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JP3998138B2 - Substituted cycloalkene novel copper precursor for chemical vapor deposition of copper metal thin films - Google Patents

Substituted cycloalkene novel copper precursor for chemical vapor deposition of copper metal thin films Download PDF

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Description

本発明は、揮発性液体銅前駆物質の合成、および銅金属薄膜の化学蒸着における前駆物質の適用に関する。   The present invention relates to the synthesis of volatile liquid copper precursors and the application of the precursors in chemical vapor deposition of copper metal thin films.

近年、銅金属薄膜の化学蒸着に対する関心が高まっている。銅金属薄膜材料は、抵抗値が、1.7μΩ・cmまでと低く、電気移動抵抗値が高いので、集積回路における金属による相互接続に用いられる材料として理想的であると考えられている。   In recent years, interest in chemical vapor deposition of copper metal thin films has increased. A copper metal thin film material has a low resistance value of up to 1.7 μΩ · cm and a high electric transfer resistance value, and is thus considered to be ideal as a material used for metal interconnection in an integrated circuit.

銅の化学蒸着(CVD)では、安定し、かつ揮発的な前駆物質を用いることが必要である。商品化のためには、銅前駆物質のコストが問題となる。さらに、銅前駆物質は、窒化金属でコーティングした基板に対する良好な接着性、1.8μΩ・cmまでの低い抵抗値、表面構造に対する高い適合性、および良好な電気移動抵抗値を有する必要がある。CVDプロセスは、概して、高温で行われるが、このプロセスにおいて、銅前駆物質は、CVD液体送達ラインにおいて、または、蒸発器にある間に分解することなしに、適度な堆積速度を達成するために十分な蒸気圧を有する必要があり、また、堆積温度で安定する必要がある。   Copper chemical vapor deposition (CVD) requires the use of stable and volatile precursors. For commercialization, the cost of the copper precursor becomes a problem. In addition, the copper precursor should have good adhesion to the metal nitride coated substrate, a low resistance value of up to 1.8 μΩ · cm, high compatibility with the surface structure, and good electromigration resistance. The CVD process is generally performed at high temperatures, but in this process, the copper precursor is to achieve a moderate deposition rate in the CVD liquid delivery line or without decomposing while in the evaporator. It must have sufficient vapor pressure and must be stable at the deposition temperature.

銅金属薄膜は、種々の銅前駆物質を用いて、化学蒸着によって提供される。1990年に、D.B.Beachらによる「Low−Temperature Chemical Vapor Deposition of High Purity Copper from an Organometallic Source」(Chem.Mater.(2)216(1990))において、純粋な銅膜が、(η−C)Cu(PMe)を用いて、CVDによって入手されている。ほぼ同時期、Hampden−Smith,M.J.らによるChem.Mater.(2)636(1990)に、(tert−BuO)Cu(PMe)を用いることによる同じ結果が示されている。しかし、これらの銅膜は、炭素および燐を含む。炭素および燐は、集積回路において相互接続として用いられる場合に汚染物質を構成する元素である。従って、これらの銅膜は、マイクロプロセッサにおける相互コネクタとして用いられることができない。1990年代初頭に行われた銅前駆物質の研究は、銅金属薄膜の化学蒸着において用いられるための非常に有望な材料であることが証明された一連のフッ化銅(I)β−ジケトン酸錯体の評価に集中していた。 Copper metal thin films are provided by chemical vapor deposition using various copper precursors. In 1990, D.C. B. In "Low-Temperature Chemical Vapor Deposition of High Purity Copper from an Organometallic Source " by Beach et al. (Chem.Mater. (2) 216 ( 1990)), pure copper film, (η 5 -C 5 H 5 ) Cu It is obtained by CVD using (PMe 3 ). At about the same time, Hampden-Smith, M.M. J. et al. Chem. Mater. (2) 636 (1990) shows the same result by using (tert-BuO) Cu (PMe 3 ). However, these copper films contain carbon and phosphorus. Carbon and phosphorus are elements that constitute contaminants when used as interconnects in integrated circuits. Therefore, these copper films cannot be used as interconnectors in microprocessors. A study of copper precursors conducted in the early 1990s was a series of copper fluoride (I) β-diketonate complexes that have proven to be very promising materials for use in chemical vapor deposition of copper metal thin films Concentrated on the evaluation.

