KR20240046610A - 규소 전구체 물질, 규소-함유 필름, 및 관련 방법 - Google Patents

규소 전구체 물질, 규소-함유 필름, 및 관련 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240046610A
KR20240046610A KR1020247010030A KR20247010030A KR20240046610A KR 20240046610 A KR20240046610 A KR 20240046610A KR 1020247010030 A KR1020247010030 A KR 1020247010030A KR 20247010030 A KR20247010030 A KR 20247010030A KR 20240046610 A KR20240046610 A KR 20240046610A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silicon
precursor material
silicon precursor
alkyl
butyl
Prior art date
Application number
KR1020247010030A
Other languages
English (en)
Inventor
윤해 김
성실 조
환수 김
기진 박
Original Assignee
엔테그리스, 아이엔씨.
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 엔테그리스, 아이엔씨. filed Critical 엔테그리스, 아이엔씨.
Publication of KR20240046610A publication Critical patent/KR20240046610A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—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 deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/401—Oxides containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02—Silicon
    • C01B33/021—Preparation
    • C01B33/027—Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/08—Compounds containing halogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic System
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/025—Silicon compounds without C-silicon linkages
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic System
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0834—Compounds having one or more O-Si linkage
    • C07F7/0838—Compounds with one or more Si-O-Si sequences
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic System
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/10—Compounds having one or more C—Si linkages containing nitrogen having a Si-N linkage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic System
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18—Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—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 deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • C23C16/345—Silicon nitride

Abstract

일부 실시양태는 규소 전구체를 기판 상에 침착시키는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 적어도 1개의 실록산 연결을 포함하는 규소 전구체 물질을 얻는 단계, 및 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질을 얻는 단계를 포함한다. 규소 전구체 물질을 휘발시켜 규소 전구체 증기를 얻는다. 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질을 휘발시켜 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기를 얻는다. 기판의 표면 상에 규소-함유 필름을 형성하기에 충분한 화학 증기 침착 조건 하에, 규소 전구체 증기 및 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기를 기판과 접촉시킨다. 일부 실시양태는 화학 증기 침착을 위한 규소 전구체 물질에 관한 것이다.

Description

규소 전구체 물질, 규소-함유 필름, 및 관련 방법
본 개시내용은 일반적으로 규소 전구체 물질, 규소-함유 필름, 및 관련 방법에 관한 것이다.
테트라에틸오르토실리케이트 (TEOS)는 저-온 증기 침착 공정에서 이산화규소 (예를 들어, SiO2)의 얇은 필름을 형성하기 위해 전구체로서 사용된다. 저-온 증기 침착 공정은 200℃ 미만의 온도에서 수행된다. TEOS는 고-온 증기 침착 공정을 통한 규소-함유 얇은 필름의 형성에 적합한 전구체가 아니다.
요약
일부 실시양태는 화학 증기 침착을 위한 전구체에 관한 것이다. 일부 실시양태에서, 화학 증기 침착을 위한 전구체는 규소 전구체 물질을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 규소 전구체 물질은 다음 화학식의 화합물을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다: (A1A2A3)Si-O-Si(B1B2B3), 여기서, A1, A2, A3, B1, B2, 및 B3 각각은 독립적으로 수소, 할라이드, 알킬, 시클로알킬, 알콕시, 아미노, 알킬아미노, 아미노알킬, 에티닐, 페닐, 알릴, 비닐, 또는 아세톡시임. 일부 실시양태에서, 규소 전구체 물질은, 화학 증기 침착 조건 하에, 반응 생성물로서 규소-함유 필름을 초래하기에 충분한, 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질과의 반응성을 가질 수 있다.
일부 실시양태는 규소 전구체를 기판 상에 침착시키는 방법에 관한 것이다. 일부 실시양태에서, 이 방법은 다음 단계 중 하나 이상을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다: 적어도 1개의 실록산 연결을 포함하는 규소 전구체 물질을 얻는 단계; 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질을 얻는 단계; 규소 전구체 물질을 휘발시켜 규소 전구체 증기를 얻는 단계; 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질을 휘발시켜 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기를 얻는 단계; 및 기판의 표면 상에 규소-함유 필름을 형성하기에 충분한 화학 증기 침착 조건 하에, 규소 전구체 증기 및 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기를 기판과 접촉시키는 단계.
본 개시내용의 일부를 형성하고, 본원에 기재된 물질 및 방법이 실시될 수 있는 실시양태를 예시하는 도면을 참조한다.
도 1은 본 개시내용의 일부 실시양태에 따른, 규소 전구체를 기판 상에 침착시키는 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 개시내용의 일부 실시양태에 따른, 규소-함유 물품의 개략도이다.
도 3은 본 개시내용의 일부 실시양태에 따른, 560℃ 및 650℃에서 테트라에틸오르토실리케이트 (TEOS)와 비교한 비스(디에틸아미노)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 (BDEA-TMDSO)의 침착 속도의 도표로 된 도면이다.
