KR20020035466A - 유기금속성 구리 착물 및 cvd에 의한 구리 박막의 제조 - Google Patents

유기금속성 구리 착물 및 cvd에 의한 구리 박막의 제조 Download PDF

Info

Publication number
KR20020035466A
KR20020035466A KR1020010068869A KR20010068869A KR20020035466A KR 20020035466 A KR20020035466 A KR 20020035466A KR 1020010068869 A KR1020010068869 A KR 1020010068869A KR 20010068869 A KR20010068869 A KR 20010068869A KR 20020035466 A KR20020035466 A KR 20020035466A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hfac
carbon atoms
formula
group
copper
Prior art date
Application number
KR1020010068869A
Other languages
English (en)
Inventor
가도따다꾸미
다까이쯔또무
와따누끼고헤이
Original Assignee
나카히로 마오미
우베 고산 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 나카히로 마오미, 우베 고산 가부시키가이샤 filed Critical 나카히로 마오미
Publication of KR20020035466A publication Critical patent/KR20020035466A/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F1/00Compounds containing elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table
    • C07F1/08Copper compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0898Compounds with a Si-S linkage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
    • C07F7/1804Compounds having Si-O-C linkages

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

하기 화학식의 유기금속성 구리 착물은, 화학증착법에 의한 구리 금속막 제조에 선용될 수 있다:
[식 중, R1및 R2는 각각 알킬 또는 퍼플루오로알킬이며; R3는 수소, 불소, 또는 퍼플루오로알킬이며; R4-R7중 하나 이상은 하기 화학식의 기를 가지며:
(식 중, Ra는 알킬렌이며, Rb, Rc및 Rd는 각각 알킬기이며, M은 산소 또는 황이다);
나머지는 각각 수소 또는 알킬이다].

Description

유기금속성 구리 착물 및 CVD에 의한 구리 박막의 제조{ORGANOMETALLIC COPPER COMPLEX AND PREPARATION OF COPPER THIN FILM BY CVD}
본 발명은 유기금속성 구리 착물, 및 화학증착법(CVD)에 의한 기판 상의 구리 금속 박막 제조법에 관한 것이다.
대부분의, 반도체 소자의 전기 회로는 구리 금속 박막으로 형성되며, 구리 금속 박막은 화학증착법(CVD)에 의해 제조될 수 있음이 공지되어 있다. 화학증착법을 위한 구리원으로서, 유기금속성 구리 착물이 일반적으로 사용된다.
미국 특허 제 5,085,731 호에는, 화학식 2의 (비닐트리메틸실란)(헥사플루오로아세틸아세토나토)Cu(I) 착물 및 그의 유사 유기금속성 구리 착물, 유기금속성 구리 착물을 사용한 화학증착 방법이 기재되어 있다:
본 발명가들의 연구에 따르면, 상기 밝혀진 유기금속성 구리 착물은 그의 열안정도가 낮아, 진공 중 40℃에서 분해된다. 따라서, 착물이 화학증착을 실행하기 위한 증착 장치에서 가열될 때 유기금속성 구리 착물이 분해하는 경향이 있다.
미국 특허 제 5,767,301 호에는, 하기 화학식 3의 트리에톡시비닐실란 리간드를 가진 유기금속성 구리 착물 및 그의 유사 유기금속성 구리 착물, 및 유기금속성 구리 착물을 이용한 화학증착 방법이 기재되어 있다:
상기 언급된 유기금속성 구리 착물은 열안정도가 높다. 그러나, 고분자량의 리간드 때문에, 착물은 낮은 증기압을 나타낸다. 따라서, 착물은 그의 증기압을 상승시키기 위해 승온된 온도로 가열된다. 이는, 착물이 증기 증착의 과정에서 분해하는 경향이 있음을 의미한다. 더욱이, 구리 착물은, 리간드 합성이 용이하지 않다는 불리한 특성을 갖고 있다.