フッ化銅(I)β−ジケトン酸錯体は、1983年5月24日に付与された米国特許第4,385,005号、「Process for separating unsaturated hydrocarbons using copper or silver complexes with fluorinated diketonates」、および1984年1月10日に付与された米国特許第4,425,281号「Copper or silver complexes with fluorinated diketones and unsaturated ligands」に記載のように、Gerald Doyleによって合成された。米国特許第4,385,005号および第4,425,281号において、Gerald Doyleは、合成方法および不飽和有機炭化水素の分離におけるその適用例を提示している。   Copper fluoride (I) β-diketone acid complexes are disclosed in U.S. Pat. No. 4,385,005, issued on May 24, 1983, “Process for separating unhydrated hydrocarbons using silver complexes with fluoride, Synthesized by Gerald Doyle, as described in US Pat. No. 4,425,281, “Copper or silver complexes with fluorinated diketones and unsaturated ligands” granted on January 10, 1984. In US Pat. Nos. 4,385,005 and 4,425,281, Gerald Doyle presents a synthetic method and its application in the separation of unsaturated organic hydrocarbons.

1992年3月17日にBaumらに付与された米国特許第5,096,737号、「Ligand Stabilization +1 Metal Beta−Diketonate Coordination Complexes and Their Use in Chemical Vapor Deposition of Metal Thin Films」には、フッ化銅(I)β−ジケトン酸錯体の、CVDによる銅薄膜の提供のための銅前駆物質としての適用例が記載されている。銅薄膜は、これらの前駆物質を用いる化学蒸着によって提供されてきた。いくつかの液体銅前駆物質のなかでも、1,6−ジメチル1,5−シクロオクタジエン銅(I)ヘキサフルオロアセチルアセトン酸((DMCOD)Cu(hfac))が混合された1,5−ジメチル1,5−シクロオクタジエン銅(I)ヘキサフルオロアセチルアセトン酸、およびヘキシン銅(I)ヘキサフルオロアセチルアセトン酸((HYN)Cu(hfac))が混合された1,5−ジメチル1,5−シクロオクタジエン銅(I)ヘキサフルオロアセチルアセトン酸が詳細に評価された。(DMCOD)Cu(hfac)を用いて堆積される銅薄膜は、金属または窒化金属の基板に対する接着性は良好であるが、抵抗値は、2.5μΩ・cmまでと高く、堆積速度は遅い。(HYN)Cu(hfac)を用いる場合は、TiN基板に対する銅膜の接着性は低く、抵抗値は高く、2.1μΩ・cmまでである。   U.S. Pat. No. 5,096,737 granted to Baum et al. On March 17, 1992, “Ligand Stabilization + 1 Metal Beta-Diketate Coordination Complexes and Thirteen Use in Chemical Vapor Depot Met. Application examples of copper (I) β-diketonic acid complexes as copper precursors for the provision of copper thin films by CVD are described. Copper thin films have been provided by chemical vapor deposition using these precursors. Among several liquid copper precursors, 1,5-dimethyl 1 mixed with 1,6-dimethyl 1,5-cyclooctadiene copper (I) hexafluoroacetylacetonate ((DMCOD) Cu (hfac)) , 5-cyclooctadiene copper (I) hexafluoroacetylacetonic acid and hexyne copper (I) hexafluoroacetylacetonic acid ((HYN) Cu (hfac)) mixed 1,5-dimethyl 1,5-cyclooctadiene Copper (I) hexafluoroacetylacetonic acid was evaluated in detail. A copper thin film deposited using (DMCOD) Cu (hfac) has good adhesion to a metal or metal nitride substrate, but has a high resistance value of up to 2.5 μΩ · cm and a slow deposition rate. When (HYN) Cu (hfac) is used, the adhesion of the copper film to the TiN substrate is low and the resistance value is high, up to 2.1 μΩ · cm.

