Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4622098B2 - Stabilized silicon-containing alkene copper complex and method for producing the same - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4622098B2 - Stabilized silicon-containing alkene copper complex and method for producing the same - Google Patents

Stabilized silicon-containing alkene copper complex and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP4622098B2
JP4622098B2 JP2000392349A JP2000392349A JP4622098B2 JP 4622098 B2 JP4622098 B2 JP 4622098B2 JP 2000392349 A JP2000392349 A JP 2000392349A JP 2000392349 A JP2000392349 A JP 2000392349A JP 4622098 B2 JP4622098 B2 JP 4622098B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copper
group
hydrocarbon group
tert
carbon atoms
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000392349A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002193974A (en
Inventor
大治 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
Priority to JP2000392349A priority Critical patent/JP4622098B2/en
Publication of JP2002193974A publication Critical patent/JP2002193974A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4622098B2 publication Critical patent/JP4622098B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅薄膜層の形成に好適な銅錯体に関するものである。殊に高速高集積回路配線、すなわち、高速演算回路用の銅配線を化学蒸着法により形成させる際に用いるに好適な珪素含有アルケン銅錯体及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子産業の集積回路分野の製造技術において、高集積化かつ高速化の要求が高まっている。現在、集積回路の大部分にアルミニウム配線が使用されているが、高集積化及び高速化の要求にともなって、より電気抵抗が低く、マイグレーション耐性のある銅による配線技術が実用化されつつある。
【0003】
銅配線の形成技術については、0価の銅(以下、銅(0)と記載する。)のスパッタリング法と二価の銅(以下、銅(II)と記載する。)の溶液メッキ法を組み合わせた方法と主に一価の銅(以下、銅(I)と記載する。)の有機金属錯体を用いた化学蒸着法(以下、MOCVD法と記載する。)とがある。しかしながら、前者のスパッタ法とメッキ法を組み合わせた方法では、0.15μm以下程度の小さい口径を有する深い溝に対する埋め込みが困難であることが判明してきた。これを解決する為にMOCVD法が用いられ、高い深さ/口径比(高アスペクト比)の溝や孔及び段差を凹凸が小さく平滑かつ良好な膜質で被覆することが可能となった。
【0004】
銅化合物としては、銅(II)ビス(アセチルセトナート)、銅(II)ビス(トリメチルアセチルアセトナート)があるが、これらは固体で蒸気圧が低く、銅MOCVD材料としては不適である。
【0005】
これに対して、これらの銅化合物と類似の構造を有し、弗素をその配位子に有する銅(II)ビス(ヘキサフルオロアセチルアセトナート)銅は、固体であるにも関わらず、蒸気圧が高い為、古くから使用されてきた。これは、弗化することにより、分子間相互作用が小さくなることに起因している。銅(II)ビス(ヘキサフルオロアセチルアセトナート)銅及びその水和物は、Van HerertらによってJ.Electrochem.Soc.,112,1123(1965)でCu−MOCVD材料として使用することが報告されている。この際、銅化合物を150℃に加熱し、キャリアーガスとして90℃の水素ガスを用い、250℃の基板上に銅(II)を銅(0)に還元しつつ、蒸着させている。この際、配位子であるヘキサフルオロアセチルアセトナートアニオンは水素化され、ヘキサフルオロアセチルアセトンとなり、系外に排出される。
【0006】
シッフ塩基配位子、すなわちβ−ケトイミン配位子を用いた銅(II)化合物のCu−MOCVD材料も提案されている。例えば、USP 3,594,216号公報では、ビス(アセチルアセトンエチレンジイミノ)銅(II)とビス(アセチルアセトンイミノ)銅(II)が提案されており、200℃以上で蒸発させ、400℃以上で基板上に蒸着させいる。また、Mater.Res.Soc.Symp.Proc.204,415(1990)では、弗化タイプのシッフ塩基配位子を有する銅(II)化合物が提案されており、100℃程度の温度で蒸発させ、300℃程度の温度で基板上に蒸着させている。
【0007】
以上の提案においては、蒸着温度が200℃以上であり、より低温で蒸着可能なCu−MOCVD材料が望まれていた。
【0008】
この200℃以下の蒸着温度を実現したのは、銅(I)の有機金属化合物である。具体的には、シクロペンタジエニル銅(I)トリアルキルホスフィン錯体であり、Chem.Mater.2,636(1990)では、シクロペンタジエニル銅(I)トリメチルホスフィンを130℃〜200℃温度で蒸着させている。しかしながら、シクロペンタジエニル銅(I)トリアルキルホスフィンによるCu−MOCVDは、基板上の燐汚染、金属及び絶縁体への選択性の問題等を有している。更にシクロペンタジエニル銅(I)トリアルキルホスフィン自体も70℃近傍の比較的低い温度で長時間使用した場合でも銅(0)の析出を伴う分解が起こり、安定性の問題を有していた。
【0009】
更に、前述の銅(II)と同様に固体であり、蒸発速度、蒸着速度が固体粒子形状、粒度、及び粒度分布に依存するという問題点をも有していた。
【0010】
