JP7087394B2 - ルテニウムプリカーサを回収するald/cvdプロセス - Google Patents
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25℃で、(η5-2,4-ジメチル-1-オキサ-2,4-ペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウム100mg(0.34mmol)とペンタデカン(0.024mmol)からなる混合物を調製し、当該混合物のガスクロマトグラフィー分析を実施した。ここで、(η5-2,4-ジメチル-1-オキサ-2,4-ペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムのピーク面積とペンタデカンのピーク面積の比を測定した。この混合物を約3等分した後、(1)アルゴン雰囲気下、25℃で静置(不活性雰囲気に置く)、(2)空気下、-20℃で静置(冷却して凝固させる)、(3)空気下、25℃で静置した。44時間後に、(1)~(3)のサンプルのガスクロマトグラフィー分析を実施し、(η5-2,4-ジメチル-1-オキサ-2,4-ペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムのピーク面積とペンタデカンのピーク面積の比を測定した。このピーク面積比と静置前のピーク面積比を比較することにより、(η5-2,4-ジメチル-1-オキサ-2,4-ペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムの分解率を計算した。結果を表1に示した。
25℃で、(η5-2,4-ジメチル-1-オキサ-2,4-ペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウム50mg(0.17mmol)とペンタデカン(0.012mmol)からなる混合物を調製し、当該混合物のガスクロマトグラフィー分析を実施した。ここで、(η5-2,4-ジメチル-1-オキサ-2,4-ペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムのピーク面積とペンタデカンのピーク面積の比を測定した。この混合物を約3等分した後、(4)アルゴン雰囲気下、100℃、(5)アルゴン雰囲気下、80℃、(6)アルゴン雰囲気下、70℃のオイルバスでそれぞれ加熱した。24時間後に、(4)~(6)のサンプルのガスクロマトグラフィー分析を実施し、(η5-2,4-ジメチル-1-オキサ-2,4-ペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムのピーク面積とペンタデカンのピーク面積の比を測定した。このピーク面積比と加熱前のピーク面積比を比較することにより、(η5-2,4-ジメチル-1-オキサ-2,4-ペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムの分解率を計算した。結果を表2に示した。
(η5-2,4-ジメチル-1-オキサ-2,4-ペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムを材料に用いてルテニウム含有薄膜を熱CVD法により作製した。用いた(η5-2,4-ジメチル-1-オキサ-2,4-ペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムの純度はガスクロマトグラフィー分析の結果から>99%であった。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は以下の通りである。
上記の気化させた(η5-2,4-ジメチル-1-オキサ-2,4-ペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムを反応チャンバー内の基板上に導入してルテニウム含有薄膜を成膜する成膜工程と、
成膜工程で発生する未反応の(η5-2,4-ジメチル-1-オキサ-2,4-ペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウム及び/又はその分解物をコールドトラップで捕集する捕集工程と、
上記の(η5-2,4-ジメチル-1-オキサ-2,4-ペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウム及び/又はその分解物をコールドトラップから回収する回収工程と、
上記の回収物を蒸留することにより回収物から(η5-2,4-ジメチル-1-オキサ-2,4-ペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムを分離する分離工程と、
上記の分離物を、不活性雰囲気下に置く及び/又は冷却して凝固させて保管する保管工程と、
を含むALD/CVDプロセスによって、(η5-2,4-ジメチル-1-オキサ-2,4-ペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムを回収することができ、(η5-2,4-ジメチル-1-オキサ-2,4-ペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムを分解させることなく保管できることが分かる。
以上から、成膜に使用されたコールドトラップは、溶剤を用いて洗浄することにより、再利用可能なことが分かる。
25℃で、(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウム80mg(0.28mmol)とペンタデカン(0.024mmol)からなる混合物を調製し、当該混合物のガスクロマトグラフィー分析を実施した。ここで、(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムのピーク面積とペンタデカンのピーク面積の比を測定した。この混合物を約3等分した後、(10)アルゴン雰囲気下、25℃で静置(不活性雰囲気に置く)、(11)空気下、-20℃で静置(冷却して凝固させる)、(12)空気下、25℃で静置した。143時間後に、(10)~(12)のサンプルのガスクロマトグラフィー分析を実施し、(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムのピーク面積とペンタデカンのピーク面積の比を測定した。このピーク面積比と静置前のピーク面積比を比較することにより、(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムの分解率を計算した。結果を表4に示した。
