JP2814445B2 - 選択的な金の低温化学蒸着 - Google Patents
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Description
【0001】
【技術分野】本発明は、金属金の化学蒸着に広く関連
し、さらに詳しくは、いくつかの異なる組成領域の存在
する基体上の特定組成領域上への金の選択的化学蒸着に
関する。
し、さらに詳しくは、いくつかの異なる組成領域の存在
する基体上の特定組成領域上への金の選択的化学蒸着に
関する。
【0002】
【背景技術】電気伝導性金属の制御された領域−選択的
な蒸着は、広範な電気的応用、特に半導体集積回路やそ
の他のマイクロ電子デバイスの製造に重要である。マイ
クロ電子デバイスの製造において、金属蒸着は接点、相
互接続および多層回路における層間配線などのような金
属部材の製造に用いられている。
な蒸着は、広範な電気的応用、特に半導体集積回路やそ
の他のマイクロ電子デバイスの製造に重要である。マイ
クロ電子デバイスの製造において、金属蒸着は接点、相
互接続および多層回路における層間配線などのような金
属部材の製造に用いられている。
【0003】最近、半導体集積回路中の金属部材の寸法
はどんどん小さくなり、そして将来寸法のさらなる縮小
が予想される。その上、マイクロ電子デバイス中の金属
部材はますます複雑化している。たとえば、ある種の多
層回路においては高アスペクト比を有する金属の接続
が、回路の各層間に要求される。一般に、マイクロ電子
デバイスにおける増大した複雑化と金属部材のさらに小
さな寸法は、このような部材を製造するための慣用の方
法の能力に過大の負担となるかまたはこれを超えてい
る。
はどんどん小さくなり、そして将来寸法のさらなる縮小
が予想される。その上、マイクロ電子デバイス中の金属
部材はますます複雑化している。たとえば、ある種の多
層回路においては高アスペクト比を有する金属の接続
が、回路の各層間に要求される。一般に、マイクロ電子
デバイスにおける増大した複雑化と金属部材のさらに小
さな寸法は、このような部材を製造するための慣用の方
法の能力に過大の負担となるかまたはこれを超えてい
る。
【0004】小さな寸法の金属部材に加えて、今日の半
導体集積回路は、短距離で急激に切り替わるドーピング
面をしばしば有している。集積回路の製作に必要な処理
中、このような急激なドーピング面を維持するために、
集積回路を曝すことができる最高温度を、ドープ剤の熱
拡散限度に制限しなければならない。これに加えて、集
積回路が製作中に極端に高い温度に加熱されるならば、
半導体集積回路上の金属部材の金属とこの部材に接触す
る半導体材料との間の内部拡散が問題となり得る。ある
半導体集積回路技術の場合、集積回路が処理中さらされ
る温度を350℃またはこの程度以下の温度に制限する
ことが必要である。将来さらに低い最高温度の限度が望
まれるだろう。
導体集積回路は、短距離で急激に切り替わるドーピング
面をしばしば有している。集積回路の製作に必要な処理
中、このような急激なドーピング面を維持するために、
集積回路を曝すことができる最高温度を、ドープ剤の熱
拡散限度に制限しなければならない。これに加えて、集
積回路が製作中に極端に高い温度に加熱されるならば、
半導体集積回路上の金属部材の金属とこの部材に接触す
る半導体材料との間の内部拡散が問題となり得る。ある
半導体集積回路技術の場合、集積回路が処理中さらされ
る温度を350℃またはこの程度以下の温度に制限する
ことが必要である。将来さらに低い最高温度の限度が望
まれるだろう。
【0005】金はその高い電気伝導性、すぐれた化学的
安定性、および電気移動の低い傾向などの理由で、半導
体集積回路中の金属部材の製作に用いられている。金は
シリコン中に拡散する傾向を有するので、タングステン
または類似の耐熱性金属の中間層が金部材の金とシリコ
ン基板との間の拡散バリアーとしてシリコン集積回路に
しばしば用いられ、その上に金部材が配置される。
安定性、および電気移動の低い傾向などの理由で、半導
体集積回路中の金属部材の製作に用いられている。金は
シリコン中に拡散する傾向を有するので、タングステン
または類似の耐熱性金属の中間層が金部材の金とシリコ
ン基板との間の拡散バリアーとしてシリコン集積回路に
しばしば用いられ、その上に金部材が配置される。
【0006】マイクロ電子デバイス用の金フィルムやワ
イヤは、各種の方法により作製されている。金の通常の
真空蒸着やスパッタリングが、マイクロ電子デバイスに
金部材を作製するために用いられている。真空蒸着やス
パッタリングは、本来、ライン−オブ−サイト、すなわ
ち蒸着源と目標表面との間に障害物のない物理的技法で
あり、特定領域の蒸着を達成するためにはマスクを必要
とする。一般にライン−オブ−サイト蒸着技法は、所望
のパターンと良く一致した被膜を提供しない。さらに、
金の価値のため、マスク上に蒸着した金は通常回収さ
れ、これは余分な処理工程を必要とし、またマスクの寿
命を限定しがちである。
イヤは、各種の方法により作製されている。金の通常の
真空蒸着やスパッタリングが、マイクロ電子デバイスに
金部材を作製するために用いられている。真空蒸着やス
パッタリングは、本来、ライン−オブ−サイト、すなわ
ち蒸着源と目標表面との間に障害物のない物理的技法で
あり、特定領域の蒸着を達成するためにはマスクを必要
とする。一般にライン−オブ−サイト蒸着技法は、所望
のパターンと良く一致した被膜を提供しない。さらに、
金の価値のため、マスク上に蒸着した金は通常回収さ
れ、これは余分な処理工程を必要とし、またマスクの寿
命を限定しがちである。
【0007】金を蒸着するためのある種の慣用の化学的
方法は、マスクの使用なしで所望のパターンと一致した
被膜と領域選択性との可能性がある。たとえば、金の湿
式無電解蒸着の化学的技法においては、領域選択性は、
ある場合には異種基体材料に特定的な反応を通じて得る
ことができる。一般には、Mallory、Hajdu
両氏編(アメリカ電気メッキおよび表面処理協会、19
90)第401〜420頁、Y.Okinaka氏のE
lectroless Plating)参照。しかし
ながら、選択領域金蒸着用の通常の無電解蒸着液は、通
常、溶剤、還元剤およびその他の所望の各種成分、なら
びに除去するのが困難か、または不可能な望ましくない
不純物などを含む多成分溶液である。デバイスに金を蒸
着する工程で、このような多成分溶液でのマイクロ電子
デバイスの処理は、汚染の問題を生じ得る。
方法は、マスクの使用なしで所望のパターンと一致した
被膜と領域選択性との可能性がある。たとえば、金の湿
式無電解蒸着の化学的技法においては、領域選択性は、
ある場合には異種基体材料に特定的な反応を通じて得る
ことができる。一般には、Mallory、Hajdu
両氏編(アメリカ電気メッキおよび表面処理協会、19
90)第401〜420頁、Y.Okinaka氏のE
lectroless Plating)参照。しかし
ながら、選択領域金蒸着用の通常の無電解蒸着液は、通
常、溶剤、還元剤およびその他の所望の各種成分、なら
びに除去するのが困難か、または不可能な望ましくない
不純物などを含む多成分溶液である。デバイスに金を蒸
着する工程で、このような多成分溶液でのマイクロ電子
デバイスの処理は、汚染の問題を生じ得る。
【0008】PuddephattとTreuruicht両氏の米国特許第
4,714,627号は、メチル(トリメチルホスフィ
ン)金(I)、トリメチル(トリメチルホスフィン)金
(III)、およびある種の他の揮発性オルガノ金(I)
とオルガノ金(III)錯体を使用する、目標表面上に金
を蒸着する化学蒸着(CVD)法を開示している。この
特許の方法は、真空下にオルガノ金錯体を蒸発させ、こ
の蒸発した錯体を錯体の分解温度またはそれ以上の温度
に加熱した目標表面に指向させて接触させることを包含
する。オルガノ金錯体は、加熱表面に接触して分解し、
金が蒸着する。この特許の第7欄第29〜46行によれ
ば、目標ディスクを含有するガラス管を、特定のイソシ
アノ−金コンプレックスの分解温度以上にディスクとと
もに加熱した場合、金属の金が、ディスク上と管壁上の
両方に蒸着した。目標ディスクの選択的な表面被覆は、
目標ディスクのみの選択的加熱により達成できることを
示した。
4,714,627号は、メチル(トリメチルホスフィ
ン)金(I)、トリメチル(トリメチルホスフィン)金
(III)、およびある種の他の揮発性オルガノ金(I)
とオルガノ金(III)錯体を使用する、目標表面上に金
を蒸着する化学蒸着(CVD)法を開示している。この
特許の方法は、真空下にオルガノ金錯体を蒸発させ、こ
の蒸発した錯体を錯体の分解温度またはそれ以上の温度
に加熱した目標表面に指向させて接触させることを包含
する。オルガノ金錯体は、加熱表面に接触して分解し、
金が蒸着する。この特許の第7欄第29〜46行によれ
ば、目標ディスクを含有するガラス管を、特定のイソシ
アノ−金コンプレックスの分解温度以上にディスクとと
もに加熱した場合、金属の金が、ディスク上と管壁上の
両方に蒸着した。目標ディスクの選択的な表面被覆は、
目標ディスクのみの選択的加熱により達成できることを
示した。
【0009】Thomas H.Baum氏のJournal of the Elect
rochemical Society, Vol. 134, 第2616〜2619頁(1987
年)の論文は、金の選択領域蒸着を達成するレーザー誘
起化学蒸着法を開示した。レーザービームを基体上に集
光させて局部的熱源として作用させた。表面上に吸着し
ているかまたは表面と接触しているジメチル金アセチル
アセトナトは、揮発性の反応生成物の遊離とともに金属
金に熱分解する。この論文によれば、基体のレーザー加
熱で誘起された表面温度の輪郭が蒸着を制御した。
rochemical Society, Vol. 134, 第2616〜2619頁(1987
年)の論文は、金の選択領域蒸着を達成するレーザー誘
起化学蒸着法を開示した。レーザービームを基体上に集
光させて局部的熱源として作用させた。表面上に吸着し
ているかまたは表面と接触しているジメチル金アセチル
アセトナトは、揮発性の反応生成物の遊離とともに金属
金に熱分解する。この論文によれば、基体のレーザー加
熱で誘起された表面温度の輪郭が蒸着を制御した。
【0010】一般に、レーザー誘起化学蒸着は、ビーム
の幅よりも大きい金部材を書込むには十分なものである
が、複雑な規模の回路にはレーザービームで所望の回路
を描き出すのに要する時間のため実際的ではない。その
上、通常のレーザー誘起化学蒸着法では、所望されるよ
うな出来るだけ細かい寸法、または今日のマイクロ電子
デバイスで所望されるようなできるだけ高い断面アスペ
クト比を有する金の構造物を通常は作製できない。さら
に、通常のレーザー誘起化学蒸着では、蒸着金中に好ま
しくない高濃度のカーボンまたはその他の不純物が残留
する。
の幅よりも大きい金部材を書込むには十分なものである
が、複雑な規模の回路にはレーザービームで所望の回路
を描き出すのに要する時間のため実際的ではない。その
上、通常のレーザー誘起化学蒸着法では、所望されるよ
うな出来るだけ細かい寸法、または今日のマイクロ電子
デバイスで所望されるようなできるだけ高い断面アスペ
クト比を有する金の構造物を通常は作製できない。さら
に、通常のレーザー誘起化学蒸着では、蒸着金中に好ま
しくない高濃度のカーボンまたはその他の不純物が残留
する。
【0011】AwayaとArita両氏の米国特許第5,019,
531号は、金の各種有機金属錯体からの化学蒸着によ
り金を蒸着する蒸着方法を開示している。有機金属錯体
を水素のような還元剤とともに加熱した基体上に向け
る。この特許によれば、金属または金属ケイ素化合物表
面と酸化物または窒化物表面の両方をもつ基板に対し、
金は金属または金属ケイ素化合物表面上にのみ蒸着す
る。しかしながら、有機金錯体と気体状の還元剤との同
時の存在の要件は、蒸着過程の制御を複雑にする。さら
にある場合には、還元性ガスは基板上に存在する構成体
に悪影響を及ぼす。
531号は、金の各種有機金属錯体からの化学蒸着によ
り金を蒸着する蒸着方法を開示している。有機金属錯体
を水素のような還元剤とともに加熱した基体上に向け
る。この特許によれば、金属または金属ケイ素化合物表
面と酸化物または窒化物表面の両方をもつ基板に対し、
金は金属または金属ケイ素化合物表面上にのみ蒸着す
る。しかしながら、有機金錯体と気体状の還元剤との同
時の存在の要件は、蒸着過程の制御を複雑にする。さら
にある場合には、還元性ガスは基板上に存在する構成体
に悪影響を及ぼす。
【0012】Colgate氏その他はJournal of Vacume Sci
ence and Technology, Vol.48, 第1411〜1412頁で、ト
リエチルホスフィン金クロライド(CH3CH2)3PAu
Clを使用し、シリコン上のパターン化タングステン上
への金の選択領域化学蒸着を開示している。多結晶性の
タングステンパターンを担持するn−型ドープシリコン
ウエハーを、イソプロピルアルコールで脱脂し、次いで
化学蒸着反応器内を500℃に加熱しながら水素プラズ
マに曝す。500℃加熱/水素プラズマ前処理後、反応
器の圧力を1×10-6トルに減圧し、そして反応器内の
ウエハーを、ウエハー温度を500℃に維持してトリエ
チルホスフィン金クロライド蒸気に曝す。
ence and Technology, Vol.48, 第1411〜1412頁で、ト
リエチルホスフィン金クロライド(CH3CH2)3PAu
Clを使用し、シリコン上のパターン化タングステン上
への金の選択領域化学蒸着を開示している。多結晶性の
タングステンパターンを担持するn−型ドープシリコン
ウエハーを、イソプロピルアルコールで脱脂し、次いで
化学蒸着反応器内を500℃に加熱しながら水素プラズ
マに曝す。500℃加熱/水素プラズマ前処理後、反応
器の圧力を1×10-6トルに減圧し、そして反応器内の
ウエハーを、ウエハー温度を500℃に維持してトリエ
チルホスフィン金クロライド蒸気に曝す。
【0013】これによれば、トリエチルホスフィン金ク
ロライドは、分解してタングステン上に金を蒸着させる
が、この分解はシリコン上では抑制される。金フィルム
は、蒸着前に水性フッ化水素酸処理したシリコンの表面
上に成長すると報告されている。水素プラズマの存在下
にも安定であろうシリコン上の自然酸化物は、蒸着を阻
止するファクターになると見られ、一方、タングステン
酸化物の除去が、タングステン上のフィルム成長を助け
ると説明している。200℃以下の温度でのタングステ
ン上とガラス上の両方での金フィルムの成長は、ガラス
上での成長がタングステン上での成長よりもずっと遅い
ことが特徴であることを報告している。
ロライドは、分解してタングステン上に金を蒸着させる
が、この分解はシリコン上では抑制される。金フィルム
は、蒸着前に水性フッ化水素酸処理したシリコンの表面
上に成長すると報告されている。水素プラズマの存在下
にも安定であろうシリコン上の自然酸化物は、蒸着を阻
止するファクターになると見られ、一方、タングステン
酸化物の除去が、タングステン上のフィルム成長を助け
ると説明している。200℃以下の温度でのタングステ
ン上とガラス上の両方での金フィルムの成長は、ガラス
上での成長がタングステン上での成長よりもずっと遅い
ことが特徴であることを報告している。
【0014】一般に、トリエチルホスフィン金クロライ
ドの分解は、気体状の塩素含有分解生成物を生じること
が予想され、これはシリコン上にパターン化したタング
ステン上への選択的金蒸着の温度500℃において特に
腐食性であると予想されることが、その中に報告されて
いる。
ドの分解は、気体状の塩素含有分解生成物を生じること
が予想され、これはシリコン上にパターン化したタング
ステン上への選択的金蒸着の温度500℃において特に
腐食性であると予想されることが、その中に報告されて
いる。
【0015】
【発明の要点】本発明者らは、前記従来技術の諸問題を
回避する金の選択的な低温化学蒸着法を発明した。本発
明の方法によれば、金は、気体状のアルキル化(トリア
ルキルホスフィン)金化合物から、表面上に不活性領域
の存在するワークピース表面上の活性化領域上に選択的
に蒸着する。
回避する金の選択的な低温化学蒸着法を発明した。本発
明の方法によれば、金は、気体状のアルキル化(トリア
