(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケイ素および酸素を含む膜を堆積するための組成物であって、
式Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、およびＨ、
【化１】
0006970213.tif 000021
式中、
Ｒ１は、直鎖のＣ１〜Ｃ１０アルキル基、分岐のＣ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環状アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基から選択され、そして、
Ｒ２は、水素、Ｃ１〜Ｃ１０直鎖アルキル基、分岐Ｃ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環式アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基からなる群から選択され、
式Ａ〜Ｈ中のＲ１およびＲ２は、環構造を形成するように結合されているか、または環構造を形成するように結合されていないかの、いずれかである、
からなる群から選択された少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサンを含む組成物。
【請求項２】
式Ａおよび式Ｃからなる群から選択された少なくとも１種の化合物を含む、請求項１記載の組成物。
【請求項３】
溶媒およびパージガスからなる群から選択された少なくとも１つの成分を更に含む、請求項１記載の組成物。
【請求項４】
前記溶媒が、ヘキサメチルジシロキサンおよびオクタメチルトリシロキサンからなる群から選択される、請求項３記載の組成物。
【請求項５】
前記溶媒が、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、エチルシクロヘキサン、およびエチルシクロオクタンからなる群から選択される、請求項３記載の組成物。
【請求項６】
Ｒ１およびＲ２が、それぞれＣ１〜Ｃ４アルキル基である、請求項１記載の組成物。
【請求項７】
前記組成物が、ハロゲン化物、金属イオン、金属、およびそれらの組み合わせからなる群から選択された１種もしくは２種以上の不純物を実質的に含まない、請求項１記載の組成物。
【請求項８】
前記オルガノアミノ−ポリシロキサン化合物が、３−ジメチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−ジエチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−エチルメチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−ジ−イソ−プロピルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−ジメチルアミノ−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、３−ジエチルアミノ−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、３−エチルメチルアミノ−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、３−ジ−イソ−プロピルアミノ−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、３−ジメチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−ジエチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−エチルメチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−ジ−イソ−プロピルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−ジメチルアミノ−３−（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、３−ジエチルアミノ−３−（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、３−エチルメチルアミノ−３−（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、３−ジ−イソ−プロピルアミノ−３−（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、１−ジメチルアミノ−３−（ジメチルシロキシ）−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、１−ジエチルアミノ−３−（ジメチルシロキシ）−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、１−エチルメチルアミノ−３−（ジメチルシロキシ）−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、１−ジ−イソ−プロピルアミノ−３−（ジメチルシロキシ）−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、３−ジメチルアミノ−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−ジエチルアミノ−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−エチルメチルアミノ−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−ジ−イソ−プロピルアミノ−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−ジメチルアミノ−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、３−ジエチルアミノ−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、３−エチルメチルアミノ−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、３−ジ−イソ−プロピルアミノ−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、１−ジメチルアミノ−３，３−ビス（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、１−ジエチルアミノ−３，３−ビス（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、１−エチルメチルアミノ−３，３−ビス（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、および１−ジ−イソ−プロピルアミノ−３，３−ビス（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、３−メチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−エチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−イソ−プロピルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−ｔｅｒｔ−ブチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−メチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−エチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−イソ−プロピルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−ｔｅｒｔ−ブチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサンからなる群から選択される、請求項１記載の組成物。
【請求項９】
基材上にケイ素および酸素を含む膜を堆積させる方法であって、以下の工程、
ａ）基材を反応器中に基材を供給する工程、
ｂ）該反応器中に、式Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、ＧおよびＨ、
【化２】
0006970213.tif 000022
式中、
Ｒ１は、直鎖のＣ１〜Ｃ１０アルキル基、分岐のＣ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環状アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基から選択され、そして、
Ｒ２は、水素、Ｃ１〜Ｃ１０直鎖アルキル基、分岐Ｃ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環式アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基からなる群から選択され、
式Ａ〜Ｈ中のＲ１およびＲ２は、環構造を形成するように結合されているか、または環構造を形成するように結合されていないかの、いずれかである、
からなる群から選択された少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサン化合物を含む組成物を導入する工程、
ｃ）該反応器をパージガスでパージする工程、
ｄ）酸素含有源および窒素含有源の少なくとも1種を該反応器中に導入する工程、ならびに
ｅ）該反応器をパージガスでパージする工程、
を含んでなり、工程ｂ〜ｅは、所望の厚さの膜が堆積されるまで繰り返され、そして該方法は、約２５℃〜６００℃の範囲の１つもしくは２つ以上の温度で行われる、
方法。
【請求項１０】
前記オルガノアミノ−ポリシロキサン化合物が、３−ジメチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−ジエチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−エチルメチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−ジ−イソ−プロピルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−ジメチルアミノ−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、３−ジエチルアミノ−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、３−エチルメチルアミノ−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、３−ジ−イソ−プロピルアミノ−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、３−ジメチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−ジエチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−エチルメチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−ジ−イソ−プロピルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−ジメチルアミノ−３−（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、３−ジエチルアミノ−３−（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、３−エチルメチルアミノ−３−（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、３−ジ−イソ−プロピルアミノ−３−（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、１−ジメチルアミノ−３−（ジメチルシロキシ）−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、１−ジエチルアミノ−３−（ジメチルシロキシ）−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、１−エチルメチルアミノ−３−（ジメチルシロキシ）−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、１−ジ−イソ−プロピルアミノ−３−（ジメチルシロキシ）−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、３−ジメチルアミノ−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−ジエチルアミノ−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−エチルメチルアミノ−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−ジ−イソ−プロピルアミノ−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−ジメチルアミノ−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、３−ジエチルアミノ−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、３−エチルメチルアミノ−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、３−ジ−イソ−プロピルアミノ−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、１−ジメチルアミノ−３，３−ビス（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、１−ジエチルアミノ−３，３−ビス（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、１−エチルメチルアミノ−３，３−ビス（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、および１−ジ−イソ−プロピルアミノ−３，３−ビス（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサン、３−メチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−エチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−イソ−プロピルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−ｔｅｒｔ−ブチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−メチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−エチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−イソ−プロピルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−ｔｅｒｔ−ブチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサンからなる群から選択される、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記組成物が、溶媒およびパージガスからなる群から選択される少なくとも１種の成分を更に含む、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記溶媒が、ヘキサメチルジシロキサンおよびオクタメチルトリシロキサンからなる群から選択される、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記溶媒が、ヘキサン、へプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、エチルシクロヘキサンおよびエチルシクロオクタンからなる群から選択される、請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
