(57)【要約】  対応のソース試薬蒸気中に粒子を生成または存在させやすいソース試薬を気化させる装置および方法であって、かかる粒子生成または存在は、当該蒸気生成システムの構造的または処理特徴部により抑制される。かかる装置および方法は、液体および固体ソース試薬、特に、固体ソース試薬、例えば、塩化ハフニウム等の金属ハロゲン化物に適用可能である。一実施形態におけるソース試薬は、ソース試薬材料の多孔質モノリシックバルク形態により構成されている。本発明の装置および方法を有効に用いると、原子層蒸着（ＡＬＤ）およびイオン注入等の用途向けのソース試薬蒸気が提供される。
2010502833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース試薬を保持するように適合された気化器容器を含む気化器であって、前記気化器は、前記気化器容器およびその中の前記ソース試薬を加熱して、前記ソース試薬に由来する蒸気を生成するように適合されており、ここで、前記ソース試薬は、前記蒸気中に粒子を生成または存在させやすく、前記容器は、密閉された内部容積部分を画定し、かつ少なくとも１つのポートを有し、それにより、前記ソース試薬に由来する蒸気が、前記容器の前記内部容積部分から放出可能であり、前記気化器が以下の（Ａ）〜（Ｈ）、
（Ａ）中にある前記ソース試薬と接触するように適合された、前記内部容積部分内の少なくとも１つの突出要素と、フリット以外の少なくとも１つの粒子抑制特徴部とを含む第１の形態であって、前記粒子抑制特徴部が、かかる粒子抑制特徴部のない対応気化器に対して、前記ソース試薬に由来する蒸気中の粒子の生成または存在を低減させる、第１の形態、
（Ｂ）前記内部容積部分を密閉するために前記容器に固定可能なカバーであって、前記カバーが入口および出口ポートを含み、それにより前記キャリアガスが、前記入口ポートを通して前記内部容積部分に導入可能であり、前記キャリアガスと前記ソース試薬に由来する蒸気とを含むキャリアガス混合物が、前記出口ポートを通して前記内部容積部分から放出可能であるカバーと、前記ソース試薬をその中に支持するように適合されている、前記内部容積部分内の少なくとも１つの支持要素と、フリット以外の少なくとも１つの粒子抑制特徴部とを含み、ここで前記粒子抑制特徴部が、かかる粒子抑制特徴部のない対応気化器に対して、前記キャリアガス混合物中の粒子の生成または存在を低減させる、第２の形態、
（Ｃ）前記ソース試薬の貯蔵媒体としてイオン液体を前記容器内に含み、それから前記ソース試薬がソース試薬分配条件下で放出される、第３の形態、
（Ｄ）固体形態にあるソース試薬を前記容器内に含む第４の形態であって、前記固体形態が、前記加熱のための所定の粒径範囲および分布を有する粉末を含み、前記所定の粒径および分布には、前記蒸気の生成中、前記蒸気に粒子が同伴することを回避するようにサイズ決めされた粒子が含まれる、第４の形態、
（Ｅ）モノリシック多孔質固体ソース試薬本体を含む、第５の形態、
（Ｆ）前記ソース試薬をその孔内に保持するように適合された、前記内部容積部分内の少なくとも１つの多孔質熱伝導性本体を含む、第６の形態、
（Ｇ）壁と熱的に接触する、かかる容器内部容積部分内の複数の個別の支持要素であって、前記内部容積部分内で固体ソース材料を支持するように適合され、固体ソース材料を加熱して、固体ソース材料蒸気を形成する個別の支持要素を含む、第７の形態、および
（Ｈ）前記容器の前記内部容積部分内の、前記容器と接触している内部構造と、前記内部構造と接触しているソース試薬材料とを含む第８の形態であって、前記ソース材料は、気化器の分配操作において前記容器から放出されるソース材料蒸気を生成するように加熱可能な外側クラスト部分を含む、第８の形態
から選択される少なくとも１つの構造的形態を含む、気化器。
【請求項２】
気化器であって、ソース試薬を保持するように適合された気化器容器であって、前記気化器が、前記気化器容器およびその中の前記ソース試薬を加熱して、前記ソース試薬に由来する蒸気を生成するように適合されており、ここで、前記ソース試薬は、前記蒸気中に粒子を生成または存在させやすく、前記容器は、密閉された内部容積部分を画定し、かつ少なくとも１つのポートを有しており、それにより、前記ソース試薬に由来する蒸気が、前記容器の前記内部容積部分から放出可能である気化器容器と、中にある前記ソース試薬と接触するように適合された前記内部容積部分内の少なくとも１つの突出要素と、フリット以外の少なくとも１つの粒子抑制特徴部とを有し、ここで前記粒子抑制特徴部は、かかる粒子抑制特徴部のない対応気化器に対して、前記ソース試薬に由来する蒸気中の粒子の生成または存在を低減させる、気化器。
【請求項３】
前記容器が少なくとも２つのポートを有し、前記ポートの一方が、キャリアガスを前記容器内部容積部分に流し、前記ソース試薬に由来する前記蒸気と接触させ、前記蒸気を含有するキャリアガス混合物を形成するように適合されており、前記ポートの他方が、前記気化器容器から前記キャリアガス混合物を放出するように適合されている、請求項２に記載の気化器。
【請求項４】
前記ポートの前記一方が、それに結合した入口バルブを有し、前記ポートの前記他方が、それに結合した出口バルブを有する請求項３に記載の気化器。
【請求項５】
前記粒子抑制特徴部が、かかる構造のない対応気化器に対して、前記ソース試薬に由来する蒸気中の粒子の生成または存在を低減させるように適合された構造を含む請求項２に記載の気化器。
【請求項６】
前記粒子抑制特徴部が、かかる材料のない対応気化器に対して、前記ソース試薬に由来する蒸気中の粒子の生成または存在を低減させるように適合された材料を含む請求項２に記載の気化器。
【請求項７】
前記内部容積部分において、前記少なくとも１つの支持要素にソース試薬を含有する請求項２に記載の気化器。
【請求項８】
前記ソース試薬が固体ソース試薬である請求項７に記載の気化器。
【請求項９】
前記固体ソース試薬が不連続な形態にある請求項８に記載の気化器。
【請求項１０】
前記固体ソース試薬が粉末形態にある請求項８に記載の気化器。
【請求項１１】
前記ソース試薬が、ジメチルヒドラジン、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ４）、四塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ４）、三塩化インジウム、一塩化インジウム、三塩化アルミニウム、ヨウ化チタン、タングステンカルボニル、Ｂａ（ＤＰＭ）２、ビスジピバロイルメタナトストロンチウム（Ｓｒ（ＤＰＭ）２）、ＴｉＯ（ＤＰＭ）２、テトラジピバロイルメタナトジルコニウム（Ｚｒ（ＤＰＭ）４）、デカボラン、オクタデカボラン、ホウ素、マグネシウム、ガリウム、インジウム、アンチモン、銅、リン、ヒ素、リチウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、アルキル−アミジナートリガンドを組み込んだ前駆体、有機金属前駆体、ジルコニウム第３級ブトキシド（Ｚｒ（ｔ−ＯＢｕ）４）、テトラキスジエチルアミノジルコニウム（Ｚｒ（Ｎｅｔ２）４）、テトラキスジエチルアミノハフニウム（Ｈｆ（ＮＥｔ２）４）、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン（ＴＤＭＡＴ）、ｔｅｒｔブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル（ＴＢＴＤＥＴ）、ペンタキス（デメチルアミノ）タンタル（ＰＤＭＡＴ）、ペンタキス（エチルメチルアミノ）タンタル（ＰＥＭＡＴ）、テトラキスジメチルアミノジルコニウム（Ｚｒ（ＮＭｅ２）４）、ハフニウム第３級ブトキシド（Ｈｆ（ｔＯＢｕ）４）、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）、四フッ化キセノン（ＸｅＦ４）、六フッ化キセノン（ＸｅＦ６）、有機金属β−ジケトナート錯体、六フッ化タングステン、シクロペンタジエニルシクロヘプタトリエニル−チタン（ＣｐＴｉＣｈｔ）、シクロオクタテトラエンシクロ−ペンタジエニルチタン、ビスシクロペンタジエニルチタンジアジド、トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、アルミニウムアルキル、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリメチルアミンアラン、ジメチル亜鉛、テトラメチル錫、トリメチルアンチモン、ジエチルカドミウム、タングステンカルボニル、金属ハロゲン化物、ハロゲン化ガリウム、ハロゲン化インジウム、ハロゲン化アンチモン、ハロゲン化ヒ素、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化チタン、有機金属錯体、Ｉｎ（ＣＨ３）２（ｈｆａｃ）、ジブロモメチルスチビン、タングステンカルボニル、有機金属アルコキシド錯体、有機金属カルボキシレート錯体、有機金属アリール錯体、および有機金属アミド錯体、ならびに前述したものの２つ以上の相溶性のある組み合わせおよび混合物からなる群から選択される材料を含む請求項７に記載の気化器。
【請求項１２】
前記粒子抑制特徴部が、前記支持として熱伝導性発泡材料を含む請求項２に記載の気化器。
【請求項１３】
前記伝導性発泡材料が金属発泡材料を含む請求項１２に記載の気化器。
【請求項１４】
前記内部容積部分内の前記少なくとも１つの支持要素が、その中を通る流体流路を含む少なくとも１つのトレイを含む請求項２に記載の気化器。
【請求項１５】
前記内部容積部分内の前記少なくとも１つの支持要素が、その中を通る流体流路をそれぞれ含む積層配列のトレイを含む請求項２に記載の気化器。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの支持要素が、前記気化器容器の内壁または床面を含む請求項２に記載の気化器。
【請求項１７】
前記粒子抑制特徴部が、フィルムに堆積した前記ソース試薬を上に有する多数の基板物品を含む請求項２に記載の気化器。
【請求項１８】
前記基板物品がビード物品を含む請求項１７に記載の気化器。
【請求項１９】
前記粒子抑制特徴部が、下方に延在して前記内部容積部分の下端で終端するダウンチューブを含み、ここで、前記ダウンチューブの上端が、キャリアガス源と流体流連通を介して結合されており、前記ダウンチューブの前記下端が、前記キャリアガスを前記内部容積部分内で外方に分散してその中で上方に流すように適合されたガスフロー分散器を含む請求項２に記載の気化器。
【請求項２０】
前記粒子抑制特徴部が、少なくとも１つの多孔質バルク物品の形態で、前記ソース試薬を含む請求項２に記載の気化器。
【請求項２１】
前記粒子抑制特徴部が、前記ソース試薬に由来する粒子を、前記蒸気または上記を含有する流体から除去するように適合された静電粒子コレクタを含む請求項２に記載の気化器。
【請求項２２】
前記容器が、キャリアガスを中に流し、前記ソース試薬に由来する前記蒸気と接触させて前記蒸気を含有するキャリアガス混合物を形成し、前記容器から放出するように適合されている請求項２に記載の気化器。
【請求項２３】
前記粒子抑制特徴部が、前記キャリアガスが前記内部容積部分へ流れ始めた際の前記キャリアガスの前記気化器容器の前記内部容積部分への急激な流れ込みを抑制するように構成された流れ制御バルブを含む請求項２２に記載の気化器。
【請求項２４】
前記粒子抑制特徴部が、前記キャリアガスが前記内部容積部分へ流れ始めた際の前記キャリアガスの前記気化器容器の前記内部容積部分への急激な流れ込みに伴う圧力上昇を制限するように適合されたゲートオーバーフローバルブを含む請求項２２に記載の気化器。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの支持要素が、ソース試薬をその上に含まないように適合された上部トレイを含む積層配列のトレイを含む請求項２に記載の気化器。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの支持要素が、前記気化器容器の前記内部容積部分の上部に存在しない請求項２に記載の気化器。
【請求項２７】
前記粒子抑制特徴部が、前記気化器容器の前記内部容積部分に、少なくとも１つのフィルタを含む請求項２に記載の気化器。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの支持要素が積層配列のトレイを含み、前記粒子抑制特徴部が少なくとも１つのフィルタを含む請求項２に記載の気化器。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの支持要素が積層配列のトレイを含み、前記粒子抑制特徴部がトレイに多数のフィルタを含む請求項２に記載の気化器。
【請求項３０】
互いに連続した異なるサイズの多数のフィルタを含む請求項２７に記載の気化器。
【請求項３１】
前記少なくとも１つのポートの１つに円錐フィルタを含む請求項２に記載の気化器。
【請求項３２】
前記気化器容器が、入口ポートおよび出口ポートを含む少なくとも２つのポートを含み、前記円錐フィルタが前記入口ポートにある請求項３１に記載の気化器。
【請求項３３】
前記気化器容器が、入口ポートおよび出口ポートを含む少なくとも２つのポートを含み、前記円錐フィルタが前記出口ポートにある請求項３１に記載の気化器。
【請求項３４】
前記内部容積部分内で前記キャリアガスの渦を形成して、前記キャリアガス混合物から粒子を捕捉し、前記気化器容器からそれらが放出されることを防ぐように適合されたフロー分散器を含む請求項２２に記載の気化器。
【請求項３５】
前記気化器容器が、入口ポートおよび出口ポートを含む少なくとも２つのポートを含み、前記粒子抑制特徴部が、前記出口ポートにフィルタを含む請求項２に記載の気化器。
【請求項３６】
前記粒子抑制特徴部が、前記ソース試薬に由来する粒子を捕捉するように適合された静電コレクタをさらに含む請求項２に記載の気化器。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの支持要素が、積層トレイの配列を含み、前記積層配列のトレイの少なくとも１つのトレイが、そこに支持された前記ソース試薬を有し、前記ソース試薬が、保持構造により、前記少なくとも１つのトレイの適所に保持されている請求項２に記載の気化器。
【請求項３８】
前記保持構造がスクリーンを含む請求項３７に記載の気化器。
【請求項３９】
前記保持構造が粒子フィルタ媒体を含む請求項３７に記載の気化器。
【請求項４０】
前記粒子抑制特徴部が、前記気化器容器の温度を制御するように適合された温度制御アセンブリと、前記ソース試薬からの粒子の生成に相関する少なくとも１つのプロセス変数をモニタリングするように適合され、前記モニタリングに応答して、前記気化器容器の温度を調節するプロセスモニタリングシステムとを含む請求項２に記載の気化器。
【請求項４１】
前記プロセスモニタリングシステムが、前記気化器容器内の前記ソース試薬の温度をモニタリングするように適合されている請求項４０に記載の気化器。
【請求項４２】
前記粒子抑制特徴部が、前記ソース試薬蒸気を含有する前記キャリアガス混合物の膨張を介在させた冷却に起因するジュール−トンプソン効果を調節する構造を含む請求項２に記載の気化器。
【請求項４３】
前記気化器容器が、粉末、顆粒、ペレット、ビーズ、レンガ、ブロック、シート、ロッド、プレート、フィルム、コーティングおよびかかる形態の２つ以上を含む組み合わせからなる群から選択される物理的形態にある前記ソース試薬を含有する請求項２に記載の気化器。
【請求項４４】
前記ソース試薬が、前記ソース試薬から形成された多孔質物品の形態で存在する請求項２に記載の気化器。
【請求項４５】
前記気化器容器が熱伝導性材料から形成されている請求項２に記載の気化器。
【請求項４６】
前記熱伝導性材料が金属を含む請求項４５に記載の気化器。
【請求項４７】
