CN108603287B - 用于沉积含硅膜的组合物及使用其的方法 - Google Patents
用于沉积含硅膜的组合物及使用其的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108603287B CN108603287B CN201680080897.0A CN201680080897A CN108603287B CN 108603287 B CN108603287 B CN 108603287B CN 201680080897 A CN201680080897 A CN 201680080897A CN 108603287 B CN108603287 B CN 108603287B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plasma
- film
- substrate
- radical
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 104
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 70
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 66
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000151 deposition Methods 0.000 title claims description 39
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 67
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 46
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 claims description 126
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 62
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 claims description 52
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- -1 C1To C10Alkyl radical Chemical class 0.000 claims description 41
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 39
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 claims description 37
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 37
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 25
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 24
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 19
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 18
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 13
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims description 12
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 12
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 8
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 7
- QZTXWGGQMDMOSG-UHFFFAOYSA-N methyl-[methyl-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]silyl]oxy-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]silane Chemical compound C[SiH](O[SiH](C)OC(C)(C)C)OC(C)(C)C QZTXWGGQMDMOSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 6
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- IIEWJVIFRVWJOD-UHFFFAOYSA-N ethylcyclohexane Chemical compound CCC1CCCCC1 IIEWJVIFRVWJOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 4
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WJTCGQSWYFHTAC-UHFFFAOYSA-N cyclooctane Chemical compound C1CCCCCCC1 WJTCGQSWYFHTAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004914 cyclooctane Substances 0.000 claims description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000001302 tertiary amino group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910017843 NF3 Inorganic materials 0.000 claims 1
- GVGCUCJTUSOZKP-UHFFFAOYSA-N nitrogen trifluoride Chemical compound FN(F)F GVGCUCJTUSOZKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 44
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 22
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 14
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 12
- 239000012686 silicon precursor Substances 0.000 description 11
- RJRGHOUBWWLVGA-UHFFFAOYSA-N 1,3-ditert-butyl-2-methyl-1,3,2,4-diazadisiletidine Chemical compound C(C)(C)(C)N1[SiH](N([SiH2]1)C(C)(C)C)C RJRGHOUBWWLVGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 10
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 9
- VOSJXMPCFODQAR-UHFFFAOYSA-N ac1l3fa4 Chemical compound [SiH3]N([SiH3])[SiH3] VOSJXMPCFODQAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 8
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 8
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 6
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910018540 Si C Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 125000006165 cyclic alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 208000029523 Interstitial Lung disease Diseases 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003848 UV Light-Curing Methods 0.000 description 3
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 3
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 3
- JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N benzonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1 JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 125000006575 electron-withdrawing group Chemical group 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920003209 poly(hydridosilsesquioxane) Polymers 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- RXYPXQSKLGGKOL-UHFFFAOYSA-N 1,4-dimethylpiperazine Chemical compound CN1CCN(C)CC1 RXYPXQSKLGGKOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PAMIQIKDUOTOBW-UHFFFAOYSA-N 1-methylpiperidine Chemical compound CN1CCCCC1 PAMIQIKDUOTOBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N Dimethylamine Chemical compound CNC ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N Ethylamine Chemical compound CCN QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 2
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N Methylamine Chemical compound NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AFBPFSWMIHJQDM-UHFFFAOYSA-N N-methylaniline Chemical compound CNC1=CC=CC=C1 AFBPFSWMIHJQDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002808 Si–O–Si Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- UHZZMRAGKVHANO-UHFFFAOYSA-M chlormequat chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCCl UHZZMRAGKVHANO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000013400 design of experiment Methods 0.000 description 2
