金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的製造方法、金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜以及金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的製造裝置與流程
2023-10-19 01:14:12
本發明涉及使用胍化合物製造金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的方法、金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜以及金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的製造裝置。
背景技術：
近年來，在半導體、電子部件等領域，對於具有高耐化學品性的「在金屬碳氮化膜或半金屬氮化膜中存在碳的碳氮化膜」進行了大量的研究、開發。作為金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的製造方法，已知有例如組合氨等無機氮氣和乙炔等烴氣來進行製造的方法(例如，參見專利文獻1)、使用異丙胺作為碳/氮源(碳氮化劑)的方法(例如，參見專利文獻2)。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2007-189173號公報
專利文獻2：日本特開2009-283587號公報
技術實現要素：
發明所要解決的課題
但是，在專利文獻1、2記載的金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的製造方法中，存在金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的成膜溫度高的問題。
本發明的主要目的在於提供能夠在低溫下成膜出金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的方法和裝置。
用於解決課題的手段
在本發明的金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的製造方法中，
將含有通式(1)所表示的胍化合物的氮源和金屬源或半金屬源供給至成膜對象物上而成膜出金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜。
[化1]
(式中，多個r可以相同或不同，分別表示氫原子、碳原子數1～5的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、或碳原子數1～9的三烷基甲矽烷基。其中，多個r可以相互鍵合形成環)
本發明的金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜是利用本發明的金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的製造方法得到的。
本發明的金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的製造裝置是在本發明的金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的製造方法中使用的金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的製造裝置。本發明的金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的製造裝置具備反應室、金屬源或半金屬源供給部和氮源供給部。反應室具有配置成膜對象物的配置部。金屬源或半金屬源供給部向反應室內供給金屬源或半金屬源。氮源供給部向反應室內供給氮源。
發明效果
根據本發明，可以提供能夠在低溫下成膜出金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的方法和裝置。
附圖說明
圖1為示出本發明的一實施方式的金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的製造裝置的示意圖。
具體實施方式
在本實施方式的金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的製造方法中，
將含有通式(1)所表示的胍化合物的氮源和金屬源或半金屬源供給至成膜對象物上而成膜出金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜，
[化2]