前記熱伝導性材料が、銀、銀合金、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉛、ニッケルクラッド、ステンレス鋼、グラファイト、炭化ケイ素コートグラファイト、窒化ホウ素、セラミック材料、ならびに前述の材料の２つ以上の組み合わせ、混合物および合金を含む群から選択される請求項４５に記載の気化器。
【請求項４８】
前記少なくとも１つの支持要素が、不連続な固体形態でソース試薬を有するトレイを含む積層配列のトレイと、その中を通る流体流のためのスルーチューブとを含む請求項２に記載の気化器。
【請求項４９】
近接するトレイのスルーチューブが、延長された流体流路を提供するために互いにずれている、請求項４８に記載の気化器。
【請求項５０】
粒子が蒸気と共に前記容器から放出されることを防ぐ粒径を有する粉末形態で、前記容器内にソース試薬を含有する請求項２に記載の気化器。
【請求項５１】
前記粉末形態の前記ソース試薬の前記粒径が、０．１マイクロメートルより大きい請求項５０に記載の気化器。
【請求項５２】
前記少なくとも１つの支持要素が、開口部を有する少なくとも１つのトレイを含み、前記開口部および容器は、前記トレイ上での流れおよび乱流を最小にするようにサイズ決めされている請求項２に記載の気化器。
【請求項５３】
前記容器内の前記ソース試薬の温度を制御するように適合された温度制御アセンブリを、関連付けて有する請求項２に記載の気化器。
【請求項５４】
前記温度制御アセンブリが、前記容器の温度サイクルのために適合されている請求項５３に記載の気化器。
【請求項５５】
前記容器が、キャリアガスを中に流し、前記ソース試薬に由来する前記蒸気と接触させ、前記蒸気を含有するキャリアガス混合物を形成して、前記容器から、サイクリックＡＬＤプロセスにおいて前記キャリアガス混合物を利用するＡＬＤ設備まで放出するように適合されており、ここで、前記気化器が、前記サイクリックＡＬＤプロセスの各サイクルごとに、前記容器への前記キャリアガスの流れを抑制するように適合されている請求項２に記載の気化器。
【請求項５６】
固体ソース試薬を中に保持する気化器容器を含む気化器であって、前記気化器は、前記気化器容器およびその中の前記ソース試薬を加熱して、前記ソース試薬に由来する蒸気を生成するように適合されており、ここで、前記固体ソース試薬が、ジメチルヒドラジン、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ４）、四塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ４）、三塩化インジウム、一塩化インジウム、三塩化アルミニウム、ヨウ化チタン、タングステンカルボニル、Ｂａ（ＤＰＭ）２、ビスジピバロイルメタナトストロンチウム（Ｓｒ（ＤＰＭ）２）、ＴｉＯ（ＤＰＭ）２、テトラジピバロイルメタナトジルコニウム（Ｚｒ（ＤＰＭ）４）、デカボラン、オクタデカボラン、ホウ素、マグネシウム、ガリウム、インジウム、アンチモン、銅、リン、ヒ素、リチウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、アルキル−アミジナートリガンドを組み込んだ前駆体、有機金属前駆体、ジルコニウム第３級ブトキシド（Ｚｒ（ｔ−ＯＢｕ）４）、テトラキスジエチルアミノジルコニウム（Ｚｒ（Ｎｅｔ２）４）、テトラキスジエチルアミノハフニウム（Ｈｆ（ＮＥｔ２）４）、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン（ＴＤＭＡＴ）、ｔｅｒｔブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル（ＴＢＴＤＥＴ）、ペンタキス（デメチルアミノ）タンタル（ＰＤＭＡＴ）、ペンタキス（エチルメチルアミノ）タンタル（ＰＥＭＡＴ）、テトラキスジメチルアミノジルコニウム（Ｚｒ（ＮＭｅ２）４）、ハフニウム第３級ブトキシド（Ｈｆ（ｔＯＢｕ）４）、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）、四フッ化キセノン（ＸｅＦ４）、六フッ化キセノン（ＸｅＦ６）、有機金属β−ジケトナート錯体、六フッ化タングステン、シクロペンタジエニルシクロヘプタトリエニル−チタン（ＣｐＴｉＣｈｔ）、シクロオクタテトラエンシクロ−ペンタジエニルチタン、ビスシクロペンタジエニルチタンジアジド、トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、アルミニウムアルキル、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリメチルアミンアラン、ジメチル亜鉛、テトラメチル錫、トリメチルアンチモン、ジエチルカドミウム、タングステンカルボニル、金属ハロゲン化物、ハロゲン化ガリウム、ハロゲン化インジウム、ハロゲン化アンチモン、ハロゲン化ヒ素、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化チタン、有機金属錯体、Ｉｎ（ＣＨ３）２（ｈｆａｃ）、ジブロモメチルスチビン、タングステンカルボニル、有機金属アルコキシド錯体、有機金属カルボキシレート錯体、有機金属アリール錯体、および有機金属アミド錯体、ならびに前述したものの２つ以上の相溶性のある組み合わせおよび混合物からなる群から選択される材料を含む、気化器。
【請求項５７】
前記ソース試薬が塩化ハフニウムである請求項５６に記載の気化器。
【請求項５８】
気化器であって、接触のために容器に導入されたキャリアガスとの接触用にソース試薬を保持するように適合された気化器容器であって、前記気化器が、前記気化器容器およびその中の前記ソース試薬を加熱して、前記ソース試薬に由来する蒸気を生成するように適合されており、ここで、前記ソース試薬は、前記蒸気中に粒子を生成または存在させやすく、前記容器が内部容積部分を画定している気化器容器と、前記内部容積部分を密閉するために前記容器に固定可能なカバーであって、前記カバーが入口および出口ポートを有し、それにより、前記キャリアガスが、前記入口ポートを通して前記内部容積部分に導入可能であり、前記キャリアガスと前記ソース試薬に由来する蒸気とを含むキャリアガス混合物が、前記出口ポートを通して前記内部容積部分から放出可能であるカバーと、前記ソース試薬をその中に支持するように適合された、前記内部容積部分内の少なくとも１つの支持要素と、フリット以外の少なくとも１つの粒子抑制特徴部であって、かかる粒子抑制特徴部のない対応気化器に対して、前記キャリアガス混合物中の粒子の生成または存在を低減させる粒子抑制特徴部と、を含む気化器。
【請求項５９】
気化器であって、接触のために容器に導入されたキャリアガスとの接触用にソース試薬を保持するように適合された気化器容器であって、前記気化器が、前記気化器容器およびその中の前記ソース試薬を加熱して、前記ソース試薬に由来する蒸気を生成するように適合されており、前記容器が内部容積部分を画定している、気化器容器と、前記内部容積部分を密閉するために前記容器に固定可能なカバーであって、前記カバーが入口および出口ポートを有し、それにより、前記キャリアガスが、前記入口ポートを通して前記内部容積部分に導入可能であり、前記キャリアガスと前記ソース試薬に由来する蒸気とを含むキャリアガス混合物が、前記出口ポートを通して前記内部容積部分から放出可能であるカバーと、を含む気化器であって、前記ソース試薬を含有するイオン液体を保持する、気化器。
【請求項６０】
請求項２に記載の気化器と、前記蒸気を、流体を利用する装置または領域に流すために前記気化器に結合されたフロー回路とを含み、前記蒸気が、純粋な形態またはキャリアガスとの混合物である蒸気送出システム。
【請求項６１】
前記粒子抑制特徴部が、前記蒸気またはキャリアガス混合物から粒子を除去するためのトラップまたはフィルタを含む前記フロー回路の部分を含む請求項６０に記載の蒸気送出システム。
【請求項６２】
熱制御アセンブリであって、蒸気を前記容器から放出する前に前記気化器容器を加熱し、前記気化器容器内の微粒子固体ソース試薬を十分に加熱して、前記微粒子固体ソース試薬を溶融または凝集するように適合されていて、その結果、前記容器からの蒸気の放出中、微粒子が、前記ソース試薬中の他の粒子との圧密により除去されて前記容器から排出されない熱制御アセンブリを前記気化器が含む請求項６０に記載の蒸気送出システム。
【請求項６３】
前記熱制御アセンブリが、前記容器の周期的な加熱および冷却を含む温度サイクルのために適合されている請求項６２に記載の蒸気送出システム。
【請求項６４】
前記容器が、キャリアガスが中を通って流れて、前記蒸気と共にキャリアガス混合物を形成し、前記容器から前記フロー回路まで放出されるように適合されている請求項６０に記載の蒸気送出システム。
【請求項６５】
前記気化器容器内の圧力を、前記流体を利用する装置または領域内の圧力と等しくするように適合されており、それにより、前記キャリアガスが内部容積部分内へ流れ始めた際に、前記キャリアガスの前記気化器容器の前記内部容積部分への急激な流れ込みを抑制する請求項６４に記載の蒸気送出システム。
【請求項６６】
前記流体を利用する装置または領域から、前記気化器容器へガスを逆流するように適合されており、それにより、前記キャリアガスが内部容積部分内へ流れ始めた際に、前記キャリアガスの前記気化器容器の前記内部容積部分への急激な流れ込みを抑制する請求項６５に記載の蒸気送出システム
【請求項６７】
前記気化器容器が前記ソース試薬を含有している請求項６０に記載の蒸気送出システム。
【請求項６８】
前記ソース試薬が液体状態で存在している請求項６７に記載の蒸気送出システム。
【請求項６９】
前記ソース試薬が固体状態で存在している請求項６７に記載の蒸気送出システム。
【請求項７０】
前記ソース試薬が、粉末、顆粒、ペレット、ビーズ、レンガ、ブロック、シート、ロッド、プレート、フィルム、コーティングおよびかかる形態の２つ以上を含む組み合わせからなる群から選択される物理的形態で存在している請求項６９に記載の蒸気送出システム。
【請求項７１】
前記ソース試薬が、前記ソース試薬から形成された多孔質物品の形態で存在している請求項６０に記載の蒸気送出システム。
【請求項７２】
前記フロー回路が、流体を利用する装置と連結している請求項６０に記載の蒸気送出システム。
【請求項７３】
前記流体を利用する装置がマイクロ電子デバイス製造ツールを含む請求項７２に記載の蒸気送出システム。
【請求項７４】
前記流体を利用する装置が原子層蒸着ツールを含む請求項７２に記載の蒸気送出システム。
【請求項７５】
前記流体を利用する装置がイオン注入装置を含む請求項７２に記載の蒸気送出システム。
【請求項７６】
前記容器が金属ハロゲン化物ソース試薬を含有する請求項６０に記載の蒸気送出システム。
【請求項７７】
前記金属ハロゲン化物ソース試薬が塩化ハフニウムを含む請求項７６に記載の蒸気送出システム。
【請求項７８】
固体ソース試薬粉末から、それを加熱して蒸気を生成することにより、蒸気を生成する方法であって、前記粉末をシフティングして、前記加熱のために所定の粒径範囲および分布を有する粉末を回収することを含み、ここで、前記所定の粒径範囲および分布には、前記蒸気の生成中、前記蒸気に粒子が同伴することを回避するようにサイズ決めされた粒子が含まれる、方法。
【請求項７９】
前記固体ソース試薬が、ジメチルヒドラジン、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ４）、四塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ４）、三塩化インジウム、一塩化インジウム、三塩化アルミニウム、ヨウ化チタン、タングステンカルボニル、Ｂａ（ＤＰＭ）２、ビスジピバロイルメタナトストロンチウム（Ｓｒ（ＤＰＭ）２）、ＴｉＯ（ＤＰＭ）２、テトラジピバロイルメタナトジルコニウム（Ｚｒ（ＤＰＭ）４）、デカボラン、オクタデカボラン、ホウ素、マグネシウム、ガリウム、インジウム、アンチモン、銅、リン、ヒ素、リチウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、アルキル−アミジナートリガンドを組み込んだ前駆体、有機金属前駆体、ジルコニウム第３級ブトキシド（Ｚｒ（ｔ−ＯＢｕ）４）、テトラキスジエチルアミノジルコニウム（Ｚｒ（Ｎｅｔ２）４）、テトラキスジエチルアミノハフニウム（Ｈｆ（ＮＥｔ２）４）、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン（ＴＤＭＡＴ）、ｔｅｒｔブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル（ＴＢＴＤＥＴ）、ペンタキス（デメチルアミノ）タンタル（ＰＤＭＡＴ）、ペンタキス（エチルメチルアミノ）タンタル（ＰＥＭＡＴ）、テトラキスジメチルアミノジルコニウム（Ｚｒ（ＮＭｅ２）４）、ハフニウム第３級ブトキシド（Ｈｆ（ｔＯＢｕ）４）、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）、四フッ化キセノン（ＸｅＦ４）、六フッ化キセノン（ＸｅＦ６）、有機金属β−ジケトナート錯体、六フッ化タングステン、シクロペンタジエニルシクロヘプタトリエニル−チタン（ＣｐＴｉＣｈｔ）、シクロオクタテトラエンシクロ−ペンタジエニルチタン、ビスシクロペンタジエニルチタンジアジド、トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、アルミニウムアルキル、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリメチルアミンアラン、ジメチル亜鉛、テトラメチル錫、トリメチルアンチモン、ジエチルカドミウム、タングステンカルボニル、金属ハロゲン化物、ハロゲン化ガリウム、ハロゲン化インジウム、ハロゲン化アンチモン、ハロゲン化ヒ素、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化チタン、有機金属錯体、Ｉｎ（ＣＨ３）２（ｈｆａｃ）、ジブロモメチルスチビン、タングステンカルボニル、有機金属アルコキシド錯体、有機金属カルボキシレート錯体、有機金属アリール錯体、および有機金属アミド錯体、ならびに前述したものの２つ以上の相溶性のある組み合わせおよび混合物からなる群から選択される材料を含む請求項７８に記載の方法。
【請求項８０】
固体ソース試薬粉末を加熱することによって蒸気を生成する際に前記蒸気中に微粒子固体を生成させやすい前記固体ソース試薬粉末から前記蒸気を生成する方法であって、前記固体ソース試薬粉末に対して、前記加熱の際に粒子生成の存在および程度を低減させるのに有利な粒径、組成および形態を、前記固体試薬粉末に付与することを含む方法。
【請求項８１】
前記粉末をシフティングして、前記粒径、組成および形態を有する粉末を回収することにより、前記固体ソース試薬粉末に前記粒径、組成および形態が付与される請求項８０に記載の方法。
【請求項８２】
蒸気の生成に用いる多孔質固体ソース試薬物品を、前記物品を加熱させることによって製造する方法であって、粉末形態のソース試薬を提供し、前記粉末を熱および加圧下で圧密して、多孔質固体ソース試薬物品を得ることを含む方法。
【請求項８３】