본 발명의 목적은, 실온에서 액체이며 증착에서 높은 열안정도를 나타내, 만족할 만한 전기적 특성을 나타내는 구리 금속막이 화학증착법에 의해 제조될 수 있도록 하는 유기금속성 구리 착물을 제공하는 것이다.
본 발명은 화학식 1a 의 유기금속성 구리 착물에 관한 것이다:
[화학식 1a]
[식 중, R1및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 8의 퍼플루오로알킬기를 나타내며; R3는 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 8의 퍼플루오로알킬기를 나타내며; R4내지 R7중 하나 이상은 하기 화학식 1b 의 기를 나타내며:
[화학식 1b]
(식 중, Ra는 탄소수 1 내지 5의 선형 또는 분지형 사슬 알킬렌을 나타내며, Rb, Rc및 Rd는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 선형 또는 분지형 사슬 알킬기를 나타내며, M은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다);
나머지의 각각은 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 8의 선형 또는 분지형사슬 알킬기를 나타낸다].
더욱이, 본 발명은, 화학증착 조건 하에 기판 표면과 화학식 1a 의 휘발성 유기금속성 구리 착물을 접촉시키는 단계를 포함하는, 화학증착법에 의한 기판 상에 구리 금속막을 증착시키는 방법에 관한 것이다.
도 1 은, 실시예에서 구리 금속 박막의 형성에 사용되는 CVD 장치를 도식적으로 나타낸다.
본 발명의 유기금속성 구리착물은, 올레핀계 리간드가 올레핀 부분 및 실릴에테르 부분 또는 실릴티오에테르 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다. 올레핀계 리간드의 대표적인 예는 하기의 기를 포함한다:
바람직하게는, 본 발명의 유기금속성 구리 착물은, 상기 언급한 화학식 1a 의 착물[식 중, R1및 R2는 각각 CF3이며, R3는 H이며, R4, R5및 R6는 각각 H이며, R7는 (CH3)3-Si-O-CH2-이다]이며, 화학식 4b 의 리간드, 즉 하기 언급될 화학식 4a, 즉 (3-(트리메틸실릴옥시)-1-프로펜((1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄-디오나토)Cu(I) [이후, Cu(hfac)(sop)으로 언급됨]에 상응한다. 용어 "hfac"은 헥사플루오로아세틸아세토나토기를 의미한다. Cu(hfac)(sop)은 실온에서 액체이며, 높은 열안정도를 나타낸다.
본 발명의 유기금속성 구리 착물의 대표적인 예는 하기 착물 화합물을 포함한다:
(hfac)Cu(CH2=CH-CH2-O-Si(CH3)3)
(hfac)Cu(CH2=C(CH3)-CH2-O-Si(CH3)3)
(hfac)Cu(CH2=CH-CH(CH3)-O-Si(CH3)3)
(hfac)Cu(CH2=CH-C(CH3)2-O-Si(CH3)3)
(hfac)Cu(CH2=CH-CH2-CH2-O-Si(CH3)3)
(hfac)Cu(CH2=C(CH3)-CH2-CH2-O-Si(CH3)3)
본 발명에 따른 유기금속성 구리 착물은 실온 또는 그의 부근에서 액체이기 때문에, 본 발명의 구리 착물은 액체원을 사용하는 공지된 CVD 법에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 구리 착물은 담체 기체 버블링에 의해 기화될 수 있으며, 또는 기화용 챔버에 직접 도입될 수 있다(즉, 직접적 용액 도입(DLI)법). 후자의 방법에서는, 단지 구리착물만이 도입될 수 있다. 그렇지 않으면, 실릴옥시올레핀 및/또는 β-디케톤 또는 그것의 각종 중량%의 수화 화합물이 구리 착물에 첨가될 수 있다.
기판 표면 상의 구리 금속의 증착을 위한 CVD법은, 공지된 방식으로 달성될 수 있다. 증착을 위한 조건은, 공지된 방법에 따라 기판의 성질 및 장치의 유형에 따라 적절히 조정된다.