Ｒ１およびＲ２が、それぞれＣ１〜Ｃ４アルキル基である、請求項９記載の方法。
【請求項１５】
前記組成物が、ハロゲン化物、金属イオン、金属、およびそれらの組み合わせから選択される１種もしくは２種以上の不純物を実質的に含まない、請求項９記載の方法。
【請求項１６】
ケイ素および酸素を含む膜を基材上に堆積させる方法であって、以下の工程、
ａ）基材を反応器中に供給する工程、
ｂ）式Ａおよび式Ｃ、
【化３】
0006970213.tif 000023
式中、
Ｒ１は、直鎖のＣ１〜Ｃ１０アルキル基、分岐のＣ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環状アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基から選択され、そして、
Ｒ２は、水素、Ｃ１〜Ｃ１０直鎖アルキル基、分岐Ｃ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環式アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基からなる群から選択され、
式Ａおよび式Ｃ中のＲ１およびＲ２は、環構造を形成するように結合されているか、または環構造を形成するように結合されていないかの、いずれかである、
からなる群から選択される少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサンを含む組成物を該反応器中に導入する工程、
ｃ）該反応器をパージガスでパージする工程、
ｄ）酸素含有源および窒素含有源の少なくとも1種を該反応器中に導入する工程、ならびに
ｅ）該反応器をパージガスでパージする工程、
を含んでなり、工程ｂ〜ｅは、所望の厚さの膜が堆積されるまで繰り返され、そして該方法は、約６００℃〜８００℃の範囲の１つもしくは２つ以上の温度で行われる、
方法。
【請求項１７】
前記オルガノアミノ−ポリシロキサン化合物が、３−ジメチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−ジエチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−エチルメチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−ジ−イソ−プロピルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサン、３−ジメチルアミノ−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、３−ジエチルアミノ−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、３−エチルメチルアミノ−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、３−ジ−イソ−プロピルアミノ−１，１，３，５，５−ペンタメチルトリシロキサン、３−ジメチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−ジエチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、３−エチルメチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、および３−ジ−イソ−プロピルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサンの群から選択される、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記組成物が、溶媒およびパージガスからなる群から選択される少なくとも１種の成分を更に含む、請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記溶媒が、ヘキサメチルジシロキサンおよびオクタメチルトリシロキサンからなる群から選択される、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記溶媒が、ヘキサン、へプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、エチルシクロヘキサンおよびエチルシクロオクタンからなる群から選択される、請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
Ｒ１およびＲ２が、それぞれＣ１〜Ｃ４アルキル基である、請求項１６記載の方法。
【請求項２２】
前記組成物が、ハロゲン化物、金属イオン、金属、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される１種もしくは２種以上の不純物を実質的に含まない、請求項１６記載の方法。
【請求項２３】
以下の特徴、少なくとも約２．１ｇ／ｃｃの密度、１：１００のＨＦの水に対する希ＨＦ（０．５質量％ｄＨＦ）酸の溶液で測定された約２．５Å／秒未満の湿式エッチング速度、６ＭＶ／ｃｍまでの約１×１０−８Ａ／ｃｍ２未満の漏電、および二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）によって測定された約５×１０２０ａｔ／ｃｃ未満の水素不純物、の少なくとも１つを含む、請求項９記載の方法によって形成されたケイ素および酸素含有膜。
【請求項２４】
以下の特徴、少なくとも約２．１ｇ／ｃｃの密度、１：１００のＨＦの水に対する希ＨＦ（０．５質量％ｄＨＦ）酸の溶液で測定された約２．５Å／秒未満の湿式エッチング速度、６ＭＶ／ｃｍまでの約１×１０−８Ａ／ｃｍ２未満の漏電、および二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）によって測定された約５×１０２０ａｔ／ｃｃ未満の水素不純物、の少なくとも１つを含む、請求項１６記載の方法によって形成されたケイ素および酸素含有膜。
【請求項２５】
ケイ素および酸素を含む膜を堆積させるための、
式Ａ〜Ｈ、
【化４】
0006970213.tif 000024
式中、
Ｒ１は、直鎖のＣ１〜Ｃ１０アルキル基、分岐のＣ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環状アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基から選択され、そして、
Ｒ２は、水素、Ｃ１〜Ｃ１０直鎖アルキル基、分岐Ｃ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環式アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基からなる群から選択され、
式Ａ〜Ｈ中のＲ１およびＲ２は、環構造を形成するように結合されているか、または環構造を形成するように結合されていないかの、いずれかである、
によって表される構造を有するオルガノアミノ−ポリシロキサン化合物の調製方法であって、以下の工程、
ａ）反応物Ｒ１Ｒ２ＮＨを、少なくとも１つのＳｉ−Ｈ基を有するポリシロキサンと、触媒の存在下で接触させ、それによって反応混合物を形成させる工程、ここでＲ１およびＲ２は上記で規定したとおりである、
ｂ）随意選択的に、溶媒を前記反応混合物に加える工程、
ｃ）前記反応混合物を、約０℃〜約３００℃の範囲の温度で維持する工程、ならびに、
ｄ）反応を進行させて、前記反応混合物から前記オルガノアミノ−ポリシロキサン化合物を形成させる工程、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１７年２月８日出願の米国仮出願第62/456,311号および２０１７年３月１６日出願の仮出願第62/472,313号に対して合衆国法典第３５巻第１１９条ｅ項に基づく優先権の利益を主張し、それらを参照することによってその全体を本明細書の内容とする。
【背景技術】
【０００２】
本明細書は、ケイ素および酸素含有膜（例えば、他のケイ素および酸素含有膜の中で、酸化ケイ素、酸炭窒化ケイ素、酸炭化ケイ素、炭素ドープ酸化ケイ素）を堆積するのに用いることができる有機ケイ素化合物、酸化ケイ素含有膜を堆積するためのそれらの化合物の使用方法、ならびにそれらの化合物および方法から得られた膜に関する。
【０００３】
本明細書に記載されているのは、ケイ素含有膜、例えば、限定するものではないが、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸炭窒化ケイ素、および炭素ドープ酸化ケイ素を、熱原子層堆積（ＡＬＤ），またはプラズマ促進原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）法またはそれらの組合わせによって堆積させるための新規なオルガノアミノ−ポリシロキサン化合物および組成物ならびにそれらを含む方法である。より具体的には、ここに記載されているのは、約６００℃以下、例えば約２５℃〜約３００℃の１つもしくは２つ以上の堆積温度で、化学量論的もしくは非化学量論的なケイ素含有膜または材料の形成のための組成物ならびに方法である。
【０００４】
原子層堆積（ＡＬＤ）およびプラズマ促進原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）は例えば、酸化ケイ素共形膜を低温（＜５００℃）で堆積するのに用いられるプロセスである。ＡＬＤおよびＰＥＡＬＤプロセスの両方では、前駆体および反応性ガス（例えば酸素またはオゾン）は、酸化ケイ素の単層を、それぞれのサイクルで形成させるために、特定の数のサイクルに別々にパルスで送られる。しかしながら、それらのプロセスを用いて低温で堆積された酸化ケイ素は、ある程度の不純物、例えば、限定するものではないが、炭素（Ｃ）または水素（Ｈ）を含む可能性があり、それは特定の半導体用途では有害である可能性がある。このことを改善するための、１つの可能性のある解決策は、堆積温度を５００℃以上に上昇させることである。しかしながら、そのようの高い温度では、半導体業界によって用いられる慣用の前駆体は、自己反応、熱分解して、そしてＡＬＤ形態ではなく、化学気相堆積（ＣＶＤ）形態で堆積する傾向にある。ＣＶＤ形態の堆積は、ＡＬＤ堆積に比較して、特には、多くの半導体用途において必要とされる高いアスペクト比の構造では、低下した共形成を有する。更には、ＣＶＤ形態の堆積は、ＡＬＤ形態の堆積よりも、膜または材料厚さのより劣る制御しか有していない。
【０００５】
オルガノアミノシランおよびクロロシラン前駆体は、当技術分野において、原子層堆積（ＡＬＤ）およびプラズマ促進原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）プロセスによって、比較的に低温（＜３００℃）で、そして比較的に高いサイクル当たりの成長（ＧＰＣ、＞１．５Å／サイクル）で、ケイ素含有膜を堆積するのに用いることができることが知られている。
【０００６】
知られている前駆体および方法の例が、以下の文献、特許および特許出願に開示されている。
【０００７】
米国特許第7,084,076号明細書には、塩基触媒されたＡＬＤプロセスにおいて用いられる酸化ケイ素膜を堆積するためのハロゲン−またはＮＣＯ−置換ジシロキサン前駆体の使用が記載されている。
【０００８】
米国特許出願公開第2015/0087139号明細書には、熱ＡＬＤまたはＰＥＡＬＤプロセスによってケイ素含有膜を堆積するためのアミノ官能化カルボシランの使用が記載されている。
【０００９】
米国特許第9,337,018号明細書には、熱ＡＬＤまたはＰＥＡＬＤプロセスによってケイ素含有膜を堆積するためのオルガノアミノジシランの使用が記載されている。
【００１０】
米国特許第8,940,648号、第9,005,719号および第8,912,353号明細書には、熱ＡＬＤまたはＰＥＡＬＤプロセスによってケイ素含有膜を堆積するための、オルガノアミノシランの使用が記載されている。
【００１１】
米国特許出願公開第2015/0275355号明細書には、熱ＡＬＤまたはＰＥＡＬＤプロセスによってケイ素含有膜を堆積するための、モノ−およびビス（オルガノアミノ）アルキルシランの使用が記載されている。
【００１２】
米国出願公開第2015/0376211号明細書には、熱ＡＬＤまたはＰＥＡＬＤプロセスによってケイ素含有膜を堆積するための、モノ（オルガノアミノ）−、ハライド−、および擬ハライド−置換トリシリルアミンの使用が記載されている。
【００１３】
国際公開第2015/0105337号および米国特許第9,245,740号明細書には、熱ＡＬＤまたはＰＥＡＬＤプロセスによってケイ素含有膜を堆積するための、アルキル化トリシリルアミンの使用が記載されている。
【００１４】
米国特許第7,084,076号明細書には、塩基触媒されたＡＬＤプロセスにおいて用いられる酸化ケイ素膜の堆積のためのハロゲン−またはＮＣＯ−置換ジシロキサン前駆体の使用が記載されている。
【００１５】
前記の特許および特許出願の開示は、ここに参照することによって、本明細書の内容とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
当技術分野においては、半導体製造設備の処理能力を最大化するために、高いサイクル当たりの成長（ＧＰＣ）でのケイ素および酸素含有膜の堆積のための前駆体ならびに方法への必要性が存在する。特定の前駆体は、１．５Å／サイクル超のＧＰＣでの堆積が可能ではあるけれども、それらの前駆体は、他の欠点の中で、低品質の膜（元素の汚染、低密度、劣った電気特性、高い湿式エッチング速度）、高いプロセス温度などの欠点を有しており、触媒を必要とし、高価であり、低い共形成の膜を生成する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本開示は、ケイ素−および酸素−含有前駆体、特には少なくとも３個のケイ素原子、酸素原子、ならびにケイ素および酸素含有膜を堆積させるプロセスの一部として、基材の表面にポリシロキサン単位を固定するように作用するオルガノアミノ基を有する、オルガノアミノ−ポリシロキサンを提供することによって、慣用の前駆体およびプロセスに伴う問題を解決する。本発明において開示される、３個もしくは４個以上のケイ素原子、および少なくとも２つもしくは３つ以上のＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有する前駆体は、本発明の背景技術欄において記載されたものと比較して新規な構造を有しており、そして従って、費用または前駆体合成の便益、前駆体の物理的性質、例えば熱安定性、反応性もしくは揮発性、ケイ素含有膜の堆積のプロセス、または堆積されたケイ素含有膜の性質のいずれかについての１つもしくは２つ以上の面において利点を提供することができる。
【００１８】
１つの態様では、式Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、ＧおよびＨからなる群から選択された少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサン化合物を含む組成物が開示されている。
【化１】
0006970213.tif 000002
