(57)【要約】固体前駆体表面の露出面積を増大することにより堆積速度を増加するため、高コンダクタンス気相原料供給システムと結合される、高コンダクタンス、マルチトレイの固体前駆体蒸発システム（５０、１５０、３００、３００’）とともに使用される交換式の前駆体トレイについて記載する。マルチトレイの固体前駆体蒸発システム（５０、１５０、３００、３００’）は、薄膜堆積システム（１、１００）のプロセスチャンバ（１０、１１０）と結合されるよう構成され、１又は２以上の積み重ね可能な上部トレイ（３４０）とともにベーストレイ（３３０）を有する。各トレイ（３３０、３４０）は、たとえば、固体パウダー状または固体タブレット状の膜前駆体（３５０）を支持し保持するよう構成される。また、各トレイ（３３０、３４０）は、膜前駆体（３５０）が加熱される間、キャリアガスが高コンダクタンスで膜前駆体（３５０）の上を流れるよう構成される。たとえば、キャリアガスは、膜前駆体（３５０）の上を内向きに流れ、積み重ね可能なトレイ（３７０、３７０’）内のフローチャネル（３１８）を通して垂直上向きに流れ、固体前駆体蒸発システム（５０、１５０、３００、３００’）の出口（３２２）を通って流れる。
2008522029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器外壁および底を有する容器と、該容器に密閉可能に結合するよう構成される蓋であり、基板に薄膜を堆積するよう構成されるプロセスチャンバに密閉可能に結合するよう構成される出口を有する蓋と、を含む膜前駆体蒸発システムに使用される交換式の膜前駆体支持組立体であって、
膜前駆体を支持するよう構成され、前記膜前駆体蒸発システムにおいて１又は２以上の追加の積み重ね可能なトレイが積み重ねられるよう構成される交換式のトレイを備え、
前記交換式のトレイは、積み重ね可能な外壁と、前記膜前駆体を前記外壁との間に保持するよう構成される内壁と、を含み、
前記交換式のトレイは、１又は２以上のトレイ開口を前記積み重ね可能な外壁に有し、キャリアガス供給システムからのキャリアガスが、前記容器の中央に向かって前記膜前駆体の上および前記内壁の上を流れて、前記膜前駆体の気相原料とともに前記蓋の前記出口から流れ出るよう構成される、交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項２】
前記交換式のトレイが金属前駆体を支持する、請求項１に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項３】
前記交換式のトレイが固体の前駆体を支持する、請求項１に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項４】
前記固体の前駆体が粉状である、請求項３に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項５】
前記固体の前駆体がタブレット状である、請求項３に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項６】
前記交換式のトレイが金属カルボニル膜前駆体を支持する、請求項１に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項７】
前記金属カルボニル膜前駆体がＷ（ＣＯ）６、Ｍｏ（ＣＯ）６、Ｃｏ２（ＣＯ）８、Ｒｈ４（ＣＯ）１２、Ｒｅ２（ＣＯ）１０、Ｃｒ（ＣＯ）６、Ｒｕ３（ＣＯ）１２またはＯｓ３（ＣＯ）１２を含む、請求項６に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項８】
前記交換式のトレイが、内径を前記内壁に有し、外径を前記積み重ね可能な外壁に有する円筒形状である、請求項１に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項９】
前記積み重ね可能な外壁による前記外径が、前記容器外壁の内径の約７５％から約９９％までの範囲である、請求項８に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項１０】
前記積み重ね可能な外壁による前記外径が、前記容器外壁の内径の約８５％から約９９％までの範囲である、請求項８に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項１１】
前記内壁による前記内径が、約１ｃｍから約３０ｃｍまでの範囲にある、請求項８に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項１２】
前記内壁における前記内径が、約５ｃｍから約２０ｃｍまでの範囲にある、請求項８に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。  
【請求項１３】
前記１又は２以上のトレイ開口が１又は２以上のスロットを含む、請求項１に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項１４】
前記１又は２以上のトレイ開口が１又は２以上の円形のオリフィスを含む、請求項１に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項１５】
前記１又は２以上の円形のオリフィスのそれぞれの直径が約０．４ｍｍから約１ｍｍまでの範囲にある、請求項１４に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項１６】
前記１又は２以上の円形のオリフィスの数が２から１０００までの範囲にある、請求項１４に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項１７】
前記１又は２以上の円形のオリフィスの数が５０から１００までの範囲にある、請求項１４に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項１８】
前記交換式のトレイの前記積み重ね可能な外壁の高さが約５ｍｍから約５０ｍｍまでの範囲にある、請求項１に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項１９】
前記交換式のトレイの前記内壁の高さが前記積み重ね可能な外壁の高さより低い、請求項１８に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項２０】
