JP5741443B2 - Ruthenium film forming material and ruthenium film forming method - Google Patents

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Description

本発明は、ルテニウム膜形成用材料及びルテニウム膜形成方法に関する。   The present invention relates to a ruthenium film forming material and a ruthenium film forming method.

DRAM(Dynamic Random Access Memory)に代表される半導体デバイスは、その高集積化と微細化に伴い、デバイスを構成する各金属膜及び金属酸化膜の材料変更が必要となっている。
なかでも、半導体デバイス内の多層配線用途での導電性金属膜の改良が要求されており、新たに導電性の高い銅配線への変換が進んでいる。この銅配線の導電性を高める目的で、多層配線の層間絶縁膜材料には低誘電率材料(Low−k材料)が用いられている。しかし、この低誘電率材料中に含まれている酸素原子が銅配線に容易に取り込まれ、その導電性を低下させるといった問題が生じている。その為、低誘電率材料からの酸素の移動を防ぐ目的で、低誘電率材料と銅配線の間にバリア膜を形成する技術が検討されている。このバリア膜の用途に用いられる、誘電体層からの酸素を取り込みにくい材料およびドライエッチングにより容易に加工できる材料として、金属ルテニウム膜が注目されている。さらには上記銅配線をメッキ法にて埋め込むダマシン成膜法において、上記バリア膜とメッキ成長膜の双方の役割を同時に満たす目的から、金属ルテニウムが注目されている。
また、半導体デバイスのキャパシタにおいても、アルミナ、五酸化タンタル、酸化ハフニウム、チタン酸バリウム・ストロンチウム(BST)のような高誘電率材料の電極材料として、金属ルテニウム膜はその高い耐酸化性と高い導電性から注目されている。
2. Description of the Related Art A semiconductor device typified by a DRAM (Dynamic Random Access Memory) is required to change materials of each metal film and metal oxide film constituting the device in accordance with high integration and miniaturization.
Especially, improvement of the conductive metal film for the multilayer wiring use in the semiconductor device is required, and the conversion to copper wiring with high conductivity is newly advanced. For the purpose of increasing the conductivity of the copper wiring, a low dielectric constant material (Low-k material) is used as an interlayer insulating film material of the multilayer wiring. However, there is a problem that oxygen atoms contained in the low dielectric constant material are easily taken into the copper wiring and the conductivity is lowered. Therefore, a technique for forming a barrier film between the low dielectric constant material and the copper wiring has been studied for the purpose of preventing oxygen migration from the low dielectric constant material. A metal ruthenium film has attracted attention as a material that is difficult to take up oxygen from a dielectric layer and a material that can be easily processed by dry etching, which are used for the barrier film. Further, in the damascene film forming method for embedding the copper wiring by the plating method, metal ruthenium has attracted attention for the purpose of satisfying both roles of the barrier film and the plating growth film at the same time.
Also in semiconductor device capacitors, metal ruthenium films have high oxidation resistance and high conductivity as electrode materials of high dielectric constant materials such as alumina, tantalum pentoxide, hafnium oxide, barium strontium titanate (BST). It is attracting attention from sex.

上記の金属ルテニウム膜の形成には、従来、スパッタリング法が多く用いられてきたが、近年、構造の微細化や、薄膜化や、量産性の向上への対応として、化学気相成長法が検討されている。
しかし、一般に、化学気相成長法で形成した金属膜は、微結晶の集合状態が疎であるなど、表面モルフォロジーが悪く、上記モルフォロジーの問題を解決する手段として、ビス(ジピバロイルメタナート)ルテニウムやルテノセン、ビス(アルキルシクロペンタジエニル)ルテニウムを化学気相成長材料に用いることが検討されている(特許文献1〜3参照。)。
さらに、これらの化学気相成長材料を製造工程で用いる場合、その製造条件の安定の目的から、材料の良好な保存安定性が要求される。しかし、既存のルテノセンやビス(アルキルシクロペンタジエニル)ルテニウム等は、空気の混入などにより短時間で材料の酸化及びそれによる性能劣化が生じ、その結果、成膜したルテニウムの導電性が低下してしまい、その保存安定性と空気中での安定な取扱い性に問題がある。
Sputtering methods have been used in the past for the formation of the above-mentioned metal ruthenium films, but in recent years, chemical vapor deposition methods have been investigated as measures for miniaturization of structures, thinning, and improvement of mass productivity. Has been.
However, in general, metal films formed by chemical vapor deposition have poor surface morphology, such as the sparse state of microcrystals, and bis (dipivaloylmethanate) is a means of solving the above morphological problems. ) The use of ruthenium, ruthenocene, or bis (alkylcyclopentadienyl) ruthenium as a chemical vapor deposition material has been studied (see Patent Documents 1 to 3).
Furthermore, when these chemical vapor deposition materials are used in the production process, good storage stability of the materials is required for the purpose of stabilizing the production conditions. However, existing ruthenocene, bis (alkylcyclopentadienyl) ruthenium, etc. cause material oxidation in a short period of time due to air contamination and the resulting performance degradation, resulting in a decrease in the conductivity of the deposited ruthenium. Therefore, there is a problem in the storage stability and the stable handling property in the air.

特開平6−283438号公報JP-A-6-283438 特開平11−35589号公報JP 11-35589 A 特開2002−114795号公報JP 2002-114795 A

本発明は上記問題に鑑みなされたもので、その目的は保存安定性に優れ、なおかつ残留不純物の少ない良質なルテニウム膜を得ることができるルテニウム膜形成用材料及び該材料を用いてルテニウム膜を形成する簡易な方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a ruthenium film-forming material capable of obtaining a high-quality ruthenium film having excellent storage stability and low residual impurities, and to form a ruthenium film using the material. It is to provide a simple way to do this.

上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究を行い、下記式(1)で表される化合物を用いることにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下の[1]〜[7]を提供するものである。
[1] 下記の一般式(1)で表される化合物を含有するルテニウム膜形成用材料。

Figure 0005741443
(一般式(1)中、R〜Rは、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の炭化水素基、または炭素数1〜10のハロゲン化炭化水素基、Rは、炭素数1〜12の2価の炭化水素基、または炭素数1〜12の2価のハロゲン化炭化水素基である。)
[2] 化学気相成長法用である、前記[1]に記載のルテニウム膜形成用材料。
[3] 前記[1]または[2]に記載のルテニウム膜形成用材料を用いる、ルテニウム膜形成方法。
[4] 前記[2]に記載のルテニウム膜形成用材料を、基体上に供給するルテニウム膜形成用材料供給工程と、該ルテニウム膜形成用材料を加熱分解して、上記基体上にルテニウム膜を形成させる膜形成工程とを含む、ルテニウム膜形成方法。
[5] 上記膜形成工程における加熱分解の温度が100℃〜800℃である、前記[4]に記載のルテニウム膜形成方法。
[6] 上記膜形成工程における加熱分解を不活性気体または還元性気体中で行う、前記[4]または[5]に記載のルテニウム膜形成方法。
[7] 前記[1]に記載のルテニウム膜形成用材料を、基体上に塗布し、次いで熱処理及び/又は光処理して、上記基体上にルテニウム膜を形成させる膜形成工程を含む、ルテニウム膜形成方法。In order to achieve the above object, the present inventors have conducted intensive studies and found that the above object can be achieved by using a compound represented by the following formula (1), thereby completing the present invention.
That is, the present invention provides the following [1] to [7].
[1] A ruthenium film-forming material containing a compound represented by the following general formula (1).
Figure 0005741443
(In General Formula (1), R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a halogenated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R 5 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a divalent halogenated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.)
[2] The ruthenium film-forming material according to [1], which is for chemical vapor deposition.
[3] A ruthenium film forming method using the ruthenium film forming material according to [1] or [2].
[4] A ruthenium film forming material supply step for supplying the ruthenium film forming material according to [2] onto a substrate, and the ruthenium film forming material is thermally decomposed to form a ruthenium film on the substrate. A ruthenium film forming method including a film forming step of forming the film.
[5] The ruthenium film forming method according to [4], wherein the temperature of heat decomposition in the film forming step is 100 ° C to 800 ° C.
[6] The ruthenium film forming method according to [4] or [5], wherein the thermal decomposition in the film forming step is performed in an inert gas or a reducing gas.
[7] A ruthenium film comprising a film forming step in which the ruthenium film-forming material according to [1] is applied on a substrate and then heat-treated and / or light-treated to form a ruthenium film on the substrate. Forming method.

本発明のルテニウム膜形成用材料によると、長期間の保存安定性に優れ、しかも残留不純物量が少ない良質なルテニウム膜を得ることができる。また、本発明のルテニウム膜形成用材料を用いて簡易な方法でルテニウム膜を形成することができる。   According to the ruthenium film forming material of the present invention, a good quality ruthenium film having excellent long-term storage stability and a small amount of residual impurities can be obtained. Further, a ruthenium film can be formed by a simple method using the ruthenium film forming material of the present invention.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のルテニウム膜形成用材料は、下記の一般式(1)で表される化合物を含有する。

Figure 0005741443
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The ruthenium film-forming material of the present invention contains a compound represented by the following general formula (1).
Figure 0005741443

一般式(1)中、R〜Rは、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の炭化水素基、または炭素数1〜10のハロゲン化炭化水素基である。
ここで、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。中でも、フッ素原子、塩素原子が好ましい。
また、炭素数1〜10の炭化水素基としては、炭素数1〜7の炭化水素基が好ましい。
その具体例としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ベンジル基、メチルフェニル基を挙げることができる。
また、炭素数1〜10のハロゲン化炭化水素基としては、炭素数1〜6のハロゲン化炭化水素基が好ましい。その具体例としては、例えばクロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロヘキシル基、ペンタフルオロフェニル基を挙げることができる。
In General Formula (1), R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a halogenated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
Here, examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Among these, a fluorine atom and a chlorine atom are preferable.
Moreover, as a C1-C10 hydrocarbon group, a C1-C7 hydrocarbon group is preferable.
Specific examples thereof include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, neopentyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, phenyl group, and benzyl group. And methylphenyl group.
Moreover, as a C1-C10 halogenated hydrocarbon group, a C1-C6 halogenated hydrocarbon group is preferable. Specific examples thereof include, for example, chloromethyl group, dichloromethyl group, trichloromethyl group, fluoromethyl group, difluoromethyl group, trifluoromethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, pentafluoroethyl group, perfluoropropyl. Group, perfluorobutyl group, perfluorohexyl group, and pentafluorophenyl group.

一般式(1)中、Rは、炭素数1〜12の2価の炭化水素基、または炭素数1〜12の2価のハロゲン化炭化水素基である。In the general formula (1), R 5 is a divalent hydrocarbon group or a divalent halogenated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, having 1 to 12 carbon atoms.

炭素数1〜12の2価の炭化水素基としては、炭素数1〜12の2価の直鎖または分岐鎖の炭化水素基、炭素数3〜12の2価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基が挙げられる。   Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms include a divalent linear or branched hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, A bivalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms is exemplified.

