JP2000204095A - 有機アミノタンタル化合物及びこれを含む有機金属化学蒸着用溶液原料並びにこれから作られる窒化タンタル膜 - Google Patents
有機アミノタンタル化合物及びこれを含む有機金属化学蒸着用溶液原料並びにこれから作られる窒化タンタル膜Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 均一で安定した気化が行われ、高い成膜速度
で高純度の所望の窒化タンタル膜を得る。 【解決手段】 次の式（２）で示される有機金属化学蒸
着用の有機アミノタンタル化合物単体からなるか、又は
前記有機アミノタンタル化合物を有機溶媒に溶解してな
る有機金属化学蒸着用溶液原料である。ただし、式
（２）において、ｎは整数であって、２≦ｎ≦４であ
る。 【化１０】 有機溶媒としては、炭素数６〜８の炭化水素又は酢酸エ
ステルが好ましく、この有機溶媒に炭素数３〜５のアル
キルアミンを添加することが更に好ましい。
で高純度の所望の窒化タンタル膜を得る。 【解決手段】 次の式（２）で示される有機金属化学蒸
着用の有機アミノタンタル化合物単体からなるか、又は
前記有機アミノタンタル化合物を有機溶媒に溶解してな
る有機金属化学蒸着用溶液原料である。ただし、式
（２）において、ｎは整数であって、２≦ｎ≦４であ
る。 【化１０】 有機溶媒としては、炭素数６〜８の炭化水素又は酢酸エ
ステルが好ましく、この有機溶媒に炭素数３〜５のアル
キルアミンを添加することが更に好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は有機アミノタンタル
化合物に関し、特に半導体装置の配線に用いられる銅
（Ｃｕ）薄膜を形成加工する際の下地バリアとしての窒
化タンタル膜を形成するための溶液原料に関する。更に
詳しくは有機金属化学蒸着（Metal OrganicChemical Va
por Deposition、以下、ＭＯＣＶＤという。）法により
窒化タンタル膜を形成するための有機アミノタンタル化
合物を含む溶液原料及びこれから作られた窒化タンタル
膜に関するものである。
化合物に関し、特に半導体装置の配線に用いられる銅
（Ｃｕ）薄膜を形成加工する際の下地バリアとしての窒
化タンタル膜を形成するための溶液原料に関する。更に
詳しくは有機金属化学蒸着（Metal OrganicChemical Va
por Deposition、以下、ＭＯＣＶＤという。）法により
窒化タンタル膜を形成するための有機アミノタンタル化
合物を含む溶液原料及びこれから作られた窒化タンタル
膜に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の下地バリアとして窒化チタン膜
よりバリア性が高い窒化タンタル膜が知られている。こ
れまでＭＯＣＶＤ法で窒化タンタル膜を作製する報告例
は少なく、最近になって固体のペンタジメチルアミノタ
ンタルやペンタジエチルアミノタンタルをアルコールに
溶解した溶液原料を用いて窒化タンタル膜を作製する試
みがなされている。
よりバリア性が高い窒化タンタル膜が知られている。こ
れまでＭＯＣＶＤ法で窒化タンタル膜を作製する報告例
は少なく、最近になって固体のペンタジメチルアミノタ
ンタルやペンタジエチルアミノタンタルをアルコールに
溶解した溶液原料を用いて窒化タンタル膜を作製する試
みがなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記溶液原料
で窒化タンタル膜をＭＯＣＶＤ法で作製すると、原料に
含まれる化合物が熱的安定性に乏しく、成膜が進行する
に従って、気化器内部で分解が加速度的に起こり、膜を
堆積するはずの成膜室では分解した配位子に起因する有
機物のみが気化して他の有機物の気化を妨げ、不均一で
安定しない原料の供給が行われる。このため従来の窒化
タンタル膜形成用の溶液原料では、成膜速度が小さく、
また堆積状態（as deposited）で膜中に炭素や酸素がそ
れぞれ３０ａｔｍ％以上残留し、所望の窒化タンタル膜
を高純度で作製することが困難であった。
で窒化タンタル膜をＭＯＣＶＤ法で作製すると、原料に
含まれる化合物が熱的安定性に乏しく、成膜が進行する
に従って、気化器内部で分解が加速度的に起こり、膜を
堆積するはずの成膜室では分解した配位子に起因する有
機物のみが気化して他の有機物の気化を妨げ、不均一で
安定しない原料の供給が行われる。このため従来の窒化
タンタル膜形成用の溶液原料では、成膜速度が小さく、
また堆積状態（as deposited）で膜中に炭素や酸素がそ
れぞれ３０ａｔｍ％以上残留し、所望の窒化タンタル膜
を高純度で作製することが困難であった。
【０００４】本発明の目的は、室温で液状の有機アミノ
タンタル化合物を提供することにある。本発明の別の目
的は、均一で安定した気化が行われ、高い成膜速度で高
純度の所望の窒化タンタル膜が得られる、有機金属化学
蒸着用の溶液原料を提供することにある。本発明の更に
別の目的は、銅薄膜の下地としてそのバリア性に優れた
高純度の窒化タンタル膜を提供することにある。
タンタル化合物を提供することにある。本発明の別の目
的は、均一で安定した気化が行われ、高い成膜速度で高
純度の所望の窒化タンタル膜が得られる、有機金属化学
蒸着用の溶液原料を提供することにある。本発明の更に
別の目的は、銅薄膜の下地としてそのバリア性に優れた
高純度の窒化タンタル膜を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