式中、Ｒ１は、直鎖のＣ１〜Ｃ１０アルキル基、分岐のＣ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環状アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基から選択され、Ｒ２は、水素、Ｃ１〜Ｃ１０直鎖アルキル基、分岐Ｃ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環式アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基からなる群から選択され、式Ａ〜Ｈ中のＲ１およびＲ２は、環構造を形成するように結合されているか、または環構造を形成するように結合されていないかの、いずれかである。
【００１９】
他の態様では、基材上にケイ素および酸化物を含む膜を堆積するための方法が提供され、この方法は、ａ）反応器中に基材を準備する工程、ｂ）この反応器中に、式Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、ＧおよびＨからなる群から選択された少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサン化合物を含む組成物を導入する工程、
【化２】
0006970213.tif 000003
式中、Ｒ１は、直鎖のＣ１〜Ｃ１０アルキル基、分岐のＣ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環状アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基から選択され、Ｒ２は、水素、Ｃ１〜Ｃ１０直鎖アルキル基、分岐Ｃ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環式アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基からなる群から選択され、式Ａ〜Ｈ中のＲ１およびＲ２は、環構造を形成するように結合されているか、または環構造を形成するように結合されていないかの、いずれかである、ｃ）この反応器をパージガスでパージする工程、ｄ）酸素含有源および窒素含有源の少なくとも一方を反応器中に導入する工程、ならびにｅ）反応器をパージガスでパージする工程、の工程を含んでおり、ここで、工程ｂ〜ｅは、所望の厚さの膜が堆積されるまで繰り返され、そしてこの方法は、約２５℃〜６００℃の範囲の１つもしくは２つ以上の温度で行われる。
【００２０】
他の態様では、式Ａ〜Ｈによって表される構造を有するオルガノアミノ−ポリシロキサン化合物を調製する方法が開示されており、
【化３】
0006970213.tif 000004
式中、Ｒ１は、直鎖のＣ１〜Ｃ１０アルキル基、分岐のＣ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環状アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基から選択され、Ｒ２は、水素、Ｃ１〜Ｃ１０直鎖アルキル基、分岐Ｃ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環式アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基からなる群から選択され、式Ａ〜Ｈ中のＲ１およびＲ２は、環構造を形成するように結合されているか、または環構造を形成するように結合されていないかの、いずれかであり、ここでこの方法は以下の工程、ａ）反応物Ｒ１Ｒ２ＮＨおよび少なくとも１つのＳｉ−Ｈ基を有するポリシロキサンを、触媒の存在の下で接触させ、それによって反応混合物を形成させ、ここでＲ１およびＲ２は上記で規定したとおりである、工程、ｂ）随意選択的にこの反応混合物に溶媒を加える工程、ｃ）この反応混合物を約０℃〜約３００℃の範囲の温度で維持する工程、ならびにｄ）反応を進行させて、この反応混合物からオルガノアミノ−ポリシロキサン化合物を形成させる工程、を含んでいる。
【００２１】
化学量論的な、または非化学量論的なケイ素および酸素含有材料もしくは膜、例えば、限定するものではないが、酸化ケイ素、炭素ドープ酸化ケイ素、酸窒化ケイ素膜、または炭素ドープ酸窒化ケイ素膜を、比較的に低い温度で、例えば６００℃以下の１つもしくは２つ以上の温度で、堆積させるプロセスは、プラズマ促進ＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）、プラズマ促進サイクリック化学気相堆積（ＰＥＣＣＶＤ）、流動性化学気相堆積（ＦＣＶＤ）、プラズマ促進流動性化学気相堆積（ＰＥＦＣＶＤ）、プラズマ促進ＡＬＤ様プロセス、または酸素含有反応物源、窒素含有反応物源を有するＡＬＤプロセス、あるいはそれらの組合わせであることができる。
【００２２】
幾つかの態様では、本方法に用いられる酸素含有源は、酸素プラズマ、オゾン、水蒸気、水蒸気プラズマ、不活性ガスありもしくは無しの酸化窒素（例えば、Ｎ２Ｏ、ＮＯ，ＮＯ２）プラズマ、炭素酸化物（例えば、ＣＯ２、ＣＯ）プラズマ、およびそれらの組合わせからなる群から選択された供給源である。特定の態様では、酸素源は、不活性ガスを更に含んでいる。それらの態様では、不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、窒素、水素、およびそれらの組合わせからなる群から選択される。他の態様では、酸素源は、不活性ガスを含まない。更に他の態様では、酸素含有源は、窒素を含んでおり、これはプラズマ条件の下で反応物と反応して、酸窒化ケイ素膜を与える。
【００２３】
幾つかの態様では、窒素含有源は、反応器中に、少なくとも１種の窒素含有源の形態で導入されることができ、および／またはその堆積プロセスで用いられる他の前駆体中に付随的に存在していることができる。好適な窒素源ガスとしては、例えば、アンモニア、ヒドラジン、モノアルキルヒドラジン、ジアルキルヒドラジン、窒素、窒素／水素、窒素／アルゴンプラズマ、窒素／ヘリウムプラズマ、アンモニアプラズマ、窒素プラズマ、窒素／水素プラズマ、有機アミン、例えばtert-ブチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、イソプロピルアミン、ジエチルアミンプラズマ、ジメチルアミンプラズマ、トリメチルプラズマ、トリメチルアミンプラズマ、エチレンジアミンプラズマ、およびアルコキシアミン、例えばエタノールアミンプラズマおよびそれらの混合物を挙げることができる。特定の態様では、窒素含有源は、アンモニアプラズマ、窒素とアルゴンを含むプラズマ、窒素とヘリウムを含むプラズマ、または水素と窒素源ガスを含むプラズマを含んでいる。
【００２４】
上記の態様では、そして本発明をとおして、不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、窒素、水素またはそれらの組合わせからなる群から選択される。他の態様では、酸素含有プラズマ源は、不活性ガスを含まない。
【００２５】
本発明の態様は、単独で、または互いに組み合わせて用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明を説明する文脈における（特には、添付の特許請求の範囲の文脈における）用語「a」および「an」および「the」および同様の指示語の使用は、特に断りのない限り、または明確に文脈によって否定されない限り、単数と複数の両方を包含すると理解されなければならない。用語「含む（comprising）」、「有する（having）」、「含む（including）」および「含む（containing）」は、特に断りのない限り、開放型の用語（すなわち、「含むが、しかしながらそれらには限定されない」を意味する）であると理解されなければならない。ここでの数値範囲の記載は、特に断りのない限り、その範囲に入るそれぞれの個々の値を個別に表す簡略な方法として機能することが意図されており、そしてそれぞれの個々の値は、それが個別に、ここに記載されているように本明細書中に組み込まれる。ここに記載された全ての方法は、特に断りのない限り、または文脈によって明確に否定されない限り、いずれかの好適な順序で行うことができる。いずれかの、そして全ての例の使用、またはここで与えられる例示的な用語（例えば、「例えば」）は、本発明をよりよく明らかにすることが単に意図されており、そして特に断りのない限り、本発明の範囲に限定を加えるものではない。本明細書中のいずれの用語も、本発明の実施にいずれかの特許請求されていない要素を示していると理解されてはならない。
【００２７】
ここに記載された本発明の好ましい態様は、本発明を実施するために本発明者らによって知られているベストモードを含んでいる。それらの好ましい態様の変形が、以下の説明を読むことによって、当業者には明らかとなるであろう。本発明者らは、当業者がそのような変形を適切に用いることを予測し、そして本発明者らは、ここに具体的に記載されたのとは別のやり方で実施されることを意図している。従って、本発明は、適用可能な法律によって許されるように、ここに添付された特許請求の範囲の中に記載された主題の全ての変更および等価物を含んでいる。更には、上記の要素の、それらのいずれかの可能な変形におけるいずれかの組み合わせは、特に断りのない限り、または文脈によって明確に否定されない限り、本発明によって包含される。
【００２８】
ここに記載されているのは、ケイ素および酸素を含む膜もしくは材料、例えば、限定するものではないが、酸化ケイ素、炭素ドープ酸化ケイ素膜、酸窒化ケイ素、または炭素ドープ酸窒化ケイ素膜、またはそれらの組合わせの、約６００℃以下、または約２５℃〜約６００℃、そして他の態様では、約５５０℃〜約８００℃での、化学量論的または非化学量論的な形成に関する組成物ならびに方法である。ここに記載されたそれらの膜は、堆積プロセス、例えば原子層堆積（ＡＬＤ）で、またはＡＬＤ様プロセス、例えば、限定するものではないが、プラズマ促進ＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）、またはプラズマ促進サイクリック化学気相堆積プロセス（ＰＥＣＣＶＤ）、流動性化学気相堆積（ＦＣＶＤ）、またはプラズマ促進流動性化学気相堆積（ＰＥＦＣＶＤ）で堆積される。ここに記載された低温堆積（例えば、約周囲温度〜６００℃の範囲の１つもしくは２つ以上の堆積温度）法は、以下の利点、約２．１ｇ／ｃｃ以上の密度、低い化学的不純物、熱原子層堆積、プラズマ促進原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスもしくはプラズマ促進ＡＬＤ様プロセスにおける、高い共形性、結果として得られる膜中の炭素含有量を調整する能力の少なくとも１つもしくは２つ以上を示す膜または材料を与え、ならびに／あるいは膜は、０．５質量％の希ＨＦ中で測定された場合に、５オングストローム毎秒（Å／秒）以下のエッチング速度を有する。炭素ドープ酸化ケイ素膜では、他の特徴、例えば、限定するものではないが、約１．８ｇ／ｃｃ以上、または約２．０ｇ／ｃｃ以上の密度に加えて、０．５質量％の希ＨＦ中で、エッチング速度を２Å／秒未満の値に調整することが望まれる。
【００２９】
本発明は、当技術分野において知られている装置を用いて実施することができる。例えば、本発明の方法は、半導体製造技術において慣用の反応器を用いることができる。
【００３０】
いずれかの理論または解釈によって拘束されることは望まないが、本発明の前駆体の有効性は、ケイ素原子、特には本発明の前駆体中のケイ素原子結合の数に応じて変わる可能性があることが信じられる。本発明の前駆体は、３個もしくは４個以上のケイ素原子、および少なくとも２つもしくは３つ以上のＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有している。このＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合は、ケイ素および酸素含有膜の形成の間に、重要な役割を演じることができる。
【００３１】
本発明で提案される多ケイ素前駆体は、当技術分野で知られているのと異なる構造を有しており、そして従って、慣用のケイ素含有前駆体よりもよりよく機能することができ、そして比較的に高いサイクル当たりの成長（ＧＰＣ）を与え、好ましい湿式エッチング速度を有し、またはより少ない元素汚染を有する、より高い品質の膜をもたらす。
【００３２】
本発明の１つの態様は、気相堆積プロセスを用いて、酸化ケイ素、炭素ドープ酸化ケイ素、または炭酸窒化ケイ素膜から選択される膜を堆積させるための組成物に関し、この組成物は、式Ａ、式Ｂ、式Ｃ、式Ｄ、式Ｅ、式Ｆ、式Ｇまたは式Ｈのいずれかを有する化合物を含んでいる。
【化４】
0006970213.tif 000005
式中、Ｒ１は、直鎖のＣ１〜Ｃ１０アルキル基、分岐のＣ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環状アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基から独立して選択され、Ｒ２は、水素、Ｃ１〜Ｃ１０直鎖アルキル基、分岐Ｃ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環式アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基からなる群から選択され、式Ａ〜Ｈ中のＲ１およびＲ２は、環構造を形成するように結合されているか、または環構造を形成するように結合されていないかの、いずれかである。
【００３３】
ここで記載された組成物の特定の態様では、溶媒を更に含んでいる。例示的な溶媒としては、限定するものではないが、エーテル、ターシャリアミン、アルキル炭化水素、芳香族炭化水素、シロキサン、ターシャリアミノエーテル、およびそれらの組合わせが挙げられる。特定の態様では、ケイ素前駆体の沸点と溶媒の沸点との間の差異は、４０℃以下である。溶媒中の式Ａ〜Ｈからなるケイ素前駆体の質量％は、１〜９９質量％、または１０〜９０質量％、または２０〜８０質量％、または３０〜７０質量％、または４０〜６０質量％から５０〜５０質量％に変わることができる。幾つかの態様では、本組成物は、ケイ素含有膜のために、反応器中に直接の液体注入によって供給することができる。
【００３４】
上記の式において、そして本明細書をとおして、用語「アルキル」は、１〜１０個の炭素原子を有する直鎖または分岐の官能基を意味している。例示的な直鎖アルキル基としては、限定するものではないが、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、およびヘキシル基が挙げられる。例示的な分岐アルキル基としては、限定するものではないが、イソプロピル（Ｐｒ）、イソブチル（Ｂｕｉ）、ｓｅｃ−ブチル（Ｂｕｓ）、ｔｅｒｔ−ブチル（Ｂｕｔ）、イソペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、イソヘキシル、およびネオヘキシルが挙げられる。特定の態様では、アルキル基は、それに結合された１つもしくは２つ以上の官能基、例えば、限定されるものではないが、それに結合されたアルコキシ基、ジアルキルアミノ基またはそれらの組合わせ、を有することができる。他の態様では、アルキル基は、それに結合された１つまたは２つ以上の官能基を有していない。アルキル基は、飽和されていても、あるいは不飽和であることもできる。
【００３５】
上記の式において、そして本明細書をとおして、用語「環式アルキル」は、３〜１０個の炭素原子を有する環式官能基を表している。例示的な環式アルキル基としては、限定するものではないが、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、およびシクロオクチル基が挙げられる。
【００３６】
上記の式において、そして本明細書をとおして、用語「アルケニル基」は、１つもしくは２つ以上の炭素−炭素二重結合を有し、そして２〜１０個、もしくは２〜６個の炭素原子を有する、基を表している。
【００３７】
上記の式において、そして本明細書をとおして、用語「ジアルキルアミノ」基、「アルキルアミノ」基、または「オルガノアミノ」基は、窒素原子に結合された２つのアルキル基または窒素原子に結合された１つのアルキルを有し、そして１〜１０個、もしくは２〜６個、または２〜４個の炭素原子を有する基を表す。例としては、限定するものではないが、ＨＮＭｅ，ＨＮＥｔ，ＨＮＰｒｉ，ＨＮＰｒｎ，ＨＮＢｕｓ，ＨＮＢｕｉ，ＨＮＢｕｔ，ＮＭｅ２，ＮＭｅＥｔ，ＮＥｔ２，ＮＰｒｉ２，ＮＢｕｓ２が挙げられる。幾つかの態様では、２つのアルキルは結合されて、環、例えば、ピロリジノ、２，５−ジメチルピロリジノ、ピペリジノ、２，６−ジメチルピペリジノを形成する。
