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TW200907094A - Zirconium, hafnium, titanium and silicon precursors for ALD/CVD - Google Patents

Zirconium, hafnium, titanium and silicon precursors for ALD/CVD Download PDF

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TW200907094A
TW200907094A TW097113515A TW97113515A TW200907094A TW 200907094 A TW200907094 A TW 200907094A TW 097113515 A TW097113515 A TW 097113515A TW 97113515 A TW97113515 A TW 97113515A TW 200907094 A TW200907094 A TW 200907094A
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TW
Taiwan
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group
alkyl
precursor
different
same
Prior art date
Application number
TW097113515A
Other languages
English (en)
Inventor
Chongying Xu
Jeffrey F Roeder
Tianniu Chen
Bryan C Hendrix
Brian Benac
Thomas M Cameron
David W Peters
Gregory T Stauf
Leah Maylott
Original Assignee
Advanced Tech Materials
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Description

200907094 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明實施方式大致是與對 .·>? it /γ'λτ-τ, ’、子層沉積(ALD)和化學顏 相-積(CVD)含*、含銓、含鈦 化學孔 與石夕前驅物相關。在-特定實施 用的錯、餘、鈦 對於在某;Μ·!·.”接* 中’本發明的結前藤物 耵於在基材上况積氧化锆和矽酸锆特別有用。
【先前技術】 半導體產業廣泛致力於搜尋對權 Ατη、士 對4骐沉積製程(如,CVD和 ALD)有用的新的前驅物。 一般來說,一般所欲積極尋拽 & 找的則驅物必須能夠在符合 被電子元件結構與材料限制的溫声 m度下,破快速揮發及傳送到 沉積位置處。所欲尋找的前駆物必 /員斯i在與别驅物蒸氣接觸 的基材上產生高度保形的膜層,且^ 且不會發生會嚴重影響產物 元件結構之降解或分解反應。 此產業虽…以沉積锆、*、鈦與石夕之前驅物。 舉例來說,目前最熱Η的是以Zr〇2或ZrSi〇3薄膜層作為 高k值介電材料。這類膜層較佳是透過cvd & ald技術以 高深寬比沉積在結構中。 雖然已證明含锆膜層在微電子元件的高k值應用方面深 具發展潛力,但卻受限於目前可用的錯前驅物本身的一些缺 點。舉例來說,一種廣泛使用的锆前驅物為Zr(NEtMe)4,四 (乙基甲基醯胺)酸锘(ietrakis(ethylmethylamido)zirc〇nium, TEMAZ)。當沉積溫度很高時,此前驅物會產生保形性不佳 200907094 ::鍅媒層。當沉積溫度低時’保形性雖有改善,但所得膜 卻含有大量被併入層中的碳雜質。 巫需改良用以沉積鍅、銓、鈦與矽之前驅物的技術。 【發明内容】 本發明實施方式大致是與以原子層沉積(ald)和化學氣
相沉積(CVD)含锆、含銓、含鈦與含矽層有用的锆 '鈐鈦 與矽前驅物相關。 ”在各種實施方式中,本發明是有關對透過cVD及ALD /冗積氧化結及;6夕酸錯有用的錯前驅物。 在本發明-面向中’本發明是有關一種沉積製程(即,選 自CVD和ALD)’包含以__前驅物蒸氣接觸—基材,以於該 基材上/儿積一含有锆、銓、鈦與矽(作為金屬或類金屬物種 M)中至少一者的膜層,其中該前驅物包含一化合物其係選 自由具有下列化學式之化合物所組成的群組中·· M(NR2)4,其中每一 R可以相同或不同且其可分別選自 氫、C!-C12烷基、C3-C!。環烷基、C2_C8烯基(如,乙烯基、 内缔基等)、C^-Cu烧基矽基(包括單烷基矽基、二烷基矽基 和三烷基矽基)、C6-Ci〇 芳基、-(ch2)xNR,R,,、-(CH2)x〇R”, 和'NR’R,,》其中χ=1、2或3,且r’、R,,和R,,’可以相同或 不同且其可分別選自氮和CVCu烷基; (R^NCCI^RqmNl^hoxDnMXn ,其中 R1、R2、R3、R4 和X可彼此相同或不同,且其可分別選自氫、Cl-C12烷基、 烷基、C2-C6烯基(如’乙烯基、丙烯基等)、CrCu 200907094 烷基矽基(包括單烷基矽基、二烷基矽基和三炫基發基)、
C6-CU 芳基、-(CH2)xNR’R”、-(CH2)xOR’’,和 ,其中 X - 1、2或3,且R 、R和R可以相同或不同且其可分別選 自氣和Ci-C】2烧基’其中碳數下標1〜12依序代表烧基取代 基中複原子的數目,m是介於1〜6的整數,且X是選自Cl-Ci2 烷氧基'羧酸根(carboxy丨ates)、β-二酮根(;β_diketonate)、β_ 二亞胺根(β- diketiminate) 、 β-二酮亞胺根 (β-diketoiminate)、胍根(guanidinate)、醯胺根(amidinate)、 及異脲酸根(isoureate);且其中 C(R3R4)ro可以是伸垸基 (alkylene) ; 0X是金屬Μ的氧化狀態;η是一介於從〇到 0Χ間的整數;m是介於1至6之間的整數; M(E)2(OR3)2 ’其中E是有取代基的二酮根(di〇nat〇), 每一 R3可以相同或不同且其可分別選自C丨-C12烷基、C3-C10 環燒基、C2-Cs烯基(如,乙婦基、丙稀基等)、Ci-Cu烧基;ε夕 基(包括單烧基破基、二烧基梦基和三烧基梦基)、C6-Ci〇芳 基、-(CH2)XNR,R”、-(CH2)xOR’’’和-NR’R”,其中 x = !、2 或3,且R’、R”和R”’可以相同或不同,且其可分別選自氣 和Ci-Ci:2烧基二者之中,且較佳是從異-丙基和叔-丁基(第三 -丁基)争選出; M(OR3)4 ’其中每一 R3可以相同或不同且其可分別選 自C1-C12炫基、C3-C10環烧基、C2-C8烯基(如,乙稀基、丙 烯基等)、Ci-Cu烷基矽基(包括單烷基矽基、二烷基碎基和 三炫> 基珍基)、C6_Ci〇 芳基、-(CH2)xNR’R”、-(CH2)xOR,,,和 -NR,R”,其中x=l、2或3,且R,、R”和R’,,可以相同或不 200907094 同’且其可分別逡自氫和Ci-Cji2烷基之中,且較佳是從異 丙基和叔··丁基(第三·丁基)中選出; M(〇Pr-i)4-lPA,其中IPA是異丙醇且〇Pr_/是異丙氣 基; (R6R7N)2M(R8NC(R3R4)mNR9).,其 t R3、R4、R6 和 r7、 r8、r9可彼此相同或不同,且其可分別選自氫、C!-c12燒義 c3-c10環炫基、c2-C8烯基(如,乙烯基、丙烯基等)、c 烷基矽基(包括單烷基矽基、二烷基矽基和三烷基带基)、 C6-C10 芳基、_(CH2)xNR’R”、_(CH2)xOR”,和-NR,R”,其中 χ =1、2或3,且R’、R”和R,,,可以相同或不同,且其.可分別 選自氫和Ci-Ci2烷基之中’且m是介於1至6之間的整數; 選自(酿胺根)0X-nMXn、(胍根)οχ·ηΜΧη、和(異脲酸 根)οχ-ηΜΧη中之化合物’其中X可彼此相同或不同,且其 可分別選自氫、(VCu烷基、c3_c1G環烷基、c2-c8烯基(如, 乙烯基、丙烯基等)、CrCu烷基矽基(包括單烷基矽基、二 烷基矽基和三烷基矽基)、C6-Ci〇芳基、-(ch2)xnr,r”、 _(CH2)xOR’’’和-NR’R”,其中 x=l、2 或 3,且 IT、R_”和 R”, 可以相同或不同,且其可分別選自氫和d-C丨2烷基之中,其 中碳數下標1〜12依序代表烷基取代基中碳原子的數目,m 是介於1~6的整數,且X是選自CVCu烷氧基、羧酸根 (carboxylates)、β-二酮根(β-diketonate)、β-二亞胺基(卜 diketiminate)根、β-二酮亞胺根(β-diketoiminate)、脈根 (guanidinate)、醯胺根(amidinate)、及異脲酸根 (isoureate);且OX是金屬Μ的氧化狀態;η是一介於從〇 到0Χ間的整數;m是介於1至6之間的整數; 200907094 其中Μ是選自錯、餘、鈦或夺。 本發明另一面向是關於一種包含锆、給、鈦或矽化合 物的前驅物,其係選自具有以下化學式的化合物中: M(NR:〇4 ’其中每一 R可以相同或不同且其可分別選自 _ 氫、Ci-Ci2烷基' (:3-(:10環烷基、c2-C8烯基(如,乙烯基、 丙烯基等)、CrCu烷基矽基(包括單烷基矽基、二烷基矽基 和三烷基矽基)、C6-C丨〇 芳基、-(CH2)XNR,R,,、-(CH2)xOR,,, ζ") 和-NR’R”,其中x=I、2或3,且R,、R”和R,,’可以相同或 不同且其可分別選自氫和CrCu烷基; ,其中 Ri、R2、R3、r/ 和X可彼此相同或不同,且其可分別選自氫、Ci-Cu烷基、 C3-C丨〇環烷基、C2-C6烯基(如,乙烯基、丙烯基等)、Ci-Cu 烷基矽基(包括單烷基矽基、二院基矽基和三院基矽基)、 C6-C10 芳基、-(CH2)XNR,R”、-(CH2)xOR,’’和-NR’R”,其中 X =1、2或3,且R,、R”和R’,,可以相同或不同且其可分別選 自氫和Ci-Ci2烷基,其中碳數下標1~12依序代表烷基取代 ? 基中碳原子的數目’m是介於1〜6的整數,且X是選自Ci-Cn 烷氧基、羧酸根(carboxylates)、β-二酮根(β-diketonate)、β-二亞胺根(β- diketiminate) 、 β-二 _ 亞胺根 (β-diketoiminate)、胍根(guanidinate)、醢胺根(amidinate)、 及異脲酸根(isoureate) ; OX是金屬Μ的氧化狀態;η是一 ^ 介於從〇到ox間的整數;m是介於1至6之間的整數; M(E)2(〇R3)2 ’其中E是有取代基的二嗣根(dionato), ' 每一 R3可以相同或不同且其可分別選自Ci-Cu烷基、C3-C1() 環烷基、C2-C8烯基(如,乙烯基、丙烯基等)、Ci-C12烷基矽 10 200907094 基(包括單烧基石夕基、二院基石夕基和三烷基矽基)、C6-C1()芳 基、-(CH2)XNR’R’’、_(CH2)x〇R”,和-NR’R”,其中 X = 1、2 或3 ’且R’、R”和R’’’可以相同或不同,且其可分別選自氫 和Ci-C丨2烷基二者之中,且較佳是從異-丙基和叔-丁基(第三 . -丁基)中選出; m(or3)4 ’其中每一 R3可以相同或不同且其可分別選 自Ci-C12烷基、c3、c10環烷基、C2-C8烯基(如,乙烯基、丙 () 稀基等)、C〖_C12炫基石夕基(包括單烧基珍基、二院基石夕基和 三烧基矽基)、C6-C10 芳基、-(CH2)XNR,R,,、-(CH2)xOR,,,和 -NR’R”,其中χ=1、2或3’且R,、R”和R,,,可以相同或不 同’且其可分別選自氫和(^-(:12烷基之中,且較佳是從異· 丙基和叔·丁基(第三-丁基)_選出; M(〇Pr-〇4-IPA,其中IPA是異丙醇且〇Pr_z-是異丙氧 基; (R6R7N)2M(R8NC(R3R4)mNR_9),其中 r3、r4、R6 和 R7、 R8、R9可彼此相同或不同,且其可分別選自氫、d-Cu烷基、 C3_Cl0環烷基、C2'C8烯基(如,乙烯基、丙烯基等)、Ci-C12 燒基發基(包括單燒基發基、二貌基梦基和三烧基珍基)、 =1、2或3 ’且R’、尺”和R,,,可以相同或不同,且其可分別 選自氫和C〗-C〗2烧基之中’且其中(R6R7N)2部位中個別胺基 . 氮原子上的R6和R?可全部都是伸烷基,且(R8NC(R3R4)mNR9) 部位中的C(R3R4)m可以是伸烷基,且m是介於1至6之間 ’ 的整數; 200907094 選自(醯胺根)ΟΧ-ηΜΧη、(胍根)〇χ·ηΜχη、和(異脈酸 根)ox_nMXn中之化合物,其中X可彼此相同或不同,真其 可分別選自氫、Ci-C!2炫基、C3-C1()環炫基、C2-C8埽基(如’ 乙烯基、丙烯基等)、Ci-Ci2烷基矽基(包括單提基石夕基、二 燒基石夕基和三烧基石夕基)、C6-C10芳基、_(CH2)XNR,R,,、 -(CH2)xOR,,,和-NR’R”,其中 X=l、2 或 3,且 R,、r”和 R’,’ 可以相同或不同,且其可分別選自氫和CpCu烷基之中,其 中碳數下標1~12依序代表烷基取代基中碳原子的數目,I» 是介於1~6的整數,且X是選自Ci-Cu烷氧基、羧酸根 (carboxylates)、β-二酮根(β-diketonate)、β-二亞胺根(0-diketiminate)、β-二酮亞胺根(β-diketoiminate)、胍根 (guanidinate)、醢胺根(amidinate)、及異腺酸根 (isoureate);且OX是金屬Μ的氧化狀態;η是一介於從0 到ΟΧ間的整數;m是介於1至6之間的整數; 其中Μ是選自錯、铃、欽或梦。 在另一面向上,本發明是關於一種锆前驅物,其係選 自具有以下化學式的化合物中:
Zr(NMe2)4 ; [WNCCRSRimNf^hZr,其中 R1、R2、R3 和 R4 可彼此相 同或不同,且其可分別選自C丨-C 12烷基;
Zr(E)2(OR3)2,其中E是有取代基的二酮根(dionato), 例如,諸如 2,2,6,6-四曱基- 3,5-庚烷二酮根之類的β-二_ 根(β-diketonate),在此有時簡稱為「thd」,或是其他的β-二酮根(β-diketonate),且其中R3可以相同或不同,且其可 分別選自異丙醇和叔-丁基中; 12 200907094
Zr(OR)4’其中每一 以相同或不同,且其可分別選 自異丙醇和叔-丁基中;
Zr(〇Pr-〇4-iPA,其尹IPA是異丙醇且〇Pr々是異丙氧基· ,其 t R3、R4、R6 和 r7、 • r8、r9可彼此相同或不同,且其可分別選自炫基; (胍根VmnrMr11)3,其中胍根可以有或無取代基,r8、 可彼此相同或不同,且其可分別選自Cl-c12烧基。 f) 本發明再一面向為有關沉積一含锆膜層在一基材上的 方法’包含以本發明之一锆前驅物來執行CVD或ALD製程。 本發明再一面向為有關將本發明前驅物作為前驅物之 儲存和分散封裝可用的封裝物。 本發明再一面向為有關一種前驅物配方,包含本發明一 前驢物及一溶劑介質。 本發明再一面向為有關一種液體傳送製程,以沉積一膜 層於一基材上,包含將一液體前驅物組合物揮發形成—前驅 物蒸氣,並使該前驅物蒸氣與該基材接觸,以於該基材上沉 ) 積該膜層,其中該前驅物組合物包含本發明之一前驅物。 本發明再一面向為有關一種固體傳送製程’以沉積一膜 層於一基材上,包含將一固體前驅物组合物揮發形成—前驅 物蒸氣,並使該前驅物蒸氣與該基材接觸,以於該基材上沉 積該膜層’其中該前驅物組合物包含本發明之—前驅物。 - 本發明另一面向為有關製造一锆、銓'鈦或矽前驅物的 方法,包含讓一锆、銓、鈦或矽的醯胺化合物(amide)與碳二 醯亞胺(carb〇diimide)反應來產生一前驅物。 13 200907094 鈦或發前驅物的 本發明再一面向為有關製造一锆、給 方法,包含執行以下反應: R14 M(NR12RI3)4
其中:Μ 是 Zr、Hf、Ti 或 Si ;每一Ri2、ri3、r14 及 R15可彼此相同或不同,且其可分別選自氫、Cl_Cl2烧基、 C 3 · C 1 〇環。焼!基_、C 2 - C 8稀基^ (如,乙稀基_、丙基等)、C 1 - C 1 2 烧基石夕基(包括單烧基發基、二烧基珍基和三烧基梦基)、 C6-C10 芳基、_(CH2)XNR’R”、_(CH2)xOR”,和-NR,R,,,其中 χ =1、2或3,且R’、R”和R” ’可以相同或不同,且其可分別 選自氮和C丨-Ci2烧基之中,且η是介於1~4的整數。 在另一面向中,本發明是有關一種具有X-M(NR2)3之結 構式的金屬前驅物,其中·· Μ是選自Hf、Zr或Ti ; X 是選自 C丨-C12烷氧基、羧酸根、β-二酮根 (β-diketonate)、β-二亞胺根(β- diketiminate)、β-二 _ 亞胺 根(β-diketoiminate);且 每一 R可彼此相同或不同,且其可分別選自<^-(:12烷 基。 本發明再一面向為有關在一基材上形成一金屬氧化物 層或金屬矽酸物層的方法,其中該金屬氧化物層或金屬矽酸 14 200907094 物層分別具有ΜΑ或MSi〇4的結構式,其甲M是選自銓、 錘或鈦的金屬,該方法包含讓該基材與一前驅物組合物的蒸 氣接觸’該前驅物組合物包含一具有X_M(NR2)3結構式的前 驅物,其中: Μ是選自Hf、Zr或Ti ; X疋選自Ci-Ci2烷氧基、羧酸根、β_二酮根 (β-diketonate)、β-二亞胺根(|3- diketiminate)、ρ 二酮亞胺 根(β-diketoiminate);且 每一 R可彼此相同或不同’且其可分別選自Cl-Cu烷 基。 本發明再一面向為有關製造一種具有X_M(NR2)3結構式 之第IVB族前驅物的方法,其中 Μ是選自Hf、Zr或Ti ; X是選自CrCu烷氧基(例如,曱氧基、乙氧基、丙氧 基、丁氧基等)、幾酸根(甲酸根、乙酸根等)、β -二酮根(如, 乙醯丙鲖根(3〇3(〇、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚烷二酮根011£1)、 (tod)等)、β-二亞胺根(β_ diketiminate)、β-二剩亞胺根 (β-diketoiminate)及其類似物等;且 每一 R可彼此相同或不同,且其可分別遂自C^-Ci2燒 基。 本發明再一面向為有關一種用以氣相沉積含鉛膜層的 銼前驅物,該前驅物包含一中心原子锆,及與該中心原子锆 成配位的多個配位基,其中該些配位基中每一與該中心原子 錯成配位的配位基不是胺(amine)配位基,就是二胺(diamine) 配位基,其中這類配位基中最少一個配位基是二胺,且其中 15 200907094 該胺配位基或二胺配位基可以包含有或不包含有取代基,且 當取代基包括Ci-Cs炫基取代基時,在該锆前驅物中的每— 該些取代基可以彼此相同或不同。 本發明再一面向是有關一種選自具以下結構式之锆前 驅物
在另一方面’本發明是有關製造一種包括有胺及二胺功 能之鍅前驅物的方法’包含讓一種四胺根锆化合物(tetrakis amino zirconium)和一種 N-取代的伸乙二胺化合物 (N-substituted ethylene diamine c〇mpound)反應,以產生該包 括有胺及二胺功能之錄前驅物。也可使用胺乙基烷氧基化合 物(aminoethy丨alkoxy compounds)來製造類似的化合物。
本發明再一面向是有關一種在一基材上形成一含銼層 的方法,包含將一錯前驅物揮發以形成一鍅前驅物蒸氣,並 讓該結前驅物蒸氣與一基材接觸,以沉積該含結層於該基材 上,其中該锆前驅物包含一種選自以下(I)或(11)中的前驅物; (I) 一前驅物’其包含一中心鍅原子,和多個與該 中心錯原子成配位的配位基,其中該些配位基 中每一與該中心錯原子成配位的配位基不是胺 (amine)配位基’就是二胺(dianiine)配位基, 其中這類配位基中最少一個配位基是二胺,且 16 200907094 其中該胺配位基或二胺配位基可以包含有或不 I含有取代基,且當取代基包括Ci-c8烷基取 代基時,在㈣前驅物t的每-該些取代基可 以彼此相同或不同;及 具有下列結構式的前驅物:
本發明S有關_種可供應錯前驅物的封裝 知’包含-用以儲存與傳送前驅物的容器其具有一内容積 可容納選自以下(I)或(II)中的前驅物:
(I) —前驅物,其包含一中心錘原子,和多個與該 中心銼原子成配位的配位基,其中該些配位基 中每一與該中心锆原子成配位的配位基不是胺 (amine)配位基,就是二胺(diamine)配位基, 其t這類配位基中最少一個配位基是二胺,且 其中該胺配位基或二胺配位基可以包含有或不 包含有取代基,且當取代基包括d-Cs烷基取 代基時’在該鍅前驅物中的每一該些取代基可 以彼此相同或不同;及 (II) 17 200907094
(NMeE〇3
本發明另一面向是有關一種金屬前驅物,其係選自具·有 式(A)、(B)、(C)或(D)結構之前驅物: R^MtNCR^^C^R^NiR^ox.,, (A) R^MfECR^CCR'R^mNCR^ox.,, (B) R3nM[(R2R3C=CR4)(CR5R6)mN(R1)]〇x.n (C) OX-n (D) 其中: 每一 R1、R2、R3、R4、R5和R6可以彼此相同或不同’ 且可分別選自氫、CrC6烷基、CrCe烷氧基、C6-C"芳基、 矽基、C3-Cu烷基矽基、Ci-Ce氟烷基、醯胺、胺烷基、烷 氧烷基、芳氧烷基、亞胺烷基(imidoalkyl)和乙醯基烷基; OX是金屬Μ的氧化狀態; η是一介於從〇到〇Χ間的數值; m是一介於從〇到6間的整數; Μ是Ti、Zr或Hf ;且 E是Ο或S » 依據另一面向’本發明是有關在一基材上形成~含結層 的方法’包含將一锫前驅物揮發以形成一锆前驅物蒸氣,读 、 讓 該锆前驅物蒸氣與該基材接觸,以沉積該含锆層於該基# 18 200907094 (C)或(D)結 上,其中該锆前驅物是由以下具有式(A)、(B) 構之前驅物所組成: R^M^R'R^CR'R^^CR^ox-n (A) R^MfECR^CRV^NCR2)] OX-n (B) r'mkrY’oci^xcrSr6)^1)],(c) R^MfEiCR'R^NiR^^ox.n (D) 其中: 相同或不同, C6_Ci4 芳基、 、胺烷基、烷 醯基烷基; 每一 R1、R2、R3、R4、R5和R6可以彼此 且可分別選自氫、Ci-Cs烷基、CVC6烷氧基、 砍基、C3-Ci8按•基妙基、Cl-C6氟烧基、臨胺 氧炫基、芳氧烧基、亞胺炫基(imidoalkyl)和乙 0X是金屬Μ的氧化狀態; η是一介於從0到ΟΧ間的數值; m是一介於從0到6間的整數; Μ是Ti、Zr或Hf ;且 E是0或S。 結前驅物的封 器,其具有— (C)或(D)結構 依據另一面向,本發明是有關一種可供應· 裝物,包含一用以儲存與傳送該銼前驅物的容 内容積可容納一選自由以下具有式(A)、(B)、 之前驅物: R^MtNCR'^XCR'R^NCR^Jox-n (A) R^MtECR^CR'R^NiR^ox-n ⑼ R3„M[(R2R3,C=CR4)(CR5R6)mN(R,)]ox-n (C) R3nM[E(CR5R6)mN(R1R2)]〇x.n (D) 19 200907094 其中: 每一 R1、R2、R3、R4、R5和R6可以彼此相同或不同, 且可分別選自氫、CrCe烷基、烷氧基、C6-C14芳基、 梦基、C3-C18炫>基碎基、Ci_C6氣烧基、酿胺 '胺炫基、烧 氧烷基、芳氧烷基、亞胺烷基(imidoalkyi)和乙醯基烷基; OX是金屬Μ的氧化狀態; η是一介於從0到ΟΧ間的數值; m是一介於從0到6間的整數; Μ是Ti、Zr或Hf ;且 E是0或S。 本發明再一面向是有關一種锆前驅物,其選自下列:
Zr——(NMeEt)3 S’ 20 200907094
;和 21 200907094
本發明另一面向是有關一種鈦前驅物,其係選自由ΤΙ-1 至ΤΙ-5組成的群組中: 1,
ΝΜβ2H~C=U
Μθ2Ν-ΤΓ ,,,νΝΜθ2 NMe2
EtMeN——ΤΓ" NMeEt I -N-C=N- .,..«NMeEt NMeEt
TI-I TI-2 ΤΙ-Λ 22 200907094
本發明再一面向是有關一種具有下式之第1¥族金屬錯 化物 (C5R1R2R3R4R5)nMR4.n 其中每一 R 、R2、R3、R4和Rs可以彼此相同或不同, 且可分別選自eve:6烷基、〇丨-(:6烷氧基、C6_Ci4芳基、矽基、 C^Cu烷基矽基、CmC6氟烷基、醯胺、胺烷基、烷氧烷基、 芳氧炫基、亞胺炫基(imidoalkyl)、氣和乙醯基烷基; ϋ 每一 R可以彼此相同或不同,且可分別選自Cl_C6烷 基、Ci-C6烧氧基、C6-C14芳基、發基、C3-CU烷基矽基、 Ci-C6氟烷基、醯胺、胺烷基、烷氧烷基、芳氧烷基、亞胺 烷基(imidoalkyl)、氫和乙醯基烷基; Μ 是 Ti 、 Zr 、 Hf 或 Si ;且 η是一介於從0到4間的數值。 本發明再一面向是有關一種製造第IV族金屬前驅物的 方法,包含以下反應流程: 23 200907094
R2 R1
MRm
其中每一 R1、R2、R3、R4和R5可以彼此相同或不同 且可分別選自Ci-Ce烷基、Ci-Q烷氧基、C6-C14芳基、矽J C3-C18烧基梦基、C1-C6氟烧基、酿胺、胺院基、烧氧院羞 芳氧烧基、亞胺炫基(imidoaIkyl)_、氫和乙醢基炫基; 每一 R可以彼此相同或不同,且可分別選自 C丨-C6 基、C1-C6院氧基、C6-C!4芳基、梦基、C3-C18烧基珍基 Ci-C6氟烷基、醯胺、胺烷基、烷氧烷基、芳氧烷基、亞 烧基(imidoalkyl)、氫和乙醮基烧基; X是鹵素; η是一介於從0到4間的數值; Α是一驗金屬;且 Μ 是 Ti、Zr、Hf 或 Si。 24 200907094
(I^ox-nTitRiNC^NR^RiNRlni胍根鈦,其中: 每一 R1、R2、R3、R4和R5可以彼此相同或不同,且可 分別選自Ci-C6院基、Ci-C6烧氧基、C6-Cl4芳基、梦基 C3-Cis烧基石夕基、Ci-C6敦院基、酿胺、胺炫基、燒氧烧某 芳氧烧基、亞胺院基(imidoalkyl)、氫和乙酿基燒基; η是一介於從0到4間的數值; 0Χ是中心Ti原子的氧化狀態。 Ο 本發明再一面向是有關一種選自具有下式(I)或(11)中之 二醯胺鈦 (I^NCiNRYUNR4)。)^"!^ ⑴ 其中: 每一 R1、R2、R3和R4可以彼此相同或不同,且可分別 選自C〗-C6烷基、Κ6烷氧基、C6-C14芳基、矽基、c3-C18 燒基石夕基、Ci-〇6氟炫基、醯胺、胺燒基、院氧烧基、芳氧 燒基、亞胺烧基(imidoalkyl)、氫和乙醯基燒基; m是介於2至6之間的整數; η是一介於從0到OX間的數值;且 25 200907094 OX是中心Ti原子的氧化狀態;和 (R1NC(NR2)mNR4)〇x.n/2Tin (II) 其中: 每一 R1、R2、R3和R4可以彼此相同或不同’且可为別 選自c^-cu烷基、c!-c6烷氧基、c6-c14芳基、矽基、C3_Cl8 烷基矽基、Ci-C6氟烷基、醯胺、胺烷基、烷氧烷基、芳氧 烧基、亞胺烧基(imidoalky丨)、氫和乙醯基炫基; m是介於2至6之間的整數; η是一介於從〇到〇χ間的數值;且 ΟΧ是中心Ti原子的氧化狀態。 本發明再一面向是有關一種穩定一醯胺根金屬的方 法,包含在其中添加至少一胺。 本發明再一面向是有關一種穩定一醯胺根金屬前驅物(a metal amide precurs〇r)的方法,該前驅物係被傳送至一基材 上用以沉積金屬(衍生自該酿胺根金屬)在該基材上,該方法 包含在傳送前或傳送期間,添加至少一胺到該醯胺根金屬前 媒物中。 本文中名詞「膜層(film)」係指厚度小於1〇〇〇微米的沉 積材料’亦即’從此厚度往下至單層源、子的厚度為止。在: 實施例中,用以實施本發明之沉積材料層的厚度可小於 100、10或1微米’或是在各種薄膜製程中,係小於2的; 或50奈米,視所採行之特定應用而定。本文中「薄膜 film)」一詞意指厚度小於1微米的材料層。 ' ln 26 200907094 在本文及附隨中晴專利範圍中’除非另有指明,否則單 數不定冠詞「一(a, an)」與定冠詞「該(⑹)」^蓋其複數 範圍。 本文中,所指出的碳數範圍,例如,Ci_Ci2烷基,意欲 涵蓋在此範圍中的每一符合該碳數的基團,同時需知在指定 碳數範圍内的其他小範圍碳數,亦可單獨被指明以明確包含 符合該較小範圍碳數的基團。因此,CrCu烷基意欲涵蓋曱 基、乙基'丙基、丁基、戊基'己基、庚基、辛基、壬基、 癸基、十一烷基和十二烷基,並包括該些基團的直鏈與支鏈 範圍。另外’舉例來說,Cl_Cl 2烷基的碳數範圍也可在某些 特定實施例中被進一步限定成較小範圍的碳數,例如顯定成 為c丨-C4烧基、c2-c8烷基、c2-c4烷基、c3-c5烷基或其他 在此Ci-Cu烷基大範圍下的小範圍。 本發明的其他特點與實施方式將可由以下說明及申請 專利範圍獲得進一步的了解。 【實施方式】 本發明實施方式是有關锆、銓、鈦與矽前驅物。這些前 驅物可用來進行原子層沉積(ALD)和化學氣相沉積(CVD)相 對應之含锆、含銓、含鈦與含矽層。舉例來說,本發明的錯 前驅物可以高度效率的方式在基材上沉積出氧化鍅與矽酸 錐層。 在一實施方式中,本發明前驅物包括以下化合物: M(NR2)4 ’其中每一 r可以相同或不同且其可分別選 自氫、C丨-C丨2烷基、c3_c丨0環烷基、C2-C8烯基(如,乙 27 Ο
200907094 烯基、丙烯基等)、CrCu烷基矽基、c6-c10芳基、 -(CH2)XNR,R,,、-(CH2)x〇R’’’和-NR’R”,其中 x = i、2 或3,且R’、R”和R”’可以相同或不同且其可分別選自 氫和Ci-Cu烷基; (R^NC^R^RqmNI^hox-roeMXn,其中 R1、R2、R3、 R4和X可彼此相同或不同’且其可分別選自氫、(:!-(: i 2 烷基、C3-C丨0環烷基、C2-C6烯基、C丨-c12烷基矽基、 C6-Ci〇 芳基、-(CH2)xNR’R”、_(ch2)xor’’’和-NR,R”,其 中x=l、2或3,且R’、R”和R’’’可以相同或不同且其 可分別選自氫和CrCu烷基,其中碳數下標2依序 代表烷基取代基中碳原子的數目,m是介於1〜6的整 數,且X是選自CrC丨2烷氧基、羧酸根(carboxylates)、 β-二酮根(β-diketonate) 、 β-二亞胺根(β-diketiminate)、β-二酮亞胺根(β-diketoiminate)、胍根 (guanidinate)、醯胺根(amidinate)、+及異腺酸根 (isoureate);且其中 C(R3R4)m 可以是伸院基 (alkylene) ; OX是金屬Μ的氧化狀態;η是一介於從 0到ΟΧ間的整數;m是介於1至6之間的整數; M(E)2(OR3)2,其中 E 是有取代基的二酮根 (dionato),每一 R3可以相同或不同且其可分別選自 Ci-C!2炫基、C3-C1G環烧基、C2-C8婦基、C1-C12炫基 矽基、c6-c10 芳基、-(ch2)xnr’r”、-(CH2)xOR,,,和 -NR’R”,其中χ=1、2或3,且R,、R”和R”,可以相同 或不同,且其可分別選自氫和(^-(:12烷基二者之中; 28 200907094 M(OR3)4,其中每一 R3可以相同或不同且其可分別 選自C丨-C12烷基、C3-C1()環烷基、C2-C8烯基、Cl-C12 烷基矽基、C6-C10 芳基、_(CH2)xNR’R”、_(ch2)x〇R,’’ 和-NR,R”,其中X = l、2或3,且R’、尺”和R,,,可以相 同或不同,且其可分別選自氫和Ci-Cu烷基之中; M(OPr-〇4-IPA,其中IPA是異丙醇且opr·,是異丙 氧基; (R6R7N)2M(R8NC(R3R4)mNR9),其中 r3、r4、r6 和 R7、R8、R9可彼此相同或不同’且其可分別選自氫、Cl_Cl2 院基、C3-C10環燒基、C2-C8稀基、Ci-Cl2院基石夕基、 c6-c10 芳基、-(ch2)xnr’r”、-(ch2)xor”’和 _NR’R”,其 中乂=1、2或3,且尺’、尺”和11”,可以相同或不同,且 其可分別選自氫和Cl-Cl2烧基之中,且其中在(R6R7N)2 部位中個別胺基氮源子上的R6和R7兩者可一起為伸烧 基(alkylene);且m是介於1至6之間的整數;及 選自(醯胺根)οχ·ηΜΧη、(胍根)ox.nMXn、和(異腺酸 根)οχ·ηΜΧη中之化合物’其中X可彼此相同或不同, 且其可分別選自氫、C丨-C12烷基、C3-C丨〇環烷基、c2-c6 烯基、Ci-C〖2 烷基矽基、C6-C1()芳基、_(ch2)xNR,R,,、 -(CH2)xOR’’’和-NR,R”,其中 X = i、2 或 3,且 r,、R„ 和R”’可以相同或不同,且其可分別選自氫和C丨_Cl2烷 基之中’其中礙數下標1〜12依序代表烧基取代基中碳 原子的數目,m是介於1〜6的整數,且X是選自Cl-c12 烧氧基、叛酸根(carboxylates) 、 β-二酮根 (β-diketonate)、β-二亞胺基(β- diketiminate)根、0_二 29 200907094 酮亞胺根(0-(1丨1^{〇丨〇1丨11&16)、胍根(§11311丨<1丨11&16)、醯胺 根(amidinate)、及異腺酸根(isoureate);且OX是金屬 Μ的氧化狀態;η是一介於從0到〇χ間的整數;m 是介於1至6之間的整數;且Μ是選自鈦、锆、銓或 石夕。 在本發明另一實施方式中的前驅物,係包含以下化合 物: M(NR2)4,其中每一 R可以相同或不同且其可分別選 自氮、C1-C12烧基、C3-C10環炫基、C2-C8稀基(如’乙 烯基、丙烯基等)、Ci-C^烷基矽基(包括單烷基矽基、 二烷基矽基和三烷基矽基)、c6-c1()芳基、 -(CH2)XNR’R”、-(CH2)x0R’’’和-NR’R”,其中 x = 1、2 或3,且R’、R”和R’’’可以相同或不同且其可分別選自 氮和Ci_Ci2炫基; (RiNCHzNI^hM,其中R1和R2可彼此相同或不同, 且其可分別選自氫、Ci-C12烷基、C3-C1()環烷基、C2-C6 烯基(如,乙烯基、丙烯基等)、<:1-(:12烷基矽基(包括單 娱> 基碎基、二烧基梦基和三炫基梦基)、C6-Ci〇 ^基、 -(CH2)XNR,R”、_(CH2)x〇R,’,和-NR’R”,其中 x = 1、2 或3,且R,、R”和R’,’可以相同或不同且其可分別選自 氫和Ct-Cu烷基,其中碳數下標1〜12依序代表烷基取 代基中碳原子的數目; Μ(β-二酮根)2(〇R3)2,其中R3可以相同或不同且其 可分別選自Ci-Cu烷基、C3-C1()環烷基、C2-C8烯基(如’ 乙烯基、丙烯基等)、(:1-(:12烷基矽基(包括單烷基矽基、 30
200907094 二烷基矽基和三烷基矽基)、C6-Cl0芳基 _(CH2)xNR’R”、-(ch2)x〇r’”和-NR’R”,其中 χ = i 或3’且R,、R、R,”可以相同或不同,且其可分別選 自氫和CVC12燒基二者之中,且較佳是從異丙基和叔_ 丁基(第三-丁基)中選出; m(〇r3)4,其中每一 r3可以相同或不同且其可分別 選自Ci-Cu燒基、c3_Cl〇環烧基、c2_C8烯基(如,乙稀 基、丙烯基等)、C1-C12烷基矽基(包括單烷基矽基、二 烷基矽基和三烷基矽基)、C6_C1()芳基、_(CH2)XNR,R,,、 _(ch2)xor’’’和-NR,R”,其中 x = i、2 或 3,且 R, 和R’’’可以相同或不同,且其可分別選自氫和Ci_Ci2烷 基之中’且較佳是從異-丙基和叔·丁基(第三_丁基)中選 出; M(OPr-〇4-IPA,其中IPA是異丙醇且opr—是異丙 氧基; (R4R5N)2M(R6NCH2CH2NR7),其中 R4、R5 ' r6 和 r7 可彼此相同或不同,且其可分別選自氫、Cl-c12烧基、 C3-C10環院基、C2-C8稀基(如,乙稀基、丙稀基等)、 Cl-Cl2烧基梦基(包括單烧基石夕基、二烧基梦基和三炫^基 矽基)、c6-c10 芳基、_(CH2)XNR’R”、-(ch2)x〇r,,,和 -NR,R”,其中x=l、2或3,且R,、R”和R,,,可以相同 或不同,且其可分別選自氫和(:丨-(:12烷基之中; 選自(酿胺根)OX-nMXn、(脈根)〇χ-ηΜΧη、和(異腺酸 根)οχ_ηΜΧη中之化合物,其中X可彼此相同或不同, 且其可分別選自氫、〇丨-(:12烷基、C3-C1()環烷基、c2-C8 31
Ο 200907094 稀基(如,乙稀基、丙稀基等)、Cl-Cl2烧基石夕基(包括單 烷基矽基、二烷基矽基和三烷基矽基)、c6-c1Q芳基、 -(CH2)XNR,R”、_(CH2)xOR,’’和-NR’R”,其中 x = ι、2 或3,且R’、R”和R’’’可以相同或不同,且其可分別選 自氫和(^-(^^烷基之中,其中碳數下標1〜12依序代表 烷基取代基中碳原子的數目,m是介於1〜6的整數,且 X是選自Ci-Cu烷氧基、羧酸根(carboxylates)、β-二 酮根(β-diketonate)、β-二亞胺根(β- diketiminate)、β-二酮亞胺根(β-diketoiminate)、胍根(guanidinate)、酿 胺根(amidinate)、及異服酸根(isoureate);且OX是金 屬Μ的氧化狀態;η是一介於從〇到〇X間的整數;m 是介於1至6之間的整數;其中Μ是選自锆、給 '鈦 或硬。 在一特定實施方式中’本發明前驅物是選自上述化合 物中,其中每一個別取代基R、Rl、R2、R3、R4、R5、R6、 R7、R8、r9、Rl〇、Rll、R12、R13、R,、尺”和 R’”可彼此相同 或不同,且其可分別選自Cl-C12烷基。 在另一特定實施方式中,本發明包含鍅前驅物’其對 形成含锆薄膜(即,對高k介電膜應用)特別有用,這些含 錯前驅物係選自具有以下化學式的化合物中:
Zr(NMe2)4 ; (R^NCHaCHbNR^hZr,其中R1、!^2可彼此相同或不 同,且其可分別選自Ci-C12烷基; 32 η
200907094
Zr(E)2(OR3)2,其中 E是有取代基的二酮根 (dionato),例如,β-二酮根(β-diketonate),其中 R3 可 以相同或不同,且其可分別選自異丙醇和叔_ 丁基中.
Zr(OR3)4,其中每一 R3可以相同或不同,日甘_ 且再可分 別選自異丙醇和叔-丁基中;
Zr(0Pr-/)4-IPA,其中 IPA 是異丙醇且 〇Ργ_ζ· 3 H A 1 z疋異丙 氧基; (R4R5N)2Zr(R6NCH2CH2NR7),其中 R4、R5、r6 和 R·7可彼此相同或不同,且其可分別選自CVc^2燒基 (胍根)Zr(NR8R9)3,其中胍根可以有或無取代基, R8、R9可彼此相同或不同,且其可分別選自C, ^ 1 L 1 2 院 基0 在本發明結構式為Zr(E)2(OR3)2之化合物中,其中£是 有取代基的二酮根,該含有取代基的二酮根配位體,即,卜 二酮根(β-diketonate),可以是任一可賦予這類前驅化合物 適當金屬特性之適合類型的配位體。可用來實施本發明之 例示的二_根物種如下表1 :
2,2,6,6-四甲基_3,5-庚烷二酮根 thd 1,1,1-三氟-2,4-戊烷二酮根 tfac 1,1,15,5,5 -六氣- 2,4-戍炫-一網根 hfa.c 6,6,7,7,8,8,8-七氟-2,4-二曱基-3,5-辛烷二酮根 f0ti 2,2,7-三甲基_3,5-辛烷二酮根 tod 1,1,1,5,5,6,6,7,7,7-十氟-2,4-庚烷二酮根 dfhd 33 200907094 tfmhd -6-甲基-2,4-庚炫二網根 習知技藝人士可依據本發明之揭示内容輕易地製造出 本發明之前驅物。在一實施例中,可利用涉及如下所示之在 四醯胺中插入碳二醯亞胺的反應,來合成出本發明之金屬單 胍根前驅物: Ο M(NR,2R13)4 n Ri4N=C=NR15 ----^
其中:Μ 是 Zr、Hf、Ti 或 Si;每—r12、ri3、Ri4 及 R15可彼此相同或不同,且其可分別選自氫、d-Cu烷基、 C3-C10環炫基、C2-Cs烯基(如,乙稀基、丙烯基等)、C1-C12 炫基發基(包括單炫基梦基、二炫基梦基和三院基;ε夕基)、 C6-Cl0 芳基、-(CH2)XNR,R”、-(CH2)x〇R,,,和-NR,R”,其中 X =1、2或3,且R,、R”和R”’可以相同或不同,且其可分別 選自氫和C!-C12烧基之中,且η是介於1〜4的整數。 藉由一特定實施例,可執行前述合成反應,其中Μ為 锆,且每一 1112、1113、1114及為Ci_Ci2烷基,而形成單_、 二-、三-及四-胍根锆,其中該非胍根配位體為二烷基醯胺根 (dialkylamido) ’例如,二甲基醯胺根、二乙基醯胺根或二丙 基醯胺根。該脈根本身可有或無取代基。 34 200907094 可實施其他本發明範疇内具類似性質的合成反應,以產 生本發明之前驅物。 如上述先前技藝段落文字中所論及的,先前使用銼前驅 物在高沉積溫度下所產生的膜層其保形性不佳,而在低沉積 溫度下所產生的膜層卻會併入高量的碳。保形性不佳乃是因 為前驅物在高溫下反應性太高所致,進而驅動沉積動力學往 而質傳範圍’以致保形性不佳,用降低沉積溫度來改善 Ο 此保形性不佳的問題’但此具可接受程度之保形性的沉積溫 度卻不足以避免有過量碳被併入膜層中的問題。 本發明前驅物可獲得具良好保形性且碳雜質含量低之 膜層,且可輕易地利用ALD或CVD製程來製造。 在ALD或CVD製程中,視所用特定前驅物而定,在可 產生含結、含給、含鈦或切膜層的條件下,讓基板與前驅 接觸此'儿積製程可在任一適當處理條件下(涉及適當 壓力、w度、濃度、流速等條件)實施,該些條件可由習知技 藝人$在無須過度實驗的情況下,依據製程條件的實驗變數 〇 斤得臈層的性質來決定出適當的反應條件。 在—較佳實施例中,在有一共同反應物(選自氧氣、臭 氧 氧化—氮及水)存在下,讓本發明一前驅物與一基材接 觸。 在另—較佳實施例中,在有一電漿混合物(包含一選自氧 氣、臭氧、一盏 - ' —氧化二氮及水之第一電漿混合物成分,與一選 自氮氣氣氧及氮氣之第二電漿混合物成分)存在下,讓本發 . 明一前驅物與一基材捿觸。 35 可透過ALD 在製造微電 發前驅物來實施 可以各種組合方 以產生所欲求的 Ο
200907094 在特定應用中,你田 使用本發明之錯前驅物 或CVD製程來沉積-嗇 谓一氧化锆貨矽酸鍅,例如 子元件或其他薄膜錘產品時。 須知可於沉積製程中使用锆前驅物及 本發明並沉積出矽酸锆膜層。更一般來說, 式來使用本發明的錯、铪、鈦及矽前驅物, 複合膜層,例如’鈦酸錘膜。 使用上述前驅物的製程可在任一合 的周圍3®培下*臂1 施。舉例來說,此周圍環境可包括一還 7 &氣圍,董化性教 圍或是含氮的氣體環境,以利用所接觸的 v叫驅物基翕產生一 相對應之欲求的產物膜層於基材上。 μ 本發明另一面向是有關上述前驅物的 衮形式。舉例來 說,可將該些前驅物封裝在一前驅物儲存和分配封裝中,其 中固持有-有用量的前驅物’用以自其中加以分配出來。包 含在這類封裝中的前驅物可以任何適合的形式存在。 舉例來說,該前驅物可以是固體形式,以精細分隔狀態 存在(例如以顆粒、丸粒等形式存在)並固持在該儲存與分配 封裝中,該封裝中具有加熱結構,用以選擇性輪入熱量至容 器内之前驅物,以將其揮發。讓所得的前驅物蒸氣經由一分 配閥與相連的流量迴路,進行分配以傳送至一沉積反應器並 與基材接觸。 或者,該前驅物可以是液體形式,固持在該儲存與分配 封裝中,以選擇性地釋出衍生自該液體之前驅物蒸氣,並非 必需地輸入熱量至液體中使其揮發,以產生這類液體之相對 應的前驅物蒸氣。 36 200907094 再另一種選擇,可以液體形式將該前驅物固持在用來選 擇性釋出該液體之儲存與分配封裝中,並接著將其揮發已形 成氣相沉積製程可用的前驅物蒸氣。這類液體傳送技術涉及 在一淨液體形式下儲存及分配該前驅物,或是,如果該前驅 物為固體、液體貨半固體形式,可將該前驅物溶解或分散在 適當的溶劑中再進行分配。 將前驅物溶解或分散的溶劑,可以是任何適當類型的溶 劑。目别對本發明有用的溶劑類型包括(但不限於)一或多種 選自碳氫化物溶劑中的物種,如,C3_Ci2烷類,c2_Ci2醚類, C6 Ci2芳香類,〇7-〇16专烧類,(31〇-C25芳環烧類,及這類芳 香類、芳烷類和芳環烷類溶劑之含有烷基取代基形式的溶 劑,其中當有多個烷基取代基時,這些烷基取代基可以相同 或不同,且其可單獨選自Cl-Cs烷類,有烷基取代基的苯化 合物,苯并環己烷(tetralin),有烷基取代基的苯并環己烷, 四氫呋喃,二甲苯,〗,4_四丁基甲苯,13_二異丙基苯二甲 基苯并環己烷(dimethyltetralin),胺類,DMAPA,甲苯,乙 一醇一甲鍵(glyme),—乙·一醇一甲驗(dig 1 yme),三乙二醇二 甲醚(tdglyme),四乙二醇二甲醚(tetraglyme),辛烷和癸烷。 可以任何適當方式將以液態傳輸的前驅物揮發,例如利 用穿過霧化器的通道’讓前驅物液體在高溫下舆揮發性元件 接觸或是任何可產生適當蒸氣性質的方式,以便與基材接觸 並於其上沉積出膜層。 第I圖乃是依據本發明一實施方式之一種用於固體傳送 ALD或CVD應用之内含锆前驅物的材料儲存與分配封裝1〇〇 的示意圖。 37 200907094 〇〇此材料儲存與分配封裝1 〇〇包括一大致為圓柱體 态102 ’丨中界定出-内容積104。在此特定實施方 :驅物在周圍環境溫度下為固體形式,並可被支撐在 今積104内一托盤106的表面上該托盤並有多 通道108,用以使容器内的蒸汽可往上流動到閥頭組 對容器内容物進行分配。 可將固體前驅物塗覆在容器内容積表面上,例如 106表面或是通道108表面上。可以蒸汽形式將前驅 容器中,並使之凝結在容器表面而完成此塗覆。或者 驅物固體溶解或懸浮在溶劑介質中並利用將溶劑揮 成使前驅物沉積在容器内容積表面上的目的。在另一 中’則是將前驅物熔解並倒入容器内容積表面。對此 中可包括能在容器内提供額外表面積之基材物件或元 支撐位於其上的前驅物膜層。 另一種方式’則是以分散的顆粒物形式來提供固 物,並倒入容器内使其被留置在牦盤1〇6頂端支撑表 容器102具有一瓶頸部分109’用來連接閥頭組^ 在例示的圖中,此閥頭組件11 〇配備有一手輪i丨2。 組件110尚包括有一分配埠114,其設置成可輕接— 連接元件,以連接流動管路與容器。在第1圖中,以 來表示此流動管路’且此流動管路可被輕接到—下会 或CVD腔室(未示於第1圖中)中。 使用時’將容器102加熱’在圖上以Q來表示輪 能,並使容器内的固體前驅物可至少被部分揮發,^ 驅物蒸氣。當轉動手輪π 2至開啟位置時,可經由閱 形的容 式中, 容器内 數流動 件,以 在托盤 物引入 ,將前 發而達 種方式 ,容器 件,以 體前驅 面上。 t 1 10 〇 此閥頭 配件或 箭頭A 字ALD 入的熱 提供前 頭組件 38 200907094 110的閥通道將此前驅物父a J駆物蒸軋自容器中釋出, 頭A所示的流動管路中。 山並为配進入鼾 亦可以溶液或懸浮液形式 式,之後利用液體傳送或替/4▲的固體*驅物形 的溶劑組合物,以產生一二A 送現類包含有前驅物 别驅物蒸氣。讓此前 解條件下與基材接觸,而 引軀物蒸氣在刀 在一會… 在基材上沉積金屬作為膜層。 ,中,是將前驅物溶解在—種 八
質中’並在分配條件下自此離子性液體溶洛由 蒸氣。 于性液體冷液中抽取出前驅物 另一種方式,前驅物是以 的適當固相物理性吸附儲存介 物理性吸附儲存介質上釋出所 前驅物蒸氣分配出來。 吸附狀態儲存在容器内容積中 質上。使用時,在涉及從固相 吸附的前驅物’而自容器中將 用來傳送前驅物的供應交哭 切w伢應今Is可以疋任何適當類型 器,包括ATMI公司出品,σ 00 項名稱為 SDS、SAGE、VAC、
VACSor和ProE_Vap等,任一這些容器可適當地應用在本發 明一特定儲存與分配應用中。 ^可以本發明前驅物來形成可與基材接觸之前驅物蒸 氟以/儿積膜層於其上,例如結、給、鈦和/或石夕。 在一較佳面向中,使用本發明前驅物來執行原子層沉 積,產生具有優異保形性且以高覆蓋率均勻塗覆在基板上(甚 至是高深寬比結構上)的ALD膜層。 因此’本發明前驅物可廣泛應用在各式微電子元件中, 例如,半導體產品 '平面顯示器等,以製造出具有優異品質 的含锆、含銓、含鈦與含矽膜。 39 200907094 本發明另一面向是有關對沉積金屬氧化物層(M〇2)與金 屬矽酸鹽(MSi〇4)層有用之第IVB族前驅物,其中M是選自 铪、銼及鈦中之金屬》這些第IVB族前驅物可作為高k介電 前驅物’以在諸如晶圓或其他微電子元件結構之類的其板 上’透過CVD或ALD來形成具高深寬比特性、厚度均句且 保形性優異的高k介電膜層。 這類第IVB族前驅物具有如下的化學結構, X-M(NR2)3,其中: Μ是選自Hf、Zr或Ti ; X是選自:C1-C12烷氧基(如,曱氧基、乙氧基、丙氧基、 丁氧基等)、羧酸根(如’曱酸根、乙酸根等)、β_二酮根 (β-diketonate)(如,acac、thd、tod 等)、β-二亞胺根(β-diketiminate)、β-二酮亞胺根(p_diketoiminate)及其類似 物;且 每一 R可彼此相同或不同,且其可分別選自d-C12烷 基。 式X-M(NR2)3之第IVB族前驅物可以很容易地由以下反 應來合成: M(NR2)4 + HX -XM(NR2)3 + HNR2 其中Μ、X和Rs之定義係如上述。 對前述前驅物有用的羧酸根配位體具有如下的結構:
羧酸根 40 200907094 其中,
Rl是選自由氫、Cl_c5烷基、C3_C7環烷基、Ci_C5全氣 烧基、和Cs-Cio.基所組成的群組中。 知·類具有如下的化學結構,X_M(NR2)3之第IVB族前驅 物,其中: 〇 在第IVB族前驅物中,卜二_根(p_diket〇nate)、p_二 亞胺根(β- diketiminate)、卜二綱亞胺根(p_diket〇iminate) 配位體具有如下的結構:
beta-diketiminate
beta-diketoiminate 其中: 每一 Rl、R_2、R_3和R_4可彼此相同或不同,且其可分別 選自由Ci-C5燒基、(:347環烷基、Ci_Cj氟烷基、和C6_Ci〇 芳基所組成的群組中。
上述第IVB族前驅物可當作包括液體傳送或固體傳送 之CVD或ALD製程的前驅物來使用。 對固體傳送來說,可將前驅物封裝在適當的固體儲存與 蒸氣傳送容器内,其中該容器建構成可傳輸熱到容器内的固 體别驅物以將其蒸發形成前驅物蒸氣,並可選擇性地將該前 驅物蒸氣自容器中分配出來且傳送到下游的CVD或ALD或 其他製程中。這類適當的固體傳送容器包括ATMI公司 (Danbury, Connecticut,USA)出品之 ProE-Vap。 41
200907094 為形成金屬矽酸鹽膜層,可將第IVB族前驅物與適當的 矽别驅物合併使用’或者,可在這類第IVB族前驅物的R取 代基上代以含矽的官能基,例如烷基矽基團。 對液體傳送來說,可將前驅物溶解或分散在適當的溶劑 介質中。合於此目的的溶劑介質可包刮單—成分或是多成分 的溶劑组合物,之後將其揮發以形成可透過適當流動管路傳 輸至下游液體設備中的前驅物蒸氣。為達成此目的,可使用 適當的溶劑介質,亦即,可與前驅物相容且揮發以產生具有 適當特性的前驅物蒸氣。 方面,本發明是有關一種適合CVD及ALD製程的 鍅前驅物’其中每一與中心錘原子形成配位的配位體不是胺 就是二胺’且這類配位體中至少—個是二胺類。每—胺或二 胺配位體都可以是有或無取代基,且當取代基包含Cl。燒 基取代基時,每一这此& t 二取代基可與鍅前驅物中的取代基彼此 t同或不同。這類前驅物可利用合成反應來製備,例如,四 版根錯分子之四個 土令的一個胺基是被二胺基加以取代。 在—較佳實施方式中,此杜今 T 此锆刖驅物包含一種具有5個配 位基的锆前驅物,其係選自以下:
/Zr—(NMe2)3
Zr—_e2)3 U
200907094 這類前驅物可利用以二胺(例如,二甲基乙基乙二胺(DMEED)) 來取代四(二曱基胺)锆(TDM AZ),例如,依據以下反應式: R34M + (RWiNC^R^NCR2)!!-► 其中: 每一 R1、R_2、R3、R4、R5和R6可彼此相同或不同,且 其可分別選自由氫、烷基、CVC6烷氧基、C6-C14芳基、 矽基、C3_C18烷基矽基、C!-C6氟化烷基、醯胺、胺烷基、 芳氧烷基、亞胺烷基和乙醯基烷基所組成的群組中; OX是金屬Μ的氧化狀態; η是一介於從〇到〇χ間的整數; m是介於1至6之間的整數; Μ是選自鈦、锆或鎗;及矽。 上述反應可在TDMAZ溶在曱苯且其中添加有1當量二 甲基己基乙二胺的反應溶液中實施,接著將此反應混合物迴 流數小時,讓迴流熱驅動反應至反應完成為止。當以DMeeD 取代二曱胺時,自由的二曱胺會以氣體形式從反應溶液中釋 出。二胺配位體因而可與中央金屬形成一鍵結,而產生一種 空軋穩疋性較佳之具有5個配位體'的錯分子,相對於四(二曱 基胺)銼來說。此種具有5個配位體的銼前驅物可作為用來實 施涉及億體傳送此類前驅物之CVD或ALD製程的液體前驅 物。 也可利用上述合成技術,以諸如四(乙基甲基胺)锆 (TEMAZ)和四(二乙基胺)锆(TDEAZ)之類的四胺錘化合物來 形成相對應之5配位的錘前驅物。 43 200907094 本發明另一方面係有關式(A)、(B)、(C)及(D)的金屬前 驅物: R3„M[N(R1R4)(CR5R6)mN(R2)]〇x.n (A) R3nM[E(R1)(CRsR6)mN(R2)]〇x.n (B) (〇 R3nM[E(CR5R6)mN(R]R2)]0X_n (D) . 其中:
每一 Rl、r2、R3、R4、R5和R6可以彼此相同或不同, (I 且可分別選自氫、烷基、Ci-Ce烷氧基、C6-Ci4芳基、 矽基、CVC丨s烷基矽基、Ci-C6氟化烷基、醯胺、胺烷基、 烷氧烷基、芳氧烷基、亞胺烷基(imidoalkyl)和乙醯基烷基; OX是金屬Μ的氧化狀態; η是一介於從〇到ΟΧ間的數值; m是一介於從〇到6間的整數; Μ是Ti、Zr或Hf ;且 E是Ο或S。 〇 44 200907094 這些前驅物具有以下結構式: ( R1 R1 Γ I -, 5 6 /、' m(5R6R\ / Μ——R3n 〆 /E、、 m(5R6RC) ; \ / [V OX-n L N Μ—R3n OX-n R2 h ,cr2r3 (r4c)' I ~N' ,M—R3n OX-n B fMRC):
D 〇 上述式(A)~(D)的前驅物具有可供CVD/ALD應用之良好 的熱安定性及傳輸性。 45 200907094 可作為式(A)〜(D)前驅物有用的取代基之胺烷基、烷氧烷 基、芳氧烷基、亞胺烷基和乙醯基烷基包括具以下結構 R5 R1 R3 -(C)iT~(C)fir~N、 R6 R2 R4 R1 R3 C.
(C)—(C)srNv /(ch2)> C H2 R2 r4 胺烷基類 其中:亞甲基(methylene)部分可以是另一種二價碳氫基部份 (hydrocarbyl);每一 R〗-R4可以彼此相同或不同,且可分別 選自氫、Ci-Cs烷基和C6-C1()芳基;每一R5及R6可以彼此 相同或不同,且可分別選自氫、Ci-C6烷基;η和m分別是 一介於從〇到4間的整數,前提是η和m不可同時為0;且 X是一介於從1到5間的整數; R1 R3 I I 5 -(C)—(C)f^-o—R5 R2 R4 烷氧烷基類和芳氧烷基類 46 200907094 其中:每一艮丨-R4可以彼此相同或不同,且可分別選自氫、 CVC6烷基和C6-C10芳基;R5是選自氫、Ci-Cs烷基和C6-C10 芳基;11和m分別是一介於從0到4間的整數,前提是η和 m不可同時為0 ; R1 R3 R5 III , (C)—(C)FrC=N—R1, R2 r4 和 R1 ! R3 I I (C)iT I ~(C)srN R2 R4
R1, R2, 亞胺烷基
其中:每一 Ri、R2、R3、R4、Κ·5可以彼此相同或不同,且 可分別選自氫、CVC6烷基和C6-C10芳基;每一 R"、R2’可 以彼此相同或不同,且分別選自氫、Ci-C6烷基和C6-C1()芳 基;η和m分別是一介於從0到4間的整數,前提是η和m 不可同時為0 ; 47 200907094 R1 R3
(C)fT-(〒)F~C\ 、R5 R2 r4 乙醯烷基類 其中:每一 Ri -R4可以彼此相同或不同,且可分別選自氫、 C】-C6烧基和C6-C10芳基;R5是選自氫、羥基、乙醯氧基
(acetoxy)、Ci_C6 烧基、C1-C12 炫胺基、C6-Ci〇 芳基和 Ci-Cs 烷氧基;η和m分別是一介於從0到4間的整數,前提是η 和m不可同時為0 ; 可用來實施本發明之一較佳類別的前驅物包括下列定 義為「ZR-1」至「ZR-7」的銼前驅物:
ZR-1 48 200907094
.N
Zr-(NMeEt)3
N ZR-2
49 200907094
ZR-5
Zr-(NMe2)3
N
ZR-7 200907094 前述前驅物的熱性質(熔點,m_p. (°C ) : T50°C和殘留%) 係如下表II所示:
表II 類別 前驅物 *m· ρ· (0C) T50 (°C) 殘留 (%) 二胺類 ZR-1 液體 227 2.5 二胺醯 胺類 ZR-2 87 213 6.1 ZR-3 142 184 5.5 ZR-4 129 206 5.3 ZR-5 159 2 10 8.5 ZR-6 半液體 207 15.7 Cp 二 醯胺類 ZR-7 60 234 14.0 m. p.是量測所觀察到的D S C相變化溫度,而非肉眼所 見的固-液相轉變。 另一類可用來實施本發明之前驅物包括下列定義為 「TI-1」至「TI-5」的鈦前驅物:
TI-1
Tl-2 TI-3 51 200907094
前述前驅物的熱性質(熔點,m.p. (°C ) : T50°C和殘留%) 係如下表III所示:
表III 類別 前驅物 * 1X1. p. (°C) T50 (°C) 殘留 (%) 胍根類 TI-1 81 185 7.7 TI-2 液體 167 3.2 TI-3 48 186 2.5 TI-4 99 200 10.6 二-醯胺類 TI-5 黏稠狀的 油 203 6.1
m · p.是量測所觀察到的D S C相變化溫度,而非肉眼所 見的固-液相轉變。 52 200907094 本發明另一方面是有關可作為CVD或ALD製程前驅物 之具有環戊二烯根(CyCl〇peantadienyl)配位體之第IV族金屬 錯化物。這些前驅物可解決第IV族醯胺類對於立體障礙及 其中心金屬之缺電子特性所致的熱安定性議題,此也使得第 IV族醯胺類作為以CVD或ALD製程生成氧化物臈的用途受 到限制。環戊二烯根(CyCI〇peantadienyl)配位體係用來改善相 對應錯化物的熱安定性,其具有CVD或ALD製程可接受的 傳輸性質與處理條件。 這些第IV族金屬錯化物(其中μ可以是鈦、錘、鉻或金 屬矽)可具有以下化學結構式: (C5R1R2R3R4R5)nMR4.n 其中每一 R1、R2、R3、R4和r5可以彼此相同或不同, 且可分別選自C丨-C6烷基' Cl_C6烷氧基、c6_Cl4芳基、矽基、 C3-Ci8烷基石夕基、Ci-C6氟燒基、醯胺、胺烷基、烧氧烧基、 芳氧烷基、亞胺烷基、氫和乙醢基烷基; 每一 R可以彼此相同或不同,且可分別選自(^-(^烷 基、C丨-C6烷氧基、C6-C14芳基、矽基、C3-C18烷基矽基、 Ci-C6氟烷基、醯胺、胺烷基、烷氧烷基、芳氡垸基、亞胺 烷基、氫和乙醯基烷基; η是一介於從0到4間的數值;且 Μ 是 Ti、Zr、Hf 或 Si。 可以任何適當的方式來合成第IV族金屬前驅物,例如, 以如下反應流程進行合成: 53 200907094
R2 n1
MR4-n
此反應可在二乙醚或其他適當的溶劑中進行。 另一例子,Cp2Zr(MeNCH2CH2:NMe)
反應來產生。 本發明再一面向是有關一種對CVD/ALD製程有用的胍 根鈦。這類前驅物可解決諸如TiN、Ti〇2、TiCxNy膜層之類 的含鈦膜中有關碳污染的問題,這些碳污染會造成電阻上升 及降低所沉積含鈦膜的硬度。造成這類碳污染的根本原因是 從前驅物中所引入的碳雜質,例如,前驅物過早分解、前驅 54 200907094
物之不揮發性配位基和/或前驅物和共反應試劑間的 太低所致。在此方面之脈根欽前驅物具有以下結構式 (R^ox-nTitR^CCNR^^NR4],, 其中: 每一 R1、R2、R3、R4和R5可以彼此相同或不同,且 選自烷基、Ci-Ce烷氧基、C6-C14芳基、發基、 炫基發基、Ci-C6 H烧基、醯胺、胺烧基、烧氧院基 烷基、亞胺烷基、氫和乙醯基烷基; η是一介於從〇到4間的數值; 0Χ是中心Ti原子的氧化狀態。 本發明再一面向是有關一種對CVD/ALD製程有 自下式(I)或(II)中之二醯胺鈦 (R'NCCNR^^mNR^ox.n/aTin (I) 其中: 每一 R1、R2、R3和R4可以彼此相同或不同,且 選自C!-C6烷基、CVC6烷氧基、C6-C14芳基、矽基、 烷基矽基、氟烷基、醯胺、胺烷基、烷氧烷基 烷基、亞胺烷基、氫和乙醯基烷基; m是介於2至6之間的整數; η是一介於從0到OX間的數值;且 ΟΧ是中心Ti原子的氧化狀態;和 (R^CiNR^mNR^ox.n/aTin (II) 其中: 反應性 可分別 c 3 - C 1 g 、芳氧 用之選 可分別 C3-C 1 8 、芳氧 55 200907094 每R 、r2、r3和R4可以彼此相同或不同,且可分別 選自Ci-Cs烷基、Cl_c6烷氧基、c6_c"芳基、矽基、 烷基矽基、Ci-Ce氟烷基、醯胺、胺烷基、烷氧烷基、芳氧 烷基、亞胺炫基、氫和乙醒基烧基; . m是介於2至6之間的整數: n是一介於從〇到OX間的數值;且 〇X是中心Ti原子的氧化狀態。 f) 上述胍根鈦和二醯胺鈦可作為催化劑使用,例如,在不 對稱的有機轉形和立體選擇性聚合反應中,且可以狼容易地 經由碳二醯胺插入反應來合成。可利用各式化學試劑封裝來 封裝這些前驅物以供儲存與傳送,例如,ATMI公司(Danbury, Connecticut,USA)出品之 ProE-Vap。 可使用上述的胍根鈦和二醯胺鈦在各種應用中來形成 含欽膜’例如使用含鈦阻障層來製造半導體元件、形成摩擦 性材料和用於太陽能電池、珠寶、透鏡等之塗層。 本發明再一方面是穩定ALD/CVD製裎可用的金屬醯 J 胺’以作為形成金屬氮化物、金屬氧化物及高k介電質或阻 障層之金屬膜層的前驅物。 過渡金屬醯胺化物,例如Zr(NEtMe)4,在特定應用中有 時會出現熱安定性不佳的問題,導致傳輸期間前驅物提早分 解並對製程和相關設備造成不利的影響’例如管路阻塞和生 . 成顆粒物質。式M(NR2)0X之類的金屬醯胺,其中οχ是金屬 ν Μ的氧化狀態,會依據下式進行配位體解離反應: _2)〇χ -►娜2+ R2N_NR2+深色的不揮發_體物質 56 200907094 五(二甲基醯胺)钽(PDMAT)的例子顯示這類材料在不銹 鋼容器中被加熱到9〇。(:的溫度持續一個月,也不會分解,但 每天清潔這類容器中頂部I田& ητ^Λ/Γ Α π 1無用二間内的PDMAT以移除揮發 性物質,卻會在一個月的 ’、 " 的加熱期間產生顯耆的分解(高達 30〜40%)。此觀察結果導 双發現可透過添加胺類來使金屬酼 胺類化合物穩定的方法,& , 4如,添加二烧胺至載氣中,以通 氣泡式的方式傳送金屬驢脸&
前驅物。用於此目的的胺類可 以是任何類型,例如可句k & 、 。括諸如二甲基胺、乙曱胺、二乙胺 或高級烷胺之類的胺類。 需要以此方式加以穩定 M(NR2)〇x,其中〇父是 各別R取代基可以相同或不 C1 - C! 8烷基矽基; 的金屬醯胺類前驅物包括: 中心金屬原子的氧化狀態,其中 同且其可分別選自CrCe烷基、 M(NR R2)〇X-2y(R3H(On 4n 5 fi ,4 R5)zNR6)y,其中每一 ri、R2、 R、R4、R5和R6可以彼胳 此相同或不同,且可分別選自C|-C6 烷基、CrCu烷基矽基,7
乙可以是1或2,OX是金屬原子M 的乳化狀態,2y等於或小认Λ 於OX’其中在式中的Μ分別可選 自 Sc、γ、La、Lu、Ce、〇 尸Γ、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、 HO、Er、Ti、Hf、Zr、v ' 、Nb、Ta、W、Mo、A1、Ge、Sn、
Pb、Se、Te、Bi 和 Sb。 因此本發明可利用 基板之前或期間,添加 成傳輸期間使前驅物穩 粒物。 在傳送前驅物到欲生成金屬膜層的 〜種胺到金屬醯胺類前驅物中,來達 定的目的,以避免阻塞管路和產生顆 以下為前述類型 m 聲物的合成實 例 57 200907094 實施例1 (NMe2)3Zr(N(Et)CH2CH2NMe2) 在100毫升燒瓶中填入0.994克的Zr(NMe2)4 (3.72毫莫 耳)和20毫升的二乙醚,之後在室溫下,一滴滴地加入〇 43 克的Me2NCH2CH2NEtH (3.72毫莫耳)。攪伴混合物,真空移 除揮發性物質後,可得一淡黃色的固體。此產物為 (NMe2)3Zr(N(Et)CH2CH2NMe2)。 〇 實施例2 (NMeEt3)3Zr(N(Me)CH2CH2NMe2) 在100毫升燒瓶中填入1.007克的Zr(NMeEt)4 (3.72毫 莫耳)和2 0毫升的二乙醚,之後在室溫下,一滴滴地加入 0.3 18克的Me2NCH2CH2NMeH (3· 1 1毫莫耳)。攪伴混合物, 真空移除揮發性物質後,可得一淡黃色的固體。在5克的範 圍下’利用昇華(127C油浴’真空度約1〇〇 mtorr)進行純化。 定量產率。此產物為(NMeEt)3Zr(N(Me)CH2CH2NMe2) »
J 實施例3 (NMe2)3Zr(N(Me)CH2CH2NMe2) 在100毫升燒瓶中填入0.979克的Zr(NMe2)4 (3.66毫莫 耳)和20毫升的二乙醚,之後在室溫下,一滴滴地加入0.33 . 克的Me2NCH2CH2NMeH (3.66毫莫耳)。攪伴混合物,真空 移除揮發性物質後,可得一淡黃色的固體。利用昇華進行純 化。此產物為(NMe2)3Zr(N(Me)CH2CH2NMe2)。 58 200907094 實施例4 合成TI-1 利用以下反應式來合成此鈦前驅物:
在100毫升燒瓶中填入四(二甲基胺)鈦(5克,22.30毫 莫耳)和50毫升的二乙醚。之後在室溫(2 5°C )下,缓慢地加 入N,N’-二異丙基碳二醯胺(2.8148克,3·66毫莫耳)。溶液 的顏色立即從淡黃色轉變為橘紅色,並可在室溫下看到自我 迴流的現象。在室溫下攪伴混合物隔夜。真空移除溶劑後可 獲得橘紅色的ΤΙ-1固體(6.91克,19.72毫莫耳,產率88%)。
實施例5 合成ΤΙ-5 利用以下反應式來合成此鈦前驅物: CI. Cl·*Τί \ Cl + C2Hs^n/\/\ .C2H5 + C4:H9Li
59 200907094 在250毫升燒瓶中填入N1,N3-二乙基丙烷-1>3_二胺(5 克’ 38.4毫莫耳)和50毫升的戊烧。之後在〇。〇下,緩慢地 加入39·5毫升之1.6M的正-丁基鋰(63.2克)。溶液的顏色慢 慢地轉為渾濁且出現白色沉澱。在4小時期間將混合物加熱 回到室溫。加入溶於50毫升戊烷之四氣化鈦(3.6412克,19.2 毫莫耳)’以在0°C下形成Ν1,Ν3-二異丙基丙烧-ΐ,3_二醯胺 鐘,且混合物逐漸轉變成棕色,有明顯沉澱和白煙。將混合 物加熱回到室溫並攪伴隔夜,之後過濾移除LiC卜真空移除 戊烧’可獲得暗掠色之TI-5油性產物。 實施例6 合成TI-6 利用以下反應式來合成此鈦前驅物:
在250毫升燒瓶中填入]Sfl,N3 - —丙基丙烧-1,3 -二胺(5 克,31_6毫莫耳)和5〇毫升的二乙醚。之後在〇°C下,緩慢 地加入18.13毫升之1.6M的正-丁基鋰(63.2克)。溶液的顏 色慢慢地轉為渾濁且出現白色沉澱。在4小時期間將混合物 加熱回到室溫》加入溶於50毫升戊烷之四氣化鈦(2.9959 克,15.79毫莫耳),以在〇°c下形成N1,N3_二異丙基丙烷·1,3- 60 200907094 二醯胺鋰,且混合物逐漸轉變成棕色且有明顯沉澱和白趣 將混合物加熱回到室溫並攪拌隔夜,之後真空移除溶劑並將 殘餘物溶解在戊烷中’同時過濾移除LiCl。真空移除戊烷, 可獲得暗棕色之油性產物。 實施例7 合成 Cp2Zr(MeNCH2CH2NMe) 在250毫升燒瓶中填入1.956克的ZrCp2Cl2 (6.69毫莫 耳)和100毫升的二乙醚。之後在〇°C下,緩慢地加入0.669 克的LiMeNCHWI^NmeLi (6.69毫莫耳)。溶液的顏色立即轉 變為橘紅色。讓混合物回到室溫並攪拌隔夜,之後真空移除 揮發性物質並進行戊烷萃取,可獲得一磚紅色的 Cp2Zr(MeNCH2CH2NMe)固體(25°C )。
Ν : 9.11% 理論值:C : 54.67% ; Η : 6.55% ; 實際值:C : 54.53% ; Η 6.4 9% ; : 9.0 3 % 61 200907094 雖然已參考前述實施態樣對本發明進行了㈣,但是, 很明顯的’根據前面的描述”斗多替6代性變化和變體對於 本領域技術人員來說是顯而易見的。因此,本發明包含所有 落入所附權利要求的精神和範疇之内的這樣的替代性變化 和變體》 【圖式簡單說明】
通過參照附圖來詳細描述優選的實施方案,本發明的 上述目的和其他優點將會變得更加顯而易見,其中: 第1圖為依據本發明一實施方式之内含一前驅物的村 料儲存與分配封裝的示意圖。 【主要元件符號說明】
100 材料儲存與分配封裝 102 容器 104 内容積 106 托盤 108 流動通道 109 瓶顇部A 110 閥頭組件 112 手輪 114 分配埠 Q 輪入的熱能 A 流動營輅 62

Claims (1)

  1. 200907094 十、申請專利範圍·_ 1.種'儿積方法,包含讓一基材與一前驅物之一蒸氣捿 觸,以於該基材上沉積一含有至少一種選自锆、鎗、鈦或矽 之金屬的膜層,其中該前驅物包含一種化合物,其選自由具 有下式結構之化合物所組成的群組中,
    M(NR;〇4 ’其中每一反可以相同或不同且其可分別選自 氬、Ci-Cu烷基、c3-Ci〇環烷基、c2_c8烯基、Ci-Cu烷基矽 基、C6-C10 ^•基、_(ch2)xNR’R,,、_(cjj2)x〇r,,,和 _NR’R”,其 中x - 1、2或3,且R,、R”和R,,,可以相同或不同且其可分 別選自氫和CVCu烷基; (RlNC(R3R4)mNR2)(ox_n)/2MXn,其中 R1、R2、R3、R4 和 X可彼此相同或不同,且其可分別選自氫、Cl_c12烷基、C3-c10 環烷基、c2-c6烯基、Ci-C12烷基矽基、C6-C1〇芳基、 _(CH2)XNR’R”、-((:Η2)Χ0ΙΙ”,和-NR,R”,其中 X = 1、2 或 3, 且R’、R”和R,’’可以相同或不同且其可分別選自氫和Ci 烷基’其中碳數下標1~12依序代表烷基取代基中碳原子的 數目,m是介於1~6的整數,且X是選自C丨-C丨2烷氧基、羧 酸根(carboxylates)、β-二酮根(β-diketonate)、β-二亞胺根 (β- diketiminate)、β-二嗣亞胺根(β-diketoiminate) ' 胍根 (guanidinate)、醯胺根(amidinate)、及異脲酸根 (isoureate);且其中 C(R3R4)m 可以是伸烷基(alkylene) ; 〇χ 是金屬Μ的氧化狀態;n是一介於從0到OX間的整數; m是介於1至6之間的整數; M(E)2(OR3)2,其中E是有取代基的二酮根(dionato),每 一 R3可以相同或不同且其可分別選自Ci-C!2烷基、C3-Ci〇 63 200907094 環烷基、C2-C8烯基、Ci-c12烷基矽基、c6-C1()芳基、 -(CH2)XNR’R”、-(CH2)x〇R”’* _NR’R”,其中 x = i、2 或 3, 且R,、R”和R’’’可以相同或不同,且其可分別選自氫和 烷基二者之中; • m(0r3)4,其中每一 R3可以相同或不同且其可分別選自 Ci-Cu燒基、C3-C1()環烧基、c2_c8烯基、Ci-Cu烷基矽基、 • c6_Ci〇 芳基、_(CH2)XNR’R’’、_(CH2)x〇R,,,和 _NR’R”,其中 X P = 1、2或3,且R’、R”和R’,’可以相同或不同,且其可分別 選自氫和C丨-c12烷基之中; M(OPr-/)4-IPA ’其中IPA是異丙醇且opw是異丙氧基; (R R N)2M(R8NC(R3R4)raNR9),其中 r3、r4、R6 和 、 r8、r9可彼此相同或不同,且其可分別選自氫、Ci_Ci2烷基、 c3-c10環烷基、c2-c8烯基、Ci_Ci2烷基矽基、C6_Ci〇芳基、 -(CH2)XNR R”、_(CH2)x〇R’’> _NR,R”,其中 X = i、2 或 3, 且R、R和R” ’可以相同或不同,且其可分別選自氫和c 1 _c u 烧基之中’且其中在(R6R7N)2部位中個別胺基氮原子上的R6 (J 和尺7兩者可—起為伸烷基(alkylene);且(R8NC(R3R4)mNR9) 部位中的C(R3R4)m可以是伸烷基(alkylene);且m是介於1 至6之間的整數;及 選自(酿胺根)οχ·ηΜΧη、(胍根)0X-nMXn、和(異脲酸 根)ox-nMXn中之化合物,其中X可彼此相同或不同,且其 , 可分別選自氫、(ν<:12烷基、C3-C1()環烷基、C2-C6烯基、 Ci-Ci2 烷基矽基、c6_Ci〇 芳基、_(Ch2)xNR,r„、_(CH2)x〇r,’’ 和-NR R ’ ’其中χ = 1、2或3 ’且r,、r,,和r,,,可以相同或 不同’且其可分別選自氫和Ci-Ci2烷基之中,其中碳數下標 64 200907094 1~12依序代表烷基取代基中碳原子的數目,m是介於1〜6的 整數,且X是選自Ci-Ci2烧氧基、缓酸根(carboxylates)、β_ 二酮根(β-diketonate)、β-二亞胺基(β- diketiminate)根、β_ 二酮亞胺根(β-diketoiminate)、胍根(guanidinate)、酿胺根 , (amidinate)、及異脲酸根(isoureate);且〇χ是金屬μ的 氧化狀態;η是一介於從0到〇χ間的整數;m是介於1 至6之間的整數;且Μ是選自鈦、鍅、銓或石夕。 〇 2.如請求項1所述的方法,其中該前驅物是在有一共同 反應劑存在下與該基材接觸’該共同反應劑是選自由氧氣、 臭氧、一氧化二氮和水所組成的群組中。 3.如請求項1所述的方法’其中該前驅物是在有一電聚 混合物存在下與該基材接觸,該電漿混合物包含一第一電2 混合物和一第二電漿混合物,且該第一電漿混合物是選自由 氧氣、臭氧、一氧化二氮和水所組成的群組中,而該第-電 漿混合物是選自由氬氣、氦氣和氮氣所組成的群組十。— 4 _ 一種沉積方法 接觸’以於該基材上 含一種化合物,其選 組中, Zr(NMe2)4 ; ,包含讓一基材與 沉積一含鍅之膜層 自由具有下式結構 一結前驅物之一蒸氣 ,其中該锆前驅物包 之化合物所組成的群 65 200907094 (RiNC^WRqNWhZr ’ 其中 R1、R2、、r4 可彼此相同 或不同,且其可分別選自C^-C 12烷基; Zr(E)2(〇R3)2 ’其中E是有取代基的二酮根(di〇nat〇),例 如’ P-二酮根(β-diketonate),其中R3可以相同或不同,且 其可分別選自異-丙基和叔-丁基中; Zr(OR3)4,其中每一 R3可以相同或不同,且其可分別選 自異-丙基和叔-丁基中; zr(〇Pr-〇4-IPA’其中IPA是異丙醇且0Piw·是異丙氧基; (R1R2N)2Zr(R3NC(R3R4)mNR4 5),其中 r3、r4、r6、r7、 R3和R4可彼此相同或不同,且其可分別選白r^ ^ 、曰院基; (胍根rmnrMr6)3’其中胍根可以有或無取代基,Rl〇、 R6可彼此相同或不同,且其可分別選自C, r « 1 L 1 2現暴。 5.如請求項4所述的方法’其中該錐前驅物是在有一電 毁混合物存在下與該基材接觸,該電漿混八 0物包含一第一電 漿混合物和一第二電漿混合物,且該第—雷 电聚屁合物是選自 由氧氣、臭氧、一氧化二氮和水所組成的縣鈿Λ J砰砠中,而該第二 電漿混合物是選自由氬氣、氦氣和氮氣所組成的群組中 66 1 _ —種用以沉積至少一锆、鎗、鈦或矽之前驅物,其中 2 該前驅物包含一種化合物,其選自由具有下式社 ’ 、'α稱之化合物 3 所組成的群組中, 4 M(NR_2)4 ’其中每一 R可以相同或不同且其可分別選自 5 氫、Ci-C]2烷基' c c;丨〇環烷基、(:2_C8稀基、 ^ w ^ 1~匕12烷基矽 6 基、c6-c10 芳基、_(CH2)xNR,R”、_(Ch2)x〇r,,、nr,r,,其
    或不同且其可分別選自 200907094 中x = l、2或3,且R’、R”和R,,,可以相同或不同且其可分 別選自氫和Ci-C12烷基; (R1NC(R3R4)mNR2)(ox.n)/2MXn,其中 Ri、R2、r3、r4 和 X可彼此相同或不同,且其可分別選自氫'CpCu烷基、C3-c1q 環烷基、CrC6烯基(如’乙烯基、丙烯基等)、<:!-<: u烷基砂 基(包括單烷基矽基、二烷基矽基和三烷基矽基)、C6-C10芳 基 ' _(CH2)XNR’R”、-(CH2)x〇R’’,和-NR,R”,其中 X = 1、2 或3,且R’、R”和R”’可以相同或不同且其可分別選自氫和 Ci-C〗2烧基,其中礙數下標1〜12依序代表烧基取代基中硬 原子的數目,m是介於1~6的整數,且X是選自d-Ci2烷氧 基、羧酸根(carboxylates)、p-:a^g_(p_diketonate)、β-二 亞胺根 (β_ diketiminate) 、 β.二酮亞胺根 (β-diketoiminate)、脈根(guanidinate)、酿胺根(amidinate)、 及異脲酸根(isoureate) ; OX是金屬μ的氧化狀態;n是一 介於從0到ΟΧ間的整數;m是介於1至6之間的整數且 Μ是選自鈦、銼、銓或矽; M(E)2(OR3)2,其中Ε是有取代基的二酮根(di〇nat〇),每 一 R3可以相同或不同且其可分別選自Ci_Ci2烷基、C3_Ci〇 環烷基、c2-c8烯基、cvcu烷基矽基、C6_Cig芳基、 _(CH2)XNR’R”、-(CH2)x〇R,,,和-NR,R”,其中 χ = 1、2 或 3 , 且R’、R”和R”,可以相同或不同’且其可分別選自氫和Ci_Ci2 烷基二者之中,且較佳是從異-丙基和叔-丁基(第三_丁基)中 選出; M(OR3)4’其中每一 R3可以相同 C1-C12烧基、C3_Ciq環烧基、€2_〇8歸義 Ci_C!2炫基石夕基、 67
    200907094 C6-C10 芳基、_(CH2)XNR’R”、_(CH2)x〇R”’和-NR,R”,其中 X =1、2或3 ’且R’、R”和R’’’可以相同或不同,且其可分別 選自氫和Ci-C!2烧基之中; M(OPr-〇4-IPA,其中IPA是異丙醇且OPr-i是異丙氧基; (R6R1N)2M(R8NC(R3R4)mNR9),其中 R3、R4、R6 和 r7 ' R8、R9可彼此相同或不同’且其可分別選自氫、Ci-Cu烧基、 C3-C10環烧基' C2-C8婦基、Ci-012炫基梦基、C6-Ci〇芳基、 _(CH2)XNR’R”、_(CH2)xOR,’’和-NR’R”,其中 X = i、2 或 3, 且R’、R”和R”’可以相同或不同,且其可分別選自氫和Ci-c12 烷基之中,且m是介於1至6之間的整數; 選自(酿胺根)〇X-nMXn、(胍根)〇χ-ηΜΧη、和(異脲酸 根)ΟΧ-ηΜΧη中之化合物,其中X可彼此相同或不同,且其 可分別選自氫、CtCu烷基、C3-C1G環烷基、c2-cs烯基、 Ci-C12 烷基矽基、c6-C10 芳基、-(CH2)xNR’R”、-(CH2)x〇R,,, 和-NR’R” ’其中χ=ΐ、2或3,且R,、R”和R,,,可以相同或 不同,且其可分別選自氫和C]-C 12烷基之中,其中碳數下標 1〜12依序代表烷基取代基中碳原子的數目,m是介於1~6的 整數’且X是選自C1-C12燒氧基、後酸根(carboxylates)、β-二嗣根(β-diketonate)、β_二亞胺根(β-diketiminate)、β-二 網亞胺根(β-diketoiminate)、胍根(gUanidinate)、醯胺根 (amidinate)、及異脲酸根(isoureate);且0X是金屬Μ的 氧化狀態;η是一介於從0到0X間的整數;m是介於1 至6之間的整數且μ是選自锆、鎗、鈦或矽。 68 1 .如請求項6所述的前驅物,其中該前驅物係可與一共 200907094 同-反應劑形成一前驅物組合物,該共同反應劑是選自由氣 氣、臭氧、一氧化二氮和水所組成的群組中。 8. —種鍅前驅物,選自具有以下結構式之化合物中: Zr(NMe2)4 ; (RiNCHR^R^NR2);^!:,其中 R1、R2、R3、R4 可彼此相同 或不同,且其可分別選自Ci-Cu烷基; Zr(E)2(OR3)2,其中E是有取代基的二酮根(dionato) ’例 如,β -二酮根(β-diketonate),其中R3可以相同或不同,且 其可分別選自異-丙基和叔-丁基中; Zr(OR3)4,其中每一 R3可以相同或不同,且其可分別選 自異-丙基和叔-丁基中; Zr(OPr-/)4-IPA,其中IPA是異丙醇且〇pr-i是異丙氧基; (R6R7N)2Zr(R8NC(R3R4)mNR9) ’ 其中 r3、R4、R6、r7、 R8和R9可彼此相同或不同’且其可分別選自CrCu烷基; (胍根)Zr(NR10R")3,其中胍根可以有或無取代基,RU、 R11可彼此相同或不同’且其可分別選自C1 - C12烷基。 9.如請求項6所述的前驅物,其係被封裝在一前驅物之 儲存與分配封裝中。 10. —種前驅物配方,包含如請求項6所述的前驅物和 一溶劑介質。 U. —種用以沉積一膜層於一基材上之液體傳輸方法, 69 200907094 包含將一前驅物組合物揮發形成一前驅物蒸氣,並使該前驅 物蒸氣與該基材接觸以於其上沉積該膜層,其中該前驅物組 合物包含如請求項6所述之前驅物。 12. 一種利用原子層沉積或化學氣相沉積一膜層於一基 材上之固體傳輸方法,包含將一固體前驅物組合物揮發形成 一前驅物蒸氣,並使該前驅物蒸氣與該基材接觸以於其上沉 積該膜層,其中該前驅物組合物包含如請求項6所述之前驅 物。 13. —種製造一锆、銓、鈦或矽前驅物的方法,包含讓 一種鍅、銓、鈦或矽之醯胺化合物與一種碳二醯亞胺反應來 產生該前驅物。 14. 一種製造一锆、銓、鈦或矽前驅物的方法,包含執 行以下反應:
    n R14N-C=NR15 M(NR12R13)4 -1 12R13咖
    〔M(NR12R13)4.n OX-n 其中:M是Zr、Hf、Ti或Si中之任一者;每一 R12、R13、 R14及R15可彼此相同或不同,且其可分別選自氫、CrCu 70 200907094 烷基、C3-C1G環烷基、 芳基、-(ch2)xnr,r,,、 或3,且R,、R”和r” 和Ci-C〗2烧基之中,j 4的整數。 、C2-Cs 稀基、Cl_Ci2 烷基矽基、c6_Ci〇 、-(ch2)xor”’和-NR,R”,其中 x = j、2 可以相同或不同,且其可分別選自氫 且η是介於1〜4的黎盍4·。 15. —種具有X-M(NR2h之結構式的金屬前驅物,其中: Μ是選自Hf、Zr或Ti ; X是選自C1-C12烷氧基、羧酸根、p_二酮根 (β-diketonate)、β-二亞胺根(p_ diketiminate)、β 二酮亞胺
    每一 R可彼此相同或不同,且其可分別選自Cl_Cl2烷基。 16. 一種在一基材上形成一金屬氧化物層或一金屬矽酸 鹽層的方法’其中該金屬氧化物層或金屬5夕酸鹽層的化學結 構式分別為M〇2或MSi〇4,其中iv[為選自銓、锆或鈦之金 屬,且該方法包含讓該基材與一前驅物蒸氣組合物接觸的步 〇 驟’該前驅物蒸氣組合物包含一具有X-M(NR·2)3之結構式的 前驅物,其中·· Μ是選自Hf、Zr或Ti ; X是選自C】-C】2烧氧基、緩酸根、β-二網根 (β-diketonate) ' β-二亞胺根(β- diketiminate)、β-二 g同亞胺 ' 根(β-diketoiminate) ; , 每一 R可彼此相同或不同,且其可分別選自C〖-C12烷基。 17· —種製造具有X-M(NR2)3之結構式的第IVB族前驅 71 200907094 物的方法,其中: Μ是選自Hf、Zr或Ti ; X 是選自 CrCu烷氧基、羧酸根、β_ (β-diketonate)' β-二亞胺根(β- diketiminate)、β -二 根(β-diketoiminate);且 每一 R可彼此相同或不同,且其可分別選自C卜c 該方法包含實施以下化學反應: M(NR2>4 + HX -► XM(NR2)3 + HNR2
    一鲷根 鯽亞胺 12烷基; 其中Μ、X和Rs之定義係如上述。 中: 18· —種銼前驅物,其係選自具下式結構的前驅
    (NMeet)3 19·—種在一基材上形成一含銼膜層的方法,包 锆前驅物揮發形成一锆前驅物蒸氣,並使該锆前驅物 一基材接觸,以沉積該含锆膜層於該基材上,其中該 物包含一選自以下式(I)或式(II)之前驅物: (I)—前驅物,其包含一中心錯原子與多個與該 原子成配位之配位基,其中該些配位基中每一與該中 子成配位的配位基不是一胺(amine)配位基,就是 含將~ 蒸氣與 結前驅 中心錯 心銘原 一二胺 72 200907094 (diamine)配位基,其中這類配位基中最少一配位基是二胺’ 且其中每一該胺配位基或二胺配位基可以有或無取代基,及 當該取代基包括Ci-Cs烷基取代基時,在該锆前驅物中的每 一該些取代基可以彼此相同或不同;及 (II) 具有下列結構式的前驅物:
    (NMeEt)3 20. —種選自式(A)、(B)、(C)或(D)之金屬前驅物, R^MtNi^R^CR'R^NCR^ox.,, (A) R3nM[E(Rl)(CR5R6)mN(R2)]ox.n (B) R3nM[(R2R3,C=CR4)(CR5R6)mN(R1)]〇x.n (C) ^澤㈣的雜1!^)]。〜 (D) 其中: 每一 R1、R2、R3、R4、R5和R6可以彼此相同或不同’ 且可分別選自氫、Ci-Ce烷基、Ci-Ce烷氧基、CVCm芳基、 妙基、C3-C18烷基矽基、cVCe氟化烷基、醯胺、胺烷基、 燒氧烷基、芳氧烷基、亞胺烷基(imido alkyl)和乙醢基烷基; 0X是金屬Μ的氧化狀態; η是一介於從0到〇χ間的數值; m是一介於從0到6間的整數; 73 200907094 Μ是Ti、Zr或Hf ;且 E是0或S。 21. —種在一基材上形成一含锆 膜層的方法 ,包 含 將一 锆前驅物揮發形成一锆前驅物蒸氣, 並使該锆前 驅物 蒸 氣與 一基材接觸,以沉積該含锆膜層於該 基材上,其 中該 錯 前驅 物係選自具下式(A)、(B)、(C)或(D)之化合物中 R'nMtNCR'R^CCR'R^^R^Jox-n (A) R3nM[E(R1)(CR5R6)mN(R2)]〇x.n (B) R3nM[(R2RrC=CR4)(CR5R6)mN(R%x.a (Q R3nM[E(CR5R6)mN(RlR2)]〇x.n (D) 其中: 每一 Rl、R2、R3、R4、R5和R6玎以彼此相同或不同, 且可分別選自氫、CrCe烷基、Ci-Ce烷氧基、C6-C14芳基、 碎基、C3-C18燒基梦基、Ci_C6氣化炫基、酿胺、胺院基、 烷氧烷基、芳氧烷基、亞胺烷基(imidoalkyl)和乙醯基烷基; OX是金屬Μ的氧化狀態; η是一介於從0到0Χ間的數值; m是一介於從0到6間的整數; Μ是Ti、Zr或Hf ;且 E是0或S。 74 200907094 2 2. —種錯前驅物’選自下列:
    75 200907094
    Zr-(NMe2)3 200907094
    ο 2 3. —種選自ΤΙ-1至ΤΙ-5中的鈦前驅物: _e2 I -N-C=N·
    \/ _e2 Μθ2Ν——Ti、 NMe 2 ΝΜθ2
    EtMeN—Ti'" NMeEt -N—C—'N_ ,ΝΜθΕί NMeEt TI-J ΓΙ-2 TI-3
    ΊΊ-4
    77 200907094 24. —種具以下結構之第IV族金屬錯化物 (C5R1R2R3R4R5)nMR4-„ 其中每一 R1、R2、R3、R4和R5可以彼此相同或不同, 且可分別選自Ci-Ce烷基、烷氧基、C6-C14芳基、矽基、 C3_Ci8炫基碎基、Ci-C6氣烧基、酸胺、胺烧基、炫氧烧基、 芳氧烷基、亞胺烷基、氫和乙醯基烷基; 每一 R可以彼此相同或不同,且可分別選自院 基、Ci-C^烷氧基、C6-C14芳基、矽基、C3-C18烷基矽基、 Cj-Cs氟烷基、醯胺、胺烷基、烷氧烷基、芳氧烷基、亞胺 烷基、氫和乙醯基烷基; Μ 是 Ti、Zr、Hf 或 Si ;且 η是一介於從0到4間的數值。 25. —種製造第IV族金屬錯化物的方法,包含實施以 下反應
    R2 D1
    R4 其中每一 R1、R2、R3、R4和R5可以彼此相同或不同, 且可分別選自Ci-C6烧基、Ci-C6烧氧基、C6_Ci4芳基、石夕基、 78 200907094 C3_Ci8院基砍基、Ci_C6氣炫基、醒胺、胺烧基、炫氧烧基、 芳氧院基、亞胺烧基、氫和乙酿基院基; 每一 R可以彼此相同或不同,且可分別選自 Ci-Cs烷 基、Ci-Cs烷氧基、C6-C14芳基、矽基、C3-C18烷基矽基、 Ci-Cs氟烷基、醯胺、胺烷基、烷氧烷基、芳氧烷基、亞胺 烷基、氫和乙醯基烷基; X是鹵素; η是一介於從0到4間的數值; Α是一驗金屬;且 Μ 是 Ti、Zr、Hf 或 Si。 26. —種鍅前驅物,包含以下結構:
    27. 一 種具有(Riox.nTUR^NC^Ni^RqNRln 之胍根鈦, 其中: 每一 R1、R2、R3、R4和R5可以彼此相同或不同,且可 分別選自Ci-Cs院基、Ci-Ce烧氧基、C6-C14芳基、矽基、 79 200907094 烧基梦基、Ci-C6氣烧基、酿胺、胺炫基、烧氧燒基、 芳氧烧基、亞胺院基(imidoalkyl)、氫和乙醯基烧基; n是一介於從〇到4間的數值; OX是中心Ti原子的氧化狀態。 28. —種具有下式(I)或(II)之二醯胺鈦 (R'NCCNR'R^mNR^ox.n/zTin (I) 其中: 每一 R1、R2、R3和R4可以彼此相同或不同’且可分別 選自CVC6烷基、CrCe烷氧基、C6-C14芳基、矽基、C3-C18 烷基矽基、(^-(:6氟烷基、醯胺、胺烷基、烷氧烷基、芳氧 烧基、亞胺院基(imidoalkyl)、氫和乙酿基院基; m是介於2至6之間的整數; η是一介於從0到0X間的數值;且 ΟΧ是中心Ti原子的氧化狀態;和 (R1NC(NR2)mNR4)〇x.n/2Tin (II) 其中: 每一 R1、R2、R3和R4可以彼此相同或不同,且可分別 選自Ci-Ce烷基、C丨-C6烷氧基、Ce-CM芳基、矽基、C3-Cis 烷基矽基、Ci-Ce氟烷基、醯胺、胺烷基、烷氧烷基、芳氧 烧基、亞胺烧基(imidoalkyl)、氫和乙醯基烧基; m是介於2至6之間的整數; η是一介於從0到OX間的數值;且 ΟΧ是中心Ti原子的氧化狀態。 80 200907094 29. —種穩定一金屬酿胺的方法,包含添加至少-類至該金屬醯胺中。 30. 如請求項29所述之方法,前中該金屬醯胺仓 具有下式結構的群組中: M(NR2)0X,其中OX是中心金屬原子Μ的氧化狀! 中各別 R取代基可以相同或不同且其可分別選自 C !-基、CVCu烷基矽基; MiNRiRioxddl^NCCWhNR6;^,其中每一 R1、 R3、R4、R5和R6可以彼此相同或不同,且可分別選自 烷基、C丨-C18烷基矽基,Z可以是1或2,OX是金屬肩 的氧化狀態,2y等於或小於OX,其中在式中的Μ分另i 自 Sc、Υ、La、Lu、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、 HO、Er、Ti、Hf、Zr、V、Nb、Ta、W、Mo、A卜 Ge Pb、 Se、 Te、 Bi 和 Sb。 31. —種穩定金屬醯胺前驅物的方法(該金屬醯 物係被傳送到一基材表面以於其上沉積一衍生自該 胺之金屬),包含在該傳送之前或期間,添加至少一種 該金屬酿胺中。 -種胺 i選自 !,其 C6烧 R2、 Ci-C6 ,子Μ 丨可選 Dy、 • Sn ' :前驅 •屬醯 ί類至 81 200907094 32.如請求項1所述之方法’其中該前驅物包含
    V N N-
    N N-
    Γ 33·如請求項1所述之方法,其中該前驅物包含 Z「-(NMeEt)3 •N 34.如請求項1所述之方法’其中該前驅物包含 .Ν' Zr-(NMe2)3 82 200907094
    之方法,包含: 3 6.如請求項6所 之方法,包含:
    ί. j Z「-(NMeEt)3 N 3 7.如請求項6所述 之方法,包含: Zr-(NMe2)3 •N 83
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