KR102482618B1 - 규소 함유 막의 증착을 위한 조성물, 및 이를 이용한 방법 - Google Patents

규소 함유 막의 증착을 위한 조성물, 및 이를 이용한 방법 Download PDF

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    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
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Abstract

표면 피처를 갖는 기판의 적어도 표면 상에, 규소 함유 막, 예컨대 제한 없이 탄화규소, 질화규소, 산화규소, 산질화규소, 탄소 도핑된 질화규소, 탄소 도핑된 산화규소, 또는 탄소 도핑된 산질화규소 막을 형성하기 위한 조성물, 및 이를 이용한 방법이 본원에 기술된다. 한 양태에서, 규소 함유 막은 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 제1 화합물과 1 이상의 Si-H 결합을 포함하는 제2 화합물의 동시 증착(co-deposition)을 이용하여 증착된다.

Description

규소 함유 막의 증착을 위한 조성물, 및 이를 이용한 방법{COMPOSITIONS AND METHODS USING SAME FOR DEPOSITION OF SILICON-CONTAINING FILM}
본 출원은 2016년 2월 26일에 제출된 미국 출원 제62/300,312호를 우선권으로 주장한다. 상기 출원 제62/300,312호의 개시내용은 본원에 참조로 인용되어 있다.
발명의 분야
전자 디바이스의 제조 방법이 본원에 기술된다. 보다 구체적으로, 증착법, 예컨대 제한 없이, 유동성 화학 기상 증착으로 규소 함유 막을 형성하기 위한 조성물이 본원에 기술된다. 본원에 기술된 조성물 및 방법을 이용하여 증착될 수 있는 예시적인 규소 함유 막으로는, 제한 없이, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 산질화규소 또는 탄소 도핑된 산화규소 또는 탄소 도핑된 질화규소 막이 있다.
미국 공개 공보 제2013/0217241호에는 Si-C-N 함유 유동성 층의 증착 및 처리가 개시되어 있다. Si 및 C는 Si-C 함유 전구체로부터 유래될 수 있는 반면, N은 N 함유 전구체로부터 유래될 수 있다. 초기의 Si-C-N 함유 유동성 층은 유동성을 가능하게 하는 성분들을 제거하기 위해 처리된다. 이들 성분의 제거는 에칭 내성을 증가시키고, 수축을 감소시키며, 막 장력 및 전기적 특성을 조절할 수 있다. 후처리는 열 어닐링, UV 노출 또는 고밀도 플라즈마일 수 있다.
미국 특허 제8889566호에는, 규소 전구체를 국소 플라즈마로 여기시키고 제2 플라즈마로 증착함으로써 유동성 막을 증착하는 방법이 개시되어 있다. 규소 전구체는 실릴아민, 고차 실란 또는 할로겐화 실란일 수 있다. 제2 반응 기체는 NH3, N2, H2 및/또는 O2일 수 있다.
미국 특허 제7825040호에는, 알콕시실란 또는 아미노실란 전구체를 도입함으로써 갭을 채우고, 플라즈마 반응에 의해 유동성 Si 함유 막을 증착하는 방법이 개시되어 있다. 전구체는 Si-C 결합 또는 C-C 결합을 함유하지 않는다.
미국 특허 제8889566호, 제7521378호 및 제8575040호에는, 유동성 화학 기상 증착법, 즉, 기체상 중합을 이용하여 산화규소 막을 증착하는 것에 대한 접근법이 기술되어 있다. 트리실릴아민(TSA)과 같은 화합물을 사용하여 Si, H 및 N 함유 올리고머를 증착한 후, 오존 노출을 이용하여 SiOx 막으로 산화시킨다.
미국 특허 제8846536호에는, 유동성 유전체 막을 증착하고 변형시키는 방법이 개시되어 있다. 하나 이상의 통합 공정에 의해, 유동성 유전체 막의 습식 에칭 속도는 10배 이상 변화될 수 있다.
상기 언급된 특허 및 특허 출원의 개시내용은 본원에 참고로 인용되어 있다.
유동성 화학 기상 증착 및 다른 막 증착법과 관련된 당업계에서의 최근 활동에도 불구하고, 여전히 문제가 남아있다. 이러한 문제들 중 하나는 막 응력 및 보이딩과 관련된다. 유동성 막은 대개 저온에서 증착되며, 고온 및 고에너지 후처리는 높은 막 응력을 초래하고 피처 내에 보이드를 생성한다. 습식 에칭 속도를 낮추는 것은, 낮은 공정 온도에서의 낮은 막 품질로 인해 어려움이 있어왔다. 따라서, 대안적인 전구체 화합물, 전구체 조합물 또는 변화된 기술, 또는 이들의 조합을 제공할 필요가 있다.
본원에 기술된 조성물 또는 배합물 및 이것을 사용하는 방법은, 증착 후 처리시 바람직한 막 특성을 제공하는 기판 표면의 적어도 일부분 상에 규소 함유 막을 증착시킴으로써 선행 기술의 문제들을 극복한다. 본 발명의 조성물 및 방법은 다음의 특성: i) Toho 응력 툴을 이용하여 측정시, 열 경화 후 약 10 ∼ 약 20 MPa 범위, 및 UV 경화 후 약 150 ∼ 약 190 MPa 범위의 막 인장 응력, 및 ii) X선 반사율로 측정시, 약 1.35 ∼ 약 2.10 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 규소 함유 막을 제공할 수 있다.
규소 함유 막은 질화규소, 탄화규소, 산화규소, 탄소 도핑된 질화규소, 산질화규소, 및 탄소 도핑된 산질화규소 막으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 특정 실시양태에서, 기판은 표면 피처(surface feature)를 포함한다. 본원에서 사용될 때, 용어 "표면 피처"는, 다음의 공극, 트렌치, 얕은 트렌치 격리(STI), 비아(via), 오목한 피처 등등 중 하나 이상을 포함하는 기판 또는 부분 제조된 기판을 의미한다. 조성물은 예비 혼합 조성물, 예비 혼합물(증착법에서 사용되기 전에 혼합됨) 또는 계내 혼합물(증착 공정 중에 혼합됨)일 수 있다. 따라서, 본 개시내용에서 용어 "혼합물", "배합물" 및 "조성물"은 상호 교환 가능하다.
한 양태에서, 규소 함유 막을 증착하는 방법으로서,
표면 피처를 포함하는 기판을, -20℃ ∼ 약 400℃ 범위의 하나 이상의 온도에 있는 반응기에 넣는 단계;
반응기에 1 이상의 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-탄소 삼중 결합을 갖는 제1 화합물을 도입하는 단계로서, 제1 화합물은 화학식 RnSiR1 4-n을 가지며, 식 중 R은 선형 또는 분지형 C2 ∼ C6 알케닐기, 선형 또는 분지형 C2 ∼ C6 알키닐기로부터 선택되고; R1은 수소 및 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되며; n은 0, 1, 2 및 3으로부터 선택되는 수인 단계;
반응기에 1 이상의 Si-H 결합을 갖는 제2 화합물을 도입하는 단계로서, 1 이상의 제2 화합물은 하기 화학식 IIA ∼ IIH 및 IIIA:
IIA. SixH2x+2의 화학식을 가지며, 식 중 x는 2 ∼ 6의 수인 폴리실란 화합물;
IIB. 화학식 R1 mSiH4-m을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; m은 1, 2 및 3으로부터 선택되는 수인 화합물;
IIC. 화학식 SiH3-R2-SiH3을 가지며, 식 중 R2는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C6 알킬렌기인 화합물;
IID. 화학식 R3SiH2-R2-SiH2R4를 가지며, 식 중 R2는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C6 알킬렌기이고; R3은 수소, 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되는 것인 화합물;
IIE. 화학식 (R3R4N)nSiH3-nR1을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; R3은 수소, 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되는 것인 화합물;
IIF. 실라시클로알킬 화합물;
IIG. 트리실릴아민 화합물 또는 이의 유도체; 및
IIH. [(R3R4N)pSiH3-p]2NR1 또는 [R3 pSiH2-pNR1]q의 화학식을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; R3은 수소, 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; p = 0, 1, 2이며; q = 2 또는 3인 실라잔 화합물;
IIIA. (R3R4N)SiH2SiH3 의 화학식을 가지며, 식 중 R3은 수소, 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되고; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되며, 다른 실시양태에서, R3과 R4는 결합되어 고리를 형성하는 것이 아닌 유기아미노디실란
으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 단계; 및
제1 화합물과 제2 화합물을 적어도 부분적으로 반응시켜 유동성 액체 또는 올리고머를 형성하도록, 반응기에 플라즈마원을 제공하는 단계로서, 유동성 액체 또는 올리고머는 표면 피처의 일부분을 적어도 부분적으로 채우는 것인 단계
를 포함하는 방법이 제공된다.
