JP2001524601A - けい素・窒素ベースフィルムおよびその製作方法 - Google Patents
けい素・窒素ベースフィルムおよびその製作方法Info
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- 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
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】
堆積室内に（i）基体；（ii）気相状態にあるハロエチルシラン前駆体；および（iii）少なくとも１種の窒素含有反応剤ガスを導入し、前記室内における約２００℃ないし約１０００℃の堆積温度を前記基体上にけい素・窒素ベースフィルムが堆積するに充分な時間の間維持することを含む、基体上へのけい素・窒素ベースフィルムの化学気相堆積方法。また気相状態にあるハロエチルシラン前駆体および窒素を含む少なくとも１種の反応剤ガスを使用して化学気相堆積方法により形成されたけい素・窒素ベースフィルムも含まれる。
Description
【０００１】 （発明の背景） 平面形ディスプレイおよび集積回路（ＩＣ）構造体は、けい素・窒素（Ｓｉ−
Ｎ）ベース薄膜を、数ある用途の中でも拡散マスク、酸化障壁および絶縁層に使
用している。これらのフィルムを生産するための現在の製造技術は、加熱または
プラズマ補助条件下の無機低圧化学気相堆積（ＬＰＣＶＤ）、減圧ＣＶＤ（ＳＡ
ＣＶＤ）、または常圧ＣＶＤ（ＡＰＣＶＤ）によるシラン（ＳｉＨ4）またはジ クロロシラン（Ｃｌ2ＳｉＨ2）タイプのけい素源とアンモニア（ＮＨ3）の反応 を使用する。残念なことに、加熱法は１０００℃を超える温度が必要であり、他
方プラズマ補助法もやはり７５０℃を超える温度を必要とする。 これらの無機加熱およびプラズマＣＶＤ技術の使用は、７５０℃を超える加工
温度に伴う加熱経費に対する潜在的な制限と、シランおよび類似化学の適用に関
係する安全性問題を考慮した化学的安定性のため、Ｓｉ−Ｎシステムの効果的か
つ安全な生産を阻んでいる。それらは自然発火性であり、毒性であり、腐食性で
あり、またその他の害をもたらすので、それらの使用には厳密な安全性に関する
注意が必要である。他方、プラズマは、多くの場合過度な濃度の水素種の含有を
もたらし、その結果生成するＳｉ−Ｎ薄膜の品質が制限される。また、シランタ
イプの化学種とアンモニアの反応からもたらされるＣＶＤ反応器中の顆粒生成は
、大きなツール信頼性問題を提出する。したがって、当技術において原料として
シランおよびクロロシランを使用することの代替法に関する需要と、当技術にお
いてプラズマを必要としないＣＶＤ法に関する需要が存在する。
Ｎ）ベース薄膜を、数ある用途の中でも拡散マスク、酸化障壁および絶縁層に使
用している。これらのフィルムを生産するための現在の製造技術は、加熱または
プラズマ補助条件下の無機低圧化学気相堆積（ＬＰＣＶＤ）、減圧ＣＶＤ（ＳＡ
ＣＶＤ）、または常圧ＣＶＤ（ＡＰＣＶＤ）によるシラン（ＳｉＨ4）またはジ クロロシラン（Ｃｌ2ＳｉＨ2）タイプのけい素源とアンモニア（ＮＨ3）の反応 を使用する。残念なことに、加熱法は１０００℃を超える温度が必要であり、他
方プラズマ補助法もやはり７５０℃を超える温度を必要とする。 これらの無機加熱およびプラズマＣＶＤ技術の使用は、７５０℃を超える加工
温度に伴う加熱経費に対する潜在的な制限と、シランおよび類似化学の適用に関
係する安全性問題を考慮した化学的安定性のため、Ｓｉ−Ｎシステムの効果的か
つ安全な生産を阻んでいる。それらは自然発火性であり、毒性であり、腐食性で
あり、またその他の害をもたらすので、それらの使用には厳密な安全性に関する
注意が必要である。他方、プラズマは、多くの場合過度な濃度の水素種の含有を
もたらし、その結果生成するＳｉ−Ｎ薄膜の品質が制限される。また、シランタ
イプの化学種とアンモニアの反応からもたらされるＣＶＤ反応器中の顆粒生成は
、大きなツール信頼性問題を提出する。したがって、当技術において原料として
シランおよびクロロシランを使用することの代替法に関する需要と、当技術にお
いてプラズマを必要としないＣＶＤ法に関する需要が存在する。
【０００２】 無機ＣＶＤ技術に対する代替法が提案されているが、入手しにくい中間体を必
要としたり、高エネルギー環境を使用したり、および／または電気的特性が今ひ
とつのフィルムがもたらされたりする。このような代替システムの例としては、
トリシリルアミン（（ＳｉＨ）3Ｎ）および不活性ガスと所望によりアンモニア を使用するアメリカ国特許第４，２００，６６６号；エイ・ホックバークら、マ
テリアル・リサーチ・ソサイアティ・シンポジウム第２４巻第５０９ページ（１
９９１年）記載の、８００℃のＬＰＣＶＤシステムにおけるジエチルシランおよ
びアンモニア使用システム；およびビー・アークルズ、ジャーナル・オブ・エレ
クトロケミカル・ソサイアティ第１３３巻第１号第２３３−２３４ページ（１９
８６年）「オルガノシラザン環状および線状プレポリマーからの窒化けい素」記
載の、化学気相堆積（ＣＶＤ）法における環状シラザンおよびアンモニアのシス
テムが含まれる。 当技術において、プラズマ技術で必要とされている高温より下方で操業でき、
そのためプラズマの使用は所望的であり、（プラズマなしで）好ましくは大気圧
に近いシステム圧力を使用し、スループットが効率的で、原料としてシランおよ
びクロロシランを使用する際に伴う害を排除した、ｘが０より大きいが２より小
さい（ＳｉＮx）のようなけい素・窒素ベース薄膜の製造法に関して需要が存在 する。
要としたり、高エネルギー環境を使用したり、および／または電気的特性が今ひ
とつのフィルムがもたらされたりする。このような代替システムの例としては、
トリシリルアミン（（ＳｉＨ）3Ｎ）および不活性ガスと所望によりアンモニア を使用するアメリカ国特許第４，２００，６６６号；エイ・ホックバークら、マ
テリアル・リサーチ・ソサイアティ・シンポジウム第２４巻第５０９ページ（１
９９１年）記載の、８００℃のＬＰＣＶＤシステムにおけるジエチルシランおよ
びアンモニア使用システム；およびビー・アークルズ、ジャーナル・オブ・エレ
クトロケミカル・ソサイアティ第１３３巻第１号第２３３−２３４ページ（１９
８６年）「オルガノシラザン環状および線状プレポリマーからの窒化けい素」記
載の、化学気相堆積（ＣＶＤ）法における環状シラザンおよびアンモニアのシス
テムが含まれる。 当技術において、プラズマ技術で必要とされている高温より下方で操業でき、
そのためプラズマの使用は所望的であり、（プラズマなしで）好ましくは大気圧
に近いシステム圧力を使用し、スループットが効率的で、原料としてシランおよ
びクロロシランを使用する際に伴う害を排除した、ｘが０より大きいが２より小
さい（ＳｉＮx）のようなけい素・窒素ベース薄膜の製造法に関して需要が存在 する。
【０００３】 （発明の簡単な要約） この発明は、堆積室内に（i）基体、（ii）気相状態にあるハロエチルシラン 前駆体、および（iii）窒素を含む少なくとも１種の反応剤ガスを導入すること を含む、基体上におけるけい素・窒素ベースフィルムの化学気相堆積方法を含む
。堆積温度は、前記室内において約２００℃ないし約１０００℃が、前記基体上
にけい素・窒素ベースフィルムが堆積するに充分な時間の間維持される。
。堆積温度は、前記室内において約２００℃ないし約１０００℃が、前記基体上
にけい素・窒素ベースフィルムが堆積するに充分な時間の間維持される。
【０００４】 一つの実施態様において、この発明は、基体上における、式ＳｉＮxを有し、 ここでｘが０より大きく２より大きくない、けい素・窒素ベースフィルムの化学
気相堆積方法を含む。この方法は、堆積室内に（ｉ）基体；（ii）気相状態にあ
り、式（Ｉ）
気相堆積方法を含む。この方法は、堆積室内に（ｉ）基体；（ii）気相状態にあ
り、式（Ｉ）
【０００５】
【化３】
【０００６】 （ここでＸはハロゲンであり、Ｒ1およびＲ2は、水素、並びに炭素原子１ないし
８個の非置換およびハロゲン置換アルキル基、けい素原子１ないし２個の非置換
およびハロゲン置換シリル基、およびけい素および炭素原子１ないし７個の非置
換およびハロゲン置換アルキルシリル基からなる群から選択される分枝または直
鎖部分からなる群から独立に選択され、Ｘ’は水素、およびハロゲンからなる群
から選択される） を有するハロエチルシラン前駆体；および（iii）ヒドラジン、窒素、およびア ンモニアからなる群から選択される少なくとも１種の反応剤ガスを導入すること
を含む。堆積温度は、前記室内において約４５０℃ないし約８００℃が、前記基
体上にけい素・窒素ベースフィルムが堆積するに充分な時間の間維持される。 この発明は、さらに、気相状態にあるハロエチルシラン前駆体および窒素を含
む少なくとも１種の反応剤ガスを使用して化学気相堆積方法により形成されたけ
い素・窒素ベースフィルムをも含む。
８個の非置換およびハロゲン置換アルキル基、けい素原子１ないし２個の非置換
およびハロゲン置換シリル基、およびけい素および炭素原子１ないし７個の非置
換およびハロゲン置換アルキルシリル基からなる群から選択される分枝または直
鎖部分からなる群から独立に選択され、Ｘ’は水素、およびハロゲンからなる群
から選択される） を有するハロエチルシラン前駆体；および（iii）ヒドラジン、窒素、およびア ンモニアからなる群から選択される少なくとも１種の反応剤ガスを導入すること
を含む。堆積温度は、前記室内において約４５０℃ないし約８００℃が、前記基