上記炭素数1〜12の2価の直鎖または分岐鎖の炭化水素基としては、炭素数1〜8の2価の直鎖または分岐鎖の炭化水素基が好ましい。
上記炭素数1〜12の2価の直鎖または分岐鎖の炭化水素基における、炭化水素基の例としては、メチレン基、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基が挙げられる。
上記アルキレン基の好適な具体例としては、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基等が挙げられる。
上記アルケニレン基の好適な具体例としては、ビニレン基、プロペニレン基、ブタジエニレン基等が挙げられる。
上記アルキニレン基の好適な具体例としては、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基等が挙げられる。
The divalent linear or branched hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms is preferably a divalent linear or branched hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
Examples of the hydrocarbon group in the divalent linear or branched hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms include a methylene group, an alkylene group, an alkenylene group, and an alkynylene group.
Specific examples of the alkylene group include ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, heptamethylene group and the like.
Preferable specific examples of the alkenylene group include vinylene group, propenylene group, butadienylene group and the like.
Preferable specific examples of the alkynylene group include ethynylene group, propynylene group, butynylene group and the like.

前記炭素数3〜12の2価の脂環式炭化水素基としては、炭素数3〜8の2価の脂環式炭化水素基が好ましい。
炭素数3〜12の2価の脂環式炭化水素基における、「脂環式炭化水素基」の具体例としては、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基等のシクロアルキレン基;シクロブテニレン基、シクロペンテニレン基、シクロヘキセニレン基等のシクロアルケニレン基等が挙げられる。当該脂環式炭化水素基の結合部位は、脂環上のいずれの炭素原子上でもよい。
The divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms is preferably a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms.
Specific examples of the “alicyclic hydrocarbon group” in the divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms include cyclopropylene group, cyclobutylene group, cyclopentylene group, cyclohexylene group and the like. A cycloalkylene group; a cycloalkenylene group such as a cyclobutenylene group, a cyclopentenylene group, a cyclohexenylene group, and the like. The binding site of the alicyclic hydrocarbon group may be on any carbon atom on the alicyclic ring.

前記炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基等のアリーレン基等が挙げられる。
また、前記「炭素数1〜12の2価の炭化水素基」の好適な具体例としては、アルケニレン基、アリーレン基が挙げられる。中でも、ビニレン基、フェニレン基が特に好ましい。
Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms include arylene groups such as a phenylene group, a biphenylene group, and a naphthylene group.
Specific examples of the “divalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms” include alkenylene groups and arylene groups. Among these, a vinylene group and a phenylene group are particularly preferable.

また、Rで示す炭素数1〜12の2価のハロゲン化炭化水素基としては、上述の炭素数1〜12の2価の炭化水素基中の水素原子の一部または全部がハロゲン原子に置換された基が挙げられる。
置換するハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。中でも、フッ素原子、塩素原子が好ましい。
In addition, as the divalent halogenated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms represented by R 5 , a part or all of the hydrogen atoms in the above divalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms are halogen atoms. Examples include substituted groups.
Examples of the halogen atom to be substituted include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. Among these, a fluorine atom and a chlorine atom are preferable.

上記一般式(1)で表される化合物の合成法は、例えば、ドデカカルボニル三ルテニウムと下記の一般式(2)で表わされる化合物とを反応させて得ることができる。

Figure 0005741443
一般式(2)中、R、R、R、R及びRは、上記一般式(1)中と同義である。
また、上記一般式(2)で表わされる化合物は、下記の一般式(3)で表わされる化合物と、下記の一般式(4)で表わされる化合物とを反応させて得ることができる。
Figure 0005741443
一般式(3)中、Xはハロゲン原子であり、Rは上記一般式(1)中と同義である。
で表されるハロゲン原子の例としては、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。中でも、反応性及びコストの観点から臭素が好ましい。
Figure 0005741443
一般式(4)中、X2はハロゲン原子であり、R、Rは上記一般式(1)中と同義である。
2で表されるハロゲン原子の例としては、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。中でも、反応性及びコストの観点から塩素が好ましい。The method for synthesizing the compound represented by the general formula (1) can be obtained, for example, by reacting dodecacarbonyl triruthenium with a compound represented by the following general formula (2).
Figure 0005741443
In general formula (2), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 have the same meaning as in general formula (1).
The compound represented by the general formula (2) can be obtained by reacting a compound represented by the following general formula (3) with a compound represented by the following general formula (4).
Figure 0005741443
In General Formula (3), X 1 is a halogen atom, and R 5 has the same meaning as in General Formula (1).
Examples of the halogen atom represented by X 1 include chlorine, bromine and iodine. Among these, bromine is preferable from the viewpoint of reactivity and cost.
Figure 0005741443
In General Formula (4), X 2 is a halogen atom, and R 1 and R 2 have the same meaning as in General Formula (1).
Examples of the halogen atom represented by X 2 include chlorine, bromine and iodine. Among these, chlorine is preferable from the viewpoint of reactivity and cost.

上記一般式(1)で表される化合物の具体例としては、例えば、1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール、1,1,3,3−テトラクロロ−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール、1,1,3,3−テトラキストリフルオロメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール、1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニルを挙げることができる。   Specific examples of the compound represented by the general formula (1) include 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d ] [2,1,3] rutenadicylol, 1,1,3,3-tetrachloro-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] rutenadicylol 1,1,3,3-tetrakistrifluoromethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] rutenadisilole, 1,1,3 Mention may be made of 3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl.

これらの化合物は単独でまたは2種以上を組み合わせて、ルテニウム膜形成用材料として使用することができる。1種類の化合物を単独でルテニウム膜形成用材料として使用することが好ましい。   These compounds can be used alone or in combination of two or more as a material for forming a ruthenium film. It is preferable to use one kind of compound alone as a material for forming a ruthenium film.

また、本発明のルテニウム膜形成用材料は、溶媒に溶解させて用いることもできる。該溶媒は、上記一般式(1)で表される化合物を溶解するものであれば特に限定されない。該溶媒としては、例えば、炭化水素溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、エーテル溶媒、アルコール溶媒、ケトン溶媒等を挙げることができる。
上記炭化水素溶媒としては、例えば、n−ペンタン、シクロペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘプタン、n−オクタン、シクロオクタン、デカン、シクロデカン、ジシクロペンタジエンの水素化物、ベンゼン、トルエン、キシレン、デュレン、インデン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン等を挙げることができる。
Moreover, the ruthenium film-forming material of the present invention can be used by dissolving in a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the compound represented by the general formula (1). Examples of the solvent include hydrocarbon solvents, halogenated hydrocarbon solvents, ether solvents, alcohol solvents, ketone solvents, and the like.
Examples of the hydrocarbon solvent include n-pentane, cyclopentane, n-hexane, cyclohexane, n-heptane, cycloheptane, n-octane, cyclooctane, decane, cyclodecane, dicyclopentadiene hydride, benzene, and toluene. Xylene, durene, indene, tetrahydronaphthalene, decahydronaphthalene and the like.

ハロゲン化炭化水素溶媒としては、例えば、ジメチルジクロライド、クロロホルム、四塩化炭素、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、テトラクロロベンゼン、ブロモベンゼン、フルオロベンゼン等を挙げることができる。
上記エーテル溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、p−ジオキサン、ブチルグリシジルエーテル、アニソール、2−メチルアニソール、3−メチルアニソール、4−メチルアニソール、フェントール、2−メチルフェントール、3−メチルフェントール、4−メチルフェントール、ベラトロール、2−エトキシアニソール、1,4−ジメトキシベンゼン等を挙げることができる。
Examples of the halogenated hydrocarbon solvent include dimethyl dichloride, chloroform, carbon tetrachloride, tetrachloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, tetrachlorobenzene, bromobenzene, and fluorobenzene.
Examples of the ether solvent include diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, Bis (2-methoxyethyl) ether, p-dioxane, butyl glycidyl ether, anisole, 2-methylanisole, 3-methylanisole, 4-methylanisole, fentol, 2-methylfentol, 3-methylfentol, 4 -Methylfentol, veratrol, 2-ethoxyanisole, 1,4-dimethoxybenzene It can be mentioned.

上記アルコール溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、i-プロパノール、アリルアルコール、n-ブタノール、i-ブタノール、t-ブタノール、n-ヘプタノール、オクタノール、ジエチレングリコール、1.2-ブタンジオール、1.3-ブタンジオール、プロピレングリコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、フェノール、3−クロロ−1−プロパノール等を挙げることができる。
上記エステル溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ビニル、メタクリル酸メチル、クロロ酢酸エチル、アセト酢酸エチル、クロロ炭酸メチルエステル、クロロ炭酸エチルエステル等を挙げることができる。
上記ケトン溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトン、ジエチルケトン、メチルヘキシルケトン、シクロヘキサノン等を挙げることができる。
これら溶媒は単独であるいは2種以上混合して用いることができる。
Examples of the alcohol solvent include methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, allyl alcohol, n-butanol, i-butanol, t-butanol, n-heptanol, octanol, diethylene glycol, 1.2-butanediol, Examples include 1.3-butanediol, propylene glycol, cyclopentanol, cyclohexanol, phenol, and 3-chloro-1-propanol.
Examples of the ester solvent include ethyl acetate, methyl acetate, vinyl acetate, methyl methacrylate, ethyl chloroacetate, ethyl acetoacetate, chlorocarbonic acid methyl ester, and chlorocarbonic acid ethyl ester.
Examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, acetyl acetone, diethyl ketone, methyl hexyl ketone, and cyclohexanone.
These solvents can be used alone or in admixture of two or more.