본원에서 사용된 용어 "실록산 연결"은 다음 화학식의 연결을 지칭한다: -(Si-O-Si) n -, 여기서, n은 1 내지 6임. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 실록산 연결은 회합되어 실록산 화합물을 형성할 수 있다. 일부 실시양태에서, 실록산 화합물은 디실록산, 올리고실록산, 시클로실록산, 폴리실록산, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있거나, 또는 이로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다. 2개 이상의 실록산 연결이 존재하는 일부 실시양태에서, 실록산 연결은 하나 이상의 규소 원자를 공유할 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "알킬"은 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 쇄 라디칼을 지칭한다. 알킬은 단일 결합을 통해 부착될 수 있다. n개의 탄소 원자를 갖는 알킬은 "C n 알킬"로 지정될 수 있다. 예를 들어, "C3 알킬"에는 n-프로필 및 이소프로필이 포함될 수 있다. 탄소 원자의 범위, 예컨대 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬은 C1-C30 알킬로 지정될 수 있다. 일부 실시양태에서, 알킬은 포화된다 (예를 들어, 단일 결합). 일부 실시양태에서, 알킬은 불포화된다 (예를 들어, 이중 결합 및/또는 삼중 결합). 일부 실시양태에서, 알킬은 선형이다. 일부 실시양태에서, 알킬은 분지형이다. 일부 실시양태에서, 알킬은 치환된다. 일부 실시양태에서, 알킬은 비치환된다. 일부 실시양태에서, 알킬은 C1-C12 알킬, C1-C11 알킬, C1-C10 알킬, C1-C9 알킬, C1-C8 알킬, C1-C7 알킬, C1-C6 알킬, C1-C4 알킬, C1-C3 알킬, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있거나, 또는 이로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시양태에서, 알킬은 메틸, 에틸, n-프로필, 1-메틸에틸 (이소-프로필), n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, n-펜틸, 1,1-디메틸에틸 (t-부틸), n-펜틸, 이소-펜틸, n-헥실, 이소헥실, 3-메틸헥실, 2-메틸헥실, 옥틸, 데실, 도데실, 옥타데실, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있거나, 또는 이로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "시클로알킬"은 단일 결합을 통해 부착되고 고리에 3 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 비-방향족 카르보시클릭 고리 라디칼을 지칭한다. 이 용어에는 모노시클릭 비-방향족 카르보시클릭 고리 및 폴리시클릭 비-방향족 카르보시클릭 고리가 포함된다. 예를 들어, 2개 이상의 시클로알킬이 융합되거나, 가교되거나, 융합되고 가교되어 폴리시클릭 비-방향족 카르보시클릭 고리가 얻어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 시클로알킬은 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있거나, 또는 이로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "알콕시"는 화학식 -OR의 라디칼을 지칭하며, 여기서 R은 본원에서 정의된 바와 같은 알킬이다. 일부 실시양태에서, 알콕시는 메톡시, 에톡시, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-메틸에톡시 (이소프로폭시), n-부톡시, 이소-부톡시, sec-부톡시, tert-부톡시, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있거나, 또는 이로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "아민", "알킬아미노" 등은 화학식 -N(RaRbRc)의 라디칼을 지칭하며, 여기서, Ra, Rb, 및 Rc 각각은 독립적으로 수소 또는 본원에서 정의된 바와 같은 알킬이다. 일부 실시양태에서, 용어 "아민"에는 본원에서 정의된 바와 같은 아미노가 포함된다. 일부 실시양태에서, 아민은 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민, 또는 4차 아민을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 아민은 알킬 아민, 디알킬아민, 또는 트리알킬 아민을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 아민은 메틸아민, 디메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 이소프로필아민, 디-이소프로필아민, 부틸아민, sec-부틸아민, tert-부틸아민, 디-sec-부틸아민, 이소부틸아민, 디-이소부틸아민, 디-tert-펜틸아민, 에틸메틸아민, 이소프로필-n-프로필아민, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있거나, 또는 이로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다. 알킬아민의 예에는, 제한 없이, 다음 중 하나 이상이 포함될 수 있다: 1차 알킬아민, 예컨대, 예를 들어 그리고 제한 없이, 메틸아민, 에틸아민, n-프로필아민, 이소프로필아민, n-부틸아민, sec-부틸아민, 이소부틸아민, t-부틸아민, 펜틸아민, 2-아미노펜탄, 3-아미노펜탄, 1-아미노-2-메틸부탄, 2-아미노-2-메틸부탄, 3-아미노-2-메틸부탄, 4-아미노-2-메틸부탄, 헥실아민, 5-아미노-2-메틸펜탄, 헵틸아민, 옥틸아민, 노닐아민, 데실아민, 운데실아민, 도데실아민, 트리데실아민, 테트라데실아민, 펜타데실아민, 헥사데실아민, 헵타데실아민, 및 옥타데실아민; 2차 알킬아민, 예컨대, 예를 들어 그리고 제한 없이, 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민, 디이소부틸아민, 디-sec-부틸아민, 디-t-부틸아민, 디펜틸아민, 디헥실아민, 디헵틸아민, 디옥틸아민, 디노닐아민, 디데실아민, 메틸에틸아민, 메틸프로필아민, 메틸이소프로필아민, 메틸부틸아민, 메틸이소부틸아민, 메틸-sec-부틸아민, 메틸-t-부틸아민, 메틸아밀아민, 메틸이소아밀아민, 에틸프로필아민, 에틸이소프로필아민, 에틸부틸아민, 에틸이소부틸아민, 에틸-sec-부틸아민, 에틸아민, 에틸이소아밀아민, 프로필부틸아민, 및 프로필이소부틸아민; 및 3차 알킬아민, 예컨대, 예를 들어 그리고 제한 없이, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 트리펜틸아민, 디메틸에틸아민, 메틸디에틸아민, 및 메틸디프로필아민. 폴리아민의 예에는, 제한 없이, 다음 중 하나 이상이 포함될 수 있다: 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 트리메틸렌디아민, 테트라메틸렌디아민, 1,3-디아미노부탄, 2,3-디아미노부탄, 펜타메틸렌디아민, 2,4-디아미노펜탄, 헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민, N-메틸에틸렌디아민, N,N-디메틸에틸렌디아민, 트리메틸에틸렌디아민, N-에틸에틸렌디아민, N,N-디에틸에틸렌디아민, 트리에틸에틸렌디아민, 1,2,3-트리아미노프로판, 히드라진, 트리스(2-아미노에틸)아민, 테트라(아미노메틸)메탄, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸펜타민, 헵타에틸렌옥타민, 노나에틸렌데카민, 및 디아자바이시클로운데센.
본원에서 사용된 용어 "할라이드"는 -Cl, -Br, -I, 또는 -F를 지칭한다.
본원에서 사용된 용어 "에티닐"은 -C≡CH를 지칭한다.
본원에서 사용된 용어 "페닐"은 -C6H5를 지칭한다.
본원에서 사용된 용어 "아미노"는 -NH2를 지칭한다.
본원에서 사용된 용어 "알릴"은 -CH2CH=CH2를 지칭한다.
본원에서 사용된 용어 "비닐"은 -CH=CH2를 지칭한다.
본원에서 사용된 용어 "아세톡시"는 -OC(=O)CH3를 지칭한다.
일부 실시양태는 규소 전구체 물질에 관한 것이다. 규소 전구체 물질은 고온 (예를 들어, 예컨대 500℃ 이상의 온도)에서 개선된 열 안정성 및 개선된 얇은 필름 침착 속도 (예를 들어, 예컨대, 기존의 전구체 물질의 침착 속도보다 두 (2)배 더 큰 침착 속도) 중 하나 이상을 나타낼 수 있다. 규소 전구체 물질은 고-온 화학 증기 침착 공정에서 개선된 성능을 나타낼 수 있다. 본 개시내용의 규소 전구체 물질의 추가 이점에는, 제한 없이, 특히 저압에서의 개선된 스텝 커버리지, 고온에서의 개선된 스텝 커버리지, 및 불순물의 감소된 양 중 하나 이상이 포함될 수 있다. 규소 전구체 물질은 고-온 화학 증기 침착 (CVD) 공정에서 사용되어 이로부터 생성되는 규소-함유 필름의 품질을 개선할 수 있다.