液状で比較的安定な銅化合物の提案は、ビニルシランを配位させた銅(I)錯体によって実現された。特許第2132693号公報にて提案されているヘキサフルオロアセチルアセトナート銅(I)ビニルトリメチルシランである。液状である為、供給量が液体流量計で制御可能であり、蒸気圧も比較的高く、従来の固体の化合物に比べ、MOCVD材料としては、使い易くなっている。しかしながら、ヘキサフルオロアセチルアセトナート銅(I)ビニルトリメチルシランは、気化のための長時間加熱によって徐々に分解し、銅(0)の析出があったり、ビニルシラン化合物をその構造中有している為に、高温で長時間の気化操作を行うとそのオリゴマー及びポリマーが生成し、装置内の閉塞原因となる場合があった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、従来技術の問題を解決することであり、すなわち、本発明の目的は、蒸気圧が高く気化が容易で銅薄膜の形成速度の制御が容易で且つ高温で安定なMOCVD用銅錯体を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、弗化アセチルアセトナートと特定構造の珪素含有オレフィンを配位子として有する銅化合物が熱的に安定であり、蒸気圧が高いことを見出し、すなわち、MOCVD材料として良質の銅薄膜を制御可能な速度で形成可能な銅化合物を見出し、本発明を完成させるに至った。
【0013】
すなわち、本発明は、下記一般式(1)
【0014】
【化3】

Figure 0004622098
(式中、R1,R2は、炭素数1〜20の弗化炭化水素基又は炭素数1〜20の炭化水素基であり、R1,R2の少なくとも一方は弗化炭化水素基である。R3は、水素原子、弗素原子、又は炭素数1〜20の弗化炭化水素基を表わす。R4,R5,R6は、炭素数1〜20の炭化水素基であり、少なくとも一つはSiに直結する三級炭化水素を有する炭化水素基を表わし、nは0〜20の整数を表わす。)で示される珪素含有アルケン銅錯体及びその製造方法に関するものである。
【0015】
以下、本発明について詳細に説明する。
【0016】
上記一般式(1)おいて、R1,R2は、炭素数1〜20の弗化炭化水素基又は炭素数1〜20の炭化水素基であり、R1,R2の少なくとも一方は弗化炭化水素基である。炭素数が20を越える場合は、原料の調達の困難さ及び純度の高いものの調達の困難さから好ましくない。
【0017】
弗化炭化水素基としては、少なくとも一つ以上の弗素原子を有する炭化水素基であれば特に限定されるものではなく、弗化飽和炭化水素基又は弗化不飽和炭化水素基が挙げられる。
【0018】
弗化飽和炭化水素基としては、例えば、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロシクロプロピル基、パーフルオロメチルシクロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロシクロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロシクロペンチル基、パーフルオロメチルシクロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロシクロヘキシル基、パーフルオロ−1,2−ジメチルシクロヘキシル基、パーフルオロヘプチル基等のパーフルオロカーボン残基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、1,1,1−トリフルオロエチル基、2−パーフルオロアルキルエチル基等のフルオロハイドロカーボン残基等を挙げることができる。
【0019】
更に弗化不飽和炭化水素基として、例えば、パーフルオロエテニル基、パーフルオロプロペニル基、パーフルオロ−1,3−ブタジエニル基、シクロブテニル基、パーフルオロ−2−ブチニル基、ペンタフルオロフェニル基、パーフルオロトルイル基、ビス(トリフルオロメチル)フェニル基、パーフルオロナフタレニル基、パーフルオロインデニル基、パーフルオロフルオレニル基等を挙げることができる。
【0020】
炭化水素基としては、炭素数1〜20炭化水素基であり、好ましくは炭素数1〜10であるアルキル基,アリール基,アリールアルキル基,アルキルアリール基を挙げることができる。具体的には、例えば、メチル基,エチル基,n−プロピル基,i−プロピル基,n−ブチル基,i−ブチル基,sec−ブチル基,tert.−ブチル基,n−ペンチル基,tert.−アミル基,n−ヘキシル基,シクロヘキシル基,フェニル基,トルイル基等を挙げることができる。
【0021】
1,R2が共に弗化炭化水素基である場合、R1,R2は、同一であっても異なっても良い。
【0022】
3は、R1,R2と同様の炭素数1〜20の弗化炭化水素基好ましくは銅錯体の蒸気圧を上昇させるために炭素数1〜10の弗化炭化水素基、又は水素原子、弗素原子を示す。炭素数が20を越える場合は、原料の調達の困難さ及び純度の高いものの調達の困難さから好ましくない。
【0023】
4,R5,R6は、炭素数1〜20の炭化水素基であり、少なくとも一つは、Siに直結する三級炭素を有する炭化水素基である。炭素数が20を越える場合は、原料の調達の困難さ及び純度の高いものの調達の困難さから好ましくない。炭化水素基としては、R1,R2と同様のものが使用でき、炭素数1〜10のアルキル基が好ましい。Siに直結する三級炭素を有する炭化水素基としては、例えば、tert.−ブチル基、tert.−アミル基、アダマンチル基等を挙げることができ、好ましくはtert.−ブチル基である。前述の一般式(1)中、nは0〜20の整数であり、好ましくは0〜10の整数を表す。さらに好ましくは、0又は1である。
【0024】
本発明における珪素含有アルケンは、具体的には、ビニルtert.−ブチルジメチルシラン、アリルtert.−ブチルジメチルシラン、ブテニルtert.−ブチルジメチルシラン、ペンテニルtert.−ブチルジメチルシラン、ヘキセニルtert.−ブチルジメチルシラン、ヘプテニルtert.−ブチルジメチルシラン、オクテニルtert.−ブチルジメチルシラン、デセニルtert.−ブチルジメチルシラン、ビニルジtert.−ブチルメチルシラン、アリルジtert.−ブチルメチルシラン、ブテニルジtert.−ブチルメチルシラン、ペンテニルジtert.−ブチルメチルシラン、ヘキセニルジtert.−ブチルメチルシラン、ヘプテニルジtert.−ブチルジメチルシラン、オクテニルジtert.−ブチルメチルシラン、デセニルジtert.−ブチルメチルシラン、ビニルtert.−アミルジメチルシラン、アリルtert.−アミルジメチルシラン、ブテニルtert.−アミルジメチルシラン、ペンテニルtert.−アミルジメチルシラン、ヘキセニルtert.−アミルジメチルシラン、ヘプテニルtert.−アミルジメチルシラン、オクテニルtert.−アミルジメチルシラン、デセニルtert.−アミルジメチルシラン、ビニルジtert.−アミルメチルシラン、アリルジtert.−アミルメチルシラン、ブテニルジtert.−アミルメチルシラン、ペンテニルジtert.−アミルメチルシラン、ヘキセニルジtert.−アミルメチルシラン、ヘプテニルジtert.−アミルジメチルシラン、オクテニルジtert.−アミルメチルシラン、デセニルジtert.−アミルメチルシラン、ビニルアダマンチルジメチルシラン、アリルアダマンチルジメチルシラン、ブテニルアダマンチルジメチルシラン、ペンテニルアダマンチルジメチルシラン、ヘキセニルアダマンチルジメチルシラン、ヘプテニルアダマンチルジメチルシラン、オクテニルアダマンチルジメチルシラン、デセニルアダマンチルジメチルシラン、ビニルジアダマンチルシラン、アリルジアダマンチルメチルシラン、ブテニルジアダマンチルメチルシラン、ペンテニルジアダマンチルメチルシラン、ヘキセニルジアダマンチルメチルシラン、ヘプテニルジアダマンチルジメチルシラン、オクテニルジアダマンチルメチルシラン、デセニルジアダマンチルメチルシランが挙げられる。