次の式（１）で示される有機アミノタンタル化合物であ
る。
次の式（１）で示される有機アミノタンタル化合物であ
る。
【０００６】
【化５】
【０００７】請求項２に係る発明は、次の式（２）で示
される有機金属化学蒸着用の有機アミノタンタル化合物
単体からなるか、又は前記有機アミノタンタル化合物を
有機溶媒に溶解してなる有機金属化学蒸着用溶液原料で
ある。ただし、式（２）において、ｎは整数であって、
２≦ｎ≦４である。
される有機金属化学蒸着用の有機アミノタンタル化合物
単体からなるか、又は前記有機アミノタンタル化合物を
有機溶媒に溶解してなる有機金属化学蒸着用溶液原料で
ある。ただし、式（２）において、ｎは整数であって、
２≦ｎ≦４である。
【０００８】
【化６】
【０００９】本発明の有機アミノタンタル化合物は熱的
安定性に高くかつ室温において液体であるため、この化
合物を有機溶媒に溶解した有機金属化学蒸着用溶液原料
を用いてＭＯＣＶＤ法により成膜すると、従来の固体の
化合物と比べて蒸気圧が高く、均一で安定した気化が行
われ、高い成膜速度で高純度の所望の窒化タンタル膜が
得られる。
安定性に高くかつ室温において液体であるため、この化
合物を有機溶媒に溶解した有機金属化学蒸着用溶液原料
を用いてＭＯＣＶＤ法により成膜すると、従来の固体の
化合物と比べて蒸気圧が高く、均一で安定した気化が行
われ、高い成膜速度で高純度の所望の窒化タンタル膜が
得られる。
【００１０】なお、本明細書では次の有機アミノタンタ
ル化合物を下記の略語で示す。 ペンタメチルエチルアミノタンタル； ＰＭＥＡＴ ペンタメチルプロピルアミノタンタル； ＰＭＰＡＴ ペンタメチルブチルアミノタンタル； ＰＭＢＡＴ ペンタジエチルアミノタンタル； ＰＤＥＡＴ ペンタジメチルアミノタンタル； ＰＤＭＡＴ
ル化合物を下記の略語で示す。 ペンタメチルエチルアミノタンタル； ＰＭＥＡＴ ペンタメチルプロピルアミノタンタル； ＰＭＰＡＴ ペンタメチルブチルアミノタンタル； ＰＭＢＡＴ ペンタジエチルアミノタンタル； ＰＤＥＡＴ ペンタジメチルアミノタンタル； ＰＤＭＡＴ
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の有機金属化学蒸着用の窒
化タンタル膜形成用溶液原料は、上述した式（２）で示
される有機アミノタンタル化合物（アルキルアミノタン
タル化合物）単体のみか、或いはこの化合物を有機溶媒
に溶解して構成される。式（２）において、ｎ＝４のと
き、次の式（３）で示されるＰＭＢＡＴになる。
化タンタル膜形成用溶液原料は、上述した式（２）で示
される有機アミノタンタル化合物（アルキルアミノタン
タル化合物）単体のみか、或いはこの化合物を有機溶媒
に溶解して構成される。式（２）において、ｎ＝４のと
き、次の式（３）で示されるＰＭＢＡＴになる。
【００１２】
【化７】
【００１３】また式（２）において、ｎ＝２のとき、次
の式（１）で示されるＰＭＥＡＴになる。
の式（１）で示されるＰＭＥＡＴになる。
【００１４】
【化８】
【００１５】また式（２）において、ｎ＝３のとき、次
の式（４）で示されるＰＭＰＡＴになる。
の式（４）で示されるＰＭＰＡＴになる。
【００１６】
【化９】
【００１７】上記有機アミノタンタル化合物は室温にお
いて液体であるため、有機アミノタンタル化合物単体で
も液体マスフローコントローラ等を用いれば、流量制御
を十分に行うことができ、有機アミノタンタル化合物単
体を溶液原料として用いてＭＯＣＶＤ法により成膜する
場合、膜の成長速度が次に述べる有機溶媒に溶解したと
きよりも高まる。また熱的に安定させ、原料の供給性を
良くするためには、有機アミノタンタル化合物を有機溶
媒に溶解して溶液原料とする。この有機アミノタンタル
化合物を溶解する有機溶媒としては、炭素数６以上８以
下の直鎖状、分岐状又は環状の炭化水素、或いは酢酸メ
チル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル及び酢
酸ペンチルからなる群より選ばれた１種又は２種以上の
酢酸エステルが例示される。上記炭化水素には、オクタ
ン、イソオクタン、ヘキサン、シクロヘキサンなどが挙
げられる。本発明の有機アミノタンタル化合物の有機溶
媒中の濃度は、０．１〜１．０モル／Ｌが好ましい。こ
の濃度が上記範囲外では窒化タンタル膜の成長速度が低
下する。０．３〜０．８モル／Ｌが更に好ましい。
いて液体であるため、有機アミノタンタル化合物単体で
も液体マスフローコントローラ等を用いれば、流量制御
を十分に行うことができ、有機アミノタンタル化合物単
体を溶液原料として用いてＭＯＣＶＤ法により成膜する
場合、膜の成長速度が次に述べる有機溶媒に溶解したと
きよりも高まる。また熱的に安定させ、原料の供給性を
良くするためには、有機アミノタンタル化合物を有機溶
媒に溶解して溶液原料とする。この有機アミノタンタル
化合物を溶解する有機溶媒としては、炭素数６以上８以
下の直鎖状、分岐状又は環状の炭化水素、或いは酢酸メ
チル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル及び酢
酸ペンチルからなる群より選ばれた１種又は２種以上の
酢酸エステルが例示される。上記炭化水素には、オクタ
ン、イソオクタン、ヘキサン、シクロヘキサンなどが挙
げられる。本発明の有機アミノタンタル化合物の有機溶
媒中の濃度は、０．１〜１．０モル／Ｌが好ましい。こ
の濃度が上記範囲外では窒化タンタル膜の成長速度が低
下する。０．３〜０．８モル／Ｌが更に好ましい。
【００１８】上記有機溶媒に有機アミノタンタル化合物
を溶解した液に、炭素数３以上５以下のアルキルアミン
を０．５〜１０重量％添加することが好ましく、０．５
〜２．０重量％添加することが更に好ましい。これらの
アルキルアミンとしては、エチルメチルアミン、ジエチ
ルアミン、ブチルメチルアミン、トリエチルアミン、ピ
リジン、ルチジンなどが挙げられ、これらを１種又は２
種以上添加剤として有機溶媒に加えることが好ましい。
上記アルキルアミンを添加すると、気化器内での配位
子の分離が抑制され、原料ガスが成膜室に容易にかつ安
定して送込まれ、ガス化した錯体が気相分解の起きに
くい状態にならず、基板表面に律速された環境になり
易くなる。また上記アルキルアミンを添加すると、基
板上でアミノタンタル分子が表面吸着した後、分解する
際に、余剰のアミンで基板が修飾され、分子間の相互作
用が向上することによりタンタル原子と基板がより近接
する。これらの〜により、窒化タンタル膜の成長速
度は更に向上する。このアルキルアミンの添加量が０．
５重量％未満では、アルキルアミンを添加した効果が現
れず、窒化タンタル膜の成長速度はより向上しない。ま
た１０重量％を超えれば超えるほど、成長速度は低下
し、２０重量％添加すると、従来の固体化合物と同程度
に成長速度は劣るようになる。
を溶解した液に、炭素数３以上５以下のアルキルアミン
を０．５〜１０重量％添加することが好ましく、０．５
〜２．０重量％添加することが更に好ましい。これらの
アルキルアミンとしては、エチルメチルアミン、ジエチ
ルアミン、ブチルメチルアミン、トリエチルアミン、ピ
リジン、ルチジンなどが挙げられ、これらを１種又は２
種以上添加剤として有機溶媒に加えることが好ましい。
上記アルキルアミンを添加すると、気化器内での配位
子の分離が抑制され、原料ガスが成膜室に容易にかつ安
定して送込まれ、ガス化した錯体が気相分解の起きに
くい状態にならず、基板表面に律速された環境になり
易くなる。また上記アルキルアミンを添加すると、基
板上でアミノタンタル分子が表面吸着した後、分解する
際に、余剰のアミンで基板が修飾され、分子間の相互作
用が向上することによりタンタル原子と基板がより近接
する。これらの〜により、窒化タンタル膜の成長速
度は更に向上する。このアルキルアミンの添加量が０．
５重量％未満では、アルキルアミンを添加した効果が現
れず、窒化タンタル膜の成長速度はより向上しない。ま
た１０重量％を超えれば超えるほど、成長速度は低下
し、２０重量％添加すると、従来の固体化合物と同程度
に成長速度は劣るようになる。
【００１９】請求項２ないし７いずれかに係る発明の溶
液原料により形成された窒化タンタル膜は、銅薄膜の下
地としてそのバリア性に優れ、高純度である特長を有す
る。この窒化タンタル膜は、例えばシリコン基板表面の
ＳｉＯ2膜上にＭＯＣＶＤ法により形成され、この窒化
タンタル膜の上に銅薄膜がＭＯＣＶＤ法により形成され
る。
液原料により形成された窒化タンタル膜は、銅薄膜の下
地としてそのバリア性に優れ、高純度である特長を有す
る。この窒化タンタル膜は、例えばシリコン基板表面の
ＳｉＯ2膜上にＭＯＣＶＤ法により形成され、この窒化
タンタル膜の上に銅薄膜がＭＯＣＶＤ法により形成され
る。
【００２０】
【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに説明す
る。 ＜実施例１＞有機アミノタンタル化合物としてのＰＭＥ
ＡＴを有機溶媒であるオクタン、イソオクタン、ヘキサ
ン、シクロヘキサンにそれぞれ０．３モル／Ｌの濃度で
溶解して、４種類の溶液原料を得た。これらの溶液原料
を用いて、ＭＯＣＶＤ法により窒化タンタル膜を成膜し
た。基板として、基板表面にＳｉＯ2膜（厚さ５０００
Å）が熱酸化により形成された１インチ角のシリコン基
板を用い、基板温度を４５０℃とした。気化温度を７０
℃、圧力を１０ｔｏｒｒにそれぞれ設定した。キャリア
ガスとしてＡｒガスを用い、その流量を５００ｃｃｍと
した。また反応ガスとしてＮＨ3ガスを用い、その流量
を１００ｃｃｍとした。上記溶液原料を０．０５ｃｃｍ
で１分〜３０分間供給し、その膜厚を膜の断面ＳＥＭ像
から測定した。表１に１分後、１０分後及び３０分後に
おける膜厚を示す。
る。 ＜実施例１＞有機アミノタンタル化合物としてのＰＭＥ
ＡＴを有機溶媒であるオクタン、イソオクタン、ヘキサ
ン、シクロヘキサンにそれぞれ０．３モル／Ｌの濃度で
溶解して、４種類の溶液原料を得た。これらの溶液原料
を用いて、ＭＯＣＶＤ法により窒化タンタル膜を成膜し
た。基板として、基板表面にＳｉＯ2膜（厚さ５０００
Å）が熱酸化により形成された１インチ角のシリコン基
板を用い、基板温度を４５０℃とした。気化温度を７０
℃、圧力を１０ｔｏｒｒにそれぞれ設定した。キャリア
ガスとしてＡｒガスを用い、その流量を５００ｃｃｍと
した。また反応ガスとしてＮＨ3ガスを用い、その流量
を１００ｃｃｍとした。上記溶液原料を０．０５ｃｃｍ
で１分〜３０分間供給し、その膜厚を膜の断面ＳＥＭ像
から測定した。表１に１分後、１０分後及び３０分後に
おける膜厚を示す。
【００２１】＜実施例２＞有機アミノタンタル化合物と
して、ＰＭＢＡＴを用いた以外、実施例１と同様にして
４種類の溶液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、
窒化タンタル膜を成膜した。表１に１分後、１０分後及
び３０分後における膜厚を示す。
して、ＰＭＢＡＴを用いた以外、実施例１と同様にして
４種類の溶液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、
窒化タンタル膜を成膜した。表１に１分後、１０分後及
び３０分後における膜厚を示す。
【００２２】＜比較例１＞有機アミノタンタル化合物と
して、ＰＤＥＡＴを用いた以外、実施例１と同様にして
４種類の溶液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、
窒化タンタル膜を成膜した。表１に１分後、１０分後及
び３０分後における膜厚を示す。 ＜比較例２＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＤＭ
ＡＴを用いた以外、実施例１と同様にして４種類の溶液
原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタル
膜を成膜した。表１に１分後、１０分後及び３０分後に
おける膜厚を示す。
して、ＰＤＥＡＴを用いた以外、実施例１と同様にして
４種類の溶液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、
窒化タンタル膜を成膜した。表１に１分後、１０分後及
び３０分後における膜厚を示す。 ＜比較例２＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＤＭ
ＡＴを用いた以外、実施例１と同様にして４種類の溶液
原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタル
膜を成膜した。表１に１分後、１０分後及び３０分後に
おける膜厚を示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】＜実施例３＞有機アミノタンタル化合物と
してのＰＭＥＡＴを有機溶媒である酢酸メチル、酢酸エ
チル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチルにそ
れぞれ０．３モル／Ｌの濃度で溶解して、５種類の溶液
原料を得た。これらの溶液原料を用いて、実施例１と同
様にして窒化タンタル膜を成膜した。表２に１分後、１
０分後及び３０分後における膜厚を示す。 ＜実施例４＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＭＢ
ＡＴを用いた以外、実施例３と同様にして５種類の溶液
原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタル
膜を成膜した。表２に１分後、１０分後及び３０分後に
おける膜厚を示す。
してのＰＭＥＡＴを有機溶媒である酢酸メチル、酢酸エ
チル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチルにそ
れぞれ０．３モル／Ｌの濃度で溶解して、５種類の溶液
原料を得た。これらの溶液原料を用いて、実施例１と同
様にして窒化タンタル膜を成膜した。表２に１分後、１
０分後及び３０分後における膜厚を示す。 ＜実施例４＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＭＢ
ＡＴを用いた以外、実施例３と同様にして５種類の溶液
原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタル
膜を成膜した。表２に１分後、１０分後及び３０分後に
おける膜厚を示す。
【００２５】＜比較例３＞有機アミノタンタル化合物と
して、ＰＤＥＡＴを用いた以外、実施例３と同様にして
５種類の溶液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、
窒化タンタル膜を成膜した。表２に１分後、１０分後及
び３０分後における膜厚を示す。 ＜比較例４＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＤＭ
ＡＴを用いた以外、実施例３と同様にして５種類の溶液
原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタル
膜を成膜した。表２に１分後、１０分後及び３０分後に
おける膜厚を示す。
して、ＰＤＥＡＴを用いた以外、実施例３と同様にして
５種類の溶液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、
窒化タンタル膜を成膜した。表２に１分後、１０分後及
び３０分後における膜厚を示す。 ＜比較例４＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＤＭ
ＡＴを用いた以外、実施例３と同様にして５種類の溶液
原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタル
膜を成膜した。表２に１分後、１０分後及び３０分後に
おける膜厚を示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】＜実施例５＞有機アミノタンタル化合物と
してのＰＭＥＡＴを有機溶媒であるｎ−オクタンに０．
３モル／Ｌの濃度で溶解した後、この溶液を６等分し、
エチルメチルアミン、ブチルメチルアミン、ジエチルア
ミン、トリエチルアミン、ピリジン、ルチジンをそれぞ
れ０．５重量％添加して６種類の溶液原料を得た。これ
らの溶液原料を用いて、実施例１と同様にして窒化タン
タル膜を成膜した。表３に１分後、１０分後及び３０分
後における膜厚を示す。 ＜実施例６＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＭＢ
ＡＴを用いた以外、実施例５と同様にして６種類の溶液
原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタル
膜を成膜した。表３に１分後、１０分後及び３０分後に
おける膜厚を示す。
してのＰＭＥＡＴを有機溶媒であるｎ−オクタンに０．
３モル／Ｌの濃度で溶解した後、この溶液を６等分し、
エチルメチルアミン、ブチルメチルアミン、ジエチルア
ミン、トリエチルアミン、ピリジン、ルチジンをそれぞ
れ０．５重量％添加して６種類の溶液原料を得た。これ
らの溶液原料を用いて、実施例１と同様にして窒化タン
タル膜を成膜した。表３に１分後、１０分後及び３０分
後における膜厚を示す。 ＜実施例６＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＭＢ
ＡＴを用いた以外、実施例５と同様にして６種類の溶液
原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタル
膜を成膜した。表３に１分後、１０分後及び３０分後に
おける膜厚を示す。
【００２８】＜比較例５＞有機アミノタンタル化合物と
して、ＰＤＥＡＴを用いた以外、実施例５と同様にして
６種類の溶液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、
窒化タンタル膜を成膜した。表３に１分後、１０分後及
び３０分後における膜厚を示す。 ＜比較例６＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＤＭ
ＡＴを用いた以外、実施例５と同様にして６種類の溶液
原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタル
膜を成膜した。表３に１分後、１０分後及び３０分後に
おける膜厚を示す。
して、ＰＤＥＡＴを用いた以外、実施例５と同様にして
６種類の溶液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、
窒化タンタル膜を成膜した。表３に１分後、１０分後及
び３０分後における膜厚を示す。 ＜比較例６＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＤＭ
ＡＴを用いた以外、実施例５と同様にして６種類の溶液
原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタル
膜を成膜した。表３に１分後、１０分後及び３０分後に
おける膜厚を示す。
【００２９】
【表３】
【００３０】＜実施例７＞有機アミノタンタル化合物と
してのＰＭＥＡＴを有機溶媒であるイソオクタンに０．
３モル／Ｌの濃度で溶解した後、この溶液を６等分し、
エチルメチルアミン、ブチルメチルアミン、ジエチルア
ミン、トリエチルアミン、ピリジン、ルチジンをそれぞ
れ０．５重量％添加して６種類の溶液原料を得た。これ
らの溶液原料を用いて、実施例１と同様にして窒化タン
タル膜を成膜した。表４に１分後、１０分後及び３０分
後における膜厚を示す。 ＜実施例８＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＭＢ
ＡＴを用いた以外、実施例７と同様にして６種類の溶液
原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタル
膜を成膜した。表４に１分後、１０分後及び３０分後に
おける膜厚を示す。
してのＰＭＥＡＴを有機溶媒であるイソオクタンに０．
３モル／Ｌの濃度で溶解した後、この溶液を６等分し、
エチルメチルアミン、ブチルメチルアミン、ジエチルア
ミン、トリエチルアミン、ピリジン、ルチジンをそれぞ
れ０．５重量％添加して６種類の溶液原料を得た。これ
らの溶液原料を用いて、実施例１と同様にして窒化タン
タル膜を成膜した。表４に１分後、１０分後及び３０分
後における膜厚を示す。 ＜実施例８＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＭＢ
ＡＴを用いた以外、実施例７と同様にして６種類の溶液
原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタル
膜を成膜した。表４に１分後、１０分後及び３０分後に
おける膜厚を示す。
【００３１】＜比較例７＞有機アミノタンタル化合物と
して、ＰＤＥＡＴを用いた以外、実施例７と同様にして
６種類の溶液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、
窒化タンタル膜を成膜した。表４に１分後、１０分後及
び３０分後における膜厚を示す。 ＜比較例８＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＤＭ
ＡＴを用いた以外、実施例７と同様にして６種類の溶液
原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタル
膜を成膜した。表４に１分後、１０分後及び３０分後に
おける膜厚を示す。
して、ＰＤＥＡＴを用いた以外、実施例７と同様にして
６種類の溶液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、
窒化タンタル膜を成膜した。表４に１分後、１０分後及
び３０分後における膜厚を示す。 ＜比較例８＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＤＭ
ＡＴを用いた以外、実施例７と同様にして６種類の溶液
原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタル
膜を成膜した。表４に１分後、１０分後及び３０分後に
おける膜厚を示す。
【００３２】
【表４】
【００３３】＜実施例９＞有機アミノタンタル化合物と
してのＰＭＥＡＴを有機溶媒であるｎ−ヘキサンに０．
３モル／Ｌの濃度で溶解した後、この溶液を６等分し、
エチルメチルアミン、ブチルメチルアミン、ジエチルア
ミン、トリエチルアミン、ピリジン、ルチジンをそれぞ
れ０．５重量％添加して６種類の溶液原料を得た。これ
らの溶液原料を用いて、実施例１と同様にして窒化タン
タル膜を成膜した。表５に１分後、１０分後及び３０分
後における膜厚を示す。 ＜実施例１０＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＭ
ＢＡＴを用いた以外、実施例９と同様にして６種類の溶
液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタ
ル膜を成膜した。表５に１分後、１０分後及び３０分後
における膜厚を示す。
してのＰＭＥＡＴを有機溶媒であるｎ−ヘキサンに０．
３モル／Ｌの濃度で溶解した後、この溶液を６等分し、
エチルメチルアミン、ブチルメチルアミン、ジエチルア
ミン、トリエチルアミン、ピリジン、ルチジンをそれぞ
れ０．５重量％添加して６種類の溶液原料を得た。これ
らの溶液原料を用いて、実施例１と同様にして窒化タン
タル膜を成膜した。表５に１分後、１０分後及び３０分
後における膜厚を示す。 ＜実施例１０＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＭ
ＢＡＴを用いた以外、実施例９と同様にして６種類の溶
液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタ
ル膜を成膜した。表５に１分後、１０分後及び３０分後
における膜厚を示す。
【００３４】＜比較例９＞有機アミノタンタル化合物と
して、ＰＤＥＡＴを用いた以外、実施例９と同様にして
６種類の溶液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、
窒化タンタル膜を成膜した。表５に１分後、１０分後及
び３０分後における膜厚を示す。 ＜比較例１０＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＤ
ＭＡＴを用いた以外、実施例９と同様にして６種類の溶
液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタ
ル膜を成膜した。表５に１分後、１０分後及び３０分後
における膜厚を示す。
して、ＰＤＥＡＴを用いた以外、実施例９と同様にして
６種類の溶液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、
窒化タンタル膜を成膜した。表５に１分後、１０分後及
び３０分後における膜厚を示す。 ＜比較例１０＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＤ
ＭＡＴを用いた以外、実施例９と同様にして６種類の溶
液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タンタ
ル膜を成膜した。表５に１分後、１０分後及び３０分後
における膜厚を示す。
【００３５】
【表５】
【００３６】＜実施例１１＞有機アミノタンタル化合物
としてのＰＭＥＡＴを有機溶媒であるシクロヘキサンに
０．３モル／Ｌの濃度で溶解した後、この溶液を６等分
し、エチルメチルアミン、ブチルメチルアミン、ジエチ
ルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ルチジンをそ
れぞれ０．５重量％添加して６種類の溶液原料を得た。
これらの溶液原料を用いて、実施例１と同様にして窒化
タンタル膜を成膜した。表６に１分後、１０分後及び３
０分後における膜厚を示す。 ＜実施例１２＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＭ
ＢＡＴを用いた以外、実施例１１と同様にして６種類の
溶液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タン
タル膜を成膜した。表６に１分後、１０分後及び３０分
後における膜厚を示す。
としてのＰＭＥＡＴを有機溶媒であるシクロヘキサンに
０．３モル／Ｌの濃度で溶解した後、この溶液を６等分
し、エチルメチルアミン、ブチルメチルアミン、ジエチ
ルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ルチジンをそ
れぞれ０．５重量％添加して６種類の溶液原料を得た。
これらの溶液原料を用いて、実施例１と同様にして窒化
タンタル膜を成膜した。表６に１分後、１０分後及び３
０分後における膜厚を示す。 ＜実施例１２＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＭ
ＢＡＴを用いた以外、実施例１１と同様にして６種類の
溶液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タン
タル膜を成膜した。表６に１分後、１０分後及び３０分
後における膜厚を示す。
【００３７】＜比較例１１＞有機アミノタンタル化合物
として、ＰＤＥＡＴを用いた以外、実施例１１と同様に
して６種類の溶液原料を得た。これらの溶液原料を用い
て、窒化タンタル膜を成膜した。表６に１分後、１０分
後及び３０分後における膜厚を示す。 ＜比較例１２＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＤ
ＭＡＴを用いた以外、実施例１１と同様にして６種類の
溶液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タン
タル膜を成膜した。表６に１分後、１０分後及び３０分
後における膜厚を示す。
として、ＰＤＥＡＴを用いた以外、実施例１１と同様に
して６種類の溶液原料を得た。これらの溶液原料を用い
て、窒化タンタル膜を成膜した。表６に１分後、１０分
後及び３０分後における膜厚を示す。 ＜比較例１２＞有機アミノタンタル化合物として、ＰＤ
ＭＡＴを用いた以外、実施例１１と同様にして６種類の
溶液原料を得た。これらの溶液原料を用いて、窒化タン
タル膜を成膜した。表６に１分後、１０分後及び３０分
後における膜厚を示す。
【００３８】
【表６】
【００３９】＜比較評価＞窒化タンタル膜の膜厚が、比
較例１〜比較例１２において成膜時間が３０分で最大３
０〜４０ｎｍ程度であるのに対して、実施例１〜実施例
１２では成膜時間が１０分で最大６０〜１１０ｎｍ程度
であり、成膜時間が３０分で最大１２０〜３３０ｎｍ程
度であることから、本発明の実施例が極めて優れている
ことが判った。特に有機溶媒にアルキルアミンを添加し
た実施例５〜実施例１２の膜厚は大きく、成膜速度が比
較例に対して格段に優れていることが判った。
較例１〜比較例１２において成膜時間が３０分で最大３
０〜４０ｎｍ程度であるのに対して、実施例１〜実施例
１２では成膜時間が１０分で最大６０〜１１０ｎｍ程度
であり、成膜時間が３０分で最大１２０〜３３０ｎｍ程
度であることから、本発明の実施例が極めて優れている
ことが判った。特に有機溶媒にアルキルアミンを添加し
た実施例５〜実施例１２の膜厚は大きく、成膜速度が比
較例に対して格段に優れていることが判った。
【００４０】実施例１〜１２の溶液原料の方が比較例１
〜１２の溶液原料より成膜速度が高い理由を有機アミノ
タンタル化合物であるＰＭＥＡＴ、ＰＭＢＡＴ、ＰＤＥ
ＡＴ及びＰＤＭＡＴについて、それぞれ熱重量分析（th
ermogravimetric analysis;ＴＧＡ）を行い、その減量
曲線を求めた。図１〜図４に示すように、比較例のそれ
ぞれ固体のＰＤＥＡＴ（図３）、ＰＤＭＡＴ（図４）が
融点の２００℃程度まで昇温しないと、減量が大きく生
じないのに対して、実施例のそれぞれ液体のＰＭＥＡＴ
（図１）は約１００℃で、またＰＭＢＡＴ（図２）は約
１７０℃で蒸発が起こり減量が大きく生じることが判明
した。
〜１２の溶液原料より成膜速度が高い理由を有機アミノ
タンタル化合物であるＰＭＥＡＴ、ＰＭＢＡＴ、ＰＤＥ
ＡＴ及びＰＤＭＡＴについて、それぞれ熱重量分析（th
ermogravimetric analysis;ＴＧＡ）を行い、その減量
曲線を求めた。図１〜図４に示すように、比較例のそれ
ぞれ固体のＰＤＥＡＴ（図３）、ＰＤＭＡＴ（図４）が
融点の２００℃程度まで昇温しないと、減量が大きく生
じないのに対して、実施例のそれぞれ液体のＰＭＥＡＴ
（図１）は約１００℃で、またＰＭＢＡＴ（図２）は約
１７０℃で蒸発が起こり減量が大きく生じることが判明
した。
【００４１】
【発明の効果】以上述べたように、ＰＤＥＡＴ、ＰＤＭ
ＡＴのような固体の有機アミノタンタル化合物と比べ
て、本発明のＰＭＥＡＴ、ＰＭＢＡＴのような室温で液
体の有機アミノタンタル化合物は蒸発し易く、ＭＯＣＶ
Ｄ法の原料として優れる。また本発明の有機アミノタン
タル化合物を有機溶媒に溶解した溶液原料は、均一で安
定した気化が行われ、高い成膜速度で高純度の所望の窒
化タンタル膜が得られる。また本発明の溶液原料により
形成された窒化タンタル膜は銅薄膜の下地としてそのバ
リア性に優れ、高純度である特長を有する。
ＡＴのような固体の有機アミノタンタル化合物と比べ
て、本発明のＰＭＥＡＴ、ＰＭＢＡＴのような室温で液
体の有機アミノタンタル化合物は蒸発し易く、ＭＯＣＶ
Ｄ法の原料として優れる。また本発明の有機アミノタン
タル化合物を有機溶媒に溶解した溶液原料は、均一で安
定した気化が行われ、高い成膜速度で高純度の所望の窒
化タンタル膜が得られる。また本発明の溶液原料により
形成された窒化タンタル膜は銅薄膜の下地としてそのバ
リア性に優れ、高純度である特長を有する。
【図１】実施例のＰＭＥＡＴの減量曲線を示す図。
【図２】実施例のＰＭＢＡＴの減量曲線を示す図。
【図３】比較例のＰＤＥＡＴの減量曲線を示す図。
【図４】比較例のＰＤＭＡＴの減量曲線を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小木 勝実 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 4H050 AA01 AA03 AA05 AB78 AB91 WB14 WB21 4K030 AA11 AA13 AA16 BA17 BA38 CA04 EA01 FA10 LA01 LA15 4M104 BB32 DD45 HH20
Claims (8)
- 【請求項１】 次の式（１）で示される有機アミノタン
タル化合物。 【化１】 - 【請求項２】 次の式（２）で示される有機金属化学蒸
着用の有機アミノタンタル化合物単体からなるか、又は
前記有機アミノタンタル化合物を有機溶媒に溶解してな
る有機金属化学蒸着用溶液原料。ただし、式（２）にお
いて、ｎは整数であって、２≦ｎ≦４である。 【化２】 - 【請求項３】 ｎ＝４であって、有機アミノタンタル化
合物が次の式（３）で示される請求項２記載の溶液原
料。 【化３】 - 【請求項４】 ｎ＝２であって、有機アミノタンタル化
合物が次の式（１）で示される請求項２記載の溶液原
料。 【化４】 - 【請求項５】 有機溶媒が炭素数６以上８以下の直鎖
状、分岐状又は環状の炭化水素である請求項２ないし４
いずれか記載の溶液原料。 - 【請求項６】 有機溶媒が酢酸メチル、酢酸エチル、酢
酸ブチル、酢酸イソブチル及び酢酸ペンチルからなる群
より選ばれた１種又は２種以上の酢酸エステルである請
求項２ないし４いずれか記載の溶液原料。 - 【請求項７】 有機溶媒に炭素数３以上５以下のアルキ
ルアミンを添加してなる請求項２ないし６いずれか記載
の溶液原料。 - 【請求項８】 請求項２ないし７いずれか記載の溶液原
料により形成された窒化タンタル膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00623799A JP3632475B2 (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 有機アミノタンタル化合物及びこれを含む有機金属化学蒸着用原料溶液並びにこれから作られる窒化タンタル膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00623799A JP3632475B2 (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 有機アミノタンタル化合物及びこれを含む有機金属化学蒸着用原料溶液並びにこれから作られる窒化タンタル膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000204095A true JP2000204095A (ja) | 2000-07-25 |
| JP3632475B2 JP3632475B2 (ja) | 2005-03-23 |
Family
ID=11632915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00623799A Expired - Fee Related JP3632475B2 (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 有機アミノタンタル化合物及びこれを含む有機金属化学蒸着用原料溶液並びにこれから作られる窒化タンタル膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3632475B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007508389A (ja) * | 2003-10-14 | 2007-04-05 | アドバンスド テクノロジー マテリアルズ，インコーポレイテッド | タンタル含有膜を堆積させるためのタンタルアミド錯体、及びそれを製造する方法。 |
| WO2017116124A1 (ko) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 주식회사 유피케미칼 | 탄탈럼 화합물, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 막 증착용 전구체 조성물, 및 이를 이용하는 막의 증착 방법 |
-
1999
- 1999-01-13 JP JP00623799A patent/JP3632475B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007508389A (ja) * | 2003-10-14 | 2007-04-05 | アドバンスド テクノロジー マテリアルズ，インコーポレイテッド | タンタル含有膜を堆積させるためのタンタルアミド錯体、及びそれを製造する方法。 |
| WO2017116124A1 (ko) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 주식회사 유피케미칼 | 탄탈럼 화합물, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 막 증착용 전구체 조성물, 및 이를 이용하는 막의 증착 방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3632475B2 (ja) | 2005-03-23 |
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