- 125000004663 dialkyl amino group Chemical group 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N mesitylene Substances CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001827 mesitylenyl group Chemical group [H]C1=C(C(*)=C(C([H])=C1C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- ZCYXXKJEDCHMGH-UHFFFAOYSA-N nonane Chemical compound CCCC[CH]CCCC ZCYXXKJEDCHMGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N normal nonane Natural products CCCCCCCCC BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical compound CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 125000003944 tolyl group Chemical group 0.000 description 2
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CTEJBBLVVVPGAE-UHFFFAOYSA-N (2-methylpropan-2-yl)oxy-[(2-methylpropan-2-yl)oxysilyloxy]silane Chemical compound CC(C)(C)O[SiH2]O[SiH2]OC(C)(C)C CTEJBBLVVVPGAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OLNJYTCYYVMVGQ-UHFFFAOYSA-N 1,3-ditert-butyl-1,3,2,4-diazadisiletidine Chemical compound CC(C)(C)N1[SiH2]N(C(C)(C)C)[SiH2]1 OLNJYTCYYVMVGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical compound CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SDGKUVSVPIIUCF-UHFFFAOYSA-N 2,6-dimethylpiperidine Chemical compound CC1CCCC(C)N1 SDGKUVSVPIIUCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GTEXIOINCJRBIO-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(dimethylamino)ethoxy]-n,n-dimethylethanamine Chemical compound CN(C)CCOCCN(C)C GTEXIOINCJRBIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GELMWIVBBPAMIO-UHFFFAOYSA-N 2-methylbutan-2-amine Chemical compound CCC(C)(C)N GELMWIVBBPAMIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IIVWHGMLFGNMOW-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropane Chemical compound C[C](C)C IIVWHGMLFGNMOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- SLRMQYXOBQWXCR-UHFFFAOYSA-N 2154-56-5 Chemical compound [CH2]C1=CC=CC=C1 SLRMQYXOBQWXCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N Aspirin Chemical compound CC(=O)OC1=CC=CC=C1C(O)=O BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNUALPPJLMYHDK-UHFFFAOYSA-N C[CH]C Chemical compound C[CH]C HNUALPPJLMYHDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine Chemical compound CN(C)CCN(C)C KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HTLZVHNRZJPSMI-UHFFFAOYSA-N N-ethylpiperidine Chemical compound CCN1CCCCC1 HTLZVHNRZJPSMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007991 Si-N Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020781 SixOy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006294 Si—N Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- CIBUDKJODXACBL-UHFFFAOYSA-N [SiH3][SiH2]Br Chemical compound [SiH3][SiH2]Br CIBUDKJODXACBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 125000004450 alkenylene group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004419 alkynylene group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000000732 arylene group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004104 aryloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- UOCJDOLVGGIYIQ-PBFPGSCMSA-N cefatrizine Chemical group S([C@@H]1[C@@H](C(N1C=1C(O)=O)=O)NC(=O)[C@H](N)C=2C=CC(O)=CC=2)CC=1CSC=1C=NNN=1 UOCJDOLVGGIYIQ-PBFPGSCMSA-N 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- FXMNVBZEWMANSQ-UHFFFAOYSA-N chloro(silyl)silane Chemical compound [SiH3][SiH2]Cl FXMNVBZEWMANSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004803 chlorobenzyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- GSQKXUNYYCYYKT-UHFFFAOYSA-N cyclo-trialuminium Chemical compound [Al]1[Al]=[Al]1 GSQKXUNYYCYYKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001995 cyclobutyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- LMGZGXSXHCMSAA-UHFFFAOYSA-N cyclodecane Chemical compound C1CCCCCCCCC1 LMGZGXSXHCMSAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- GPTJTTCOVDDHER-UHFFFAOYSA-N cyclononane Chemical compound C1CCCCCCCC1 GPTJTTCOVDDHER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000640 cyclooctyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N diethylamine Chemical compound CCNCC HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- UAOMVDZJSHZZME-UHFFFAOYSA-N diisopropylamine Chemical compound CC(C)NC(C)C UAOMVDZJSHZZME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N dipropylamine Chemical compound CCCNCCC WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- LIWAQLJGPBVORC-UHFFFAOYSA-N ethylmethylamine Chemical compound CCNC LIWAQLJGPBVORC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000012685 gas phase polymerization Methods 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- LURQBQNWDYASPJ-UHFFFAOYSA-N hydrazinyl Chemical compound N[NH] LURQBQNWDYASPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- NFCGJSHYYNOKEM-UHFFFAOYSA-N iodo($l^{1}-silanyl)silicon Chemical compound [Si][Si]I NFCGJSHYYNOKEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004491 isohexyl group Chemical group C(CCC(C)C)* 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- JJWLVOIRVHMVIS-UHFFFAOYSA-N isopropylamine Chemical compound CC(C)N JJWLVOIRVHMVIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012705 liquid