JP3476876B2 - ケイ素及び酸素含有被覆の堆積方法 - Google Patents
ケイ素及び酸素含有被覆の堆積方法Info
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/401—Oxides containing silicon
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気化した水素シルセス
キオキサン樹脂（Ｈ−樹脂）から、ケイ素と酸素を含有
する高品質の被覆であって、形成された被覆の有する不
完全な酸化による不純物が最小限であるものを堆積させ
ることに関する。この方法は、その中に被覆すべき基材
が入っていて、亜酸化窒素を含んでなる反応性の環境を
有する堆積室に、水素シルセスキオキサン蒸気を導入
し、次いでこの蒸気の反応を誘起して被覆を形成するこ
とを含む。
キオキサン樹脂（Ｈ−樹脂）から、ケイ素と酸素を含有
する高品質の被覆であって、形成された被覆の有する不
完全な酸化による不純物が最小限であるものを堆積させ
ることに関する。この方法は、その中に被覆すべき基材
が入っていて、亜酸化窒素を含んでなる反応性の環境を
有する堆積室に、水素シルセスキオキサン蒸気を導入
し、次いでこの蒸気の反応を誘起して被覆を形成するこ
とを含む。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】亜酸化
窒素（Ｎ2 Ｏ）を含む反応性の環境中においてシリカ蒸
気を堆積させる方法は当該技術分野で知られており、現
在多くのものが業界で使用されている。典型的に、その
ような堆積方法は、亜酸化窒素の存在下で単量体のケイ
素源（例えばＳｉＨ4 、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 等）を分解して
二酸化ケイ素の誘電性被覆を形成することを伴う。
窒素（Ｎ2 Ｏ）を含む反応性の環境中においてシリカ蒸
気を堆積させる方法は当該技術分野で知られており、現
在多くのものが業界で使用されている。典型的に、その
ような堆積方法は、亜酸化窒素の存在下で単量体のケイ
素源（例えばＳｉＨ4 、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 等）を分解して
二酸化ケイ素の誘電性被覆を形成することを伴う。
【０００３】米国特許第４２３９８１１号明細書は、酸
素の存在下において単量体クロロシランを亜酸化窒素と
反応させることで二酸化ケイ素被覆を堆積させる低圧気
相成長方法を教示している。酸素を投入することが後の
酸化サイクル中における劣化によりよく耐える二酸化ケ
イ素層を作り出す、ということが分かった。とは言うも
のの、この特許明細書は、亜酸化窒素とともに単量体シ
ラン化合物を使用することを記載しているだけである。
素の存在下において単量体クロロシランを亜酸化窒素と
反応させることで二酸化ケイ素被覆を堆積させる低圧気
相成長方法を教示している。酸素を投入することが後の
酸化サイクル中における劣化によりよく耐える二酸化ケ
イ素層を作り出す、ということが分かった。とは言うも
のの、この特許明細書は、亜酸化窒素とともに単量体シ
ラン化合物を使用することを記載しているだけである。
【０００４】溶液中のＨ−樹脂を使用して被覆を形成す
ることは、当該技術分野において同様に知られているこ
とである。例えば、水素シルセスキオキサンを使って基
材上にセラミック被覆を形成することを記載する米国特
許第４７５６９７７号明細書を参照されたい。同様に、
米国特許第４８０８６５３号明細書は、水素シルセスキ
オキサンを他の金属酸化物前駆物質と一緒に使用して基
材上にセラミック被覆を形成することを開示している。
しかしながら、これらの特許明細書は樹脂を溶液中で使
用することを記載しているだけである。
ることは、当該技術分野において同様に知られているこ
とである。例えば、水素シルセスキオキサンを使って基
材上にセラミック被覆を形成することを記載する米国特
許第４７５６９７７号明細書を参照されたい。同様に、
米国特許第４８０８６５３号明細書は、水素シルセスキ
オキサンを他の金属酸化物前駆物質と一緒に使用して基
材上にセラミック被覆を形成することを開示している。
しかしながら、これらの特許明細書は樹脂を溶液中で使
用することを記載しているだけである。