ルキルホスフィン)金化合物から、表面上に不活性領域
の存在するワークピース表面上の活性化領域上に選択的
に蒸着する。
【0016】本明細書において、表面に関して使用され
る「活性化領域」の用語は、その領域が、アルキル化
(トリアルキルホスフィン)金化合物の熱分解温度より
低い25〜350℃の温度でアルキル化(トリアルキル
ホスフィン)金化合物を接触分解させ、その領域上に金
が蒸着する表面活性を有することを意味する。「不活性
領域」の用語は、その領域は、アルキル化(トリアルキ
ルホスフィン)金化合物の熱分解温度より低い25〜3
50℃の温度ではアルキル化(トリアルキルホスフィ
ン)金化合物を接触分解せず、350℃を越える温度で
金が蒸着するような領域であることを意味する。本発明
の好ましい態様例では、金が不活性領域に蒸着するであ
ろう最低温度に比較して、相対的に低い温度で活性化領
域上に金を蒸着させることができる。
る「活性化領域」の用語は、その領域が、アルキル化
(トリアルキルホスフィン)金化合物の熱分解温度より
低い25〜350℃の温度でアルキル化(トリアルキル
ホスフィン)金化合物を接触分解させ、その領域上に金
が蒸着する表面活性を有することを意味する。「不活性
領域」の用語は、その領域は、アルキル化(トリアルキ
ルホスフィン)金化合物の熱分解温度より低い25〜3
50℃の温度ではアルキル化(トリアルキルホスフィ
ン)金化合物を接触分解せず、350℃を越える温度で
金が蒸着するような領域であることを意味する。本発明
の好ましい態様例では、金が不活性領域に蒸着するであ
ろう最低温度に比較して、相対的に低い温度で活性化領
域上に金を蒸着させることができる。
【0017】本発明の方法は、真空室内にワークピース
を設置する工程を含む。このワークピースは、目標表面
を設定する表面を有する。さらにこの方法は、真空室を
活性維持の上限圧力に等しいかまたはそれ以下の基礎圧
力にまで排気し、真空室から酸素、水蒸気、およびその
他の気体状の活性化を害する汚染物質を効果的に排除す
る工程を含む。
を設置する工程を含む。このワークピースは、目標表面
を設定する表面を有する。さらにこの方法は、真空室を
活性維持の上限圧力に等しいかまたはそれ以下の基礎圧
力にまで排気し、真空室から酸素、水蒸気、およびその
他の気体状の活性化を害する汚染物質を効果的に排除す
る工程を含む。
【0018】本発明の方法は、目標表面の少なくとも一
つの領域の表面組成を置き換えて、目標表面上に活性化
領域を生成させる工程をさらに含む。この領域の表面組
成は、適当な活性な金属をこの領域上に蒸着させること
により、または適当なプラズマ、イオン衝突、あるいは
その他の洗浄処理をこの領域に施すことにより(これら
の例に限らないが)置き換えることができる。この活性
化領域から分離された目標表面の少なくとも一つの領域
が不活性領域である。
つの領域の表面組成を置き換えて、目標表面上に活性化
領域を生成させる工程をさらに含む。この領域の表面組
成は、適当な活性な金属をこの領域上に蒸着させること
により、または適当なプラズマ、イオン衝突、あるいは
その他の洗浄処理をこの領域に施すことにより(これら
の例に限らないが)置き換えることができる。この活性
化領域から分離された目標表面の少なくとも一つの領域
が不活性領域である。
【0019】本発明の方法は、真空室に気体状のアルキ
ル化(トリアルキルホスフィン)金化合物を導入して、
ワークピースの目標表面をこの化合物に曝す工程を含
む。本発明の方法は、目標表面をアルキル化(トリアル
キルホスフィン)金化合物に曝している間、真空室を実
質的に連続排気し、真空室を活性化を害する汚染物質が
無い状態に効果的に維持し、かつ気体状の反応生成物を
真空室から排気する工程をさらに含む。真空室は目標表
面をアルキル化(トリアルキルホスフィン)金化合物に
曝している間、気体状の還元剤が効果的に無い状態に維
持される。
ル化(トリアルキルホスフィン)金化合物を導入して、
ワークピースの目標表面をこの化合物に曝す工程を含
む。本発明の方法は、目標表面をアルキル化(トリアル
キルホスフィン)金化合物に曝している間、真空室を実
質的に連続排気し、真空室を活性化を害する汚染物質が
無い状態に効果的に維持し、かつ気体状の反応生成物を
真空室から排気する工程をさらに含む。真空室は目標表
面をアルキル化(トリアルキルホスフィン)金化合物に
曝している間、気体状の還元剤が効果的に無い状態に維
持される。
【0020】本発明の方法は、ワークピースの目標表面
を有効な選択的蒸着温度に維持し、目標表面の活性化領
域上への気体状のアルキル化(トリアルキルホスフィ
ン)金化合物からの金の蒸着を誘起し、かつ目標表面の
不活性領域上への化合物からの金蒸着を抑制する工程を
さらに含む。
を有効な選択的蒸着温度に維持し、目標表面の活性化領
域上への気体状のアルキル化(トリアルキルホスフィ
ン)金化合物からの金の蒸着を誘起し、かつ目標表面の
不活性領域上への化合物からの金蒸着を抑制する工程を
さらに含む。
【0021】好ましいアルキル化(トリアルキルホスフ
ィン)金化合物は、式:RAuPR′3またはR′3Au
PR″3を有し、ここでRはメチル、エチル、n−プロ
ピル、i−プロピル、またはt−ブチル基;R′はメチ
ルまたはエチル基;そしてR″はメチルまたはエチル基
である。好ましいアルキル化(トリアルキルホスフィ
ン)金化合物は、トリメチル(トリメチルホスフィン)
金(III)である。特に好ましいアルキル化(トリアル
キルホスフィン)金化合物は、メチル(トリメチルホス
フィン)金(I)およびエチル(トリメチルホスフィ
ン)金(I)を包含する。
ィン)金化合物は、式:RAuPR′3またはR′3Au
PR″3を有し、ここでRはメチル、エチル、n−プロ
ピル、i−プロピル、またはt−ブチル基;R′はメチ
ルまたはエチル基;そしてR″はメチルまたはエチル基
である。好ましいアルキル化(トリアルキルホスフィ
ン)金化合物は、トリメチル(トリメチルホスフィン)
金(III)である。特に好ましいアルキル化(トリアル
キルホスフィン)金化合物は、メチル(トリメチルホス
フィン)金(I)およびエチル(トリメチルホスフィ
ン)金(I)を包含する。
【0022】好ましくは、目標表面の活性化領域は、活
性化状態に活性化し得る金属で構成される。本発明の半
導体集積回路のある種の好ましい応用において、この金
属は目標表面上に所望の回路パターンの形状にパターン
化される。コバルト、金、銅およびクロムのような遷移
金属が、本発明により金を蒸着させるのに好ましい金属
であり、多くの半導体集積回路用の応用にはクロムが特
に好ましい。
性化状態に活性化し得る金属で構成される。本発明の半
導体集積回路のある種の好ましい応用において、この金
属は目標表面上に所望の回路パターンの形状にパターン
化される。コバルト、金、銅およびクロムのような遷移
金属が、本発明により金を蒸着させるのに好ましい金属
であり、多くの半導体集積回路用の応用にはクロムが特
に好ましい。
【0023】好ましくは、目標表面の不活性領域は、二
酸化シリコンまたはポリイミドポリマーのような重合体
材料で構成される。ポリイミドポリマー中、ピロメリッ
ト酸二無水物−オキシジアニリン(PMDA−ODA)
ポリイミドが特に好ましい。
酸化シリコンまたはポリイミドポリマーのような重合体
材料で構成される。ポリイミドポリマー中、ピロメリッ
ト酸二無水物−オキシジアニリン(PMDA−ODA)
ポリイミドが特に好ましい。
【0024】本発明の方法は、化学蒸着用に準備された
反応室を含む高真空系中で行われる。本発明の好ましい
実施態様では、反応室の壁を室温に維持できる。好まし
くは、反応室の内壁面は、アルキル化(トリアルキルホ
スフィン)金化合物の分解を抑制し、金による内壁面の
被覆を防止する傾向にある自然酸化物で被覆されたステ
ンレス鋼のような材料で構成する。
反応室を含む高真空系中で行われる。本発明の好ましい
実施態様では、反応室の壁を室温に維持できる。好まし
くは、反応室の内壁面は、アルキル化(トリアルキルホ
スフィン)金化合物の分解を抑制し、金による内壁面の
被覆を防止する傾向にある自然酸化物で被覆されたステ
ンレス鋼のような材料で構成する。
【0025】本発明の化学蒸着法を実施する好ましい態
様において、反応室は、約1×10-6トルより低い基礎
圧力を有する。本発明の別の好ましい態様を実施するた
めに、約1×10-8トルまたはこれ以下の基礎圧力を有
する反応室が好ましい。ある場合には、約1×10-9ト
ルまたはこれ以下の基礎圧力を有する反応室が最も好ま
しい。
様において、反応室は、約1×10-6トルより低い基礎
圧力を有する。本発明の別の好ましい態様を実施するた
めに、約1×10-8トルまたはこれ以下の基礎圧力を有
する反応室が好ましい。ある場合には、約1×10-9ト
ルまたはこれ以下の基礎圧力を有する反応室が最も好ま
しい。
【0026】ワークピースの目標表面を、目標表面の活
性化領域と金蒸着反応とに適当な、活性維持の上限圧力
に等しいかまたはこれ以下の基礎圧力を有する高真空状
態にすることにより、目標表面の活性化領域を活性状態
に維持することができる。たとえば、真空下に目標表面
上にクロムを蒸着し、そしてこの蒸着したクロムを約2
5℃でエチル(トリメチルホスフィン)金(I)に曝す
ことを含む本発明の好ましい一実施態様において、金
は、真空の基礎圧力が約1×10-9トルの場合、十分に
蒸着するのが認められたが、これに反して約1×10-8
トルの基礎圧力とした以外は実質的に同じ条件下では、
金の痕跡量のみしか蒸着しないことが認められた。真空
下に目標表面上に銅を蒸着し、そしてこのように蒸着し
た銅を約25℃でエチル(トリメチルホスフィン)金
(I)に曝すことを含む本発明の好ましい別の実施態様
においては、真空の基礎圧力が約1×10-6トルであっ
た場合、金が十分に蒸着することが認められた。
性化領域と金蒸着反応とに適当な、活性維持の上限圧力
に等しいかまたはこれ以下の基礎圧力を有する高真空状
態にすることにより、目標表面の活性化領域を活性状態
に維持することができる。たとえば、真空下に目標表面
上にクロムを蒸着し、そしてこの蒸着したクロムを約2
5℃でエチル(トリメチルホスフィン)金(I)に曝す
ことを含む本発明の好ましい一実施態様において、金
は、真空の基礎圧力が約1×10-9トルの場合、十分に
蒸着するのが認められたが、これに反して約1×10-8
トルの基礎圧力とした以外は実質的に同じ条件下では、
金の痕跡量のみしか蒸着しないことが認められた。真空
下に目標表面上に銅を蒸着し、そしてこのように蒸着し
た銅を約25℃でエチル(トリメチルホスフィン)金
(I)に曝すことを含む本発明の好ましい別の実施態様
においては、真空の基礎圧力が約1×10-6トルであっ
た場合、金が十分に蒸着することが認められた。
【0027】本発明の好ましいある実施態様において、
蒸発により、クロムまたはその他の活性化可能な金属の
パターン化フィルムを、適当な超高真空条件下にマスク
を通じて表面に蒸着させることにより、目標表面の特定
領域の表面組成を部分的に置き換える。超高真空条件下
に初期に蒸着した金属フィルムの表面は、この表面に金
を蒸着させるためのアルキル化(トリアルキルホスフィ
ン)金の分解を妨害する傾向のある酸化物および炭素の
汚染の無い状態にすることができる。この初期に蒸着し
た金属フィルムは活性化状態にある。超高真空下での目
標表面の保持は、金属フィルムの表面を活性化状態に維
持する。
蒸発により、クロムまたはその他の活性化可能な金属の
パターン化フィルムを、適当な超高真空条件下にマスク
を通じて表面に蒸着させることにより、目標表面の特定
領域の表面組成を部分的に置き換える。超高真空条件下
に初期に蒸着した金属フィルムの表面は、この表面に金
を蒸着させるためのアルキル化(トリアルキルホスフィ
ン)金の分解を妨害する傾向のある酸化物および炭素の
汚染の無い状態にすることができる。この初期に蒸着し
た金属フィルムは活性化状態にある。超高真空下での目
標表面の保持は、金属フィルムの表面を活性化状態に維
持する。
【0028】本発明の好ましい具体化例に従って、目標
表面を適切に精製した気体状のアルキル化(トリアルキ
ルホスフィン)金化合物に曝す一方、気体状の金化合物
が存在しない超高真空状態を達成するのに充分な真空排
気速度、すなわち超高真空排気能力条件下に維持するこ
とは、表面の活性化状態に特有の比較的低い温度でこの
金属フィルム表面上に金が蒸着することを可能にする。
表面を適切に精製した気体状のアルキル化(トリアルキ
ルホスフィン)金化合物に曝す一方、気体状の金化合物
が存在しない超高真空状態を達成するのに充分な真空排
気速度、すなわち超高真空排気能力条件下に維持するこ
とは、表面の活性化状態に特有の比較的低い温度でこの
金属フィルム表面上に金が蒸着することを可能にする。
【0029】本発明の別の好ましい態様例において、活
性化可能な金属から構成されるワークピースの目標表面
域の表面組成が、酸素および水蒸気に曝されている場合
には、適当な表面組成変更の洗浄法でこの領域を処理す
ることにより、活性化状態の領域に置き換えることがで
きる。このような表面組成変更の洗浄法の例には、ある
種のプラズマ処理、イオン衝撃処理、および化学的処理
などの各洗浄法が含まれる。
性化可能な金属から構成されるワークピースの目標表面
域の表面組成が、酸素および水蒸気に曝されている場合
には、適当な表面組成変更の洗浄法でこの領域を処理す
ることにより、活性化状態の領域に置き換えることがで
きる。このような表面組成変更の洗浄法の例には、ある
種のプラズマ処理、イオン衝撃処理、および化学的処理
などの各洗浄法が含まれる。
【0030】たとえば、電子サイクロトロン共鳴源で発
生させたアルゴンまたは水素プラズマが、酸素と水蒸気
に以前に曝されたコバルト、金、クロムおよび銅を活性
化状態に洗浄するのに適当であることが認められた。別
の例として、アルゴンイオンビームによるイオン衝撃
が、酸素と水蒸気に曝された銅およびクロムを活性化状
態に洗浄するのに効果のあることが認められた。さらに
別の例で、酸素と水蒸気に以前に曝された銅から構成さ
れる領域の表面組成は、水素の存在下に表面を加熱する
化学的な洗浄法により活性化状態の領域に置き換えた。
生させたアルゴンまたは水素プラズマが、酸素と水蒸気
に以前に曝されたコバルト、金、クロムおよび銅を活性
化状態に洗浄するのに適当であることが認められた。別
の例として、アルゴンイオンビームによるイオン衝撃
が、酸素と水蒸気に曝された銅およびクロムを活性化状
態に洗浄するのに効果のあることが認められた。さらに
別の例で、酸素と水蒸気に以前に曝された銅から構成さ
れる領域の表面組成は、水素の存在下に表面を加熱する
化学的な洗浄法により活性化状態の領域に置き換えた。
【0031】空気に曝すと、自然酸化物で被覆されるタ
ンタルやモリブデンのようなある種の金属は、超高真空
条件下に加熱すると電気伝導性の亜酸化物を形成するこ
とが知られている。このような金属から構成され、以前
に大気に曝されたこのような金属から構成された表面の
表面組成を、この面を超高真空条件下で加熱することに
より活性化状態に置くことで、表面を置き換え得ること
が明らかである。活性化状態を達成するために、以前に
大気に曝されたタンタルまたはモリブデン金属の表面を
プラズマ処理、イオン衝撃処理または化学処理洗浄法な
どで処理することは不必要であることが明らかである。
ンタルやモリブデンのようなある種の金属は、超高真空
条件下に加熱すると電気伝導性の亜酸化物を形成するこ
とが知られている。このような金属から構成され、以前
に大気に曝されたこのような金属から構成された表面の
表面組成を、この面を超高真空条件下で加熱することに
より活性化状態に置くことで、表面を置き換え得ること
が明らかである。活性化状態を達成するために、以前に
大気に曝されたタンタルまたはモリブデン金属の表面を
プラズマ処理、イオン衝撃処理または化学処理洗浄法な
どで処理することは不必要であることが明らかである。
【0032】本発明方法の選択的蒸着の温度は、好まし
くは約350℃以下である。最適の選択的蒸着温度は、
目標表面の活性化領域の性質、目標表面の不活性領域の
性質、およびアルキル化(トリアルキルホスフィン)金
化合物の性質に依存する。エチル(トリメチルホフスィ
ン)金(I)から二酸化シリコンの存在下に、金をクロ
ム上に選択的に蒸着するためには、約25℃〜約100