【0025】
本発明において用いられる銅(I)化合物は、特に限定されるものではないが、塩化銅(I)、臭化銅(I)、沃化銅(I)等の銅(I)化合物を用いる方法、塩化銅(II)、臭化銅(II)、沃化銅(II)等の銅(II)化合物を還元剤等により還元した銅(I)化合物を用いる方法を採用することができる。
【0026】
本発明の上記一般式(1)に示される安定化された珪素含有アルケン銅錯体の合成方法は、珪素含有アルケン共存下、下記一般式(2)の
【0027】
【化4】
Figure 0004622098
(式中、R1,R2は、炭素数1〜20の弗化炭化水素基、又は炭素数1〜20の炭化水素基であり、R1,R2の少なくとも一方は弗化炭化水素基である。R3は、水素原子、弗素原子、又は炭素数1〜20の弗化炭化水素基を表わす。Mは、アルカリ金属を表わす。)で示されるβ−ジケトン金属塩に、銅(I)化合物を反応させることにより安定化された珪素含有アルケン銅錯体を得ることができる。
【0028】
1,R2は、前述の一般式(1)におけるR1,R2と同じであり、炭素数1〜20の弗化炭化水素基、又は炭素数1〜20の炭化水素基であり、R1,R2の少なくとも一方は、弗化炭化水素基である。炭素数が20を越える場合は、原料の調達の困難さ及び純度の高いものの調達の困難さから好ましくない。
【0029】
3は、前述の一般式(1)におけるR3と同じであり水素原子、弗素原子、又は炭素数1〜20の弗化炭化水素基を表わす。炭素数が20を越える場合は、原料の調達の困難さ及び純度の高いものの調達の困難さから好ましくない。
【0030】
Mは、アルカリ金属であり、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムが挙げられる。
【0031】
具体的には、例えば、弗化β−ジケトンに、珪素含有アルケン共存下、銅(I)化合物を反応させることにより合成することができる。珪素含有アルケンの非共存下にβ−ジケトン間の炭素上のプロトンをアルカリ金属で引き抜き、銅(I)化合物を反応させ、β−ジケトン銅錯体を合成した後、珪素含有アルケンを添加し配位させる方法を採用することも可能である。
【0032】
安定化された珪素含有アルケン銅錯体を合成する際の溶媒は、当該技術分野で使用されるものであれば特に限定されるものではない。例えば、n−ペンタン、i−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−デカン等の飽和炭化水素類、トルエン、キシレン、デセン−1等の不飽和炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル類、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類を挙げることができる。
【0033】
安定化された珪素含有アルケン銅錯体を合成する際の反応温度は、特に限定されないが、生成する珪素含有アルケン銅錯体が分解しない様な温度範囲で行うことが好ましい。通常、工業的に使用されている温度である−78〜200℃の範囲、好ましくは、−50〜150℃の範囲で行うことが好ましい。反応の圧力条件は、加圧下、常圧下、減圧下いずれであっても可能である。
【0034】
合成した安定化された珪素含有アルケン銅錯体の精製方法は、特に限定されないが、減圧蒸留、及びシリカ,アルミナ,高分子ゲルを用いたカラム分離精製を使用することができる。この際の操作は、当該有機金属化合物合成分野における通常の方法が用いられる。すなわち、脱水及び脱酸素された窒素又はアルゴン雰囲気下で行い、使用する溶媒及び精製用のカラム充填剤等は、予め脱水操作を施しておくことが好ましい。この操作により、生成する安定化された珪素含有アルケン銅錯体の収量及び純度が向上する場合がある。
【0035】
【実施例】
以下に実施例を示すが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【0036】
実施例1
窒素気流下200mlのシュレンク管に、1,1,1,5,5,5−ヘキサフルオロアセチルアセトン 20.81g(0.100mol)を脱水したテトラヒドロフラン 100mlに希釈し、水素化カリウム 4.01g(0.100mol)を添加した後、室温で攪拌してカリウム塩溶液とした。
【0037】
得られたカリウム塩溶液を塩化銅(I) 9.90g(0.100mol)とビニル−tert.−ブチルジメチルシラン 14.21g(0.100mol)とテトラヒドロフラン 100mlを混合したものに室温で滴下し、50℃で4時間攪拌した。残渣をガラスフィルターで濾別した後、テトラヒドロフランを留去させ、減圧蒸留し、目的物である(1,1,1,5,5,5−ヘキサフルオロアセチルアセトナート)銅(I)ビニル−tert.−ブチルジメチルシラン30.43g(0.0720mol)を得た。その結果、収率72%であり、元素分析の結果は以下の通りであった。
132926SiCu wt%
測定値(C36.7,H7.0,F27.1,Cu15.0,Si6.6)
理論値(C36.9,H6.9,F27.0,Cu15.0,Si6.7)
実施例2
実施例1において、ビニル−tert.−ブチルジメチルシランに変えて、ビニル−ジtert.−ブチルメチルシラン 18.41g(0.100mol)としたこと以外は、実施例1と同様にして、(1,1,1,5,5,5−ヘキサフルオロアセチルアセトナート)銅(I)ビニル−ジtert.−ブチルメチルシランの合成を行った。その結果は、収率64%であり、元素分析の結果は、以下の通りであった。
163526SiCu wt%
測定値(C41.1,H7.5,F24.6,Cu13.8,Si6.1)
理論値(C41.3,H7.5,F24.5,Cu13.7,Si6.1)
実施例3
実施例1において、ビニル−tert.−ブチルジメチルシランに変えて、アリル−tert.−ブチルジメチルシラン 15.61g(0.100mol)としたこと以外は、実施例1と同様にして、(1,1,1,5,5,5−ヘキサフルオロアセチルアセトナート)銅(I)アリル−tert.−ブチルジメチルシランの合成を行った。その結果は、収率71%であり、元素分析の結果は、以下の通りであった。