前記固体ソース試薬が、ジメチルヒドラジン、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ４）、四塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ４）、三塩化インジウム、一塩化インジウム、三塩化アルミニウム、ヨウ化チタン、タングステンカルボニル、Ｂａ（ＤＰＭ）２、ビスジピバロイルメタナトストロンチウム（Ｓｒ（ＤＰＭ）２）、ＴｉＯ（ＤＰＭ）２、テトラジピバロイルメタナトジルコニウム（Ｚｒ（ＤＰＭ）４）、デカボラン、オクタデカボラン、ホウ素、マグネシウム、ガリウム、インジウム、アンチモン、銅、リン、ヒ素、リチウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、アルキル−アミジナートリガンドを組み込んだ前駆体、有機金属前駆体、ジルコニウム第３級ブトキシド（Ｚｒ（ｔ−ＯＢｕ）４）、テトラキスジエチルアミノジルコニウム（Ｚｒ（Ｎｅｔ２）４）、テトラキスジエチルアミノハフニウム（Ｈｆ（ＮＥｔ２）４）、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン（ＴＤＭＡＴ）、ｔｅｒｔブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル（ＴＢＴＤＥＴ）、ペンタキス（デメチルアミノ）タンタル（ＰＤＭＡＴ）、ペンタキス（エチルメチルアミノ）タンタル（ＰＥＭＡＴ）、テトラキスジメチルアミノジルコニウム（Ｚｒ（ＮＭｅ２）４）、ハフニウム第３級ブトキシド（Ｈｆ（ｔＯＢｕ）４）、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）、四フッ化キセノン（ＸｅＦ４）、六フッ化キセノン（ＸｅＦ６）、有機金属β−ジケトナート錯体、六フッ化タングステン、シクロペンタジエニルシクロヘプタトリエニル−チタン（ＣｐＴｉＣｈｔ）、シクロオクタテトラエンシクロ−ペンタジエニルチタン、ビスシクロペンタジエニルチタンジアジド、トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、アルミニウムアルキル、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリメチルアミンアラン、ジメチル亜鉛、テトラメチル錫、トリメチルアンチモン、ジエチルカドミウム、タングステンカルボニル、金属ハロゲン化物、ハロゲン化ガリウム、ハロゲン化インジウム、ハロゲン化アンチモン、ハロゲン化ヒ素、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化チタン、有機金属錯体、Ｉｎ（ＣＨ３）２（ｈｆａｃ）、ジブロモメチルスチビン、タングステンカルボニル、有機金属アルコキシド錯体、有機金属カルボキシレート錯体、有機金属アリール錯体、および有機金属アミド錯体、ならびに前述したものの２つ以上の相溶性のある組み合わせおよび混合物からなる群から選択される材料を含む請求項８２に記載の方法。
【請求項８４】
高温条件に露出してソース試薬を昇華するための多孔質ソース試薬物品を製造する方法であって、一時的な媒体を粉末形態の前記ソース試薬と混合して混合物を形成し、前記混合物を成形して、前記一時的な媒体とソース試薬との複合体を形成し、前記一時的な媒体を前記複合体から除去して、多孔質ソース試薬物品を生成することを含む方法。
【請求項８５】
前記一時的な媒体がポリマーを含む請求項８４に記載の方法。
【請求項８６】
固体ソース試薬の蒸気を生成する方法であって、前記固体ソース試薬を気化器容器に提供し、前記気化器容器を加熱して前記固体ソース試薬を気化しそしてソース試薬蒸気を生成することを含み、前記方法は、前記ソース試薬蒸気中の粒子の存在を、フリット以外の粒子抑制特徴部により抑制することを含む方法。
【請求項８７】
前記ソース試薬が、前記気化器容器の内部容積部分内の支持要素に支持されている請求項８６に記載の方法。
【請求項８８】
前記支持要素がトレイを含む請求項８７に記載の方法。
【請求項８９】
前記支持要素が、前記気化器容器の内壁または床面を含む請求項８７に記載の方法。
【請求項９０】
前記粒子抑制特徴部が、前記ソース試薬を上に含む多数の基板物品を含む請求項８６に記載の方法。
【請求項９１】
前記基板物品がビード物品を含む請求項９０に記載の方法。
【請求項９２】
前記粒子抑制特徴部が、下方に延在して前記気化器容器の前記内部容積部分の下端で終端するダウンチューブを含み、ここで、前記ダウンチューブの上端が、キャリアガス源と流体流連通を介して結合されており、前記ダウンチューブの前記下端が、前記キャリアガスを前記内部容積部分内で外方に分散してその中で上方に流すように適合されたガスフロー分散器を含む請求項８６に記載の方法。
【請求項９３】
前記粒子抑制特徴部が、多孔質バルク物品の形態で前記ソース試薬を含む請求項８６に記載の方法。
【請求項９４】
前記粒子抑制特徴部が、前記ソース試薬の粒子を、前記ソース試薬蒸気または前記ソース試薬蒸気を含有するキャリアガス混合物から除去するように適合された静電粒子コレクタを含む請求項８６に記載の方法。
【請求項９５】
キャリアガスが、前記気化器容器の前記内部容積部分を通して流され、前記蒸気と共にキャリアガス混合物を形成し、前記容器から放出される請求項８６に記載の方法。
【請求項９６】
前記粒子抑制特徴部が、前記キャリアガスが前記内部容積部分へ流れ始めた際の前記キャリアガスの前記気化器容器の前記内部容積部分への急激な流れ込みを抑制することを含む請求項９５に記載の方法。
【請求項９７】
前記粒子抑制特徴部が、前記キャリアガスが前記内部容積部分へ流れ始めた際の前記キャリアガスの前記気化器容器の前記内部容積部分への急激な流れ込みに伴う圧力上昇を制限するように適合されたゲートオーバーフローバルブを含む請求項９５に記載の方法。
【請求項９８】
前記気化器容器が、ソース試薬を上に含まない上部トレイを含む積層配列のトレイを含む請求項８７に記載の方法。
【請求項９９】
前記気化器容器が、上部部分が空である内部容積部分を含む請求項８６に記載の方法。
【請求項１００】
前記粒子抑制特徴部が、前記気化器容器の前記内部容積部分内に、少なくとも１つのフィルタを含む請求項８６に記載の方法。
【請求項１０１】
互いに連続した異なるサイズの多数のフィルタを用いて、前記ソース試薬蒸気をフィルタリングすることを含む請求項８６に記載の方法。
【請求項１０２】
キャリアガスを前記気化器容器に通して流して、前記ソース試薬蒸気を同伴させて、前記ソース試薬蒸気を含有するキャリアガス混合物を生じさせ、前記キャリアガスを、前記気化器容器の前記入口ポートにおいて円錐フィルタでフィルタリングすることを含む請求項８６に記載の方法。
【請求項１０３】
キャリアガスを前記気化器容器に通して流して、前記ソース試薬蒸気を同伴させて、前記ソース試薬蒸気を含有するキャリアガス混合物を生じさせ、前記キャリアガス混合物を前記気化器容器から放出し、前記内部容積部分内に前記キャリアガスの渦を形成して、前記キャリアガス混合物から粒子を捕捉し、それらが前記気化器容器から放出されることを防ぐことを含む請求項８６に記載の方法。
【請求項１０４】
キャリアガスを前記気化器容器に通して流して、前記ソース試薬蒸気を同伴させて、前記ソース試薬蒸気を含有するキャリアガス混合物を生じさせ、前記キャリアガス混合物を前記気化器容器から放出することを含み、ここで、前記粒子抑制特徴部が、前記気化器容器から放出される前記キャリアガス混合物のフィルタリングのために適合されたフィルタを含む請求項８６に記載の方法。
【請求項１０５】
キャリアガスを前記気化器容器に通して流して、前記ソース試薬蒸気を同伴させて、前記ソース試薬蒸気を含有するキャリアガス混合物を生じさせ、前記キャリアガス混合物を前記気化器容器から放出することを含み、ここで、前記粒子抑制特徴部が、前記キャリアガス混合物から粒子を捕捉するように適合された静電コレクタを含む請求項８６に記載の方法。
【請求項１０６】
前記気化器容器が、前記ソース試薬を上に支持する積層配列のトレイを含有し、前記ソース試薬が、保持構造により、前記少なくとも１つのトレイの適所に保持されている請求項８６に記載の方法。
【請求項１０７】
前記保持構造がスクリーンを含む請求項１０６に記載の方法。
【請求項１０８】
前記保持構造が粒子フィルタ媒体を含む請求項１０６に記載の方法。
【請求項１０９】
前記粒子抑制特徴部が、前記気化器容器の温度を制御するように適合された温度制御アセンブリと、前記ソース試薬からの粒子の生成に相関する少なくとも１つのプロセス変数をモニタリングするように適合され、前記モニタリングに応答して、前記気化器容器の温度を調節するプロセスモニタリングシステムとを含む請求項８６に記載の方法。
【請求項１１０】
前記プロセスモニタリングシステムが、前記気化器容器内の前記ソース試薬の温度をモニタリングするように適合されている請求項１０９に記載の方法。
【請求項１１１】
キャリアガスを前記気化器容器に通して流して、前記ソース試薬蒸気を同伴させて、前記ソース試薬蒸気を含有するキャリアガス混合物を生じさせ、前記キャリアガス混合物を前記気化器容器から放出することを含み、ここで、前記粒子抑制特徴部が、前記ソース試薬蒸気を含有する前記キャリアガス混合物の膨張を介在させた冷却に起因するジュール−トンプソン効果を調節する構造を含む請求項８６に記載の方法。
【請求項１１２】
原子層蒸着のために前記ソース試薬蒸気を用いることをさらに含む請求項８６に記載の方法。
【請求項１１３】
イオン注入のために前記ソース試薬蒸気を用いることをさらに含む請求項８６に記載の方法。
【請求項１１４】
前記ソース試薬が金属ハロゲン化物を含む請求項８６に記載の方法。
【請求項１１５】
前記金属ハロゲン化物が塩化ハフニウムを含む請求項１１４に記載の方法。
【請求項１１６】
前記ソース試薬が、粉末、顆粒、ペレット、ビーズ、レンガ、ブロック、シート、ロッド、プレート、フィルム、コーティングおよびかかる形態の２つ以上を含む組み合わせからなる群から選択される物理的形態にある請求項８６に記載の方法。
【請求項１１７】
前記ソース試薬が、前記ソース試薬から形成された多孔質物品の形態で存在している請求項８６に記載の方法。
【請求項１１８】
前記気化器容器が熱伝導性材料から形成されている請求項８６に記載の方法。
【請求項１１９】
前記熱伝導性材料が金属を含む請求項１１８に記載の方法。
【請求項１２０】
前記熱伝導性材料が、銀、銀合金、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉛、ニッケルクラッド、ステンレス鋼、グラファイト、炭化ケイ素コートグラファイト、窒化ホウ素、セラミック材料、ならびに前述の材料の２つ以上の組み合わせ、混合物および合金を含む群から選択される請求項１１８に記載の方法。
【請求項１２１】
前記ソース試薬蒸気を用いてマイクロ電子デバイス製品を製造することをさらに含む請求項８６に記載の方法。
【請求項１２２】
流体を利用するプロセスにおいて用いるために、前記ソース試薬蒸気を前記気化器容器から分配することをさらに含む請求項８６に記載の方法。
【請求項１２３】
昇華可能なソース試薬から形成された多孔質モノリシック成形物品。
【請求項１２４】
前記昇華可能なソース試薬が、ジメチルヒドラジン、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ４）、四塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ４）、三塩化インジウム、一塩化インジウム、三塩化アルミニウム、ヨウ化チタン、タングステンカルボニル、Ｂａ（ＤＰＭ）２、ビスジピバロイルメタナトストロンチウム（Ｓｒ（ＤＰＭ）２）、ＴｉＯ（ＤＰＭ）２、テトラジピバロイルメタナトジルコニウム（Ｚｒ（ＤＰＭ）４）、デカボラン、オクタデカボラン、ホウ素、マグネシウム、ガリウム、インジウム、アンチモン、銅、リン、ヒ素、リチウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、アルキル−アミジナートリガンドを組み込んだ前駆体、有機金属前駆体、ジルコニウム第３級ブトキシド（Ｚｒ（ｔ−ＯＢｕ）４）、テトラキスジエチルアミノジルコニウム（Ｚｒ（Ｎｅｔ２）４）、テトラキスジエチルアミノハフニウム（Ｈｆ（ＮＥｔ２）４）、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン（ＴＤＭＡＴ）、ｔｅｒｔブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル（ＴＢＴＤＥＴ）、ペンタキス（デメチルアミノ）タンタル（ＰＤＭＡＴ）、ペンタキス（エチルメチルアミノ）タンタル（ＰＥＭＡＴ）、テトラキスジメチルアミノジルコニウム（Ｚｒ（ＮＭｅ２）４）、ハフニウム第３級ブトキシド（Ｈｆ（ｔＯＢｕ）４）、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）、四フッ化キセノン（ＸｅＦ４）、六フッ化キセノン（ＸｅＦ６）、有機金属β−ジケトナート錯体、六フッ化タングステン、シクロペンタジエニルシクロヘプタトリエニル−チタン（ＣｐＴｉＣｈｔ）、シクロオクタテトラエンシクロ−ペンタジエニルチタン、ビスシクロペンタジエニルチタンジアジド、トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、アルミニウムアルキル、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリメチルアミンアラン、ジメチル亜鉛、テトラメチル錫、トリメチルアンチモン、ジエチルカドミウム、タングステンカルボニル、金属ハロゲン化物、ハロゲン化ガリウム、ハロゲン化インジウム、ハロゲン化アンチモン、ハロゲン化ヒ素、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化チタン、有機金属錯体、Ｉｎ（ＣＨ３）２（ｈｆａｃ）、ジブロモメチルスチビン、タングステンカルボニル、有機金属アルコキシド錯体、有機金属カルボキシレート錯体、有機金属アリール錯体、および有機金属アミド錯体、ならびに前述したものの２つ以上の相溶性のある組み合わせおよび混合物からなる群から選択される材料を含む請求項１２３に記載の物品。
【請求項１２５】
気化器であって、接触のために容器に導入されたキャリアガスとの接触用にソース試薬を保持するように適合された気化器容器であって、前記気化器が、前記気化器容器およびその中の前記ソース試薬を加熱して、前記ソース試薬に由来する蒸気を生成するように適合されており、前記ソース試薬は、前記蒸気中に粒子を生成または存在させやすく、前記容器が内部容積部分を画定している、気化器容器と、前記内部容積部分を密閉するために前記容器に固定可能なカバーであって、前記カバーが入口および出口ポートを有し、それにより、前記キャリアガスが、前記入口ポートを通して前記内部容積部分に導入可能であり、前記キャリアガスと前記ソース試薬に由来する蒸気とを含むキャリアガス混合物が、前記出口ポートを通して前記内部容積部分から放出可能であるカバーと、前記ソース試薬をその孔内に保持するように適合された、前記内部容積部分内の少なくとも１つの多孔質熱伝導性本体とを備えた、気化器。
【請求項１２６】
前記多孔質熱伝導性本体が、アルミニウムおよびステンレス鋼からなる群から選択された材料から形成された多孔質材料を含む請求項１２５に記載の気化器。
【請求項１２７】
前記多孔質熱伝導性本体がアルミニウムから形成されている請求項１２５に記載の気化器。
【請求項１２８】
前記多孔質熱伝導性本体がステンレス鋼から形成されている請求項１２５に記載の気化器。
【請求項１２９】
気化器容器内で固体加熱される気化可能な固体から蒸気を生成する方法であって、前記気化器容器内に少なくとも１つの多孔質熱伝導性本体を配置することを含み、ここで、前記多孔質金属本体が、前記気化可能な固体をその孔内に含有する、方法。
【請求項１３０】
前記多孔質熱伝導性本体が、アルミニウムおよびステンレス鋼からなる群から選択される多孔質材料を含む請求項１２９に記載の方法。
【請求項１３１】
前記多孔質熱伝導性本体がアルミニウムから形成されている請求項１２９に記載の方法。
【請求項１３２】
前記多孔質熱伝導性本体がステンレス鋼から形成されている請求項１２９に記載の方法。
【請求項１３３】
固体ソース材料のための気化器であって、
密閉された内部容積部分を画定する壁を含む単一ポート容器と、
前記壁と熱接触し、固体ソース材料を前記内部容積部分内において支持するように適合されていて、前記固体ソース材料を加熱して、固体ソース材料蒸気を形成する、かかる容器内部容積部分内の複数の個別の支持要素と、
前記容器内部容積部分と連通し、固体ソース材料蒸気を前記容器から放出するように適合された放出ポートである、単一ポート容器の単一ポートと
を含む気化器。
【請求項１３４】