(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムを材料に用いてルテニウム含有薄膜を熱CVD法により作製した。用いた(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムの純度はガスクロマトグラフィー分析の結果から91%であった。薄膜作製のために使用した装置の概略を図1に示した。成膜条件は以下の通りである。
材料容器内全圧:150kPa、気化温度:66℃、キャリアガス流量:30sccm、材料供給速度:0.012sccm、酸素流量:0.16sccm、希釈ガス流量:170sccm、基板:SiO2/Si、成膜時間:1時間、基板温度:400℃、コールドトラップの冷却温度:-20℃。キャリアガス及び希釈ガスとしてアルゴンを用いた。なお、反応チャンバーへの材料供給速度は、(キャリアガス流量×材料の蒸気圧÷材料容器内全圧)の計算式に基づいて求めることが出来る。
得られた(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウム80mg(0.28mmol)とペンタデカン(0.024mmol)からなる混合物を25℃で調製し、当該混合物のガスクロマトグラフィー分析を実施した。ここで、(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムのピーク面積とペンタデカンのピーク面積の比を測定した。この混合物を約3等分した後、(13)アルゴン雰囲気下、25℃で静置(不活性雰囲気に置く)、(14)空気下、-20℃で静置(冷却して凝固させる)、(15)空気下、25℃で静置した。45時間後に、(13)~(15)のサンプルのガスクロマトグラフィー分析を実施し、(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムのピーク面積とペンタデカンのピーク面積の比を測定した。このピーク面積比と静置前のピーク面積比を比較することにより、(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムの分解率を計算した。結果を表5に示した。
上記の気化させた(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムを反応チャンバー内の基板上に導入してルテニウム含有薄膜を成膜する成膜工程と、
成膜工程で発生する未反応の(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウム及び/又はその分解物をコールドトラップで捕集する捕集工程と、
上記の(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウム及び/又はその分解物をコールドトラップから回収する回収工程と、
上記の回収物を蒸留することにより回収物から(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムを分離する分離工程と、
上記の分離物を、不活性雰囲気下に置く及び/又は冷却して凝固させて保管する保管工程と、
を含むALD/CVDプロセスによって、(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムを回収することができ、(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムを分解させることなく保管できることが分かる。
以上から、成膜に使用されたコールドトラップは、溶剤を用いて洗浄することにより、再利用可能なことが分かる。
2 恒温槽
3 反応チャンバー
4 基板
5 反応ガス導入口
6 希釈ガス導入口
7 キャリアガス導入口
8 マスフローコントローラー
9 マスフローコントローラー
10 マスフローコントローラー
11 油回転式ポンプ
12 排気
Claims (4)
- ALD/CVD用ルテニウムプリカーサを減圧下、加熱することによりルテニウムプリカーサを気化させる気化工程と、
上記の気化させたルテニウムプリカーサを反応チャンバー内の基板上に導入してルテニウム薄膜又はルテニウム含有薄膜を成膜する成膜工程と、
成膜工程で発生する未反応のルテニウムプリカーサ及び/又はその分解物をコールドトラップで捕集する捕集工程と、
上記のルテニウムプリカーサ及び/又はその分解物をコールドトラップから回収する回収工程と、
上記の回収物を蒸留又は昇華することにより回収物からルテニウムプリカーサを分離する分離工程と、
上記の分離物を、不活性雰囲気下に置く及び/又は冷却して凝固させて保管する保管工程と、
回収工程で使用されたコールドトラップを溶剤で洗浄すること、
を含むALD/CVDプロセス。 - ルテニウムプリカーサが、(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウム又は(η5-2,4-ジメチル-1-オキサ-2,4-ペンタジエニル)(η5-エチルシクロペンタジエニル)ルテニウムである、請求項1に記載のALD/CVDプロセス。
- 気化工程で、ルテニウムプリカーサを100℃未満の温度で加熱する、請求項1又は2に記載のALD/CVDプロセス。
- 捕集工程で、コールドトラップを-80℃から0℃の温度範囲で冷却する、請求項1~3のいずれか1項に記載のALD/CVDプロセス。
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