일부 실시양태에서, 규소 전구체 물질은 하나 이상의 실록산 연결을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 규소 전구체 물질은 하나의 실록산 연결, 2개의 실록산 연결, 3개의 실록산 연결, 또는 4개 이상의 실록산 연결을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다.
일부 실시양태에서, 규소 전구체 물질은 하기 화학식의 화합물을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다:
(A1A2A3)Si-O-Si(B1B2B3),
여기서, A1, A2, A3, B1, B2, 및 B3 각각은 독립적으로 수소, 할라이드, 알킬, 시클로알킬, 알콕시, 아미노, 알킬아미노, 아미노알킬, 에티닐, 페닐, 알릴, 비닐, 또는 아세톡시이다.
일부 실시양태에서, 규소 전구체 물질은 다음 중 적어도 하나를 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있거나, 또는 이로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다: 비스(디에틸아미노)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 (BDEA-TMDSO), 1,3-비스(이소프로필아미노)테트라메틸디실록산 (BIPA-TMDSO), 헥사메틸디실록산 (HMDSO), 1,3-디페닐-1,3-디메틸디실록산, 1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,1,1-트리에틸-3,3-디메틸디실록산, 1,1,3,3-테트라-n-옥틸디메틸디실록산, 비스(노나플루오로헥실)테트라메틸디실록산, 1,3-비스(트리플루오로프로필)테트라메틸디실록산, 1,3-디-n-부틸테트라메틸디실록산, 1,3-디-n-옥틸테트라메틸디실록산, 1,3-디에틸테트라메틸디실록산, 1,3-디페닐테트라메틸-디실록산, 헥사-n-부틸디실록산, 헥사에틸디실록산, 헥사비닐디실록산, 1,1,1,3,3-펜타메틸-3-아세톡시디실록산, 1-알릴-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3-비스(3-아미노프로필)테트라메틸 디실록산, 1,3-비스(헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라히드로데실)-테트라메틸디실록산, 1,3-디비닐테트라페닐디실록산, 1,3-디비닐테트라메틸-디실록산, 1,3-디알릴테트라키스(트리메틸실록시)디실록산, 1,3-디알릴테트라메틸-디실록산, 1,3-디페닐테트라키스(디메틸실록시)디실록산, (3-클로로프로필)펜타메틸-디실록산, 1,3-디비닐테트라키스(트리메틸실록시)디실록산, 1,1,3,3-테트라이소프로필-디실록산, 1,1,3,3-테트라비닐디메틸디실록산, 1,1,3,3-테트라시클로펜틸디클로로-디실록산, 비닐펜타메틸디실록산, 1,3-비스(3-클로로이소부틸)테트라메틸디실록산, 헥사페닐디실록산, 1,1,1-트리에틸-3,3,3-트리메틸디실록산, 1,3-비스(클로로메틸)테트라메틸디실록산, 1,1,3,3-테트라메틸-1,3-디에톡시디실록산, 1,1,3,3-테트라페닐디메틸디실록산, 메타크릴옥시펜타메틸-디실록산, 펜타메틸디실록산, 1,3-비스(3-클로로프로필)테트라메틸디실록산, 1,3-비스(4-히드록시부틸)테트라메틸디실록산, 1,3-비스(트리에톡시실릴에틸)테트라메틸-디실록산, 3-아미노프로필펜타메틸디실록산, 1,3-디클로로-1,3-디페닐-1,3-디메틸디실록산, 1,3-디에티닐테트라메틸디실록산, n-부틸-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3-디클로로테트라페닐디실록산, 1,3-디클로로테트라메틸-디실록산, 1,3-디-t-부틸디실록산, 1,3-디메틸테트라메톡시디실록산, 1,3-디비닐테트라에톡시디실록산, 1,1,3,3-테트라에톡시-1,3-디메틸디실록산, 비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 백금-[1,3-비스(시클로헥실)이미다졸-2-일리덴 디비닐테트라메틸디실록산, 헥사클로로디실록산 (HCDSO), 1,1,3,3-테트라이소프로필-1-클로로디실록산, 1,1,1-트리메틸-3,3,3-트리페닐디실록산, 1,3-비스(트리메틸실록시)-1,3-디메틸디실록산, 3,3-디페닐-테트라메틸트리실록산, 3-페닐헵타메틸트리실록산, 헥사메틸시클로트리실록산, n-프로필헵타메틸트리실록산, 1,5-디에톡시헥사메틸트리실록산, 3-에틸헵타메틸-트리실록산, 3-(테트라히드로푸르푸릴옥시프로필)헵타메틸트리실록산, 3-(3,3,3-트리플루오로프로필)헵타메틸트리실록산, 1,1,3,5,5-펜타페닐-1,3,5-트리메틸트리실록산, 옥타메틸트리실록산, 1,1,5,5-테트라페닐-1,3,3,5-테트라메틸트리실록산, 헥사페닐시클로트리실록산, 1,1,1,5,5,5-헥사메틸트리실록산, 옥타클로로트리실록산, 3-페닐-1,1,3,5,5-펜타메틸트리실록산, (3,3,3-트리플루오로프로필)메틸시클로트리실록산, 1,3,5-트리비닐-1,1,3,5,5-펜타메틸트리실록산, 1,3,5-트리비닐-1,3,5-트리메틸시클로트리실록산, 3-(m-펜타데실페녹시프로필)헵타메틸트리실록산, 리모넨일트리실록산, 3-도데실헵타메틸트리실록산, 3-옥틸헵타메틸트리실록산, 1,3,5-트리페닐트리메틸시클로트리실록산, 1,1,1,3,3,5,5-헵타메틸트리실록산, 1,1,3,3,5,5-헥사메틸트리실록산, 1,1,1,5,5,5-헥사에틸-3-메틸트리실록산, 1,5-디클로로헥사메틸트리실록산, 3-(3-히드록시프로필)헵타메틸트리실록산, 헥사메틸시클로메틸포스포녹시트리실록산, 3-옥타데실헵타메틸트리실록산, 테트라키스(디메틸실록시)실란, 1,1,3,3,5,5,7,7-옥타메틸테트라실록산, 디페닐 실록산-디메틸실록산 공중합체, 1,3-디페닐-1,3-디메틸디실록산, 옥타메틸시클로테트라실록산, 1,3-비스(트리메틸실록시)-1,3-디메틸디실록산, 디메틸실록산-[65-70%(60% 프로필렌 옥시드/40% 에틸렌 옥시드)] 블록 공중합체, 비스(히드록시프로필)테트라메틸디실록산, 테트라-n-프로필테트라메틸시클로테트라실록산, 옥타에틸시클로테트라실록산, 데카메틸테트라실록산, 도데카메틸시클로헥사실록산, 도데카메틸펜타실록산, 테트라데카메틸헥사실록산, 헥사페닐시클로트리실록산, 폴리디메틸실록산, 폴리옥타데실메틸실록산, 헥사코실 말단 폴리디메틸실록산, 데카메틸시클로펜타실록산, 폴리(3,3,3-트리플루오로프로필메틸실록산), 트리메틸실록시 말단 폴리디메틸실록산, 1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-데카메틸펜타실록산, 트리에틸실록시 말단 폴리디에틸실록산, 또는 이들의 임의의 조합.