한 특정 실시양태에서, 플라즈마원은 질소 플라즈마; 질소 및 헬륨을 포함하는 플라즈마; 질소 및 아르곤을 포함하는 플라즈마; 암모니아 플라즈마; 암모니아 및 헬륨을 포함하는 플라즈마; 암모니아 및 아르곤을 포함하는 플라즈마; 헬륨 플라즈마; 아르곤 플라즈마; 수소 플라즈마; 수소 및 헬륨을 포함하는 플라즈마; 수소 및 아르곤을 포함하는 플라즈마; 암모니아 및 수소를 포함하는 플라즈마; 유기 아민 플라즈마; 산소를 포함하는 플라즈마; 산소 및 수소를 포함하는 플라즈마, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되나, 이에 한정되지는 않는다.
다른 실시양태에서, 플라즈마원은 탄화수소 플라즈마, 탄화수소 및 헬륨을 포함하는 플라즈마, 탄화수소 및 아르곤을 포함하는 플라즈마, 이산화탄소 플라즈마, 일산화탄소 플라즈마, 탄화수소 및 수소를 포함하는 플라즈마, 탄화수소 및 질소원을 포함하는 플라즈마, 탄화수소 및 산소원을 포함하는 플라즈마, 및 이들의 혼합물을 포함하는 탄소원 플라즈마로 이루어진 군으로부터 선택되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 실시양태 중 어느 하나 또는 대안적인 실시양태에서, 유동성 액체 또는 올리고머는 약 100℃ ∼ 약 1000℃ 범위의 하나 이상의 온도에서 처리되어 재료의 적어도 일부분을 치밀화한다.
일부 실시양태에서, 후 열처리 재료는 플라즈마, 적외선, 화학적 처리, 전자 빔 또는 UV광에 노출되어 고밀도 막을 형성한다.
상기 단계들은 본원에 기재된 방법에 대한 하나의 사이클을 정의하며; 이 사이클은 원하는 두께의 규소 함유 막이 얻어질 때까지 반복될 수 있다. 이 실시양태 또는 다른 실시양태에서, 본원에 기술된 방법의 단계들은 다양한 순서로 수행될 수 있고, 순차적으로 또는 동시에(예를 들어, 다른 단계의 적어도 일부 중에) 수행될 수 있으며, 이들의 임의의 조합으로 수행될 수 있음이 이해된다. 화합물 및 다른 시약을 공급하는 각각의 단계는, 생성된 규소 함유 막의 화학량론적 조성을 변화시기 위해서 그들을 공급하는 지속 시간을 변화시킴으로써 수행될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태는 2 이상의 화합물을 포함하는 규소 함유 막을 형성하기 위한 화학적 전구체에 관한 것이고; 여기서 제1 화합물은 1 이상의 탄소-탄소 이중 결합 또는 C-C 삼중 결합을 갖는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 구성원을 포함하며, 이 화합물은 화학식 RnSiR1 4-n으로 표시되고, 식 중 R은 선형 또는 분지형 C2 ∼ C6 알케닐기, 선형 또는 분지형 C2 ∼ C6 알키닐기로부터 선택되며; R1은 수소 및 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; n은 0, 1, 2 및 3로부터 선택되는 수이며; 제2 화합물은 하기 화학식들:
IIA. SixH2x+2의 화학식을 가지며, 식 중 x는 2 ∼ 6의 수인 폴리실란 화합물;
IIB. 화학식 R1 mSiH4-m을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; m은 1, 2 및 3으로부터 선택되는 수인 화합물;
IIC. 화학식 SiH3-R2-SiH3을 가지며, 식 중 R2는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C6 알킬렌기인 화합물;
IID. 화학식 R3SiH2-R2-SiH2R4를 가지며, 식 중 R2는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C6 알킬렌기이고; R3은 수소, 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되는 것인 화합물;
IIE. 화학식 (R3R4N)nSiH3-nR1을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; R3은 수소, 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되는 것인 화합물;
IIF. 실라시클로알킬 화합물;
IIG. 트리실릴아민 화합물 또는 이의 유도체;
IIH. [(R3R4N)pSiH3-p]2NR1 또는 [R3 pSiH2-pNR1]q의 화학식을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; R3은 수소, 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; p = 0, 1, 2이며; q = 2 또는 3인 실라잔 화합물; 및
IIIA. (R3R4N)SiH2SiH3의 화학식을 가지며, 식 중 R3은 수소, 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되고; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되며; 일부 실시양태에서, R3과 R4는 결합되어 고리를 형성할 수 있고; 다른 실시양태에서, R3과 R4는 결합되어 고리를 형성하는 것이 아닌 유기아미노디실란
으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 구성원을 포함한다.
본 발명의 다른 실시양태는 본 발명의 방법으로 형성된 막, 그리고 앞서 언급한 특성들을 갖는 막에 관한 것이다.
본 발명의 다양한 실시양태들은 단독으로 또는 서로 조합되어 이용될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 실시예 1에서 기술된 바와 같은, 테트라비닐실란(TVS) 및 1,4-디실라부탄에 의한 유동성 SiC 막의 단면 SEM 이미지를 도시한다. 후처리 후에 바텀-업(Bottom-up), 이음매 없음(seamless) 및 보이드 없이 갭이 채워짐이 입증되었다.
도 2a 및 도 2b는 실시예 2에 기술된 바와 같은, 테트라비닐실란(TVS) 및 트리실릴아민(TSA)에 의한 유동성 SiC 막의 단면 SEM 이미지를 도시한다. 후처리 후에 바텀-업, 이음매 없음 및 보이드 없이 갭이 채워짐이 입증되었다.
도 3a ∼ 3c는 실시예 3에 기술된 바와 같은, 1, 2 및 3 사이클의 공정이 있는 단면 SEM 이미지를 도시한다. 순환 공정이 갭을 채우는 것으로 입증되었다.
도 4는 실시예 4에 기술된 바와 같은 제1 전구체 테트라비닐실란(TVS)과 제2 전구체 디-이소-프로필아미노실란(DIPAS)의 동시 증착(co-deposition)에 의해 바텀-업, 이음매 없음 및 보이드 없이 갭이 채워짐이 달성되었음을 나타내는 단면 SEM을 도시한다.
도 5는 실시예 5에 기술된 바와 같은 제1 전구체 트리비닐메틸실란(TVMS)과 제2 전구체 트리실릴아민(TSA)의 동시 증착에 의해 바텀-업, 이음매 없음 및 보이드 없이 갭이 채워짐이 달성되었음을 나타내는 단면 SEM를 도시한다.
도 6은 실시예 6에 기술된 바와 같은 제1 전구체 트리비닐메틸실란(TVMS)과 제2 전구체 1,4-디실라부탄(DSB)의 동시 증착에 의해 바텀-업, 이음매 없음 및 보이드 없이 갭이 채워짐이 달성되었음을 나타내는 단면 SEM를 도시한다.
도 7은 실시예 7에 기술된 바와 같은 제1 전구체 테트라비닐실란(TVS)과 제2 전구체 N,N'-디실릴트리실라잔의 동시 증착에 의해 바텀-업, 이음매 없음 및 보이드 없이 갭이 채워짐이 달성되었음을 나타내는 단면 SEM을 도시한다.
본원에 기술된 방법 및 화합물은 2 이상의 규소 전구체 화합물, 즉, 1 이상의 제1 화합물 및 1 이상의 제2 화합물을 포함한다.
2 이상의 전구체 화합물을 포함하는 조성물 및 이를 이용하여 표면 피처를 갖는 기판의 적어도 일부분에 화학 기상 증착(CVD) 공정을 통해 유동성 막을 증착시키는 방법이 본원에 기재되어 있다. 예를 들어 유동성 화학적 증착 처리에 의해 증착된 막은, 낮은 공정 온도로 인해 후처리 동안에 막 수축을 경험한다. 현저한 막 수축 및 막 응력의 증가로 인해 보이드 및 이음매가 막에 형성될 수 있다. 따라서 막 응력을 증가시키거나 보이드를 생성하지 않으면서 막을 치밀화하는 데에 어려움이 있었다. 본원에 기술된 조성물 및 방법은 2 이상의 전구체 화합물의 동시 증착을 이용함으로써 기판 상의 표면 피처의 적어도 일부의 채움을 개선함으로써 상기 문제들을 극복한다. 이론에 구속되는 것은 아니나, 1 이상의 Si-H 결합을 갖는 제2 화합물을 파괴하고 그와 적어도 부분적으로 반응하는 불포화 탄소 결합을 함유하는 제1 화합물을 사용함으로써 가교 결합의 양을 증가시킬 수 있다고 생각된다. 반응은 증착 단계, 처리 단계, 또는 증착과 처리 단계 모두에서 일어날 수 있다. 따라서, 가교 결합의 개선은, 처리 단계(예를 들어, 열 어닐링 및/또는 UV 경화) 동안에 발생할 수있는 갭 충전의 보이드를 감소시킨다.
