JP2020507199A5

JP2020507199A5 -

Info

Publication number: JP2020507199A5
Application number: JP2019528626A
Authority: JP
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2021-01-14

Description

ケイ素含有膜形成組成物が開示される。ケイ素含有膜形成組成物は、
（ａ）［（ＳｉＲ_３）_２ＮＳｉＨ_２］_ｎ−ＮＬ_３−ｎ（ここで、ｎ＝２又は３である）、
（ｂ）（ＳｉＨ_３）_２ＮＳｉＨ_２−Ｏ−ＳｉＨ_２Ｎ（ＳｉＨ_３）_２、
（ｃ）（ＳｉＲ’_３）_２Ｎ−ＳｉＨ_２−Ｎ（ＳｉＲ’_３）_２、及び
（ｄ）［（ＳｉＲ_３）_２ＮＳｉＨ_２］_ｍ−ＮＨ_２−ｍ−Ｃ≡Ｎ（ここで、ｍ＝１又は２である）
（式中、
− 各Ｒは、Ｈ、式−ＮＲ^１Ｒ^２を有するジアルキルアミノ基、又はアミジナートから独立して選択され、
− 各Ｒ’は、全てのＲ’がＨではないことを条件として、Ｈ、式−ＮＲ^１Ｒ^２を有するジアルキルアミノ基、又はアミジナートから独立して選択され、
− Ｒ^１及びＲ^２は、Ｒ^１及びＲ^２が同時にＨに等しいことはできず、且つＲ^１がＨである場合、Ｒ^２がＣ_２−Ｃ_１２ヒドロカルビル基であることを条件として、Ｈ又はＣ_１−Ｃ_１２ヒドロカルビル基から独立して選択され、及びＮＲ^１Ｒ^２は、一緒にＮ含有ヘテロ環配位子を形成し得、及び
− Ｌは、Ｈ又はＣ_１−Ｃ_６ヒドロカルビル基から選択される）
からなる群から選択される前駆体を含む。

本明細書において、Ｒ＝Ｒ’の場合の略語「Ｎ^Ｒ，Ｒ’Ｒ’’−ａｍｄ」又はＮ^ＲＲ’’−ａｍｄは、アミジナート配位子［Ｒ−Ｎ−Ｃ（Ｒ’’）＝Ｎ−Ｒ’］を指し、式中のＲ、Ｒ’、及びＲ’’は、Ｈ又は定義されたアルキル基（Ｍｅ、Ｅｔ、ｎＰｒ、ｉＰｒ、ｎＢｕ、ｉＢｕ、ｓＢｕ、又はｔＢｕ等）である。Ｒ＝Ｒ’の場合の略語「Ｎ^Ｒ，Ｒ’−ｆｍｄ」又はＮ^Ｒ−ｆｍｄは、ホルムアミジナート配位子［Ｒ−Ｎ−Ｃ（Ｈ）＝Ｎ−Ｒ’］を指し、式中のＲ及びＲ’は、Ｍｅ、Ｅｔ、ｎＰｒ、ｉＰｒ、ｎＢｕ、ｉＢｕ、ｓＢｕ、又はｔＢｕなどの定義されたアルキル基である。アミジナート群において選択された配位子は、まとめて「ＡＭＤ」と略される。

