TWI832111B - 用於製造富含氧代錫酸鹽之膜的方法及前驅物 - Google Patents
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Abstract
一種用於形成氟化的氧代錫酸鹽膜之方法,其包括蒸發一具有至少二個水解敏感官能基或至少二個在溫度高於200 ℃下對氧化敏感的反應性官能基之揮發性氟化的烷基錫化合物;提供一基材;使該氟化的烷基錫化合物物理吸附或化學吸附到該基材上;及使該已物理吸附或化學吸附之氟化的烷基錫化合物曝露至一連串的水解、照射及/或氧化步驟,以在該基材上形成該氟化的氧代錫酸鹽薄膜。亦描述出一種具有式(I)之氟化的烷基錫化合物,其中Rf係一具有約1至約5個碳原子之氟化或部分氟化的線性或分枝烷基,X係一具有約1至約4個碳原子的二烷基胺基,及n係1或2:
(RfCH2)nSnX(4-n) (I)
Description
相關申請案之相互參照
此申請案主張2021年9月13日提出的美國暫時性專利申請案案號63/243,266之優先權,此揭示其全文於此以參考方式併入本文。
本發明係關於一種用於製造富含氧代錫酸鹽之膜的方法及前驅物。
發明背景
摻雜氟的氧化錫(FTO)薄膜因為諸如高電子電導性及在可見光區域的技術性應用中之光學透通性、和其寬能隙、低生產成本、熱穩定性、化學惰性及高透明度之性質而具吸引力。已知的SnO
2及FTO膜之製備方法包括大氣壓化學氣相沉積法(APCVD)、濺鍍法、溶膠凝膠法及噴霧熱裂解沉積法(SPD)。越來越想要的是,FTO膜具有就厚度、均勻性及在奈米範圍的構形之尺寸控制,和具有低程度的其它元素雜質。凝相沉積方法(溶膠凝膠、噴霧熱裂解)由於流變學、黏度、在薄膜沉積期間的應力產生及收縮、及無能力提供高元素純度而不容易授予超薄膜或高純度膜的能力。雖然APCVD及濺鍍原則上可達成想要的元素純度,這些方法具有特定限制。對濺鍍來說,由於與該技術相關的「瞄準線」,具有奈米構形的基材之正形性有困難。APCVD的限制問題主要係缺乏合適的穩定性或揮發性前驅物。在CVD中使用真空技術允許使用比APCVD低揮發性的前驅物,但是至今合適於CVD及APCVD的前驅物尚無法達成對FTO之沉積。
在技藝中已知曉簡單的三氟甲基錫化合物,包括BrSn(CF
3)
3、HSn(CF
3)
3、H
2Sn(CF
3)
2及H
3SnCF
3,但是其僅穩定至-30 ℃(參見R. Eujen,
J. Orgometal. Chem.,434,159-168(1992))。氧化三氟乙基錫化合物亦已知曉及在美國專利申請案公告案號2020/0356000中有所描述。單烷基三醯胺錫化合物係在美國專利案號10,787,466中有所描述,但是這些化合物無法對錫及氟提供單一來源。
發明概要
在本揭示的一個態樣中,提供一種用於形成氟化的氧代錫酸鹽膜之方法,其包含:蒸發一具有至少二個水解敏感官能基或至少二個在溫度高於200 ℃下對氧化敏感的反應性官能基之揮發性氟化的烷基錫化合物;提供一基材;使該氟化的烷基錫化合物物理吸附或化學吸附到該基材上;及使該已物理吸附或化學吸附之氟化的烷基錫化合物曝露至一連串的水解及照射步驟,接著氧化或第二水解曝露,以在該基材上形成該氟化的氧代錫酸鹽薄膜。
在本揭示的另一個態樣中,提供一種具有式(I)之氟化的烷基錫化合物:
(R
fCH
2)
nSnX
(4-n)(I)
其中R
f係一具有約1至約5個碳原子之氟化或部分氟化的線性或分枝烷基;X係具有約1至約4個碳原子的二烷基胺基、鹵素諸如氯或溴、或氫;及n係1或2。
在本揭示的進一步態樣中,提供一種二組分沉積混合物,其包含:(a)一具有至少二個水解敏感官能基或至少二個在溫度高於200 ℃下對氧化敏感的反應性官能基之揮發性氟化的單烷基錫化合物;及(b)氟化的二烷基錫化合物,其中在該二烷基錫化合物中之氟化的烷基係與在該單烷基錫化合物中者相同。
本發明之可單獨或組合著執行的優良改進係在附屬項中具體指出。
總而言之,下列具體實例係在本發明的範圍中推薦為特別佳者:
具體實例1:一種用於形成氟化的氧代錫酸鹽膜之方法,其包含:
蒸發一具有至少二個水解敏感官能基或至少二個在溫度高於200 ℃下對氧化敏感的反應性官能基之揮發性氟化的烷基錫化合物;
提供一基材;
使該氟化的烷基錫化合物物理吸附或化學吸附到該基材上;及
使該已物理吸附或化學吸附之氟化的烷基錫化合物曝露至一連串的水解及照射步驟,接著氧化或第二水解曝露,以在該基材上形成該氟化的氧代錫酸鹽薄膜。
具體實例2:根據具體實例1的方法,其中該氟化的烷基錫化合物具有式(I):
(R
fCH
2)
nSnX
(4-n)(I)
其中R
f係一具有約1至約6個碳原子之氟化或部分氟化的線性或分枝烷基,X係一水解不穩定或氧化不穩定的基團,及n係1或2。
具體實例3:根據具體實例1或2之方法,其中R
f係氟化或部分氟化的乙基。
具體實例4:根據前述具體實例之任何的方法,其中每個X係各自獨立地選自於具有約1至約4個碳原子的二烷基胺基及鹵素基團。
具體實例5:根據前述具體實例之任何的方法,其中X係二甲基胺基、二乙基胺基、二異丙基胺基或甲基乙基胺基。
具體實例6:根據前述具體實例之任何的方法,其中X係Cl、Br或H。
具體實例7:根據前述具體實例之任何的方法,其中該氟化的烷基錫化合物係3,3,3-三氟丙基參(二甲基胺基)錫、3,3,3-三氟丙基三氯錫;3,3,3-三氟丙基三苯基錫、3,3,3-三氟丙基參(二乙基胺基)錫、3,3,3-三氟丙基參(二異丙基胺基)錫、3,3,3-三氟丙基參(甲基乙基胺基)錫、2,2,2-三氟乙基三氯錫或6,6,6,5,5,4,4,3,3-九氟丁基三氯錫。
具體實例8:一種用於形成圖形化膜的方法,其包含製備根據前述具體實例之任何的氟化的氧代錫酸鹽薄膜,及藉由以電子束或雷射逐線掃描或遮罩微影蝕刻,將該膜曝露至非連續式輻射。
具體實例9:一種用於形成連續膜的方法,其包含製備根據前述具體實例之任何的氟化的氧代錫酸鹽薄膜,及使用合適的微影蝕刻遮罩將該膜曝露至圍包曝光(blanket exposure)以提供一光學透明之摻雜氟的氧化錫導電膜。
具體實例10:一種具有式(I)之氟化的烷基錫化合物:
(R
fCH
2)
nSnX
(4-n)(I)
其中R
f係一具有約1至約5個碳原子之氟化或部分氟化的線性或分枝烷基,X係一具有約1至約4個碳原子的二烷基胺基,及n係1或2。
具體實例11:根據具體實例10之氟化的烷基錫化合物,其中該化合物係3,3,3-三氟丙基參(二甲基胺基)錫、3,3,3-三氟丙基參(二乙基胺基)錫、3,3,3-三氟丙基參(二異丙基胺基)錫或3,3,3-三氟丙基參(甲基乙基胺基)錫。
具體實例12:一種二組分沉積混合物,其包含:(a)一具有至少二個水解敏感官能基或至少二個在溫度高於200 ℃下對氧化敏感的反應性官能基之揮發性氟化的單烷基錫化合物;及(b)氟化的二烷基錫化合物,其中在該單烷基錫化合物中之氟化的烷基係與在該二烷基錫化合物中之氟化的烷基相同。
具體實例13:根據具體實例12之混合物,其中該氟化的單烷基錫化合物具有式(II)及該氟化的二烷基錫化合物具有式(III):
(R
fCH
2)SnX
3(II)
(R
fCH
2)
2SnX
2(III)
其中R
f係一具有約2至約6個碳原子之氟化或部分氟化的線性或分枝烷基,及X係一水解不穩定或氧化不穩定的基團。
具體實例14:一種用於形成氟化的氧代錫酸鹽膜之方法,其包含:
蒸發根據具體實例12或13之混合物;
提供一基材;
使該蒸發的混合物物理吸附或化學吸附到該基材上;及
使該已物理吸附或化學吸附的混合物曝露至一連串的水解及照射步驟,接著氧化或第二水解曝露,以在該基材上形成該氟化的氧代錫酸鹽薄膜。
較佳實施例之詳細說明
本揭示係關於一種前驅物化合物及包括至少二種前驅物化合物之組成物,其可自氣相沉積來形成薄的富含氧代錫酸鹽膜。這些前驅物組成物係對UV光、EUV光及/或電子束輻射敏感及形成經修改的氧代錫酸錫組成物,其具有高光學密度及在轉換成圖形化結構期間具抗收縮性或對連續膜有減低的應力破裂。它們亦可形成一在視覺波長區域中具有大於80%光透射與足以形成電極的導電性之膜。這些組成物亦可指為經氟改性的氧代錫酸鹽。
更特別是,本揭示的具體實例係關於一種揮發性錫有機金屬化合物,其在室溫下穩定但是能以蒸氣與固體基材反應,及在隨後的曝露至UV輻射(特別是,至極UV輻射)時,會失去其有機取代基而形成氧代錫酸鹽膜,其經由形成穩定的氟化錫鍵來中斷氧橋而抵抗收縮。
於本文中所描述的氟化的氧代錫酸鹽膜可任擇地描述為SnO:H,F膜或摻雜氟的氧化錫(FTO)膜。該膜可藉由控制式曝光,藉由以電子束或雷射逐線掃描,或使用合適的微影蝕刻遮罩以圍包轉換進行轉換來圖形化而提供一光學透明之摻雜氟的氧化錫導電膜。
錫化合物
該揮發性錫有機金屬化合物較佳為具有式(I)之氟化的烷基錫化合物:
(R
fCH
2)
nSnX
(4-n)(I)
在式(I)中,R
f係一具有約1至約5個碳原子之氟化或部分氟化的線性或分枝烷基,較佳為氟化或部分氟化的乙基,及最佳為三氟乙基;X係一水解不穩定或氧化不穩定的基團;及n係1或2。例如及沒有限制,每個X可各自獨立地係二烷基胺基,其中每個烷基具有約1至約4個碳,諸如二甲基胺基、二乙基胺基、二異丙基胺基或甲基乙基胺基;鹵素基團(諸如氯或溴)、或氫。在R
f中,該氟原子可在任何碳原子上,其限制條件為所產生的化合物要穩定,但是最佳為相對於該錫在β或γ位置。
具有式(I)的較佳化合物具有式R
fCH
2Sn(NMe
2)
3,如上述所定義。
雖然具有多於二個氟化的碳之化合物係落在本揭示的範圍內,此時的環境性及安全性擔心使得具有最小數目之呈一結構位置之氟化的碳原子之化合物係較佳,其中於該位置該氟原子可自碳原子轉移至錫原子。
根據本揭示的態樣之範例性氟化的烷基錫化合物包括3,3,3-三氟丙基參(二甲基胺基)錫、3,3,3-三氟丙基參(二乙基胺基)錫、3,3,3-三氟丙基參(二異丙基胺基)錫、3,3,3-三氟丙基參(甲基乙基胺基)錫、3,3,3-三氟丙基三氯錫(在下列畫出)、2,2,2-三氟乙基三氯錫及6,6,6,5,5,4,4,3,3-九氟丁基三氯錫。這些化合物係穩定、液體及具揮發性。
與僅穩定至-30 ℃的簡單三氟甲基錫化合物(參見,R. Eujen,
J. Orgometal. Chem.,434,159-168(1992))比較,根據本揭示的態樣之烷基錫化合物係在35 ℃之儲存條件下穩定一段延長的時間。在Minegishi的美國專利申請案公告案號2020/0356000中有教導氧化三氟乙基錫系作為有潛力的凝相樹脂旋壓膜組分,但是其並無預期或例示出特別的屬性。
已經發現包括二或更多個碳原子及氟原子的單烷基錫化合物及其四氫吡喃衍生物容易進行消除反應,此反應自該化合物或其氧代錫酸鹽衍生物移除有機特徵,同時在相同時間下形成錫-氟鍵。氟化錫鍵係熱及水解穩定。所形成之包括0.1-5原子%氟原子的膜遭遇到比所形成沒有氟的可比較膜少之收縮。氟具有可與氧比較或大於的光學截面,此提供這些膜具有想要的性質。
組成物
在可替代的具體實例中,提供一種包括如上所述之氟化的烷基錫化合物與1-10%含有二個類似的氟烷基取代基之氟化的烷基錫化合物之組成物。倘若它們係併入該氧代錫酸鹽膜中,內含該第二化合物可改良該膜完整性及內聚力,因此減少缺陷。此化合物之實施例有雙(3,3,3-三氟丙基)二氯錫。此外,該主要由3,3,3-三氟丙基三氯錫與1-10%雙(3,3,3-三氟丙基)二氯錫組成之組成物係合適於增加該FTO膜的氟含量。
此外,本揭示進一步關於一種二組分沉積混合物,其包含:(a)一具有至少二個水解敏感官能基或至少二個在溫度高於200 ℃下對氧化敏感的反應性官能基之揮發性氟化的單烷基錫化合物;及(b)氟化的二烷基錫化合物,其中在該二烷基錫化合物中之氟化的烷基係與在該單烷基錫化合物中者相同。
在較佳的具體實例中,該氟化的單烷基錫化合物具有式(II)及該氟化的二烷基錫化合物具有式(III):
(R
fCH
2)SnX
3(II)
(R
fCH
2)
2SnX
2(III)
在式(II)及(III)中,R
f係如上所述之氟化或部分氟化的烷基,及X係如上所述之水解不穩定或氧化不穩定的基團。
方法
根據本揭示的態樣之用以形成氟化的氧代錫酸鹽膜之方法,其包含:蒸發一具有至少二個水解敏感官能基或至少二個在溫度高於200 ℃下對氧化敏感的反應性官能基之揮發性氟化的烷基錫化合物;提供一基材;使該氟化的烷基錫化合物物理吸附或化學吸附到該基材上;及使該已物理吸附或化學吸附之氟化的烷基錫化合物曝露至一連串的水解及照射步驟,接著氧化或第二水解曝露,以在該基材上形成該氟化的氧代錫酸鹽膜。水解驅動該反應的第一步驟,其中X基團被置換。此中間步驟形成一可指為有機錫基倍半氧烷的組成物。伴隨著自該Sn原子移除該氟化的有機基團之該照射步驟或繼此之後,該Sn原子(若未由氟原子取代時)可藉由與水或氧交互作用而轉換成氧化物。不意欲由理論界限,在照射後,該Sn
+4失去烷基取代,其可包括消除烯烴及將氫或氟原子轉移至錫原子或一均勻鍵斷裂。當該取代不為氟時,該錫化合物可依舊為氫化錫或其可被還原成Sn
+2化合物。與其它鹵素比較,Sn-F鍵具水解及熱穩定二者,此可歸因於其相對電負度及原子半徑及錫形成多於四個配位鍵的能力。這些步驟各者將在下列更詳細地描述出。
在第一方法步驟中,該前驅物係藉由夾帶在載劑氣體諸如氮或氬中或藉由在適當溫度的真空中揮發而蒸發,然後運送至基材。任何於技藝中知曉的型式之想要在其上形成一膜的基材將係適當,諸如但不限於包括一或多層金屬層、介電材料、半導體材料或其組合的基材,例如,包括氧化物、氮化物及多晶矽材料。
隨後,使用與CVD、ALD或類似沉積方法相關之標準技術,使該已蒸發的前驅物物理吸附或化學吸附到該基材上。
其次,以水(較佳為以蒸氣)來脈衝該已物理吸附或化學吸附之氟化的烷基錫化合物以移除該水解不穩定的X取代基並以羥基置換其(水解),此形成一有機錫基倍半氧烷(氧化氫氧化有機錫)塗層。在隨後的步驟(照射)中,使該吸附的塗層曝露至能斷裂Sn-C鍵的波長輻射(較佳為EUV)。使用~50毫焦耳/平方公分的最大照射能量程度及更佳為低於10毫焦耳/平方公分以避免損傷該基材。該Sn-C鍵的一部分係在該照射過程期間由Sn-F鍵置換。最後,全部的Sn-C鍵係由Sn-O或Sn-F鍵置換。Sn-O鍵係伴隨著曝露至氧或水進行照射或繼此之後所形成。本發明的關鍵性態樣係該Sn-F鍵係在氧代錫酸鹽結構中的終端或端蓋,反之該二價氧會導致造成應力或收縮之Sn-O-Sn四氫吡喃鍵或橋接。藉由F置換來減少四氫吡喃鍵結,於該膜中的應力降低。
特別是,在13.5奈米處觀察到與錫相關之極紫外光的強吸收。鍵結至錫的大部分有機部分對波長193奈米的紫外光具有強吸收及最高230奈米之相對強吸收。此外,適當的照射波長範圍係13.5至280奈米,其包括EUV及深UV。在這些波長下吸收足夠的能量,該金屬-有機鍵被切斷。與該斷裂反應同步或在此之後,於錫原子間的額外氧橋係藉由氧化、水解或羥基置換反應而形成。
雖然不意欲由理論界限,咸信此過程和錫-羥基形成錫氧烷(stannoxane)鍵之縮合過程會產生更緻密的膜,此在某些級別下係想要的,但是此亦可造成收縮及變形,此影響該微影蝕刻製程之保真度或在連續膜中引發應力破裂。此外,藉由本文所描述的方法製備之膜在輻射曝露後達成減少膜收縮的目標。但是,必需滿足其它關鍵性能需求,包括足夠的光學截面、在基材上的膜形成、劑量敏感度(光敏性)、儲存穩定性(熱穩定性)、揮發性組分(在該化合物中於曝光期間或固有的釋放氣體)。這些需求各者在下列有更詳細地描述。
高光學截面
已証明錫-氧簇/聚合物材料係一種有前途的EUV光阻。值得注意的是,在該基材材料的表面上之羥基終端的SnOx底層可提高在照射該成像層後的輻射吸收及自該基材產生二級電子而進一步得到額外的EUV光子,使得該EUV圖形化製程更敏感及降低成像層曝光所需要的EUV劑量需求。在元素週期表當中,錫具有顯著高的光學截面。
膜形成 - 基材反應性。
金屬-有機(RMX
3)化合物必需包括一可水解的配位基-金屬鍵,其中X係具有可水解的M-X鍵之配位基。特別是,適當的有機錫化合物必需能夠藉由CVD、ALD或旋壓在晶圓表面上形成膜/聚合物/簇。若該施加或沉積係以凝相旋壓時,該簇可在沉積前於液體前驅物中形成,但是此典型造成較大的收縮。
劑量敏感度 ( 光敏性 )
咸信該前驅物的R基團扮演作為EUV光阻材料之UV敏感度的關鍵角色,因為包括烷基或以其終止的SnOx薄膜之膜成像層係經選擇,使得它們在以EUV光照射後將進行錫-碳鍵斷裂,諸如β-氫消除。在EUV圖形化步驟中,該烷基可被切斷,留下Sn-H鍵區域,同時未曝光的表面保持烷基終端。該膜在曝露至EUV後進行改變,不限於失去在低密度富含M-OH材料中鍵結至金屬原子的有機懸吊取代基,允許其交聯成更緻密的M-O-M鍵結的金屬氧化物材料。可描述為氫化錫的Sn-H鍵結具氧化及水解敏感性及形成氧化物。該氫化錫的水解反應產生氫,其雖然係一揮發性副產物但不表現為污染物。
儲存穩定性 ( 熱穩定性 )
錫化合物具有強烈進行歧化反應的趨勢,亦指為Kocheshkov逆歧化反應。隱含在該材料的性能中者係對水分反應性之需求,此意謂著水分敏感度。此外,當作為生產而供應該材料及長時間儲存時,必需考慮該儲存穩定性。
揮發性組分
雖然該前驅物必需具有足夠的揮發性以便藉由氣相沉積方法運送至該基材,必需最小化具揮發性及與基材不具反應性的組分,因為它們將擴散至非標的區域。這些揮發性組分的典型來源產生自在製造或儲存期間的逆歧化及在輻射曝光期間形成之非逆歧化副產物。
本揭示的額外態樣
本揭示亦關於一種用於形成圖形化膜的方法,其包括製備於本文中所描述之氟化的氧代錫酸鹽薄膜,及藉由以電子束或雷射逐線掃描或遮罩微影蝕刻使該膜曝露至非連續式輻射。
本揭示亦關於一種用於形成連續膜的方法,其包含製備於本文中所描述之氟化的氧代錫酸鹽薄膜,及使用合適的微影蝕刻遮罩使該膜曝露至圍包曝光以提供一光學透明之摻雜氟的氧代錫酸鹽導電膜。
現在,本發明將與下列非為限制的實施例相關連進行說明。
實施例 1 : 3,3,3- 三氟丙基三苯基錫之合成
對一配備有鍋溫度計、添加漏斗及機械攪拌器的3升圓底燒瓶充入69.4克(2.85莫耳)鎂碎片。將1300毫升二乙基醚及1克碘加入至該燒瓶。製備500克三氟丙基碘(2.23莫耳)在170毫升二乙基醚中的溶液及將其約10%充入至該燒瓶。攪拌該反應直到達成引發,如藉由可看見醚迴流來觀察。以維持該反應混合物迴流之速率逐滴加入剩餘的三氟丙基碘溶液。在完成該加入後,將該反應加熱至迴流2小時。該Grignard經滴定法測量係1.20 M。
對另一個配備有鍋溫度計、添加漏斗及機械攪拌的5升圓底燒瓶充入674克(1.75莫耳)氯三苯基錫及2400毫升甲苯。在2小時間,逐滴加入1545毫升(1.86莫耳)之1.2 M碘化3,3,3-三氟丙基鎂在二乙基醚中的Grignard溶液,同時將該鍋溫度維持在低於50 ℃。在加入全部Grignard溶液後,將該反應維持在40 ℃下4小時,然後使其冷卻至室溫。伴隨著攪拌,將1400克水加入至該反應混合物。分離出有機層及在無水硫酸鈉上乾燥。將該有機層充入至5升圓底燒瓶及與Dean-Stark捕集器迴流來移除微量水。然後,藉由蒸餾移除甲苯以提供一粉紅色黏油,使用其而沒有進一步純化。該分析係顯示在下列表中。
實施例 2 : 3,3,3- 三氟丙基三氯錫之合成
結構 | 119Sn 波峰 (ppm) | 1H 波峰 (ppm, CDCl 3) | 物理性質 |
- 98.7 | 1.59 (m, 2H) 2.38 (m, 2H) 7.19至7.70(m, 15H) | 粉紅色黏油 |
對一配備有鍋溫度計、添加漏斗及機械攪拌器的5升圓底燒瓶充入447.09克(1.0莫耳)的3,3,3-三氟丙基三苯基錫及600毫升甲苯。以乾氯化氫氣體通氣攪動該反應,此產生一放熱反應。藉由加入速率調節,將該反應保持在低於40 ℃及藉由
119Sn NMR監視。在加入之16小時後,加入12克氯化鋁,接著為額外的HCl通氣攪動~6小時。當該反應如由NMR指示出般完成時,該產物係藉由分餾(60 ℃,在3.5托耳下)分離以提供178克(55%)無色液體,其經鑑定如為產物。在曝露至環境光後,該產物轉變為棕色。在無光對照中無觀察到顏色改變。
在35 ℃下加熱該產物一星期後,觀察到稍微的黃色變色但是無值得注意的固體形成。
119Sn無變化及在
1H NMR光譜中觀察到約1.2 ppm的小寬單峰外貌。8小時UV光照顯露出一些變色至黃色混濁溶液。有在該NMR樣品管壁上形成可看見的膜。錫NMR顯示出無變化,但是在
1H NMR光譜中有數個新的寬波峰。化合物的性質係顯示在下列表中。
實施例 3 : 3,3,3- 三氟丙基參 ( 二甲基胺基 ) 錫之合成
結構 | 119 Sn波峰 (ppm) | 1 H波峰 (ppm, CDCl 3) | 物理性質 |
-3 | 2.348 (t, 2H) 2.659 (tq, 2H) | 無色至黃色/粉紅色液體。 BP = 68-70 °C/6毫米汞柱 密度= 2.11 @25°C。 |
對一配備有鍋溫度計、添加漏斗及機械攪拌器的3升燒瓶充入385.7毫升(0.91莫耳)之2.0 M在四氫呋喃中的二甲基胺溶液。逐滴加入333.3(0.83莫耳)毫升之2.5 M在己烷系中的正丁基鋰溶液(其藉由冰浴冷卻),將溫度控制在低於20 ℃。在室溫下攪拌所產生的料漿額外30分鐘。對該二甲基醯胺鋰料漿加入88.6克(0.28莫耳)的3,3,3-三氟丙基三氯錫在420毫升四氫呋喃中之溶液,同時將溫度控制在-5至-10 ℃間。允許該反應在室溫下攪拌6小時。過濾所產生的懸浮液兩次。然後,濃縮該濾出液。該產物係分離如為黏的液體,及該結構係以
1H及
119Sn NMR確認;性質係總整理在下列表中。
實施例 4 :矽晶圓使用 3,3,3- 三氟丙基三氯錫進行表面改質
結構 | 119 Sn波峰 (ppm) | 1 H波峰 (ppm, CDCl3) | 物理性質 |
- 41.6 | 1.982 (m, 2H) 2.221 (m, 2H) 2.723(s,18H) | 黏的液體 |
清潔矽晶圓及在乾燥箱中使用設定至120 ℃的加熱板(或在周溫下)乾燥。將0.2克的3,3,3-三氟丙基三氯錫溶解在16.3克THF中。施加二種不同處理(樣品A及B):沉浸5分鐘及在120 ℃下乾燥5分鐘(a);及沉浸5分鐘及在室溫下乾燥過夜(b)。該經處理的表面之XPS光譜各別顯示在圖1及2中。
無
下列之本發明的較佳具體實例之詳細說明當與附加的圖形相關連讀取時將有較好的了解。為了闡明本發明的目的,已顯示出目前較佳的圖形具體實例。但是,要了解的是,本發明不限於所顯示出的精確安排及手段。在圖形中:
圖1係根據本揭示的一個具體實例之經處理的矽晶圓之XPS光譜;及
圖2係根據本揭示的第二具體實例之經處理的矽晶圓之XPS光譜。
Claims (13)
- 一種用於形成氟化的氧代錫酸鹽膜之方法,其包含:蒸發一具有至少二個水解敏感官能基或至少二個在高於200℃的溫度下對氧化敏感的反應性官能基之揮發性氟化的烷基錫化合物;提供一基材;使該氟化的烷基錫化合物物理吸附或化學吸附到該基材上;及使該已被物理吸附或化學吸附的氟化的烷基錫化合物曝露至一連串的水解及照射步驟,接著進行氧化或第二水解曝露,以在該基材上形成該氟化的氧代錫酸鹽膜。
- 如請求項1之方法,其中該氟化的烷基錫化合物具有式(I):(RfCH2)nSnX(4-n) (I)其中Rf係一具有1至6個碳原子之氟化或部分氟化的線性或分枝烷基,X係一水解不穩定或氧化不穩定的基團,且n係1或2。
- 如請求項2之方法,其中Rf係經氟化或部分氟化的乙基。
- 如請求項2之方法,其中每個X係各自獨立地選自於其中各烷基具有1至4個碳原子的二烷基胺基,及鹵素基團。
- 如請求項2之方法,其中X係二甲基胺基、二乙基胺基、二異丙基胺基或甲基乙基胺基。
- 如請求項2之方法,其中X係Cl、Br或H。
- 如請求項1或2之方法,其中該氟化的烷基錫化合物係3,3,3-三氟丙基參(二甲基胺基)錫、3,3,3-三氟丙基三氯錫、3,3,3-三氟丙基三苯基錫、3,3,3-三氟丙基參(二乙基胺基)錫、3,3,3-三氟丙基參(二異丙基胺基)錫、3,3,3-三氟丙基參(甲基乙基胺基)錫、2,2,2-三氟乙基三氯錫或6,6,6,5,5,4,4,3,3-九氟己基三氯錫。
- 一種用於形成圖形化膜的方法,其包含如請求項1至7中任一項方法製備的氟化的氧代錫酸鹽薄膜,及藉由以電子束或雷射逐線掃描或遮罩微影蝕刻使該膜曝露至非連續式輻射。
- 一種用於形成連續膜的方法,其包含如請求項1至7中任一項方法製備的氟化的氧代錫酸鹽薄膜,及使用合適的微影蝕刻遮罩使該膜曝露至全面曝光(blanket exposure)以提供一光學透明的摻雜氟的氧化錫導電膜。
- 一種具有式(I)之氟化的烷基錫化合物,(RfCH2)nSnX(4-n) (I)其中Rf係一具有1至5個碳原子之氟化或部分氟化的線性或分枝烷基,X係一其中各烷基具有1至4個碳原子的二烷基胺基,且n係1或2;其中該化合物係3,3,3-三氟丙基參(二甲基胺基)錫、3,3,3-三氟丙基參(二乙基胺基)錫、3,3,3-三氟丙基參(二異丙基胺基)錫或3,3,3-三氟丙基參(甲基乙基胺基)錫。
- 一種二組分沉積混合物,其包含:(a)一具有至少二個水解敏感官能基或至少二個在溫度高於200℃下對氧化敏感的反應性官能基之揮發性氟化的單烷基錫化合物;及(b)氟化的二烷基錫化合物,其中在該單烷基錫化合物中之氟化的烷基係與在該二烷基錫化合物中之氟化的烷基相同。
- 如請求項11之混合物,其中該氟化的單烷基錫化合物具有式(II)且該氟化的二烷基錫化合物具有式(III):(RfCH2)SnX3 (II) (RfCH2)2SnX2 (III)其中Rf係一具有2至6個碳原子之氟化或部分氟化的線性或分枝烷基,且X係一水解不穩定或氧化不穩定的基團。
- 一種用於形成氟化的氧代錫酸鹽膜之方法,其包含:蒸發如請求項11或12之混合物;提供一基材;使該蒸發的混合物物理吸附或化學吸附到該基材上;及使該已物理吸附或化學吸附的混合物曝露至一連串的水解及照射步驟,接著進行氧化或第二水解曝露,以在該基材上形成該氟化的氧代錫酸鹽膜。
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