본 발명의 유기금속성 구리 착물은 산화구리(I)를, 실릴에테르 또는 실릴티오에테르기를 가진 올레핀계 화합물 및 β-디케톤 화합물을 반응시킴으로써 제조될수 있다. 이어서, 생성된 반응 혼합물은 공지된 방법에 따라 칼럼 크로마토그래피에 적용하여 목적 생성물을 분리시킬 수 있다.
그렇지 않으면, 목적 착물의 리간드와는 다른 리간드를 가진 금속 착물을 우선 제조하고, 이어서 제조된 금속 착물의 리간드를 적절한 리간드로 교환하여 목적 구리 착물을 수득하는 리간드 교환 방법이 선용될 수 있다.
후자의 방법에서, 산화구리(I)는 제 1 단계로 실릴에테르도 실릴티오에테르기도 갖지 않는 올레핀계 화합물(올레핀 A로 명명)과 β-디케톤 화합물을 반응시켜, 리간드로서 올레핀 A 및 β-디케톤 화합물을 가진 구리 착물을 함유하는 반응 혼합물을 수득한다. 생성된 구리 착물은, 공지된 방법으로 칼럼 크로마토그래피로 분리시킨다. 제 2 단계로, 분리된 구리 착물을 적절한 용매에 용해시킨다. 생성된 용액에 목적 금속 착물의 실릴에테르 또는 실릴티오에테르기를 가진 올레핀계 화합물을 첨가하여, 리간드 교환 반응을 진행시킬 수 있다. 마지막 단계에서, 용매 및 용출된 유리 올레핀 A를 감압 하에 제거하여 목적 유기금속성 구리 착물을 수득한다. 올레핀 A는 바람직하게는 비교적 안정한 착물을 형성하며 리간드 교환 반응 후 감압 하에 쉽게 제거될 수 있는 탄소수 4 내지 6의 모노올레핀이다.
본 발명은 하기의 비제한적 실시예에 의해 더 설명될 것이다.
[실시예 1] 상기 언급한 화학식 4a 에 상응하는 (3-(트리메틸실릴옥시)-1-부텐)(1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디오나토)Cu(I), Cu(hfac)(somp)의 제조
모든 반응은 아르곤 대기에서 수행했다. 아르곤 기체로 퍼지한 100 cc-부피의 2목 플라스크에, 40 mL의 무수 헥산을 넣었다. 무수 헥산에, 산화 구리(I) 1.43 g(10.0 mmol)을 넣어 현탁했다. 현탁액에 2.89 g(20.0 mmol)의 3-(트리메틸실릴옥시)-1-부텐을 첨가하고, 생성된 혼합물을 30분 동안 실온에서 교반했다. 이어서, 교반된 혼합물에 4.16 g(20.0 mmol)의 1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디온을 적가했다. 첨가 완료 후, 혼합물을 실온에서 2 시간 동안 교반했다. 비반응 산화구리를 아르곤 대기 중 여거하여 녹색 용액을 수득했다. 녹색 용액을 농축하여, 녹색 액체로서 조생성물을 수득했다.
조생성물을 아르곤 대기 중의 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 적용하여 4.31 g(10.4 mmol, 수율 52%)의 목적하는 황색 구리 착물 [Cu(hfac)(somp)]를 분리했다.
1H-NMR (CDCl3): δ0.10(s, 9H), 1.35(d, 3H), 4.33(m, 1H), 4.39(m, 1H), 4.61(m, 1H), 5.36(m, 1H), 6.12(br, 1H)
C12H17F6O3SiCu의 원소 분석
측정치: C 33.5%, H 4.21%, Cu 15%
계산치: C 34.7%, H 4.13%, Cu 15.3%
융점: 0℃
[실시예 2] 화학식 4a 에 상응하는 (3-(트리메틸실릴옥시)-1-프로펜)(1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디오나토)Cu(I), Cu(hfac)(sop)의 제조 --- 리간드 교환 방법
모든 반응은 아르곤 대기에서 수행되었다. 아르곤 기체로 퍼지한 100 cc-부피의 2목 플라스크에, 40 mL의 무수 헥산을 넣었다. 무수 헥산에, 산화 구리(I) 1.43 g(10.0 mmol)을 넣어 현탁했다. 현탁액에 1.40 g(20.0 mmol)의 2-메틸-2-부텐을 첨가하고, 생성된 혼합물을 30분 동안 5℃에서 교반했다. 이어서, 교반된 혼합물에 4.16 g(20.0 mmol)의 1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디온을 적가했다. 적가 완료 후, 혼합물을 5℃에서 1 시간 동안 교반했다. 비반응 산화구리를 아르곤 대기 중 여거하여 황녹색 용액을 수득했다. 용액을 농축하여 조생성물 (2-메틸-2-부텐)(1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디오나토)Cu(I)을 수득했다.
조생성물을 아르곤 대기 중 실리카겔 칼럼 크로마토그래피에 적용하여 (2-메틸-2-부텐)(1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디오나토)Cu(I)을 함유하는 황색 용액을 수득했다.
생성된 황색 용액을 5℃로 냉각시켰다. 냉각된 용액에 2.60 g(20.0 mmol)의 3-(트리메틸실릴옥시)-1-프로펜을 첨가하고, 혼합물을 1 시간 동안 5℃에서 교반했다. 반응 혼합물을 감압 하에 두어, 용매, 2-메틸-2-부텐, 및 과량의 3-(트리메틸실릴옥시)-1-프로펜을 증류제거하고, 4.41 g(11 mmol, 수율 55%)의 목적 (3-(트리메틸실릴옥시)-1-프로펜)(1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디오나토)Cu(I), 즉 Cu(hfac)(sop)을 수득했다.
수득한 Cu(hfac)(sop)의 NMR 측정에 따르면, 초기에 사용된 2-메틸-2-부텐에 해당하는 시그날이 없었다. 따라서, 2-메틸-2-부텐이 완전히 3-(트리메틸실릴옥시)-1-프로펜으로 교환되었음을 확인했다.
1H-NMR (CDCl3): δ0.12(s, 9H), 4.16(m, 2H), 4.44(m, 1H), 4.66(m, 1H), 5.43(m, 1H), 6.08(br, 1H)
C11H15F6O3SiCu의 원소분석
측정치: C 32.5%, H 3.85%, Cu 16%
계산치: C 33.0%, H 3.77%, Cu 15.9%
융점: 0℃
[실시예 3] 상기 화학식 7a 에 상응하는 (3-메틸-3-(트리메틸실릴옥시)-1-부텐)(1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디오나토)Cu(I), Cu(hfac)(somb)의 제조
3-(트리메틸실릴옥시)-1-부텐을 3.17 g(20.0 mmol)의 3-메틸-3-트리메틸실릴옥시-1-부텐으로 바꾼 것을 제외하고, 실시예 1의 과정을 반복하여, 4.55 g(10.6 mmol, 수율 53%)의 목적 Cu(hfac)(somb)을 수득했다.
1H-NMR (CDCl3): δ0.09(s, 9H), 1.46(s, 6H), 4.20(d, 1H), 4.61(d, 1H), 5.34(m, 1H), 6.11(br, 1H)
C13H19F6O3SiCu의 원소 분석
측정치: C 37.1%, H 4.30%, Cu 15%
계산치: C 36.4%, H 4.46%, Cu 14.8%
융점: 20℃
[실시예 4] 상기 화학식 8a 에 상응하는 (4-(트리메틸실릴옥시)-1-부텐)(1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디오나토)Cu(I)Cu(hfac)(sob)의 제조
3-(트리메틸실릴옥시)-1-부텐을 2.89 g(20.0 mmol)의 4-(트리메틸실릴옥시)-1-부텐으로 바꾼 것을 제외하고, 실시예 1의 과정을 반복하여, 4.56 g(11.0 mmol, 수율 55%)의 목적 Cu(hfac)(sob)을 황색 액체로서 수득했다.