これらのうち、溶解性と、得られる組成物溶液の安定性の点から、炭化水素溶媒、エーテル溶媒、エステル溶媒、ケトン溶媒、またはこれらの溶媒の中から選ばれる2種以上からなる混合溶媒を用いるのが好ましい。
炭化水素溶媒の好ましい例としては、シクロヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘプタン、n−オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレンが挙げられる。エーテル溶媒の好ましい例としては、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、アニソール、2−メチルアニソール、3−メチルアニソール、4−メチルアニソール、フェントール、ベラトロール、2−エトキシアニソール又は1,4−ジメトキシベンゼンが挙げられる。エステル溶媒の好ましい例としては、酢酸エチルが挙げられる。ケトン溶媒の好ましい例としては、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトンが挙げられる。
本発明のルテニウム膜形成用材料における溶媒を除いた成分の合計質量が組成物の総質量に占める割合(以下、「固形分濃度」という。)は、好ましくは0.1〜70質量%であり、より好ましくは20〜50質量%である。
本発明のルテニウム膜形成用材料は、上記式(1)で表わされる化合物以外に、その他のルテニウム化合物を含むことができる。その他のルテニウム化合物としては、ルテニウムドデカカルボニル、(2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン)トリカルボニルルテニウム、(1,3−ブタジエン)トリカルボニルルテニウム、(1,3−シクロヘキサジエン)トリカルボニルルテニウム、(1,4−シクロヘキサジエン)トリカルボニルルテニウム、及び(1,5−シクロオクタジエン)トリカルボニルルテニウムなどが挙げられる。
本発明のルテニウム膜形成用材料の溶媒を除いた成分の合計量中の上記一般式(1)で表される化合物の割合は、好ましくは30〜100質量%、より好ましくは50〜100質量%、さらに好ましくは70〜100質量%、さらに好ましくは80〜100質量%、特に好ましくは90〜100質量%である。
Of these, a hydrocarbon solvent, an ether solvent, an ester solvent, a ketone solvent, or a mixed solvent composed of two or more selected from these solvents from the viewpoint of solubility and stability of the resulting composition solution. It is preferable to use it.
Preferable examples of the hydrocarbon solvent include cyclohexane, n-heptane, cycloheptane, n-octane, benzene, toluene and xylene. Preferred examples of the ether solvent include diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, anisole, 2-methylanisole, 3-methylanisole, and 4-methylanisole. , Fentol, veratrol, 2-ethoxyanisole or 1,4-dimethoxybenzene. A preferred example of the ester solvent is ethyl acetate. Preferable examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, and acetylacetone.
The ratio of the total mass of the components excluding the solvent in the ruthenium film forming material of the present invention to the total mass of the composition (hereinafter referred to as “solid content concentration”) is preferably 0.1 to 70% by mass. More preferably, it is 20-50 mass%.
The ruthenium film-forming material of the present invention can contain other ruthenium compounds in addition to the compound represented by the above formula (1). Other ruthenium compounds include ruthenium dodecacarbonyl, (2,3-dimethyl-1,3-butadiene) tricarbonyl ruthenium, (1,3-butadiene) tricarbonyl ruthenium, (1,3-cyclohexadiene) tricarbonyl ruthenium. , (1,4-cyclohexadiene) tricarbonylruthenium, (1,5-cyclooctadiene) tricarbonylruthenium, and the like.
The ratio of the compound represented by the general formula (1) in the total amount of the components excluding the solvent of the ruthenium film forming material of the present invention is preferably 30 to 100% by mass, more preferably 50 to 100% by mass. More preferably, it is 70-100 mass%, More preferably, it is 80-100 mass%, Most preferably, it is 90-100 mass%.

本発明のルテニウム膜形成方法は、上記のルテニウム膜形成用材料を使用するものである。
本発明のルテニウム膜形成方法は、上記のルテニウム膜形成用材料を使用する他は、それ自体公知の方法を使用できるが、例えば次の(a)または(b)の方法で実施することができる。
The ruthenium film forming method of the present invention uses the above-mentioned ruthenium film forming material.
The ruthenium film forming method of the present invention may be a method known per se, except that the above-described ruthenium film forming material is used. For example, the following method (a) or (b) can be used. .

(a)化学気相成長法による方法
この方法は、本発明のルテニウム膜形成用材料を基体(例えば、基板)上に供給し、次いで、基体上に供給されたルテニウム膜形成用材料を加熱分解させて、基体上にルテニウム膜を形成させる方法である。
(b)塗布による方法
この方法は、本発明のルテニウム膜形成用材料を、基体(例えば、基板)上に塗布し、次いで、基体上に塗布されたルテニウム膜形成用材料を熱処理及び/又は光処理して、基体上にルテニウム膜を形成させる方法である。
(A) Method by Chemical Vapor Deposition Method In this method, the ruthenium film forming material of the present invention is supplied onto a substrate (for example, a substrate), and then the ruthenium film forming material supplied onto the substrate is thermally decomposed. Thus, a ruthenium film is formed on the substrate.
(B) Method by coating In this method, the ruthenium film-forming material of the present invention is coated on a substrate (for example, a substrate), and then the ruthenium film-forming material coated on the substrate is subjected to heat treatment and / or light. In this method, a ruthenium film is formed on the substrate by treatment.

本発明のルテニウム膜形成方法において使用できる基体の材料としては、例えば、ガラス、シリコン半導体、石英、金属、金属酸化物、合成樹脂等の適宜の材料を使用できるが、ルテニウム化合物を熱分解する工程の温度に耐えられる材料であることが好ましい。
上記基体としては、例えば、Ta、Ti、Zr、Hf、Pt、Ir、Cu、Au、Al等の金属膜、TaN、TiN、ZrN、AlN等の金属窒化膜、及び、絶縁膜が挙げられる。
上記絶縁膜としては、例えば、熱酸化膜、PETEOS膜(Plasma Enhanced−TEOS膜)、HDP膜(High Density Plasma Enhanced−TEOS膜)、熱CVD法により得られる酸化シリコン膜、ホウ素リンシリケート膜(BPSG膜)、FSGと呼ばれる絶縁膜、誘電率の低い絶縁膜等が挙げられる。
上記熱酸化膜は、高温にしたシリコンを酸化性雰囲気に晒し、シリコンと酸素、あるいはシリコンと水分を化学反応させることにより形成されたものである。
上記PETEOS膜は、テトラエチルオルトシリケート(TEOS)を原料として、促進条件としてプラズマを利用して、化学気相成長法で形成されたものである。
上記HDP膜はテトラエチルオルトシリケート(TEOS)を原料として、促進条件として高密度プラズマを利用して、化学気相成長法で形成されたものである。
上記熱CVD法により得られる酸化シリコン膜は、常圧CVD法(AP−CVD法)又は減圧CVD法(LP−CVD法)により形成されたものである。
上記ホウ素リンシリケート膜(BPSG膜)は、常圧CVD法(AP−CVD法)又は減圧CVD法(LP−CVD法)により得ることができる。
上記FSGと呼ばれる絶縁膜は、促進条件として高密度プラズマを利用して、化学気相成長法で成膜することができる。
As a base material that can be used in the ruthenium film forming method of the present invention, for example, an appropriate material such as glass, silicon semiconductor, quartz, metal, metal oxide, and synthetic resin can be used, but a process of thermally decomposing a ruthenium compound. It is preferable that the material can withstand this temperature.
Examples of the substrate include metal films such as Ta, Ti, Zr, Hf, Pt, Ir, Cu, Au, and Al, metal nitride films such as TaN, TiN, ZrN, and AlN, and insulating films.
Examples of the insulating film include a thermal oxide film, a PETEOS film (Plasma Enhanced-TEOS film), an HDP film (High Density Plasma Enhanced-TEOS film), a silicon oxide film obtained by a thermal CVD method, and a boron phosphorus silicate film (BPSG). Film), an insulating film called FSG, an insulating film having a low dielectric constant, and the like.
The thermal oxide film is formed by exposing high temperature silicon to an oxidizing atmosphere and chemically reacting silicon and oxygen or silicon and moisture.
The PETEOS film is formed by chemical vapor deposition using tetraethylorthosilicate (TEOS) as a raw material and using plasma as an acceleration condition.
The HDP film is formed by chemical vapor deposition using tetraethylorthosilicate (TEOS) as a raw material and using high-density plasma as an acceleration condition.
The silicon oxide film obtained by the thermal CVD method is formed by an atmospheric pressure CVD method (AP-CVD method) or a low pressure CVD method (LP-CVD method).
The boron phosphorus silicate film (BPSG film) can be obtained by an atmospheric pressure CVD method (AP-CVD method) or a low pressure CVD method (LP-CVD method).
The insulating film called FSG can be formed by chemical vapor deposition using high-density plasma as an acceleration condition.

上記誘電率の低い絶縁膜としては、例えば有機SOG、水素含有SOG、有機高分子からなる低誘電率材料、SiOF系低誘電率材料、またはSiOC系低誘電率材料等からなる絶縁膜を挙げることができる。ここで、「SOG」とは”Spin On Glass”の略であり、基体上に前駆体を塗布し、次いで熱処理等により成膜される絶縁膜の材料を意味する。
上記有機SOGは、例えばメチル基等の有機基を含有するケイ素酸化物から構成されるものである。有機SOGからなる絶縁膜は、基体上に例えばテトラエトキシシランとメチルトリメトキシシランの混合物等を含有する前駆体を塗布し、次いで熱処理等をすることにより得ることができる。
上記水素含有SOGは、ケイ素−水素結合を含有するケイ素酸化物から構成されるものである。水素含有SOGからなる絶縁膜は、基体上に例えばトリエトキシシラン等を含有する前駆体を塗布し、次いで熱処理等をすることにより得ることができる。
上記有機高分子からなる低誘電率材料としては、例えばポリアリーレン、ポリイミド、ポリベンゾシクロブテン、ポリフッ化エチレン等を主成分とする低誘電率材料を挙げることができる。該材料からなる絶縁膜は、基体上に例えばポリアリーレン等を含有する前駆体を塗布し、次いで熱処理等をすることにより得ることができる。
上記SiOF系低誘電率材料は、フッ素原子を含有するケイ素酸化物から構成されるものである。該材料からなる絶縁膜は、例えば化学気相蒸着法により得た酸化ケイ素からなる膜にフッ素を添加(ドープ)することにより得ることができる。
上記SiOC系低誘電率材料は、炭素原子を含有するケイ素酸化物から構成されるものである。該材料からなる絶縁膜は、例えば四塩化ケイ素と一酸化炭素との混合物を原料とする化学気相蒸着法により得ることができる。
上記したもののうち、有機SOG、水素含有SOG及び有機高分子からなる低誘電率材料は、形成された膜中に微細な空孔(ポア)を有するものであってもよい。
Examples of the insulating film having a low dielectric constant include an organic SOG, a hydrogen-containing SOG, a low dielectric constant material made of an organic polymer, a SiOF low dielectric constant material, or a SiOC low dielectric constant material. Can do. Here, “SOG” is an abbreviation for “Spin On Glass”, and means an insulating film material formed by applying a precursor on a substrate and then forming a film by heat treatment or the like.
The organic SOG is composed of a silicon oxide containing an organic group such as a methyl group. An insulating film made of organic SOG can be obtained by applying a precursor containing, for example, a mixture of tetraethoxysilane and methyltrimethoxysilane on a substrate and then performing a heat treatment or the like.
The hydrogen-containing SOG is composed of a silicon oxide containing a silicon-hydrogen bond. The insulating film made of hydrogen-containing SOG can be obtained by applying a precursor containing, for example, triethoxysilane on the substrate and then performing a heat treatment or the like.
Examples of the low dielectric constant material made of the organic polymer include low dielectric constant materials mainly composed of polyarylene, polyimide, polybenzocyclobutene, polyfluorinated ethylene and the like. The insulating film made of the material can be obtained by applying a precursor containing, for example, polyarylene or the like on the substrate and then performing a heat treatment or the like.
The SiOF-based low dielectric constant material is composed of silicon oxide containing fluorine atoms. The insulating film made of the material can be obtained, for example, by adding (doping) fluorine to a film made of silicon oxide obtained by chemical vapor deposition.
The SiOC-based low dielectric constant material is composed of silicon oxide containing carbon atoms. The insulating film made of the material can be obtained by, for example, chemical vapor deposition using a mixture of silicon tetrachloride and carbon monoxide as a raw material.
Among those described above, the low dielectric constant material composed of organic SOG, hydrogen-containing SOG, and organic polymer may have fine pores (pores) in the formed film.