【００３８】
上記の式において、そして本明細書をとおして、用語「アリール」は、４〜１０個の炭素原子、５〜１０個の炭素原子、または６〜１０個の炭素原子を有する芳香族環式官能基を表す。例示的なアリール基としては、限定するものではないが、フェニル、ベンジル、クロロベンジル、トリル、ｏ−キシリル、１，２，３−トリアゾリル、ピロリル、およびフラニルが挙げられる。
【００３９】
本明細書をとおして、用語「アルキル炭化水素」は、直鎖または分岐のＣ１〜Ｃ２０炭化水素、環式Ｃ６〜Ｃ２０炭化水素を表す。例示的な炭化水素としては、限定するものではないが、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、エチルシクロヘキサン、エチルシクロオクタンが挙げられる。
【００４０】
本明細書をとおして、用語「芳香族炭化水素」は、Ｃ６〜Ｃ２０芳香族炭化水素を表す。例示的な芳香族炭化水素としては、限定するものではないが、トルエン、メシチレンが挙げられる。
【００４１】
上記の式において、そして本明細書をとおして、用語「ヘテロ環式」は、約３〜約１０個の環原子、好ましくは約５〜約１０個の環原子の非芳香族の飽和された単環式もしくは多環式の環構造を意味し、その中で環構造中の１つもしくは２つ以上の原子は、炭素以外の元素、例えば窒素、酸素または硫黄である。好ましいヘテロ環は、約５〜約６個の環原子を含んでいる。ヘテロ環の前の接頭辞アザ、オクサまたはチアは、少なくとも１つの窒素、酸素または硫黄原子が、それぞれ環原子として存在することを意味している。ヘテロ環式基は、随意選択的に置換されている。
【００４２】
表１ａには、式Ａ−Ｈを有する例示的なオルガノアミノ−ポリシロキサンが与えられており、Ｒ１およびＲ２は独立してＣ１〜Ｃ４アルキル基から選択される。
【表１ａ−１】
0006970213.tif 000006
【表１ａ−２】
0006970213.tif 000007
【表１ａ−３】
0006970213.tif 000008
【表１ａ−４】
0006970213.tif 000009
【表１ａ−５】
0006970213.tif 000010
【００４３】
表１ｂには、式Ａ〜Ｈを有する例示的なオルガノアミノ−ポリシロキサンが与えられており、ここでＲ１は水素であり、そしてＲ２はＣ１〜Ｃ４アルキル基から選択される。
【表１ｂ】
0006970213.tif 000011
【００４４】
式ＡまたはＣを有する化合物は、例えば、有機アミンとの、少なくとも１つのＳｉ−Ｈ基を有するポリシロキサンとの触媒性のデヒドロカップリングによって合成されることができる（例えば、式１〜２）。
【化５】
0006970213.tif 000012
【００４５】
同様に、式Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、ＧおよびＨもまた、好適なデヒドロカップリング触媒での式（１）または（２）と同様の方法で調製されることができる。
【００４６】
好ましくは、反応混合物中のポリシロキサンの有機アミンに対するモル比は、約１〜１．０、１〜１．５、１〜２、１〜３、１〜４、または１〜１０である。
【００４７】
本発明の方法において、式（１）または（２）で用いられる触媒は、ケイ素−窒素結合の形成を促進する触媒である。例示的な触媒としては、限定するものではないが、トリス（ペンタフルオロフェニル）ボラン、ＢＲ３（ここで、Ｒは、直鎖、分岐、もしくは環式のＣ１〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ５〜Ｃ１０アリール基、またはＣ１〜Ｃ１０アルコキシ基から選択される）、１，３−ジイソプロピル−４，５−ジメチルイミダゾール−２−イリデン、２，２’−ビピリジル、フェナンスロリン、Ｍｇ［Ｎ（ＳｉＭｅ３）２］２、［トリス（４，４−ジメチル−２−オキサゾリニル）フェニルボレート］ＭｇＭｅ、［トリス（４，４−ジメチル−２−オキサゾリニル）フェニルボレート］ＭｇＨ、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、塩化アルミニウム、Ｃａ［Ｎ（ＳｉＭｅ３）２］２、ジベンジルカルシウム、｛ＣＨ−［ＣＭｅＮＣ６Ｈ３−２，６−ｉＰｒ２］２｝ＣａＨ、トリルテニウムドデカカルボニル、｛ＣＨ−［ＣＭｅＮＣ６Ｈ３−２，６−ｉＰｒ２］２｝Ｃａ［Ｎ（ＳｉＭｅ３）２］、ビス（シクロペンタジエニル）ジアルキルチタン（ＩＶ），ビス（シクロペンタジエニル）チタン（ＩＶ）ジフルオリド、ビス（シクロペンタジエニル）チタン（ＩＶ）ジクロリド、ビス（シクロペンタジエニル）チタン（ＩＶ）ジヒドリド、ＴｉＭｅ２（ｄｍｐｅ）２［ｄｍｐｅ＝１，２−ビス（ジメチルホスフィノ）エタン］、（Ｃ５Ｈ５）２Ｔｉ（ＯＡｒ）２［Ａｒ＝（２，６−（ｉＰｒ）２Ｃ６Ｈ３）］、（Ｃ５Ｈ５）２Ｔｉ（ＳｉＨＲＲ’）ＰＭｅ３［ここで、Ｒ、Ｒ’は、それぞれ独立して、水素原子（Ｈ）、メチル基（Ｍｅ）、およびフェニル（Ｐｈ）基から選択される］、ビス（ベンゼン）クロム（０）、クロムヘキサカルボニル、デカカルボニル二マンガン、［Ｍｎ（ＣＯ）４Ｂｒ］２、ペンタカルボニル鉄、（Ｃ５Ｈ５）Ｆｅ（ＣＯ）２Ｍｅ、オクタカルボニル二コバルト、酢酸ニッケル（ＩＩ），塩化ニッケル（ＩＩ），［（ｄｉｐｐｅ）Ｎｉ（μ−Ｈ）］２［ｄｉｐｐｅ＝１，２−ビス（ジイソプロピルホスフィノ）エタン］、（Ｒ−インデニル）Ｎｉ（ＰＲ’３）Ｍｅ［ここで、Ｒは、１−ｉ−Ｐｒ，１−ＳｉＭｅ３，および１，３−（ＳｉＭｅ３）２から選択され、Ｒ’はメチル（Ｍｅ）基およびフェニル（Ｐｈ）基から選択される］、［｛Ｎｉ（η−ＣＨ２：ＣＨＳｉＭｅ２）２Ｏ｝２｛μ−（η−ＣＨ２：ＣＨＳｉＭｅ２）２Ｏ｝］、ニッケル（ＩＩ）アセチルアセトネート、Ｎｉ（シクロオクタジエン）、フッ化銅（ＩＩ），塩化銅（Ｉ），塩化銅（ＩＩ），臭化銅（Ｉ），臭化銅（ＩＩ），ヨウ化銅（Ｉ），酢酸銅（Ｉ）、Ｃｕ（ＰＰｈ３）３Ｃｌ、塩化亜鉛、［トリス（４，４−ジメチル−２−オキサゾリニル）フェニルボレート］ＺｎＨ、Ｓｒ［Ｎ（ＳｉＭｅ３）２］２、ビス（シクロペンタジエニル）ジアルキルジルコニウム（ＩＶ）、ビス（シクロペンタジエニル）ジルコニウム（ＩＶ）ジフルオリド、ビス（シクロペンタジエニル）ジルコニウム（ＩＶ）ジクロリド、ビス（シクロペンタジエニル）ジルコニウム（ＩＶ）ジヒドリド、［（Ｅｔ３Ｐ）Ｒｕ（２，６−ジメシチルチオフェノレート）］［Ｂ［３，５−（ＣＦ３）２Ｃ６Ｈ３］４］，（Ｃ５Ｍｅ５）Ｒｕ（Ｒ３Ｐ���ｘ（ＮＣＭｅ）３−ｘ］＋（ここで、Ｒは、直鎖、分岐もしくは環式のＣ１〜Ｃ１０アルキル基およびＣ５〜Ｃ１０アリール基から選択され、ｘ＝０、１、２、４）、トリス（トリフェニルホスフィン）ロジウム（Ｉ）カルボニルヒドリド、ジ−μ−クロロ−テトラカルボニルジロジウム（Ｉ）、トリス（トリフェニルホスフィン）ロジウム（Ｉ）クロリド（ウィルキンソン触媒）、ヘキサロジウムヘキサデカカルボニル、トリス（トリフェニルホスフィン）ロジウム（Ｉ）カルボニルヒドリド、ビス（トリフェニルホスフィン）ロジウム（Ｉ）カルボニルクロリド、［ＲｈＣｌ（シクロオクタジエン）］２、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、酢酸パラジウム（ＩＩ）、塩化パラジウム（ＩＩ），ヨウ化パラジウム（ＩＩ），炭酸セシウム、（Ｃ５Ｈ５）２ＳｍＨ、（Ｃ５Ｍｅ５）２ＳｍＨ、（ＮＨＣ）Ｙｂ（Ｎ（ＳｉＭｅ３）２）２［ＮＨＣ＝１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）イミダゾール−２−イリデン］］、タングステンヘキサカルボニル、ジレニウムデカカルボニル、トリオスミウムドデカカルボニル、テトライリジウムドデカカルボニル、（アセチルアセトネート）ジカルボニルイリジウム（Ｉ）、（ＰＯＣＯＰ）ＩｒＨＣｌ［（ＰＯＣＯＰ）＝２，６−（Ｒ２ＰＯ）２Ｃ６Ｈ３，（Ｒは、イソプロピル（ｉＰｒ）、ノルマルブチル（ｎＢｕ）、およびメチル（Ｍｅ）から選択される）］、Ｉｒ（Ｍｅ）２（Ｃ５Ｍｅ５）Ｌ［ここで、ＬはＰＭｅ３およびＰＰｈ３から選択される］、［Ｉｒ（シクロオクタジエン）ＯＭｅ］２、白金（０）−１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン（Karstedt触媒）、Ｈ２ＰｔＣｌ６・ｎＨ２Ｏ（クロロ白金酸）、ビス（トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン）白金（０）、ＰｔＯ２、およびＰｔ（シクロオクタジエン）２が挙げられる。
【００４８】
また、触媒は、支持体に固定されて存在することができる。この支持体は大きな表面積を有する固体である。典型的な支持体材料としては、限定するものではないが、アルミナ、ＭｇＯ、ゼオライト、炭素、モノリスコージライト、珪藻土、シリカゲル、シリカ／アルミナ、ＺｒＯおよびＴｉＯ２が挙げられる。好ましい支持体は、炭素（例えば、炭素担持白金、炭素担持パラジウム、炭素担持ロジウム、炭素担持ルテニウム）、アルミナ、シリカおよびＭｇＯである。触媒の金属含有量は、約０．０１質量％〜約５０質量％の範囲である。好ましい範囲は、約０．５質量％〜約２０質量％である。より好ましい範囲は、約０．５質量％〜約１０質量％である。活性化を必要とする触媒は、多くの知られている方法によって活性化されることができる。真空下で触媒を加熱することは、好ましい方法である。
【００４９】
触媒は、反応容器への添加の前に、または反応物を加える前に反応容器中で、活性化されることができる。触媒は、促進剤を含むことができる。促進剤は、それ自体は触媒でなく、しかしながら少量が活性な触媒と混合されたときに、それらの効率（活性および／または選択性）を向上させる物質である。促進剤は、通常は金属、例えば、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｍｏ、Ｌｉ、Ｒｅ、Ｇａ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、ＣｕおよびＡｕおよび／またはそれらの酸化物である。それらは、別々に反応容器へ加えることができ、あるいはそれらは触媒それ自体の部分であることができる。例えば、Ｒｕ／Ｍｎ／Ｃ（マンガンによって促進された炭素担持ルテニウム）またはＰｔ／ＣｅＯ２／Ｉｒ／ＳｉＯ２（セリアおよびイリジウムによって促進されたシリカ担持白金）。幾つかの促進剤は、それら自体が触媒として作用することができるが、しかしながら主触媒との組み合わせでのそれらの使用は、主触媒の活性を向上させることができる。触媒は、他の触媒の促進剤として作用することができる。この文脈では、この触媒は、バイメタルの（もしくは多金属の）触媒と称することができる。例えば、Ｒｕ／Ｒｈ／Ｃは、炭素担持のルテニウムおよびロジウムバイメタル触媒、またはロジウムによって促進された炭素担持ルテニウムのいずれかと称することができる。活性触媒は、特定の化学反応において触媒として作用する材料である。
【００５０】
反応混合物中の触媒のポリシロキサンに対するモル比は、０．１〜１、０．０５〜１、０．０１〜１、０．００５〜１、０．００１〜１、０．０００５〜１、０．０００１〜１、０．００００５〜１、または０．００００１〜１の範囲である。１つの特定の態様では、０．０５〜０．０７当量の触媒が、ポリシロキサンの当量当たりに用いられる。他の特定の態様では、０．００００８当量の触媒が、ポリシロキサンの当量当たりに用いられる。
【００５１】
特定の態様では、ポリシロキサン、オルガノアミンおよび触媒を含む反応混合物は、更に無水の溶媒を含んでいる。例示的な溶媒としては、限定するものではないが、直鎖−、分岐−、環式−またはポリ−エーテル（例えば、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジエチルエーテル、ダイグライム、および／またはテトラグライム）、直鎖−、分岐−、もしくは環式−アルカン、アルケン、芳香族および含ハロゲン炭素化合物（例えば、ペンタン、ヘキサン、トルエンおよびジクロロメタン）を挙げることができる。１種もしくは２種以上の溶媒の選択は、加えられるのであれば、反応混合物内に含まれる試薬とのその相溶性、触媒の溶解性、および／または中間生成品の分離プロセスおよび／または選択される最終生成品によって影響を与えられる可能性がある。他の態様では、反応混合物は溶媒を含まない。
【００５２】
ここに記載された方法では、ポリシロキサンとオルガノアミンとの間の反応は、約０℃〜約１００℃の範囲の１つもしくは２つ以上の温度で起こる。反応の例示的な温度は、以下の端点、０、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、または１００℃のいずれかの１つもしくは２つ以上を有する範囲が挙げられる。この反応のための好適な温度は、試薬および随意選択的な溶媒の物理的性質によって決めることができる。具体的な反応器温度の範囲の例としては、限定するものではないが、０℃〜８０℃、または０℃〜３０℃が挙げられる。
【００５３】
ここに記載された方法の特定の態様では、この反応の圧力は、約１〜約１１５ｐｓｉａまたは約１５〜約４５ｐｓｉａの範囲であることができる。ポリシロキサンが周囲条件下で液体である幾つかの態様では、この反応は、大気圧で行われる。ポリシロキサンが周囲条件下で気体である幾つかの態様では、この反応は約１５ｐｓｉａ超で行われる。
【００５４】
特定の態様では、１種もしくは２種以上の試薬が、液体または蒸気としての反応混合物に加えられることができる。１種もしくは２種以上の試薬が蒸気として加えられる特定の態様では、非反応性のガス、例えば窒素または不活性ガスを、反応混合物へ蒸気を送達するためのキャリアガスとして用いることができる。１種もしくは２種以上の試薬が液体として加えられる１つの態様では、試薬は、単体で加えるか、またはあるいは溶媒で希釈されて加えることができる。試薬は、反応混合物へと、生成品、または原液体を含む未精製混合物に、所望の転換率が得られるまで、供給される。特定の態様では、反応は、試薬を補充し、そして反応生成物および原液体を反応器から除去することによって、連続法で実施されることができる。
【００５５】
式Ａ−Ｈの化合物、触媒、および潜在的に残留するオルガノアミン、溶媒、または望まれない生成物を含む未精製混合物は、分離プロセスを必要とする可能性がある。好適な分離プロセスの例としては、限定するものではないが、蒸留、蒸発、膜分離、ろ過、蒸気相移動、抽出、逆カラム（inverted column）を用いた分別蒸留、およびそれらの組合わせが挙げられる。
【００５６】
式ＡもしくはＣを有する化合物を、式（３）または（４）を用いて合成することができる。
【化６】
0006970213.tif 000013
【００５７】
同様に、式Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、ＧおよびＨもまた、式（３）または（４）と同様の方法で調製されることができる。
【００５８】
また、式Ａ〜Ｈを有する化合物を、Ｓｉ−Ｃｌ結合をアルカリ金属アミド試薬と反応させることによって、オルガノアミノ基をクロロポリシロキサンに結合させることによって合成することができる。
【００５９】
更に、式Ａ〜Ｈを有する化合物はまた、Ｓｉ−Ｈ結合をイミンと、好適なヒドロシリル化触媒の存在で反応させることによって、オルガノアミノ基をヒドリドポリシロキサンに結合させることによって合成することができる。
【００６０】
更に、式Ａ〜Ｈを有する化合物はまた、Ｓｉ−Ｐｈ結合を強酸、例えばＨＣｌもしくはトリフル酸と反応させ、次いで適切なオルガノアミンの付加によって、ポリシロキサンに結合されたフェニル基を、オルガノアミノ基で置き換えることによって合成することができる。
【００６１】
従って、本開示は、式Ａ〜Ｈ、
【化７】
0006970213.tif 000014