1H-NMR (CDCl3): δ0.04(s, 9H), 2.26(m, 2H), 3.72(t, 2H), 4.35(d, 1H), 4.41(d, 1H), 5.13 - 5.25(m, 1H), 6.02(br, 1H)
C12H17F6O3SiCu의 원소 분석
측정치: C 33.9%, H 4.20%, Cu 15%
계산치: C 34.7%, H 4.13%, Cu 15.3%
융점: 19℃
실시예 1 내지 4에서 수득한 각각의 액체 유기금속성 구리 착물을 유리 앰플 튜브에서 1 시간 동안 50℃에서 가열했다. 앰플 튜브내 액체에서는 어떠한 변화도 관찰되지 않았다.
[실시예 5] 상기 화학식 4a 에 상응하는 (3-(트리메틸실릴옥시)-1-프로펜)(1,1,1,5,5,5-헥산플루오로-2,4-펜탄디오나토)Cu(I), Cu(hfac)(sop)의 제조 --- 리간드 교환 방법
2-메틸-2-부텐을 1.36 g(20.0 mmol)의 시클로펜텐으로 바꾼 것을 제외하고 실시예 2의 과정을 반복하여, 중간 화합물, 즉 (시클로펜텐)(1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디오나토)Cu(I)를 제조했다.
이어서 중간 화합물을 실시예 2와 같은 방법으로 가공하여, 4.25 g(10.6 mmol, 수율 53%)의 목적하는 황색 Cu(hfac)(sop)을 수득했다.
생성된 생성물은 실시예 2의 생성물과 동일한1H-NMR 데이타를 나타냈다. 초기에 사용된 시클로펜텐에 상응하는 시그날이 NMR 스펙트럼에서 나타나지 않았다. 따라서, 시클로펜텐이 완전히 3-(트리메틸실릴옥시)-1-프로펜으로 교환된 것을 확인했다.
[실시예 6] 상기 화학식 4a 에 상응하는 (3-(트리메틸실릴옥시-1-프로펜)(1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디오나토)Cu(I), Cu(hfac)(sop)의 제조 --- 리간드 교환 방법
2-메틸-2-부텐을 1.68 g(20.0 mmol)의 2,3-디메틸-2-부텐으로 바꾼 것을 제외하고, 실시예 2의 과정을 반복하여, 중간 화합물, 즉 (2,3-디메틸-2-부텐)(1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디오나토)Cu(I)을 수득했다.
이어서 중간 화합물을 실시예 2에서와 같은 방법으로 가공하여, 4.09 g(10.2 mmol, 수율 51%)의 목적하는 황색 Cu(hfac)(sop)을 수득했다.
생성된 생성물은, 실시예2의 생성물의 것과 같은1H-NMR 데이타를 나타냈다.초기에 사용된 2,3-디메틸-2-부텐에 상응하는 시그날이 NMR스펙트럼에서 나타나지 않았다. 따라서, 2,3-디메틸-2-부텐이 완전히 3-(트리메틸실릴옥시)-1-프로펜으로 교환된 것을 확인했다.
[비교예 1] 상기 화학식 2 에 상응하는 (비닐트리메틸실란)(1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디오나토)Cu(I), Cu(hfac)(tmvs)의 제조
3-(트리메틸실릴옥시)-1-부텐 대신 비닐트리메틸실란을 사용한 것을 제외하고, 실시예1의 과정을 반복하여, 상기 Cu(hfac)(tmvs)를 수득했다.
수득한 Cu(hfac)(tmvs)를 진공 하의 유리 플라스크 중 40℃에서 20 분 동안 가열했다(로터리 펌프 사용). Cu(hfac)(tmvs)는 색상이 황색에서 흑색으로 변했으며, 유리 플라스크의 내벽 상에 구리 금속막이 생성되었다. Cu(hfac)(tmvs)이 플라스크 내에서 분해되는 것이 확인되었다.
[실시예 7 내지 9] 화학증착법(CVD)
Cu(hfac)(sop), Cu(hfac)(somp) 및 Cu(hfac)(somb)가 도 1에 나타낸 장치를이용하는 CVD에서 사용되었다.
샘플 착물 (10)을 유리 앰플 (1) 내에 봉한 후, 히터 (2)로 가열해 기화시켰으며, 이어서 증기는 유리 반응기 (3)(내부 직경 10 mm)으로 공급하였다. 반응기 3의 중앙 지역은 히터 (4)로 둘러쌌다. 반응기 (3)은 진공 펌프 (5)를 통해 콘덴서(나타내지 않음)에 연결시켰다.
소정의 압력에서 샘플 착물의 증기를 반응기 (3)에 공급하여, 반응기 (3)에서 가열된 기판 (11)(직사각형 플레이트, 7 mm ×40 mm)과 접촉시켜, 구리 금속막의 형태로 기판 (11)의 표면 상에 분해 증착시켰다.
CVD 법의 조건(기화 온도, 기판 온도, 내부 압력 등)이 표 1에 제시되었다.
증착된 구리 금속막의 표면 상태를 육안으로 평가했다. 이어서, 구리 금속막에 대한 표면 특이적 내성 및 막 두께를 스캐닝 전자현미경으로 측정했다. 이어서, 특이적 내성 및 막형성 속도를 계산했다.
실시예 7 -- Cu(hfac)(sop)
CVD 조건기화 온도 40℃기판 물질 TaN/SiO2/Si기판 온도 220℃압력 0.05 Torr기화 시간 10 분
증착된 막의 특성두께 456 nm막형성 속도 46 nm/분특이적 내성 3.19 μΩcm외양 광택성 금속 색상의 균일하고 매끄러운 표면
실시예 8 -- Cu(hfac)(somp)
CVD 조건기화 온도 40℃기판 물질 TaN/SiO2/Si기판 온도 200℃압력 0.05 Torr기화 시간 10 분
증착된 막의 특성두께 372 nm막형성 속도 37 nm/분특이적 내성 3.53 μΩcm외양 광택성 금속 색상의 균일하고 매끄러운 표면
실시예 9 -- Cu(hfac)(somb)
CVD 조건기화 온도 40℃기판 물질 TaN/SiO2/Si기판 온도 200℃압력 0.05 Torr기화 시간 10 분
증착된 막의 특성두께 320 nm막형성 속도 32 nm/분특이적 내성 3.83 μΩcm외양 광택성 금속 색상의 균일하고 매끄러운 표면
[비교예 2 및 3] 화학증착법(CVD)
표 2 에 제시한 조건 하에서 트리에톡시비닐실란 (teovs)리간드를 가진 유기금속성 구리 착물[상기 화학식 3 에 상응]을 실시예 7 내지 9와 동일한 장치를 이용하는 CVD에 적용했다.
비교예 2 -- Cu(hfac)(teovs)
CVD 조건기화 온도 55℃기판 물질 TaN/SiO2/Si기판 온도 200℃압력 0.05 Torr기화 시간 10 분
결과구리 금속막이 거의 형성되지 않음.
비교예 3 -- Cu(hfac)(teovs)
CVD 조건기화 온도 70℃기판 물질 TaN/SiO2/Si기판 온도 200℃압력 0.05 Torr기화 시간 10 분
결과구리 금속막이 생성되었으나, 유리 앰플 내 구리 착물의 실질적인 분해가 관찰됨.
Cu(hfac)(teovs)의 기화 온도가 높으며, 고온에서의 Cu(hfac)(teovs)의 기화는 Cu(hfac)(teovs)의 일부의 분해를 초래한다는 것을 확인했다.
본 출원의 유기금속성 구리 착물은, 화학증착법에 의한 구리 금속막 제조에 선용된다.

Claims (8)

  1. 화학식 1a 의 유기금속성 구리 착물:
    [화학식 1a]
    [식 중, R1및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 8의 퍼플루오로알킬기를 나타내며; R3는 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 8의 퍼플루오로알킬기를 나타내며; R4내지 R7중 하나 이상은 하기 화학식 1b 의 기를 나타내며:
    [화학식 1b]
    (식 중, Ra는 탄소수 1 내지 5의 선형 또는 분지형 사슬 알킬렌기를 나타내며, 각각의 Rb, Rc및 Rd는 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 선형 또는 분지형 알킬기를 나타내며, M은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다);
    나머지의 각각은 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 8의 선형 또는 분지형사슬 알킬기를 나타낸다].
  2. 제 1 항에 있어서, R1및 R2가 각각 CF3이며, R3가 H인 유기금속성 구리 착물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, R4, R5및 R6가 각각 H이며, R7이 화학식 1b의 기[식 중, Rb, Rc및 Rd가 각각 CH3이며, M은 O이며, Ra는 -CH2-, -CH(CH3)-, -C(CH3)2-, 또는 -CH2-CH2- 로 나타내는 기이다]인 유기금속성 구리 착물.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 하기의 화학식 중 하나로 나타내는 유기금속성 구리 착물:
    (hfac)Cu(CH2=CH-CH2-O-Si(CH3)3)
    (hfac)Cu(CH2=C(CH3)-CH2-O-Si(CH3)3)
    (hfac)Cu(CH2=CH-CH(CH3)-O-Si(CH3)3)
    (hfac)Cu(CH2=CH-C(CH3)2-O-Si(CH3)3)
    (hfac)Cu(CH2=CH-CH2-CH2-O-Si(CH3)3)
    (hfac)Cu(CH2=C(CH3)-CH2-CH2-O-Si(CH3)3)
    [식 중, hfac은 헥사플루오로아세틸아세토나토를 의미한다].
  5. 화학증착 조건 하에서 기판 표면을 하기 화학식 1a 의 휘발성 유기금속성 구리 착물과 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학증착법에 의한 기판 표면 상의 구리 금속막 증착 방법:
    [화학식 1a]
    [식 중, R1및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 8의 퍼플루오로알킬기를 나타내며; R3는 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 8의 퍼플루오로알킬기를 나타내며; R4내지 R7중 하나 이상은 하기 화학식 1b 의 기를 나타내며:
    [화학식 1b]
    (식 중, Ra는 탄소수 1 내지 5의 선형 또는 분지형 사슬 알킬렌기를 나타내며, 각각의 Rb, Rc및 Rd는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 선형 또는 분지형 알킬기를 나타내며, M은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다);
    나머지의 각각은 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 8의 선형 또는 분지형 사슬 알킬기를 나타낸다].
  6. 제 5 항에 있어서, R1및 R2의 각각이 CF3이며, R3가 H인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, R4, R5및 R6가 각각 H이며, R7이 화학식 1b의 기[식 중, Rb, Rc및 Rd가 각각 CH3이며, M은 O이며, Ra는 -CH2-, -CH(CH3)-, -C(CH3)2-, 또는 -CH2-CH2- 로 나타내는 기이다]인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 하기의 화학식 중 하나로 나타내는 것을 특징으로 하는 방법:
    (hfac)Cu(CH2=CH-CH2-O-Si(CH3)3)
    (hfac)Cu(CH2=C(CH3)-CH2-O-Si(CH3)3)
    (hfac)Cu(CH2=CH-CH(CH3)-O-Si(CH3)3)
    (hfac)Cu(CH2=CH-C(CH3)2-O-Si(CH3)3)
    (hfac)Cu(CH2=CH-CH2-CH2-O-Si(CH3)3)
    (hfac)Cu(CH2=C(CH3)-CH2-CH2-O-Si(CH3)3)
    [식 중, hfac은 헥사플루오로아세틸아세토나토를 의미한다].
KR1020010068869A 2000-11-06 2001-11-06 유기금속성 구리 착물 및 cvd에 의한 구리 박막의 제조 KR20020035466A (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000336944 2000-11-06
JPJP-P-2000-00336944 2000-11-06
JP2000362187 2000-11-29
JPJP-P-2000-00362187 2000-11-29
JPJP-P-2001-00011573 2001-01-19
JP2001011573A JP2002226489A (ja) 2000-11-06 2001-01-19 有機銅錯体およびそれを用いた銅薄膜の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020035466A true KR20020035466A (ko) 2002-05-11

Family

ID=27345110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010068869A KR20020035466A (ko) 2000-11-06 2001-11-06 유기금속성 구리 착물 및 cvd에 의한 구리 박막의 제조

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20020103394A1 (ko)
EP (1) EP1203833A3 (ko)
JP (1) JP2002226489A (ko)
KR (1) KR20020035466A (ko)
CN (1) CN1363720A (ko)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5085731A (en) * 1991-02-04 1992-02-04 Air Products And Chemicals, Inc. Volatile liquid precursors for the chemical vapor deposition of copper
US5767301A (en) * 1997-01-21 1998-06-16 Sharp Microelectronics Technology, Inc. Precursor with (alkyloxy)(alkyl)-silylolefin ligand to deposit copper

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002226489A (ja) 2002-08-14
US20020103394A1 (en) 2002-08-01
EP1203833A2 (en) 2002-05-08
CN1363720A (zh) 2002-08-14
EP1203833A3 (en) 2003-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101260858B1 (ko) 금속 함유 화합물, 그 제조 방법, 금속 함유 박막 및 그형성 방법
US8962876B2 (en) Thermally stable volatile film precursors
US7329768B2 (en) Chemical vapor deposition precursors for deposition of tantalum-based materials
EP1814892B1 (en) Organometallic compounds and processes for preparation thereof
KR100665084B1 (ko) 유기금속 착물 및 금속막 증착을 위한 전구체로서의 이의용도
JP5375093B2 (ja) 有機ルテニウム錯体及び当該ルテニウム錯体を用いたルテニウム薄膜の製造法
KR20030028767A (ko) 유기금속 화합물, 및 금속 또는 금속 유도체로 이루어진필름 및 분말을 형성시키기 위한 전구체로서의 이의 용도
US6809212B2 (en) Method for producing organometallic compounds
US6982341B1 (en) Volatile copper aminoalkoxide complex and deposition of copper thin film using same
KR100298125B1 (ko) 구리의 화학 증착에 유용한 유기 구리 전구체
KR101074310B1 (ko) 구리 착체 및 이를 이용한 구리 함유 박막의 제조 방법
KR20000013302A (ko) 화학 증착법을 위한 유기 구리 전구체
EP1296933B1 (en) Self-reducible copper(ii) source reagents for chemical vapor deposition of copper metal
KR20020035466A (ko) 유기금속성 구리 착물 및 cvd에 의한 구리 박막의 제조
Su et al. Bis (β-ketoiminate) dioxo tungsten (VI) complexes as precursors for growth of WOx by aerosol-assisted chemical vapor deposition
JP3282392B2 (ja) 蒸気圧の高い有機金属化学蒸着による銅薄膜形成用有機銅化合物
KR100704464B1 (ko) 구리 아미노알콕사이드 화합물, 이의 합성 방법 및 이를이용한 구리 박막의 형성 방법
JP2002080965A (ja) 有機銅錯体
JP2001140075A (ja) 銅薄膜形成用有機銅錯体
JP2001131745A (ja) 銅薄膜形成用有機銅化合物
KR100600468B1 (ko) 시클로알켄 구리 전구체의 제조방법
JPH07215982A (ja) 銅薄膜形成用有機銅化合物
JP2001335530A (ja) 有機銅錯体
JP2001140074A (ja) 銅薄膜形成用の有機銅錯体
JP2018027921A (ja) アミジナート配位子を有するジアルキルアルミニウム化合物の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid