JP4897505B2 - 低誘電率の多孔質有機シリカガラス膜を得るための化学蒸着方法 - Google Patents
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Description
(a)真空チャンバ内に基体を用意すること;(b)オルガノシラン及びオルガノシロキサンからなる群より選ばれる少なくとも1つのケイ素系前駆体、並びに少なくとも1つのケイ素系前駆体と区別し得るポロゲンを含むガス状試薬を真空チャンバに導入すること;(c)真空チャンバ内のガス状試薬にエネルギーを加え、ガス状試薬の反応を生じさせて基体上に予備的な膜を堆積させること、ここでその予備的な膜はポロゲンを含み、そして予備的な膜は酸化体を添加しないで堆積される;並びに、(d)細孔を持ち、誘電率が2.6未満である多孔質膜を得るために、予備的な膜から実質的にすべてのポロゲンを除去すること。
(a)真空チャンバ内に基体を用意すること;(b)オルガノシラン及びオルガノシロキサンからなる群より選ばれる少なくとも1つのケイ素系前駆体を含むガス状試薬を真空チャンバに導入すること、そこで少なくとも1つのケイ素系前駆体はそれに結合したポロゲンを含む;(c)真空チャンバ内のガス状試薬にエネルギーを加え、ガス状試薬の反応を生じさせて基体上に予備的な膜を堆積させること、ここでその予備的な膜は少なくとも1つのポロゲン、及びケイ素原子に結合された第1の量のメチル基を含む;並びに、(d)細孔を持ち、誘電率が2.6未満である多孔質膜を得るために、予備的な膜から実質的にすべてのポロゲンを除去すること、そしてここで多孔質膜はケイ素原子に結合された第2の量のメチル基を含み、そしてその第2の量は第1の量の50%よりも多い。
ここで、R1は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは、1〜3でありうる。
例:ジエトキシメチルシラン、ジメチルジメトキシシラン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2 及びR4は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは1〜3;並びにmは1〜3でありうる。
例:1,3−ジメチルー1,3−ジエトキシジシロキサン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2 及びR4は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは1〜3;並びにmは1〜3でありうる。
例:1,2−ジメチルー1,1,2,2,−テトラエトキシジシラン
ここで、R1は独立に、水素又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;並びにnは1〜3である。
例:ジメチルジアセトキシシラン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2 及びR4は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは1〜3;並びにmは1〜3でありうる。
例:1,3−ジメチル−1,3−ジアセトキシシロキサン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2 及びR4は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは1〜3;並びにmは1〜3でありうる。
例:1,2−ジメチル−1,1,2,2,−テトラアセトキシジシラン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;R4は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは1〜3;並びにmは1〜3でありうる。
例:1,3−ジメチル−1−アセトキシ−3−エトキシジシロキサン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;R4は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは1〜3;並びにmは1〜3でありうる。
例:1,2−ジメチル−1−アセトキシ−2−エトキシジシラン
ここで、R1は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;R4は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは1〜3;並びにpは1〜3でありうる。
例:メチルアセトキシ−t−ブトキシシラン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2 及びR6は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;R4 及びR5は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和された、単若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは1〜3;mは1〜3;pは1〜3;並びにqは1〜3でありうる。
例:1,3−ジメチル−1,3−ジアセトキシ−1,3−ジエトキシジシロキサン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2 及びR6は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;R4 及びR5は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和された、単若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは1〜3;mは1〜3;pは1〜3;並びにqは1〜3でありうる。
例:1,2−ジメチル−1,2−ジアセトキシ−1,2−ジエトキシジシラン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;並びにxは2〜8の整数でありうる。
例:1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン
例:TEOS、トリエトキシシラン、ジ−t−ブトキシシラン、シラン、ジシラン、ジ−t−ブトキシジアセトキシシラン等
ここで、R1は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;R3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは1〜3;並びにpは0〜3である。
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2 及びR6は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;R4 及びR5は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和された、単若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは0〜3;mは0〜3;qは0〜3;並びにpは0〜3(ただし、n+m≧1、n+p≦3及びm+q≦3)である。
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2 及びR6は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;R4 及びR5は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和された、単若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは0〜3;mは0〜3;qは0〜3;並びにpは0〜3(ただし、n+m≧1、n+p≦3及びm+q≦3)である。
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2、R6 及びR7は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;R4 及びR5は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和された、単若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは0〜3;mは0〜3;qは0〜3;並びにpは0〜3(ただし、n+m≧1、n+p≦3及びm+q≦3)である。
ここで、R1は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;R3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和された、単若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは1〜3;pは0〜3;並びにtは2〜4(ただし、n+p≦4)である。
ここで、R1は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;R3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和された、単若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは1〜3;pは0〜3;並びにtは1〜3(ただし、n+p≦4)である。
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;並びにxは2〜8の整数である。
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;並びにxは2〜8の整数である。
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;並びにxは2〜8の整数である。
ここで、R1は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは1〜3でありうる。
例:ジエトキシ−ネオ−ヘキシルシラン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2 及びR4は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは1〜3;並びにmは1〜3でありうる。
例:1,3−ジエトキシ−1−ネオ−ヘキシルジシロキサン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2 及びR4は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは1〜3;並びにmは1〜3でありうる。
例:1,2−ジエトキシー1−ネオ−ヘキシルジシラン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2 及びR4は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R7は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;2つのSi原子の架橋;nは1〜3;並びにmは1〜3でありうる。
例:1,4−ビス(ジメトキシシリル)シクロへキサン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2 及びR4は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは1〜3;並びにmは1〜3でありうる。
例:1,2−ジエトキシー1−ネオ−ヘキシルジシラン
ここで、R1は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2は独立に、水素又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;並びにnは1〜3でありうる。
例:ジアセトキ−ネオ−ヘキシルシラン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2 及びR4は独立に、水素又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは1〜3;並びにmは1〜3でありうる。
例:1,3−ジアセトキシ−1−ネオ−ヘキシルジシロキサン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2 及びR4は独立に、水素又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは1〜3;並びにmは1〜3でありうる。