体上にけい素・窒素ベースフィルムが堆積するに充分な時間の間維持される。 この発明は、さらに、気相状態にあるハロエチルシラン前駆体および窒素を含
む少なくとも１種の反応剤ガスを使用して化学気相堆積方法により形成されたけ
い素・窒素ベースフィルムをも含む。
【０００７】 （発明の詳細な記載） この発明は、ハロエチルシラン系化学的前駆体から形成されたけい素・窒素ベ
ースフィルム、および窒素含有反応剤ガスを使用したこのようなフィルムの種々
の基体上における化学気相堆積のための関連方法に関するものである。この発明
の方法は、このようなけい素・窒素ベースフィルムを基体上の単一フィルムとし
て、または基体上に適用された多層構造体を形成する数層のうちの一つとして、
堆積できる。また、この発明の方法は、ｘが第１の層に関して１より充分低い値
、すなわちけい素高度濃厚層から、最後の層に関して１より充分高い値、すなわ
ち高度窒素濃厚層まで次第に変化する、ＳｉＮxの多層からなるフィルムの場合 ような、基体上にけい素対窒素比率が変化する多層を堆積できる。
ースフィルム、および窒素含有反応剤ガスを使用したこのようなフィルムの種々
の基体上における化学気相堆積のための関連方法に関するものである。この発明
の方法は、このようなけい素・窒素ベースフィルムを基体上の単一フィルムとし
て、または基体上に適用された多層構造体を形成する数層のうちの一つとして、
堆積できる。また、この発明の方法は、ｘが第１の層に関して１より充分低い値
、すなわちけい素高度濃厚層から、最後の層に関して１より充分高い値、すなわ
ち高度窒素濃厚層まで次第に変化する、ＳｉＮxの多層からなるフィルムの場合 ような、基体上にけい素対窒素比率が変化する多層を堆積できる。
【０００８】 ここで使用するけい素・窒素ベースフィルムとは、種々のけい素対窒素比率で
主としてけい素と窒素を含むフィルムまたは被覆である。一つの実施態様におい
て、このようなけい素・窒素ベースフィルムは、代表例がｘが０より大きく好ま
しくは２より大きくない化学式ＳｉＮxを有する窒化けい素フィルムである。好 ましくは、ｘは約１．０から１．９まで変化する。この発明のフィルム中に、ハ
ロゲン、水素、炭素および酸素のような堆積反応剤の残留成分である若干の不純
物が存在しうるが、フィルムは、きわめて低い不純物濃度、好ましくは水素につ
いて１０原子％、炭素について１原子％、酸素について１原子％、および塩素お
よび臭素のような個々の残留ハロゲンについて１原子％未満を有することが好ま
しい。 このようなフィルムは、半導体基体、例えばサブミクロンの特性と構造を有す
るけい素およびひ化ガリウム基体のような基体上において有用である。この単一
または多層フィルムは、種々の反応器中の別系で、または単一反応器中の同系で
、またはそれらの組み合わせで、堆積することができる。例えば、数個の層を単
一反応器中で堆積させ、次の層を別の反応器中で堆積させることができる。一個
より多い反応器を使用する場合、反応器は好ましくは漏洩しない転送アームで相
互に結合され、被覆した基体を空気にさらさないで種々の反応器間を試料移送で
きるロードロックを備えている。基体は、好ましくは、例えばけい素、二酸化け
い素、けい素・窒素ベースまたはドープ形態およびそれらの混合物で形成される
。 また、フィルムは、サブクオーターミクロンデバイスの特性をもつ基体上の極
超大規模集積（ＵＬＳＩ）回路において使用することができる。また、フィルム
はガラス、パイレックス、および石英のような平面形ディスプレイの基体上にお
いても有用である。この発明の方法に使用するＣＶＤ法にしたがって、単一、２
層またはその他の多層フィルムを基体上に設置することができる。
主としてけい素と窒素を含むフィルムまたは被覆である。一つの実施態様におい
て、このようなけい素・窒素ベースフィルムは、代表例がｘが０より大きく好ま
しくは２より大きくない化学式ＳｉＮxを有する窒化けい素フィルムである。好 ましくは、ｘは約１．０から１．９まで変化する。この発明のフィルム中に、ハ
ロゲン、水素、炭素および酸素のような堆積反応剤の残留成分である若干の不純
物が存在しうるが、フィルムは、きわめて低い不純物濃度、好ましくは水素につ
いて１０原子％、炭素について１原子％、酸素について１原子％、および塩素お
よび臭素のような個々の残留ハロゲンについて１原子％未満を有することが好ま
しい。 このようなフィルムは、半導体基体、例えばサブミクロンの特性と構造を有す
るけい素およびひ化ガリウム基体のような基体上において有用である。この単一
または多層フィルムは、種々の反応器中の別系で、または単一反応器中の同系で
、またはそれらの組み合わせで、堆積することができる。例えば、数個の層を単
一反応器中で堆積させ、次の層を別の反応器中で堆積させることができる。一個
より多い反応器を使用する場合、反応器は好ましくは漏洩しない転送アームで相
互に結合され、被覆した基体を空気にさらさないで種々の反応器間を試料移送で
きるロードロックを備えている。基体は、好ましくは、例えばけい素、二酸化け
い素、けい素・窒素ベースまたはドープ形態およびそれらの混合物で形成される
。 また、フィルムは、サブクオーターミクロンデバイスの特性をもつ基体上の極
超大規模集積（ＵＬＳＩ）回路において使用することができる。また、フィルム
はガラス、パイレックス、および石英のような平面形ディスプレイの基体上にお
いても有用である。この発明の方法に使用するＣＶＤ法にしたがって、単一、２
層またはその他の多層フィルムを基体上に設置することができる。
【０００９】 被覆できる基体の例としては、上記のような半導体の基体、または、例えば航
空機部材およびエンジン、自動車用部品およびエンジンおよび切断具の固い保護
被覆；宝装品の外装被覆；並びに平面形ディスプレイおよび太陽電池装置の障壁
層および接着促進剤を含む用途のための金属、ガラス、プラスチック、もしくは
その他のポリマーが含まれる。好ましい金属基体には、アルミニウム、ベリリウ
ム、カドミウム、セリウム、クロム、コバルト、銅、ガリウム、金、鉄、鉛、マ
ンガン、モリブデン、ニッケル、パラジウム、白金、レニウム、ロジウム、銀、
ステンレス鋼、鋼、鉄、ストロンチウム、すず、チタン、タングステン、亜鉛、
ジルコニウム、ならびにけい化物、カーバイドなどのようなそれらの合金および
化合物が含まれる。 この方法に使用できる基体のタイプには事実上制限がない。しかし、基体は一
つのフィルムまたはフィルム類を基体上に堆積するのに使用する条件下で安定で
あることが好ましい。すなわち、基体は、堆積すべきフィルムのタイプと被覆し
た基体が目的とする用途によるが、約２００℃ないし約１０００℃、好ましくは
約４００℃ないし約８００℃の温度で安定であるのが好ましい。
空機部材およびエンジン、自動車用部品およびエンジンおよび切断具の固い保護
被覆；宝装品の外装被覆；並びに平面形ディスプレイおよび太陽電池装置の障壁
層および接着促進剤を含む用途のための金属、ガラス、プラスチック、もしくは
その他のポリマーが含まれる。好ましい金属基体には、アルミニウム、ベリリウ
ム、カドミウム、セリウム、クロム、コバルト、銅、ガリウム、金、鉄、鉛、マ
ンガン、モリブデン、ニッケル、パラジウム、白金、レニウム、ロジウム、銀、
ステンレス鋼、鋼、鉄、ストロンチウム、すず、チタン、タングステン、亜鉛、
ジルコニウム、ならびにけい化物、カーバイドなどのようなそれらの合金および
化合物が含まれる。 この方法に使用できる基体のタイプには事実上制限がない。しかし、基体は一
つのフィルムまたはフィルム類を基体上に堆積するのに使用する条件下で安定で
あることが好ましい。すなわち、基体は、堆積すべきフィルムのタイプと被覆し
た基体が目的とする用途によるが、約２００℃ないし約１０００℃、好ましくは
約４００℃ないし約８００℃の温度で安定であるのが好ましい。
【００１０】 この発明は、けい素・窒素ベースフィルムの形成に、窒素含有反応剤ガスとと
もに前駆体としてハロエチルシラン、好ましくはハロエチルシランを使用する。
また、それは特定の用途のために異なったハロエチルシラン前駆体および窒素含
有反応剤ガスを使用して異なったけい素および窒素含量を有するけい素・窒素ベ
ースフィルムを連続的に堆積させることができる、ＣＶＤ法を提供する。この点
に関して、けい素・窒素ベースフィルムのけい素および窒素間の化学論量関係を
変化させて別のけい素対窒素比率をもたせることが可能である。この目的を達成
するための一つの可能な手段は、ＣＶＤ反応におけるＳｉ源とアンモニアの濃度
比、または基体温度、またはその両者を堆積工程中に変化させることを含む。別
の手段では、堆積工程中に使用するＳｉ源の型、または窒素含有反応剤ガスの性
質を、変化させることが必要である。これは、種々のけい素対窒素比率をもつ単
一層、二層または他の多層フィルムをもたらすことができよう。この手段は、例
えばｘが第１の層に関して１より充分低い値、すなわち高度けい素濃厚層から、
最後の層に関して１より充分高い値、すなわち高度窒素濃厚層まで、次第に変化
するＳｉＮxの多層を有するフィルムの堆積を可能にする。
もに前駆体としてハロエチルシラン、好ましくはハロエチルシランを使用する。
また、それは特定の用途のために異なったハロエチルシラン前駆体および窒素含
有反応剤ガスを使用して異なったけい素および窒素含量を有するけい素・窒素ベ
ースフィルムを連続的に堆積させることができる、ＣＶＤ法を提供する。この点
に関して、けい素・窒素ベースフィルムのけい素および窒素間の化学論量関係を
変化させて別のけい素対窒素比率をもたせることが可能である。この目的を達成
するための一つの可能な手段は、ＣＶＤ反応におけるＳｉ源とアンモニアの濃度
比、または基体温度、またはその両者を堆積工程中に変化させることを含む。別
