TWI516498B - 烷氧基甲矽烷基胺化合物及其應用 - Google Patents

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Description

烷氧基甲矽烷基胺化合物及其應用 相關申請案之相互參照
本案請求2011年12月11日申請的美國專利申請案序號第61/735,793號的優先權益。
本文描述烷氧基甲矽烷基胺化合物，更明確地說，烷氧基甲矽烷基胺化合物例如叁(烷氧基甲矽烷基)胺或雙(烷氧基甲矽烷基)胺化合物，及這些化合物用於沉積矽和含矽膜例如氧化矽、氧氮化矽、碳氧化矽、氧碳氮化矽和碳氧氮化矽膜的用途。
US2011151678A揭示涉及沉積流動性氧化物膜和高密度電漿化學氣相沉積氧化物(HDP氧化物)膜的新穎的填隙方案。根據各個不同的具體實施例，該等流動性氧化物膜可當成犧牲層及/或當作用於由下往上填隙的材料使用。在某些具體實施例中，被填滿的間隙的頂表面係HDP氧化物膜。所得的被填滿的間隙含有HDP氧化物膜或HDP氧化物和流動性氧化物膜的組合。
US7524735B、US7582555B、US7888233B和 US7915139B揭露關於利用固態介電材料藉由形成流動性膜於間隙中而填充基材上的間隙之方法。接著把該流動性膜轉化為固態介電材料。依此方式，藉著藉著固態介電材料填滿該基材上的間隙。根據各個不同具體實施例，該等方法涉及使介電質前驅物與氧化劑反應以形成該介電材料。在某些具體實施例中，使該介電質前驅物凝聚並且隨後與該氧化劑反應以形成介電材料。在某些具體實施例中，蒸氣相反應物發生反應以形成縮合的流動性膜。
US7943531B揭露在基材上沉積氧化矽層的方法包括提供基材給沉積艙。使第一含矽前驅物、第二含矽前驅物和NH3電漿反應以形成氧化矽層。該第一含矽前驅物包括Si-H鍵和Si-Si鍵中的至少其一。該第二含矽前驅物包括至少一Si-N鍵。接下來使已沉積的氧化矽層退火。
US7425350 B揭露用於製造含矽(“含Si”)材料的方法包含將運送至基材並且使該熱解的矽前驅物於該基材上聚合以形成含矽膜。該熱解的矽前驅物之聚合可在造孔原(porogen)存在的情況下進行以形成含造孔原的含矽膜。該造孔原可以從該含造孔原的含矽膜被移除以形成含多孔性矽的膜。較佳的含多孔性矽的膜具有低介電常係而且因此適用於各個不同低介電常數或低-k應用例如於微電子和微電化學系統。
US7888273B、US7629227B和US8187951BA揭露藉由產生含流動性氧化矽的膜給基材上的間隙加襯及/或填充的方法。該等方法涉及在使縮合的流動性膜形成於該基材 上的條件之下將蒸氣相含矽前驅物和氧化劑反應物引進含有該基材的反應艙。該流動性膜至少部分填充於該基材上的間隙並且接著轉化成氧化矽膜。在某些具體實施例中該等方法涉及在形成該膜時使用觸媒(例如親核性或鎓(onium)觸媒。該觸媒可以加入該等反應物中的其一及/或當作獨立反應物加入。也提供將該等流動性膜轉化成固態介電膜的方法。本發明的方法可用以給包括深寬比介於3：1至10：1的間隙之高深寬比間隙加襯或填充。
因此，需要藉由運用化學氣相沉積法、原子層沉積法或流動性化學氣相沉積法開發新穎的烷氧基甲矽烷基胺以沉積矽或含矽膜例如氧化矽、氧氮化矽、碳氧化矽、氧碳氮化矽和碳氧氮化矽膜。本文所述的是能符合這些要求的烷氧基甲矽烷基胺化合物。
在一態樣中，本文描述具有以下通式的烷氧基甲矽烷基胺化合物例如叁(烷氧基甲矽烷基)胺：((R1O)R2R3Si)2NSi(OR4)R5R6或具有以下通式的雙(烷氧基甲矽烷基)胺化合物：((R1O)R2R3Si)2NR5其中R1和R4係各自獨立地選自線性或分支的C1至C10烷基、C3至C12烯基、C3至C12炔基、C4至C10環狀烷基和C6至C10芳基，而且R2、R3、R5和R6係各自獨立地選自由氫、線性或分支的C1至C10烷基、C2至C12烯基、C2至C12炔基、C4至 C10環狀烷基、C6至C10芳基及線性或分支的C1至C10烷氧基所組成的群組。
在另一態樣中，本文描述具有以下通式A或B的叁(烷氧基甲矽烷基)胺或雙(烷氧基甲矽烷基)胺化合物： 其中R1和R4係獨立地選自線性或分支的C1至C10烷基、C3至C12烯基、C3至C12炔基、C4至C10環狀烷基和C6至C10芳基，而且R2、R3、R5和R6係各自獨立地選自由氫、線性或分支的C1至C10烷基、C2至C12烯基、C2至C12炔基、C4至C10環狀烷基、C6至C10芳基及線性或分支的C1至C10烷氧基所組成的群組。
本文也描述運用具有以下通式的叁(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物之沉積方法例如，但不限於化學氣相沉積(CVD)或原子層沉積(ALD)方法：((R1O)R2R3Si)2NSi(OR4)R5R6其中R1和R4係各自獨立地選自線性或分支的C1至C10烷基、C3至C12烯基、C3至C12炔基、C4至C10環狀烷基和C6至C10芳基，而且R2、R3、R5和R6係各自獨立地選自由氫、線性或分支的C1至C10烷基、C2至C12烯基、C2至C12炔基、C4至 C10環狀烷基、C6至C10芳基及線性或分支的C1至C10烷氧基所組成的群組。
或具有以下通式的雙(烷氧基甲矽烷基)胺化合物：本文也描述運用具有以下通式的雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物之沉積方法例如，但不限於化學氣相沉積(CVD)或原子層沉積(ALD)方法：((R1O)R2R3Si)2NR5其中R1係選自線性或分支的C1至C10烷基、C3至C12烯基、C3至C12炔基、C4至C10環狀烷基和C6至C10芳基，而且R2、R3和R5係各自獨立地選自由氫、線性或分支的C1至C10烷基、C2至C12烯基、C2至C12炔基、C4至C10環狀烷基、C6至C10芳基及線性或分支的C1至C10烷氧基所組成的群組。
圖1顯示實施例1的化合物叁(二甲基甲矽烷基)胺的質譜。
本文描述烷氧基甲矽烷基胺，更明確地說，叁(烷氧基甲矽烷基)胺或雙(烷氧基甲矽烷基)胺化合物，其可當成沉積方法中的前驅物使用以形成化學計量和非化學計量的矽和含矽膜例如，但不限於，氧化矽、氧碳化矽、氮化矽、氧 氮化矽和氧碳氮化矽。該等沉積方法包括，但不限於，化學氣相沉積(CVD)、電漿強化化學氣相沉積(PECVD)、循環式化學氣相沉積(CCVD)、流動性化學氣相沉積(FCVD)、原子層沉積(ALD)或電漿強化原子層沉積(PEALD)方法。本文所述的烷氧基甲矽烷基胺前驅物通常係高純度揮發性液態前驅物，其係汽化並且呈氣體狀態輸送至沉積艙或反應器以經由多種不同沉積技術沉積含矽膜，該等沉積技術包括，但不限於，供半導體裝置用的化學氣相沉積(CVD)、循環式化學氣相沉積(CCVD)、流動性化學氣相沉積(FCVD)、原子層沉積(ALD)。在其他具體實施例中，該等烷氧基胺基矽烷前驅物可用於以液體為基礎的沉積或成膜法例如，但不限於，旋塗、浸塗、氣溶膠、噴墨、網版印刷或噴霧應用法。
用於沉積的前驅物材料的選用取決於最終想要的介電材料或膜。舉例來說，前驅物材料可就其化學元素的含量、該等化學元素的化學計量比率及/或在前述沉積方法之下形成的所得的介電膜或塗層。
該前驅物材料也可就多種不同其他特性例如成本、無毒性、處理特性、揮發性、熱安定性、與其他含矽前驅物的相容性及/或其他特性而挑選。在某些具體實施例中，具有本文所述的通式或式A及/或B的前驅物經過儲存6個月或更久，或1年或更多的時期以後包含小於2重量%，或小於1重量%，或小於0.5重量%的副產物，那表示具有儲存安定性。除了前述優點以外，在某些具體實施例中，例如關於利用ALD或PEALD沉積方法沉積氧化矽或氮化矽膜，本文所 述的前驅物可以使高密度材料能於較低沉積溫度下沉積，例如，500℃或更低，或400℃或更低，300℃或更低，200℃或更低，100℃或更低，或50℃或更低。
如先前所述，本文所述的是烷氧基甲矽烷基胺化合物，更明確地說具有以下通式的叁(烷氧基甲矽烷基)胺化合物：((R1O)R2R3Si)2NSi(OR4)R5R6其中R1和R4係各自獨立地選自線性或分支的C1至C10烷基、C3至C12烯基、C3至C12炔基、C4至C10環狀烷基和C6至C10芳基，而且R2、R3、R5和R6係各自獨立地選自由氫、線性或分支的C1至C10烷基、C2至C12烯基、C2至C12炔基、C4至C10環狀烷基、C6至C10芳基及線性或分支的C1至C10烷氧基所組成的群組。
或具有以下通式的雙(烷氧基甲矽烷基)胺化合物：在另一具體實施例中，本文也描述烷氧基甲矽烷基胺化合物，更明確地說具有以下通式的雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物：((R1O)R2R3Si)2NR5其中R1係選自線性或分支的C1至C10烷基、C3至C12烯基、C3至C12炔基、C4至C10環狀烷基和C6至C10芳基，而且R2、R3和R5係各自獨立地選自由氫、線性或分支的C1至C10烷基、C2至C12烯基、C2至C12炔基、C4至C10環狀烷基、C6至C10芳基及線性或分支的C1至C10烷氧基所組成的群組。
在另一具體實施例中，本文描述至少一烷氧基甲矽烷基胺，其係具有以下式A和B的叁(烷氧基甲矽烷基)胺或雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物： 其中R1和R4係獨立地選自線性或分支的C1至C10烷基、C3至C12烯基、C3至C12炔基、C4至C10環狀烷基和C6至C10芳基，而且R2、R3、R5和R6係各自獨立地選自由氫、線性或分支的C1至C10烷基、C2至C12烯基、C2至C12炔基、C4至C10環狀烷基、C6至C10芳基及線性或分支的C1至C10烷氧基所組成的群組。
在式A之一具體實施例中，R1和R4係獨立地選自甲基或乙基，而且R2、R3、R4、R5係各自獨立地選自氫或C1至C5烷氧基例如甲氧基、乙氧基、異丙氧基、正丙氧基、第三丁氧基、異丁氧基和第二丁氧基。在一特定具體實施例中，R2、R3、R4和R5係氫或甲氧基。在另一具體實施例中，R1和R4係獨立地選自分支烷基例如，但不限於，第三丁基和第三戊基，而且R2、R3、R4和R5係各自獨立地選自氫、C1至C5烷基例如甲基、乙基、異丙基、第二丁基、異丁基、第三丁基和第三戊基，較佳為甲基或乙基。具有式A的示範化 合物包括，但不限於，((MeO)2HSi)3N、((EtO)2HSi)3N、((MeO)2MeSi)3N、((EtO)2MeSi)3N、((MeO)MeHSi)3N、((EtO)MeHSi)3N、((MeO)2HSi)2NSiH2(OBut)、((EtO)2HSi)2NSiH2(OBut)、((MeO)2HSi)2NSiH(OEt)2和((tBuO)H2Si)3N。具有式B的示範化合物包括，但不限於，((MeO)2HSi)2NH、((EtO)2HSi)2NH、((MeO)2MeSi)2NH、((EtO)2MeSi)2NH、((MeO)MeHSi)2NH、((EtO)MeHSi)2NH、((MeO)2HSi)2NMe、((EtO)2HSi)2NMe、((MeO)2MeSi)2NMe、((EtO)2MeSi)2NMe、((MeO)MeHSi)2NMe、((EtO)MeHSi)2NMe、((MeO)2HSi)2NEt、((EtO)2HSi)2NEt、((MeO)2MeSi)2NEt、((EtO)2MeSi)2NEt、((MeO)MeHSi)2NEt、((EtO)MeHSi)2NEt、((MeO)2HSi)2NPrn、((EtO)2HSi)2NPrn、((MeO)2MeSi)2NPrn、((EtO)2MeSi)2NPrn、((MeO)MeHSi)2NPrn、((EtO)MeHSi)2NPrn、((MeO)2HSi)2NPri、((EtO)2HSi)2NPri、((MeO)2MeSi)2NPri、((EtO)2MeSi)2NPri、((MeO)MeHSi)2NPri、((EtO)MeHSi)2NPri、((MeO)2HSi)2NBut、((EtO)2HSi)2NBut、((MeO)2MeSi)2NBut、((EtO)2MeSi)2NBut、((MeO)MeHSi)2NBut、((EtO)MeHSi)2NBut。
本文所述的叁(烷氧基甲矽烷基)胺或雙(烷氧基甲矽烷基)胺化合物的某些關鍵特徵係該等化合物含有至少一以下鍵：Si-N、Si-O及/或Si-H鍵使其能於氣相沉積過程中在基材表面上發生化學反應而且結果，沉積出帶有某些性質的含矽膜，否則其他有機矽化合物在類似的沉積條件之下無法做到。
在此說明書各處，該措辭“烷基”表示具有1至4個碳原子的線性或分支官能基。示範烷基包括，但不限於，甲基、乙基、正丙基、異丙基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、第三戊基、己基、異己基和新己基。在某些具體實施例中，該烷基可具有附接於彼的一或更多官能基例如，但不限於，烷氧基、二烷基胺基或其組合。在其中具體實施例中，該烷基沒有一或更多附接於彼的官能基。該措辭“環狀烷基”表示具有3至12或4至10個碳原子的環狀官能基。示範環狀烷基包括，但不限於，環丁基、環戊基、環己基和環辛基。該措辭“芳基”表示具有4至12個碳原子的芳香族環狀官能基。示範芳基包括，但不限於，苯基、苯甲基、氯苯甲基、甲苯基和鄰-二甲苯基。該措辭“烯基”表示具有一或更多碳-碳雙鍵而且具有2至12或2至6個碳原子的基團。示範烯基包括，但不限於，乙烯基或烯丙基。該措辭“炔基”表示具有一或更多碳-碳叁鍵而且具有2至12或2至6個碳原子的基團。該措辭“烷氧基”表示連至氧原子(例如，R-O)而且可能具有1至12或1至6個碳原子的烷基。示範烷氧基包括，但不限於，甲氧基(-OCH3)、乙氧基(-OCH2CH3)、正丙氧基(-OCH2CH2CH3)和異丙氧基(-OCHMe2)。