式中、Ｒ１は、直鎖のＣ１〜Ｃ１０アルキル基、分岐のＣ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環状アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基から選択され、Ｒ２は、水素、Ｃ１〜Ｃ１０直鎖アルキル基、分岐Ｃ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環式アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基からなる群から選択され、式Ａ〜Ｈ中のＲ１およびＲ２は、環構造を形成するように結合されているか、または環構造を形成するように結合されていないかの、いずれかである、
によって表される構造を有するオルガノアミノ−ポリシロキサン化合物を調製する方法を提供し、この方法は、ａ）反応物Ｒ１Ｒ２ＮＨおよび少なくとも１つのＳｉ−Ｈ基を有するポリシロキサンを、触媒の存在の下で接触させ、それによって反応混合物を形成させ、ここでＲ１およびＲ２は上記で規定したとおりである、工程、ｂ）随意選択的にこの反応混合物に溶媒を加える工程、ｃ）この反応混合物を約０℃〜約３００℃の範囲の温度で維持する工程、ならびにｄ）反応を進行させて、この反応混合物からオルガノアミノ−ポリシロキサン化合物の形成を進行させる工程、の工程を含んでいる。
【００６２】
本発明による式Ａ〜Ｈを有するオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体および本発明による式Ａ〜Ｈを有するオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体を含む組成物は、好ましくはハライドイオンンを実質的に含まない。ここで用いられる用語「実質的に含まない」は、それがハライドイオン（またはハロゲン化物）、例えばクロリドおよびフロリド、ブロミドおよびヨージドに関する場合には、ＩＣＰ−ＭＳによって測定された５ｐｐｍ（質量基準）未満、好ましくはＩＣＰ−ＭＳによって測定された３ｐｐｍ未満、そしてより好ましくはＩＣＰ−ＭＳによって測定された１ｐｐｍ未満、そして最も好ましくはＩＣＰ−ＭＳによって測定された０ｐｐｍを意味している。クロリドは、式Ａ〜Ｈを有するオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体化合物の分解触媒として作用することが知られている。最終的な生成物中のクロリドの有意な水準は、オルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体化合物が分解することを引き起こす可能性がある。オルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体化合物の漸次の分解は、膜の堆積プロセスに直接に影響を与え、半導体製造者が膜の仕様に適合させることを困難にさせる。更に、貯蔵寿命または安定性は、オルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体化合物のより高い分解速度によって悪影響を受け、それによって１〜２年の貯蔵寿命を保証することを困難にさせる。従って、オルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体化合物の促進された分解は、それらの可燃性および／または自然発火性の気体の副生成物の形成に関する安全性および性能の懸念を生じさせる。式Ａ〜Ｈを有するオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体化合物は、好ましくはＩＣＰ−ＭＳもしくは金属を測定するための他の分析方法によって測定して、金属イオンまたは金属、例えばＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｋ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒを実質的に含まない。ここで用いられる用語「実質的に含まない」は、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｋ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒに関しては、ＩＣＰ−ＭＳによって測定して、５ｐｐｍ（質量基準）未満、好ましくは３ｐｐｍ未満、そしてより好ましくは１ｐｐｍ未満、そして最も好ましくは０．１ｐｐｍを意味している。幾つかの態様では、式Ａ〜Ｈを有するオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体化合物は、金属、例えばＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｋ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒを含まない。ここで用いられる用語金属イオンまたは金属不純物を「含まない」は、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｋ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、貴金属、例えば合成で用いられたルテニウムまたはプラチナ触媒からの揮発性ＲｕもしくはＰｔ錯体に関しては、ＩＣＰ−ＭＳ、または金属測定のための他の分析方法によって測定された１ｐｐｍ未満、好ましくは０．１ｐｐｍ（質量基準）未満を意味する。
【００６３】
式Ａ〜Ｈを有する少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体が溶媒を含む組成物中で用いられるそれらの態様では、選択された溶媒もしくはそれらの混合物は、オルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体と反応しない。本組成物中の質量パーセントによる溶媒の量は、物理的性質、例えば結果として得られる組成物の直接の液体注入のための粘度、を調整するために、０，５質量％〜９９．５質量％または１０質量％〜７５質量％の範囲である。この態様または他の態様では、溶媒は、式Ａ〜Ｈのオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体と同様の沸点（ｂ．ｐ．）を有するか、または溶媒のｂ．ｐ．と、式Ａ〜Ｈのオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体のｂ．ｐ．の間の差異は、４０℃以下、３０℃以下、または２０℃以下、または１０℃である。あるいは、沸点の間の差異は、以下の端点０、１０、２０、３０または４０℃のいずれかの１つもしくは２つ以上の範囲である。ｂ．ｐ．の差の好適な範囲の例としては、限定するものではないが、０〜４０℃、２０℃〜３０℃、１０℃〜３０℃が挙げられる。本組成物中の好適な溶媒の例としては、限定するものではないが、エーテル（例えば、１，４−ジオキサン、ジブチルエーテル）、ターシャリアミン（例えば、ピリジン、１−メチルピペリジン、１−エチルピペリジン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン）、ニトリル（例えば、ベンゾニトリル）、アルキル炭化水素（例えば、オクタン、ノナン、ドデカン、エチルシクロヘキサン）、シロキサン（例えば、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン）、芳香族炭化水素（例えば、トルエン、メシチレン）、ターシャリアミノエーテル（例えば、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル）、またはそれらの混合物が挙げられる。
【００６４】
本発明の他の態様は、以下の特徴、少なくとも約２．１ｇ／ｃｃの密度、１：１００のＨＦの水に対する希ＨＦ（０．５質量％ｄＨＦ）酸の溶液で測定された約２．５Å／秒未満の湿式エッチング速度、６ＭＶ／ｃｍまでの約１×１０−８Ａ／ｃｍ２未満の漏電、および二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）によって測定された約５×１０２０ａｔ／ｃｃ未満の水素不純物、の少なくとも１つを含む酸化ケイ素膜に関する。
【００６５】
他の態様では、ケイ素および酸化物を含む膜を基材上に堆積させるための方法が提供され、この方法は、ａ）反応器中に基材を準備する工程、ｂ）この反応器中に、式Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、ＧおよびＨからなる群から選択される少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサン化合物を含む組成物を導入する工程、
【化８】
0006970213.tif 000015
式中、Ｒ１は、直鎖のＣ１〜Ｃ１０アルキル基、分岐のＣ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環状アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基から選択され、Ｒ２は、水素、Ｃ１〜Ｃ１０直鎖アルキル基、分岐Ｃ３〜Ｃ１０アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０環式アルキル基、Ｃ３〜Ｃ１０ヘテロ環式基、Ｃ３〜Ｃ１０アルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１０アルキニル基、およびＣ４〜Ｃ１０アリール基からなる群から選択され、式Ａ〜Ｈ中のＲ１およびＲ２は、環構造を形成するように結合されているか、または環構造を形成するように結合されていないかの、いずれかである、ｃ）この反応器をパージガスでパージする工程、ｄ）酸素含有源および窒素含有源の少なくとも１種をこの反応器中に導入する工程、ならびにｅ）この反応器をパージガスでパージする工程、を含み、ここで工程ｂ〜ｅは、所望の厚さの膜が堆積されるまで繰り返され、そしてこの方法は、約２５℃〜６００℃の範囲の１つもしくは２つ以上の温度で行われる。
【００６６】
ここで開示された方法は、以下の特徴、少なくとも約２．１ｇ／ｃｃの密度、１：１００のＨＦの水に対する希ＨＦ（０．５質量％ｄＨＦ）酸の溶液で測定された約２．５Å／秒未満の湿式エッチング速度、６ＭＶ／ｃｍまでの約１×１０−８Ａ／ｃｍ２未満の漏電、および二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）によって測定された約５×１０２０ａｔ／ｃｃ未満の水素不純物、の少なくとも１つを含む酸化ケイ素膜を形成する。
【００６７】
ここに記載された方法および組成物の特定の態様では、ケイ素含有誘電体材料の層は、例えば、基材の少なくとも一部に、反応チャンバを用いた化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスによって堆積される。好適な基材としては、限定するものではないが、半導体材料、例えばガリウムヒ素（「ＧａＡｓ」）、ケイ素、およびケイ素を含む組成物、例えば結晶シリコン、ポリシリコン、アモルファスシリコン、エピタキシャルシリコン、二酸化ケイ素（「ＳｉＯ２」）、シリコンガラス、窒化ケイ素、溶融シリカ、ガラス、石英、ホウケイ酸ガラス、およびそれらの組合わせが挙げられる。他の好適な材料としては、クロム、モリブデン、ならびに半導体、集積回路、フラットパネルディスプレイ、およびフレキシブルディスプレイ用途に通常用いられる他の金属が挙げられる。基材は、付加的な層、例えばケイ素、ＳｉＯ２、有機ケイ酸塩ガラス（ＯＳＧ）、フッ素化ケイ酸塩ガラス（ＦＳＧ）、炭窒化ホウ素、炭化ケイ素、水素化炭化ケイ素、窒化ケイ素、水素化窒化ケイ素、炭窒化ケイ素、水素化炭窒化ケイ素、窒化ホウ素、有機−無機複合材料、フォトレジスト、有機ポリマー、多孔質有機および無機材料および複合材、金属酸化物、例えば酸化アルミニウム、および酸化ゲルマニウム、を有することができる。また、なお更なる層は、ゲルマノケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、銅およびアルミニウム、ならびに拡散バリア材料、例えば、限定するものではないが、ＴｉＮ、Ｔｉ（Ｃ）Ｎ、ＴａＮ、Ｔａ（Ｃ）Ｎ、Ｔａ、Ｗ、またはＷＮであることができる。
【００６８】
ここに開示された堆積方法は、１種もしくは２種以上のパージガスを含むことができる。パージガスは、消費されなかった反応物および／または反応副生成物をパージするのに用いられ、前駆体と反応しない不活性ガスである。例示的なパージガスとしては、限定するものではないが、アルゴン（Ａｒ），窒素（Ｎ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン、水素（Ｈ２）、およびそれらの混合物が挙げられる。特定の態様では、パージガス、例えばＡｒは、反応器中に、約１０〜約２０００ｓｃｃｍの流量で、約０．１〜１０００秒間に亘って供給され、それによって反応器中に残っている可能性がある未反応の材料およびいずれかの副生成物をパージする。
【００６９】
パージガス、例えばアルゴンは、吸収されなかった過剰の錯体を、プロセスチャンバからパージする。十分なパージの後に、酸素源を、反応チャンバ中に導入して、吸収された表面と反応させて、次いで他のガスパージによって反応副生成物をチャンバからパージすることができる。このプロセスサイクルは、所望の膜厚を得るまで繰り返すことができる。幾つかの場合には、ポンプ排気（pumping）で、不活性ガスでのパージを置き換えることができ、または両方を未反応のケイ素前駆体を除去するのに用いることができる。
【００７０】
本明細書をとおして、用語「ＡＬＤまたはＡＬＤ様」は、限定するものではないが、以下のプロセス、ａ）ケイ素前駆体および反応性ガスを含むそれぞれの反応物が、逐次的に反応器、例えば単一ウエハＡＬＤ反応器、半バッチ式ＡＬＤ反応器、またはバッチ炉ＡＬＤ反応器中に導入される工程、ｂ）ケイ素前駆体および反応性ガスを含むそれぞれの反応物が、基材を反応器の異なる部分に動かすか、または回転させることによって、基材に曝露され、そしてそれぞれの部分が、不活性ガスのカーテンによって分離されている、すなわち、空間的ＡＬＤ反応器またはロールツーロールＡＬＤ反応器である、工程、を含むプロセスを表している。
【００７１】
本発明の方法は、ＡＬＤプロセスによって行われ、それはオゾンまたはプラズマを含む酸素含有源を用い、そのプラズマは、不活性ガス更に含むことができ、例えば以下の、不活性ガスを有するか、もしくは有さない酸素プラズマ、不活性ガスを有するか、もしくは有さない水蒸気プラズマ、不活性ガスを有するか、もしくは有さない酸化窒素（例えば、Ｎ２Ｏ、ＮＯ，ＮＯ２）プラズマ、不活性ガスを有するか、もしくは有さない炭素酸化物（例えば、ＣＯ２、ＣＯ）プラズマ、ならびにそれらの組み合わせの１種もしくは２種以上である。
【００７２】
酸素含有プラズマ源は、インサイチュで、あるいは遠隔で発生させることができる。１つの特定の態様では、酸素含有源は、酸素を含んでおり、そして流動し、または工程ｂ〜ｄの間に、他の試薬、例えば、限定するものではないが、少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシリコン前駆体および随意選択的に不活性ガスと共に導入される。
【００７３】
上記の１つもしくは２つ以上の態様では、酸素含有プラズマ源は、不活性ガスを有するか、もしくは有さない酸素プラズマ、不活性ガスを有するか、もしくは有さない水蒸気プラズマ、不活性ガスを有するか、もしくは有さない酸化窒素（Ｎ２Ｏ、ＮＯ，ＮＯ２）プラズマ、不活性ガスを有するか、もしくは有さない炭素酸化物（ＣＯ２、ＣＯ）プラズマ、ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される。特定の態様では、酸素含有プラズマ源は、不活性ガスを更に含んでいる。それらの態様では、不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、窒素、水素、またはそれらの組合わせからなる群から選択される。他の態様では、酸素含有プラズマ源は、不活性ガスを含まない。
【００７４】