ルテニウム膜が形成される基体はトレンチを有していてもよい。トレンチは、上記のような材料からなる基体上に公知の方法、例えば、フォトリソグラフィー等によって形成される。
上記トレンチは、どのような形状、大きさのものであってもよいが、トレンチの開口幅、すなわち表面開口部の最小距離が、300nm以下であり、かつトレンチのアスペクト比、すなわちトレンチの深さをトレンチの表面開口部の最小距離で除した値が、3以上である場合に、本発明の有利な効果が最大限に発揮される。上記トレンチの開口幅は、好ましくは10〜250nm、より好ましくは30〜200nmである。上記トレンチのアスペクト比は、好ましくは3〜40、より好ましくは5〜25である。
The substrate on which the ruthenium film is formed may have a trench. The trench is formed on a base made of the above-described material by a known method such as photolithography.
The trench may have any shape and size, but the opening width of the trench, that is, the minimum distance of the surface opening is 300 nm or less, and the aspect ratio of the trench, that is, the depth of the trench When the value obtained by dividing the above by the minimum distance of the surface opening of the trench is 3 or more, the advantageous effects of the present invention are maximized. The opening width of the trench is preferably 10 to 250 nm, more preferably 30 to 200 nm. The aspect ratio of the trench is preferably 3 to 40, more preferably 5 to 25.

(a)化学気相成長法による方法
この方法の一例は、(1)本発明のルテニウム膜形成用材料を減圧及び加熱下に気化または蒸発させて、その気化物または蒸発物を基体(例えば、基板)上に堆積させる工程と、(2)上記工程(1)の後、得られた堆積物を加熱して熱分解させて、基体上にルテニウム膜を形成させる工程、を含むものである。
なお、上記工程(1)において、本発明のルテニウム膜形成用材料の分解を伴ったとしても、本発明の効果を弱めるものではない。
上記工程(1)において、ルテニウム化合物を気化または蒸発させる温度は、好ましくは100〜350℃、更に好ましくは120〜300℃、特に好ましくは150〜250℃である。
上記工程(2)において、ルテニウム化合物を加熱分解させる温度は、好ましくは100〜800℃、より好ましくは100〜600℃、さらに好ましくは180〜450℃、さらに好ましくは200〜420℃、特に好ましくは250〜410℃である。
(A) Method by Chemical Vapor Deposition Method An example of this method is as follows: (1) The ruthenium film-forming material of the present invention is vaporized or evaporated under reduced pressure and heat, and the vaporized product or evaporated product is converted into a substrate (for example, And (2) after the step (1), the obtained deposit is heated and thermally decomposed to form a ruthenium film on the substrate.
In addition, even if it decomposes | disassembles the ruthenium film forming material of this invention in the said process (1), the effect of this invention is not weakened.
In the said process (1), the temperature which vaporizes or evaporates a ruthenium compound becomes like this. Preferably it is 100-350 degreeC, More preferably, it is 120-300 degreeC, Most preferably, it is 150-250 degreeC.
In the above step (2), the temperature for thermally decomposing the ruthenium compound is preferably 100 to 800 ° C, more preferably 100 to 600 ° C, still more preferably 180 to 450 ° C, still more preferably 200 to 420 ° C, and particularly preferably. 250-410 ° C.

本発明の化学的気相成長方法は、不活性気体の存在下もしくは不存在下、又は、還元性気体の存在下もしくは不存在下のいずれの条件下でも実施することができる。また、不活性気体および還元性気体の両者が存在する条件で実施してもよい。ここで不活性気体としては、例えば窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等が挙げられる。また、還元性気体としては、例えば水素ガス、アンモニアガス等を挙げることができる。また本発明の化学的気相成長方法は、酸化性気体の共存下で実施することも可能である。ここで、酸化性気体としては、例えば酸素、一酸化炭素、亜酸化窒素等を挙げることができる。
特に、成膜したルテニウム膜中の不純物の量を低減させる目的から、これら還元性気体を共存させることが好ましい。還元性気体を共存させる場合、雰囲気中の還元性気体の割合は、1〜100モル%であることが好ましく、3〜100モル%であることがより好ましい。
雰囲気中の酸化性気体の割合は、10モル%以下であることが好ましく、1モル%以下であることがより好ましく、0.1モル%以下であることが特に好ましい。
The chemical vapor deposition method of the present invention can be carried out under any conditions in the presence or absence of an inert gas, or in the presence or absence of a reducing gas. Moreover, you may implement on the conditions in which both inert gas and reducing gas exist. Here, examples of the inert gas include nitrogen gas, argon gas, helium gas, and the like. Examples of the reducing gas include hydrogen gas and ammonia gas. The chemical vapor deposition method of the present invention can also be carried out in the presence of an oxidizing gas. Here, examples of the oxidizing gas include oxygen, carbon monoxide, and nitrous oxide.
In particular, for the purpose of reducing the amount of impurities in the formed ruthenium film, it is preferable to coexist these reducing gases. When the reducing gas is allowed to coexist, the ratio of the reducing gas in the atmosphere is preferably 1 to 100 mol%, and more preferably 3 to 100 mol%.
The ratio of the oxidizing gas in the atmosphere is preferably 10 mol% or less, more preferably 1 mol% or less, and particularly preferably 0.1 mol% or less.

本発明の化学的気相成長方法は、加圧下、常圧下および減圧下のいずれの条件でも実施することができる。中でも、常圧下又は減圧下で実施することが好ましく、15,000Pa以下の圧力下で実施することがさらに好ましい。   The chemical vapor deposition method of the present invention can be carried out under any conditions under pressure, normal pressure and reduced pressure. Especially, it is preferable to implement under a normal pressure or pressure reduction, and it is still more preferable to implement under the pressure of 15,000 Pa or less.

(b)塗布による方法
この方法は、基体上に上記ルテニウム膜形成用材料を塗布し、次いで熱処理及び/又は光処理して、基体上で上記一般式(1)で表わされる化合物をルテニウム膜に変換することにより、ルテニウム膜を形成するものである。
(B) Method by coating In this method, the ruthenium film-forming material is coated on a substrate, then heat-treated and / or light-treated to convert the compound represented by the general formula (1) onto the ruthenium film on the substrate. By converting, a ruthenium film is formed.

上記のような基体上に、上述のルテニウム膜形成用材料を塗布するに際しては、例えばスピンコート法、ロールコート法、カーテンコート法、ディップコート法、スプレー法、液滴吐出法等の適宜の方法を用いることができる。これらの塗布工程では、基体上の形状、大きさ等により、基体の隅々にまでルテニウム膜形成用材料が行き亘るような塗布条件が採用される。例えば塗布法としてスピンコート法を採用する場合、スピナーの回転数は、好ましくは300〜2,500rpm、より好ましくは500〜2,000rpmである。
上記塗布工程の後、塗布したルテニウム膜形成用材料中に含有される溶媒等の低沸点成分を除去するために、加熱処理を行ってもよい。加熱する温度及び時間は、使用する溶媒の種類、沸点(蒸気圧)等により異なるが、好ましくは、100〜350℃で5〜90分間、より好ましくは、100〜250℃で10〜60分間である。このとき、系全体を減圧にすることで、溶媒の除去をより低温で行うこともできる。
When applying the above-mentioned ruthenium film-forming material on the substrate as described above, an appropriate method such as a spin coating method, a roll coating method, a curtain coating method, a dip coating method, a spray method, a droplet discharge method or the like is used. Can be used. In these coating steps, coating conditions are adopted such that the material for forming a ruthenium film reaches every corner of the substrate depending on the shape and size of the substrate. For example, when the spin coating method is adopted as the coating method, the spinner rotation speed is preferably 300 to 2,500 rpm, more preferably 500 to 2,000 rpm.
After the coating step, heat treatment may be performed to remove low-boiling components such as a solvent contained in the applied ruthenium film forming material. The heating temperature and time vary depending on the type of solvent used, the boiling point (vapor pressure), etc., but preferably 100 to 350 ° C. for 5 to 90 minutes, more preferably 100 to 250 ° C. for 10 to 60 minutes. is there. At this time, the solvent can be removed at a lower temperature by reducing the pressure of the entire system.

次いで、上記の如くして形成された塗膜を、熱処理及び/又は光処理することによって、基体上にルテニウム膜が形成される。
上記熱処理の温度は、好ましくは100〜800℃であり、より好ましくは150〜600℃であり、更に好ましくは300〜500℃である。熱処理時間は、好ましくは30秒〜120分であり、より好ましくは1〜90分、更に好ましくは10〜60分である。
上記光照射に用いる光源としては、例えば水銀ランプ、重水素ランプ、希ガスの放電光、YAGレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、希ガスハロゲンエキシマレーザー等を挙げることができる。上記水銀ランプとしては、例えば低圧水銀ランプ又は高圧水銀ランプを挙げることができる。上記希ガスの放電光に用いる希ガスとしては、例えばアルゴン、クリプトン、キセノン等を挙げることができる。上記希ガスハロゲンエキシマレーザーに使用する希ガスハロゲンとしては、例えばXeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArCl等を挙げることができる。
これらの光源の出力は、好ましくは10〜5,000Wであり、より好ましくは100〜1,000Wである。これらの光源の波長は、特に限定されないが、好ましくは170nm〜600nmである。また、形成されるルテニウム膜の膜質の点で、レーザー光の使用が特に好ましい。また、より良好なルテニウム膜を形成する目的で、酸化性ガス雰囲気下でプラズマ酸化させることもできる。このときのプラズマ酸化の酸化条件としては、例えばRF電力を20〜100Wとし、導入ガスとして酸素ガスを90〜100%とし残りをアルゴンガスとし、導入ガスの導入圧を0.05〜0.2Torrとし、プラズマ酸化時間を10〜240秒とすることができる。
Then, the ruthenium film is formed on the substrate by subjecting the coating film formed as described above to heat treatment and / or light treatment.
The temperature of the heat treatment is preferably 100 to 800 ° C, more preferably 150 to 600 ° C, and further preferably 300 to 500 ° C. The heat treatment time is preferably 30 seconds to 120 minutes, more preferably 1 to 90 minutes, still more preferably 10 to 60 minutes.
Examples of the light source used for the light irradiation include a mercury lamp, deuterium lamp, rare gas discharge light, YAG laser, argon laser, carbon dioxide laser, rare gas halogen excimer laser, and the like. Examples of the mercury lamp include a low-pressure mercury lamp and a high-pressure mercury lamp. Examples of the rare gas used for the discharge light of the rare gas include argon, krypton, and xenon. Examples of the rare gas halogen used in the rare gas halogen excimer laser include XeF, XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, ArCl, and the like.
The output of these light sources is preferably 10 to 5,000 W, more preferably 100 to 1,000 W. Although the wavelength of these light sources is not specifically limited, Preferably it is 170 nm-600 nm. In addition, the use of laser light is particularly preferable from the viewpoint of the film quality of the formed ruthenium film. In addition, plasma oxidation can be performed in an oxidizing gas atmosphere for the purpose of forming a better ruthenium film. As oxidation conditions for the plasma oxidation at this time, for example, RF power is 20 to 100 W, oxygen gas is 90 to 100% as introduction gas, the remainder is argon gas, and introduction pressure of introduction gas is 0.05 to 0.2 Torr. And the plasma oxidation time can be 10 to 240 seconds.