143126SiCu wt%
測定値(C38.6,H7.2,F25.9,Cu14.5,Si6.3)
理論値(C38.5,H7.1,F26.1,Cu14.6,Si6.4)
【0038】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、熱安定性が高く、室温で蒸気圧を有する新規な銅錯体を得ることができ、殊に銅配線用MOCVD材料として好適な銅錯体を得られる。
【0039】
さらに、β−ジケトンを配位子として有する銅(I)錯体を合成するにあたり、極めて効率的で、経済的な合成処方を提供できる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a copper complex suitable for forming a copper thin film layer. More particularly, the present invention relates to a silicon-containing alkene copper complex suitable for use in forming a high-speed and high-integrated circuit wiring, that is, a copper wiring for a high-speed arithmetic circuit, by a chemical vapor deposition method and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing technology of the integrated circuit field of the electronics industry, there is an increasing demand for high integration and high speed. Currently, aluminum wiring is used in most integrated circuits, but with the demand for higher integration and higher speed, copper wiring technology with lower electrical resistance and migration resistance is being put into practical use.
[0003]
The copper wiring formation technique is a combination of a zero-valent copper (hereinafter referred to as copper (0)) sputtering method and a divalent copper (hereinafter referred to as copper (II)) solution plating method. And a chemical vapor deposition method (hereinafter referred to as MOCVD method) using an organometallic complex of monovalent copper (hereinafter referred to as copper (I)). However, it has been found that the former method combining the sputtering method and the plating method makes it difficult to fill a deep groove having a small diameter of about 0.15 μm or less. In order to solve this problem, the MOCVD method has been used, and it has become possible to cover grooves, holes, and steps having a high depth / caliber ratio (high aspect ratio) with a smooth and good film quality with small irregularities.
[0004]
Copper compounds include copper (II) bis (acetylsetnatate) and copper (II) bis (trimethylacetylacetonate), which are solid and have a low vapor pressure and are not suitable as a copper MOCVD material.
[0005]
In contrast, copper (II) bis (hexafluoroacetylacetonate) copper having a structure similar to these copper compounds and having fluorine as its ligand is a vapor pressure, although it is a solid. Has been used for a long time. This is due to the fact that the intermolecular interaction is reduced by fluorination. Copper (II) bis (hexafluoroacetylacetonate) copper and its hydrates are described by Van Herert et al. Electrochem. Soc. 112, 1123 (1965) have been reported for use as Cu-MOCVD materials. At this time, the copper compound is heated to 150 ° C., 90 ° C. hydrogen gas is used as a carrier gas, and copper (II) is deposited on the 250 ° C. substrate while being reduced to copper (0). At this time, the hexafluoroacetylacetonate anion, which is a ligand, is hydrogenated to become hexafluoroacetylacetone and discharged out of the system.
