DE69305048T2 - Dampfphasenabscheidung von Wasserstoff-Silsesquioxan-Harz in Gegenwart von Distickstoffmonoxid - Google Patents
Dampfphasenabscheidung von Wasserstoff-Silsesquioxan-Harz in Gegenwart von DistickstoffmonoxidInfo
- Publication number
- DE69305048T2 DE69305048T2 DE69305048T DE69305048T DE69305048T2 DE 69305048 T2 DE69305048 T2 DE 69305048T2 DE 69305048 T DE69305048 T DE 69305048T DE 69305048 T DE69305048 T DE 69305048T DE 69305048 T2 DE69305048 T2 DE 69305048T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layers
- silicon
- hydrogen silsesquioxane
- vapor deposition
- chemical vapor
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 36
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 title claims description 18
- 229920003209 poly(hydridosilsesquioxane) Polymers 0.000 title claims description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 title description 39
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title description 39
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 title 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 31
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 28
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 16
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 15
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 12
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 9
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003570 air Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 3
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 2
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004726 HSiO3/2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008051 Si-OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003818 SiH2Cl2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006358 Si—OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical class Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 238000001912 gas jet deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000002198 insoluble material Substances 0.000 description 1
- 239000013627 low molecular weight specie Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000012702 metal oxide precursor Substances 0.000 description 1
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000003495 polar organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N silanol Chemical compound [SiH3]O SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000005092 sublimation method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung richtet sich auf das Abscheiden einer Silicium und Sauerstoff enthaltenden Beschichtung hoher Qualität aus verdampftem Wasserstoffsilsesquioxanharz (H-Harz), wobei die ausgebildete Beschichtung minimale Verunreinigung aus unvollständiger Oxidation aufweist. Das Verfahren schließt ein das Einbringen von dampfförmigem Wasserstoffsilsesquioxan in eine Abscheidekammer, die den zu beschichtenden Träger enthält und außerdem eine reaktive Umgebung enthält mit Distickstoffoxid, und dann Umsetzen des Dampfes, um die Beschichtung auszubilden.
- Siliciumdioxid-Abscheidungsverfahren aus der Dampfphase in einer reaktiven Umgebung, die Distickstoffoxid (N&sub2;O) enthält, sind im Stand der Technik bekannt, und zahlreiche wurden in industriellem Maßstab verwendet. Typischerweise erfolgen solche Abscheidungsverfahren unter Zersetzung einer monomeren Siliciumquelle (z.B. SiH&sub4;, SiH&sub2;Cl&sub2;, usw.) in Gegenwart von Distickstoffoxid, um eine dielektrische Siliciumdioxidbeschichtung auszubilden.
- US-Patent Nr. 4,239,811 lehrt ein Dampfabscheidungsverfahren unter niedrigem Druck, bei dem eine Siliciumdioxidbeschichtung abgeschieden wird durch Umsetzen monomerer Chlorsilane mit Distickstoffoxid in Gegenwart von Sauerstoff. Es wurde gefunden, daß der Sauerstoffeinschluß Siliciumdioxidschichten ergibt, die beständiger sind gegen Abbau während anschließender Oxidationszyklen. Dieses Patent beschreibt jedoch nur die Verwendung von monomeren Silanverbindungen mit Distickstoffoxid.
- Die Verwendung von H-Harzen in Lösung zum Ausbilden von Be schichtungen ist bekannter Stand der Technik. Beispielsweise beschreibt US-Patent Nr. 4,756,977 die Verwendung von Wasser stoffsilsesquioxan, um keramische Beschichtungen auf Trägern auszubilden. In gleicher Weise offenbart US-Patent Nr. 4,808,653 die Verwendung von Wasserstoffsilsesquioxan in Kombination mit anderen Metalloxidvorläufern, um keramische Beschichtungen auf Trägern auszubilden.
- Diese Patente beschreiben jedoch nur die Verwendung des Harzes in Lösung.