본원에 기술된 방법 및 화합물은 2 이상의 규소 전구체 화합물, 즉, 불포화 탄소 결합(예컨대, 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-탄소 삼중 결합)을 갖는 1 이상의 제1 화합물, 및 1 이상의 Si-H 결합을 갖는 1 이상의 제2 화합물을 포함한다.
제1 화합물은 1 이상의 탄소-탄소 이중 결합 또는 C-C 삼중 결합을 갖는 화합물이고, 이 화합물은 화학식 RnSiR1 4-n으로 표시되며, 식 중 R은 선형 또는 분지형 C2 ∼ C6 알케닐기, 선형 또는 분지형 C2 ∼ C6 알키닐기로부터 선택되고; R1은 수소 및 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되며; n은 0, 1, 2 및 3으로부터 선택되는 수이다. 화학식 I에 대한 예시적 화합물로는 다음의 화합물들이 있으나, 이에 한정되지 않는다:
Figure 112021057023116-pat00001
제2 화합물은 1 이상의 Si-H 결합을 포함하는 화합물이고,하기 화학식 IIA ∼ IIH 및 IIIA:
IIA. SixH2x+2의 화학식을 가지며, 식 중 x는 2 ∼ 6의 수인 폴리실란 화합물;
IIB. 화학식 R1 mSiH4-m을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; m은 1, 2 및 3으로부터 선택되는 수인 화합물;
IIC. 화학식 SiH3-R2-SiH3을 가지며, 식 중 R2는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C6 알킬렌기인 화합물;
IID. 화학식 R3SiH2-R2-SiH2R4를 가지며, 식 중 R2는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C6 알킬렌기이고; R3은 수소, 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되는 것인 화합물;
IIE. 화학식 (R3R4N)nSiH3-nR1을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; R3은 수소, 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되는 것인 화합물;
IIF. 실라시클로알킬 화합물;
IIG. 트리실릴아민 화합물 또는 이의 유도체; 및
IIH. [(R3R4N)pSiH3-p]2NR1 또는 [R3 pSiH2-pNR1]q의 화학식을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; R3은 수소, 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; p = 0, 1, 2이며; q = 2 또는 3인 실라잔 화합물;
IIIA. (R3R4N)SiH2SiH3 의 화학식을 가지며, 식 중 R3은 수소, 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되고; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되며; 일부 실시양태에서, R3과 R4는 결합되어 고리를 형성할 수 있고, 다른 실시양태에서, R3과 R4는 결합되어 고리를 형성하는 것이 아닌 유기아미노디실란
으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 화합물이다.
화학식 IIA에 대한 예시적 화합물로는 디실란, 트리실란, 테트라실란, 펜타실란, 헥사실란, 및 이들의 조합이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
화학식 IIB에 대한 예시적 화합물로는 하기 화합물들이 있으나, 이에 한정되지 않는다:
Figure 112021057023116-pat00002
화학식 IIC에 대한 예시적 화합물로는 하기 화합물들이 있으나, 이에 한정되지 않는다:
Figure 112021057023116-pat00003
화학식 IID에 대한 예시적 화합물로는 하기 화합물들이 있으나, 이에 한정되지 않는다:
Figure 112021057023116-pat00004
화학식 IIE에 대한 예시적 화합물로는 하기 화합물들이 있으나, 이에 한정되지 않는다:
Figure 112021057023116-pat00005
화학식 IIF에 대한 예시적 화합물로는 하기 화합물들이 있으나, 이에 한정되지 않는다:
Figure 112021057023116-pat00006
화학식 IIG에 대한 예시적 화합물로는 하기 화합물들이 있으나, 이에 한정되지 않는다:
Figure 112021057023116-pat00007
화학식 IIH에 대한 예시적 화합물로는 하기 화합물들이 있으나, 이에 한정되지 않는다:
Figure 112021057023116-pat00008
화학식 IIIA에 대한 예시적 화합물로는 하기 화합물들이 있으나, 이에 한정되지 않는다:
Figure 112021057023116-pat00009
상기 화학식들 및 본 명세서 전반에 걸쳐, 용어 "선형 또는 분지형 알킬"은 1 ∼ 10, 3 ∼ 10, 또는 1 ∼ 6 개의 탄소 원자를 갖는 선형 작용기를 나타낸다. 상기 화학식들 및 본 명세서 전반에 걸쳐, 용어 "분지형 알킬"은 3 ∼ 10, 또는 1 ∼ 6 개의 탄소 원자를 갖는 선형 작용기를 나타낸다. 예시적인 선형 또는 분지형 알킬기로는 메틸(Me), 에틸(Et), 이소프로필(Pri), 이소부틸(Bui), sec-부틸(Bus), tert-부틸(But), 이소-펜틸, tert-펜틸(am), 이소헥실 및 네오헥실이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 특정 실시양태에서, 알킬기는 그에 부착된 하나 이상의 작용기, 예컨대 알콕시기, 디알킬아미노기 또는 이들의 조합을 포함하나, 이에 한정되지 않는 작용기를 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 알킬기는 그에 부착된 하나 이상의 작용기를 갖지 않는다. 알킬기는 포화되거나, 다르게는 불포화될 수 있다.
상기 화학식들 및 본 명세서 전반에 걸쳐, 용어 "환형 알킬"은 3 ∼ 10 또는 5 ∼ 10 개의 원자를 갖는 환형 기를 나타낸. 예시적인 환형 알킬기로는 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실 및 시클로옥틸 기가 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 특정 실시양태에서, 환형 알킬기는 하나 이상의 C1 ∼ C10 선형, 분지형 치환기, 또는 산소 또는 질소 원자를 함유하는 치환기를 가질 수 있다. 이러한 실시양태 또는 다른 실시양태에서, 환형 알킬기는 치환기로서, 예를 들어 메틸시클로헥실기 또는 메톡시시클로헥실기와 같은, 하나 이상의 선형 또는 분지형 알킬기 또는 알콕시기를 가질 수 있다.
상기 화학식들 및 본 명세서 전반에 걸쳐, 용어 "아릴"은 3 ∼ 10 개의 탄소 원자, 5 ∼ 10 개의 탄소 원자, 또는 6 ∼ 10 개의 탄소 원자를 갖는 방향족 환형 작용기를 나타낸다. 예시적인 아릴기로는 페닐, 벤질, 클로로벤질, 톨릴 및 o-크실릴이 잇으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 화학식들 및 본 명세서 전반에 걸쳐, 용어 용어 "알케닐기"는 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖고 2 ∼ 12, 2 ∼ 10, 또는 2 ∼ 6 개의 탄소 원자를 갖는 기를 나타낸다. 예시적인 알케닐기로는 비닐기 또는 알릴기가 있으나, 이에 한정되지 않는다.
용어 "알키닐기"는 하나 이상의 탄소-탄소 삼중 결합을 갖고 2 ∼ 12 또는 2 ∼ 6 개의 탄소 원자를 갖는 기를 나타낸다.
용어 "알킬렌기"는 알킬로부터 두 수소 원자의 제거에 의해 유도되는 기를 나타낸다. 예시적인 알킬렌기로는 메틸렌(-CH2-) 또는 에틸렌(-CH2CH2-) 기가 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 화학식들 및 본 명세서 전반에 걸쳐, 본원에서 사용된 용어 "불포화"는 작용기, 치환기, 고리 또는 브릿지가 하나 이상의 탄소 이중 결합 또는 삼중 결합을 갖는 것을 의미한다. 불포화 고리의 예로는, 제한 없이, 페닐 고리와 같은 방향족 고리가 있을 수 있다. 용어 "포화"는 작용기, 치환기, 고리 또는 브릿지가 하나 이상의 이중 또는 삼중 결합을 갖지 않는 것을 의미한다.
특정 실시양태에서, 화학식 중 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 및/또는 환형 알킬기 중 하나 이상은 "치환"되거나, 예를 들어 수소 원자 대신에 치환된 하나 이상의 원자 또는 원자 그룹을 가질 수 있다. 예시적인 치환기로는 산소, 황, 할로겐 원자(예를 들어, F, Cl, I 또는 Br), 질소, 알킬기 및 인이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 실시양태에서, 화학식 중 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 방향족기 및/또는 아릴기 중 하나 이상은 치환되지 않을 수 있다.
본 발명의 제1 전구체와 제2 전구체의 비율은 약 0:5 ∼ 약 2:1 범위일 수 있고, 선택된 제1 전구체와 제2 전구체의 함수로서 변화될 수 있다. 본 발명의 한 양태에서, TVS 대 TSA의 비율을 증가시키는 것은 보이딩을 감소시키기 위해(또는 밀도를 증가시키기 위해) 사용될 수 있다.
본원에 기재된 규소 전구체 화합물은 다양한 방식으로 CVD 또는 ALD 반응기와 같은 반응 챔버로 전달될 수 있다. 한 실시양태에서, 액체 전달 시스템이 이용될 수 있다. 대안적인 실시양태에서, 저휘발성 재료가 용적 측정식으로 전달될 수 있게 하여, 전구체의 열분해 없이 재현 가능한 수송 및 증착이 유도되도록, 예를 들어 미국 미네소타주 쇼어뷰 소재의 MSP Corporation에 의해 제조된 터보 기화기와 같은 조합된 액체 전달 및 플래시 증발 공정 유닛이 사용될 수 있다. 액체 전달 배합물에서, 본원에 기재된 전구체는 순수한 액체 형태로 전달되거나, 대안적으로 용매 배합물 또는 이를 포함하는 조성물 중에서 사용될 수 있다. 따라서, 특정 실시양태에서, 전구체 배합물은 기판 상에 막을 형성하기 위해, 주어진 최종 용도 적용에 바람직하고 유리할 수 있는 적합한 특성의 용매 성분(들)을 포함할 수 있다. 적합한 용매의 예는 비극성 알칸계 용매, 예컨대 시클로헥산 및 시클로헥사 논으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 구성원을 포함할 수 있다.
규소 전구체 화합물은 바람직하게는 클로라이드와 같은 할라이드 이온 또는 Al과 같은 금속 이온을 실질적으로 함유하지 않는다. 본원에서 사용될 때, 용어 "실질적으로 함유하지 않는"은, 이것이 예를 들어 클로라이드 및 플루오라이드, 브로마이드, 요오다이드, Al3+ 이온, Fe2+, Fe3+, Ni2+, Cr3+와 같은 할라이드 이온(또는 할라이드)과 관련되는 경우, 5 ppm(중량) 미만, 바람직하게는 3 ppm 미만, 보다 바람직하게는 1 ppm 미만, 가장 바람직하게는 0 ppm을 의미한다. 클로라이드 또는 금속 이온은 규소 전구체의 분해 촉매로서 작용하는 것으로 공지되어 있다. 최종 생성물 중 상당 수준의 클로라이드는 규소 전구체의 열화를 초래할 수 있다. 규소 전구체의 점진적인 열화는 막 증착 공정에 직접적으로 영향을 미쳐, 반도체 제조사가 막 사양을 충족시키기 어렵게 할 수 있다. 또한, 저장 수명 또는 안정성은 규소 전구체의 높은 열화 속도에 의해 부정적인 영향을 받으며, 이로 인해 1∼2년의 저장 수명을 보장하기가 어렵게 할 수 있다. 게다가, 규소 전구체는 분해시에 인화성 및/또는 발화성 가스, 예컨대 수소 및 실란을 형성하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 규소 전구체의 가속화된 분해는 이들 인화성 및/또는 발화성 가스 부산물의 형성과 관련된 안전성 및 성능 문제를 제시한다.
본원에 기술된 막 또는 코팅을 형성하는 데 이용되는 방법은 유동성 화학적 증착 공정이다. 본원에 개시된 방법을 위한 적절한 증착 공정의 예는 순환 유동성 화학 기상 증착(CFCVD) 또는 플라즈마 강화 유동성 화학 기상 증착(PEFCVD)을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 본원에서 사용될 때, 용어 "유동성 화학 기상 증착법"은, 기판이 하나 이상의 휘발성 전구체에 노출되어 기판 표면 상에서 반응 및/또는 분해됨으로써 유동성 올리고머 규소 함유 종을 제공하고, 이어서 추가 처리시 고형 막 또는 재료를 생성하며, 일부 경우에는 올리고머 종의 적어도 일부분이 폴리머 종을 포함하는 것인 임의의 공정을 가리킨다. 본원에서 사용 된 전구체, 시약 및 공급원은 때때로 "기체"로 기술될 수 있지만, 전구체는 직접 기화, 버블링 또는 승화를 통해 반응기 내에, 불활성 가스의 존재 또는 부재 하에 운송되는 액체 또는 고체일 수 있음이 이해된다. 일부 경우에, 기화된 전구체는 플라즈마 생성기를 통과할 수 있다. 한 실시양태에서, 막은 플라즈마 기반(예를 들어, 원격 생성 또는 계내 생성) CVD 공정을 이용하여 증착된다. 본원에 사용될 때 용어 "반응기"는, 제한 없이, 반응 챔버 또는 증착 챔버를 포함한다.
화학식 I 및 IIA-H를 갖는 화합물 전구체는 증기 흡입, 버블링 또는 직접 액체 도입(DLI)을 포함하나 이에 한정되지 않는 다양한 방식으로 유동성 화학 기상 증착 반응기에 전달될 수 있다. 한 실시양태에서, 액체 전달 시스템이 이용될 수 있다. 다른 실시양태에서, 반응기는 유동성 액체를 증착시키기 위해 반응기에서 조합될 때까지 전구체의 증기와 별개로 원격으로 생성된 플라즈마 종을 유지하기 위해서, 이중 플리넘 샤워 헤드를 구비할 수 있다. 대안적인 실시양태에서, 저휘발성 재료가 체적 측정식으로 전달될 수 있게 하여, 전구체의 열 분해 없이 재현 가능한 수송 및 증착이 유도되도록, 예를 들어 미국 미네소타주 쇼어뷰 소재의 MSP Corporation에 의해 제조된 터보 기화기와 같은 조합된 액체 전달 및 플래시 증발 공정 유닛이 사용될 수 있다. 액체 전달 배합물에서, 본원에 기재된 전구체는 순수한 액체 형태로 전달되거나, 대안적으로, 용매 배합물 또는 이를 포함하는 조성물 중에서 사용될 수있다. 따라서, 특정 실시양태에서, 전구체 배합물은 기판 상에 막을 형성하기 위해서, 주어진 최종 용도 적용에 바람직하고 유리할 수 있는 적합한 특징의 용매 성분(들)을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 화학식 I 및 IIA-H를 갖는 2개의 전구체는 반응기 챔버에 유입되기 전에 그 2개의 전구체 사이의 반응을 피하기 위해서 상이한 도입구로 전달될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 화학식 I 및 IIA-H를 갖는 2 이상의 전구체는, 이들이 양립 가능한 경우 예비 혼합된 다음, DLI법을 이용하여 반응기 챔버로 전달할 수 있다.
특정 실시양태에서, 기판은 플라즈마 처리, 열 처리, 화학적 처리, 자외선 노광, 전자 빔 노출, 및 이들의 조합과 같으나 이에 한정되지 않는 하나 이상의 예비-증착 처리에 노출되어 막의 하나 이상의 특성에 영향을 줄 수 있다. 이러한 예비-증착 처리는 불활성, 산화 및/또는 환원으로부터 선택되는 분위기 하에서 이루어질 수 있다.
반응을 유도하고 기판 상에 규소 함유 막 또는 코팅을 형성하기 위해, 화합물, 질소 함유 공급원, 산소 공급원, 다른 전구체 또는 이들의 조합 중 1 이상에 에너지가 인가된다. 이러한 에너지는 열, 플라즈마, 펄스 플라즈마, 헬리콘 플라즈마, 고밀도 플라즈마, 유도 결합 플라즈마, X선, 전자빔, 광자, 원격 플라즈마법 및 이들의 조합에 의해 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 특정 실시양태에서, 2차 RF 주파수 소스는 기판 표면에서 플라즈마 특성을 변형시키는 데 사용될 수 있다. 증착이 플라즈마를 포함하는 실시양태에서, 플라즈마 생성 공정은, 플라즈마가 반응기에서 직접 생성되는 직접 플라즈마 생성 공정, 또는 플라즈마가 반응기 외부에서 생성되어 반응기로 공급되는 원격 플라즈마 생성 공정을 포함할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 방법은 표면 피처를 포함하는 기판의 표면의 적어도 일부분 상에 막을 증착한다. 기판을 반응기에 넣고, 기판을 약 -20℃ ∼ 약 400℃ 범위의 하나 이상의 온도로 유지한다. 한 특정 실시양태에서, 기판의 온도는 챔버의 벽보다 낮다. 기판 온도는 100℃ 미만의 온도, 바람직하게는 25℃ 미만의 온도, 가장 바람직하게는 10℃ 미만, 및 -20℃ 초과로 유지된다.
앞서 언급한 바와 같이, 기판은 하나 이상의 표면 피처를 포함한다. 한 특정 실시양태에서, 표면 피처(들)는 1 ㎛ 이하, 또는 500 nm 이하, 50 nm 이하, 또는 10 nm의 폭을 갖는다. 이 실시양태 또는 다른 실시양태에서, 표면 피처의 종횡비(깊이 대 폭 비율)는, 존재할 경우, 0.1:1 이상, 또는 1:1 이상, 또는 10:1 이상, 또는 20:1 이상, 또는 40:1 이상이다. 기판은 단결정 실리콘 웨이퍼, 탄화규소의 웨이퍼, 산화알루미늄(사파이어)의 웨이퍼, 유리 시트, 금속 호일, 유기 폴리머 막이거나, 폴리머, 유리, 규소 또는 금속의 3차원 물품일 수 있다. 기판은 산화규소, 질화규소, 비정질 탄소, 옥시탄화규소, 옥시질화규소, 탄화규소, 갈륨 비소, 질화갈륨 등의 막을 포함하는, 당업계에 널리 공지된 다양한 물질로 코팅될 수 있다. 이들 코팅은 기판을 완전히 코팅할 수 있고, 다양한 물질의 다중층일 수 있으며, 재료의 기저층을 노출 시키도록 부분적으로 에칭될 수 있다. 또한 표면은 패턴으로 노광되고 현상되어 기판을 부분적으로 코팅하는 포토레지스트 재료를 그 위에 가질 수 있다.
본 발명의 한 양태에서, 기판은 Si, SiOx, SiN, SiGe, SiOC 및 SiON으로 구성된 군으로부터 선택된 1 이상의 구성원을 포함한다. 본 발명의 다른 양태에서, 본 발명의 규소 함유 막은 하드 마스크로서 이용되어 포토레지스트에 대한 에칭 선택성을 제공할 수 있다. 본 발명의 추가의 양태에서, 본 발명의 규소 함유 막은 전도성 재료들 사이에서 유전체 막으로서, 전도성 물질과 다른 유전체 사이의 배리어로서, 또는 샌드위치 유전체 내의 막으로서 기능한다.
특정 실시양태에서, 반응기는 대기압 이하 또는 750 torr(105 파스칼(Pa)) 이하, 또는 100 torr(13332 Pa) 이하의 압력에 있다. 다른 실시양태에서, 반응기의 압력은 약 0.1 torr(13 Pa) ∼ 약 10 torr(1333 Pa) 범위로 유지된다.
한 특정 실시양태에서, 1 이상의 화합물 및 플라즈마가 반응기에 도입되는 도입 단계는, 약 -20℃ ∼ 약 400℃, 또는 -20℃ ∼ 약 100℃, 또는 -20℃ ∼ 약 40℃ 범위의 하나 이상의 온도에서 수행된다. 이들 실시양태 또는 다른 실시양태에서, 기판은 표면 피처를 포함하는 반도체 기판을 포함한다. 질소를 포함하는 플라즈마는 질소 플라즈마, 질소/수소 플라즈마, 질소/헬륨 플라즈마, 질소/아르곤 플라즈마, 암모니아 플라즈마, 암모니아/헬륨 플라즈마, 암모니아/아르곤 플라즈마, 암모니아/질소 플라즈마, NF3, NF3 플라즈마, 유기 아민 플라즈마, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 1 이상의 화합물 및 질소원은 반응하여, 표면 피처 및 기판의 적어도 일부분 상에 질화규소 막(비화학량론적) 또는 탄질화규소 막을 형성한다. 본원에서 사용될 때 용어 "유기 아민"은, 1 이상의 질소 원자를 갖는 유기 화합물을 나타낸다. 유기 아민의 예로는 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 이소-프로필아민, tert-부틸아민, sec-부틸아민, tert-아밀아민, 에틸렌디아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 디에틸아민, 피롤, 2,6-디메틸피페리딘, 디-n-프로필아민, 디-이소-프로필아민, 에틸메틸아민, N-메틸아닐린, 피리딘 및 트리에틸아민이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다른 실시양태에서, 플라즈마원은 탄화수소 플라즈마, 탄화수소 및 헬륨을 포함하는 플라즈마, 탄화수소 및 아르곤을 포함하는 플라즈마, 이산화탄소 플라즈마, 일산화탄소 플라즈마, 탄화수소 및 수소를 포함하는 플라즈마, 탄화수소 및 질소원을 포함하는 플라즈마, 탄화수소 및 산소원을 포함하는 플라즈마, 및 이들의 혼합물을 포함하는, 탄소원 플라즈마로 이루어진 군으로부터 선택되나, 이에 한정되지 않는다. 1 이상의 화합물과 탄소원은 반응하여, 표면 피처 및 기판의 적어도 일부분 상에 탄화규소 막(비화학량론적), 또는 탄질화규소 막, 또는 산질화규소 막, 또는 옥시탄화규소 막, 또는 옥시탄질화규소 막을 형성한다.
상이한 실시양태에서, 플라즈마원은 수소 플라즈마, 헬륨 플라즈마, 아르곤 플라즈마, 크세논 플라즈마, 및 이들의 혼합물로부터 선택되나, 이에 한정되지 않는다. 1 이상의 화합물과 플라즈마는 반응하여, 표면 피처 및 기판의 적어도 일부분 상에 질화규소 막, 또는 탄화규소 막, 또는 탄질화규소 막을 형성한다.
특정 실시양태에서, 규소 함유 막이 증착된 후, 기판은 임의로, 질화규소 막이 산화규소 또는 산질화규소 또는 탄소 도핑된 산화규소 막을 형성하도록 하기에 충분한 특정 공정 조건 하에서 산소 함유 공급원으로 처리된다. 산소 함유 공급원은 물(H2O), 산소(O2), 산소 플라즈마, 오존(O3), NO, N2O, 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), N2O 플라즈마, 일산화탄소(CO) 플라즈마, 이산화탄소(CO2) 플라즈마, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
특정 실시양태에서, 유동성 액체 또는 올리고머를 약 100℃ ∼ 약 1000℃ 범위의 하나 이상의 온도에서 처리하여 재료의 적어도 일부분을 치밀화한다.
일부 실시양태에서, 후 열처리 재료는 플라즈마, 적외선, 화학적 처리, 전자 빔 또는 UV광에 노출되어 고밀도 막을 형성한다.
상기 단계들은 본원에 기재된 방법에 대한 하나의 사이클을 정의하며; 이 사이클은 원하는 두께의 규소 함유 막이 얻어질 때까지 반복될 수 있다. 이 실시양태 또는 다른 실시양태에서, 본원에 기술된 방법의 단계들은 다양한 순서로 수행될 수 있고, 순차적으로 또는 동시에(예를 들어, 다른 단계의 적어도 일부 중에) 수행될 수 있으며, 이들의 임의의 조합으로 수행될 수 있음이 이해된다. 화합물 및 다른 시약을 공급하는 각각의 단계는, 생성된 규소 함유 막의 화학량론적 조성을 변화시기 위해서 그들을 공급하는 지속 시간을 변화시킴으로써 수행될 수 있다.
한 양태에서, 규소 함유 막을 증착하는 방법으로서,
표면 피처를 포함하는 기판을, -20℃ ∼ 약 400℃ 범위의 하나 이상의 온도에 있는 반응기에 넣는 단계;
반응기에 1 이상의 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-탄소 삼중 결합을 갖는 제1 화합물을 도입하는 단계로서, 제1 화합물은 화학식 RnSiR1 4-n을 가지며, 식 중 R은 선형 또는 분지형 C2 ∼ C6 알케닐기, 선형 또는 분지형 C2 ∼ C6 알키닐기로부터 선택되고; R1은 수소 및 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되며; n은 0, 1, 2 및 3으로부터 선택되는 수인 단계;
반응기에 1 이상의 Si-H 결합을 갖는 제2 화합물을 도입하는 단계로서, 1 이상의 제2 화합물은 하기 화학식 IIA ∼ IIH 및 IIIA:
IIA. SixH2x+2의 화학식을 가지며, 식 중 x는 2 ∼ 6의 수인 폴리실란 화합물;
IIB. 화학식 R1 mSiH4-m을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; m은 1, 2 및 3으로부터 선택되는 수인 화합물;
IIC. 화학식 SiH3-R2-SiH3을 가지며, 식 중 R2는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C6 알킬렌기인 화합물;
IID. 화학식 R3SiH2-R2-SiH2R4를 가지며, 식 중 R2는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C6 알킬렌기이고; R3은 수소, 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되는 것인 화합물;
IIE. 화학식 (R3R4N)nSiH3-nR1을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; R3은 수소, 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되는 것인 화합물;
IIF. 실라시클로알킬 화합물;
IIG. 트리실릴아민 화합물 또는 이의 유도체; 및
IIH. [(R3R4N)pSiH3-p]2NR1 또는 [R3 pSiH2-pNR1]q의 화학식을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; R3은 수소, 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; p = 0, 1, 2이며; q = 2 또는 3인 실라잔 화합물; 및
IIIA. (R3R4N)SiH2SiH3의 화학식을 가지며, 식 중 R3은 수소, 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되고; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되는 것인 유기아미노디실란
으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 단계;
제1 화합물과 제2 화합물을 적어도 부분적으로 반응시켜 유동성 액체 또는 올리고머를 형성하도록, 반응기에 플라즈마원을 제공하는 단계로서, 유동성 액체 또는 올리고머는 표면 피처의 일부분을 적어도 부분적으로 채우는 것인 단계
를 포함하는 방법이 제공된다. 상기 단계들은 본원에 기재된 방법에 대한 하나의 사이클을 정의하며; 이 사이클은 원하는 두께의 규소 함유 막이 얻어질 때까지 반복될 수 있다. 이 실시양태 또는 다른 실시양태에서, 본원에 기술된 방법의 단계들은 다양한 순서로 수행될 수 있고, 순차적으로 또는 동시에(예를 들어, 다른 단계의 적어도 일부 중에) 수행될 수 있으며, 이들의 임의의 조합으로 수행될 수 있음이 이해된다. 화합물 및 다른 시약을 공급하는 각각의 단계는, 생성된 규소 함유 막의 화학량론적 조성을 변화시기 위해서 그들을 공급하는 지속 시간을 변화시킴으로써 수행될 수 있다.
질소를 포함하는 플라즈마는 질소 플라즈마, 질소/수소 플라즈마, 질소/헬륨 플라즈마, 질소/아르곤 플라즈마, 암모니아 플라즈마, 암모니아/헬륨 플라즈마, 암모니아/아르곤 플라즈마, 암모니아/질소 플라즈마, NF3, NF3 플라즈마, 유기 아민 플라즈마, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
다른 실시양태에서, 플라즈마원은 탄화수소 플라즈마, 탄화수소 및 헬륨을 포함하는 플라즈마, 탄화수소 및 아르곤을 포함하는 플라즈마, 이산화탄소 플라즈마, 일산화탄소 플라즈마, 탄화수소 및 수소를 포함하는 플라즈마, 탄화수소 및 질소원을 포함하는 플라즈마, 탄화수소 및 산소원을 포함하는 플라즈마, 및 이들의 혼합물을 포함하는, 탄소원 플라즈마로 이루어진 군으로부터 선택되나, 이에 한정되지 않는다.
상기 실시양태 중 어느 하나 또는 대안적인 실시양태에서, 플라즈마원은 수소 플라즈마, 헬륨 플라즈마, 아르곤 플라즈마, 크세논 플라즈마, 및 이들의 혼합물로부터 선택되나, 이에 한정되지 않는다. 1 이상의 화합물과 플라즈마는 반응하여, 표면 피처 및 기판의 적어도 일부분 상에 질화규소 막, 또는 탄화규소 막, 또는 탄질화규소 막을 형성한다.
특정 실시양태에서, 규소 함유 막이 증착된 후, 기판은 임의로, 질화규소 막이 산화규소 또는 산질화규소 또는 탄소 도핑된 산화규소 막을 형성하도록 하기에 충분한 특정 공정 조건 하에서 산소 함유 공급원으로 처리된다. 산소 함유 공급원은 물(H2O), 산소(O2), 산소 플라즈마, 오존(O3), NO, N2O, 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), N2O 플라즈마, 일산화탄소(CO) 플라즈마, 이산화탄소(CO2) 플라즈마, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 실시양태 중 어느 하나 또는 대안적인 실시양태에서, 유동성 액체 또는 올리고머를 약 100℃ ∼ 약 1000℃ 범위의 하나 이상의 온도에서 처리하여 재료의 적어도 일부분을 치밀화한다.
일부 실시양태에서, 후 열처리 재료는 플라즈마, 적외선, 화학적 처리, 전자 빔 또는 UV광에 노출되어 고밀도 막을 형성한다. 본 발명의 한 실시양태에서, UV광 노출에 대한 노출을 포함하는 후처리는, 에틸렌 및 실란 가스 부산물을 방출하는 조건 하에 수행된다.
하기 실시예는 본 발명의 특정 실시양태를 예시하기 위해 제공된 것이며, 첨부의 청구범위를 제한하려는 것은 아니다.
실시예
유동성 화학 기상 증착(FCVD) 막을 중등도 저항률(8-12 Ωcm)의 단결정 규소 웨이퍼 기판 및 Si 패턴 웨이퍼 상에 증착하였다. 특정 실시예에서, 생성된 규소 함유 막 또는 코팅은 플라즈마 처리, 열 처리, 화학적 처리, 자외선 노광, 적외선 노광, 전자 빔 노출, 및/또는 막의 하나 이상의 특성에 영향을 줄 수 있는 기타 처리를 포함하나 이에 한정되지 않는 예비 증착 처리에 노출될 수 있다.
Applied Materials Precision 5000 시스템 상의 변형된 FCVD 챔버에서의 증착은, 실란 또는 TEOS 공정 키트를 사용하여 수행될 수 있다. 챔버는 직접 액체 도입(DLI) 전달 능력을 갖는다. 전구체는 전구체의 비등점에 의존하는 전달 온도를 갖는 액체이다. 초기 유동성 질화물 막을 증착하기 위해, 전형적인 액체 전구체 유량은 100∼5000 mg/분이었고, 계내 플라즈마 전력 밀도는 0.25∼3.5 W/cm2이었으며, 압력은 0.75∼12 Torr였다. 침착된 유동성 막을 치밀화하기 위해, 막을 100℃ ∼ 1000℃, 바람직하게는 300℃ ∼ 400℃에서 변형된 PECVD 챔버를 사용하여 진공에서 열적으로 어닐링 및/또는 UV 경화시켰다. 632 nm에서의 두께 및 굴절률(RI)은 SCI 반사계 또는 Woollam 타원편광계로 측정하였다. 일반적인 막 두께는 10 ∼ 2000 nm 범위였다. 규소계 막의 결합 특성 및 수소 함량(Si-H, C-H 및 N-H)을 Nicolet 투과 푸리에 변환 적외선 분광기(FTIR) 도구로 측정 및 분석하였다. 모든 밀도 측정은 X선 반사율(XRR)을 이용하여 수행하였다. X선 광전자 분광법(XPS) 및 2차 이온 질량분석(SIMS) 분석을 수행하여 막의 원소 조성을 결정하였다. 패턴화된 웨이퍼에 대한 유동성 및 갭 채움 효과는 Hitachi S-4700 시스템을 2.0 nm의 해상도에서 사용하여 단면 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰하였다.
유동성 CVD 증착은 실험 설계(DOE) 방법론을 이용하여 수행하였다. 실험 설계는 다음의 것들: 100 ∼ 5000 mg/분, 바람직하게는 500 ∼ 2000 mg/분의 두 전구체 흐름; 0 sccm ∼ 1000 sccm, 바람직하게는 0 ∼ 500 sccm의 NH3 흐름; 0.75 ∼ 12 Torr, 바람직하게는 6 ∼ 10 torr의 압력; RF 전력(13.56 MHz) 50 ∼ 1000 W, 바람직하게는 100∼500 W; 저주파(LF) 전력 0 ∼ 100 W; 및 -20℃ ∼ 400℃, 바람직하게는 -20℃ ∼ 40℃의 증착 온도를 포함한다.
실시예 1: 테트라비닐실란(TVS, 화학식 I) 및 1,4-디실라부탄(DSB, 화학식 IID)을 이용한 유동성 탄화규소 막의 증착
실험에서, 가장 바람직한 막 특성을 갖는 유동성 탄화규소(SiC) 막을 증착하기 위해 이용된 공정 조건은 다음과 같다: 전력 = 150 W, 간격 = 250 mils, 압력 = 8 Torr, 온도 = 35℃∼40℃, TVS = 500 mg/분, 1,4-디실라부탄 = 750 mg/분, He = 200 sccm. 유동성 막을 300℃에서 5분 동안 열적으로 어닐링한 다음, 400℃ UV 경화를 1, 3, 5 및 10 분 동안 실시하였다. 굴절률 및 막 밀도는 UV 처리 시간에 따라 증가하였다. 단면 SEM은 바텀-업, 이음매 없음 및 보이드 없이 갭이 채워짐이, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 전구체 화합물 TVS과 1,4-디실라부탄의 동시 증착에 의해 달성되었음을 보여준다. 이 막을 300℃에서 5분 동안 열적으로 어닐링하고 400℃에서 1분 동안 UV 경화하였다. 유동성 SiC 막은 주위 노출에 의해 우수한 안정성을 보였다. 안정성은 막 두께(예를 들어, 굴절률에 의해 측정됨)에 대한 변화를 검출함으로써 측정하며, 여기서 부족한 안정성을 갖는 막은 주위 수분 및 산소 수준에 노출될 때 산화됨으로써 감소된 두께를 갖는다. 두께 또는 굴절률에는 변화가 없었다.
실시예 2: 테트라비닐실란(TVS, 화학식 I) 및 트리실릴아민(TSA, 화학식 IIG)을 이용한 유동성 탄질화규소 막의 증착
이 실험에서, 가장 바람직한 막 특성을 갖는 유동성 탄질화규소(SiCN) 막을 증착하기 위해 사용된 공정 조건은 다음과 같다: 전력 = 200 W, 간격 = 300 mils, 압력 = 6 Torr, 온도 = 30℃, TVS = 1700 mg/분, TSA = 1000 mg/분, He = 200 sccm, NH3 = 450 sccm. 유동성 막을 300℃에서 5분 동안 열적으로 어닐링한 다음, 400℃ UV 경화를 1, 3, 5 및 10 분 동안 실시하였다. 굴절률 및 막 밀도는 UV 시간에 따라 증가한다. 단면 SEM은, 바텀-업, 이음매 없음 및 보이드 없이 갭이 채워짐이, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 전구체 TVS와 제2 전구체 TSA의 동시 증착에 의해 달성되었음을 보여준다. 이 막을 300℃에서 5분 동안 열적으로 어닐링하고 400℃에서 10분 동안 UV 경화하였다. 유동성 SiC 막은 주위 노출에 의해 우수한 안정성을 보였다. 안정성은 막 두께(예를 들어, 굴절률에 의해 측정됨)에 대한 변화를 검출함으로써 측정하며, 두께 또는 굴절률에는 변화가 없었다. 또한, 희석된 HF 용액에 막을 침지함으로써 WER을 시험하였다. 유동성 SiCN 막은 HF 용액의 에칭 내성을 보여 주었다.
실시예 3: 순환 공정에 의한, 테트라비닐실란(TVS, 화학식 I) 및 트리실릴아민(TSA, 화학식 IIG)을 사용하는 유동성 탄질화규소 막의 증착
이 실험은 실시예 2의 증착 조건을 이용하였다. 증착 시간을 10초에서 1.5초로 감소시켰다. 도 3a ∼ 3c는 공정의 1, 2 및 3 사이클 후의 갭 채움 효과를 도시한다. 모든 사이클마다, 막을 증착하고, 300℃에서 5분 동안 열적으로 어닐링하고, 400℃에서 10분 동안 UV 경화하였다. 공정의 한 사이클은 도 3a에 도시된 바와 같이 갭의 80%∼90%를 채울 수 있다. 공정의 3 사이클에 의해, 갭이 완전히 채워졌으며, 막의 층이 구조의 정상부 위에서 성장하기 시작하였다.
실시예 4: 테트라비닐실란(TVS, 화학식 I) 및 디-이소-프로필아미노실란(DIPAS, 화학식 IIE)을 이용한 유동성 탄질화규소 막의 증착
이 실험에서는, TVS와 DIPAS를 유동성 SiCN 막에 대해 동시 증착하였다. 바람직한 증착 조건은: 전력 = 200∼400 W, 간격 = 300 mils, 압력 = 6 Torr, 온도 = 25℃∼30℃, TVS = 1000 mg/분, DIPAS = 1000∼1500 mg/분, He = 200 sccm, NH3 = 450∼1000 sccm을 포함하였다. 습윤 및 유동성 막을 이들 조건 하에서 증착하였다. 이어서 막을 300℃에서 5분 동안 열적으로 어닐링하였다. 단면 SEM은, 바텀-업, 이음매 없음 및 보이드 없이 갭이 채워짐이, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 전구체 TVS와 제2 전구체 DIPAS의 동시 증착에 의해 달성되었음을 보여준다.
실시예 5: 트리비닐메틸실란(TVMS, 화학식 I) 및 트리실릴아민(TSA, 화학식 IIG)을 이용한 유동성 탄질화규소 막의 증착
이 실험에서는, TVMS와 TSA를 유동성 SiCN 막에 대해 동시 증착하였다. 바람직한 증착 조건은: 전력 = 200 W, 간격 = 300 mils, 압력 = 6 Torr, 온도 = 25∼30 oC, TSA = 1000 mg/분, TVMS = 1000∼1500 mg/분, He = 200 sccm, NH3 = 600∼1200 sccm을 포함하였다. 습윤 및 유동성 막을 이들 조건 하에서 증착하였다. 이어서 막을 300℃에서 5분 동안 열적으로 어닐링하고 400℃에서 10분 동안 UV 경화하였다. 단면 SEM은, 바텀-업, 이음매 없음 및 보이드 없이 갭이 채워짐이, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 전구체 TVMS와 제2 전구체 TSA의 동시 증착에 의해 달성되었음을 보여준다. TVS 중 비닐기를 TVMS 중 메틸기로 대체하는 것은 유동성 또는 갭 채움 결과를 손상시키지 않았다. 그러나, 가교 결합의 형성 없이, TVMS 및 TSA에 의해 증착된 막은 TVS + TSA에 의한 것보다 낮은 밀도를 갖는다.
실시예 6: 트리비닐메틸실란(TVMS, 화학식 I) 및 1,4-디실라부탄(DSB, 화학식 IIC)을 이용한 유동성 탄질화규소 막의 증착
이 실험에서는, TVMS와 DSB를 유동성 SiC 막에 대해 동시 증착하였다. 바람직한 증착 조건은: 전력 = 200∼400 W, 간격 = 300 mils, 압력 = 6 Torr, 온도 = 25℃∼30℃, DSB = 1000 mg/분, TVMS = 1000∼1500 mg/분, He = 200 sccm, NH3 = 600∼1200 sccm을 포함하였다. 습윤 및 유동성 막을 이들 조건 하에서 증착하였다. 이어서 막을 300℃에서 5분 동안 열적으로 어닐링하였다. 단면 SEM은, 바텀-업, 이음매 없음 및 보이드 없이 갭이 채워짐이, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 전구체 TVMS와 제2 전구체 DSB의 동시 증착에 의해 달성되었음을 보여준다.
실시예 7: 테트라비닐실란(TVS, 화학식 I) 및 N,N'-디실릴트리실라잔(화학식 IIG)을 이용한 유동성 탄질화규소 막의 증착
이 실험에서는, TVS와 TSA 이량체를 유동성 SiCN 막에 대해 동시 증착하였다. 바람직한 증착 조건은: 전력 = 150∼300 W, 간격 = 200∼400 mils, 압력 = 6 Torr, 온도 = 25℃∼30℃, TSA 이량체 = 1000∼1500 mg/분, TVS = 900∼1300 mg/분, He = 200 sccm, NH3 = 600∼1200 sccm을 포함하였다. 습윤 및 유동성 막을 이들 조건 하에서 증착하였다. 이어서 막을 300℃에서 5분 동안 열적으로 어닐링하고 400℃에서 10분 동안 UV 경화하였다. 단면 SEM은, 바텀-업, 이음매 없음 및 보이드 없이 갭이 채워짐이, 도 7에 도시된 바와 같이 UV 경화의 동시 증착에 의해 달성되었음을 보여준다. TVS와 TSA의 조합과 비교하여, TVS와 TSA 이량체의 조합은 보다 높은 막 밀도(> 1.8 g/cm3), 보다 높은 N 함량(18%∼19%) 및 보다 낮은 C 함량(36%∼37%)을 보여준다.
실시예 8: 테트라비닐실란(TVS, 화학식 I) 및 디-이소-프로필아미노디실란(DIPADS, 화학식 IIIA)을 이용한 유동성 탄질화규소 막의 증착
이 실험에서는, TVS와 DIPADS를 유동성 SiCN 막에 대해 동시 증착하였다. 바람직한 증착 조건은: 전력 = 200∼400 W, 간격 = 300 mils, 압력 = 6 Torr, 온도 = 25℃∼30℃, TVS = 1000∼1500 mg/분, DIPADS = 1000∼1500 mg/분, He = 200 sccm, NH3 = 500∼1000 sccm을 포함하였다. 습윤 및 유동성 막을 이들 조건 하에서 증착하였다. 이어서 막을 300℃에서 5분 동안 열적으로 어닐링하고 400℃에서 10분 동안 UV 경화하였다. 단면 SEM은, 바텀-업, 이음매 없음 및 보이드 없이 갭이 채워짐이, 제1 전구체 TVS와 제2 전구체 DIPADS의 동시 증착에 의해 달성되었음을 보여준다.
본 발명의 특정 원리를 양태 또는 실시양태와 관련하여 상기에서 설명하였으나, 이 설명은 단지 예로서 이루어진 것이고 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아님이 명확히 이해되어야 한다.

Claims (24)

  1. 유동성 화학 기상 증착법으로 규소 함유 막을 증착하는 방법으로서,
    표면 피처(surface feature)를 포함하는 기판을, -20℃ ∼ 400℃ 범위의 하나 이상의 온도에 있는 반응기에 넣는 단계;
    Figure 112021059211016-pat00030
    와
    Figure 112021059211016-pat00031
    로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제1 화합물을 상기 반응기에 도입하는 단계;
    1 이상의 Si-H 결합을 갖는 제2 화합물을 상기 반응기에 도입하는 단계로서, 1 이상의 제2 화합물은 하기 화학식 IIA ∼ IIH 및 IIIA:
    IIA. SixH2x+2의 화학식을 가지며, 식 중 x는 2 ∼ 6의 수인 폴리실란 화합물;
    IIB. 화학식 R1 mSiH4-m을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; m은 1, 2 및 3으로부터 선택되는 수인 화합물;
    IIC. 화학식 SiH3-R2-SiH3을 가지며, 식 중 R2는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C6 알킬렌기인 화합물;
    IID. 화학식 R3SiH2-R2-SiH2R4를 가지며, 식 중 R2는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C6 알킬렌기이고; R3은 수소, 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되는 것인 화합물;
    IIE. 화학식 (R3R4N)nSiH3-nR1을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; R3은 수소, 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되는 것인 화합물;
    IIF. 실라시클로알킬 화합물;
    IIG. 트리실릴아민 화합물 또는 이의 유도체;
    IIH. [(R3R4N)pSiH3-p]2NR1 또는 [R3 pSiH2-pNR1]q의 화학식을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; R3은 수소, 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; p = 0, 1, 2이며; q = 2 또는 3인 실라잔 화합물; 및
    IIIA. (R3R4N)SiH2SiH3의 화학식을 가지며, 식 중 R3은 수소, 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되고; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되는 유기아미노디실란
    으로 이루어진 군으로부터 선택되는 단계; 및
    제1 화합물과 제2 화합물을 적어도 부분적으로 반응시켜 유동성 액체 또는 올리고머를 형성하도록, 반응기에 플라즈마원을 제공하는 단계
    를 포함하는, 유동성 화학 기상 증착법으로 규소 함유 막을 증착하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마원은 질소를 포함하고, 질소 플라즈마, 질소 및 수소를 포함하는 플라즈마, 질소 및 헬륨을 포함하는 플라즈마, 질소 및 아르곤을 포함하는 플라즈마, 암모니아 플라즈마, 암모니아 및 헬륨을 포함하는 플라즈마, 암모니아 및 아르곤을 포함하는 플라즈마, 암모니아 및 질소를 포함하는 플라즈마, NF3, NF3 플라즈마, 유기 아민 플라즈마, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마원은 탄소룰 포함하고, 탄화수소 플라즈마, 탄화수소 및 헬륨을 포함하는 플라즈마, 탄화수소 및 아르곤을 포함하는 플라즈마, 이산화탄소 플라즈마, 일산화탄소 플라즈마, 탄화수소 및 수소를 포함하는 플라즈마, 탄화수소 및 질소원을 포함하는 플라즈마, 탄화수소 및 산소원을 포함하는 플라즈마, 및 이들의 혼합물을 포함하는 탄소원 플라즈마로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 플라즈마원은 수소 플라즈마, 헬륨 플라즈마, 아르곤 플라즈마, 크세논 플라즈마, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 플라즈마원은 산소를 포함하고, 물(H2O) 플라즈마, 산소 플라즈마, 오존(O3) 플라즈마, NO 플라즈마, N2O 플라즈마, 일산화탄소(CO) 플라즈마, 이산화탄소(CO2) 플라즈마 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 유동성 액체 또는 올리고머의 적어도 일부분을 치밀화하기 위해서, 유동성 액체 또는 올리고머를 100℃ ∼ 1000℃ 범위의 하나 이상의 온도에서 처리하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 플라즈마, 적외선, 화학적 처리, 전자 빔 및 UV광으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 후 열처리를 실시하여 고밀도 막을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 증착법이 플라즈마 강화 화학 기상 증착이고, 플라즈마가 계내에서 생성되는 것인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 증착법이 플라즈마 강화 화학 기상 증착이고, 플라즈마가 원격으로 생성되는 것인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 반응기의 압력이 100 torr 이하로 유지되는 것인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 규소 함유 막은 탄화규소, 질화규소, 산화규소, 탄소 도핑된 질화규소, 탄소 도핑된 산화규소, 산질화규소, 및 탄소 도핑된 산질화규소 막으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  12. 2 이상의 화합물을 포함하는 규소 함유 막을 형성하기 위한 화학적 전구체로서,
    제1 화합물은,
    Figure 112021059211016-pat00032
    와
    Figure 112021059211016-pat00033
    로 이루어지는 군으로부터 선택되고,
    제2 화합물은 하기 화학식들:
    IIA. SixH2x+2의 화학식을 가지며, 식 중 x는 2 ∼ 6의 수인 폴리실란 화합물;
    IIB. 화학식 R1 mSiH4-m을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; m은 1, 2 및 3으로부터 선택되는 수인 화합물;
    IIC. 화학식 SiH3-R2-SiH3을 가지며, 식 중 R2는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C6 알킬렌기인 화합물;
    IID. 화학식 R3SiH2-R2-SiH2R4를 가지며, 식 중 R2는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C6 알킬렌기이고; R3은 수소, 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되는 것인 화합물;
    IIE. 화학식 (R3R4N)nSiH3-nR1을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; R3은 수소, 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되는 것인 화합물;
    IIF. 실라시클로알킬 화합물;
    IIG. 트리실릴아민 화합물 또는 이의 유도체;
    IIH. [(R3R4N)pSiH3-p]2NR1 또는 [R3 pSiH2-pNR1]q의 화학식을 가지며, 식 중 R1은 수소 및 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; R3은 수소, 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되며; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되고; p = 0, 1, 2이며; q = 2 또는 3인 실라잔 화합물; 및
    IIIA. (R3R4N)SiH2SiH3의 화학식을 가지며, 식 중 R3은 수소, 분지형 C1 ∼ C10 알킬기, 및 C4 ∼ C10 아릴기로부터 선택되고; R4는 선형 또는 분지형 C1 ∼ C10 알킬기로부터 선택되는 유기아미노디실란
    으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 구성원을 포함하는 것인 화학적 전구체.
  13. 제12항에 있어서, 제1 화합물은 테트라비닐실란(TVS)를 포함하는 전구체.
  14. 제12항에 있어서, 제2 화합물은 폴리실란이고, 디실란, 트리실란, 테트라실란, 펜타실란, 헥사실란, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 전구체.
  15. 제12항에 있어서, 제2 화합물은 하기 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 구성원을 포함하는 것인 전구체:
    Figure 112021059211016-pat00034
  16. 제12항에 있어서, 제2 화합물은 하기 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 구성원을 포함하는 것인 전구체:
    Figure 112021059211016-pat00035
    .
  17. 제12항에 있어서, 제2 화합물은 하기 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 구성원을 포함하는 것인 전구체:
    Figure 112021059211016-pat00036
    .
  18. 제12항에 있어서, 제2 화합물은 하기 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 구성원을 포함하는 것인 전구체:
    Figure 112021059211016-pat00037
    .
  19. 제12항에 있어서, 제2 화합물은 하기 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 구성원을 포함하는 것인 전구체:
    Figure 112021059211016-pat00038
    .
  20. 제12항에 있어서, 제2 화합물은 하기 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 구성원을 포함하는 것인 전구체:
    Figure 112021059211016-pat00039
  21. 제12항에 있어서, 제2 화합물은 하기 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 구성원을 포함하는 것인 전구체:
    Figure 112021059211016-pat00040
    .
  22. 제12항에 있어서, 제2 화합물은 하기 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 구성원을 포함하는 것인 전구체:
    Figure 112021059211016-pat00041
    .
  23. 제1항의 방법에 의해 얻어지는 규소 함유 막으로서, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 산질화규소, 탄소 도핑된 산화규소 및 탄소 도핑된 질화규소로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 규소 함유 막.
  24. 삭제
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