JP2005521792A5 - - Google Patents

Claims (81)

1. ルイス酸特性を有する金属または半金属化合物を含有する領域を含む加熱された基板をシラノール蒸気にさらして、基板の酸性領域上に２ｎｍを超える厚さを有するシリカ層を形成することを含む、基板上にシリカ層を形成する方法。
2. 前記シラノール蒸気が基板の酸性領域を飽和させるために十分な量でさらされる請求項１に記載の方法。
3. 金属または半金属化合物が、基板を金属または半金属化合物の蒸気にさらすことにより、基板上に層として蒸着する請求項１に記載の方法。
4. 基板がアルミニウム金属またはアルミニウム含有化合物を含む酸性領域を包含する請求項１に記載の方法。
5. 各蒸着サイクルが、
   （ａ）基板を、ルイス酸特性を有する金属または半金属化合物の蒸気にさらして、少なくとも基板の領域上に金属または半金属化合物層を蒸着すること、および
   （ｂ）加熱された基板をシラノール蒸気にさらし、該シラノール蒸気は金属または半金属化合物層上に蒸着して、２ｎｍを超える厚さを有する層を少なくとも１サイクルの間に形成するシリカ層を形成すること、
   を含む複数の蒸着サイクルを基板に受けさせることを含む、基板上にシリカ・ナノラミネートを蒸着させる方法。
6. シリカ・ナノラミネートが約２〜１５ｎｍ範囲の厚さを有するシリカおよび０．１ｎｍ以上の厚さを有するアルミナの交互層を含む請求項５に記載の方法。
7. 前記シラノール蒸気が金属または半金属化合物の層を飽和させるために十分な量でさらされる請求項５に記載の方法。
8. 約５ｎｍを超える厚さを有するシリカ層が少なくとも１サイクルの間に形成される請求項１または５に記載の方法。
9. 約１０ｎｍを超える厚さを有するシリカ層が少なくとも１サイクルの間に形成される請求項５に記載の方法。
10. 約１２ｎｍを超える厚さを有するシリカ層が少なくとも１サイクルの間に形成される請求項５に記載の方法。
11. 約１５ｎｍ以下の厚さを有するシリカ層が少なくとも１サイクルの間に形成される請求項１または５に記載の方法。
12. 蒸着サイクルが、さらに、
    （ｃ）段階（ａ）において形成される金属または半金属化合物を酸素含有蒸気またはガスにさらすこと、
    を含む請求項５に記載の方法。
13. 段階（ａ）および（ｃ）が段階（ｂ）の前で１回以上繰り返される請求項１２に記載の方法。
14. 酸素含有ガスが水およびアルコールの一つである請求項５に記載の方法。
15. 金属または半金属化合物が金属アミド、アルキル金属、金属アルコキシドおよび金属ハロゲン化物からなる群から選択される請求項１または５に記載の方法。
16. 金属または半金属がアルミニウム、ホウ素、マグネシウム、スカンジウム、ランタン、イットリウム、ジルコニウムおよびハフニウムからなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
17. シラノールが、式、
    

    

    を有する、請求項１または５に記載の方法であって、
    式中Ｒ¹〜Ｒ⁹は、包括的に、水素、アルキル基、フルオロアルキル基、または他の非金属原子または基により置換されるアルキル基を示し、Ｒ¹〜Ｒ⁹は同じかまたは異なる。
18. シラノールが、式、
    

    

    を有する、請求項１または５に記載の方法であって、
    式中、Ｒ¹〜Ｒ⁶は、包括的に、水素、アルキル基、フルオロアルキル基、または他の非金属原子または基により置換されるアルキル基を示し、Ｒ¹〜Ｒ⁶は同じかまたは異なる。
19. シラノール蒸気が、式、
    

    

    を有する、請求項１または５に記載の方法であって、
    式中、Ｒ¹〜Ｒ⁷は、包括的に、水素、アルキル基、フルオロアルキル基、または他の非金属原子または基により置換されるアルキル基を示し、Ｒ¹〜Ｒ⁷は同じかまたは異なる。
20. Ｒ¹〜Ｒ⁹基が１〜４間の炭素を含有し、同じかまたは異なる請求項１７に記載の方法。
21. 段階（ｂ）の暴露が、段階（ａ）において提供される金属または半金属化合物のモル／ｃｍ²での投与量よりも少なくとも１０倍大きいアルコキシシラノールまたはアルコキシシランジオール蒸気のモル／ｃｍ²での投与量を提供する、請求項１または５に記載の方法。
22. アルコキシシラノールまたはアルコキシシランジオール蒸気の投与量が、金属または半金属化合物の投与量の少なくとも１００倍である請求項２１に記載の方法。
23. そこに壁および内部空間を有する少なくとも一つのくぼみを有する基板を提供し、
    各蒸着サイクルが、
    （ａ）加熱された基板を、ルイス酸特性を有する金属または半金属化合物の蒸気にさらして、くぼみの壁上に金属または半金属化合物の等角層を蒸着すること、および
    （ｂ）加熱された基板をシラノール蒸気にさらし、該シラノール蒸気は金属または半金属化合物の等角層上に蒸着し、２ｎｍを超える厚さを有するシリカ層が少なくとも１サイクルの間に形成されると共に、くぼみの内部空間がくぼみの中での空隙形成なしに埋め込まれること、
    を含む１回以上の蒸着サイクルを基板に受けさせることを含む、基板の外表面上の穴または溝を埋め込む方法。
24. 段階（ｂ）の暴露が、段階（ａ）において提供される金属または半金属化合物のモル／ｃｍ²での投与量よりも少なくとも１０倍大きいアルコキシシラノールまたはアルコキシシランジオール蒸気のモル／ｃｍ²での投与量を提供する、請求項２３に記載の方法。
25. アルコキシシラノールまたはアルコキシシランジオール蒸気の投与量が、金属または半金属化合物の投与量の少なくとも１００倍である請求項２４に記載の方法。
26. シリカ・ナノラミネートがくぼみを埋め込むと共に、シリカ・ナノラミネートが約２〜１５ｎｍ範囲の厚さを有するシリカおよび約０．１ｎｍ以上の厚さを有するアルミナの交互層を含む、請求項２３に記載の方法。
27. ２回以上の蒸着サイクルが用いられる請求項２３に記載の方法。
28. 蒸着サイクルが、さらに、
    （ｄ）段階（ａ）において蒸着される金属または半金属化合物層を酸素含有蒸気またはガスにさらすこと、
    を含む請求項２３に記載の方法。
29. 酸素含有ガスが水およびアルコールの一つである請求項２８に記載の方法。
30. シラノールが、式、
    

    

    を有する、請求項２３に記載の方法であって、
    式中Ｒ¹〜Ｒ⁹は、包括的に、水素、アルキル基、フルオロアルキル基、または他の非金属原子または基により置換されるアルキル基を示し、Ｒ¹〜Ｒ⁹は同じかまたは異なる。
31. Ｒ¹〜Ｒ⁹基が１〜４間の炭素を含有し、同じかまたは異なる請求項３０に記載の方法。
32. 金属または半金属化合物が金属アミド、アルキル金属、金属アルコキシドおよび金属ハロゲン化物からなる群から選択される請求項２３に記載の方法。
33. 金属または半金属がアルミニウム、ホウ素、マグネシウム、スカンジウム、ランタン、イットリウム、ジルコニウムまたはハフニウムからなる群から選択される、請求項２９に記載の方法。
34. シリカ層が選択的にくぼみ内に蒸着する請求項２３に記載の方法。
35. シリカ層が選択的に蒸着すると共に、選択的蒸着が、
    （ｅ）段階（ａ）の暴露の前に、該領域が少なくとも一つの陥凹部を含み、シリカ形成が望まれる基板の少なくとも一つの領域をさらすために基板をマスキングし、
    （ｆ）段階（ａ）の暴露後に、金属または半金属化合物層の前記領域を有する基板を提供するために基板マスクを除去すること、および
    段階（ｂ）におけるように段階（ｆ）の基板をシラノール蒸気にさらす間に、シラノール蒸気が金属または半金属化合物層の前記領域上に優先的に蒸着すること、
    を含む請求項２３に記載の方法。
36. 複数の隣接能動素子領域を有する半導体基板、隣接素子領域間の半導体基板内に組み込まれる溝、および
    等角的におよび空隙なしで溝を埋める、約２〜１５ｎｍ範囲の厚さを有するシリカおよび約０．１ｎｍ以上の厚さを有するアルミナの交互層を含むシリカ・ナノラミネート材料、
    を含む集積回路。
37. 溝埋め込みシリカ・ナノラミネートが基板の熱膨張率に適合するために十分な量のアルミナを含む請求項３６に記載の回路。
38. 溝埋め込みシリカ・ナノラミネートが珪素上に熱的に成長したシリカのフッ化水素酸エッチング速度に適合するために十分な量のアルミナを含む請求項３６に記載の回路。
39. そこに側壁および基板の外表面に開放された内部空間を有する少なくとも一つの孔を有する基板を提供し、
    基板に１回以上の蒸着サイクルを受けさせ、各蒸着サイクルが、
    （ａ）基板を、基板の外表面に近接する孔の部分が金属または半金属化合物により被覆され内部部分は被覆されないように、ルイス酸特性を有する金属または半金属化合物の蒸気にさらし、および
    （ｂ）加熱された基板を、金属または半金属化合物上に優先的に蒸着するアルコキシシラノールまたはアルコキシシランジール蒸気の一つを含むシラノール蒸気にさらして、
    基板の外表面上の孔開口部を閉じるために十分な厚さのシリカ層を形成すること、
    を含む１回以上の蒸着サイクルを基板に受けさせることを含む、基板の外表面中の孔を密封する方法。
40. 蒸着サイクルが１回以上繰り返される請求項３９に記載の方法。
41. 基板の外表面に近接する孔部分が、低ステップカバレージを有する蒸着法を用いて、金属または半金属化合物により被覆される請求項３９に記載の方法。
42. 金属または半金属化合物が、孔の前記近接部分への蒸気の侵入を限定する条件下での化学蒸着を用いて蒸着する請求項３９に記載の方法。
43. さらに、段階（ｂ）において基板をシラノール蒸気にさらす前に、基板の外表面から蒸着した金属または半金属化合物層を除去し、一方で蒸着した材料を孔の近接部分上に残すことを含む、請求項３９に記載の方法。
44. 金属または半金属化合物が、一緒のまたは後の酸化を伴い金属または半金属の酸化物または水酸化物を生成する金属または半金属の物理蒸着により蒸着する、請求項３９に記載の方法。
45. 段階（ｂ）の暴露が、段階（ａ）において提供される金属または半金属化合物の投与量モル／ｃｍ²の少なくとも１０倍であるアルコキシシラノールまたはアルコキシシランジオール蒸気のモル／ｃｍ²での投与量を提供する、請求項３９に記載の方法。
46. アルコキシシラノールまたはアルコキシシランジオール蒸気の投与量が、金属または半金属化合物の投与量の少なくとも１００倍である請求項４５に記載の方法。
47. 蒸着サイクルが、さらに、
    （ｄ）段階（ａ）において形成される金属または半金属化合物層を酸素含有蒸気またはガスにさらすこと、
    を含む請求項３９に記載の方法。
48. 酸素含有ガスが水およびアルコールの一つである請求項４７に記載の方法。
49. シラノールが、式、
    

    

    を有する、請求項３９に記載の方法であって、
    式中Ｒ¹〜Ｒ⁹は、包括的に、水素、アルキル基、フルオロアルキル基、または他の非金属原子または基により置換されるアルキル基を示し、Ｒ¹〜Ｒ⁹は同じかまたは異なる。
50. Ｒ¹〜Ｒ⁹基が１〜４間の炭素を含有し、同じかまたは異なる請求項４９に記載の方法。
51. 金属または半金属化合物が金属アミド、アルキル金属、金属アルコキシドおよび金属ハロゲン化物からなる群から選択される請求項３９に記載の方法。
52. 金属または半金属がアルミニウム、ホウ素、マグネシウム、スカンジウム、ランタン、イットリウム、ジルコニウムまたはハフニウムからなる群から選択される、請求項５１に記載の方法。
53. 基板の外表面上に第１触媒性材料を蒸着させ、基板および触媒性材料を第２反応性化合物の蒸気にさらし、そこで第１触媒性材料および第２反応性化合物が反応して、孔内部の少なくとも一部を空隙空間として残しながら孔の表面開口部を覆う薄層を形成すること、
    を含む基板の外表面上に存在する孔を密封するための方法。
54. 該多孔質層の孔の、層の外表面に対する開口部を占拠するシリカプラグを含み、それによって該孔の開口部が少なくとも孔内部の一部を空隙として残しながら該シリカプラグにより密封される多孔質層をその上に有する基板、
    を含む４未満の誘電率を持つ層を有する物品。
55. シリカプラグが約１５ｎｍ以下の厚さを有するシリカを含む請求項５４に記載の物品。
56. シリカプラグが基板の全表面上に密封層を形成する請求項５４に記載の物品。
57. シリカプラグが実質的に層表面での孔開口部の内部のみに密封層を形成する請求項５４に記載の物品。
58. 非平面表面を有する基盤を含み、この非平面表面の少なくとも一部がシリカ・ナノラミネート材料で被覆されており、このシリカ・ナノラミネートがルイス酸性金属もしくは半金属を含む少なくとも１つの層及び厚さが約２ｎｍより大きい少なくとも１つのシリカ層を含む、被覆された物品。
59. 前記非平面表面が内部空間及び側壁を含む外観を含み、この側壁にシリカ・ナノラミネート材料が被覆されている、請求項５８記載の物品。
60. 前記外観が穴を含む、請求項５９記載の物品。
61. 前記外観が溝を含む、請求項５９記載の物品。
62. 前記外観が６より大きいアスペクト比を有する、請求項５９記載の物品。
63. 前記外観の内部空間が空隙を実質的に含まない、請求項５９記載の物品。
64. 前記表面が回旋状の形状を含む、請求項５８記載の物品。
65. 前記表面が複雑な機械構造の表面を含む、請求項５８記載の物品。
66. 前記ルイス酸性金属もしくは半金属が、アルミニウム、硼素、マグネシウム、スカンジウム、ランタン、イットリウム、ジルコニウム、及びハフニウムからなる群より選ばれる、請求項５８記載の物品。
67. ルイス酸性金属もしくは半金属を含む層がアルミニウムを含む、請求項５８記載の物品。
68. 非平面表面を有する基盤を含み、この非平面表面の少なくとも一部がシリカ・ナノラミネート材料で被覆されており、このシリカ・ナノラミネートがルイス酸性金属もしくは半金属を含む少なくとも１つのＡＬＤ蒸着層及び厚さが約２ｎｍより大きい少なくとも１つのＡＬＤ蒸着層を含む、被覆された物品。
69. 前記非平面表面が内部空間及び側壁を含む外観を含み、この側壁にシリカ・ナノラミネート材料が被覆されている、請求項６８記載の物品。
70. 前記外観が穴を含む、請求項６９記載の物品。
71. 前記外観が溝を含む、請求項６９記載の物品。
72. 前記外観が６より大きいアスペクト比を有する、請求項６９記載の物品。
73. 前記外観の内部空間が空隙を実質的に含まない、請求項６９記載の物品。
74. 前記ルイス酸性金属もしくは半金属が、アルミニウム、硼素、マグネシウム、スカンジウム、ランタン、イットリウム、ジルコニウム、及びハフニウムからなる群より選ばれる、請求項６８記載の物品。
75. ルイス酸性金属もしくは半金属を含む層がアルミニウムを含む、請求項６８記載の物品。
76. ルイス酸性金属もしくは半金属を含む少なくとも１つの層及び厚さが約２ｎｍより大きい少なくとも１つのシリカ層を含むシリカ・ナノラミネート層を含み、前記シリカ・ナノラミネート層が
    （ａ）加熱された物品を、ルイス酸特性を有する金属または半金属化合物の蒸気にさらして、物品上に金属または半金属化合物を含む層を蒸着すること、および
    （ｂ）加熱された物品をシラノール蒸気にさらし、このシラノール蒸気を金属または半金属化合物の層上に蒸着させること、
    を含む複数の蒸着サイクルを物品に受けさせることにより製造される、被覆された物品。
77. 前記シリカ・ナノラミネートが約２〜１５ｎｍ範囲の厚さを有するシリカの層と０．１ｎｍ以上の厚さを有するアルミナの層の交互層を含む請求項７６に記載の物品。
78. 約５ｎｍを超える厚さを有するシリカ層が少なくとも１サイクルの間に形成される請求項７６に記載の物品。
79. 約１０ｎｍを超える厚さを有するシリカ層が少なくとも１サイクルの間に形成される請求項７６に記載の物品。
80. 約１２ｎｍを超える厚さを有するシリカ層が少なくとも１サイクルの間に形成される請求項７６に記載の物品。
81. 約１５ｎｍ以下の厚さを有するシリカ層が少なくとも１サイクルの間に形成される請求項７６に記載の物品。