【０００５】米国特許第５１６５９５５号明細書は、基
材上にケイ素と酸素を含有する被覆を堆積させるために
気化した低分子量の水素シルセスキオキサンを使用する
ことを記載している。その特許請求の範囲（クレーム）
に記載された反応性環境は、アンモニア、空気、酸素及
びアミンを含む。しかしながら、この特許明細書は、そ
の特許請求の範囲（クレーム）に記載された方法で低分
子量Ｈ−樹脂を亜酸化窒素とともに使用することができ
ることを教示しなかった。
材上にケイ素と酸素を含有する被覆を堆積させるために
気化した低分子量の水素シルセスキオキサンを使用する
ことを記載している。その特許請求の範囲（クレーム）
に記載された反応性環境は、アンモニア、空気、酸素及
びアミンを含む。しかしながら、この特許明細書は、そ
の特許請求の範囲（クレーム）に記載された方法で低分
子量Ｈ−樹脂を亜酸化窒素とともに使用することができ
ることを教示しなかった。
【０００６】１９９３年７月８日出願の欧州特許出願第
９３ ３０５ ３７５号明細書は、Ｈ−樹脂を亜酸化窒
素で硬化させることを開示している。しかしながら、こ
の特許明細書は、本願の特許請求の範囲に記載された気
化種と対照される樹脂状ポリマーを硬化させることに限
定されている。
９３ ３０５ ３７５号明細書は、Ｈ−樹脂を亜酸化窒
素で硬化させることを開示している。しかしながら、こ
の特許明細書は、本願の特許請求の範囲に記載された気
化種と対照される樹脂状ポリマーを硬化させることに限
定されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段、実施例、及び作用効果】
本発明の発明者らは、思いも寄らぬことに、通常の気相
成長技術での亜酸化窒素と気体の低分子量Ｈ−樹脂との
反応が高純度のケイ素及び酸素含有被覆をもたらすこと
ができることを見いだした。この明細書に記載された技
術により製造される被覆は、電子デバイスのような基材
上の保護層及び誘電性層として有用である。
本発明の発明者らは、思いも寄らぬことに、通常の気相
成長技術での亜酸化窒素と気体の低分子量Ｈ−樹脂との
反応が高純度のケイ素及び酸素含有被覆をもたらすこと
ができることを見いだした。この明細書に記載された技
術により製造される被覆は、電子デバイスのような基材
上の保護層及び誘電性層として有用である。
【０００８】本発明では、単純な熱気相成長技術によっ
て、気化したＨ−樹脂を亜酸化窒素と反応させて所望の
被覆を成長させる。発明者らは、亜酸化窒素はＨ−樹脂
の有効な酸化剤であるばかりでなく、完全な酸化を保証
することにより高純度の被覆生成物を製造するのに有効
な薬剤でもあるということを見いだした。
て、気化したＨ−樹脂を亜酸化窒素と反応させて所望の
被覆を成長させる。発明者らは、亜酸化窒素はＨ−樹脂
の有効な酸化剤であるばかりでなく、完全な酸化を保証
することにより高純度の被覆生成物を製造するのに有効
な薬剤でもあるということを見いだした。
【０００９】Ｈ−樹脂は、この発明では、ＨＳｉ（Ｏ
Ｈ）x （ＯＲ）y Ｏz/2 の構造の単位（この式中の各Ｒ
は独立に、酸素原子を介してケイ素に結合すると加水分
解可能な置換基を形成する有機基であり、ｘ＝０〜２、
ｙ＝０〜２、ｚ＝１〜３、そしてｘ＋ｙ＋ｚ＝３であ
る）を有する種々のヒドリドシラン樹脂を表すために使
用される。これらの樹脂は、完全に縮合されていてもよ
く（ｘ＝０、ｙ＝０、ｚ＝３）、部分的に加水分解され
ているだけでもよく（ｙはポリマーの全部の単位にわた
って０に等しくない）、及び／又は部分的に縮合されて
いるだけでもよい（ｘはポリマーの全部の単位にわたっ
て０に等しくない）。この構造式によって表されはしな
いけれども、これらの樹脂のいろいろな単位は、それら
の形成及び処理に関係する種々の因子のために、Ｓｉ−
Ｈ結合を０個又は２個以上有することができる。実質的
に縮合されたＨ−樹脂（シラノール３００ｐｐｍ未満）
の典型的なものは、米国特許第３６１５２７２号明細書
の方法により生成されたものである。これらの重合物質
は式（ＨＳｉＯ3/2 ）n の単位（この式のｎは一般に８
〜１，０００である）を有する。好ましい樹脂は、８０
０〜２，９００の数平均分子量と８，０００〜２８，０
００の重量平均分子量（校正標準としてポリジメチルシ
ロキサンを使用するゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰ
Ｃ））分析により得られる）を有する。
Ｈ）x （ＯＲ）y Ｏz/2 の構造の単位（この式中の各Ｒ
は独立に、酸素原子を介してケイ素に結合すると加水分
解可能な置換基を形成する有機基であり、ｘ＝０〜２、
ｙ＝０〜２、ｚ＝１〜３、そしてｘ＋ｙ＋ｚ＝３であ
る）を有する種々のヒドリドシラン樹脂を表すために使
用される。これらの樹脂は、完全に縮合されていてもよ
く（ｘ＝０、ｙ＝０、ｚ＝３）、部分的に加水分解され
ているだけでもよく（ｙはポリマーの全部の単位にわた
って０に等しくない）、及び／又は部分的に縮合されて
いるだけでもよい（ｘはポリマーの全部の単位にわたっ
て０に等しくない）。この構造式によって表されはしな
いけれども、これらの樹脂のいろいろな単位は、それら
の形成及び処理に関係する種々の因子のために、Ｓｉ−
Ｈ結合を０個又は２個以上有することができる。実質的
に縮合されたＨ−樹脂（シラノール３００ｐｐｍ未満）
の典型的なものは、米国特許第３６１５２７２号明細書
の方法により生成されたものである。これらの重合物質
は式（ＨＳｉＯ3/2 ）n の単位（この式のｎは一般に８
〜１，０００である）を有する。好ましい樹脂は、８０
０〜２，９００の数平均分子量と８，０００〜２８，０
００の重量平均分子量（校正標準としてポリジメチルシ
ロキサンを使用するゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰ
Ｃ））分析により得られる）を有する。
【００１０】完全に縮合されていなくてもよいＨ−樹脂
の典型的なものには、米国特許第５０１０１５９号明細
書のもの、あるいは米国特許第４９９９３９７号明細書
のものが含められる。完全に加水分解され又は縮合され
ていないＨ−樹脂の典型的なものは、酸性化された酸素
含有極性有機溶媒中でヒドロカルボノキシヒドリドシラ
ンを水で加水分解することを含む方法によって生成され
るものである。
の典型的なものには、米国特許第５０１０１５９号明細
書のもの、あるいは米国特許第４９９９３９７号明細書
のものが含められる。完全に加水分解され又は縮合され
ていないＨ−樹脂の典型的なものは、酸性化された酸素
含有極性有機溶媒中でヒドロカルボノキシヒドリドシラ
ンを水で加水分解することを含む方法によって生成され
るものである。
【００１１】上記の可溶性ヒドリドシラン樹脂は次い
で、本発明の成長法で気化させることができる低分子量
種を得るため分別される。ここではポリマーを分別する
ための通常のいずれの技術も使用することができる。と
は言え、特に好ましいのは、種々の流体をそれらの臨界
点で、あるいはその近くで、あるいはそれより上で使用
することである。この方法は、米国特許第５０６３２６
７号明細書に都合よく記載されている。それに記載され
た方法は、（１）Ｈ−樹脂をポリマーのある画分を溶解
させるのに十分な時間流体と、その臨界点で、あるいは
その近くで、あるいはそれより上で接触させ、（２）そ
の画分を含有している流体を残りのポリマーから分離
し、そして（３）所望の画分を回収することを含むもの
である。
で、本発明の成長法で気化させることができる低分子量
種を得るため分別される。ここではポリマーを分別する
ための通常のいずれの技術も使用することができる。と
は言え、特に好ましいのは、種々の流体をそれらの臨界
点で、あるいはその近くで、あるいはそれより上で使用
することである。この方法は、米国特許第５０６３２６
７号明細書に都合よく記載されている。それに記載され
た方法は、（１）Ｈ−樹脂をポリマーのある画分を溶解
させるのに十分な時間流体と、その臨界点で、あるいは
その近くで、あるいはそれより上で接触させ、（２）そ
の画分を含有している流体を残りのポリマーから分離
し、そして（３）所望の画分を回収することを含むもの
である。
【００１２】具体的に言えば、この特許明細書は、抽出
容器にＨ−樹脂を入れ、次いで抽出流体にこの容器を通
過させることを記載している。この抽出流体とその溶解
特性は、Ｈ−樹脂の所望される分子量画分のみが溶解す
るように制御される。次いで、Ｈ−樹脂の所望の画分を
有する溶液は容器から取出され、流体に溶解しないＨ−
樹脂の画分も、ゲルあるいは汚染物のような他のいずれ
の不溶性物質も、後に残る。
容器にＨ−樹脂を入れ、次いで抽出流体にこの容器を通