他の化合物、2−ブチン銅(I)(hfac)((BUY)Cu(hfac))は、抵抗値が1.93μΩ・cmまでと低い銅膜を形成するが、接着性は低く、比較的高価であり、化合物が固体であるため、CVDの前に気化される必要がある。   Another compound, 2-butyne copper (I) (hfac) ((BUY) Cu (hfac)), forms a copper film having a low resistance value of up to 1.93 μΩ · cm, but has a low adhesiveness, Since it is expensive and the compound is solid, it needs to be vaporized before CVD.

銅(I)(hfac)の形成は、1992年2月4日にNormanらに付与された米国特許第5,085,731号「Volatile liquid precursors for the chemical vapor deposition of copper」に記載されているように、一連のトリアルキルビニルシラン(TMVS)によって安定し、それにより、向上した銅薄膜が得られた。(hfac)Cu(TMVS)の液体銅前駆物質を用いて堆積された銅膜は、抵抗値が低く、適度の基板に対する接着性を有する。この液体銅前駆物質は、CVDによる銅金属薄膜の提供にしばらくの間用いられてきたが、依然、いくつかの欠点を有している。安定性、銅膜の接着性が低いこと、およびトリメチルビニルシラン安定剤のコストが、この技術が広く用いられることを妨げている大きな障害である。   The formation of copper (I) (hfac) is described in US Pat. No. 5,085,731, “Volatile liquid preparations for the chemical vapor deposition of copper” granted to Norman et al. On Feb. 4, 1992. As described above, a series of trialkylvinylsilanes (TMVS) stabilized and thereby improved copper films were obtained. A copper film deposited using a liquid copper precursor of (hfac) Cu (TMVS) has a low resistance value and an appropriate adhesion to a substrate. Although this liquid copper precursor has been used for some time to provide copper metal films by CVD, it still has some drawbacks. Stability, poor copper film adhesion, and the cost of trimethylvinylsilane stabilizers are major obstacles preventing this technology from being widely used.

他の参考文献として、Gerald Doyle、K.A.EriksenおよびD.Van EngenのOrganometallics 4,830(1985)、Thomas H.BaumおよびCarl E.LarsonのChem.Mater.4,365(1992)、ならびにThomas H.BaumおよびCarl E.LarsonのJ.Electrochem.Soc.140(1),154(1993)がある。   Other references include Gerald Doyle, K. et al. A. Eriksen and D.M. Van Engen's Organometallics 4,830 (1985), Thomas H. et al. Baum and Carl E.M. Larson's Chem. Mater. 4, 365 (1992), as well as Thomas H. et al. Baum and Carl E.M. Larson's J.M. Electrochem. Soc. 140 (1) and 154 (1993).

銅金属薄膜の化学蒸着のために揮発性銅前駆物質を形成する方法は、化学式(n−R−m−シクロヘキセン)Cu(I)(hfac)または(n−R−m−シクロペンテン)Cu(I)(hfac)を有する揮発性液体の形成を含む。ここで、n,m=1〜6であり、Rは、メチルおよびエチルなどのアルキルである。   Methods for forming volatile copper precursors for chemical vapor deposition of copper metal thin films are described by the chemical formula (n-Rm-cyclohexene) Cu (I) (hfac) or (n-Rm-cyclopentene) Cu (I ) (Hfac). Here, n, m = 1 to 6, and R is alkyl such as methyl and ethyl.

本発明の目的は、銅金属薄膜の化学蒸着のための一連の新規の揮発性が高い液体銅前駆物質を提供することである。   It is an object of the present invention to provide a series of new highly volatile liquid copper precursors for chemical vapor deposition of copper metal thin films.

本発明の他の目的は、このような前駆物質を経済的かつ安定した形で提供することである。   Another object of the present invention is to provide such precursors in an economical and stable manner.

本発明のこれらの目的および利点、ならびに他の目的および利点は、図面を参照しながら以下の説明を読むことにより、より明らかになる。   These and other objects and advantages of the present invention will become more apparent upon reading the following description with reference to the drawings.

本発明は、銅金属薄膜の形成するための、一連の揮発性銅前駆物質の化学蒸着(CVD)合成、および前駆物質の合成に関する。これらの新規の液体銅前駆物質を用いて堆積された銅膜は、良好な電気特性と、W、Ti、TiN、Ta、TaN、Al、Ptなどのような金属および窒化金属の基板に対する良好な接着性とを示す。   The present invention relates to a series of volatile copper precursor chemical vapor deposition (CVD) synthesis and precursor synthesis for the formation of copper metal thin films. Copper films deposited using these novel liquid copper precursors have good electrical properties and good for metals and metal nitride substrates such as W, Ti, TiN, Ta, TaN, Al, Pt, etc. It shows adhesiveness.

本発明の目的を達成するためには、前駆物質は、
a.銅薄膜を形成するための高い揮発性の液相および速い銅の堆積速度を有し、
b.保管および取扱いを容易にするために、室温で安定し、
c.商品化のための適度な合成コストを有する必要がある。
In order to achieve the object of the present invention, the precursor is:
a. Having high volatile liquid phase and fast copper deposition rate to form copper thin films,
b. Stable at room temperature for easy storage and handling,
c. It is necessary to have a reasonable synthesis cost for commercialization.

この新規の銅前駆物質を用いて、CVDによって提供される銅膜は、
a.TiN、WN、TaNなどのような金属および窒化金属の基板に対する良好な接着性を有し、
b.1.9μΩ・cmまでの低い抵抗値を有し、
c.高い電気移動抵抗値を有し、
d.極端な表面形態に対する良好な適合性を有する必要がある。
Using this new copper precursor, the copper film provided by CVD is
a. Good adhesion to metals and metal nitride substrates such as TiN, WN, TaN, etc.
b. Having a low resistance value of up to 1.9 μΩ · cm,
c. Has a high electromigration resistance,
d. It must have good compatibility with extreme surface morphology.

本明細書に記載の発明は、新規の揮発性が高い液体薄金属銅前駆物質、公知の(1−メチル−1−シクロヘキセン)−銅(I)ヘキサフルオロアセチルアセトン酸、すなわち、(1M1CH)Cu(I)(hfac)の調製を含む。1−メチル−1−シクロヘキセンの価格は、100gあたり約120米ドルである。これは、従来技術において用いられるトリメチルビニルシランの価格、概して、100gあたり約180米ドルよりもずっと低い。実験的にこの前駆物質を用いたCVD試験によって、この新規の揮発性が高い液体銅薄金属前駆物質が、所望の特性を有し、上記の要件を全て満たすことが示された。   The invention described herein is a novel highly volatile liquid thin metal copper precursor, known (1-methyl-1-cyclohexene) -copper (I) hexafluoroacetylacetonic acid, ie, (1M1CH) Cu ( I) Preparation of (hfac). The price of 1-methyl-1-cyclohexene is about 120 USD per 100 g. This is much lower than the price of trimethylvinylsilane used in the prior art, generally about $ 180 per 100 g. Experimentally, CVD tests using this precursor have shown that this new highly volatile liquid copper thin metal precursor has the desired properties and meets all the above requirements.

これらの新規の液体銅前駆物質を用いて堆積された銅膜は、良好な電気特性を示し、W、Ti、TiN、Ta、TaN、Al、Ptなどのような金属および窒化金属の基板に対する良好な接着性を示す。これらの有機金属銅錯体は、図1に示す(n−R−m−シクロヘキセン)Cu(I)(hfac)、または、図2に示す(n−R−m−シクロペンテン)Cu(I)(hfac)のような構造式によって表される。ここで、(n,m=1〜6)であり、Rは、メチルおよびエチルなどのアルキルである。好ましくは、Rは、CHであり、これにより、図3に示すように、(1−メチル−1−シクロヘキセン)Cu(I)(hfac)化合物が形成される。 Copper films deposited using these novel liquid copper precursors show good electrical properties, good for metals and metal nitride substrates such as W, Ti, TiN, Ta, TaN, Al, Pt, etc. Excellent adhesion. These organometallic copper complexes are (n-R-m-cyclohexene) Cu (I) (hfac) shown in FIG. 1 or (n-R-m-cyclopentene) Cu (I) (hfac) shown in FIG. ). Here, (n, m = 1 to 6), and R is alkyl such as methyl and ethyl. Preferably, R is CH 3 , thereby forming a (1-methyl-1-cyclohexene) Cu (I) (hfac) compound as shown in FIG.

合成プロセスにおける全ての工程は、空気がない乾燥したグローブボックス中で行われるか、または、標準的なシュレンク技術を用いることによって行われる。溶媒は、合成の前に精製される。ジクロロメタンが、使用の前に、還流され、窒素雰囲気下、水素化カルシウムの存在下で蒸留される。好ましい実施形態において、1−メチル−1−シクロヘキセンおよび1,1,1,5,5,5−ヘキサフルオロアセチルアセトンは、それぞれ、AldrichおよびStrem製のものであり、さらに精製することなく、そのまま用いられる。   All steps in the synthesis process are performed in a dry glove box without air or by using standard Schlenk techniques. The solvent is purified before synthesis. Dichloromethane is refluxed and distilled under nitrogen in the presence of calcium hydride before use. In a preferred embodiment, 1-methyl-1-cyclohexene and 1,1,1,5,5,5-hexafluoroacetylacetone are from Aldrich and Strem, respectively, and are used as is without further purification. .

有機金属銅(I)錯体の合成手順は、米国特許第4,385,005号(上記参照)に記載されている。米国特許第4,385,005号において、一酸化銅は、不飽和有機炭化水素と、ジクロロメタンまたはTHFの中の1,1,1,5,5,5−ヘキサフルオロアセチルアセトンとに反応することが記載されている。反応は、以下の式によって表される。   Synthetic procedures for organometallic copper (I) complexes are described in US Pat. No. 4,385,005 (see above). In US Pat. No. 4,385,005, copper monoxide can react with unsaturated organic hydrocarbons and 1,1,1,5,5,5-hexafluoroacetylacetone in dichloromethane or THF. Are listed. The reaction is represented by the following formula:

Figure 0003998138
ここで、Lは、不飽和有機炭化水素配位子である。
Figure 0003998138
Here, L is an unsaturated organic hydrocarbon ligand.

上記の合成手順に従って、(1M1CH)Cu(hfac)を合成することによって、所望の生成物が得られるが、残念ながら、この生成物は、室温で長期間にわたって安定的ではない。安定性の問題を解決するため、約5%(生成物の重量%)の1−メチル−1−シクロヘキセンが、安定化のため生成物に導入される。この手順に従うことによって、化合物を1ヶ月間放置した後でも、固体の析出物は観察されない。   Although the desired product is obtained by synthesizing (1M1CH) Cu (hfac) according to the synthetic procedure described above, unfortunately, this product is not stable for extended periods at room temperature. To solve the stability problem, about 5% (% by weight of product) of 1-methyl-1-cyclohexene is introduced into the product for stabilization. By following this procedure, no solid precipitate is observed after the compound has been allowed to stand for 1 month.

(1M1CH)Cu(hfac)の合成において、41.26gのCuO(0.29mol)が、200mLのCHClが入っている500mlの丸底フラスコに入れられる。フラスコには、攪拌棒が備えられている。このCuOジクロロメタン赤色溶液に、57mLの1−メチル−1−シクロヘキセン(0.48mol)が加えられる。この溶液は、室温で約5分間攪拌される。100gの1,1,1,5,5,5−ヘキサフルオロアセチルアセトン(0.48mol)が、攪拌しながら導入される。1分後、溶液の色は、徐々に緑に変化する。緑の溶液は、さらに10分間、連続的に攪拌され、セライトで濾過される。セライトのフィルタの孔のサイズは、約10μm〜25μmの間である。 In the synthesis of (1M1CH) Cu (hfac), 41.26 g Cu 2 O (0.29 mol) is placed in a 500 ml round bottom flask containing 200 mL CH 2 Cl 2 . The flask is equipped with a stir bar. To this Cu 2 O dichloromethane red solution, 57 mL of 1-methyl-1-cyclohexene (0.48 mol) is added. This solution is stirred for about 5 minutes at room temperature. 100 g of 1,1,1,5,5,5-hexafluoroacetylacetone (0.48 mol) is introduced with stirring. After 1 minute, the color of the solution gradually turns green. The green solution is stirred continuously for another 10 minutes and filtered through celite. The pore size of the Celite filter is between about 10 μm and 25 μm.

緑の濾過液は、真空下で2時間ストリッピングされ、その後、真空下で35℃に加熱されて、さらに半時間ストリッピングされる。これによって、小さい緑の結晶を少数含む緑の液体有機金属銅化合物が生成される。その後、この化合物は、細かいフィルタ(1μm)で濾過され、145.7gの生成物が生じ、hfacに基づいて収率が82.64%である。H(hfac)に基づく理論上の収量は、176.3gである。安定化のため、1−メチル−1−シクロヘキセン(6.437g)が、生成物に導入される(138.621、合計145.058グラム)。生成物には、4.44%の遊離1−メチル−1−シクロヘキセンが含まれている。   The green filtrate is stripped under vacuum for 2 hours, then heated to 35 ° C. under vacuum and stripped for another half hour. This produces a green liquid organometallic copper compound containing a small number of small green crystals. The compound is then filtered through a fine filter (1 μm) to yield 145.7 g of product with a yield of 82.64% based on hfac. The theoretical yield based on H (hfac) is 176.3 g. For stabilization, 1-methyl-1-cyclohexene (6.437 g) is introduced into the product (138.621, total 145.058 grams). The product contains 4.44% free 1-methyl-1-cyclohexene.

NMR構造解析は、QE300MHzNMR機器で実行される。結果は、以下の通りである。   NMR structural analysis is performed with a QE 300 MHz NMR instrument. The results are as follows.

Figure 0003998138
(1M1CH)Cu(hfac)液体前駆物質を用いる、CVDによる銅金属薄膜堆積の結果は、非常に良好である。銅薄膜は、金属または窒化金属の基板に対する良好な接着性、1.8μΩ・cmまでの低い抵抗値、および非常に良好な再現性を示す。前駆物質は、非常に揮発的であり、非常に速い堆積速度、すなわち、1分あたり約500Åの堆積速度が、50℃の非常に低い蒸発器温度で、0.1ml/分の液体注入速度を用いて、達成される。
Figure 0003998138
The results of copper metal thin film deposition by CVD using (1M1CH) Cu (hfac) liquid precursor are very good. The copper thin film exhibits good adhesion to a metal or metal nitride substrate, a resistance value as low as 1.8 μΩ · cm, and very good reproducibility. The precursor is very volatile, with a very fast deposition rate, i.e. a deposition rate of about 500 liters per minute, with a liquid injection rate of 0.1 ml / min at a very low evaporator temperature of 50 ° C. To achieve.

このように、(1−メチル−1−シクロヘキセン)銅(I)(ヘキサフルオロアセチルアセトン酸)の合成に新規の合成方法が採用される。(1−メチル−1−シクロヘキセン)銅(I)(ヘキサフルオロアセチルアセトン酸)は、新規の液体銅前駆物質であり、約5%の1−メチル−1−シクロヘキセンを安定剤として含むことによって、室温で安定になり、揮発性が高い。(1−メチル−1−シクロヘキセン)銅(I)(ヘキサフルオロアセチルアセトン酸)の化学蒸着によって提供される銅膜は、金属および窒化金属の基板に対する接着性が良好であり、抵抗性が低い。(1−メチル−1−シクロヘキセン)銅(I)(ヘキサフルオロアセチルアセトン酸)を用いて、化学蒸着によって提供される銅膜は、IC素子において、有用であり、完全に機能し得る。   Thus, a novel synthesis method is adopted for the synthesis of (1-methyl-1-cyclohexene) copper (I) (hexafluoroacetylacetonic acid). (1-Methyl-1-cyclohexene) copper (I) (hexafluoroacetylacetonic acid) is a novel liquid copper precursor that contains about 5% 1-methyl-1-cyclohexene as a stabilizer at room temperature. It becomes stable and has high volatility. A copper film provided by chemical vapor deposition of (1-methyl-1-cyclohexene) copper (I) (hexafluoroacetylacetonic acid) has good adhesion to metal and metal nitride substrates and low resistance. Copper films provided by chemical vapor deposition using (1-methyl-1-cyclohexene) copper (I) (hexafluoroacetylacetonic acid) are useful and fully functional in IC devices.

本発明の好ましい実施形態、およびいくつかの変形例を開示してきたが、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく、さらなる変形または改変が為され得ることが明らかである。   While the preferred embodiment of the invention and several variations thereof have been disclosed, it will be apparent that further variations or modifications may be made without departing from the scope of the invention as set forth in the appended claims. is there.

図1は、(n−R−m−シクロヘキセン)Cu(I)(hfac)の構造を表す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the structure of (nRm-cyclohexene) Cu (I) (hfac). 図2は、(n−R−m−シクロペンテン)Cu(I)(hfac)の構造を表す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the structure of (nRm-cyclopentene) Cu (I) (hfac). 図3は、(1−メチル−1−シクロヘキセン)Cu(I)(hfac)の構造を表す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the structure of (1-methyl-1-cyclohexene) Cu (I) (hfac).

Claims (9)

銅金属薄膜の化学蒸着のための揮発性液体銅前駆物質を形成する方法であって、
200mLのCHClを容器に入れる工程と、
約41.26g(0.29mol)のCuOを加えて、CuOジクロロメタン赤色溶液を形成する工程と、
57mL(0.48mol)の1−メチル−1−シクロヘキセンを加える工程と、
該溶液を室温で約5分間攪拌する工程と、
約0.48molのβ−ジケトンを加える工程と、
約11分間攪拌する工程と、
該溶液を、フィルタの孔のサイズが約10μmから25μmの間であるセライトで濾過する工程と、
該溶液を真空下で約2時間ストリッピングする工程と、
該溶液を真空下で約35℃まで加熱して、約30分間ストリッピングする工程と、
孔のサイズが約1μmの細かいフィルタで該溶液を濾過する工程と、
約5重量%〜約10重量%の安定化配位子を加える工程と
を包含する、方法。
A method of forming a volatile liquid copper precursor for chemical vapor deposition of a copper metal thin film comprising:
Placing 200 mL of CH 2 Cl 2 in a container;
Adding about 41.26 g (0.29 mol) of Cu 2 O to form a Cu 2 O dichloromethane red solution;
Adding 57 mL (0.48 mol) of 1-methyl-1-cyclohexene;
Stirring the solution at room temperature for about 5 minutes;
Adding about 0.48 mol of β-diketone;
Stirring for about 11 minutes;
Filtering the solution through Celite having a filter pore size between about 10 μm and 25 μm;
Stripping the solution under vacuum for about 2 hours;
Heating the solution to about 35 ° C. under vacuum and stripping for about 30 minutes;
Filtering the solution with a fine filter having a pore size of about 1 μm;
Adding from about 5% to about 10% by weight of stabilizing ligand.
前記約0.48molのβ−ジケトンを加える工程は、約100gの1,1,1,5,5,5−ヘキサフルオロアセチルアセトンを加える工程を含む、請求項1に記載の方法。The method of claim 1, wherein adding about 0.48 mol of β-diketone comprises adding about 100 g of 1,1,1,5,5,5-hexafluoroacetylacetone. 前記安定化配位子を加える工程は、約6.437gの1−メチル−1−シクロヘキセンを加えて、(n−R−m−シクロヘキセン)Cu(I)(hfac)および(n−R−m−シクロペンテン)Cu(I)(hfac)からなる化学式群から選択される化学式を有する銅前駆物質を生成する工程であって、ここで、(n,m=1〜6)であり、Rは、メチルおよびエチルからなるアルキル群から選択されるアルキルである、工程を含む、請求項1に記載の方法。The step of adding the stabilizing ligand comprises adding about 6.437 g of 1-methyl-1-cyclohexene to (n-Rm-cyclohexene) Cu (I) (hfac) and (nR-m -Cyclopentene) A step of producing a copper precursor having a chemical formula selected from the chemical formula group consisting of Cu (I) (hfac), wherein (n, m = 1-6), wherein R is 2. The method of claim 1 comprising the step of being an alkyl selected from the alkyl group consisting of methyl and ethyl. 銅金属薄膜の化学蒸着のために揮発性銅前駆物質を形成する方法であって、(n−R−m−シクロヘキセン)Cu(I)(hfac)および(n−R−m−シクロペンテン)Cu(I)(hfac)からなる化学式群から選択される化学式を有する揮発性の液体を形成する工程であって、ここで、n,m=1〜6であり、Rは、メチルおよびエチルからなるアルキル群から選択されるアルキルである、工程を含む、方法。A method of forming a volatile copper precursor for chemical vapor deposition of a copper metal thin film comprising (n-Rm-cyclohexene) Cu (I) (hfac) and (n-Rm-cyclopentene) Cu ( I) forming a volatile liquid having a chemical formula selected from the chemical formula group consisting of (hfac), where n, m = 1-6, and R is an alkyl consisting of methyl and ethyl A method comprising the step of being alkyl selected from the group. 安定化配位子を加える工程を含む、請求項4に記載の方法。5. The method of claim 4, comprising the step of adding a stabilizing ligand. 前記安定化配位子を加える工程は、1−メチル−1−シクロヘキセンを加える工程を含む、請求項5に記載の方法。6. The method of claim 5, wherein adding the stabilizing ligand comprises adding 1-methyl-1-cyclohexene. 前記1−メチル−1−シクロヘキセンを加える工程は、約5重量%〜約10重量%の1−メチル−1−シクロヘキセンを加える工程を含む、請求項6に記載の方法。7. The method of claim 6, wherein adding 1-methyl-1-cyclohexene comprises adding about 5% to about 10% by weight of 1-methyl-1-cyclohexene. β−ジケトンを加える工程をさらに含む、請求項4に記載の方法。The method of claim 4, further comprising adding a β-diketone. 前記β−ジケトンを加える工程は、1,1,1,5,5,5−ヘキサフルオロアセチルアセトンを加える工程を含む、請求項8に記載の方法。9. The method of claim 8, wherein adding the [beta] -diketone comprises adding 1,1,1,5,5,5-hexafluoroacetylacetone.
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