この塗布工程及び熱処理及び/又は光処理工程中の雰囲気は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスからなるのが好ましい。さらに必要に応じて水素、アンモニアなどの還元性ガスを混入してもよい。   The atmosphere during the coating step and the heat treatment and / or the light treatment step is preferably made of an inert gas such as nitrogen, helium or argon. Furthermore, you may mix reducing gas, such as hydrogen and ammonia, as needed.

上記熱処理及び光処理(光照射)は、どちらか一方のみを行ってもよく、熱処理と光処理の双方を行ってもよい。熱処理と光処理の双方を行う場合には、その順番の前後は問わず、熱処理と光処理を同時に行ってもよい。これらのうち、熱処理のみを行うか、熱処理と光処理の双方を行うことが好ましい。また、より良好なルテニウム膜を形成する目的で、上記熱処理及び/又は光処理工程とは別にプラズマ酸化を実施してもよい。   Only one of the heat treatment and the light treatment (light irradiation) may be performed, or both the heat treatment and the light treatment may be performed. When both heat treatment and light treatment are performed, the heat treatment and light treatment may be performed at the same time regardless of the order. Of these, it is preferable to perform only heat treatment or perform both heat treatment and light treatment. Further, for the purpose of forming a better ruthenium film, plasma oxidation may be performed separately from the heat treatment and / or the light treatment step.

本発明のルテニウム膜形成用材料は、空気中の保存に対して酸化等の劣化が生じにくく、保存安定性に優れる。例えば、本発明のルテニウム膜形成用材料を市販の実験用の密閉容器に入れて冷暗所に保持する場合、特に容器内の雰囲気を不活性雰囲気にしなくても、15日間程度、該材料の劣化は生じない。
上記の如くして得られたルテニウム膜は、純度および電気伝導性が高く、例えば、配線電極のバリア膜、メッキ成長膜、キャパシタ電極等に好適に使用することができる。
The ruthenium film-forming material of the present invention hardly deteriorates due to oxidation or the like with respect to storage in the air, and is excellent in storage stability. For example, when the ruthenium film-forming material of the present invention is placed in a commercially available sealed container for experiments and kept in a cool and dark place, the deterioration of the material will not occur for about 15 days even if the atmosphere in the container is not made an inert atmosphere. Does not occur.
The ruthenium film obtained as described above has high purity and electrical conductivity, and can be suitably used for, for example, a barrier film of a wiring electrode, a plating growth film, a capacitor electrode, and the like.

以下、実施例によって、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。     EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited at all by these Examples.

[合成例1] 1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールの合成
窒素置換した3つ口フラスコにマグネシウム5.10g、クロロジメチルシラン19.86g、テトラヒドロフラン15mLを入れ、1,2−ジブロモベンゼン12mLとテトラヒドロフラン100mLの溶液を1時間掛けてゆっくりと滴下した。滴下終了後、1時間加熱還流した。溶液を室温まで冷却した後に濾過及び蒸留(10Torr,93℃)を行い、無色透明液体の1,2−ビス(ジメチルシリル)ベンゼン6.73gを得た。この1,2−ビス(ジメチルシリル)ベンゼン2.91gとドデカカルボニル三ルテニウム(0)3.20g、ヘキサン80mLを窒素置換した3つ口フラスコに入れ、9時間加熱還流を行った。還流終了後、濾過を行い、減圧下で濃縮及び乾燥し、下記式(5)で表される1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール6.04gを黒赤褐色液体として得た。収率は35質量%であった。
[Synthesis Example 1] Synthesis of 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] rutenadisilol Magnesium (5.10 g), chlorodimethylsilane (19.86 g), and tetrahydrofuran (15 mL) were placed in a three-necked flask, and a solution of 1,2-dibromobenzene (12 mL) and tetrahydrofuran (100 mL) was slowly added dropwise over 1 hour. After completion of dropping, the mixture was heated to reflux for 1 hour. The solution was cooled to room temperature and then filtered and distilled (10 Torr, 93 ° C.) to obtain 6.73 g of 1,2-bis (dimethylsilyl) benzene as a colorless transparent liquid. 2.91 g of this 1,2-bis (dimethylsilyl) benzene, 3.20 g of dodecacarbonyltriruthenium (0), and 80 mL of hexane were placed in a three-necked flask purged with nitrogen, and heated to reflux for 9 hours. After completion of the reflux, filtration is performed, and concentration and drying are performed under reduced pressure. 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3 represented by the following formula (5) -6.04 g of dihydro-benzo [d] [2,1,3] rutenazicilol was obtained as a black-red-brown liquid. The yield was 35% by mass.

[合成例2] 1,1,3,3−テトラクロロ−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールの合成
窒素置換した3つ口フラスコにマグネシウム5.10g、トリクロロシラン28.44g、テトラヒドロフラン15mLを入れ、1,2−ジブロモベンゼン12mLとテトラヒドロフラン100mLの溶液を1時間掛けてゆっくりと滴下した。滴下終了後、1時間加熱還流した。溶液を室温まで冷却した後に濾過及び蒸留(10Torr,93℃)を行い、無色透明液体の1,2−ビス(ジクロロシリル)ベンゼン11.32gを得た。この1,2−ビス(ジクロロシリル)ベンゼン4.14gとドデカカルボニル三ルテニウム(0)3.20g、ヘキサン80mLを窒素置換した3つ口フラスコに入れ、9時間加熱還流を行った。還流終了後、濾過を行い、減圧下で濃縮及び乾燥し、下記式(6)で表される1,1,3,3−テトラクロロ−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール7.37gを黒赤褐色液体として得た。収率は41質量%であった。
Synthesis Example 2 Synthesis of 1,1,3,3-tetrachloro-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadisilol Magnesium (5.10 g), trichlorosilane (28.44 g), and tetrahydrofuran (15 mL) were placed in a three-necked flask, and a solution of 1,2-dibromobenzene (12 mL) and tetrahydrofuran (100 mL) was slowly added dropwise over 1 hour. After completion of dropping, the mixture was heated to reflux for 1 hour. The solution was cooled to room temperature and then filtered and distilled (10 Torr, 93 ° C.) to obtain 11.32 g of 1,2-bis (dichlorosilyl) benzene as a colorless transparent liquid. This 1,2-bis (dichlorosilyl) benzene (4.14 g), dodecacarbonyltriruthenium (0) (3.20 g), and hexane (80 mL) were placed in a three-necked flask purged with nitrogen, and heated to reflux for 9 hours. After completion of the reflux, filtration is performed, and the filtrate is concentrated and dried under reduced pressure. 1,1,3,3-tetrachloro-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3 represented by the following formula (6) -7.37 g of dihydro-benzo [d] [2,1,3] rutenazicilol was obtained as a black-red-brown liquid. The yield was 41% by mass.

[合成例3] 1,1,3,3−テトラキストリフルオロメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールの合成
窒素置換した3つ口フラスコにマグネシウム5.10g、クロロビス(トリフルオロメチル)シラン42.53g、テトラヒドロフラン15mLを入れ、1,2−ジブロモベンゼン12mLとテトラヒドロフラン100mLの溶液を1時間掛けてゆっくりと滴下した。滴下終了後、1時間加熱還流した。溶液を室温まで冷却した後に濾過及び蒸留(10Torr,93℃)を行い、無色透明液体の1,2−ビス(ビストリフルオロメチルシリル)ベンゼン19.28gを得た。この1,2−ビス(ビストリフルオロメチルシリル)ベンゼン6.15gとドデカカルボニル三ルテニウム(0)3.20g、ヘキサン80mLを窒素置換した3つ口フラスコに入れ、9時間加熱還流を行った。還流終了後、濾過を行い、減圧下で濃縮及び乾燥し、下記式(7)で表される1,1,3,3−テトラキストリフルオロメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール9.38gを黒赤色液体として得た。収率は47質量%であった。
Synthesis Example 3 Synthesis of 1,1,3,3-tetrakistrifluoromethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadicillol Magnesium (5.10 g), chlorobis (trifluoromethyl) silane (42.53 g), and tetrahydrofuran (15 mL) were placed in the substituted three-necked flask, and a solution of 1,2-dibromobenzene (12 mL) and tetrahydrofuran (100 mL) was slowly added dropwise over 1 hour. After completion of dropping, the mixture was heated to reflux for 1 hour. The solution was cooled to room temperature and then filtered and distilled (10 Torr, 93 ° C.) to obtain 19.28 g of 1,2-bis (bistrifluoromethylsilyl) benzene as a colorless transparent liquid. 6.15 g of this 1,2-bis (bistrifluoromethylsilyl) benzene, 3.20 g of dodecacarbonyltriruthenium (0) and 80 mL of hexane were placed in a three-necked flask purged with nitrogen, and heated to reflux for 9 hours. After completion of the reflux, filtration is performed, and the filtrate is concentrated and dried under reduced pressure. 1,1,3,3-tetrakistrifluoromethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1 represented by the following formula (7) , 3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] rutenazicilol 9.38 g was obtained as a black-red liquid. The yield was 47% by mass.

[合成例4] 1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−2,1,3−ジシラルテノレンの合成
窒素置換した3つ口フラスコにマグネシウム5.10g、クロロジメチルシラン19.86g、テトラヒドロフラン15mLを入れ、1,2−ジブロモエチレン18.59gとテトラヒドロフラン100mLの溶液を1時間掛けてゆっくりと滴下した。滴下終了後、1時間加熱還流した。溶液を室温まで冷却した後に濾過及び蒸留(10Torr,93℃)を行い、無色透明液体の1,2−ビス(ジメチルシリル)エチレン4.48gを得た。
この1,2−ビス(ジメチルシリル)エチレン2.17gとドデカカルボニル三ルテニウム(0)3.20g、ヘキサン80mLを窒素置換した3つ口フラスコに入れ、9時間加熱還流を行った。還流終了後、濾過を行い、減圧下で濃縮及び乾燥し、下記式(8)で表される1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−2,1,3−ジシラルテノレン5.39gを黒黄褐色液体として得た。収率は31質量%であった。
[Synthesis Example 4] Synthesis of 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-2,1,3-disitalenolene In a nitrogen-substituted three-necked flask, 5.10 g of magnesium, chloro 19.86 g of dimethylsilane and 15 mL of tetrahydrofuran were added, and a solution of 18.59 g of 1,2-dibromoethylene and 100 mL of tetrahydrofuran was slowly added dropwise over 1 hour. After completion of dropping, the mixture was heated to reflux for 1 hour. The solution was cooled to room temperature and then filtered and distilled (10 Torr, 93 ° C.) to obtain 4.48 g of 1,2-bis (dimethylsilyl) ethylene as a colorless transparent liquid.
The 1,2-bis (dimethylsilyl) ethylene (2.17 g), dodecacarbonyltriruthenium (0) (3.20 g), and hexane (80 mL) were placed in a three-necked flask purged with nitrogen, and heated to reflux for 9 hours. After completion of the reflux, filtration is performed, and concentration and drying are performed under reduced pressure. 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-2,1 represented by the following formula (8) , 3-disilartenolene (5.99 g) was obtained as a black-brown liquid. The yield was 31% by mass.

Figure 0005741443
Figure 0005741443

以下の実施例において、比抵抗は、ナプソン社製の探針抵抗率測定器(形式:RT−80/RG−80)により測定した。膜厚及び膜密度は、フィリップス社製の斜入射X線分析装置(形式:X’PertMRD)により測定した。ESCAスペクトルは、日本電子社製の装置(形式:JPS80)にて測定した。また密着性の評価は、JIS K−5400に準拠して碁盤目テープ法によった。   In the following examples, the specific resistance was measured with a probe resistivity meter (model: RT-80 / RG-80) manufactured by Napson. The film thickness and film density were measured with an oblique incidence X-ray analyzer (type: X'Pert MRD) manufactured by Philips. The ESCA spectrum was measured with a device manufactured by JEOL Ltd. (form: JPS80). The evaluation of adhesion was based on a cross-cut tape method in accordance with JIS K-5400.

[実施例1]
(1)ルテニウム膜の形成
合成例1にて得られた1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール0.05gを窒素ガス中で石英製のボート型容器に計り取り、石英製反応容器にセットした。反応容器内の気流の下流方向側の近傍に熱酸化膜付きシリコンウエハを置き、室温下で反応容器内に窒素ガスを300mL/分の流量にて20分間流した。その後、反応容器中に窒素ガスを100mL/分の流量で流し、さらに系内を13Paにし、反応容器を200℃で15分間加熱した。ボート型容器からミストが発生し、近傍に設置した石英基板に堆積物が見られた。ミストの発生が終了した後、減圧を止め、窒素ガスを系に入れて圧力を戻し、次いで101.3kPaで窒素ガスを200ml/分の流量で流し、反応容器の温度を400℃に上昇させ、そのまま1時間保持したところ、基板上に金属光沢を有する膜が得られた。この膜の膜厚は400Åであった。
この膜のESCAスペクトルを測定したところ、Ru3d軌道に帰属されるピークが280eVと284eVに観察され、他の元素に由来するピークは全く観察されず、金属ルテニウムであることが分かった。また、このルテニウム膜について、4端子法で抵抗率を測定したところ、82μΩcmであった。この膜の膜密度は11.8g/cmであった。ここで形成されたルテニウム膜について、基板との密着性を碁盤目テープ法によって評価したところ、基板とルテニウム膜との剥離は全く見られなかった。結果を表1に示す。
なお、表1中、基板との密着性が良好な場合を「○」、不良の場合を「×」とした。
[Example 1]
(1) Formation of Ruthenium Film 1,1,3,3-Tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2, obtained in Synthesis Example 1 0.05 g of 1,3] rutenazicilol was weighed into a quartz boat-type container in nitrogen gas and set in a quartz reaction container. A silicon wafer with a thermal oxide film was placed near the downstream side of the air flow in the reaction vessel, and nitrogen gas was allowed to flow into the reaction vessel at a flow rate of 300 mL / min for 20 minutes at room temperature. Thereafter, nitrogen gas was allowed to flow into the reaction vessel at a flow rate of 100 mL / min, the system was further set to 13 Pa, and the reaction vessel was heated at 200 ° C. for 15 minutes. Mist was generated from the boat-type container, and deposits were observed on the quartz substrate installed in the vicinity. After the generation of mist is completed, the decompression is stopped, nitrogen gas is introduced into the system, the pressure is returned, and then the nitrogen gas is allowed to flow at 101.3 kPa at a flow rate of 200 ml / min to raise the temperature of the reaction vessel to 400 ° C. When kept for 1 hour, a film having metallic luster was obtained on the substrate. The film thickness was 400 mm.
When the ESCA spectrum of this film was measured, peaks attributed to the Ru 3d orbital were observed at 280 eV and 284 eV, and no peaks derived from other elements were observed, indicating that it was metal ruthenium. Further, when the resistivity of this ruthenium film was measured by a four-terminal method, it was 82 μΩcm. The film density of this film was 11.8 g / cm 3 . About the ruthenium film | membrane formed here, when the adhesiveness with a board | substrate was evaluated by the cross cut tape method, peeling between a board | substrate and a ruthenium film | membrane was not seen at all. The results are shown in Table 1.
In Table 1, the case where the adhesion to the substrate was good was indicated as “◯”, and the case where it was defective was indicated as “x”.

(2)保存安定性の試験
保存安定性の確認として、空気に対する劣化性検討を加熱加速テストにて実施した。1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール1gを50mL容量の石英製三口フラスコに入れ、容器全体を50℃に加熱し、その後、常圧下で空気を3L/分の流量で3時間流通させた。外観上、1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールの変化は無かった。その後、容器を室温に戻し、乾燥窒素ガスで容器内を置換してから、上記(1)と同様の要領で成膜を実施したところ、基板上に金属光沢を有する膜が得られた。この膜の膜厚は400Åであった。
この膜のESCAスペクトルを測定したところ、Ru3d軌道に帰属されるピークが280eVと284eVに観察され、他の元素に由来するピークは全く観察されず、金属ルテニウムであることが分かった。また、このルテニウム膜について、4端子法で抵抗率を測定したところ、82μΩcmであった。この膜の膜密度は11.8g/cmであった。ここで形成されたルテニウム膜について、基板との密着性を碁盤目テープ法によって評価したところ、基板とルテニウム膜との剥離は全く見られず、空気曝露加熱テストによるルテニウム金属膜質の劣化は観察されなかった。結果を表1に示す。
(2) Storage stability test As a confirmation of storage stability, a deterioration test against air was conducted by a heating acceleration test. 1 g of 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadisilol in a 50 mL quartz three-necked flask The whole container was heated to 50 ° C., and then air was circulated at a flow rate of 3 L / min for 3 hours under normal pressure. In appearance, there was no change in 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadisilol. Then, after returning a container to room temperature and replacing the inside of a container with dry nitrogen gas, when the film-forming was implemented in the same way as said (1), the film | membrane which has a metallic luster on the board | substrate was obtained. The film thickness was 400 mm.
When the ESCA spectrum of this film was measured, peaks attributed to the Ru 3d orbital were observed at 280 eV and 284 eV, and no peaks derived from other elements were observed, indicating that it was metal ruthenium. Further, when the resistivity of this ruthenium film was measured by a four-terminal method, it was 82 μΩcm. The film density of this film was 11.8 g / cm 3 . When the ruthenium film formed here was evaluated for adhesion to the substrate by the cross-cut tape method, no peeling between the substrate and the ruthenium film was observed, and deterioration of the ruthenium metal film quality by the air exposure heating test was observed. There wasn't. The results are shown in Table 1.

[実施例2]
(1)ルテニウム膜の形成
1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール0.05gの代わりに合成例2にて得られた1,1,3,3−テトラクロロ−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール0.05gを用いる以外は実施例1と同様にして、基板上に金属光沢を有する膜が得られた。得られた金属ルテニウムの各種物性について、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
[Example 2]
(1) Formation of Ruthenium Film 1,1,3,3-Tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadicillol 0.05 g 1,1,3,3-tetrachloro-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] obtained in Synthesis Example 2 A film having a metallic luster was obtained on the substrate in the same manner as in Example 1 except that 0.05 g of rutenazicilol was used. Various physical properties of the obtained metal ruthenium were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(2)保存安定性の試験
保存安定性の確認として、空気に対する劣化性検討を加熱加速テストにて実施した。1,1,3,3−テトラクロロ−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール1gを50mL容量の石英製の三口フラスコに入れ、容器全体を50℃に加熱し、その後、常圧下で空気を3L/分の流量で3時間流通させた。外観上、1,1,3,3−テトラクロロ−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールの変化は無かった。その後、容器を室温に戻し、乾燥窒素ガスで容器内を置換してから、上記(1)と同様の要領で成膜を実施したところ、基板上に金属光沢を有する膜が得られた。得られた金属ルテニウムの各種物性について、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
(2) Storage stability test As a confirmation of storage stability, a deterioration test against air was conducted by a heating acceleration test. Quartz three-necked flask with a volume of 50 mL of 1 g of 1,1,3,3-tetrachloro-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadisilol The whole container was heated to 50 ° C., and then air was circulated at a flow rate of 3 L / min for 3 hours under normal pressure. There was no change in the appearance of 1,1,3,3-tetrachloro-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadisilol. Then, after returning a container to room temperature and replacing the inside of a container with dry nitrogen gas, when the film-forming was implemented in the same way as said (1), the film | membrane which has a metallic luster on the board | substrate was obtained. Various physical properties of the obtained metal ruthenium were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

[実施例3]
(1)ルテニウム膜の形成
1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール0.05gの代わりに合成例3にて得られた1,1,3,3−テトラキストリフルオロメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール0.05gを用いる以外は実施例1と同様にして、基板上に金属光沢を有する膜が得られた。得られた金属ルテニウムの各種物性について、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
[Example 3]
(1) Formation of Ruthenium Film 1,1,3,3-Tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadicillol 0.05 g Instead of 1,1,3,3-tetrakistrifluoromethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1, 3] A film having a metallic luster was obtained on the substrate in the same manner as in Example 1 except that 0.05 g of rutenadicirole was used. Various physical properties of the obtained metal ruthenium were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(2)保存安定性の試験
保存安定性の確認として、空気に対する劣化性検討を加熱加速テストにて実施した。1,1,3,3−テトラキストリフルオロメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール1gを50mL容量の石英製の三口フラスコに入れ、容器全体を50℃に加熱し、その後、常圧下で空気を3L/分の流量で3時間流通させた。外観上、1,1,3,3−テトラキストリフルオロメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールの変化は無かった。その後、容器を室温に戻し、乾燥窒素ガスで容器内を置換してから、上記(1)と同様にして成膜したところ、基板上に金属光沢を有する膜が得られた。得られた金属ルテニウムの各種物性について、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
(2) Storage stability test As a confirmation of storage stability, a deterioration test against air was conducted by a heating acceleration test. 1 g of 1,1,3,3-tetrakistrifluoromethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadisilol The flask was placed in a three-necked flask, and the entire container was heated to 50 ° C., and then air was circulated at a flow rate of 3 L / min for 3 hours under normal pressure. There was no change in the appearance of 1,1,3,3-tetrakistrifluoromethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadisilole . Then, after returning a container to room temperature and replacing the inside of a container with dry nitrogen gas, when it formed into a film like said (1), the film | membrane which has a metallic luster on the board | substrate was obtained. Various physical properties of the obtained metal ruthenium were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