以下的方程式1至4提供可用以製造具有本文所述的通式或式A的叁(烷氧基甲矽烷基)胺的反應機構或合成方式之實例。
方程式1至4的反應能在有(例如存在的情況下)或沒有有機溶劑的情況下進行。在使用有機溶劑的具體實施例中，適合有機溶劑的實例包括，但不限於，烴例如己烷類、辛烷、甲苯和醚類例如二乙醚和四氫呋喃(THF)。在各個不同的具體實施例中，若涉及溶劑，反應溫度在從約-70°至-20℃至所用的溶劑沸點的範圍中。所得的叁(烷氧基甲矽烷基)胺類能在移除所有副產物及溶劑經由真空蒸餾來純化。方程式1、2和3係涉及烷氧基氯矽烷與氨反應(方程式(1))以提供烷氧基矽氮烷，該烷氧基矽氮烷與金屬烷基化物例如正丁基鋰反應(方程式(2)以形成醯胺鋰，接著與烷氧基氯矽烷反應(方程式(3))以產生叁(烷氧基甲矽烷基)胺當成產物之具體實施例。本文所述的多步驟合成方法不僅能形成含有相同烷氧基甲矽烷基當 成取代基的叁(烷氧基甲矽烷基)胺類例如((MeO)2HSi)3N、((MeO)2MeSi)3N、((EtO)2MeSi)3N、((MeO)MeHSi)3N、((EtO)MeHSi)3N或((tBuO)H2Si)3N，而且還能形成含有不同烷氧基甲矽烷基當成取代基的叁(烷氧基甲矽烷基)胺類例如((MeO)2HSi)2NSiH2(OBut)、((MeO)2HSi)2NSiH(OEt)2。
本發明的另一形態是以上通式或式A、B或其組合與選自由二烷基胺基矽烷、烷氧基矽烷、二烷基胺基烷基矽烷和烷氧基烷基矽烷所組成的群組之相容性含矽前驅物的混合物。含矽前驅物的實例包括，但不限於，雙(第三丁基胺基)矽烷(BTBAS)、叁(二甲基胺基)矽烷(TRDMAS)、四乙氧基矽烷(TEOS)、三乙氧基矽烷(TES)、二第三丁氧基矽烷(DTBOS)、二第三戊氧基矽烷(DTPOS)、甲基三乙氧基矽烷(MTES)、四甲氧基矽烷(TMOS)、三甲氧基矽烷(TMOS)、甲基三甲氧基矽烷(MTMOS)、二第三丁氧基甲基矽烷、二第三丁氧基乙基矽烷、二第三戊氧基甲基矽烷和二第三戊氧基乙基矽烷。
在某些具體實施例中，本文所述的前驅物能藉由任何數目的裝置輸送至該反應器，較佳地利用裝配適當閥和配件的可加壓的不銹鋼容器，以使液相前驅物能輸送至該沉積艙或反應器。
咸相信本文所述的叁(烷氧基甲矽烷基)胺或雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物由於其化學特徵例如Si-H、Si-OR、Si-N-Si鍵而可在化學氣相沉積期間，特別是CVD沉積或流動性化學氣相沉積，提供對基材表面的較好反應性以形成Si-N-Si鍵聯或Si-O-Si鍵聯。除了前述優點以外，在某些 具體實施例中例如利用循環式CVD、ALD或PEALD沉積方法沉積氧化矽或氧氮化矽，本文所述的叁(烷氧基甲矽烷基)胺或雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物可以使高密度材料能於較低沉積溫度下沉積，例如，500℃或更低，或400℃或更低，300℃或更低，200℃或更低，100℃或更低，或50℃或更低。
在其他具體實施例中例如利用典型FCVD方法沉積氧化矽，本文所述的叁(烷氧基甲矽烷基)胺或雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物由於於較低沉積溫度下，例如，於100℃或更低、50℃或更低、20℃或更低、甚至0℃或更低下將釋出有機胺或氨當成現場產生的觸媒而可與其他當成觸媒的含矽前驅物聯合使用。
用以形成該等含矽介電膜或塗層的沉積方法即為此處的沉積方法。適用於本文所揭露的方法之沉積方法實例包括，但不限於，循環式化學氣相沉積(CCVD)、MOCVD(金屬有機化學氣相沉積)、熱化學氣相沉積、電漿強化化學氣相沉積(PECVD)、高密度電漿強化化學氣相沉積、光子輔助化學氣相沉積、電漿-光子輔助化學氣相沉積(PPECVD)、低溫化學氣相沉積、化學輔助氣相沉積、熱極化學氣相沉積、液態聚合物前驅物的化學氣相沉積、由超臨界流體沉積和低能化學氣相沉積(LECVD)及流動性化學氣相沉積(FCVD)。
用於本文時，該措辭“化學氣相沉積方法”表示使基材暴露於一或更多揮發性前驅物的任何方法，該一或更多揮發性前驅物於該基材表面上反應及/或分解而產生預期的沉積。
用於本文時，該措辭“原子層沉積法”表示於基材上沉積變化組成的材料膜之自限性(例如，各反應周期沉積的膜量恆定)、連續性表面化學。儘管本文所用的前驅物、試劑和來源有時候可被稱作“氣態”，但是咸了解該等前驅物可能是液態或固態，該等前驅物經由直接汽化、起泡或昇華利用或沒用惰性氣體轉移至該反應器中。在一些案例中，該等經汽化的前驅物能通過電漿產生器。
在一具體實施例中，該介電膜係利用ALD方法沉積。在另一具體實施例中，該介電膜係利用CCVD方法沉積。在另一具體實施例中，該介電膜係利用熱CVD方法沉積。用於本文時該措辭“反應器”包括，但不限於，反應艙或沉積艙。
在某些具體實施例中，本文所揭露的方法在引進該反應器以前及/或期間藉由分開該等前驅物的ALD或CCVD方法避免該等前驅物的預反應。關此，利用沉積技術例如ALD或CCVD方法來沉積該介電膜。在一具體實施例中，該膜係經由ALD方法藉由使該基材表面輪流暴露於該含矽前驅物、氧來源、含氮來源或其他前驅物或試劑中的其一或更多者而沉積。膜成長藉由表面反應、各前驅物或試劑的脈衝時間長度及沉積溫度的自限性控制來進行。然而，一旦該基材的表面達到飽和，便停止該膜生長。
在某些具體實施例中，本文所述的方法另外包含一或更多其他含矽前驅物或式A和B所示的叁(烷氧基甲矽烷基)胺或雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物以外的非鹵化物。其他含矽前驅物的實例包括，但不限於，單胺基矽烷類(例如，二異 丙基胺基矽烷、二第二丁基胺基矽烷、苯基甲基胺基矽烷；有機矽化合物例如三甲矽烷基胺(TSA)；單胺基矽烷(二異丙基胺基矽烷、二第二丁基胺基矽烷、苯基甲基胺基矽烷)；矽氧烷類(例如六甲基二矽氧烷(HMDSO)和二甲基矽氧烷(DMSO))；有機矽烷類(例如，甲基矽烷、二甲基矽烷、二乙基矽烷、乙烯基三甲基矽烷、三甲基矽烷、四甲基矽烷、乙基矽烷、二甲矽烷基甲烷、2,4-二矽雜戊烷、1,4-二矽雜丁烷、2,5-二矽雜己烷、2,2-二甲矽烷基丙烷、1,3,5-三矽雜環己烷及這些化合物的氟化衍生物)；含苯基的有機矽化合物(例如，二甲基苯基矽烷和二苯基甲基矽烷)；烷氧基矽烷類包括，但不限於，四乙氧基矽烷(TEOS)、三乙氧基矽烷(TES)、二第三丁氧基矽烷(DTBOS)、二第三戊氧基矽烷(DTPOS)；含氧的有機矽化合物，例如，二甲基二甲氧基矽烷；1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷；1,1,3,3-四甲基二矽氧烷；1,3,5,7-四矽雜-4-側氧基-庚烷；2,4,6,8-四矽雜-3,7-二側氧基-壬烷；2,2-二甲基-2,4,6,8-四矽雜-3,7-二側氧基-壬烷；八甲基環四矽氧烷；[1,3,5,7,9]-五甲基環五矽氧烷；1,3,5,7-四矽雜-2,6-二側氧基-環辛烷；六甲基環三矽氧烷；1,3-二甲基二矽氧烷；1,3,5,7,9-五甲基環五矽氧烷；六甲氧基二矽氧烷及這些化合物的氟化衍生物。