特定の態様では、ここに記載された方法を用いて堆積された酸化ケイ素または炭素ドープ酸化ケイ素膜は、オゾン、水（Ｈ２Ｏ）（例えば、脱イオン水、純水、および／または蒸留水）、酸素（Ｏ２）、酸素プラズマ、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、一酸化炭素（ＣＯ），二酸化炭素（ＣＯ２）およびそれらの組合わせを含む酸素含有源の存在下で形成される。酸素含有源は、例えば、インサイチュまたは遠隔プラズマ発生器のいずれかを通過されて、酸素を含む酸素含有プラズマ源、例えば酸素プラズマ、例えば酸素プラズマ、酸素およびアルゴンを含むプラズマ、酸素およびヘリウムを含むプラズマ、オゾンプラズマ、水プラズマ、亜酸化窒素プラズマ、または二酸化炭素プラズマを提供する。特定の態様では、酸素含有プラズマ源は、酸素源ガスを含み、それは反応器中に、約１〜約２０００標準立法センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）、または約１〜約１０００ｓｃｃｍの範囲の流量で導入される。酸素含有プラズマ源は、約０．１〜約１００秒間の範囲の時間で導入されることができる。１つの特定の態様では、酸素含有プラズマ源は、１０℃以上の温度を有する水を含んでいる。膜が、ＰＥＡＬＤまたはプラズマ促進サイクリックＣＶＤプロセスによって堆積される態様では、前駆体パルスは、ＡＬＤ反応器の体積に応じて、０．０１秒間超（例えば、約０．０１〜約０．１秒間、約０．１〜約０．５秒間、約０．５〜約１０秒間、約０．５〜約２０秒間、約１〜約１００秒間）であるパルス継続時間を有することができ、そして酸素含有プラズマ源は、０．０１秒間未満（例えば、約０．００１〜約０．０１秒間）であるパルス継続時間を有することができる。
【００７５】
ここに開示された堆積方法は、１種もしくは２種以上のパージガスを含むことができる。消費されなかった反応物および／または反応副生成物をパージするのに用いられるパージガスは、前駆体と反応しない不活性ガスである。例示的なパージガスとしては、限定するものではないが、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン、水素（Ｈ２）、およびそれらの混合物が挙げられる。特定の態様では、パージガス、例えばＡｒは、反応器中に約１０〜約２０００ｓｃｃｍの範囲の流量で、約０．１〜１０００秒間供給され、それによって反応器中に残る可能性がある未反応の材料およびいずれかの副生成物をパージする。
【００７６】
前駆体、酸素源、および／または他の前駆体、ソースガス、および／または試薬を供給するそれぞれの工程は、結果として得られる誘電体膜の化学量論的組成を変更するように、それらを供給するための時間を変更することによって行うことができる。
【００７７】
式Ａ〜Ｈのオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体、酸素含有源、またはそれらの組み合わせの少なくとも１種にエネルギーが加えられて、反応が誘発され、そして基材上に誘電体膜またはコーティングが形成される。そのようなエネルギーは、限定するものではないが、熱、プラズマ、パルスプラズマ、ヘリコンプラズマ、高密度プラズマ、誘導結合プラズマ、Ｘ線、ｅビーム、光量子、遠隔プラズマ法、およびそれらの組み合わせによって、与えることができる。特定の態様では、二次ＲＦ周波数源を、基材表面におけるプラズマ特性を変更するのに用いることができる。堆積がプラズマを含む態様では、プラズマ発生のプロセスは、反応器中でプラズマが直接に発生される直接プラズマ発生プロセスか、あるいは、反応器の外でプラズマが発生され、そして反応器中に供給される遠隔プラズマ発生プロセスを含むことができる。
【００７８】
少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体は、反応チャンバ、例えばプラズマ促進サイクリックＣＶＤまたはＰＥＡＬＤ反応器またはバッチ炉型の反応器へ、種々の方法で供給されることができる。１つの態様では、液体供給システムを用いることができる。他の態様では、組み合わされた液体供給およびフラッシュ蒸発プロセス装置を用いることができ、例えばMSP Corporation（Shoreview、ミネソタ州）によって製造されたターボ蒸発器を、低揮発性材料を体積的に供給することを可能にするように用いることができ、このことが、前駆体の熱分解なしに、再現性のある移送および堆積をもたらす。液体供給配合物では、ここに記載された前駆体は、単体の液体形態で供給されるか、あるいは、溶媒配合物で、またはそれを含む組成物で用いることができる。従って、特定の態様では、前駆体配合物は、基材上に膜を形成する与えられた最終的な用途に望ましい、そして有利であることができるような好適な特徴の溶媒成分を含むことができる。
【００７９】
上記のとおり、少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体の純度の水準は、信頼できる半導体製造のために容認可能であるのに十分に高い。特定の態様では、ここに記載された少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体は、以下の不純物、遊離のアミン、遊離のハロゲン化物、またはハロゲンイオン、および高分子量の種、の１種もしくは２種以上を２質量％未満、または１質量％未満、または０．５質量％未満しか含まない。ここで記載されたオルガノアミノ−ポリシロキサンのより高い純度の水準は、以下のプロセス、精製、吸着および／または蒸留の１つもしくは２つ以上によって得ることができる。
【００８０】
ここに記載された方法の１つの態様では、プラズマ促進サイクリック堆積法、例えばＰＥＡＬＤ様またはＰＥＡＬＤを用いることができ、そこでは堆積は、少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体および酸素プラズマ源を用いて行われる。ＰＥＡＬＤ様プロセスは、プラズマ促進サイクリックＣＶＤプロセスであるが、しかしながらなお高い共形性のケイ素および酸素含有膜を与えるプロセスとして規定される。
【００８１】
特定の態様では、前駆体容器から反応チャンバを接続するガスラインは、プロセスの必要性に応じて１つもしくは２つ以上の温度に加熱され、そして少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体の容器は、バブリングのために１つもしくは２つ以上の温度に維持される。他の態様では、少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサンを含む溶液は、直接の液体注入のために、１つもしくは２つ以上の温度に保持された蒸発器中に注入される。
【００８２】
アルゴンおよび／または他のガスの流れは、前駆体のパルス供給の間の、少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体の蒸気の、反応チャンバへの供給を援けるために、キャリアガスとして用いることができる。特定の態様では、反応チャンバのプロセス圧力は、約５０ｍＴｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒである。他の態様では、反応チャンバのプロセス圧力は、７６０Ｔｏｒｒ以下（例えば、約５０ｍＴｏｒｒ〜約１００Ｔｏｒｒ）であることができる。
【００８３】
典型的なＰＥＡＬＤまたはＰＥＡＬＤ様プロセス、例えばＰＥＣＣＶＤプロセスでは、基材、例えば酸化ケイ素基材は、反応チャンバ中の加熱台上で加熱され、それはオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体に最初に暴露されて、基材の表面上に、この錯体が化学的に吸着されることを可能にさせる。
【００８４】
パージガス、例えばアルゴンが、吸収されなかった過剰の錯体をプロセスチャンバからパージする。十分なパージの後に、酸素源が、反応チャンバ中に導入されることができ、吸収された表面と反応し、次いで他のガスパージによって、反応副生成物をチャンバから取り除く。このプロセスサイクルは所望の膜厚を得るように繰り返すことができる。幾つかの場合には、ポンプ排気（pumping）を、不活性ガスでのパージに置き換えることができ、またはその両方を、未反応のケイ素前駆体を除去するのに用いることができる。
【００８５】
この態様または他の態様では、ここに記載された方法の工程が、種々の順序で実施することができ、逐次的に実施することができ、同時に実施することができ（例えば、他の工程の少なくとも一部の間に）、そしてそれらのいずれかの組み合わせで、実施することができることが理解される。前駆体および酸素源ガスを供給するそれぞれの工程は、例えば、結果として得られる誘電体膜の化学量論的組成を変えるように、それらを供給するための時間の継続時間を変えることによって、実施することができる。また、前駆体または酸化剤工程の後のパージ時間は、０．１秒間未満に最小化することができ、それによって処理量は向上される。
【００８６】
他の態様では、酸化ケイ素を堆積するための、式Ａ〜Ｈによって表される構造を有する少なくともオルガノアミノ−ポリシロキサン、および／または溶媒を含む組成物を用いる容器（vessel）または容器（container）が、ここに記載される。
【００８７】
１つの特定の態様では、容器（vessel）または容器（container）（容器（vessel）または容器（container）は同義である）は、１種もしくは２種以上の前駆体の、堆積プロセス、例えばＡＬＤまたはＰＥＡＬＤプロセスのための反応器への供給を可能にさせる、適切なバルブおよび付属品を取り付けられた、少なくとも１つの圧力容器（好ましくは、ステンレス鋼製の）を含んでいる。この態様または他の態様では、式Ａ〜Ｈによって表される構造を有する少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサンを含む組成物は、ステンレス鋼で構成された圧力容器に供給され、そして前駆体の純度は、９８質量％以上、または９９．５質量％以上であり、これは、大半の半導体用途に好適であり、ならびに、不活性ガスはアルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン、およびそれらの組み合わせから選択される。
【００８８】
本発明の１つの態様では、ケイ素および酸素含有膜を基材の少なくとも１つの表面に堆積させる方法がここに記載され、この方法は、次の工程、
ａ．基材を反応器中に供給する工程、
ｂ．その反応器中に、上記で規定された式Ａ〜Ｈを有する少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体を導入する工程、
ｃ．その反応器をパージガスでパージする工程、
ｄ．プラズマを含む酸素含有源をその反応器中に導入する工程、ならびに、
ｅ．その反応器をパージガスでパージする工程、
を含んでいる。
この方法では、工程ｂ〜ｅは、基材上に所望の厚さの膜が堆積されるまで繰り返される。
【００８９】
１つの特定の態様では、ここに記載された方法は、基材上に高品質のケイ素および酸素含有膜を堆積させる。この方法は、以下の工程、
ａ．基材を反応器中に供給する工程、
ｂ．その反応器中に、ここで記載された式Ａ〜Ｈを有する少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体を導入する工程、
ｃ．反応器をパージガスでパージして、吸収されなかった前駆体の少なくとも一部を除去する工程、
ｄ．酸素含有プラズマ源をその反応器中に導入する工程、ならびに、
ｅ．反応器をパージガスでパージして、未反応の酸素源の少なくとも一部を除去する工程、
を含んでおり、工程ｂ〜ｅは、所望の厚さのケイ素含有膜が堆積されるまで、繰り返される。
【００９０】
他の特定の態様では、ここに記載された方法は、基材上に高品質のケイ素および酸素含有膜を、６００℃超の温度で堆積させる。この方法は、以下の工程、
ａ．基材を反応器中に供給する工程、
ｂ．その反応器中に、ここで記載された式ＡまたはＣを有する少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサンを導入する工程、
ｃ．反応器をパージガスでパージし、吸収されなかった前駆体の少なくとも一部を除去する工程、
ｄ．酸素含有プラズマ源をその反応器中に導入する工程、ならびに、
ｅ．反応器をパージガスでパージして、未反応の酸素源の少なくとも一部を除去する工程、
を含んでおり、工程ｂ〜ｅは、所望の厚さのケイ素含有膜が堆積されるまで繰り返される。式ＡおよびＣを有するオルガノアミノ−ポリシロキサンは、Ｓｉ−Ｈ基は、６００℃超の温度では分解する可能性があり、そして望ましくない化学気相堆積を引き起こす可能性がある処、それらが、いずれのＳｉ−Ｈ基も含んでいないので、この方法のために好ましいことが信じられる。しかしながら、特定の条件下では、例えば短い前駆体パルスまたは低い反応器圧力を用いること、あるいは基材を回転せることで、この方法はまた、式Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、ＧまたはＨを有するオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体を、６００℃超の温度で用いて、有意な望ましくない化学気相堆積なしに、行うことができる。
【００９１】
ここに開示された他の方法は、上記の式Ａ〜Ｈによって表される化学構造を有するオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体化合物、更には酸素源を用いて、炭素ドープ酸化ケイ素膜を形成させる。
【００９２】
他の例示的なプロセスは、以下のように記載され、
ａ．基材を反応器中に供給する工程、
ｂ．上記の式Ａ〜Ｈによって表される構造を有する少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサンから発生された蒸気を、加熱された基材上に化学的に吸収されるように、並行して流れる酸素源と接触させる、または接触させない工程、
ｃ．吸収されなかったいずれかの前駆体をパージする工程、
ｄ．酸素源を加熱された基材上に導入して、吸収された前駆体と反応させる工程、ならびに、
ｅ．未反応の酸素源をパージする工程、
工程ｂ〜ｅは、所望の厚さが得られるまで繰り返される。
【００９３】
他の特定の態様では、ここに記載された方法は、基材上に、高品質の酸窒化ケイ素膜を堆積させる。この方法は、以下の工程、
ａ．基材を反応器中に供給する工程、
ｂ．その反応器中に、ここに記載された式Ａ〜Ｈを有する少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサンを導入する工程、
ｃ．反応器をパージガスでパージして、吸収されなかった前駆体の少なくとも一部を除去する工程、
ｄ．窒素含有プラズマ源をその反応器中に導入する工程、ならびに、
ｅ．反応器をパージガスでパージして、未反応の窒素源の少なくとも一部を除去する工程、
を含み、工程ｂ〜ｅは、所望の厚さの酸窒化ケイ素含有膜が堆積されるまで繰り返される。
【００９４】
他の例示的なプロセスが、以下に記載され、
ａ．基材を反応器中に供給する工程、
ｂ．上記の式Ａ〜Ｈによって表される構造を有する少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサンから発生される蒸気を、加熱された基材上に前駆体が化学的に吸収されるように、並行して流れる窒素源と接触させる、または接触させない工程、
ｃ．いずれかの吸収されなかった前駆体をパージする工程、
ｄ．窒素源を加熱された基材上に導入して吸収された前駆体と反応させる工程、ならびに、
ｅ．未反応の窒素源をパージする工程、
工程ｂ〜ｅは、所望の厚さが得られるまで繰り返される。
【００９５】
更に１つの例示的なプロセスが、以下に記載され、
ａ．基材を反応器中に供給する工程、
ｂ．上記の式Ａ〜Ｈによって表される構造を有する少なくとも１種のオルガノアミノ−ポリシロキサンから発生される蒸気を、加熱された基材上に前駆体が化学的に吸収されるように、並行して流れる窒素源と接触させる、または接触させない工程、
ｃ．いずれかの吸収されなかった前駆体をパージする工程、
ｄ．窒素源を加熱された基材上に導入して、吸収された前駆体と反応させる工程、ならびに、
ｅ．未反応の窒素源をパージする工程、
ｆ．酸素源を加熱された基材上に導入して、吸収された前駆体と反応させる工程、ならびに、
ｇ．いずれかの未反応の酸素源をパージする工程、
工程ｂ〜ｇは、所望の厚さの酸窒化ケイ素含有膜が得られるまで繰り返される。他の態様では、工程ｆは、工程ｄのところで行うことができる、すなわち、酸素源は、窒素源の前に導入されて、酸窒化ケイ素含有膜を与えることができる。
【００９６】
種々の商業的なＡＬＤ反応器、例えば単一ウエハ、半バッチ式、バッチ炉またはロールツーロール反応器を、中実の酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭素ドープ酸窒化ケイ素、または炭素ドープ酸化ケイ素を堆積させるために用いることができる。
【００９７】
ここに記載された方法のプロセス温度は、以下の温度、０℃、２５℃、５０℃、７５℃、１００℃、１２５℃、１５０℃、１７５℃、２００℃、２２５℃、２５０℃、２７５℃、３００℃、３２５℃、３５０℃、３７５℃、４００℃、４２５℃、４５０℃、５００℃、５２５℃、５５０℃、６００℃、６５０℃、７００℃、７５０℃、７６０℃、および８００℃の１つもしくは２つ以上を端点として用いる。例示的な低温の範囲としては、限定するものではないが、以下のもの、約０℃〜約３００℃、または約２５℃〜約３００℃、または約５０℃〜約２９０℃、または約２５℃〜約２５０℃、または約２５℃〜約２００℃が挙げられる。例示的な高温の範囲としては、限定するものではないが、以下の、約６００℃〜約８００℃、約７００℃〜８００℃が挙げられる。
【００９８】
他の態様では、流動性化学気相堆積（ＦＣＶＤ）によってケイ素および酸素含有膜を堆積するための方法が提供され、この方法は、
表面フィーチャ含む基材を反応器中に配置する工程、この基材は、約−２０℃〜約４００℃の範囲の１つもしくは２つ以上の温度に維持され、そして反応器の圧力は１００Ｔｏｒｒ以下に維持される、
式Ａ〜Ｈからなる群から選択される少なくとも１種の化合物を導入する工程、
その反応器中に酸素源を供給して、少なくとも１種の化合物と反応させて、膜を形成させ、そして表面フィーチャの少なくとも一部を被覆する工程、
この膜を、約１００℃〜１０００℃の１つもしくは２つ以上の温度でアニールして、表面フィーチャの少なくとも一部を被覆する工程、ならびに、
この基材を、約２０℃〜約１０００℃の範囲の１つもしくは２つ以上の温度で、酸素源で処理して、表面フィーチャの少なくとも一部にケイ素含有膜を形成する工程、
を含んでいる。
【００９９】
他の態様では、流動性化学気相堆積（ＦＣＶＤ）によるケイ素、酸素および窒素含有膜の堆積のための方法が提供され、この方法は、
表面フィーチャを含む基材を、反応器中に配置すること、この基材は、約−２０℃〜約４００の範囲の１つもしくは２つ以上の温度に維持され、そしてその反応器の圧力は１００Ｔｏｒｒ以下に維持される、
式Ａ〜Ｈからなる群から選択される少なくとも１種の化合物を導入する工程、
窒素源をその反応器中に供給して、少なくとも１種化合物と反応させて膜を形成させ、そして基材フィーチャの少なくとも一部を被覆する工程、
この膜を、約１００℃〜１０００℃の１つもしくは２つ以上の温度でアニールして、基材フィーチャの少なくとも一部を被覆する工程、ならびに、
この基材を、酸素源で、約２０℃〜約１０００℃の範囲の１つもしくは２つ以上の温度で処理して、表面フィーチャの少なくとも一部の上にケイ素含有膜を形成させる工程、
を含んでいる。
【０１００】
特定の態様では、酸素源は、水蒸気、水プラズマ、オゾン、酸素、酸素プラズマ、酸素／ヘリウムプラズマ、酸素／アルゴンプラズマ、酸化窒素プラズマ、二酸化炭素プラズマ、過酸化水素、有機過酸化物、およびそれらの混合物からなる群から選択される。他の態様では、窒素源は、例えば、アンモニア、ヒドラジン、モノアルキルヒドラジン、ジアルキルヒドラジン、窒素、窒素／水素、窒素／アルゴンプラズマ、窒素／ヘリウムプラズマ、アンモニアプラズマ、窒素プラズマ、窒素／水素プラズマ、有機アミン、例えばtert−ブチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、イソプロピルアミン、ジエチルアミンプラズマ、ジメチルアミンプラズマ、トリメチルプラズマ、トリメチルアミンプラズマ、エチレンジアミンンプラズマ、およびアルコキシアミン、例えばエタノールアミンプラズマ、およびそれらの混合物からなる群から選択される。更に他の態様では、窒素含有源は、アンモニアプラズマ、窒素およびアルゴンを含むプラズマ、窒素およびヘリウムを含むプラズマ、または水素および窒素源ガスを含むプラズマを含んでいる。この態様または他の態様では、この方法の工程は、表面フィーチャが、ケイ素含有膜で充填されるまで繰り返される。流動性化学気相堆積プロセスにおいて水蒸気が酸素源として用いられる態様では、基材温度は、約−２０℃〜約４０℃、または約−１０℃〜約２５℃の範囲である。
【０１０１】
ここに記載された方法のなお更なる態様では、ＡＬＤ、ＡＬＤ用、ＰＥＡＬＤ、ＰＥＡＬＤ様、またはＦＣＶＤから堆積された膜または堆積されたままの膜は、処理工程に付される（堆積後）。この処理工程は、堆積工程の少なくとも一部の間に、堆積工程の後に、そしてそれらの組み合わせで行うことができる。例示的な処理工程としては、限定するものではないが、膜の１つもしくは２つ以上の性質に影響を与える、高温の熱アニールによる処理、プラズマ処理、紫外（ＵＶ）線処理、電子ビーム処理、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
【０１０２】
ここに記載された式Ａ〜Ｈを有するオルガノアミノ−ポリシロキサンで堆積された膜は、同じ条件下で、以前に開示されたケイ素前駆体で堆積された膜と比較した場合に、向上した性質、例えば、限定するものではないが、処理工程の前の膜の湿式エッチング速度よりも低い湿式エッチング速度、または処理工程の前の密度よりも高い密度、を有している。１つの特定の態様では、堆積プロセスの間に、堆積されたままの膜が、断続的に処理される。それらの断続的、または堆積中の処理は、例えばそれぞれのＡＬＤサイクルの後に、ＡＬＤサイクルの特定の回数毎の後に、例えば、限定するものではないが、一（１）ＡＬＤサイクル、二（２）ＡＬＤサイクル、五（５）ＡＬＤサイクル、または十（１０）もしくはそれ以上のＡＬＤサイクル毎の後に、行うことができる。
【０１０３】
式Ａ〜Ｈの前駆体は、１．５Å／サイクル以上の成長速度を示す。
【０１０４】
膜が高温のアニール工程で処理される１つの態様では、アニール温度は、少なくとも１００℃以上または堆積温度よりも高い。この態様または他の態様では、アニール温度は、約４００℃〜約１０００℃の範囲である。この態様または他の態様では、アニール処理は、真空中（７６０Ｔｏｒｒ未満）、不活性環境、または酸素含有環境（例えば、Ｈ２Ｏ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２もしくはＯ２）で行われることができる。
【０１０５】
膜がＵＶ処理で処理される１つの態様では、膜は、広帯域のＵＶ，あるいは、約１５０ナノメートル（ｎｍ）〜約４００ｎｍの範囲の波長を有するＵＶ源に暴露される。１つの特定の態様では、堆積されたままの膜が、所望の膜厚に到達した後に、ＵＶに、堆積チャンバとは異なるチャンバ中で暴露される。
【０１０６】
膜がプラズマで処理される１つの態様では、不動態層、例えばＳｉＯ２または炭素ドープＳｉＯ２が、塩素および窒素の汚染物質が、次のプラズマ処理中に膜中に侵入するのを防止するように、堆積される。この不動態層は、原子層堆積またはサイクリック化学気相堆積を用いて堆積されることができる。
【０１０７】
膜がプラズマで処理される１つの態様では、プラズマ源は、水素プラズマ、水素およびヘリウムを含むプラズマ、水素およびアルゴンを含むプラズマからなる群から選択される。水素プラズマは、膜の誘電係数を低下させ、そして次のプラズマ灰化プロセスへの損傷抵抗を高め、一方で、全体の中の炭素含有率をなお、ほとんど変化しないままに保持する。
【０１０８】
特定の理論によって拘束されることは意図しないが、上記の式Ａ〜Ｈによって表される化学構造を有するオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体化合物は、オルガノアミノ基をヒドロキシルと反応させて、多数のＳｉ−Ｏ−Ｓｉ部分を与えることによって基材表面上に固定されることができ、そのようにして、慣用の前駆体、例えば１つのケイ素原子のみを有するビス（tert−ブチルアミノ）シランまたはビス（ジエチルアミノ）シランと比較して、酸化ケイ素もしくは炭素ドープ酸化ケイ素の成長速度を高めることが信じられる。
【０１０９】
特定の態様では、上記の式Ａ〜Ｈを有するオルガノアミノ−ポリシロキサンはまた、金属含有膜、例えば、限定するものではないが、金属酸化物膜または金属酸窒化物膜のドーパントとして用いられることができる。それらの態様では、金属含有膜は、ＡＬＤまたはＣＶＤプロセス、例えばここで記載したそれらのプロセス、を用いて金属アルコキシド、金属アミド、または揮発性有機金属前駆体を用いて堆積される。ここに開示された方法で用いることができる好適な金属アルコキシド前駆体の例としては、限定するものではないが、第３〜６族の金属アルコキシド、アルコキシおよびアルキルで置換されたシクロペンタジエニル配位子の両方を有する第３〜６族の金属錯体、アルコキシおよびアルキルで置換されたピロリル配位子の両方を有する第３〜６族の金属錯体、アルコキシおよびジケトネート配位子の両方を有する第３〜６族の金属錯体、アルコキシおよびケトエステル配位子の両方を有する第３〜６族の金属錯体が挙げられる。
【０１１０】
ここに開示された方法で用いることができる好適な金属アミド前駆体の例としては、限定するものではないが、テトラキス（ジメチルアミノ）ジルコニウム（ＴＤＭＡＺ）、テトラキス（ジエチルアミノ）ジルコニウム（ＴＤＥＡＺ）、テトラキス（エチルメチルアミノ）ジルコニウム（ＴＥＭＡＺ）、テトラキス（ジメチルアミノ）ハフニウム（ＴＤＭＡＨ）、テトラキス（ジエチルアミノ）ハフニウム（ＴＤＥＡＨ）、およびテトラキス（エチルメチルアミノ）ハフニウム（ＴＥＭＡＨ）、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン（ＴＤＭＡＴ）、テトラキス（ジエチルアミノ）チタン（ＴＤＥＡＴ）、テトラキス（エチルメチルアミノ）チタン（ＴＥＭＡＴ）、tert−ブチルイミノトリ（ジエチルアミノ）タンタル（ＴＢＴＤＥＴ）、tert−ブチルイミノトリ（ジメチルアミノ）タンタル（ＴＢＴＤＭＴ）、tert−ブチルイミノトリ（エチルメチルアミノ）タンタル（ＴＢＴＥＭＴ）、エチルイミノトリ（ジエチルアミノ）タンタル（ＥＩＴＤＥＴ）、エチルイミノトリ（ジメチルアミノ）タンタル（ＥＩＴＤＭＴ）、エチルイミノトリ（エチルメチルアミノ）タンタル（ＥＩＴＥＭＴ）、tert−アミルイミノトリ（ジメチルアミノ）タンタル（ＴＡＩＭＡＴ）、tert−アミルイミノトリ（ジエチルアミノ）タンタル、ペンタキス（ジメチルアミノ）タンタル、tert−アミルイミノトリ（エチルメチルアミノ）タンタル、ビス（tert−ブチルイミノ）ビス（ジメチルアミノ）タングステン（ＢＴＢＭＷ）、ビス（tert−ブチルイミノ）ビス（ジエチルアミノ）タングステン、ビス（tert−ブチルイミノ）ビス（エチルメチルアミノ）タングステン、およびそれらの組み合わせが挙げられる。ここに開示された方法で用いることができる好適な有機金属前駆体の例としては、限定するものではないが、第３族金属シクロペンタジエニルまたはアルキルシクロペンタジエニルが挙げられる。ここでの第３〜６族の金属の例としては、限定するものではないが、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、およびＷが挙げられる。
【０１１１】
特定の態様では、ここに記載されたケイ素含有膜は、６以下、５以下、４以下、および３以下の誘電率を有している。それらの態様または他の態様では、これらの膜は、約５以下、または約４以下、または約３．５以下の誘電率であることができる。しかしながら、他の誘電率（例えば、より高い、またはより低い）を有する膜を、その膜の所望の最終的な用途に応じて形成することができることが想定されている。ここに記載された式Ａ〜Ｈを有するオルガノアミノ-ポリシロキサン前駆体およびプロセスを用いて形成されるケイ素含有膜の例は、式ＳｉｘＯｙＣｚＮｖＨｗを有しており、ここで、例えば、ＸＰＳもしくは他の手段によって測定して、Ｓｉは、約１０原子質量％〜約４０原子質量％の範囲であり、Ｏは、約０原子質量％〜約６５原子質量％の範囲であり、Ｃは約０原子質量％〜約７５原子質量％、または約０原子質量％〜約５０原子質量％の範囲であり、Ｎは、約０原子質量％〜約７５原子質量％、または約０原子質量％〜約５０原子質量％の範囲であり、そしてＨは、約０原子質量％〜約５０原子質量％の範囲であり、ここでｘ＋ｙ＋ｚ＋ｖ＋ｗ＝１００原子質量％である。ここに記載された式Ａ〜Ｈのオルガノアミノ-ポリシロキサン前駆体およびプロセスを用いて形成されるケイ素含有膜の他の例は、炭酸窒化ケイ素であり、ここで炭素含有量は、ＸＰＳによって測定されて、１ａｔ．％〜８０ａｔ．％である。ここに記載された式Ａ〜Ｈを有するオルガノアミノ-ポリシロキサン前駆体およびプロセスを用いて形成されるケイ素含有膜の更なる他の例は、アモルファスシリコンであり、窒素および炭素含有量の両方の合計は、ＸＰＳによって測定されて、１０ａｔ．％未満、好ましくは５ａｔ．％未満、最も好ましくは１ａｔ．％未満である。
【０１１２】
上記のように、ここに記載された方法は、基材の少なくとも一部にケイ素含有膜を堆積するのに用いることができる。好適な基材の例としては、限定するものではないが、シリコン、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＯＳＧ、ＦＳＧ、炭化ケイ素、水素化酸炭化ケイ素、水素化酸窒化ケイ素、炭酸窒化ケイ素、水素化炭酸窒化ケイ素、反射防止コーティング、フォトレジスト、ゲルマニウム、ゲルマニウム含有、ホウ素含有、Ｇａ／Ａｓ、可撓性基材、有機ポリマー、多孔質有機および無機材料、金属、例えば銅およびアルミニウム、ならびに拡散バリア層、例えば、限定するものではないが、ＴｉＮ、Ｔｉ（Ｃ）Ｎ、ＴａＮ、Ｔａ（Ｃ）Ｎ、Ｔａ、ＷもしくはＷＮが挙げられる。これらの膜は、種々の後に続く処理工程、例えば、化学機械平坦化（ＣＭＰ）および異方性のエッチング処理に適合する。
【０１１３】
これらの堆積された膜は、用途を有しており、限定するものではないが、コンピュータチップ、光学装置、磁気情報記憶装置、支持材料もしくは基材上のコーティング、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）、ナノエレクトロメカニカルシステム、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ），ＩＧＺＯ、および液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が挙げられる。結果として得られる中実の酸化ケイ素または炭素ドープ酸化ケイ素の潜在的な用途としては、限定するものではないが、シャロートレンチアイソレーション、層間誘電体、不動態層、エッチング停止層、デュアルスペーサの部品およびのパターン化の犠牲層が挙げられる。
【０１１４】
ここに記載された方法は、高品質の酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭素ドープ酸窒化ケイ素、または炭素ドープ酸化ケイ素膜を提供する。用語「高品質」は、以下の特徴、約２．１ｇ／ｃｃ以上、２．２ｇ／ｃｃ以上、２．２５ｇ／ｃｃ以上の密度、１：１００のＨＦの水に対する希ＨＦ（０．５質量％のｄＨＦ）酸の溶液中で測定された、２．５Å／秒以下、２，０Å／秒以下、１．５Å／秒以下、１．０Å／秒以下、０．５Å／秒以下、０．１Å／秒以下、０．０５Å／秒以下、０．０１Å／秒以下の湿式エッチング速度、６ＭＶ／ｃｍまでの約１×１０−８Ａ／ｃｍ２以下の漏電、ＳＩＭＳによって測定された約５×１０２０ａｔ／ｃｃ以下の水素不純物、およびそれらの組み合わせの１つもしくは２つ以上を示す膜を意味する。エッチング速度については、熱的に成長した酸化ケイ素膜は、０．５質量のＨＦ中で０．５Å／秒のエッチング速度を有していた。
【０１１５】
特定の態様では、ここに記載された式Ａ〜Ｈを有する１種もしくは２種以上のオルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体は、中実である、および非多孔質である、または実質的に細孔がない、ケイ素および酸素含有膜を形成するのに用いることができる。
【０１１６】
以下の例は、本発明の特定の態様を説明するために提供されるものであり、そして添付の特許請求の範囲を限定するものではない。
【実施例】
【０１１７】
酸化ケイ素の熱原子層堆積が、試験室規模のＡＬＤ処理装置で行われた。ケイ素前駆体は、ベーパードロー（vapor draw）によってチャンへと供給された。全てのガス（例えば、パージガスおよび反応物ガスまたは前駆体および酸素源）は堆積区画に入る前に、１００℃に予熱された。ガスおよび前駆体の流量は、高速動作を有するＡＬＤダイヤフラムバルブで制御された。堆積に用いられた基材は、１２インチの長さのシリコン細片であった。基材温度を確認するために熱電対が、試料支持具に取付けられる。堆積は、酸素源のガスとしてオゾンを用いて行われた。標準の堆積プロセスおよびパラメータを表２に示した。工程２ａ〜２ｃは、複数の前駆体パルスが用いられた場合には、繰り返された。工程１〜６は、所望の厚さに到達するまで繰り返される。
【０１１８】
【表２】
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【０１１９】
プラズマ促進ＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）は、電極間に３．５ｍｍの固定した間隔を有する２７．１ＭＨｚの直流プラズマ能力を備えた商業的なラテラルフロー反応器（ＡＳＭによって製造された３００ｍｍＰＥＡＬＤ装置）で行われた。層流のチャンバ設計では、独立した圧力設定を有する外側チャンバおよび内側チャンバが用いられる。内側チャンバは、全ての反応物ガス（例えば、前駆体、アルゴン）が、マニホールド内で混合され、そしてプロセス反応器へと供給される堆積反応器であった。アルゴンガスは、外側チャンバ中の反応器圧力を維持するのに用いられた。前駆体は、ステンレス鋼製のバブラー中で室温に維持された液体であり、そしてＡｒキャリアガス（典型的には、２００ｓｃｃｍの流量に設定される）またはベーパードロー（vapor draw）でチャンバへと供給された。標準の堆積プロセスおよびパラメータが表３に示されている。
【０１２０】
【表３】
0006970213.tif 000017
【０１２１】
この検討で報告された全ての堆積は、８〜１２オーム・ｃｍの未変性の酸化物含有Ｓｉ基材上になされた。膜の厚さおよび屈折率は、FilmTek 2000SEエリプソメータを用いて、膜からの反射データを、事前設定された物理的モデル（例えば、Lorentz Oscillatorモデル）に適合させることによって測定された。サイクル当たりの成長速度は、結果として得られる酸化ケイ素膜の測定された厚さを、ＡＬＤ／ＰＥＡＬＤサイクルの合計の数で割り算することによって計算される。湿式エッチング速度（ＷＥＲ）の測定は、１：９９の希釈されたフッ化水素（ＨＦ）酸溶液を用いることによって行われた。熱酸化物ウエハが、実験のそれぞれの組について、エッチング溶液の活性を確認するために、標準として用いられた。試料は、全て１５秒間エッチングされて、バルクの膜のＷＥＲを収集するのを開始する前に、いずれかの表面層が除去された。典型的な熱酸化物ウエハの湿式エッチング速度は、この手順によって、１：９９ｄＨＦ水溶液で、０．５Å／秒であった。全ての密度測定はＸ線反射率（ＸＲＲ）法によって測定された。組成分析は、二次イオン質量分析法（Ｄ−ＳＩＭＳ）またはＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて行われた。
【０１２２】
例１．  ３−ジメチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−へプタメチルトリシロキサンの調製
ＴＨＦ（モレキュラーシーブで乾燥された）中の２．０Ｍのジメチルアミンの２．２６ｍＬ（４．５２ミリモル）の溶液を、３０ｍｇのＲｕ３（ＣＯ）１２に直接に加え、その結果、触媒の泡立ちが、それがゆっくりと溶解されるとともに観察された。この暗橙色の溶液を、次いで５ｍＬのヘキサン中の０．８４ｇ（３．７７ミリモル）のビス（トリメチルシロキシ）メチルシランの無色の溶液に、窒素雰囲気での保護の下に、滴下で加えた。結果として得られた暗橙色の溶液を、室温で一晩攪拌しながら、通気させた。ＧＣ−ＭＳで、ｍ／ｚ＝２６５（Ｍ＋），２５０（Ｍ−１５），２２１，２０７，１９１，１７６，１６２，１４７，１３３，１１９，１０３，７３にピークを有する所望のジメチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−へプタメチルトリシロキサン生成物の証拠が示された。
【０１２３】
例２．  ３−ジメチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−へプタメチルトリシロキサンの調製（予言的な）
３−クロロ−１，１，１，３，５，５，５−へプタメチルトリシロキサンを含む溶液が、ＴＨＦ中のジメチルアミン溶液で、トリエチルアミンの存在で処理されて、混合物を与え、これがしばらくの間攪拌される。結果として得られるアミンヒドロクロリドの固体が、ろ過によって取り出され、そしてジメチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−へプタメチルトリシロキサン生成物が真空蒸留によって精製される。
【０１２４】
例３．  ３−ジメチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサンの調製（予言的な）
３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサンを含む溶液が、ＴＨＦ中のジメチルアミン溶液で、触媒、例えばＲｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、もしくはＲｈまたはその錯体の存在の下で処理されて、混合物を与え、それがしばらくの時間攪拌される。結果として得られる３−ジメチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン生成物が真空蒸留によって精製される。
【０１２５】
例４．  ３−ジメチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサンの合成
機械的攪拌機、凝縮器、および添加ロートを備えた２Ｌの三つ首丸底フラスコに、９７．５ｇ（２９４．４７ミリモル）のトリス（トリメチルシロキシ）クロロシランを充填し、次いで８００ｍＬのヘキサンを加えた。この混合物を、０℃の内部温度まで冷却し、そして３６．０ｇ（３５５．７７ミリモル）のトリエチルアミンを、添加ロートにより滴下で加えた。次いで、添加ロートにＴＨＦ中のジメチルアミンの２．０Ｍ溶液２２０ｍＬ（４４０ミリモル）を充填し、そして反応の内部温度を０℃に維持しながら、滴下で加えた。添加の後に、反応は、冷浴から取り出され、そして攪拌しながら室温に到達させられた。１６時間後に、結果として得られて白色のスラリーは、中間の多孔性の３００ｍＬのろ過ロートでろ過された。約４５ｇの塩が収集された。ろ液は、回転式蒸発に付されて揮発分を除去された（１５０Ｔｏｒｒ，５０℃で）。未精製の生成物は、真空蒸留（６５℃、１Ｔｏｒｒ未満）で精製されて、７３．７ｇの３−ジメチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサンが得られた。ＤＳＣ分析で、２１９℃の沸点が示された。ＧＣ−ＭＳ分析で、以下のピークが示された：ｍ／ｚ＝３３９（Ｍ＋），３２４（Ｍ−１５），２７９，２６５，２５０，２３６，２０７，１９３，１７７，１６３，１４７，１３３，１１９，１０２，７３。
【０１２６】
例５．  ３−ジエチルアミノ−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサンの合成
磁気式攪拌機を備えた１００ｍＬの丸底フラスコ中で、１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサン（３．６ｇ、０．０１７モル）およびジエチルアミン（２．５ｇ、０．０３４モル）が混合され、そして攪拌された。３０ｍｇのＲｕ３（ＣＯ）１２固体触媒が加えられ、そして反応が、窒素の保護の下で、通気させながら、１６時間攪拌された。結果として得られた反応溶液は、ＧＣ−ＭＳによって分析され、そして、３−ジエチルアミノ−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサンを主な生成物として含むことが見出された。ＧＣ−ＭＳで、以下のピークが示された：ｍ／ｚ＝２７９（Ｍ＋），２６４（Ｍ−１５），２４８，２３４，２２０，２０７，１９３，１７６，１６３，１４７，１３３，１１９，１０３，８９，７３。
【０１２７】
例６．  １−ジメチルアミノ−３，３−ビス（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサンの合成
ＴＨＦ中の２．０Ｍのジメチルアミン（０．７５ｍＬ，０．００１５モル）、テトラキス（ジメチルシロキシ）シラン（１．００ｇ、０．００３０４モル）、およびＲｕ３（Ｃ）１２（０．０４ｇ、６．０×１０−５モル）を、２０ｍＬのシンチレーションバイアル中で混合し、そしてこの混合物を、窒素の保護の下で、室温にて１日間攪拌させた。結果として得られた反応溶液は、ＧＣ−ＭＳによって分析され、そして１−ジメチルアミノ−３，３−ビス（ジメチルシロキシ）−１，１，５，５−テトラメチルトリシロキサンを主な生成物として含むことが見出された。ＧＣ−ＭＳで、以下のピークが示された：ｍ／ｚ＝３７１（Ｍ＋），３５６（Ｍ−１５），３４１，３２７，３１１，２９６，２８１，２６７，２５３，２３９，２２３，２０７，１９３，１７９，１６２，１４８，１３３，１１９，１０２，８８，７３。
【０１２８】
比較例７ａ．  ジメチルアミノトリメチルシラン（ＤＭＡＴＭＳ）での酸化ケイ素膜の熱原子層堆積
酸化ケイ素膜の原子層堆積が、以下の前駆体ＤＭＡＴＭＳを用いて行われた。この堆積は、試験室規模のＡＬＤ処理装置で行われた。このケイ素前駆体は、ベーパードローによってチャンバへと供給された。堆積プロセスおよびパラメータは、表２に与えられている。工程１〜６が、所望の厚さに到達するまで繰り返される。５００℃での、ＤＭＡＴＭＳ前駆体の供給時間８秒間およびオゾン流を４秒間で、測定されたサイクル当たりの膜成長速度は、１．２４Å／サイクルであり、そして膜の屈折率は１．４３である。
【０１２９】
比較例７ｂ．  ジメチルアミノトリメチルシラン（ＤＭＡＴＭＳ）での酸化ケイ素膜のプラズマ促進原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）
酸化ケイ素膜のプラズマ促進原子層堆積が、以下の前駆体ＤＭＡＴＭＳを用いて行われた。この堆積は、２７．１ＭＨｚの直流プラズマを備えた商業的なラテラルフロー反応器（ＡＳＭによって製造された３００ｍｍのＰＥＡＬＤ装置）で行われた。ケイ素前駆体は、ベーパードローによってチャンバへと供給された。堆積プロセスおよびパラメータは、表３に与えられている。工程１〜６が、所望の厚さに到達するまで繰り返される。１００℃にて、ＤＭＡＴＭＳ前駆体の供給時間４秒間および酸素プラズマ時間２秒間で、測定されたサイクル当たりの膜成長速度は、０．８８Å／サイクルであり、そして膜の屈折率は、１．４９である。
【０１３０】
例８．  ケイ素前駆体３−ジメチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−へプタメチルトリシロキサンおよび酸素プラズマを用いたプラズマ促進ＡＬＤ堆積によるケイ素含有膜の堆積
堆積は、３−ジメチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−へプタメチルトリシロキサンをＳｉ前駆体として、そしてＯ２プラズマで、表３に与えられた条件の下に行われた。Ｓｉ前駆体として３−ジメチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−へプタメチルトリシロキサンが、キャリアガスによって、周囲温度（２５℃）で供給された。工程ｂ〜ｅが、計測用の、所望の厚さの酸化ケイ素を得るように１５０回繰り返された。膜の成長速度および屈折率は、表４に示されている。
【０１３１】
【表４】
0006970213.tif 000018
【０１３２】
Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有する３−ジメチルアミノ−１，１，１，３，５，５，５−へプタメチルトリシロキサンが、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有さないジメチルアミノトリメチルシランよりも、サイクル当たりのより高い成長速度を与えることを理解することができる。
【０１３３】
例９：  ケイ素前駆体３−ジメチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサンおよび酸素プラズマを用いたプラズマ促進ＡＬＤ堆積によるケイ素含有膜の堆積
堆積は、３−ジメチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサンをＳｉ前駆体として、およびＯ２プラズマで、表３に与えた条件の下で行われた。３−ジメチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサンは、Ｓｉ前駆体として、１００℃の堆積では６０℃の、そして３００℃の堆積では７０℃の、２００ｓｃｃｍのＡｒキャリアガスによって、供給された。工程ｂ〜ｅは、計測用に所望の厚さの酸化ケイ素を得るように１５０回繰り返された。膜の成長速度および屈折率が、表５に示されている。
【０１３４】
【表５】
0006970213.tif 000019
【０１３５】
Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有する３−ジメチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサンが、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有さない前駆体ジメチルアミノトリメチルシランよりもサイクル当たりにより高い成長速度を与えることを理解することができる。
【０１３６】
例１０：  オルガノアミノ−ポリシロキサン前駆体３−ジメチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサンおよびオゾンを用いた熱ＡＬＤ堆積によるケイ素含有膜の堆積
酸化ケイ素膜の原子層堆積は、以下の前駆体：３−ジメチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサンを用いて行われた。この堆積は、試験室規模のＡＬＤ処理装置で行われた。ケイ素前駆体は、ベーパードローによってチャンバへと供給された。堆積プロセスおよびパラメータは、表２に与えられている。複数の前駆体パルスが用いられる場合には、工程２ａ〜２ｃが繰り返される。工程１〜６は、所望の厚さに到達するまで繰り返される。堆積のプロセスパラメータ、堆積速度および屈折率が、表６に与えられている。
【０１３７】
【表６】
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【０１３８】
Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有する前駆体、３−ジメチルアミノ−３−（トリメチルシロキシ）−１，１，１，５，５，５−ヘキサメチルトリシロキサンが、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有さない前駆体ＤＭＡＴＭＳよりも、サイクル当たりにより高い成長速度を与えることを理解することができる。