[実施例4]
(1)ルテニウム膜の形成
1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール0.05gの代わりに合成例4にて得られた1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−2,1,3−ジシラルテノレン0.05gを用いる以外は実施例1と同様にして、基板上に金属光沢を有する膜が得られた。得られた金属ルテニウムの各種物性について、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
[Example 4]
(1) Formation of Ruthenium Film 1,1,3,3-Tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadicillol 0.05 g Example 1 was used except that 0.05 g of 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-2,1,3-disitalenolene obtained in Synthesis Example 4 was used instead of In the same manner as above, a film having a metallic luster was obtained on the substrate. Various physical properties of the obtained metal ruthenium were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(2)保存安定性の試験
保存安定性の確認として、空気に対する劣化性検討を加熱加速テストにて実施した。1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−2,1,3−ジシラルテノレン1gを50mL容量の石英製三口フラスコに入れ、容器全体を50℃に加熱し、その後常圧下で空気を3L/分の流量で3時間流通させた。外観上、1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−2,1,3−ジシラルテノレンの変化は無かった。その後、容器を室温に戻し、乾燥窒素で容器内を置換してから、上記(1)と同様にして成膜したところ、基板上に金属光沢を有する膜が得られた。得られた金属ルテニウムの各種物性について、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
(2) Storage stability test As a confirmation of storage stability, a deterioration test against air was conducted by a heating acceleration test. 1 g of 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-2,1,3-disitalenolene was placed in a 50 mL quartz three-necked flask, and the whole container was heated to 50 ° C., Thereafter, air was circulated at a flow rate of 3 L / min for 3 hours under normal pressure. In appearance, 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-2,1,3-disitalenolene was not changed. Then, after returning a container to room temperature and replacing the inside of a container with dry nitrogen, when it formed into a film like said (1), the film | membrane which has a metallic luster on the board | substrate was obtained. Various physical properties of the obtained metal ruthenium were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

[実施例5]
(1)ルテニウム膜の形成
実験は乾燥窒素雰囲気でコントロールされたグローブボックス内にて実施した。合成例1にて得られた1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール1.00gに、乾燥したトルエンを加えて、全量を2.00gとして、1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールを33質量%含有する金属ルテニウム膜形成用組成物を調製した。
シリコン基板をスピンコーターに装着し、上記方法により調製した1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールを33質量%含有する金属ルテニウム膜形成用組成物を2mL滴下し、回転数500rpmで10秒間スピンを行なった。この基板を150℃のホットプレート上で10分間加熱した。その後、更に350℃で30分間加熱したところ、基板表面は、金属光沢を有する膜で覆われた。この膜の膜厚は143Åであった。この膜のESCAスペクトルを測定したところ、Ru3d軌道に帰属されるピークが280eVと284eVに観察され、他の元素に由来するピークは全く観察されず、金属ルテニウムであることが分かった。得られた金属ルテニウムの各種物性について、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
[Example 5]
(1) Formation of ruthenium film The experiment was carried out in a glove box controlled in a dry nitrogen atmosphere. 1,1,3,3-Tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] rutenadisilole obtained in Synthesis Example 1 To 100 g, dry toluene was added to make a total amount of 2.00 g, and 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [d] [ A composition for forming a metal ruthenium film containing 33% by mass of [2,1,3] ruthena disilole was prepared.
1,1,3,3-Tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1 prepared by the above method by mounting a silicon substrate on a spin coater , 3] 2 mL of a composition for forming a metal ruthenium film containing 33% by mass of ruthenadicirole was dropped, and spinning was performed at a rotation speed of 500 rpm for 10 seconds. This substrate was heated on a hot plate at 150 ° C. for 10 minutes. Thereafter, when the substrate was further heated at 350 ° C. for 30 minutes, the substrate surface was covered with a film having a metallic luster. The film thickness was 143 mm. When the ESCA spectrum of this film was measured, peaks attributed to the Ru 3d orbital were observed at 280 eV and 284 eV, and no peaks derived from other elements were observed, indicating that it was metal ruthenium. Various physical properties of the obtained metal ruthenium were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(2)保存安定性の試験
保存安定性の確認として、熱に対する劣化性試験を実施した。乾燥窒素雰囲気の室温下のグローブボックス内にて、100mL容量の耐圧ステンレス製容器内に1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールを1g収容して密栓した。その後、恒温槽で容器全体を80℃に加熱し、1ヶ月保管した。その後、容器を室温に戻し、乾燥窒素ガスで容器内を置換してから開栓したところ、外観上、1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールの変化は観測されなかった。更に、上記(1)と同様にして成膜したところ、基板上に金属光沢を有する膜が得られた。この膜の膜厚は140Åであった。
この膜のESCAスペクトルを測定したところ、Ru3d軌道に帰属されるピークが280eVと284eVに観察され、他の元素に由来するピークは全く観察されず、金属ルテニウムであることが分かった。得られた金属ルテニウムの各種物性について、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
(2) Storage stability test As a confirmation of storage stability, a heat deterioration test was conducted. In a glove box at room temperature in a dry nitrogen atmosphere, 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-in a pressure-resistant stainless steel container with a capacity of 100 mL. 1 g of benzo [d] [2,1,3] rutenazicilol was accommodated and sealed. Then, the whole container was heated at 80 degreeC with the thermostat, and was stored for 1 month. Thereafter, the container was returned to room temperature, and the inside of the container was replaced with dry nitrogen gas, and then opened. As a result, the appearance was 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1 No change in, 3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadisilol was observed. Further, when a film was formed in the same manner as in the above (1), a film having a metallic luster was obtained on the substrate. The film thickness was 140 mm.
When the ESCA spectrum of this film was measured, peaks attributed to the Ru 3d orbital were observed at 280 eV and 284 eV, and no peaks derived from other elements were observed, indicating that it was metal ruthenium. Various physical properties of the obtained metal ruthenium were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

[実施例6]
(1)ルテニウム膜の形成
合成例2にて得られた1,1,3,3−テトラクロロ−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール1.00gに、乾燥したトルエンを加えて、全量を4.00gとして、1,1,3,3−テトラクロロ−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールを25質量%含有する金属ルテニウム膜形成用組成物を調製した。
1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールを33質量%含有する金属ルテニウム膜形成用組成物の代わりに上記方法により調製した1,1,3,3−テトラクロロ−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールを25質量%含有する金属ルテニウム膜形成用組成物を用いた以外は実施例5の(1)と同様にして、膜を形成した。その結果、基板上に金属光沢を有する膜が得られた。得られた金属ルテニウムの各種物性について、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
[Example 6]
(1) Formation of Ruthenium Film 1,1,3,3-Tetrachloro-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2, obtained in Synthesis Example 2 1,3] rutenadicylol is added to 1.00 g of dried toluene to give a total amount of 4.00 g to 1,1,3,3-tetrachloro-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3- A composition for forming a metal ruthenium film containing 25% by mass of dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadicillol was prepared.
Formation of a metal ruthenium film containing 33% by mass of 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadisilole 1,1,3,3-tetrachloro-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] prepared by the above method instead of the composition for use A film was formed in the same manner as (1) of Example 5 except that the composition for forming a metal ruthenium film containing 25% by mass of ruthena disilole was used. As a result, a film having a metallic luster was obtained on the substrate. Various physical properties of the obtained metal ruthenium were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(2)保存安定性の試験
保存安定性の確認として、1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールの代わりに合成例2にて得られた1,1,3,3−テトラクロロ−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールを用いた以外は実施例5の(2)と同様にして、熱に対する劣化試験を実施した。外観上、1,1,3,3−テトラクロロ−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールの変化は観測されなかった。更に、上記(1)と同様にして成膜したところ、基板上に金属光沢を有する膜が得られた。得られた金属ルテニウムの各種物性について、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
(2) Test of storage stability As confirmation of storage stability, 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2, 1,1,3,3-Tetrachloro-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2] obtained in Synthesis Example 2 instead of 1,3] rutenadicylol , 1, 3] A deterioration test against heat was carried out in the same manner as in (2) of Example 5 except that rutenazicilol was used. In appearance, no change of 1,1,3,3-tetrachloro-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadisilol was observed . Further, when a film was formed in the same manner as in the above (1), a film having a metallic luster was obtained on the substrate. Various physical properties of the obtained metal ruthenium were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

[実施例7]
(1)ルテニウム膜の形成
合成例3にて得られた1,1,3,3−テトラキストリフルオロメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロール1.00gに、乾燥したエチレングリコールジエチルエーテルを加えて、全量を5.00gとして、1,1,3,3−テトラキストリフルオロメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールを20質量%含有する金属ルテニウム膜形成用組成物を調製した。
1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールを33質量%含有する金属ルテニウム膜形成用組成物の代わりに上記方法により調製した1,1,3,3−テトラキストリフルオロメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールを20質量%含有する金属ルテニウム膜形成用組成物を用いた以外は実施例5の(1)と同様にして、膜を形成した。その結果、基板上に金属光沢を有する膜が得られた。得られた金属ルテニウムの各種物性について、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
[Example 7]
(1) Formation of Ruthenium Film 1,1,3,3-Tetrakistrifluoromethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [d] obtained in Synthesis Example 3 2,1,3] rutenadisilole is added to 1.00 g of dried ethylene glycol diethyl ether to make a total amount of 5.00 g. 1,1,3,3-tetrakistrifluoromethyl-2,2,2,2- A composition for forming a metal ruthenium film containing 20% by mass of tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadisilol was prepared.
Formation of a metal ruthenium film containing 33% by mass of 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadisilole 1,1,3,3-tetrakistrifluoromethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1, 3] A film was formed in the same manner as (1) of Example 5 except that the composition for forming a metal ruthenium film containing 20% by mass of ruthenadicirole was used. As a result, a film having a metallic luster was obtained on the substrate. Various physical properties of the obtained metal ruthenium were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(2)保存安定性の試験
保存安定性の確認として、1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールの代わりに合成例3にて得られた1,1,3,3−テトラキストリフルオロメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールを用いた以外は実施例5の(2)と同様にして、熱に対する劣化試験を実施した。外観上、1,1,3,3−テトラキストリフルオロメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールの変化は観測されなかった。上記(1)と同様にして成膜したところ、基板上に金属光沢を有する膜が得られた。得られた金属ルテニウムの各種物性について、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
(2) Test of storage stability As confirmation of storage stability, 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2, 1,1,3] 1,1,3,3-Tetrakistrifluoromethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] obtained in Synthesis Example 3 instead of 1,3] rutenadicylol A deterioration test against heat was carried out in the same manner as in (2) of Example 5 except that [2,1,3] rutenazicilol was used. In appearance, changes in 1,1,3,3-tetrakistrifluoromethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadisilol were observed. There wasn't. When the film was formed in the same manner as (1) above, a film having a metallic luster was obtained on the substrate. Various physical properties of the obtained metal ruthenium were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

[実施例8]
(1)ルテニウム膜の形成
合成例4にて得られた1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−2,1,3−ジシラルテノレン1.00gに、乾燥したn−ブタノールを加えて、全量を2.50gとして、1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−2,1,3−ジシラルテノレンを40質量%含有する金属ルテニウム膜形成用組成物を調製した。
1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールを33質量%含有する金属ルテニウム膜形成用組成物の代わりに上記方法により調製した1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−2,1,3−ジシラルテノレンを40質量%含有する金属ルテニウム膜形成用組成物を用いた以外は実施例5の(1)と同様にして、膜を形成した。その結果、基板上に金属光沢を有する膜が得られた。得られた金属ルテニウムの各種物性について、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
[Example 8]
(1) Ruthenium film formation 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-2,1,3-disitalenolene obtained in Synthesis Example 4 was dried to 1.00 g. N-butanol was added to make the total amount 2.50 g, and 40% by mass of 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-2,1,3-disilalenolene was contained. A composition for forming a metal ruthenium film was prepared.
Formation of a metal ruthenium film containing 33% by mass of 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2,1,3] ruthenadisilole Metal ruthenium film formation containing 40% by mass of 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-2,1,3-disitalenolene prepared by the above method instead of the composition for use A film was formed in the same manner as (1) of Example 5 except that the composition for use was used. As a result, a film having a metallic luster was obtained on the substrate. Various physical properties of the obtained metal ruthenium were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(2)保存安定性の試験
保存安定性の確認として、1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−1,3−ジヒドロ−ベンゾ[d][2,1,3]ルテナジシロールの代わりに合成例4にて得られた1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−2,1,3−ジシラルテノレンを用いた以外は実施例5の(2)と同様にして、熱に対する劣化試験を実施した。外観上、1,1,3,3−テトラメチル−2,2,2,2−テトラカルボニル−2,1,3−ジシラルテノレンの変化は観測されなかった。上記(1)と同様にして成膜したところ、基板上に金属光沢を有する膜が得られた。得られた金属ルテニウムの各種物性について、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
(2) Test of storage stability As confirmation of storage stability, 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-1,3-dihydro-benzo [d] [2, Except for using 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-2,1,3-disitalenolene obtained in Synthesis Example 4 instead of [1,3] rutenadicylol A deterioration test against heat was performed in the same manner as in Example 2 (2). On the appearance, no change of 1,1,3,3-tetramethyl-2,2,2,2-tetracarbonyl-2,1,3-disitalenolene was observed. When the film was formed in the same manner as (1) above, a film having a metallic luster was obtained on the substrate. Various physical properties of the obtained metal ruthenium were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

[比較例1]
(1)ルテニウム膜の形成
市販のビス(エチルシクロペンタジエニル)ルテニウム0.01gを窒素ガス中で石英製ボート型容器に量計り取り、石英製反応容器にセットした。反応容器内の気流の下流の方向側の近傍に石英基板を置き、室温下で反応容器内に酸素・窒素混合ガス(酸素含量:5体積%)を250mL/分の流量にて60分間流した。その後反応容器中に酸素・窒素混合ガス(酸素含量:5体積%)を20mL/分の流量で流し、さらに系内を110Paにし、反応容器を350℃に30分間加熱した。ボート型容器からミストが発生し、近傍に設置した石英基板に堆積物が見られた。ミストの発生が終了した後、減圧を止め、窒素ガスを系に入れて圧力を戻し、次いで101.3kPaで窒素ガスを200mL/分の流量で流し、そのまま1時間保持したところ、基板上に金属光沢を有する膜が得られた。この膜の膜厚は850Åであった。
この膜のESCAスペクトルを測定したところ、Ru3d軌道に帰属されるピークが280eVと284eVに観察され、他の元素に由来するピークは全く観察されず、金属ルテニウムであることが判った。このルテニウム膜につき、4端子法で抵抗率を測定したところ、25μΩcmであった。また、この膜の膜密度は12.1g/cmであった。ここで形成されたルテニウム膜につき、基板との密着性を碁盤目テープ法によって評価したところ、基板とルテニウム膜との剥離は全く見られなかった。
[Comparative Example 1]
(1) Formation of Ruthenium Film 0.01 g of commercially available bis (ethylcyclopentadienyl) ruthenium was weighed into a quartz boat container in nitrogen gas and set in a quartz reaction vessel. A quartz substrate is placed near the downstream side of the air flow in the reaction vessel, and an oxygen / nitrogen mixed gas (oxygen content: 5% by volume) is allowed to flow in the reaction vessel at a flow rate of 250 mL / min for 60 minutes at room temperature. . Thereafter, an oxygen / nitrogen mixed gas (oxygen content: 5% by volume) was allowed to flow into the reaction vessel at a flow rate of 20 mL / min, the system was further set to 110 Pa, and the reaction vessel was heated to 350 ° C. for 30 minutes. Mist was generated from the boat-type container, and deposits were observed on the quartz substrate installed in the vicinity. After the generation of mist is completed, the decompression is stopped, nitrogen gas is introduced into the system, the pressure is restored, and then nitrogen gas is flowed at 101.3 kPa at a flow rate of 200 mL / min. A glossy film was obtained. The film thickness was 850 mm.
When the ESCA spectrum of this film was measured, peaks attributed to the Ru 3d orbital were observed at 280 eV and 284 eV, and no peaks derived from other elements were observed, indicating that it was metal ruthenium. When the resistivity of this ruthenium film was measured by the four-terminal method, it was 25 μΩcm. The film density of this film was 12.1 g / cm 3 . When the ruthenium film formed here was evaluated for adhesion to the substrate by a cross-cut tape method, no peeling between the substrate and the ruthenium film was observed.

(2)保存安定性の試験
市販のビス(エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムに対し、実施例1の(2)と同様に空気に対する劣化性検討としての加熱加速テストを実施した。ビス(エチルシクロペンタジエニル)ルテニウム1gを50mL容量の石英製三口フラスコに入れ、容器全体を50℃に加熱し、その後、常圧下で空気を3L/分の流量で3時間流通させた。これにより、本来は薄黄色透明液体状であるビス(エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムの外観は、黄色不透明の液体状に変化した。その後、容器を室温に戻し、乾燥窒素ガスで容器内を置換してから、上記(1)と同様にして成膜したところ、基板上にやや黒ずんだ金属光沢を有する膜が得られた。この膜の膜厚は300Åであった。
この膜のESCAスペクトルを測定したところ、Ru3d軌道に帰属されるピークが280eVと284eVに観察され、他の元素に由来するピークは全く観察されず、金属ルテニウムであることが分かった。また、このルテニウム膜につき、4端子法で抵抗率を測定したところ、78μΩcmと低い導電率しか示さなかった。この膜の膜密度は12.1g/cmであった。ここで形成されたルテニウム膜につき、基板との密着性を碁盤目テープ法によって評価したところ、100個の碁盤目ルテニウム膜のうち80個のルテニウム膜が剥離し、ルテニウム膜質が著しく低下した。このように、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムは、空気曝露加熱テストにより成膜されたルテニウム金属膜質が劣化した。
(2) Storage stability test A commercial accelerated bis (ethylcyclopentadienyl) ruthenium was subjected to a heating acceleration test as a study on air deterioration as in (2) of Example 1. Bis (ethylcyclopentadienyl) ruthenium (1 g) was placed in a 50 mL quartz three-necked flask, the whole container was heated to 50 ° C., and then air was passed under normal pressure at a flow rate of 3 L / min for 3 hours. As a result, the appearance of bis (ethylcyclopentadienyl) ruthenium, which was originally a light yellow transparent liquid, changed to a yellow opaque liquid. Thereafter, the container was returned to room temperature, the inside of the container was replaced with dry nitrogen gas, and a film was formed in the same manner as in the above (1). As a result, a film having a slightly black metallic luster was obtained on the substrate. The film thickness was 300 mm.
When the ESCA spectrum of this film was measured, peaks attributed to the Ru 3d orbital were observed at 280 eV and 284 eV, and no peaks derived from other elements were observed, indicating that it was metal ruthenium. Further, when the resistivity of this ruthenium film was measured by the four-terminal method, it showed only a low conductivity of 78 μΩcm. The film density of this film was 12.1 g / cm 3 . The ruthenium film formed here was evaluated for adhesion to the substrate by a cross-cut tape method. As a result, 80 ruthenium films were peeled out of 100 cross-cut ruthenium films, and the quality of the ruthenium film was remarkably deteriorated. As described above, bis (ethylcyclopentadienyl) ruthenium has deteriorated ruthenium metal film quality formed by the air exposure heating test.

Figure 0005741443
Figure 0005741443

表1から、本発明のルテニウム膜形成用材料(実施例1〜8)は、空気中の保存に対して酸化等の劣化が生じにくく、保存安定性に優れていることがわかる。また、本発明のルテニウム膜形成用材料を用いて形成されたルテニウム膜は、基体に対して優れた密着性を有することがわかる。一方、本発明に該当しないルテニウム膜形成用材料(比較例1)は、保存安定性、及び保存後の密着性が劣ることがわかる。   From Table 1, it can be seen that the ruthenium film-forming materials of the present invention (Examples 1 to 8) are less susceptible to deterioration such as oxidation during storage in the air and are excellent in storage stability. It can also be seen that the ruthenium film formed using the ruthenium film-forming material of the present invention has excellent adhesion to the substrate. On the other hand, it can be seen that the ruthenium film-forming material (Comparative Example 1) not corresponding to the present invention is inferior in storage stability and adhesion after storage.

Claims (7)

下記の一般式(1)で表される化合物を含有するルテニウム膜形成用材料。
Figure 0005741443
(一般式(1)中、R〜Rは、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の炭化水素基、または炭素数1〜10のハロゲン化炭化水素基であり、Rは、炭素数1〜12の2価の炭化水素基、または炭素数1〜12の2価のハロゲン化炭化水素基である。)
A ruthenium film-forming material containing a compound represented by the following general formula (1).
Figure 0005741443
(In General Formula (1), R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a halogenated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. , R 5 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a divalent halogenated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.)
化学気相成長法用である、請求項1に記載のルテニウム膜形成用材料。   The ruthenium film-forming material according to claim 1, which is used for chemical vapor deposition. 請求項1又は2に記載のルテニウム膜形成用材料を用いる、ルテニウム膜形成方法。   A ruthenium film forming method using the ruthenium film forming material according to claim 1. 請求項2に記載のルテニウム膜形成用材料を、基体上に供給するルテニウム膜形成用材料供給工程と、該ルテニウム膜形成用材料を加熱分解して、上記基体上にルテニウム膜を形成させる膜形成工程とを含む、ルテニウム膜形成方法。   A ruthenium film forming material supplying step for supplying the ruthenium film forming material according to claim 2 onto the substrate, and film formation for thermally decomposing the ruthenium film forming material to form a ruthenium film on the substrate And a ruthenium film forming method. 上記膜形成工程における加熱分解の温度が100℃〜800℃である、請求項4に記載のルテニウム膜形成方法。   The ruthenium film forming method according to claim 4, wherein the thermal decomposition temperature in the film forming step is 100 ° C. to 800 ° C. 5. 上記膜形成工程における加熱分解を不活性気体または還元性気体中で行う、請求項4又は5に記載のルテニウム膜形成方法。   The ruthenium film forming method according to claim 4 or 5, wherein the thermal decomposition in the film forming step is performed in an inert gas or a reducing gas. 請求項1に記載のルテニウム膜形成用材料を、基体上に塗布し、次いで熱処理及び/又は光処理して、上記基体上にルテニウム膜を形成させる膜形成工程を含む、ルテニウム膜形成方法。   A ruthenium film forming method comprising: forming a ruthenium film on the substrate by applying the ruthenium film-forming material according to claim 1 on the substrate and then performing heat treatment and / or light treatment.
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