前記放出ポートに結合されたバルブヘッドアセンブリを含み、ここで、前記バルブヘッドアセンブリは、固体ソース材料蒸気を前記容器から流出させるために選択的に作動可能である請求項１３３に記載の気化器。
【請求項１３５】
前記個別の支持要素が、前記固体ソース材料を有するフィンガーを含む請求項１３３に記載の気化器。
【請求項１３６】
前記フィンガーが、前記容器の前記内部容積部分内において、互いに入り組んでいる請求項１３５に記載の気化器。
【請求項１３７】
前記フィンガーが、前記容器の前記壁と螺合されている請求項１３５に記載の気化器。
【請求項１３８】
前記フィンガーが、前記容器の前記壁から前記内部容積部分へ、互いに相隔たる関係で延在している請求項１３５に記載の気化器。
【請求項１３９】
前記固体ソース試薬が、ジメチルヒドラジン、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ４）、四塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ４）、三塩化インジウム、一塩化インジウム、三塩化アルミニウム、ヨウ化チタン、タングステンカルボニル、Ｂａ（ＤＰＭ）２、ビスジピバロイルメタナトストロンチウム（Ｓｒ（ＤＰＭ）２）、ＴｉＯ（ＤＰＭ）２、テトラジピバロイルメタナトジルコニウム（Ｚｒ（ＤＰＭ）４）、デカボラン、オクタデカボラン、ホウ素、マグネシウム、ガリウム、インジウム、アンチモン、銅、リン、ヒ素、リチウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、アルキル−アミジナートリガンドを組み込んだ前駆体、有機金属前駆体、ジルコニウム第３級ブトキシド（Ｚｒ（ｔ−ＯＢｕ）４）、テトラキスジエチルアミノジルコニウム（Ｚｒ（Ｎｅｔ２）４）、テトラキスジエチルアミノハフニウム（Ｈｆ（ＮＥｔ２）４）、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン（ＴＤＭＡＴ）、ｔｅｒｔブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル（ＴＢＴＤＥＴ）、ペンタキス（デメチルアミノ）タンタル（ＰＤＭＡＴ）、ペンタキス（エチルメチルアミノ）タンタル（ＰＥＭＡＴ）、テトラキスジメチルアミノジルコニウム（Ｚｒ（ＮＭｅ２）４）、ハフニウム第３級ブトキシド（Ｈｆ（ｔＯＢｕ）４）、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）、四フッ化キセノン（ＸｅＦ４）、六フッ化キセノン（ＸｅＦ６）、有機金属β−ジケトナート錯体、六フッ化タングステン、シクロペンタジエニルシクロヘプタトリエニル−チタン（ＣｐＴｉＣｈｔ）、シクロオクタテトラエンシクロ−ペンタジエニルチタン、ビスシクロペンタジエニルチタンジアジド、トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、アルミニウムアルキル、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリメチルアミンアラン、ジメチル亜鉛、テトラメチル錫、トリメチルアンチモン、ジエチルカドミウム、タングステンカルボニル、金属ハロゲン化物、ハロゲン化ガリウム、ハロゲン化インジウム、ハロゲン化アンチモン、ハロゲン化ヒ素、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化チタン、有機金属錯体、Ｉｎ（ＣＨ３）２（ｈｆａｃ）、ジブロモメチルスチビン、タングステンカルボニル、有機金属アルコキシド錯体、有機金属カルボキシレート錯体、有機金属アリール錯体、および有機金属アミド錯体、ならびに前述したものの２つ以上の相溶性のある組み合わせおよび混合物からなる群から選択される材料を含む請求項１３３に記載の気化器。
【請求項１４０】
請求項２、５６、５８、５９、１２５および１３３のいずれか１項に記載の気化器から分配された蒸気の使用を含む、マイクロ電子デバイスを製造する方法。
【請求項１４１】
気化器であって、内部容積部分を密閉しかつ前記容器の前記内部容積部分と連通する少なくとも１つのガスポートを有する気化器容器と、前記容器の前記内部容積部分内の、前記容器と接触している内部構造と、前記内部構造と接触するソース試薬材料とを有し、前記ソース材料が、前記気化器の分配操作において前記容器から放出されるソース材料蒸気を生成するように加熱可能な外側クラスト部分を含む、気化器。
【請求項１４２】
前記内部構造が、前記容器の前記内部容積部分内に垂直に積層されたトレイを含む請求項１４１に記載の気化器。
【請求項１４３】
前記内部構造が金属発泡体を含む請求項１４１に記載の気化器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気化器装置およびシステム、ならびに化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層蒸着（ＡＬＤ）およびイオン注入プロセスに用いる液体および固体ソース試薬等のソース試薬材料の気化のための関連手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＶＤ、ＡＬＤおよびイオン注入における蒸気のために、ソース試薬として液体および固体材料を用いる際、様々な試薬が用いられる。これらは加熱されて、蒸着や注入のためのソース試薬蒸気を形成する。
【０００３】
蒸気生成のために、かかる液体および固体ソース試薬を用いることに関する１つの問題は、熱的均一性が必要とされることに関係している。具体的には、蒸気生成が、できる限り均一かつ制御可能であるように、ソース試薬は、ソース試薬材料中にコールドスポットやホットスポットがなく均一に加熱されなければならない。
【０００４】
この点において、沸点、融点、昇華温度（昇華可能な固体ソース試薬の場合）、不要な副生成物の生成につながる加熱中の熱分解の影響に関して、様々なソース試薬の特性に大きな差がある。ソース試薬気化の目的は、ソース試薬を制御された速度で気化して、蒸気の再生可能な流れを、副生成物の生成を最小にして、下流のプロセス機器に所望の量で送出できるようにすることである。
【０００５】
熱解離が生じ、下流の蒸着またはイオン注入プロセスに有害な熱分解副生成物を生成する温度に昇華温度が近い場合、固体ソース試薬は、気化用途において制御するのが特に難しい。
【０００６】
蒸着およびイオン注入用途のソース試薬蒸気を生成するためのソース試薬を気化するのに用いる気化器システムの改善が、当該技術分野で求められ続けている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、気化器装置およびシステム、ならびに化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層蒸着（ＡＬＤ）およびイオン注入プロセス、同様に、基板上でのコーティング形成、クリーニング用途、例えば、半導体およびマイクロ電子製品の製造のためのプロセス機器のチャンバのクリーニングのためのＸｅＦ２等の試薬材料の使用、に用いる液体および固体ソース試薬等のソース試薬材料の気化のための関連手法に関する。
【０００８】
本発明は、一態様において、ソース試薬を保持するように適合された気化器容器を含む気化器に関し、前記気化器は、前記気化器容器およびその中の前記ソース試薬を加熱して、前記ソース試薬に由来する蒸気を生成するように適合されており、ここで、前記ソース試薬は、前記蒸気中に粒子を生成または存在させやすく、前記容器は、密閉された内部容積部分を画定し、かつ少なくとも１つのポートを有し、それにより、前記ソース試薬に由来する蒸気が、前記容器の前記内部容積部分から放出可能であり、ここで、前記気化器は以下の（Ａ）〜（Ｈ）、すなわち、
（Ａ）中にある前記ソース試薬と接触するように適合された、前記内部容積部分内の少なくとも１つの突出要素と、フリット以外の少なくとも１つの粒子抑制特徴部とを含む第１の形態であって、前記粒子抑制特徴部が、かかる粒子抑制特徴部のない対応気化器に対して、前記ソース試薬に由来する蒸気中の粒子の生成または存在を低減させる、第１の形態、
（Ｂ）前記内部容積部分を密閉するために前記容器に固定可能なカバーであって、前記カバーが入口および出口ポートを含み、それにより前記キャリアガスが、前記入口ポートを通して前記内部容積部分に導入可能であり、前記キャリアガスと前記ソース試薬に由来する蒸気とを含むキャリアガス混合物が、前記出口ポートを通して前記内部容積部分から放出可能であるカバーと、前記ソース試薬をその中に支持するように適合されている、前記内部容積部分内の少なくとも１つの支持要素と、フリット以外の少なくとも１つの粒子抑制特徴部であって、前記粒子抑制特徴部が、かかる粒子抑制特徴部のない対応気化器に対して、前記キャリアガス混合物中の粒子の生成または存在を低減させる粒子抑制特徴部と、を含む第２の形態、
（Ｃ）前記ソース試薬の貯蔵媒体としてイオン液体を前記容器内に含み、それから前記ソース試薬がソース試薬分配条件下で放出される、第３の形態、
（Ｄ）固体形態にあるソース試薬を前記容器内に含む第４の形態であって、前記固体形態が、前記加熱のための所定の粒径範囲および分布を有する粉末を含み、前記所定の粒径および分布には、前記蒸気の生成中、前記蒸気に粒子が同伴することを回避するようにサイズ決めされた粒子が含まれる、第４の形態、
（Ｅ）モノリシック多孔質固体ソース試薬本体を含む、第５の形態、
（Ｆ）前記ソース試薬をその孔内に保持するように適合された、前記内部容積部分内の少なくとも１つの多孔質熱伝導性本体を含む、第６の形態、
（Ｇ）壁と熱的に接触する、かかる容器内部容積部分内の複数の個別の支持要素であって、前記内部容積部分内で固体ソース材料を支持するように適合され、固体ソース材料を加熱して、固体ソース材料蒸気を形成する個別の支持要素を含む、第７の形態、および
（Ｈ）前記容器の前記内部容積部分内の、前記容器と接触している内部構造と、前記内部構造と接触しているソース試薬材料とを含む第８の形態であって、前記ソース材料は、気化器の分配操作において前記容器から放出されるソース材料蒸気を生成するように加熱可能な外側クラスト部分を含む、第８の形態
から選択される少なくとも１つの構造的形態を含む。
【０００９】
他の態様において、本発明は気化器であって、ソース試薬を保持するように適合された気化器容器であって、前記気化器が、前記気化器容器およびその中の前記ソース試薬を加熱して、前記ソース試薬に由来する蒸気を生成するように適合されており、ここで、前記ソース試薬は、前記蒸気中に粒子を生成または存在させやすく、前記容器は、密閉された内部容積部分を画定し、かつ少なくとも１つのポートを有しており、それにより、前記ソース試薬に由来する蒸気が、前記容器の前記内部容積部分から放出可能である、気化器容器と、中にあるソース試薬を支持するかまたはそうでない場合は接触するように適合された、前記内部容積部分内の少なくとも１つの支持要素と、フリット以外の少なくとも１つの粒子抑制特徴部とを備え、前記粒子抑制特徴部は、かかる粒子抑制特徴部のない対応気化器に対して、前記ソース試薬又は粒子その他のソースに由来する蒸気中の粒子の生成または存在を低減させる、気化器に関する。
【００１０】
粒子抑制特徴部は、かかる粒子抑制特徴部のない対応気化器に対して、前記ソース試薬に由来する蒸気中の粒子の生成または存在を低減させる構造、特徴または材料である。粒子抑制特徴部は、一実施形態において、発泡材料、例えば、熱伝導性発泡材料を含む。発泡材料はまた、ソース試薬の支持または閉じ込めまたは保持媒体としても作用する。
【００１１】
本発明は、他の態様において、気化器であって、接触のために容器に導入されたキャリアガスとの接触用にソース試薬を保持するように適合された気化器容器であって、前記気化器が、前記気化器容器および中にあるソース試薬を加熱して、前記ソース試薬に由来する蒸気を生成するように適合されており、前記ソース試薬は、前記蒸気中に粒子を生成または存在させやすく、前記容器が、内部容積部分を画定している気化器容器と、前記内部容積部分を密閉するために前記容器に固定可能なカバーと、入口および出口ポートとを含み、それにより、前記キャリアガスが、前記入口ポートを通して前記内部容積部分に導入可能であり、前記キャリアガスと前記ソース試薬に由来する蒸気とを含むキャリアガス混合物が、前記出口ポートを通して前記内部容積部分から放出可能であり、さらに気化器が、中にある前記ソース試薬を支持するように適合された、前記内部容積部分内の少なくとも１つの支持要素と、フリット以外の少なくとも１つの粒子抑制特徴部とを備え、かかる粒子抑制特徴部は、かかる粒子抑制特徴部のない対応気化器に対して、前記ソース試薬に由来する蒸気中の粒子の生成または存在を低減させる、気化器に関する。
【００１２】
他の態様において、本発明は、中にある固体ソース試薬を保持する気化器容器を含む気化器であって、かかる気化器は、前記気化器容器およびその中のソース試薬を加熱して、前記ソース試薬に由来する蒸気を生成するように適合されており、前記ソース試薬は、ジメチルヒドラジン、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ４）、四塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ４）、三塩化インジウム、一塩化インジウム、三塩化アルミニウム、ヨウ化チタン、タングステンカルボニル、Ｂａ（ＤＰＭ）２、ビスジピバロイルメタナトストロンチウム（Ｓｒ（ＤＰＭ）２）、ＴｉＯ（ＤＰＭ）２、テトラジピバロイルメタナトジルコニウム（Ｚｒ（ＤＰＭ）４）、デカボラン、オクタデカボラン、ホウ素、マグネシウム、ガリウム、インジウム、アンチモン、銅、リン、ヒ素、リチウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、アルキル−アミジナートリガンドを組み込んだ前駆体、有機金属前駆体、ジルコニウム第３級ブトキシド（Ｚｒ（ｔ−ＯＢｕ）４）、テトラキスジエチルアミノジルコニウム（Ｚｒ（Ｎｅｔ２）４）、テトラキスジエチルアミノハフニウム（Ｈｆ（ＮＥｔ２）４）、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン（ＴＤＭＡＴ）、ｔｅｒｔブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル（ＴＢＴＤＥＴ）、ペンタキス（デメチルアミノ）タンタル（ＰＤＭＡＴ）、ペンタキス（エチルメチルアミノ）タンタル（ＰＥＭＡＴ）、テトラキスジメチルアミノジルコニウム（Ｚｒ（ＮＭｅ２）４）、ハフニウム第３級ブトキシド（Ｈｆ（ｔＯＢｕ）４）、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）、四フッ化キセノン（ＸｅＦ４）、六フッ化キセノン（ＸｅＦ６）、ならびに前述したものの２つ以上の相溶性のある組み合わせおよび混合物からなる群から選択される材料を含む。
【００１３】
一実施形態において、本発明の実施における具体的な固体ソース試薬としては、デカボラン、四塩化ハフニウム、四塩化ジルコニウム、三塩化インジウム、有機金属β−ジケトナート錯体、六フッ化タングステン、シクロペンタジエニルシクロヘプタトリエニル−チタン（ＣｐＴｉＣｈｔ）、三塩化アルミニウム、ヨウ化チタン、シクロオクタテトラエンシクロ−ペンタジエニルチタン、ビスシクロペンタジエニルチタンジアジド、トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、アルミニウムアルキル、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリメチルアミンアラン、ジメチル亜鉛、テトラメチル錫、トリメチルアンチモン、ジエチルカドミウムおよびタングステンカルボニルが挙げられる。
【００１４】