過させることを記載している。この抽出流体とその溶解
特性は、Ｈ−樹脂の所望される分子量画分のみが溶解す
るように制御される。次いで、Ｈ−樹脂の所望の画分を
有する溶液は容器から取出され、流体に溶解しないＨ−
樹脂の画分も、ゲルあるいは汚染物のような他のいずれ
の不溶性物質も、後に残る。
【００１３】次に、Ｈ−樹脂の所望画分は、溶媒の溶解
特性を変えて、それにより所望の画分を沈殿させて、溶
液から回収される。次いでこれらの沈殿物は単に、簡単
なろ過のような方法により分離室で集められるだけであ
る。
特性を変えて、それにより所望の画分を沈殿させて、溶
液から回収される。次いでこれらの沈殿物は単に、簡単
なろ過のような方法により分離室で集められるだけであ
る。
【００１４】この方法で使用される抽出流体は、その臨
界点に、あるいはその近くに、あるいはそれより上にあ
る場合には、Ｈ−樹脂の所望される画分を溶解し、残り
の画分を溶解しない、いずれの化合物も包含する。とは
言うものの、溶媒化合物の臨界温度及び臨界圧力に対し
ては、適当な点に到達するのに不合理な処置が必要ない
ように、通常更に考慮が払われる。使用可能である具体
的な化合物の例には、二酸化炭素と、エタンやプロパン
のような大抵の低分子量炭化水素類が含められる。
界点に、あるいはその近くに、あるいはそれより上にあ
る場合には、Ｈ−樹脂の所望される画分を溶解し、残り
の画分を溶解しない、いずれの化合物も包含する。とは
言うものの、溶媒化合物の臨界温度及び臨界圧力に対し
ては、適当な点に到達するのに不合理な処置が必要ない
ように、通常更に考慮が払われる。使用可能である具体
的な化合物の例には、二酸化炭素と、エタンやプロパン
のような大抵の低分子量炭化水素類が含められる。
【００１５】このような方法によって、Ｈ−樹脂のうち
の所望の画分を回収することができる。とは言え、ここ
での所望の画分が結果的に得られるこのほかの同等の方
法も考えられる。例えば、溶液分別あるいは昇華といっ
たような方法も、ここで使用することができる。
の所望の画分を回収することができる。とは言え、ここ
での所望の画分が結果的に得られるこのほかの同等の方
法も考えられる。例えば、溶液分別あるいは昇華といっ
たような方法も、ここで使用することができる。
【００１６】本発明の方法で使用されるＨ−樹脂の好ま
しい画分は、適度の温度及び／又は減圧条件下で揮発す
ることができるものである。一般に、そのような画分は
その少なくとも約７５％の種が２，０００未満の数平均
分子量を有するものである。とは言うものの、ここで好
ましいのは、その少なくとも約７５％の種が１，６００
未満の数平均分子量を有する画分であり、少なくとも約
７５％の種が４００〜１，０００の数平均分子量を有す
る画分が特に好ましい。更に、幅広い分子量の物質もこ
こでのＨ−樹脂蒸気の源として使用してもよいと考えら
れる。しかしながら、そのような物質が揮発するとしば
しば、不揮発性の種を含む残留物が残る。
しい画分は、適度の温度及び／又は減圧条件下で揮発す
ることができるものである。一般に、そのような画分は
その少なくとも約７５％の種が２，０００未満の数平均
分子量を有するものである。とは言うものの、ここで好
ましいのは、その少なくとも約７５％の種が１，６００
未満の数平均分子量を有する画分であり、少なくとも約
７５％の種が４００〜１，０００の数平均分子量を有す
る画分が特に好ましい。更に、幅広い分子量の物質もこ
こでのＨ−樹脂蒸気の源として使用してもよいと考えら
れる。しかしながら、そのような物質が揮発するとしば
しば、不揮発性の種を含む残留物が残る。
【００１７】Ｈ−樹脂の所望の画分が得られたなら、そ
れを気化させて、被覆すべき基材が入っている成長室へ
導入する。気化は、Ｈ−樹脂の試料をその気化点より高
い温度に加熱して、又は真空を利用して、あるいはこれ
らを組み合わせて、行うことができる。一般に、気化
は、大気圧下で５０〜３００℃の範囲の温度で、あるい
は減圧下でもっと低い温度（室温近く）で、行うことが
できる。
れを気化させて、被覆すべき基材が入っている成長室へ
導入する。気化は、Ｈ−樹脂の試料をその気化点より高
い温度に加熱して、又は真空を利用して、あるいはこれ
らを組み合わせて、行うことができる。一般に、気化
は、大気圧下で５０〜３００℃の範囲の温度で、あるい
は減圧下でもっと低い温度（室温近く）で、行うことが
できる。
【００１８】本発明の方法で使用されるＨ−樹脂蒸気の
量は、所望の被覆を堆積させるのに十分な量である。こ
れは、所望される被覆の厚さや被覆すべき面積といった
ような因子に依存して、広い範囲にわたって変えること
ができる。その上、蒸気は、ほとんどいずれの所望濃度
で使用してもよい。希釈した蒸気を使用する場合には、
それは例えば空気、アルゴン又はヘリウムといったよう
なほとんどいずれの相容性ガスと組み合わせてもよい。
量は、所望の被覆を堆積させるのに十分な量である。こ
れは、所望される被覆の厚さや被覆すべき面積といった
ような因子に依存して、広い範囲にわたって変えること
ができる。その上、蒸気は、ほとんどいずれの所望濃度
で使用してもよい。希釈した蒸気を使用する場合には、
それは例えば空気、アルゴン又はヘリウムといったよう
なほとんどいずれの相容性ガスと組み合わせてもよい。
【００１９】気化したＨ−樹脂は、次いで亜酸化窒素を
含む環境中で反応させて、基材上に被覆を堆積させる。
気体種の反応は当該技術分野においてよく知られてお
り、ここでは通常のいずれの化学気相成長（ＣＶＤ）技
術も使用することができる。例えば、熱ＣＶＤや低圧Ｃ
ＶＤ（ＬＰＣＶＤ）、減圧ＣＶＤ（ＳＡＣＶＤ）（すな
わち１気圧未満でのＣＶＤ）、プラズマ支援ＣＶＤ（Ｐ
ＥＣＶＤ）、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）、ジェ
ット気相成長といったような方法、あるいは任意の同様
の技術を使用することができる。これらの方法は、所望
の反応を起こさせるために気化した種にエネルギー（例
えば熱のようなもの）を加えることを必要とする。
含む環境中で反応させて、基材上に被覆を堆積させる。
気体種の反応は当該技術分野においてよく知られてお
り、ここでは通常のいずれの化学気相成長（ＣＶＤ）技
術も使用することができる。例えば、熱ＣＶＤや低圧Ｃ
ＶＤ（ＬＰＣＶＤ）、減圧ＣＶＤ（ＳＡＣＶＤ）（すな
わち１気圧未満でのＣＶＤ）、プラズマ支援ＣＶＤ（Ｐ
ＥＣＶＤ）、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）、ジェ
ット気相成長といったような方法、あるいは任意の同様
の技術を使用することができる。これらの方法は、所望
の反応を起こさせるために気化した種にエネルギー（例
えば熱のようなもの）を加えることを必要とする。
【００２０】熱ＣＶＤでは、成長室（堆積室）に亜酸化
窒素の反応性の環境が満たされる。気化したＨ−樹脂の
流れに加熱された基材上を通過させて、高純度の被覆を
堆積させる。Ｈ−樹脂蒸気は、高温の基材と接触する
と、反応して被覆を堆積する。これらの被覆を、所望さ
れる厚さに応じて、数分〜数時間で形成するのには、１
００〜１，０００℃の範囲の基材温度が十分なものであ
る。このＣＶＤ法では、成長室の昇圧は必要ない。
窒素の反応性の環境が満たされる。気化したＨ−樹脂の
流れに加熱された基材上を通過させて、高純度の被覆を
堆積させる。Ｈ−樹脂蒸気は、高温の基材と接触する
と、反応して被覆を堆積する。これらの被覆を、所望さ
れる厚さに応じて、数分〜数時間で形成するのには、１
００〜１，０００℃の範囲の基材温度が十分なものであ
る。このＣＶＤ法では、成長室の昇圧は必要ない。
【００２１】ＰＥＣＶＤでは、気化したＨ−樹脂にプラ
ズマ場を通過させてＨ−樹脂を反応させる。それにより
生成された反応性の種は次いで基材に向けられ、容易に
付着する。一般に、この方法が熱ＣＶＤ法に優る利点
は、より低い基材温度を使用することができることであ
る。例えば、２０〜６００℃の基材温度が典型的であ
る。
ズマ場を通過させてＨ−樹脂を反応させる。それにより
生成された反応性の種は次いで基材に向けられ、容易に
付着する。一般に、この方法が熱ＣＶＤ法に優る利点
は、より低い基材温度を使用することができることであ
る。例えば、２０〜６００℃の基材温度が典型的であ
る。
【００２２】そのような方法で使われるプラズマは、例
えば放電、無線周波数又はマイクロ波の範囲の電磁界、
レーザー又は粒子ビームといったような種々の源から得
られるエネルギーを含む。一般に、大抵のプラズマ成長
法で好ましいのは、無線周波数（１０kHz 〜１０2 MHz
）又はマイクロ波（０．１〜１０GHz ）を適度なパワ
ー密度（０．１〜５W/cm2 ）で使用するものである。と