依據該沉積方法，在某些具體實施例中，叁(烷氧基甲矽烷基)胺或雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物、其他含矽前驅物可依預定莫耳體積或約0.1至約1000微莫耳引進該反應器。在各個不同具體實施例中，該(等)叁(烷氧基甲矽烷基)胺或雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物可經歷預定時期引進該反應 器。在某些具體實施例中，該時期介於約0.001至約500秒。
在某些具體實施例中，利用本文所述的方法沉積旳介電膜係於氧存在的情形下使用包含氧的氧來源、試劑或前驅物形成。氧來源可依照至少一氧來源的形式引進該反應器及/或可能附帶地存在於該沉積方法所用的其他前驅物中。適合的氧來源氣體可包括，舉例來說，水(H2O)(例如，去離子水、純水及/或蒸餾水、包含水和有機液體的混合物)、過氧化氫(H2O2)、氧(O2)、氧電漿、臭氧(O3)、N2O、NO、NO2、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)及其組合。關於該混合物包含水和有機液體的具體實施例，該混合物中的有機液體能選自烴、芳香族烴、醚、胺、酮、酯、有機酸及有機醯胺。在某些具體實施例中，該氧來源包含於介於約1至約2000標準立方釐米(sccm)或約1至約1000sccm的流速下引進該反應器的氧來源氣體。該氧來源能引進經歷介於約0.1至約100秒的時間。在一特定具體實施例中，該氧來源包含具有10℃或更高溫度的水。在藉由ALD或循環式化學氣相沉積方法沉積該膜的具體實施例中，該前驅物脈衝可具有大於0.01秒的脈衝時期，而且該氧來源可具有小於0.01秒的脈衝時期，而該水脈衝時期可具有小於0.01秒的脈衝時期。在又另一具體實施例中，介於該等脈衝之間的洗淨時期可能小到0秒或連續地脈衝而於其間沒有洗淨。該氧來源或試劑係依照對該矽前驅物小於1：1的比率的莫耳量提供，以致於至少一些碳留在原沉積的含矽膜中。
在某些具體實施例中，該等含矽膜包含矽和氮。在這些具體實施例中，利用本文所述的方法沉積的含矽膜係於 含氮來源存在之下形成。含氮來源可依照至少一氮來源的形式引進該反應器及/或可能附帶地存在於該沉積方法所用的其他前驅物中。適合的含氮來源氣體可包括，舉例來說，氨、肼、單烷基肼、二烷基肼、氮、氮/氫、氨電漿、氮電漿、氮/氫電漿及其混合物。在某些具體實施例中，該含氮來源包含於介於約1至約2000標準立方釐米(sccm)或約1至約1000sccm的流速下引進該反應器的氨電漿或氫/氮電漿來源氣體。該含氮來源能引進經歷介於約0.1至約100秒的時間。在藉由ALD或循環式化學氣相沉積方法沉積該膜的具體實施例中，該前驅物脈衝可具有大於0.01秒的脈衝時期，而且該含氮來源可具有小於0.01秒的脈衝時期，而該水脈衝時期可具有小於0.01秒的脈衝時期。在又另一具體實施例中，介於該等脈衝之間的洗淨時期可能小到0秒或連續地脈衝而於其間沒有洗淨。
本文所揭露的沉積方法可能涉及一或更多洗淨氣體。該洗淨氣體，其係用以洗掉沒消耗的反應物及/或反應副產物，係不會與該等前驅物反應的惰性氣體。示範洗淨氣體包括，但不限於，氬(Ar)、氮(N2)、氦(He)、氖、氫(H2)及其混合物。在某些具體實施例中，洗淨氣體例如Ar係於介於約10至約2000sccm的流速下供入該反應器經歷0.1至1000秒，藉以洗淨該未反應的材料和可能留在該反應器中的任何副產物。
供應該等前驅物、氧來源、該含氮來源、及/或其他前驅物、來源氣體、及/或試劑的分別步驟可藉由變化供應彼等的時期來進行以改變所得含矽膜的化學計量組成
把能量施加於該前驅物、含氮來源、還原劑、其 他前驅物或其組合中的至少其一以引發反應並且形成該含矽膜或塗層於該基材上。此能量可藉由以下提供，但不限於，熱、電漿、脈衝電漿、螺旋電漿、高密度電漿、誘導耦合電漿、X-射線、電子束、光子、遠距電漿方法及其組合。在某些具體實施例中，二次射頻頻率來源可用以變更該基材表面處的電漿特徵。在該沉積涉及電漿的具體實施例中，該電漿產生的方法可包含直接電漿產生方法，其中該電漿直接在該反應器中產生，或者電漿在該反應器外部產生並且供應至該反應器內的遠距電漿產生方法。
該叁(烷氧基甲矽烷基)胺或雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物及/或其他含矽前驅物可依各式各樣的方式輸送給該反應艙，例如CVD或ALD反應器。在一具體實施例中，可利用液體輸送系統。在一可供選用的具體實施例中，可運用合併液體輸送和閃蒸的處理單元，例如，舉例來說，明尼蘇達州，肖爾維市的MSP股份有限公司製造的渦輪汽化器，以使低揮發性材料能依體積輸送，導致可再現的輸送和沉積而不會使該前驅物熱分解。在液體輸送配方中，本文所述的前驅物可以純液體形式輸送，或者，可依溶劑配方或其組合物方式運用。因此，在某些具體實施例中，該等前驅物配方可包括可能想要的適合特性和在特定最終用途應用中有優點的溶劑組分以於基材上形成一膜。
關於該叁(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物、雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物或叁(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物和雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物二者係用於包含溶劑的組合物的那些具 體實施例，所挑選的溶劑或其混合物不會與該有機胺基二矽烷起反應。就某些具體實施例而言，比起純叁(烷氧基甲矽烷基)胺或雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物，包含叁(烷氧基甲矽烷基)胺或雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物和相容性溶劑的組合物可提供許多優點。這些優點包括：該叁(烷氧基甲矽烷基)胺或雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物在半導體程序中的較佳利用、經歷長時期儲存的較佳安定性、被閃蒸汽化的較乾淨及整體更穩定的DLI化學氣相沉積方法。以重量百分比計在該組合物的溶劑量介於0.5重量%至99.5%或10重量%至75%。在各個不同具體實施例中，該溶劑具有類似於叁(烷氧基甲矽烷基)胺及/或雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物的沸點之沸點(b.p.)或介於該溶劑的沸點與該叁(烷氧基甲矽烷基)胺及/或雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物之間的差異係40℃或更低，30℃或更低，或20℃或更低，或10℃。或者，該等沸點之間的差異介於以下端點之任一或更多者：0、10、20、30或40℃。沸點差數的適合範圍的實例包括，但不限於，0至40℃、20°至30℃或10°至30℃。該等組合物中的適合溶劑的實例包括，但不限於，醚(例如1,4-二噁烷、二丁基醚)、三級胺(例如吡啶、1-甲基六氫吡啶、1-乙基六氫吡啶、N,N'-二甲基六氫吡嗪、N,N,N',N'-四甲基伸乙二胺)、腈(例如苯甲腈)、烷基烴(例如辛烷、壬烷、十二烷、乙基環己烷)、芳香族烴(例如甲苯、均三甲苯)、三級胺基醚(例如雙(2-二甲基胺基乙基)醚)或其混合物。其他用於該組合物的示範溶劑包括，但不限於，辛烷(b.p.125至126℃)、乙基環己烷(b.p.130至132℃)、甲苯(b.p.115℃)、癸烷(b.p. 174℃)及2,2’-氧雙(N,N-二甲基乙胺(b.p.，189℃)。
在另一具體實施例中，本文描述的是用於沉積含矽膜的容器，該含矽膜包含具有任一者或式A或B的一或更多烷氧基甲矽烷基胺。在某些具體實施例中，該容器包含用以儲藏該前驅物的內部而且接觸該前驅物的內部表面的至少一部位包含由選自由玻璃、塑膠、金屬、塑膠及其組合所組成的群組的材料製成之襯裡。在一特定具體實施例中，該容器包含至少一裝配適當閥和配件的可加壓容器(較佳由不銹鋼製成)，以使一或更多前驅物能輸送至該反應器供CVD或ALD方法用。在各個不同具體實施例中，該叁(烷氧基甲矽烷基)胺及/或雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物係供入包含不銹鋼的可加壓容器中，而且該前驅物的純度係98重量%或更大或99.5%或更大，其適用於大多數半導體應用。在某些具體實施例中，這樣的容器也可具有用於混合該等前驅物必要的話還有一或更多其他前驅物的裝置。在各個不同具體實施例中，該(等)容器旳內容物能與另一前驅物預先混合。或者，具有式A及/或B及/或其他前驅物的烷氧基甲矽烷基胺前驅物能保持於獨立容器或具有分離裝置的單一容器中，該分離裝置係用於使該有機胺基二矽烷前驅物與其他前驅物在儲存的期間保持分開。
在本文所述的方法之一具體實施例中，循環式沉積方法例如CCVD、ALD或PEALD均可運用，其中運用的是至少一選自本文所述的式之烷氧基甲矽烷基胺前驅物的含矽前驅物及任意地含氮來源例如，舉例來說，氨、肼、單烷基肼、二烷基肼、氮、氮/氫、氨電漿、氮電漿、氮/氫電漿。
在某些具體實施例中，依據製程要求使從該前驅物藥罐連至該反應艙的氣體管道被加熱至一或更多溫度，且具有本文所述之式A及/或B的烷氧基甲矽烷基胺前驅物的容器係維持於能供起泡的一或更多溫度。在其他具體實施例中，把包含至少一具有本文所述的式A及/或B的含矽前驅物之溶液注入保持於一或更多的溫度下的供直接液體注射用之汽化器。
氬及/或其他氣體流可當成載體氣體運用以協助在該前驅物脈衝的期間將該至少一烷氧基甲矽烷基胺前驅物的蒸氣輸送至該反應艙。在某些具體實施例中，該反應艙程序壓力係約1托耳。
在典型的ALD或CCVD方法中，在反應艙中最初暴露於該含矽前驅物的加熱器段上加熱該基材例如氧化矽基材以便使錯合物能以化學方式吸附於該基材表面上。
洗淨氣體例如氬從該加工艙洗掉沒被吸附的過量錯合物。經過充分洗淨以後，含氮來源可引進反應艙以與被吸附的表面反應，接著另一氣體洗淨以從該艙移除反應副產物。此加工周期能重複進行以達成希望的膜厚度。
在各個不同具體實施例中，咸了解本文所述的方法的步驟可依照多變的順序進行，可依序地或同時地進行(例如，於另一步驟的至少一部分的期間)，及依其任何組合進行。供應該等前驅物和該等含氮來源氣體的分別步驟可藉由變化供應彼等的時期來進行以改變所得含矽膜的化學計量組成。
在本文所述的方法之另一具體實施例中，同時含矽和氮的膜係利用ALD沉積方法形成，其包含以下步驟： a. 將基材供入ALD反應器；b. 將至少一以下式A和B所示的(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物引進該ALD反應器： 其中R1和R4係獨立地選自線性或分支的C1至C10烷基、C3至C12烯基、C3至C12炔基、C4至C10環狀烷基和C6至C10芳基，而且其中R2、R3、R5和R6係獨立地選自由氫、線性或分支的C1至C10烷基、C2至C12烯基、C2至C12炔基、C4至C10環狀烷基、C6至C10芳基及線性或分支的C1至C10烷氧基所組成的群組；c. 使該至少一烷氧基甲矽烷基胺前驅物化學吸附於基材上；d. 利用洗淨氣體洗掉該未反應的至少一烷氧基甲矽烷基胺前驅物；e. 提供含氮來源給在該加熱基材上的前驅物以與該已吸附的至少一烷氧基甲矽烷基胺前驅物起反應；及f. 任意地洗掉任何未反應的含氮來源。
在本文所述的方法之另一具體實施例中，該等含 矽膜係利用ALD沉積方法形成，其包含以下步驟：a. 將基材供入ALD反應器；b. 將至少一以下式A和B所示的烷氧基甲矽烷基胺前驅物引進該反應器： 其中R1和R4係獨立地選自線性或分支的C1至C10烷基、C3至C12烯基、C3至C12炔基、C4至C10環狀烷基和C6至C10芳基，而且其中R2、R3、R5和R6係獨立地選自由氫、線性或分支的C1至C10烷基、C2至C12烯基、C2至C12炔基、C4至C10環狀烷基、C6至C10芳基及線性或分支的C1至C10烷氧基所組成的群組；c. 使該至少一烷氧基甲矽烷基胺前驅物化學吸附於基材上；d. 利用洗淨氣體洗掉該未反應的至少一烷氧基甲矽烷基胺前驅物；e. 提供氧來源給在該加熱基材上的至少一烷氧基甲矽烷基胺前驅物以與該已吸附的至少一烷氧基甲矽烷基胺前驅物起反應；及 f. 任意地洗掉任何未反應的氧來源。
以上的步驟定義本文所述的方法的一周期；而且該循環可重複進行直到獲得希望的含矽膜厚度為止。在各個不同具體實施例中，咸了解本文所述的方法的步驟可以多變的順序進行，可依序地或同時地(例如，於另一步驟的至少一部分期間)及其任何組合進行。供應該等前驅物和氧來源的分別步驟可藉由變化供應彼等的時期來進行以改變所得含矽膜的化學計量組成，但是總是使用少於可利用的矽的化學計量的氧。
關於多組分含矽膜，其他前驅物例如含矽前驅物、含氮前驅物、還原劑或其他試劑可輪流引進該反應艙。
在本文所述的方法的另一具體實施例中，該含矽膜係利用熱CVD方法來沉積。在此具體實施例中，該方法包含：a. 把一或更多基材置於一反應器中，該反應器被加熱至介於周遭溫度至約700℃的溫度並且保持於1托耳或更低的壓力；b. 引進至少一以下式A和B所示的烷氧基甲矽烷基胺前驅物： 其中R1和R4係獨立地選自線性或分支的C1至C10烷基、C3至C12烯基、C3至C12炔基、C4至C10環狀烷基和C6至C10芳基，而且其中R2、R3、R5和R6係獨立地選自由氫、線性或分支的C1至C10烷基、C2至C12烯基、C2至C12炔基、C4至C10環狀烷基、C6至C10芳基及線性或分支的C1至C10烷氧基所組成的群組；及c. 把氧來源供入該反應器以至少部分與該至少一烷氧基甲矽烷基胺前驅物反應並且將含矽膜沉積於該一或更多基材上。
在本文所述的方法的另一具體實施例中，該含矽膜係利用流動性化學氣相沉積法來沉積。在此具體實施例中，該方法包含：把一或更多基材置於一反應器中，該反應器被加熱至介於低於-20℃的溫度至約300℃的溫度並且保持於1托耳或更低的壓力；引進至少一以下式A和B所示的烷氧基甲矽烷基胺前驅物： 其中R1和R4係獨立地選自線性或分支的C1至C10烷基、C3至C12烯基、C3至C12炔基、C4至C10環狀烷基和C6至C10芳基，而且其中R2、R3、R5和R6係獨立地選自由氫、線性或分支的C1至C10烷基、C2至C12烯基、C2至C12炔基、C4至C10環狀烷基、C6至C10芳基及線性或分支的C1至C10烷氧基所組成的群組；將光子來源供入該反應器以至少部分與該至少一烷氧基甲矽烷基胺前驅物起反應並且將含矽膜沉積於該一或更多基材上：任意地引進觸媒以促進水解或網路結構形成過程；並且對所得的膜進行選自真空、熱、利用臭氧的氧化性處理、UV、水、蒸汽、電子束、電漿及其組合的處理中的其一或更多者以形成固態介電膜。
不欲受理論束縛，利用本文所述的前驅物之一具體實施例係剩餘的氮依照氮化矽或氧氮化矽的形式加入原沉積的膜內會在隨後的氧化性處理時膨脹之填隙應用。此膨脹確保間隙和凹角特徵的完全填補並且消除高深寬比特徵中的空隙或接縫。該光子來源可選自水、過氧化氫、水與其他溶 劑的混合物，該等溶劑包括但不限於醇類、丙酮和THF。該觸媒可選自由酸類例如氫氯酸、羧酸類、經鹵素取代的羧酸類及鹼類例如氨和有機胺類所組成的群組。該酸類或鹼類能經由多種不同的輸送方法引進該反應器或能在原地經由化學品與該光子來源的反應產生。觸媒的實例包括甲酸、醋酸、三氟醋酸、三氯醋酸、氯醋酸、三乙基胺、二乙基胺、正丙基胺、異丙基胺、正丁基胺、第三丁基胺、三氟甲烷磺酸及其組合。該等觸媒也能選自在水解時會產生無機或有機酸類的有機或無機化合物。觸媒的實例包括金屬或非金屬鹵化物例如BCl3、AlCl3、AlBR3、Cl2SO、PCl3、OPCl3；羧基鹵例如乙醯氯、乙醯溴；羧酸酐類例如醋酸酐。
在CVD方法的某些具體實施例中，該反應器係於引進步驟的期間保持於介於100毫托耳至600毫托耳的壓力。以上的步驟定義本文所述的方法的一周期；而且該循環可重複進行直到獲得希望的含矽膜厚度為止。在各個不同具體實施例中，咸了解本文所述的方法的步驟可依照多變的順序進行，可依序地或同時地進行(例如，於另一步驟的至少一部分的期間)，及依其任何組合進行。供應該等前驅物和該等含氧來源氣體的分別步驟可藉由變化供應彼等的時期來進行以改變所得含矽膜的化學計量組成，，但是總是使用少於可利用的矽的化學計量的氧。
關於多組分含矽膜，其他前驅物例如含矽前驅物、含氮前驅物、氧來源、還原劑及/或其他試劑可輪流引進該反應艙。
在本文所述的方法的另一具體實施例中，該含矽膜係利用熱CVD方法來沉積。在此具體實施例中，該方法包含：a. 把一或更多基材置於一反應器中，該反應器被加熱至介於周遭溫度至約700℃的溫度並且保持於1托耳或更低的壓力；b. 引進至少一以下式A和B所示的叁(烷氧基甲矽烷基)胺或雙(烷氧基甲矽烷基)胺或雙(烷氧基甲矽烷基)胺前驅物： 其中R1和R4係獨立地選自線性或分支的C1至C10烷基、C3至C12烯基、C3至C12炔基、C4至C10環狀烷基和C6至C10芳基，而且其中R2、R3、R5和R6係獨立地選自由氫、線性或分支的C1至C10烷基、C2至C12烯基、C2至C12炔基、C4至C10環狀烷基、C6至C10芳基及線性或分支的C1至C10烷氧基所組成的群組；及c. 把含氮來源供入該反應器以至少部分與該至少一烷氧基甲矽烷基胺前驅物反應並且將含矽膜沉積於該一或更多基材上。
在CVD方法的某些具體實施例中，該反應器係於引進步驟的期間保持於介於100毫托耳至600毫托耳的壓力。
在某些具體實施例中，所得的含矽膜或塗層能暴露於沉積後處理例如，但不限於，電漿處理、化學處理、紫外光曝光、電子束曝光及/或其他處理以引發該膜的一或更多性質。
在某些具體實施例中，本文所述的含矽膜具有6或更低的介電常數。在各個不同具體實施例中，該等膜具有約5或更低，或約4或更低，或約3.5或更低的介電常數。然而，能想像具有其他介電常數(例如，更高或更低)的膜能依據該膜的預期最終用途形成。利用本文所述的有機胺基二矽烷前驅物和方法所形成的含矽膜之實例具有此配方SixOyCzNvHw，其中Si介於約10%至約40%；O介於約0%至約65%；C介於約0%至約75%或約0%至約50%；N介於約0%至約75%或約0%至50%；而且H介於約0%至約50原子百分比重量%，其中藉由XPS或其他裝置測定時，x+y+z+v+w=100個原子重量百分比。
如先前提及的，本文所述的方法可用以將含矽膜沉積於一基材的至少一部位上。適合基材的實例包括但不限於，矽、SiO2、Si3N4、OSG、FSG、碳化矽、氫化碳化矽、氮化矽、氫化氮化矽、碳氮化矽、氫化碳氮化矽、硼氮化物、抗反射塗層、光阻劑、有機聚合物、多孔性有機和無機材料、金屬類例如銅和鋁，及擴散阻障層例如但不限於TiN、 Ti(C)N、TaN、Ta(C)N、Ta、W或WN。該等膜與多變的後續處理步驟例如，舉例來說，化學機械平坦化(CMP)和各向異性蝕刻製程相容。
所沉積的膜具有多種應用，其包括，但不限於，電腦晶片、光學裝置、磁性資料儲存、於支撐材料或基材上的塗層、微電機系統(MEMS)、奈米電機系統、薄膜電晶體(TFT)及液晶顯示器(LCD)。
以下的實例舉例說明用於製備本文所述的烷氧基胺基矽烷前驅物及沉積的含矽膜之方法而且不欲依任何方式限制彼。
實施例 實施例1. 叁(二甲基甲矽烷基)胺的合成
將一份400毫升(ml)己烷和200克(g)三氯矽烷加於裝配滴液漏斗、冷凝器、機械攪拌子、氣體入口和氣體出口的1000mL三頸圓底燒瓶。配合機械攪拌，利用乾冰異丙醇(IPA)浴將該溶液冷卻至-30℃。通過該滴液漏斗逐滴添加一份96g無水甲醇。產生的HCl氣體通過該氣體出口引進含有用於吸收的水之燒瓶。等到無水甲醇和HCl氣體的添加完成以後，配合攪拌讓該反應混合物緩慢地暖化至室溫。此攪拌於室溫下持續2小時。接著使氮起泡通過該反應混合物以洗掉殘餘的HCl。氣體層析質譜(GC-MS)顯示主要產物係二甲氧基氯矽烷。
使於己烷中的二甲氧基氯矽烷溶液冷卻至 -20℃。配合攪拌，使無水氨通過該溶液起泡。氯化銨的白色沉澱物逐漸形成。以GC-MS監測該反應。一旦該反應完成，讓該反應混合物暖化至室溫。藉由過濾移除氯化銨。該溶液的GC-MS顯示主要產物係1,1,3,3-四甲氧基二矽氮烷。將於己烷中的將近1當量的1,1,3,3-四甲氧基二矽氮烷溶液及1.05當量的三乙基胺加於裝配滴液漏斗、冷凝器及機械攪拌子的三頸圓底燒瓶。配合攪拌，通過該滴液漏斗緩慢地添加1當量於步驟1中製成的二甲氧基氯矽烷。該反應混合物係於室溫下攪拌24小時。三乙基胺鹽酸鹽係藉由過濾移除。己烷係藉由於周遭壓力下蒸餾而移除。叁(二甲基甲矽烷基)胺係藉由真空蒸餾來分離。質譜術顯示分子量為287的產物並且如圖1般提供於此。表I中提供關於叁(二甲基甲矽烷基)胺的質譜峰。
實施例2. 雙(二乙氧基甲矽烷基)胺(式B)及叁(二乙氧基甲矽烷基)胺(式A)的合成
在250mL三頸圓底燒瓶中，加入107g的三氯矽烷並且於-50℃的異丙醇/乾冰浴中冷卻。在滴液漏斗中，加入73.6g的無水乙醇並且於-50℃逐滴加於該三氯矽烷。等到添加完成以後，讓該溶液緩慢地暖化至室溫並且攪拌過夜。接著將所得的二乙氧基氯矽烷轉移至1000mL的三頸燒瓶。將500mL的己烷類加於該燒瓶並且以機械攪拌子攪拌該二乙氧基氯矽烷溶液。接著將無水氨加於該二乙氧基氯矽烷溶液。完成時，讓該反應混合物暖化至室溫並且攪拌過夜。接著過濾該反應混合物以移除固體副產物。該混合物的GC-MS顯示 M-1峰於252amu的二矽氮烷化合物之證據以及M-1峰於370amu的叁-甲矽烷基胺化合物之證據。進行簡單蒸餾以移除己烷類。進行真空蒸餾以純化該雙-甲矽烷基胺產物。據觀察該產物的沸點於8至9托耳下為102℃而且產量係69%。表I中提供另外的MS峰以及各最終產物的分子量。
實施例3 雙(二甲基甲矽烷基)胺(式B)和叁(二甲基甲矽烷基)胺(式A)的合成
在250mL三頸圓底燒瓶中，加入164.4g的三氯矽烷並且於-20℃的異丙醇/乾冰浴中冷卻。在滴液漏斗中，加入77.8g的無水甲醇並且於-20℃逐滴加於該三氯矽烷。等到添加完成以後，讓該溶液緩慢地暖化至室溫並且攪拌過夜。接著將所得的二甲氧基氯矽烷轉移至1000mL的三頸燒瓶。將500mL的己烷類加於該燒瓶並且以機械攪拌子攪拌該二甲氧基氯矽烷溶液。接著將無水氨加於該二甲氧基氯矽烷溶液。完成時，讓所得的反應混合物暖化至室溫並且攪拌過夜。接著過濾該反應混合物以移除固體副產物。該混合物的GC-MS顯示M-1峰於196 amu的雙-甲矽基胺化合物之證據以及強烈分子離子峰於271 amu的叁-甲矽烷基胺化合物之證據。表I中提供另外的MS峰以及各最終產物的分子量。
實施例4 雙(甲氧基甲基甲矽烷基)胺(式B)和叁(甲氧基甲基甲矽烷基)胺(式A)的合成
經由滴液漏斗對於-20℃下之104.0g (904.08mmol)的二氯甲基矽烷於己烷類中的溶液逐滴添加29.0g(904.08mmol)的無水甲醇。所得的混合物利用氬洗淨數小時以移除HCl副產物。接下來，使氨分三次分開的增加量起泡通過於0℃的混合物而產生總共25g的白色固體，從該反應混合物過濾掉該白色固體。該混合物的GC-MS顯示母峰於165 amu的雙-甲矽基胺化合物之證據以及強烈分部峰(fractional peak)於224 amu的叁-甲矽烷基胺化合物之證據。於55℃及20托耳下觀察該雙-甲矽基胺化合物之沸點。表I中提供另外的MS峰以及各最終產物的分子量。
實施例5. N-異丙基雙(二乙氧基甲矽烷基)胺(式B)的合成
對於室溫下之1.00g(7.38mmol)的三氯矽烷於3mL的己烷類中的溶液添加0.68g(14.77mmol)的無水乙醇。見到劇烈的起泡，經過20分鐘之後消退，而且利用氮洗淨該反應以移除HCl副產物1小時。接下來，緩慢添加0.22g(3.69mmol)異丙胺和0.75g(7.38mmol)三乙基胺於4mL的己烷類中之溶液並且立即形成白色沉澱物。過濾樣品並且藉由GC-MS測試而且顯示出於280amu的強烈分部峰。表I中提供另外的MS峰以及各最終產物的分子量。

Claims (17)

  1. 一種前驅物，其包含具有至少一以下式A或B的化合物： 其中R1和R4係各自獨立地選自線性或分支的C1至C10烷基、C3至C12烯基、C3至C12炔基、C4至C10環狀烷基和C6至C10芳基，而且其中R2、R3、R5和R6係各自獨立地選自由氫、線性或分支的C1至C10烷基、C2至C12烯基、C2至C12炔基、C4至C10環狀烷基、C6至C10芳基及線性或分支的C1至C10烷氧基所組成的群組，並且符合以下條件：該至少一化合物不是選自((EtO)2MeSi)2NH,((異丙基)2MeSi)2NH,((MeO)Me2Si)2NH,((EtO)Me2Si)2NH,((苯基氧)Me2Si)2NH，及((苯基氧)Me2Si)2Nme所組成的群組。
  2. 如申請專利範圍第1項之前驅物，其中R1和R4係線性烷基。
  3. 如申請專利範圍第2項之前驅物，其中該線性烷基係至少一選自甲基和乙基者。
  4. 如申請專利範圍第1項之前驅物，其中R2、R3、R4和R5中的至少其一係獨立地選自該等C1至C10烷氧基。
  5. 如申請專利範圍第4項之前驅物，其中C1至C10烷氧基係選自由甲氧基、乙氧基、異丙氧基、正丙氧基、第三丁氧基、異丁氧基和第二丁氧基所組成的群組。
  6. 如申請專利範圍第2項之前驅物，其中R2、R3、R4和R5中的至少其一包含氫。
  7. 如申請專利範圍第1項之前驅物，其中R1、R4和R5係各自獨立地為分支C1至C10烷基而且選自由第三丁基和第三戊基所組成的群組。
  8. 如申請專利範圍第1項之前驅物，其中R2、R3、R4和R5中的至少其一係獨立地選自C1至C10烷基而且選自由甲基、乙基、異丙基、第二丁基、異丁基、第三丁基和第三戊基所組成的群組。
  9. 如申請專利範圍第1項之前驅物，其中R2、R3、R4和R5中的至少其一包含氫。
  10. 如申請專利範圍第1項之前驅物，其包含選自以下由所組成的群組者：((MeO)2HSi)2NH、((EtO)2HSi)2NH、 ((MeO)2MeSi)2NH、((MeO)MeHSi)2NH、((EtO)MeHSi)2NH、((MeO)2HSi)2NMe、((EtO)2HSi)2NMe、((MeO)2MeSi)2NMe、((EtO)2MeSi)2NMe、((MeO)MeHSi)2NMe、((EtO)MeHSi)2NMe、((MeO)2HSi)2NEt、((EtO)2HSi)2NEt、((MeO)2MeSi)2NEt、((EtO)2MeSi)2NEt、((MeO)MeHSi)2NEt、((EtO)MeHSi)2NEt、((MeO)2HSi)2NPrn、((EtO)2HSi)2NPrn、((MeO)2MeSi)2NPrn、((EtO)2MeSi)2NPrn、((MeO)MeHSi)2NPrn、((EtO)MeHSi)2NPrn、((MeO)2HSi)2NPri、((EtO)2HSi)2NPri、((MeO)2MeSi)2NPri、((EtO)2MeSi)2NPri、((MeO)MeHSi)2NPri、((EtO)MeHSi)2NPri、((MeO)2HSi)2NBut、((EtO)2HSi)2NBut、((MeO)2MeSi)2NBut、((EtO)2MeSi)2NBut、((MeO)MeHSi)2NBut、((EtO)MeHSi)2NBut、((MeO)2HSi)3N、((EtO)2HSi)3N、((MeO)2MeSi)3N、((EtO)2MeSi)3N、((MeO)MeHSi)3N、((EtO)MeHSi)3N、((MeO)2HSi)2NSiH2(OBut)、((EtO)2HSi)2NSiH2(OBut)、((MeO)2HSi)2NSiH(OEt)2和((tBuO)H2Si)3N。
  11. 一種用於沉積選自含矽膜的膜之沉積方法，該方法包含以下的步驟：a.將至少一具有以下式A或B的前驅物引進一反應器： 其中R1和R4係各自獨立地選自線性或分支的C1至C10烷基、C3至C12烯基、C3至C12炔基、C4至C10環狀烷基和C6至C10芳基，而且R2、R3、R5和R6係獨立地選自由氫、線性或分支的C1至C10烷基、C2至C12烯基、C2至C12炔基、C4至C10環狀烷基、C6至C10芳基及線性或分支的C1至C10烷氧基所組成的群組。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該前驅物係選自以下由所組成的群組者：((MeO)2HSi)2NH、((EtO)2HSi)2NH、((MeO)2MeSi)2NH、((EtO)2MeSi)2NH、((MeO)MeHSi)2NH、((EtO)MeHSi)2NH、((MeO)2HSi)2NMe、((EtO)2HSi)2NMe、((MeO)2MeSi)2NMe、((EtO)2MeSi)2NMe、((MeO)MeHSi)2NMe、((EtO)MeHSi)2NMe、((MeO)2HSi)2NEt、((EtO)2HSi)2NEt、((MeO)2MeSi)2NEt、((EtO)2MeSi)2NEt、((MeO)MeHSi)2NEt、((EtO)MeHSi)2NEt、((MeO)2HSi)2NPrn、((EtO)2HSi)2NPrn、((MeO)2MeSi)2NPrn、((EtO)2MeSi)2NPrn、((MeO)MeHSi)2NPrn、((EtO)MeHSi)2NPrn、 ((MeO)2HSi)2NPri、((EtO)2HSi)2NPri、((MeO)2MeSi)2NPri、((EtO)2MeSi)2NPri、((MeO)MeHSi)2NPri、((EtO)MeHSi)2NPri、((MeO)2HSi)2NBut、((EtO)2HSi)2NBut、((MeO)2MeSi)2NBut、((EtO)2MeSi)2NBut、((MeO)MeHSi)2NBut、((EtO)MeHSi)2NBut、((MeO)2HSi)3N、((EtO)2HSi)3N、((MeO)2MeSi)3N、((EtO)2MeSi)3N、((MeO)MeHSi)3N、((EtO)MeHSi)3N、((MeO)2HSi)2NSiH2(OBut)、((EtO)2HSi)2NSiH2(OBut)、((MeO)2HSi)2NSiH(OEt)2、((MeO)2HSi)3N、((EtO)2HSi)3N、((MeO)2MeSi)3N、((EtO)2MeSi)3N、((MeO)MeHSi)3N、((EtO)MeHSi)3N、((MeO)2HSi)2NSiH2(OBut)、((EtO)2HSi)2NSiH2(OBut)、((MeO)2HSi)2NSiH(OEt)2和((tBuO)H2Si)3N。
  13. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該沉積方法係選自由循環式化學氣相沉積(CCVD)、MOCVD(金屬有機化學氣相沉積)、熱化學氣相沉積、電漿強化化學氣相沉積(PECVD)、高密度電漿強化化學氣相沉積、光子輔助化學氣相沉積、電漿-光子輔助化學氣相沉積(PPECVD)、低溫化學氣相沉積、化學輔助氣相沉積、熱極化學氣相沉積、液態聚合物前驅物的化學氣相沉積、由超臨界流體沉積、低能化學氣相沉積(LECVD)及流動性化學氣相沉積(FCVD)所組成的群組。
  14. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該沉積方法係流動性化學氣相沉積(FCVD)。
  15. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該沉積方法另外包含至少另一烷氧基矽烷。
  16. 一種用於儲存、運送和輸送至少一烷氧基甲矽烷基胺之系統，其包含：一容器，其中該容器內表面的至少一部位包含選自由玻璃、塑膠、金屬、塑膠及其組合物所組成的群組的襯裡；及至少一具有以下式A或B的烷氧基甲矽烷基胺前驅物： 其中R1和R4係各自獨立地選自線性或分支的C1至C10烷基、C3至C12烯基、C3至C12炔基、C4至C10環狀烷基和C6至C10芳基，而且R2、R3、R5和R6係獨立地選自由氫、線性或分支的C1至C10烷基、C2至C12烯基、C2至C12炔基、C4至C10環狀烷基、C6至C10芳基及線性或分支的C1至C10烷氧基所組成的群組，並且符合以下條件：該至少一前驅物不是選自 ((EtO)2MeSi)2NH,((異丙基)2MeSi)2NH,((MeO)Me2Si)2NH,((EtO)Me2Si)2NH,((苯基氧)Me2Si)2NH，及((苯基氧)Me2Si)2NMe所組成的群組。
  17. 一種使用具有以下式A或B的一化合物於沉積含矽膜的用途， 其中R1和R4係各自獨立地選自線性或分支的C1至C10烷基、C3至C12烯基、C3至C12炔基、C4至C10環狀烷基和C6至C10芳基，而且其中R2、R3、R5和R6係各自獨立地選自由氫、線性或分支的C1至C10烷基、C2至C12烯基、C2至C12炔基、C4至C10環狀烷基、C6至C10芳基及線性或分支的C1至C10烷氧基所組成的群組。
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