他の実施形態において、ソース試薬は、元素ホウ素、銅およびリン、デカボラン、金属ハロゲン化物、例えば、ハロゲン化ガリウム、ハロゲン化インジウム、ハロゲン化アンチモン、ハロゲン化ヒ素、ハロゲン化ガリウム、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化チタン、有機金属錯体、例えば、シクロペンタジエニルシクロヘプタトリエニルチタン（ＣｐＴｉＣｈｔ）、シクロオクタテトラエンシクロペンタ−ジエニルチタン、ビスシクロペンタジエニルチタン−ジアジド、Ｉｎ（ＣＨ３）２（ｈｆａｃ）、ジブロモメチルスチビン、タングステンカルボニル、同様に、有機金属β−ジケトナート錯体、有機金属アルコキシド錯体、有機金属カルボキシレート錯体、有機金属アリール錯体および有機金属アミド錯体を含む。
【００１５】
さらに他の特定の実施形態において、本発明は、加熱か、溶剤中での溶解のいずれかにより液化できる任意の種類のソース材料と共に用いてよく、これらに限られるものではないが、デカボラン、（Ｂ１０Ｈ１４）、ペンタボラン（Ｂ５Ｈ９）、オクタデカボラン（Ｂ１８Ｈ２２）、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）、ＳｂＣｌ３およびＳｂＣｌ５が挙げられる。本発明の特定の実施形態において用途が見出されるその他ソース材料としては、限定されるものではないが、ＡｓＣｌ３、ＡｓＢｒ３、ＡｓＦ３、ＡｓＦ５、ＡｓＨ３、Ａｓ４Ｏ６、Ａｓ２Ｓｅ３ｍ  Ａｓ２Ｓ２、Ａｓ２Ｓ３、Ａｓ２Ｓ５、Ａｓ２Ｔｅ３、Ｂ４Ｈ１１、Ｂ４Ｈ１０、Ｂ３Ｈ６Ｎ３、ＢＢｒ３、ＢＣｌ３、ＢＦ３、ＢＦ３・Ｏ（Ｃ２Ｈ５）２、ＢＦ３・ＨＯＣＨ３、Ｂ２Ｈ６、Ｆ２、ＨＦ、ＧｅＢｒ４、ＧｅＣｌ４、ＧｅＦ４、ＧｅＨ４、Ｈ２、ＨＣｌ、Ｈ２Ｓｅ、Ｈ２Ｔｅ、Ｈ２Ｓ、ＷＦ６、ＳｉＨ４、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＨ３Ｃｌ、ＮＨ３、ＮＨ３、Ａｒ、Ｂｒ２、ＨＢｒ、ＢｒＦ５、ＣＯ２、ＣＯ、ＣＯＣｌ２、ＣＯＦ２、Ｃｌ２、ＣｌＦ３、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、Ｃ５Ｆ８、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ、ＣＨ４、ＳｉＨ６、Ｈｅ、ＨＣＮ、Ｋｒ、Ｎｅ、Ｎｉ（ＣＯ）４、ＨＮＯ３、ＮＯ、Ｎ２、ＮＯ２、ＮＦ３、Ｎ２Ｏ、Ｃ８Ｈ２４Ｏ４Ｓｉ４、ＰＨ３、ＰＯＣｌ３、ＰＣｌ５、ＰＦ３、ＰＦ５、ＳｂＨ３、ＳＯ２、ＳＦ６、ＳＦ４、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４、Ｃ４Ｈ１６Ｓｉ４Ｏ４、Ｓｉ（ＣＨ３）４、ＳｉＨ（ＣＨ３）３、ＴｉＣｌ４、Ｘｅ、ＳｉＦ４、ＷＯＦ４、ＴａＢｒ５、ＴａＣｌ５、ＴａＦ５、Ｓｂ（Ｃ２Ｈ５）３、Ｓｂ（ＣＨ３）３、Ｉｎ（ＣＨ３）３、ＰＢｒ５、ＰＢｒ３およびＲｕＦ５が挙げられる。
【００１６】
さらに、ヒ素、リン、アンチモン、ゲルマニウム、インジウム、錫、セレン、テルル、フッ素、炭素、ホウ素、アルミニウム、臭素、炭素、塩素、窒素、ケイ素、タングステン、タンタル、ルテニウム、セレン、ニッケルおよび硫黄の形態を含有する溶剤（有機または無機）を、本発明で用いてもよい。
【００１７】
本発明のさらなる態様は、上述した気化器と、前記蒸気を、流体を利用する装置または領域に流すために気化器に連結されたフロー回路とを含み、前記蒸気が、純粋な形態またはキャリアガスとの混合物である、蒸気送出システムに関する。
【００１８】
本発明は、他の態様において、気化器であって、接触のために容器に導入されたキャリアガスとの接触用にソース試薬を保持するように適合された気化器容器であって、気化器が、前記気化器容器およびその中のソース試薬を加熱して、前記ソース試薬に由来する蒸気を生成するように適合されており、容器が内部容積部分を画定している、気化器容器と、内部容積部分を密閉するために容器に固定可能な密閉部材、例えばカバーと、を含み、かかる密閉部材が、一実施形態において、入口および出口ポートを有し、それによりキャリアガスが、入口ポートを通して内部容積部分に導入可能であり、キャリアガスと前記ソース試薬に由来する蒸気との混合物で、任意に錯化剤などの気化促進成分を含むキャリアガス混合物が、出口ポートを通して前記内部容積部分から放出可能であり、気化器が、前記ソース試薬を含有するイオン液体を保持する、気化器に関する。
【００１９】
本発明のさらに他の態様は、固体ソース試薬粉末から、それを加熱して蒸気を生成することにより、蒸気を生成する方法であって、前記粉末をシフティングして、前記加熱のために所定の粒径範囲および分布を有する粉末を回収することを含み、前記所定の粒径範囲および分布には、前記蒸気の生成中、蒸気に粒子が同伴することを回避するようにサイズ決めされた粒子が含まれる、方法に関する。
【００２０】
本発明のさらなる態様は、固体ソース試薬粉末を加熱することによる蒸気の生成の際に前記蒸気中に微粒子固体を生成させやすい固体ソース試薬粉末から蒸気を生成する方法であって、固体ソース試薬粉末に対して、前記加熱の際に粒子生成の存在および程度を低減させるのに有利な粒径、組成および形態を前記固体試薬粉末に付与することを含む方法に関する。
【００２１】
本発明の他の態様は、蒸気生成に用いる多孔質固体ソース試薬物品を、前記物品の加熱により製造する方法であって、粉末形態のソース試薬を提供し、粉末を熱および加圧下で圧密して、多孔質固体ソース試薬物品を得ることを含む方法に関する。
【００２２】
他の態様において、本発明は、高温条件に露出してソース試薬を昇華する多孔質ソース試薬物品を製造する方法であって、一時的な媒体を、粉末形態の前記ソース試薬と混合して混合物を形成し、混合物を成形して前記一時的な媒体とソース試薬との複合体を形成し、前記一時的な媒体を前記複合体から除去して多孔質ソース試薬物品を生成することを含む方法に関する。
【００２３】
本発明のさらなる態様は、固体ソース試薬の蒸気を生成する方法であって、前記固体ソース試薬を気化器容器に提供し、前記気化器容器を加熱して前記固体ソース試薬を気化させてソース試薬蒸気を生成することを含み、かかる方法は、前記ソース試薬蒸気中の粒子の存在を、フリット以外の粒子抑制特徴部により抑制することを含む方法に関する。
【００２４】
本発明の他の態様は、昇華可能なソース試薬から形成された、またはこれを含む多孔質モノリシック成形物品に関する。モノリス物品は、様々な実施形態において、ソース試薬、例えば、昇華可能なソース試薬を含むことができる、またはモノリス物品は、液体または固体ソース試薬を貯蔵するように適合してもよく、かかる場合、モノリス物品を気化器容器に据え付ける前、最中または後に、モノリス物品に、液体または固体ソース材料を充填することができる。
【００２５】
他の態様において、本発明は、支持構造材料等の接触促進材料を中に含む気化器容器を含む気化器に関し、ソース試薬を含有するまたはそうでなければ存在させるために容器に追加の表面積（例えば、メッシュ、ウールまたはその他媒体）またはイオン液体材料等が提供され、それに関連付けられたソース試薬を気化できる。
【００２６】
本発明のさらなる態様は、気化器であって、接触のために容器に導入されたキャリアガスとの接触用にソース試薬を保持するように適合された気化器容器であって、前記気化器が、前記気化器容器およびその中のソース試薬を加熱して、前記ソース試薬に由来する蒸気を生成するように適合されており、前記ソース試薬が、前記蒸気中に粒子を生成または存在させやすく、前記容器が内部容積部分を画定している、気化器容器と、前記内部容積部分を密閉するために前記容器に固定可能なカバーであって、前記カバーが入口および出口ポートを有していて、それにより前記キャリアガスが、前記入口ポートを通して前記内部容積部分に導入可能であり、前記キャリアガスと前記ソース試薬に由来する蒸気とを含むキャリアガス混合物が、前記出口ポートを通して前記内部容積部分から放出可能である、カバーと、ソース試薬をその孔内に保持するように適合された、前記内部容積部分内の少なくとも１つの多孔質金属本体とを備えた、気化器に関する。
【００２７】
本発明のさらに他の態様は、気化器容器において、加熱される気化可能な固体から蒸気を生成する方法であって、前記気化器容器に、少なくとも１つの多孔質金属本体を配置することを含み、前記多孔質金属本体が、前記気化可能な固体をその孔内に含有する、方法に関する。
【００２８】
本発明は、他の態様において、固体ソース材料のための気化器であって、
密閉された内部容積部分を画定する壁を含む、単一ポート容器と、
壁と熱接触し、固体ソース材料を内部容積部分内において支持するように適合されていて、固体ソース材料を加熱して、固体ソース材料蒸気を形成する、かかる容器内部容積部分内の複数の個別の支持要素と、
容器内部容積部分と連通し、固体ソース材料蒸気を容器から放出するように適合された放出ポートである、単一ポート容器の単一ポートと
を含む気化器に関する。
【００２９】
本発明は、さらに他の態様において、上述された様々な気化器から分配された蒸気の使用を含む、マイクロ電子デバイスを製造する方法に関する。
【００３０】
本発明のさらなる態様は、内部容積部分を密閉し、容器の内部容積部分と連通する少なくとも１つのガスポートを有する気化器容器と、容器の内部容積部分内の、前記容器と接触する内部構造と、前記内部構造と接触しているソース試薬材料と、を含む気化器に関し、前記ソース材料は、気化器の分配操作において容器から放出されるソース材料蒸気を生成するように加熱可能な外側クラスト部分を含む。
【００３１】
本発明の他の態様、構成および実施形態は、次の開示内容および添付の特許請求の範囲からより完全に明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の様々な実施形態において有用な種類の気化器の斜視図である。
【図２】図１に示す種類の気化器の容器に配置された複数の通気式スルーチューブの平面図である。
【図３】複数の円筒形スルーチューブを示した、図１に図示する一般的な種類の気化器容器の側面図である。
【図４】本発明の様々な実施形態で有用に用いられる蒸気送出システム構成の簡略概略図である。
【図５】本発明の一実施形態による気化器を利用した、半導体製造設備の概略図である。
【図６】本発明の他の実施形態による気化器を含む蒸気生成および利用システムの概略図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態による固体ソース蒸気送出システムの概略図である。
【図８】気化可能な固体のための支持として多孔質金属本体を利用した、本発明の他の実施形態による気化器容器の部分断面斜視図である。
【図９】本発明の他の実施形態による気化器容器の概略図である。
【図１０】本発明による気化器容器に存在するように適合された種類の固体ソース試薬トレイ部材の斜視図の写真である。トレードには、蒸気がトレイを流れるように、複数の円筒流路が設けられている。クラスト材料を形成するためのソース試薬の延長した熱処理後のソース試薬のクラスト部分は、トレイにあるソース試薬のバルク塊からは除去して示してある。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明は、化学蒸着またはイオン注入等の流体を利用するプロセスのために蒸気を生成するソース試薬の気化のための気化器装置、システムおよび方法に関する。
【００３４】
本発明は、液体および半固体ソース試薬材料（半固体ソース試薬材料とは、ここでは、流動可能な固体、固体懸濁液、イオン液体組成物等を含むものと考えられる）をはじめとする様々な種類のソース試薬に適用でき、固体ソース試薬材料に特に有用である。本発明の実施で用いる固体ソース試薬材料は、例えば、粉末、顆粒、ペレット、ビーズ、レンガ、ブロック、シート、ロッド、プレート、フィルム、コーティング等の形態にあり、特定の用途において望まれる通り、多孔質または非多孔質の形態で実施される。
【００３５】
本発明は、様々なソース試薬、例えば、塩化ハフニウム等の金属ハロゲン化物は、気化して、化学蒸着やイオン注入等の流体を利用する用途のためにソース試薬蒸気を生成すると、粒子を極めて生成しやすいという知見、そして、粒子形成を抑制し、かつ／またはソース試薬に由来する蒸気に存在する粒子を捕捉するのに用いられる様々な技術の関連した知見に基づくものである。
【００３６】
本発明は、他の一態様において、ソース試薬を保持するように適合された気化器容器を含む気化器であって、気化器は、気化器容器およびその中のソース試薬を加熱して、ソース試薬に由来する蒸気を生成するように適合されており、ソース試薬は、蒸気中に粒子を生成または存在させやすく、容器は、密閉された内部容積部分を画定し、かつ少なくとも１つのポートを有しており、ソース試薬に由来する蒸気が、容器の内部容積部分から放出可能であり、気化器は、以下の（Ａ）〜（Ｈ）、すなわち、
（Ａ）中にある前記ソース試薬と接触するように適合された、前記内部容積部分内の少なくとも１つの突出要素と、フリット以外の少なくとも１つの粒子抑制特徴部とを含む第１の形態であって、前記粒子抑制特徴部が、かかる粒子抑制特徴部のない対応気化器に対して、前記ソース試薬に由来する蒸気中の粒子の生成または存在を低減させる、第１の形態、
（Ｂ）前記内部容積部分を密閉するために前記容器に固定可能なカバーであって、前記カバーが入口および出口ポートを含み、それにより前記キャリアガスが、前記入口ポートを通して前記内部容積部分に導入可能であり、前記キャリアガスと前記ソース試薬に由来する蒸気とを含むキャリアガス混合物が、前記出口ポートを通して前記内部容積部分から放出可能であるカバーと、前記ソース試薬をその中に支持するように適合されている、前記内部容積部分内の少なくとも１つの支持要素と、フリット以外の少なくとも１つの粒子抑制特徴部であって、前記粒子抑制特徴部が、かかる粒子抑制特徴部のない対応気化器に対して、前記キャリアガス混合物中の粒子の生成または存在を低減させる粒子抑制特徴部と、を含む第２の形態、
（Ｃ）前記ソース試薬の貯蔵媒体としてイオン液体を前記容器内に含み、それから前記ソース試薬がソース試薬分配条件下で放出される、第３の形態、
（Ｄ）固体形態にあるソース試薬を前記容器内に含む第４の形態であって、前記固体形態が、前記加熱のための所定の粒径範囲および分布を有する粉末を含み、前記所定の粒径および分布には、前記蒸気の生成中、前記蒸気に粒子が同伴することを回避するようにサイズ決めされた粒子が含まれる、第４の形態、
（Ｅ）モノリシック多孔質固体ソース試薬本体を含む、第５の形態、
（Ｆ）前記ソース試薬をその孔内に保持するように適合された、前記内部容積部分内の少なくとも１つの多孔質熱伝導性本体を含む、第６の形態、
（Ｇ）壁と熱的に接触する、かかる容器内部容積部分内の複数の個別の支持要素であって、前記内部容積部分内で固体ソース材料を支持するように適合され、固体ソース材料を加熱して、固体ソース材料蒸気を形成する個別の支持要素を含む、第７の形態、および
（Ｈ）前記容器の前記内部容積部分内の、前記容器と接触している内部構造と、前記内部構造と接触しているソース試薬材料とを含む第８の形態であって、前記ソース材料は、気化器の分配操作において前記容器から放出されるソース材料蒸気を生成するように加熱可能な外側クラスト部分を含む、第８の形態
から選択される少なくとも１つの構造的形態を含む気化器に関する。
【００３７】
様々な特定の実施形態において、本発明の実施に有用に用いられる種類の気化器を図１に示す。図２は、図１に示す種類の気化器の容器に配置された複数の通気式スルーチューブの平面図である。図３は、複数の円筒形スルーチューブを示した、図１に図示する一般的な種類の気化器容器の側面図である。
【００３８】
気化器送出システム１０は、容器１２を含み、これは、好適な熱伝導性材料で製造されており、例えば、銀、銀合金、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉛、ニッケルクラッド、ステンレス鋼、グラファイト、炭化ケイ素コートグラファイト、窒化ホウ素、セラミック材料等、かかる種類の材料の２つ以上の組み合わせ、混合物および合金である。
【００３９】
