JP2013530304A - Ruthenium-containing precursors for CVD and ALD - Google Patents
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Abstract
ルテニウム含有前駆体、並びにCVD及びALDにおいてそれを使用する方法を開示する。開示される前駆体は、一般式LmRu(CO)3(式中、Lは直鎖状若しくは分岐状の不飽和炭化水素、又は2つ以上の置換基を有する環状不飽和炭化水素であり、mは1又は2である)を有する金属トリカルボニル錯体である。
【選択図】図1Ruthenium-containing precursors and methods of using them in CVD and ALD are disclosed. The disclosed precursor is a general formula L m Ru (CO) 3 , wherein L is a linear or branched unsaturated hydrocarbon or a cyclic unsaturated hydrocarbon having two or more substituents. , M is 1 or 2).
[Selection] Figure 1
Description
ルテニウム含有前駆体、並びにCVD及びALDにおいてそれを使用する方法を開示する。 Ruthenium-containing precursors and methods of using them in CVD and ALD are disclosed.
[関連出願の相互参照]
本出願は、2010年4月19日付けで出願された米国仮特許出願第61/325,487号(その全内容が参照により本明細書中に援用される)の利益を主張する、2010年12月30日付けで出願された米国非仮出願第12/981,798号の利益を主張するものである。
[Cross-reference of related applications]
This application claims the benefit of US Provisional Patent Application No. 61 / 325,487, filed Apr. 19, 2010, the entire contents of which are hereby incorporated by reference. It claims the benefit of US Non-Provisional Application No. 12 / 981,798, filed December 30th.
SrRuO及びRuO2等のルテニウム膜及びルテニウム含有膜は、半導体デバイスにおいて金属電極及びCuシード層等の幾つかの部品に使用されている。ルテニウムの抵抗率はIr及びPtよりも低い。さらに、RuO2は、この2つの対応するIr及びPtの金属酸化物よりも良好な伝導率を有し、このことは堆積させた金属層を後続プロセス中に酸化剤(例えばO2、O3)と接触させる場合に重要である。チップのサイズが小さくなるほど、各々の層を薄くしなければならない。したがって、化学蒸着(CVD)、好ましくは原子層堆積(ALD)の技法が所望され、CVDモード及びALDモードで使用することのできる前駆体も所望されている。 Ruthenium films and ruthenium-containing films such as SrRuO and RuO 2 are used in several components such as metal electrodes and Cu seed layers in semiconductor devices. The resistivity of ruthenium is lower than Ir and Pt. In addition, RuO 2 has better conductivity than the two corresponding Ir and Pt metal oxides, which means that the deposited metal layer can be oxidised (eg, O 2 , O 3) during subsequent processing. ) Is important. The smaller the chip size, the thinner each layer must be. Therefore, chemical vapor deposition (CVD), preferably atomic layer deposition (ALD) techniques are desired, and precursors that can be used in CVD and ALD modes are also desired.
多様なルテニウム錯体が利用可能であり、一部はCVDモード又はALDモードで研究されている。しかしながら、その大半が低い蒸気圧、及び/又は高い不純物含量(大抵の場合、C及びOである)を示す膜の堆積、長いインキュベーション時間、低い密着性、及びディープトレンチにおける不均一性等のような欠点を有している。加えて、一部の前駆体は液体ではなく、反応チャンバへの蒸気の容易な送達を可能にするには溶媒又は溶媒混合物に溶解させる必要がある。 A variety of ruthenium complexes are available, some being studied in CVD mode or ALD mode. However, such as deposition of films that mostly show low vapor pressure and / or high impurity content (usually C and O), long incubation times, low adhesion, and non-uniformity in deep trenches, etc. Have the disadvantages. In addition, some precursors are not liquid and need to be dissolved in a solvent or solvent mixture to allow easy delivery of vapor to the reaction chamber.
トリカルボニルルテニウム生成物がCVD/ALD前駆体として報告されている(例えば、特許文献1及び特許文献2及び特許文献3を参照されたい)。特許文献4は、(Rn−CHD)Ru(CO)3前駆体(ここで、RはC1〜C4の直鎖状又は分岐状のアルキル、アルキルアミド、アルコキシド、アルキルシリルアミド、アミジネート、カルボニル及び/又はフルオロアルキルの置換基からなる群から選択され、nは1〜8の範囲であり得る)を開示している。 Tricarbonyl ruthenium products have been reported as CVD / ALD precursors (see, for example, US Pat. Patent Document 4, (R n -CHD) Ru ( CO) 3 precursor (wherein, R represents C1~C4 straight or branched alkyl, alkylamides, alkoxides, alkylsilylamides, amidinates, carbonyl and And / or selected from the group consisting of fluoroalkyl substituents, n can be in the range of 1-8.
蒸着に好適な特性を有するルテニウム含有前駆体が依然として必要とされている。 There remains a need for ruthenium-containing precursors with properties suitable for vapor deposition.
<表記法および用語>
以下の明細書及び特許請求の範囲を通して或る特定の略語、記号及び用語が使用される。例えば、「不飽和炭化水素」という用語は、炭素原子及び水素原子のみを含有する不飽和官能基を指す。さらに、「不飽和炭化水素」という用語は、直鎖状、分岐状又は環状の不飽和炭化水素基を指す。直鎖状不飽和炭化水素基の例としては、エチレン基、プロピレン基、ブテン基等が挙げられるが、これらに限定されない。分岐状不飽和炭化水素基の例としては、2−メチル−2,4−ペンタジエンが挙げられるが、これに限定されない。環状不飽和炭化水素基の例としては、シクロヘキサジエニル基等が挙げられるが、これらに限定されない。
<Notation and terminology>
Certain abbreviations, symbols and terms are used throughout the following specification and claims. For example, the term “unsaturated hydrocarbon” refers to an unsaturated functional group containing only carbon and hydrogen atoms. Furthermore, the term “unsaturated hydrocarbon” refers to a linear, branched or cyclic unsaturated hydrocarbon group. Examples of the linear unsaturated hydrocarbon group include, but are not limited to, an ethylene group, a propylene group, and a butene group. Examples of branched unsaturated hydrocarbon groups include, but are not limited to, 2-methyl-2,4-pentadiene. Examples of the cyclic unsaturated hydrocarbon group include, but are not limited to, a cyclohexadienyl group.
「Me」という略語はメチル基を指し、「Et」という略語はエチル基を指し、「Pr」という略語はプロピル基を指し、「iPr」という略語はイソプロピル基を指し、「Bu」という略語はブチル(n−ブチル)を指し、「tBu」という略語はtert−ブチルを指し、「sBu」という略語はsec−ブチルを指し、「CHD」という略語はシクロヘキサジエニルを指す。 The abbreviation “Me” refers to the methyl group, the abbreviation “Et” refers to the ethyl group, the abbreviation “Pr” refers to the propyl group, the abbreviation “iPr” refers to the isopropyl group, and the abbreviation “Bu” Refers to butyl (n-butyl), the abbreviation “tBu” refers to tert-butyl, the abbreviation “sBu” refers to sec-butyl, and the abbreviation “CHD” refers to cyclohexadienyl.