℃の範囲の選択的蒸着温度が好ましい。エチル(トリメ
チルホフスィン)金(I)からピロメリット酸二無水物
−オキシジアニリンポリイミドポリマーの存在下に、金
をクロム上に選択的に蒸着するためには、約25℃〜約
230℃までの範囲の選択的蒸着温度が好ましい。
くは約350℃以下である。最適の選択的蒸着温度は、
目標表面の活性化領域の性質、目標表面の不活性領域の
性質、およびアルキル化(トリアルキルホスフィン)金
化合物の性質に依存する。エチル(トリメチルホフスィ
ン)金(I)から二酸化シリコンの存在下に、金をクロ
ム上に選択的に蒸着するためには、約25℃〜約100
℃の範囲の選択的蒸着温度が好ましい。エチル(トリメ
チルホフスィン)金(I)からピロメリット酸二無水物
−オキシジアニリンポリイミドポリマーの存在下に、金
をクロム上に選択的に蒸着するためには、約25℃〜約
230℃までの範囲の選択的蒸着温度が好ましい。
【0033】本発明の選択的な金の化学蒸着法の好まし
い態様例で、アルキル化(トリアルキルホフスィン)金
化合物が、金を蒸着させるための分解反応期間中、補助
的な還元剤を必要としないことが1つの利点である。本
発明の好ましい態様例で、アルキル化(トリアルキルホ
フスィン)金化合物が、金を蒸着させための分解反応期
間中、補助的なエッチング剤を必要としないことがさら
なる利点である。
い態様例で、アルキル化(トリアルキルホフスィン)金
化合物が、金を蒸着させるための分解反応期間中、補助
的な還元剤を必要としないことが1つの利点である。本
発明の好ましい態様例で、アルキル化(トリアルキルホ
フスィン)金化合物が、金を蒸着させための分解反応期
間中、補助的なエッチング剤を必要としないことがさら
なる利点である。
【0034】本発明の好ましい態様例で、ワークピース
の目標表面上への金の蒸着は、目標表面を可逆的金蒸着
活性抑制剤に曝すことにより可逆的に抑制することがで
きる。好ましい可逆的金蒸着活性抑制剤は、ルイス酸の
ボロントリフルオライドBF3とトリエチルボロンB(C
2H5)3およびルイス塩基のトリメチルホフスィンP(C
H3)3が含まれる。ボロントリフルオライドが特に好ま
しい。可逆的金蒸着活性抑制剤の使用で金蒸着が抑制さ
れた活性化領域は、緩和に加熱することにより活性化状
態に再活性化することができる。
の目標表面上への金の蒸着は、目標表面を可逆的金蒸着
活性抑制剤に曝すことにより可逆的に抑制することがで
きる。好ましい可逆的金蒸着活性抑制剤は、ルイス酸の
ボロントリフルオライドBF3とトリエチルボロンB(C
2H5)3およびルイス塩基のトリメチルホフスィンP(C
H3)3が含まれる。ボロントリフルオライドが特に好ま
しい。可逆的金蒸着活性抑制剤の使用で金蒸着が抑制さ
れた活性化領域は、緩和に加熱することにより活性化状
態に再活性化することができる。
【0035】
【実施例】以下の各実施例において、以下に述べるよう
な各種組成の目標表面を有する試験片基板を、下記の条
件下にエチル(トリメチルホフスィン)金(I)C2H5
AuP(CH3)3またはメチル(トリメチルホフスィン)
金(I)CH3AuP(CH3)3のいずれかの蒸気に曝し
た。各実験条件下に目標表面上に蒸着した金の有無を調
べた。
な各種組成の目標表面を有する試験片基板を、下記の条
件下にエチル(トリメチルホフスィン)金(I)C2H5
AuP(CH3)3またはメチル(トリメチルホフスィン)
金(I)CH3AuP(CH3)3のいずれかの蒸気に曝し
た。各実験条件下に目標表面上に蒸着した金の有無を調
べた。
【0036】〔装置〕 以下に示す各例は、主真空系と補助真空系と呼ばれる二
つの超高真空系の一つで行った。主真空系と補助真空系
の両方とも反応室を備えていた。主真空系は、移動室に
より反応室に連結された分析室を加えて備えていた。
つの超高真空系の一つで行った。主真空系と補助真空系
の両方とも反応室を備えていた。主真空系は、移動室に
より反応室に連結された分析室を加えて備えていた。
【0037】各真空系の反応室を、約60L/sの排気
能力を有するターボ分子ポンプとチタンサブリメーター
で排気した。反応室を、約1×10-9トル以下の基礎圧
力に排気することができた。一般に、揮発性有機金属蒸
着剤に曝した後、基礎圧力は約5×10-9トルになっ
た。蒸着実験中、反応室壁を室温に維持した。蒸着中、
反応室内の熱フィラメントゲージとその他の熱フィラメ
ントデバイスはいずれも停止した。反応室壁はステンレ
ススチール製であった。
能力を有するターボ分子ポンプとチタンサブリメーター
で排気した。反応室を、約1×10-9トル以下の基礎圧
力に排気することができた。一般に、揮発性有機金属蒸
着剤に曝した後、基礎圧力は約5×10-9トルになっ
た。蒸着実験中、反応室壁を室温に維持した。蒸着中、
反応室内の熱フィラメントゲージとその他の熱フィラメ
ントデバイスはいずれも停止した。反応室壁はステンレ
ススチール製であった。
【0038】1回分の揮発性蒸着剤の供給用に、蒸着剤
アンプルを反応室の蒸着剤注入口に連結した。蒸着剤注
入バルブを、蒸着剤アンプルと蒸着剤注入口との間に介
在させた。蒸着剤アンプルを適当な温度に保持すること
により、アンプル中の蒸着剤を蒸発または昇華により気
体状に揮発させることができた。蒸着剤注入バルブを開
き、気体状蒸着剤を蒸着剤アンプルから反応室内に流入
させることが可能であった。
アンプルを反応室の蒸着剤注入口に連結した。蒸着剤注
入バルブを、蒸着剤アンプルと蒸着剤注入口との間に介
在させた。蒸着剤アンプルを適当な温度に保持すること
により、アンプル中の蒸着剤を蒸発または昇華により気
体状に揮発させることができた。蒸着剤注入バルブを開
き、気体状蒸着剤を蒸着剤アンプルから反応室内に流入
させることが可能であった。
【0039】主真空系内の反応室と分析室との間の試料
の移動は、「真空中」すなわち移動室内で行った。分析
室と移動室とに、イオンポンプとチタンサブリメーター
をそれぞれ取り付け、両室を、約2×10-10トルの基
礎圧力にまで排気できた。
の移動は、「真空中」すなわち移動室内で行った。分析
室と移動室とに、イオンポンプとチタンサブリメーター
をそれぞれ取り付け、両室を、約2×10-10トルの基
礎圧力にまで排気できた。
【0040】試料表面の特性化は、X線光電子分光(X
PS)スペクトロメーター(ES 150MAC2(R)、Rueil-Mal
maison社)を使用し、主真空系の分析室内で行った。こ
のXPSシステムは、約1253.6eVのエネルギーを
もつMgKαのX線を用いた。試料は、スペクトロメー
ターの軸に対してほぼ直角に位置させ、そして電子を、
この直角面に関して約4×10mmの像域を有するように
約45°の角度で集めた。解析器の調整角度は、それを
試料角度に対して不感受性にした。結合エネルギーを、
分析室中に用意した別の金箔試料を用いて補正し、約8
3.8eVのAu4f7/2に対する参照結合エネルギーを明
確にした。このXPSスペクトロメーターはAu 4f
7/2のピークに関してほぼ±の0.1eVの再現性を示し
た。
PS)スペクトロメーター(ES 150MAC2(R)、Rueil-Mal
maison社)を使用し、主真空系の分析室内で行った。こ
のXPSシステムは、約1253.6eVのエネルギーを
もつMgKαのX線を用いた。試料は、スペクトロメー
ターの軸に対してほぼ直角に位置させ、そして電子を、
この直角面に関して約4×10mmの像域を有するように
約45°の角度で集めた。解析器の調整角度は、それを
試料角度に対して不感受性にした。結合エネルギーを、
分析室中に用意した別の金箔試料を用いて補正し、約8
3.8eVのAu4f7/2に対する参照結合エネルギーを明
確にした。このXPSスペクトロメーターはAu 4f
7/2のピークに関してほぼ±の0.1eVの再現性を示し
た。
【0041】いくつかの試料について、超高真空システ
ムからの取り出しと空気への曝しを要求する追加の特性
値を測った。金フィルム厚さを、断面計(アルファ−ス
テップ200(R)、Tencar Instruments社)により測定し
た。抵抗値測定を、四点プローブを用いるデジタル抵抗
計(M-700型(R)、Shiell Associates社)で得た。走査
オージェマイクロプローブ(600型(R)、Eden Pirarie
社)を、断面深度と選択領域オージェスペクトロスコピ
ーに使用した。パターン化基体を、ほぼ150μmのサ
イズの表面スポットの解析が可能な、X線光電スペクト
ロメーター(SSX 301 XPSシステム(R)、Surface Scienc
e Instruments社)を用いて検査した。ラザフォードの
後方散乱スペクトルを、約2.3MeVのエネルギーでヘリ
ウムイオンを使用したラザフォード後方散乱スペクトロ
メーターを用いて得ることができた。
ムからの取り出しと空気への曝しを要求する追加の特性
値を測った。金フィルム厚さを、断面計(アルファ−ス
テップ200(R)、Tencar Instruments社)により測定し
た。抵抗値測定を、四点プローブを用いるデジタル抵抗
計(M-700型(R)、Shiell Associates社)で得た。走査
オージェマイクロプローブ(600型(R)、Eden Pirarie
社)を、断面深度と選択領域オージェスペクトロスコピ
ーに使用した。パターン化基体を、ほぼ150μmのサ
イズの表面スポットの解析が可能な、X線光電スペクト
ロメーター(SSX 301 XPSシステム(R)、Surface Scienc
e Instruments社)を用いて検査した。ラザフォードの
後方散乱スペクトルを、約2.3MeVのエネルギーでヘリ
ウムイオンを使用したラザフォード後方散乱スペクトロ
メーターを用いて得ることができた。
【0042】〔試験片基体の調製〕 蒸着反応を、ほぼ7×20mmの横方向寸法および約0.
38mmの厚さのほぼ矩形の試験片基体上で行った。各試
験片基体のほぼ矩形面のより大きい一面を目標表面とし
た。以下に述べる大部分の実験用に、試験片基体を、本
質的な単結晶シリコンで構成した。このシリコン試験片
基体は一般に被覆されたが、ある場合には未被覆シリコ
ンの目標表面を使用した。p型とn型シリコンの両方の
試験片基体を用い、全てのケースで本質的に同一の結果
を得た。
38mmの厚さのほぼ矩形の試験片基体上で行った。各試
験片基体のほぼ矩形面のより大きい一面を目標表面とし
た。以下に述べる大部分の実験用に、試験片基体を、本
質的な単結晶シリコンで構成した。このシリコン試験片
基体は一般に被覆されたが、ある場合には未被覆シリコ
ンの目標表面を使用した。p型とn型シリコンの両方の
試験片基体を用い、全てのケースで本質的に同一の結果
を得た。
【0043】ほぼ(111)(±0.25%)の結晶配列を
有する直径ほぼ76mm(3インチ)のシリコンウエハー
(Virginia Semiconductor社)を入手した。入手したウ
エハーは、RCA法を用いて前もって洗浄されていた。
試験片基体をシリコンウエハーから切り出して無水エタ
ノールで洗浄した。試験片基体を未被覆で用いるかまた
は反応室内で真空下に被覆するために、試験片基体を反
応室内に導入し、反応室を超高真空に排気した。次いで
試験片基体を真空下に約1000℃に抵抗加熱して目標
表面を清浄にした。この方法で清浄にした表面上には、
炭素または酸素は、約1原子%以下の検出感度を有する
X線光電子スペクトロスコピーによっても検出できなか
った。
有する直径ほぼ76mm(3インチ)のシリコンウエハー
(Virginia Semiconductor社)を入手した。入手したウ
エハーは、RCA法を用いて前もって洗浄されていた。
試験片基体をシリコンウエハーから切り出して無水エタ
ノールで洗浄した。試験片基体を未被覆で用いるかまた
は反応室内で真空下に被覆するために、試験片基体を反
応室内に導入し、反応室を超高真空に排気した。次いで
試験片基体を真空下に約1000℃に抵抗加熱して目標
表面を清浄にした。この方法で清浄にした表面上には、
炭素または酸素は、約1原子%以下の検出感度を有する
X線光電子スペクトロスコピーによっても検出できなか
った。
【0044】二酸化シリコンの薄層で被覆された目標表
面を有するシリコンの試験片基体を、ほぼ40Åおよび
ほぼ5000Åの二つの厚さの二酸化シリコン層で調製
した。ほぼ40Åの二酸化シリコンで被覆された目標表
面を有する試験片基体を調製するために、清浄なSi
(111)基体を、ほぼ0.1トルの約99.9995%以
上の純度の酸素(O2)に約950℃で約20分間曝し
た。二酸化シリコンフィルムの被覆が目標表面を含め
て、本質的に試験片基体の全外面上に形成された。基体
を酸素中で周囲温度に冷却し、二酸化シリコン被覆中へ
のピンホール形成を回避した。得られた二酸化シリコン
のフィルムは、ほぼ40Åの厚さを有した。約5000
Åの厚さの二酸化シリコンで被覆された目標表面をもつ
シリコンの試験片基体は、二酸化シリコンをその厚さに
被覆したシリコンウエハー(VirginiaSemiconductor
社)から得た。所望の寸法に切り出した後、この二酸化
シリコン被覆試験片基体を、使用前に無水エタノールで
洗浄した。
面を有するシリコンの試験片基体を、ほぼ40Åおよび
ほぼ5000Åの二つの厚さの二酸化シリコン層で調製
した。ほぼ40Åの二酸化シリコンで被覆された目標表
面を有する試験片基体を調製するために、清浄なSi
(111)基体を、ほぼ0.1トルの約99.9995%以
上の純度の酸素(O2)に約950℃で約20分間曝し
た。二酸化シリコンフィルムの被覆が目標表面を含め
て、本質的に試験片基体の全外面上に形成された。基体
を酸素中で周囲温度に冷却し、二酸化シリコン被覆中へ
のピンホール形成を回避した。得られた二酸化シリコン
のフィルムは、ほぼ40Åの厚さを有した。約5000
Åの厚さの二酸化シリコンで被覆された目標表面をもつ
シリコンの試験片基体は、二酸化シリコンをその厚さに
被覆したシリコンウエハー(VirginiaSemiconductor
社)から得た。所望の寸法に切り出した後、この二酸化
シリコン被覆試験片基体を、使用前に無水エタノールで
洗浄した。
【0045】ほぼ2000Åの厚さのピロメリット酸二
無水物−オキシジアニリン(PMDA−ODA)ポリイ
ミドフィルムを被覆した目標表面を有するシリコンの試
験片基体を、n−メチルピロリドン中のポリアミド酸溶
液を目標表面上にスピンキャストし、窒素(N2)下に
約400℃で硬化することにより調製した。このように
調製されたポリイミドフィルムは、さらに処理すること
なしに使用することができた。使用前に真空中、約35
0℃でほぼ10分間脱ガスしたポリイミドフィルムは、
このような脱ガス法を施さなかったフィルムと同じに挙
動した。
無水物−オキシジアニリン(PMDA−ODA)ポリイ
ミドフィルムを被覆した目標表面を有するシリコンの試
験片基体を、n−メチルピロリドン中のポリアミド酸溶
液を目標表面上にスピンキャストし、窒素(N2)下に
約400℃で硬化することにより調製した。このように
調製されたポリイミドフィルムは、さらに処理すること
なしに使用することができた。使用前に真空中、約35
0℃でほぼ10分間脱ガスしたポリイミドフィルムは、
このような脱ガス法を施さなかったフィルムと同じに挙
動した。
【0046】クロム層を被覆した目標表面を有するシリ
コンの試験片基体は、反応室内での昇華によりクロムを
基体上に蒸着させて調製した。クロムの昇華は、反応室
を約2×10-10トルの基礎圧力にまで排気した後、抵
抗加熱したタングステンバスケット中でアーク溶融した
クロムのインゴットを加熱することにより行った。銅を
被覆した目標表面を有するシリコンの試験片基体は、反
応室内での銅インゴットの蒸発から類似の方法で調製し
た。
コンの試験片基体は、反応室内での昇華によりクロムを
基体上に蒸着させて調製した。クロムの昇華は、反応室
を約2×10-10トルの基礎圧力にまで排気した後、抵
抗加熱したタングステンバスケット中でアーク溶融した
クロムのインゴットを加熱することにより行った。銅を
被覆した目標表面を有するシリコンの試験片基体は、反
応室内での銅インゴットの蒸発から類似の方法で調製し
た。
【0047】二酸化シリコンまたはPMDA−ODAポ
リイミドのいずれかを被覆したシリコンの試験片基体の
目標表面上に、マスクを通して金属を蒸着させることに
よりパターン化した基体面を作成した。特に、パターン
化目標表面を有する試験片基体を作成するために、直径
でほぼ100μmに至るまでの各種直径の開口を有する
ステンレス鋼のマスクを目標表面に対して配置した。次
いでこの目標表面を覆うマスクを有する試験片基体を反
応室中に入れた。クロムまたは銅のインゴットを前述の
ようにして蒸発させた。クロムまたは銅の蒸発を、マス
クを通して所望の厚さ、たとえば30Åの厚さの金属ド
ットが蒸着するまで行った。
リイミドのいずれかを被覆したシリコンの試験片基体の
目標表面上に、マスクを通して金属を蒸着させることに
よりパターン化した基体面を作成した。特に、パターン
化目標表面を有する試験片基体を作成するために、直径
でほぼ100μmに至るまでの各種直径の開口を有する
ステンレス鋼のマスクを目標表面に対して配置した。次
いでこの目標表面を覆うマスクを有する試験片基体を反
応室中に入れた。クロムまたは銅のインゴットを前述の
ようにして蒸発させた。クロムまたは銅の蒸発を、マス
クを通して所望の厚さ、たとえば30Åの厚さの金属ド
ットが蒸着するまで行った。
【0048】〔出発材料〕 約99.5%の純度のボロントリフルオライド(Matheso
n Gas Products社)を入手し、ステンレス鋼のアンプル
に真空移送した。さらなる精製をすることなしにこのボ
ロントリフルオライドにクロムを被覆した試験片基体を
曝した時、酸化することを認めた。このボロントリフル
オライドを約2×10-9トルの基礎圧力で超高真空マニ
ホールド上の4回の凍結−ポンプ吸引−解凍サイクルに
かけ、精製された材料にクロムを実質的に酸化すること
なしに曝すことを可能とするのに充分な程度にボロント
リフルオライドを精製した。
n Gas Products社)を入手し、ステンレス鋼のアンプル
に真空移送した。さらなる精製をすることなしにこのボ
ロントリフルオライドにクロムを被覆した試験片基体を
曝した時、酸化することを認めた。このボロントリフル
オライドを約2×10-9トルの基礎圧力で超高真空マニ
ホールド上の4回の凍結−ポンプ吸引−解凍サイクルに
かけ、精製された材料にクロムを実質的に酸化すること
なしに曝すことを可能とするのに充分な程度にボロント
リフルオライドを精製した。
【0049】約97%の純度をもつトリメチルホスフィ
ン(Aldrich Chemical社)を得た。このトリメチルホス
フィンを、約1×10-5トルの基礎圧力で真空マニホー
ルド上の3回の冷凍−解凍サイクルにかけ精製した。次
いでトリメチルホスフィンを、ナトリウム鏡からステン
レス鋼のアンプル中に真空蒸留した。次いでトリメチル
ホスフィンを、約2×10-9トルの基礎圧力で超高真空
マニホールド上の4回の冷凍−解凍サイクルにかけた。
ン(Aldrich Chemical社)を得た。このトリメチルホス
フィンを、約1×10-5トルの基礎圧力で真空マニホー
ルド上の3回の冷凍−解凍サイクルにかけ精製した。次
いでトリメチルホスフィンを、ナトリウム鏡からステン
レス鋼のアンプル中に真空蒸留した。次いでトリメチル
ホスフィンを、約2×10-9トルの基礎圧力で超高真空
マニホールド上の4回の冷凍−解凍サイクルにかけた。
【0050】水素化四塩化金水和物HAuCl4・3H2
Oは、以下の方法により合成することができる。磁気撹
拌バーを備えた容量約250mlの丸底フラスコ中で、約
75.8ミリモルの金に相当する約14.9gの金と、約
75.0mlの濃塩酸HClおよび約25.0mlの濃硝酸H
NO3とを混合する。約20.5時間の撹拌後に金は完全
に溶解してオレンジ色の溶液を形成する。揮発物を真空
移送により溶液から除去して湿った残留物を調製する。
約40℃〜約70℃の範囲の温度の温水浴を、急速蒸発
に用いることができる。生成物からHNO3を発散させ
るために、湿った残留物を、最少量の濃塩酸HCl中に
再溶解し、次いで揮発物を温水浴で加熱しながら減圧下
に再除去する。濃塩酸によるこのフラッシングを2回繰
り返しオレンジ色の固体残渣を得る。固体残渣を、真空
下に一晩乾燥させて、約75.4ミリモルに相当するH
AuCl4・3H2Oを調製し、これは金の出発材料を基
準に約99.5%の収量を示す。HAuCl4・3H2O
は強酸化剤であり、ステンレス鋼のスパチュラのような
金属物体との接触は、生成物の汚染を回避するために最
小にすべきである。
Oは、以下の方法により合成することができる。磁気撹
拌バーを備えた容量約250mlの丸底フラスコ中で、約
75.8ミリモルの金に相当する約14.9gの金と、約
75.0mlの濃塩酸HClおよび約25.0mlの濃硝酸H
NO3とを混合する。約20.5時間の撹拌後に金は完全
に溶解してオレンジ色の溶液を形成する。揮発物を真空
移送により溶液から除去して湿った残留物を調製する。
約40℃〜約70℃の範囲の温度の温水浴を、急速蒸発
に用いることができる。生成物からHNO3を発散させ
るために、湿った残留物を、最少量の濃塩酸HCl中に
再溶解し、次いで揮発物を温水浴で加熱しながら減圧下
に再除去する。濃塩酸によるこのフラッシングを2回繰
り返しオレンジ色の固体残渣を得る。固体残渣を、真空
下に一晩乾燥させて、約75.4ミリモルに相当するH
AuCl4・3H2Oを調製し、これは金の出発材料を基
準に約99.5%の収量を示す。HAuCl4・3H2O
は強酸化剤であり、ステンレス鋼のスパチュラのような
金属物体との接触は、生成物の汚染を回避するために最
小にすべきである。
【0051】トリメチルホスフィン金クロライド(C
H3)3PAuClは以下の方法に従って調製することが
できる。ほぼ500mlの容量の三つ口丸底反応フラスコ
に、磁気撹拌バー、ガス導入管およびスバシール(Suba
-seal)で封をした容量ほぼ250mlの圧力平衡添加ロ
ートをとり付けた。この反応フラスコに約75.4ミリ
モルの金化合物に相当する水素化四塩化金水和物HAu
Cl4・3H2O約29.7gと新しいびんからの無水エ
タノールEtOHの約100mlとを入れた。圧力平衡添
加ロートには無水EtOH約175mlを満たした。Et
OHを通して約30分間アルゴンをバブリングして含有
アルゴンでフラッシングすることにより、装置から空気
を除去した。受け入れたトリメチルホスフィンほぼ2
0.0ml(約187ミリモル)を注入器を介して添加ロ
ートに加え、その中のEtOHと良く混合した。
H3)3PAuClは以下の方法に従って調製することが
できる。ほぼ500mlの容量の三つ口丸底反応フラスコ
に、磁気撹拌バー、ガス導入管およびスバシール(Suba
-seal)で封をした容量ほぼ250mlの圧力平衡添加ロ
ートをとり付けた。この反応フラスコに約75.4ミリ
モルの金化合物に相当する水素化四塩化金水和物HAu
Cl4・3H2O約29.7gと新しいびんからの無水エ
タノールEtOHの約100mlとを入れた。圧力平衡添
加ロートには無水EtOH約175mlを満たした。Et
OHを通して約30分間アルゴンをバブリングして含有
アルゴンでフラッシングすることにより、装置から空気
を除去した。受け入れたトリメチルホスフィンほぼ2
0.0ml(約187ミリモル)を注入器を介して添加ロ
ートに加え、その中のEtOHと良く混合した。
【0052】得られたトリメチルホスフィン溶液を、反
応フラスコ中のHAuCl4・3H2O溶液に撹拌しつつ
滴下し、この間フラスコを氷水浴中で冷却した。直ちに
かさばった白色の沈殿を生成した。室温で約1時間撹拌
後、揮発物を真空移送により除去した。得られた生成混
合物を冷水で4回洗浄した。沸騰アセトンから再結晶さ
せて、最終生成化合物(CH3)3PAuCl約21.8g
(約70.5ミリモルに相当)を得、これはHAuCl4
・3H2Oを基準に約93.5%の収率を示した。重水素
化クロロホルム中での生成物のプロトン核磁気共鳴(N
MR)スペクトルは、以下のスペクトルパラメーターを
示した:δ 1.610(d,J=11.3H2)ppm。
応フラスコ中のHAuCl4・3H2O溶液に撹拌しつつ
滴下し、この間フラスコを氷水浴中で冷却した。直ちに
かさばった白色の沈殿を生成した。室温で約1時間撹拌
後、揮発物を真空移送により除去した。得られた生成混
合物を冷水で4回洗浄した。沸騰アセトンから再結晶さ
せて、最終生成化合物(CH3)3PAuCl約21.8g
(約70.5ミリモルに相当)を得、これはHAuCl4
・3H2Oを基準に約93.5%の収率を示した。重水素
化クロロホルム中での生成物のプロトン核磁気共鳴(N
MR)スペクトルは、以下のスペクトルパラメーターを
示した:δ 1.610(d,J=11.3H2)ppm。
【0053】 エチル(トリメチルホスフィン)金(I)の合成 オルガノ金化合物エチル(トリメチルホスフィン)金
(I)C2H5AuP(CH3)3は以下のようにして調製す
ることができる:C2H5AuP(CH3)3の調製に特別な
フィルターチューブ装置を用いることができる。このフ
ィルターチューブ装置は、ほぼ中央点で中程度の溶融ガ
ラスのフィルターディスクで区切られ、そのいずれかの
端部に標準の14/20継ぎ手を有する内径ほぼ2cmの
ガラス管からなるフィルターチューブを含む。「テフロ
ン」弁を含む小径の圧力平衡チューブが、このフィルタ
ーチューブの両端間に延び、必要なときにフィルターデ
ィスクをはさむ圧力を平衡化する。その端部に標準の1
4/20継ぎ手を有するサイドアームが、フィルターチ
ューブの一端付近でフィルターチューブから突出する。
このサイドアームは、フィルターチューブ装置を真空ラ
インに連結するのに用いられ、また装置がその回りで回
転することのできる軸受けとしての役目もする。
(I)C2H5AuP(CH3)3は以下のようにして調製す
ることができる:C2H5AuP(CH3)3の調製に特別な
フィルターチューブ装置を用いることができる。このフ
ィルターチューブ装置は、ほぼ中央点で中程度の溶融ガ
ラスのフィルターディスクで区切られ、そのいずれかの
端部に標準の14/20継ぎ手を有する内径ほぼ2cmの
ガラス管からなるフィルターチューブを含む。「テフロ
ン」弁を含む小径の圧力平衡チューブが、このフィルタ
ーチューブの両端間に延び、必要なときにフィルターデ
ィスクをはさむ圧力を平衡化する。その端部に標準の1
4/20継ぎ手を有するサイドアームが、フィルターチ
ューブの一端付近でフィルターチューブから突出する。
このサイドアームは、フィルターチューブ装置を真空ラ
インに連結するのに用いられ、また装置がその回りで回
転することのできる軸受けとしての役目もする。
【0054】磁気撹拌バーを有する容量ほぼ250mlの
丸底反応フラスコに、トリメチルホスフィン金クロライ
ド(CH3)3PAuCl約9.26g(約30.0ミリモル
に相当)を入れた。この反応フラスコを最も末端に近い
サイドアームでフィルターチューブ装置に連結した。フ
ィルターチューブの他端を、磁気撹拌バーを含む容量ほ
ぼ100mlの丸底の生成物受けフラスコに連結した。こ
のフィルターチューブ装置全体を「テフロン」の真空管
路ニードル弁を介して真空管路に連結した。
丸底反応フラスコに、トリメチルホスフィン金クロライ
ド(CH3)3PAuCl約9.26g(約30.0ミリモル
に相当)を入れた。この反応フラスコを最も末端に近い
サイドアームでフィルターチューブ装置に連結した。フ
ィルターチューブの他端を、磁気撹拌バーを含む容量ほ
ぼ100mlの丸底の生成物受けフラスコに連結した。こ
のフィルターチューブ装置全体を「テフロン」の真空管
路ニードル弁を介して真空管路に連結した。
【0055】ナトリウム/ベンゾフェノン上で前もって
乾燥したジエチルエーテルほぼ100mlを、(CH3)3P
AuClを入れた反応フラスコ中に真空移送した。得ら
れた(CH3)3PAuClのスラリーを、食塩/氷浴中で
約−10℃に冷却した。アルゴンの強い通気下に、真空
管路のニードル弁本体から「テフロン」のプラグをとり
外し、そしてジエチルエーテル中のエチルマグネシウム
クロライドC2H5MgClのほぼ2.0M液約16.5ml
(約33ミリモル相当)を、(CH3)3PAuClスラリ
ーにニードル弁本体を通じて注入器により添加した。約
−13℃〜約−7℃の範囲の温度で約30分間撹拌した
後、反応混合物を室温まで昇温させた。ついで反応混合
物をほぼ70分間さらに撹拌した。次いで溶剤を真空移
送により除去し、反応フラスコ中にゴム状の生成物を得
た。
乾燥したジエチルエーテルほぼ100mlを、(CH3)3P
AuClを入れた反応フラスコ中に真空移送した。得ら
れた(CH3)3PAuClのスラリーを、食塩/氷浴中で
約−10℃に冷却した。アルゴンの強い通気下に、真空
管路のニードル弁本体から「テフロン」のプラグをとり
外し、そしてジエチルエーテル中のエチルマグネシウム
クロライドC2H5MgClのほぼ2.0M液約16.5ml
(約33ミリモル相当)を、(CH3)3PAuClスラリ
ーにニードル弁本体を通じて注入器により添加した。約
−13℃〜約−7℃の範囲の温度で約30分間撹拌した
後、反応混合物を室温まで昇温させた。ついで反応混合
物をほぼ70分間さらに撹拌した。次いで溶剤を真空移
送により除去し、反応フラスコ中にゴム状の生成物を得
た。
【0056】このゴム状の生成物からジエチルエーテル
を除去するため、ナトリウム/ベンゾフェノンで乾燥し
たペンタン約50mlを反応フラスコに真空移送した。ペ
ンタンを残留生成物と良く混合してスラリーにし、そし
て揮発分を真空移送で除去した。このペンタンフラッシ
ングをさらに2回繰り返した。
を除去するため、ナトリウム/ベンゾフェノンで乾燥し
たペンタン約50mlを反応フラスコに真空移送した。ペ
ンタンを残留生成物と良く混合してスラリーにし、そし
て揮発分を真空移送で除去した。このペンタンフラッシ
ングをさらに2回繰り返した。
【0057】室温でペンタン可溶性の粘着性液体である
生成化合物を、繰り返しのペンタン洗浄および濾過方法
により固体のペンタン不溶性反応副生成物から分離し
た。特定的には、約40mlのペンタンの等分を、反応フ
ラスコに入れて液体生成物を溶解させ、フィルター装置
をサイドアームのまわりで回転させて反応フラスコを逆
転させ、そして不溶解の固体物質をフィルターチューブ
中の燃結ガラスフィルターディスクで液体物質から濾別
した。真空下でかつ圧力平衡チューブ中の弁が開いたま
まの装置で、濾液からペンタンを逆さにした反応フラス
コ中でくり返し再凝縮させてフィルターディスク上に残
留する固体を洗浄した。各ペンタン洗液を、燃結ガラス
フィルターディスクを通して濾過し、そして生成物受け
フラスコ中の濾液と合体した。フィルターディスクを通
じて洗浄される逆さにした反応フラスコ中に残る粘着性
生成物がほとんどまたは全く無くなるまで、洗浄を継続
した。
生成化合物を、繰り返しのペンタン洗浄および濾過方法
により固体のペンタン不溶性反応副生成物から分離し
た。特定的には、約40mlのペンタンの等分を、反応フ
ラスコに入れて液体生成物を溶解させ、フィルター装置
をサイドアームのまわりで回転させて反応フラスコを逆
転させ、そして不溶解の固体物質をフィルターチューブ
中の燃結ガラスフィルターディスクで液体物質から濾別
した。真空下でかつ圧力平衡チューブ中の弁が開いたま
まの装置で、濾液からペンタンを逆さにした反応フラス
コ中でくり返し再凝縮させてフィルターディスク上に残
留する固体を洗浄した。各ペンタン洗液を、燃結ガラス
フィルターディスクを通して濾過し、そして生成物受け
フラスコ中の濾液と合体した。フィルターディスクを通
じて洗浄される逆さにした反応フラスコ中に残る粘着性
生成物がほとんどまたは全く無くなるまで、洗浄を継続
した。
【0058】次いで、生成物受けフラスコ中の濾液から
延長した真空移送によりペンタンを除去し、生成化合物
C2H5AuP(CH3)3 約7.66g(約25.3ミリモル
に相当)を得、そして(CH3)3PAuClを基準に約8
4.4%の収率を示した。生成物は透明な、淡い褐色の
粘着性液体である。
延長した真空移送によりペンタンを除去し、生成化合物
C2H5AuP(CH3)3 約7.66g(約25.3ミリモル
に相当)を得、そして(CH3)3PAuClを基準に約8
4.4%の収率を示した。生成物は透明な、淡い褐色の
粘着性液体である。
【0059】エチル(トリメチルホスフィン)金(I)
生成物の重水素化ベンゼン中のプロトンNMRスペクト
ルは以下のNMRスペクトルパラメーターを示した:δ
2.03(コンプレックスマルチプレット5H)、0.
55(d,J=8.5Hz,9H)ppm。
生成物の重水素化ベンゼン中のプロトンNMRスペクト
ルは以下のNMRスペクトルパラメーターを示した:δ
2.03(コンプレックスマルチプレット5H)、0.
55(d,J=8.5Hz,9H)ppm。
【0060】エチル(トリメチルホスフィン)金(I)
生成物のX線光電放出分光(XPS)スペクトルは、約
133°Kでシリコーンの(III)配列面上に生成物の
一定量を凝縮させて測定した。観察されたAu 4
f7/2、P 2pおよびC 1sの各コアレベルは、それ
ぞれ86.2、132.6および286.2eVの結合エネ
ルギーを有した。この結合エネルギーの測定値は、金ホ
スフィンコンプレックスのこれまでのXPS測定をもと
に推定したものよりも一様に大きかった。たとえば、ト
リメチルホスフィンC 1s結合エネルギーはほぼ28
5.3eVであると予想されていた。前に報告されていた
ものと観察値との間の差は、凝縮した皮膜中のチャージ
効果によるものかもわからない。結合エネルギーの観察
値を0.9eV差し引く補正で、Au 4f7/2およびP 2
pの両ピークはそれぞれ85.3eVと131.7eVとな
る。これらの値は類似のAu(I)についての前の報告
と全く一致する。
生成物のX線光電放出分光(XPS)スペクトルは、約
133°Kでシリコーンの(III)配列面上に生成物の
一定量を凝縮させて測定した。観察されたAu 4
f7/2、P 2pおよびC 1sの各コアレベルは、それ
ぞれ86.2、132.6および286.2eVの結合エネ
ルギーを有した。この結合エネルギーの測定値は、金ホ
スフィンコンプレックスのこれまでのXPS測定をもと
に推定したものよりも一様に大きかった。たとえば、ト
リメチルホスフィンC 1s結合エネルギーはほぼ28
5.3eVであると予想されていた。前に報告されていた
ものと観察値との間の差は、凝縮した皮膜中のチャージ
効果によるものかもわからない。結合エネルギーの観察
値を0.9eV差し引く補正で、Au 4f7/2およびP 2
pの両ピークはそれぞれ85.3eVと131.7eVとな
る。これらの値は類似のAu(I)についての前の報告
と全く一致する。
【0061】 メチル(トリメチルホスフィン)金(I)の合成 オルガノ金化合物メチル(トリメチルホスフィン)金
(I)を以下のように、エチル(トリメチルホスフィ
ン)金(I)の調製に用いたのと同じフィルターチュー
ブ装置を使用して調製することができる。
(I)を以下のように、エチル(トリメチルホスフィ
ン)金(I)の調製に用いたのと同じフィルターチュー
ブ装置を使用して調製することができる。
【0062】磁気撹拌バーをもつ容量ほぼ100mlの丸
底反応フラスコに、トリメチルホスフィン金クロライド
約0.614g(約1.99ミリモルに相当)を入れた。
この反応フラスコを、末端に最も近いサイドアームでフ
ィルターチューブ装置に連結した。フィルターチューブ
の他端は、磁気撹拌バーを含む容量ほぼ50mlの丸底の
生成物受取りフラスコに連結した。この装置全体を「テ
フロン」の真空管路ニードル弁を介して真空管路に連結
した。ナトリウム/ベンゾフェノンで前もって乾燥した
ジエチルエーテルのほぼ30mlを反応フラスコに真空移
送し、トリメチルホスフィン金クロライドのスラリーを
形成させた。このスラリーを食塩/氷浴中で約−10℃
に冷却した。アルゴンの強い通気下に、真空管路のニー
ドル弁本体から「テフロン」プラグをとり外し、そして
ジエチルエーテル中のメチルリチウムCH3Liのほぼ
1.4M液約1.70ml(約2.4ミリモル相当)の等分
を、反応フラスコ中の(CH3)3PAuClスラリーに
ニードル弁本体を通じ注入器により添加した。約−12
℃〜約−5℃の範囲の温度でほぼ30分間撹拌後、反応混
合物を室温に昇温させほぼ2時間さらに撹拌した。つい
で溶剤を真空移送により除去した。
底反応フラスコに、トリメチルホスフィン金クロライド
約0.614g(約1.99ミリモルに相当)を入れた。
この反応フラスコを、末端に最も近いサイドアームでフ
ィルターチューブ装置に連結した。フィルターチューブ
の他端は、磁気撹拌バーを含む容量ほぼ50mlの丸底の
生成物受取りフラスコに連結した。この装置全体を「テ
フロン」の真空管路ニードル弁を介して真空管路に連結
した。ナトリウム/ベンゾフェノンで前もって乾燥した
ジエチルエーテルのほぼ30mlを反応フラスコに真空移
送し、トリメチルホスフィン金クロライドのスラリーを
形成させた。このスラリーを食塩/氷浴中で約−10℃
に冷却した。アルゴンの強い通気下に、真空管路のニー
ドル弁本体から「テフロン」プラグをとり外し、そして
ジエチルエーテル中のメチルリチウムCH3Liのほぼ
1.4M液約1.70ml(約2.4ミリモル相当)の等分
を、反応フラスコ中の(CH3)3PAuClスラリーに
ニードル弁本体を通じ注入器により添加した。約−12
℃〜約−5℃の範囲の温度でほぼ30分間撹拌後、反応混
合物を室温に昇温させほぼ2時間さらに撹拌した。つい
で溶剤を真空移送により除去した。
【0063】反応フラスコにペンタン約30mlの等分を
入れてペンタン不溶性の副生物からの分離のために生成
物を溶解した。次いでフィルターチューブ装置をサイド
アームのまわりで回転させて反応フラスコを逆さにし、
そして半溶融ガラスフィルターディスクにより内容物を
濾過した。真空下でかつ圧力平衡チューブ中の弁が開い
たままの装置により、生成物受取りフラスコ中の濾液か
らのペンタンは、逆さになっている反応フラスコ中で凝
縮液化され、半溶融ガラスフィルターディスク上に残留
する固体を洗浄した。ペンタン洗液をフィルターディス
クを通じて濾過し、生成物受取りフラスコ中の濾液に合
体した。この洗浄工程を2回くり返した。
入れてペンタン不溶性の副生物からの分離のために生成
物を溶解した。次いでフィルターチューブ装置をサイド
アームのまわりで回転させて反応フラスコを逆さにし、
そして半溶融ガラスフィルターディスクにより内容物を
濾過した。真空下でかつ圧力平衡チューブ中の弁が開い
たままの装置により、生成物受取りフラスコ中の濾液か
らのペンタンは、逆さになっている反応フラスコ中で凝
縮液化され、半溶融ガラスフィルターディスク上に残留
する固体を洗浄した。ペンタン洗液をフィルターディス
クを通じて濾過し、生成物受取りフラスコ中の濾液に合
体した。この洗浄工程を2回くり返した。
【0064】生成物受取りフラスコ中の濾液から延長し
た真空移送によりペンタンを除去し、最終生成物メチル
(トリメチルホスフィン)金(I)CH3AuP(CH3)
3 ほぼ0.517g(約1.79ミリモルに相当)を得、
そして(CH3)3PAuClを基準に約90.2%の収率
を示した。生成物は白色の結晶性固体である。
た真空移送によりペンタンを除去し、最終生成物メチル
(トリメチルホスフィン)金(I)CH3AuP(CH3)
3 ほぼ0.517g(約1.79ミリモルに相当)を得、
そして(CH3)3PAuClを基準に約90.2%の収率
を示した。生成物は白色の結晶性固体である。
【0065】重水素化ベンゼン中の最終生成物のプロト
ンNMRスペクトルは、以下のスペクトルパラメーター
を与えた:δ 1.24(d,J=8.5,3H)、0.5
7(d,J=8.7Hz, 9H)ppm。
ンNMRスペクトルは、以下のスペクトルパラメーター
を与えた:δ 1.24(d,J=8.5,3H)、0.5
7(d,J=8.7Hz, 9H)ppm。
【0066】各オルガノ金化合物を、ステンレス鋼のア
ンプル中室温で保存した。開放弁流条件下で、主真空系
の反応室中に導入する場合、反応室の圧力は、エチル
(トリメチルホスフィン)金(I)に対しては、水冷イ
オンゲージを用いて約4.2×10-6トルが測定され、
またメチル(トルメチルホスフィン)金(I)について
は約1.2×10-6トルの圧力が測定された。補助的な
真空系の反応室にエチル(トリメチルホスフィン)金
(I)を導入する場合、蒸着剤注入弁を調整して圧力を
約1.3×10-4トルまたは約0.8×10-4トルのいず
れかに調節した。
ンプル中室温で保存した。開放弁流条件下で、主真空系
の反応室中に導入する場合、反応室の圧力は、エチル
(トリメチルホスフィン)金(I)に対しては、水冷イ
オンゲージを用いて約4.2×10-6トルが測定され、
またメチル(トルメチルホスフィン)金(I)について
は約1.2×10-6トルの圧力が測定された。補助的な
真空系の反応室にエチル(トリメチルホスフィン)金
(I)を導入する場合、蒸着剤注入弁を調整して圧力を
約1.3×10-4トルまたは約0.8×10-4トルのいず
れかに調節した。
【0067】実施例1 種々の材料で構成された目標表面を有する一連の試験片
基体を前記の方法に従って調製した。
基体を前記の方法に従って調製した。
【0068】第1のグループの試験片基体は、主真空系
の反応室中での超高真空下の蒸着により新しく蒸着した
金属からなる目標表面を有している。次のような金属:
クロムと銅とを用いた。この第1グループの各試験片基
体は、超高真空下の反応室中に保持し、新しく蒸着した
金属を汚染になる酸化またはその他から回避した。
の反応室中での超高真空下の蒸着により新しく蒸着した
金属からなる目標表面を有している。次のような金属:
クロムと銅とを用いた。この第1グループの各試験片基
体は、超高真空下の反応室中に保持し、新しく蒸着した
金属を汚染になる酸化またはその他から回避した。
【0069】第2グループの試験片基体は、酸化銅、酸
化クロム、酸化コバルトまたは大気に曝した金などで構
成される目標表面を有する。酸化銅と酸化クロムの目標
表面は、それぞれ新しく蒸着した銅とクロムからなる目
標表面をもつテスト試料基体を、室温において反応室中
に導入した空気で酸化することにより調製した。追加の
酸化クロムと酸化銅の目標表面、同じく酸化コバルトの
目標表面および大気に曝した金の目標表面は、新しく蒸
着したクロム、銅、コバルトまたは金の目標表面を有す
る試験片基体を、これらの金属を蒸着させた反応室から
適宜とり出しそして表面を周囲大気に曝すことにより調
製した。
化クロム、酸化コバルトまたは大気に曝した金などで構
成される目標表面を有する。酸化銅と酸化クロムの目標
表面は、それぞれ新しく蒸着した銅とクロムからなる目
標表面をもつテスト試料基体を、室温において反応室中
に導入した空気で酸化することにより調製した。追加の
酸化クロムと酸化銅の目標表面、同じく酸化コバルトの
目標表面および大気に曝した金の目標表面は、新しく蒸
着したクロム、銅、コバルトまたは金の目標表面を有す
る試験片基体を、これらの金属を蒸着させた反応室から
適宜とり出しそして表面を周囲大気に曝すことにより調
製した。
【0070】第3グループの試験片基体は、約40Åの
厚さまたは約5000Åの厚さのいずれかの二酸化シリ
コンからなる目標表面を有する。
厚さまたは約5000Åの厚さのいずれかの二酸化シリ
コンからなる目標表面を有する。
【0071】第4グループの試験片材料を、主真空系の
反応室中の試験片基体用の取付け金具が構成する。この
取付け金具は、シリコンの試験片基体を取付け、そして
抵抗加熱用に基体を電気的に連結するために用いられ
る。取付け金具は、タンタルとモリブデンで作られ、ま
た使用中周囲の空気にさらされる。シリコンの試験片基
体に接しているタンタルまたはモリブデンの取付け金具
の部分は、基体がクリーニングのため約1000℃に加
熱される場合、超高真空下に加熱される。タンタルまた
はモリブデン金具の加熱された面は目標表面として作用
する。この目標表面は分析してなく表面の正確な組成は
わかっていないが、これらは超真空の条件下の加熱の結
果として、自然酸化物被覆がそれぞれタンタルまたはモ
リブデンの亜酸化物であると予想される。
反応室中の試験片基体用の取付け金具が構成する。この
取付け金具は、シリコンの試験片基体を取付け、そして
抵抗加熱用に基体を電気的に連結するために用いられ
る。取付け金具は、タンタルとモリブデンで作られ、ま
た使用中周囲の空気にさらされる。シリコンの試験片基
体に接しているタンタルまたはモリブデンの取付け金具
の部分は、基体がクリーニングのため約1000℃に加
熱される場合、超高真空下に加熱される。タンタルまた
はモリブデン金具の加熱された面は目標表面として作用
する。この目標表面は分析してなく表面の正確な組成は
わかっていないが、これらは超真空の条件下の加熱の結
果として、自然酸化物被覆がそれぞれタンタルまたはモ
リブデンの亜酸化物であると予想される。
【0072】第5グループの試験片基体を、ピロメリト
酸二無水物−オキシジアニリン(PMDA−ODA)ポ
リイミドからなる目標表面を有する試験片基体が構成す
る。
酸二無水物−オキシジアニリン(PMDA−ODA)ポ
リイミドからなる目標表面を有する試験片基体が構成す
る。
【0073】最後に、第6グループの試験片基体を、実
質的に(111)配向のシリコンまたは(100)配向のゲル
マニウムの目標表面を有する試験片基体が構成する。
質的に(111)配向のシリコンまたは(100)配向のゲル
マニウムの目標表面を有する試験片基体が構成する。
【0074】最初の実験に際して、各組成の目標表面
を、主または補助真空系のいずれかの反応室中で、エチ
ル(トルメチルホスフィン)金(I)C2H5AuP(C
H3)3に順次曝した。反応室を約1×10-9トル以下の
基礎圧力に排気し、またその壁を室温とした。出発材料
のC2H5AuP(CH3)3を、室温に保持した蒸着剤アン
プルと反応室間の弁を開くことにより反応室中に供給
し、この間反応室をターボ分子ポンプにより継続的に排
気した。主真空系の反応室は、弁開放状態下で約4.2
×10-6トルの圧力が達成された。補助真空系の反応室
においては、約1.3×10-4または約0.8×10-4ト
ルのいずれかの圧力を使用した。
を、主または補助真空系のいずれかの反応室中で、エチ
ル(トルメチルホスフィン)金(I)C2H5AuP(C
H3)3に順次曝した。反応室を約1×10-9トル以下の
基礎圧力に排気し、またその壁を室温とした。出発材料
のC2H5AuP(CH3)3を、室温に保持した蒸着剤アン
プルと反応室間の弁を開くことにより反応室中に供給
し、この間反応室をターボ分子ポンプにより継続的に排
気した。主真空系の反応室は、弁開放状態下で約4.2
×10-6トルの圧力が達成された。補助真空系の反応室
においては、約1.3×10-4または約0.8×10-4ト
ルのいずれかの圧力を使用した。
【0075】主真空系の反応室中でエチル(トルメチル
ホスフィン)金(I)C2H5AuP(CH3)3に曝された
目標表面の場合、蒸着ずみの基体は、蒸着が終了した後
もほぼ2×10-10トルの基礎圧力に排気されている分
析室に真空下に移される。補助真空系の反応室中でエチ
ル(トリメチルホスフィン)金(I)に曝した目標表面
の場合、蒸着ずみの試験片基体は反応室からとり出さ
れ、分析室に移すために大気に曝される。一般に、各基
体面の組成は分析室中でX線光電子スペクトロスコピー
により分析する。
ホスフィン)金(I)C2H5AuP(CH3)3に曝された
目標表面の場合、蒸着ずみの基体は、蒸着が終了した後
もほぼ2×10-10トルの基礎圧力に排気されている分
析室に真空下に移される。補助真空系の反応室中でエチ
ル(トリメチルホスフィン)金(I)に曝した目標表面
の場合、蒸着ずみの試験片基体は反応室からとり出さ
れ、分析室に移すために大気に曝される。一般に、各基
体面の組成は分析室中でX線光電子スペクトロスコピー
により分析する。
【0076】ほぼ25℃の基体とC2H5AuP(CH3)3
との反応は、目標表面が清浄な汚染されていない金、ク
ロム、コバルト、または銅であった場合、テスト試料基
体上に純金フィルムが蒸着した。クロムインゴットの蒸
発で形成したSi(111)上のクロムフィルムは、Si
2pコアレベルのピークの減衰をもとに約30〜約40
Åの厚さの範囲であると推定される。さらに厚いクロム
フィルムの使用は金フィルム形成に関し本質的に何の効
果もない。
との反応は、目標表面が清浄な汚染されていない金、ク
ロム、コバルト、または銅であった場合、テスト試料基
体上に純金フィルムが蒸着した。クロムインゴットの蒸
発で形成したSi(111)上のクロムフィルムは、Si
2pコアレベルのピークの減衰をもとに約30〜約40
Åの厚さの範囲であると推定される。さらに厚いクロム
フィルムの使用は金フィルム形成に関し本質的に何の効
果もない。
【0077】新しく調製されたクロム面上にざっと2.
5×10-4トル秒の曝しで得られたエチル(トリメチル
ホスフィン)金(I)からの金のサブ単層被覆をXPS
スペクトロスコピーにより特性化した。金の4f7/2の
結合エネルギー約84.4eVはクロム表面上に金の小さ
な***を形成させたものと一致する。3.0×10-2ト
ル秒より大きな曝しは、本質的に純粋な金インゴットの
ものと同一である約83.8eVのAu 4f7/2の結合エ
ネルギーをもつ連続的金フィルムを生成した。エチル
(トリメチルホスフィン)金(I)への0.24トル秒
の曝しはほぼ500Å厚さのフィルムを生成し、ほぼ2
5℃において約2.1×103Åトル-1秒-1の平均蒸着速
度を与える。基体を約230℃に加熱しそして約4.5
×10-2トル秒でエチル(トリメチルホスフィン)金
(I)に曝すことにより、ほぼ850Å厚さのフィルム
が成長し、ほぼ1.9×104Åトル-1秒-1の平均蒸着速
度を得た。
5×10-4トル秒の曝しで得られたエチル(トリメチル
ホスフィン)金(I)からの金のサブ単層被覆をXPS
スペクトロスコピーにより特性化した。金の4f7/2の
結合エネルギー約84.4eVはクロム表面上に金の小さ
な***を形成させたものと一致する。3.0×10-2ト
ル秒より大きな曝しは、本質的に純粋な金インゴットの
ものと同一である約83.8eVのAu 4f7/2の結合エ
ネルギーをもつ連続的金フィルムを生成した。エチル
(トリメチルホスフィン)金(I)への0.24トル秒
の曝しはほぼ500Å厚さのフィルムを生成し、ほぼ2
5℃において約2.1×103Åトル-1秒-1の平均蒸着速
度を与える。基体を約230℃に加熱しそして約4.5
×10-2トル秒でエチル(トリメチルホスフィン)金
(I)に曝すことにより、ほぼ850Å厚さのフィルム
が成長し、ほぼ1.9×104Åトル-1秒-1の平均蒸着速
度を得た。
【0078】以下で述べるように銅の表面上への蒸着の
場合、炭素の痕跡と蒸着フィルムの隣接面での銅とを別
にして、銅、コバルト、クロムまたは金の目標表面上に
蒸着したフィルム全体は、純粋な元素状の金であったこ
とがXPSの結果から認められる。断面深度オージェス
ペクトロスコピーによる分析は、金全体に炭素またはリ
ンを検出しなかった。このフィルムの純度は、銅、コバ
ルトおよび金により被覆した大きな3インチのシリコン
ウエハーについて、銅、コバルトまたは金の上に蒸着し
た金のフィルムが、塊状金に近い電気抵抗値を有してい
るという実験に合致するものである。特に、銅、コバル
トまたは金の上に、ほぼ110℃において成長させた鏡
状に平滑な金のフィルムについて、その電気抵抗値はほ
ぼ2.6±0.6μΩcmであることが認められた。比較す
ると、大きな金属の金は約2.20μΩcmの抵抗値を有
している。
場合、炭素の痕跡と蒸着フィルムの隣接面での銅とを別
にして、銅、コバルト、クロムまたは金の目標表面上に
蒸着したフィルム全体は、純粋な元素状の金であったこ
とがXPSの結果から認められる。断面深度オージェス
ペクトロスコピーによる分析は、金全体に炭素またはリ
ンを検出しなかった。このフィルムの純度は、銅、コバ
ルトおよび金により被覆した大きな3インチのシリコン
ウエハーについて、銅、コバルトまたは金の上に蒸着し
た金のフィルムが、塊状金に近い電気抵抗値を有してい
るという実験に合致するものである。特に、銅、コバル
トまたは金の上に、ほぼ110℃において成長させた鏡
状に平滑な金のフィルムについて、その電気抵抗値はほ
ぼ2.6±0.6μΩcmであることが認められた。比較す
ると、大きな金属の金は約2.20μΩcmの抵抗値を有
している。
【0079】二酸化シリコンで被覆したシリコンウエハ
ー上に新しく蒸着した銅から構成される表面に、ほぼ2
5℃でエチル(トリメチルホスフィン)金(I)を約
3.0×10-2トル秒で曝すと、この銅の上に金フィル
ムの蒸着を生じる。XPSスペクトルは約83.8eVの
結合エネルギーをもつAu 4f7/2レベルを示した。約
932.6eVの結合エネルギーをもつCu 2p3/2コア
レベルに小さなピークが残留し、銅の薄い層が表面に存
在することを示している。この層は金のフィルムが約3
600Åの厚さになっても存続している。断面深度オー
ジェスペクトロスコピーはこの表面に銅の薄いフィルム
の存在することを確証した。金と銅との相互拡散は良く
知られた現象である。銅の上の金の蒸着についての観察
速度は、約25℃で約1.0×103Åトル-1秒-1であっ
た。この観察された速度はクロム上の金の成長について
認められた速度より2倍遅い。この遅い速度の説明は銅
のオーバー層の存在である。
ー上に新しく蒸着した銅から構成される表面に、ほぼ2
5℃でエチル(トリメチルホスフィン)金(I)を約
3.0×10-2トル秒で曝すと、この銅の上に金フィル
ムの蒸着を生じる。XPSスペクトルは約83.8eVの
結合エネルギーをもつAu 4f7/2レベルを示した。約
932.6eVの結合エネルギーをもつCu 2p3/2コア
レベルに小さなピークが残留し、銅の薄い層が表面に存
在することを示している。この層は金のフィルムが約3
600Åの厚さになっても存続している。断面深度オー
ジェスペクトロスコピーはこの表面に銅の薄いフィルム
の存在することを確証した。金と銅との相互拡散は良く
知られた現象である。銅の上の金の蒸着についての観察
速度は、約25℃で約1.0×103Åトル-1秒-1であっ
た。この観察された速度はクロム上の金の成長について
認められた速度より2倍遅い。この遅い速度の説明は銅
のオーバー層の存在である。
【0080】金の蒸着は、また超高真空条件下に加熱さ
れていたタンタルおよびモリブデンの取付け金具の目標
表面上にほぼ25℃においても認められた。
れていたタンタルおよびモリブデンの取付け金具の目標
表面上にほぼ25℃においても認められた。
【0081】目標表面が二酸化シリコン、酸化クロム、
酸化コバルト、酸化銅またはピロメリト酸二無水物−オ
キシジアニリン(PMDA−ODA)ポリイミドである
場合、約25℃においてエチル(トリメチルホスフィ
ン)金(I)からの金の蒸着は実質的に抑制される。
酸化コバルト、酸化銅またはピロメリト酸二無水物−オ
キシジアニリン(PMDA−ODA)ポリイミドである
場合、約25℃においてエチル(トリメチルホスフィ
ン)金(I)からの金の蒸着は実質的に抑制される。
【0082】5000Å厚みの二酸化シリコンおよびP
MDA−ODAポリイミドの両フィルムは、エチル(ト
リメチルホスフィン)金(I)と25℃において全く反
応しない。微量の金もまたリンの含有のどのような物質
も、0.3トル秒までの曝し後に検出されなかった。ほ
ぼ40Å厚さの薄い二酸化シリコンフィルムは、その表
面上にかろうじて検出しうる量の金を与える程度にエチ
ル(トリメチルホスフィン)金(I)と反応した。この
ような試料についてXPSスペクトルのAu4f7/2ピ
ークは約85.7eVであった。微量の金の蒸着が、ほぼ
40Å厚さの二酸化シリコンフィルム中の欠陥個所にお
いて生じたが、これら個所の性質は測定しなかった。
MDA−ODAポリイミドの両フィルムは、エチル(ト
リメチルホスフィン)金(I)と25℃において全く反
応しない。微量の金もまたリンの含有のどのような物質
も、0.3トル秒までの曝し後に検出されなかった。ほ
ぼ40Å厚さの薄い二酸化シリコンフィルムは、その表
面上にかろうじて検出しうる量の金を与える程度にエチ
ル(トリメチルホスフィン)金(I)と反応した。この
ような試料についてXPSスペクトルのAu4f7/2ピ
ークは約85.7eVであった。微量の金の蒸着が、ほぼ
40Å厚さの二酸化シリコンフィルム中の欠陥個所にお
いて生じたが、これら個所の性質は測定しなかった。
【0083】ほぼ150℃の加熱は、ほぼ40Åおよび
ほぼ5000Å厚みの両方の二酸化シリコンフィルム上
にフィルムの成長を開始させる。PMDA−ODAポリ
イミドフィルムは、エチル(トリメチルホスフィン)金
(I)からの金蒸着を開始させるのに、約400℃以上
に加熱しなければならない。PMDA−ODAポリイミ
ドはほぼ400℃で分解するが、このポリイミドフィル
ムの分解が金の蒸着開始に関与することは明らかではな
い。アルゴンイオンビームによるポリイミドの衝撃は、
それを電気伝導性とするのに充分なほどポリイミドを損
傷することが知られている。約2000Å厚みのPMD
A−ODAポリイミドフィルムを集束したアルゴンイオ
ンビームに約5分間当てる。このイオンビーム装置中の
アルゴンの圧力は1.1×10-4トル、イオン電流約2
5mAそして電圧は2000Vである。約25℃でエチル
(トリメチルホスフィン)金(I)のほぼ0.27トル
秒の引続いての曝しは、イオンビームを当てたと当てな
かったの両方に痕跡量の金を生じただけである。約40
0℃を超す温度で、エチル(トリメチルホスフィン)金
(I)は熱分解をするものと思われる。二酸化シリコン
上では、エチル(トリメチルホスフィン)金(I)から
の金の蒸着が約150℃で始まるから、別のメカニズム
が働いているものと思われる。
ほぼ5000Å厚みの両方の二酸化シリコンフィルム上
にフィルムの成長を開始させる。PMDA−ODAポリ
イミドフィルムは、エチル(トリメチルホスフィン)金
(I)からの金蒸着を開始させるのに、約400℃以上
に加熱しなければならない。PMDA−ODAポリイミ
ドはほぼ400℃で分解するが、このポリイミドフィル
ムの分解が金の蒸着開始に関与することは明らかではな
い。アルゴンイオンビームによるポリイミドの衝撃は、
それを電気伝導性とするのに充分なほどポリイミドを損
傷することが知られている。約2000Å厚みのPMD
A−ODAポリイミドフィルムを集束したアルゴンイオ
ンビームに約5分間当てる。このイオンビーム装置中の
アルゴンの圧力は1.1×10-4トル、イオン電流約2
5mAそして電圧は2000Vである。約25℃でエチル
(トリメチルホスフィン)金(I)のほぼ0.27トル
秒の引続いての曝しは、イオンビームを当てたと当てな
かったの両方に痕跡量の金を生じただけである。約40
0℃を超す温度で、エチル(トリメチルホスフィン)金
(I)は熱分解をするものと思われる。二酸化シリコン
上では、エチル(トリメチルホスフィン)金(I)から
の金の蒸着が約150℃で始まるから、別のメカニズム
が働いているものと思われる。
【0084】ほぼ25℃においてシリコン表面上で、反
応は最初金/シリコン合金の形成を生じ、ついでより長
い蒸着時間において元素状金の蒸着を生じる。さらに特
定的に、清浄なSi(111)面をC2H5AuP(CH3)3
に約4.2×10-6トルでほぼ5分間曝すと、これはほ
ぼ1.3×10-3トル秒の曝しに相当する、シリコン基
体上に金の蒸着が生じる。Au 4f7/2レベルについて
X線光電子スペクトロスコピーにより測定した結合エネ
ルギーは約84.9eVであることが認められた。ほぼ8
4.9eVのこの初期の結合エネルギーは、Au/Si合
金形成と島形成との結合的効果に帰せられる。P(C
H3)3もまたその他のリン含有のどのようなものもXP
Sにより検出することができず、わずかに微量の炭素が
表面上に存在するだけであった。より長期間の露出は、
Au 4fレベルの結合エネルギーの単調な低下で示さ
れるように、Au/Siフィルムの組成の変化を生じ
る。結果的に、約1.5×10-2トル秒より大きな曝し
で、元素状金の特性が有力なスペクトル:Si 2pと
Si 2sのコアレベルの残留を示す小ピークを有す
る、約83.8eVのAu 4f7/2レベルが得られる。こ
のシリコンのピークは表面凝離した金/シリコン合金に
帰せられるものである。この試料を約700℃に加熱す
ると、Au 4f7/2ピークがほぼ84.8eVに移動する
ことにより証明されるように、金属状金が残ることなく
金/シリコン合金の形成を生じる。エチル(トリメチル
ホスフィン)金(I)から蒸着した金に対して観察され
たこの性質は、シリコン基体上に高純度の金属状金を直
接蒸着したものについて以前に報告されていたものと一
致する。この表面または研究したその他のどの面につい
ても、エチル(トリメチルホスフィン)金(I)の室温
の分子吸着は見られなかった。
応は最初金/シリコン合金の形成を生じ、ついでより長
い蒸着時間において元素状金の蒸着を生じる。さらに特
定的に、清浄なSi(111)面をC2H5AuP(CH3)3
に約4.2×10-6トルでほぼ5分間曝すと、これはほ
ぼ1.3×10-3トル秒の曝しに相当する、シリコン基
体上に金の蒸着が生じる。Au 4f7/2レベルについて
X線光電子スペクトロスコピーにより測定した結合エネ
ルギーは約84.9eVであることが認められた。ほぼ8
4.9eVのこの初期の結合エネルギーは、Au/Si合
金形成と島形成との結合的効果に帰せられる。P(C
H3)3もまたその他のリン含有のどのようなものもXP
Sにより検出することができず、わずかに微量の炭素が
表面上に存在するだけであった。より長期間の露出は、
Au 4fレベルの結合エネルギーの単調な低下で示さ
れるように、Au/Siフィルムの組成の変化を生じ
る。結果的に、約1.5×10-2トル秒より大きな曝し
で、元素状金の特性が有力なスペクトル:Si 2pと
Si 2sのコアレベルの残留を示す小ピークを有す
る、約83.8eVのAu 4f7/2レベルが得られる。こ
のシリコンのピークは表面凝離した金/シリコン合金に
帰せられるものである。この試料を約700℃に加熱す
ると、Au 4f7/2ピークがほぼ84.8eVに移動する
ことにより証明されるように、金属状金が残ることなく
金/シリコン合金の形成を生じる。エチル(トリメチル
ホスフィン)金(I)から蒸着した金に対して観察され
たこの性質は、シリコン基体上に高純度の金属状金を直
接蒸着したものについて以前に報告されていたものと一
致する。この表面または研究したその他のどの面につい
ても、エチル(トリメチルホスフィン)金(I)の室温
の分子吸着は見られなかった。
【0085】ほぼ25℃において、ゲルマニウム表面で
は金/ゲルマニウム合金が最初に形成され、さらに長い
蒸着時間で元素状金の蒸着に継続する。
は金/ゲルマニウム合金が最初に形成され、さらに長い
蒸着時間で元素状金の蒸着に継続する。
【0086】実施例2 新しく蒸着させたクロムの目標表面をもつ試験片基体に
ついて、反応室を約1×10-8トルの基礎圧力に排気し
たこと以外は実施例1を繰り返した。約25℃において
この試験片基体について金の蒸着は全く認められなかっ
た。新しく蒸着したクロムのような高反応性の表面はか
なり高い速度で酸化物に酸化される傾向があり、目標表
面はエチル(トリメチルホスフィン)金(I)の分解に
関して不活性となるものと考えられる。
ついて、反応室を約1×10-8トルの基礎圧力に排気し
たこと以外は実施例1を繰り返した。約25℃において
この試験片基体について金の蒸着は全く認められなかっ
た。新しく蒸着したクロムのような高反応性の表面はか
なり高い速度で酸化物に酸化される傾向があり、目標表
面はエチル(トリメチルホスフィン)金(I)の分解に
関して不活性となるものと考えられる。
【0087】実施例3 二酸化シリコンまたはPMDA−ODAポリイミド上に
新しく蒸着させた、クロムもしくは銅のドットパターン
を保持する目標表面をもつ、試験片基体を使用して実施
例1を繰り返した。
新しく蒸着させた、クロムもしくは銅のドットパターン
を保持する目標表面をもつ、試験片基体を使用して実施
例1を繰り返した。
【0088】ほぼ5000Åの厚さの二酸化シリコン上
のパターン化されたクロムドット表面を、約25℃〜約
100℃までの範囲の基体温度で、前記実施例1中で述
べた方法でエチル(トリメチルホスフィン)金(I)C
2H5AuP(CH3)3に曝すと、クロムドット上だけに金
の選択的蒸着が生じ、そして隣接の二酸化シリコン面上
には金の蒸着は実質的に生じなかった。金の蒸着以外
に、クロムまたは二酸化シリコンの表面域のエッチング
あるいはその他の化学的または物理的変化は認められな
かった。約120℃より高い温度で、選択性は失われ、
金はクロムドットと同様に二酸化シリコン表面域上にも
蒸着した。温度の調整により、この方法は効果的な金の
選択蒸着法から全面金蒸着法に変えることができる。
のパターン化されたクロムドット表面を、約25℃〜約
100℃までの範囲の基体温度で、前記実施例1中で述
べた方法でエチル(トリメチルホスフィン)金(I)C
2H5AuP(CH3)3に曝すと、クロムドット上だけに金
の選択的蒸着が生じ、そして隣接の二酸化シリコン面上
には金の蒸着は実質的に生じなかった。金の蒸着以外
に、クロムまたは二酸化シリコンの表面域のエッチング
あるいはその他の化学的または物理的変化は認められな
かった。約120℃より高い温度で、選択性は失われ、
金はクロムドットと同様に二酸化シリコン表面域上にも
蒸着した。温度の調整により、この方法は効果的な金の
選択蒸着法から全面金蒸着法に変えることができる。
【0089】隣接PMDA−ODAポリイミド面が存在
するとき、クロムドット上のみの金の選択的蒸着は約2
5℃〜約230℃の範囲内の基体温度において実行でき
る。ほぼ30Åの厚さで直径約100μのクロムドット
を含む目標表面のXPSスペクトルが図1(a)に示され
ている。ポリイミド基体とクロムドットの両方に対する
コアレベルの特色がこのスペクトル中に示されている。
この複合表面は約25℃でほぼ15時間エチル(トリメ
チルホスフィン)金(I)に曝され、これは約0.23
トル秒の蒸着に相当する。約500Å厚さの金のドット
が形成された。蒸着後の目標表面のXPSスペクトルを
図1(b)に示す。ポリイミド基体に起因する特色は図1
(b)のスペクトルで明らかである。しかし、図1(a)の
クロムのピークは金のピークにより置き換えられてお
り、金のフィルムがドットをいまや被覆したのを示して
いる。この蒸着速度は約230℃に加熱することにより
選択性を損なうことなしに強化できる。選択領域オージ
ェスペクトロスコピーと小スポットXPSとが反応の選
択性を定量化するために用いられる。約0.01原子%
であると推定されるこれら二つの方法の感度の限界内
で、金は約25℃〜約230℃の温度範囲でポリイミド
の領域中に検知されなかった。
するとき、クロムドット上のみの金の選択的蒸着は約2
5℃〜約230℃の範囲内の基体温度において実行でき
る。ほぼ30Åの厚さで直径約100μのクロムドット
を含む目標表面のXPSスペクトルが図1(a)に示され
ている。ポリイミド基体とクロムドットの両方に対する
コアレベルの特色がこのスペクトル中に示されている。
この複合表面は約25℃でほぼ15時間エチル(トリメ
チルホスフィン)金(I)に曝され、これは約0.23
トル秒の蒸着に相当する。約500Å厚さの金のドット
が形成された。蒸着後の目標表面のXPSスペクトルを
図1(b)に示す。ポリイミド基体に起因する特色は図1
(b)のスペクトルで明らかである。しかし、図1(a)の
クロムのピークは金のピークにより置き換えられてお
り、金のフィルムがドットをいまや被覆したのを示して
いる。この蒸着速度は約230℃に加熱することにより
選択性を損なうことなしに強化できる。選択領域オージ
ェスペクトロスコピーと小スポットXPSとが反応の選
択性を定量化するために用いられる。約0.01原子%
であると推定されるこれら二つの方法の感度の限界内
で、金は約25℃〜約230℃の温度範囲でポリイミド
の領域中に検知されなかった。
【0090】ポリイミド上の銅ドットで作られる複合面
のスペクトルを図2(a)に示す。約25℃でエチル(ト
リメチルホスフィン)金(I)のほぼ8.1×10-2ト
ル秒の曝しは、図2(b)で示すように、銅の上にだけ蒸
着した約300Å厚さの実質的に完全な選択的金のフィ
ルムを生じた。Cu 2pコアレベルは蒸着した金の上
の銅表面層の存在を示している。約0.01原子%以内
で、金はパターンのポリイミド領域上に認められなかっ
た。
のスペクトルを図2(a)に示す。約25℃でエチル(ト
リメチルホスフィン)金(I)のほぼ8.1×10-2ト
ル秒の曝しは、図2(b)で示すように、銅の上にだけ蒸
着した約300Å厚さの実質的に完全な選択的金のフィ
ルムを生じた。Cu 2pコアレベルは蒸着した金の上
の銅表面層の存在を示している。約0.01原子%以内
で、金はパターンのポリイミド領域上に認められなかっ
た。
【0091】実施例4 金の選択的蒸着を、出発材料としてメチル(トリメチル
ホスフィン)金(I)CH3AuP(CH3)3を使用し、
実施例1と類似の方法で行った。CH3AuP(CH3)3
を蒸着剤アンプルから反応室に供給するとき、全開弁流
の条件下に主真空システムの反応室中にほぼ1.2×1
0-6トルの圧力が確立される。約25℃の基体につい
て、エチル(トリメチルホスフィン)金(I)に対する
のと本質的に同じ基体選択性が認められた。
ホスフィン)金(I)CH3AuP(CH3)3を使用し、
実施例1と類似の方法で行った。CH3AuP(CH3)3
を蒸着剤アンプルから反応室に供給するとき、全開弁流
の条件下に主真空システムの反応室中にほぼ1.2×1
0-6トルの圧力が確立される。約25℃の基体につい
て、エチル(トリメチルホスフィン)金(I)に対する
のと本質的に同じ基体選択性が認められた。
【0092】メチル(トリメチルホスフィン)金(I)
に対するクロム面の曝しにより、ほぼ7.8×10-2ト
ル秒に対し約150Å厚さのフィルムが生じ、約25℃
でほぼ1.9×103Åトル-1秒-1の平均速度を得た。ク
ロムによりパターン化したポリイミド基体に対し約25
℃でメチル(トリメチルホスフィン)金(I)は、エチ
ル(トリメチルホスフィン)金(I)について得られた
ものと実質的に同一の結果が得られ:メチル(トリメチ
ルホスフィン)金(I)への約7.8×10-2トル秒の
曝しは、ほぼ150Å厚さの金ドットを生成する。ほぼ
40およびほぼ5000Åの厚さの二酸化シリコンで被
覆されている目標表面の場合、メチル(トリメチルホス
フィン)金(I)に対しては、実施例1中のエチル(ト
リメチルホスフィン)金(I)について認められたのと
実質的に同一の結果が再び得られた。
に対するクロム面の曝しにより、ほぼ7.8×10-2ト
ル秒に対し約150Å厚さのフィルムが生じ、約25℃
でほぼ1.9×103Åトル-1秒-1の平均速度を得た。ク
ロムによりパターン化したポリイミド基体に対し約25
℃でメチル(トリメチルホスフィン)金(I)は、エチ
ル(トリメチルホスフィン)金(I)について得られた
ものと実質的に同一の結果が得られ:メチル(トリメチ
ルホスフィン)金(I)への約7.8×10-2トル秒の
曝しは、ほぼ150Å厚さの金ドットを生成する。ほぼ
40およびほぼ5000Åの厚さの二酸化シリコンで被
覆されている目標表面の場合、メチル(トリメチルホス
フィン)金(I)に対しては、実施例1中のエチル(ト
リメチルホスフィン)金(I)について認められたのと
実質的に同一の結果が再び得られた。
【0093】実施例5 クロム、銅、コバルトおよび金の各目標表面をもつ基体
を蒸着により調製し、そして空気に当てて、クロム、
銅、コバルトの場合は表面上に本来の酸化物を、そして
金の場合は空気で汚染した面を作った。ついでこの目標
表面を超高真空の条件下に電子サイクロトロン共鳴源で
発生させた水素プラズマに当てた。
を蒸着により調製し、そして空気に当てて、クロム、
銅、コバルトの場合は表面上に本来の酸化物を、そして
金の場合は空気で汚染した面を作った。ついでこの目標
表面を超高真空の条件下に電子サイクロトロン共鳴源で
発生させた水素プラズマに当てた。
【0094】プラズマ発生機(コンパクトECRプラズマ
ソース、モデルCECR 0.25(R)、ASTexApplied Science a
nd Technology社)を用いてプラズマを発生させた。水
素プラズマは電力約260ワット、電流約20Aそして
約10ミリトルの水素圧により発生させた。
ソース、モデルCECR 0.25(R)、ASTexApplied Science a
nd Technology社)を用いてプラズマを発生させた。水
素プラズマは電力約260ワット、電流約20Aそして
約10ミリトルの水素圧により発生させた。
【0095】酸化した銅とコバルトおよび空気汚染した
金の各目標表面を、約15秒〜約15分の期間水素プラ
ズマに当てた。酸化したクロムの目標表面は約45分間
プラズマに当てた。基体はついで超高真空下に反応室中
に移した。エチル(トリメチルホスフィン)金(I)か
らの金の蒸着は、このプラズマで清浄化した目標表面に
ついて本質的に通常通りに行うことができる。酸化した
クロムの目標表面を水素プラズマに対して約15分だけ
当てたとき、エチル(トリメチルホスフィン)金(I)
からの金蒸着はうまくいかなかった。
金の各目標表面を、約15秒〜約15分の期間水素プラ
ズマに当てた。酸化したクロムの目標表面は約45分間
プラズマに当てた。基体はついで超高真空下に反応室中
に移した。エチル(トリメチルホスフィン)金(I)か
らの金の蒸着は、このプラズマで清浄化した目標表面に
ついて本質的に通常通りに行うことができる。酸化した
クロムの目標表面を水素プラズマに対して約15分だけ
当てたとき、エチル(トリメチルホスフィン)金(I)
からの金蒸着はうまくいかなかった。
【0096】銅と金の空気に当てた目標表面を水素プラ
ズマと同じように、実質的に同じ電力、電流およびガス
圧力のアルゴンプラズマで処理したとき、実質的に同一
の結果が得られた。
ズマと同じように、実質的に同じ電力、電流およびガス
圧力のアルゴンプラズマで処理したとき、実質的に同一
の結果が得られた。
【0097】実施例6 クロムと銅の目標表面をもつ基体を蒸着により調製し、
ついで表面上に自然酸化物を形成するため空気に曝し
た。各目標表面は、つぎに表面の領域をスパッタ清浄化
するためアルゴンのイオンビーム衝撃に当てた。この目
標表面の約25℃でのエチル(トリメチルホスフィン)
金(I)に対する蒸着で、スパッタ清浄化した領域中に
金の蒸着が生じた。金の蒸着は同条件下に隣接した清浄
化していない表面上で本質的に開始されなかった。
ついで表面上に自然酸化物を形成するため空気に曝し
た。各目標表面は、つぎに表面の領域をスパッタ清浄化
するためアルゴンのイオンビーム衝撃に当てた。この目
標表面の約25℃でのエチル(トリメチルホスフィン)
金(I)に対する蒸着で、スパッタ清浄化した領域中に
金の蒸着が生じた。金の蒸着は同条件下に隣接した清浄
化していない表面上で本質的に開始されなかった。
【0098】実施例7 銅の目標表面を有する2個の試験片基体を蒸着により調
製し、ついで表面上に自然酸化物を形成するため空気に
曝した。つぎに試験片基体の1個を、約10トルの圧力
の水素の存在下に約200℃に加熱した。この目標表面
を約25℃でエチル(トリメチルホスフィン)金(I)
に引き続き曝すと金の蒸着を生じた。他の試験片基体の
清浄化されなかった銅の目標表面上には、実質的に同じ
条件下でエチル(トリメチルホスフィン)金(I)に曝
しても金の蒸着は実際には開始されなかった。
製し、ついで表面上に自然酸化物を形成するため空気に
曝した。つぎに試験片基体の1個を、約10トルの圧力
の水素の存在下に約200℃に加熱した。この目標表面
を約25℃でエチル(トリメチルホスフィン)金(I)
に引き続き曝すと金の蒸着を生じた。他の試験片基体の
清浄化されなかった銅の目標表面上には、実質的に同じ
条件下でエチル(トリメチルホスフィン)金(I)に曝
しても金の蒸着は実際には開始されなかった。
【0099】実施例8 以下の例においては、活性化された目標表面はルイス塩
基およびルイス酸によって処理され、そしてエチル(ト
リメチルホスフィン)金(I)からの金の蒸着の効果を
測定した。
基およびルイス酸によって処理され、そしてエチル(ト
リメチルホスフィン)金(I)からの金の蒸着の効果を
測定した。
【0100】新しく蒸着させたクロムの目標表面を、各
種の量のルイス塩基のトリメチルホスフィンP(CH3)3
で前処理した。図3で見られるように、エチル(トリメ
チルホスフィン)金(I)への約2.5×10-3トル秒
の曝し後の金被覆は、P(CH3)3で前もって飽和された
クロム表面ではわずかにサブ単層である。P(CH3)3に
クロム表面を当てると金フィルムの形成を著しく抑制す
るが、飽和でさえこの表面は連続的金フィルムの条件次
第で起こり得る形成を停止しない。約2時間、約3.0
×10-2トル秒の曝し後、すべての試料は約40Åより
厚い金のフィルムを形成した。
種の量のルイス塩基のトリメチルホスフィンP(CH3)3
で前処理した。図3で見られるように、エチル(トリメ
チルホスフィン)金(I)への約2.5×10-3トル秒
の曝し後の金被覆は、P(CH3)3で前もって飽和された
クロム表面ではわずかにサブ単層である。P(CH3)3に
クロム表面を当てると金フィルムの形成を著しく抑制す
るが、飽和でさえこの表面は連続的金フィルムの条件次
第で起こり得る形成を停止しない。約2時間、約3.0
×10-2トル秒の曝し後、すべての試料は約40Åより
厚い金のフィルムを形成した。
【0101】X線光電スペクトロスコピーと断面深度オ
ージェスペクトロスコピーにより、クロム上にエチル
(トリメチルホスフィン)金(I)から成長した金フィ
ルムの本体中には、クロムがP(CH3)3により前処理さ
れていてもいなくても、トリメチルホスフィンは本質的
に取り込まれていないことが測定された。さらに、P
(CH3)3による前処理なしで成長した金フィルムはクロ
ム/金の界面において、リンと炭素に対する検知可能な
シグナルを本質的に有しないことが断面深度オージェス
ペクトロスコピーにより認められた。しかしながら、断
面深度オージェスペクトロスコピーは、クロム表面がエ
チル(トリメチルホスフィン)金(I)による反応の前
にトリメチルホスフィンにより飽和されているならば、
著しい分量の炭素とリンがクロム/金の界面に埋ってい
ることを示した。リン/炭素比は1/3.4±0.3で、
これはトリメチルホスフィンに対して予想される1:3
の比より炭素がいくらか高いものである。
ージェスペクトロスコピーにより、クロム上にエチル
(トリメチルホスフィン)金(I)から成長した金フィ
ルムの本体中には、クロムがP(CH3)3により前処理さ
れていてもいなくても、トリメチルホスフィンは本質的
に取り込まれていないことが測定された。さらに、P
(CH3)3による前処理なしで成長した金フィルムはクロ
ム/金の界面において、リンと炭素に対する検知可能な
シグナルを本質的に有しないことが断面深度オージェス
ペクトロスコピーにより認められた。しかしながら、断
面深度オージェスペクトロスコピーは、クロム表面がエ
チル(トリメチルホスフィン)金(I)による反応の前
にトリメチルホスフィンにより飽和されているならば、
著しい分量の炭素とリンがクロム/金の界面に埋ってい
ることを示した。リン/炭素比は1/3.4±0.3で、
これはトリメチルホスフィンに対して予想される1:3
の比より炭素がいくらか高いものである。
【0102】新しく蒸着させたクロムからなる目標表面
を、ルイス酸のボロントリフルオライドBF3に約1×
10-4トルの圧力で大体100秒間曝した。この圧力で
のBF3曝しは約30秒で表面を飽和するのに充分であ
った。エチル(トリメチルホスフィン)金(I)による
2.5×10-3トル秒の引き続いての蒸着は、図4中に
見られるように表面上に少量の金の蒸着を生じた。ボロ
ントリフルオライドで飽和した表面上には、トリメチル
ホスフィンで飽和した表面上にエチル(トリメチルホス
フィン)金(I)を同じに曝して蒸着したもののほぼ半
分の量の金を蒸着した。ボロントリフルオライドで飽和
したクロム表面のエチル(トリメチルホスフィン)金
(I)へのほぼ3×10-2トル秒の曝しは、この面のX
PSスペクトルにより示されたように、クロム表面のサ
ブ単層の被覆が生成する。
を、ルイス酸のボロントリフルオライドBF3に約1×
10-4トルの圧力で大体100秒間曝した。この圧力で
のBF3曝しは約30秒で表面を飽和するのに充分であ
った。エチル(トリメチルホスフィン)金(I)による
2.5×10-3トル秒の引き続いての蒸着は、図4中に
見られるように表面上に少量の金の蒸着を生じた。ボロ
ントリフルオライドで飽和した表面上には、トリメチル
ホスフィンで飽和した表面上にエチル(トリメチルホス
フィン)金(I)を同じに曝して蒸着したもののほぼ半
分の量の金を蒸着した。ボロントリフルオライドで飽和
したクロム表面のエチル(トリメチルホスフィン)金
(I)へのほぼ3×10-2トル秒の曝しは、この面のX
PSスペクトルにより示されたように、クロム表面のサ
ブ単層の被覆が生成する。
【0103】約84.0eVのAu 4f7/2に対する結合
エネルギーは塊状金の値からほぼ0.2eVずれており、
金の***が存在することを示している。比較すると、ト
リメチルホスフィンで飽和した表面はエチル(トリメチ
ルホスフィン)金(I)と反応し、ほぼ3×10-2トル
秒の露出でAu 4f7/2に対しほぼ83.8eVのコアレ
ベルシフトをもつ約40Å以上の厚さの金フィルムを与
える。表面に何の前処理もない場合には、これらの条件
ではほぼ60Å厚さの連続金フィルムを形成させるかも
分からない。
エネルギーは塊状金の値からほぼ0.2eVずれており、
金の***が存在することを示している。比較すると、ト
リメチルホスフィンで飽和した表面はエチル(トリメチ
ルホスフィン)金(I)と反応し、ほぼ3×10-2トル
秒の露出でAu 4f7/2に対しほぼ83.8eVのコアレ
ベルシフトをもつ約40Å以上の厚さの金フィルムを与
える。表面に何の前処理もない場合には、これらの条件
ではほぼ60Å厚さの連続金フィルムを形成させるかも
分からない。
【0104】ルイス酸BF3の抑制効果は、約350℃
でBF3に覆われた表面を加熱することにより一部反転
させることができる。このような加熱はXPSスペクト
ルにも変化を生じる。特に、B 1sレベルの結合エネ
ルギーは約+0.4eV移動し、また第2の非常に広いB
1sピークは約190eVで成長を開始する。F 1sピ
ークはほぼ係数2で強度が低下し約+1.2eV移動す
る。190eV領域におけるB1sピークの成長はクロミ
ウムボライドおよび/または元素状ボロンの生成を示唆
している。エチル(トリメチルホスフィン)金(I)へ
の引き続いての曝しは、清浄なクロム表面とボロントリ
クロライドで飽和させた表面との間の中間速度で金フィ
ルムの成長を生じる。
でBF3に覆われた表面を加熱することにより一部反転
させることができる。このような加熱はXPSスペクト
ルにも変化を生じる。特に、B 1sレベルの結合エネ
ルギーは約+0.4eV移動し、また第2の非常に広いB
1sピークは約190eVで成長を開始する。F 1sピ
ークはほぼ係数2で強度が低下し約+1.2eV移動す
る。190eV領域におけるB1sピークの成長はクロミ
ウムボライドおよび/または元素状ボロンの生成を示唆
している。エチル(トリメチルホスフィン)金(I)へ
の引き続いての曝しは、清浄なクロム表面とボロントリ
クロライドで飽和させた表面との間の中間速度で金フィ
ルムの成長を生じる。
【0105】ルイス塩基のトリメチルホスフィンP(C
H3)3およびルイス酸のボロントリフルオライドBF
3は、約25℃において金の表面上に検知し得る量で吸
収しない。この両方は銅に結合するが、金フィルム生成
の速度で著しく遅くすることはない。従って、これら両
方の抑制的性質はいくらか選択的なもので、銅または存
在する金の表面上では引き続いて成長させるが、クロム
上の金の蒸着速度を大きく低下させる。
H3)3およびルイス酸のボロントリフルオライドBF
3は、約25℃において金の表面上に検知し得る量で吸
収しない。この両方は銅に結合するが、金フィルム生成
の速度で著しく遅くすることはない。従って、これら両
方の抑制的性質はいくらか選択的なもので、銅または存
在する金の表面上では引き続いて成長させるが、クロム
上の金の蒸着速度を大きく低下させる。
【0106】本発明は前述の特定の具体的例に限定され
るものではない。ここに特定的に記述されている材料と
方法は、本発明の範囲と精神から逸脱することなく変更
を行うことができるものであり、そして本発明に矛盾し
ないすべての他の態様、変更、および改変などを包含す
るものである。
るものではない。ここに特定的に記述されている材料と
方法は、本発明の範囲と精神から逸脱することなく変更
を行うことができるものであり、そして本発明に矛盾し
ないすべての他の態様、変更、および改変などを包含す
るものである。
【図1】PMDA−ODAポリイミド層上に配置された
クロムのドットを有するパターン化目標表面のX線光電
子スペクトルを示す図。
クロムのドットを有するパターン化目標表面のX線光電
子スペクトルを示す図。
【図2】PMDA−ODAポリイミド層上に配置された
銅のドットを有するパターン化目標表面のX線光電子ス
ペクトルを示す図。
銅のドットを有するパターン化目標表面のX線光電子ス
ペクトルを示す図。
【図3】エチル(トリメチルホスフィン)金(I)への
露光に先立って各種適用量のトリメチルホスフィンに曝
しまたは曝さなかった新しく蒸着されたクロムの目標表
面のX線光電子スペクトルを示している。
露光に先立って各種適用量のトリメチルホスフィンに曝
しまたは曝さなかった新しく蒸着されたクロムの目標表
面のX線光電子スペクトルを示している。
【図4】蒸着されたクロムの目標表面またはこの表面を
処理したもののX線光電子スペクトルを示している。
処理したもののX線光電子スペクトルを示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ステイーブン・ポール・コヴアルツイク アメリカ合衆国ニユーヨーク州10562. オシニング.スノウデンアベニユー63 (72)発明者 フエントン・リード・マクフイーリー アメリカ合衆国ニユーヨーク州10562. オシニング.ドナルドレイン25 (72)発明者 ポール・フレドリツク・サイドラー アメリカ合衆国コネチカツト州06877. リツジフイールド.シールズレイン42 (56)参考文献 特開 平2−38568(JP,A) 特開 平1−180970(JP,A) 特開 平1−108723(JP,A) 特開 昭60−91631(JP,A) 米国特許4714627(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C23C 16/04 C23C 16/06 H01L 21/285 301
Claims (6)
- 【請求項1】 (a)真空室内にワークピースを設置
し、ワークピースの一表面を目標表面に設定する、 (b)真空室を排気して、真空室から活性化を害する気
体状の汚染物質を効果的に排除する、 (c)目標表面の少なくとも一つの領域を置き換えて、
目標表面上にアルキル化(トリアルキルホスフィン)金
化合物の熱分解温度より低い温度でアルキル化(トリア
ルキルホスフィン)金化合物を接触分解させ、その領域
上に金が蒸着する表面活性を有する活性化領域を形成す
る、 (d)真空室内にアルキル化(トリアルキルホスフィ
ン)金化合物からなる気体状の金−含有化合物を導入し
てワークピースの目標表面をこの化合物に曝す、 (e)金−含有化合物に目標表面を曝している間、真空
室を本質的に連続排気して真空室から気体状の反応生成
物を排気し、かつ真空室を還元剤である気体状の活性化
を害する汚染物質が実質的に無い状態に維持する、そし
て (f)目標表面を活性化領域上に気体状の金−含有化合
物から金の蒸着を誘起するのに有効な選択的蒸着温度に
維持する、 工程を含む、ワークピースの表面の活性化領域上に選択
的に金を蒸着させる化学蒸着方法。 - 【請求項2】 金属蒸気の供給源内の金属を加熱して金
属を蒸発させ、そして蒸発した金属を目標表面上に所望
の金−蒸着パターンの形状の活性化金属層として蒸着さ
せる、 工程をさらに含む請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 工程(c)が、 (C.1) 真空室内にプラズマを発生させ、そして (C.2) ワークピースの目標表面をこのプラズマに当
て、パターン化金属層から自然酸化物やその他の活性化
を害する汚染物質を除去する、 工程を含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 工程(c)が、 (C.1) イオンビームを発生させてこれを真空室内に
指向させ、そして (C.2) ワークピースの目標表面をイオンビームによ
る衝撃に当て、パターン化金属層から自然酸化物やその
他の活性化を害する汚染物質を除去する、 工程を含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 工程(c)が、 (C.1) 真空室中に化学的に活性な洗浄剤を導入し;
そして (C.2) ワークピースの目標表面を充分な時間この化
学的に活性な洗浄剤に当て、パターン化金属層から自然
酸化物やその他の活性化を害する汚染物質を除去する、 工程を含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 工程(c)に引き続き工程(d)の前に、真
空室内に気体状の可逆的金蒸着活性抑制剤を導入して目
標表面の不活性領域上への金の蒸着を防止し、かつ活性
化領域の少なくとも一部の活性を抑制する工程をさらに
含む請求項1記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US94627592A | 1992-09-16 | 1992-09-16 | |
US946275 | 1992-09-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06108252A JPH06108252A (ja) | 1994-04-19 |
JP2814445B2 true JP2814445B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=25484244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5159870A Expired - Lifetime JP2814445B2 (ja) | 1992-09-16 | 1993-06-30 | 選択的な金の低温化学蒸着 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5395650A (ja) |
EP (1) | EP0588080A1 (ja) |
JP (1) | JP2814445B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07221174A (ja) * | 1993-12-10 | 1995-08-18 | Canon Inc | 半導体装置及びその製造方法 |
US5575955A (en) * | 1994-07-22 | 1996-11-19 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Electrically conductive polyimide film containing gold (III) ions, composition, and process of making |
US6071813A (en) * | 1997-10-20 | 2000-06-06 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method and system for electrical coupling to copper interconnects |
DE19827844A1 (de) * | 1998-06-23 | 1999-12-30 | Aventis Res & Tech Gmbh & Co | Verfahren zur Herstellung von Schalenkatalysatoren durch CVD-Beschichtung |
US6225210B1 (en) * | 1998-12-09 | 2001-05-01 | Advanced Micro Devices, Inc. | High density capping layers with improved adhesion to copper interconnects |
US6406777B1 (en) | 2000-06-14 | 2002-06-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Metal and glass structure for use in surface enhanced Raman spectroscopy and method for fabricating same |
US6602653B1 (en) * | 2000-08-25 | 2003-08-05 | Micron Technology, Inc. | Conductive material patterning methods |
US6451685B1 (en) | 2001-02-05 | 2002-09-17 | Micron Technology, Inc. | Method for multilevel copper interconnects for ultra large scale integration |
TW533188B (en) * | 2001-07-20 | 2003-05-21 | Getters Spa | Support for microelectronic, microoptoelectronic or micromechanical devices |
US20030224620A1 (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-04 | Kools Jacques C.S. | Method and apparatus for smoothing surfaces on an atomic scale |
KR20040026733A (ko) * | 2002-09-25 | 2004-04-01 | 주식회사 피앤아이 | 표면개질된 모재와의 접착력이 향상된 후막 형성 방법 및그의 장치 |
US7029591B2 (en) * | 2003-04-23 | 2006-04-18 | Lsi Logic Corporation | Planarization with reduced dishing |
US7713907B2 (en) * | 2006-03-06 | 2010-05-11 | Uchicago Argonne, Llc | Method of preparing size-selected metal clusters |
US20090139264A1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Rachel Brown | Antique jewelry articles and methods of making same |
JP2010010447A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Disco Abrasive Syst Ltd | 半導体デバイスの電極形成方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4714627A (en) | 1984-11-29 | 1987-12-22 | Ontario Development Corp. | Method of gold deposition using volatile organogold complexes |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6091631A (ja) * | 1983-10-25 | 1985-05-23 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
JP2553590B2 (ja) * | 1987-10-21 | 1996-11-13 | 松下電器産業株式会社 | 金属の選択堆積方法及びその装置 |
JPH06104898B2 (ja) * | 1988-01-13 | 1994-12-21 | 忠弘 大見 | 減圧表面処理装置 |
JP2811004B2 (ja) * | 1988-05-23 | 1998-10-15 | 日本電信電話株式会社 | 金属薄膜成長方法および装置 |
JP2726438B2 (ja) * | 1988-07-28 | 1998-03-11 | 株式会社東芝 | 薄膜形成装置 |
JPH0360111A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-15 | Sony Corp | 密着式露光法 |
JPH0360112A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | X線マスクの製造法 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP5159870A patent/JP2814445B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-08-17 EP EP93113141A patent/EP0588080A1/en not_active Withdrawn
- 1993-11-19 US US08/154,681 patent/US5395650A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4714627A (en) | 1984-11-29 | 1987-12-22 | Ontario Development Corp. | Method of gold deposition using volatile organogold complexes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06108252A (ja) | 1994-04-19 |
US5395650A (en) | 1995-03-07 |
EP0588080A1 (en) | 1994-03-23 |
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