JP2014531508A5 - - Google Patents
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Description
液体ベースの処理に伴う既知の問題点の幾つかを排除することができる代替的な技術が、いわゆる気相処理法である。一般的な気相処理では、反応チャンバ内に存在する物質レベルの優れた制御が可能となる。これを利用して、正確かつ着実に蒸気の運搬を確保することもできる。例えば、Ａｓｈｕｒｓｔ等著、「反スティクション単分子層のための向上した気相堆積法（Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｖａｐｏｕｒ−ｐｈａｓｅ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ａｎｔｉ−ｓｔｉｃｔｉｏｎ ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ）」、ＳＰＩＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｗｅｓｔ２００４の議事録、第５３４２巻、カリフォルニア州サンノゼ、１月２４−２９日、ｐ．２０４−２１１（２００４）は、ジクロロジメチルシラン（ＤＤＭＳ）、テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）、およびパーフルオロデシルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）のＳＡＭを堆積するための気相堆積法および装置を教示し；Ｚｈｕａｎｇ等著、「ＭＥＭＳにおける反スティクション適用のための気相の自己組織化単分子膜（Ｖａｐｏｒ−ｐｈａｓｅ ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ ｆｏｒ ａｎｔｉ−ｓｔｉｃｔｉｏｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ＭＥＭＳ）」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ、２００７年１２月、第１６巻、第６号、ｐ．１４５１−１４６０は、テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）、テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン（ＦＯＴＥＳ）、テトラヒドロオクチルメチルジクロロシラン（ＦＯＭＤＳ）、パーフルオロデシルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）、およびオクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＳ）から気相で成長するＳＡＭを教示し；Ｍａｙｅｒ等著、「微小電気機械システムにおいて接着制御するためのフルオロアルキルシランの単層膜の化学蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｕｏｒｏａｌｋｙｓｉｌａｎｅ ｍｏｎｏｌａｙｅｒ ｆｉｌｍｓ ｆｏｒ ａｄｈｅｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ）」、Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｎｏｌ．Ｂ１８（５）．２０００年９月／１０月は、ＭＥＭＳにテトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）コーティングを適用するための蒸着法を教示し；米国特許出願公開第２００５／００５１０８６号は、ＭＥＭＳ上にヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）の層を堆積するための装置を教示している。
好適には、１以上の前駆体物質は、パーフルオロデシルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）を含む。代替的に、あるいはそれに加えて、１以上の前駆体物質は、ジクロロジメチルシラン（ＤＤＭＳ）、オクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＳ）、１−オクタデセン、テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）、テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン（ＦＯＴＥＳ）、テトラヒドロオクチルメチルジクロロシラン（ＦＯＭＤＳ）、およびヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）からなる前駆体物質の群から選択された前駆体物質を含みうる。
例として、１ｓｃｃｍのＦＤＴＳの前駆体物質を処理チャンバに供給するために、毎分３０立方センチメートル（ｓｃｃｍ）の流量の窒素のキャリアガスが第１のバブラー１０ａを通って流れるように設定される。同時に、５０ｓｃｃｍの水蒸気を処理チャンバに供給するために、１００ｓｃｃｍの流量の窒素のキャリアガスが第２のバブラー１０ｂを通って流れるように設定される。真空ポンプ１４および圧力制御コントローラ（ＡＰＣ）を利用して、処理チャンバ３内の堆積蒸気について４０Ｔの動作圧力を維持する。処理チャンバ３は室温〜２０℃で動作したが、内部でＦＤＴＳの前駆体物質の凝縮が確実に起こらないように蒸気供給ラインを加熱した。
処理チャンバ３に前駆体物質を供給するためにキャリアガスとバブルチャンバ１０ａおよび１０ｂを利用した結果、前駆体物質の所望の蒸気圧を得るために、処理チャンバ３を先行技術において公表された通常の動作圧力、一般に１０Ｔｏｒｒ未満にまで下降させる必要がない。本発明者は、１００Ｔｏｒｒ以上の動作圧力で、ＦＤＴＳの反スティクションコーティングを確実に製造することができた。このように高い圧力は、堆積プロセスが終了するのに掛かる時間を短縮するのを補助する要因の１つである。
本出願人は、上述した流量堆積技術における前駆体物質として、ジクロロジメチルシラン（ＤＤＭＳ）、オクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＳ）、１−オクタデセン、テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）、テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン（ＦＯＴＥＳ）、テトラヒドロオクチルメチルジクロロシラン（ＦＯＭＤＳ）、およびヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）を利用することにより、ＭＥＭＳ上への反スティクションコーティングの堆積速度が同様に向上することに気付いた。
Claims (24)
- デバイスの構造上にコーティングを堆積するのに適した堆積法において、当該方法が：
内部で前記コーティングが堆積される処理チャンバを提供するステップと；
１以上の前駆体物質の蒸気を前記処理チャンバに提供するステップと；
１以上の反応体物質の蒸気を前記処理チャンバに提供するステップと、を含んでおり、
堆積蒸気が前記処理チャンバ内で形成され、前記堆積蒸気は、１０：１より大きい前記反応体物質と前記前駆体物質の容積比を含んでいることを特徴とする方法。 - 請求項１に記載の堆積法において、前記反応体物質と前記前駆体物質の容積比が、５０：１以上であることを特徴とする方法。
- 請求項１に記載の堆積法において、前記反応体物質と前記前駆体物質の容積比が、１００：１以上であることを特徴とする方法。
- 請求項１乃至３の何れか一項に記載の堆積法において、前記処理チャンバ内の動作圧力が１０Ｔｏｒｒより大きいことを特徴とする方法。
- 請求項１乃至３の何れか一項に記載の堆積法において、前記処理チャンバ内の動作圧力が４０Ｔｏｒｒ以上であることを特徴とする方法。
- 請求項１乃至３の何れか一項に記載の堆積法において、前記処理チャンバ内の動作圧力が１００Ｔｏｒｒ以上であることを特徴とする方法。
- 請求項１乃至６の何れか一項に記載の堆積法において、前記１以上の前駆体物質の蒸気が、前記処理チャンバの外側から前記１以上の前駆体物質の蒸気を運搬することによって前記処理チャンバに提供されることを特徴とする方法。
- 請求項７に記載の堆積法において、前記１以上の前駆体物質の蒸気は、キャリアガスが１以上のバブルチャンバを通過することによって前記処理チャンバへと運搬されることを特徴とする方法。
- 請求項１乃至８の何れか一項に記載の堆積法において、前記１以上の反応体物質の蒸気が、前記処理チャンバの外側から前記１以上の反応体物質の蒸気を運搬することによって前記処理チャンバに提供されることを特徴とする方法。
- 請求項９に記載の堆積法において、前記１以上の反応体物質の蒸気は、キャリアガスが１以上のバブルチャンバを通過することによって前記処理チャンバへと運搬されることを特徴とする方法。
- 請求項１乃至１０の何れか一項に記載の堆積法において、前記１以上の前駆体物質が、パーフルオロデシルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）を含んでいることを特徴とする方法。
- 請求項１乃至１１の何れか一項に記載の堆積法において、前記１以上の前駆体物質が、ジクロロジメチルシラン（ＤＤＭＳ）、オクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＳ）、１−オクタデセン、テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）、テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン（ＦＯＴＥＳ）、テトラヒドロオクチルメチルジクロロシラン（ＦＯＭＤＳ）およびヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）からなる前駆体物質の群から選択された前駆体物質を含んでいることを特徴とする方法。
- 請求項１乃至１１の何れか一項に記載の堆積法において、前記１以上の前駆体物質が、親水性の有機部分または生物活性の有機部分を有する前駆体物質を含むことを特徴とする方法。
- 請求項１乃至１３の何れか一項に記載の堆積法において、前記１以上の反応体物質が水（Ｈ２Ｏ）を含んでいることを特徴とする方法。
- 請求項８、１０、または請求項８若しくは１０を引用する請求項１１乃至１４の何れか一項に記載の堆積法において、前記キャリアガスが、窒素または窒素ベースのガスといった不活性ガスであることを特徴とする方法。
- 請求項８、１０、または請求項８若しくは１０を引用する請求項１１乃至１４の何れか一項に記載の堆積法において、前記キャリアガスがヘリウムを含むことを特徴とする方法。
- 請求項１乃至１６の何れか一項に記載の堆積法がさらに、微小電気機械構造（ＭＥＭＳ）を洗浄する、および／またはイオン化するステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項１７に記載の堆積法において、前記微小電気機械構造（ＭＥＭＳ）を洗浄する、および／またはイオン化するステップが、前記１以上の前駆体物質の蒸気および前記１以上の反応体物質の蒸気を前記処理チャンバに提供する前に前記処理チャンバ内で行われることを特徴とする方法。
- 請求項１乃至１８の何れか一項に記載の堆積法がさらに、１以上の蒸気供給ラインを加熱するステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項１乃至１９の何れか一項に記載の堆積法において、前記コーティングが、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）のコーティングを含むことを特徴とする方法。
- 請求項１乃至２０の何れか一項に記載の堆積法において、前記デバイスが微小電気機械構造（ＭＥＭＳ）を含むことを特徴とする方法。
- 請求項１乃至２１の何れか一項に記載の堆積法において、前記デバイスが半導体構造を含むことを特徴とする方法。
- 請求項１乃至２２の何れか一項に記載の堆積法において、前記デバイスが携帯デバイスを含むことを特徴とする方法。
- 請求項１乃至２３の何れか一項に記載の堆積法において、前記デバイスが織物または布地を含むことを特徴とする方法。
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