群２
（３）以下の反応：
２（ＳｉＨ_３）_２ＮＳｉＨ_２−Ｘ＋Ｈ_２Ｏ→（ＳｉＨ_３）_２ＮＳｉＨ_２−Ｏ−ＳｉＨ_２Ｎ（ＳｉＨ_３）_２＋２ＨＸ
に従う、（ＳｉＨ_３）_２ＮＳｉＨ_２−Ｘ（式中、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＳＣＮ、ＮＣＯ、又はＮＲ^１Ｒ^２基から選択され、ＮＲ^１Ｒ^２は、上で定義した通りである）と、Ｈ_２Ｏである反応物との反応から、
− 反応は、好ましくは、限定するものではないが、Ｃ_３−Ｃ_２４炭化水素溶媒、トルエン、ベンゼン、ジエチルエーテル、アセトニトリル、又はＴＨＦなど、無水又は非プロトン性の溶媒又は溶媒混合物中で行われる。
− 反応全体を通してシラン部位が絶えず過剰に維持されるように、Ｈ_２Ｏは、シラン含有組成物内にゆっくり添加される。
− 反応は、−４０℃〜１００℃の温度、好ましくは−２０℃〜室温で行われる。
− 任意選択的に、水は、キャリアガス中の蒸気として表面下に添加される。
− 任意選択的に、添加される水は、極性非プロトン性溶媒中に典型的には１％〜５０％、より好ましくは５％〜３０％で希釈される。
− 任意選択的に且つ好ましくは、Ｘがハロゲンである場合、反応混合物は、ハライド捕捉剤（限定するものではないが、ピリジン、トリアルキルアミン等）を、モル濃度基準でＨＸの見込まれる放出量よりも多い量で含む。ハライド捕捉剤は、溶媒として使用され得る。反応混合物は、その後、最終生成物の分離前に形成されたＨＸ−捕捉剤塩を除去するために濾過され得る。
− 任意選択的に、群（２）の化合物は、半導体グレードの前駆体に典型的な＞９８％、より好ましくは＞９９％、更に好ましくは＞９９．５％の分析値に達するように真空蒸留によって精製される。
− 任意選択的に、群（２）の生成物は、例えば、生成物を活性炭、乾燥したＡｍｂｅｒｌｙｓｔ樹脂、又は他のそのようなイオン交換樹脂などの固体吸着剤に曝露することにより、溶解している塩の含有量を減らすために更に処理され得る。
− 任意選択的に、生成物は、半導体産業において使用される典型的な製品の仕様に達するように濾過され得る。

ＳｉＨ_２［Ｎ（ＳｉＨ_３）_２］_２＋ｎＨＮＲ^１Ｒ^２→ＳｉＨ_２［Ｎ（ＳｉＨ_３−ｘ（ＮＲ^１Ｒ^２）_ｘ］［ＳｉＨ_３−ｙ（ＮＲ^１Ｒ^２）_ｙ］＋（ｘ＋ｙ）Ｈ_２（ここで、ｘ＝０〜３であり、ｙ＝１〜３である）
− 反応は、無溶媒又は非プロトン性溶媒中（限定するものではないが、Ｃ３−Ｃ２４炭化水素溶媒、トルエン、ベンゼン、ジエチルエーテル、アセトニトリル、又はＴＨＦ等）で行われる。
− 反応は、室温〜１５０℃、好ましくは３０〜６０℃の温度で行われる。
− 任意選択的に、触媒は、反応混合物から濾過され、残りの液体組成物の成分は、蒸留によって分離される。
− 任意選択的に、反応混合物は、限定するものではないが、三級アミン又は配位化合物（ＸＮＲ_４（Ｘ＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ；Ｒ＝アルキル）、Ｒ−ＣＮ、Ｒ_２Ｓ若しくはＰＲ_３等）から選択される触媒を失活させるための試薬で処理される。
− 任意選択的に、群（３）の化合物は、半導体グレードの前駆体に典型的な＞９８％、より好ましくは＞９９％、更に好ましくは＞９９．５％の分析値に達するように蒸留によって精製される。
− 任意選択的に、生成物は、半導体産業において使用される典型的な製品の仕様に達するように濾過され得る。
− 反応物である（ＳｉＲ_３）_２ＮＳｉＨ_２−Ｘは、同時継続出願である米国特許出願公開第２０１８／００７２５７１号明細書に開示の通り、より具体的にはトリシリルアミンをＮＨ_３反応物又は熱なしで触媒（Ｂ（Ｃ_６Ｆ_５）_３、ＢＰｈ_３、ＰｄＣｌ_２、Ｃｏ_２（ＣＯ）_８、又はゼオライトＹ（Ｈ）、Ｓｉ：Ａｌ等）と混合することによって合成することができる。

Claims

（ａ）［（ＳｉＲ_３）_２ＮＳｉＨ_２］_ｍ−ＮＨ_２−ｍ−Ｃ≡Ｎ（ここで、ｍ＝１又は２である）、
（ｂ）［（ＳｉＲ_３）_２ＮＳｉＨ_２］_３Ｎ、及び
（ｃ）（ＳｉＲ’_３）_２Ｎ−ＳｉＨ_２−Ｎ（ＳｉＲ’_３）_２
（式中、
− 各Ｒは、Ｈ、式−ＮＲ^１Ｒ^２を有するジアルキルアミノ基、又はアミジナートから独立して選択され、
− 各Ｒ’は、全てのＲ’がＨではないことを条件として、Ｈ、式−ＮＲ^１Ｒ^２を有するジアルキルアミノ基、又はアミジナートから独立して選択され、及び
− Ｒ^１及びＲ^２は、Ｒ^１及びＲ^２が同時にＨに等しいことはできず、且つＲ^１がＨである場合、Ｒ^２がＣ_２−Ｃ_１２ヒドロカルビル基であることを条件として、Ｈ又はＣ_１−Ｃ_１２ヒドロカルビル基から独立して選択され、及びＮＲ^１Ｒ^２は、一緒にＮ含有ヘテロ環配位子を形成し得る）
からなる群から選択される前駆体を含むケイ素含有膜形成組成物。
前記前駆体は、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ−ＳｉＨ_２−Ｎ（ＳｉＨ_３）（ＳｉＨ_２ＮＲ^１Ｒ^２）、［（ＳｉＨ_３）_２ＮＳｉＨ_２］−ＮＨ−Ｃ≡Ｎ、又は［（ＳｉＨ_３）_２ＮＳｉＨ_２］_２Ｎ−Ｃ≡Ｎである、請求項１に記載のケイ素含有膜形成組成物。
前記前駆体は、［（ＳｉＨ_３）_２ＮＳｉＨ_２］_３Ｎである、請求項１に記載のケイ素含有膜形成組成物。
前記前駆体は、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ−ＳｉＨ_２−Ｎ（ＳｉＨ_３）（ＳｉＨ_２ＮＭｅ_２）、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ−ＳｉＨ_２−Ｎ（ＳｉＨ_３）（ＳｉＨ_２ＮＥｔ_２）、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ−ＳｉＨ_２−Ｎ（ＳｉＨ_３）（ＳｉＨ_２ＮＥｔＭｅ）、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ−ＳｉＨ_２−Ｎ（ＳｉＨ_３）（ＳｉＨ_２ＮｉＰｒ_２）、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ−ＳｉＨ_２−Ｎ（ＳｉＨ_３）（ＳｉＨ_２ＮｔＢｕ_２）、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ−ＳｉＨ_２−Ｎ（ＳｉＨ_３）（ＳｉＨ_２ＮｎＢｕ_２）、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ−ＳｉＨ_２−Ｎ（ＳｉＨ_３）（ＳｉＨ_２ＮｓｅｃＢｕ_２）、又
は（ＳｉＨ_３）_２Ｎ−ＳｉＨ_２−Ｎ（ＳｉＨ_３）（ＳｉＨ_２ＮＨｔＢｕ）である、請求項１に記載のケイ素含有膜形成組成物。
化学気相成長法によって基板上にケイ素含有膜を堆積する方法であって、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のＳｉ含有膜形成組成物を含む蒸気を、基板が入っている反応器内に導入すること、
化学気相成長法を使用して、前記前駆体の少なくとも一部を前記基板上に堆積して前記基板上にケイ素含有膜を形成すること
を含む方法。
前記化学気相成長法は、原子層堆積法又はプラズマ支援原子層堆積法である、請求項５に記載の方法。
前記ケイ素含有膜は、ケイ素酸化物膜である、請求項５又は６に記載の方法。
前記ケイ素含有膜は、ケイ素窒化物膜である、請求項５又は６に記載の方法。
前記基板は、シリコンウェハである、請求項５又は６に記載の方法。
前記基板は、ガラスである、請求項５又は６に記載の方法。
前記基板は、有機材料である、請求項５又は６に記載の方法。