前記内壁の高さが前記積み重ね可能な外壁の高さの約１０％から約９０％までの範囲にある、請求項１９に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項２１】
前記交換式のトレイは膜前駆体を支持し、前記交換式のトレイにおける前記膜前駆体の深さが、約４０ｍｍまでの範囲にあり、前記内壁の高さより低い、請求項１に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【請求項２２】
前記交換式のトレイにおける前記膜前駆体の深さが約１５ｍｍまでの範囲にある、請求項２１に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜堆積用のシステムに関し、特に、薄膜堆積システムの膜前駆体蒸発システムに使用される交換式の膜前駆体支持組立体に関する。
【０００２】
本願は、「マルチトレイ膜前駆体蒸発システムおよびこれを組み込んだ薄膜堆積システム」という名称で２００４年１１月２９日に出願した同時係属中の米国特許出願第１０／９９８，４２０号（代理人整理番号ＴＴＣＡ−０１１）の一部継続出願であり、これは、本願の参照文献として全てここに明確に取り込まれている。また、本願は、「固体前駆体蒸発システムで思量される前駆体トレイを用意する方法」という名称で同日に出願された同時係属中の米国特許出願第１１／００７，９６１号（ＴＴＣＡ−０１１）に関連し、これは、本願の参照文献として全てここに明確に取り込まれている。
【背景技術】
【０００３】
集積回路の製造のための多層メタライゼーション工程に銅（Ｃｕ）を導入する場合には、拡散バリア／ライナを使用して、Ｃｕ層の成長と密着性を促進し、Ｃｕが誘電体材料へ拡散するのを防止することが必要となる。誘電体材料上に堆積されるバリア／ライナは、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）およびタンタル（Ｔａ）等の高融点材料を含んでよい。これらは、Ｃｕに対して非反応性および非混和性を有し、かつ、低い電気抵抗を有する。Ｃｕメタライゼーションと誘電体材料とを統合する今日のインテグレーションの工程においては、約４００℃から５００℃までの間、またはそれ以下の基板温度におけるバリア／ライナ堆積プロセスが必要とされる。
【０００４】
たとえば、１３０ｎｍ以下の技術ノードのＣｕインテグレーション工程では、誘電定数の低い（ｌｏｗ−ｋ）層間誘電体と、その後に続く物理的堆積（ＰＶＤ）法によるＴａ層またはＴａＮ／Ｔａ層と、その後に続くＰＶＤ法によるＣｕシード層と、電解堆積（ＥＣＤ）法によるＣｕ埋め込みとが利用される。Ｔａ層は一般にその密着性（すなわち、ｌｏｗ−ｋ膜への密着性能）から選択され、Ｔａ／ＴａＮ層は一般にそのバリア性（すなわち、ｌｏｗ−ｋ膜へのＣｕの拡散の防止性能）から選択される。
【０００５】
上述のように、Ｃｕ拡散バリアとしての遷移金属薄層の研究において、または実現に向けて多大な努力がなされてきた。その研究の対象は、クロム、タンタル、モリブデンおよびタングステンである。これらの材料の各々は、Ｃｕへの混和性が低い。従来の高融点金属と同様な挙動が期待されることから、近年、ルテニウム（Ｒｕ）やロジウム（Ｒｈ）などの他の材料が潜在的なバリア層として挙げられている。Ｒｕ又はＲｈを使用すると、たとえばＴａ／ＴａＮのような２層とは対照的に、バリア層はただ一層で済む。この所見は、これらの金属の密着性およびバリア性による。たとえば、一つのＲｕ層は、Ｔａ／ＴａＮ層に取って代わることができる。さらに、現在の研究成果によれば、一つのＲｕ層はＣｕシード層に更に取って代わることができ、Ｒｕの堆積に直接に引き続いてＣｕのバルク埋め込みを実施できることがわかった。これは、Ｃｕ層とＲｕ層との間の密着性が良いためである。
【０００６】
従来、Ｒｕ層は、熱化学的気相堆積（ＴＣＶＤ）法において、ルテニウムカルボニル前駆体などのルテニウムを含む前駆体を熱分解することにより形成されている。ルテニウムカルボニル前駆体（たとえば、Ｒｕ３（ＣＯ）１２）の熱分解により堆積されたＲｕ層の材料的性質は、基板温度が約４００℃より低くなると劣化する。その結果、堆積温度が低いと、Ｒｕ層の（電気）抵抗が増加し、表面モフォロジーが悪化（たとえば、ノジュールの発生）する。これは、熱堆積されたＲｕ層へ混入する反応副生成物が増加することが原因と考えられている。これらの結果は、ルテニウムカルボニル前駆体の熱分解から生じる一酸化炭素の離脱速度が、約４００℃より低い基板温度では、低下することにより説明される。
【０００７】
また、ルテニウムカルボニル又はレニウムカルボニルなどの金属カルボニルを使用する場合、これらの蒸気圧が低くいため堆積速度が低くなり、また、これらに関連した輸送の問題が生じる。一般に、発明者らは、現在の堆積システムには、堆積速度が低いという問題があり、そのため、そのような金属膜が非実用的であることを理解している。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０１１５５８９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／０１１５５９０号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／０１１２８８２号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００６／０１１５５９３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、膜前駆体の露出表面の面積を増大させることにより堆積速度を増加するため、薄膜堆積システムの膜前駆体蒸発システムで使用される交換式の膜前駆体支持組み立て体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的のため、膜前駆体支持組立体は、膜前駆体を支持するよう構成され、前記膜前駆体蒸発システムにおいて１又は２以上の追加の積み重ね可能なトレイが積み重ねられるよう構成される交換式のトレイを備える。前記交換式のトレイは、積み重ね可能な外壁と、前記膜前駆体を該外壁との間に保持するよう構成される内壁とを含む。また、交換式のトレイは、１又は２以上のトレイ開口を前記積み重ね可能な外壁に有し、キャリアガス供給システムからのキャリアガスが、前記容器の中央に向かって前記膜前駆体の上を流れ前記内壁の上を流れて、前記膜前駆体の気相原料とともに膜前駆体蒸発システムの前記蓋の前記出口から流れ出て、薄膜堆積システムするよう構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下の記載は、本発明の理解を容易にする説明のためのものであり、本発明を限定するものではなく、成膜システムの特定の形状、各種構成部品等の特定の詳細が示されたものである。ただし、本発明は、これらの特定の細部とは異なる他の実施例で実施しても良いことに留意する必要がある。