は言え、一般に、具体的な周波数、パワー及び圧力は装
置に合わされる。
えば放電、無線周波数又はマイクロ波の範囲の電磁界、
レーザー又は粒子ビームといったような種々の源から得
られるエネルギーを含む。一般に、大抵のプラズマ成長
法で好ましいのは、無線周波数（１０kHz 〜１０2 MHz
）又はマイクロ波（０．１〜１０GHz ）を適度なパワ
ー密度（０．１〜５W/cm2 ）で使用するものである。と
は言え、一般に、具体的な周波数、パワー及び圧力は装
置に合わされる。
【００２３】他方で、ＬＰＣＶＤでは、堆積室を０．６
７ｋＰａ（５ｔｏｒｒ）未満の圧力に維持する。気化し
たＨ−樹脂が亜酸化窒素の存在下で加熱された基材の上
を通過してこれらの被覆を形成するときには、１００〜
１，２００℃の範囲の基材温度が維持される。ＬＰＣＶ
ＤとＣＶＤについてのメカニズムは完全に分かってはい
ないが、気化したＨ−樹脂にエネルギーが加わることが
酸素との反応を誘起して、基材上にケイ素と酸素を含有
する被覆が生成されるように分子の転位（rearrangemen
t ）を引き起こすものと仮定される。
７ｋＰａ（５ｔｏｒｒ）未満の圧力に維持する。気化し
たＨ−樹脂が亜酸化窒素の存在下で加熱された基材の上
を通過してこれらの被覆を形成するときには、１００〜
１，２００℃の範囲の基材温度が維持される。ＬＰＣＶ
ＤとＣＶＤについてのメカニズムは完全に分かってはい
ないが、気化したＨ−樹脂にエネルギーが加わることが
酸素との反応を誘起して、基材上にケイ素と酸素を含有
する被覆が生成されるように分子の転位（rearrangemen
t ）を引き起こすものと仮定される。
【００２４】堆積室内の亜酸化窒素を含む反応性の環境
は、Ｈ−樹脂の完全な酸化を保証し、それにより、高純
度のシリカ被覆を堆積して、一般に、被覆中のケイ素下
級酸化物（silicon suboxides ）や残留Ｓｉ−ＯＣ及び
／又はＳｉ−ＯＨの量を最小限にする。
は、Ｈ−樹脂の完全な酸化を保証し、それにより、高純
度のシリカ被覆を堆積して、一般に、被覆中のケイ素下
級酸化物（silicon suboxides ）や残留Ｓｉ−ＯＣ及び
／又はＳｉ−ＯＨの量を最小限にする。
【００２５】一般的に、反応器における亜酸化窒素の濃
度は重要ではない。本発明の方法では０．１〜１００％
の任意の有効な濃度を使用することができる。反応性環
境は、堆積室に一般的に注入される任意のガス種を追加
して含むことができる。例えば、空気、酸素、アンモニ
ア、アミン類といったような反応性のガス種、あるいは
アルゴンやヘリウムのような不活性のガス種を使用する
ことができる。
度は重要ではない。本発明の方法では０．１〜１００％
の任意の有効な濃度を使用することができる。反応性環
境は、堆積室に一般的に注入される任意のガス種を追加
して含むことができる。例えば、空気、酸素、アンモニ
ア、アミン類といったような反応性のガス種、あるいは
アルゴンやヘリウムのような不活性のガス種を使用する
ことができる。
【００２６】本発明の方法は、広い範囲の厚さの望まし
い被覆を堆積させるために使用することができる。例え
ば、単分子層から２〜３μｍを上回るまでの範囲の被覆
が可能である。これらの被覆はまた、他の被覆で、例え
ば別のＳｉＯ2 被覆、ＳｉＯ 2 ／変性用セラミック酸化
物層、ケイ素含有被覆、ケイ素−炭素含有被覆、ケイ素
−窒素含有被覆、ケイ素−窒素−炭素含有被覆、ケイ素
−酸素−窒素含有被覆及び／又はダイヤモンド様炭素被
覆といったようなもので、被覆してもよい。そのような
被覆とそれらの成長（堆積）のメカニズムは当該技術分
野において知られている。多くのことが米国特許第４９
７３５２６号明細書に教示されている。
い被覆を堆積させるために使用することができる。例え
ば、単分子層から２〜３μｍを上回るまでの範囲の被覆
が可能である。これらの被覆はまた、他の被覆で、例え
ば別のＳｉＯ2 被覆、ＳｉＯ 2 ／変性用セラミック酸化
物層、ケイ素含有被覆、ケイ素−炭素含有被覆、ケイ素
−窒素含有被覆、ケイ素−窒素−炭素含有被覆、ケイ素
−酸素−窒素含有被覆及び／又はダイヤモンド様炭素被
覆といったようなもので、被覆してもよい。そのような
被覆とそれらの成長（堆積）のメカニズムは当該技術分
野において知られている。多くのことが米国特許第４９
７３５２６号明細書に教示されている。
【００２７】被覆すべき基材の選定は、堆積容器の温度
と環境中での熱安定性と化学的安定性についての必要に
よってのみ制限される。従って、基材は、例えばガラ
ス、金属、プラスチック、セラミック又はその他同様の
ものでよい。とは言うものの、ここでは、電子デバイス
を被覆して保護被覆又は誘電性被覆を施すことが特に好
ましいことである。
と環境中での熱安定性と化学的安定性についての必要に
よってのみ制限される。従って、基材は、例えばガラ
ス、金属、プラスチック、セラミック又はその他同様の
ものでよい。とは言うものの、ここでは、電子デバイス
を被覆して保護被覆又は誘電性被覆を施すことが特に好
ましいことである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−186213（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−202826（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−130535（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 16/12
C23C 16/40
C23C 16/42
H01L 21/316
Claims (8)
- 【請求項１】 基材を入れた、亜酸化窒素を含んでなる
反応性の環境を有する堆積室に、気体の水素シルセスキ
オキサンを含むガスを導入し、そしてこのガスの反応を
誘起して被覆を形成することを含む、基材上にケイ素と
酸素を含有する被覆を堆積させる方法。 - 【請求項２】 前記水素シルセスキオキサンの７５％よ
り多くの種が２，０００未満の数平均分子量を有する画
分を有する、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記水素シルセスキオキサンがキャリヤ
ガスで希釈される、請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記水素シルセスキオキサンが、化学気
相成長、電子サイクロトロン共鳴及びジェット気相成長
から選ばれた手段により反応を誘起される、請求項１記
載の方法。 - 【請求項５】 前記水素シルセスキオキサンが、１００
〜１，０００℃の温度又はプラズマへの暴露から選ばれ
た手段により反応を誘起される、請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 前記プラズマが無線周波数エネルギー又
はマイクロ波エネルギーを含む、請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 前記被覆の堆積を低圧化学気相成長によ
り行い、前記堆積室を０．６７ｋＰａ（５ｔｏｒｒ）未
満の圧力及び１００〜１，２００℃の範囲の温度に維持
する、請求項１記載の方法。 - 【請求項８】 当該被覆された基材の上に、ＳｉＯ2 被
覆、ＳｉＯ2 ／変性用セラミック酸化物層、ケイ素含有
被覆、ケイ素−炭素含有被覆、ケイ素−窒素含有被覆、
ケイ素−窒素−炭素含有被覆、ケイ素−酸素−窒素含有
被覆及びダイヤモンド様炭素被覆から選ばれた被覆を適
用することを更に含む、請求項１記載の方法。
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| US6218020B1 (en) | 1999-01-07 | 2001-04-17 | Alliedsignal Inc. | Dielectric films from organohydridosiloxane resins with high organic content |
| US6153512A (en) * | 1999-10-12 | 2000-11-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Process to improve adhesion of HSQ to underlying materials |
| US6440550B1 (en) * | 1999-10-18 | 2002-08-27 | Honeywell International Inc. | Deposition of fluorosilsesquioxane films |
| US6472076B1 (en) | 1999-10-18 | 2002-10-29 | Honeywell International Inc. | Deposition of organosilsesquioxane films |
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| KR102188816B1 (ko) * | 2016-05-17 | 2020-12-11 | 디디피 스페셜티 일렉트로닉 머티리얼즈 유에스 9 엘엘씨 | 아미노클로로하이드리도다이실란 |
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| US4756977A (en) * | 1986-12-03 | 1988-07-12 | Dow Corning Corporation | Multilayer ceramics from hydrogen silsesquioxane |
| US4808653A (en) * | 1986-12-04 | 1989-02-28 | Dow Corning Corporation | Coating composition containing hydrogen silsesquioxane resin and other metal oxide precursors |
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| US4999397A (en) * | 1989-07-28 | 1991-03-12 | Dow Corning Corporation | Metastable silane hydrolyzates and process for their preparation |
| US5010159A (en) * | 1989-09-01 | 1991-04-23 | Dow Corning Corporation | Process for the synthesis of soluble, condensed hydridosilicon resins containing low levels of silanol |
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| US5063267A (en) * | 1990-11-28 | 1991-11-05 | Dow Corning Corporation | Hydrogen silsesquioxane resin fractions and their use as coating materials |
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-
1992
- 1992-11-02 US US07/970,444 patent/US5310583A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-11-01 EP EP93308709A patent/EP0596678B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-11-01 JP JP27354193A patent/JP3476876B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1993-11-01 DE DE69305048T patent/DE69305048T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-11-01 KR KR1019930022988A patent/KR100284370B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1993-11-08 TW TW082109350A patent/TW267185B/zh active
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| EP0596678A2 (en) | 1994-05-11 |
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