[0006]
A Cu-MOCVD material of a copper (II) compound using a Schiff base ligand, that is, a β-ketoimine ligand has also been proposed. For example, in US Pat. No. 3,594,216, bis (acetylacetone ethylenediimino) copper (II) and bis (acetylacetoneimino) copper (II) have been proposed and evaporated at 200 ° C. or higher and at 400 ° C. or higher. It is deposited on the substrate. Also, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 204, 415 (1990) proposes a copper (II) compound having a fluorinated Schiff base ligand, which is evaporated at a temperature of about 100 ° C. and evaporated on a substrate at a temperature of about 300 ° C. ing.
[0007]
In the above proposal, a deposition temperature of 200 ° C. or higher and a Cu-MOCVD material that can be deposited at a lower temperature have been desired.
[0008]
It is an organometallic compound of copper (I) that realizes the deposition temperature of 200 ° C. or less. Specifically, it is a cyclopentadienyl copper (I) trialkylphosphine complex, Chem. Mater. In 2,636 (1990), cyclopentadienyl copper (I) trimethylphosphine is deposited at a temperature of 130 ° C to 200 ° C. However, Cu-MOCVD using cyclopentadienyl copper (I) trialkylphosphine has problems such as phosphorus contamination on the substrate, selectivity to metals and insulators, and the like. Furthermore, cyclopentadienyl copper (I) trialkylphosphine itself has a problem of stability due to decomposition accompanied by precipitation of copper (0) even when used at a relatively low temperature around 70 ° C. for a long time. .
[0009]
Furthermore, it is solid like copper (II) described above, and has a problem that the evaporation rate and vapor deposition rate depend on the solid particle shape, particle size, and particle size distribution.
[0010]
The proposal of a liquid and relatively stable copper compound has been realized by a copper (I) complex coordinated with vinylsilane. Hexafluoroacetylacetonate copper (I) vinyltrimethylsilane proposed in Japanese Patent No. 2132893. Since it is liquid, the supply amount can be controlled by a liquid flow meter, the vapor pressure is relatively high, and it is easier to use as a MOCVD material than conventional solid compounds. However, because hexafluoroacetylacetonate copper (I) vinyltrimethylsilane is gradually decomposed by heating for a long time for vaporization, copper (0) is precipitated, or a vinylsilane compound is contained in the structure. In addition, when a vaporization operation is performed at a high temperature for a long time, oligomers and polymers thereof are generated, which may cause clogging in the apparatus.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to solve the problems of the prior art. That is, the object of the present invention is to form a copper thin film with a high vapor pressure and easy vaporization. It is an object to provide a copper complex for MOCVD that is easy to control and stable at high temperatures.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have found that a copper compound having a acetylacetonate fluoride and a silicon-containing olefin having a specific structure as a ligand is thermally stable and has a high vapor pressure, that is, high-quality copper as an MOCVD material. The inventors have found a copper compound capable of forming a thin film at a controllable speed and have completed the present invention.
[0013]
That is, the present invention provides the following general formula (1)
[0014]
[Chemical 3]
Figure 0004622098
(Wherein R 1 and R 2 are a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and at least one of R 1 and R 2 is a fluorinated hydrocarbon group. R 3 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and R 4 , R 5 , and R 6 are hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms, One represents a hydrocarbon group having a tertiary hydrocarbon directly connected to Si, and n represents an integer of 0 to 20.) and a method for producing the same.
[0015]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0016]
The general formula (1) Oite, R 1, R 2 is a hydrocarbon group of fluorocarbon groups or 1 to 20 carbon atoms having 1 to 20 carbon atoms, at least one of fluoride of R 1, R 2 Hydrocarbon group. When the number of carbon atoms exceeds 20, it is not preferable because of difficulty in procuring raw materials and difficulty in procuring high purity materials.
[0017]
The fluorinated hydrocarbon group is not particularly limited as long as it is a hydrocarbon group having at least one fluorine atom, and examples thereof include a fluorinated saturated hydrocarbon group and a fluorinated unsaturated hydrocarbon group.
[0018]
Examples of the fluorinated saturated hydrocarbon group include a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluorocyclopropyl group, a perfluoromethylcyclopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorocyclobutyl group, Perfluorocarbon residues such as perfluoropentyl group, perfluorocyclopentyl group, perfluoromethylcyclopentyl group, perfluorohexyl group, perfluorocyclohexyl group, perfluoro-1,2-dimethylcyclohexyl group, perfluoroheptyl group, fluoromethyl Group, difluoromethyl group, 1,1,1-trifluoroethyl group, 2-perfluoroalkylethyl group and other fluorohydrocarbon residues.
[0019]
Further, examples of the fluorinated unsaturated hydrocarbon group include perfluoroethenyl group, perfluoropropenyl group, perfluoro-1,3-butadienyl group, cyclobutenyl group, perfluoro-2-butynyl group, pentafluorophenyl group, A fluorotoluyl group, a bis (trifluoromethyl) phenyl group, a perfluoronaphthalenyl group, a perfluoroindenyl group, a perfluorofluorenyl group, and the like can be given.
[0020]
As a hydrocarbon group, it is a C1-C20 hydrocarbon group, Preferably the C1-C10 alkyl group, aryl group, arylalkyl group, and alkylaryl group can be mentioned. Specifically, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, tert. -Butyl group, n-pentyl group, tert. -Amyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, phenyl group, toluyl group and the like can be mentioned.
[0021]
When R 1 and R 2 are both fluorinated hydrocarbon groups, R 1 and R 2 may be the same or different.
[0022]
R 3 is the same fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms as R 1 and R 2 , preferably a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms for increasing the vapor pressure of the copper complex, or a hydrogen atom Represents a fluorine atom. When the number of carbon atoms exceeds 20, it is not preferable because of difficulty in procuring raw materials and difficulty in procuring high purity materials.
[0023]
R 4 , R 5 and R 6 are each a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and at least one is a hydrocarbon group having a tertiary carbon directly bonded to Si. When the number of carbon atoms exceeds 20, it is not preferable because of difficulty in procuring raw materials and difficulty in procuring high purity materials. As the hydrocarbon group, those similar to R 1 and R 2 can be used, and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferable. Examples of the hydrocarbon group having tertiary carbon directly connected to Si include tert. -Butyl group, tert. -An amyl group, an adamantyl group, etc. can be mentioned, Preferably tert. -A butyl group. In the above general formula (1), n is an integer of 0-20, preferably an integer of 0-10. More preferably, it is 0 or 1.
[0024]
Specifically, the silicon-containing alkene in the present invention is vinyl tert. -Butyldimethylsilane, allyl tert. -Butyldimethylsilane, butenyl tert. -Butyldimethylsilane, pentenyl tert. -Butyldimethylsilane, hexenyl tert. -Butyldimethylsilane, heptenyl tert. -Butyldimethylsilane, octenyl tert. -Butyldimethylsilane, decenyl tert. -Butyldimethylsilane, vinyl di tert. -Butylmethylsilane, allyl di tert. -Butylmethylsilane, butenyl di tert. -Butylmethylsilane, pentenyl di tert. -Butylmethylsilane, hexenyl di tert. -Butylmethylsilane, heptenyl di tert. -Butyldimethylsilane, octenyl di tert. -Butylmethylsilane, decenyl di tert. -Butylmethylsilane, vinyl tert. -Amyldimethylsilane, allyl tert. -Amyldimethylsilane, butenyl tert. -Amyldimethylsilane, pentenyl tert. -Amyldimethylsilane, hexenyl tert. -Amyldimethylsilane, heptenyl tert. -Amyldimethylsilane, octenyl tert. -Amyldimethylsilane, decenyl tert. -Amyldimethylsilane, vinyl di tert. -Amylmethylsilane, allyl di tert. -Amylmethylsilane, butenyl di tert. -Amylmethylsilane, pentenyl di tert. -Amylmethylsilane, hexenyl di tert. -Amylmethylsilane, heptenyl di tert. -Amyldimethylsilane, octenyl di tert. -Amylmethylsilane, decenyl di tert. -Amylmethylsilane, vinyladamantyldimethylsilane, allyladamantyldimethylsilane, butenyladamantyldimethylsilane, pentenyladamantyldimethylsilane, hexenyladamantyldimethylsilane, heptenyladamantyldimethylsilane, octenyladamantyldimethylsilane, decenyladamantyldimethylsilane, Vinyldiadamantylsilane, allyldiadamantylmethylsilane, butenyldiadamantylmethylsilane, pentenyldiadamantylmethylsilane, hexenyldiadamantylmethylsilane, heptenyldiadamantyldimethylsilane, octenyldiadamantylmethylsilane, decenyldiadamantylmethylsilane Is mentioned.
[0025]
The copper (I) compound used in the present invention is not particularly limited, but a method using a copper (I) compound such as copper (I) chloride, copper (I) bromide, copper (I) iodide or the like. A method using a copper (I) compound obtained by reducing a copper (II) compound such as copper chloride (II), copper bromide (II), copper iodide (II) or the like with a reducing agent can be employed.
[0026]
The method for synthesizing the stabilized silicon-containing alkene copper complex represented by the general formula (1) of the present invention is represented by the following general formula (2) in the presence of a silicon-containing alkene.
[Formula 4]
Figure 0004622098
(Wherein R 1 and R 2 are a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and at least one of R 1 and R 2 is a fluorinated hydrocarbon group. R 3 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, M represents an alkali metal, and a β-diketone metal salt represented by copper (I ) A stabilized silicon-containing alkene copper complex can be obtained by reacting the compound.
[0028]
R 1 and R 2 are the same as R 1 and R 2 in the general formula (1), and are a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, At least one of R 1 and R 2 is a fluorinated hydrocarbon group. When the number of carbon atoms exceeds 20, it is not preferable because of difficulty in procuring raw materials and difficulty in procuring high purity materials.
[0029]
R 3 is the same as R 3 in the general formula (1) and represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. When the number of carbon atoms exceeds 20, it is not preferable because of difficulty in procuring raw materials and difficulty in procuring high purity materials.
[0030]
M is an alkali metal, and examples thereof include lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium.
[0031]
Specifically, it can be synthesized, for example, by reacting a fluorinated β-diketone with a copper (I) compound in the presence of a silicon-containing alkene. In the absence of a silicon-containing alkene, the proton on the carbon between the β-diketone is extracted with an alkali metal and reacted with a copper (I) compound to synthesize a β-diketone copper complex. It is also possible to adopt the method of making them.
[0032]
The solvent for synthesizing the stabilized silicon-containing alkene copper complex is not particularly limited as long as it is used in the technical field. For example, saturated hydrocarbons such as n-pentane, i-pentane, n-hexane, n-heptane and n-decane, unsaturated hydrocarbons such as toluene, xylene and decene-1, diethyl ether, tetrahydrofuran and tetrahydropyran And halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene and the like.
[0033]
Although the reaction temperature at the time of synthesizing the stabilized silicon-containing alkene copper complex is not particularly limited, it is preferably performed in a temperature range in which the generated silicon-containing alkene copper complex is not decomposed. Usually, it is carried out in the range of −78 to 200 ° C., preferably in the range of −50 to 150 ° C., which is a temperature used industrially. The pressure conditions for the reaction can be any of under pressure, normal pressure, and reduced pressure.
[0034]
The method for purifying the synthesized stabilized silicon-containing alkene copper complex is not particularly limited, and vacuum distillation and column separation purification using silica, alumina, and polymer gel can be used. For this operation, a normal method in the organometallic compound synthesis field is used. That is, the dehydration and deoxygenation is performed in a nitrogen or argon atmosphere, and the solvent to be used and the column filler for purification are preferably subjected to a dehydration operation in advance. This operation may improve the yield and purity of the resulting stabilized silicon-containing alkene copper complex.
[0035]
【Example】
Examples are shown below, but the present invention is not limited to these Examples.
[0036]
Example 1
In a 200 ml Schlenk tube under a nitrogen stream, dilute 20.81 g (0.100 mol) of 1,1,1,5,5,5-hexafluoroacetylacetone in 100 ml of dehydrated tetrahydrofuran, and 4.01 g (0.01 g) of potassium hydride. 100 mol), and stirred at room temperature to obtain a potassium salt solution.
[0037]
The obtained potassium salt solution was mixed with 9.90 g (0.100 mol) of copper (I) chloride and vinyl-tert. -To a mixture of 14.21 g (0.100 mol) of butyldimethylsilane and 100 ml of tetrahydrofuran was added dropwise at room temperature and stirred at 50 ° C for 4 hours. After the residue was filtered off with a glass filter, tetrahydrofuran was distilled off and distilled under reduced pressure to obtain (1,1,1,5,5,5-hexafluoroacetylacetonato) copper (I) vinyl-tert. . -30.43 g (0.0720 mol) of butyldimethylsilane was obtained. As a result, the yield was 72%, and the results of elemental analysis were as follows.
C 13 H 29 O 2 F 6 SiCu wt%
Measured value (C36.7, H7.0, F27.1, Cu15.0, Si6.6)
Theoretical values (C36.9, H6.9, F27.0, Cu15.0, Si6.7)
Example 2
In Example 1, vinyl-tert. -Instead of butyldimethylsilane, vinyl ditert. -(1,1,1,5,5,5-hexafluoroacetylacetonato) copper (I) vinyl, except that it was 18.41 g (0.100 mol) of butylmethylsilane. -Di tert. -Synthesis of butylmethylsilane was carried out. The result was a yield of 64%, and the results of elemental analysis were as follows.
C 16 H 35 O 2 F 6 SiCu wt%
Measured value (C41.1, H7.5, F24.6, Cu13.8, Si6.1)
Theoretical values (C41.3, H7.5, F24.5, Cu13.7, Si6.1)
Example 3
In Example 1, vinyl-tert. -Instead of butyldimethylsilane, allyl-tert. -(1,1,1,5,5,5-hexafluoroacetylacetonato) copper (I) allyl in the same manner as in Example 1 except that 15.61 g (0.100 mol) was used. -Tert. -Synthesis of butyldimethylsilane was carried out. As a result, the yield was 71%, and the results of elemental analysis were as follows.
C 14 H 31 O 2 F 6 SiCu wt%
Measured value (C38.6, H7.2, F25.9, Cu14.5, Si6.3)
Theoretical value (C38.5, H7.1, F26.1, Cu14.6, Si6.4)
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a novel copper complex having high thermal stability and having a vapor pressure at room temperature can be obtained, and in particular, a copper complex suitable as an MOCVD material for copper wiring can be obtained.
[0039]
Furthermore, when synthesizing a copper (I) complex having a β-diketone as a ligand, an extremely efficient and economical synthesis recipe can be provided.

Claims (4)

下記一般式(1)
Figure 0004622098
(式中、R1,R2は、炭素数1〜20の弗化炭化水素基又は炭素数1〜20の炭化水素基であり、R1,R2の少なくとも一方は弗化炭化水素基である。R3は、水素原子、弗素原子、又は炭素数1〜20の弗化炭化水素基を表わす。R4,R5,R6は、炭素数1〜20の炭化水素基であり、少なくとも一つはSiに直結する三級炭化水素を有する炭化水素基を表わし、nは0〜20の整数を表わす。)で示される珪素含有アルケン銅錯体。
The following general formula (1)
Figure 0004622098
(Wherein R 1 and R 2 are a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and at least one of R 1 and R 2 is a fluorinated hydrocarbon group. R 3 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and R 4 , R 5 , and R 6 are hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms, One represents a hydrocarbon group having a tertiary hydrocarbon directly connected to Si, and n represents an integer of 0 to 20.).
4,R5,R6が炭素数1〜10のアルキル基であり、かつnが0又は1であることを特徴とする請求項1記載の珪素含有アルケン銅錯体。The silicon-containing alkene copper complex according to claim 1, wherein R 4 , R 5 , and R 6 are alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, and n is 0 or 1. 4,R5,R6の少なくとも一つがtert.−ブチル基であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の珪素含有アルケン銅錯体。At least one of R 4 , R 5 and R 6 is tert. The silicon-containing alkene copper complex according to claim 1 or 2, which is a -butyl group. 珪素含有アルケン共存下、下記一般式(2)
Figure 0004622098
(式中、R1,R2は、炭素数1〜20の弗化炭化水素基、又は炭素数1〜20の炭化水素基であり、R1,R2の少なくとも一方は弗化炭化水素基である。R3は、水素原子、弗素原子、又は炭素数1〜20の弗化炭化水素基を表わす。Mは、アルカリ金属を表わす。)で示されるβ−ジケトン金属塩に一価の銅化合物を反応させることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の安定化された珪素含有アルケン銅錯体の製造方法。
In the presence of a silicon-containing alkene, the following general formula (2)
Figure 0004622098
(Wherein R 1 and R 2 are a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and at least one of R 1 and R 2 is a fluorinated hydrocarbon group. R 3 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. M represents an alkali metal.) The method for producing a stabilized silicon-containing alkene copper complex according to any one of claims 1 to 3, wherein the compound is reacted.
JP2000392349A 2000-12-25 2000-12-25 Stabilized silicon-containing alkene copper complex and method for producing the same Expired - Fee Related JP4622098B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000392349A JP4622098B2 (en) 2000-12-25 2000-12-25 Stabilized silicon-containing alkene copper complex and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000392349A JP4622098B2 (en) 2000-12-25 2000-12-25 Stabilized silicon-containing alkene copper complex and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002193974A JP2002193974A (en) 2002-07-10
JP4622098B2 true JP4622098B2 (en) 2011-02-02

Family

ID=18858353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000392349A Expired - Fee Related JP4622098B2 (en) 2000-12-25 2000-12-25 Stabilized silicon-containing alkene copper complex and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4622098B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4529434B2 (en) * 2003-12-11 2010-08-25 東ソー株式会社 Copper complex and copper complex composition comprising a polysubstituted vinylsilane compound

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5085731A (en) * 1991-02-04 1992-02-04 Air Products And Chemicals, Inc. Volatile liquid precursors for the chemical vapor deposition of copper
JP3444064B2 (en) * 1995-11-29 2003-09-08 三菱マテリアル株式会社 Organocopper compounds for copper thin film formation by metalorganic chemical vapor deposition.

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002193974A (en) 2002-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3593051B2 (en) Volatile precursors for deposition of metals and metal-containing films
KR100759779B1 (en) Volatile Metal Beta-Ketoiminate Complexes
JP4660924B2 (en) Stabilized copper complex and method for producing the same
JP2004506594A (en) Copper source reagent compositions and methods of making and using same for microelectronic device structures
JP4254218B2 (en) Copper complex having asymmetric β-diketone ligand and method for producing the same
JP2002522453A (en) Organocopper precursors for chemical vapor deposition
JP4622098B2 (en) Stabilized silicon-containing alkene copper complex and method for producing the same
RU2181725C2 (en) Copper (i)-organic compounds and method of copper film precipitation by their using
JP2025041751A (en) Monosubstituted cyclopentadienes and metal cyclopentadienyl complexes and methods for their synthesis
JP4120925B2 (en) Copper complex and method for producing copper-containing thin film using the same
JP2004059544A (en) Substituted cyclopentadienyl copper complex and method for producing the same
JP3282392B2 (en) Organocopper compounds for copper thin film formation by metalorganic chemical vapor deposition with high vapor pressure
JP4529434B2 (en) Copper complex and copper complex composition comprising a polysubstituted vinylsilane compound
JP4363052B2 (en) Copper complex having asymmetric β-diketone ligand and method for producing the same
JP2768250B2 (en) Organic silver compounds for forming silver thin films by metalorganic chemical vapor deposition with high vapor pressure
JP2762905B2 (en) Organic silver compounds for forming silver thin films by metalorganic chemical vapor deposition with high vapor pressure
JPH07252266A (en) Organocopper compounds for forming copper thin films by high vapor pressure organometallic chemical vapor deposition
CN1990491B (en) Volatile metal beta-ketoiminate and metal beta-diiminate complexes
JP3284689B2 (en) Organocopper compounds for copper thin film formation by metalorganic chemical vapor deposition with high vapor pressure
JPH0770163A (en) Organocopper compounds for forming copper thin films by metalorganic chemical vapor deposition with high vapor pressure
CN1363720A (en) Chemical gas phase depositation of copper film for organic metal copper complex

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071114

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101005

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101006

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101018

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131112

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees