CN107109642A - 金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法、金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜以及金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够在低温下成膜金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的方法和装置。将含有通式(1)所表示的胍化合物的氮源和金属源或半金属源供给至成膜对象物上,成膜金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜。(式中,多个R可以相同或不同,分别表示氢原子、碳原子数1~5的直链状、支链状或环状的烷基、或碳原子数1~9的三烷基甲硅烷基。其中,多个R可以相互键合形成环)
Description
技术领域
本发明涉及使用胍化合物制造金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的方法、金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜以及金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造装置。
背景技术
近年来,在半导体、电子部件等领域,对于具有高耐化学品性的“在金属碳氮化膜或半金属氮化膜中存在碳的碳氮化膜”进行了大量的研究、开发。作为金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法,已知有例如组合氨等无机氮气和乙炔等烃气来进行制造的方法(例如,参见专利文献1)、使用异丙胺作为碳/氮源(碳氮化剂)的方法(例如,参见专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-189173号公报
专利文献2:日本特开2009-283587号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,在专利文献1、2记载的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法中,存在金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的成膜温度高的问题。
本发明的主要目的在于提供能够在低温下成膜出金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的方法和装置。
用于解决课题的手段
在本发明的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法中,
将含有通式(1)所表示的胍化合物的氮源和金属源或半金属源供给至成膜对象物上而成膜出金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜。
[化1]
(式中,多个R可以相同或不同,分别表示氢原子、碳原子数1~5的直链状、支链状或环状的烷基、或碳原子数1~9的三烷基甲硅烷基。其中,多个R可以相互键合形成环)
本发明的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜是利用本发明的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法得到的。
本发明的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造装置是在本发明的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法中使用的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造装置。本发明的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造装置具备反应室、金属源或半金属源供给部和氮源供给部。反应室具有配置成膜对象物的配置部。金属源或半金属源供给部向反应室内供给金属源或半金属源。氮源供给部向反应室内供给氮源。
发明效果
根据本发明,可以提供能够在低温下成膜出金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的方法和装置。
附图说明
图1为示出本发明的一实施方式的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造装置的示意图。
具体实施方式
在本实施方式的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法中,
将含有通式(1)所表示的胍化合物的氮源和金属源或半金属源供给至成膜对象物上而成膜出金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜,
[化2]
(式中,多个R可以相同或不同,分别表示氢原子、碳原子数1~5的直链状、支链状或环状的烷基、或碳原子数1~9的三烷基甲硅烷基。其中,多个R可以相互键合形成环)。具体而言,如图1所示,对于配置在配置部22的成膜对象物23,由设置在反应室21内的金属源或半金属源供给部24供给金属源或半金属源24a,同时由设置在反应室21内的氮源供给部25供给氮源25a,由此成膜出膜26,所述配置部22设置在金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造装置20的反应室21内。对于金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法没有特别限定。金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜可以利用例如CVD法(Chemical Vapor Deposition法,化学气相沉积法;以下称为CVD法)或ALD(Atomic Layer Deposition,原子层沉积;以下称为ALD法)法等蒸镀法进行制造。
在CVD法和ALD法中,为了成膜对象物上的膜形成,需要使胍化合物气化。例如可以仅将胍化合物供给至气化室使其气化,也可以将胍化合物在溶剂中稀释而得到的胍化合物溶液供给至气化室使其气化。
作为胍化合物溶液的溶剂,可以举出脂肪族烃类、芳香族烃类和醚类等。这些溶剂可以单独使用,也可以混合多种使用。
作为脂肪族烃类的具体例,可以举出例如己烷、甲基环己烷、乙基环己烷、辛烷等。
作为芳香族烃类的具体例,可以举出例如甲苯等。
作为醚类的具体例,可以举出例如四氢呋喃、二丁醚等。
使用胍化合物蒸镀出金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的情况下,例如反应室21内的压力优选为1Pa~200kPa,进一步优选为10Pa~110kPa。成膜温度优选小于600℃,更优选小于550℃,进一步优选为500℃以下。成膜温度优选为100℃以上,进一步优选为200℃以上。使胍化合物气化的温度优选为0℃~180℃,进一步优选为10℃~100℃。胍化合物的气体相对于供给至反应室21内的气体量的含有比例优选为0.1容量%~99容量%,进一步优选为0.5容量%~95容量%。
需要说明的是,在本发明中,成膜温度是成膜时的成膜对象物的温度。
(胍化合物)
胍化合物以上述通式(1)表示。在该通式(1)中,多个R可以相同或不同,分别为氢原子、碳原子数1~5的直链状、支链状或环状的烷基、或碳原子数1~9的三烷基甲硅烷基。
作为碳原子数1~5的直链、支链状或环状的烷基,可以举出例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、环丙基、环丁基、环戊基等。
作为碳原子数1~9的三烷基甲硅烷基,可以举出例如三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、二甲基乙基甲硅烷基、甲基二乙基甲硅烷基等。
需要说明的是,多个R可以相互键合形成环,作为所形成的环,可以举出例如碳原子数2~10的饱和或不饱和的环。
作为优选使用的胍化合物的具体例,可以举出例如式(2)至式(29)所表示的胍化合物等。需要说明的是,这些胍化合物可以单独使用,也可以混合两种以上使用。
[化3]
[化4]
(金属源或非金属源)作为金属源或半金属源,优选使用例如金属卤化物或半金属卤化物。
作为金属卤化物,可以举出三氯化铝、三溴化铝、三氟化铝、三碘化铝、四溴化钛、四氯化钛、四氟化钛、四碘化钛、四溴化锆、四氯化锆、四氟化锆、四碘化锆、四溴化铪、四氯化铪、四氟化铪、四碘化铪、五氯化钽、五氯化钼、六氟化钼、双环戊二烯基二氯化钼六氯化钨、六氟化钨、二溴化钴、二氯化钴、二氟化钴、二碘化钴、二溴化镍、二氯化镍、二碘化镍、二溴化锰、二氯化锰、二氟化锰、二碘化锰、一溴化铜、二溴化铜、一氯化铜、二氯化铜、二氟化铜、二碘化铜、三溴化镓、三氯化镓、三氟化镓、三碘化镓、三溴化铋、三氯化铋、三氟化铋、三碘化铋、三溴化钌、三氯化钌、三氟化钌、三氯化铑、二溴化铂、二氯化铂、四氯化铂、二碘化铂、二溴化钯、二氯化钯、二碘化钯、三碘化钌、苯基二氯化钌、二溴化锌、二氯化锌、二氟化锌、二碘化锌等。
作为半金属卤化物,可以举出四氯硅烷、四氟硅烷、六氯乙硅烷、氯五甲基乙硅烷、二氯四甲基乙硅烷、一氯硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷、四溴化锗、四氯化锗、四碘化锗、三溴化硼、三氯化硼、三氟化硼、三碘化硼等。
本发明的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法特别适合碳氮化硅膜的制造。
实施例
接着,举出实施例对本发明进行具体的说明,但本发明的范围不限于此。
实施例1~3(蒸镀实验;碳氮化硅膜的制造)
使用表1所示的胍化合物,在表1所示的条件下,利用CVD法在20mm×20mm尺寸的基板上成膜出膜。此外,对成膜出的膜进行XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy,X-射线光电子能谱)分析,由此来确定膜。
[表1]
由以上结果可知,通过使用胍化合物,能够在低温下制造碳氮化硅膜。
符号说明
20 金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造装置
21 反应室
22 配置部
23 成膜对象物
24 金属源或半金属源供给部
24a 金属源或半金属源
25 氮源供给部
25a 氮源
26 膜
Claims (9)
1.一种金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法,其中,将含有通式(1)所表示的胍化合物的氮源和金属源或半金属源供给至成膜对象物上而成膜出金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜,
[化1]
式中,多个R相同或不同,分别表示氢原子、碳原子数1~5的直链状、支链状或环状的烷基、或碳原子数1~9的三烷基甲硅烷基,其中,多个R相互键合形成环或不相互键合形成环。
2.如权利要求1所述的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法,其中,成膜出碳氮化硅膜作为所述半金属碳氮化膜。
3.如权利要求1或2所述的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法,其中,使用含有选自由脂肪族烃类、芳香族烃类和醚类组成的组中的至少一种溶剂的胍化合物溶液作为所述氮源。
4.如权利要求1~3中任一项所述的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法,其中,使用金属卤化物或半金属卤化物作为所述金属源或半金属源。
5.如权利要求1~4中任一项所述的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法,其中,使金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的成膜温度小于600℃。
6.如权利要求5所述的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法,其中,使金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的成膜温度小于550℃。
7.如权利要求6所述的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法,其中,使金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的成膜温度为500℃以下。
8.一种金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜,其是利用权利要求1~7中任一项所述的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法得到的。
9.一种金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造装置,其为在权利要求1~7中任一项所述的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造方法中使用的金属碳氮化膜或半金属碳氮化膜的制造装置,其中,
该制造装置具备:
反应室,其具有配置所述成膜对象物的配置部;
金属源或半金属源供给部,其向所述反应室内供给所述金属源或半金属源;和
氮源供给部,其向所述反应室内供给所述氮源。
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