例:1,2−ジアセトキシ−1−ネオ−ヘキシルジシラン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2は独立に、水素又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R4は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは1〜3;並びにmは1〜3でありうる。
例:1−アセトキシ−3,3−ジ−t−ブトキシ−1−ネオヘキシルジシロキサン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2は独立に、水素又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R4は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは1〜3;並びにmは1〜3でありうる。
例:1−アセトキシ−2,2−ジ−t−ブトキシ−1−ネオヘキシルジシラン
ここで、R1は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは1〜3;並びにpは1〜3でありうる。
例:アセトキシ−t−ブトキシ−ネオ−ヘキシルシラン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2 及びR6は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R4 及びR5は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和された、単若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは1〜3;mは1〜3;pは1〜3;並びにqは1〜3でありうる。
例:1,3−ジアセトキシ−1,3−ジ−t−ブトキシ−1−ネオへキシルジシロキサン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2 及びR6は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R4 及びR5は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和された、単若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは1〜3;mは1〜3;pは1〜3;並びにqは1〜3でありうる。
例:1,2−ジアセトキシ−1,2−ジ−t−1−ブトキシ−1−ネオへキシルジシラン
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;並びにxは2〜8の整数である;
例:1−ネオへキシル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン
ここで、R1は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2 及びR3は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは1〜3;並びにpは0〜3であり;ただし、R1の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている。
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2、R4、R5 及びR6は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは0〜3;mは0〜3;qは0〜3;並びにpは0〜3;ただし、n+m≧1、n+p≦3、m+q≦3であり、そしてR1 及びR3の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている。
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2、R4、R5 及びR6は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは0〜3;mは0〜3;qは0〜3;並びにpは0〜3;ただし、n+m≧1、n+p≦3、m+q≦3であり、そしてR1 及びR3の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている。
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2、R4、R5、R6 及びR7は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは0〜3;mは0〜3;qは0〜3;並びにpは0〜3;ただし、n+m≧1、n+p≦3、m+q≦3であり、そしてR1、R3 及びR7の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている。
ここで、R1は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2 及びR3は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは1〜3;pは0〜3;並びにtは2〜4;ただし、n+p≦4であり、そしてR1の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている。
ここで、R1は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2 及びR3は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは1〜3;pは0〜3;並びにtは1〜3;ただし、n+p≦であり、そしてR1の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている。
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;並びにxは2〜8の整数であり、そしてR1 及びR3の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている。
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;並びにxは2〜8の整数であり;そしてR1 及びR3の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている。