元素周期表による元素の一般的な略語が本明細書中で使用される。元素がこれらの略語によって言及される場合もあることを理解されたい(例えば、Ruはルテニウムを指し、Srはストロンチウムを指す、等)。 Common abbreviations for elements from the Periodic Table of Elements are used herein. It should be understood that elements may be referred to by these abbreviations (eg, Ru refers to ruthenium, Sr refers to strontium, etc.).
基板上にルテニウム含有層を形成する方法を開示する。少なくとも1つの基板を内部に配置した反応チャンバを準備する。反応チャンバに蒸気を導入する。蒸気は、式[L]mRu(CO)3(式中、Lは直鎖状若しくは分岐状の不飽和炭化水素、又は2つ以上の置換基を有する環状不飽和炭化水素であり、mは1又は2である)を有する少なくとも1つの化合物を含む。蒸気を基板と接触させて、基板の少なくとも1つの表面に蒸着プロセスを用いてルテニウム含有層を形成する。本方法は更に、下記態様の1つ又は複数を含むことができる:
蒸着プロセスがCVD及び/又はALDである;
少なくとも1つの化合物が、Ru(エチレン)2(CO)3、Ru(プロピレン)2(CO)3、Ru(ブテン)2(CO)3からなる群から選択される;
少なくとも1つの化合物が、Ru(2,4−ペンタジエン)(CO)3、Ru(2−メチル−2,4−ペンタジエン)(CO)3、Ru(1,4−ペンタジエン)(CO)3、Ru(2,4−ヘキサジエン)(CO)3、Ru(2,4−ヘキサジエナール)(CO)3、Ru(2,4−ヘプタジエン)(CO)3、Ru(1,4−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエン)(CO)3、Ru(1−メチル−4−エチル−1,3−シクロヘキサジエン)(CO)3、Ru(1−メチル−4−n−プロピル−1,3−シクロヘキサジエン)(CO)3、Ru(1−メチル−4−イソプロピル−1,3−シクロヘキサジエン)(CO)3、Ru(1,5−ジメチル−1,4−シクロヘキサジエン)(CO)3、Ru(1−メチル−5−エチル−1,4−シクロヘキサジエン)(CO)3、Ru(1−メチル−5−n−プロピル−1,4−シクロヘキサジエン)(CO)3及びRu(1−メチル−5−イソプロピル−1,4−シクロヘキサジエン)(CO)3からなる群から選択される;
Lが「C=C−C=C」又は「C=C−CH2−C=C」である;
少なくとも1つの化合物が、およそ−20℃〜およそ100℃の範囲の温度で液体である;
少なくとも1つの化合物が、およそ−20℃〜およそ30℃の範囲の温度で液体である;
少なくとも1つの化合物が、およそ−20℃〜およそ0℃の範囲の温度で液体である;
蒸着プロセスが、熱蒸着プロセス又はプラズマ蒸着プロセスである;
反応チャンバが1個〜200個のウエハーを含有する;
蒸着プロセスを、約0.01トール(1.33Pa)〜約1000トール(13332
2Pa)の圧力範囲で行う;
蒸着プロセスを、約0.1トール(13.3Pa)〜約100トール(13332.2Pa)の圧力範囲で行う;
蒸着プロセスを、約10℃〜約400℃の温度範囲で行う;
蒸着プロセスを、約25℃〜約350℃の温度範囲で行う;
蒸着プロセスを、約50℃〜約300℃の温度範囲で行う;
反応チャンバに反応物質を導入する;
反応物質が水素(H2)、アンモニア(NH3)、シラン(SiH4)、ジエチルシラン(SiEt2H2)、これらの励起種、及びその混合物からなる群から選択される;
反応物質が酸素(O2)、水(H2O)、オゾン(O3)、H2O2、NO、NO2、カルボン酸(RCOOH)、これらの励起種、及びその混合物からなる群から選択される。
A method for forming a ruthenium-containing layer on a substrate is disclosed. A reaction chamber is provided having at least one substrate disposed therein. Steam is introduced into the reaction chamber. The steam is represented by the formula [L] m Ru (CO) 3 (wherein L is a linear or branched unsaturated hydrocarbon, or a cyclic unsaturated hydrocarbon having two or more substituents, and m is At least one compound having 1 or 2). Vapor is brought into contact with the substrate to form a ruthenium containing layer using a deposition process on at least one surface of the substrate. The method can further include one or more of the following aspects:
The deposition process is CVD and / or ALD;
At least one compound is selected from the group consisting of Ru (ethylene) 2 (CO) 3 , Ru (propylene) 2 (CO) 3 , Ru (butene) 2 (CO) 3 ;
At least one compound is Ru (2,4-pentadiene) (CO) 3 , Ru (2-methyl-2,4-pentadiene) (CO) 3 , Ru (1,4-pentadiene) (CO) 3 , Ru (2,4-hexadiene) (CO) 3, Ru (2,4-hexamethylene diethyl Nar) (CO) 3,
L is “C═C—C═C” or “C═C—CH 2 —C═C”;
At least one compound is liquid at a temperature in the range of approximately −20 ° C. to approximately 100 ° C .;
At least one compound is liquid at a temperature in the range of approximately −20 ° C. to approximately 30 ° C .;
At least one compound is liquid at a temperature in the range of approximately −20 ° C. to approximately 0 ° C .;
The deposition process is a thermal deposition process or a plasma deposition process;
The reaction chamber contains 1 to 200 wafers;
The deposition process is performed at about 0.01 Torr (1.33 Pa) to about 1000 Torr (13332).
In the pressure range of 2 Pa);
The deposition process is performed in a pressure range of about 0.1 Torr (13.3 Pa) to about 100 Torr (133332.2 Pa);
The deposition process is carried out in a temperature range of about 10 ° C. to about 400 ° C .;
The deposition process is carried out in a temperature range of about 25 ° C. to about 350 ° C .;
The deposition process is carried out in a temperature range of about 50 ° C. to about 300 ° C .;
Introducing reactants into the reaction chamber;
The reactant is selected from the group consisting of hydrogen (H 2 ), ammonia (NH 3 ), silane (SiH 4 ), diethylsilane (SiEt 2 H 2 ), their excited species, and mixtures thereof;
The reactant is from the group consisting of oxygen (O 2 ), water (H 2 O), ozone (O 3 ), H 2 O 2 , NO, NO 2 , carboxylic acid (RCOOH), their excited species, and mixtures thereof. Selected.
