TW202314021A - 供光學及微電子應用之金屬錯合物 - Google Patents

Abstract

本發明係關於金屬錯合物及其作為供光學及微電子應用之金屬氧化物前體之用途。該等金屬錯合物包含一或多種選自V、Nb及Ta之金屬M及一或多種有機肟型配體L。該等金屬錯合物特別適合作為用於在光學及微電子應用中形成金屬氧化物之金屬氧化物前體。本發明進一步係關於一種自該等金屬錯合物製備金屬氧化物之方法，係關於自該方法獲得之金屬氧化物及係關於包含其之裝置。

Description

供光學及微電子應用之金屬錯合物

本發明係關於金屬錯合物及其作為供光學及微電子應用之金屬氧化物前體之用途。該等金屬錯合物包含一或多種選自V、Nb及Ta之金屬M及一或多種有機肟型配體L。有機肟型配體係包含於O原子上視需要經取代之肟基之有機配體。該等金屬錯合物特別適合作為用於在光學及微電子應用中形成金屬氧化物之金屬氧化物前體，諸如，舉例而言，用於擴增實境(AR)及/或虛擬實境(VR)裝置之繞射光柵中，或作為積體電路(IC)晶片製造中之金屬硬遮罩(MHM)材料。其等顯示經改善之成膜及間隙填充性質且容許於圖案化或非圖案化基板之表面上形成高折射金屬氧化物結構。本發明之金屬錯合物提供範圍廣泛之不同應用且可用以(例如)與其他金屬錯合物一起調配。

本發明進一步係關於一種用於在基板表面上製備金屬氧化物之方法，其中該等金屬錯合物用作金屬氧化物前體。該金屬氧化物可形成各種結構，諸如，舉例而言，覆蓋非圖案化基板表面之層及/或覆蓋形貌特徵(諸如，舉例而言，圖案化基板表面上之間隙)之填充物，藉此提供高折射光學層及/或抗蝕刻MHM層，其等可在製造積體電路(IC)期間選擇性結構化矽晶圓、矽晶圓晶粒或半成品類似物。特定言之，根據本發明之金屬錯合物及含有其之調配物容許以低覆蓋率進行先進之間隙填充，因此藉由避免如藉由物理氣相沉積(PVD)或化學氣相沉積(CVD)方法進行之層沉積及間隙填充之典型問題，諸如，舉例而言由於沉積及/或層生長沉積特性(包括於拐角及邊緣處增加之沉積及/或生長速率)而導致之不完全間隙填充，可容易且具有成本效益地大規模生產複雜之光學及微電子裝置。

獲得之金屬氧化物(a)容許形成具有有利光學性質之層，諸如，舉例而言，在≤ 520 nm之波長下＞ 1.7，較佳＞ 2.0之高折射率、低吸光度及低煙霧形成度；(b)其等針對濕相及/或氣相蝕刻劑顯示高抗蝕刻性，藉此使得由於不同之蝕刻速率而實現選擇性蝕刻；(c)其等容許形成緻密層及均勻填充形貌特徵(諸如，舉例而言，間隙)；及(d)其等可使用本發明之金屬錯合物作為金屬氧化物前體以容易且具有成本效益之方式製備並結構化。

因此，金屬錯合物特別適用於製備針對光學應用具有高折射率之金屬氧化物層，諸如，舉例而言，用於擴增實境(AR)及/或虛擬實境(VR)裝置之繞射光柵，或作為用於微電子應用及裝置之金屬硬遮罩(MHM)材料，諸如，舉例而言，積體電路(IC)晶片中之薄膜。

因此，進一步提供一種顯示前述有利效應之金屬氧化物及包含其之裝置，較佳光學或微電子裝置。

前沿微電子及光學裝置通常由複合材料構成，該等複合材料包含載體基板及複雜且交錯之圖案，該等圖案來源於多種不同之層或層堆疊。通常，此等複雜圖案的產生需結構化過程，其等隨待製備之結構尺寸之尺寸減小而變得越來越具有挑戰性。硬遮罩(HM)材料及金屬硬遮罩(MHM)材料特別用於光阻劑層及圖案下方以容許藉由反應性離子蝕刻(RIE)方法將積體電路之零件結構化。作為光阻劑下方之底層並於該光阻劑經結構化及開口之區域中去除，MHM層支持在RIE蝕刻期間保持並維持開口區域之尺寸，此係該光阻劑層本身無法達成的，因為該材料太弱以致於無法完成承受侵蝕性蝕刻條件。因此，該MHM層定義於該MHM下方之材料層及其頂部之光阻劑中產生結構。與上文提及之內容類似，支援結構產生之MHM材料亦可用作奈米級材料塊。後者例如適用於在FinFET製造過程期間產生矽鰭片(silicon fin)。此處，該基板由一層犧牲材料(諸如，舉例而言，一層所謂之旋塗碳)均勻覆蓋。此犧牲層使用習知光阻劑技術結構化，例如定義溝槽陣列，其中在打開該光阻劑層後，經曝露之碳層藉由富氧RIE蝕刻方法去除。在下列步驟中及在去除該光阻劑後，將MHM組合物塗佈於該基板之表面上，容許填充犧牲碳層中線或溝槽陣列並形成完全覆蓋該旋塗碳之緻密且均勻之層。此後，然後藉由選擇性蝕刻去除覆蓋碳之MHM，留下現完全曝露之碳層及仍用間隙填充材料填充之線及溝槽陣列。作為下一步驟，該碳層藉由富氧RIE去除，接著第二蝕刻步驟去除自旋塗碳層釋放之基板材料(通常矽)之所有部分，而彼等仍由MHM材料構成之線及前溝槽陣列之區域未受攻擊。該MHM具有足夠低之蝕刻速率以容許蝕刻氣體混合物僅去除經曝露之矽。此方法導致在矽晶圓基板之頂部產生直立、高縱橫比之矩形輪廓之陣列。在已選擇性去除殘餘之MHM材料後，此等矩形輪廓隨後可用作FinFET裝置之鰭片。

WO 2017/174476 A1係關於一種間隙填充組合物及使用低分子量化合物之圖案形成方法。據說該間隙填充組合物減少圖案塌陷且包括有機間隙填充化合物、有機溶劑，及視需要，水。

WO 2019/048393 A1係關於一種適合作為具有經改善之熱穩定性之硬遮罩及填充材料之含有旋塗無機氧化物之組合物。該組合物係用於透過於半導體基板上形成包含金屬氧化物之高K材料之圖案化膜，或透過形成覆蓋半導體基板之包含圖案化金屬氧化物之層製造電子裝置之方法，其可用以使用氟電漿選擇性蝕刻該半導體基板。

然而，作為前沿光學裝置，不限於此，吾人可考慮繞射光柵。除於各種類型之應用中之各種用途，諸如，舉例而言，用於分光計中或作為光學記憶體系統(CD、DVD等)之基礎原理外，繞射光柵係所謂之XR裝置(主要眼鏡)之核心組件。在本內文中，R代表術語實境及X表示不同之屬性，諸如舉例而言虛擬、擴增、混合等。因此，繞射光柵係擴增實境及混合實境眼鏡之光學引擎之核心，然而不僅限於此。虛擬實境眼鏡在構建為頭戴式顯示器時，通常由嵌入該裝置中之習知LC-或OLED顯示器構成，且因此未必需要繞射光柵。相比之下，擴增及混合實境眼鏡之設計方式係使消費者可獲得其對環境之視覺印象，最佳情況如同其等根本不佩戴任何眼鏡一樣。然而，其等亦可使提供及服務數位資訊及亦將其投射至個體之視野中成為可能。另外數位資訊係自識別及分析環境收集，個體檢查或查看當前。為將支援數位資訊傳送及投射至個體之眼睛中，擴強或混合實境眼鏡配備資訊供應單元，該單元耦合至光波導系統，該系統將經光學編碼之支援資訊透過其直接傳輸至眼鏡之鏡片。此處，資訊通過繞射光柵，該光柵將入射光耦合至鏡片內並藉由繞射根據其角度資訊及其光譜帶將其分開。在光輸入耦合後，該等鏡片用作波導，使光能夠傳輸至個體之瞳孔內。光輸入耦合之位置與任何較佳位置無關且因此亦與技術需求無關。光於鏡片內之穿透方向由繞射光柵繞射或分光決定。於鏡片中之某些位置，第二及第三繞射光柵用於改變光之穿透方向並強制將該光投射至使用者之瞳孔內。該等眼鏡中之光穿透係藉由該光之全內反射(TIR)進行，因此在該等眼鏡界面之間反射數次直至到達另一繞射光柵，其改變該光之內部TIR方向(參見圖2)。該第二及第三光柵相對於第一及輸入耦合光柵在不同方向上幾何對齊，例如由縱軸之某一角度變形，因此容許改變全內反射光之傳播方向。毋庸置疑，鏡片本身或製成該等鏡片之材料不應具有吸收性。否則，支持資訊永遠無法到達使用者之瞳孔或僅在強烈耗盡光強度之情況下到達。無論使用反射光柵或透射光柵，該方法均有效。通常，該等鏡片配備兩種類型以正確引導光。反射光柵及透射光柵之光學性能存在差異，然而，其等對本發明無進一步吸引力。該等光柵之基本結構非常相似，其於此點上更重要。然而，存在不同之設計規則及結構諸如表面浮雕(SR)或體積相位全息(VPH)光柵以完成波導。兩種類型之外觀非常相似。在最簡單之情況下，該等光柵以某種方式安裝於波導材料(此處為鏡片)之表面上。該光柵本身由精細結構之陣列構成，主要具有折射率RI 01之第一材料類型材料01之溝槽，然而，不限於此。該等溝槽之幾何形狀可為多種多樣的，自矩形、V形溝槽、U形及類似物。溝槽之寬度(包括具有不同寬度之結構)、幾何形狀、其等間距及其等深度(包括不同之深度)係經專門設計以影響入射光之繞射圖案以變得分開。在VPH光柵之情況下，具有折射率(RI 01)之第一材料類型(材料01)之溝槽或結構由具有折射率(RI 02)之第二材料類型(材料02)填充，其中RI 02與RI 01逐漸不同(參見圖1及3)。為完整起見，提及材料01或材料02可由堆疊之結構化層構成，各含有具有不同折射率之不同材料組合物，堆疊於彼此頂部上，藉此分別形成具有有效或分級折射率RI 01或RI 02之材料01或材料02。順便提及，(有效或分級)折射率RI 01及RI 02取決於製造眼鏡之波導或鏡片之折射率。若使用具有高折射率(n03 ＞ 1.46)之玻璃鏡片，則認為材料01及材料02之(有效或分級)折射率高於該等鏡片本身之折射率，藉此可達成並超過2.0之RI值。表面浮雕(SR)光柵可看起來相似且亦可包括第二類型之材料作為用於該等溝槽之填充物，但該等溝槽亦可僅為空氣。高性能光柵(尤其彼等VPH型)可使用自微型製造已知的標準微影術及沉積技術(諸如，舉例而言，積體電路之製造)製造。鑑於上文提及之情況，光學活性材料或材料堆疊中之溝槽及結構需由第二類型之光學活性材料填充，此已經以與使用MHM材料類似之方式解釋。

習知間隙填充材料係通常藉由物理氣相沉積(PVD)或化學氣相沉積(CVD)方法沉積且通常由於不一致的沉積及/或層生長沉積特性，諸如，舉例而言於拐角及邊緣處增加之沉積及/或生長速率，而存在不完全之間隙填充。此不完全之間隙填充導致於待由PVD-及CVD-材料填充之結構內形成空隙。除形成空隙外，基板之表面變為由厚度幾乎與待由沉積之間隙填充材料填充之最深結構之最大深度一樣之PVD-及/或CVD層覆蓋(參見圖4及5)。然而，在一些應用中，可需曝露該基板之表面使得其可用於進一步處理。因此，來自PVD或CVD之非所需覆蓋層需藉由例如化學機械平面化(CMP)去除而不損害下面之原始基板表面。儘管CMP在製造積體電路之過程中已完全建立且非常成熟，但CMP係耗時且成本高昂之過程及可視為用於某些電子及光學裝置之大規模生產，尤其繞射光柵之大規模生產之潛在經濟表現終結者(economic show stopper)。

本發明解決此態樣並提供一種用於微電子及光學裝置之先進且成本效益製造之解決方案，其涉及間隙填充而無需CMP (參見圖6)。

因此，本發明解決各種挑戰。一方面，本發明為遞送具有高抗蝕刻性及選擇性之材料提供經濟友好之解決方案。另一方面，本發明在製造繞射光柵期間為選擇性溝槽及間隙填充提供具有高折射率之材料。

發明目的 本發明之目的係提供用以製備供光學及微電子應用之金屬氧化物之新穎金屬錯合物。本發明之目的係該等金屬氧化物(a)容許形成具有有利光學性質之層，諸如，舉例而言，在≤ 520 nm之波長下＞ 1.7，較佳＞ 2.0之高折射率、低吸光度及低煙霧形成度；(b)其等針對濕相及/或氣相蝕刻劑顯示高抗蝕刻性，藉此使得由於不同之蝕刻速率而實現選擇性蝕刻；(c)其等容許形成緻密層並均勻填充形貌特徵(諸如，舉例而言，間隙)；及(d)其等可以簡單且具有成本效益之方式製備並結構化。

本發明之另一目的係該等金屬氧化物可用於各種光學及微電子應用，諸如，舉例而言，用於擴增實境(AR)及/或虛擬實境(VR)裝置之繞射光柵中，或作為積體電路(IC)晶片製造中之金屬硬遮罩(MHM)材料。

本發明之目的係金屬錯合物可連同用於範圍廣泛之不同應用之其他金屬錯合物用於調配物中。

本發明之另一目的係提供一種用於在基板表面上製備金屬氧化物之方法，其中該方法容許簡單且具有成本效益之於不同種類之基板上製備並結構化緻密之金屬氧化物層，其中該等金屬氧化物層(a)具有有利光學性質，諸如，舉例而言，在≤ 520 nm波長下＞ 1.7，較佳＞ 2.0之高折射率、低吸光度及低煙霧形成度；(b)針對濕相及/或氣相蝕刻劑顯示高抗蝕刻性，藉此使得由於不同之蝕刻速率而實現選擇性蝕刻；及(c)容許均勻填充形貌特徵，諸如，舉例而言，間隙。

本發明之目的係提供一種用於在基板表面上製備金屬氧化物作為覆蓋非圖案化基板之表面及/或覆蓋該表面並填充形貌特徵(諸如，舉例而言，圖案化基板表面上之間隙)之層，藉此提供高折射率光學層及/或抗蝕刻MHM層使得在製造積體電路(IC)期間實現選擇性結構化矽晶圓、矽晶圓晶粒或半成品類似物之方法。

最後，本發明之目的係提供顯示上文提及之有利效應之金屬氧化物及包含其之裝置，較佳光學或微電子裝置。

發明人意外發現上文目的由金屬錯合物達成，該金屬錯合物包含一或多種選自由V、Nb及Ta構成之清單之金屬M；及一或多種配體L，其中L係包含於O原子上視需要經取代之肟基之有機配體。

根據本發明之金屬錯合物容許製備金屬氧化物，其(a)容許形成具有有利光學性質之層，諸如，舉例而言，在≤ 520 nm之波長下＞ 1.7，較佳＞2.0之高折射率、低吸光度及低煙霧形成度；(b)針對濕相及/或氣相蝕刻劑顯示高抗蝕刻性，藉此使得由於不同之蝕刻速率而實現選擇性蝕刻；(c)容許形成緻密層並均勻填充地形特徵(諸如，舉例而言，間隙)；及(d)可以簡單且具有成本效益之方式製備並結構化。

本發明進一步係關於包含一或多種根據本發明之金屬錯合物，及視需要一或多種其他金屬錯合物之調配物。

根據本發明之金屬錯合物及調配物可用於藉由下列方法於基板表面上製備金屬氧化物，該方法亦形成本發明之部分：

用於在基板表面上製備金屬氧化物之方法包括下列步驟： (i)    提供包含一或多種根據本發明之金屬錯合物作為金屬氧化物前體之調配物； (ii)   將該調配物施加至基板表面上；及 (iii)  將該金屬氧化物前體轉化為金屬氧化物。

此外，本發明提供金屬氧化物，其可藉由或藉由上文提及用於在基板表面上製備金屬氧化物之方法獲得。

最後，本發明提供一種裝置，其包含根據本發明之金屬氧化物。

下文中及隨附申請專利範圍中描述本發明之較佳實施例。

定義 如本文使用之術語「金屬錯合物」係指由一或多個形成一或多個配位中心之中心金屬原子或離子，及含有一或多個可與該金屬共用之電子對之結合分子或離子之周圍陣列作為配體構成之配位錯合物。在金屬錯合物中，該等金屬原子或離子通常充當路易士酸，而該等配體通常充當路易士鹼。金屬錯合物可為中性、帶正電或帶負電的。帶電金屬錯合物亦可稱為錯離子。

如本文使用之術語「金屬-有機錯合物」係指一類含有金屬及有機配體之金屬錯合物，其等賦予於有機溶劑中之溶解性或揮發性。發現具有此等性質之化合物於金屬有機氣相沉積(MOCVD)或溶膠-凝膠處理之材料科學中具有各種應用。不同術語「金屬-有機錯合物」係指缺乏直接金屬-碳鍵，但含有有機配體之含金屬化合物。金屬β-二酮酸鹽、醇鹽、二烷基醯胺及金屬膦錯合物為此類代表性成員。

如本文使用之術語「配體」係指結合至中心金屬原子或離子以形成金屬錯合物之離子或中性分子(具有一或多個官能基)。與金屬鍵合一般涉及通常通過路易士鹼供予該配體之電子對中之一或多者。金屬-配體鍵合之性質可自共價至離子之範圍內變化。此外，金屬-配體鍵級可在一至三之範圍內。儘管已知極少數情況涉及路易士酸配體，但配體通常被視為路易士鹼。將配體分類為L或X (或其組合)，取決於其等為配體與中心原子之間的鍵提供之電子數量。L配體提供來自孤電子對之兩個電子，從而形成配位共價鍵。X配體提供一個電子，其中該中心原子提供另一電子，因此形成規則之共價鍵。

如本文使用之術語「烷基」或「烷基基團」係關於直鏈、分支鏈、環形或橋接環形烷基基團，其形成化合物結構之部分並經由碳原子結合。烷基基團可含有一或多個選自N、O、S及P之雜原子。烷基基團可未經取代或經取代，較佳經一或多個選自由-C(O)R ^v、-C(O)OR ^v、-NR ^vR ^w、-OR ^v、-R ^x、-CN、-F及-Cl構成之清單之取代基取代，其中R ^v= H、C3-C10芳基或C1-C10烷基，R ^w= H、C3-C10芳基或C1-C10烷基及R ^x= C3-C10芳基或C1-C10烷基，較佳R ^v= H、甲基、乙基、丙基或苯基，R ^w= H、甲基、乙基、丙基或苯基及R ^x=苯基。烷基基團可含有一或多個官能基，較佳選自由C=C雙鍵、C≡C叁鍵、醯胺、胺甲酸酯、碳酸酯、羧酸、酯、醚、第二或第三胺及酮基構成之清單。連接化合物中兩個相鄰結構單元之烷基基團稱為「伸烷基基團」。

如本文使用之術語「芳基」或「芳基基團」係關於單環或多環芳族基團，其形成化合物結構之部分。多環芳族基團包括兩個或更多個相連之芳環系統，其等固定於一個平面中。芳基基團可為(i)烴芳基基團或(ii)含有雜原子之芳基基團，其亦稱為雜芳基基團。烴芳基基團含有由碳原子構成之芳環結構，而雜芳基基團含有芳環結構，其進一步包含一或多個選自N、O、S及P之雜原子。芳基基團可未經取代或經取代，較佳經一或多個選自由-C(O)R ^v、-C(O)OR ^v、-NR ^vR ^w、-OR ^v、-R ^x、-CN、-F及-Cl構成之清單之取代基取代，其中R ^v= H、C3-C10芳基或C1-C10烷基，R ^w= H、C3-C10芳基或C1-C10烷基及R ^x= C3-C10芳基或C1-C10烷基，較佳R ^v= H、甲基、乙基、丙基或苯基，R ^w= H、甲基、乙基、丙基或苯基及R ^x=甲基、乙基、丙基或苯基。

如本文使用之術語「微電子裝置」係指具有極小電子設計及組件之電子裝置。通常，但並非始終如此，此意謂微米級或更小。此等裝置通常含有一或多個由半導體材料製成並以包裝結構互連以形成該微電子裝置之微電子組件。普通電子設計之許多電子組件均可用於微電子等同物中。此等包括電晶體、電容器、感應器、電阻器、二極體且天然絕緣體及導體均可出現在微電子裝置中。因為組件、引線及焊盤之尺寸異常小，所以微電子中亦通常使用獨特之接線技術，諸如引線鍵合。

如本文使用之術語「光學裝置」係關於一種含有一或多個用於形成光束之光學組件之裝置，光學組件包括(但不限於)光柵、鏡片、棱鏡、反光鏡、光學窗口、濾光片、偏振光學元件、UV及IR光學元件及光學塗層。本發明內文中之較佳光學裝置係擴增實境(AR)眼鏡及/或虛擬實境(VR)眼鏡。

較佳實施例 金屬錯合物

本發明係關於一種金屬錯合物，其包含一或多種選自由V、Nb及Ta構成之清單之金屬M；及一或多種配體L，其中L係包含於O原子上視需要經取代之肟基之有機配體。

肟基係由

表示之官能基，其中

表示結合位點。

於O原子上視需要經取代之肟基係由

表示之官能基，其中R係取代基及

表示結合位點。

在本發明之一較佳實施例中，配體L係包含於O原子上視需要經取代之肟基之有機配體，及視需要去質子化之羧酸基團。

羧酸基團係由

表示之官能基，其中

表示結合位點。

包含肟基及羧酸基團之配體L較佳(i)經由該羧酸基團，(ii)經由該肟基，或(iii)經由該羧酸基團及該肟基配位至一或多種金屬M。

在本發明之一較佳實施例中，金屬錯合物中之配體L對應於由式(1)表示之化合物，其於羧酸基團處視需要去質子化：

式(1) 其中： 曲線表示單鍵或具有1至10個碳原子之伸烷基； R ¹係選自由H、具有1至10個碳原子之烷基及具有5至10個芳環原子之芳基構成之清單； R ²係選自由H、-NHR ^2a、-NR ^2aR ^2a、-OR ^2a、可經取代及/或可含有一或多個官能基之具有1至30個碳原子之烷基及可經取代之具有5至30個芳環原子之芳基構成之清單； R ^2a係選自由H、-NHR ^2b、-NR ^2bR ^2b、-OR ^2b、可經取代及/或可含有一或多個官能基之具有1至30個碳原子之烷基及可經取代之具有5至30個芳環原子之芳基構成之清單；及 R ^2b係選自由H、具有1至10個碳原子之烷基及具有5至10個芳環原子之芳基構成之清單。

較佳地，配體L對應於由式(1)表示之化合物，其中： 曲線表示單鍵或具有1至10個碳原子之伸烷基； R ¹係選自由H、具有1至10個碳原子之烷基及具有5至10個芳環原子之芳基構成之清單； R ²係選自由H、-NHR ^2a、-NR ^2aR ^2a、-OR ^2a、可經取代及/或可含有一或多個官能基之具有1至20個碳原子之烷基及可經取代之具有5至20個芳環原子之芳基構成之清單； R ^2a係選自由H、-NHR ^2b、-NR ^2bR ^2b、-OR ^2b、可經取代及/或可含有一或多個官能基之具有1至20個碳原子之烷基及可經取代之具有5至20個芳環原子之芳基構成之清單；及 R ^2b係選自由H、具有1至10個碳原子之烷基及具有5至10個芳環原子之芳基構成之清單。

更佳地，配體L對應於由式(1)表示之化合物，其中： 曲線表示單鍵或具有1至3個碳原子之伸烷基； R ¹係選自由H、具有1至5個碳原子之烷基及具有6至10個芳環原子之芳基構成之清單； R ²係選自由H、-NHR ^2a、-NR ^2aR ^2a、-OR ^2a、可經取代及/或可含有一或多個官能基之具有1至10個碳原子之烷基及可經取代之具有6至10個芳環原子之芳基構成之清單； R ^2a係選自由H、-NHR ^2b、-NR ^2bR ^2b、-OR ^2b、可經取代及/或可含有一或多個官能基之具有1至10個碳原子之烷基及可經取代之具有6至10個芳環原子之芳基構成之清單；及 R ^2b係選自由H、具有1至5個碳原子之烷基及具有6至10個芳環原子之芳基構成之清單。

最佳地，配體L對應於由式(1)表示之化合物，其中： 曲線表示單鍵、亞甲基、伸乙基或伸丙基； R ¹係選自由H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、苯基及萘基構成之清單； R ²係選自由H、-NHR ^2a、-NR ^2aR ^2a、-OR ^2a、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、苯基及萘基構成之清單； R ^2a係選自由H、-NHR ^2b、-NR ^2bR ^2b、-OR ^2b、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、苯基及萘基構成之清單；及 R ^2b係選自由H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、苯基及萘基構成之清單。

式(1)中經取代之烷基較佳含有一或多個選自由-C(O)R ^v、-C(O)OR ^v、-NR ^vR ^w、-OR ^v、-R ^x、-CN、-F及-Cl構成之清單之取代基，其中R ^v= H、C3-C10芳基或C1-C10烷基，R ^w= H、C3-C10芳基或C1-C10烷基及R ^x= C3-C10芳基或C1-C10烷基，較佳R ^v= H、甲基、乙基、丙基或苯基，R ^w= H、甲基、乙基、丙基或苯基及R ^x=苯基。

式(1)中含有一或多個官能基之烷基較佳含有一或多個選自由C=C雙鍵、C≡C叁鍵、醯胺、胺甲酸酯、碳酸酯、羧酸、酯、醚、第二或第三胺及酮構成之清單之官能基。

式(1)中經取代之芳基較佳含有一或多個選自由-C(O)R ^v、-C(O)OR ^v、-NR ^vR ^w、-OR ^v、-R ^x、-CN、-F及-Cl構成之清單之取代基，其中R ^v= H、C3-C10芳基或C1-C10烷基，R ^w= H、C3-C10芳基或C1-C10烷基及R ^x= C3-C10芳基或C1-C10烷基，較佳R ^v= H、甲基、乙基、丙基或苯基，R ^w= H、甲基、乙基、丙基或苯基及R ^x=甲基、乙基、丙基或苯基。

在本發明之一更佳實施例中，金屬錯合物中之配體L對應於由式(2)表示之化合物：

式(2) 其中： R ¹係選自由H、具有1至10個碳原子之烷基及具有5至10個芳環原子之芳基構成之清單； R ²係選自由H、-NHR ^2a、-NR ^2aR ^2a、-OR ^2a、可經取代及/或可含有一或多個官能基之具有1至30個碳原子之烷基及可經取代之具有5至30個芳環原子之芳基構成之清單； R ^2a係選自由H、-NHR ^2b、-NR ^2bR ^2b、-OR ^2b、可經取代及/或可含有一或多個官能基之具有1至30個碳原子之烷基及可經取代之具有5至30個芳環原子之芳基構成之清單；及 R ^2b係選自由H、具有1至10個碳原子之烷基及具有5至10個芳環原子之芳基構成之清單。

較佳地，配體L對應於由式(2)表示之化合物，其中： R ¹係選自由H、具有1至10個碳原子之烷基及具有5至10個芳環原子之芳基構成之清單； R ²係選自由H、-NHR ^2a、-NR ^2aR ^2a、-OR ^2a、可經取代及/或可含有一或多個官能基之具有1至20個碳原子之烷基及可經取代之具有5至20個芳環原子之芳基構成之清單； R ^2a係選自由H、-NHR ^2b、-NR ^2bR ^2b、-OR ^2b、可經取代及/或可含有一或多個官能基之具有1至20個碳原子之烷基及可經取代之具有5至20個芳環原子之芳基構成之清單；及 R ^2b係選自由H、具有1至10個碳原子之烷基及具有5至10個芳環原子之芳基構成之清單。

更佳地，配體L對應於由式(2)表示之化合物，其中： R ¹係選自由H、具有1至5個碳原子之烷基及具有6至10個芳環原子之芳基構成之清單； R ²係選自由H、-NHR ^2a、-NR ^2aR ^2a、-OR ^2a、可經取代及/或可含有一或多個官能基之具有1至10個碳原子之烷基及可經取代之具有6至10個芳環原子之芳基構成之清單； R ^2a係選自由H、-NHR ^2b、-NR ^2bR ^2b、-OR ^2b、可經取代及/或可含有一或多個官能基之具有1至10個碳原子之烷基及可經取代之具有6至10個芳環原子之芳基構成之清單；及 R ^2b係選自由H、具有1至5個碳原子之烷基及具有6至10個芳環原子之芳基構成之清單。

最佳地，配體L對應於由式(2)表示之化合物，其中： R ¹係選自由H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、苯基及萘基構成之清單； R ²係選自由H、-NHR ^2a、-NR ^2aR ^2a、-OR ^2a、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、苯基及萘基構成之清單； R ^2a係選自由H、-NHR ^2b、-NR ^2bR ^2b、-OR ^2b、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、苯基及萘基構成之清單；及 R ^2b係選自由H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、苯基及萘基構成之清單。

式(2)中經取代之烷基較佳含有一或多個選自由-C(O)R ^v、-C(O)OR ^v、-NR ^vR ^w、-OR ^v、-R ^x、-CN、-F及-Cl構成之清單之取代基，其中R ^v= H、C3-C10芳基或C1-C10烷基，R ^w= H、C3-C10芳基或C1-C10烷基及R ^x= C3-C10芳基或C1-C10烷基，較佳R ^v= H、甲基、乙基、丙基或苯基，R ^w= H、甲基、乙基、丙基或苯基及R ^x=苯基。

式(2)中含有一或多個官能基之烷基較佳含有一或多個選自由C=C雙鍵、C≡C叁鍵、醯胺、胺甲酸酯、碳酸酯、羧酸、酯、醚、第二或第三胺及酮構成之清單之官能基。

式(2)中經取代之芳基較佳含有一或多個選自由-C(O)R ^v、-C(O)OR ^v、-NR ^vR ^w、-OR ^v、-R ^x、-CN、-F及-Cl構成之清單之取代基，其中R ^v= H、C3-C10芳基或C1-C10烷基，R ^w= H、C3-C10芳基或C1-C10烷基及R ^x= C3-C10芳基或C1-C10烷基，較佳R ^v= H、甲基、乙基、丙基或苯基，R ^w= H、甲基、乙基、丙基或苯基及R ^x=甲基、乙基、丙基或苯基。

本發明之金屬錯合物中之金屬M較佳呈選自由+I、+II、+III、+IV及+V，較佳+II、+III、+IV及+V，更佳+V構成之清單之氧化態。

在本發明之一較佳實施例中，金屬錯合物由下式(3)表示：

式(3) 其中： M在每次出現彼此獨立地係選自由V、Nb及Ta構成之清單之金屬； L在每次出現彼此獨立地係包含於O原子上視需要經取代之肟基之有機配體； A係選自µ-OH ^–、µ-F ^–、µ-Cl ^–、µ-Br ^–或µ-I ^–之橋接配體； B係由µ-O ^2–表示之橋接配體； m係1至10之整數，較佳1至5，更佳1或2，及最佳1； n係5至50之整數，較佳5至25，更佳5至10，及最佳5； a係0至20之整數，較佳0至10，更佳0至4，及最佳0；及 b係0至10之整數，較佳0至5，更佳0至2，及最佳0； 限制條件為滿足下列等式：n + a + 2 * b = S * m，其中S為M之氧化態值，較佳選自1、2、3、4及5，更佳2、3、4及5，最佳5。

式(3)中配體L較佳係包含於O原子上視需要經取代之肟基，及視需要去質子化之羧酸基團之有機配體。上文描述肟及羧酸基團。

式(3)中包含肟基及羧酸基團之配體L進一步較佳(i)經由該羧酸基團，(ii)經由該肟基，或(iii)經由該羧酸基團及該肟基配位至一或多種金屬M。

式(3)中配體L較佳由如上文描述之式(1)或(2)表示。

本發明之金屬錯合物可藉由任何標準合成製備。通常，該錯合物係由金屬前體化合物(其可為鹽或錯合物)及相應之配體形成。為此，可使用已知標準反應。

調配物 本發明進一步係關於包含一或多種根據本發明之金屬錯合物作為金屬氧化物前體之調配物。

較佳地，根據本發明之調配物包含一或多種溶劑。選擇該等溶劑以改善該調配物之適用性、可濕性、沉積性質、填充性質及/或穩定性。可使用任何溶劑，只要其可溶解或分散根據本發明之金屬錯合物即可。用於該調配物之較佳溶劑係選自水、醇、有機溶劑及其混合物。較佳之有機溶劑係酯、酮、內酯、二酮、羧酸、醯胺及其混合物。特別佳之有機溶劑係乙醇、丙醇、1-丁醇、2-丁醇、雙丙酮醇、乙酸1-甲氧基-2-丙酯(PGMEA)、1-甲氧基-2-丙醇(PGME)、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸環己酯、3-甲氧基乙酸丁酯、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、甲基戊基酮、環己酮、環戊酮、丙酸乙基-3-乙氧基酯、丙酸甲基-3-乙氧基酯、丙酸甲基-3-甲氧基酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、新戊酸甲酯、新戊酸乙酯、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚丙酸酯、丙二醇單乙醚丙酸酯、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、N-甲基吡咯啶酮、二甲基亞碸、γ-丁內酯、γ戊內酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、四亞甲基碸、丙二醇二甲基醚、二丙二醇二甲基醚、乙二醇二甲基醚或二乙二醇二甲基醚、N-乙基吡咯啶酮、2-吡咯啶酮、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯、松油醇、3-苯氧基甲苯、4-苯氧基甲苯及苯甲醚。此等溶劑可單獨或以兩種或更多種之混合物使用。

較佳地，基於調配物之總質量計，根據本發明之調配物中金屬錯合物之質量比(w/w)通常不小於1%且不大於100%，更佳不小於1%及不大於80%，仍更佳不小於1%及不大於60%，及最佳不小於2%及不大於40%。

在本發明之一較佳實施例中，調配物包含一或多種其他金屬錯合物，其等可作為其他金屬氧化物前體。在此情況下，可形成包含獲自金屬氧化物前體之金屬氧化物及獲自另一金屬氧化物前體之另一金屬氧化物之金屬氧化物混合物。

較佳之其他金屬錯合物包含一或多種三價或四價金屬M’，較佳選自由Sc、Y、La、Ti、Zr、Hf及Sn構成之清單，更佳一或多種四價金屬M’，其等選自由Ti、Zr、Hf及Sn構成之清單。

較佳之其他金屬錯合物包含一或多種由如上文針對根據本發明之金屬錯合物描述之式(1)或(2)表示之配體L。

在本發明之一較佳實施例中，調配物係包含第二、第三或第四另一金屬錯合物之二元、三元或四元金屬錯合物混合物，其中較佳該第二、第三及第四另一金屬錯合物中之各者含有醇鹽、羧酸鹽、鹼性羧酸鹽、衍生之1,3-二酮酸鹽、β-酮羧酸鹽及β-酮羧酸酯、兒茶酚、2,3-二羥基苯甲酸、沒食子酸、1,8-二羥基萘、1,9-蒽二醇、1-羥基-9-蒽酮、9-羥基-1-蒽酮、1,8,9-蒽三醇、地蒽酚或其衍生物。

此等其他金屬錯合物可直接使用或藉由例如將金屬氧化物、金屬氫氧化物、金屬碳酸鹽及金屬醇鹽溶解及/或分散於合適之溶劑中，接著添加任何種類之酸，較佳羧酸，然而，不限於此，以促進溶解，及接著添加任何種類之醇鹽、羧酸鹽、鹼性羧酸鹽、衍生之1,3-二酮酸鹽、β-酮羧酸鹽及β-酮羧酸酯、兒茶酚、2,3-二羥基苯甲酸、沒食子酸、1,8-二羥基萘、1,9-蒽二醇、1-羥基-9-蒽酮、9-羥基-1-蒽酮、1,8,9-蒽三醇、地蒽酚或其衍生物原位製備。

此等二元、三元或四元金屬錯合物混合物容許微調由其製備之金屬氧化物之某些性質。此等性質可包括(例如)材料硬度、收縮率、折射率、透明度及吸光度、霧度抑制及針對RIE、電漿或濕化學蝕刻之抗蝕刻性及選擇性及碳殘餘物或非金屬氧化物雜質及其組合之含量。

較佳地，根據本發明之調配物中一或多種金屬錯合物與一或多種其他金屬錯合物之間的質量比(w/w)係於1:100至100:1，較佳1:10至10:1，更佳1:5至5:1之範圍內。

用於製備金屬氧化物之方法 本發明進一步提供一種自一或多種根據本發明之金屬錯合物製備金屬氧化物之方法。在此方法中，使用該(等)金屬錯合物作為金屬氧化物前體。所獲得之金屬氧化物特別適用於光學及/或微電子應用。

根據本發明之用於製備金屬氧化物之方法包括下列步驟： (i)    提供包含一或多種根據本發明之金屬錯合物作為金屬氧化物前體之調配物； (ii)   將該調配物施加至基板表面；及 (iii)  將該金屬氧化物前體轉化為金屬氧化物。

較佳地，步驟(i)中提供之調配物係包含一或多種溶劑之溶液或分散液。用於根據本發明之方法之步驟(i)中提供之調配物之較佳溶劑與上文針對根據本發明之調配物描述者相同。

取決於待解決之特定問題，金屬氧化物前體及其各別金屬氧化物可能需要藉由塗佈技術變成經沉積為覆蓋基板之整個表面之均勻、緻密及薄層或該等金屬氧化物前體可能需要以結構化方式局部沉積，因此需要印刷技術。金屬氧化物前體之塗佈及印刷兩者均要求其等以適當之方式調配以符合選定之塗佈及印刷技術之物理化學需求及符合關於待塗佈或印刷之基板之表面的某些需求。

較佳於步驟(ii)中藉由塗佈方法或印刷方法，較佳藉由旋塗方法或噴墨印刷方法將調配物施加至基板之表面。替代塗佈或印刷方法可選自由輥塗、噴塗、狹縫塗佈、細縫塗佈、網版印刷、孔版印刷、凹版印刷及柔版印刷構成之清單。

該調配物提供一層金屬氧化物前體，其等隨後於步驟(iii)中轉化為金屬氧化物或金屬氧化物混合物。

步驟(iii)中金屬氧化物前體之轉化較佳藉由曝露於熱處理及/或輻射處理進行。

較佳之熱處理包括曝露於高至1200℃，較佳高達600℃，更佳高達550℃及最佳高達500℃之高溫。熱處理不限於任何特定之熱處理方法或時間。取決於基板及調配物之類型，熟習此項技術者可確定合適之熱處理方法及時間。

較佳之輻射處理包括曝露於紅外(IR)光、可見(VIS)光及/或紫外(UV)光。IR光具有＞ 800 nm之波長。VIS光具有400至800 nm之波長。UV光具有＜ 400 nm之波長且可包括EUV (極UV)。輻射處理不限於任何特定之輻射處理方法或時間。取決於基板及調配物之類型，熟習此項技術者可確定合適之輻射處理方法及時間。

步驟(iii)中金屬氧化物前體之轉化較佳藉由在40至150℃，較佳100℃之溫度下軟烤；及然後在150至600℃，較佳200至550℃，更佳250至500℃之溫度下固化(燒結或退火)進行。

在根據本發明之用於製備金屬氧化物之方法之較佳實施例中，金屬氧化物於基板表面上形成塗層。

在根據本發明之用於製備金屬氧化物之方法之更佳實施例中，基板係包含形貌特徵之圖案化基板及該金屬氧化物形成覆蓋該基板之表面並填充該等形貌特徵之塗層。因此，該等形貌特徵由該金屬氧化物填充並整平。

較佳之形貌特徵包括(例如)間隙、凹槽、溝槽及貫孔。形貌特徵可不均勻或均勻地分佈於基板表面上。較佳地，其等以陣列或光柵形式排佈於該基板之表面上。該等形貌特徵較佳具有不同之長度、寬度、直徑及不同之縱橫比。該等形貌特徵較佳具有1:20至20:1，更佳1:10至10:1之縱橫比。該縱橫比定義為結構之寬度與其高度(或深度)之比率。出於尺寸之觀點，該等形貌特徵之深度較佳於10 nm至10 µm，更佳50 nm至5 µm，及最佳100 nm至1 µm之範圍內。

亦可需用金屬錯合物(金屬氧化物前體)及其各別金屬氧化物局部填充形貌特徵，完全或至某一水準，但不覆蓋層堆疊或基板本身之相鄰表面，其中無待填充之結構可用。

因此，用於製備金屬氧化物之方法較佳進一步包括下列步驟： (iv)   去除覆蓋形貌特徵頂部之該金屬氧化物塗層之部分，藉此產生經填充之形貌特徵，其中該金屬氧化物塗層與該等形貌特徵之頂部齊平。

步驟(iv)在步驟(i)至(iii)之後進行。較佳地，步驟(iv)中去除覆蓋形貌頂部之金屬氧化物塗層之部分係藉由使用化學剝離劑或氟化電漿蝕刻劑進行。

整平或填充結構之過程可瞭解為間隙填充過程。

基板較佳為微電子裝置或光學裝置之基板。較佳之基板由無機或有機基材，較佳無機基材製成。較佳之無機基材含有選自由陶瓷、玻璃、熔融矽石、藍寶石、矽、鍺、碳化矽(SiC)、砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)及透明聚合物或樹脂構成之清單之材料。該基板之幾何形狀不受特定限制，然而，較佳為薄片或晶圓。

在用於製備金屬氧化物之方法之步驟(ii)中，將調配物施加於基板表面上，其中該表面可為該基板之基材之表面或一層不同於該基板之基材之材料的表面，其中此層已在施加該調配物之前形成。

以此方法，不同層之序列(層堆疊)可於彼此頂部上形成。此等層堆疊亦可經結構化，其中此等結構通常(至少關於直徑、寬度及/或縱橫比)具有奈米級之尺寸。

金屬氧化物 本發明進一步係關於一種金屬氧化物，其可藉由或藉由如上文描述之根據本發明之用於製備金屬氧化物之方法獲得。

裝置 最後，本發明係關於一種裝置，其包含如上文描述之根據本發明之金屬氧化物。該金屬氧化物可藉由或藉由如上文描述之根據本發明之用於製備金屬氧化物之方法獲得。

裝置較佳為微電子裝置或光學裝置。較佳之微電子裝置為積體電路(IC)晶片。較佳之光學裝置為擴增實境(AR)裝置及虛擬實境(VR)裝置。

本發明由下文中之實例進一步闡述，該等實例不應以任何方式視為限制性的。熟習此項技術者將認知可對本發明作出各種修飾、添加及替換而不背離如隨附申請專利範圍中定義之本發明之精神及範圍。

實例 A      量測方法

使用橢圓偏光術以測定金屬氧化物層之層厚度、折射率(n)及吸收指數(k)。使用來自J. A. Woollam之橢圓計M2000及三種不同之入射角(65°、70°及75°)進行量測。量測資料用來自J. A. Woolam之軟體CompleteEase分析，假定在高於600 nm之波長下具有完全或幾乎完全透明之行為並應用B樣條(B-spline)擬合來獲得折射率(n)及吸收指數(k)。

使用UV/Vis/NIR分光光度計Cary 5000記錄透射光譜。使用雙光束模式，使用100 nm/min之掃描速度及2 nm之光譜帶寬進行量測。相對於基板表面之入射角為90°且容許參考光束線通過空氣。

B      金屬錯合物之合成 實例1

藉由持續不斷之Ar流徹底沖洗由配備滴液漏斗、回流冷凝器、玻璃溫度計及磁力攪拌棒之三頸反應燒瓶構成之反應裝置。使用習知磁性實驗室熱板作為加熱源及磁耦合之攪拌器。將3.68 g 2-甲氧基亞胺基丙酸填充至該燒瓶內並溶解於17.78 g THF中。同時，2 g乙醇鈮(V)變得溶解於5 g THF中並將所得溶液倒入該滴液漏斗內。下文進一步描述之所有步驟均在該反應混合物之不斷攪拌下進行。容許在室溫下將乙醇鈮之溶液緩慢滴入該反應混合物內。在添加完成後，使該反應混合物之溫度上升至45℃並容許該混合物反應整夜。然後，藉助於旋轉蒸發自該反應混合物去除溶劑，同時粗產物開始沉澱。該產物具有奶油色外觀且其於真空爐中乾燥。在乾燥後，該產物經受元素分析、ICP-OES、TGA及 ¹H-NMR分析。

TG分析係在空氣中進行，自室溫開始至950℃，使用10 K/min之加熱速率。經分析獲得之殘餘物之最終固含量為21.49 % w/w，發現其與19.74 % w/w之預期值非常一致。產物之元素分析提供C為34.4 % w/w (35.67 % w/w)，H為5.2 % w/w (4.49 % w/w)，N為8.9 % w/w (10.40 % w/w)及O為36.6 % w/w (35.64 % w/w)，其中理論預期值作為括號中之值提供。發現鈮含量為15.1 % w/w (13.80 %)。 ¹H-NMR (THF-d ₈)提供 Me-O-N在3.96 ppm (15 H)及 Me-C=N在1.93 ppm (15 H)。

發現獲得之肟酸鈮錯合物最佳對應於單核結構Nb[MeO-N=C(Me)-COO] ₅。

C      金屬氧化物之製備 實例2

來自實例1之反應產物在合成後直接使用並溶解於1-甲氧基-2-丙醇中以製備相對於金屬氧化物前體之40 % w/w溶液。使0.15 ml該溶液沉積於靜態2’’ ＜100＞ Si晶圓(CZ)上並以2000 rpm旋塗25 s。在塗佈後，在100℃下將該等晶圓軟烤1 min及隨後各在250℃下及在300℃下固化10分鐘。獲得之金屬氧化物膜之層厚度及折射率係藉由橢圓偏光術測定，如表1中顯示。

熱處理(固化)	層厚度[nm]	520 nm下之折射率
100℃，1 min	290	1.75
250℃，10 min	182	1.91
300℃，10 min	160	1.98

表1：實例2中獲得之金屬氧化物之層厚度及折射率。

實例3 來自實例1之反應產物在合成後直接使用並溶解於1-甲氧基-2-丙醇中以製備相對於金屬氧化物前體之40 % w/w溶液。使0.15 ml該溶液沉積於邊長5 cm之AF45玻璃之靜態方形玻璃板上並以2000 rpm旋塗25 s。在塗佈後，在100℃下將晶圓軟烤1 min及隨後各在250℃下及在300℃下固化10分鐘。獲得之金屬氧化物膜之層厚度及折射率係藉由橢圓偏光術測定，如表2中顯示。

熱處理(固化)	層厚度[nm]	520 nm下之折射率
100℃，1 min	310	1.72
250℃，10 min	191	1.88
300℃，10 min	188	1.88

表2：實例3中獲得之金屬氧化物之層厚度及折射率。

實例4 來自實例1之反應產物在合成後直接使用並溶解於1-甲氧基-2-丙醇中以製備相對於金屬氧化物前體之20 % w/w溶液。於2’’石英晶圓上製備塗層。使0.5 ml該塗佈溶液沉積於靜態晶圓之中心內及在沉積後，旋塗該塗佈溶液。施加之塗佈速度在1500 rpm至2500 rpm之範圍內變化，施加500 rpm之間隔。在塗佈後，在500℃下將該等晶圓直接固化15分鐘。獲得之金屬氧化物薄膜之層厚度及折射率係藉由橢圓偏光術測定，如表3中顯示。

塗佈速度[rpm]	層厚度[nm]	520 nm下之折射率
1500	58.7	2.16
2000	46.9
2500	40.0

表3：實例4中獲得之金屬氧化物之層厚度及折射率。

圖7顯示如獲自橢圓偏光術量測及根據實例4之實驗程序獲得之金屬氧化物之複折射率之實部及複部的分散關係。

圖8顯示根據實例1塗佈金屬錯合物並根據實例4固化之石英晶圓之透射光譜。

D      結論 本發明描述基於用於第5族金屬V、Ta及特定言之Nb之肟型配體之新穎金屬氧化物前體。此等化合物可以達成簡單塗佈及印刷調配物之方式調配。在熱活化及分解時及之後，該調配物可用以變得沉積於例如無機基板上，溶解的該等調配物及該等金屬氧化物前體容許於經塗佈及印刷之基板上形成金屬氧化物層。該金屬氧化物層之厚度(通常在1 µm或以下之範圍內)可由該金屬氧化物前體於溶液中之濃度及由待應用之塗佈及印刷參數調整。該等金屬氧化物層之折射率取決於該金屬氧化物前體中中心金屬之類型，及取決於該前體轉化為氧化物之轉化過程及例如在該轉化過程期間達成之最大溫度及各別保持時間。其顯示使用鈮前體達成520 nm下2.16之折射率。該等金屬氧化物前體可用於製造光學及微電子裝置(諸如，舉例而言分別繞射光柵及積體電路)之過程中。在其等製造期間，該等金屬氧化物前體及相應衍生之金屬氧化物可特別用作可塗佈及可印刷間隙填充材料，因此一方面使得實現產生具有不同折射率之結構(例如用於體積相位全息光柵)，及另一方面當在製造積體電路期間使用時，容許具有高耐化學應力。

1:具有RI 02之材料02 2:具有RI 01之材料01 3:基板(例如玻璃) 4:由寬箭頭表示之入射光之繞射 5:光之全內反射(TIR) 6:波導 7:具有間隙(溝槽)之結構化層堆疊 8:基板(例如玻璃或矽) 9:材料(例如高折射率材料或高抗蝕刻材料)之覆蓋 10:提供間隙填充之材料(例如高折射率材料或高抗蝕刻材料) 11:空隙 12:高折射率材料(例如金屬氧化物前體)之調配物(例如油墨) 13:以可選凹幾何形狀提供間隙填充之高折射率材料(例如金屬氧化物) 14:覆蓋層(可選) 15:能量

圖1：具有材料01及材料02之VPH光柵之示意性橫截面圖，其中材料01之折射率IR 01與材料02之折射率IR 02逐漸不同。

圖2：VPH光柵之示意性橫截面圖，該VPH光柵使得實現光繞射(透射情況)，包括藉由全內反射於波導(例如鏡片)內傳播繞射光。

圖3：VPH光柵之示意性橫截面圖，該VPH光柵提供待用高折射率材料(材料02)填充之間隙(溝槽)，其中材料02之折射率與該等間隙(溝槽)兩側之材料01之折射率逐漸不同。

圖4：PVD-或CVD介導之間隙填充過程及去除非所需覆蓋之示意圖。

圖5：PVD-或CVD介導之於間隙及沉積層內產生並留下空隙之間隙填充過程之示意圖。

圖6：使用含有本發明金屬錯合物之調配物或其轉化為金屬氧化物之調配物之間隙填充過程之示意圖。

圖7：根據實例4之金屬氧化物之複折射率之實部及複部的分散關係。

圖8：根據實例1塗佈金屬錯合物並根據實例4固化之石英晶圓之透射光譜。

1:具有RI 02之材料02

2:具有RI 01之材料01

3:基板(例如玻璃)

Claims (20)

1. 一種金屬錯合物，其包含： 一或多種選自由V、Nb及Ta構成之清單之金屬M；及 一或多種配體L，其中L係包含視需要於O原子上經取代之肟基之有機配體。
2. 如請求項1之金屬錯合物，其中L係包含視需要於O原子上經取代之肟基，及視需要經去質子化之羧酸基團之有機配體。
3. 如請求項2之金屬錯合物，其中L (i)經由該羧酸基團、(ii)經由該肟基、或(iii)經由該羧酸基團及該肟基與該一或多種金屬M配位。
4. 如請求項1至3中一或多項之金屬錯合物，其中L對應於由式(1)表示之化合物，其於羧酸基團處視需要經去質子化：

   

   式(1) 其中： 曲線表示單鍵或具有1至10個碳原子之伸烷基； R ¹係選自由H、具有1至10個碳原子之烷基及具有5至10個芳環原子之芳基構成之清單； R ²係選自由H、-NHR ^2a、-NR ^2aR ^2a、-OR ^2a、可經取代及/或可含有一或多個官能基之具有1至30個碳原子之烷基及可經取代之具有5至30個芳環原子之芳基構成之清單； R ^2a係選自由H、-NHR ^2b、-NR ^2bR ^2b、-OR ^2b、可經取代及/或可含有一或多個官能基之具有1至30個碳原子之烷基及可經取代之具有5至30個芳環原子之芳基構成之清單；及 R ^2b係選自由H、具有1至10個碳原子之烷基及具有5至10個芳環原子之芳基構成之清單。
5. 如請求項1至4中一或多項之金屬錯合物，其中L對應於由式(2)表示之化合物：

   

   式(2) 其中： R ¹係選自由H、具有1至10個碳原子之烷基及具有5至10個芳環原子之芳基構成之清單； R ²係選自由H、-NHR ^2a、-NR ^2aR ^2a、-OR ^2a、可經取代及/或可含有一或多個官能基之具有1至30個碳原子之烷基及可經取代之具有5至30個芳環原子之芳基構成之清單； R ^2a係選自由H、-NHR ^2b、-NR ^2bR ^2b、-OR ^2b、可經取代及/或可含有一或多個官能基之具有1至30個碳原子之烷基及可經取代之具有5至30個芳環原子之芳基構成之清單；及 R ^2b係選自由H、具有1至10個碳原子之烷基及具有5至10個芳環原子之芳基構成之清單。
6. 如請求項1至5中一或多項之金屬錯合物，其中該金屬錯合物由下式(3)表示：

   

   式(3) 其中： M在每次出現時彼此獨立地係選自由V、Nb及Ta構成之清單之金屬； L在每次出現時彼此獨立地係包含視需要於O原子上經取代之肟基之有機配體； A係選自µ-OH ^–、µ-F ^–、µ-Cl ^–、µ-Br ^–或µ-I ^–之橋接配體； B係由µ-O ^2–表示之橋接配體； m係1至10之整數； n係5至50之整數； a係0至20之整數；及 b係0至10之整數； 限制條件為滿足下列等式： n + a + 2 * b = S * m，其中S係M之氧化態值，較佳選自2、3、4及5，更佳5。
7. 一種調配物，其包含一或多種如請求項1至6中一或多項之金屬錯合物作為金屬氧化物前體。
8. 如請求項7之調配物，其進一步包含一或多種其他金屬錯合物。
9. 一種用於製備金屬氧化物之方法，其包括下列步驟： (i)    提供如請求項7或8之調配物； (ii)   將該調配物施加至基板之表面；及 (iii)  將該(等)金屬氧化物前體轉化為金屬氧化物。
10. 如請求項9之方法，其中步驟(i)中提供之該調配物係包含一或多種溶劑之溶液或分散液。
11. 如請求項9或10之方法，其中於步驟(ii)中，藉由塗佈方法或印刷方法將該調配物施加至該基板之表面。
12. 如請求項9至11中一或多項之方法，其中於步驟(iii)中，藉由曝露於熱處理及/或輻射將該金屬氧化物前體轉化為金屬氧化物。
13. 如請求項9至12中一或多項之方法，其中於步驟(iii)中，藉由在40至150℃之溫度下軟烤；及然後在150至600℃之溫度下固化，將該金屬氧化物前體轉化為金屬氧化物。
14. 如請求項9至13中一或多項之方法，其中該金屬氧化物於該基板之表面上形成塗層。
15. 如請求項9至14中一或多項之方法，其中該基板係包含形貌特徵之圖案化基板且該金屬氧化物形成覆蓋該基板表面並填充該等形貌特徵之塗層。
16. 如請求項15之方法，其中該等形貌特徵具有1:20至20:1之縱橫比。
17. 如請求項15或16之方法，其進一步包括下列步驟： (i)    去除覆蓋該等形貌特徵頂部之該金屬氧化物塗層之部分，藉此產生經填充之形貌特徵，其中該金屬氧化物塗層與該等形貌特徵之頂部齊平。
18. 一種金屬氧化物，其可藉由如請求項9至17中一或多項之方法獲得。
19. 一種裝置，其包含如請求項18之金屬氧化物。
20. 如請求項19之裝置，其中該裝置係微電子裝置或光學裝置。

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