(式中，多個r可以相同或不同，分別表示氫原子、碳原子數1～5的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、或碳原子數1～9的三烷基甲矽烷基。其中，多個r可以相互鍵合形成環)。具體而言，如圖1所示，對於配置在配置部22的成膜對象物23，由設置在反應室21內的金屬源或半金屬源供給部24供給金屬源或半金屬源24a，同時由設置在反應室21內的氮源供給部25供給氮源25a，由此成膜出膜26，所述配置部22設置在金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的製造裝置20的反應室21內。對於金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的製造方法沒有特別限定。金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜可以利用例如cvd法(chemicalvapordeposition法，化學氣相沉積法；以下稱為cvd法)或ald(atomiclayerdeposition，原子層沉積；以下稱為ald法)法等蒸鍍法進行製造。
在cvd法和ald法中，為了成膜對象物上的膜形成，需要使胍化合物氣化。例如可以僅將胍化合物供給至氣化室使其氣化，也可以將胍化合物在溶劑中稀釋而得到的胍化合物溶液供給至氣化室使其氣化。
作為胍化合物溶液的溶劑，可以舉出脂肪族烴類、芳香族烴類和醚類等。這些溶劑可以單獨使用，也可以混合多種使用。
作為脂肪族烴類的具體例，可以舉出例如己烷、甲基環己烷、乙基環己烷、辛烷等。
作為芳香族烴類的具體例，可以舉出例如甲苯等。
作為醚類的具體例，可以舉出例如四氫呋喃、二丁醚等。
使用胍化合物蒸鍍出金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的情況下，例如反應室21內的壓力優選為1pa～200kpa，進一步優選為10pa～110kpa。成膜溫度優選小於600℃，更優選小於550℃，進一步優選為500℃以下。成膜溫度優選為100℃以上，進一步優選為200℃以上。使胍化合物氣化的溫度優選為0℃～180℃，進一步優選為10℃～100℃。胍化合物的氣體相對於供給至反應室21內的氣體量的含有比例優選為0.1容量％～99容量％，進一步優選為0.5容量％～95容量％。
需要說明的是，在本發明中，成膜溫度是成膜時的成膜對象物的溫度。
(胍化合物)
胍化合物以上述通式(1)表示。在該通式(1)中，多個r可以相同或不同，分別為氫原子、碳原子數1～5的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、或碳原子數1～9的三烷基甲矽烷基。
作為碳原子數1～5的直鏈、支鏈狀或環狀的烷基，可以舉出例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、戊基、環丙基、環丁基、環戊基等。
作為碳原子數1～9的三烷基甲矽烷基，可以舉出例如三甲基甲矽烷基、三乙基甲矽烷基、二甲基乙基甲矽烷基、甲基二乙基甲矽烷基等。
需要說明的是，多個r可以相互鍵合形成環，作為所形成的環，可以舉出例如碳原子數2～10的飽和或不飽和的環。
作為優選使用的胍化合物的具體例，可以舉出例如式(2)至式(29)所表示的胍化合物等。需要說明的是，這些胍化合物可以單獨使用，也可以混合兩種以上使用。
[化3]
[化4]
(金屬源或非金屬源)作為金屬源或半金屬源，優選使用例如金屬滷化物或半金屬滷化物。
作為金屬滷化物，可以舉出三氯化鋁、三溴化鋁、三氟化鋁、三碘化鋁、四溴化鈦、四氯化鈦、四氟化鈦、四碘化鈦、四溴化鋯、四氯化鋯、四氟化鋯、四碘化鋯、四溴化鉿、四氯化鉿、四氟化鉿、四碘化鉿、五氯化鉭、五氯化鉬、六氟化鉬、雙環戊二烯基二氯化鉬六氯化鎢、六氟化鎢、二溴化鈷、二氯化鈷、二氟化鈷、二碘化鈷、二溴化鎳、二氯化鎳、二碘化鎳、二溴化錳、二氯化錳、二氟化錳、二碘化錳、一溴化銅、二溴化銅、一氯化銅、二氯化銅、二氟化銅、二碘化銅、三溴化鎵、三氯化鎵、三氟化鎵、三碘化鎵、三溴化鉍、三氯化鉍、三氟化鉍、三碘化鉍、三溴化釕、三氯化釕、三氟化釕、三氯化銠、二溴化鉑、二氯化鉑、四氯化鉑、二碘化鉑、二溴化鈀、二氯化鈀、二碘化鈀、三碘化釕、苯基二氯化釕、二溴化鋅、二氯化鋅、二氟化鋅、二碘化鋅等。
作為半金屬滷化物，可以舉出四氯矽烷、四氟矽烷、六氯乙矽烷、氯五甲基乙矽烷、二氯四甲基乙矽烷、一氯矽烷、二氯矽烷、三氯矽烷、四溴化鍺、四氯化鍺、四碘化鍺、三溴化硼、三氯化硼、三氟化硼、三碘化硼等。
本發明的金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的製造方法特別適合碳氮化矽膜的製造。
實施例
接著，舉出實施例對本發明進行具體的說明，但本發明的範圍不限於此。
實施例1～3(蒸鍍實驗；碳氮化矽膜的製造)
使用表1所示的胍化合物，在表1所示的條件下，利用cvd法在20mm×20mm尺寸的基板上成膜出膜。此外，對成膜出的膜進行xps(x-rayphotoelectronspectroscopy，x-射線光電子能譜)分析，由此來確定膜。
[表1]
由以上結果可知，通過使用胍化合物，能夠在低溫下製造碳氮化矽膜。
符號說明
20金屬碳氮化膜或半金屬碳氮化膜的製造裝置
21反應室
22配置部
23成膜對象物
24金屬源或半金屬源供給部
24a金屬源或半金屬源
25氮源供給部
25a氮源
26膜