本発明の性質及び目的の更なる理解のために、添付の図面と併せて、以下の詳細な説明について言及するものとする。 For a further understanding of the nature and objects of the invention, reference should be made to the following detailed description taken together with the accompanying figures.
ルテニウム含有前駆体を開示する。開示される前駆体は、CVD堆積及びALD堆積に高反応性で使用されるように、(送達条件で)熱的に安定であり得る。 A ruthenium-containing precursor is disclosed. The disclosed precursors can be thermally stable (at delivery conditions) so as to be used with high reactivity for CVD and ALD deposition.
開示される前駆体は、一般式LmRu(CO)3(式中、Lは直鎖状若しくは分岐状の不飽和炭化水素、又は2つ以上の置換基を有する環状不飽和炭化水素であり、mは1又は2である)を有する金属トリカルボニル錯体である。 The disclosed precursor is a general formula L m Ru (CO) 3 , wherein L is a linear or branched unsaturated hydrocarbon or a cyclic unsaturated hydrocarbon having two or more substituents. , M is 1 or 2).
一実施形態では、開示される前駆体が式L2Ru(CO)3を有し、Lがエチレン、プロピレン又はブテン等の直鎖状不飽和炭化水素である。例示的な前駆体としては、Ru(エチレン)2(CO)3、Ru(プロピレン)2(CO)3及びRu(ブテン)2(CO)3が挙げられる。 In one embodiment, the disclosed precursor has the formula L 2 Ru (CO) 3 and L is a linear unsaturated hydrocarbon such as ethylene, propylene or butene. Exemplary precursors include Ru (ethylene) 2 (CO) 3 , Ru (propylene) 2 (CO) 3 and Ru (butene) 2 (CO) 3 .
代替的な実施形態では、開示される前駆体が式LRu(CO)3を有し、Lが下記に示すようにRu原子に結合する:
この実施形態では、Lは2,4−ペンタジエン、2−メチル−2,4−ペンタジエン、1,4−ペンタジエン、2,4−ヘキサジエン、2,4−ヘキサジエナール、2,4−ヘプタジエンであり得る。代替的には、Lは2つ以上の置換基を有するシクロヘキサジエン分子、例えば1,4−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエン、1−メチル−4−エチル
−1,3−シクロヘキサジエン、1−メチル−4−n−プロピル−1,3−シクロヘキサジエン、1−メチル−4−イソプロピル−1,3−シクロヘキサジエン、1−メチル−5−メチル−1,4−シクロヘキサジエン、1−メチル−5−エチル−1,4−シクロヘキサジエン、1−メチル−5−n−プロピル−1,4−シクロヘキサジエン、1−メチル−5−イソプロピル−1,4−シクロヘキサジエンであり得る。例示的な前駆体としては、Ru(2,4−ペンタジエン)(CO)3、Ru(2−メチル−2,4−ペンタジエン)(CO)3、Ru(1,4−ペンタジエン)(CO)3、Ru(2,4−ヘキサジエン)(CO)3、Ru(2,4−ヘキサジエナール)(CO)3、Ru(2,4−ヘプタジエン)(CO)3、Ru(1,4−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエン)(CO)3、Ru(1−メチル−4−エチル−1,3−シクロヘキサジエン)(CO)3、Ru(1−メチル−4−n−プロピル−1,3−シクロヘキサジエン)(CO)3、Ru(1−メチル−4−イソプロピル−1,3−シクロヘキサジエン)(CO)3、Ru(1,5−ジメチル−1,4−シクロヘキサジエン)(CO)3、Ru(1−メチル−5−エチル−1,4−シクロヘキサジエン)(CO)3及びRu(1−メチル−5−n−プロピル−1,4−シクロヘキサジエン)(CO)3が挙げられる。好ましくは、前駆体はRu(1−メチル−4−イソプロピル−1,3−シクロヘキサジエン)(CO)3である。
In this embodiment, L is 2,4-pentadiene, 2-methyl-2,4-pentadiene, 1,4-pentadiene, 2,4-hexadiene, 2,4-hexadienal, 2,4-heptadiene. obtain. Alternatively, L is a cyclohexadiene molecule having two or more substituents, such as 1,4-dimethyl-1,3-cyclohexadiene, 1-methyl-4-ethyl-1,3-cyclohexadiene, 1- Methyl-4-n-propyl-1,3-cyclohexadiene, 1-methyl-4-isopropyl-1,3-cyclohexadiene, 1-methyl-5-methyl-1,4-cyclohexadiene, 1-methyl-5 -Ethyl-1,4-cyclohexadiene, 1-methyl-5-n-propyl-1,4-cyclohexadiene, 1-methyl-5-isopropyl-1,4-cyclohexadiene. Exemplary precursors include Ru (2,4-pentadiene) (CO) 3 , Ru (2-methyl-2,4-pentadiene) (CO) 3 , Ru (1,4-pentadiene) (CO) 3 , Ru (2,4-hexadiene) (CO) 3, Ru ( 2,4- hexamethylene diethyl Nar) (CO) 3, Ru ( 2,4- heptadiene) (CO) 3, Ru ( 1,4- dimethyl - 1,3-cyclohexadiene) (CO) 3 , Ru (1-methyl-4-ethyl-1,3-cyclohexadiene) (CO) 3 , Ru (1-methyl-4-n-propyl-1,3- Cyclohexadiene) (CO) 3 , Ru (1-methyl-4-isopropyl-1,3-cyclohexadiene) (CO) 3 , Ru (1,5-dimethyl-1,4-cyclohexadiene) (CO) 3 , Ru (1-methyl-5- Ethyl-1,4-cyclohexadiene) (CO) 3 and Ru (1-methyl-5-n-propyl-1,4-cyclohexadiene) (CO) 3 . Preferably, the precursor is Ru (1-methyl-4-isopropyl-1,3-cyclohexadiene) (CO) 3 .
開示される前駆体は、およそ−20℃〜およそ100℃、より好ましくはおよそ−20℃〜およそ30℃、更により好ましくはおよそ−20℃〜およそ0℃の範囲の温度で液体であるのが好ましい。 The disclosed precursor is liquid at a temperature in the range of about −20 ° C. to about 100 ° C., more preferably about −20 ° C. to about 30 ° C., and even more preferably about −20 ° C. to about 0 ° C. preferable.
<配位子の選択>
一部のLmRu(CO)3化合物は、CVD/ALD堆積に好適な特性を示す。L配位子の選択は、得られるルテニウム含有層の使用目的に基づいて行うことができる。しかしながら、ルテニウム原子の酸化状態及び配位子Lの立体障害は常に同じというわけではなく、一部の構造は作ることができない。
<Selection of ligand>
Some L m Ru (CO) 3 compounds exhibit suitable properties for CVD / ALD deposition. The selection of the L ligand can be performed based on the purpose of use of the obtained ruthenium-containing layer. However, the oxidation state of the ruthenium atom and the steric hindrance of the ligand L are not always the same, and some structures cannot be made.
例えば、Lが中性配位子ではない場合(例えば置換シクロペンタジエン)、LmRu(CO)3化合物におけるルテニウムの酸化状態はゼロではなく、これにより安定なLmRu(CO)3化合物が得られる。このような場合、Ru原子と非中性L配位子との間の結合を切断するために、CVDプロセス又はALDプロセス中に酸素が必要とされる。結果として、得られるルテニウム含有層は酸素も含有し得る。 For example, if L is not a neutral ligand (eg, substituted cyclopentadiene), the ruthenium oxidation state in the L m Ru (CO) 3 compound is not zero, which results in a stable L m Ru (CO) 3 compound. can get. In such cases, oxygen is required during the CVD or ALD process to break the bond between the Ru atom and the non-neutral L ligand. As a result, the resulting ruthenium-containing layer can also contain oxygen.
しかしながら、Lが中性配位子である場合(例えば、ジエン(m=1)又は不飽和炭化水素(m=1又は2))、LmRu(CO)3化合物におけるルテニウムの酸化状態はゼロである。その状況では、結合を切断するために酸素又はオゾンが必要とされることはないと考えられる。酸素の代わりに水素を用いることができる場合がある。得られるRu含有層は、障壁層等の酸素を使用することができない一部の部品に適用することができる。 However, when L is a neutral ligand (eg, diene (m = 1) or unsaturated hydrocarbon (m = 1 or 2)), the oxidation state of ruthenium in the L m Ru (CO) 3 compound is zero. It is. In that situation, no oxygen or ozone would be required to break the bond. In some cases, hydrogen can be used instead of oxygen. The resulting Ru-containing layer can be applied to some parts that cannot use oxygen, such as a barrier layer.
<活性部位>
上記のような配位子の選択に加えて、一部の配位子はLmRu(CO)3構造を作ることができない。配位子分子Lは「C(1)=C(2)−C(3)=C(4)」又は「C(5)=C(6)−C(7)H2−C(8)=C(9)」であり得る。ジエン分子の場合、2つの二重結合がより近くにあるべきであり、C(2)、C(3)、C(6)、C(8)は炭素上の置換基(水素以外)を有しないべきである。言い換えると、1,3−ジエン分子が1,4−ジエン分子よりも好ましい。
<Active site>
In addition to the selection of ligands as described above, some ligands cannot make L m Ru (CO) 3 structures. The ligand molecule L is “C (1) = C (2) -C (3) = C (4)” or “C (5) = C (6) -C (7) H 2 -C (8)”. = C (9) ". In the case of a diene molecule, the two double bonds should be closer, and C (2), C (3), C (6), C (8) have a substituent on the carbon (other than hydrogen). Should not. In other words, 1,3-diene molecules are preferred over 1,4-diene molecules.
加えて、C(2)、C(3)、C(6)又はC(8)炭素分子上の任意の非水素置換基は、LmM(CO)3分子の形成を妨げる場合がある。立体障害を回避するために、配位子分子はtbp(三方両錐形)構造を生じる「開いた部位」を必要とし得る。例えば、L
が1−メチル−4−イソプロピル−1,4−シクロヘキサジエン又は1,3,5−トリメチル−1,4−シクロヘキサジエンである場合のように、配位子が活性部位を有しない場合、LM(CO)3生成物は得られなかった。
In addition, C (2), C ( 3), C (6) or C (8) optional non-hydrogen substituents on the carbon molecules may interfere with L m M (CO) 3 formation of the molecule. To avoid steric hindrance, the ligand molecule may require an “open site” that results in a tbp (trigonal bipyramidal) structure. For example, L
When the ligand does not have an active site, such as when 1-methyl-4-isopropyl-1,4-cyclohexadiene or 1,3,5-trimethyl-1,4-cyclohexadiene, LM ( No CO) 3 product was obtained.
<堆積法>
開示される前駆体は、蒸着プロセスを用いて1つ又は複数の基板(例えば、半導体基板又は基板アセンブリ)上にルテニウム含有層を形成するために使用することができる。この方法は半導体デバイス、太陽光発電デバイス、LCD−TFTデバイス及びフラットパネルデバイスの製造において有用であり得る。この方法は、基板を準備することと、少なくとも1つのルテニウム含有前駆体を含む蒸気を準備することと、ルテニウム含有前駆体を含む蒸気を基板と接触させること(通常は蒸気を基板に送ること)と、基板の少なくとも1つの表面上にルテニウム含有層を形成するために、還元剤又は酸化剤の蒸気を基板に供給することとを含む。
<Deposition method>
The disclosed precursors can be used to form a ruthenium-containing layer on one or more substrates (eg, a semiconductor substrate or substrate assembly) using a deposition process. This method may be useful in the manufacture of semiconductor devices, photovoltaic devices, LCD-TFT devices and flat panel devices. The method includes providing a substrate, preparing a vapor containing at least one ruthenium-containing precursor, and contacting the vapor containing the ruthenium-containing precursor with the substrate (usually sending the vapor to the substrate). And supplying a reducing or oxidizing agent vapor to the substrate to form a ruthenium-containing layer on at least one surface of the substrate.
開示される前駆体化合物は、ルテニウム含有膜を形成するために、当業者に既知の任意の堆積法を用いて堆積させることができる。好適な堆積法の例としては、従来の化学蒸着(CVD)、プラズマ強化化学蒸着(PECVD)、低圧化学蒸着(LPCVD)、原子層堆積(ALD)、パルス化学蒸着(P−CVD)、プラズマ強化原子層堆積(PE−ALD)、その組合せ、及び/又は当業者に既知の任意の他の堆積技法が挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、堆積法は熱蒸着プロセス又はプラズマ蒸着プロセスである。より好ましくは、堆積法はALD又はPE−ALDである。 The disclosed precursor compounds can be deposited using any deposition method known to those skilled in the art to form ruthenium-containing films. Examples of suitable deposition methods include conventional chemical vapor deposition (CVD), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), atomic layer deposition (ALD), pulsed chemical vapor deposition (P-CVD), plasma enhanced. These include, but are not limited to, atomic layer deposition (PE-ALD), combinations thereof, and / or any other deposition technique known to those skilled in the art. Preferably, the deposition method is a thermal evaporation process or a plasma evaporation process. More preferably, the deposition method is ALD or PE-ALD.