【００１１】
以下、図面を参照すると、いくつかの図を通して、同一のまたは対応する部品には、同様の参照符号が付されている。図１は、ルテニウム（Ｒｕ）金属膜またはレニウム（Ｒｅ）金属膜などの薄膜を基板に堆積するための一の実施形態による堆積システム１を示す。堆積システム１は、基板２５を支持するよう構成された基板ホルダ２０を有するプロセスチャンバ１０を備える。基板２５の上に金属層が形成される。プロセスチャンバ１０は、前駆体気相原料供給システム４０を介して膜前駆体蒸発システム５０と結合されている。
【００１２】
プロセスチャンバ１０はダクト３６を介して真空ポンプシステム３８と更に結合されている。真空ポンプシステム３８は、基板２５上に薄膜を形成するのに適し、膜前駆体蒸発システム５０における前駆体（図示せず）の蒸発に適する圧力にまで、プロセスチャンバ１０と、前駆体気相原料供給システム４０と、膜前駆体蒸発システム５０とを排気するよう構成されている。
【００１３】
図１を参照すると、膜前駆体蒸発システム５０は、膜前駆体を貯蔵し、膜前駆体を蒸発させるのに十分な温度まで膜前駆体を加熱するよう構成される。一方で、膜前駆体蒸発システム５０は、気相状態の膜前駆体を前駆体気相原料供給システム４０へ導入する。後に図３から図６を参照しながら詳述するが、膜前駆体は、たとえば、固体の膜前駆体であってよい。また、たとえば、膜前駆体は金属カルボニルを含むことができる。たとえば、金属カルボニルは、ルテニウムカルボニル（Ｒｕ３（ＣＯ）１２）またはレニウムカルボニル（Ｒｅ２（ＣＯ）１０）を含んでよい。また、たとえば、Ｗ（ＣＯ）６、Ｍｏ（ＣＯ）６、Ｃｏ２（ＣＯ）８、Ｒｈ４（ＣＯ）１２、Ｃｒ（ＣＯ）６、またはＯｓ３（ＣＯ）１２が含まれてもよい。
【００１４】
膜前駆体を蒸発（固体の膜前駆体を昇華）するための所望の温度を達成するため、膜前駆体蒸発システム５０は、蒸発温度を制御するよう構成される蒸発温度制御システム５４と結合される。たとえば、従来のシステムでは、膜前駆体の温度は、ルテニウムカルボニルを昇華させるため、一般に約４０℃から４５℃までに上げられる。この温度では、ルテニウムカルボニルの蒸気圧は、たとえば、約１ｍＴｏｒｒ（０．１３３Ｐａ）から約３ｍＴｏｒｒ（０．４００Ｐａ）までの範囲にある。膜前駆体が加熱されて蒸発（昇華）するとき、膜前駆体の上を、膜前駆体の傍らをキャリアガスが流れる。キャリアガスは、希ガス（すなわち、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）などの不活性ガス、もしくは、金属カルボニルとともに使用するため例えば一酸化炭素（ＣＯ）などの一酸化物、またはその混合物、を含んでよい。たとえば、膜前駆体蒸発システム５０にはキャリアガス供給システム６０が結合され、これは、たとえば、キャリアガスを、供給ライン６１を介して膜前駆体の下に供給するよう構成される。他の例では、キャリアガス供給システム６０は、供給ライン６３を介して前駆体気相原料供給システム４０に結合され、キャリアガスが前駆体気相原料供給システム４０に流入する際または流入した後に、キャリアガスを膜前駆体の気相原料に供給するように構成される。図示していないが、キャリアガス供給システム６０は、ガス源と、１又は２以上の制御バルブと、１又は２以上のフィルタと、マスフロコントローラとを備えることができる。たとえば、キャリアガスの流量は、約５ｓｃｃｍ（標準立方センチメータ毎分）から約１０００ｓｃｃｍまでの範囲とすることができる。たとえば、キャリアガスの流量は、１０ｓｃｃｍから約２００ｓｃｃｍまでの範囲にあってよい。更なる例として、キャリアガスの流量は、約２０ｓｃｃｍから約１００ｓｃｃｍまでの範囲にあってもよい。
【００１５】
膜前駆体蒸発システム５０よりも下流側では、膜前駆体の気相原料はキャリアガスとともに流れ、前駆体気相原料供給システム４０を通って、プロセスチャンバ１０に結合される気相原料分散システム３０へ流入する。気相原料ラインの温度を制御して膜前駆体の気相原料が凝結したり分解したりするのを防止するため、前駆体気相原料供給システム４０を気相原料ライン温度制御システム４２と結合してよい。たとえば、気相原料ラインの温度は、蒸発温度とほぼ等しいか、又は高い値に設定するとよい。また、たとえば、前駆体気相原料供給システム４０は、約５０リットル／秒を超える高いコンダクタンスにより特徴づけることができる。
【００１６】
再び図１を参照すると、気相原料分散システム３０は、プロセスチャンバ１０と結合され、気相原料分散プレナム３２を構成する。気相原料分散プレナム３２内において気相原料は分散し、気相原料分散板３４を通過して、基板２５の上方のプロセスゾーン３３に流入する。また、気相原料分散板３４を、気相原料分散板３４の温度を制御するよう構成される分散板温度制御システム３５と結合してよい。たとえば、気相原料分散板の温度は、気相原料ラインの温度とほぼ等しいか、又は気相原料ラインの温度よりも高い値とすることができる。ただし、これより低くても高くてもよい。
【００１７】
膜前駆体の気相原料がプロセスゾーン３３へ流入すると、膜前駆体の気相原料は、基板表面に吸着し、基板２５の温度が上昇しているため熱分解する。そして、基板２５上に薄膜が形成される。基板ホルダ２０が基板温度制御システム２２と結合されているため、基板ホルダ２０は、基板２５の温度を上昇するよう構成される。たとえば、基板２５の温度が約５００℃まで上昇するよう基板温度制御システム２２を構成してよい。一の実施形態では、基板温度は、約１００℃から約５００℃の範囲にあってよい。他の実施形態では、基板温度は、約３００℃から約４００℃までの範囲にあってもよい。また、プロセスチャンバ１０を、チャンバ壁の温度を制御するよう構成されるチャンバ温度制御システム１２と結合してよい。
【００１８】
上述のとおり、たとえば、従来のシステムにおいては、金属気相原料の分解と凝結とを制限するため、ルテニウムカルボニルの場合であれば約４０℃から約４５℃までの温度範囲にて、前駆体気相原料供給システム４０と同様に膜前駆体蒸発システム５０も動作するものと考えられていた。たとえば、ルテニウムカルボニル前駆体は、温度を上げると、下記のように分解し、副生成物を生成する。
Ｒｕ３（ＣＯ）１２＊（ａｄ）⇔  Ｒｕ３（ＣＯ）ｘ＊（ａｄ）＋（１２−ｘ）ＣＯ（ｇ）  （１）
または、
Ｒｕ３（ＣＯ）ｘ＊（ａｄ）⇔  ３Ｒｕ（ｓ）＋ｘＣＯ（ｇ）  （２）
ここで、これらの副生成物は、堆積システム１の内表面上に吸着（ａｄ）、すなわち凝結する。その表面上に金属が堆積すると、基板間のプロセス再現性などの問題が生じる。また、たとえば、ルテニウムカルボニル前駆体は低温下で凝結し、再結晶化が生じる。すなわち、
Ｒｕ３（ＣＯ）１２（ｇ）⇔  Ｒｕ３（ＣＯ）ｘ＊（ａｄ）  （３）
しかし、プロセスウィンドウが狭いシステムでは、ルテニウムカルボニルの蒸気圧が低いこともあって、金属層の堆積速度は低くなる。たとえば、堆積速度は約１Å／分（０．１ｎｍ／分）でしかない。したがって、一の実施形態では、蒸発温度を約４０℃以上に上げるか、または約５０℃以上に上げる。本願の実施形態においては、好ましくは、蒸発温度を約６０℃以上に上げる。また別の実施形態では、好ましくは、約６０℃から１００℃まで、たとえば約６０℃から９０℃までの範囲に上げる。蒸発温度を上げると、蒸気圧が高くなる（たとえば約１桁高くなる）ため、蒸発量が増え、よって、堆積速度が上がると発明者らは考えている。１枚か数枚の基板を処理した後、周期的に堆積システム１を清浄するのが望ましい。清浄方法およびシステムについて詳細は、たとえば、「堆積システムのＩｎ−ｓｉｔｕ清浄化を実施する方法およびシステム」という名称の本願と同日に出願した同時係属の米国特許出願第１０／９９８，３９４号から得ることができる。この出願の内容のすべてをここに援用する。
【００１９】
上述のとおり、堆積速度は、蒸発し、分解も凝結も又これらのいずれも生じる前に基板に輸送される膜前駆体の量に比例する。したがって、所望の堆積速度を実現し、１枚の基板から次の基板の間での一貫したプロセス性能（すなわち、堆積速度、膜厚、膜の均一性，膜のモフォロジーなど）を維持するため、膜前駆体の気相原料の流量を監視し、調整し、また制御する能力を提供することは重要である。従来のシステムでは、蒸発温度、および、予め求めた蒸発温度と流量の関係とを用いて、作業者が間接的に膜前駆体の気相原料の流量を決めている。しかし、プロセスも性能も時間とともに推移するため、流量のより正確な測定を欠くことはできない。たとえば、これに関する詳細は、「固体前駆体供給システムにおいて流量を測定する方法およびシステム」という名称の本願と同日に出願された同時係属の米国特許出願第１０／９９８，３９３号から得ることができる。この出願の内容のすべてをここに援用する。
【００２０】
図１を更に参照すると、堆積システム１は、堆積システム１を作動させ、その動作を制御するよう構成される制御システム８０を更に含むことができる。制御システム８０は、プロセスチャンバ１０、基板ホルダ２０、基板温度制御システム２２、チャンバ温度制御システム１２、気相原料分散システム３０、前駆体気相原料供給システム４０、膜前駆体蒸発システム５０、およびガス供給システム６０と結合される。
【００２１】
他の実施形態において、図２は、ルテニウム（Ｒｕ）金属膜またはレニウム（Ｒｅ）金属膜などの薄膜を基板に堆積する堆積システム１００を示す。堆積システム１００はプロセスチャンバ１１０を備え、プロセスチャンバ１１０は、金属層が形成される基板１２５を支持するよう構成される基板ホルダ１２０を有する。プロセスチャンバ１１０は、膜前駆体（図示せず）を貯蔵し蒸発させるよう構成される膜前駆体蒸発システム１５０を有する前駆体供給システム１０５と、膜前駆体を輸送するよう構成される前駆体気相原料供給システム１４０と結合されている。
【００２２】
プロセスチャンバ１１０は、上チャンバ部１１１、下チャンバ部１１２および排気チャンバ１１３を備える。下チャンバ部１１２に開口１１４が形成され、下チャンバ部１１２は排気チャンバ１１３と結合されている。
【００２３】
図２を更に参照すると、基板ホルダ１２０は、プロセスの対象である基板（またはウェハ）１２５を支持して水平面を提供する。基板ホルダ１２０は、排気チャンバ１１３の下部から上向きに延びる円筒状支持部材１２２により支持される。基板ホルダ１２０の端に、基板ホルダ１２０上の基板１２５を位置決めするためのガイドリング１２４が任意に設けられる。さらに、基板ホルダ１２０は、基板ホルダ温度制御システム１２８と結合されるヒータ１２６を備える。ヒータ１２６は、たとえば、１以上の抵抗加熱素子を含んでよい。また、ヒータ１２６は、たとえば、タングステン−ハロゲン電球などの輻射加熱システムを含んでもよい。基板ホルダ温度制御システム１２８は、１以上の加熱素子へ電力を供給する電力源と、基板温度もしくは基板ホルダ温度または双方を測定する１以上の温度センサと、基板または基板ホルダの温度の監視、調整、または制御の少なくとも一つを実行するよう構成される制御器と、を含んでよい。
【００２４】
プロセス中、加熱された基板１２５により、膜前駆体の気相原料が熱分解し、基板１２５上に薄膜が堆積される。一の実施形態においては、膜前駆体は固体の前駆体を含む。他の実施形態では、膜前駆体は金属前駆体を含む。また別の実施形態では、膜前駆体は固体の金属前駆体を含む。さらに別の実施形態では、膜前駆体は金属カルボニル前駆体を含む。別の実施形態においては、膜前駆体は、ルテニウムカルボニル前駆体、たとえばＲｕ３（ＣＯ）１２とすることができる。さらに別の実施形態では、膜前駆体は、レニウムカルボニル前駆体、たとえば、Ｒｅ２（ＣＯ）１０とすることができる。熱ＣＶＤの技術分野の当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、他のルテニウムカルボニル前駆体やレニウムカルボニル前駆体を使用できることを理解するであろう。さらにまた別の実施形態においては、膜前駆体は、Ｗ（ＣＯ）６、Ｍｏ（ＣＯ）６、Ｃｏ２（ＣＯ）８、Ｒｈ４（ＣＯ）１２、Ｃｒ（ＣＯ）６、またはＯｓ３（ＣＯ）１２を含んでよい。基板ホルダ１２０は、所望のＲｕ金属層、Ｒｅ金属層または他の金属層を基板１２５上に堆積するのに適した予め定めた温度にまで加熱される。また、チャンバ壁を予め定めた温度に加熱するため、チャンバ温度制御システム１２１と結合されるヒータ（図示せず）をプロセスチャンバ１１０の壁に埋め込むことができる。そのヒータは、プロセスチャンバ１１０の壁の温度を約４０℃から約１００℃に、または約４０℃から約８０℃に維持することができる。プロセスチャンバの圧力を測定するため、圧力ゲージ（図示せず）が使用される。
【００２５】
図２にも示すように、気相原料分散システム１３０は、プロセスチャンバ１１０の上チャンバ部１１１と結合されている。気相原料分散システム１３０は気相原料分散板１３１を備える。気相原料分散板１３１は、気相原料分散プレナム１３２から１以上のオリフィス１３４を通して基板１２５の上方のプロセスゾーン１３３へ前駆体の気相原料を導入するよう構成されている。
【００２６】
さらに、前駆体気相原料供給システム１４０から気相原料分散プレナム１３２へ気相状の膜前駆体を導入するため、上チャンバ部１１１に開口１３５が設けられている。また、冷却された又は加熱された流体を流すよう構成される同心円状流体チャネルなどの温度制御素子１３６が、気相原料分散システム１３０の温度を制御するために設けられ、気相原料分散システム１３０内で膜前駆体が分解するのを防止する。たとえば、水などの流体が、気相原料分散温度制御システム１３８から流体チャネルへ供給される。気相原料分散温度制御システム１３８は、流体源と、熱交換器と、流体温度もしくは気相原料分散板の温度または双方を測定する１以上の温度センサと、気相原料分散板１３１の温度を約２０℃から約１００℃に制御するよう構成される制御器とを含んでよい。
【００２７】
膜前駆体蒸発システム１５０は、膜前駆体を保持し、膜前駆体の温度を上昇させることにより膜前駆体を蒸発（または昇華）させるよう構成される。膜前駆体を加熱するために前駆体ヒータ１５４が設けられ、膜前駆体の蒸気圧が所望の値となる温度に膜前駆体が維持される。前駆体ヒータ１５４は、膜前駆体の温度を制御するよう構成される蒸発温度制御システム１５６と結合されている。たとえば、前駆体ヒータ１５４は、膜前駆体の温度（または蒸発温度）を約４０℃以上に調節するよう構成してよい。また、蒸発温度は約５０℃以上に上げられる。たとえば、蒸発温度は約６０℃以上に上げられる。一の実施形態のおいては、蒸発温度は、約６０℃から約１００℃までの範囲に上げられ、他の実施形態においては、約６０℃から約９０℃までの範囲に上げられる。
【００２８】
膜前駆体が加熱されて蒸発（または昇華）する際、キャリアガスが膜前駆体の上または傍らを通過する。キャリアガスは、たとえば、希ガス（すなわち、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）などの不活性ガス、もしくは金属カルボニルとともに使用する例えば一酸化炭素（ＣＯ）のような一酸化物、または、これらの混合ガスを含んでよい。たとえば、キャリアガス供給システム１６０を膜前駆体蒸発システム１５０と結合してよく、これは、たとえば、キャリアガスを膜前駆体の上に流すよう構成される。図２には示していないが、キャリアガス供給システム１６０を前駆体気相原料供給システム１４０に結合して、キャリアガスが前駆体気相原料供給システム１４０に流入する際または後に、キャリアガスを膜前駆体の気相原料に供給してよい。キャリアガス供給システム１６０は、ガス源１６１と、１以上の制御バルブ１６２と、１以上のフィルタ１６４と、マスフロコントローラ１６５とを備える。たとえば、キャリアガスの流量は、約５ｓｃｃｍ（標準立方センチメートル毎分）から約１０００ｓｃｃｍまでの範囲とすることができる。一の実施形態においては、キャリアガスの流量は、約１０ｓｃｃｍから約２００ｓｃｃｍまでの範囲とすることができる。他の実施形においては、キャリアガスの流量は、約２０ｓｃｃｍから約１００ｓｃｃｍまでの範囲とすることができる。
【００２９】
また、膜前駆体蒸発システム１５０からの全ガス流を測定するため、センサ１６６が設けられている。センサ１６６は、たとえば、マスフロコントローラを備える。プロセスチャンバ１１０へ供給される膜前駆体の量がセンサ１６６とマスフロコントローラ１６５とを用いて決定される。また、センサ１６６は、プロセスチャンバ１１０へのガスフロー中の膜前駆体の濃度を測定する光吸収センサを備えていてよい。
【００３０】
センサ１６６の下流側にバイパスライン１６７が位置している。バイパスライン１６７は、前駆体気相原料供給システム１４０と排気ライン１１６とを接続する。バイパスライン１６７は、前駆体気相原料供給システム１４０を排気するため、プロセスチャンバ１１０への膜前駆体の供給を安定化するために、設けられている。また、バイパスライン１６７には、前駆体気相原料供給システム１４０の分岐点より下流側においてバイパスバルブ１６８が設けられている。
【００３１】
図２を更に参照すると、前駆体気相原料供給システム１４０は、第１のバルブ１４１と第２のバルブ１４２を有する高コンダクタンス気相原料ラインを備える。また、前駆体気相原料供給システム１４０は、ヒータ（図示せず）を介して前駆体気相原料供給システム１４０を加熱するよう構成される気相原料ライン温度制御システム１４３を更に備えてよい。気相原料ラインで膜前駆体が凝結するのを避けるため、気相原料ラインの温度が制御される。気相原料ラインの温度は、約２０℃から約１００℃、または約４０℃から約９０℃とすることができる。また、気相原料ラインの温度は、蒸発温度とほぼ等しいか、または蒸発温度よりも高い値に設定してよい。
【００３２】
また、希釈ガスを希釈ガス供給システム１９０から供給することができる。たとえば、希釈ガスは、たとえば、希ガス（すなわち、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）などの不活性ガスや、金属カルボニルとともに使用するＣＯガスなどの一酸化物、またはこれらの混合ガスを含むことができる。たとえば、ガス供給システム１９０は、前駆体気相原料供給システム１４０と結合され、たとえば、膜前駆体の気相原料に対して希釈ガスを供給するよう構成される。希釈ガス供給システム１９０は、ガス源１９１と、１以上の制御バルブ１９２と、１以上のフィルタ１９４と、マスフロコントローラ１９５とを備える。たとえば、希釈ガスの流量は、約５ｓｃｃｍ（標準立方センチメートル毎分）から約１０００ｓｃｃｍまでの範囲とすることができる。
【００３３】
マスフロコントローラ１６５、１９５と、バルブ１６２、１９２、１６８、１４１、１４２とは、キャリアガス、膜前駆体の気相原料、および希釈ガスの供給、閉止および流れを制御する制御器１９６により制御される。センサ１６６はまた、制御器１９６に接続されている。制御器１９６は、センサ１６６の出力に基づいて、マスフロコントローラ１９５を流れるキャリアガスの流量を制御し、所望量の膜前駆体の流れをプロセスチャンバ１１０へ導く。
【００３４】
図２に示すように、排気ライン１１６は排気チャンバ１１３をポンプシステム１１８へ接続する。所望の真空度にまでプロセスチャンバ１１０を排気するため、そして、プロセス中にプロセスチャンバ１１０からガス種を除去するため、真空ポンプ１１９を使用することができる。真空ポンプ１１９に対して直列に自動圧力制御器（ＡＰＣ）１１５とトラップ１１７を使用してよい。真空ポンプ１１９は、５０００リットル毎秒まで（またはそれ以上）の排気速度を実現できるターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）を含んでよい。また、真空ポンプ１１９は、粗引きドライポンプを含んでもよい。プロセス中、キャリアガス、希釈ガス、もしくは膜前駆体の気相原料、またはこれらのいかなる組み合わせかがプロセスチャンバ１１０へ導入され、ＡＰＣ１１５によりチャンバ圧力が調整される。チャンバ圧力は、約１ｍＴｏｒｒ（０．１３３Ｐａ）から約５００ｍＴｏｒｒ（６６．６Ｐａ）までの範囲であってよく、更なる例では、チャンバ圧力は、約５ｍＴｏｒｒ（０．６６６Ｐａ）から約５０ｍＴｏｒｒ（６．６６Ｐａ）までの範囲であってよい。ＡＰＣ１１５は、バタフライバルブまたはゲートバルブを備えるものであってよい。トラップ１１７は、プロセスチャンバ１１０から、副生成物と未反応の金属カルボニル前駆体とを捕集する。
【００３５】
プロセスチャンバ１１０内の基板ホルダ１２０を再び参照すると、図２に示すように、基板１２５を保持し、上昇し、降下するため、３つの基板リフトピン１２７（図では２つのみを示す）が設けられている。基板リフトピン１２７は、板１２３と結合され、基板ホルダ１２０の上面よりも下方にまで下がることができる。たとえば空気シリンダを利用した駆動メカニズム１２９により板１２３を昇降する手段が提供される。基板１２５は、ロボット移送システム（図示せず）により、ゲートバルブ２００およびチャンバフィードスルー通路２０２を通してプロセスチャンバ１１０から出し入れされ、基板リフトピン１２７により受け取られる。基板１２５が移送システムから受け取られると、基板リフトピン１２７を下げることにより、基板１２５は基板ホルダ１２０の上面へと降ろされる。
【００３６】
図２を再び参照すると、制御器１８０は、マイクロプロセッサと、メモリと、デジタルＩ／Ｏポートとを有する。制御器１８０は、処理システム１００の入力と通信してこれを作動させ、処理システム１００からの出力をモニタするに十分な制御電圧を発生することができる。また、処理システム制御器１８０は、プロセスチャンバ１１０；制御器１９６と気相原料ライン温度制御システム１４２と蒸発温度制御システム１５６とを含む前駆体供給システム１０５；気相原料分散温度制御システム１３８；真空ポンプシステム１１８；および基板ホルダ温度制御システム１２８と結合され、情報交換を行う。真空ポンプシステム１１８では、制御器１８０がプロセスチャンバ１１０内の圧力を制御する自動圧力制御器１１５と結合され、情報交換を行う。メモリに保存されたプログラムを用いて、保管されたプロセスレシピに従って、堆積システム１００の上述の部品が制御される。処理システム制御器１８０の一例は、デルプレシジョンワークステーション６１０（商標）であり、これは、テキサス州、ダラスデルコーポレーション社から入手可能である。また、汎用コンピュータ、デジタル信号プロセッサ等で制御器１８０を実現してもよい。
【００３７】
制御器１８０は、堆積システム１００の近傍に設置されてよく、また、インターネットもしくはイントラネットを介して、堆積システム１００から離隔して設置されてもよい。したがって、制御器１８０は、直接接続、イントラネット、またはインターネットのうち少なくとも一つを用いて、堆積システム１００とデータを交換することができる。制御器１８０は、カスタマーサイト（すなわちデバイスメーカ等の側）でイントラネットと結合されてもよく、またベンダーサイト（すなわち機器製造者側）でイントラネットと結合されてもよい。さらに、別のコンピュータ（すなわち制御器、サーバ等）が制御器１８０にアクセスし、直接接続、イントラネット、またはインターネットのうち少なくとも一つを介してデータを交換してもよい。
【００３８】
図３を参照すると、本発明の実施形態による膜前駆体蒸発システム３００が断面図で示されている。膜前駆体蒸発システム３００は、外壁３１２と底３１４とを有する容器３１０を備える。また、膜前駆体蒸発システム３００は、容器３１０に結合してこれを密閉するよう構成される蓋３２０を備える。蓋３２０は出口３２２を含む。出口３２２は、図１および図２に図示されるような薄膜成膜システムのプロセスチャンバに密閉状に結合される。容器３１０および蓋３２０は、薄膜成膜システムと結合されたときに、密閉された環境を形成する。容器３１０および蓋３２０は、たとえば、Ａ６０６１アルミニウムから製造してよく、また、コーティングが施されていても施されていなくともよい。
【００３９】
さらに、容器３１０は、膜前駆体蒸発システム３００の蒸発温度を上げるため、ヒータ（図示せず）と結合され、蒸発温度の監視、調整、または制御の少なくとも一つを実施するための温度制御システム（図示せず）と結合されるよう構成されている。先に説明したように蒸発温度が適切な値にまで上昇されると、膜前駆体は蒸発し（または昇華し）、膜前駆体の気相原料が生成される。この気相原料は、気相原料供給システムを通して薄膜成膜システムのプロセスチャンバへ輸送される。容器３１０はまた、キャリアガス供給システム（図示せず）に密閉状に結合される。容器３１０は、膜前駆体の気相原料を輸送するためのキャリアガスを受けるよう構成されている。
【００４０】
図３を更に参照し、図４も併せて参照すると、膜前駆体蒸発システム３００は、容器３１０の底３１４に載るよう構成されるベーストレイ３３０を更に備える。ベーストレイ３３０は、そこに膜前駆体を保持するよう構成されるベース外壁３３２を有する。ベース外壁３３２は、後述するように、その上に上トレイを支持するための支持エッジ３３３を含む。さらに、ベース外壁３３２は、１又は２以上のトレイ開口３３４を含み、これにより、キャリアガス供給システム（図示せず）からのキャリアガスは、容器３１０の中央に向かって膜前駆体３５０の上に流れ、膜前駆体の気相原料とともに、中央フローチャネル３１８に沿って流れ、蓋３２０の出口３２２から流出する。このため、ベーストレイ３３０内の膜前駆体のレベルは、ベーストレイ開口３３４の位置より下方でなければならない。
【００４１】
図３を更に参照し、図５Ａおよび図５Ｂも併せて参照すると、膜前駆体蒸発システム３００は、膜前駆体３５０を支持するよう構成される積み重ね可能な１又は２以上の上部トレイ３４０を更に備える。上部トレイ３４０は、ベーストレイ３３０または他の上部トレイ３４０の少なくとも一つの上に重ねられ、配置されるよう構成されている。上部トレイ３４０のそれぞれは、上部外壁３４２と内壁３４４を備え、これらの間で膜前駆体３５０を保持する。内壁３４４は、中央フローチャネル３１８を画定する。上部外壁３４２は、他の上部トレイ３４０を支持するため、上部支持端３４３を更に含んでいる。したがって、第１の上部トレイ３４０をベーストレイ３３０のベース支持端３３３で支持して位置決めし、必要ならば、１又は２以上の他の上部トレイ３４０を先行する上部トレイ３４０の上部支持端３４３で支持して位置決めすることができる。各上部トレイ３４０の上部外壁３４２は１又は２以上の上部トレイ開口３４６を含み、これにより、キャリアガス供給システム（図示せず）からのキャリアガスは、膜前駆体３５０の上を容器３１０の中央フローチャネル３１８に向かって流れ、膜前駆体の気相原料とともに、蓋３２０の出口３２２を通して流出する。このため、内壁３４４は、キャリアガスが中央フローチャネル３１８に向かってほぼ半径方向に流れることができるように、上部外壁３４２よりも低くなければならない。また、各上部トレイ３４０の膜前駆体のレベルは、内壁３４４の最上部か又はそれよりも下方で、かつ、上部トレイ開口３４６の位置よりも下方になければならない。
【００４２】
ベーストレイ３３０および積み重ね可能な上部トレイ３４０は、円筒状の形状に図示されている。しかし、その形状は様々である。たとえば、トレイの形状は長方形でも、正方形でも楕円形でもよい。同様に、内壁３４４、すなわち中央フローチャネル３１８は、種々の形状を有してよい。
【００４３】
１又は２以上の積み重ね可能な上部トレイ３４０がベーストレイ３３０上に積み重ねられると、排気筒３７０が形成される。これにより、ベーストレイ３３０のベース外壁３３２と容器の外壁３１２との間、および１又は２以上の積み重ね可能な上部トレイ３４０の上部外壁３４２と容器の外壁３１２との間に、環状空間３６０が提供される。容器３１０は、１又は２以上のスペーサ（図示せず）を更に備えてよい。このスペーサにより、ベーストレイ３３０のベース外壁３３２と、１又は２以上の積み重ね可能な上部トレイ３４０の上部外壁３４２とは、を容器の外壁３１２から離隔し、環状空間３６０の間隔を等しくすることができる。言い換えると、一の実施形態では、容器３１０は、ベースの外壁３３２と上部外壁３４２とが垂直方向に整列するよう構成される。
【００４４】
トレイの数は、ベーストレイと積み重ね可能な上部トレイとの両方を合わせて、２から２０までの範囲にあり、たとえば一の実施形態では、図３に示すようにトレイの数は５である。典型的な実施形態では、排気筒３７０は、ベーストレイ３３０と、ベーストレイ３３０により支持される少なくとも一つの上部トレイ３４０とを含む。ベーストレイ３３０は、図３および図４に示すようであってもよいし、また、図３から図５Ｂに示す上部トレイ３４０と同じ構成を有していてもよい。すなわち、ベーストレイ３３０が内壁を有していてもよい。図３から図５Ｂでは、排気筒３７０は、ベーストレイ３３０と１又は２以上の分離可能で積み重ね可能な上部トレイ３４０とを備えるように示されているが、図６に示すとおり、システム３００’は、ベース側壁３３２と上部外壁３４２の側壁とが一体化するように１又は２以上の上部トレイ３４０と一体化したベーストレイ３３０を有する一つの単一部品を備える排気筒３７０’を有する容器を含んでよい。一体化とは、恒久的に接着剤で又は機械的に結合された構造だけでなく、境界を認識できないように一体的にモールドされた構造など、モノリシックな構造を含むものと理解される。分離可能とは、トレイ間において、接着によるものや機械的なものであろうとなかろうと、接合も暫定的な接合もないことを含むものと理解される。
【００４５】
ベーストレイ３３０と上部トレイ３４０のそれぞれは、積み重ね可能であろうと一体であろうと、膜前駆体３５０を支持するよう構成される。一の実施形態では、膜前駆体３５０は固体の前駆体を含む。他の実施形態では、膜前駆体３５０は液体の前駆体を含む。他の実施形態では、膜前駆体３５０は金属前駆体を含む。他の実施形態では、膜前駆体３５０は固体の金属前駆体を含む。また別の実施形態では、膜前駆体３５０は金属カルボニル前駆体を含む。また別の実施形態では、膜前駆体３５０はルテニウムカルボニル前駆体、たとえばＲｕ３（ＣＯ）１２でよい。また別の実施形態では、膜前駆体３５０はレニウムカルボニル前駆体、たとえばＲｅ２（ＣＯ）１０でもよい。また別の実施形態においては、膜前駆体３５０は、Ｗ（ＣＯ）６、Ｍｏ（ＣＯ）６、Ｃｏ２（ＣＯ）８、Ｒｈ４（ＣＯ）１２、Ｃｒ（ＣＯ）６、またはＯｓ３（ＣＯ）１２であってもよい。
【００４６】
上述のとおり、膜前駆体３５０は固体の前駆体を含んでよい。固体の前駆体は、固体粉末であってよいし、１又は２以上の固体タブレットであってもよい。たとえば、１又は２以上の固体タブレットは、焼結プロセス、スタンピングプロセス、浸漬プロセス、スピン−オンプロセス、またはこれらのいかなる組み合わせを始めとする多くのプロセスにより調整される。また、タブレット状の固体の前駆体は、ベーストレイ３３０または上部トレイ３４０に密着していてもしていなくてもよい。たとえば、真空中または不活性ガス雰囲気下の焼結炉内で、２０００℃や２５００℃といった温度で高融点金属粉末を焼結してよい。また、焼結プロセスでは、たとえば、前駆体粉末の軟化点温度を決定し、この軟化点温度で又は軟化点温度の近くで焼結してよい。また、たとえば、高融点金属の粉末を溶媒などの流体媒体中に分散させ、トレイのような被コート基板上に滴下し、スピンコートプロセスを用いて被コート基板上の全体にわたって均一に分散させてもよい。スピンコートされた高融点金属は、その後、残留溶媒を蒸発させるため、熱硬化されてよい。さらに、高融点金属カルボニルの粉末を溶媒などの流体の槽に分散させ、その槽に被コート基板を浸してもよい。この被コート基板は、固体の板、ロッド、または多孔状の板、メッシュなどを含んでよい。この後、被コート基板は、残留溶媒を蒸発させるためベーキングされる。この被コート基板は、ベーストレイ３３０もしくは上部トレイ３４０または双方であってよいし、また、固体の前駆体の用意ができた後にベーストレイ３３０もしくは上部トレイ３４０または双方に置かれる別個の基板であってもよい。
【００４７】
先に述べたように、キャリアガスは、キャリアガス供給システム（図示せず）から容器３１０へ供給される。図３および図６に示すとおり、キャリアガスは、蓋３２０に対して密閉状に結合されるガス供給ライン（図示せず）を介して蓋３２０を通って容器３１０へ供給される。キャリアガスは、ガス供給ラインから、容器３１０の外壁３１２内を通って下向きに延びるガスチャネル３８０に送り込まれ、容器３１０の底３１４の内部を通って環状空間３６０へ開放される。
【００４８】
図３を再び参照すると、容器の外壁３１２の内径は、約１０ｃｍから約１００ｃｍまでの範囲にあっても、たとえば約１５ｃｍから約４０ｃｍまでの範囲にあってもよい。たとえば、外壁３１２の内径を２０ｃｍとすることができる。出口３２２の直径と、上トレイ３４０の内壁３４４の内径とは、たとえば、約１ｃｍから約３０ｃｍまでの範囲にあってよい。また、出口の直径と内壁の内径とは、約５ｃｍから約２０ｃｍまでの範囲にあってもよい。たとえば、出口の直径を１０ｃｍとすることができる。また、ベーストレイ３３０および各上トレイ３４０の外径は、容器３１０の外壁３１２の内径の約７５％から約９９％までの範囲にあってよく、たとえば、容器３１０の外壁３１２の内径の約８５％から約９９％までの範囲にあってもよい。たとえば、トレイの直径は１９．７５ｃｍとすることができる。ベーストレイ３３０のベース外壁３３２の高さと、各上トレイ３３２の上部外壁３４２の高さは、約５ｍｍから約５０ｍｍまでの範囲にあってよく、たとえば、これらの高さは約３０ｍｍとすることができる。また、各内壁３４４の高さは、上部外壁３４２の高さの約１０％から約９０％までの範囲にあってよく、たとえば、約２ｍｍから約４５ｍｍまでの範囲にあってもよい。たとえば、各内壁の高さは約２０ｍｍである。
【００４９】
図３を再び参照すると、ベーストレイの１又は２以上の開口３３４と、上部トレイの１又は２以上の開口３４６とは、１又は２以上のスロットを含んでよい。また、ベーストレイの１又は２以上の開口３３４と、上部トレイの１又は２以上の開口３４６とは、１又は２以上のオリフィスを含んでよい。各オリフィスの直径は、たとえば、約０．４ｍｍから約２ｍｍまでの範囲にあってよい。たとえば、各オリフィスの直径は約１ｍｍとすることができる。一の実施形態では、オリフィスの直径と環状空間３６０の幅とは、キャリアガスを環状空間３６０にわたってほぼ均一に分散させるため、環状空間３６０でのコンダクタンスがオリフィスの正味のコンダクタンスより十分に大きくなるように選択される。オリフィスの数は、たとえば、約２個から約１０００個までの範囲にあってよく、他の例としては、約５０個から約１００個であってもよい。たとえば、ベーストレイの１又は２以上の開口３３４は、直径１ｍｍのオリフィスを７２個含んでいる。また、積み重ね可能なトレイの１又は２以上の開口３４６は、直径１ｍｍのオリフィスを７２個含んでいる。ここで、環状空間の幅は約２．６５ｍｍである。
【００５０】
膜前駆体蒸発システム３００または３００’は、図１の膜全前駆体蒸発システム５０としても、図２の膜前駆体蒸発システム１５０としても使用してよい。また、システム３００または３００’は、基板上に前駆体の気相原料から薄膜を堆積するに適した如何なる薄体積システムにおいて使用してよい。
【００５１】
図７を参照すると、基板上に薄膜を堆積する方法が記載されている。フローチャート７００は、本願の堆積システムにおいて、薄膜を堆積するための方法の各ステップを示すのに使用される。薄膜の堆積は、ステップ７１０から始まり、このステップでは、各ステップを踏んで基板上に薄膜を形成する堆積システムに基板が置かれる。ここでの堆積システムは、図１および図２で説明した堆積システムのいずれかであってよい。堆積システムは、堆積プロセスを進行するプロセスチャンバをと、プロセスチャンバと接合され基板を支持する基板ホルダとを含んでよい。次いで、ステップ７２０において、膜前駆体が堆積システムに導入される。たとえば、膜前駆体は、前駆体気相原料供給システムを介してプロセスチャンバと接合される膜前駆体蒸発システムへ導入される。なお、膜前駆体気相原料供給システムは加熱してよい。
【００５２】
ステップ７３０において、膜前駆体が加熱されて膜前駆体の気相原料が生成される。膜前駆体の気相原料は、その後、前駆体気相原料供給システムを通してプロセスチャンバへ輸送される。ステップ７４０において、膜前駆体の気相原料が分解するに十分な基板温度にまで基板が加熱され、ステップ７５０において、基板が膜前駆体の気相原料に晒される。ステップ７１０からステップ７５０が所望も回数だけ連続して繰り返されて、所望の数の基板上に金属膜が堆積される。
【００５３】
一枚または数枚の基板上に薄膜を堆積した後、各トレイの膜前駆体３５０を補充するため、積み重ねられたトレイ３７０または３７０’と、１又は２以上のベーストレイ３３０または上部トレイ３４０が、ステップ７６０において、周期的に交換される。
【００５４】
本発明のある実施例についてのみ詳細に説明したが、ある実施例において、本発明の革新的な思想および利点から実質的に逸脱しないで、多くの変更が可能であることは、当業者には容易に理解できる。従って、全てのそのような変更は、本発明の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態による堆積システムの概略図である。
【図２】本発明の他の実施形態による堆積システムの概略図である。
【図３】本発明の実施形態による膜前駆体蒸発システムの断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態による膜前駆体蒸発システムの断面図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態による膜前駆体蒸発システムに使用される、積み重ね可能な上部トレイの断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａのトレイの斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態による膜前駆体蒸発システムの斜視図である。
【図７】本発明の膜前駆体蒸発システムを作動する方法を示す。
【図１】
2008522029.tif 000003
【図２】
2008522029.tif 000004
【図３】
2008522029.tif 000005
【図４】
2008522029.tif 000006
【図５Ａ】
2008522029.tif 000007
【図５Ｂ】
2008522029.tif 000008
【図６】
2008522029.tif 000009
【図７】
2008522029.tif 000010
【国際調査報告】
2008522029.tif 000011
2008522029.tif 000012