容器は、床１４と、周囲にある側壁１６を含み、これらは併せて、容器の内部容積部分を形成している。容器は、キャリアガスがその内部容積部分を均一に流れることを促進する任意の形状を有することができる。一実施形態において、容器は、ほぼ許容差（例えば、１／１０００〜３／１０００インチの範囲）の非常に近くまで機械加工された円筒形状を有する。
【００４０】
容器は、蓋１８を含み、その上には、キャリアガス入口バルブ２０が装着されていて、バルブが開いているときは、キャリアガスを、容器の内部容積部分に選択的に導入するように構成されている。
【００４１】
複数の垂直積層トレイ２２が容器の内部容積部分に配置されている。積層トレイは、互いに分離可能で、容器から取り出し可能で、クリーニングおよび差し替えが容易である。内部キャリアガスダウンチューブ２３が容器内に配置されており、これは、入口バルブ２０に関連付けられた蓋のガス入口に接続（溶接）されていて、キャリアガスを、垂直積層トレイの配列の最下トレイより下の内部容積部分の底部まで運ぶ。図１において、ダウンチューブ２３は、トレイの床２４を通して延在する各トレイの円筒カラー２７を通過している（図３参照）。当然のことながら、ダウンチューブの連結点で、トレイの床２４との漏れ止めシールを確保するために、ソース材料が液体の場合は特に、シーリングＯ−リング３８を、連続したトレイ間に配置してもよい。追加の外側Ｏ−リングを用いて、各トレイ側壁の上面にあるトレイ間をシールすることもできる。
【００４２】
ソース試薬が固体形態のときは、様々な構造要素を用いて、キャリアガスフローに固体が同伴することを抑制または最小にしてもよい。かかる同伴に対抗する特徴部は、任意の好適な種類でよく、例えば、フリット要素およびフリット以外の粒子抑制特徴部またはデバイスであってよい。フリット以外の粒子抑制特徴部としては、様々な実施形態において、蛇行した流路、上向流固体離脱構造、粒子凝集または収集特徴部として作用する接線ガスフロー側流等が挙げられる。具体例を挙げると、高純度ステンレス鋼フリット、例えば、孔径が１〜１００ミクロンのもの、そしてフリット以外の少なくとも１つの粒子抑制特徴部を、好適な場所に加えると、キャリアガス流量を制御することができる。フリットは、例えば、トレイに関連付けられた各スルーチューブ３０の「入口」に装着したり、大きなディスクフリットを上部トレイに加えて、容器の蓋の取付けからの圧力によりシールする、あるいは、出口ガス流路に配置することができる。
【００４３】
図３に示すように、個別のトレイ２２はそれぞれ、床２４および側壁２６を有していて、ソース材料２８の配置および支持のためのトレイキャビティ２７が形成されている。トレイは、非反応性熱伝導性材料で製造されるのが好ましく、例えば、銀、銀合金、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉛、ニッケルクラッド、ステンレス鋼、グラファイト、炭化ケイ素コートグラファイト、窒化ホウ素、セラミック材料、前述の２つ以上の組み合わせ、混合物および複合体である。
【００４４】
個別のトレイはそれぞれ、複数のスルーチューブ３０を含み、各スルーチューブは、キャリアガスをスルーチューブを通して搬送するための通路３２を含んでいる。スルーチューブは、中をガスが通る任意の形状または構造を有することができる。スルーチューブは、円筒または円錐形であるのが好ましい。スルーチューブは、様々な実施形態において、トレイの床から上方に延在していて、トレイ床の対応開口部と連通する中央通路を画定している。他の実施形態において、スルーチューブは、同様に、トレイの床から上方に延在しているが、トレイの下に下方にも延在していて、中央通路が、トレイの床の上下で、例えば、その中心孔として、スルーチューブに囲まれるようにする。
【００４５】
スルーチューブは、任意の好適なやり方、例えば、溶接、ろう付け、メカニカルファスナ取付具、圧入、かしめ等により、トレイの床に固定することができる。変形例として、スルーチューブは、トレイ床の一部として一体成形することができる。特定の実施形態において、スルーチューブの高さは、トレイ側壁とほぼ同じ高さである。ただし、各スルーチューブの高さが、かかる側壁より高い、または低い他の実施形態も想定される。
【００４６】
各トレイの側壁を十分な高さとし、トレイを積層可能として、気化器の容器の内部容積部分において、垂直に延在する積層アレイが形成されるようにしてもよい。
【００４７】
他の特定の実施形態において、トレイは、２、３または４方向入口／出口バルブにより利用可能な隔離されたカートリッジを含むことができる。
【００４８】
さらに他の実施形態において、気化器容器の内部壁面に装着または固定できるだけの十分な寸法範囲の側壁をトレイに製造してもよい。
【００４９】
さらなる実施形態において、トレイは側壁なしで製造してもよく、周囲シーリングガスケットまたはその他装着構造または要素と共に、容器の内部壁面の支持を用いて、内部容積部分中に装着してもよい。トレイが垂直に互いに相隔たる関係で、アセンブリとして装着される、さらなる実施形態も想定される。例えば、トレイは、適宜、気化器の組み立ておよび分解中に、容器の内部容積部分に挿入し、取り出される一体型配列として、フレームまたはその他配置構造上に装着することができる。
【００５０】
特定の一実施形態において、各トレイは、周囲の側壁を有し、各スルーチューブの高さは、トレイ側壁の高さより低い。これによって、各トレイ内でのガス分散および循環のために、各スルーチューブの上にヘッドスペースが与えられる。
【００５１】
あるいは、スルーチューブおよびトレイは、各トレイに流動床を作成するように構成したり、トレイに多孔質開口部を備えるように製造して、固体またはその他ソース試薬材料が、トレイの上面に最初に支持されて、キャリアガスが、ソース試薬を流動化するのに十分な空塔速度で、スルーチューブまたは多孔質開口部を通して流れるようにすることができる。このためには、ソース試薬は、粉末またはその他微粉砕固体形態で、流動化に関連する圧力降下が過剰とならないようにするのが好ましい。かかる構成では、スルーチューブまたは多孔質開口部の寸法は、流動化ガスフローなしで、トレイに支持された固体を保持するよう十分小さい。
【００５２】
より一般的には、スルーチューブは、固体であろうと液体であろうと十分量のソース材料を配置するための漏れ止め領域を与える高さを有していて、スルーチューブの開放通路３２を通して、下にある容器へ固体または液体が漏れることなく、必要な気化材料を与えるのが望ましい。一実施形態において、各スルーチューブは、トレイの下部から、例えば、約０．５ｍｍ〜約５ｍｍの範囲、より好ましくは、約１．５ｍｍ〜約３．０ｍｍの範囲の高さまで垂直に上方に延在している。
【００５３】
図１に示すように、各トレイにおけるスルーチューブの位置を、近接するトレイのスルーチューブの位置から僅かにずらすと、得られたガス混合物が、スルーチューブを通して次の近接するトレイ領域へ搬送される前に、キャリアガスを付勢して、キャリアガスを、気化したソース材料と接触させるように、トレイ内を循環する。かかる構成により、キャリアガスを、ソース試薬材料と様々なレベルで接触させると、極めて効率的なやり方で、キャリアガスが飽和される。
【００５４】
気化器送出システム１０のサイズは、ＣＶＤ装置やイオン注入システム等の下流の流体を利用する設備に供給される蒸気の量に応じて大きく異なる。一実施形態において、気化器は、約３〜６インチの範囲、例えば、約３．７５インチの内径の円筒構成を有する。気化器容器の内部容積部分にあるトレイの数は、気化器のサイズにより決まる。様々な実施形態において、３〜５つのトレイが、気化器容器内にある。
【００５５】
多数のトレイを含む気化器は、加熱し、気化する具体的なソース材料にとって適切な所望の温度、下流の流体を利用する設備まで、気化器から送出されるキャリアガス混合物中のソース試薬の所望の濃度、およびソース試薬気化操作に用いられる特定の組み合わせの操作条件に保つことができる。
【００５６】
気化器容器の加熱は、任意の好適なやり方で実施することができる。一実施形態においては、リボンヒータを気化器周囲に巻きつける。他の実施形態においては、気化器の外面の少なくとも主要部分をカバーする形状を有するブロックヒータを用いて、気化器容器を加熱する。さらに他の実施形態においては、高温で熱伝達流体を、気化器容器の外面と接触させて、その加熱を行ってもよい。さらなる実施形態には、気化器容器に衝突する赤外またはその他放射エネルギーによる加熱が含まれる。
【００５７】
本発明は、さらなる実施形態において、容器においてホットガスを循環させることにより、ソース試薬を加熱して、ソース試薬の対流加熱を行うことが想定される。
【００５８】
気化器容器の加熱方法は、気化器がそれによって所望の温度レベルとなり、かかる温度レベルが、正確かつ信頼性のあるやり方で維持される限りは、特に限定されない。
【００５９】
熱的に均一なやり方で、気化器容器を加熱して、容器の内部容積部分における温度変位が最少となるようにするのが望ましい。トレイが、壁と直接熱的に接触する特定の実施形態において、壁からの熱伝導を介したかかるトレイの加熱は、ソース試薬をトレイで気化するのに簡便かつ効率的なやり方を提供するものである。
【００６０】
ある用途においては、気化器容器の内部容積部分で、追加の表面積構造を利用して、気化のためのソース試薬材料の加熱の範囲および速度を向上させるのが望ましい。
【００６１】
ソース材料の高効率気化を達成するための他の手段として、気化器容器の内部容積部分に導入する前にキャリアガスを加熱して、ソース試薬の加熱およびその気化を補助してもよい。例えば、キャリアガスを入口バルブ２０へ供給するフローラインをヒートトレースする、またはその他加熱して、キャリアガスを気化器容器へ所望の温度レベルで送出してもよい。
【００６２】
昇華可能な固体ソース試薬からの蒸気送出のための特定の構成において、本発明の気化器送出システムは、加熱表面積を増大する複数の加熱したスルーチューブを含む一連の加熱トレイを利用する。これによって、固体ソース材料の昇華が、熱の増大した分布の結果、高効率なやり方で達成可能となる。
【００６３】
ある用途においては、処理中、より一貫した温度を維持するために、気化器容器の熱質量が大きいのが望ましい。大きな熱質量を用いることは、固体ソース材料を、固体状態から蒸気状態まで昇華する用途においては特に重要である。ある温度で、固体の蒸気圧は、固体／ガス界面での材料の分圧である。すなわち、ある時間における、固体表面に凝縮している分子の数が、表面から昇華している分子の数と同じということである。気相状態にある分子が、キャリアガスにより、固体／ガス界面から除去されると、平衡が壊れる。十分な熱が、固体の表面に供給されて、固体の昇華の潜熱が補われる場合には、明らかに、昇華は、高速で起こって、平衡が回復する。複数の加熱したスルーチューブを、加熱した気化器容器壁に関連付けられた加熱したトレイに提供することにより、全体の熱伝導性容器は、昇華速度を増大する機能を果たして、飽和したキャリアガスの流量を増大し、トレイのスルーチューブまたはその他孔またはチャネルを閉塞させ得る気化したソース材料の沈殿を減少する。
【００６４】
ある用途に用いられる気化器の特定の温度は、下流の流体を利用する装置、例えば、ＣＶＤ装置またはイオン注入システムの操作条件、提供されるソース材料の蒸気圧および量に応じて異なる。昇華可能な固体ソース試薬を用いる様々な特定の実施形態において、約４０℃〜約３００℃の範囲の気化器温度を用いることができる。金属ハロゲン化物固体ソース試薬を含む本発明の実施では、特定の実施形態において、例えば、２００℃〜３００℃の範囲の温度を利用することができる。
【００６５】
本発明の気化器送出システムは、特定の実施形態において、キャリアガスを、気化器容器に供給するライン、ソース試薬蒸気を、気化器容器から放出するライン、流れ制御バルブ、質量流コントローラ、レギュレータ、制限流オリフィス要素、熱電対、圧力変換器、モニタリングおよびコントロールデバイス、熱エネルギーを気化器容器およびその中身に与えるヒータ、キャリアガス供給ラインおよびソース試薬蒸気放出ラインの温度を維持するヒータ等のフロー回路コンポーネント等をさらに含む。
【００６６】
本発明のある実施形態において、ソース試薬蒸気放出ラインの加熱を行って、かかる放出ラインにおける凝縮を防ぐために、かかるラインの温度を、気化温度より５〜１０℃高く維持する。
【００６７】
本発明の気化器システムの使用において、カバーを容器に固定する前に、トレイに含まれるまたは気化器容器の内部容積部分にその他配置された気化器容器に、ソース試薬材料を導入することができる（図１参照。カバー１８は、ボルトメカニカルファスナにより、容器に固定されている）。ソース試薬材料は、固体形態、液体形態、半固体形態、あるいは好適な溶剤媒体に溶解または分散されたソース試薬材料を含有する溶液をはじめとする任意の好適な形態であってよい。
【００６８】
一実施形態において、ソース試薬材料は、トレイの表面およびトレイキャビティ内のスルーチューブにコートされた堆積物の形態で、好適な厚さのフィルムまたはコーティングとして提供される。かかるフィルムまたはコーティングは、任意の様々な好適な方法により形成してよく、ソース試薬を加熱することにより溶融し、溶融ソース試薬材料をトレイおよびスルーチューブの表面に適用し、適用した材料を冷却する方法が挙げられる。
【００６９】
ソース試薬が、金属錯体を含む他の実施形態において、金属錯体は、溶剤に溶解し、得られた溶液は、トレイおよびスルーチューブの表面に適用した後、溶剤を適用された材料から減圧下で除去する。
【００７０】
ある実施形態において、異なるソース試薬蒸気種を、気化器容器から、下流の流体を利用する設備まで同時に供給するのが望ましい。かかる用途において、異なるソース試薬材料は、気化器容器内部容積部分の異なるトレイおよび／または異なるカートリッジに提供することができる。かかる構成により、キャリアガスにより下流設備へ運ばれる多成分蒸気を生成することができる。
【００７１】
気化器は、このように、気化器容器の内部容積部分中の中央ダウンチューブに装着された複数の垂直積層トレイを含むことができる。所定量のソース試薬、例えば、計量した量の微粒子固体を、トレイに充填することにより、容器の内部容積部分に、ソース試薬材料を充填することができる。気化器容器にソース試薬をこのように充填した後、容器の上部蓋１８（図１および２参照）を、容器の上部に配置し、例えば、ポリテトラフルオロエチレンまたはエラストマーで製造されたｏ−リング要素により、または金属シール要素および／またはファスナ、例えば、ボルトファスナによりシールする。
【００７２】
気化器の組み立て、キャリアガスの容器への送出のための気化器容器のプロセスラインとの結合、およびソース試薬蒸気を含有するキャリアガス混合物の容器からの放出の後、気化器ヒータを作動させて、気化器容器を加熱する。加熱を行って、気化器および接触トレイ内の内部温度を、ソース材料が気化するのに十分な温度まで上げる。
【００７３】
昇華可能な固体の場合には、昇華速度は、最初、または最下のトレイで最大となる。そのトレイに入るキャリアガスは、その上にあるトレイに入る部分的または完全に飽和したキャリアガスに対して純粋なためである。このように、より多くのソース試薬材料を、下部トレイに充填し、かつ／または容器の高さ寸法を増やして、所望量のソース試薬蒸気が、生成されて、下流の流体を利用する設備へ流れるようにする必要がある。
【００７４】
本発明の気化器システムは、様々なソース試薬材料から蒸気を生成するのに有利に用いられ、デカボラン、四塩化ハフニウム等といった昇華可能な固体の気化に特に有用である。本発明は、固体ソース材料、例えば、約２０℃〜約３００℃の範囲の昇華温度、昇華温度で、約１０−２トル〜約１０３トルの範囲の蒸気圧を有する固体材料の気化のための様々な用途に有用である。
【００７５】
これらに限られるものではないが、制御された温度操作のために構築および構成された、ストリップヒータ、放射ヒータ、加熱エンクロージャ、循環流体ヒータ、抵抗加熱システム、誘導加熱システム等をはじめとする任意の加熱制御システムにより、気化器内で温度は制御される。さらに、気化器内の温度は、熱電対、サーミスタまたは熱伝導性容器および／またはその中のトレイの表面と接触するように構成された任意のその他好適な温度センシングジャンクションまたはデバイスによりセンシングすることができる。かかる温度センシングデバイスは、中央処理ユニット、例えば、汎用プログラム可能コンピュータ、プログラム可能論理ユニット、マイクロコントローラ等と操作可能に結合することができ、これらは、温度センシングデバイスから温度センシング信号を受信し、ヒータおよび／または気化器システムの制御可能な要素に応答して調節されて、特定の用途に望ましいソース試薬蒸気を生成できるように構成されている。
【００７６】
気化器においてソース材料が激減しているか判断するには、トレイの下面の反射面に通信可能に接続された光学センサ等のレベルセンサモニタリングシステムを用いて、気化器容器の内部容積部分にある上部トレイおよび／または下部トレイの固体または液体の量を求めて、トレイがほぼ空または空のときは信号を変化させることができる。
【００７７】
図４は、本発明の様々な実施形態で有用に用いられる蒸気送出システム６６構成の簡略概略図である。
【００７８】
このシステムは、気化器１０を含む。キャリアガス源６４は、気化器１０に接続されていて、キャリアガスを提供する。ソース材料を導入する変形モードにおいて、液体ソース材料は、液体ソース容器６７から気化器に導入する、あるいは、気化器１０は、顆粒または微粒子形態の固体ソース試薬で予め充填することができる。
【００７９】
キャリアガスの流量は、キャリアガス送出ライン、および気化したソース材料を処理チャンバ７０に搬送するラインに配置された流量計６８によりモニタリングおよび制御される。ガス送出ラインは、特定の一実施形態において、低摩擦係数を有する材料、例えば、ポリマーで製造されていて、高流速が達成できる。気化器１０は、熱伝導性材料で製造されていると有利で、気化器容器およびその中身を加熱するために、気化器ユニット１０に通信可能に接続された少なくとも１つのヒータ７２により生成された熱エネルギーの伝達を可能とする。
【００８０】
気化したソース試薬、および気化したソース試薬と混合されて、蒸着チャンバまたはその他下流のプロセスユニットに流れるキャリアガスのモニタリングおよび制御のためには、本発明の一実施形態において、２００４年１１月２３日発行の米国特許第６，８２１，７９５号明細書、２００６年３月１４日発行の米国特許第７，０１１，６１４号明細書または２００３年９月９日発行の米国特許第６，６１７，１７５号明細書に記載された種類の熱電対列赤外検出モニタリングシステムを、２００５年６月２１日発行の米国特許第６，９０９，９７３号明細書、２００６年６月６日発行の米国特許第７，０５８，５１９号明細書または２００６年６月２０日発行の米国特許第７，０６３，０９７号明細書に記載された種類のブレンダーシステムと共に用いることができる。かかる熱電対列赤外検出モニタリングシステムおよびブレンダーシステムは、例えば、気化器および試薬ソースを含むプロセスシステムのフロー回路のバイパスラインに配置することができる。
【００８１】
完全な気化に必要な出力量は、ソース材料およびキャリアガスの化学的性質と混合物の流量の関数である。特定の実施形態において、気化器に移る熱出力は、約１００Ｗ〜約３０００Ｗの範囲で、ソース試薬気化のための高効率等温温度を与える。
【００８２】
図４に示す種類の気化器システムの操作において、固体ソース試薬材料を用いるとき、ソース試薬材料を、ドライボックスまたはグローブボックスのトレイに充填すると、気化容器が開放されている間、前駆体の酸素および湿度との反応を排除することができる。次に、ドライボックスまたはグローブボックスの容器に、ソース試薬含有トレイを充填し、蓋をして、適所に固定し、密閉した気化容器とする。次に、容器を、供給および放出ラインと結合して、プロセスシステムにおいて、キャリアガスを放出し、蒸気含有キャリアガス混合物を放出する。
【００８３】
次に、ガス源６４からのキャリアガスが、１標準立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）〜約５００ｓｃｃｍの範囲のガス流量で、キャリアガス入口２０で気化器に導入される。キャリアガスは、気化器へ適切な圧力で搬送され、もって気化器容器に導入されて容器の下部から流れる定常流のキャリアガスが提供されるが、そこでキャリアガスは、内部容積部分を通して外方かつ上方に、連続したトレイおよびそのスルーチューブを通して導入される。
【００８４】
キャリアガスが、異なるレベルの垂直積層トレイを通して上方に流れるにつれて、キャリアガスは、気化したソース試薬材料で飽和される。次に、ソース試薬蒸気を含有する得られたキャリアガス混合物は、ガス出口バルブ４０で、気化器から、プロセスチャンバ７０へ流れる。プロセスチャンバ７０は、分散したソース試薬蒸気を含有するキャリアガス混合物が、処理または利用される任意の好適な種類とすることができる。特定の一実施形態において、プロセスチャンバ７０は、原子層蒸着チャンバまたはイオン注入チャンバを含む。
【００８５】
本発明の実施に有用に用いられる好ましい気化器は、図１〜３に関して記載した種類であり、ATMI, Inc., Danbury, Connecticut USAよりProE-Vap（登録商標）という商品名で市販されている。ProE-Vap気化器は、ソース試薬を含有する積層トレイを利用している。かかる気化器においては、キャリアガスは、上端から導入され、後の分布のために、下方に延在する供給管から、容器の下部へ流れて、容器の内部容積部分にある各トレイを上方に流れる。このようにして、容器は、加熱されると、容器内部容積部分内のトレイを伝導的に加熱して、ソース試薬に由来する蒸気をトレイに生成する。生成された蒸気は、キャリアガスに同伴される。次に、ソース試薬蒸気を含む得られたキャリアガス混合物は、その上端で、容器の出口ポートを通して、気化器から放出される。出口ポートから、ソース試薬蒸気を含有するキャリアガス混合物は、気化器の放出バルブを通る。放出バルブは、化学蒸着チャンバ、ＡＬＤチャンバまたはイオン注入器等の下流の処理ユニットに関連付けられたフロー回路に結合して、ソース試薬蒸気を含有するキャリアガス混合物を、気化器容器からかかる下流の流体処理設備へ流す。
【００８６】
他の気化器を本発明の実施に用いることができ、例えば、その開示内容がここに参考文献として援用される２００５年２月２３日公開の欧州特許出願第１５０８６３１号明細書「前駆体材料の送出のための方法および装置（Method and Apparatus for the Delivery of Precursor Materials）」に記載された気化器が挙げられる。この公開特許出願には、少なくとも１つの突出部が、容器の容積の下部へと延在していて、前駆体と接触し、少なくとも１つの突出部が、容器の蓋、側壁および／または基部から延在している気化器容器が記載されている。容器は、蓋に入口および出口ポートを有していて、フロー回路と連通していて、キャリアガスを、容器の内部容積部分に流して、加熱した前駆体の蒸気と接触するように構成されている。従って、突出部は、面積の増大した熱伝達要素として作用して、前駆体の気化および容器内のキャリアガスの流れ分布が促進される。
【００８７】
本発明の広範な実施に用いてよい他の実例となる気化器は、同じくその開示内容がここに参考文献として援用される２００６年２月２日公開の米国特許出願公開第２００６／００２４４３９号明細書「反応物質の昇華を制御するためのシステム（System for Controlling the Sublimation of Reactants）」に記載されている。かかる参考文献に記載されている気化器は、熱伝導性容器を含み、前駆体を、前駆体と熱伝導性材料の混合物から気化する。熱伝導性材料は、ロッド、粉末、スクリーン、篩、コイル、プレート等の形態で存在していてもよい。
【００８８】
本発明の広範な実施に用いてよい他の気化器は、同じくその開示内容がここに参考文献として援用される２００５年７月２６日発行の米国特許第６，９２１，０６２号明細書「気化器送出アンプル（Vaporizer Delivery Ampoule）」に記載されている。この特許に記載された蒸気は、トレイ等、垂直積層容器を含んでおり、かかる容器の床を通る蒸気流管を有していて、内部容積部分を通して、容器の出口ポートへ試薬蒸気が流れるようになっている。容器は、キャリアガス管を備えていて、キャリアガスを、容器の内部容積部分へ導入し、蒸気流管チャネルによって、キャリアガスが、積層容器中の固体、例えば、垂直積層各トレイの面にあるソース試薬固体と接触できる。
【００８９】
本発明は、様々な特定の態様において、固体または液体ソース試薬からソース試薬蒸気を生成し、送出するための気化器システムに関する。ソース試薬は、かかるソース試薬に由来する蒸気中に粒子を生成または存在させやすい。本発明は、対応蒸気中に粒子を生成および存在させやすい固体ソース試薬に対して、特に有用な用途がある。
【００９０】
本発明の気化器システムが有用に用いられる固体前駆体は、固体相金属ハロゲン化物、有機金属固体等をはじめとする任意の好適な種類とすることができる。本発明の実施に用いられるソース試薬としては、これらに限られるものではないが、ジメチルヒドラジン、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ４）、四塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ４）、三塩化インジウム、三塩化アルミニウム、ヨウ化チタン、タングステンカルボニル、Ｂａ（ＤＰＭ）２、ビスジピバロイルメタナトストロンチウム（Ｓｒ（ＤＰＭ）２）、ＴｉＯ（ＤＰＭ）２、テトラジピバロイルメタナトジルコニウム（Ｚｒ（ＤＰＭ）４）、デカボラン、ホウ素、マグネシウム、ガリウム、インジウム、アンチモン、銅、リン、ヒ素、リチウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、アルキル−アミジナートリガンドを組み込んだ前駆体、有機金属前駆体、ジルコニウム第３級ブトキシド（Ｚｒ（ｔ−ＯＢｕ）４）、テトラキスジエチルアミノジルコニウム（Ｚｒ（Ｎｅｔ２）４）、テトラキスジエチルアミノハフニウム（Ｈｆ（ＮＥｔ２）４）、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン（ＴＤＭＡＴ）、ｔｅｒｔブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル（ＴＢＴＤＥＴ）、ペンタキス（デメチルアミノ）タンタル（ＰＤＭＡＴ）、ペンタキス（エチルメチルアミノ）タンタル（ＰＥＭＡＴ）、テトラキスジメチルアミノジルコニウム（Ｚｒ（ＮＭｅ２）４）、ハフニウム第３級ブトキシド（Ｈｆ（ｔＯＢｕ）４）、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）、四フッ化キセノン（ＸｅＦ４）、六フッ化キセノン（ＸｅＦ６）、前述したものの２つ以上の相溶性のある組み合わせおよび混合物が挙げられる。
【００９１】
前述の材料から選択される実例としては、塩化ハフニウムが、ハフニウムおよびハフニウム含有フィルムを、半導体製造操作において蒸着するのに用いられるソース試薬である。塩化ハフニウムは、塩化ハフニウム固体から生成された蒸気中に微粒子を極めて生成および存在させやすいことがわかっている固体ソース試薬材料である。
【００９２】
本発明は、気化するとソース試薬蒸気を生じさせる粉末固体の形態のソース試薬材料をはじめとする、粒子を生成しやすいソース試薬材料に関連する特定の問題を解決する様々なアプローチ、装置構成および技術を意図するものである。
【００９３】
これらのアプローチ、構成および技術を、塩化ハフニウム粉末等の粉末固体ソース試薬を具体的に参照して後述するが、その適用性は、多くの場合、様々な液体ソース試薬材料まで拡大され、その使用も含まれるものとする。
【００９４】
粉末固体ソース試薬の使用への適用について広く考えると、本発明のアプローチ、構成および技術には、これらに限られるものではないが、以下のことが含まれる。
（ｉ）前駆体固体材料の所定の粒径範囲および分布を得るための使用の前の粉末ソース試薬のシフティング。
（ｉｉ）ソース試薬が気化するときに、粒子生成の存在および程度を最小にするのに最も有利な粒径、組成および形態の選択。
（ｉｉｉ）気化器に結合されたフロー回路の主要流路のバイパス。バイパス流路は、粒子をソース試薬蒸気から除去するための、トラップまたはフィルタを含んでいる。
（ｉｖ）キャリアガスとの接触、例えば、ソース試薬固体粒子の溶融または合体前の、熱による固体ソース試薬の粒子の凝集。微粉が、他の粒子との圧密により除去され、固体ソース試薬から生成された蒸気を通らない。
（ｖ）気化器容器中のトレイまたは壁または支持表面への固体ソース試薬の昇華。
（ｖｉ）気化器容器の内部容積部分に導入するための、固体ソース試薬のビーズまたはフリット要素上での昇華。
（ｖｉｉ）気化器容器の内部容積部分と同じ導入点での、流入キャリアガスを分散するための拡散器またはフロースプレッダの使用。
（ｖｉｉｉ）多孔質固体ソース試薬本体の使用。例えば、ポリマーまたはその他一時的な媒体を、固体ソース試薬材料の粉末と混合した後、ポリマー媒体またはその他一時的な媒体を除去して、多孔質固体ソース試薬本体を得ることにより形成可能である。
（ｉｘ）ソース試薬蒸気またはこれを含有するキャリアガス混合物からのソース試薬材料粒子の静電的捕捉。
（ｘ）気化器の入口バルブの開口部に入るキャリアガスフローの急激な流れ込みを抑制する、または排除するための、例えば、補助の流れ制御バルブの使用による気化器の初期スタートアップでのキャリアガスの流れの制御。
（ｘｉ）気化器蒸気および下流ツールまたはその他流体を利用する設備における圧力の平衡により、例えば、初期の後方の流れを利用して、気化器の入口バルブの開口部に入るキャリアガスフローの急激な流れ込みを抑制する、または排除し、気化器および関連付けられたフロー回路から下流の流体を利用する設備までの気化器流路全体のガスを、実質的に同じ圧力レベルとする。
（ｘｉｉ）ゲートオーバーフローバルブを利用して、高フロー条件を最小にし、気化器の入口バルブを開くと生じる圧力上昇を、所定の最大値より低く維持するようにする。
（ｘｉｉｉ）ソース試薬を含まない気化器の内部容積部分の上部に、上部トレイまたはその他ソース試薬支持構造を提供し、内部容積部分のかかる「空の」部分が、内部容積部分のかかる部分で、キャリアガス混合物から粒子を離脱させる機能を果たす。
（ｘｉｖ）中にあるソース試薬支持構造の上での、気化器容器の上部におけるフィルタの使用。
（ｘｖ）微粒子除去のための、連続した異なるサイズの多数のフィルタの使用。
（ｘｖｉ）気化器の入口での円錐フィルタの使用。
（ｘｖｉｉ）キャリアガス混合物から粒子を捕捉し、それらの放出を防ぐための、気化器の内部容積部分の出口領域での渦の形成。
（ｘｖｉｉｉ）例えば、容器の蓋に組み込まれた、気化器出口でのフィルタの使用。
（ｘｉｘ）キャリアガス混合物から微粒子を除去するための、渦と静電技術を互いに組み合わせた使用。
（ｘｘ）ソース試薬材料を、気化器中のトレイまたはその他支持構造の適所に保持するための、スクリーンまたはその他保持構造と組み合わせた、コース粒子フィルタ媒体の使用。
（ｘｘｉ）例えば、ソース試薬のイオン液体への溶解、および得られたソース試薬を含有するイオン液体溶液を保持するための気化器の使用を含む、イオン液体の、ソース試薬の貯蔵媒体としての使用。
（ｘｘｉｉ）例えば、温度モニタリングまたはその他プロセス変数のモニタリング、および容器の加熱を調節するためのモニタリング情報の使用を任意で含む、気化器容器の制御された加熱による、ソース試薬材料に由来する蒸気の粒径生成を制御するための昇華プロセスの制御。
（ｘｘｉｉｉ）ソース試薬蒸気を含有するキャリアガス混合物の膨張を介在させた冷却に起因するジュール−トンプソン効果を調節する構造の提供。
【００９５】