前駆体の蒸気を、少なくとも1つの基板を含有する反応チャンバに導入する。反応チャンバは1個〜200個のウエハーを含有し得る。反応チャンバは、内部で堆積法が行われるデバイスの任意の筺体又はチャンバ、例えば、限定するものではないが、平行平板型反応器、低温壁型反応器、高温壁型反応器、単一ウエハー反応器、マルチウエハー反応器、又はその他のタイプの堆積システムであり得る。 Precursor vapor is introduced into a reaction chamber containing at least one substrate. The reaction chamber may contain 1 to 200 wafers. The reaction chamber can be any enclosure or chamber of the device in which the deposition process takes place, such as, but not limited to, a parallel plate reactor, a cold wall reactor, a hot wall reactor, a single wafer reaction. Reactor, multi-wafer reactor, or other type of deposition system.
反応チャンバ内の温度及び圧力並びに基板の温度は、ルテニウム含有前駆体の蒸気と基板との接触が、基板の少なくとも1つの表面上でRu含有層の形成をもたらすように、好適な条件に保持される。反応物質をRu含有層の形成を助けるために使用してもよい。 The temperature and pressure within the reaction chamber and the temperature of the substrate are maintained at suitable conditions such that contact of the ruthenium-containing precursor vapor with the substrate results in the formation of a Ru-containing layer on at least one surface of the substrate. The Reactants may be used to help form the Ru-containing layer.
反応チャンバは、約0.01トール(1.33Pa)〜約1000トール(133322Pa)の範囲、より好ましくは約0.1トール(13.3Pa)〜約100トール(13332.2Pa)の範囲内の圧力に維持され得る。反応チャンバ内の温度は、約10℃〜約100℃、好ましくは約25℃〜約350℃、より好ましくは約50℃〜約300℃の範囲であり得る。所望の結果を達成するために、少しの実験で温度を最適化することができることが当業者には認識される。 The reaction chamber is in the range of about 0.01 Torr (1.33 Pa) to about 1000 Torr (133322 Pa), more preferably in the range of about 0.1 Torr (13.3 Pa) to about 100 Torr (133332.2 Pa). It can be maintained at pressure. The temperature in the reaction chamber can range from about 10 ° C to about 100 ° C, preferably from about 25 ° C to about 350 ° C, more preferably from about 50 ° C to about 300 ° C. One skilled in the art will recognize that the temperature can be optimized with a few experiments to achieve the desired result.
ルテニウム含有膜を堆積させる基板のタイプは最終用途によって異なる。一部の実施形態では、基板はMIM技術、DRAM技術、FeRam技術において誘電材料として、若しくはCMOS技術においてゲート誘電体として使用される酸化物(例えばRuO2系材料、三元酸化物系材料等)、又は銅とlow−k層との間の酸素障壁として使用される窒化物系膜(例えばRuN)から選ばれ得る。他の基板を半導体デバイス、太陽光発電デバイス、LCD−TFTデバイス又はフラットパネルデバイスの製造において使用することができる。かかる基板の例としては、金属基板等の固体基板(例えばAu、Pd、Rh、Ru、W、Al、Ni、Ti、Co、Pt、並びにTiSi2、CoSi2及びNiSi2等の金属ケイ化物)、金属窒化物含有基板(例えばTaN、TiN、TiAlN、WN、TaCN、TiCN、TaSiN及びTiSiN)、半導体材料(例えばSi、SiGe、GaAs、InP、ダイヤモンド、GaN及びSiC)、絶縁体(例えばSiO2、
Si3N4、SiON、HfO2、Ta2O5、ZrO2、TiO2、Al2O3及びチタン酸バリウムストロンチウム)、又はこれらの材料のあらゆる組合せを含む他の基板が挙げられるが、これらに限定されない。利用される実際の基板は、利用される特定の前駆体の実施形態にも左右され得る。しかし多くの場合、利用される好ましい基板はTiN型、Ru型及びSi型の基板から選択される。
The type of substrate on which the ruthenium containing film is deposited depends on the end use. In some embodiments, the substrate is an oxide (eg, RuO 2 based material, ternary oxide based material, etc.) used as a dielectric material in MIM technology, DRAM technology, FeRam technology, or as a gate dielectric in CMOS technology. Or a nitride-based film (eg, RuN) used as an oxygen barrier between the copper and the low-k layer. Other substrates can be used in the manufacture of semiconductor devices, photovoltaic devices, LCD-TFT devices or flat panel devices. Examples of such substrates include solid substrates such as metal substrates (for example, metal silicides such as Au, Pd, Rh, Ru, W, Al, Ni, Ti, Co, Pt, and TiSi 2 , CoSi 2, and NiSi 2 ). Metal nitride-containing substrates (eg TaN, TiN, TiAlN, WN, TaCN, TiCN, TaSiN and TiSiN), semiconductor materials (eg Si, SiGe, GaAs, InP, diamond, GaN and SiC), insulators (eg SiO 2) ,
Other substrates comprising Si 3 N 4 , SiON, HfO 2 , Ta 2 O 5 , ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 and barium strontium titanate), or any combination of these materials, It is not limited to. The actual substrate utilized may also depend on the particular precursor embodiment utilized. However, in many cases, the preferred substrate utilized is selected from TiN type, Ru type and Si type substrates.
所望のルテニウム膜又はルテニウム含有膜を十分な成長速度で、また所望の物理的状態及び組成で得るのに十分な温度に基板を加熱してもよい。基板を加熱することのできる温度範囲の非限定的な例としては、150℃〜600℃が挙げられる。好ましくは、基板の温度は450℃以下にとどめる。 The substrate may be heated to a temperature sufficient to obtain the desired ruthenium film or ruthenium-containing film at a sufficient growth rate and in the desired physical state and composition. Non-limiting examples of the temperature range in which the substrate can be heated include 150 ° C. to 600 ° C. Preferably, the temperature of the substrate is kept at 450 ° C. or lower.
前駆体を液体状態で蒸発器に送り込み、そこで反応チャンバに導入する前に蒸発させてもよい。前駆体を蒸発前に任意で1つ又は複数の溶媒、1つ又は複数の金属源、及び1つ又は複数の溶媒と1つ又は複数の金属源との混合物と混合することができる。溶媒はトルエン、エチルベンゼン、キシレン、メシチレン、デカン、ドデカン、オクタン、ヘキサン、ペンタン等からなる群から選択することができる。得られる濃度は、およそ0.05M〜およそ2Mの範囲であり得る。金属源は現在既知であるか、又は今後開発される任意の金属前駆体を含み得る。 The precursor may be sent to the evaporator in a liquid state where it is evaporated prior to introduction into the reaction chamber. The precursor can optionally be mixed with one or more solvents, one or more metal sources, and a mixture of one or more solvents and one or more metal sources prior to evaporation. The solvent can be selected from the group consisting of toluene, ethylbenzene, xylene, mesitylene, decane, dodecane, octane, hexane, pentane and the like. The resulting concentration can range from approximately 0.05M to approximately 2M. The metal source can include any metal precursor currently known or later developed.
代替的に、前駆体を含有する容器にキャリアガスを通すか、又はキャリアガスを前駆体に吹き込むことによって前駆体を蒸発させてもよい。次いで、キャリアガス及び前駆体を蒸気として反応チャンバに導入する。キャリアガスとしては、Ar、He、N2、及びその混合物を挙げることができるが、これらに限定されない。前駆体を容器内で溶媒、別の金属前駆体、又はその混合物と任意で混合することができる。必要に応じて、前駆体が液相になり、十分な蒸気圧を有することを可能にする温度に容器を加熱してもよい。容器を、例えば0℃〜150℃の範囲内の温度に維持してもよい。蒸発させる前駆体の量を制御するために、容器の温度を既知の方法で調整することができることが当業者には認識される。 Alternatively, the precursor may be evaporated by passing the carrier gas through a container containing the precursor or by blowing the carrier gas into the precursor. The carrier gas and precursor are then introduced into the reaction chamber as vapor. The carrier gas, Ar, the He, N 2, and mixtures can be mentioned, but not limited to. The precursor can optionally be mixed with a solvent, another metal precursor, or a mixture thereof in the container. If desired, the vessel may be heated to a temperature that allows the precursor to be in a liquid phase and have sufficient vapor pressure. The container may be maintained at a temperature in the range of 0 ° C to 150 ° C, for example. One skilled in the art will recognize that the temperature of the vessel can be adjusted in a known manner to control the amount of precursor evaporated.
前駆体を反応チャンバに導入する前に溶媒、金属前駆体及び安定剤と任意で混合することに加えて、前駆体を反応チャンバ内で反応物質と混合してもよい。例示的な反応物質としては、H2、水素含有液、アルコール(ROH(RはC1〜C6アルキルである))、金属前駆体、例えばストロンチウム含有前駆体、バリウム含有前駆体、TMA等のアルミニウム含有前駆体、及びその任意の組合せが挙げられるが、これらに限定されない。 In addition to optionally mixing the solvent, metal precursor and stabilizer prior to introducing the precursor into the reaction chamber, the precursor may be mixed with the reactants in the reaction chamber. Exemplary reactant, H 2, the hydrogen-containing liquid, alcohol (ROH (R is C1~C6 alkyl)), metal precursor, for example strontium-containing precursor, a barium-containing precursor, an aluminum-containing such as TMA Examples include, but are not limited to, precursors, and any combination thereof.
限定するものではないが、例えばRuO2等のように、所望のルテニウム含有膜が酸素も含有する場合、反応物質はO2、O3、H2O、H2O2、酢酸、ホルマリン、パラホルムアルデヒド、及びその組合せから選択されるが、これらに限定されない酸素源を含み得る。 Without limitation, when the desired ruthenium-containing film also contains oxygen, such as RuO 2 , the reactants are O 2 , O 3 , H 2 O, H 2 O 2 , acetic acid, formalin, para It may include an oxygen source selected from, but not limited to, formaldehyde, and combinations thereof.
限定するものではないが、例えば窒化ルテニウム等のように、所望のルテニウム含有膜が窒素も含有する場合、反応物質は窒素(N2)、アンモニア及びそのアルキル誘導体、イミン、ヒドラジン及びそのアルキル誘導体、N含有ラジカル(例えばN・、NH・、NH2 ・)、NO、N2O、NO2、アミン、及びその任意の組合せから選択されるが、これらに限定されない窒素源を含み得る。 If the desired ruthenium-containing film also contains nitrogen, such as but not limited to ruthenium nitride, the reactants are nitrogen (N 2 ), ammonia and its alkyl derivatives, imine, hydrazine and its alkyl derivatives, N-containing radicals (e.g. N ·, NH ·, NH 2 ·), nO, N 2 O, nO 2, amines, and are selected from any combination thereof, may include a nitrogen source which is not limited thereto.
限定するものではないが、例えば炭化ルテニウム等のように、所望のルテニウム含有膜が炭素も含有する場合、反応物質はメタン、エタン、プロパン、ブタン、エチレン、プロピレン、t−ブチレン、イソブチレン、CCl4、及びその任意の組合せから選択されるが、これらに限定されない炭素源を含み得る。 If the desired ruthenium-containing film also contains carbon, such as but not limited to ruthenium carbide, the reactants are methane, ethane, propane, butane, ethylene, propylene, t-butylene, isobutylene, CCl 4 , And any combination thereof, may include, but is not limited to, a carbon source.
限定するものではないが、例えばケイ化ルテニウム又はケイ酸ルテニウム等のように、所望のルテニウム含有膜がケイ素も含有する場合、反応物質は、SiH4、Si2H6、Si3H8、TriDMAS、BDMAS、BDEAS、TDEAS、TDMAS、TEMAS、(SiH3)3N、(SiH3)2O、トリシリルアミン、ジシロキサン、トリシリルアミン、ジシラン、トリシラン、アルコキシシランSiHx(OR1)4−x、シラノールSi(OH)x(OR1)4−x(好ましくはSi(OH)(OR1)3、より好ましくはSi(OH)(OtBu)3)、アミノシランSiHx(NR1R2)4−x(ここで、xは1、2、3又は4であり、R1及びR2は各々独立してH、又は直鎖状、分岐状若しくは環状のC1〜C6炭素鎖である;好ましくはTriDMAS、BTBAS及び/又はBDEAS)、及びその任意の組合せから選択されるが、これらに限定されないケイ素源を含み得る。対象の膜は代替的にゲルマニウム(Ge)を含有していてもよく、この場合、上述のSi含有反応物質はGe含有反応物質に置き換えられ得る。 If the desired ruthenium-containing film also contains silicon, such as, but not limited to, ruthenium silicide or ruthenium silicate, the reactants may be SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 , TriDMAS. , BDMAS, BDEAS, TDEAS, TDMAS, TEMAS, (SiH 3 ) 3 N, (SiH 3 ) 2 O, trisilylamine, disiloxane, trisilylamine, disilane, trisilane, alkoxysilane SiH x (OR 1 ) 4− x , silanol Si (OH) x (OR 1 ) 4-x (preferably Si (OH) (OR 1 ) 3 , more preferably Si (OH) (OtBu) 3 ), aminosilane SiH x (NR 1 R 2 ) 4-x (where x is 1, 2, 3 or 4 and R 1 and R 2 are each independently H or linear A branched or cyclic C1-C6 carbon chain; preferably TriDMAS, BTBAS and / or BDEAS), and any combination thereof, may include, but is not limited to, a silicon source. The film of interest may alternatively contain germanium (Ge), in which case the Si-containing reactant described above can be replaced with a Ge-containing reactant.
所望のルテニウム含有膜が別の金属、例えば限定するものではないがB、In、Zn、Au、Pd、Ag、Ti、Ta、Hf、Zr、Nb、Mg、Al、Sr、Y、Ba、Ca、As、Sb、Bi、Sn、Pb、又はその組合せ等も含有する場合、反応物質は金属を含有する第2の前駆体を含み得る。第2の前駆体は、B2H6、SbRi’ 3又はSnRi’ 4(ここで、Ri’は各々独立してH、又は直鎖状、分岐状若しくは環状のC1〜C6炭素鎖である)等の金属アルキル、Sb(ORi)3又はSn(ORi)4(ここで、Riは各々独立してH、又は直鎖状、分岐状若しくは環状のC1〜C6炭素鎖である)等の金属アルコキシド、及びSb(NR1R2)(NR3R4)(NR5R6)又はGe(NR1R2)(NR3R4)(NR5R6)(NR7R8)(ここで、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及びR8は各々独立してH、C1〜C6炭素鎖又はトリアルキルシリル基であり、炭素鎖及びトリアルキルシリル基は各々、直鎖状、分岐状又は環状である)等の金属アミン、及びその任意の組合せから選択することができるが、これらに限定されない。 The desired ruthenium-containing film is another metal, such as but not limited to B, In, Zn, Au, Pd, Ag, Ti, Ta, Hf, Zr, Nb, Mg, Al, Sr, Y, Ba, Ca , As, Sb, Bi, Sn, Pb, or combinations thereof, the reactant may include a second precursor containing a metal. The second precursor is B 2 H 6 , SbR i ′ 3 or SnR i ′ 4 (where R i ′ is independently H, or a linear, branched or cyclic C1-C6 carbon chain. A metal alkyl such as Sb (OR i ) 3 or Sn (OR i ) 4, where R i is each independently H, or a linear, branched or cyclic C1-C6 carbon chain. And metal alkoxides such as Sb (NR < 1 > R < 2 >) (NR < 3 > R < 4 >) (NR < 5 > R < 6 >) or Ge (NR < 1 > R < 2 >) (NR < 3 > R < 4 >) (NR < 5 > R < 6 >) (NR < 7 >). R 8 ) (where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each independently H, a C1-C6 carbon chain or a trialkylsilyl group; The carbon chain and the trialkylsilyl group are each linear, branched or cyclic) Beauty can be selected from any combination thereof, but is not limited thereto.
好ましい一実施形態では、反応物質は水素(H2)、アンモニア(NH3)、シラン(SiH4)、ジエチルシラン(SiEt2H2)、これらの励起種、及びその混合物から選択することができるが、これらに限定されない。別の好ましい実施形態では、反応物質は酸素(O2)、水(H2O)、オゾン(O3)、H2O2、NO、NO2、カルボン酸(RCOOH)、これらの励起種、及びその混合物から選択することができるが、これらに限定されない。 In one preferred embodiment, the reactants can be selected from hydrogen (H 2 ), ammonia (NH 3 ), silane (SiH 4 ), diethylsilane (SiEt 2 H 2 ), excited species thereof, and mixtures thereof. However, it is not limited to these. In another preferred embodiment, the reactants are oxygen (O 2 ), water (H 2 O), ozone (O 3 ), H 2 O 2 , NO, NO 2 , carboxylic acid (RCOOH), their excited species, And mixtures thereof, but not limited thereto.
前駆体及び1つ又は複数の反応物質は、反応チャンバに同時に(化学蒸着)、順次に(原子層堆積)、又は他の組合せで導入することができる。例えば、1つのパルスで前駆体を導入し、別個のパルスで2つの更なる金属源を共に導入することができる(改良原子層堆積)。代替的には、反応チャンバが反応物質を前駆体の導入前に既に含有していてもよい。反応物質は反応チャンバから離れて位置するプラズマシステムを通過し、ラジカルへと分解させてもよい。代替的には、前駆体を、他の金属源をパルスによって導入しながら反応チャンバに連続的に導入してもよい(パルス化学蒸着)。各々の例において、パルスの後に、導入した過剰量の成分を除去するパージ工程又は排気工程を行うことができる。各々の例において、パルスを約0.01秒〜約10秒、代替的には約0.3秒〜約3秒、代替的には約0.5秒〜約2秒の範囲の期間にわたって持続させることができる。 The precursor and one or more reactants can be introduced into the reaction chamber simultaneously (chemical vapor deposition), sequentially (atomic layer deposition), or in other combinations. For example, the precursor can be introduced in one pulse and two additional metal sources can be introduced together in separate pulses (modified atomic layer deposition). Alternatively, the reaction chamber may already contain the reactants prior to introduction of the precursor. The reactants may pass through a plasma system located remotely from the reaction chamber and decompose into radicals. Alternatively, the precursor may be continuously introduced into the reaction chamber (pulse chemical vapor deposition) while introducing other metal sources by pulses. In each instance, the pulse can be followed by a purge or evacuation step that removes excess components introduced. In each example, the pulse lasts for a period ranging from about 0.01 seconds to about 10 seconds, alternatively from about 0.3 seconds to about 3 seconds, alternatively from about 0.5 seconds to about 2 seconds. Can be made.
原子層堆積タイプのプロセスの非限定的な一例では、開示される前駆体の気相を反応チャンバに導入し、そこで好適な基板と接触させる。次いで、反応器をパージ及び/又は排気することによって、過剰な前駆体を反応チャンバから除去することができる。酸素源を反応チャンバに導入し、そこで吸収された前駆体と自己制御的に反応させる。反応チャン
バをパージ及び/又は排気することによって、任意の過剰な酸素源を反応チャンバから除去する。所望の膜が酸化ルテニウム膜である場合、この2工程プロセスによって所望の膜厚を得ることができるか、又は必要な厚さを有する膜が得られるまでこれを繰り返すことができる。
In one non-limiting example of an atomic layer deposition type process, a gas phase of the disclosed precursor is introduced into a reaction chamber where it is contacted with a suitable substrate. Excess precursor can then be removed from the reaction chamber by purging and / or evacuating the reactor. An oxygen source is introduced into the reaction chamber where it reacts with the absorbed precursors in a self-limiting manner. Any excess oxygen source is removed from the reaction chamber by purging and / or evacuating the reaction chamber. If the desired film is a ruthenium oxide film, this two-step process can be used to obtain the desired film thickness, or this can be repeated until a film having the required thickness is obtained.
代替的に、所望の膜がルテニウム金属酸化物膜である場合、上記の2工程プロセスの後に金属前駆体の蒸気を反応チャンバに導入することができる。金属前駆体は堆積されるルテニウム金属酸化物の性質に基づいて選択される。反応チャンバへの導入後、金属前駆体を基板と接触させる。反応チャンバをパージ及び/又は排気することによって、任意の過剰な金属前駆体を反応チャンバから除去する。再度、酸素源を反応チャンバに導入して、第2の金属前駆体と反応させてもよい。反応チャンバをパージ及び/又は排気することによって、過剰な酸素源を反応チャンバから除去する。所望の膜厚が達成された後、プロセスを終了することができる。しかしながら、より厚い膜が所望される場合、4工程プロセス全体を繰り返してもよい。前駆体、金属前駆体及び酸素源の供給を交互に行うことによって、所望の組成及び厚さの膜を堆積させることができる。 Alternatively, if the desired film is a ruthenium metal oxide film, the metal precursor vapor can be introduced into the reaction chamber after the two-step process described above. The metal precursor is selected based on the nature of the ruthenium metal oxide being deposited. After introduction into the reaction chamber, the metal precursor is brought into contact with the substrate. Any excess metal precursor is removed from the reaction chamber by purging and / or evacuating the reaction chamber. Again, an oxygen source may be introduced into the reaction chamber to react with the second metal precursor. Excess oxygen source is removed from the reaction chamber by purging and / or evacuating the reaction chamber. After the desired film thickness is achieved, the process can be terminated. However, if a thicker film is desired, the entire four step process may be repeated. By alternately supplying the precursor, the metal precursor and the oxygen source, a film having a desired composition and thickness can be deposited.
上記で論考したプロセスにより得られるルテニウム含有膜又はルテニウム含有層は、SrRuO及びRuO2を含み得る。適切な前駆体及び反応物質の賢明な選択によって所望の膜組成を得ることができることが当業者には認識される。 Ruthenium-containing film or ruthenium-containing layer obtained by processes discussed above may include SrRuO and RuO 2. One skilled in the art will recognize that the desired film composition can be obtained by judicious selection of appropriate precursors and reactants.
以下の非限定的な実施例は、本発明の実施形態を更に例示するために提示するものである。しかしながら、実施例は、包括的なものであることを意図するものではなく、本明細書中に記載される本発明の範囲を限定することを意図するものでもない。 The following non-limiting examples are presented to further illustrate embodiments of the present invention. However, the examples are not intended to be exhaustive and are not intended to limit the scope of the invention described herein.
<Ru(1−メチル−4−イソプロピル−1,3−シクロヘキサジエン)(CO)3の合成>
Ru3(CO)12(10g、15.6mmol)を、200mlのトルエン中の1−メチル−4−イソプロピル−1,3−シクロヘキサジエン(25ml、0.15mol)と還流下で17時間混合した。反応後、過剰な溶媒及び配位子分子を真空圧力下で除去した。残存する液体を真空圧力下で2回蒸留すると、70℃/20mmHgで淡黄色の液体が最終生成物として得られた(収率およそ82%)。別の精製方法として、生成物をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、溶媒:ヘキサン)によって分離した。淡黄色の画分(Rf=0.7)を回収し、溶媒を真空圧力下、室温で除去した。
<Synthesis of Ru (1-methyl-4-isopropyl-1,3-cyclohexadiene) (CO) 3 >
Ru 3 (CO) 12 (10 g, 15.6 mmol) was mixed with 1-methyl-4-isopropyl-1,3-cyclohexadiene (25 ml, 0.15 mol) in 200 ml of toluene at reflux for 17 hours. After the reaction, excess solvent and ligand molecules were removed under vacuum pressure. The remaining liquid was distilled twice under vacuum pressure to give a light yellow liquid as final product at 70 ° C./20 mmHg (yield approximately 82%). As another purification method, the products were separated by column chromatography (silica gel, solvent: hexane). The pale yellow fraction (Rf = 0.7) was collected and the solvent was removed at room temperature under vacuum pressure.
図1は、Ru(1−メチル−4−イソプロピル−1,3−シクロヘキサジエン)(CO)3についての温度に対する質量損失率を示す熱重量分析(TGA)のグラフである。TGAの結果は、20トールで残留物のない良好な蒸発を示す。 FIG. 1 is a thermogravimetric analysis (TGA) graph showing the mass loss rate versus temperature for Ru (1-methyl-4-isopropyl-1,3-cyclohexadiene) (CO) 3 . TGA results show good evaporation without residue at 20 Torr.
図2は、Ru(1−メチル−4−イソプロピル−1,3−シクロヘキサジエン)(CO)3についての温度に対する蒸気圧のグラフである。ln Vp=16.624〜5672.8/T、ΔH=47kJ/mol。 FIG. 2 is a graph of vapor pressure versus temperature for Ru (1-methyl-4-isopropyl-1,3-cyclohexadiene) (CO) 3 . In Vp = 16.624 to 5672.8 / T, ΔH = 47 kJ / mol.
本発明の性質を説明するために本明細書中に記載及び例示されている詳細、材料、工程及び部材の配列の多くの更なる変更は、添付の特許請求の範囲に表される本発明の原理及び範囲内で当業者が行うことができることが理解される。よって、本発明は、上記に挙げられる実施例及び/又は添付の図面における具体的な実施形態に限定されることが意図されるものではない。 Many further changes in the details, materials, processes, and arrangements of members described and illustrated herein to illustrate the nature of the present invention will be described in the appended claims. It is understood that those skilled in the art can do within the principles and scope. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the specific embodiments in the examples and / or the accompanying drawings listed above.
Claims (13)
a)少なくとも1つの基板を内部に配置した反応チャンバを準備することと、
b)前記反応チャンバに、式[L]mRu(CO)3(式中、Lは直鎖状若しくは分岐状の不飽和炭化水素、又は2つ以上の置換基を有する環状不飽和炭化水素であり、mは1又は2である)を有する少なくとも1つの化合物を含む蒸気を導入することと、
c)前記蒸気を前記基板と接触させて、該基板の少なくとも1つの表面に蒸着プロセスを用いてルテニウム含有層を形成する、前記蒸気を前記基板と接触させることと、
を含む、基板上にルテニウム含有層を形成する方法。 A method of forming a ruthenium-containing layer on a substrate,
a) providing a reaction chamber having at least one substrate disposed therein;
b) In the reaction chamber, the formula [L] m Ru (CO) 3 (wherein L is a linear or branched unsaturated hydrocarbon or a cyclic unsaturated hydrocarbon having two or more substituents) Introducing a vapor comprising at least one compound having: m is 1 or 2.
c) contacting the vapor with the substrate to form a ruthenium-containing layer using a deposition process on at least one surface of the substrate; contacting the vapor with the substrate;
Forming a ruthenium-containing layer on the substrate.
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