규소 전구체 물질은, 화학 증기 침착 조건 하에, 반응 생성물로서 규소-함유 필름을 초래하기에 충분한, 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질과의 반응성을 가질 수 있다.
도 1은 본 개시내용의 일부 실시양태에 따른, 규소 전구체를 기판 상에 침착시키는 방법의 흐름도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 방법(100)은 다음 단계 중 하나 이상을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다: 규소 전구체 물질을 얻는 단계(102); 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질을 얻는 단계(104); 규소 전구체 물질을 휘발시켜 규소 전구체 증기를 얻는 단계(106); 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질을 휘발시켜 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기를 얻는 단계(108); 및 기판의 표면 상에 규소-함유 필름을 형성하기에 충분한 화학 증기 침착 조건 하에, 규소 전구체 증기 및 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기를 기판과 접촉시키는 단계(110).
단계(102)는 규소 전구체 물질을 얻는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 규소 전구체 물질은 본원에 개시된 규소 전구체 물질 중 임의의 하나 이상을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 얻는 것은 규소 전구체 물질을 포함하는 용기(container) 또는 다른 통(vessel)을 얻는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 규소 전구체 물질은, 규소 전구체 물질이 기화될 수 있는 용기 또는 다른 통에서 얻어질 수 있다.
단계(104)는 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질을 얻는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질은 목적하는 규소-함유 필름을 얻기 위해 선택될 수 있다. 일부 실시양태에서, 목적하는 규소-함유 필름은 규소 질화물, 규소 산화물, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질은 N2, H2, NH3, N2H4, CH3HNNH2, CH3HNNHCH3, NCH3H2, NCH3CH2H2, N(CH3)2H, N(CH3CH2)2H, N(CH3)3, N(CH3CH2)3, Si(CH3)2NH, 피라졸린, 피리딘, 에틸렌 디아민, 이들의 라디칼, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질은 H2, O2, O3, H2O, H2O2, NO, N2O, NO2, CO, CO2, 카르복실산, 알콜, 디올, 이들의 라디칼, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 얻는 것은 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질을 포함하는 용기 또는 다른 통을 얻는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질은, 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질이 기화될 수 있는 용기 또는 다른 통에서 얻어질 수 있다.
단계(106)는 규소 전구체 물질을 휘발시켜 규소 전구체 증기를 얻는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 휘발은 규소 전구체 물질을 규소 전구체 증기를 얻기에 충분히 가열하는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 휘발은 규소 전구체 물질을 포함하는 용기를 가열하는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 휘발은 화학 증기 침착 공정이 수행되는 침착 챔버에서 규소 전구체 물질을 가열하는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 휘발은 규소 전구체 물질, 규소 전구체 증기, 또는 이들의 임의의 조합을, 예를 들어, 침착 챔버로 전달하기 위한 도관을 가열하는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 휘발은 규소 전구체 물질을 포함하는 증기 전달 시스템을 작동시키는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 휘발은 규소 전구체 물질을 기화시켜 규소 전구체 증기를 얻기에 충분한 온도로 가열하는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 휘발은 규소 전구체 물질, 규소 전구체 증기, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나의 분해 온도 미만인 온도로 가열하는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 규소 전구체 물질은 기체상으로 존재할 수 있으며, 이 경우 단계(106)는 선택적이며 필수는 아니다. 예를 들어, 규소 전구체 물질은 규소 전구체 증기를 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다.
단계(108)는 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질을 휘발시켜 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기를 얻는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 휘발은 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질을 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기를 얻기에 충분히 가열하는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 휘발은 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질을 포함하는 용기를 가열하는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 휘발은 화학 증기 침착 공정이 수행되는 침착 챔버에서 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질을 가열하는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 휘발은 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질, 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기, 또는 이들의 임의의 조합을, 예를 들어, 침착 챔버로 전달하기 위한 도관을 가열하는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 휘발은 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질을 포함하는 증기 전달 시스템을 작동시키는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 휘발은 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질을 기화시켜 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기를 얻기에 충분한 온도로 가열하는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 휘발은 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질, 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나의 분해 온도 미만인 온도로 가열하는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질은 기체상으로 존재할 수 있으며, 이 경우 단계(108)는 선택적이며 필수는 아니다. 예를 들어, 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질은 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기를 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다.
단계(110)는 기판의 표면 상에 규소-함유 필름을 형성하기에 충분한 화학 증기 침착 조건 하에, 규소 전구체 증기 및 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기를 기판과 접촉시키는 것을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 접촉은, 예를 들어 그리고 제한 없이, 특히 침착 챔버를 포함하는, 화학 증기 침착 공정에 적합한 임의의 시스템, 기구, 장치, 어셈블리, 이들의 챔버, 또는 이들의 구성요소에서 수행될 수 있다. 규소 전구체 증기 및 적어도 1종의 공-반응물 전구체는 동시에 기판과 접촉할 수 있다. 예를 들어, 규소 전구체 증기, 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기, 및 기판 각각은 침착 챔버에 동시에 존재할 수 있다. 따라서, 접촉은 규소 전구체 증기 및 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기와 기판의 동시발생(contemporaneous) 접촉 또는 동시(simultaneous) 접촉을 포함할 수 있다.
적어도 규소 전구체 증기, 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기, 및 기판의 상기 동시발생 접촉 또는 동시 접촉은 본원에 개시된 화학 증기 침착 (CVD) 공정을 원자 층 침착 (ALD) 공정과 구별할 수 있다. 원자 층 침착에서, 기판은 각각의 증기상 전구체와 교대로 그리고 순차적으로 접촉한다 (예를 들어 하나 이상의 사이클에서). 예를 들어, 제1 증기상 전구체는, 임의의 다른 증기상 전구체 존재 없이, 제1 기간 동안 챔버에서 기판과 접촉될 수 있다. 챔버에서 과량의 제1 증기상 전구체를 제거할 때, 제2 증기상 전구체는, 임의의 다른 증기상 전구체 존재 없이, 제2 기간 동안 챔버에서 기판과 접촉될 수 있다. 추가적인 증기상 전구체가 사용될 수 있으며 이 공정은 하나 이상의 사이클 또는 펄스에서 반복될 수 있다. 본원에 개시된 화학 증기 침착 공정에서, 증기상 전구체 둘 다는 동시에 기판과 접촉될 수 있으므로, 원자 층 침착 공정과 달리, 기판과 교대로 그리고 순차적으로 접촉되지 않는다. 따라서, 접촉은 규소 전구체 증기 및 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기 각각이 기판과 교대로 접촉하는 것을 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 접촉은 규소 전구체 증기 및 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기 각각이 기판과 순차적으로 접촉하는 것을 포함하지 않는다. 일부 실시양태에서, 규소 전구체 증기 및 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기 각각이 기판과 교대로 그리고 순차적으로 접촉하는 것을 포함하지 않는다.
화학 증기 침착 조건은 침착 온도를 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 침착 온도는 규소 전구체 증기, 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나의 열 분해 온도 미만인 온도일 수 있다. 침착 온도는 규소 전구체 증기, 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나의 응축을 감소시키거나 방지하기에 충분히 높을 수 있다. 일부 실시양태에서, 기판은 침착 온도로 가열될 수 있다. 일부 실시양태에서, 기판이 규소 전구체 증기 및 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기와 접촉되는 챔버 또는 다른 용기가 침착 온도로 가열된다. 일부 실시양태에서, 규소 전구체 증기, 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나는 침착 온도로 가열될 수 있다.
침착 온도는 200℃ 내지 2500℃의 온도일 수 있다. 일부 실시양태에서, 침착 온도는 500℃ 내지 700℃의 온도일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 침착 온도는 500℃ 내지 680℃, 500℃ 내지 660℃, 500℃ 내지 640℃, 500℃ 내지 620℃, 500℃ 내지 600℃, 500℃ 내지 580℃, 500℃ 내지 560℃, 500℃ 내지 540℃, 500℃ 내지 520℃, 520℃ 내지 700℃, 540℃ 내지 700℃, 560℃ 내지 700℃, 580℃ 내지 700℃, 600℃ 내지 700℃, 620℃ 내지 700℃, 640℃ 내지 700℃, 660℃ 내지 700℃, 또는 680℃ 내지 700℃의 온도일 수 있다. 다른 실시양태에서, 침착 온도는 200℃ 초과 내지 2500℃의 온도, 예컨대, 예를 들어 그리고 제한 없이, 400℃ 내지 2000℃, 500℃ 내지 2000℃, 550℃ 내지 2400℃, 600℃ 내지 2400℃, 625℃ 내지 2400℃, 650℃ 내지 2400℃, 675℃ 내지 2400℃, 700℃ 내지 2400℃, 725℃ 내지 2400℃, 750℃ 내지 2400℃, 775℃ 내지 2400℃, 800℃ 내지 2400℃, 825℃ 내지 2400℃, 850℃ 내지 2400℃, 875℃ 내지 2400℃, 900℃ 내지 2400℃, 925℃ 내지 2400℃, 950℃ 내지 2400℃, 975℃ 내지 2400℃, 1000℃ 내지 2400℃, 1025℃ 내지 2400℃, 1050℃ 내지 2400℃, 1075℃ 내지 2400℃, 1100℃ 내지 2400℃, 1200℃ 내지 2400℃, 1300℃ 내지 2400℃, 1400℃ 내지 2400℃, 1500℃ 내지 2400℃, 1600℃ 내지 2400℃, 1700℃ 내지 2400℃, 1800℃ 내지 2400℃, 1900℃ 내지 2400℃, 2000℃ 내지 2400℃, 2100℃ 내지 2400℃, 2200℃ 내지 2400℃, 2300℃ 내지 2400℃, 500℃ 내지 2000℃, 500℃ 내지 1900℃, 500℃ 내지 1800℃, 500℃ 내지 1700℃, 500℃ 내지 1600℃, 500℃ 내지 1500℃, 500℃ 내지 1400℃, 500℃ 내지 1300℃, 500℃ 내지 1200℃, 500℃ 내지 1100℃, 500℃ 내지 1000℃, 500℃ 내지 1000℃, 500℃ 내지 900℃, 또는 500℃ 내지 800℃의 온도일 수 있다.
화학 증기 침착 조건은 침착 압력을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 침착 압력은 규소 전구체 증기, 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나의 증기 압력을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 침착 압력은 챔버 압력을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다.
침착 압력은 0.001 Torr 내지 100 Torr의 압력일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 침착 압력은 1 Torr 내지 30 Torr, 1 Torr 내지 25 Torr, 1 Torr 내지 20 Torr, 1 Torr 내지 15 Torr, 1 Torr 내지 10 Torr, 5 Torr 내지 50 Torr, 5 Torr 내지 40 Torr, 5 Torr 내지 30 Torr, 5 Torr 내지 20 Torr, 또는 5 Torr 내지 15 Torr의 압력일 수 있다. 다른 실시양태에서, 침착 압력은 1 Torr 내지 100 Torr, 5 Torr 내지 100 Torr, 10 Torr 내지 100 Torr, 15 Torr 내지 100 Torr, 20 Torr 내지 100 Torr, 25 Torr 내지 100 Torr, 30 Torr 내지 100 Torr, 35 Torr 내지 100 Torr, 40 Torr 내지 100 Torr, 45 Torr 내지 100 Torr, 50 Torr 내지 100 Torr, 55 Torr 내지 100 Torr, 60 Torr 내지 100 Torr, 65 Torr 내지 100 Torr, 70 Torr 내지 100 Torr, 75 Torr 내지 100 Torr, 80 Torr 내지 100 Torr, 85 Torr 내지 100 Torr, 90 Torr 내지 100 Torr, 95 Torr 내지 100 Torr, 1 Torr 내지 95 Torr, 1 Torr 내지 90 Torr, 1 Torr 내지 85 Torr, 1 Torr 내지 80 Torr, 1 Torr 내지 75 Torr, 또는 1 Torr 내지 70 Torr의 압력일 수 있다. 다른 추가 실시양태에서, 침착 압력은 1 mTorr 내지 100 mTorr, 1 mTorr 내지 90 mTorr, 1 mTorr 내지 80 mTorr, 1 mTorr 내지 70 mTorr, 1 mTorr 내지 60 mTorr, 1 mTorr 내지 50 mTorr, 1 mTorr 내지 40 mTorr, 1 mTorr 내지 30 mTorr, 1 mTorr 내지 20 mTorr, 1 mTorr 내지 10 mTorr, 100 mTorr 내지 300 mTorr, 150 mTorr 내지 300 mTorr, 200 mTorr 내지 300 mTorr, 또는 150 mTorr 내지 250 mTorr, 또는 150 mTorr 내지 225 mTorr의 압력일 수 있다.
접촉은 1 내지 50 nm/분의 침착 속도를 초래하기에 충분할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 접촉은 10 내지 35 nm/분, 11 내지 35 nm/분, 12 내지 35 nm/분, 13 내지 35 nm/분, 10 내지 32 nm/분, 11 내지 32 nm/분, 12 내지 32 nm/분, 13 내지 32 nm/분, 15 내지 32 nm/분, 16 내지 32 nm/분, 17 내지 32 nm/분, 18 내지 32 nm/분, 19 내지 32 nm/분, 20 내지 32 nm/분, 21 내지 32 nm/분, 22 내지 32 nm/분, 23 내지 32 nm/분, 24 내지 32 nm/분, 25 내지 32 nm/분, 26 내지 32 nm/분, 27 내지 32 nm/분, 28 내지 32 nm/분, 29 내지 32 nm/분, 또는 30 내지 32 nm/분의 침착 속도를 초래하기에 충분할 수 있다. 일부 실시양태에서, 침착 속도는, 다른 화학 증기 침착 조건 중에서, 침착 온도 및 침착 압력 중 하나 이상을 참조할 수 있다. 일부 실시양태에서, 접촉은 1 내지 1500 nm/분, 1 내지 1400 nm/분, 1 내지 1300 nm/분, 1 내지 1200 nm/분, 1 내지 1100 nm/분, 1 내지 1000 nm/분, 1 내지 900 nm/분, 1 내지 800 nm/분, 1 내지 700 nm/분, 1 내지 600 nm/분, 1 내지 500 nm/분, 1 내지 400 nm/분, 1 내지 300 nm/분, 1 내지 200 nm/분, 또는 1 내지 100 nm/분의 침착 속도를 초래하기에 충분할 수 있다.
접촉은 10% 내지 80%의 스텝 커버리지를 초래하기에 충분할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 접촉은 30% 내지 45%, 31% 내지 45%, 32% 내지 45%, 33% 내지 45%, 34% 내지 45%, 35% 내지 45%, 36% 내지 45%, 37% 내지 45%, 38% 내지 45%, 39% 내지 45%, 또는 40% 내지 45%의 스텝 커버리지를 초래하기에 충분할 수 있다. 일부 실시양태에서, 스텝 커버리지는, 다른 화학 증기 침착 조건 중에서, 침착 온도 및 침착 압력 중 하나 이상을 참조할 수 있다.
접촉은 규소 전구체 물질 대조군보다 1.2배 내지 5배 더 큰 침착 속도를 초래하기에 충분할 수 있으며, 여기서 규소 전구체 물질 대조군은 테트라에톡시실란 (TEOS)을 포함한다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 접촉은 규소 전구체 물질 대조군보다 1.4배 내지 3배 더 큰 침착 속도, 규소 전구체 물질 대조군보다 1.5배 내지 3배 더 큰 침착 속도, 규소 전구체 물질 대조군보다 1.6배 내지 3배 더 큰 침착 속도, 규소 전구체 물질 대조군보다 1.7배 내지 3배 더 큰 침착 속도, 규소 전구체 물질 대조군보다 1.8배 내지 3배 더 큰 침착 속도, 규소 전구체 물질 대조군보다 1.9배 내지 3배 더 큰 침착 속도, 규소 전구체 물질 대조군보다 2배 내지 3배 더 큰 침착 속도, 규소 전구체 물질 대조군보다 2.1배 내지 3배 더 큰 침착 속도, 규소 전구체 물질 대조군보다 2.2배 내지 3배 더 큰 침착 속도, 규소 전구체 물질 대조군보다 2.3배 내지 3배 더 큰 침착 속도, 규소 전구체 물질 대조군보다 2.4배 내지 3배 더 큰 침착 속도, 규소 전구체 물질 대조군보다 2.5배 내지 3배 더 큰 침착 속도, 또는 규소 전구체 물질 대조군보다 2.6배 내지 3배 더 큰 침착 속도를 초래하기에 충분할 수 있다. 일부 실시양태에서, 침착 속도는, 다른 화학 증기 침착 조건 중에서, 침착 온도 및 침착 압력 중 하나 이상을 참조할 수 있다.
접촉은 1 내지 20 nm/분의 습식 식각 속도를 초래하기에 충분할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 접촉은 1 내지 19 nm/분, 1 내지 18 nm/분, 1 내지 17 nm/분, 1 내지 16 nm/분, 1 내지 15 nm/분, 1 내지 14 nm/분, 1 내지 13 nm/분, 1 내지 12 nm/분, 1 내지 11 nm/분, 1 내지 10 nm/분, 1 내지 9 nm/분, 1 내지 8 nm/분, 1 내지 7 nm/분, 1 내지 6 nm/분, 1 내지 5 nm/분, 1 내지 4 nm/분, 2 내지 20 nm/분, 3 내지 20 nm/분, 4 내지 20 nm/분, 5 내지 20 nm/분, 6 내지 20 nm/분, 7 내지 20 nm/분, 8 내지 20 nm/분, 9 내지 20 nm/분, 10 내지 20 nm/분, 11 내지 20 nm/분, 12 내지 20 nm/분, 13 내지 20 nm/분, 14 내지 20 nm/분, 15 내지 20 nm/분, 16 내지 20 nm/분, 17 내지 20 nm/분, 또는 18 내지 20 nm/분의 습식 식각 속도를 초래하기에 충분할 수 있다. 일부 실시양태에서, 습식 식각 속도는 100:1 HF에서의 열 산화를 기준으로 한다.
접촉은 10% 미만의 열 수축을 초래하기에 충분할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 접촉은 0.1% 내지 10%, 0.1% 내지 5%, 0.1% 내지 5%, 0.1% 내지 4.8%, 0.1% 내지 4.6%, 0.1% 내지 4.4%, 0.1% 내지 4.2%, 0.1% 내지 4%, 0.1% 내지 3.8%, 0.1% 내지 3.6%, 0.1% 내지 3.4%, 0.1% 내지 3.2%, 0.1% 내지 3%, 0.1% 내지 2.8%, 0.1% 내지 2.6%, 0.1% 내지 2.4%, 0.1% 내지 2.2%, 0.1% 내지 2%, 0.1% 내지 1.8%, 0.1% 내지 1.6%, 0.1% 내지 1.4%, 0.1% 내지 1.2%, 0.1% 내지 1%, 0.1% 내지 0.8%, 0.1% 내지 0.6%, 0.1% 내지 0.5%, 또는 0.1% 내지 0.4%의 열 수축을 초래하기에 충분할 수 있다.
기판은 Si, Co, Cu, Al, W, WN, WC, TiN, Mo, MoC, SiO2, W, SiN, WCN, Al2O3, AlN, ZrO2, La2O3, TaN, RuO2, IrO2, Nb2O3, Y2O3, 하프늄 산화물, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 기판은 다른 규소-기반 기판, 예컨대, 예를 들어, 폴리실리콘 기판, 금속성 기판, 및 유전체 기판 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부 실시양태는 규소-함유 필름, 예컨대 도 1의 방법에 따라 제조된 규소-함유 필름에 관한 것이다.
도 2는 본 개시내용의 일부 실시양태에 따른, 규소-함유 물품의 개략도이다. 도 2에서 보여지는 바와 같이, 규소-함유 물품(200)은 기판(202) 및 규소-함유 필름(204)을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 본질적으로 이루어질 수 있다. 예시적인 실시양태에서, 규소-함유 물품(200)은 규소-함유 필름(204)을 기판(202)의 적어도 일부에 포함한다.
실시예 1
규소 전구체 물질
규소 전구체 물질의 비-제한 예에는 비스(디에틸아미노)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 (BDEA-TMDSO)이 포함된다. BDEA-TMDSO의 화학 구조는 아래에 나타낸다:
Figure pct00001
실시예 2
규소 전구체 물질
규소 전구체 물질의 비-제한 예에는 1,3-비스(이소프로필아미노)테트라메틸디실록산 (BIPA-TMDSO)이 포함된다. BIPA-TMDSO의 화학 구조는 아래에 나타낸다:
Figure pct00002
실시예 3
규소 전구체 물질
규소 전구체 물질의 비-제한 예에는 헥사클로로디실록산 (HCDSO)이 포함된다. HCDSO의 화학 구조는 아래에 나타낸다:
Figure pct00003
실시예 4
규소 전구체 물질
규소 전구체 물질의 비-제한 예에는 헥사메틸디실록산 (HMDSO)이 포함된다. HMDSO의 화학 구조는 아래에 나타낸다:
Figure pct00004
실시예 5
침착 속도
테트라에톡시실란 (TEOS)의 대조군 전구체 물질 및 BDEA-TMDSO을 포함하는 규소 전구체 물질을 사용하여 여러 화학 증기 침착 공정을 실시하였다. BDEA-TMDSO 및 TEOS 각각의 침착 속도를 각각 560℃ 및 650℃에서 측정하였다. 도 3에서 보여지는 바와 같이, BDEA-TMDSO의 침착 속도는 650℃에서 TEOS의 침착 속도보다 2.5배 더 빠르고 560℃에서 TEOS의 침착 속도보다 2.8배 더 빠른 것으로 관찰되었다.
실시예 6
규소 전구체 물질
실시예 1 내지 4의 규소 전구체 물질을 사용하여 화학 증기 침착 공정을 수행하였다. 비교를 위해, 대조군 전구체 물질로서 테트라에톡시실란 (TEOS)을 사용하였다. 모든 전구체 물질을 550℃ 내지 650℃의 침착 온도 및 3.5 Torr의 압력에서 침착시켰다. 침착 속도 및 스텝 커버리지를 하기 표 1에 요약하였다.
표 1: 침착 속도 및 스텝 커버리지의 요약
Figure pct00005
표 1의 데이터에 기초하면, 규소 전구체 물질의 침착 속도는 대조군 전구체 물질의 침착 속도보다 최대 4.2배 더 컸다. 또한, 규소 전구체 물질의 스텝 커버리지는 대조군 전구체 물질의 스텝 커버리지보다 최대 1.4배 더 컸다.

Claims (20)

  1. 기판 상에 규소 전구체를 침착시키는 방법이며,
    적어도 1개의 실록산 연결을 포함하는 규소 전구체 물질을 얻는 단계;
    적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질을 얻는 단계;
    규소 전구체 물질을 휘발시켜 규소 전구체 증기를 얻는 단계;
    적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질을 휘발시켜 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기를 얻는 단계; 및
    기판의 표면 상에 규소-함유 필름을 형성하기에 충분한 화학 증기 침착 조건 하에, 규소 전구체 증기 및 적어도 1종의 공-반응물 전구체 증기를 기판과 접촉시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 규소 전구체 물질이 하기 화학식의 화합물을 포함하는 것인 방법:
    (A1A2A3)Si-O-Si(B1B2B3)
    (여기서, A1, A2, A3, B1, B2, 및 B3 각각은 독립적으로 수소, 할라이드, 알킬, 시클로알킬, 알콕시, 아미노, 알킬아미노, 아미노알킬, 에티닐, 페닐, 알릴, 비닐, 또는 아세톡시임).
  3. 제2항에 있어서, 할라이드가 Cl, Br, F, 또는 I인 방법.
  4. 제2항에 있어서, 알킬이 선형 또는 분지형 C1 내지 C4 알킬인 방법.
  5. 제2항에 있어서, 알킬이 메틸, 에틸, 프로필, n-부틸, 이소프로필, t-부틸, 또는 sec-부틸인 방법.
  6. 제2항에 있어서, 알킬아미노가 하기 화학식을 갖는 것인 방법:
    -N(RaRbRc)
    (여기서, Ra, Rb, 및 Rc 각각은 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필, n-부틸, 이소프로필, t-부틸, 또는 sec-부틸임).
  7. 제2항에 있어서, 알킬아미노가 알킬 아민, 디알킬아민, 또는 트리알킬 아민인 방법.
  8. 제2항에 있어서, 알킬아미노가 -NH(CH2CH3)2 또는 -NHCH(CH3)2인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 규소 전구체 물질이 비스(디에틸아미노)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 (BDEA-TMDSO), 1,3-비스(이소프로필아미노)테트라메틸디실록산 (BIPA-TMDSO), 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 것인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 규소 전구체 물질이 헥사클로로디실록산, 헥사메틸디실록산, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 것인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 규소 전구체 물질이 2개 이상의 실록산 연결을 포함하는 것인 방법.
  12. 제1항에 있어서, 화학 증기 침착 조건이 적어도 500℃의 침착 온도를 포함하는 것인 방법.
  13. 제1항에 있어서, 화학 증기 침착 조건이 적어도 600℃의 침착 온도를 포함하는 것인 방법.
  14. 제1항에 있어서, 접촉이, 테트라에톡시실란 (TEOS)을 포함하는 규소 전구체 물질 대조군의 침착 속도보다 2.5배 내지 3배 더 큰 침착 속도를 초래하기에 충분한 것인 방법.
  15. 규소 전구체 물질을 포함하는, 화학 증기 침착을 위한 전구체이며,
    여기서 규소 전구체 물질은 하기 화학식의 화합물이고
    (A1A2A3)Si-O-Si(B1B2B3)
    (여기서, A1, A2, A3, B1, B2, 및 B3 각각은 독립적으로 수소, 할라이드, 알킬, 시클로알킬, 알콕시, 아미노, 알킬아미노, 아미노알킬, 에티닐, 페닐, 알릴, 비닐, 또는 아세톡시임);
    여기서 규소 전구체 물질은, 화학 증기 침착 조건 하에, 반응 생성물로서 규소-함유 필름을 초래하기에 충분한, 적어도 1종의 공-반응물 전구체 물질과의 반응성을 갖는 것인
    전구체.
  16. 제15항에 있어서, 알킬이 선형 또는 분지형 C1 내지 C4 알킬인 전구체.
  17. 제15항에 있어서, 알킬이 메틸, 에틸, 프로필, n-부틸, 이소프로필, t-부틸, 또는 sec-부틸인 전구체.
  18. 제15항에 있어서, 알킬아미노가 하기 화학식을 갖는 것인 전구체:
    -N(RaRbRc)
    (여기서, Ra, Rb, 및 Rc 각각은 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필, n-부틸, 이소프로필, t-부틸, 또는 sec-부틸임).
  19. 제15항에 있어서, 알킬아미노가 알킬 아민, 디알킬아민, 또는 트리알킬 아민인 전구체.
  20. 제15항에 있어서, 알킬아미노가 -NH(CH2CH3)2 또는 -NHCH(CH3)2인 전구체.
KR1020247010030A 2021-08-30 2022-07-07 규소 전구체 물질, 규소-함유 필름, 및 관련 방법 KR20240046610A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163238542P 2021-08-30 2021-08-30
US63/238,542 2021-08-30
PCT/US2022/036404 WO2023033918A1 (en) 2021-08-30 2022-07-07 Silicon precursor materials, silicon-containing films, and related methods

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240046610A true KR20240046610A (ko) 2024-04-09

Family

ID=85411540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020247010030A KR20240046610A (ko) 2021-08-30 2022-07-07 규소 전구체 물질, 규소-함유 필름, 및 관련 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230080718A1 (ko)
KR (1) KR20240046610A (ko)
CN (1) CN117980531A (ko)
TW (1) TW202313468A (ko)
WO (1) WO2023033918A1 (ko)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8101788B2 (en) * 2006-09-29 2012-01-24 Air Liquide Electronics U.S. Lp Silicon precursors and method for low temperature CVD of silicon-containing films
WO2008128141A2 (en) * 2007-04-12 2008-10-23 Advanced Technology Materials, Inc. Zirconium, hafnuim, titanium, and silicon precursors for ald/cvd
US20090041952A1 (en) * 2007-08-10 2009-02-12 Asm Genitech Korea Ltd. Method of depositing silicon oxide films
US10453675B2 (en) * 2013-09-20 2019-10-22 Versum Materials Us, Llc Organoaminosilane precursors and methods for depositing films comprising same
US10703915B2 (en) * 2016-09-19 2020-07-07 Versum Materials Us, Llc Compositions and methods for the deposition of silicon oxide films
US20190318925A1 (en) * 2018-04-11 2019-10-17 Versum Materials Us, Llc Monoorganoaminodisilane Precursors and Methods for Depositing Films Comprising Same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023033918A1 (en) 2023-03-09
TW202313468A (zh) 2023-04-01
US20230080718A1 (en) 2023-03-16
CN117980531A (zh) 2024-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102267297B1 (ko) 규소 산화물 필름의 증착을 위한 조성물 및 방법
CN110036139B (zh) 用于薄膜沉积的短无机三甲硅烷基胺基聚硅氮烷
JP6310018B2 (ja) ハロゲン化オルガノアミノシラン前駆体及びそれを含む膜の堆積方法
US11142658B2 (en) Bisaminoalkoxysilane compounds and methods for using same to deposit silicon-containing films
US6936537B2 (en) Methods for forming low-k dielectric films
WO2018063825A1 (en) Remote plasma based deposition of graded or multi-layered silicon carbide film
US8932674B2 (en) Vapor deposition methods of SiCOH low-k films
US20080283972A1 (en) Silicon Compounds for Producing Sio2-Containing Insulating Layers on Chips
CN101418438A (zh) 通过来自乙硅烷前体的远程等离子体cvd的高质量氧化硅膜
CN110023535A (zh) 用于制造低k膜以填充表面特征的前体和可流动cvd法
CN110023235A (zh) 不含N-H且富含Si的全氢聚硅氮烷组合物，其合成及应用
TW202140838A (zh) 摻雜碳的矽氧化物的沉積
CN116487246A (zh) 掺杂氧的碳化硅膜的基于远程等离子体的沉积
TW201805343A (zh) 形成含矽膜之組成物及其製法與用途
KR20240046610A (ko) 규소 전구체 물질, 규소-함유 필름, 및 관련 방법
JP2022547588A (ja) モノアルコキシシラン及びジアルコキシシラン、並びにそれらから作られる高密度の有機シリカ膜
JP2022548021A (ja) モノアルコキシシラン、及びそれから作られる高密度の有機シリカ膜
KR20210088729A (ko) Si-하이드록실 결합들을 가교시키기 위한 경화 방법들
US20220220132A1 (en) Organosilane precursors for ald/cvd/sod of silicon-containing film applications
JP7110499B2 (ja) ブロックコポリマーを含んでなる組成物、およびそれを用いたシリカ質膜の製造方法
KR20230086947A (ko) 저 유전율 실리콘 함유 박막 형성용 전구체, 이를 이용한 저 유전율 실리콘 함유 박막 형성 방법 및 상기 저 유전율 실리콘 함유 박막을 포함하는 반도체 소자.
CN108735574B (zh) 形成介电层的方法及制造半导体装置的方法
WO2023069965A1 (en) Silanols and silanediols
JP2024019298A (ja) ポリカルボシラザンおよびそれを含む組成物、ならびにそれを用いたケイ素含有膜の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination