JP2009532395A - ペンタキス（ジメチルアミノ）ジシラン前駆体含有化合物及びその調製方法 - Google Patents
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Abstract
一般式（１）：Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｙであって、ＹがＨ、Ｃｌ又はアミノ基からなる群より選択される式を有したペンタキス（ジメチルアミノ）ジシラン、その製造方法及びＳｉＮ又はＳｉＯＮからなるゲート誘電体膜又はエッチストップ誘電体膜を製造するためのその使用。
【選択図】 図１
【選択図】 図１
Description
本発明は、ジシラン化合物と、それらの調製方法とに関する。より詳細には、本発明は、ＹがＣｌ、Ｈ及びアミノ基ＮＨＲからなる群より選択されるペンタキス（ジメチルアミノ）ジシランＳｉ2（ＮＭｅ2）5Ｙと、それらの調製方法とに関する。
発明の背景
モノシラン及びジシランなどのシラン化合物は、様々な用途において使用されている。半導体の分野において、シラン化合物は、窒化珪素、酸化珪素又はシリコンオキシナイトライドなどのシリコン系誘電体膜の化学気相堆積（ＣＶＤ）による製造用の出発材料として、頻繁に使用されている。より詳細には、シラン化合物は、アンモニアなどの窒素含有反応ガスとの反応により窒化珪素を生じさせることが可能であり、酸素などの酸素含有ガスとの反応により酸化珪素を生じさせることが可能であり、窒素含有ガス及び酸素含有ガスとの反応によりシリコンオキシナイトライドを生じさせることが可能である。
モノシラン及びジシランなどのシラン化合物は、様々な用途において使用されている。半導体の分野において、シラン化合物は、窒化珪素、酸化珪素又はシリコンオキシナイトライドなどのシリコン系誘電体膜の化学気相堆積（ＣＶＤ）による製造用の出発材料として、頻繁に使用されている。より詳細には、シラン化合物は、アンモニアなどの窒素含有反応ガスとの反応により窒化珪素を生じさせることが可能であり、酸素などの酸素含有ガスとの反応により酸化珪素を生じさせることが可能であり、窒素含有ガス及び酸素含有ガスとの反応によりシリコンオキシナイトライドを生じさせることが可能である。
現在、窒化珪素膜をＣＶＤで製造する標準的な方法は、アンモニアガスとジクロロシラン（＝シラン化合物）との反応を誘起することを含んでいる。しかしながら、塩化アンモニウムが、この反応による副生成物として生じる。塩化アンモニウムは、白色の固体であり、それ自体がＣＶＤ反応装置の排気ライン内に蓄積し、それを詰まらせる。それ故に、出発材料が塩素フリーシラン化合物であるＣＶＤ法が必要とされている。また、ＣＶＤ技術による窒化珪素などの製造の最中に、良好な成膜速度が低温（６００℃以下）で得られることが望まれている。
テトラキス（ジメチルアミノ）シラン及びテトラキス（ジエチルアミノ）シランは、塩素フリーシラン化合物として使用され得るが、これらアミノシラン化合物は、通常低品質である（不純物の量が多い）ことと、低温では遅い成膜速度を提供することとに悩まされている。
塩素フリーアルキルアミノジシランも知られている。これらアルキルアミノジシランは、周囲温度で固体である。例えば、ヘキサキス（ジメチルアミノ）ジシランは、減圧下、２３０℃で昇華を受けることが報告されている。周囲温度で固体である化合物は、乏しい取扱適性を有している。
本発明の概要
それ故に、本発明の目的は、窒化珪素及びシリコンカーボナイトライド膜の場合に低温での優れた成膜特性を提供し且つ優れた取扱適性も有する新規なシラン化合物を提供することにある。
それ故に、本発明の目的は、窒化珪素及びシリコンカーボナイトライド膜の場合に低温での優れた成膜特性を提供し且つ優れた取扱適性も有する新規なシラン化合物を提供することにある。
本発明の他の目的は、これら新規なシラン化合物を調製する方法を提供することにある。
本発明の第１側面は、ペンタキス（ジメチルアミノ）シラン前駆体含有化合物であって、前記前駆体が、式：
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｙ （１）
であって、ＹがＣｌ、Ｈ及びアミノ基からなる群より選択される式を有した化合物を提供する。
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｙ （１）
であって、ＹがＣｌ、Ｈ及びアミノ基からなる群より選択される式を有した化合物を提供する。
好ましくは、アミノ基は、０≦ｎ≦５のＮＨ（ＣnＨ2n+1）である。
本発明の或る好ましい側面に従うと、前駆体含有化合物は５体積％未満のＳｉ2（ＮＭｅ2）6を含むであろう。
より好ましくは、本発明に従う前駆体は、ペンタキス（ジメチルアミノ）クロロジシランである。
本発明の第２の側面は、ペンタキス（ジメチルアミノ）ジシラン前駆体含有化合物の調製方法であって、前記前駆体が式（１）
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｙ （１）
であって、Ｙが、Ｈ、Ｃｌ、又は、Ｒが０≦ｎ≦５の（ＣnＨ2n+1）であるアミノ配位子（ＮＨＲ）を示している式（１）を有し、
第１工程において、有機溶媒中のヘキサクロロジシランを、少なくとも、好ましくは５倍のモル数のジメチルアミン（ＣＨ3）2ＮＨと反応させて、Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ含有化合物を生成することを特徴とする方法を提供する。
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｙ （１）
であって、Ｙが、Ｈ、Ｃｌ、又は、Ｒが０≦ｎ≦５の（ＣnＨ2n+1）であるアミノ配位子（ＮＨＲ）を示している式（１）を有し、
第１工程において、有機溶媒中のヘキサクロロジシランを、少なくとも、好ましくは５倍のモル数のジメチルアミン（ＣＨ3）2ＮＨと反応させて、Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ含有化合物を生成することを特徴とする方法を提供する。
この第１工程に従うと、本発明のペンタキス（ジメチルアミノ）クロロジシラン含有化合物が生成される。
これを起点として、Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｈ又は０≦ｎ≦５のＳｉ2（ＮＭｅ2）5［ＮＨ（ＣnＨ2n+1）］などの他の化合物が製造され得る。
そうするべく、本発明の第２工程であって、残りの塩素が、ペンタキス（ジメチルアミノ）ジシランＳｉ2（ＮＭｅ2）5Ｙを形成すべく、例えば、ＬｉＡｌＨ4及びＮａＢＨ4などの還元剤を使用し、Ｈによって置換されて、Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｈを形成し得るか、或いは、Ｒ1Ｒ2が０≦ｎ≦５の（ＣnＨ2n+1）からなる群より選択されるＬｉ（ＮＲ1Ｒ2）を使用し、ＮＨ2、ＮＨＭｅ、ＮＨＥｔ又はＮＨＲ1Ｒ2などのアミノ基によって置換され得る第２工程が提供される。
本発明の詳細な説明
ペンタキス（ジメチルアミノ）クロロジシランＳｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌは、有機溶媒中のヘキサクロロジシラン（Ｃｌ3Ｓｉ−ＳｉＣｌ3）を、少なくとも５倍のモル数のジメチルアミン（ＣＨ3）2ＮＨと反応させることによって合成され得る。
ペンタキス（ジメチルアミノ）クロロジシランＳｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌは、有機溶媒中のヘキサクロロジシラン（Ｃｌ3Ｓｉ−ＳｉＣｌ3）を、少なくとも５倍のモル数のジメチルアミン（ＣＨ3）2ＮＨと反応させることによって合成され得る。
しかしながら、ヘキサクロロジシランに対して過剰量のジメチルアミン（５倍を超える）の使用が好ましい。より詳細には、１：１０乃至１：２０のヘキサクロロジシラン：ジメチルアミンのモル比の使用が好ましい。また、１モルのヘキサクロロジシランに対し少なくとも１０モルのジメチルアミンの使用は、この反応において副生成物として生ずる塩化水素（６モル）を捕捉して、塩化ジメチルアンモニウム（固体）をつくるのを可能にする。この塩化ジメチルアンモニウムは、濾過によって、反応混合物から容易に除去することができる。
有機溶媒は、ヘキサクロロジシラン及びジメチルアミンの反応用の反応溶媒として使用され得る。この有機溶媒は、テトラヒドロフラン、並びにペンタン、ヘキサン及びオクタンなどの直鎖、分岐又は環状の炭化水素であり得る。しかしながら、ｎ−ヘキサンが好ましい溶媒である。
ヘキサクロロジシランとジメチルアミンとの反応は、好ましくは、−３０℃乃至＋５０℃の温度で行われる。一般には、この反応は、まず、反応溶媒を、−３０℃乃至＋５０℃の好ましい範囲内にある温度にし、ジメチルアミンをこの反応溶媒中に添加／溶解させ、次に、ヘキサクロロジシランを、例えば滴下により、徐々に添加することによって行われるであろう。ヘキサクロロジシランは、純粋な状態か又は反応溶媒と同じ溶媒中に溶解した状態の何れかで滴下され得る。反応媒体を攪拌し且つ上述の温度を保ちながら、この反応が２乃至２４時間に亘って継続する。この攪拌期間ののち、反応溶媒が室温（約２０℃乃至５０℃）へと加熱され、攪拌が、好ましくは、少なくとも更に１０時間に亘って続けられる。次に、固体の副生成物である塩化ジメチルアンモニウムが濾過によって除去され、溶媒及び残留アミンが真空中で蒸留されることによって除去される。得られたペンタキス（ジメチルアミノ）クロロジシランは、分留による追加の精製に供されることができる。
得られたペンタキス（ジメチルアミノ）クロロジシランは、それ自身が、シリコンカーボナイトライド前駆体用の他の魅力的な材料のための出発材料として使用され得る。そのうちの一種は、ペンタキス（ジメチルアミノ）ジシランＳｉ2（ＮＭｅ2）5Ｈである。それは、水素化アルミニウムリチウム又は水素化硼素ナトリウムを使用するペンタキス（ジメチルアミノ）クロロジシランの還元によって形成され得る。
ペンタキス（ジメチルアミノ）モノエチルアミンジシランＳｉ2（ＮＭｅ2）5（ＮＨＥｔ）は、興味深い他の分子である。それは、モノエチルアミンを使用するペンタキス（ジメチルアミノ）クロロジシランの加アンモニア分解によって形成され得る。Ｒが、水素又は、直鎖、分岐鎖若しくは環式の何れかのＣ1乃至Ｃ4鎖を示している類似のペンタキス（ジメチルアミノ）アミンジシランＳｉ2（ＮＭｅ2）5（ＮＨＲ）が製造され得る。
本発明に従うペンタキス（ジメチルアミノ）クロロジシラン及びその誘導体は、５つのジメチルアミノ配位子を含有しており、非常に反応性であり、低温（通常３５０乃至５００℃）でのＣＶＤによる窒化珪素及びシリコンカーボナイトライドの膜の優れた成膜速度を支える。
それ故に、本発明に従う製品は、上述の特性の点から、半導体産業において、ＣＶＤによる、例えば側壁スペーサ又はエッチストップ膜用の窒化珪素及びシリコンカーボナイトライド誘電体膜の製造用の前駆体として使用され得る。また、それらは、酸素含有ガスを反応チャンバ内に導入することによってシリコンオキシナイトライド及びシリコンカーボオキシナイトライドの膜を行うのに使用され得る。
膜が堆積される基板を、基板上への成膜の温度範囲内にある温度、例えば少なくとも３００℃で予熱することも好ましい。
図１は、シリコン（オキシ）ナイトライド膜を製造するための本発明の方法の実施によく適したＣＶＤ反応装置の一例を図示したブロック図を含んでいる。
図１に図示されたＣＶＤ反応装置１０は、ＣＶＤ反応チャンバ１１と、本発明に従うジシラン化合物（ＨＣＡＤ）用の供給源１２と、窒素含有ガス供給源１３と、必要な場合に導入される不活性ガスなどの希釈ガスの供給源１４とを備えている。また、ＣＶＤ反応装置１０は、シリコンオキシナイトライドが製造される場合、酸素含有ガス供給源１５も備えている。反応チャンバ１１は、指定されたＣＶＤ反応温度（バッチ式（batch processing））へと加熱する目的の加熱手段１１１に囲まれている。シングルウェハ処理の場合は、サセプタが加熱される。
図１に図示されたＣＶＤ反応装置１０の場合では、ＨＣＡＤは、バブラーの働きのおかげで、気相で、反応チャンバ１１内へと導入される。ＨＣＡＤ供給源１２は、中に液体のＨＣＡＤ化合物又は溶液が入っているシール容器１２１を備えている。注入管１２２は、キャリアガスをシール容器１２１内に入れられているＨＣＡＤ中へと注入するために、シール容器１２１内へと挿入されている。キャリアガスは、窒素などのキャリアガス用の供給源１６から、バルブＶ１及び質量流量コントローラＭＦＣ１を通って注入される。そのＨＣＡＤ中への注入後、ＨＣＡＤを同伴したキャリアガスは、圧力制御バルブＰＶを通ってラインＬ１内へと入り、反応チャンバ１１内へと導入される。圧力センサＰＧ１は、ラインＬ１へと接続されている。図には示されていないが、少なくとも１枚の基板（典型的には、シリコン基板などの半導体基板）が反応チャンバ１１内に搭載される。１乃至２５０枚の基板（チャック又はウェハボートに搭載された）が存在することができる。
アンモニアなどの窒素含有ガスが、窒素含有ガス供給源１３から、バルブＶ２及び質量流量コントローラＭＦＣ２を通り、ラインＬ２を通って反応チャンバ１１内へと導入される。
必要な場合に導入される希釈ガスは、希釈ガス供給源１４から、バルブＶ３及び質量流量コントローラＭＦＣ３を通り、ラインＬ３及びＬ２を通って反応チャンバ１１内へと導入され得る。
シリコンオキシナイトライド膜の製造の最中に導入される酸素含有ガスは、酸素含有ガス供給源１５から、バルブＶ４及び質量流量コントローラＭＦＣ４を通り、ラインＬ４及びラインＬ２を通って反応チャンバ１１内へと導入され得る。
反応チャンバ１１からの出口は、ラインＬ５を経由して、排気ガス処理装置１７へと接続されている。排気ガス処理装置１７は、例えば副生成物及び未反応材料を除去し、除去（abatement）後にガスをシステムから排気するという役割を果たす。圧力センサＰＧ２、バタフライバルブＢＶ及びポンプＰＭは、ラインＬ５において接続されている。様々なガスが反応チャンバ１１内へと導入され、反応チャンバ内１１内の圧力は圧力センサＰＧ２によって監視され、この圧力は、ポンプＰＭの動作によるバタフライバルブＢＶの開閉によって、その規定値にされる。
動作の最中、容器１２１は、例えば５０℃乃至８０℃まで加熱され、ラインＬ１を具備したＨＣＡＤ供給システムは、好ましくは、ＨＣＡＤによる結露を防ぐため、バブラーよりも高い温度まで加熱される。
以下の例において、本発明をより詳細に説明する。
例１
ヘキサクロロジシラン及びリチウムジメチルアミドの加アンモニア分解から、ＣｌＳｉ2（ＮＭｅ2）5の合成が行われた。ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ）は、Ｓｉ−Ｓｉ直接結合が分子中に残るように、出発材料として使用される。ｎ−ヘキサンが、溶媒として使用され、０℃に冷却される。ペンタキス（ジメチルアミノ）クロロジシラン及びヘキサキス（ジメチルアミノ）ジシランの混合物が得られる。リチウムジメチルアミドが添加されて、「リチウムジメチルアミド溶液」を形成する。ＨＣＤが、０℃のリチウムジメチルアミド溶液中に滴下される。次に、この溶液が、０℃で、２時間に亘って攪拌され、次に、室温で、１５時間に亘って攪拌される。次に、塩ＬｉＣｌがこの溶液から除去され、ｎ−ヘキサンが真空中で除去される。得られたＣｌＳｉ2（ＮＭｅ2）5及び他の副生成物が、分留によって分離される。
ヘキサクロロジシラン及びリチウムジメチルアミドの加アンモニア分解から、ＣｌＳｉ2（ＮＭｅ2）5の合成が行われた。ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ）は、Ｓｉ−Ｓｉ直接結合が分子中に残るように、出発材料として使用される。ｎ−ヘキサンが、溶媒として使用され、０℃に冷却される。ペンタキス（ジメチルアミノ）クロロジシラン及びヘキサキス（ジメチルアミノ）ジシランの混合物が得られる。リチウムジメチルアミドが添加されて、「リチウムジメチルアミド溶液」を形成する。ＨＣＤが、０℃のリチウムジメチルアミド溶液中に滴下される。次に、この溶液が、０℃で、２時間に亘って攪拌され、次に、室温で、１５時間に亘って攪拌される。次に、塩ＬｉＣｌがこの溶液から除去され、ｎ−ヘキサンが真空中で除去される。得られたＣｌＳｉ2（ＮＭｅ2）5及び他の副生成物が、分留によって分離される。
ＮＭＲスペクトルは、この蒸留プロセスから得られたサンプルが、５体積％未満のＳｉ2（ＮＭｅ2）6を含有していることを示す。
例２
液体配送システムを使用して配送される前駆体のペンタキス（ジメチルアミノ）クロロジシランが、１８．５重量％で、トルエン中に溶解された。この百分率は、溶解度の点で並びに気化器及び続くＣＶＤチャンバへの容易な配送にとって至適であることが分かっている。対応した溶液を、以下では、「Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液」と記載する。しかしながら、この定義は、Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ（又は、好ましくはベンゼン、トルエンなどからなる群より選択される１重量％乃至２０重量％の少なくとも１種の溶媒を用いて説明されたものと同様の「群（family）」の他の生成物）の全ての溶液を含んでいる。
液体配送システムを使用して配送される前駆体のペンタキス（ジメチルアミノ）クロロジシランが、１８．５重量％で、トルエン中に溶解された。この百分率は、溶解度の点で並びに気化器及び続くＣＶＤチャンバへの容易な配送にとって至適であることが分かっている。対応した溶液を、以下では、「Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液」と記載する。しかしながら、この定義は、Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ（又は、好ましくはベンゼン、トルエンなどからなる群より選択される１重量％乃至２０重量％の少なくとも１種の溶媒を用いて説明されたものと同様の「群（family）」の他の生成物）の全ての溶液を含んでいる。
例３
典型的な構成は、図１に記載されている。半導体製造に必要とされる純度を有した、例えば、ヘリウム、アルゴン、窒素などの不活性ガスが、溶液が液体質量流量コントローラ及び気化器内へと導入されるように、バブラー内へと導入された。次に、溶液の成分が、配送を至適化するために、適切な温度で気化される。半導体製造に必要とされる純度を有した、例えば、ヘリウム、アルゴン、窒素などの不活性ガスが気化器内へと別途導入されて、先の溶液の気体成分をＣＶＤ反応器へと運ぶ。それは、アンモニアなどの追加の反応物質と混合され得る。
典型的な構成は、図１に記載されている。半導体製造に必要とされる純度を有した、例えば、ヘリウム、アルゴン、窒素などの不活性ガスが、溶液が液体質量流量コントローラ及び気化器内へと導入されるように、バブラー内へと導入された。次に、溶液の成分が、配送を至適化するために、適切な温度で気化される。半導体製造に必要とされる純度を有した、例えば、ヘリウム、アルゴン、窒素などの不活性ガスが気化器内へと別途導入されて、先の溶液の気体成分をＣＶＤ反応器へと運ぶ。それは、アンモニアなどの追加の反応物質と混合され得る。
ヘリウムは、この用途において最も適したキャリアガスと考えられている。
例４
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
関連した様々な薬品のプロセス中への供給量は、
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．０８ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．０８ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
堆積パラメータは、
「溶液」が気体の形態で気化される気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：５２５℃、ＣＶＤ反応器圧力：１．０Ｔｏｒｒ、継続時間：２０分
である。
「溶液」が気体の形態で気化される気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：５２５℃、ＣＶＤ反応器圧力：１．０Ｔｏｒｒ、継続時間：２０分
である。
膜は、ＡＥＳ及び屈折率測定によって、特性決定された。
対応する堆積速度は、７５Ａ／分である。
この膜の組成は、このとき、Ｓｉ0.65Ｎ0.14Ｃ0.21である。
例２乃至４において得られた結果は、図２にまとめられている。対応する見掛けの活性化エネルギーは、１４ｋｃａｌ／ｍｏｌであり、優れた特性を有する窒化物及びカーボナイトライドの膜を与えるプロセスとして知られているＨＣＤＳ／ＮＨ3の活性化エネルギーよりも一層低い。
例５
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
関連した様々な薬品のプロセス中への供給量は、
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．０８ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．０８ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
堆積パラメータは、
気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：５００℃、ＣＶＤ反応器圧力：１．０Ｔｏｒｒ、継続時間：３０分
である。
気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：５００℃、ＣＶＤ反応器圧力：１．０Ｔｏｒｒ、継続時間：３０分
である。
膜は、ＡＥＳ及び屈折率測定によって、特性決定された。
対応する堆積速度は、４０Ａ／分である。
この膜の組成は、このとき、Ｓｉ0.62Ｎ0.14Ｃ0.23である。
例６
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
関連した様々な薬品のプロセス中への供給量は、
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．０８ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．０８ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
堆積パラメータは、
気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：４７５℃、ＣＶＤ反応器圧力：１．０Ｔｏｒｒ、継続時間：３０分
である。
気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：４７５℃、ＣＶＤ反応器圧力：１．０Ｔｏｒｒ、継続時間：３０分
である。
膜は、ＡＥＳ及び屈折率測定によって、特性決定された。
対応する堆積速度は、１９Ａ／分である。
この膜の組成は、このとき、Ｓｉ0.62Ｎ0.15Ｃ0.23である。
例７
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
関連した様々な薬品のプロセス中への供給量は、
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．０８ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．０８ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
堆積パラメータは、
気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：４５０℃、ＣＶＤ反応器圧力：１．０Ｔｏｒｒ、継続時間：５０分
である。
気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：４５０℃、ＣＶＤ反応器圧力：１．０Ｔｏｒｒ、継続時間：５０分
である。
膜は、ＡＥＳ及び屈折率測定によって、特性決定された。
対応する堆積速度は、６Ａ／分である。
この膜の組成は、このとき、Ｓｉ0.56Ｎ0.17Ｃ0.26である。
例８
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
関連した様々な薬品のプロセス中への供給量は、
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．１６ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．１６ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
堆積パラメータは、
気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：４５０℃、ＣＶＤ反応器圧力：１．０Ｔｏｒｒ、継続時間：５０分
である。
気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：４５０℃、ＣＶＤ反応器圧力：１．０Ｔｏｒｒ、継続時間：５０分
である。
膜は、ＡＥＳ及び屈折率測定によって、特性決定された。
対応する堆積速度は、１１．２Ａ／分であり、前駆体の供給量が２倍少なかった前の例で得られたものの約２倍である。
この膜の組成は、このとき、Ｓｉ0.62Ｎ0.14Ｃ0.24である。
例９
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
関連した様々な薬品のプロセス中への供給量は、
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．１６ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．１６ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
堆積パラメータは、
気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：４２５℃、ＣＶＤ反応器圧力：１．０Ｔｏｒｒ、継続時間：８０分
である。
気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：４２５℃、ＣＶＤ反応器圧力：１．０Ｔｏｒｒ、継続時間：８０分
である。
膜は、ＡＥＳ及び屈折率測定によって、特性決定された。
対応する堆積速度は、３Ａ／分である。
この膜の組成は、このとき、Ｓｉ0.56Ｎ0.17Ｃ0.26である。
例１０
「準大気圧（Subatmospheric）ＣＶＤ」実験
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
「準大気圧（Subatmospheric）ＣＶＤ」実験
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
関連した様々な薬品のプロセス中への供給量は、
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．０８ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．０８ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
堆積パラメータは、
気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：４００℃、ＣＶＤ反応器圧力：１００Ｔｏｒｒ、継続時間：８０分
である。
気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：４００℃、ＣＶＤ反応器圧力：１００Ｔｏｒｒ、継続時間：８０分
である。
膜は、ＡＥＳ及び屈折率測定によって、特性決定された。
対応する堆積速度は、２８Ａ／分である。
この膜の組成は、このとき、Ｓｉ0.41Ｎ0.51Ｃ0.07である。
例１１
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
関連した様々な薬品のプロセス中への供給量は、
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．０８ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．０８ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
堆積パラメータは、
気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：３７５℃、ＣＶＤ反応器圧力：１００Ｔｏｒｒ、継続時間：８０分
である。
気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：３７５℃、ＣＶＤ反応器圧力：１００Ｔｏｒｒ、継続時間：８０分
である。
膜は、ＡＥＳ及び屈折率測定によって、特性決定された。
対応する堆積速度は、２０Ａ／分である。
この膜の組成は、このとき、Ｓｉ0.41Ｎ0.51Ｃ0.07である。
例１２
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
様々な反応物質が、図１に記載されたＣＶＤチャンバ内へと導入される。
関連した様々な薬品のプロセス中への供給量は、
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．０８ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ溶液：０．０８ｇ／分、Ｈｅ：１７５ｓｃｃｍ、ＮＨ3：３５ｓｃｃｍ
である。
堆積パラメータは、
気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：３５０℃、ＣＶＤ反応器圧力：１００Ｔｏｒｒ、継続時間：８０分
である。
気化器Ｔ：１１０℃、堆積Ｔ：３５０℃、ＣＶＤ反応器圧力：１００Ｔｏｒｒ、継続時間：８０分
である。
膜は、ＡＥＳ及び屈折率測定によって、特性決定された。
対応する堆積速度は、１５Ａ／分である。
この膜の組成は、このとき、Ｓｉ0.40Ｎ0.51Ｃ0.08である。
例１０乃至１２に従ったプロセスの見掛けの活性化エネルギーは、１４ｋｃａｌ／ｍｏｌであり、優れた特性を有する窒化物及びカーボナイトライドの膜を与えるプロセスとして知られているＤＣＳ／ＮＨ3プロセスに非常に近い。
比較例１３
この例（表１）は、従来技術のＳｉ2（ＮＨＥｔ）6前駆体から得られたＳｉＮ膜と、本発明に従うＳｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ前駆体から得られたＳｉＮ膜との間の比較をまとめている。本発明に従う化合物のエッチング速度は、Ｓｉ2（ＮＨＥｔ）6からの従来技術の層のエッチング速度よりも４００倍小さく、エッチストップの目的でＳｉＮ層をつくることを特に魅力的なものにする。
この例（表１）は、従来技術のＳｉ2（ＮＨＥｔ）6前駆体から得られたＳｉＮ膜と、本発明に従うＳｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ前駆体から得られたＳｉＮ膜との間の比較をまとめている。本発明に従う化合物のエッチング速度は、Ｓｉ2（ＮＨＥｔ）6からの従来技術の層のエッチング速度よりも４００倍小さく、エッチストップの目的でＳｉＮ層をつくることを特に魅力的なものにする。
Claims (10)
- ペンタキス（ジメチルアミノ）ジシラン前駆体含有化合物であって、前記前駆体が、式：
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｙ （１）
であって、Ｙが、Ｃｌ、Ｈ及びアミノ基からなる群より選択される式を有した化合物。 - 前記化合物が５体積％未満のＳｉ2（ＮＭｅ2）6を含んだ請求項１記載の化合物。
- 前記アミノ基が０≦ｎ≦５のＮＨ（ＣnＨ2n+1）である請求項１又は２記載のペンタキス（ジメチルアミノ）ジシラン前駆体含有化合物。
- Ｙ＝Ｃｌである請求項１又は２記載のペンタキス（ジメチルアミノ）クロロジシラン前駆体含有化合物。
- ペンタキス（ジメチルアミノ）ジシラン前駆体含有化合物の調製方法であって、前記前駆体が、式（１）
Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｙ （１）
であって、各Ｙが、Ｈ、Ｃｌ、又は、Ｒが０≦ｎ≦５の（ＣnＨ2n+1）であるアミノ配位子（ＮＨＲ）を示している式（１）を有し、
第１工程において、有機溶媒中のヘキサクロロジシランを、少なくとも、好ましくは５倍のモル数のジメチルアミン（ＣＨ3）2ＮＨと反応させて、Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ含有化合物を生成することを特徴とする方法。 - 前記Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｃｌ含有化合物の残りの塩素が、ＬｉＡｌＨ4及びＮａＢＨ4などの還元剤を使用し、Ｈによって置換されて、Ｓｉ2（ＮＭｅ2）5Ｈを形成するか、或いは、Ｒ1Ｒ2が０≦ｎ≦５の（ＣnＨ2n+1）からなる群より選択されるＬｉ（ＮＲ1Ｒ2）又はＮＨＲ1Ｒ2を使用し、ＮＨ2、ＮＨＭｅ、ＮＨＥｔ又はＮＨＲ1Ｒ2などのアミノ基によって置換されて、０≦ｎ≦５のＳｉ2（ＮＭｅ2）5［ＮＨ（ＣnＨ2n+1）］を形成する第２工程を含んだ請求項５記載の方法。
- 前記反応が−３０℃乃至５０℃の温度で行われることを特徴とする請求項５又は６記載の調製方法。
- 前記有機溶媒がｎ−ヘキサンであることを特徴とする請求項５又は６記載の調製方法。
- 前記前駆体含有化合物が、気化手段への前記前駆体の更なる配送のために、トルエンなどの炭化水素溶媒中に溶解される請求項１乃至３記載の前駆体含有化合物の使用。
- ＳｉＮ又はＳｉＯＮ膜を基板上に製造するための請求項９記載の使用。
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