precursor Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- WCYWZMWISLQXQU-UHFFFAOYSA-N methyl Chemical compound [CH3] WCYWZMWISLQXQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 125000005244 neohexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006384 oligomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005289 physical deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003361 porogen Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000012264 purified product Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- BHRZNVHARXXAHW-UHFFFAOYSA-N sec-butylamine Chemical compound CCC(C)N BHRZNVHARXXAHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N silanol Chemical compound [SiH3]O SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- YBRBMKDOPFTVDT-UHFFFAOYSA-N tert-butylamine Chemical compound CC(C)(C)N YBRBMKDOPFTVDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 239000013638 trimer Substances 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- ORGHESHFQPYLAO-UHFFFAOYSA-N vinyl radical Chemical compound C=[CH] ORGHESHFQPYLAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/401—Oxides containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic System
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/0896—Compounds with a Si-H linkage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic System
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/10—Compounds having one or more C—Si linkages containing nitrogen having a Si-N linkage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic System
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/18—Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
- C07F7/1804—Compounds having Si-O-C linkages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic System
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/21—Cyclic compounds having at least one ring containing silicon, but no carbon in the ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
- C23C16/045—Coating cavities or hollow spaces, e.g. interior of tubes; Infiltration of porous substrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/308—Oxynitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/34—Nitrides
- C23C16/345—Silicon nitride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/36—Carbonitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45553—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the use of precursors specially adapted for ALD
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/56—After-treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
- H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
- H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
- H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
- H01L21/205—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy using reduction or decomposition of a gaseous compound yielding a solid condensate, i.e. chemical deposition
Abstract
本文描述了用于在具有表面特征的衬底的至少一个表面上形成含硅膜(例如但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳掺杂氮化硅或碳掺杂氧化硅膜)的组合物及其使用方法。在一个方面，使用具有本文所述式I或II的化合物沉积含硅膜。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年12月21日提交的美国申请号62/270259的权益。申请号62/270259的公开内容以引用方式并入本文。
技术领域
本文描述了一种制造电子器件的工艺。更具体而言，本文描述了用于在沉积工艺(例如但不限于可流动化学气相沉积)中形成含硅膜的组合物。使用本文描述的组合物和方法可沉积的示例性含硅膜包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或碳掺杂氧化硅或碳掺杂氮化硅膜。
背景技术
可流动氧化物沉积方法通常使用烷氧基硅烷化合物作为含硅膜的前体，该含硅膜通过受控的水解和缩合反应沉积。这样的膜可例如通过向衬底上施加氧化剂和烷氧基硅烷、任选地与溶剂和/或其他添加剂如表面活性剂和成孔剂的混合物而在衬底上沉积。施加这些混合物的典型方法包括但不限于旋涂、浸涂、喷涂、丝网印刷、共缩合和喷墨印刷。在施加到衬底上并在施加一种或多种能源(例如但不限于热、等离子体和/或其他源)后，混合物内的水可与烷氧基硅烷反应以水解烷氧和/或芳氧基基团并生成硅烷醇物质，其将进一步与其他水解分子缩合而形成低聚或网络结构。
除了向衬底物理沉积或施加前体外，使用氧化剂和含硅蒸气源进行可流动电介质沉积(FCVD)的气相沉积工艺已见述于例如美国专利号8,481,403、8,580,697、8,685,867及美国公开号2013/0230987 A1、7,498,273、7,074,690、7,582,555、7,888,233和7,915,131中。典型的方法通常涉及通过在间隙中形成可流动膜来用固体电介质材料填充衬底上的间隙。可流动膜通过使可具有Si-C键的电介质前体与氧化剂反应形成电介质材料来形成。在某些实施方案中，电介质前体缩合并随后与氧化剂反应形成电介质材料。在某些实施方案中，气相反应物反应形成缩合的可流动膜。由于Si-C键对于与水的反应是相对惰性的，故所得网络可用将赋予所得膜所需化学和物理性质的有机官能团来有利地官能化。例如，向网络中添加碳可降低所得膜的介电常数。
使用可流动化学气相沉积工艺沉积氧化硅膜的另一方法是气相聚合。例如，现有技术已集中于使用化合物如三甲硅烷基胺(TSA)来沉积含有Si、H、N的低聚物，随后用臭氧暴露将其氧化成SiOx膜。此类方法的实例包括：美国公开号2014/073144；美国公开号2013/230987；美国专利号7,521,378、US 7,557,420和8,575,040；和美国专利号7,825,040。
参考文献“Novel Flowable CVD Process Technology for sub-20nmInterlayer Dielectric”,H.Kim et al.,Interconnect Technology Conference(IITC),2012 IEEE International,San Jose,CA描述了在低温沉积和臭氧处理过程中使用远程等离子体来稳定膜的可流动CVD工艺。此参考文献中还描述了一种不氧化Si或电极的可流动CVD工艺，其导致作为氧化或扩散屏障的Si3N4终止层的除去。在向20nm DRAM ILD施加可流动CVD后，该作者不仅可将位线的负载电容降低15％，还可提高可比的生产率。通过亚-20nmDRAM ILD间隙填充工艺的成功开发，可流动CVD被成功地证明是在亚20nm的下一代器件中值得大规模生产的ILD的有前景的候选者。
美国公开号2013/0217241公开了含Si-C-N的可流动层的沉积和处理。Si和C可来自含Si-C的前体，而N可来自含N的前体。处理含Si-C-N的初始可流动层以除去使得能够流动的组分。这些组分的除去可增加蚀刻耐受性、减少收缩、调节膜张力和电性质。后处理可以是热退火、UV暴露或高密度等离子体。
前面提到的专利、专利申请和出版物的公开内容以引用方式并入本文。
尽管在与可流动化学气相沉积和其他膜沉积工艺有关的领域中存在最新的活动，但问题仍然存在。这些问题之一与膜组成有关。例如，在气相聚合工艺中由前体三甲硅烷基胺(TSA)沉积的可流动氧化物膜会产生膜，并且在稀HF溶液中的湿蚀刻速率比高质量热氧化物快2.2至2.5倍。因此，需要提供替代的前体化合物以产生具有较低膜蚀刻速率的含硅膜。还需要新的前体来沉积碳掺杂的氮化硅膜并改善膜的稳定性以及膜的湿蚀刻速率。然而，许多这些前体含有大量不易除去的碳。除去过量的碳总是导致空隙的形成。因此，需要设计和合成新的前体以便可消除过量的碳而不产生空隙。
发明内容
本发明通过提供新的前体化合物、沉积膜的方法和所得的含硅膜，解决了常规有机硅化合物和方法的问题。本发明的含硅膜可具有叔丁基、叔丁氧基基团或其他类似的键，它们可通过等离子体、热和UV处理容易地除去。所得的膜在不同的特征中产生优异的间隙填充。
本文描述的组合物或制剂及使用其的方法通过在衬底表面的至少一部分上沉积含硅膜来克服现有技术的问题，所述含硅膜在用含氧源进行沉积后处理时将提供所需的膜性质。在某些实施方案中，衬底包含表面特征。如本文所用，术语“表面特征”指衬底包含以下中的一者或多者：孔隙、沟槽、浅沟槽隔离(STI)、通孔、凹入特征等。组合物可以是预混组合物、预混合物(在被用于沉积工艺中之前混合)或原位混合物(在沉积工艺过程中混合)。因此，在本公开中，术语“混合物”、“制剂”和“组合物”是可互换的。
在本发明的一个方面，本发明的含硅膜不具有空隙或缺陷(例如，如通过下文更详细描述的SEM所确定)。本发明的含硅膜可使表面特征与无空隙或无缺陷的膜接触，并且如果需要，可至少部分地填充间隙、覆盖通孔等其他表面特征。