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;並びにxは2〜8の整数であり;そしてR1 及びR3の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている。
ここで、nは4〜14、環状構造の炭素数は4〜10であり、そして環状構造に置換された複数の単純若しくは分枝炭化水素を含んでいてもよい。例は、シクロへキサン、トリメチルシクロヘキサン、1−メチル−4(1−メチルエチル)シクロヘキサン、シクロオクタン、メチルシクロオクタン等を含む。
ここで、nは2〜20及びy=0−nである。例は、エチレン、プロピレン、アセチレン、ネオへキサン等を含む。
ここで、xは分子の不飽和部位の数、nは4〜14、環状構造の炭素数は4〜10であり、単若しくは複不飽和の環状炭化水素は、環状構造に置換された複数の単純若しくは分枝炭化水素置換基を有していてもよい。不飽和は環内に位置していても、又は環構造に置換している炭化水素置換基の1つに位置していてもよい。例は、シクロへキセン、ビニルシクロへキセン、ジメチルシクロへキセン、t−ブチルシクロへキセン、α−テルピネン、ピネン、1,5−ジメチル−1,5−シクロオクタジエン等を含む。
ここで、nは4〜14、2環構造の炭素数は4〜12であり、2環構造に置換された複数の単純若しくは分枝炭化水素を有していてもよい。例は、ノルボルナン、スピロノナン、デカヒドロナフタレン等を含む。
ここで、xは分子の不飽和部位の数、nは4〜14、2環構造の炭素数は4〜12であり、2環構造に置換された多くの単純若しくは分枝炭化水素置換基を有していてもよい。不飽和は、環内に位置していても、又は環構造への炭化水素置換基の1つに位置していてもよい。例は、カンフェン、ノルボルネン、ノルボルナジエン等を含む。
ここで、nは4〜14、3環構造の炭素数は4〜12であり、3環構造に置換された複数の単純若しくは分枝炭化水素を有していてもよい。例はアダマンタンを含む。
ここで、R1は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2 及びR3は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは1〜3;並びにpは0〜3であり;ただし、n+p≦4であり、そしてR1の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている;
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2、R4、R5 及びR6は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは0〜3;mは0〜3;qは0〜3;並びにpは0〜3;ただし、n+m≧1、n+p≦3m+q≦3であり、そしてR1 及びR3の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている;
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2、R4、R5 及びR6は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは0〜3;mは0〜3;qは0〜3;並びにpは0〜3;ただし、n+m≧1、n+p≦3、m+q≦3であり、そしてR1 及びR3の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている;
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2、R4、R5、R6 及びR7は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは0〜3;mは0〜3;qは0〜3;並びにpは0〜3;ただし、n+m≧1、n+p≦3、m+q≦3であり、そしてR1、R3 及びR7の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている;
ここで、R1は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2 及びR3は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは1〜3;pは0〜3;並びにtは2〜4;ただし、n+p≦4であり、そしてR1の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている;
ここで、R1は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;R2 及びR3は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;nは1〜3;pは0〜3;並びにtは1〜3;ただし、n+p≦であり、そしてR1の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている;
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;並びにxは2〜8の整数であり、そしてR1 及びR3の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている;
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;並びにxは2〜8の整数であり;そしてR1 及びR3の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている;又は、
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 12 炭化水素;並びにxは2〜8の整数であり;そしてR1 及びR3の少なくとも1つは、ポロゲンとしてのC3以上の炭化水素で置換されている。
ここで、R1は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;R3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは1〜3;並びにpは0〜3である;
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2 及びR6は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;R4 及びR5は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和された、単若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは0〜3;mは0〜3;qは0〜3;並びにpは0〜3(ただし、n+m≧1、n+p≦3及びm+q≦3)である;
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2 及びR6は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;R4 及びR5は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和された、単若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは0〜3;mは0〜3;qは0〜3;並びにpは0〜3(ただし、n+m≧1、n+p≦3及びm+q≦3)である;
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2、R6 及びR7は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;R4 及びR5は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和された、単若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは0〜3;mは0〜3;qは0〜3;並びにpは0〜3(ただし、n+m≧1、n+p≦3及びm+q≦3)である;
ここで、R1は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;R3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和された、単若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは1〜3;pは0〜3;並びにtは2〜4(ただし、n+p≦4)である;
ここで、R1は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;R2は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;R3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和された、単若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;nは1〜3;pは0〜3;並びにtは1〜3(ただし、n+p≦4)である;
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;並びにxは2〜8の整数である;
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;並びにxは2〜8の整数である;又は
ここで、R1 及びR3は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは全部がフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;並びにxは2〜8の整数である。
ここで、nは4〜14、環状構造の炭素数は4〜10であり、そして少なくとも1つの環状炭化水素は環状構造に置換された複数の単純若しくは分枝炭化水素を有していてもよい;
ここで、nは2〜20及びy=0−nである;
ここで、xは不飽和部位の数、nは4〜14、環状構造の炭素数は4〜10であり、そして少なくとも1つの単若しくは複不飽和の環状炭化水素は、環状構造に置換された複数の単純若しくは分枝炭化水素置換基を有していてもよく、さらに環内不飽和若しくはその炭化水素置換基の1つに不飽和を有していてもよい;
ここで、nは4〜14、2環構造の炭素数は4〜12であり、そして少なくとも1つの2環状炭化水素は、2環構造に置換された複数の単純若しくは分枝炭化水素を有していてもよい;
ここで、xは不飽和部位の数、nは4〜14、2環構造の炭素数は4〜12であり、そして少なくとも1つの複不飽和の2環状炭化水素は、2環構造に置換された複数の単純若しくは分枝炭化水素置換基を有していてもよく、さらに環内不飽和若しくはその炭化水素置換基の1つに不飽和を有していてもよい;並びに、
ここで、nは4〜14、3環構造の炭素数は4〜12であり、そして少なくとも1つの3環状炭化水素は、3環構造に置換された複数の単純若しくは分枝炭化水素を有していてもよい。
すべての実験は、非ドープTEOSプロセスキットを用いて、Advance Energy 2000高周波発生器を固定した200mmDxZチャンバ内でApplied Materials Precision−5000システムにより実施された。その処方は次の基礎段階を含んでいた:ガス流、堆積及びウェハ除去に先行するチャンバのパージ/真空排気についての初期セットアップ及び安定化。膜は管炉内において、425℃で4時間、N2下にアニール処理された。
α−テルピネン(ATP)が、酸化体のない環境でPECVDによりシリコンウェハ上にジエトキシメチルシラン(DEMS)とともに共堆積された。プロセス条件はジエトキシメチルシラン(DEMS)中の39.4vol%α−テルピネン(ATP)混合物の流れが700mg/分(mgm)であった。500sccmのCO2のキャリアガス流が、これらの化学物質を堆積チャンバに随伴するのに用いられた。さらなるプロセス条件は次のとおりであった:チャンバ圧力5Torr;ウェハチャック温度150℃;シャワーヘッド−ウェハ間隔0.26インチ(約0.6cm);及びプラズマ出力300W、180秒。
α−テルピネン(ATP)が、酸化体のない雰囲気でPE−CVDにより、シリコンウェハ上にジエトキシメチルシラン(DEMS)とともに共堆積された。プロセス条件は、ジエトキシメチルシラン(DEMS)中の70vol%α−テルピネン(ATP)混合物の流れが1300mg/分(mgm)であった。500sccmのCO2のキャリアガス流が、これらの化学物質を堆積チャンバに随伴するのに用いられた。さらなるプロセス条件は次のとおりであった:チャンバ圧力8Torr;ウェハチャック温度200℃;シャワーヘッド−ウェハ間隔0.30インチ(約0.8cm);及びプラズマ出力600W、120秒。
膜は、アニール処理が400℃の還元温度で実施された以外は実質的に例1Aに従って製造され、そしてアニール処理された。得られた膜の赤外スペクトルが、波数に対して図2に示されている。ポロゲン及びα−テルピネン(ATP)の赤外スペクトルが、比較のために図3に示されている。
膜が、ポロゲンを使用しなかったこと以外は実質的に例1Aに従って製造され、そしてアニール処理された。膜は誘電率2.8であり、例1Aのアニール処理された膜と実質的に同一の組成を有していた(表1及び2参照)。
膜は、プラズマ出力が400Wであったこと以外は実質的に例1Dに従って製造され、そしてアニール処理された。膜は誘電率2.8であり、例1Aのアニール処理された膜と実質的に同一の組成を有していた(表1及び2参照)。
膜は、プロセス条件がジ−t−ブトキシメチルシラン(DtBOMS)中の75vol%α−テルピネン(ATP)混合物の流れが1000mg/分(mgm)であったこと以外は実質的に例1Aに従って製造され、そしてアニール処理された。500sccmのCO2のキャリアガス流が、これらの化学物質を堆積チャンバに随伴するのに用いられた。さらなるプロセス条件は次のとおりであった:チャンバ圧力7Torr;ウェハチャック温度215℃;シャワーヘッド−ウェハ間隔0.30インチ(約0.8cm);及びプラズマ出力400W、240秒。
α−テルピネン(ATP)が、酸化体のない雰囲気でのPE−CVDにより、シリコンウェハ上にジ−t−ブトキシメチルシラン(DtBOMS)とともに共堆積された。プロセス条件はジ−t−ブトキシメチルシラン(DtBOMS)中の75vol%α−テルピネン(ATP)混合物の流れが700mg/分(mgm)であった。500sccmのCO2のキャリアガス流が、これらの化学物質を堆積チャンバに随伴するのに用いられた。さらなるプロセス条件は次のとおりであった:チャンバ圧力9Torr;ウェハチャック温度275℃;シャワーヘッド−ウェハ間隔0.30インチ(約0.8cm);及びプラズマ出力600W、240秒。
2.6未満の誘電率(k)を有する低k膜を製造するために検討された第2の経路では、分子構造の一部として熱的に反応活性な有機官能基を含む単一源オルガノシラン前駆体を使用した。シリカ前駆体に熱的に反応活性な基を結合することの潜在的な利点は、熱的に反応活性な基の膜への改良された導入である。この経路を検討するために、ネオ−へキシル−テトラメチルシクロテトラシロキサン(ネオ−へキシル−TMCTS)が合成された。ここでは、ネオ−へキシル基は、テトラメチルシクロテトラシロキサン(TMCTS)の骨組にグラフトされていた。この試験に使用されたプロセスは、ネオ−へキシル−テトラメチルシクロテトラシロキサンの500mg/分(mgm)流及び500sccmのCO2のキャリアガス流;チャンバ圧力6Torr;ウェハチャック温度150℃;シャワーヘッド−ウェハ間隔0.32インチ(約0.8cm);及びプラズマ出力300W、90秒であった。
2.6未満の誘電率(k)を有する低k膜を製造するために検討された第3の経路では、有機ケイ素前駆体をそれに結合される熱的に反応活性な大きな基と物理的に混合することであった。シリカ前駆体に熱的に反応活性な基を結合することの潜在的な利点は、熱的に反応活性な基の膜への改良された導入である。この経路を検討するために、フルフロキシジメチルシランが、次の条件でテトラメチルシクロテトラシロキサン(TMCTS)とともに共堆積された:テトラメチルシクロテトラシロキサン(TMCTS)中の11%フルフロキシジメチルシラン混合物の1000mg/分(mgm)流及び500sccmのヘリウム(He)のキャリアガス流;チャンバ圧力6Torr;ウェハチャック温度150℃;シャワーヘッド−ウェハ間隔0.26インチ(約0.6cm);及びプラズマ出力300W及び40秒。
Claims (29)
- 式SivOwCxHyFz(v+w+x+y+z=100%、vは10〜35原子%、wは10〜65原子%、xは5〜30原子%、yは10〜50原子%、及びzは0〜15原子%)で表わされる多孔質有機シリカガラス膜を製造するための化学蒸着方法であって、
前記真空チャンバ内に基体を用意すること;
少なくとも1つのケイ素系前駆体及びポロゲンを含むガス状試薬を、前記真空チャンバに導入すること;
前記真空チャンバ内の前記ガス状試薬にエネルギーを加え、前記ガス状試薬の反応を生じさせて、酸化体を添加しないで、ポロゲンを含む予備的な膜を前記基体上に堆積させること;並びに、
前記予備的な膜から実質的にすべての前記ポロゲンを除去して、誘電率が2.6未満である多孔質有機シリカガラス膜を得ること、
を含み、少なくとも1種の前記ケイ素系前駆体が、下記の式を有する、化学蒸着方法:
R 1 n (OR 2 ) 4−n Si
(R 1 は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは完全にフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;
R 2 は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは完全にフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;かつ
nは1〜3)。 - 前記少なくとも1種のケイ素系前駆体が、下記の式を有する、請求項1記載の方法:
(CH 3 )R 1 m (OR 2 ) 3−m Si
(R 1 は独立に、水素、又は直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、又は部分的に若しくは完全にフッ素化されたC 1 〜C 4 炭化水素;
R 2 は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは完全にフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素;かつ
mは、1〜2)。 - 前記少なくとも1種のケイ素系前駆体が、下記の式を有する、請求項2記載の方法:
(CH 3 )(H)(OR 2 ) 2 Si
(R 2 は独立に、直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の、環状の、芳香族の、又は部分的に若しくは完全にフッ素化されたC 1 〜C 6 炭化水素)。 - 前記少なくとも1種のケイ素系前駆体が、ジエトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシラン、ジイソプロポキシキシメチルシラン、ジ−t−ブトキシメチルシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリ−t−ブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、及びジメチルジ−t−ブトキシシランからなる群より選ばれる、請求項3記載の方法。
- 前記少なくとも1種のケイ素系前駆体が、ジエトキシメチルシラン、及びジ−t−ブトキシメチルシランからなる群より選ばれる、請求項4記載の方法。
- 前記予備的な膜の硬化及び前記ポロゲンの除去によって、前記膜の誘電率が0.39以上低下する、請求項1〜5のいずれか一項記載の方法。
- 前記誘電率が1.9未満である、請求項1〜6のいずれか一項記載の方法。
- vが20〜30原子%、wが20〜45原子%、xが5〜20原子%、yが15〜40原子%、及びzが0である、請求項1〜7のいずれか一項記載の方法。
- zが0.5〜7原子%であり、少なくとも1つのフッ素化剤が、SiF4、NF3、F2、COF2、CO2F2、及びHFからなる群より選ばれて、前記多孔質膜にFを導入するのに用いられ、かつ多孔質膜における実質的にすべてのFは、Si−F基でSiに結合されている、請求項1〜8のいずれか一項記載の方法。
- 前記多孔質膜における大部分の水素が、炭素に結合されている、請求項1〜9のいずれか一項記載の方法。
- 前記多孔質膜が1.5g/mL未満の密度を有する、請求項1〜10のいずれか一項記載の方法。
- 細孔が5nm以下の球体相当径を有する、請求項1〜11のいずれか一項記載の方法。
- 前記多孔質膜のフーリエ変換赤外(FTIR)スペクトルが、ポロゲンを用いないこと以外は実質的に同一の方法により調製された対照膜の対照FTIRと実質的に同一である、請求項1〜12のいずれか一項記載の方法。
- 前記多孔質膜が、前記対照膜の対照誘電率よりも少なくとも0.3小さい誘電率を有する、請求項13記載の方法。
- 前記多孔質膜が、前記対照膜の対照密度よりも少なくとも10%小さい密度を有する、請求項13又は14記載の方法。
- 前記多孔質膜が、N2中で425℃の等温条件で、1.0wt%/時間よりも小さい平均減量を有する、請求項13〜15のいずれか一項記載の方法。
- 前記多孔質膜が、空気中で425℃の等温条件で、1.0wt%/時間よりも小さい平均減量を有する、請求項13〜16のいずれか一項記載の方法。
- 少なくとも1つの前記ケイ素系前駆体が、2以下のSi−O結合を持つ第1のケイ素系前駆体と、3以上のSi−O結合を持つ第2のケイ素系前駆体との混合物であり、かつその混合物は、多孔質膜の化学組成を適合させるように供給される、請求項1〜17のいずれか一項記載の方法。
- 前記ポロゲンが、次からなる群より選ばれる少なくとも1つである、請求項1〜18のいずれか一項記載の方法:
(a)環状構造を有する式CnH2nの少なくとも1つの環状炭化水素
(nは4〜14、環状構造中の炭素数は4〜10であり、かつ少なくとも1つのこの環状炭化水素は、環状構造上に置換された複数の単純若しくは分枝炭化水素を有していてもよい);
(b)一般式CnH(2n+2)−2yの少なくとも1つの直鎖若しくは分枝鎖の、飽和、単不飽和若しくは複不飽和の炭化水素
(nは2〜20及びy=0〜n);
(c)環状構造を有する式CnH2n−2xの少なくとも1つの、単若しくは複不飽和の環状炭化水素
(xは不飽和部位の数、nは4〜14、環状構造中の炭素数は4〜10、かつ少なくとも1つの単若しくは複不飽和のこの環状炭化水素は、環状構造上に置換された複数の単純若しくは分枝炭化水素置換基を有していてもよく、またその炭化水素置換基の1つに不飽和若しくは環内不飽和を有していてもよい);
(d)2環構造を有する式CnH2n−2の少なくとも1つの2環状炭化水素
(nは4〜14、2環構造中の炭素数は4〜12、かつ少なくとも1つのこの2環状炭化水素は、2環構造上に置換された複数の単純若しくは分枝炭化水素を有していてもよい);
(e)2環構造を有する式CnH2n−(2+2x)の少なくとも1つの複不飽和の2環炭化水素
(xは不飽和部位の数、nは4〜14、2環構造中の炭素数は4〜12、かつ少なくとも1つの複不飽和のこの2環状炭化水素は、2環構造上に置換された複数の単純若しくは分枝炭化水素置換基を有していてもよく、またその炭化水素置換基の1つに不飽和若しくは環内不飽和を有していてもよい);並びに、
(f)3環構造を有する式CnH2n−4の少なくとも1つの3環状炭化水素
(nは4〜14、3環構造中の炭素数は4〜12、かつこの少なくとも1つの3環状炭化水素は、3環構造上に置換された複数の単純若しくは分枝炭化水素を有していてもよい)。 - 前記ポロゲンが、α−テルピネン、リモネン、シクロへキサン、1,2,4−トリメチルシクロへキサン、1,5−ジメチル−1,5−シクロオクタジエン、カンフェン、アダマンタン、1,3−ブタジエン、置換ジエン、デカヒドロナフタレン、及びノルボルナジエンからなる群より選ばれる少なくとも1つである、請求項19記載の方法。
- 少なくとも1つの前記ケイ素系前駆体が、それに結合された少なくとも1つのポロゲンを含む、請求項1〜20のいずれか一項記載の方法。
- 除去段階が、ポロゲンが予め結合されていたSiに、メチル基を結合させたままで残す、請求項21記載の方法。
- 請求項1〜22のいずれか一項記載の方法により製造される多孔質有機シリカガラス膜であって、式SivOwCxHyFz(v+w+x+y+z=100%、vは10〜35原子%、wは10〜65原子%、xは5〜30原子%、yは10〜50原子%、及びzは0〜15原子%)で表わされる材料の単一相からなり、細孔を有し、かつ誘電率が2.6未満である、多孔質有機シリカガラス膜。
- vが20〜30原子%、wが20〜45原子%、xが5〜25原子%、yが15〜40原子%、及びzが0である、請求項23記載の膜。
- zが0.5〜7原子%であり、かつ前記多孔質膜における実質的にすべてのFが、Si−F基でSiに結合されている、請求項23記載の膜。
- 大部分の水素が炭素に結合されている、請求項23〜25のいずれか一項記載の膜。
- 熱エネルギー、プラズマエネルギー、光子エネルギー、電子エネルギー、マイクロ波及び化学物質からなる群より選ばれる少なくとも1つの後処理手段で、予備的な膜を処理することをさらに含む、請求項1〜22のいずれか一項記載の方法。
- 前記少なくとも1つの後処理手段が、電子線により供給される電子エネルギーである、請求項27記載の方法。
- 前記少なくとも1つの後処理手段が、超臨界流体である、請求項27記載の方法。
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