の手段では、堆積工程中に使用するＳｉ源の型、または窒素含有反応剤ガスの性
質を、変化させることが必要である。これは、種々のけい素対窒素比率をもつ単
一層、二層または他の多層フィルムをもたらすことができよう。この手段は、例
えばｘが第１の層に関して１より充分低い値、すなわち高度けい素濃厚層から、
最後の層に関して１より充分高い値、すなわち高度窒素濃厚層まで、次第に変化
するＳｉＮxの多層を有するフィルムの堆積を可能にする。
【００１１】 この方法において、気相状態にあるハロエチルシラン前駆体を、少なくとも１
種の反応剤ガスとともに、基体を含んでいる堆積室に導入する。好ましくは、キ
ャリヤーガスをも使用する。しかし、キャリヤーガスと反応剤ガスが同一であっ
てもよく、すなわちアンモニアのような窒素含有キャリヤーガスを前駆体と共に
導入してもよく、この場合アンモニアは反応剤ガスおよびキャリヤーガスの両者
として機能する。また、アンモニアのようなガスは、前駆体とともにキャリヤー
／反応剤ガスとして導入することができ、窒素含有反応剤ガスの別の供給をも室
内に行ってよい。さらに、不活性ガス（または不活性ガスと窒素含有ガスの混合
物）がキャリヤーガスとして機能し、窒素含有反応剤ガスの別の供給があっても
よい。便宜のために、室内の基体に対する前駆体を直接補助するのに使用するガ
スは、それが反応剤ガスでありうるとしても、本書中では一般的に「キャリヤー
」ガスと称する。 便宜のために、本書中で検討するガス（類）を「キャリヤー」ガス（類）また
は「反応剤」ガス（類）と称するが、これらのガス類の機能を誤解してはならな
い。事実、反応室に原料前駆体の蒸気を運搬することに加えて、キャリヤーガス
はまた堆積工程中に室内で反応を受けうる。また、導入されたいわゆる「反応剤
」ガスは不活性ガス成分を含んでいてもよく、その場合反応剤ガスの一部または
全部が堆積室内の反応性雰囲気を単に希釈するだけの役目をもちうる。同様に、
キャリヤーガスが不活性成分を含んでいてもよい。
種の反応剤ガスとともに、基体を含んでいる堆積室に導入する。好ましくは、キ
ャリヤーガスをも使用する。しかし、キャリヤーガスと反応剤ガスが同一であっ
てもよく、すなわちアンモニアのような窒素含有キャリヤーガスを前駆体と共に
導入してもよく、この場合アンモニアは反応剤ガスおよびキャリヤーガスの両者
として機能する。また、アンモニアのようなガスは、前駆体とともにキャリヤー
／反応剤ガスとして導入することができ、窒素含有反応剤ガスの別の供給をも室
内に行ってよい。さらに、不活性ガス（または不活性ガスと窒素含有ガスの混合
物）がキャリヤーガスとして機能し、窒素含有反応剤ガスの別の供給があっても
よい。便宜のために、室内の基体に対する前駆体を直接補助するのに使用するガ
スは、それが反応剤ガスでありうるとしても、本書中では一般的に「キャリヤー
」ガスと称する。 便宜のために、本書中で検討するガス（類）を「キャリヤー」ガス（類）また
は「反応剤」ガス（類）と称するが、これらのガス類の機能を誤解してはならな
い。事実、反応室に原料前駆体の蒸気を運搬することに加えて、キャリヤーガス
はまた堆積工程中に室内で反応を受けうる。また、導入されたいわゆる「反応剤
」ガスは不活性ガス成分を含んでいてもよく、その場合反応剤ガスの一部または
全部が堆積室内の反応性雰囲気を単に希釈するだけの役目をもちうる。同様に、
キャリヤーガスが不活性成分を含んでいてもよい。
【００１２】 プラズマ推進ＣＶＤによるけい素・窒素ベースフィルムの製造における一つの
好ましい実施態様において、窒素含有反応剤ガスが室内に導入されなければなら
ない。窒素を含む反応剤ガスは、例えば、窒素、アンモニア、ヒドラジン、およ
び亜酸化窒素を含む。窒素、アンモニア、ヒドラジン、および亜酸化窒素は、こ
の発明による好ましい窒素含有反応剤ガスである。窒素含有反応剤ガスは、キャ
リヤーおよび窒素含有反応剤ガスとして機能することができるが、水素またはア
ルゴンもしくはキセノンのような不活性ガスも少なくとも１種のキャリヤーとし
て同時に導入することができ、それによりキャリヤーおよび／または反応剤ガス
の一部として機能する。窒素および／または不活性ガスもまた反応剤／キャリヤ
ーガスの組み合わせとして同時導入できる。 前駆体は、好ましくは下式を有する。
好ましい実施態様において、窒素含有反応剤ガスが室内に導入されなければなら
ない。窒素を含む反応剤ガスは、例えば、窒素、アンモニア、ヒドラジン、およ
び亜酸化窒素を含む。窒素、アンモニア、ヒドラジン、および亜酸化窒素は、こ
の発明による好ましい窒素含有反応剤ガスである。窒素含有反応剤ガスは、キャ
リヤーおよび窒素含有反応剤ガスとして機能することができるが、水素またはア
ルゴンもしくはキセノンのような不活性ガスも少なくとも１種のキャリヤーとし
て同時に導入することができ、それによりキャリヤーおよび／または反応剤ガス
の一部として機能する。窒素および／または不活性ガスもまた反応剤／キャリヤ
ーガスの組み合わせとして同時導入できる。 前駆体は、好ましくは下式を有する。
【００１３】
【化４】
【００１４】 ここでＸはハロゲン、例えば塩素、臭素、よう素またはふっ素である。Ｒ1お よびＲ2は、同一でも異なっていてもよい。さらに、各炭素原子上に２個のＲ1お
よびＲ2基が存在するが、特定の炭素原子上ではＲ1またはＲ2は異なっていても よい。このようなものとして、Ｒ1およびＲ2は好ましくは水素、並びに炭素原子
１ないし８個の非置換およびハロゲン置換アルキル基、けい素原子１ないし２個
の非置換およびハロゲン置換シリル基、およびけい素および炭素原子１ないし７
個の非置換およびハロゲン置換アルキルシリル基からなる群から選択される分枝
または直鎖部分からなる群から独立に選択される。Ｘ’は、Ｓｉ（Ｘ’）3が− ＳｉＨ3、−ＳｉＸ3、−ＳｉＸ2Ｈ、またはＳｉＸＨ2になり得るように、好まし
くは水素またはハロゲンである。
よびＲ2基が存在するが、特定の炭素原子上ではＲ1またはＲ2は異なっていても よい。このようなものとして、Ｒ1およびＲ2は好ましくは水素、並びに炭素原子
１ないし８個の非置換およびハロゲン置換アルキル基、けい素原子１ないし２個
の非置換およびハロゲン置換シリル基、およびけい素および炭素原子１ないし７
個の非置換およびハロゲン置換アルキルシリル基からなる群から選択される分枝
または直鎖部分からなる群から独立に選択される。Ｘ’は、Ｓｉ（Ｘ’）3が− ＳｉＨ3、−ＳｉＸ3、−ＳｉＸ2Ｈ、またはＳｉＸＨ2になり得るように、好まし
くは水素またはハロゲンである。
【００１５】 この発明はその他の同様な化合物またはけい素および窒素濃厚フィルムの形成
に関する前駆体と反応剤ガスの反応に実質的に影響しない置換または官能化基を
さらに有する式（Ｉ）のもののような化合物を前駆体として使用することをも意
図しているが、好ましい化合物は、２−クロロエチルシラン、２−ブロモエチル
シラン、２−クロロプロピルシラン、１−クロロ−１，２−ジシリルエタン、２
−ブロモエチルトリクロロシラン、２−ヨードエチルトリヨードシラン、および
２−クロロエチルクロロシランのようなハロエチルシラン前駆体である。 キャリヤーガスを使用する場合、それは単一ガスでもガス混合物でもよい。キ
ャリヤーガス（類）は、好ましくは希ガス類アルゴン、クリプトン、ネオン、お
よび／またはキセノンのような不活性ガスである。しかし、キャリヤーガス（類
）はまた水素；ヘリウム；ふっ素および／または塩素のようなハロゲン；および
／または窒素、アンモニア、ヒドラジンおよび亜酸化窒素のような窒素含有ガス
であってもよい。キャリヤーガス（類）は、形成すべきフィルムの型に応じて変
化することができる。例えば、窒素含量が大きなけい素・窒素ベースフィルム、
すなわちｘが１より大きなＳｉＮxを形成する場合、窒素含有ガスが好ましいキ ャリヤーガスである。化学量論的なけい素・窒素ベースフィルムまたはけい素濃
厚けい素・窒素ベースフィルム、すなわちｘが０より大きいが１より小さいか等
しいＳｉＮxを形成する場合、水素または不活性ガスが好ましい。最も好ましく は、キャリヤーガスは窒素および／または不活性ガスである。
に関する前駆体と反応剤ガスの反応に実質的に影響しない置換または官能化基を
さらに有する式（Ｉ）のもののような化合物を前駆体として使用することをも意
図しているが、好ましい化合物は、２−クロロエチルシラン、２−ブロモエチル
シラン、２−クロロプロピルシラン、１−クロロ−１，２−ジシリルエタン、２
−ブロモエチルトリクロロシラン、２−ヨードエチルトリヨードシラン、および
２−クロロエチルクロロシランのようなハロエチルシラン前駆体である。 キャリヤーガスを使用する場合、それは単一ガスでもガス混合物でもよい。キ
ャリヤーガス（類）は、好ましくは希ガス類アルゴン、クリプトン、ネオン、お
よび／またはキセノンのような不活性ガスである。しかし、キャリヤーガス（類
）はまた水素；ヘリウム；ふっ素および／または塩素のようなハロゲン；および
／または窒素、アンモニア、ヒドラジンおよび亜酸化窒素のような窒素含有ガス
であってもよい。キャリヤーガス（類）は、形成すべきフィルムの型に応じて変
化することができる。例えば、窒素含量が大きなけい素・窒素ベースフィルム、
すなわちｘが１より大きなＳｉＮxを形成する場合、窒素含有ガスが好ましいキ ャリヤーガスである。化学量論的なけい素・窒素ベースフィルムまたはけい素濃
厚けい素・窒素ベースフィルム、すなわちｘが０より大きいが１より小さいか等
しいＳｉＮxを形成する場合、水素または不活性ガスが好ましい。最も好ましく は、キャリヤーガスは窒素および／または不活性ガスである。
【００１６】 反応剤ガスは単一の窒素含有ガス、または、窒素、アンモニア、ヒドラジンお
よび／または亜酸化窒素のような窒素含有ガスの混合物であってよい。最も好ま
しくは、反応剤ガスはアンモニアである。反応剤ガスは、キャリヤーガス（類）
と共に、またはキャリヤーガス（類）として、導入してもよく、また別個に室内
へ導入してもよい。反応剤ガスは純粋な反応剤ガスであっても不活性ガスと混合
されていてもよい。 室は、約２００℃ないし約１０００℃、好ましくは約４５０℃ないし約８００
℃、最も好ましくは約６００℃ないし約８００℃の堆積温度で操業される。原料
前駆体、キャリヤーガス（類）、および反応剤ガス（類）は、被覆されるべき基
体を含む室内に導入される。処理圧力は、典型的に、室内で約０．２０トルない
し約１０００トル、好ましくは約０．５トルないし約７５０トルに維持される。
よび／または亜酸化窒素のような窒素含有ガスの混合物であってよい。最も好ま
しくは、反応剤ガスはアンモニアである。反応剤ガスは、キャリヤーガス（類）
と共に、またはキャリヤーガス（類）として、導入してもよく、また別個に室内
へ導入してもよい。反応剤ガスは純粋な反応剤ガスであっても不活性ガスと混合
されていてもよい。 室は、約２００℃ないし約１０００℃、好ましくは約４５０℃ないし約８００
℃、最も好ましくは約６００℃ないし約８００℃の堆積温度で操業される。原料
前駆体、キャリヤーガス（類）、および反応剤ガス（類）は、被覆されるべき基
体を含む室内に導入される。処理圧力は、典型的に、室内で約０．２０トルない
し約１０００トル、好ましくは約０．５トルないし約７５０トルに維持される。
【００１７】 所望により、プラズマを反応に導入してプラズマ補助ＣＶＤを使用してもよい
が、この発明のＣＶＤ反応にプラズマは必要ではない．プラズマを使用する場合
、プラズマは約０．０１ないし約１０Ｗ／ｃｍ2のプラズマ電力密度および約０ Ｈｚないし約１０8ｋＨｚの周波数を有するのが好ましい。また、電気的バイア スを基体に適用することもできる。対応する電力密度は約０．００１Ｗ／ｃｍ2 ないし約１０3Ｗ／ｃｍ2の範囲にあるのが好ましい。 室内に導入された原料は、反応条件下に、基体上にけい素・窒素ベースフィル
ムが堆積するに充分な時間の間維持される。堆積段階は、典型的に約３０秒ない
し約３０分間、最も好ましくは約５分間かかるが、この時間は堆積すべきフィル
ムの型、処理条件、目的とするフィルムの厚さおよび使用する反応剤および／ま
たはキャリヤーガスおよび前駆体に依存する。
が、この発明のＣＶＤ反応にプラズマは必要ではない．プラズマを使用する場合
、プラズマは約０．０１ないし約１０Ｗ／ｃｍ2のプラズマ電力密度および約０ Ｈｚないし約１０8ｋＨｚの周波数を有するのが好ましい。また、電気的バイア スを基体に適用することもできる。対応する電力密度は約０．００１Ｗ／ｃｍ2 ないし約１０3Ｗ／ｃｍ2の範囲にあるのが好ましい。 室内に導入された原料は、反応条件下に、基体上にけい素・窒素ベースフィル
ムが堆積するに充分な時間の間維持される。堆積段階は、典型的に約３０秒ない
し約３０分間、最も好ましくは約５分間かかるが、この時間は堆積すべきフィル
ムの型、処理条件、目的とするフィルムの厚さおよび使用する反応剤および／ま
たはキャリヤーガスおよび前駆体に依存する。
【００１８】 束縛されることを希望するわけではないが、けい素・窒素ベースフィルムの堆
積をもたらす反応機構は、ハロエチルシラン前駆体中の−ＣＨ2ＣＨ2−基のよう
な不飽和基を熱変位または脱離させて低温熱変換させ、中間体ハロシラン化合物
を形成させることを含む。中間体は、アンモニアまたはその他の窒素含有反応ガ
スの存在下において、粒子を形成せずに移送できる第１級または第２級シリルア
ミンのような不安定なけい素・窒素中間体化合物の形成が可能である、アミン窒
素を保持している。塩化アンモニウムのようなハロゲン化された窒素含有副生物
が生成し、ＣＶＤ環境で形成された不安定な中間体がけい素・窒素ベースフィル
ムの形成を容易にする。ＣＶＤ環境でけい素・窒素ベースフィルムになる不安定
な中間体の分解機構は完全に判明していないが、Ｓｉ＝Ｎ結合を有するシリルイ
ミン中間体が関与している可能性が考えられる。好ましい前駆体と反応ガスを使
用する反応機構案の例を、クロロエチルシラン（II）の場合およびブロモエチル
トリクロロシラン（III）の場合について示す。
積をもたらす反応機構は、ハロエチルシラン前駆体中の−ＣＨ2ＣＨ2−基のよう
な不飽和基を熱変位または脱離させて低温熱変換させ、中間体ハロシラン化合物
を形成させることを含む。中間体は、アンモニアまたはその他の窒素含有反応ガ
スの存在下において、粒子を形成せずに移送できる第１級または第２級シリルア
ミンのような不安定なけい素・窒素中間体化合物の形成が可能である、アミン窒
素を保持している。塩化アンモニウムのようなハロゲン化された窒素含有副生物
が生成し、ＣＶＤ環境で形成された不安定な中間体がけい素・窒素ベースフィル
ムの形成を容易にする。ＣＶＤ環境でけい素・窒素ベースフィルムになる不安定
な中間体の分解機構は完全に判明していないが、Ｓｉ＝Ｎ結合を有するシリルイ
ミン中間体が関与している可能性が考えられる。好ましい前駆体と反応ガスを使
用する反応機構案の例を、クロロエチルシラン（II）の場合およびブロモエチル
トリクロロシラン（III）の場合について示す。
【００１９】
【化５】
【００２０】
【化６】
【００２１】 交互にまたは連続的に堆積したけい素・窒素ベースフィルムの多層および／ま
たはさらにけい素・窒素ベースフィルムを含むその他の半導体フィルムが、好ま
しくは基体が単一堆積反応器中に保持されている間に、基体に供給されうる。基
体および前駆体は、前駆体を気相状態として、堆積室に供給される。次いで好ま
しいガスが、上記のような好ましい堆積室温度において交互または連続的フィル
ムの形成のために供給される。けい素・窒素ベースフィルムまたはその他の半導
体で使用するフィルム、例えばタンタルベース、チタンベース、またはけい素ベ
ースフィルムを、まず基体上に堆積させ、次いで種々の層を任意の順序または連
続体で交代させまたは適用することができる。
たはさらにけい素・窒素ベースフィルムを含むその他の半導体フィルムが、好ま
しくは基体が単一堆積反応器中に保持されている間に、基体に供給されうる。基
体および前駆体は、前駆体を気相状態として、堆積室に供給される。次いで好ま
しいガスが、上記のような好ましい堆積室温度において交互または連続的フィル
ムの形成のために供給される。けい素・窒素ベースフィルムまたはその他の半導
体で使用するフィルム、例えばタンタルベース、チタンベース、またはけい素ベ
ースフィルムを、まず基体上に堆積させ、次いで種々の層を任意の順序または連
続体で交代させまたは適用することができる。
【００２２】 別の方法として、このようなけい素・窒素ベースフィルムの多層は、基体が単
一堆積反応器中で移動する間に基体上に堆積させることができる。さらに、多層
は、基体がそれぞれ被覆した基体の特定の用途に応じて１種またはそれ以上の層
の堆積に使用される２個またはそれ以上の別な反応器間を移動する間に基体に供
給することができる。基体は、このような層の１種またはそれ以上が堆積される
一つの反応器から、別の層（類）が堆積される別の反応器（類）へ移動する。好
ましくは、反応器は漏洩しない転送アームで相互に結合され、および／または被
覆した基体を空気にさらさないで異なる反応器間を試料移送できるロードロック
を備えている。
一堆積反応器中で移動する間に基体上に堆積させることができる。さらに、多層
は、基体がそれぞれ被覆した基体の特定の用途に応じて１種またはそれ以上の層
の堆積に使用される２個またはそれ以上の別な反応器間を移動する間に基体に供
給することができる。基体は、このような層の１種またはそれ以上が堆積される
一つの反応器から、別の層（類）が堆積される別の反応器（類）へ移動する。好
ましくは、反応器は漏洩しない転送アームで相互に結合され、および／または被
覆した基体を空気にさらさないで異なる反応器間を試料移送できるロードロック
を備えている。
【００２３】 この発明にしたがってけい素・窒素ベースフィルムを調製するために、以下に
検討する一般的基準を有する任意のＣＶＤ装置を、所望によるプラズマを用いて
またはなしに、使用することができる。反応剤は、ＣＶＤ反応器内に気体の形で
導入され、前駆体は気相状態で導入される。結合の開裂および化学反応に必要な
エネルギーは、熱エネルギーとして供給される。「プラズマ推進ＣＶＤ」とは、
結合の開裂および化学反応に必要な追加エネルギーが、一部分、好ましくは約０
ないし約１００Ｗ／ｃｍ2、さらに好ましくは約０．０１ないし約１０Ｗ／ｃｍ2 、最も好ましくは約０．５Ｗ／ｃｍ2未満のプラズマ電力密度を有するプラズマ の形のグロー放電で形成された高エネルギー電子として供給されるＬＰＣＶＤ法
である。プラズマ推進ＣＶＤは、グロー放電に存在する高エネルギー電子の利点
を気体分子の解離の補助に利用する。この発明のプラズマ推進ＣＶＤに使用する
低電力密度の好適な使用は、気相中における早すぎる前駆体分解を引き起こさず
、したがって望ましくないフィルム汚染を防止する。さらに、低電力プラズマ密
度の使用は、フィルムおよび基体への電気的損傷を防ぐのを助ける。
検討する一般的基準を有する任意のＣＶＤ装置を、所望によるプラズマを用いて
またはなしに、使用することができる。反応剤は、ＣＶＤ反応器内に気体の形で
導入され、前駆体は気相状態で導入される。結合の開裂および化学反応に必要な
エネルギーは、熱エネルギーとして供給される。「プラズマ推進ＣＶＤ」とは、
結合の開裂および化学反応に必要な追加エネルギーが、一部分、好ましくは約０
ないし約１００Ｗ／ｃｍ2、さらに好ましくは約０．０１ないし約１０Ｗ／ｃｍ2 、最も好ましくは約０．５Ｗ／ｃｍ2未満のプラズマ電力密度を有するプラズマ の形のグロー放電で形成された高エネルギー電子として供給されるＬＰＣＶＤ法
である。プラズマ推進ＣＶＤは、グロー放電に存在する高エネルギー電子の利点
を気体分子の解離の補助に利用する。この発明のプラズマ推進ＣＶＤに使用する
低電力密度の好適な使用は、気相中における早すぎる前駆体分解を引き起こさず
、したがって望ましくないフィルム汚染を防止する。さらに、低電力プラズマ密
度の使用は、フィルムおよび基体への電気的損傷を防ぐのを助ける。
【００２４】 下記の基本的構成部分を有する任意のＣＶＤ反応器をこの発明の方法に使用す
ることができる：前駆体の貯蔵と供給制御に使用する前駆体供給システム、真空
室、減圧を適度に維持するためのポンプシステム、プラズマを使用する場合プラ
ズマ補助ＣＶＤのためのプラズマ放電を起こす電力源、温度制御システム、およ
び反応剤およびこの方法で得られる生産物の流動を測定し制御するための気体ま
たは蒸気処理出力。前駆体供給システムは、下記のうち任意のものであってよい
：圧力ベースのバブラーまたは昇華器、ホットソースマス流動制御器、液体供給
システム、または直接液体注入システムもしくは同様な装置。
ることができる：前駆体の貯蔵と供給制御に使用する前駆体供給システム、真空
室、減圧を適度に維持するためのポンプシステム、プラズマを使用する場合プラ
ズマ補助ＣＶＤのためのプラズマ放電を起こす電力源、温度制御システム、およ
び反応剤およびこの方法で得られる生産物の流動を測定し制御するための気体ま
たは蒸気処理出力。前駆体供給システムは、下記のうち任意のものであってよい
：圧力ベースのバブラーまたは昇華器、ホットソースマス流動制御器、液体供給
システム、または直接液体注入システムもしくは同様な装置。
【００２５】 この発明に従ってけい素・窒素ベースフィルムを堆積する際、ハロエチルシラ
ン前駆体は、好ましくは、抵抗型加熱テープおよび付随電力源により、前駆体の
昇華または気化を確保するに充分な高さであるが前駆体の早すぎる分解を引き起
こすほど高くはない温度に加熱することができる貯蔵容器中に収容される。高度
真空弁により貯蔵容器から分離できるマス流動制御器が、好ましくは、貯蔵容器
へのガス流の制御を補助するために設置される。キャリヤーおよび／または反応
剤ガス、例えば窒素、アンモニアまたは窒素とアンモニアの組み合わせが、ＣＶ
Ｄ反応器室への前駆体供給システムとして従来型の圧力および／または温度ベー
スのマス流動制御供給システムが使用される場合に、キャリヤーおよび／また反
応剤ガスとして機能しうる。別の方法として、このようなガスが、ＣＶＤ反応器
への前駆体供給のために液体供給システムを使用する場合に加圧剤として機能す
る。このようなシステムは、マイクロポンプと気化ヘッドの組み合わせを含みう
る。このようなシステムの適当な例はＭＫＳ直接液体注入システムである。原料
前駆体の適当な供給システムの別の例は、ホットソースマス流動制御器、例えば
キャリヤーまたは加圧ガスの使用を必要としないＭＫＳモデル１１５０ＭＦＣで
ある。さらなる例は、固体源供給システム、例えばキャリヤーまたは加圧ガスの
使用を必要としないＭＫＳ１１５システムである。
ン前駆体は、好ましくは、抵抗型加熱テープおよび付随電力源により、前駆体の
昇華または気化を確保するに充分な高さであるが前駆体の早すぎる分解を引き起
こすほど高くはない温度に加熱することができる貯蔵容器中に収容される。高度
真空弁により貯蔵容器から分離できるマス流動制御器が、好ましくは、貯蔵容器
へのガス流の制御を補助するために設置される。キャリヤーおよび／または反応
剤ガス、例えば窒素、アンモニアまたは窒素とアンモニアの組み合わせが、ＣＶ
Ｄ反応器室への前駆体供給システムとして従来型の圧力および／または温度ベー
スのマス流動制御供給システムが使用される場合に、キャリヤーおよび／また反
応剤ガスとして機能しうる。別の方法として、このようなガスが、ＣＶＤ反応器
への前駆体供給のために液体供給システムを使用する場合に加圧剤として機能す
る。このようなシステムは、マイクロポンプと気化ヘッドの組み合わせを含みう
る。このようなシステムの適当な例はＭＫＳ直接液体注入システムである。原料
前駆体の適当な供給システムの別の例は、ホットソースマス流動制御器、例えば
キャリヤーまたは加圧ガスの使用を必要としないＭＫＳモデル１１５０ＭＦＣで
ある。さらなる例は、固体源供給システム、例えばキャリヤーまたは加圧ガスの
使用を必要としないＭＫＳ１１５システムである。
【００２６】 好ましい実施態様において、前駆体の蒸気およびキャリヤーおよび／または反
応剤ガスは、好ましくは、抵抗型加熱テープおよび付随電力源を用いて、前駆体
の再凝縮を防止するために貯蔵容器と同じ温度に維持されている供給ラインを通
じて、ＣＶＤ反応器に移送される。ＣＶＤ反応器は、好ましくはプラズマ発生能
力を備えた８インチウエハ低温壁ステンレス鋼ＣＶＤ反応器でありうる。プラズ
マは、直流プラズマ、無線周波数プラズマ、低周波数プラズマ、高密度プラズマ
、電子サイクロトロンプラズマ、誘導結合プラズマ、マイクロ波プラズマまたは
その他の同様な発生源のような、種々の発生源により発生させうる。プラズマは
二重の目的に使用しうる。プラズマ推進ＣＶＤを使用する場合、それは、系内堆
積前基体清浄および実際の堆積に使用しうる。
応剤ガスは、好ましくは、抵抗型加熱テープおよび付随電力源を用いて、前駆体
の再凝縮を防止するために貯蔵容器と同じ温度に維持されている供給ラインを通
じて、ＣＶＤ反応器に移送される。ＣＶＤ反応器は、好ましくはプラズマ発生能
力を備えた８インチウエハ低温壁ステンレス鋼ＣＶＤ反応器でありうる。プラズ
マは、直流プラズマ、無線周波数プラズマ、低周波数プラズマ、高密度プラズマ
、電子サイクロトロンプラズマ、誘導結合プラズマ、マイクロ波プラズマまたは
その他の同様な発生源のような、種々の発生源により発生させうる。プラズマは
二重の目的に使用しうる。プラズマ推進ＣＶＤを使用する場合、それは、系内堆
積前基体清浄および実際の堆積に使用しうる。
【００２７】 また、反応器は、基体上に電気バイアスを備えていてもよい。バイアスは、直
流、５００ｋＨｚ未満の低無線周波数、５００ｋＨｚないし約１０6ｋＨｚの高 無線周波数、または約１０6ｋＨｚないし約１０8ｋＨｚのマイクロ波周波数およ
び同様な発生源から誘導することができる。 反応器は大気圧付近で操業してもよいが、種々のポンプシステムを使用してＣ
ＶＤ堆積反応器の部分的排気によりガスと前駆体を室内へ引き込んで反応を容易
にすることが可能である。２種のこのようなシステムが推奨される。一つのシス
テムは、高度真空（１０-6トルまたはそれ以上）のポンプシステムであり、これ
はクライオジェニックまたはターボ分子タイプのポンプを使用しうる。このシス
テムは、反応器に高度真空基底圧を確保しうる。ルーツブロワーまたはドライポ
ンプを有する真空システムもまた、ＣＶＤの実施中に高いガススループットを操
作するために使用しうる。両ポンプユニットは、好ましくは高度真空ゲートバル
ブによりＣＶＤ反応器から分離される。
流、５００ｋＨｚ未満の低無線周波数、５００ｋＨｚないし約１０6ｋＨｚの高 無線周波数、または約１０6ｋＨｚないし約１０8ｋＨｚのマイクロ波周波数およ
び同様な発生源から誘導することができる。 反応器は大気圧付近で操業してもよいが、種々のポンプシステムを使用してＣ
ＶＤ堆積反応器の部分的排気によりガスと前駆体を室内へ引き込んで反応を容易
にすることが可能である。２種のこのようなシステムが推奨される。一つのシス
テムは、高度真空（１０-6トルまたはそれ以上）のポンプシステムであり、これ
はクライオジェニックまたはターボ分子タイプのポンプを使用しうる。このシス
テムは、反応器に高度真空基底圧を確保しうる。ルーツブロワーまたはドライポ
ンプを有する真空システムもまた、ＣＶＤの実施中に高いガススループットを操
作するために使用しうる。両ポンプユニットは、好ましくは高度真空ゲートバル
ブによりＣＶＤ反応器から分離される。
【００２８】 ＣＶＤ反応器は、好ましくは、約３００ｍｍウエハまたはそれより大きな大き
さの基体を反応器中に移送し装填するために使用される高度真空ロードロックシ
ステムを備えている。別の方法として、反応器は、基体を多重ＣＶＤ反応器間で
移送して種々のけい素対窒素比のけい素・窒素ベースフィルムの連続または交互
層を堆積するために使用しうる真空中央操作ユニットと連結されていてもよい。
さの基体を反応器中に移送し装填するために使用される高度真空ロードロックシ
ステムを備えている。別の方法として、反応器は、基体を多重ＣＶＤ反応器間で
移送して種々のけい素対窒素比のけい素・窒素ベースフィルムの連続または交互
層を堆積するために使用しうる真空中央操作ユニットと連結されていてもよい。
【００２９】 貯蔵器に挿入後、前駆体は、ＣＶＤ室への高速昇華または気化を確保するがそ
の早すぎる分解を引き起こすほど高くはない温度に維持される。好ましくは、前
駆体は約２５℃ないし約１５０℃の温度に維持される。ＣＶＤ反応器への前駆体
流動の制御に従来の圧力および／または温度ベースのマス流動制御タイプまたは
固体源タイプ供給システムを使用する場合、貯蔵器内における前駆体の温度は室
内への供給速度の制御に重要な役割を果たす。別の方法として、液体供給システ
ム、例えばマイクロポンプと気化ヘッドの組み合わせからなるＭＫＳ直接液体注
入システムを使用する場合、貯蔵器中の液体は室温である。このような液体供給
システムでは、貯蔵器中の液体ではなく気化ヘッドが前駆体の昇華または気化を
確保するに充分な高さであるがその早すぎる分解を引き起こすほど高くはない温
度に加熱される。
の早すぎる分解を引き起こすほど高くはない温度に維持される。好ましくは、前
駆体は約２５℃ないし約１５０℃の温度に維持される。ＣＶＤ反応器への前駆体
流動の制御に従来の圧力および／または温度ベースのマス流動制御タイプまたは
固体源タイプ供給システムを使用する場合、貯蔵器内における前駆体の温度は室
内への供給速度の制御に重要な役割を果たす。別の方法として、液体供給システ
ム、例えばマイクロポンプと気化ヘッドの組み合わせからなるＭＫＳ直接液体注
入システムを使用する場合、貯蔵器中の液体は室温である。このような液体供給
システムでは、貯蔵器中の液体ではなく気化ヘッドが前駆体の昇華または気化を
確保するに充分な高さであるがその早すぎる分解を引き起こすほど高くはない温
度に加熱される。
【００３０】 供給にガスを使用する場合、実質的に前駆体と反応しないか、または前駆体と
反応して反応ゾーンへ容易に移送される中間生成物を形成しおよび／またはより
容易に分解して目的とするけい素・窒素ベースフィルムを生じうるような、任意
の気体物質を使用しうる。代表的なキャリヤーガスは前に列挙している。キャリ
ヤーガスの流速は、０より大きな値から約１００ｌ／分（標準状態下）、好まし
くは約１０ないし約１０００ｃｍ3／分まで変化できる。 上記の全ての供給方式において、前駆体蒸気の流速は約０．０１ないし約２０
００ｃｍ3／分（標準状態下）の範囲でありえよう。好ましくは、ＣＶＤ室へ向 かう前駆体蒸気の流速は約０．１ないし約１００ｃｍ3／分（標準状態下）であ る。単一ガスでもガス混合物でもよいキャリヤーおよび／または反応剤ガスの流
動は、好ましくは約１０ｃｍ3／分（標準状態下）ないし約１００ｌ／分（標準 状態下）、さらに好ましくは約１００ｃｍ3／分（標準状態下）ないし約５ｌ／ 分（標準状態下）である。対応する反応器の圧力は、好ましくは約０．２０トル
ないし約１０００トル、さらに好ましくは約０．５トルないし約７５０トルであ
る。 けい素・窒素ベースフィルムの製造に使用する精確なＣＶＤ法に関係なく、ま
た窒素含有反応剤ガスおよびキャリヤーおよび／または反応剤ガスとして機能で
きる少なくとも１種のキャリヤーガスの精確な本体に関係なく、化学量論的Ｓｉ 3 Ｎ4フィルムを目的とする場合、少なくとも４モルの窒素原子がけい素３モルご
とに反応室内に存在すべきである。もし堆積室内に化学量論量以下の窒素が存在
するなら、ｘ＜１のＳｉＮxのようなけい素濃厚フィルムが堆積する。このこと は、混合相フィルム、すなわち純けい素およびけい素濃厚窒化物の相を有するフ
ィルムの形成を可能にしよう。混合相フィルムはある用途に関して好ましいかも
知れず、このようなフィルムおよびこのようなフィルムで上が被覆された基体を
製造する方法は、この発明の範囲内にある。
反応して反応ゾーンへ容易に移送される中間生成物を形成しおよび／またはより
容易に分解して目的とするけい素・窒素ベースフィルムを生じうるような、任意
の気体物質を使用しうる。代表的なキャリヤーガスは前に列挙している。キャリ
ヤーガスの流速は、０より大きな値から約１００ｌ／分（標準状態下）、好まし
くは約１０ないし約１０００ｃｍ3／分まで変化できる。 上記の全ての供給方式において、前駆体蒸気の流速は約０．０１ないし約２０
００ｃｍ3／分（標準状態下）の範囲でありえよう。好ましくは、ＣＶＤ室へ向 かう前駆体蒸気の流速は約０．１ないし約１００ｃｍ3／分（標準状態下）であ る。単一ガスでもガス混合物でもよいキャリヤーおよび／または反応剤ガスの流
動は、好ましくは約１０ｃｍ3／分（標準状態下）ないし約１００ｌ／分（標準 状態下）、さらに好ましくは約１００ｃｍ3／分（標準状態下）ないし約５ｌ／ 分（標準状態下）である。対応する反応器の圧力は、好ましくは約０．２０トル
ないし約１０００トル、さらに好ましくは約０．５トルないし約７５０トルであ
る。 けい素・窒素ベースフィルムの製造に使用する精確なＣＶＤ法に関係なく、ま
た窒素含有反応剤ガスおよびキャリヤーおよび／または反応剤ガスとして機能で
きる少なくとも１種のキャリヤーガスの精確な本体に関係なく、化学量論的Ｓｉ 3 Ｎ4フィルムを目的とする場合、少なくとも４モルの窒素原子がけい素３モルご
とに反応室内に存在すべきである。もし堆積室内に化学量論量以下の窒素が存在
するなら、ｘ＜１のＳｉＮxのようなけい素濃厚フィルムが堆積する。このこと は、混合相フィルム、すなわち純けい素およびけい素濃厚窒化物の相を有するフ
ィルムの形成を可能にしよう。混合相フィルムはある用途に関して好ましいかも
知れず、このようなフィルムおよびこのようなフィルムで上が被覆された基体を
製造する方法は、この発明の範囲内にある。
【００３１】 さらに、窒素高濃度フィルムを目的とする場合、窒素原子の過剰、すなわち反
応室内におけるけい素１モル当たり反応室内の窒素原子１モル超を維持すること
は重要である。過剰の窒素が堆積室内に存在するなら、ｘ＞１のＳｉＮxのよう な窒素濃厚フィルムが堆積する。このことは、混合相フィルム、すなわち純けい
素および窒素濃厚窒化物の相を有するフィルムの形成を可能にしよう。 また、単独または組み合わせとして、けい素・窒素ベースフィルムの製造に関
するあらゆる好適なＣＶＤ技術を、この発明の方法にしたがって使用しうること
が、この開示に基づいて理解されるべきである。例えば、標準的ＣＶＤをけい素
・窒素ベースフィルムの堆積に使用することができ、次いでプラズマ推進ＣＶＤ
を使用して異なったけい素対窒素組成比をもつ第２の同様なフィルム（または異
なったタイプの半導体フィルム）を堆積させて２層、または別の層類ともに多層
のフィルムを基体上に形成させうる。 以下、この発明を下記の非限定的実施例によりさらに説明する。
応室内におけるけい素１モル当たり反応室内の窒素原子１モル超を維持すること
は重要である。過剰の窒素が堆積室内に存在するなら、ｘ＞１のＳｉＮxのよう な窒素濃厚フィルムが堆積する。このことは、混合相フィルム、すなわち純けい
素および窒素濃厚窒化物の相を有するフィルムの形成を可能にしよう。 また、単独または組み合わせとして、けい素・窒素ベースフィルムの製造に関
するあらゆる好適なＣＶＤ技術を、この発明の方法にしたがって使用しうること
が、この開示に基づいて理解されるべきである。例えば、標準的ＣＶＤをけい素
・窒素ベースフィルムの堆積に使用することができ、次いでプラズマ推進ＣＶＤ
を使用して異なったけい素対窒素組成比をもつ第２の同様なフィルム（または異
なったタイプの半導体フィルム）を堆積させて２層、または別の層類ともに多層
のフィルムを基体上に形成させうる。 以下、この発明を下記の非限定的実施例によりさらに説明する。
【００３２】 実施例１ けい素・窒素ベースフィルムを形成する前に、下記の反応にしたがって２−ク
ロロエチルシランを製造した。
ロロエチルシランを製造した。
【００３３】
【化７】
【００３４】 反応剤および化合物は、表１に示すように、下記の性質を有する。
【００３５】
【表１】
【００３６】 窒素保護冷却器、滴下漏斗、ポット温度計および機械的攪拌機を備えた５リッ
トルの４頸フラスコを冷却浴中に設置し、ダイグライム３リットルを装入した。
１８９．８ｇの量の水素化アルミニウムリチウムをゆっくり添加し、３ないし４
時間攪拌した。混合物を１５℃に冷却し、２５℃の温度を維持しながら９８９．
８ｇの量の２−クロロエチルトリクロロシランをゆっくり添加した。添加は５時
間以上かかって完了した。反応混合物を一夜攪拌した。滴下漏斗と冷却器を除去
し、デュワー冷却器を備えたドライアイス冷却１リットルフラスコ引き込み装置
で置き換えた。反応フラスコの冷却浴は加熱マントルで置き換えた。 ５０トルの部分的真空下、反応フラスコから揮発分を除去し、１リットルフラ
スコ中に凝縮させた。除去の終末点で真空を２５トルに増加し温度を４０℃に上
げた。１リットルフラスコ中に凝縮した揮発性留分を常圧で蒸留した。主留分は
７１℃で沸騰し、収率５６％にあたる２６５ｇの重量であった。２−クロロエチ
ルシランの同定は、赤外線（ＩＲ）分光法および核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光法で
確認した。生成物は、２０℃における比重０．９０４を有する空気中で安定な透
明液体であった。
トルの４頸フラスコを冷却浴中に設置し、ダイグライム３リットルを装入した。
１８９．８ｇの量の水素化アルミニウムリチウムをゆっくり添加し、３ないし４
時間攪拌した。混合物を１５℃に冷却し、２５℃の温度を維持しながら９８９．
８ｇの量の２−クロロエチルトリクロロシランをゆっくり添加した。添加は５時
間以上かかって完了した。反応混合物を一夜攪拌した。滴下漏斗と冷却器を除去
し、デュワー冷却器を備えたドライアイス冷却１リットルフラスコ引き込み装置
で置き換えた。反応フラスコの冷却浴は加熱マントルで置き換えた。 ５０トルの部分的真空下、反応フラスコから揮発分を除去し、１リットルフラ
スコ中に凝縮させた。除去の終末点で真空を２５トルに増加し温度を４０℃に上
げた。１リットルフラスコ中に凝縮した揮発性留分を常圧で蒸留した。主留分は
７１℃で沸騰し、収率５６％にあたる２６５ｇの重量であった。２−クロロエチ
ルシランの同定は、赤外線（ＩＲ）分光法および核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光法で
確認した。生成物は、２０℃における比重０．９０４を有する空気中で安定な透
明液体であった。
【００３７】 次いで、２−クロロエチルシランを、ＣＶＤを使用するけい素・窒素ベースフ
ィルム堆積用前駆体として使用した。基体を装填した後、ＣＶＤ反応室を排気し
、次いで窒素で再充填した。堆積中、ＣＶＤ反応器の圧力は７５０トルに保持し
た。使用した基体は、２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍのけい素片であった。これら
を、銀塗料で１５．２４ｃｍのキャリヤーウエハに取り付けた。ウエハを、セラ
ミックヒーターで加熱した石英板上に置いた。ヒーター温度をヒーターの下側か
ら３個の熱電対で測定した。各熱電対を温度制御器に連結した。実際の温度は検
定用ウエハを使用して測定した。ヒーター温度とウエハ温度の差は、ガスの流動
速度、並びにヒーター温度およびコーン温度に依存していた。この実施例で用い
た方法の条件下では、ウエハ温度はヒーター温度より８０〜１００℃低かった。
ィルム堆積用前駆体として使用した。基体を装填した後、ＣＶＤ反応室を排気し
、次いで窒素で再充填した。堆積中、ＣＶＤ反応器の圧力は７５０トルに保持し
た。使用した基体は、２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍのけい素片であった。これら
を、銀塗料で１５．２４ｃｍのキャリヤーウエハに取り付けた。ウエハを、セラ
ミックヒーターで加熱した石英板上に置いた。ヒーター温度をヒーターの下側か
ら３個の熱電対で測定した。各熱電対を温度制御器に連結した。実際の温度は検
定用ウエハを使用して測定した。ヒーター温度とウエハ温度の差は、ガスの流動
速度、並びにヒーター温度およびコーン温度に依存していた。この実施例で用い
た方法の条件下では、ウエハ温度はヒーター温度より８０〜１００℃低かった。
【００３８】 ２−クロロエチルシランは５ｍｌの量でバブラーに添加した。バブラー温度は
、冷却した水浴を使用して１５℃に維持した。窒素をキャリヤーガスとして使用
した。前駆体蒸気とキャリヤーガスは基体上方に位置するコーン型シャワーヘッ
ドの中央部から反応室に入れた。シャワーヘッドコーンの底部直径は５．０８ｃ
ｍであった。アンモニアを反応剤ガスとして使用し、シャワーヘッドコーンに連
結されているが中央から離れて位置する別の入り口から室内に入れた。コーン温
度は５００℃に保った。典型的な堆積時間は５分間であった。数回の堆積を、バ
ブラーの再装填なしに実施した。 けい素・窒素フィルムの堆積を、６００ないし８００℃の温度で行った。フィ
ルムの分析を、ラザフォード後方散乱分光法（ＲＢＳ）、オージェ電子分光法（
ＡＥＳ）および核反応分析（ＮＲＡ）により実施した。ＲＢＳおよびＡＥＳで測
定したところ、Ｎ：Ｓｉ比は１．５ないし１．７の範囲にあった。調査した方法
ウインドー中最低の不純物レベルは、ＡＥＳにより酸素について２〜４原子％、
炭素について２〜８原子％と測定された。ＮＲＡを使用すると、水素濃度は１５
〜１７％の間と判明した。ＲＢＳは塩素系不純物が０．４〜２．４原子％である
ことを示した。成長速度は５５〜２００オングストローム／分の範囲であり、成
長温度と共に増加した。 各堆積で得た情報の要約を表２に示す。
、冷却した水浴を使用して１５℃に維持した。窒素をキャリヤーガスとして使用
した。前駆体蒸気とキャリヤーガスは基体上方に位置するコーン型シャワーヘッ
ドの中央部から反応室に入れた。シャワーヘッドコーンの底部直径は５．０８ｃ
ｍであった。アンモニアを反応剤ガスとして使用し、シャワーヘッドコーンに連
結されているが中央から離れて位置する別の入り口から室内に入れた。コーン温
度は５００℃に保った。典型的な堆積時間は５分間であった。数回の堆積を、バ
ブラーの再装填なしに実施した。 けい素・窒素フィルムの堆積を、６００ないし８００℃の温度で行った。フィ
ルムの分析を、ラザフォード後方散乱分光法（ＲＢＳ）、オージェ電子分光法（
ＡＥＳ）および核反応分析（ＮＲＡ）により実施した。ＲＢＳおよびＡＥＳで測
定したところ、Ｎ：Ｓｉ比は１．５ないし１．７の範囲にあった。調査した方法
ウインドー中最低の不純物レベルは、ＡＥＳにより酸素について２〜４原子％、
炭素について２〜８原子％と測定された。ＮＲＡを使用すると、水素濃度は１５
〜１７％の間と判明した。ＲＢＳは塩素系不純物が０．４〜２．４原子％である
ことを示した。成長速度は５５〜２００オングストローム／分の範囲であり、成
長温度と共に増加した。 各堆積で得た情報の要約を表２に示す。
【００３９】 実施例２ ２−ブロモエチルトリクロロシランを使用して、２−ブロモエチルトリクロロ
シランに充分な蒸気圧を与えるために高い前駆体温度が必要であった点を除いて
、同一条件を含む、実施例１記載の方法を堆積に使用した。バブラーの温度は８
５℃に設定し、前駆体供給ラインはバブラー温度より少なくとも２０℃高く維持
した。けい素・窒素ベースフィルムの堆積は５５０℃ないし８００℃のヒーター
温度で実施した。フィルムの分析は、ＲＢＳ、フーリエ変換赤外線分光法（ＦＴ
−ＩＲ）およびＮＲＡで行った。ＲＢＳで測定したところ、Ｎ：Ｓｉ比は１．５
ないし１．９の範囲にあった。Ｓｉ−ＮおよびＮ−Ｈ結合はＦＴ−ＩＲにより確
認した。ＮＲＡを使用すると、水素濃度は１８〜２２原子％と判明した。ＲＢＳ
は塩素系不純物が１．４〜２．０原子％であり、臭素系不純物が０．３〜０．６
原子％であることを示した。成長速度は３０〜５５０オングストローム／分の範
囲であり、成長温度と共に増加した。
シランに充分な蒸気圧を与えるために高い前駆体温度が必要であった点を除いて
、同一条件を含む、実施例１記載の方法を堆積に使用した。バブラーの温度は８
５℃に設定し、前駆体供給ラインはバブラー温度より少なくとも２０℃高く維持
した。けい素・窒素ベースフィルムの堆積は５５０℃ないし８００℃のヒーター
温度で実施した。フィルムの分析は、ＲＢＳ、フーリエ変換赤外線分光法（ＦＴ
−ＩＲ）およびＮＲＡで行った。ＲＢＳで測定したところ、Ｎ：Ｓｉ比は１．５
ないし１．９の範囲にあった。Ｓｉ−ＮおよびＮ−Ｈ結合はＦＴ−ＩＲにより確
認した。ＮＲＡを使用すると、水素濃度は１８〜２２原子％と判明した。ＲＢＳ
は塩素系不純物が１．４〜２．０原子％であり、臭素系不純物が０．３〜０．６
原子％であることを示した。成長速度は３０〜５５０オングストローム／分の範
囲であり、成長温度と共に増加した。
【００４０】
【表２】
【００４１】 けい素・窒素ベースフィルム形成に関する先行技術の化学気相堆積法と対照的
に、この発明の方法は、電子グレードの純度と低い汚染レベルのフィルムを、先
行技術で提供されるものと比較して低い温度で提供する。それはさらに、有害な
シラン系およびクロロシラン系原料の使用に対する安全な代替法を提供する。さ
らに、プラズマを使用せずにフィルムを形成しうる能力は、先行技術方法に対す
る効果的、低温および低エネルギー代替法を提供する。 当業者は、広範なこの発明の思想から逸脱することなく上記の実施態様に変更
を加えうることを認識するであろう。したがって、この発明は開示された特定の
実施態様に限定されるものではなく、添付の請求項に定義されたこの発明の精神
および範囲内における修正を包含するように意図されていることが理解される。
に、この発明の方法は、電子グレードの純度と低い汚染レベルのフィルムを、先
行技術で提供されるものと比較して低い温度で提供する。それはさらに、有害な
シラン系およびクロロシラン系原料の使用に対する安全な代替法を提供する。さ
らに、プラズマを使用せずにフィルムを形成しうる能力は、先行技術方法に対す
る効果的、低温および低エネルギー代替法を提供する。 当業者は、広範なこの発明の思想から逸脱することなく上記の実施態様に変更
を加えうることを認識するであろう。したがって、この発明は開示された特定の
実施態様に限定されるものではなく、添付の請求項に定義されたこの発明の精神
および範囲内における修正を包含するように意図されていることが理解される。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年９月１４日（１９９９．９．１４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【化１】 （ここでＸはハロゲンであり、Ｒ1およびＲ2は、水素、並びに炭素原子１ないし
８個の非置換およびハロゲン置換アルキル基、けい素原子１ないし２個の非置換
およびハロゲン置換シリル基、およびけい素および炭素原子の合計が１ないし７
個の非置換およびハロゲン置換アルキルシリル基からなる群から選択される分枝
または直鎖部分からなる群から独立に選択され、Ｘ’は水素およびハロゲンから
なる群から選択される） を有するハロエチルシラン前駆体；および （iii）窒素を含む少なくとも１種の反応剤ガス を導入し、 （ｂ）前記室内における約２００℃ないし約１０００℃の堆積温度を、前記基体
上にけい素・窒素ベースフィルムが堆積するに充分な時間の間維持すること を含む、基体上におけるけい素・窒素ベースフィルムの化学気相堆積方法。
８個の非置換およびハロゲン置換アルキル基、けい素原子１ないし２個の非置換
およびハロゲン置換シリル基、およびけい素および炭素原子の合計が１ないし７
個の非置換およびハロゲン置換アルキルシリル基からなる群から選択される分枝
または直鎖部分からなる群から独立に選択され、Ｘ’は水素およびハロゲンから
なる群から選択される） を有するハロエチルシラン前駆体；および （iii）窒素を含む少なくとも１種の反応剤ガス を導入し、 （ｂ）前記室内における約２００℃ないし約１０００℃の堆積温度を、前記基体
上にけい素・窒素ベースフィルムが堆積するに充分な時間の間維持すること を含む、基体上におけるけい素・窒素ベースフィルムの化学気相堆積方法。
【化２】 （ここでＸはハロゲンであり、Ｒ1およびＲ2は、水素、並びに炭素原子１ないし
８個の非置換およびハロゲン置換アルキル基、けい素原子１ないし２個の非置換
およびハロゲン置換シリル基、およびけい素および炭素原子の合計が１ないし７
個の非置換およびハロゲン置換アルキルシリル基からなる群から選択される分枝
または直鎖部分からなる群から独立に選択され、Ｘ’は水素およびハロゲンから
なる群から選択される） を有する、けい素・窒素ベースフィルム。
８個の非置換およびハロゲン置換アルキル基、けい素原子１ないし２個の非置換
およびハロゲン置換シリル基、およびけい素および炭素原子の合計が１ないし７
個の非置換およびハロゲン置換アルキルシリル基からなる群から選択される分枝
または直鎖部分からなる群から独立に選択され、Ｘ’は水素およびハロゲンから
なる群から選択される） を有する、けい素・窒素ベースフィルム。
【化３】 （ここでＸはハロゲンであり、Ｒ1およびＲ2は、水素、並びに炭素原子１ないし
８個の非置換およびハロゲン置換アルキル基、けい素原子１ないし２個の非置換
およびハロゲン置換シリル基、およびけい素および炭素原子の合計が１ないし７
個の非置換およびハロゲン置換アルキルシリル基からなる群から選択される分枝
または直鎖部分からなる群から独立に選択され、Ｘ’は水素およびハロゲンから
なる群から選択される） を有するハロエチルシラン前駆体；および （iii）窒素を含みヒドラジン、窒素、アンモニア、および亜酸化窒素からな る群から選択される少なくとも１種の反応剤ガス を導入し、 （ｂ）前記室内における約４５０℃ないし約８００℃の堆積温度を、前記基体上
にけい素・窒素ベースフィルムが堆積するに充分な時間の間維持すること を含む、基体上における、式ＳｉＮxを有し、ここでｘが０より大きく２より大 きくない、けい素・窒素ベースフィルムの化学気相堆積方法。
８個の非置換およびハロゲン置換アルキル基、けい素原子１ないし２個の非置換
およびハロゲン置換シリル基、およびけい素および炭素原子の合計が１ないし７
個の非置換およびハロゲン置換アルキルシリル基からなる群から選択される分枝
または直鎖部分からなる群から独立に選択され、Ｘ’は水素およびハロゲンから
なる群から選択される） を有するハロエチルシラン前駆体；および （iii）窒素を含みヒドラジン、窒素、アンモニア、および亜酸化窒素からな る群から選択される少なくとも１種の反応剤ガス を導入し、 （ｂ）前記室内における約４５０℃ないし約８００℃の堆積温度を、前記基体上
にけい素・窒素ベースフィルムが堆積するに充分な時間の間維持すること を含む、基体上における、式ＳｉＮxを有し、ここでｘが０より大きく２より大 きくない、けい素・窒素ベースフィルムの化学気相堆積方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】
【化５】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】
【化６】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 アークルズ， バリー， シー． アメリカ合衆国， ペンシルベニア州 19025 ドレツシヤー， ブルーバード レイン 428 (72)発明者 カロエロス， アラン， イー． アメリカ合衆国， ニユーヨーク州 12159 スリンガーランズ， フオレスト ヘイブン ドライブ 203 Ｆターム(参考） 4K030 AA02 AA06 AA09 AA13 AA14 AA16 AA17 AA18 AA24 BA40 BB13 CA02 CA04 CA06 CA07 CA12 EA01 FA01 JA05 JA09 JA10 JA16 JA18 LA15 LA18
Claims (19)
- 【請求項１】 （ａ）堆積室内に （ｉ）基体； （ii）気相状態にあるハロエチルシラン前駆体； （iii）窒素を含む少なくとも１種の反応剤ガス を導入し、 （ｂ）前記室内における約２００℃ないし約１０００℃の堆積温度を、前記基体
上にけい素・窒素ベースフィルムが堆積するに充分な時間の間維持すること を含む、基体上におけるけい素・窒素ベースフィルムの化学気相堆積方法。 - 【請求項２】 前記けい素・窒素ベースフィルムが式ＳｉＮxで示され、こ こでｘが０より大きく２より小さい、請求項１による方法。
- 【請求項３】 ハロエチルシラン前駆体が、式（Ｉ） 【化１】 （ここでＸはハロゲンであり、Ｒ1およびＲ2は、水素、並びに炭素原子１ないし
個の非置換およびハロゲン置換アルキル基、けい素原子１ないし２個の非置換お
よびハロゲン置換シリル基、およびけい素および炭素原子１ないし７個の非置換
およびハロゲン置換アルキルシリル基からなる群から選択される分枝または直鎖
部分からなる群から独立に選択され、Ｘ’は水素およびハロゲンからなる群から
選択される） を有する、請求項１による方法。 - 【請求項４】 前記ハロエチルシラン前駆体が２−クロロエチルシラン、２
−ブロモエチルシラン、２−クロロプロピルシラン、１−クロロ−１，２−ジシ
リルエタン、２−ブロモエチルトリクロロシラン、２−ヨードエチルトリヨード
シラン、および２−クロロエチルクロロシランからなる群から選択される、請求
項１による方法。 - 【請求項５】 少なくとも１種のキャリヤーガスがハロエチルシラン前駆体
と一緒に室に導入され、前記少なくとも１種のキャリヤーガスが水素、ヘリウム
、ふっ素、ネオン、塩素、アルゴン、クリプトン、キセノン、窒素含有ガス、シ
ラン、酸素含有ガス、および水蒸気からなる群から選択される、請求項１による
方法。 - 【請求項６】 前記少なくとも１種のキャリヤーガスが窒素である、請求項
５による方法。 - 【請求項７】 前記反応剤ガスがアンモニア、窒素、ヒドラジン、および亜
酸化窒素からなる群から選択される、請求項１による方法。 - 【請求項８】 前記反応剤ガスがアンモニアである、請求項７による方法。
- 【請求項９】 前記少なくとも１種のキャリヤーガスの流速が０より大きく
約１００リットル／分より大きくない、請求項１による方法。 - 【請求項１０】 さらに、約０．０１Ｗ／ｃｍ2ないし約１０Ｗ／ｃｍ2のプ
ラズマ電力密度および約０Ｈｚないし約１０8ｋＨｚの周波数を有するプラズマ を、基体上にけい素・窒素ベースフィルムが堆積するに充分な時間の間、前記室
に導入することを含む、請求項１による方法。 - 【請求項１１】 さらに、０ワット／ｃｍ2より大きく約１０3ワット／ｃｍ 2 より小さいかそれと等しい電力密度を有する電気的バイアスを前記基体に適用 することを含み、ここで前記電気的バイアスは直流バイアス、５００ｋＨｚ未満
の低無線周波数バイアス、５００ｋＨｚないし１０6ｋＨｚの高無線周波数バイ アス、または１０6ｋＨｚないし約１０8ｋＨｚのマイクロ波周波数バイアスの少
なくとも１種である、請求項１による方法。 - 【請求項１２】 堆積中の前記室内の圧力が０．３０トルないし約１０００
トルである、請求項１による方法。 - 【請求項１３】 前記基体が金属、けい素、ガラス、プラスチック、および
ポリマーからなる群から選択された材料である、請求項１による方法。 - 【請求項１４】 前記基体がアルミニウム、ベリリウム、カドミウム、セリ
ウム、クロム、コバルト、銅、ガリウム、金、鉄、鉛、マンガン、モリブデン、
ニッケル、パラジウム、白金、レニウム、ロジウム、銀、ステンレス鋼、鋼、鉄
、ストロンチウム、すず、チタン、タングステン、亜鉛、ジルコニウム、ならび
にそれらの合金および化合物からなる群から選択される金属である、請求項１３
による方法。 - 【請求項１５】 前記室内の堆積温度が約４５０℃ないし約８００℃に維持
される、請求項１による方法。 - 【請求項１６】 前記室内の堆積温度が約７００℃ないし約８００℃に維持
される、請求項１５による方法。 - 【請求項１７】 さらに、 （ｃ）前記基体が前記室内に固定されたままである間に多層構造を形成するため
に前記基体上に堆積した前記フィルム上に第２のフィルムを堆積すること を含む、請求項１による方法。 - 【請求項１８】 気相状態にあるハロエチルシラン前駆体および窒素を含む
少なくとも１種の反応剤ガスを使用して化学気相堆積により形成した、けい素・
窒素ベースフィルム。 - 【請求項１９】 （ａ）堆積室内に （i）基体； （ii）気相状態にあり、式（Ｉ） 【化２】 （ここでＸはハロゲンであり、Ｒ1およびＲ2は、水素、並びに炭素原子１ないし
８個の非置換およびハロゲン置換アルキル基、けい素原子１ないし２個の非置換
およびハロゲン置換シリル基、およびけい素および炭素原子１ないし７個の非置
換およびハロゲン置換アルキルシリル基からなる群から選択される分枝または直
鎖部分からなる群から独立に選択され、Ｘ’は水素、およびハロゲンからなる群
から選択される） を有するハロエチルシラン前駆体；および （iii）窒素を含みヒドラジン、窒素、アンモニア、および亜酸化窒素からな る群から選択される少なくとも１種の反応剤ガス を導入し、 （ｂ）前記室内における約４５０℃ないし約８００℃の堆積温度を、前記基体上
にけい素・窒素ベースフィルムが堆積するに充分な時間の間維持すること を含む、基体上における、式ＳｉＮxを有し、ここでｘが０より大きく２より大 きくない、けい素・窒素ベースフィルムの化学気相堆積方法。
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