在一个方面，提供了一种沉积含硅膜的方法，所述方法包括：
将具有表面特征的衬底置于保持在-20℃至约400℃的温度下的反应器中；
向反应器中引入至少一种选自下式I或II的化合物：
其中R选自支链C4至C10烷基基团；R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢原子、直链C1至C10烷基基团、支链C3至C10烷基基团、直链或支链C2至C6烯基基团、直链或支链C2至C6炔基基团、C1至C6二烷基氨基基团、C6至C10芳基基团、吸电子基团、C3至C10环状烷基基团、和卤素原子；和氮源，其中所述至少一种化合物与氮源反应以在所述表面特征的至少一部分上形成含氮化物的膜；和
在约100℃至约1000℃的一个或多个温度下用氧源处理所述衬底以在所述表面特征的至少一部分上形成膜。在一个实施方案中，含硅膜选自氧化硅或碳掺杂氧化硅膜。在此或另一个实施方案中，在暴露于UV辐照的至少一部分时间内在约100℃至约1000℃的温度下，使所述膜暴露于氧源。可重复这些方法步骤直至表面特征被膜填充。
在另一个方面，提供了一种沉积含硅膜的方法，所述方法包括：
将包含表面特征的衬底置于反应器中，其中使衬底保持在约-20℃至约400℃的一个或多个温度下并使反应器的压力保持在100托或更低；
引入至少一种选自下式I或II的化合物：
其中R选自支链C4至C10烷基基团；并且R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢原子、直链C1至C10烷基基团、支链C3至C10烷基基团、直链或支链C2至C6烯基基团、直链或支链C2至C6炔基基团、C1至C6二烷基氨基基团、C6至C10芳基基团、吸电子基团、C3至C10环状烷基基团、和卤素原子；
向反应器中提供氧源以与所述至少一种化合物反应形成膜并覆盖所述表面特征的至少一部分；
在约100℃至1000℃的一个或多个温度下对膜退火以包覆所述表面特征的至少一部分；和
在约20℃至约1000℃的一个或多个温度下用氧源处理所述衬底以在所述表面特征的至少一部分上形成含硅膜。在某些实施方案中，氧源选自水蒸气、水等离子体、臭氧、氧气、氧等离子体、氧/氦等离子体、氧/氩等离子体、氮氧化物等离子体、二氧化碳等离子体、过氧化氢、有机过氧化物以及它们的混合物。在此或其他实施方案中，重复这些方法步骤直至表面特征被含硅膜填充。在其中采用水蒸气作为氧源的实施方案中，衬底温度范围为约-20℃至约40℃或约-10℃至约25℃。
在另一个方面，提供了一种沉积选自氮化硅、碳掺杂氮化硅、氮氧化硅和碳掺杂氮氧化硅膜的含硅膜的方法，所述方法包括：
将包含表面特征的衬底置于被加热到-20℃至约400℃的温度并保持在100托或更低的压力下的反应器中；
向反应器中引入至少一种选自下式I或II的化合物：
其中R选自支链C4至C10烷基基团；并且R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢原子、直链C1至C10烷基基团、支链C3至C10烷基基团、直链或支链C2至C6烯基基团、直链或支链C2至C6炔基基团、C1至C6二烷基氨基基团、C6至C10芳基基团、吸电子基团、C3至C10环状烷基基团、和卤素原子；
向反应器中提供等离子体源以与所述化合物反应而在所述表面特征的至少一部分上形成涂层；和
在约100℃至1000℃、或约100℃至400℃的一个或多个温度下对涂层退火以在所述表面特征的至少一部分上形成含硅膜。在一个特别的实施方案中，等离子体源选自氮等离子体、包含氮和氦的等离子体、包含氮和氩的等离子体、氨等离子体、包含氨和氦的等离子体、包含氨和氩的等离子体、氦等离子体、氩等离子体、氢等离子体、包含氢和氦的等离子体、包含氢和氩的等离子体、包含氨和氢的等离子体、有机胺等离子体以及它们的混合物。对于可流动等离子体增强CVD方法，可重复这些步骤直至表面特征被致密化膜填充。
本发明的一个方面涉及任何前述方面，其中所述化合物包含1,3-双(叔丁基)-2-甲基环二硅氮烷。
本发明的另一个方面涉及任何前述方面，其中所述化合物包含1,3-双(叔丁氧基)-1,3-二甲基二硅氧烷。
本发明的又一个方面涉及一种含硅膜，其通过任何所述方法形成。
本发明的各个方面可单独地或彼此组合地使用。
附图说明
图1提供了对实施例1中沉积的碳氮化硅膜的横截面扫描电子显微镜(SEM)图像。
图2提供了对实施例2中沉积的碳氮化硅膜的横截面扫描电子显微镜(SEM)图像。
图3(a)和(b)提供了对实施例3中沉积的硅碳氧化物膜的横截面扫描电子显微镜(SEM)图像。
具体实施方式
本文描述了通过化学气相沉积(CVD)工艺来在衬底的至少一部分上沉积可流动膜的前体及其使用方法。在某些实施方案中，衬底包含一个或多个表面特征。所述表面特征宽1μm或更小、或宽500nm或更小、或宽50nm或更小、或宽10nm。在此或其他实施方案中，如果存在的话，表面特征的纵横比(深度与宽度比)为0.1：1或更大、或1：1或更大、或10：1或更大、或20：1或更大、或40：1或更大。
某些现有技术工艺使用前体三甲硅烷基胺(TSA)，其以气体递送到反应室中，与氨混合，并在远程等离子体反应器中活化以生成NH2、NH、H和/或N自由基或离子。TSA与等离子体活化的氨反应并开始低聚以形成更高分子量的TSA二聚体和三聚体或其他含有Si、N和H的物质。将衬底置于反应器中并在一定的室压和TSA/活化氨混合物下冷却到约0至约50℃的一个或多个温度下，低聚物开始以使得它们可“流动”以填充沟槽表面特征的方式在晶片表面上缩合。这样，含有Si、N和H的材料将沉积到晶片上并填充沟槽。然而，这样的现有技术工艺是不理想的，因为需要使Si-H含量最小化，因为通常难以采用臭氧使致密膜完全氧化，并且残留的Si-H含量还会导致湿蚀刻速率的增加。因此，本领域中需要提供一种使膜收缩最小化、降低拉伸应力、使Si-H含量最小化和/或不会不利地影响膜的湿蚀刻速率的方法和组合物。
本文描述的方法和组合物实现了以下目标中的一个或多个。在某些实施方案中，本文描述的方法和组合物涉及具有极少数量的Si-C键的前体化合物，因为这些键难以在形成氮化硅膜的步骤中完全除去，并且重要的是伴随有机片段的任何残留Si-C键可能在致密化步骤中导致膜收缩和/或在致密化膜中导致缺陷或空隙。在此或其他实施方案中，本文描述的方法和组合物通过增加杂原子(即，氧或氮)对硅的比率、通过引入增加前体中硅对氢比率的环结构或硅氧烷来进一步降低膜的Si-H含量。在用于氮化硅或碳氮化硅沉积的一些实施方案中，本文描述的方法和组合物涉及具有更好的有机离去基团如将易于在形成氮化硅或氧化硅膜的过程中除去的叔丁基或叔戊基的前体化合物。另外，本文描述的方法和组合物通过使用沸点高于TSA的前体化合物而有助于控制低聚过程(例如，其中形成氮化硅膜的方法的引入步骤)，所述前体化合物可以作为单体冷凝到晶片表面上，然后使用例如氮基等离子体(例如氨NH3或包含氢和氮的等离子体)在表面上聚合。本发明的前体化合物的沸点可高于约100℃，通常至少约100℃至约150℃，并且在一些情况下约150℃至约200℃。
在氧化硅膜沉积的一些实施方案中，本文描述的方法和组合物涉及具有Si-O-Si键的前体化合物，其可有助于可流动化学气相沉积工艺过程中氧化硅网络的形成。
在所述方法的某些实施方案中，可使用脉冲工艺通过交替的冷凝和等离子体聚合来缓慢地生长氮化硅膜厚度。在这些实施方案中，脉冲工艺生长较薄的膜(例如，10纳米(nm)或更小)，其可在处理步骤中产生更致密的含硅膜。
在某些实施方案中，本文描述的组合物包含：至少一种选自下式I或II的化合物：
其中R选自支链C4至C10烷基基团；并且R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢原子、直链C1至C10烷基基团、支链C3至C10烷基基团、直链或支链C2至C6烯基基团、直链或支链C2至C6炔基基团、C1至C6二烷基氨基基团、C6至C10芳基基团、吸电子基团、C3至C10环状烷基基团、和卤素原子。
在上式及整个说明书中，术语“直链烷基”指具有1至10、3至10或1至6个碳原子的直链官能团。在上式及整个说明书中，术语“支链烷基”指具有3至10个或1至6个碳原子的直链官能团。示例性的直链烷基基团包括但不限于甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基基团。示例性的支链烷基基团包括但不限于异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基(But)、异戊基、叔戊基(戊基)、异己基和新己基。在某些实施方案中，烷基基团可具有连接到其的一个或多个官能团，例如但不限于烷氧基基团、二烷基氨基基团或它们的组合。在其他实施方案中，烷基基团不具有连接到其的一个或多个官能团。烷基基团可以是饱和的或者不饱和的。
在上式及整个说明书中，术语“卤化物”指氯、溴、碘或氟离子。
在上式及整个说明书中，术语“环状烷基”指具有3至10个或5至10个原子的环状基团。示例性的环状烷基基团包括但不限于环丁基、环戊基、环己基和环辛基基团。在某些实施方案中，环状烷基基团可具有一个或多个C1至C10直链、支链取代基或者含有氧或氮原子的取代基。在此或其他实施方案中，环状烷基基团可具有一个或多个直链或支链烷基或烷氧基基团作为取代基，例如甲基环己基基团或甲氧基环己基基团。
在上式及整个说明书中，术语“芳基”指具有3至10个碳原子、5至10个碳原子或6至10个碳原子的芳族环状官能团。示例性的芳基基团包括但不限于苯基、苄基、氯苄基、甲苯基和邻-二甲苯基。
在上式及整个说明书中，术语“烯基基团”指具有一个或多个碳-碳双键并具有2至12个、2至10个或2至6个碳原子的基团。示例性的烯基基团包括但不限于乙烯基或烯丙基基团。
术语“炔基基团”指具有一个或多个碳-碳三键并具有2至12个或2至6个碳原子的基团。
在上式及整个说明书中，术语“二烷基氨基基团”指具有两个连接到氮原子的烷基基团并且具有1至10个或2至6个或2至4个碳原子的基团。
如本文所用，术语“良好的离去基团”或“烃离去基团”描述的是与氮原子键合的烃基，其易于在沉积工艺过程中断裂形成稳定的烃自由基，从而产生具有较低碳含量(例如，碳含量低于约1at％或更小)的氮化硅或氧化硅膜。烃自由基的稳定性为乙烯基自由基>苄基自由基>叔丁基自由基>异丙基自由基>甲基自由基。良好的离去基团或取代基的实例包括但不限于叔丁基或叔戊基基团，其二者都是比异丙基好的离去基团。在式I或II的某些实施方案中，R选自叔丁基或叔戊基基团。
如本文所用，术语“吸电子基团”描述的是作用于从Si-N键吸走电子的原子或其基团。合适的吸电子基团或取代基的实例包括但不限于腈(CN)。在某些实施方案中，在式I的任何一者中，吸电子取代基可与N相邻或靠近N。吸电子基团的其他非限制性实例包括F、Cl、Br、I、CN、NO2、RSO和/或RSO2，其中R可为C1至C10烷基基团，例如但不限于甲基基团或另一基团。
在上式及整个说明书中，如本文所用，术语“不饱和的”指该官能团、取代基、环或桥具有一个或多个碳双键或三键。不饱和环的实例可为但不限于芳族环如苯环。术语“饱和的”指该官能团、取代基、环或桥不具有一个或多个双键或三键。
在某些实施方案中，式中的一个或多个烷基基团、烯基基团、炔基基团、芳基基团和/或环状烷基基团可以是“取代的”或具有一个或多个取代例如氢原子的原子或原子团。示例性的取代基包括但不限于氧、硫、卤素原子(例如，F、Cl、I或Br)、氮、烷基基团和磷。在其他实施方案中，式中的一个或多个烷基基团、烯基基团、炔基基团、芳族和/或芳基基团可以是未取代的。
在某些实施方案中，当它们不是氢时，上述式中的任何一个或多个取代基R1、R2、R3和R4可与上式中的C-C键连接以形成环结构。如技术人员应理解的，取代基可选自直链或支链C1至C10亚烷基部分；C2至C12亚烯基部分；C2至C12亚炔基部分；C4至C10环状烷基部分；和C6至C10亚芳基部分。在这些实施方案中，环结构可以是不饱和的，例如环状烷基环，或者是饱和的，例如芳环。此外，在这些实施方案中，环结构也可以是取代的或未取代的。在其他实施方案中，未连接取代基R1、R2和R3中的任何一者或多者。
在其中前体化合物包含具有式I的化合物的实施方案中，前体的实例包括下面在下表1中示出的那些。
表1：具有式I的前体
在其中前体化合物包含具有式II的化合物的实施方案中，前体的实例包括下面在下表2中示出的那些。
表2：具有式II的前体
具有上式的化合物的实例包括但不限于1,3-双(叔丁基)环二硅氮烷和1,3-双(叔丁基)-2-甲基环二硅氮烷。不希望受任何理论或解释的束缚，据信分子内的叔丁基基团可在沉积工艺过程中由远程等离子体更容易地除去，因为叔丁基自由基是最稳定的自由基。此外，后一分子1,3-双(叔丁基)-2-甲基环二硅氮烷具有低于零的相对较低熔点。重要的是，这两种化合物都提供1：1的Si/N比。利用存在的O-Si-O-Si键，1,3-双(叔丁氧基)二硅氧烷可用于可流动氧化硅沉积，由于叔丁基作为比甲基基团更稳定的基团而是更好的离去基团，故其可促进固体含硅膜的进一步形成。
本文描述的硅前体化合物可以各种方式递送到反应室如CVD或ALD反应器。在一个实施方案中，可采用液体递送系统。在一个替代的实施方案中，可采用组合的液体递送和闪蒸工艺单元，例如MSP Corporation(Shoreview,MN)所制造的涡轮蒸发器，以允许低挥发性物质能够按体积递送，这会带来可重复的输送和沉积而无前体的热分解。在液体递送制剂中，本文描述的前体可以纯液体形式递送，或者可在溶剂制剂中或包含其的组合物中采用。因此，在某些实施方案中，前体制剂可包含具有合适特性的一种或多种溶剂组分，这些溶剂组分在向衬底上形成膜的给定最终用途应用中可能是理想和有利的。
可使用直接等离子体或远程等离子体源进行沉积。对于远程等离子体源，可使用双增压喷淋头来防止硅前体的蒸气与喷淋头内的自由基之间的预混合，从而避免生成颗粒。可采用特氟隆涂层以使自由基寿命和自由基传输最大化。
硅前体化合物优选基本上不含卤素离子如氯化物或金属离子如铝、铁、镍、铬。如本文所用，关于卤素离子(或卤化物)如氯化物和氟化物、溴化物、碘化物、Al3+离子、Fe2+、Fe3 +、Ni2+、Cr3+的术语“基本上不含”指低于10ppm(按重量计)、或低于5ppm(按重量计)、优选低于3ppm、更优选低于1ppm、最优选0ppm(例如，高于约0ppm至低于约1ppm)。已知氯化物或金属离子充当硅前体的分解催化剂。最终产物中显著水平的氯化物会导致硅前体降解。硅前体的逐渐降解可能直接影响膜沉积过程，使得半导体制造商难以达到膜的规范。另外，货架寿命或稳定性将受硅前体的较高降解速率的负面影响，使得难以保证1-2年的货架寿命。此外，已知一些硅前体在分解时形成可燃和/或自燃气体如氢和硅烷。因此，硅前体的加速分解会提出与这些可燃和/或自燃气态副产物的形成有关的安全和性能问题。
根据本发明的基本上不含卤化物的组合物可通过以下做法获得：(1)在化学合成过程中减少或消除氯化物源和/或(2)实施有效的纯化工艺来从粗产物除去氯化物以便最终的纯化产物基本上不含氯化物。通过使用不含卤化物如氯二硅烷、溴二硅烷或碘二硅烷的试剂，可在合成过程中减少氯化物源，从而避免含有卤素离子的副产物的产生。另外，前面提到的试剂应基本上不含氯化物杂质，以便所得粗产物基本上不含氯化物杂质。类似地，合成应不使用基于卤化物的溶剂、催化剂或含有不可接受地高的卤化物污染水平的溶剂。还可通过各种纯化方法处理粗产物以使得最终产物基本上不含卤化物如氯化物。这样的方法在现有技术中有很好的描述，并可包括但不限于纯化工艺如蒸馏或吸附。常通过利用沸点差异使用蒸馏来从所需的产物分离杂质。也可利用组分的不同吸附性质使用吸附来实现分离以便最终产物基本上不含卤化物。可使用吸附剂如市售MgO-Al2O3共混物来除去卤化物如氯化物。
对于涉及到包含一种或多种溶剂和至少一种本文所述化合物的组合物的那些实施方案，选择的溶剂或其混合物不应与硅化合物反应。组合物中溶剂的重量百分数量在0.5重量％至99.5重量％或10重量％至75重量％的范围内。在此或其他实施方案中，溶剂具有与式I和II的前体的沸点(b.p.)相似的沸点或者溶剂的沸点与式II的硅前体的沸点之间的差异为40℃或更小、30℃或更小、或20℃或更小、10℃或更小、或5℃或更小。或者，沸点之间的差异在以下端点中的任何一个或多个的范围内：0、10、20、30或40℃。沸点差异的合适范围的实例包括但不限于0至40℃、20至30℃或10至30℃。组合物中合适溶剂的实例包括但不限于醚(如1,4-二恶烷、二丁醚)、叔胺(如吡啶、1-甲基哌啶、1-乙基哌啶、N,N’-二甲基哌嗪、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺)、腈(如苄腈)、烷基烃(如辛烷、壬烷、十二烷、乙基环己烷)、芳族烃(如甲苯、均三甲苯)、叔氨基醚(如双(2-二甲基氨基乙基)醚)或它们的混合物。
用来形成本文所述膜或涂层的方法为可流动化学沉积工艺。对于本文公开的方法合适的沉积工艺的实例包括但不限于热化学气相沉积(CVD)或等离子体增强循环CVD(PECCVD)工艺。如本文所用，术语“可流动化学气相沉积工艺”是指其中衬底暴露于一种或多种挥发性前体的任何工艺，所述挥发性前体在衬底表面上反应和/或分解以提供可流动的低聚含硅物质并然后在进一步处理时产生固体膜或材料。虽然本文中使用的前体、试剂和源有时可能被描述为“气态的”，但应理解前体可以是液体或固体，其通过直接蒸发、鼓泡或升华在有或没有惰性气体的情况下输送到反应器中。在一些情况下，蒸发的前体可通过等离子体发生器。在一个实施方案中，使用基于等离子体(例如，远程发生或原位)的CVD工艺来沉积膜。如本文所用，术语“反应器”包括但不限于反应室或沉积室。
在某些实施方案中，可使衬底暴露于一种或多种预沉积处理(例如但不限于等离子体处理、热处理、化学处理、紫外光暴露、电子束暴露以及它们的组合)来影响膜的一个或多个性质。这些预沉积处理可在选自惰性、氧化性和/或还原性的气氛下进行。
向化合物、含氮源、氧源、其他前体或它们的组合中的至少之一施加能量以诱导反应并在衬底上形成含硅膜或涂层。这样的能量可以通过但不限于热、等离子体、脉冲等离子体、螺旋波等离子体、高密度等离子体、电感耦合等离子体、X-射线、电子束、光子、远程等离子体方法以及它们的组合来提供。在某些实施方案中，可使用次级射频源来改变衬底表面处的等离子体特性。在其中沉积涉及等离子体的实施方案中，等离子体发生过程可包括其中等离子体在反应器中直接发生的直接等离子体发生过程，或者其中等离子体在反应器外发生并供给到反应器中的远程等离子体发生过程。
如前面所提到，所述方法在包含表面特征的衬底表面的至少一部分上沉积膜。衬底被置于反应器中并使衬底保持在约-20℃至约400℃的一个或多个温度下。在一个特别的实施方案中，衬底的温度低于室壁。衬底温度保持在低于100℃的温度下、优选低于25℃的温度下、最优选低于10℃并高于-20℃下。
如前面所提到，衬底包含一个或多个表面特征。在一个特别的实施方案中，表面特征的宽100μm或更小、宽1μm或更小、或宽0.5μm。在此或其他实施方案中，如果存在的话，表面特征的纵横比(深度与宽度比)为0.1：1或更大、或1：1或更大、或10：1或更大、或20：1或更大、或40：1或更大。衬底可以是单晶硅晶片、碳化硅晶片、氧化铝(蓝宝石)晶片、玻璃板、金属箔、有机聚合物膜，或者可以是聚合物、玻璃、硅或金属三维制品。衬底可包覆有本领域公知的各种材料，包括氧化硅、氮化硅、无定形碳、碳氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、砷化镓、氮化镓等的膜。这些涂层可完全包覆衬底，可以是多个各种材料的层，并可经部分蚀刻以暴露下面的材料层。表面上还可具有光刻胶材料，其已经曝光形成图案并显影以部分包覆衬底。
在某些实施方案中，反应器处在低于大气压或750托(105帕斯卡(Pa))或更低、或100托(13332Pa)或更低的压力下。在其他实施方案中，反应器的压力保持在约0.1托(13Pa)至约10托(1333Pa)的范围下。
在一个特别的实施方案中，其中向反应器中引入所述至少一种化合物和氮源的引入步骤在-20至1000℃、或约400℃至约1000℃、或约400℃至约600℃、450℃至约600℃、或约-20℃至约400℃的一个或多个温度下进行。在这些或其他实施方案中，衬底包括包含表面特征的半导体衬底。含氮源可选自氨、肼、单烷基肼、二烷基肼、氮、氮等离子体、氮/氢等离子体、氮/氦等离子体、氮/氩等离子体、氨等离子体、氨/氦等离子体、氨/氩等离子体、氨/氮等离子体、NF3、NF3等离子体、有机胺等离子体以及它们的混合物。所述至少一种化合物和氮源在表面特征和衬底的至少一部分上反应并形成氮化硅膜(其是非化学计量的)。
在另一个实施方案中，可通过与含氧源一起递送前体来沉积氧化硅膜或碳掺杂氧化硅膜。含氧源可选自水(H2O)、氧气(O2)、氧等离子体、臭氧(O3)、NO、N2O、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、N2O等离子体、一氧化碳(CO)等离子体、二氧化碳(CO2)等离子体以及它们的组合。
在一个特别的实施方案中，在可流动化学气相沉积工艺中沉积氧化硅或碳掺杂氧化硅膜的方法包括：
将具有表面特征的衬底置于被保持在-20℃至约400℃的温度下的反应器中；
向反应器中引入至少一种选自下式I或II的化合物：
其中R选自支链C4至C10烷基基团；并且R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢原子、直链C1至C10烷基基团、支链C3至C10烷基基团、直链或支链C2至C6烯基基团、直链或支链C2至C6炔基基团、C1至C6二烷基氨基基团、C6至C10芳基基团、吸电子基团、C3至C10环状烷基基团、和卤素原子；和/或
在约100℃至约1000℃的一个或多个温度下用氧源处理所述衬底以在所述表面特征的至少一部分上形成氧化硅膜，从而提供氧化硅膜。或者，可在暴露于UV辐照的同时在约100℃至约1000℃的温度下使所述膜暴露于氧源。可重复这些工艺步骤直至特征被高质量氧化硅膜所填充以减少膜收缩。
在本文描述的方法的再一个实施方案中，使用可流动CVD工艺来沉积膜。在此实施方案中，所述方法包括：
将一个或多个包含表面特征的衬底置于被加热到-20℃至约400℃的温度并保持在100托或更低的压力下的反应器中；
引入至少一种选自下式I或II的化合物：
其中R选自支链C4至C10烷基基团；并且R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢原子、直链C1至C10烷基基团、支链C3至C10烷基基团、直链或支链C2至C6烯基基团、直链或支链C2至C6炔基基团、C1至C6二烷基氨基基团、C6至C10芳基基团、吸电子基团、C3至C10环状烷基基团、和卤素原子；
向反应器中提供氧源以与所述至少一种化合物反应形成膜并覆盖所述表面特征的至少一部分；
在约100℃至1000℃、优选地100℃至400℃的一个或多个温度下对膜退火以让所述含硅膜包覆所述表面特征的至少一部分。本实施方案的氧源选自水蒸气、水等离子体、臭氧、氧气、氧等离子体、氧/氦等离子体、氧/氩等离子体、氮氧化物等离子体、二氧化碳等离子体、过氧化氢、有机过氧化物以及它们的混合物。可重复该过程直至表面特征被含硅膜填充。当在此实施方案中采用水蒸气作为氧源时，衬底温度优选在-20℃和40℃之间，最优选在-10℃和25℃之间。
在本文描述的方法的又一个实施方案中，使用可流动等离子体增强CVD方法来沉积选自氮化硅、碳掺杂氮化硅、氮氧化硅和碳掺杂氮氧化硅膜的含硅膜。在此实施方案中，所述方法包括：
将一个或多个包含表面特征的衬底置于被加热到-20℃至约400℃的温度并保持在100托或更低的压力下的反应器中；
引入至少一种选自下式I或II的化合物：
其中R选自支链C4至C10烷基基团；并且R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢原子、直链C1至C10烷基基团、支链C3至C10烷基基团、直链或支链C2至C6烯基基团、直链或支链C2至C6炔基基团、C1至C6二烷基氨基基团、C6至C10芳基基团、吸电子基团、C3至C10环状烷基基团、和卤素原子；
向反应器中提供等离子体源以与所述化合物反应而在所述表面特征的至少一部分上形成涂层；和
在约100℃至1000℃、或约100℃至400℃的一个或多个温度下对涂层退火以在所述表面特征的至少一部分上形成含硅膜。用于本实施方案的等离子体选自氮等离子体、包含氮和氦的等离子体、包含氮和氩的等离子体、氨等离子体、包含氨和氦的等离子体、包含氨和氩的等离子体、氦等离子体、氩等离子体、氢等离子体、包含氢和氦的等离子体、包含氢和氩的等离子体、包含氨和氢的等离子体、有机胺等离子体以及它们的混合物。对于可流动等离子体增强CVD，可重复该过程若干次直至通孔或沟槽被致密化膜填充。
上述步骤定义了本文所述方法的一个循环；并可重复该循环直至获得所需厚度的含硅膜。在此或其他实施方案中，应理解，本文所述方法的步骤可以各种顺序进行，可依次或同时进行(例如，在另一步骤的至少一部分期间)，以及它们的任何组合。供给化合物和其他试剂的相应步骤可通过改变供给它们的持续时间来进行以改变所得含硅膜的化学计量组成。
在某些实施方案中，可将所得含硅膜或涂层暴露于沉积后处理(例如但不限于等离子体处理、化学处理、紫外光暴露、红外暴露、电子束暴露和/或其他处理)以影响膜的一种或多种性质。
在整个说明书中，如本文所用，术语“有机胺”描述的是具有至少一个氮原子的有机化合物。有机胺的实例包括但不限于甲胺、乙胺、丙胺、异丙胺、叔丁胺、仲丁胺、叔戊胺、乙二胺、二甲胺、三甲胺、二乙胺、吡咯、2,6-二甲基哌啶、二-正-丙胺、二-异-丙胺、乙基甲胺、N-甲基苯胺、吡啶和三乙胺。
在整个说明书中，术语“烷基烃”是指直链或支链C6至C20烃、环状C6至C20烃。示例性的烃包括但不限于己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、环辛烷、环壬烷、环癸烷。
在整个说明书中，术语“芳族烃”是指C6至C20芳族烃。示例性的芳族烃包括但不限于甲苯、均三甲苯。
在整个说明书中，如本文所用，术语“氮化硅”是指包含硅和氮的膜，其选自化学计量或非化学计量的氮化硅、碳氮化硅(碳掺杂氮化硅)、碳氮氧化硅以及它们的混合物。
在整个说明书中，如本文所用，术语“氧化硅”是指包含硅和氧的膜，其选自化学计量或非化学计量的氧化硅、碳掺杂氧化硅、碳氮氧化硅以及它们的混合物。使用具有式I或II的硅前体和本文所述方法形成的含硅或氮化硅膜的一个实例具有配方SixOyCzNvHw，其中如例如通过x-射线光电子能谱(XPS)或二次离子质谱法(SIMS)所测得，Si的范围为约10％至约50％；O的范围为约0％至约70％；C的范围为约0％至约40％；N的范围为约10％至约75％或约10％至60％；H的范围为约0％至约10％原子重量％，其中x+y+z+v+w＝100原子重量％。
在整个说明书中，如本文所用，术语“特征”是指具有通孔、沟槽等的半导体衬底或部分制造的半导体衬底。
提供以下实施例以说明本发明的某些方面而不应限制附随的权利要求书的范围。
工作实施例
一般沉积条件
向中等电阻率(8-12Ωcm)单晶硅晶片衬底和Si图案晶片上沉积可流动化学气相沉积(FCVD)膜。对于图案晶片，优选的图案宽度为50～100nm，纵横比为5:1～20:1。
沉积使用双增压喷淋头在Applied Materials Precision 5000系统上改进的FCVD室上进行。该室配备有直接液体注射(DLI)递送能力。前体为液体，递送温度取决于前体的沸点。为了沉积初始的可流动氮化物膜，典型的液体前体流速范围为约100至约5000mg/min，室压力范围为约0.75-12托。特别地，远程功率由0至3000W、频率为2.455GHz、在2至8托下运行的MKS微波发生器提供。一些膜用原位等离子体沉积，功率密度为0.25-3.5W/cm2，压力为0.75-12托。为了使如此沉积的可流动膜致密化，使用改进的PECVD室在100～1000℃、优选地300～400℃下在真空中对膜进行热退火和/或UV固化。通过使用具有H+灯泡的Fusion UV系统提供UV固化。该UV系统的最大功率为6000W。
在一些实施方案中，为了将最初沉积的可流动氮化物转化为氧化物，在约25℃至约300℃的温度下将膜暴露于包含臭氧的氧源。通过在25～400℃下热退火和UV固化使沉积的膜致密化。
在其他实施方案中，为了将初始的可流动氧化物膜转化为高质量的氧化物膜，通过室温至400℃的O3暴露或O2等离子体和UV固化来处理这些膜。
上述步骤定义了可流动方法的一个循环。重复该循环直至获得所需厚度的膜。厚度和在632nm下的折射率(RI)通过SCI反射计或Woollam椭圆偏振仪测量。典型的膜厚范围为约10至约2000nm。硅基膜的键合性质和氢含量(Si-H、C-H和N-H)通过Nicolet透射傅里叶变换红外光谱(FTIR)工具测量和分析。所有密度测量使用X-射线反射(XRR)完成。进行X-射线光电子能谱(XPS)和二次离子质谱法(SIMS)分析来确定膜的元素组成。湿蚀刻速率(WER)在100:1稀HF溶液中测量。采用汞探针进行电性质测量，包括介电常数、漏电流和击穿场。使用Hitachi S-4800系统在2.0nm的分辨率下通过横截面扫描电子显微镜(SEM)观察Al图案化晶片上的流动性和间隙填充效果。
实施例1：使用1,3-双(叔丁基)-2-甲基环二硅氮烷(式I)与原位等离子体来沉积碳氮化硅膜
使用实验设计(DOE)方法进行原位可流动CVD沉积。实验设计包括：前体流量100至5000mg/min，优选1000至2000mg/min；NH3流量100sccm至3000sccm，优选500至1500sccm；室压力0.75至12托，优选4至8托；原位等离子体功率100至1000W，优选150至300W；沉积温度范围0至550℃，优选0至30℃。
使用1,3-双(叔丁基)-2-甲基环二硅氮烷作为前体向8英寸硅衬底和图案化衬底上沉积若干SiCN膜，以比较流动性、膜密度和湿蚀刻速率。
最有利的沉积条件如下：
1,3-双(叔丁基)-2-甲基环二硅氮烷流量＝1000-2000mg/min，NH3流量＝500sccm，He流量＝200sccm，压力＝5托，等离子体功率＝300～400W，温度＝30～40℃。在300℃下热退火5分钟后，使用1-甲基-N,N’-二叔丁基环二硅氮烷由可流动SiCN膜实现图案晶片上自下而上、无缝和无空隙的间隙填充，如图1中所示。在深度为600nm深、纵横比为10:1的间隙中未见空隙。
实施例2：使用1,3-双(叔丁基)-2-甲基环二硅氮烷(式I)与远程等离子体来沉积碳氮化硅膜
使用1,3-双(叔丁基)-2-甲基环二硅氮烷作为前体以及N2、NH3或H2或N2、NH3、H2的组合作为反应气体来向8英寸硅衬底和图案化衬底上沉积若干SiCN膜，以比较流动性、膜密度和湿蚀刻速率。
最有利的沉积条件包括：
1,3-双(叔丁基)-2-甲基环二硅氮烷流量＝1000-2000mg/min，NH3(或N2、H2)流量＝1500～3000sccm，He流量＝50sccm，压力＝0.5～2托，远程等离子体功率＝3000W，温度＝10～20℃。在300℃下热退火5分钟后，使用1,3-双(叔丁基)-2-甲基环二硅氮烷作为前体并使用H2作为反应气体使用远程等离子体化学气相沉积技术，通过可流动SiCN膜实现图案晶片上的自下而上、无缝和无空隙的间隙填充，如图2中所示。在深度为600nm深、纵横比为10:1的间隙中未见空隙。
实施例3：使用具有式II的1,3-双(叔丁氧基)-1,3-二甲基二硅氧烷使用远程等离子体来沉积氧化硅膜
使用1,3-双(叔丁氧基)-1,3-二甲基二硅氧烷作为前体向8英寸硅衬底和图案化衬底上沉积若干氧化硅膜，以比较流动性、膜密度和湿蚀刻速率。
最有利的沉积条件如下：
1,3-双(叔丁氧基)-1,3-二甲基二硅氧烷流量＝2000mg/min，O2流量＝1500～4500sccm，He载气流量＝50sccm，压力＝0.5～2托，远程等离子体功率＝3000W，温度＝10～20℃。在空白晶片上沉积湿软膜。将如此沉积的膜在300℃下热退火5分钟并在400℃下进行UV固化10分钟。使用1,3-双(叔丁氧基)-1,3-二甲基二硅氧烷和氧气使用远程等离子体化学气相沉积技术，通过可流动SiCO膜实现图案晶片上的自下而上、无缝和无空隙的间隙填充，如图3(a)和3(b)中所示。在深度为600nm深、纵横比为10:1的间隙中未见空隙。
虽然已结合优选实施方案描述了本发明，但本领域技术人员应理解，在不偏离本发明的范围的情况下，可作各种改变并可用等同物替代其要素。另外，在不偏离本发明的实质范围的情况下，可作许多修改以使特定的情况或材料适应本发明的教导。因此，意图是本发明不限于作为实施本发明的最佳方式公开的特定实施方案，而是本发明将包括落入附随的权利要求书的范围内的所有实施方案。
Claims (26)
1.一种用于使用可流动化学气相沉积在至少一个包含表面特征的衬底上沉积含硅膜的组合物，所述组合物包含：
选自下式II的化合物：
其中R选自支链C4至C10烷基基团；并且R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢原子、直链C1至C10烷基基团、支链C3至C10烷基基团、直链或支链C2至C6烯基基团、直链或支链C2至C6炔基基团、C6至C10芳基基团、C3至C10环状烷基基团、和卤素原子。
2.根据权利要求1所述的组合物，所述组合物还包含至少一种选自醚、有机胺、烷基烃、芳族烃和叔氨基醚的溶剂。
3.根据权利要求1所述的组合物，所述组合物还包含至少一种选自辛烷、乙基环己烷、环辛烷和甲苯的溶剂。
4.一种使用可流动化学气相沉积来沉积膜的方法，所述膜选自氧化硅和碳掺杂氧化硅膜，所述方法包括：
将包含表面特征的衬底置于反应器中，其中使所述衬底保持在-20℃至400℃的一个或多个温度下并使所述反应器的压力保持在100托或更低；
引入至少一种选自下式II的化合物：
其中R选自支链C4至C10烷基基团；并且R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢原子、直链C1至C10烷基基团、支链C3至C10烷基基团、直链或支链C2至C6烯基基团、直链或支链C2至C6炔基基团、C6至C10芳基基团、C3至C10环状烷基基团、和卤素原子，并且其中所述至少一种化合物形成覆盖所述表面特征的至少一部分的物质；和
在500℃至1000℃的一个或多个温度下用氧源处理所述物质以在所述表面特征的至少一部分上形成所述膜。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述氧源选自水(H2O)、氧气(O2)、氧等离子体、臭氧(O3)、NO、N2O、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、N2O等离子体、一氧化碳(CO)等离子体、二氧化碳(CO2)等离子体以及它们的组合。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中使所述衬底保持在-20℃至100℃的一个或多个温度下。
7.根据权利要求4或5所述的方法，其中使所述衬底保持在-20℃至25℃的一个或多个温度下。
8.根据权利要求4或5所述的方法，其中使所述衬底保持在-20℃至10℃的一个或多个温度下。
9.一种在沉积工艺中沉积膜的方法，所述膜选自氧化硅和碳掺杂氧化硅膜，所述方法包括：
将具有表面特征的衬底置于保持在-20℃至400℃的一个或多个温度下的反应器中；
向所述反应器中引入至少一种选自下式II的化合物：
其中R选自支链C4至C10烷基基团；并且R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢原子、直链C1至C10烷基基团、支链C3至C10烷基基团、直链或支链C2至C6烯基基团、直链或支链C2至C6炔基基团、C6至C10芳基基团、C4至C10芳基基团、和卤素原子；和氮源，其中所述至少一种化合物与所述氮源反应以在所述表面特征的至少一部分上形成含氮化物的膜；和
在100℃至1000℃的一个或多个温度下用氧源处理所述衬底以在所述表面特征的至少一部分上形成所述氧化硅膜来提供所述膜。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述氮源选自氨、肼、单烷基肼、二烷基肼、氮、氮等离子体、包含氮和氢的等离子体、包含氮和氦的等离子体、包含氮和氩的等离子体、氨等离子体、包含氨和氦的等离子体、包含氨和氩的等离子体、包含氨和氮的等离子体、NF3、NF3等离子体、有机胺等离子体以及它们的混合物。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述沉积工艺为等离子体增强化学气相沉积，并且所述等离子体原位生成。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述沉积工艺为等离子体增强化学气相沉积，并且所述等离子体远程生成。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述氧源选自水(H2O)、氧气(O2)、氧等离子体、臭氧(O3)、NO、N2O、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、N2O等离子体、一氧化碳(CO)等离子体、二氧化碳(CO2)等离子体以及它们的组合。
14.根据权利要求9所述的方法，其中所述膜具有湿蚀刻速率，并且在100:1稀HF溶液中，所述湿蚀刻速率低于热氧化物膜的湿蚀刻速率的2.2倍。
15.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括：用选自等离子体、紫外光、红外光或它们的组合中的至少之一处理所述膜。
16.根据权利要求9-15中任一项所述的方法，其中使所述衬底保持在-20℃至100℃的一个或多个温度下。
17.根据权利要求9-15中任一项所述的方法，其中使所述衬底保持在-20℃至25℃的一个或多个温度下。
18.根据权利要求9-15中任一项所述的方法，其中使所述衬底保持在-20℃至10℃的一个或多个温度下。
19.一种使用可流动化学气相沉积来沉积含硅膜的方法，所述方法包括：
将包含表面特征的衬底置于反应器中，其中使所述衬底保持在-20℃至400℃的一个或多个温度下并使所述反应器的压力保持在100托或更低；
引入至少一种选自下式II的化合物：
其中R选自支链C4至C10烷基基团；并且R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢原子、直链C1至C10烷基基团、支链C3至C10烷基基团、直链或支链C2至C6烯基基团、直链或支链C2至C6炔基基团、C6至C10芳基基团、C3至C10环状烷基基团、和卤素原子，并且其中所述至少一种化合物形成覆盖所述表面特征的至少一部分的物质；和
在100℃至1000℃的一个或多个温度下用等离子体源处理所述物质以在所述表面特征的至少一部分上形成所述膜。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述等离子体源选自氮等离子体、包含氮和氦的等离子体、包含氮和氩的等离子体、氨等离子体、包含氨和氦的等离子体、包含氨和氩的等离子体、氦等离子体、氩等离子体、氢等离子体、包含氢和氦的等离子体、包含氢和氩的等离子体、包含氨和氢的等离子体、有机胺等离子体以及它们的混合物。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述含硅膜选自氮化硅、碳掺杂氮化硅、氮氧化硅和碳掺杂氮氧化硅膜。
22.根据权利要求19-21中任一项所述的方法，其中使所述衬底保持在-20℃至100℃的一个或多个温度下。
23.根据权利要求19-21中任一项所述的方法，其中使所述衬底保持在-20℃至25℃的一个或多个温度下。
24.根据权利要求19-21中任一项所述的方法，其中使所述衬底保持在-20℃至10℃的一个或多个温度下。
25.根据权利要求1所述的组合物，其中所述化合物包含1,3-双(叔丁氧基)-1,3-二甲基二硅氧烷。
26.一种通过根据权利要求19所述的方法形成的含硅膜，其中所述膜在所述表面特征中或在所述表面特征上不具有空隙。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111318395.6A CN114016001A (zh) | 2015-12-21 | 2016-12-21 | 用于沉积含硅膜的组合物及使用其的方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201562270259P | 2015-12-21 | 2015-12-21 | |
| US62/270,259 | 2015-12-21 | ||
| PCT/US2016/067935 WO2017112732A1 (en) | 2015-12-21 | 2016-12-21 | Compositions and methods using same for deposition of silicon-containing film |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111318395.6A Division CN114016001A (zh) | 2015-12-21 | 2016-12-21 | 用于沉积含硅膜的组合物及使用其的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108603287A CN108603287A (zh) | 2018-09-28 |
| CN108603287B true CN108603287B (zh) | 2021-11-02 |
Family
ID=59091220
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201680080897.0A Active CN108603287B (zh) | 2015-12-21 | 2016-12-21 | 用于沉积含硅膜的组合物及使用其的方法 |
| CN202111318395.6A Pending CN114016001A (zh) | 2015-12-21 | 2016-12-21 | 用于沉积含硅膜的组合物及使用其的方法 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111318395.6A Pending CN114016001A (zh) | 2015-12-21 | 2016-12-21 | 用于沉积含硅膜的组合物及使用其的方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20190292658A1 (zh) |
| EP (1) | EP3394315A4 (zh) |
| JP (2) | JP6845252B2 (zh) |
| KR (4) | KR102613423B1 (zh) |
| CN (2) | CN108603287B (zh) |
| IL (2) | IL305582A (zh) |
| SG (1) | SG11201805289WA (zh) |
| TW (1) | TWI617693B (zh) |
| WO (1) | WO2017112732A1 (zh) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9234276B2 (en) | 2013-05-31 | 2016-01-12 | Novellus Systems, Inc. | Method to obtain SiC class of films of desired composition and film properties |
| US10325773B2 (en) | 2012-06-12 | 2019-06-18 | Novellus Systems, Inc. | Conformal deposition of silicon carbide films |
| KR102332415B1 (ko) * | 2014-10-24 | 2021-12-01 | 버슘머트리얼즈 유에스, 엘엘씨 | 실리콘-함유 막을 증착시키기 위한 조성물 및 이를 사용하는 방법 |
| US11851756B2 (en) * | 2017-09-14 | 2023-12-26 | Versum Materials Us, Llc | Methods for depositing silicon-containing films |
| US20190376178A1 (en) * | 2018-06-11 | 2019-12-12 | Versum Materials Us, Llc | Compositions and Methods Using Same for Deposition of Silicon-Containing Film |
| US11373866B2 (en) * | 2018-06-29 | 2022-06-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric material and methods of forming same |
| US11718723B2 (en) | 2018-07-26 | 2023-08-08 | Lg Chem, Ltd. | Crosslinked polyolefin separator and manufacturing method therefor |
| KR20220056249A (ko) | 2018-10-19 | 2022-05-04 | 램 리써치 코포레이션 | 갭 충진 (gapfill) 을 위한 도핑되거나 도핑되지 않은 실리콘 카바이드 증착 및 원격 수소 플라즈마 노출 |
| US11107674B2 (en) * | 2019-01-24 | 2021-08-31 | Applied Materials, Inc. | Methods for depositing silicon nitride |
| JP2022524543A (ja) * | 2019-03-11 | 2022-05-06 | バーサム マテリアルズ ユーエス，リミティド ライアビリティ カンパニー | 半導体装置の製造の間に窒化ケイ素を選択的に除去するためのエッチング溶液及び方法 |
| JP2022537057A (ja) * | 2019-06-21 | 2022-08-23 | バーサム マテリアルズ ユーエス，リミティド ライアビリティ カンパニー | ケイ素含有膜堆積のための組成物およびそれを用いた方法 |
| KR102422927B1 (ko) | 2019-08-22 | 2022-07-21 | (주)디엔에프 | 신규한 실릴사이클로다이실라잔 화합물 및 이를 이용한 실리콘 함유 박막의 제조방법 |
| JP7123100B2 (ja) | 2020-09-24 | 2022-08-22 | 株式会社Kokusai Electric | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム |
| US11674222B2 (en) * | 2020-09-29 | 2023-06-13 | Applied Materials, Inc. | Method of in situ ceramic coating deposition |
| DE102022108150B3 (de) | 2022-04-05 | 2023-04-27 | Technische Universität Ilmenau | Verfahren und Reaktorkonfiguration zur Herstellung von Oxid- oder Oxinitridschichten |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104962877A (zh) * | 2014-03-26 | 2015-10-07 | 气体产品与化学公司 | 用于沉积氧化硅膜的组合物和方法 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6541367B1 (en) * | 2000-01-18 | 2003-04-01 | Applied Materials, Inc. | Very low dielectric constant plasma-enhanced CVD films |
| JP2003082464A (ja) * | 2001-09-10 | 2003-03-19 | Mitsubishi Electric Corp | 化学気相成長法用液体原料、化学気相成長法による膜形成方法、および、化学気相成長装置 |
| US7531679B2 (en) * | 2002-11-14 | 2009-05-12 | Advanced Technology Materials, Inc. | Composition and method for low temperature deposition of silicon-containing films such as films including silicon nitride, silicon dioxide and/or silicon-oxynitride |
| US7446217B2 (en) * | 2002-11-14 | 2008-11-04 | Advanced Technology Materials, Inc. | Composition and method for low temperature deposition of silicon-containing films |
| US7470450B2 (en) * | 2004-01-23 | 2008-12-30 | Intel Corporation | Forming a silicon nitride film |
| US7498273B2 (en) * | 2006-05-30 | 2009-03-03 | Applied Materials, Inc. | Formation of high quality dielectric films of silicon dioxide for STI: usage of different siloxane-based precursors for harp II—remote plasma enhanced deposition processes |
| WO2007140424A2 (en) * | 2006-05-30 | 2007-12-06 | Applied Materials, Inc. | Chemical vapor deposition of high quality flow-like silicon dioxide using a silicon containing precursor and atomic oxygen |
| DE102007003579A1 (de) * | 2007-01-24 | 2008-07-31 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung polymerisierbarer Silicone |
| US7943531B2 (en) * | 2007-10-22 | 2011-05-17 | Applied Materials, Inc. | Methods for forming a silicon oxide layer over a substrate |
| US8129555B2 (en) * | 2008-08-12 | 2012-03-06 | Air Products And Chemicals, Inc. | Precursors for depositing silicon-containing films and methods for making and using same |
| US20110151677A1 (en) * | 2009-12-21 | 2011-06-23 | Applied Materials, Inc. | Wet oxidation process performed on a dielectric material formed from a flowable cvd process |
| US8703625B2 (en) * | 2010-02-04 | 2014-04-22 | Air Products And Chemicals, Inc. | Methods to prepare silicon-containing films |
| US8318584B2 (en) * | 2010-07-30 | 2012-11-27 | Applied Materials, Inc. | Oxide-rich liner layer for flowable CVD gapfill |
| US20120083133A1 (en) * | 2010-10-05 | 2012-04-05 | Applied Materials, Inc. | Amine curing silicon-nitride-hydride films |
| US8460753B2 (en) * | 2010-12-09 | 2013-06-11 | Air Products And Chemicals, Inc. | Methods for depositing silicon dioxide or silicon oxide films using aminovinylsilanes |
| JP2012231007A (ja) * | 2011-04-26 | 2012-11-22 | Elpida Memory Inc | 半導体装置の製造方法 |
| KR101659463B1 (ko) * | 2011-06-03 | 2016-09-23 | 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 | 탄소-도핑된 규소-함유 막을 증착시키기 위한 조성물 및 방법 |
| US9200167B2 (en) * | 2012-01-27 | 2015-12-01 | Air Products And Chemicals, Inc. | Alkoxyaminosilane compounds and applications thereof |
| US9337018B2 (en) * | 2012-06-01 | 2016-05-10 | Air Products And Chemicals, Inc. | Methods for depositing films with organoaminodisilane precursors |
| US9343293B2 (en) * | 2013-04-04 | 2016-05-17 | Applied Materials, Inc. | Flowable silicon—carbon—oxygen layers for semiconductor processing |
| KR101735379B1 (ko) * | 2014-01-08 | 2017-05-16 | (주)디엔에프 | 신규한 사이클로다이실라잔 유도체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 실리콘 함유 박막 |
| JP6600074B2 (ja) * | 2015-07-31 | 2019-10-30 | バーサム マテリアルズ ユーエス，リミティド ライアビリティ カンパニー | 窒化ケイ素膜を堆積するための組成物及び方法 |
-
2016
- 2016-12-21 KR KR1020227045181A patent/KR102613423B1/ko active IP Right Grant
- 2016-12-21 TW TW105142540A patent/TWI617693B/zh active
- 2016-12-21 CN CN201680080897.0A patent/CN108603287B/zh active Active
- 2016-12-21 US US16/062,935 patent/US20190292658A1/en not_active Abandoned
- 2016-12-21 SG SG11201805289WA patent/SG11201805289WA/en unknown
- 2016-12-21 KR KR1020217006688A patent/KR20210028742A/ko not_active Application Discontinuation
- 2016-12-21 JP JP2018551904A patent/JP6845252B2/ja active Active
- 2016-12-21 CN CN202111318395.6A patent/CN114016001A/zh active Pending
- 2016-12-21 IL IL305582A patent/IL305582A/en unknown
- 2016-12-21 KR KR1020187020863A patent/KR20180087450A/ko not_active IP Right Cessation
- 2016-12-21 KR KR1020237042421A patent/KR20230170149A/ko not_active Application Discontinuation
- 2016-12-21 EP EP16880004.3A patent/EP3394315A4/en active Pending
- 2016-12-21 IL IL260069A patent/IL260069B2/en unknown
- 2016-12-21 WO PCT/US2016/067935 patent/WO2017112732A1/en active Application Filing
-
2021
- 2021-02-25 JP JP2021028584A patent/JP7139475B2/ja active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104962877A (zh) * | 2014-03-26 | 2015-10-07 | 气体产品与化学公司 | 用于沉积氧化硅膜的组合物和方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201723213A (zh) | 2017-07-01 |
| EP3394315A4 (en) | 2019-10-30 |
| KR20210028742A (ko) | 2021-03-12 |
| JP7139475B2 (ja) | 2022-09-20 |
| IL305582A (en) | 2023-10-01 |
| CN114016001A (zh) | 2022-02-08 |
| CN108603287A (zh) | 2018-09-28 |
| JP6845252B2 (ja) | 2021-03-17 |
| KR102613423B1 (ko) | 2023-12-12 |
| JP2021093540A (ja) | 2021-06-17 |
| US20190292658A1 (en) | 2019-09-26 |
| EP3394315A1 (en) | 2018-10-31 |
| IL260069B2 (en) | 2024-02-01 |
| TWI617693B (zh) | 2018-03-11 |
| JP2019503590A (ja) | 2019-02-07 |
| SG11201805289WA (en) | 2018-07-30 |
| KR20230170149A (ko) | 2023-12-18 |
| IL260069B1 (en) | 2023-10-01 |
| KR20180087450A (ko) | 2018-08-01 |
| KR20230006032A (ko) | 2023-01-10 |
| WO2017112732A1 (en) | 2017-06-29 |
| IL260069A (en) | 2018-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108603287B (zh) | 用于沉积含硅膜的组合物及使用其的方法 | |
| JP7152576B2 (ja) | ケイ素含有膜の堆積のための組成物及びそれを使用した方法 | |
| US20220157601A1 (en) | Precursors and Flowable CVD Methods for Making Low-K Films to Fill Surface Features | |
| CN109072426B (zh) | 组合物和使用其沉积含硅膜的方法 | |
| US20210043446A1 (en) | Precursors and Flowable CVD Methods for Making Low-K Films to Fill Surface Features | |
| JP7125515B2 (ja) | 組成物、及びケイ素含有膜の堆積のための組成物を使用する方法 | |
| US20210140040A1 (en) | Compositions and methods using same for deposition of silicon-containing film | |
| CN114174553A (zh) | 组合物和使用该组合物沉积含硅膜的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |