JP2008510076A5 - - Google Patents
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Description
この蒸着法において、銅は基材上にのみ蒸着される。蒸着チャンバの壁面には、60℃において、銅膜は現れない。110℃では、この温度は前駆体の熱分解温度より高いため、銅は、基材および蒸着チャンバの壁面に現れる。
本発明の好適な実施態様は次のとおりである。
1. a.基材を表面活性化剤に曝露して、基材上に表面活性化基の蒸着物を形成する工程と、
b.基材上の表面活性化基の蒸着物を銅前駆体に曝露して、基材上に銅錯体の蒸着物を形成する工程と、
c.蒸着した銅錯体を還元剤と反応させて、基材上に銅金属の蒸着物を形成する工程とを含んでなる、表面上に銅膜を蒸着する方法。
2. 銅前駆体が、ビス(アミノエタノレート)銅(II)、銅(I)ジアルキルアミド、ビス(ジメチルアミノプロパノレート)銅(II)、(ビス(トリメチルシリル)アミド)−銅(I)、および銅(I)t−ブトキシドよりなる群から選択される上記1に記載の方法。
3. 銅前駆体が構造(I)
[式中、
R1およびR4は独立してH、C1〜C5アルキル、およびジメチルアミノよりなる群から選択され、
R2およびR3は独立してH、C1〜C5アルキル、フェニル、ベンジル、および4−ピリジニルよりなる群から選択されるが、ただし、このリガンドのR1〜R4における炭素の総数は4〜12である]
により表される銅錯体よりなる群から選択される上記1に記載の方法。
4. 銅前駆体が、構造(II)
[式中、
R5およびR8はジメチルアミノであり、そして
R6およびR7は独立してH、C1〜C5アルキル、フェニル、ベンジル、および4−ピリジニルよりなる群から選択されるが、ただし、このリガンドのR5〜R8における炭素の総数は4〜14である、または
R5およびR8は独立してH、C1〜C5アルキル、およびジメチルアミノよりなる群から選択され、そして
R6およびR7はH、C1〜C5アルキル、フェニル、ベンジル、および4−ピリジニルよりなる群から選択されるが、ただし、R6またはR7の一方は4−ピリジニルであり、かつこのリガンドのR5〜R8における炭素の総数は4〜14である]
により表される銅錯体よりなる群から選択される上記1に記載の方法。
5. 銅前駆体が、構造(III)
[式中、
R1、R2およびR3は独立して水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、イソブチル、およびネオペンチルよりなる群から選択され、
R4は−(CH2)n−、ここで、nは3、4、または5である、である]
により表される銅錯体よりなる群から選択される上記1に記載の方法。
6. 銅前駆体が、構造(IV)
[式中、
LはC2〜C15オレフィン、C2〜C15アルキン、ニトリル、芳香族複素環、およびホスフィンの群から選択され、
R1およびR4は独立して水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、イソブチル、およびネオペンチルよりなる群から選択され、
R2、R3およびR5は独立して水素、フッ素、トリフルオロメチル、フェニルおよびC1〜C10アルキル基よりなる群から選択される]
により表される銅錯体よりなる群から選択される上記1に記載の方法。
7. 銅前駆体が、構造(V)
[式中、
LはC2〜C15オレフィン、C2〜C15アルキン、ニトリル、芳香族複素環、およびホスフィンの群から選択され、
R1およびR4は独立して水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、イソブチル、ネオペンチルおよびC3〜C5アルキレンよりなる群から選択され、
R2、R3およびR5は独立して水素、フッ素、トリフルオロメチル、フェニル、C1〜C10アルキルおよびC3〜C5アルキレンよりなる群から選択されるが、ただし(R1、R2)および(R3、R4)の少なくとも一方は一緒になって−(CR6R7)n−、ここで、R6およびR7は独立して水素、フッ素、トリフルオロメチル、C1〜C5アルキル、C1〜C5アルキルエステルよりなる群から選択され、nは3、4または5である、である]
により表される銅錯体よりなる群から選択される上記1に記載の方法。
8. 表面活性化剤がプロトン源である上記1に記載の方法。
9. プロトン源が、イミンおよび芳香族窒素複素環よりなる群から選択される上記8に記載の方法。
10. 窒素複素環がピラゾールおよび置換ピラゾールよりなる群から選択される上記9に記載の方法。
11. 還元剤が、9−ボラビシクロ[3.3.1]ノナン、ジボラン、BRxH3−xの形態のボラン(式中、x=0、1または2であり、Rは独立してフェニルおよびC1〜C10アルキル基よりなる群から選択される)、ジヒドロベンゾフラン、ピラゾリン、ジシラン、SiR’yH4−yの形態のシラン、式中、y=0、1、2または3であり、R’は独立してフェニルおよびC1〜C10アルキル基よりなる群から選択される、およびGeR”zH4−zの形態のゲルマン、式中、z=0、1、2、または3であり、R”は独立してフェニルおよびC1〜C10アルキル基よりなる群から選択される、よりなる群から選択される上記1に記載の方法。
12. 還元剤が、9−ボラビシクロ[3.3.1]ノナン、ボラン、ジボラン、ジヒドロベンゾフラン、ピラゾリン、ゲルマン、ジエチルシラン、ジメチルシラン、エチルシラン、フェニルシラン、シランおよびジシランよりなる群から選択される上記11に記載の方法。
13. 基材が、銅、シリコン、二酸化ケイ素、低k基材、または銅の移行を防止するためのバリア層でコートされた低k基材よりなる群から選択される上記1に記載の方法。
14. バリア層が、タンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、窒化タンタル・シリコン、窒化チタン・シリコン、窒化タンタル・カーボン、炭窒化タングステン、および窒化ニオブよりなる群から選択される上記13に記載の方法。
15. 基材が銅錯体の蒸気に曝露される上記1に記載の方法。
16. 基材を表面活性化基に曝露した後であるが、基材上の表面活性化基の蒸着物を銅前駆体に曝露する前に、未蒸着表面活性化剤を除去するパージ工程をさらに含んでなる上記1に記載の方法。
17. 基材を表面活性化基に曝露した後であるが、基材上の表面活性化基の蒸着物を銅前駆体に曝露する前に、未蒸着表面活性化剤を除去する排出工程をさらに含んでなる上記1に記載の方法。
18. 蒸着された錯体を還元剤の蒸気に曝露する前に、未蒸着銅錯体を除去するパージ工程をさらに含んでなる上記1に記載の方法。
19. 蒸着された錯体を還元剤の蒸気に曝露する前に、排気またはパージによって未蒸着銅錯体を除去する排出工程をさらに含んでなる上記1に記載の方法。
本発明の好適な実施態様は次のとおりである。
1. a.基材を表面活性化剤に曝露して、基材上に表面活性化基の蒸着物を形成する工程と、
b.基材上の表面活性化基の蒸着物を銅前駆体に曝露して、基材上に銅錯体の蒸着物を形成する工程と、
c.蒸着した銅錯体を還元剤と反応させて、基材上に銅金属の蒸着物を形成する工程とを含んでなる、表面上に銅膜を蒸着する方法。
2. 銅前駆体が、ビス(アミノエタノレート)銅(II)、銅(I)ジアルキルアミド、ビス(ジメチルアミノプロパノレート)銅(II)、(ビス(トリメチルシリル)アミド)−銅(I)、および銅(I)t−ブトキシドよりなる群から選択される上記1に記載の方法。
3. 銅前駆体が構造(I)
[式中、
R1およびR4は独立してH、C1〜C5アルキル、およびジメチルアミノよりなる群から選択され、
R2およびR3は独立してH、C1〜C5アルキル、フェニル、ベンジル、および4−ピリジニルよりなる群から選択されるが、ただし、このリガンドのR1〜R4における炭素の総数は4〜12である]
により表される銅錯体よりなる群から選択される上記1に記載の方法。
4. 銅前駆体が、構造(II)
[式中、
R5およびR8はジメチルアミノであり、そして
R6およびR7は独立してH、C1〜C5アルキル、フェニル、ベンジル、および4−ピリジニルよりなる群から選択されるが、ただし、このリガンドのR5〜R8における炭素の総数は4〜14である、または
R5およびR8は独立してH、C1〜C5アルキル、およびジメチルアミノよりなる群から選択され、そして
R6およびR7はH、C1〜C5アルキル、フェニル、ベンジル、および4−ピリジニルよりなる群から選択されるが、ただし、R6またはR7の一方は4−ピリジニルであり、かつこのリガンドのR5〜R8における炭素の総数は4〜14である]
により表される銅錯体よりなる群から選択される上記1に記載の方法。
5. 銅前駆体が、構造(III)
[式中、
R1、R2およびR3は独立して水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、イソブチル、およびネオペンチルよりなる群から選択され、
R4は−(CH2)n−、ここで、nは3、4、または5である、である]
により表される銅錯体よりなる群から選択される上記1に記載の方法。
6. 銅前駆体が、構造(IV)
LはC2〜C15オレフィン、C2〜C15アルキン、ニトリル、芳香族複素環、およびホスフィンの群から選択され、
R1およびR4は独立して水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、イソブチル、およびネオペンチルよりなる群から選択され、
R2、R3およびR5は独立して水素、フッ素、トリフルオロメチル、フェニルおよびC1〜C10アルキル基よりなる群から選択される]
により表される銅錯体よりなる群から選択される上記1に記載の方法。
7. 銅前駆体が、構造(V)
LはC2〜C15オレフィン、C2〜C15アルキン、ニトリル、芳香族複素環、およびホスフィンの群から選択され、
R1およびR4は独立して水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、イソブチル、ネオペンチルおよびC3〜C5アルキレンよりなる群から選択され、
R2、R3およびR5は独立して水素、フッ素、トリフルオロメチル、フェニル、C1〜C10アルキルおよびC3〜C5アルキレンよりなる群から選択されるが、ただし(R1、R2)および(R3、R4)の少なくとも一方は一緒になって−(CR6R7)n−、ここで、R6およびR7は独立して水素、フッ素、トリフルオロメチル、C1〜C5アルキル、C1〜C5アルキルエステルよりなる群から選択され、nは3、4または5である、である]
により表される銅錯体よりなる群から選択される上記1に記載の方法。
8. 表面活性化剤がプロトン源である上記1に記載の方法。
9. プロトン源が、イミンおよび芳香族窒素複素環よりなる群から選択される上記8に記載の方法。
10. 窒素複素環がピラゾールおよび置換ピラゾールよりなる群から選択される上記9に記載の方法。
11. 還元剤が、9−ボラビシクロ[3.3.1]ノナン、ジボラン、BRxH3−xの形態のボラン(式中、x=0、1または2であり、Rは独立してフェニルおよびC1〜C10アルキル基よりなる群から選択される)、ジヒドロベンゾフラン、ピラゾリン、ジシラン、SiR’yH4−yの形態のシラン、式中、y=0、1、2または3であり、R’は独立してフェニルおよびC1〜C10アルキル基よりなる群から選択される、およびGeR”zH4−zの形態のゲルマン、式中、z=0、1、2、または3であり、R”は独立してフェニルおよびC1〜C10アルキル基よりなる群から選択される、よりなる群から選択される上記1に記載の方法。
12. 還元剤が、9−ボラビシクロ[3.3.1]ノナン、ボラン、ジボラン、ジヒドロベンゾフラン、ピラゾリン、ゲルマン、ジエチルシラン、ジメチルシラン、エチルシラン、フェニルシラン、シランおよびジシランよりなる群から選択される上記11に記載の方法。
13. 基材が、銅、シリコン、二酸化ケイ素、低k基材、または銅の移行を防止するためのバリア層でコートされた低k基材よりなる群から選択される上記1に記載の方法。
14. バリア層が、タンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、窒化タンタル・シリコン、窒化チタン・シリコン、窒化タンタル・カーボン、炭窒化タングステン、および窒化ニオブよりなる群から選択される上記13に記載の方法。
15. 基材が銅錯体の蒸気に曝露される上記1に記載の方法。
16. 基材を表面活性化基に曝露した後であるが、基材上の表面活性化基の蒸着物を銅前駆体に曝露する前に、未蒸着表面活性化剤を除去するパージ工程をさらに含んでなる上記1に記載の方法。
17. 基材を表面活性化基に曝露した後であるが、基材上の表面活性化基の蒸着物を銅前駆体に曝露する前に、未蒸着表面活性化剤を除去する排出工程をさらに含んでなる上記1に記載の方法。
18. 蒸着された錯体を還元剤の蒸気に曝露する前に、未蒸着銅錯体を除去するパージ工程をさらに含んでなる上記1に記載の方法。
19. 蒸着された錯体を還元剤の蒸気に曝露する前に、排気またはパージによって未蒸着銅錯体を除去する排出工程をさらに含んでなる上記1に記載の方法。
Claims (1)
- a.基材を表面活性化剤に曝露して、基材上に表面活性化基の蒸着物を形成する工程と、
b.基材上の表面活性化基の蒸着物を銅前駆体に曝露して、基材上に銅錯体の蒸着物を形成する工程と、
c.蒸着した銅錯体を還元剤と反応させて、基材上に銅金属の蒸着物を形成する工程とを含んでなる、表面上に銅膜を蒸着する方法。
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