- US-Patent Nr. 5,165,955 beschreibt die Verwendung von verdampftem Wasserstoffsilsesquioxan niederen Molekulargewichts zum Abscheiden einer Silicium und Sauerstoff enthaltenden Beschichtung auf einem Träger. Die beanspruchte reaktive Umgebung schließt Ammoniak, Luft, Sauerstoff und Amine ein. Dieses Dokument lehrt jedoch nicht, daß H-Harz mit niedrigem Molekulargewicht mit Distickstoffoxid im beanspruchten Verfahren verwendet werden kann.
- EP-A-0 579 456, angemeldet am 9.7.93 mit dem Prioritätsdatum 13.7.92 und auf den gleichen Anmelder übertragen, offenbart das Härten von H-Harz mit Distickstoffoxid. Dieses Dokument ist jedoch begrenzt auf das Härten des harzförmigen Polymers im Gegensatz zu den verdampften Spezies, die hier beansprucht werden.
- Die vorliegenden Erfinder haben jetzt unerwartet gefunden, daß die Umsetzung von Distickstoffoxid mit gasförmigem H-Harz mit niedrigem Molekulargewicht bei einer konventionellen Dampfabscheidungstechnik hochreine Silicium und Sauerstoff enthaltende Beschichtungen ergeben kann. Die hier beschriebenen Beschichtungen sind geeignet als Schutzschichten und dielektrische Schichten auf Trägern wie elektronischen Einrichtungen.
- In der vorliegenden Erfindung wird dampfförmiges H-Harz umgesetzt mit Distickstoffoxid, um die gewünschte Beschichtung durch einfache thermische Vakuumabscheidungstechnik auszubilden. Es wurde gefunden, daß Distickstoffoxid nicht nur ein wirksames Oxidationsmittel für das H-Harz ist, sondern auch ein wirksames Mittel zum Herstellen hochreiner Produktbeschichtungen durch Sicherstellen vollständiger Oxidation.
- Die Bezeichnung "H-Harz" wird bei dieser Erfindung verwendet, um eine Vielzahl von Hydridosilanharzen zu beschreiben, die Einheiten der Formel HSi(OH)x(ORyOz/2 aufweisen, in denen jedes R unabhängig eine organische Gruppe ist, die, wenn sie über ein Sauerstoffatom an Silicium gebunden ist, einen hydrolysierbaren Substituenten ausbildet, x = 0-2, y = 0-2, z = 1-3 und x+y+z = 3. Diese Harze können entweder voll kondensiert sein (x = 0, y = 0 und z = 3); sie können nur teilweise hydrolysiert sein (y ist nicht 1 bei allen Einheiten des Polymeren), und/oder sie können nur teilweise kondensiert sein (x ist nicht 0 bei allen Einheiten des Polymeren). Obwohl nicht dieser Formel entsprechend, können zahlreiche Einheiten des Harzes entweder 0 oder mehr als eine Si-H-Bindung aufweisen infolge zahlreicher Faktoren, die bei ihrer Bildung und Handhabung eine Rolle spielen. Beispiele von im wesentlichen kondensierten H-Harzen (weniger als 300 ppm Silanol) sind solche, die nach dem Verfahren von US-Patent Nr. 3,615,272 hergestellt sind. Dieses polymere Material hat Einheiten der Formel (HSiO3/2)n, in der n im allgemeinen 8 bis 1000 ist. Das bevor zugte Harz hat ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 800 bis 2900 und ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 8000 bis 28.000 (ermittelt durch Gelpermeationschromatographie (GPC) unter Verwendung von Polydimethylsiloxan als Eichstandard).
- Beispiele von H-Harzen, die nicht vollständig kondensiert sein können, sind solche aus US-Patent Nr. 5,010,159 oder solche aus US-Patent Nr. 4,999,397. Ein beispielhaftes H-Harz, das nicht vollständig hydrolysiert oder kondensiert ist, ist das, das durch ein Verfahren gebildet wird, bei dem ein Hydrocarbonoxyhydridosilan mit Wasser in einem angesäuerten, Sauerstoff enthaltenden polaren organischen Lösemittel hydrolysiert wird.
- Die zuvor beschriebenen löslichen Hydridosilanharze werden dann fraktioniert, um die Spezies mit niedrigem Molekulargewicht zu erhalten, die im erfindungsgemäßen Abscheideverfahren verdampft werden können. Jede konventionelle Technik zur Fraktionierung des Polymeren kann hierfür verwendet werden.
- Insbesondere bevorzugt ist jedoch die Verwendung eines Typs von Flüssigkeiten bei, in der Nähe oder über ihrem kritischen Punkt. Dieses Verfahren ist als geeignet in US-Patent Nr. 5,063,267 beschrieben. Dieses Verfahren schließt ein (1) Inberührungbringen des H-Harzes in einem fluiden Medium, in der Nähe oder über seinem kritischen Punkt für eine ausreichende Zeit, um eine Fraktion des Polymeren aufzulösen; (2) Abtrennen der fluiden Medien, die die Fraktion enthalten, vom verbleibenden Polymer und (3) Gewinnen der gewünschten Fraktion. Insbesondere beschreibt dieses Patent das Beschicken eines Extraktionskessels mit H-Harz und dann das Hindurchleiten eines fluiden Extraktionsmediums durch den Kessel. Die Extraktionsflüssigkeit und ihre Löslichkeitseigenschaften werden gesteuert, so daß nur die gewünschten Molekulärgewichtsfraktionen des H-Harzes aufgelöst werden. Die Lösung mit den gewünschten Fraktionen des H-Harzes wird dann aus dem Kessel entfernt und die H-Harzfraktionen, die nicht löslich in der Flüssigkeit sind, bleiben ebenso im Kessel zurück wie alle anderen unlöslichen Stoffe wie Gel oder Verunreinigungen. Die gewünschte H-Harzfraktion wird dann aus der Lösung gewonnen durch Verändern der Löslichkeitseigenschaften des Lösemittels, und dadurch wird die gewünschte Fraktion ausgefällt. Die Ausfällungen werden dann nur in einer Trennkammer gesammelt durch ein Verfahren wie einfache Filtration.
- Die für dieses Verfahren geeignete Extraktionsflüssigkeit schließt jede Verbindung ein, wenn sie an, in der Nähe oder über ihrem kritischen Punkt die gewünschte Fraktion des H-Harzes auflöst und die verbleibenden Fraktionen nicht auflöst. Weiterhin wird jedoch die kritische Temperatur und der kritische Druck der Lösemittelverbindung berücksichtigt, so daß keine unangemessenen Maßnahmen notwendig sind, um den geeigneten Punkt zu erreichen. Beispiele spezieller Verbindungen, die geeignet sind, schließen Kohlendioxid und die meisten Kohlenwasserstoffe mit niedrigem Molekulargewicht wie Ethan und Propan ein.
- Durch solche Verfahren kann man die gewünschte Fraktion des H-Harzes gewinnen. Andere äquivalente Verfahren, die es ermöglichen, die gewünschten Fraktionen zu erhalten, können auch verwendet werden. Beispielsweise Verfahren der Lösungsfraktionierung oder Sublimation können hierfür ebenfalls verwendet werden.
- Die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete bevorzugte Fraktion für H-Harz ist diejenige, die unter moderaten Temperaturen und/oder Vakuumbedingungen verdampft werden kann. Im allgemeinen sind solche Fraktionen diejenigen, bei denen mindestens etwa 75% der Spezies ein zahlenmittleres Molekulargewicht von unter 2000 aufweisen. Bevorzugt sind jedoch solche Fraktionen, bei denen mindestens etwa 75% der Spezies ein zahlenmittleres Molekulargewicht von unter 1600 haben, wobei solche Fraktionen besonders bevorzugt sind, in denen mindestens etwa 75% der Spezies ein zahlenmittleres Molekulargewicht zwischen 400 und 1000 aufweisen. Weiterhin ist es möglich, daß Stoffe mit breiter Molekulargewichtsverteilung ebenfalls verwendet werden können als Quelle von H-Harzdampf. Beim Verdampfen solcher Stoffe bleibt jedoch häufig ein Rückstand zurück, der nichtflüchtige Spezies enthält.
- Wenn die gewünschte Fraktion des H-Harzes erhalten ist, wird sie verdampft und in die Abscheidekammer, in der sich der zu beschichtende Träger befindet, eingeführt. Das Verdampfen kann ausgeführt werden durch Erwärmen der H-Harzprobe über ihren Verdampfungspunkt durch Verwendung von Vakuum oder durch eine Kombination von beidem. Im allgemeinen kann das Verdampfen erfolgen bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 300ºC unter Atmosphärendruck oder bei niedrigerer Temperatur (nahe Raumtemperatur) unter Vakuum.
- Die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete Menge von H-Harzdampf ist diejenige, die ausreichend ist, um die gewünschte Beschichtung abzuscheiden. Diese kann über breite Bereiche schwanken in Abhängigkeit von Faktoren wie der gewünschten Beschichtungsdicke und der zu beschichtenden Fläche. Weiterhin kann der Dampf nahezu bei jeder gewünschten Konzentration verwendet werden. Wenn verdünnter Dampf verwendet wird, kann er mit nahezu jedem verträglichen Gas wie Luft, Argon oder Helium kombiniert werden.
- Das verdampfte H-Harz wird dann umgesetzt in einer Umgebung, die Distickstoffoxid enthält, um die Beschichtung auf dem Träger abzuscheiden. Die Umsetzung von gasförmigen Spezies ist im Stand der Technik gut bekannt, und jede konventionelle chemische Dampfabscheidungstechnik (CVD) kann hierfür verwendet werden. Beispielsweise Verfahren der thermischen chemischen Dampfabscheidung und chemische Dampfabscheidung unter niedrigem Druck (LPCVD), chemische Dampfabscheidung bei Unterdruck (SACVD) (d.i. weniger als 1 Atmosphäre), plasmaunterstützte chemische Dampfabscheidung (PECVD), Elektron/Cyclotronresonanz (ECR), Düsenstrahldampfabscheidung oder ähnliche Techniken können verwendet werden. Diese Verfahren beinhalten die Zufuhr von Energie (wie Wärme) zu den dampfförmigen Spezies, um die gewünschte Reaktion auszulösen.
- Bei thermischer chemischer Dampfabscheidung wird die Abscheidekammer mit einer Distickstoffoxid enthaltenden reaktiven Atmosphäre gefüllt. Die Beschichtung hoher Reinheit wird abgeschieden durch Hindurchleiten eines Stromes des verdampften H-Harzes über einen erwärmten Träger. Wenn der H-Harzdampf die heiße Oberfläche berührt, reagiert er, und es scheidet sich die Beschichtung ab. Trägertemperaturen im Bereich von 100 bis 1000ºC sind ausreichend, um diese Beschichtungen in einigen Minuten bis zu einigen Stunden in Abhängigkeit von der gewünschten Dicke auszubilden. Beim chemischen Dampfabscheideverfahren wird die Abscheidekammer nicht mit Druck beaufschlagt.
- Bei der plasmaunterstützten chemischen Dampfabscheidung wird das verdampfte H-Harz umgesetzt durch Hindurchleiten durch ein Plasmafeld. Die dabei geformten reaktiven Spezies werden dann auf den Träger gerichtet und haften leicht daran. Im allgemeinen besteht der Vorteil dieses Verfahrens gegenüber thermischer chemischer Dampfabscheidung darin, daß tiefere Trägertemperaturen verwendet werden können. Beispielsweise sind Trägertemperaturen von 20 bis 600ºC typisch.
- Die Plasmen, die in diesen Verfahren verwendet werden, enthalten Energie, die von einer Vielzahl vön Quellen erzeugt wird, wie elektrische Entladung, elektromagnetischen Feldern in der Radiofrequenz oder im Mikrowellenbereich und Laserstrahlen oder Teilchenstrahlen. Im allgemeinen wird bei den meisten Plasmaabscheideverfahren vorzugsweise Radiofrequenzenergie (10 kHz bis 10 MHz) oder Mikrowellenenergie (0,1 bis 10 GHz) bei moderaten Energiedichten (0,1 bis 5 Watt/cm²) verwendet. Die spezielle Frequenz, die Leistung und Druck hängen jedoch im allgemeinen von der Einrichtung ab.
- Andererseits wird bei chemischer Dampfabscheidung unter niedrigem Druck die Abscheidekammer unter einem Druck von unter 666,5 Pa 5 Torr) gehalten. Trägertemperaturen im Bereich von 100 bis 1200ºC werden aufrechterhalten, wenn das verdampfte H-Harz über den erwärmten Träger in Gegenwart von Distickstoffoxid geleitet wird, um die Beschichtungen auszubilden. Obwohl der Mechanismus für chemische Dampfabscheidung unter niedrigem Druck und chemischer Dampfabscheidung nicht vollständig aufgeklärt ist, wird davon ausgegangen, daß die Zufuhr von Energie zum verdampften H-Harz eine Reaktion mit Sauerstoff auslöst und einige Unordnung in den Molekülen auslöst, so daß eine Silicium und Sauerstoff enthaltende Beschichtung auf dem Träger ausgebildet wird.
- Eine reaktive Atmosphäre, die Distickstoffoxid in der Abscheidekammer enthält, stellt die vollständige Oxidation des H-Harzes sicher, so daß sich eine Siliciumdioxidbeschichtung hoher Reinheit abscheidet und im allgemeinen die Menge von Siliciumsuboxiden und Resten von Si-OC und/oder Si-OH in den Beschichtungen minimiert ist.
- Generell ist die Konzentration von Distickstoffoxid im Reaktor nicht kritisch. Jede wirksame Konzentration von 0,1 bis 100% kann für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden. Die reaktive Atmosphäre kann zusätzlich jegliche gasförmigen Spezies enthalten, die generell in die Abscheidekammern eingespritzt werden. Beispielsweise reaktive gasförmige Spezies wie Luft, Sauerstoff, Ammoniak, Amine oder inerte gasförmige Spezies wie Argon und Helium können verwendet werden.
- Das erfindungsgemäße Verfahren kann verwendet werden, um gewünschte Beschichtungen in einem breiten Dickenbereich abzuscheiden. Beispielsweise Beschichtungen im Bereich von einer Monoschicht bis größer als 2-3 µm sind möglich. Diese Beschichtungen können auch bedeckt werden mit anderen Beschichtungen wie weiteren SiO&sub2;-Schichten, SiO&sub2;/modifizierten keramischen Oxidschichten, Silicium enthaltenden Schichten, Silicium/Kohlenstoff enthaltenden Schichten, Silicium/Stickstoff enthaltenden Schichten, Silicium/Stickstoff/Kohlenstoff enthaltenden Schichten, Silicium/Sauerstoff/Stickstoff enthaltenden Schichten und/oder diamantähnlichen Kohlenstoffschichten. Solche Beschichtungen und ihre Abscheidungsverfahren gehören zum Stand der Technik. Zahlreiche sind in US-Patent Nr. 4,973,526 beschrieben.
- Die Auswahl der zu beschichtenden Träger ist nur begrenzt durch das Erfordernis von Wärmestabilität und chemische Stabilität bei der Temperatur und der Atmosphäre in der Abscheidekammerh Deshalb kann der Träger beispielsweise Glas, Metall, Kunststoff, Keramik oder dergleichen sein. Insbesondere ist es jedoch bevorzugt, elektronische Einrichtungen zu beschichten, um eine Schutzschicht oder dielektrische Schicht auszubilden.
Claims (9)
1. Verfahren zum Abscheiden einer Silicium und Sauerstoff
enthaltenden Beschichtung auf einen Träger durch Einführen
eines Wasserstoffsilsesquioxan enthaltenden Gases in eine den
Träger enthaltende Abscheidkammer, wobei die Abscheidkammer
eine Distickstoffoxid enthaltende reaktive Atmosphäre
aufweist, und Herbeiführen der Umsetzung des Gases, um die
Beschichtung auszubilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wasserstoffsilsesquioxan eine Fraktion aufweist, in
der mehr als 75% der Spezies ein zahlenmittleres
Molekulargewicht von unter 2000 haben.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wasserstoffsilsesquioxan durch ein Trägergas verdünnt
ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die herbeigeführte Umsetzung des Wasserstoffsilsesquioxans
aus chemischem Aufdampfen, chemischem Aufdampfen bei geringem
Überdruck, chemischem Aufdampfen bei Unterdruck,
plasmaunterstütztem chemischen Aufdampfen,
Elektronencyclotronresonanzabscheidung und Aufdampfen aus Düsen ausgewählt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die herbeigeführte Umsetzung des Wasserstoffsilsesquioxans
aus Aussetzen einer erhöhten Temperatur oder einem Plasma
ausgewählt ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß es bei einer Temperatur im Bereich von 100-1000ºC
ausgeführt wird
7. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Plasma Radiofrequenzenergie oder Mikrowellenenergie
enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abscheidkammer bei einem Druck unter 101 kPa (1
Atmosphäre) und einer Temperatur im Bereich von 100-1200ºC gehalten
wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf den beschichteten Träger weitere Schichten aufgebracht
werden, ausgewählt aus SiO&sub2;-Schichten, mit SiO&sub2; modifizierten
keramischen Oxidschichten, Silicium enthaltenden Schichten,
Silicium/Kohlenstoff enthaltenden Schichten,
Silicium/Stickstoff enthaltenden Schichten, Silicium/Stickstoff/Kohlenstoff
enthaltenden Schichten, Silicium/Sauerstoff/Stickstoff
enthaltenden Schichten und diamantartigen Kohlenstoffschichten.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/970,444 US5310583A (en) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | Vapor phase deposition of hydrogen silsesquioxane resin in the presence of nitrous oxide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69305048D1 DE69305048D1 (de) | 1996-10-31 |
| DE69305048T2 true DE69305048T2 (de) | 1997-04-10 |
Family
ID=25516953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE69305048T Expired - Fee Related DE69305048T2 (de) | 1992-11-02 | 1993-11-01 | Dampfphasenabscheidung von Wasserstoff-Silsesquioxan-Harz in Gegenwart von Distickstoffmonoxid |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5310583A (de) |
| EP (1) | EP0596678B1 (de) |
| JP (1) | JP3476876B2 (de) |
| KR (1) | KR100284370B1 (de) |
| DE (1) | DE69305048T2 (de) |
| TW (1) | TW267185B (de) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5593727A (en) * | 1991-03-12 | 1997-01-14 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Production of films of SiO2 by chemical vapor deposition |
| JP3153367B2 (ja) * | 1992-11-24 | 2001-04-09 | ダウ・コ−ニング・コ−ポレ−ション | ポリハイドロジェンシルセスキオキサンの分子量分別方法 |
| US5508238A (en) * | 1995-05-11 | 1996-04-16 | Dow Corning Corporation | Monolithic ceramic bodies using modified hydrogen silsesquioxane resin |
| US5858544A (en) * | 1995-12-15 | 1999-01-12 | Univ Michigan | Spherosiloxane coatings |
| US6015457A (en) * | 1997-04-21 | 2000-01-18 | Alliedsignal Inc. | Stable inorganic polymers |
| US6143855A (en) | 1997-04-21 | 2000-11-07 | Alliedsignal Inc. | Organohydridosiloxane resins with high organic content |
| US6743856B1 (en) | 1997-04-21 | 2004-06-01 | Honeywell International Inc. | Synthesis of siloxane resins |
| US6218497B1 (en) | 1997-04-21 | 2001-04-17 | Alliedsignal Inc. | Organohydridosiloxane resins with low organic content |
| US6165554A (en) * | 1997-11-12 | 2000-12-26 | Jet Process Corporation | Method for hydrogen atom assisted jet vapor deposition for parylene N and other polymeric thin films |
| US6218020B1 (en) | 1999-01-07 | 2001-04-17 | Alliedsignal Inc. | Dielectric films from organohydridosiloxane resins with high organic content |
| US6177199B1 (en) | 1999-01-07 | 2001-01-23 | Alliedsignal Inc. | Dielectric films from organohydridosiloxane resins with low organic content |
| US6153512A (en) * | 1999-10-12 | 2000-11-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Process to improve adhesion of HSQ to underlying materials |
| US6440550B1 (en) * | 1999-10-18 | 2002-08-27 | Honeywell International Inc. | Deposition of fluorosilsesquioxane films |
| US6472076B1 (en) | 1999-10-18 | 2002-10-29 | Honeywell International Inc. | Deposition of organosilsesquioxane films |
| US6448186B1 (en) * | 2000-10-06 | 2002-09-10 | Novellus Systems, Inc. | Method and apparatus for use of hydrogen and silanes in plasma |
| US6936537B2 (en) * | 2001-06-19 | 2005-08-30 | The Boc Group, Inc. | Methods for forming low-k dielectric films |
| SE521977C2 (sv) * | 2002-06-20 | 2003-12-23 | Mobile Media Group Stockholm A | Metod och apparat för att formatera en webbtjänst |
| WO2016191199A1 (en) | 2015-05-22 | 2016-12-01 | Dow Corning Corporation | Diisopropylaminopentachlorodisilane |
| CN107614749A (zh) | 2015-05-22 | 2018-01-19 | 美国道康宁公司 | 五氯二硅烷 |
| KR102188816B1 (ko) * | 2016-05-17 | 2020-12-11 | 디디피 스페셜티 일렉트로닉 머티리얼즈 유에스 9 엘엘씨 | 아미노클로로하이드리도다이실란 |
| JP6994037B2 (ja) | 2016-09-22 | 2022-01-14 | ダウ シリコーンズ コーポレーション | ＳｉＨ非含有ビニルジシラン |
| WO2018057677A1 (en) | 2016-09-26 | 2018-03-29 | Dow Corning Corporation | Trichlorodisilane |
| JP6794533B2 (ja) | 2016-09-28 | 2020-12-02 | ダウ シリコーンズ コーポレーション | クロロジシラザン |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3615272A (en) * | 1968-11-04 | 1971-10-26 | Dow Corning | Condensed soluble hydrogensilsesquioxane resin |
| US4239811A (en) * | 1979-08-16 | 1980-12-16 | International Business Machines Corporation | Low pressure chemical vapor deposition of silicon dioxide with oxygen enhancement of the chlorosilane-nitrous oxide reaction |
| US4756977A (en) * | 1986-12-03 | 1988-07-12 | Dow Corning Corporation | Multilayer ceramics from hydrogen silsesquioxane |
| US4911992A (en) * | 1986-12-04 | 1990-03-27 | Dow Corning Corporation | Platinum or rhodium catalyzed multilayer ceramic coatings from hydrogen silsesquioxane resin and metal oxides |
| US4808653A (en) * | 1986-12-04 | 1989-02-28 | Dow Corning Corporation | Coating composition containing hydrogen silsesquioxane resin and other metal oxide precursors |
| US4999397A (en) * | 1989-07-28 | 1991-03-12 | Dow Corning Corporation | Metastable silane hydrolyzates and process for their preparation |
| US5010159A (en) * | 1989-09-01 | 1991-04-23 | Dow Corning Corporation | Process for the synthesis of soluble, condensed hydridosilicon resins containing low levels of silanol |
| US4973526A (en) * | 1990-02-15 | 1990-11-27 | Dow Corning Corporation | Method of forming ceramic coatings and resulting articles |
| US5063267A (en) * | 1990-11-28 | 1991-11-05 | Dow Corning Corporation | Hydrogen silsesquioxane resin fractions and their use as coating materials |
| US5165955A (en) * | 1991-05-28 | 1992-11-24 | Dow Corning Corporation | Method of depositing a coating containing silicon and oxygen |
-
1992
- 1992-11-02 US US07/970,444 patent/US5310583A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-11-01 JP JP27354193A patent/JP3476876B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1993-11-01 DE DE69305048T patent/DE69305048T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-11-01 EP EP93308709A patent/EP0596678B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-11-01 KR KR1019930022988A patent/KR100284370B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1993-11-08 TW TW082109350A patent/TW267185B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06240457A (ja) | 1994-08-30 |
| JP3476876B2 (ja) | 2003-12-10 |
| DE69305048D1 (de) | 1996-10-31 |
| KR100284370B1 (ko) | 2001-03-02 |
| EP0596678A2 (de) | 1994-05-11 |
| EP0596678A3 (de) | 1995-03-29 |
| EP0596678B1 (de) | 1996-09-25 |
| US5310583A (en) | 1994-05-10 |
| TW267185B (de) | 1996-01-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69305048T2 (de) | Dampfphasenabscheidung von Wasserstoff-Silsesquioxan-Harz in Gegenwart von Distickstoffmonoxid | |
| DE69211425T2 (de) | Dampfphasenabscheidung von hydriertem Silsesquioxanharz | |
| DE69020221T2 (de) | Verfahren zur Bildung von amorphes Siliziumcarbid enthaltenden Beschichtungen. | |
| DE69013007T2 (de) | Verfahren zur chemischen abscheidung aus der dampfphase von nitriden der übergangsmetalle. | |
| DE69309634T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Siliciumdioxidschichten | |
| DE69301229T2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Siliciumdioxidschicht | |
| DE69400609T2 (de) | Verfahren zur Bildung Si-0 enthaltender Überzüge | |
| DE3884438T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von abriebfesten Polykarbonatgegenständen. | |
| EP0417170B1 (de) | Verfahren zur plasmaablagerung von siliciumnitrid- und siliciumdioxid-filmen auf einem substrat | |
| EP0417202B1 (de) | Verfahren zum thermischen niederschlag von siliziumnitrid und siliziumdioxidfilmen auf einem substrat | |
| DE69204400T2 (de) | Dünne Filmbeschichtungen, hergestellt unter Verwendung von plasmaaktivierter chemischer Dampfphasen-Abscheidung von fluorierten Cyclosiloxanen. | |
| DE4120344A1 (de) | Verfahren zur abscheidung von titan, zirkonium oder hafnium enthaltenden schichten | |
| EP0472897B1 (de) | Verfahren zur Abscheidung einer Kupfer enthaltenden Schicht II | |
| DE3888001T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Siliziumdioxid-Glasschichten. | |
| EP0468395A1 (de) | Verfahren zur Abscheidung von Titan, Zirkonium oder Hafnium enthaltenden Schichten | |
| DE1621358A1 (de) | Verfahren zur Aufbringung duenner Filme aus dielektrischem Material auf ein Substrat | |
| DE3782605T2 (de) | Herstellungsverfahren von halbleiterschichten aus amorphem silizium durch thermische zersetzung von dihalosilanen. | |
| DE4318310A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Übergangsmetallen bzw. deren Oxiden | |
| WO1996023086A1 (de) | Herstellung keramischer überzüge durch reaktive abscheidung von polymeren keramikvorstufen | |
| DE19926924C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung eines Substrates mit einer Polymerschicht aus Poly-p-Xylylen | |
| Chu et al. | Solid state photochemistry of thin films of Cr, Mo and W organometallic compounds on silicon substrates | |
| DE4136321A1 (de) | Verfahren zur abscheidung von molybdaen oder wolfram enthaltenden schichten | |
| DE68904308T2 (de) | Verfahren zur plasmaablagerung von siliciumnitrid- und siliciumdioxid-filmen auf einem substrat. | |
| DE68904774T2 (de) | Verfahren zum thermischen niederschlag von siliziumnitrid und siliziumdioxidfilmen auf einem substrat. | |
| WO1998045500A1 (de) | Herstellung dünner schichten aus kubischem bornitrid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |