KR20210029142A - Substrate, selective film deposition method for the metal surface area of the substrate, organic material deposition film and organic material - Google Patents
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Abstract
본 개시의 기판의 금속표면영역에 대한 선택적인 막 퇴적방법은, 금속을 포함하는 제1표면영역과, 비금속 무기재료 및/또는 금속산화물을 포함하는 제2표면영역이 양방 모두 노출된 구조를 가지는 기판에 대하여, 상기 제2표면영역보다도 상기 제1표면영역에, 하기 일반식(1)로 나타내는 유기물의 막을 선택적으로 퇴적시키는 것을 특징으로 하는 방법이다.
(일반식(1)에 있어서, N은 질소원자이고, X는 산소원자 또는 황원자이다. R1은, 탄소수 2∼12의 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이고, R2, R3, R4는 각각 독립하여, 수소원자 또는 탄소수 1∼10의 고리 또는 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이다. 다만 상기 탄화수소기는, 탄소수가 3 이상인 경우에 있어서는 분기쇄 또는 환상구조의 탄화수소기도 포함한다)The selective film deposition method for the metal surface area of the substrate of the present disclosure has a structure in which both a first surface area including a metal and a second surface area including a non-metallic inorganic material and/or metal oxide are exposed. This method is characterized in that, with respect to the substrate, a film of an organic material represented by the following general formula (1) is selectively deposited on the first surface region rather than the second surface region.
(In the general formula (1), N is a nitrogen atom, X is an oxygen atom or a sulfur atom. R 1 is a hydrocarbon group which may have a hetero atom or a halogen atom having 2 to 12 carbon atoms, and R 2 , R 3 And R 4 are each independently a hydrogen atom, a ring having 1 to 10 carbon atoms, or a hydrocarbon group which may have a hetero atom or a halogen atom, provided that the hydrocarbon group is a branched or cyclic hydrocarbon group with 3 or more carbon atoms. Including prayer)
Description
본 개시는, 기판, 기판의 금속표면영역에 대한 선택적인 막 퇴적방법, 유기물의 퇴적막 및 유기물에 관한 것이다.The present disclosure relates to a substrate, a method for selectively depositing a film on a metal surface area of the substrate, a deposited film of an organic material, and an organic material.
최근 반도체칩의 구조는 점점 미세화(微細化)되고 있어, 구조체의 일부를 선택적으로 제거함으로써 패터닝하는 종래의 리소그래피법은, 스텝수가 많다거나 비용이 높다고 하는 문제가 있었다. 화학기상퇴적법(CVD)이나 원자층퇴적법(ALD)에 있어서 기판 상의 원하는 장소에 선택적으로 막을 형성할 수 있으면, 미세구조의 형성에 최적인 프로세스가 되어, 이들 문제를 해소할 수 있다고 생각되고 있다.In recent years, the structure of semiconductor chips is becoming more and more finer, and the conventional lithography method for patterning by selectively removing a part of the structure has a problem that the number of steps is large or the cost is high. In chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD), if a film can be selectively formed in a desired location on a substrate, it is considered that it is an optimal process for the formation of microstructures, and these problems can be solved. have.
그러나 전극이나 배선에 사용되는 금속이나 절연막에 사용되는 무기 유전체 등, 재료가 서로 다른 복수 종류의 표면영역을 가지는 기판에 대하여, CVD법이나 ALD법에 의하여 막을 선택적으로 퇴적시키는 경우에, 퇴적 저해용의 막을 선택적으로 퇴적시킬 필요가 있지만, 종래의 방법에서는 선택성이 충분히 높지 않았다.However, when the film is selectively deposited by the CVD method or ALD method on a substrate having a plurality of types of surface areas with different materials, such as a metal used for electrodes or wiring or an inorganic dielectric used for an insulating film, it is used to inhibit deposition. Although it is necessary to selectively deposit a film of, the selectivity is not sufficiently high in the conventional method.
선택적인 막의 형성방법에 대해서는, 막을 형성하고 싶지 않은 영역에 막의 퇴적을 저해하는 재료를 퇴적시키는 방법이 알려져 있다. 예를 들면 특허문헌1에는, 기판 상에 TiN, AlN 또는 SiN 등의 무기재료의 박막의 패턴을 원자층퇴적법(ALD)에 의하여 형성하는 방법으로서, 기판 상에, 불소 함유량이 30원자％ 이상이고, 적어도 1개의 제3급 탄소 또는 제4급 탄소를 구비하며, 또한 에스테르기, 히드록시기, 카르복시기 및 이미드기를 구비하지 않는 함불소수지로 구성되는 원자층퇴적 저해재료를 사용하여 스크린인쇄 등으로 원자층퇴적 저해층의 패턴을 형성하는 것, 이어서 원자층퇴적 저해층이 존재하지 않는 영역에 원자층퇴적법에 의하여 무기재료의 층을 형성하는 것을 포함하는 방법이 개시되어 있다.As for the selective film formation method, a method of depositing a material that inhibits film deposition in a region where a film is not desired to be formed is known. For example, in Patent Document 1, a pattern of a thin film of an inorganic material such as TiN, AlN, or SiN is formed on a substrate by atomic layer deposition (ALD), and the fluorine content on the substrate is 30 atomic% or more. And, by using an atomic layer deposition inhibiting material composed of a fluorine-containing resin having at least one tertiary carbon or quaternary carbon, and not having an ester group, a hydroxy group, a carboxyl group, and an imide group, etc. A method comprising forming a pattern of an atomic layer deposition inhibiting layer, followed by forming a layer of an inorganic material by an atomic layer deposition method in a region in which the atomic layer deposition inhibiting layer does not exist is disclosed.
또한 특허문헌2에는, 노출된 금속표면 및 노출된 규소 함유 표면을 구비하는 기판 상에 층을 선택적으로 퇴적시키는 방법에 있어서, (a) 상기 노출된 금속표면 상에 제1자기조직화 단분자막을 성장시키는 것과, (b) 상기 노출된 규소 함유 표면 상에 오르가노실란계인 제2자기조직화 단분자막을 성장시키는 것과, (c) 상기 기판을 가열하여, 상기 노출된 금속표면 상에서 상기 제1자기조직화 단분자막을 제거하는 것과, (d) 저유전율 유전체층 또는 금속층인 층을, 상기 노출된 금속표면 상에 선택적으로 퇴적시키는 것과, (e) 상기 기판을 가열하여, 상기 노출된 규소 함유 표면 상에서 제2자기조직화 단분자막을 제거하는 것을 포함하는 방법이 개시되어 있다.Further, in Patent Document 2, in a method of selectively depositing a layer on a substrate having an exposed metal surface and an exposed silicon-containing surface, (a) growing a first self-organizing monomolecular film on the exposed metal surface And, (b) growing an organosilane-based second self-organizing monomolecular film on the exposed silicon-containing surface, and (c) heating the substrate to remove the first self-organizing monomolecular film on the exposed metal surface. And (d) selectively depositing a layer, which is a low dielectric constant dielectric layer or a metal layer, on the exposed metal surface, and (e) heating the substrate to form a second self-organizing monomolecular film on the exposed silicon-containing surface. A method comprising removing is disclosed.
상기 방법에 의하면, 서로 다른 재료로 이루어지는 제1표면과 제2표면을 구비하는 기판에 대하여, 양자의 표면상태의 차이를 이용하여 제2표면보다도 제1표면에 선택적으로 막을 퇴적시킬 수 있다. 또한 상기 방법에 의하면, 미세구조를 형성하는 프로세스의 스텝수를 줄일 수 있다.According to the above method, for a substrate having a first surface and a second surface made of different materials, a film can be selectively deposited on the first surface rather than on the second surface by utilizing the difference in surface state of both. Further, according to the above method, the number of steps in the process of forming the microstructure can be reduced.
예를 들면 특허문헌3에는, 금속성 표면인 제1표면과 유전체 표면인 제2표면을 포함하는 기판에, 제1기상 전구물질을 접촉시키는 스텝과 제2기상 전구물질을 접촉시키는 스텝을 포함하는 퇴적 사이클을 실행하여, 제2표면보다도 제1표면 상에 선택적으로 유기박막을 형성하는 프로세스가 개시되어 있다. 특허문헌3의 실시예1에는, 산화규소 표면과 교대로 이루어지는 텅스텐(W) 피처(feature)를 구비하는 200㎜ 실리콘 웨이퍼를 기판으로 하고, 1,6-디아미노헥산(DAH)과 피로멜리트산 이무수물(PMDA)을 사용하여, 250∼1000퇴적 사이클을 실행함으로써, 폴리이미드막을 형성하고, SiO2 표면 상의 폴리이미드막의 두께보다 금속 텅스텐 표면 상의 폴리이미드막의 두께가 두꺼웠다는 것이 기재되어 있다.For example, in Patent Document 3, deposition including a step of contacting a first vapor phase precursor and a step of contacting a second vapor phase precursor on a substrate including a first surface that is a metallic surface and a second surface that is a dielectric surface. A process of forming an organic thin film selectively on a first surface rather than on a second surface by executing a cycle is disclosed. In Example 1 of Patent Document 3, a 200 mm silicon wafer having tungsten (W) features alternating with a silicon oxide surface was used as a substrate, and 1,6-diaminohexane (DAH) and pyromellitic acid were used. It is described that a polyimide film was formed by performing 250 to 1000 deposition cycles using a dianhydride (PMDA), and that the thickness of the polyimide film on the metal tungsten surface was thicker than the thickness of the polyimide film on the SiO 2 surface.
특허문헌4에는, 특허문헌3에 기재되어 있는 유기막의 선택적 퇴적법을 이용하여, 금속제의 제1표면 상에 패시베이션층(passivation layer)을 선택적으로 형성한 후에 유전체의 제2표면 상에만 층(X)을 형성하는 방법, 또한 이 방법을 이용하여 집적회로의 메탈라이제이션 구조(metallization 構造)를 형성하는 방법이 개시되어 있다.In Patent Document 4, using the selective deposition method of an organic film described in Patent Document 3, after selectively forming a passivation layer on the first surface of the metal, the layer (X. ), and also a method of forming a metallization structure of an integrated circuit using this method.
특허문헌5에 있어서는, 배위결합에 의하여 금속표면에 단분자막을 형성하는 방법이 개시되어 있다.In Patent Document 5, a method of forming a monomolecular film on a metal surface by coordination bonding is disclosed.
그러나 특허문헌1에서는, 단일재료의 기판 상에 원자층퇴적 저해재료를 사용하여 소정의 패턴을 형성하고 있고, 재료가 서로 다른 복수 종류의 표면영역을 가지는 기판에 대하여, 원하는 표면영역에 선택적으로 구조를 형성하는 방법은 개시되어 있지 않다.However, in Patent Literature 1, for a substrate having a plurality of types of surface areas, in which a predetermined pattern is formed on a substrate of a single material using an atomic layer deposition inhibiting material, and the materials are different from each other, the structure is selectively structured in the desired surface area. The method of forming the is not disclosed.
특허문헌2에 있어서 금속표면 상에 제1SAM막을 형성하는 공정은, 장쇄(長鎖) 알킬티올, 장쇄 유기 포스폰산, 장쇄 술폰산을 포함하는 용액에 기판을 담그는 방법으로서, 소위 웨트 프로세스이다. 한편 SAM막의 형성 후에 이루어지는, 기판 상에 대한 저유전율 유전체층이나 금속층에 사용되는 ALD나 CVD라는 프로세스는 드라이 프로세스이기 때문에, 웨트 프로세스를 실행한 후에 드라이 프로세스를 실행할 필요가 있고, 방법이 복잡하게 되어, 드라이 프로세스로 퇴적 저해용의 막을 형성하는 방법이 요청되고 있었다.In Patent Document 2, the step of forming the first SAM film on the metal surface is a method of immersing the substrate in a solution containing long-chain alkylthiol, long-chain organic phosphonic acid, and long-chain sulfonic acid, which is a so-called wet process. On the other hand, since the process of ALD or CVD used for the low dielectric constant dielectric layer or metal layer on the substrate after the formation of the SAM film is a dry process, it is necessary to perform the dry process after the wet process, and the method becomes complicated. A method of forming a film for inhibiting deposition by a dry process has been requested.
특허문헌3 및 특허문헌4에 기재되어 있는 선택적으로 유기박막을 형성하는 방법은 드라이 프로세스이기는 하지만, 원료와 온도를 변경한 퇴적 사이클을 복수 회 반복할 필요가 있어, 유기박막의 형성에는 대단히 수고스러운 작업이 필요하였다.Although the method of selectively forming an organic thin film described in Patent Document 3 and Patent Document 4 is a dry process, it is necessary to repeat the deposition cycle in which the raw material and temperature are changed a plurality of times, which is very troublesome for the formation of the organic thin film. Work was needed.
특허문헌5에는, 단분자막을 형성하는 방법이 개시되어 있지만, 선택적인 막의 형성에 대해서는 언급하고 있지 않다.Patent Document 5 discloses a method of forming a monomolecular film, but does not mention formation of a selective film.
본 개시는 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 간단한 조작에 의하여, 기판 상의 비금속 무기재료가 노출된 표면영역 또는 금속산화물이 노출된 표면영역에 대해서보다도, 금속이 노출된 표면영역에 선택적으로 유기물의 막을 퇴적시키는 방법, 상기 방법으로 얻어진 기판, 유기물의 퇴적막 및 유기물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present disclosure has been made in view of the above problems, and by a simple operation, a film of an organic material is selectively formed on the surface area exposed to the metal rather than the surface area exposed to the non-metallic inorganic material or the metal oxide on the substrate. It is an object of the present invention to provide a deposition method, a substrate obtained by the above method, a deposition film of an organic material, and an organic material.
본 발명자들은, 예의 검토를 거듭한 결과, 후술하는 일반식(1)로 나타내는 유기물은, 기판 상의 비금속 무기재료가 노출된 표면영역 또는 금속산화물이 노출된 표면영역에 대해서보다도 금속이 노출된 표면영역에 선택적으로 유기물의 막을 퇴적시킨다는 것을 찾아내어, 본 개시를 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present invention have repeatedly studied the organic material represented by the general formula (1) to be described later, the surface area of which the metal is exposed than the surface area of the non-metallic inorganic material on the substrate or the surface area of which the metal oxide is exposed. It was found that a film of an organic substance was selectively deposited on the substrate, and the present disclosure was completed.
본 개시의 기판의 금속표면영역에 대한 선택적인 막 퇴적방법은, 금속을 포함하는 제1표면영역과, 비금속 무기재료 및/또는 금속산화물을 포함하는 제2표면영역이 양방(兩方) 모두 노출된 구조를 가지는 기판에 대하여, 상기 제2표면영역보다도 상기 제1표면영역에, 하기 일반식(1)로 나타내는 유기물의 막을 선택적으로 퇴적시키는 것을 특징으로 한다.In the selective film deposition method for the metal surface area of the substrate of the present disclosure, both a first surface area containing a metal and a second surface area containing a non-metallic inorganic material and/or metal oxide are exposed. With respect to the substrate having the structure described above, a film of an organic material represented by the following general formula (1) is selectively deposited on the first surface region rather than the second surface region.
(일반식(1)에 있어서, N은 질소원자이고, X는 산소원자 또는 황원자이다.(In general formula (1), N is a nitrogen atom, and X is an oxygen atom or a sulfur atom.
R1은, 탄소수 2∼12의 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이고, R2, R3, R4는 각각 독립하여, 수소원자 또는 탄소수 1∼10의 고리 또는 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이다. 다만 이 탄화수소기는, 탄소수가 3 이상인 경우에 있어서는 분기쇄(分岐鎖) 또는 환상구조(環狀構造)의 탄화수소기도 포함한다)R 1 is a hydrocarbon group which may have a C 2 to C 12 hetero atom or a halogen atom, and R 2 , R 3 , R 4 are each independently a hydrogen atom or a C 1 to C 10 ring or a hetero atom or a halogen atom It is a hydrocarbon group that may have. However, this hydrocarbon group includes a branched chain or cyclic hydrocarbon group in the case of 3 or more carbon atoms.)
상기 방법에 의하면, 일반식(1)로 나타내는 유기물을 사용함으로써, 기판 상의 비금속 무기재료가 노출된 영역 및/또는 금속산화물이 노출된 영역을 포함하는 제2표면영역에 대해서보다도, 금속이 노출된 영역을 포함하는 제1표면영역에 선택적으로 유기물의 막을 퇴적시키는 방법을 제공할 수 있다.According to the above method, by using the organic material represented by the general formula (1), the metal is exposed rather than the second surface area including the area exposed to the non-metallic inorganic material and/or the area exposed to the metal oxide on the substrate. A method of selectively depositing a film of an organic material on a first surface region including the region may be provided.
상기 제2표면영역에는, 비금속 무기재료가 노출되어 있어도 좋고, 금속산화물이 노출되어 있어도 좋고, 비금속 무기재료 및 금속산화물이 노출되어 있어도 좋고, 금속, 비금속 무기재료 및 금속산화물 이외의 물질이 노출되어 있어도 좋다. 즉 상기 제2표면영역은, 비금속 무기재료 및 금속산화물 중의 적어도 1종이 노출된 영역을 포함한다. 상기 제2표면영역은, 비금속 무기재료 및 금속산화물 중의 적어도 1종만이 노출된 영역이어도 좋다. 상기 제1표면영역은, 금속만이 노출된 영역이어도 좋다.In the second surface area, non-metallic inorganic materials may be exposed, metal oxides may be exposed, nonmetallic inorganic materials and metal oxides may be exposed, metals, nonmetallic inorganic materials, and substances other than metal oxides are exposed. You may have it. That is, the second surface region includes a region in which at least one of a non-metallic inorganic material and a metal oxide is exposed. The second surface region may be a region in which only at least one of a non-metallic inorganic material and a metal oxide is exposed. The first surface area may be an area in which only metal is exposed.
본 개시의 기판은, 금속을 포함하는 제1표면영역과, 비금속 무기재료 및/또는 금속산화물을 포함하는 제2표면영역이 양방 모두 노출된 구조를 가지는 기판으로서, 상기 제1표면영역에 하기 일반식(1)로 나타내는 유기물의 막을 구비하고, 상기 제2표면영역에 상기 유기물의 막을 구비하지 않거나, 상기 제2표면영역 상의 상기 유기물의 막두께(t2)가 상기 제1표면영역 상의 상기 유기물의 막두께(t1)보다도 얇은 것을 특징으로 한다.The substrate of the present disclosure is a substrate having a structure in which both a first surface region containing a metal and a second surface region containing a non-metallic inorganic material and/or a metal oxide are exposed, and the first surface region includes the following general The organic material on the first surface area is provided with a film of the organic material represented by Formula (1), and the organic material is not provided on the second surface area, or the thickness t 2 of the organic material on the second surface area is It is characterized in that it is thinner than the film thickness of (t 1 ).
(일반식(1)에 있어서, N은 질소원자이고, X는 산소원자 또는 황원자이다.(In general formula (1), N is a nitrogen atom, and X is an oxygen atom or a sulfur atom.
R1은, 탄소수 2∼12의 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이고, R2, R3, R4는, 수소원자 또는 탄소수 1∼10의 고리 또는 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이다. 다만 상기 탄화수소기는, 탄소수가 3 이상인 경우에 있어서는 분기쇄 또는 환상구조의 탄화수소기도 포함한다)R 1 is a hydrocarbon group which may have a C 2 to C 12 hetero atom or a halogen atom, and R 2 , R 3 , R 4 may have a hydrogen atom or a C 1 to C 10 ring or a hetero atom or a halogen atom. It is a good hydrocarbon group. However, the hydrocarbon group includes a branched chain or cyclic hydrocarbon group when the number of carbon atoms is 3 or more.)
상기 기판에 의하면, 일반식(1)로 나타내는 유기물을 사용함으로써, 기판 상의 비금속 무기재료가 노출된 영역 및/또는 금속산화물이 노출된 영역을 포함하는 제2표면영역에 대해서보다도, 금속이 노출된 영역을 포함하는 제1표면영역에 선택적으로 유기물의 막이 퇴적된 기판을 제공할 수 있다.According to the substrate, by using the organic material represented by the general formula (1), the metal is exposed compared to the second surface area including the area exposed to the non-metallic inorganic material and/or the area exposed to the metal oxide on the substrate. A substrate on which a film of an organic material is selectively deposited on the first surface region including the region may be provided.
본 개시의 유기물의 퇴적막은, 상기 방법에 의하여 형성된 유기물의 막으로서,The deposition film of an organic material of the present disclosure is a film of an organic material formed by the above method,
기판 상에 선택적으로 퇴적된 하기 일반식(1)로 나타내는 것을 특징으로 하는 유기물의 퇴적막이다.It is a deposition film of an organic material, which is represented by the following general formula (1) selectively deposited on a substrate.
(일반식(1)에 있어서, N은 질소원자이고, X는 산소원자 또는 황원자이다.(In general formula (1), N is a nitrogen atom, and X is an oxygen atom or a sulfur atom.
R1은, 탄소수 2∼12의 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이고, R2, R3, R4는, 수소원자 또는 탄소수 1∼10의 고리 또는 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이다. 다만 이 탄화수소기는, 탄소수가 3 이상인 경우에 있어서는 분기쇄 또는 환상구조의 탄화수소기도 포함한다)R 1 is a hydrocarbon group which may have a C 2 to C 12 hetero atom or a halogen atom, and R 2 , R 3 , R 4 may have a hydrogen atom or a C 1 to C 10 ring or a hetero atom or a halogen atom. It is a good hydrocarbon group. However, this hydrocarbon group includes a branched chain or cyclic hydrocarbon group in the case of 3 or more carbon atoms.)
본 개시의 유기물은, 상기 기판의 금속표면영역에 대한 선택적인 막 퇴적방법에 사용하는 것을 특징으로 하는 하기 일반식(1)로 나타내는 것을 특징으로 하는 유기물이다.The organic material of the present disclosure is an organic material represented by the following general formula (1), which is used for a selective film deposition method on the metal surface area of the substrate.
(일반식(1)에 있어서, N은 질소원자이고, X는 산소원자 또는 황원자이다.(In general formula (1), N is a nitrogen atom, and X is an oxygen atom or a sulfur atom.
R1은, 탄소수 2∼12의 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이고, R2, R3, R4는, 수소원자 또는 탄소수 1∼10의 고리 또는 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이다. 다만 이 탄화수소기는, 탄소수가 3 이상인 경우에 있어서는 분기쇄 또는 환상구조의 탄화수소기도 포함한다)R 1 is a hydrocarbon group which may have a C 2 to C 12 hetero atom or a halogen atom, and R 2 , R 3 , R 4 may have a hydrogen atom or a C 1 to C 10 ring or a hetero atom or a halogen atom. It is a good hydrocarbon group. However, this hydrocarbon group includes a branched chain or cyclic hydrocarbon group in the case of 3 or more carbon atoms.)
본 개시의 유기물을 사용함으로써, 기판 상의 비금속 무기재료가 노출된 영역 및/또는 금속산화물이 노출된 영역을 포함하는 제2표면영역에 대해서보다도, 금속이 노출된 영역을 포함하는 제1표면영역에 선택적으로 유기물의 막을 퇴적시킬 수 있다.By using the organic material of the present disclosure, the first surface area including the area where the metal is exposed rather than the second surface area including the area where the non-metallic inorganic material on the substrate is exposed and/or the area where the metal oxide is exposed. Optionally, a film of organic matter can be deposited.
본 개시의 용액은, 하기 일반식(1)로 나타내는 것을 특징으로 하는 유기물과, 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 용액이다.The solution of the present disclosure is a solution characterized by containing an organic substance characterized by the following general formula (1) and a solvent.
(일반식(1)에 있어서, N은 질소원자이고, X는 산소원자 또는 황원자이다.(In general formula (1), N is a nitrogen atom, and X is an oxygen atom or a sulfur atom.
R1은, 탄소수 2∼12의 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이고, R2, R3, R4는, 수소원자 또는 탄소수 1∼10의 고리 또는 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이다. 다만 이 탄화수소기는, 탄소수가 3 이상인 경우에 있어서는 분기쇄 또는 환상구조의 탄화수소기도 포함한다)R 1 is a hydrocarbon group which may have a C 2 to C 12 hetero atom or a halogen atom, and R 2 , R 3 , R 4 may have a hydrogen atom or a C 1 to C 10 ring or a hetero atom or a halogen atom. It is a good hydrocarbon group. However, this hydrocarbon group includes a branched chain or cyclic hydrocarbon group in the case of 3 or more carbon atoms.)
본 개시의 방법에 의하면, 일반식(1)로 나타내는 유기물을 사용함으로써, 기판 상의 비금속 무기재료가 노출된 영역 및/또는 금속산화물이 노출된 영역을 포함하는 제2표면영역에 대해서보다도, 금속이 노출된 영역을 포함하는 제1표면영역에 선택적으로 유기물의 막을 퇴적시키는 방법을 제공할 수 있다.According to the method of the present disclosure, by using the organic material represented by the general formula (1), the metal is more than the second surface area including the area exposed to the non-metallic inorganic material and/or the area exposed to the metal oxide on the substrate. A method of selectively depositing a film of an organic material on a first surface area including an exposed area may be provided.
또한 본 개시의 기판에 의하면, 일반식(1)로 나타내는 유기물을 사용함으로써, 기판 상의 비금속 무기재료가 노출된 영역 및/또는 금속산화물이 노출된 영역을 포함하는 제2표면영역에 대해서보다도, 금속이 노출된 영역을 포함하는 제1표면영역에 선택적으로 유기물의 막이 퇴적된 기판을 제공할 수 있다.Further, according to the substrate of the present disclosure, by using the organic material represented by the general formula (1), the metal is more than the second surface area including the area exposed to the non-metallic inorganic material and/or the area exposed to the metal oxide on the substrate. A substrate on which a film of an organic material is selectively deposited on the first surface area including the exposed area may be provided.
이하에 본 개시에 대하여 상세하게 설명하지만, 이하에 기재하는 구성요건의 설명은 본 개시의 실시형태의 일례이며, 이들의 구체적인 내용으로 한정되지는 않는다. 그 요지의 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.Hereinafter, the present disclosure will be described in detail, but the description of the constitutional requirements described below is an example of the embodiment of the present disclosure, and is not limited to these specific contents. It can be implemented by various modifications within the scope of the gist.
본 개시의 실시형태에 관한 기판의 금속표면영역에 대한 선택적인 막 퇴적방법은, 금속을 포함하는 제1표면영역과 비금속 무기재료 및/또는 금속산화물을 포함하는 제2표면영역이 양방(兩方) 모두 노출된 구조를 가지는 기판에 대하여, 상기 제2표면영역보다도 상기 제1표면영역에, 일반식(1)로 나타내는 유기물의 막을 선택적으로 퇴적시키는 것을 특징으로 한다.In the selective film deposition method on the metal surface area of the substrate according to the embodiment of the present disclosure, a first surface area containing a metal and a second surface area containing a non-metallic inorganic material and/or a metal oxide are both. ) A film of an organic material represented by the general formula (1) is selectively deposited in the first surface region rather than the second surface region with respect to the substrate having an all-exposed structure.
상기 방법에 있어서는, 제2표면영역에 대해서보다도 제1표면영역에, 일반식(1)로 나타내는 유기물의 막을 선택적으로 퇴적시킨다. 이때에 상기 기판에는, 제1표면영역에만 상기 유기물의 막을 선택적으로 퇴적시키고, 제2표면영역에 있어서는, 상기 유기물의 막을 퇴적시키지 않거나, 또는 제1표면영역 상의 유기물의 막두께(t1)가 제2표면영역 상의 유기물의 막두께(t2)보다 두껍고, t1을 t2로 나눈 t1/t2의 값이 5 이상이 되도록 퇴적시키는 것이 바람직하다. t1/t2의 값은 10 이상인 것이 바람직하고, 100 이상인 것이 더 바람직하다. 또한 t1은 1㎚ 이상인 것이 바람직하고, 2㎚ 이상인 것이 더 바람직하고, 200㎚ 이하인 것이 바람직하고, 100㎚ 이하인 것이 더 바람직하다. 또한 t2는 1㎚ 미만인 것이 바람직하고, 0㎚이어도 좋다. t1 및 t2의 두께는, 원자간력 현미경(AFM)에 의하여 측정할 수 있다. t2가 0㎚인 경우에는, 상기한 조건, 즉 제1표면영역에만 상기 유기물의 막을 선택적으로 퇴적시키는 것을 의미한다.In the above method, a film of an organic material represented by the general formula (1) is selectively deposited on the first surface area rather than on the second surface area. At this time, on the substrate, a film of the organic material is selectively deposited only in the first surface area, and in the second surface area, the film of the organic material is not deposited, or the film thickness of the organic material on the first surface area (t 1 ) is the second thicker layer than the thickness (t 2) of organic material on the surface area, it is preferable that t 1 to t 2 is obtained by dividing the value of t 1 / t 2 of depositing is at least 5. The value of t 1 /t 2 is preferably 10 or more, and more preferably 100 or more. In addition, t 1 is preferably 1 nm or more, more preferably 2 nm or more, preferably 200 nm or less, and more preferably 100 nm or less. Moreover , it is preferable that t 2 is less than 1 nm, and may be 0 nm. The thickness of t 1 and t 2 can be measured with an atomic force microscope (AFM). When t 2 is 0 nm, this means selectively depositing the film of the organic material only in the above-described condition, that is, the first surface area.
제1표면영역을 구성하는 금속으로서는, Cu, Co, Ru, Ni, Pt, Al, Ta, Ti 및 Hf을 사용할 수 있고, 특히 Cu, Co 및 Ru을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 제1표면영역을 구성하는 금속은, 상기 금속의 합금이어도 좋다.As the metal constituting the first surface area, Cu, Co, Ru, Ni, Pt, Al, Ta, Ti, and Hf can be used, and it is particularly preferable to use Cu, Co and Ru. Further, the metal constituting the first surface area may be an alloy of the metal.
제2표면영역을 구성하는 상기 금속산화물로서는, 상기 금속의 산화물을 들 수 있다.Examples of the metal oxide constituting the second surface area include oxides of the metal.
제2표면영역을 구성하는 상기 비금속 무기재료로서는, 실리콘, 실리콘산화물, 실리콘질화물, 실리콘산질화물 등의 실리콘계 재료와, 게르마늄, 게르마늄산화물, 게르마늄질화물, 게르마늄산질화물 등의 게르마늄계 재료를 들 수 있고, 이들 비금속 무기재료 중에서는 실리콘계 재료가 바람직하다.Examples of the non-metallic inorganic material constituting the second surface area include silicon-based materials such as silicon, silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride, and germanium-based materials such as germanium, germanium oxide, germanium nitride, and germanium oxynitride. Among these non-metallic inorganic materials, silicon-based materials are preferable.
상기 실리콘은, 다결정 실리콘과 단결정 실리콘의 양방을 포함한다. 실리콘산화물은 SiOx(x는 1 이상 2 이하)의 화학식으로 나타내고, 보통은 SiO2이다. 또한 실리콘질화물은 SiNx(x는 0.3 이상 9 이하)의 화학식으로 나타내고, 보통은 Si3N4이다. 실리콘산질화물은 Si4OxNy(x는 3 이상 6 이하, y는 2 이상 4 이하)로 나타내고, 예를 들면 Si4O5N3이다.The silicon includes both polycrystalline silicon and single crystal silicon. Silicon oxide is represented by the formula of SiO x (x is 1 or more and 2 or less), and is usually SiO 2 . In addition, silicon nitride is represented by the formula of SiN x (x is 0.3 or more and 9 or less), and is usually Si 3 N 4 . The silicon oxynitride is represented by Si 4 O x N y (x is 3 or more and 6 or less, y is 2 or more and 4 or less), for example, Si 4 O 5 N 3 .
금속을 포함하는 제1표면영역을 얻는 방법으로서는, 화학기상퇴적법(CVD), 물리기상퇴적법(PVD) 등을 사용하여 금속의 막을 얻는 방법을 들 수 있다. 예를 들면 상기의 비금속 무기재료 또는 금속산화물의 막 상에 상기 방법에 의하여 금속막을 형성하고, 포토리소그래피법에 의하여 금속막을 소정의 패턴으로 형성하는 방법이나, 비금속 무기재료 또는 금속산화물의 막에 홀이나 홈을 형성하고, 그 홈에 금속을 채워 넣는 방법에 의하여, 금속을 포함하는 제1표면영역과 비금속 무기재료 및/또는 금속산화물을 포함하는 제2표면영역이 양방 모두 노출된 구조의 기판을 얻을 수 있다.As a method of obtaining the first surface area containing a metal, a method of obtaining a metal film using a chemical vapor deposition method (CVD), a physical vapor deposition method (PVD), or the like can be mentioned. For example, a method of forming a metal film on the film of a non-metallic inorganic material or metal oxide by the above method and forming a metal film in a predetermined pattern by a photolithography method, or a hole in the film of a non-metallic inorganic material or metal oxide. A substrate having a structure in which both a first surface region containing a metal and a second surface region containing a non-metallic inorganic material and/or a metal oxide are exposed by a method of forming or grooves and filling the grooves with metal. You can get it.
예를 들면 본 개시의 방법에 사용하는 기판으로서는, 구조 중에 금속막을 구비하는 반도체 디바이스의 기판이나, 반도체 디바이스의 패터닝 공정 중에 금속막이 형성되는 기판 등이며, 특히 반도체 소자의 절연막에 소정의 패턴을 가지는 금속배선을 형성한 기판을 들 수 있다. 즉 제1표면영역으로서는 금속배선이 이에 해당하고, 제2표면영역으로서는 비금속 무기재료 및/또는 금속산화물로 이루어지는 절연막이 이에 해당한다. 그러나 본 개시의 기판의 금속표면영역에 대한 선택적인 막 퇴적방법에 사용하는 기판은, 이들 부재에 한정되지 않는다.For example, the substrate used in the method of the present disclosure is a substrate of a semiconductor device having a metal film in its structure, a substrate on which a metal film is formed during the patterning process of the semiconductor device, and the like. And a substrate formed with metal wiring. That is, the metal wiring corresponds to this as the first surface area, and the insulating film made of a non-metallic inorganic material and/or metal oxide corresponds to this as the second surface area. However, the substrate used for the selective film deposition method on the metal surface area of the substrate of the present disclosure is not limited to these members.
상기 유기물로서는, 하기 일반식(1)로 나타내는 유기물을 사용한다.As the organic substance, an organic substance represented by the following general formula (1) is used.
(일반식(1)에 있어서, N은 질소원자이고, X는 산소원자 또는 황원자이다.(In general formula (1), N is a nitrogen atom, and X is an oxygen atom or a sulfur atom.
R1은, 탄소수 2∼12의 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이고, R2, R3, R4는 각각 독립하여, 수소원자 또는 탄소수 1∼10의 고리 또는 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이다. 다만 탄화수소기는, 탄소수가 3 이상인 경우에 있어서는 분기쇄(分岐鎖) 또는 환상구조(環狀構造)의 탄화수소기도 포함한다)R 1 is a hydrocarbon group which may have a C 2 to C 12 hetero atom or a halogen atom, and R 2 , R 3 , R 4 are each independently a hydrogen atom or a C 1 to C 10 ring or a hetero atom or a halogen atom It is a hydrocarbon group that may have. However, hydrocarbon groups include branched chain or cyclic hydrocarbon groups in the case of 3 or more carbon atoms.)
R1∼R4의 헤테로 원자로서는, 질소원자, 산소원자, 황원자, 인원자를 들 수 있다. R1으로서는, C2H4, C3H6, C4H8, C5H10, C6H12, 페닐기 등을 들 수 있고, 페닐기의 일부는, 탄화수소기, 히드록시기, 티올기, 아미노기, 할로겐 등으로 치환되어 있어도 좋다.Examples of the hetero atom of R 1 to R 4 include a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and a phosphorus atom. Examples of R 1 include C 2 H 4 , C 3 H 6 , C 4 H 8 , C 5 H 10 , C 6 H 12 , and phenyl groups, and some of the phenyl groups include hydrocarbon groups, hydroxy groups, thiol groups, and amino groups. , May be substituted with halogen or the like.
R2, R3, R4로서는, 수소기나 CH3, C2H5, C3H7 등의 탄화수소기 등을 들 수 있다. R2, R3, R4를 구성하는 탄화수소기의 일부는, 히드록시기, 티올기, 아미노기, 할로겐 등으로 치환되어 있어도 좋다.Examples of R 2 , R 3 and R 4 include a hydrogen group and a hydrocarbon group such as CH 3 , C 2 H 5 , and C 3 H 7. Some of the hydrocarbon groups constituting R 2 , R 3 , and R 4 may be substituted with a hydroxy group, a thiol group, an amino group, or a halogen.
또한 R3와 R4가 동시에 탄소수 1 이상인 경우에, R3와 R4가 직접 결합하여, 일반식(1)이 환상구조를 취하여도 좋다. R2, R3, R4는, 동일한 치환기인 경우도 있고, 서로 다른 치환기인 경우도 있다.In addition, when R 3 and R 4 have 1 or more carbon atoms at the same time, R 3 and R 4 may be directly bonded to each other, and the general formula (1) may have a cyclic structure. R 2 , R 3 , and R 4 may be the same substituent or may be different from each other.
특히 일반식(1)로 나타내는 유기물로서는, R2, R3가 수소원자이고, 아미노기(―NH2)를 가지는 화합물이 바람직하다. 또한 R4가 수소원자이고, ―XR4가 히드록시기(―OH)나 티올기(―SH)인 화합물이 바람직하다.In particular, as the organic substance represented by the general formula (1), a compound having R 2 and R 3 being a hydrogen atom and having an amino group (-NH 2 ) is preferable. Further , a compound in which R 4 is a hydrogen atom and -XR 4 is a hydroxy group (-OH) or a thiol group (-SH) is preferable.
일반식(1)로 나타내는 구체적인 화합물로서, 예를 들면 o-아미노티오페놀, 2-아미노벤질알코올, 2-아미노에탄올, 2-(에틸아미노)에탄올, 2-아미노에탄티올, 3-아미노-1-프로판올, o-아미노페놀 등을 들 수 있고, 이들 중에서는 o-아미노티오페놀 또는 2-아미노벤질알코올이 바람직하다. 이들 화합물은, 단독으로 또는 병용하여 사용할 수 있다.As a specific compound represented by general formula (1), for example, o-aminothiophenol, 2-aminobenzyl alcohol, 2-aminoethanol, 2-(ethylamino)ethanol, 2-aminoethanethiol, and 3-amino-1 -Propanol, o-aminophenol, and the like. Among these, o-aminothiophenol or 2-aminobenzyl alcohol is preferable. These compounds can be used alone or in combination.
제2표면영역보다도 제1표면영역에, 일반식(1)로 나타내는 유기물의 막을 선택적으로 퇴적시키는 구체적인 방법으로서는, 유기물과 용매를 포함하는 용액에 기판을 폭로시키는 방법(습식법), 및 유기물의 기체를 포함하는 분위기에서 상기 기판을 폭로시키는 방법(건식법)의 두 가지의 방법을 채용할 수 있다. 이하에, 이들 방법에 대하여 설명한다.Specific methods of selectively depositing a film of an organic substance represented by the general formula (1) on the first surface region rather than the second surface region include a method of exposing the substrate to a solution containing an organic substance and a solvent (wet method), and a gas of the organic substance. Two methods of exposing the substrate in an atmosphere including a (dry method) can be employed. Hereinafter, these methods will be described.
[습식법][Wet method]
본 개시의 실시형태에 관한 습식법에서는, 상기한 유기물과 용매를 포함하는 용액에 기판을 폭로시키지만, 그 일례로서, 유기물과 용매를 포함하는 용액에 제1표면영역과 제2표면영역을 구비하는 기판을 침지(浸漬)시킴으로써, 상기 기판의 표면과 상기 용액을 접촉시켜, 기판의 제1표면영역에 유기물의 막을 선택적으로 퇴적시키는 막 퇴적공정을 실시할 수 있다. 용액에 기판을 폭로시키는 방법으로서, 침지법 이외에, 기판에 용액을 적하(滴下)한 후에 고속회전시키는 스핀코트법이나, 용액을 기판에 분무하는 스프레이 코트법을 사용할 수도 있다.In the wet method according to the embodiment of the present disclosure, the substrate is exposed to a solution containing an organic substance and a solvent, as an example, a substrate having a first surface region and a second surface region in a solution containing an organic substance and a solvent. By immersing in, a film deposition step of selectively depositing a film of an organic material on the first surface region of the substrate can be performed by bringing the surface of the substrate into contact with the solution. As a method of exposing the substrate to the solution, in addition to the immersion method, a spin coating method in which the solution is dropped onto the substrate and then rotated at high speed, or a spray coating method in which the solution is sprayed on the substrate may be used.
상기 용액 중의 유기물의 농도는, 유기물과 용매의 합계에 대하여 0.1질량％ 이상 10질량％ 이하가 바람직하고, 0.5질량％ 이상 8질량％ 이하가 더 바람직하고, 1질량％ 이상 5질량％ 이하가 특히 바람직하다.The concentration of the organic substance in the solution is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 8% by mass or less, and particularly 1% by mass or more and 5% by mass or less based on the total of the organic material and the solvent. desirable.
용액에 사용하는 용매로서는, 특별히 한정되지 않지만, 유기물을 용해시킬 수 있는 유기용매를 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들면 에탄올이나 이소프로필알코올(IPA) 등의 알코올 등을 들 수 있다.Although it does not specifically limit as a solvent used for a solution, It is preferable to use an organic solvent which can dissolve an organic substance, For example, alcohol, such as ethanol and isopropyl alcohol (IPA), etc. are mentioned.
상기 습식의 막 퇴적공정에 있어서의 용액의 온도는, 0∼80℃가 바람직하고, 상기 용액에 기판을 침지시키는 시간은, 1∼1000초가 바람직하다. 상기 용액에 기판을 침지시킬 때에, 교반날개(impeller) 등에 의하여 용액을 교반(攪拌)시키는 것이 바람직하다.The temperature of the solution in the wet film deposition step is preferably 0 to 80°C, and the time for immersing the substrate in the solution is preferably 1 to 1000 seconds. When immersing the substrate in the solution, it is preferable to stir the solution by means of an impeller or the like.
또한 유기물을 포함하는 용액에 기판을 침지시킨 후에, 기판을 들어 올려, 용매로 기판을 세정하는 세정공정을 실시하는 것이 바람직하다. 상기 세정공정에서 사용할 수 있는 용매로서는, 상기의 유기용매를 들 수 있다. 세정방법으로서는, 0∼80℃의 상기 용매에 1∼1000초 침지시키는 것이 바람직하다.Further, after immersing the substrate in a solution containing an organic substance, it is preferable to perform a cleaning step of lifting the substrate and washing the substrate with a solvent. Examples of the solvent that can be used in the washing step include the organic solvents described above. As a washing method, it is preferable to immerse it in the said solvent at 0-80 degreeC for 1 to 1000 seconds.
상기 세정공정을 실시한 후에, 질소, 아르곤 등의 불활성가스를 기판에 분사함으로써, 기판을 건조시키는 것이 바람직하다. 분사하는 불활성가스의 온도는 0∼80℃가 바람직하다.After performing the cleaning step, it is preferable to dry the substrate by spraying an inert gas such as nitrogen or argon onto the substrate. The temperature of the inert gas to be injected is preferably 0 to 80°C.
[건식법][Dry method]
본 개시의 실시형태에 관한 건식법에서는, 유기물의 기체를 포함하는 분위기에서 상기 기판을 폭로시키지만, 구체적으로는, 챔버 내에 기판을 재치하고, 유기물을 포함하는 기체를 챔버 내에 유입시킴으로써, 유기물을 포함하는 기체를 기판의 표면과 접촉시켜, 기판의 제1표면영역에 유기물의 막을 선택적으로 퇴적시키는 막 퇴적공정을 실시한다.In the dry method according to the embodiment of the present disclosure, the substrate is exposed in an atmosphere containing a gas of an organic substance, but specifically, by placing the substrate in the chamber and introducing a gas containing an organic substance into the chamber, A film deposition process is performed in which a film is selectively deposited on the first surface area of the substrate by bringing the gas into contact with the surface of the substrate.
건식의 막 퇴적공정에서 사용하는 유기물로서는, 습식법과 마찬가지로 일반식(1)로 나타내는 유기물이 바람직하다.As the organic substance used in the dry film deposition step, the organic substance represented by the general formula (1) is preferable similarly to the wet method.
유기물의 기체를 포함하는 챔버 내의 분위기가스의 온도는, 0℃ 이상 200℃ 이하인 것이 바람직하고, 40℃ 이상 200℃ 이하인 것이 더 바람직하고, 60℃ 이상 180℃ 이하인 것이 특히 바람직하다.The temperature of the atmospheric gas in the chamber containing the organic gas is preferably 0°C or more and 200°C or less, more preferably 40°C or more and 200°C or less, and particularly preferably 60°C or more and 180°C or less.
유기물의 기체를 포함하는 챔버 내의 분위기가스의 압력범위는, 0.1Torr(13Pa) 이상 500Torr(67kPa) 이하인 것이 바람직하고, 1Torr(0.13kPa) 이상 100Torr(13kPa) 이하인 것이 더 바람직하다.The pressure range of the atmospheric gas in the chamber containing organic gas is preferably 0.1 Torr (13 Pa) or more and 500 Torr (67 kPa) or less, and more preferably 1 Torr (0.13 kPa) or more and 100 Torr (13 kPa) or less.
또한 유기물을 기체로 기판에 접촉시키기 때문에, 챔버 내의 온도와 압력은 유기물이 기체상태를 유지하는 조건으로 설정할 필요가 있다.In addition, since the organic material is brought into contact with the substrate with a gas, the temperature and pressure in the chamber need to be set under the condition that the organic material maintains the gas state.
챔버 내의 분위기가스 중에는, 유기물의 기체를 1부피％ 이상 100부피％ 이하 포함하는 것이 바람직하고, 10부피％ 이상 100부피％ 이하 포함하는 것이 더 바람직하고, 50부피％ 이상 100부피％ 이하 포함하는 것이 더욱 바람직하다.In the atmosphere gas in the chamber, it is preferable to contain 1 vol% or more and 100 vol% or less of organic gas, more preferably 10 vol% or more and 100 vol% or less, and 50 vol% or more and 100 vol% or less. More preferable.
액체의 유기물을 감압 및/또는 가열함으로써 기체의 유기물을 얻어도 좋고, 액체의 유기물에 불활성가스를 버블링(bubbling)함으로써 불활성가스로 희석된 기체의 유기물을 얻어도 좋다. 불활성가스로서는, 질소가스나 아르곤 가스, 크립톤 가스, 네온가스 등을 사용할 수 있다.A gaseous organic substance may be obtained by depressurizing and/or heating a liquid organic substance, or a gaseous organic substance diluted with an inert gas may be obtained by bubbling an inert gas into the liquid organic substance. As the inert gas, nitrogen gas, argon gas, krypton gas, neon gas, or the like can be used.
건식의 막 퇴적공정을 실시한 후에, 챔버 내를 1∼100Pa로 감압함으로써 여분의 유기물을 제거할 수 있다. 건식법에 있어서는, 건조공정을 필요로 하지 않는다.After performing the dry film deposition process, excess organic matter can be removed by reducing the pressure in the chamber to 1 to 100 Pa. In the dry method, a drying step is not required.
본 개시의 상기 습식법이나 상기 건식법을 사용함으로써, 간단한 조작에 의하여, 기판 상의 비금속 무기재료가 노출된 표면영역 또는 금속산화물이 노출된 표면영역에 대해서보다도, 금속이 노출된 표면영역에 선택적으로 유기물의 막을 퇴적시킬 수 있다.By using the wet method or the dry method of the present disclosure, by simple operation, organic substances are selectively applied to the surface area exposed to the metal rather than to the surface area exposed to the non-metallic inorganic material or the metal oxide on the substrate. The membrane can be deposited.
상기 습식법이나 상기 건식법을 실시함으로써 기판 상에 선택적으로 퇴적된 일반식(1)로 나타내는 유기물의 퇴적막도, 본 개시의 유기물의 퇴적막의 1실시형태에 해당한다.An organic material deposition film represented by the general formula (1) selectively deposited on a substrate by performing the wet method or the dry method also corresponds to one embodiment of the organic material deposition film of the present disclosure.
[선택적 퇴적 후의 기판][Substrate after selective deposition]
본 개시의 기판은, 금속을 포함하는 제1표면영역과 비금속 무기재료 및/또는 금속산화물을 포함하는 제2표면영역이 양방 모두 노출된 구조를 가지는 기판으로서, 상기 제1표면영역에 하기 일반식(1)로 나타내는 유기물의 막을 구비하고, 상기 제2표면영역에 상기 유기물의 막을 구비하지 않거나, 상기 제2표면영역 상의 상기 유기물의 막두께(t2)가 상기 제1표면영역 상의 상기 유기물의 막두께(t1)보다도 얇은 것을 특징으로 한다.The substrate of the present disclosure is a substrate having a structure in which both a first surface region containing a metal and a second surface region containing a non-metallic inorganic material and/or a metal oxide are exposed, and the first surface region is represented by the following general formula: A film of the organic substance represented by (1) is provided, and the organic substance film is not provided in the second surface region, or the film thickness (t 2 ) of the organic substance on the second surface region is It is characterized by being thinner than the film thickness (t 1 ).
(일반식(1)에 있어서, N은 질소원자이고, X는 산소원자 또는 황원자이다.(In general formula (1), N is a nitrogen atom, and X is an oxygen atom or a sulfur atom.
R1은, 탄소수 2∼12의 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이고, R2, R3, R4는, 수소원자 또는 탄소수 1∼10의 고리 또는 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이다. 다만 상기 탄화수소기는, 탄소수가 3 이상인 경우에 있어서는 분기쇄 또는 환상구조의 탄화수소기도 포함한다)R 1 is a hydrocarbon group which may have a C 2 to C 12 hetero atom or a halogen atom, and R 2 , R 3 , R 4 may have a hydrogen atom or a C 1 to C 10 ring or a hetero atom or a halogen atom. It is a good hydrocarbon group. However, the hydrocarbon group includes a branched chain or cyclic hydrocarbon group when the number of carbon atoms is 3 or more.)
본 개시의 기판에 있어서는, 상기한 바와 같이, 상기 제1표면영역에 일반식(1)로 나타내는 유기물의 막을 구비하고, 상기 제2표면영역에 상기 유기물의 막을 구비하지 않거나, 상기 제2표면영역 상의 상기 유기물의 막두께(t2)가 상기 제1표면영역 상의 상기 유기물의 막두께(t1)보다도 얇다.In the substrate of the present disclosure, as described above, an organic material film represented by the general formula (1) is provided in the first surface area, and the organic material film is not provided in the second surface area, or the second surface area The film thickness t 2 of the organic material on the image is thinner than the film thickness t 1 of the organic material on the first surface area.
본 개시의 기판에 있어서, 제2표면영역 상의 유기물의 막두께(t2)가 제1표면영역 상의 유기물의 막두께(t1)보다도 얇은 경우에, t1을 t2로 나눈 t1/t2의 값이 5 이상인 것이 바람직하다. t1/t2의 값은 10 이상인 것이 바람직하고, 100 이상인 것이 더 바람직하다. 또한 t1은 1㎚ 이상인 것이 바람직하고, 2㎚ 이상인 것이 더 바람직하고, 200㎚ 이하인 것이 바람직하고, 100㎚ 이하인 것이 더 바람직하다. 또한 t2는 1㎚ 미만인 것이 바람직하고, 0㎚이어도 좋다. t1 및 t2의 두께는, 원자간력 현미경(AFM)에 의하여 측정할 수 있다. t2가 0㎚인 경우에는, 상기한 조건, 즉 제1표면영역에만 상기 유기물의 막이 선택적으로 퇴적되어 있다.In the substrate of the present disclosure, when the film thickness (t 2 ) of the organic material on the second surface area is smaller than the film thickness (t 1 ) of the organic material on the first surface area, t 1 divided by t 2 is t 1 /t It is preferable that the value of 2 is 5 or more. The value of t 1 /t 2 is preferably 10 or more, and more preferably 100 or more. In addition, t 1 is preferably 1 nm or more, more preferably 2 nm or more, preferably 200 nm or less, and more preferably 100 nm or less. Moreover , it is preferable that t 2 is less than 1 nm, and may be 0 nm. The thickness of t 1 and t 2 can be measured with an atomic force microscope (AFM). When t 2 is 0 nm, a film of the organic material is selectively deposited only in the above-described condition, that is, the first surface area.
본 개시의 기판에 있어서, 금속을 포함하는 제1표면영역, 비금속 무기재료 및/또는 금속산화물을 포함하는 제2표면영역, 일반식(1)로 나타내는 유기물 등에 대해서는, 상기한 본 개시의 기판의 금속표면영역에 대한 선택적인 막 퇴적방법에서 설명하였기 때문에, 여기에서는 상세한 설명을 생략하는 것으로 한다.In the substrate of the present disclosure, the first surface region containing a metal, a second surface region containing a non-metallic inorganic material and/or a metal oxide, an organic substance represented by general formula (1), etc. Since it has been described in the selective film deposition method for the metal surface area, detailed description will be omitted here.
상기 유기물의 막은, 상기 유기물의 분자 중의 질소원자, 산소원자 또는 황원자를 구비하는 기(基)가 제1표면영역의 금속과 상호작용하여 형성되어 있다고 생각된다.The film of the organic material is considered to be formed by interaction of a group including a nitrogen atom, an oxygen atom, or a sulfur atom in the molecule of the organic material with a metal in the first surface area.
(실시예)(Example)
이하, 금속이 노출된 표면영역에 유기물에 의하여 선택적으로 막을 퇴적시킬 수 있다는 것을 하기의 실험으로 확인하였다.Hereinafter, it was confirmed by the following experiment that a film can be selectively deposited by an organic substance on the surface area exposed to the metal.
[실험예1-1][Experimental Example 1-1]
이소프로필알코올(이하, IPA라고 한다)에 1％의 o-아미노티오페놀을 용해시켜, 유기물로서 o-아미노티오페놀과 용매를 포함하는 용액을 조제하였다.1% of o-aminothiophenol was dissolved in isopropyl alcohol (hereinafter referred to as IPA) to prepare a solution containing o-aminothiophenol and a solvent as organic substances.
다음에 이 용액에 Cu 표면을 함유하는 기판을 60초 침지시켜, 유기물의 막을 퇴적시켰다. 용액의 온도는 20∼25℃였다. 그 후에 20∼25℃의 IPA의 액에 60초, 2회 침지시켜 여분의 유기물을 제거하고, 계속하여 20∼25℃의 질소가스를 60초간 분사하여 기판을 건조시켰다.Next, the substrate containing the Cu surface was immersed in this solution for 60 seconds to deposit a film of an organic substance. The temperature of the solution was 20 to 25°C. After that, it was immersed in IPA solution at 20 to 25°C twice for 60 seconds to remove excess organic matter, and then, nitrogen gas at 20 to 25°C was sprayed for 60 seconds to dry the substrate.
기판 상에 형성된 유기물의 막두께를 원자간력 현미경(AFM)으로 측정한 결과, 48㎚였다. 또한 X선 광전자 분광법(XPS)으로 원소조성을 해석한 결과, 질소와 황의 강한 피크를 확인하였다.The film thickness of the organic material formed on the substrate was measured with an atomic force microscope (AFM) and found to be 48 nm. Further, as a result of analyzing the elemental composition by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), strong peaks of nitrogen and sulfur were confirmed.
[실험예1-2∼1-24][Experimental Examples 1-2 to 1-24]
기판 표면의 금속, 유기물의 종류, 용매의 종류, 용액농도 등을 표1에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 실험예1-1과 동일하게 실시하여, 평가하였다. 그 결과를 표1에 나타낸다.The evaluation was carried out in the same manner as in Experimental Example 1-1 except that the metal on the surface of the substrate, the type of organic matter, the type of solvent, the solution concentration, and the like were changed as shown in Table 1. The results are shown in Table 1.
[실험예2-1][Experimental Example 2-1]
IPA에 5％의 o-아미노티오페놀을 용해시켜, 유기물로서 o-아미노티오페놀과 용매를 포함하는 용액을 조제하였다.5% of o-aminothiophenol was dissolved in IPA to prepare a solution containing o-aminothiophenol and a solvent as an organic substance.
다음에 이 용액에 Si 표면을 함유하는 기판을 60초 침지시켜, 유기물의 막을 퇴적시켰다. 용액의 온도는 20∼25℃였다. 그 후에 20∼25℃의 IPA의 액에 60초, 2회 침지시켜 여분의 유기물을 제거하고, 20∼25℃의 질소가스를 60초간 분사하여 기판을 건조시켰다.Next, the substrate containing the Si surface was immersed in this solution for 60 seconds to deposit a film of an organic substance. The temperature of the solution was 20 to 25°C. After that, it was immersed in IPA liquid at 20 to 25°C for 60 seconds, twice to remove excess organic matter, and nitrogen gas at 20 to 25°C was sprayed for 60 seconds to dry the substrate.
기판 상에 형성된 유기물의 막두께를 AFM으로 측정한 결과, 0㎚였다. 또한 XPS로 원소조성을 해석한 결과, 질소와 황의 피크는 확인할 수 없었다.The film thickness of the organic material formed on the substrate was measured by AFM and found to be 0 nm. In addition, as a result of analyzing the elemental composition by XPS, peaks of nitrogen and sulfur could not be confirmed.
[실험예2-2∼2-10][Experimental Examples 2-2 to 2-10]
기판 표면의 금속, 유기물의 종류, 용매의 종류, 용액농도 등을 표2에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 실험예2-1과 동일하게 실시하여, 평가하였다. 그 결과를 표2에 나타낸다.The evaluation was carried out in the same manner as in Experimental Example 2-1, except that the metal on the surface of the substrate, the type of the organic substance, the type of the solvent, the solution concentration, and the like were changed as shown in Table 2. The results are shown in Table 2.
[실험예3-1][Experimental Example 3-1]
진공 프로세스가 가능한 챔버 내에 Cu 표면을 함유하는 기판을 세트하고, 챔버압력을 1Torr(0.13kPa, 절대압)로 설정하였다. 다음에 챔버에 접속된 o-아미노티오페놀의 실린더를 80℃로 가열하여 밸브를 해제하고, o-아미노티오페놀의 기체를 챔버 내에 공급하여, Cu를 함유하는 기판 상에 유기물의 막을 퇴적시켰다. 또한 챔버의 온도는, 실린더의 온도와 동일하게 하고, o-아미노티오페놀의 기체의 온도는, 기판에 접촉할 때까지 실린더를 보온하는 온도와 동일하게 유지되도록 하였다. 유기물의 막을 퇴적시킨 후에, 챔버 내를 0.1Torr(13Pa)로 감압하여 여분의 유기물을 제거하였다.A substrate containing a Cu surface was set in a chamber capable of a vacuum process, and the chamber pressure was set to 1 Torr (0.13 kPa, absolute pressure). Next, a cylinder of o-aminothiophenol connected to the chamber was heated to 80° C. to release the valve, and a gas of o-aminothiophenol was supplied into the chamber to deposit a film of an organic substance on the substrate containing Cu. In addition, the temperature of the chamber was the same as that of the cylinder, and the temperature of the o-aminothiophenol gas was kept the same as the temperature at which the cylinder was kept warm until it contacts the substrate. After depositing the organic material film, the chamber was decompressed to 0.1 Torr (13 Pa) to remove excess organic material.
기판 상에 형성된 유기물의 막두께를 AFM으로 측정한 결과, 10㎚였다. 또한 XPS로 원소조성을 해석한 결과, 질소와 황의 강한 피크를 확인하였다.The film thickness of the organic material formed on the substrate was measured by AFM and found to be 10 nm. In addition, as a result of analyzing the elemental composition by XPS, strong peaks of nitrogen and sulfur were confirmed.
[실험예3-2∼3-12][Experimental Examples 3-2 to 3-12]
기판 상의 금속, 유기물의 종류, 실린더를 보온하는 온도(유기물 가열온도), 챔버압력 등을 표3에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 실험예3-1과 동일하게 실시하여, 평가하였다. 그 결과를 표3에 나타낸다.The evaluation was carried out in the same manner as in Experimental Example 3-1, except that the metal on the substrate, the type of organic material, the temperature for keeping the cylinder warm (organic material heating temperature), the chamber pressure, and the like were changed as shown in Table 3. The results are shown in Table 3.
[실험예4-1][Experimental Example 4-1]
진공 프로세스가 가능한 챔버 내에 Si 표면을 함유하는 기판을 세트하고, 챔버압력을 10Torr로 설정하였다. 다음에 챔버에 접속된 o-아미노티오페놀의 실린더를 120℃로 가열하여 밸브를 해제하고, o-아미노티오페놀의 기체를 챔버 내에 공급하여, Si 표면을 함유하는 기판 상에 유기물의 막을 퇴적시켰다. 유기물의 막을 퇴적시킨 후에, 챔버 내를 0.1Torr로 감압하여 여분의 유기물을 제거하였다.A substrate containing a Si surface was set in a chamber capable of a vacuum process, and the chamber pressure was set to 10 Torr. Next, the cylinder of o-aminothiophenol connected to the chamber was heated to 120° C. to release the valve, and a gas of o-aminothiophenol was supplied into the chamber to deposit a film of organic matter on the substrate containing the Si surface. . After depositing a film of organic matter, the inside of the chamber was reduced to 0.1 Torr to remove excess organic matter.
기판 상에 형성된 유기물의 막두께를 AFM으로 측정한 결과, 0㎚였다. 또한 XPS로 원소조성을 해석한 결과, 질소와 황의 피크는 확인할 수 없었다.The film thickness of the organic material formed on the substrate was measured by AFM and found to be 0 nm. In addition, as a result of analyzing the elemental composition by XPS, peaks of nitrogen and sulfur could not be confirmed.
[실험예4-2∼4-10][Experimental Examples 4-2 to 4-10]
기판 상의 금속, 유기물의 종류, 실린더를 보온하는 온도, 챔버압력 등을 표4에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 실험예4-1과 동일하게 실시하여, 평가하였다. 그 결과를 표4에 나타낸다.The evaluation was carried out in the same manner as in Experimental Example 4-1, except that the metal on the substrate, the type of organic material, the temperature at which the cylinder was kept warm, the chamber pressure, and the like were changed as shown in Table 4. The results are shown in Table 4.
또한 상기 실험예에 있어서, Cu 표면을 함유하는 기판은, 증착에 의하여 실리콘 기판 상에 구리의 막을 두께 약 100㎚로 성막(成膜)한 후에, 표면의 자연산화막을 제거함으로써 제작하였다.Further, in the above experimental example, the substrate containing the Cu surface was formed by depositing a copper film on a silicon substrate to a thickness of about 100 nm, and then removing the natural oxide film on the surface.
Co 표면을 함유하는 기판은, 증착에 의하여 실리콘 기판 상에 코발트의 막을 두께 약 100㎚로 성막한 후에, 표면의 자연산화막을 제거함으로써 제작하였다.The substrate containing the Co surface was produced by depositing a film of cobalt to a thickness of about 100 nm on a silicon substrate by vapor deposition, and then removing the natural oxide film on the surface.
Ru 표면을 함유하는 기판은, 증착에 의하여 실리콘 기판 상에 루테늄의 막을 두께 약 100㎚로 성막한 후에, 표면의 자연산화막을 제거함으로써 제작하였다.The substrate containing the Ru surface was prepared by depositing a ruthenium film to a thickness of about 100 nm on a silicon substrate by vapor deposition, and then removing the natural oxide film on the surface.
또한 Si 표면을 함유하는 기판은, 실리콘 기판의 자연산화막을 제거함으로써 제작하였다.Further, the substrate containing the Si surface was prepared by removing the natural oxide film of the silicon substrate.
SiO2 표면을 함유하는 기판은, 화학기상퇴적법에 의하여 실리콘 기판 상에 이산화실리콘의 막을 두께 약 30㎚로 성막함으로써 제작하였다.The substrate containing the SiO 2 surface was prepared by forming a silicon dioxide film to a thickness of about 30 nm on a silicon substrate by a chemical vapor deposition method.
SiN 표면을 함유하는 기판은, 화학기상퇴적법에 의하여 실리콘 기판 상에 Si3N4의 화학식으로 나타내는 질화실리콘의 막을 두께 약 30㎚로 성막함으로써 제작하였다.The substrate containing the SiN surface was produced by forming a film of silicon nitride represented by the formula of Si 3 N 4 on the silicon substrate to a thickness of about 30 nm by a chemical vapor deposition method.
SiON 표면을 함유하는 기판은, 화학기상퇴적법에 의하여 실리콘 기판 상에 SiN 표면을 형성시킨 후에 산화시켜 Si4OxNy(x는 3 이상 6 이하, y는 2 이상 4 이하)의 화학식으로 나타내는 산질화실리콘의 막을 두께 약 10㎚로 성막함으로써 제작하였다.The substrate containing the SiON surface is oxidized after forming the SiN surface on the silicon substrate by the chemical vapor deposition method, and has the formula of Si 4 O x N y (x is 3 or more and 6 or less, y is 2 or more and 4 or less) It was produced by forming a film of silicon oxynitride shown to have a thickness of about 10 nm.
CuO 표면을 함유하는 기판은, 증착에 의하여 실리콘 기판 상에 산화구리의 막을 두께 약 100㎚로 성막함으로써 제작하였다.The substrate containing the CuO surface was prepared by depositing a film of copper oxide to a thickness of about 100 nm on a silicon substrate by vapor deposition.
CoO 표면을 함유하는 기판은, 증착에 의하여 실리콘 기판 상에 산화코발트의 막을 두께 약 100㎚로 성막함으로써 제작하였다.The substrate containing the CoO surface was prepared by depositing a film of cobalt oxide to a thickness of about 100 nm on a silicon substrate by vapor deposition.
이상의 결과를 하기의 표1∼표4에 정리하였다.The above results are summarized in Tables 1 to 4 below.
표1∼표4에 나타내는 결과로부터 분명하게 알 수 있는 바와 같이, 상기 실험예에 있어서, 유기물은 Cu, Co, Ru 등의 금속 상에는 막을 퇴적시켰지만, Si, SiO2, SiN, SiON 등의 비금속 무기재료 상 또는 CuO, CoO 등의 금속산화물 상에는 막을 퇴적시키지 않았다. 따라서 금속이 노출된 표면영역과, 비금속 무기재료가 노출된 표면영역 또는 금속산화물이 노출된 표면영역을 구비하는 기판을 사용하는 경우에, 표1∼표4에 나타내는 유기물을 사용함으로써, 금속이 노출된 표면영역에만 선택적으로 막을 퇴적시킬 수 있다.As can be seen clearly from the results shown in Tables 1 to 4, in the above experimental examples, the organic material was deposited on a metal such as Cu, Co, Ru, but non-metallic inorganic such as Si, SiO 2, SiN, and SiON No film was deposited on the material or on a metal oxide such as CuO or CoO. Therefore, in the case of using a substrate having a surface area exposed to a metal, a surface area exposed to a non-metallic inorganic material, or a surface area exposed to a metal oxide, the metal is exposed by using the organic materials shown in Tables 1-4. The film can be selectively deposited only on the surface area.
또한 일반식(1)로 나타내는 유기물은, Co, Cu, Ru 이외에도, 반도체 장치 등의 배선재료나 전극재료로서 적합한 도전성재료인 Ni, Pt, Al, Ta, Ti, Hf 등의 금속 상에도 막을 퇴적시킬 수 있다.In addition, in addition to Co, Cu, and Ru, the organic material represented by the general formula (1) is deposited on metals such as Ni, Pt, Al, Ta, Ti, and Hf, which are conductive materials suitable as wiring materials or electrode materials for semiconductor devices. I can make it.
Claims (18)
상기 제2표면영역보다도 상기 제1표면영역에, 하기 일반식(1)로 나타내는 유기물의 막을 선택적으로 퇴적시키는 것을 특징으로 하는 방법.
(일반식(1)에 있어서, N은 질소원자이고, X는 산소원자 또는 황원자이다.
R1은, 탄소수 2∼12의 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이고, R2, R3 및 R4는 각각 독립하여, 수소원자 또는 탄소수 1∼10의 고리 또는 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이다. 다만 이 탄화수소기는, 탄소수가 3 이상인 경우에 있어서는 분기쇄(分岐鎖) 또는 환상구조(環狀構造)의 탄화수소기도 포함한다)
For a substrate having a structure in which both a first surface region containing a metal and a second surface region containing a non-metallic inorganic material and/or a metal oxide are exposed,
A method comprising selectively depositing a film of an organic material represented by the following general formula (1) in the first surface region rather than in the second surface region.
(In general formula (1), N is a nitrogen atom, and X is an oxygen atom or a sulfur atom.
R 1 is a hydrocarbon group which may have a C2-C12 hetero atom or a halogen atom, and R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or a C 1-10 ring or a hetero atom or a halogen atom It is a hydrocarbon group that may have. However, this hydrocarbon group includes branched chain or cyclic hydrocarbon groups in the case of 3 or more carbon atoms.)
상기 금속은, Cu, Co, Ru, Ni, Pt, Al, Ta, Ti 및 Hf으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나인 방법.
The method of claim 1,
The metal is at least one selected from the group consisting of Cu, Co, Ru, Ni, Pt, Al, Ta, Ti, and Hf.
상기 비금속 무기재료는, 실리콘, 실리콘산화물, 실리콘질화물 및 실리콘산질화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나인 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The non-metallic inorganic material is at least one selected from the group consisting of silicon, silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride.
상기 금속산화물은, Cu, Co, Ru, Ni, Pt, Al, Ta, Ti 및 Hf으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속의 산화물인 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The metal oxide is an oxide of at least one metal selected from the group consisting of Cu, Co, Ru, Ni, Pt, Al, Ta, Ti, and Hf.
상기 일반식(1)에 있어서, R2, R3 및 R4는 수소원자인 방법.
The method according to any one of claims 1 to 4,
In the general formula (1), R 2 , R 3 and R 4 are hydrogen atoms.
상기 유기물은, o-아미노티오페놀, 2-아미노벤질알코올, 2-아미노에탄올, 2-(에틸아미노)에탄올, 2-아미노에탄티올, 3-아미노-1-프로판올 및 o-아미노페놀로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나인 방법.
The method of claim 1,
The organic substance is a group consisting of o-aminothiophenol, 2-aminobenzyl alcohol, 2-aminoethanol, 2-(ethylamino)ethanol, 2-aminoethanolthiol, 3-amino-1-propanol, and o-aminophenol At least one method selected from.
상기 제2표면영역보다도 상기 제1표면영역에 유기물의 막을 선택적으로 퇴적시키는 공정은, 상기 유기물과 용매를 포함하는 용액에 상기 기판을 폭로시키는 공정인 방법.
The method according to any one of claims 1 to 6,
The step of selectively depositing a film of an organic material on the first surface area rather than the second surface area is a step of exposing the substrate to a solution containing the organic material and a solvent.
상기 용액은, 유기물과 용매의 합계에 대하여 0.1질량％ 이상 10질량％ 이하의 상기 일반식(1)로 나타내는 유기물을 포함하는 방법.
The method of claim 7,
The solution contains 0.1% by mass or more and 10% by mass or less of an organic material represented by the general formula (1) based on the total of the organic material and the solvent.
상기 기판에 대하여, 상기 일반식(1)로 나타내는 유기물의 막을 선택적으로 퇴적시킨 후에, 상기 기판을 용매로 세정하는 방법.
The method according to claim 7 or 8,
After selectively depositing a film of an organic material represented by the general formula (1) on the substrate, the substrate is washed with a solvent.
상기 제2표면영역보다도 상기 제1표면영역에, 상기 일반식(1)로 나타내는 유기물의 막을 선택적으로 퇴적시키는 공정이, 상기 유기물의 기체를 포함하는 분위기에서 상기 기판을 폭로시키는 공정인 방법.
The method according to any one of claims 1 to 6,
The step of selectively depositing a film of the organic material represented by the general formula (1) on the first surface area rather than the second surface area is a step of exposing the substrate in an atmosphere containing the organic material gas.
상기 분위기의 온도범위는, 0℃ 이상 200℃ 이하인 방법.
The method of claim 10,
The temperature range of the atmosphere is 0°C or more and 200°C or less.
상기 분위기의 압력범위는, 13Pa 이상 67kPa 이하인 방법.
The method of claim 10 or 11,
The pressure range of the atmosphere is 13Pa or more and 67kPa or less.
상기 제1표면영역 상의 유기물의 막두께(t1)와 상기 제2표면영역 상의 유기물의 막두께(t2)의 비(t1/t2)가 5 이상인 방법.
The method according to any one of claims 1 to 12,
The method in which the ratio (t 1 /t 2 ) of the film thickness (t 1 ) of the organic material on the first surface area and the film thickness (t 2 ) of the organic material on the second surface area is 5 or more.
상기 제1표면영역에 하기 일반식(1)로 나타내는 유기물의 막을 구비하고, 상기 제2표면영역에 상기 유기물의 막을 구비하지 않거나, 상기 제2표면영역 상의 상기 유기물의 막두께(t2)가 상기 제1표면영역 상의 상기 유기물의 막두께(t1)보다도 얇은 것을 특징으로 하는 기판.
(일반식(1)에 있어서, N은 질소원자이고, X는 산소원자 또는 황원자이다.
R1은, 탄소수 2∼12의 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이고, R2, R3, R4는, 수소원자 또는 탄소수 1∼10의 고리 또는 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이다. 다만 이 탄화수소기는, 탄소수가 3 이상인 경우에 있어서는 분기쇄 또는 환상구조의 탄화수소기도 포함한다)
A substrate having a structure in which both a first surface region containing a metal and a second surface region containing a non-metallic inorganic material and/or a metal oxide are exposed,
An organic material film represented by the following general formula (1) is provided in the first surface area, and the organic material film is not provided in the second surface area, or the film thickness (t 2 ) of the organic material on the second surface area is A substrate, characterized in that it is thinner than the film thickness (t 1 ) of the organic material on the first surface area.
(In general formula (1), N is a nitrogen atom, and X is an oxygen atom or a sulfur atom.
R 1 is a hydrocarbon group which may have a C 2 to C 12 hetero atom or a halogen atom, and R 2 , R 3 , R 4 may have a hydrogen atom or a C 1 to C 10 ring or a hetero atom or a halogen atom. It is a good hydrocarbon group. However, this hydrocarbon group includes a branched chain or cyclic hydrocarbon group in the case of 3 or more carbon atoms.)
기판 상에 선택적으로 퇴적된 하기 일반식(1)로 나타내는 것을 특징으로 하는 유기물의 퇴적막.
(일반식(1)에 있어서, N은 질소원자이고, X는 산소원자 또는 황원자이다.
R1은, 탄소수 2∼12의 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이고, R2, R3, R4는, 수소원자 또는 탄소수 1∼10의 고리 또는 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이다. 다만 이 탄화수소기는, 탄소수가 3 이상인 경우에 있어서는 분기쇄 또는 환상구조의 탄화수소기도 포함한다)
A film of an organic material formed by the method described in any one of claims 1 to 13,
A deposition film of an organic material, which is represented by the following general formula (1) selectively deposited on a substrate.
(In general formula (1), N is a nitrogen atom, and X is an oxygen atom or a sulfur atom.
R 1 is a hydrocarbon group which may have a C 2 to C 12 hetero atom or a halogen atom, and R 2 , R 3 , R 4 may have a hydrogen atom or a C 1 to C 10 ring or a hetero atom or a halogen atom. It is a good hydrocarbon group. However, this hydrocarbon group includes a branched chain or cyclic hydrocarbon group in the case of 3 or more carbon atoms.)
(일반식(1)에 있어서, N은 질소원자이고, X는 산소원자 또는 황원자이다.
R1은, 탄소수 2∼12의 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이고, R2, R3, R4는, 수소원자 또는 탄소수 1∼10의 고리 또는 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이다. 다만 이 탄화수소기는, 탄소수가 3 이상인 경우에 있어서는 분기쇄 또는 환상구조의 탄화수소기도 포함한다)
An organic substance represented by the following general formula (1), which is used in the method described in any one of claims 1 to 13.
(In general formula (1), N is a nitrogen atom, and X is an oxygen atom or a sulfur atom.
R 1 is a hydrocarbon group which may have a C 2 to C 12 hetero atom or a halogen atom, and R 2 , R 3 , R 4 may have a hydrogen atom or a C 1 to C 10 ring or a hetero atom or a halogen atom. It is a good hydrocarbon group. However, this hydrocarbon group includes a branched chain or cyclic hydrocarbon group in the case of 3 or more carbon atoms.)
(일반식(1)에 있어서, N은 질소원자이고, X는 산소원자 또는 황원자이다.
R1은, 탄소수 2∼12의 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이고, R2, R3, R4는, 수소원자 또는 탄소수 1∼10의 고리 또는 헤테로 원자나 할로겐 원자를 가지고 있어도 좋은 탄화수소기이다. 다만 이 탄화수소기는, 탄소수가 3 이상인 경우에 있어서는 분기쇄 또는 환상구조의 탄화수소기도 포함한다)
A solution comprising an organic substance characterized by the following general formula (1) and a solvent.
(In general formula (1), N is a nitrogen atom, and X is an oxygen atom or a sulfur atom.
R 1 is a hydrocarbon group which may have a C 2 to C 12 hetero atom or a halogen atom, and R 2 , R 3 , R 4 may have a hydrogen atom or a C 1 to C 10 ring or a hetero atom or a halogen atom. It is a good hydrocarbon group. However, this hydrocarbon group includes a branched chain or cyclic hydrocarbon group in the case of 3 or more carbon atoms.)
상기 유기물이, o-아미노티오페놀, 2-아미노벤질알코올, 2-아미노에탄올, 2-(에틸아미노)에탄올, 2-아미노에탄티올, 3-아미노-1-프로판올 및 o-아미노페놀로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나이고,
상기 용매가, 에탄올 및 이소프로필알코올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나이며,
상기 용액은, 유기물과 용매의 합계에 대하여 0.1질량％ 이상 10질량％ 이하의 상기 일반식(1)로 나타내는 유기물을 포함하는 것을 특징으로 하는 용액.The method of claim 17,
The organic substance is the group consisting of o-aminothiophenol, 2-aminobenzyl alcohol, 2-aminoethanol, 2-(ethylamino)ethanol, 2-aminoethanolthiol, 3-amino-1-propanol, and o-aminophenol Is at least one selected from,
The solvent is at least one selected from the group consisting of ethanol and isopropyl alcohol,
The solution, wherein the solution contains 0.1% by mass or more and 10% by mass or less of the organic material represented by the general formula (1) with respect to the total of the organic material and the solvent.
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10180929A (en) | 1996-12-27 | 1998-07-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Monomolecular film and manufacture thereof |
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