예컨대 총 기공 용적의 50 부피% 초과 또는 바람직하게는 80 부피% 초과와 같이 대부분 또는 완전한 기공의 충전을 위해 기공으로의 유동을 가능하게 한다. 이 기공-충전 베이크는 핫플레이트 또는 오븐으로 수행될 수 있고, 핫플레이트가 전형적이다. 이 기공-충전 베이크는 예를 들면 기공-충전 조성물의 코팅 및 소프트베이크를 위해 사용되는 웨이퍼 트랙의 핫플레이트에서 수행될 수 있다. 베이크 온도 및 시간은 예를 들면, 소프트베이킹된 기공-충전 조성물의 특정 조성 및 두께에 좌우될 것이다. 기공-충전 베이크는 전형적으로 약 150 내지 400℃ 온도 및 약 30초 내지 10분의 시간으로 수행된다. 기공-충전 베이크는 전형적으로 불활성 대기, 예를 들면 질소 또는 아르곤 내에서 수행된다. 소프트베이크 및 기공-충전 베이크는 예를 들면, 소프트베이킹으로부터의 온도에서 기공-충전 온도로 증가시키는 것에 의한 동일한 기구를 사용하는 단일 공정에서 수행될 수 있다. 임의로, 기공-충전 베이크는 선행 소프트베이크 없이 수행될 수 있다.
웨이퍼는 임의로 차후에 잔류 (오버버든) 기공-충전 물질을 웨이퍼 표면으로부터 제거하기 위해 세정될 수 있다. 전형적인 세정 물질은 유기 용매, 예를 들면, 아니솔, 2-헵타논, n-부틸 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (PGMEA), 에틸 락테이트, 사이클로헥사논 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
기판의 추가 공정이 최종 장치 예컨대 기억 또는 논리 장치를 형성하기 위해 수행된다. 추가 공정은 예를 들면, 도 1c에 나타난 바와 같은 기판 상에의 층(10)의 하나 이상의 형성, 에칭, 폴리싱, 화학적-기계적 평탄화 (CMP), 이온 주입, 어닐링, CVD, PVD, 에피택셜 성장, 전기도금 및 리소그래픽 기술 예컨대 DSA 및 포토리소그래피를 포함할 수 있다. 전형적인 공정은, 예를 들면, 이중 상감 공정에서의 에칭 및 금속화를 포함한다. 원하는 경우, 기공 내에 배치되는 기공-충전 폴리머(8)는 희생 물질로서 제거되고, 이에 의해 도 1c에 나타난 바와 같이 기공을 다시 개방할 수 있다. 이와 같은 제거는 예를 들면, 저-k 또는 ULK 유전체층을 제공하기 위해 바람직할 것이다. 폴리머의 제거는, 예를 들면 기공-충전 폴리머의 분해를 야기하는 온도 및 시간으로 가열함으로써 또는 플라즈마 예컨대 수소 플라즈마에 의해 달성될 수 있다. 분해 베이크는 핫플레이트 또는 오브에서 수행될 수 있고, 공기, 불활성 가스 또는 진공 하에서 수행될 수 있다. 분해 베이크 온도 및 시간은 예를 들면, 기공-충전 조성물의 특정 폴리머에 좌우될 것이다. 분해 베이크는 전형적으로 350℃ 이상, 예를 들면 350 내지 800℃, 400 내지 700℃ 또는 400 내지 600℃의 온도 및 약 30초 내지 30분의 시간으로 수행된다.
하기 비-제한적인 실시예는 본 발명을 예시한다.
실시예
기공-충전 폴리머 ( PFP )의 제조
기공-충전 폴리머 1 ( PFP -1):
NORYL™ SA90 수지 (SABIC, Pittsfield, Massachusetts USA)을 출발 물질로서 사용하였다. 폴리머의 GPC 분석은 표준 폴리스티렌와 관련하여 3600의 중량 평균 분자량 Mw 및 1.6의 다분산도 지수 Mw/Mn를 나타낸다. 폴리머를 하기 공정에 따라 분획화하였다. 150 g의 테트라하이드로푸란 중의 50 g의 폴리머의 용액을 격렬하게 교반하면서 1.5 리터의 이소프로판올로 서서히 부었다. 수득한 침전물을 여과하고, 1리터의 이소프로필 알코올로 세정하고, 밤새 공기 건조시키고, 그 다음 진공 하에서 60℃에서 48시간 동안 건조시켜, 표준 폴리스티렌와 관련하여 4590의 중량 평균 분자량 Mw 및 1.38의 다분산도 지수 Mw/Mn를 갖는 27g의 분획화된 폴리머를 생성하였다.
분획화된 폴리머 P1은 폴리머 PFP-1을 형성하기 위해 하기에 기재된 공정을 사용하는 도식 1에 나타난 반응에 따라 벤조페논기로 말단-캡핑하였다.
도식 1
Figure 112016017874716-pat00014
딘스타크트랩, 응축기 및 질소 주입구가 구비된 1L 3-목 둥근바닥 플라스크를 실리콘 오일 배스에 위치시켰다. 분획화된 폴리머 P1 그 다음 8.0 g의 4-플루오로벤조페논, 160 ml N,N-디메틸아세트아미드 (DMAC) 및 20 ml 톨루엔을 플라스크에 부가하였다. 20분 동안 질로 가스를 버블링시킴으로써 혼합물을 탈기시켰다. 칼륨 카보네이트 (K2CO3, 15g)을 이후 혼합물에 부가하고, 반응물을 환류시키면서 휘발성 톨루엔 성분을 딘스타크트랩에 의해 수집하고 제거하였다. 환류를 질소 대기 하에서 16시간 동안 지속하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 50 ml의 테트라하이드로푸란으로 희석시키고, 여과시켜 무기염을 제거하였고, 여과물을 1500 ml의 탈이온수에 서서히 부었고, 수득한 미정제 폴리머를 여과하고, 0.5 리터의 물로 세정하고, 24 시간 동안 공기 건조시키고, 그 다음 60℃에서 밤새 진공 건조시켰다. 폴리머를 테트라하이드로푸란에 30% 고형물로 용해시키고 1500 ml 이소프로판올에 침전시켰다. 수득한 폴리머를 여과시키고 건조시켰다. 폴리머를 100 ml의 테트라하이드로푸란에 용해시키고 200 ml의 이소프로판올을 서서히 부가하여 재침전시켰다. 고형물을 여과시키고 건조시켰다. 최종 수율은 21.0g이었다. 수득한 폴리머의 GPC 분석은 표준 폴리스티렌과 관련하여 4700의 중량 평균 분자량 Mw 및 1.38의 다분산도 Mw/Mn를 나타낸다.
기공-충전 폴리머 2 ( PFP -02):
도식 2에 나타난 반응에 따라 폴리(벤조페논-비스페놀-A) (폴리(BPA-PBH)) (PFP-2)를 제조하였다.
도식 2
Figure 112016017874716-pat00015
응축기 및 질소 주입구가 구비된 1L 3-목 둥근바닥 플라스크를 실리콘 오일 배스에 위치시켰다. 4,4'-디플루오로벤조페논 (21.0 g, 96.3 mmol, Aldrich), 비스페놀 A (20.0 g, 87.6 mmol, Aldrich), 페놀 (1.64 g, 17.52 mmol), 칼륨 카보네이트 (36.3 g, 262.8 mmol) 및 무수 N,N-디메틸아세트아미드 (150 mL)를 플라스크에 부가하였고 165℃ (오일 배스 온도)로 가열하였다. 질소 대기 하에서 175℃에서 연속 교반하면서 16시간 동안 가열한 후, 반응 혼합물을 여과하여 불용성염을 제거하였다. 생성된 용액을 메탄올 (1 L)에 부가하여 폴리머를 침전시켰다. 폴리머를 여과로 단리하였고 습윤 필터 케이크를 물 (1 L) 및 메탄올 (1 L)로 세정하였다. 진공 건조된 폴리머 PFP-2의 수율은 35.5 g이었다. 수득한 폴리머의 GPC 분석은 표준 폴리스티렌과 관련하여 10600의 중량 평균 분자량 Mw 및 2.02의 다분산도 Mw/Mn을 나타내었다.
기공-충전 조성물 제조
기공-충전 조성물 1 (PFC-1):
폴리머 PFP-1을 아니솔에 용해시켜 3.6 중량% 용액을 형성하였다. 용액을 0.2 마이크론 기공 크기를 갖는 Teflon 필터를 통해 여과시켜 기공-충전 조성물 PFC-1을 형성하였다.
기공-충전 및 특성
14.4%의 다공성 및 1000 Å의 경화 두께를 갖는 PECVD-증착된 Black Diamond™ II 나노-다공성 저-k 필름(도포 물질)로 코팅된 실리콘 웨이퍼를 준비하였다. 기공-충전 조성물 PFC-1을 다공성 필름-코팅된 웨이퍼 및 베어 실리콘 모니터 웨이퍼 상에 1500 rpm으로 스핀-코팅하였고, 그 다음 2분 동안 150℃에서 소프트베이킹시켜 모니터 웨이퍼 기반으로 100 nm의 폴리머 두께를 얻었다. 다공성 필름-코팅된 웨이퍼를 질소 대기 하에서 핫플레이트에서 5분 동안 300℃에서 차후 가열하였다. 상기 웨이퍼를 2500 rpm에서 60초 동안 스핀-코터 상에서 25℃에서 아니솔로 3회 세정하여 웨이퍼 표면으로부터 잔류 (오버버든) 기공-충전 물질을 제거하였다. 웨이퍼를 200℃에서 5분 동안 베이킹시켜 잔류 용매를 제거하였다.
굴절률(n)을 하기에 대해 측정하였다: 소프트베이크 이후의 기공-충전 조성물-코팅된 모니터 웨이퍼; (2) 기공-충전 조성물을 코팅하기 이전의 다공성 필름-코팅된 웨이퍼; 및 (3) 기공-충전 조성물의 코팅 및 아니솔 세정 이후의 다공성 필름-코팅된 웨이퍼. J. A. Woollam Co. VUV-VASE VU-302 엘립소미터로 측정을 수행하였다. 분극 데이타를 620 nm 내지 1000 nm 파장에서의 3개의 상이한 각에서 수집하였다. 산출된 데이타를 분석하였고 모델에 대해 최적화하여 표 1에 나타난 바와 같이 633 nm에서 굴절률(n)값을 얻었다.
표 1
Figure 112016017874716-pat00016
기공-충전 조성물로 처리하기 전과 후의 다공성 필름의 증가된 굴절률은 다공성 필름의 기공에서의 기공-충전 조성물 폴리머의 존재를 나타낸다.
열적 안정성 평가
표 1에 열거된 부피가 큰 폴리머에 대한 열적 안정성을 10℃/분의 가열 속도로 질소 대기 하에 열적 중량측정 분석 (TGA)에 의해 측정하였다. 폴리머는 폴리스티렌 (비교) (표준 폴리스티렌에 관하여 Mw = 17000, Mw/Mn = 1.05), 폴리머 P-9 (NORYL™ SA9000 수지, SABIC, Pittsfield, Massachusetts USA), PFP-1 및 PFP-2를 포함한다. 최초 중량 및 폴리머의 5% 및 10% 중량 손실에서의 온도에 기초한 400℃에서의 잔여 중량 퍼센트를 결정하였다. 폴리머 P-9, PFP-1 및 PFP-2는 폴리스티렌과 비교하여 400℃에서 유의미한 더 낮은 중량 감소를 나타내었다. 또한, 폴리머 P-9, PFP-1 및 PFP-2에 대해 중량에서의 5% 및 10% 손실이 발생된 온도는 비교 폴리스티렌 폴리머에 대해 관측된 것들보다 유의미하게 더 높았다.
표 2
Figure 112016017874716-pat00017

Claims (12)

  1. (a) 다공성 특징부(porous feature)를 표면에 포함하는 반도체 기판을 제공하는 단계;
    (b) 하기 일반식 (I)의 반복 단위를 포함하는 폴리머 및 용매를 포함하는 조성물을 상기 다공성 특징부 상에 도포하는 단계; 및
    (c)　상기 조성물을 가열하는 단계;를 포함하고,
    여기서 상기 폴리머는 상기 다공성 특징부의 기공 내에 배치되는,
    전자 소자의 제조 방법:
    Figure 112017022972521-pat00018

    상기 식에서,
    Ar1, Ar2, Ar3 및 Ar4는 독립적으로 임의로 치환된 2가 방향족기를 나타내고; X1 및 X2는 독립적으로 단일 결합, -O-, -C(O)-, -C(O)O-,　-OC(O)-, -C(O)NR1-, -NR2C(O)-, -S-, -S(O)-, -SO2- 또는 임의로 치환된 C1-20 2가 탄화수소기를 나타내며, 여기서 R1 및 R2는 독립적으로 H 또는 C1-20 하이드로카르빌기를 나타내고; m은 0 또는 1이고, n는 0 또는 1이고, o는 0 또는 1이되, m 및 o가 둘 다 0이지는 않다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리머가 상기 폴리머 골격 내에 2가 연결기를 추가로 포함하는, 전자 소자의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 2가 연결기가 상기 폴리머 골격 내에 -O-를 임의로 함유하는, C1-20 2가 플루오르화된 또는 비-플로오르화된 탄화수소기로부터 선택되는, 전자 소자의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 2가 연결기가 하기 일반식 (II)의 기로부터 선택되는, 전자 소자의 제조 방법.
    Figure 112016017874716-pat00019

    상기 식 중,
    M1 및 M2는 독립적으로 2가 방향족기 및 2가 방향족 옥사이드기로부터 선택되고; Z1은 -C(R3)(R4)-, -O-, -C(O)-, -S(O)- 또는 -Si(R5)(R6)-를 나타내고, R3 및 R4는 독립적으로 수소, 하이드록실, C1-5 알킬 및 플루오로알킬로부터 선택되고, R5 및 R6는 독립적으로 C1-5 알킬 및 플루오로알킬 및 C4-25 아릴 및 플루오로아릴로부터 선택되고; p는 0 내지 5의 정수이고; q는 0 또는 1이고; r은 0 또는 1이고; p + q + r > 0이고; s는 1 내지 50의 정수이다.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리머가 하이드록실기 무함유인 말단캡핑기를 추가로 포함하는, 전자 소자의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 말단캡핑기가 임의로 치환된 방향족 또는 방향족 옥사이드기인, 전자 소자의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, Ar2는 임의로 치환된 페닐렌을 나타내는, 전자 소자의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다공성 특징부가 20 nm 이하의 폭을 갖는 기공을 포함하는, 전자 소자의 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리머가, 실온으로부터 10℃/분의 가열 속도에서 열중량 분석으로 측정 시, 400℃의 온도에서 질소 대기 하에 5% 미만의 중량 손실을 나타내는, 전자 소자의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, (d) 상기 기공으로부터 상기 폴리머를 제거하는 단계를 추가로 포함하는, 전자 소자의 제조 방법.
  11. 제5항에 있어서, 말단캡핑기가 하기로부터 선택되는, 전자 소자의 제조 방법:
    Figure 112017022972521-pat00024

    상기에서, "Alk"는 알킬기 또는 플루오로알킬기이다.
  12. (a) 다공성 특징부(porous feature)를 표면에 포함하는 반도체 기판을 제공하는 단계;
    (b) 하기 일반식 (I)의 반복 단위 및 폴리머 골격 내에 2가 연결기를 포함하는 폴리머 및 용매를 포함하는 조성물을 상기 다공성 특징부 상에 도포하는 단계; 및
    (c)　상기 조성물을 가열하는 단계;를 포함하고,
    여기서 상기 폴리머는 상기 다공성 특징부의 기공 내에 배치되는,
    전자 소자의 제조 방법:
    Figure 112017022972521-pat00025

    상기 식에서,
    Ar1, Ar2, Ar3 및 Ar4는 독립적으로 임의로 치환된 2가 방향족기를 나타내고; X1 및 X2는 독립적으로 단일 결합, -O-, -C(O)-, -C(O)O-,　-OC(O)-, -C(O)NR1-, -NR2C(O)-, -S-, -S(O)-, -SO2- 또는 임의로 치환된 C1-20 2가 탄화수소기를 나타내며, 여기서 R1 및 R2는 독립적으로 H 또는 C1-20 하이드로카르빌기를 나타내고; m은 0 또는 1이고, n는 0 또는 1이고, o는 0 또는 1이다.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6926939B2 (ja) * 2017-10-23 2021-08-25 東京エレクトロン株式会社 半導体装置の製造方法
JP6960839B2 (ja) * 2017-12-13 2021-11-05 東京エレクトロン株式会社 半導体装置の製造方法
JP6852008B2 (ja) * 2018-03-19 2021-03-31 株式会社東芝 光学検査装置、半導体素子及び光学検査方法
JP7045929B2 (ja) * 2018-05-28 2022-04-01 東京エレクトロン株式会社 半導体装置の製造方法および基板処理装置
US11371143B2 (en) 2019-05-31 2022-06-28 International Business Machines Corporation Implementing the post-porosity plasma protection (P4) process using I-CVD

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5268444A (en) 1993-04-02 1993-12-07 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Phenylethynyl-terminated poly(arylene ethers)
JP4081751B2 (ja) 2002-12-11 2008-04-30 ソニー株式会社 配線構造の製造方法
JP2012138503A (ja) 2010-12-27 2012-07-19 Fujifilm Corp 多孔質絶縁膜及びその製造方法
US20120329273A1 (en) * 2010-01-27 2012-12-27 International Business Machines Corporation Homogeneous porous low dielectric constant materials

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0532878A (ja) * 1991-04-08 1993-02-09 Kawasaki Steel Corp 溶融流動性の改良された熱可塑性樹脂組成物
JPH05178982A (ja) * 1991-12-29 1993-07-20 Sekiyu Sangyo Kasseika Center ポリナフチレンエーテル樹脂およびその製造方法
CA2347306A1 (en) * 1998-10-28 2000-05-04 Minnesota Mining And Manufacturing Company Adhesive composition containing a block copolymer composition and polyphenylene oxide resin and products thereof
JP4654544B2 (ja) 2000-07-12 2011-03-23 日産化学工業株式会社 リソグラフィー用ギャップフィル材形成組成物
JP3967196B2 (ja) * 2002-05-30 2007-08-29 富士通株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP2004197004A (ja) * 2002-12-19 2004-07-15 Mitsubishi Gas Chem Co Inc ポリカーボネート樹脂の製造方法
CN100570483C (zh) 2003-02-21 2009-12-16 日产化学工业株式会社 含有丙烯酸类聚合物的光刻用形成填隙材料的组合物
JP2004297004A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Fuji Photo Film Co Ltd 絶縁膜形成材料及びそれを用いた絶縁膜
US7226980B2 (en) 2003-08-07 2007-06-05 General Electric Company Thermoset composition, method for the preparation thereof, and articles prepared therefrom
US7148296B2 (en) 2003-10-03 2006-12-12 General Electric Company Capped poly(arylene ether) composition and process
US6962965B2 (en) 2004-02-20 2005-11-08 General Electric Company Functionalized poly(arylene ether) composition and process
US7329708B2 (en) 2004-08-18 2008-02-12 General Electric Company Functionalized poly(arylene ether) composition and method
US20070042609A1 (en) * 2005-04-28 2007-02-22 Senkevich John J Molecular caulk: a pore sealant for ultra-low k dielectrics
US7595367B2 (en) 2007-08-28 2009-09-29 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Poly(arylene ether) preparation method
US8314005B2 (en) * 2010-01-27 2012-11-20 International Business Machines Corporation Homogeneous porous low dielectric constant materials
US20130189533A1 (en) 2010-10-14 2013-07-25 Nissan Chemical Industries, Ltd. Resist underlayer film forming composition for lithography containing polyether structure-containing resin
US8828489B2 (en) * 2011-08-19 2014-09-09 International Business Machines Corporation Homogeneous modification of porous films
JP6036053B2 (ja) * 2011-09-14 2016-11-30 東レ株式会社 イオン性基含有芳香族ポリエーテル共重合体、それを用いた高分子電解質材料、高分子電解質成型体、高分子電解質複合膜および固体高分子型燃料電池
WO2013080929A1 (ja) 2011-12-01 2013-06-06 Jsr株式会社 多層レジストプロセスに用いられるレジスト下層膜形成用組成物、レジスト下層膜及びその形成方法、並びにパターン形成方法
US20130171819A1 (en) * 2011-12-28 2013-07-04 Toshiba America Electronic Components, Inc. Methods for integration of metal/dielectric interconnects
US20160185984A1 (en) 2014-12-26 2016-06-30 Dow Global Technologies Llc Pore-fill compositions

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5268444A (en) 1993-04-02 1993-12-07 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Phenylethynyl-terminated poly(arylene ethers)
JP4081751B2 (ja) 2002-12-11 2008-04-30 ソニー株式会社 配線構造の製造方法
US20120329273A1 (en) * 2010-01-27 2012-12-27 International Business Machines Corporation Homogeneous porous low dielectric constant materials
JP2012138503A (ja) 2010-12-27 2012-07-19 Fujifilm Corp 多孔質絶縁膜及びその製造方法

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