ソース試薬材料に由来する蒸気中のソース試薬固体粒子の存在を最小または抑制するための前述したアプローチのいくつかの実例を挙げて、本発明の様々な実施形態を説明していく。
【００９６】
図面を再び参照すると、図５は、本発明の一実施形態による気化器１００を利用した、半導体製造設備の概略図である。
【００９７】
気化器１００は、金属またはその他熱伝導性材料で製造された容器１０２を含んでおり、容器の側壁は、放射方向外側に向かって延在するフランジ１０４で、上端で終わっている。カバー１０６が、フランジ１０４に配置され、メカニカルボルトファスナ１０８により固定されている。カバー上には、入口および出口バルブが装着されている。入口バルブ１１０は、ハンドホイール１１２を備えており、完全に開いた位置と完全に閉じた位置との間で、バルブ本体の内部におけるバルブ要素が動く。あるいは、入口バルブ１１０は、空気、電気またはその他自動バルブ作動装置と結合可能な自動で作動可能な種類のバルブとすることもできる。
【００９８】
入口バルブ１１０は、キャリアガスを容器の低部へ運ぶための、図示するようなダウンチューブに結合されており、かかる容器の内部容積部分内で外方かつ上方へ流す。気化器は、容器１０２内の固体ソース試薬に由来する気化した材料を含有するキャリアガス混合物の流量を調節するためのハンドホイール１１８を有する出口バルブ１１６も有する。バルブ１１６は、完全に開いた位置と完全に閉じた位置との間で動かすための、ハンドホイール１１８により選択的に作動可能なバルブ要素を含んでいる。入口バルブの場合のように、出口バルブ１１６は、空気、電気またはその他自動バルブ作動装置と結合可能な自動で作動可能な種類のバルブとすることができる。
【００９９】
容器１０２には、その中に固体ソース試薬を支持するための一連のトレイまたはその他追加の表面要素が装着されている。図示した実施形態におけるトレイは、流体が中を通る、トレイに延在するチューブの配列を備えている。垂直に近接するトレイにあるチューブは、互いにずらされた関係にあって、キャリアガスが、延長した流路、例えば、蛇行した流路に沿って流れて、ソース試薬材料に由来する蒸気のキャリアガスによる同伴が最大になる。
【０１００】
ソース試薬材料自体は、顆粒、ペレット、多孔質固体本体等といった任意の適切な形態で提供されて、キャリアガス流体の固体の接触により、固体から蒸気が同伴される。容器１０２は、概略が図示されたヒータ１５０により加熱され、熱流束Ｑ１が容器に導入される。
【０１０１】
気化器の入口バルブ１１０は、流れ制御バルブ１２４を有する供給ライン１２２に結合されている。供給ラインは、入口バルブと反対の端部で、キャリアガス源１２０に結合されている。流れ制御バルブ１２４は、手動操作しても、図示するように、信号伝達ライン１６６を介して、中央処理ユニット１６２に結合されていてもよい。
【０１０２】
中央処理ユニットは、汎用プログラム可能コンピュータ、マイクロプロセッサ、論理デバイス、プログラム可能論理コントローラ等を含み、バルブ１２４を所望の程度まで、開閉して、キャリアガスが、源１２０から、供給ライン１２２を通して、気化器１００まで流れるように、ライン１６６中を制御信号が伝達されるように適合されている。
【０１０３】
気化器の出口バルブ１１６は、流れ制御バルブ１３２を有する放出ライン１３０により、３方向バルブ１３４に結合されていて、それによって、放出ライン１３０からの流れを、ライン１３６と１４２の１つに選択的に流すことができる。
【０１０４】
第１の位置では、バルブ１３４が、放出ライン１３０を、バイパスライン１３６に結合している。ライン１３６の方は、固体除去ユニット１４０に結合されている。これは、微粒子固体を、ソース試薬蒸気を含有するキャリアガス混合物から除去して、固体の激減したストリームを、放出ライン１７８に放出する機能を果たす。
【０１０５】
固体除去ユニット１４０は、フィルタ、サイクロン、固体集塵装置、例えば、静電集塵装置、スクリーン、メッシュ、またはライン１３６から導入された流体の固形分を低減させる役割を果たすその他固体保持または列移動要素を含んでいてよく、ライン１７８で固体除去ユニットから放出された蒸気含有流体ストリームが、所望の程度まで固形分を激減させる、好ましくは微粒子固体を実質的に完全になくす。
【０１０６】
第２の位置では、３方向バルブ１３４は、放出ライン１３０を、供給ライン１４２と結合し、流体を、原子層蒸着（ＡＬＤ）ユニット１６０に通し、かかるユニットで実行される原子層蒸着操作に用いる。
【０１０７】
図示された供給ライン１４２は、互いに連続したフィルタ１７４および１７６を含んでおり、ＡＬＤユニットに送られる流体ストリームから確実に粒子を除去する。フィルタ１７４および１７６を、固体除去ユニット１４０と組み合わせて用いて、ＡＬＤユニットへと通る流体ストリームにおける固体を所定の低レベルとしたり、あるいは、かかるフィルタ１７４および１７６の１つのみを、供給ライン１４２に配置してもよい。
【０１０８】
供給ライン１４２は、ヒータ１５２に関連付けられて、概略で示されており、入熱Ｑ２を供給ラインへ送出している。ヒータ１５２は、信号伝達ライン１７２を介して、ＣＰＵ１６２に結合されていて、それによってヒータが作動するか、または選択的に調節して、所望の入熱を、供給ラインおよび中を流れる流体に与える。あるいは、専用のヒータユニットの代わりに、供給ライン１４２をヒートトレースする、電気抵抗加熱のための加熱要素を含める、または他のやり方で、入熱のために構成して、ＡＬＤユニットを流れる流体の所定の温度を維持してもよい。
【０１０９】
３方向バルブ１３４は、ＣＰＵ１６２により、信号伝達ライン１７０を介して制御してもよい。ＣＰＵ１６２はまた、信号伝達ライン１６８を介して、放出ライン１３０のバルブ１３２に結合している。これによって、バルブ１３２は、所望の放出流速で、ソース試薬蒸気含有流体を送出するために、所望の程度まで、選択的に開閉できる。
【０１１０】
ＡＬＤユニット１６０の上流の供給ライン１４２は、信号伝達ライン１８２を介して、ＣＰＵ１６２に結合された流れ制御バルブ１８０を含んでいる。
【０１１１】
図示した構成により、ＣＰＵは、プロセス設備のための制御システムとして機能して、各成分の流れ、ヒータの出力、および設備に有用に配置されるさらに他の機器や制御要素（図示せず）を調節する。
【０１１２】
操作の際、気化器１００は、ヒータ１５０により、所望の程度まで加熱されて、容器１０２内のトレイにあるソース試薬固体から蒸気を生成する。源１２０からのキャリアガスは、ライン１２２を、容器１０２の内部容積部分へと流れ、外方および上方に流れて中にある固体と接触する。
【０１１３】
その結果、キャリアガスは、固体に由来する蒸気を同伴し、得られた流体ストリームは、放出ライン１３０を、要求に応じて、供給ライン１４２および／またはライン１３６へと流れ、流体ストリーム中の固体を所望のレベルまで減少させる。得られた固体の激減したストリームは、ＡＬＤユニット１６０へ流れて、かかるユニットのＡＬＤチャンバ（図示せず）において、基板上でソース試薬に由来する成分の蒸着のために利用される。このように、ＡＬＤユニットは、中で処理されているウェハの棄却率に関して、高効率で操作される。これは、説明したように、蒸気送出システムにより達成された固体の減少によるものである。
【０１１４】
図６は、本発明の他の実施形態による気化器２００を含む蒸気生成および利用システムの概略図である。
【０１１５】
気化器２００は容器２０２を含んでおり、容器の上部フランジ部分２０４に固定された蓋２０６と共に、内部容積部分２１０を密閉している。内部容積部分には、一連の支持プレート２３２が装着されており、図示するとおり、垂直に互いに相隔たっており、下方に延在するチューブ２３０がその中央部分に貫通している。チューブ２３０の上端は、ハンドホイール２１４を有する供給バルブ２１２に結合されている。供給バルブ２１２は、ライン２２０により、キャリアガス源２２２に結合されていて、キャリアガスは、プレート２３２上に支持される固体２３４に由来するソース試薬蒸気の同伴のために容器に導入される。固体２３４は、関係する特定の用途に合わせて、微粒子、顆粒またはその他不連続な形態であってよい。気化器の容器は、任意の好適なやり方で、ヒータ、サーマルジャケットまたはその他加熱デバイスまたは構成（図示せず）により加熱してよい。
【０１１６】
内部容積部分２１０の上部に配置されているのは、ディスク状フィルタ２３８であり、通常、内部容積部分の断面積の面積範囲で同一に広がっていて、容器の出口流路（出口ポート）に入って、放出バルブ２１６へ流れる前、容器を通って、上方に流れるキャリアガス／ソース試薬蒸気混合物は、フィルタ２３８を通って、固体を除去する。出口ポートは、カバー２０６にある開口部により構成され、放出バルブ２１６の入口は、かかる開口部に配置されている。放出バルブ２１６は、ハンドホイール２１８を有し、供給ライン２２６に結合しており、それによって、気化器から放出された流体が、化学蒸着チャンバ、イオン注入ユニットまたはその他流体を利用する装置または領域である流体を用いる設備２２４に流れる。
【０１１７】
容器２０２の内部容積部分２１０にある支持プレート２３２にはそれぞれ、固体２３４があり、これらは容器の内部容積部分に導入されたキャリアガスと接触する。
【０１１８】
キャリアガスは、キャリアガス源２２２から供給され、供給ライン２２０において、入口バルブ２１２を通してダウンチューブ２３０へ流れて、容器２０２の下部に放出される。このようにして放出された流体は、内部容積部分内を外方および上方に流れて、様々なプレート２３２の孔または開口部を通過して、プレート上にあるソース試薬粉末またはその他固体材料に由来する蒸気を同伴する。
【０１１９】
かかる目的で、源２２２からのキャリアガスは、伝導により容器中の固体に熱を与えるのに有効な加熱ジャケット、埋め込み抵抗ワイヤまたはその他ヒータまたは加熱要素により容器に導入された熱に加えて、高温まで加熱され、容器２０２中のソース試薬固体材料の気化が促される。かかる伝導熱伝達を行うには、プレート２３２を伸長して、内部容積部分を囲む容器２０２の壁と接触させる。
【０１２０】
フィルタ２３８は、繊維状材料、フェルトのバット、マットまたはその他材料から形成してよい。フィルタは十分な透過性を有していて、容器の放出バルブ２１６に関連付けられた流体の放出ポートまでの通過中の圧力降下を防止するのが好ましい。
【０１２１】
フィルタ２３８の代わりに、放出バルブ２１６に関連付けられた容器の放出ポートは、フリット、スクリーンまたはその他固体保持要素を、ポートまたはバルブ通路またはライン２２６のような放出バルブから下流のラインに、含んでいてもよい。
【０１２２】
図６のトレイは、微粒子形態で固体２３４を有するように図示されているが、固体を、支持プレート２３２上に、堆積したフィルム、コーティング等として提供し、プレートの加熱の際に、ソース試薬固体が気化して、ソース試薬蒸気成分を形成し、キャリアガスストリームに入ると、気化器容器から放出されるキャリアガス混合物を形成するようにしてもよいものと考えられる。
【０１２３】
さらなる変形として、支持プレート２３２上の固体２３４を不活性粒子とし、その上にソース試薬材料が蒸着またはコートされる、すなわち、不活性粒子が、ソース試薬材料のコーティングのための基板として作用するようにしてもよい。この構成により、ソース試薬材料は、基板粒子から容易に気化でき、蒸気相に入って、容器を流れるキャリアガスに同伴させることができる。
【０１２４】
フィルタ要素（図示せず）を、気化器の入口に配置して、源２２２から導入されたガスがその中を通るようにしてもよい。このようにして、ソース材料の固形分が、例えば、容器中でソース試薬材料に由来して生成される固体と凝集する等、問題を引き起こさないようにする。
【０１２５】
ソース試薬材料を提供するときは、まず第一に、シフティングまたは篩分けして、含まれる特定の気化操作に最適となるようなソース材料の特定の粒径範囲および分布を得る。
【０１２６】
図７は、本発明のさらに他の実施形態による固体ソース蒸気送出システムの概略図であり、メカニカルボールドファスナ３０８により蓋３０６にボルト留めされた上部に放射状に周囲に延在するフランジ３０４を備えた容器３０２を有する気化器３００を含んでいる。
【０１２７】
このように、蓋および関連付けられた容器３０２が、内部容積部分を囲んでおり、そこには、一連の垂直に間隔をあけたトレイ３５０が配置されていて、穿孔、または小孔を設けることにより、その中を上方にガスが流れるようになっている。トレイに微粒子固体３５２を与えて、図示するように、固体のキャリアガスへの同伴を制限する。図７に示す容器において、図示するように、トレイの１つについて、トレイはスクリーン３６４によりオーバーレイされている。
【０１２８】
かかる固体保持構造の変形として、スクリーン３６４を、図６の気化器の内部容積部分の上部に示す種類のフィルタ２３８と組み合わせてもよく、フィルタがスクリーンによりオーバーレイされて、固体が容器を流れるキャリアガスストリーム中で確実に流動しないようにする。
【０１２９】
図７に示すように、供給ライン３２４の源から、ハンドホイール３１２を含む入口バルブ３１０まで流すように、気化器３００に、源３２６からキャリアガスが供給される。入口バルブ３１０は、下端で開いているダウンチューブ３６０と結合していて、ガスが、容器の床で外方に、そして、各トレイを通して、容器の上部まで上方に流れることが許容される。
【０１３０】
図７に示す実施形態において、上部トレイ３５０には固体がないため、空のトレイの下にあるトレイの固体に由来する流体ストリームに入った固体のための離脱空間として作用する。
【０１３１】
本実施形態において、ダウンチューブ３６０には、その上部に、一連の接線開口部３７０が提供されており、フローライン３８０から分かるとおり、接線でガスを指向して、ガスの渦状の流れを生成して、上方に流れるガスから、放出バルブ３１４に結合した容器ポートまで固体を離脱する。
【０１３２】
放出バルブ３１４は、ハンドホイール３１６を備えていて、バルブ要素を所望の程度まで開閉し、気化したソース試薬を含有するキャリアガス混合物を、放出ライン３２０を通して、流体を利用する設備３２２まで流す。流体を利用する設備３２２は、容器中のソース試薬に由来する蒸気が含まれる特定の用途に合った半導体製造設備またはその他半導体製造ツールまたは流体露出チャンバであってよい。
【０１３３】
図７の実施形態において、放出バルブ３１４と連通したガスフローに連通した容器の出口ポートは、蓋３０６の放出開口部に配置されたフィルタ３９０によりシールドされていて、それは、放出バルブ３１４のための入口通路に結合している。フィルタ３９０は、容器から放出されている流体ストリームから微粉固体微粒子を除去する作用をする。
【０１３４】
従って、当然のことながら、様々な固体除去デバイス、構造および技術を、本発明の広範な実施に利用してよく、概して、微粒子および固体の減少が確実になされて、実質的に完全に除去される、または、気化器から放出されたソース試薬蒸気含有ストリームにおいて、少なくとも大幅に減少する。
【０１３５】
上記の固体除去デバイス、構造および技術に加えて、キャリアガス中の微粉の生成および同伴は、キャリアガスと接触させるために、容器に多孔質モノリシック形態で固体ソース試薬を提供することにより、大幅に減少する。
【０１３６】
かかる目的で、ソース試薬は、ポリマー、バインダーまたはマトリックス材料と混合し、ポリマー、バインダーまたはマトリックス材料を除去して、かなりの多孔性という特徴を有する単体としてソース試薬が残る。
【０１３７】
具体例として、塩化ハフニウムを、極性溶剤に可溶のポリマーと混合した後、ポリマーを複合体ソース試薬／ポリマー本体から、極性溶剤によりろ過すると、塩化ハフニウムの多孔質体が得られ、キャリアガス、例えば、アルゴン、ヘリウム等と接触させて、塩化ハフニウム蒸気を、化学蒸着チャンバまたはその他最終用途設備に送出することができる。
【０１３８】
他の変形例として、ソース試薬を、高多孔質構造と混合またはそれに注いで、複合体モノリスを構成し、これを加熱して、ソース試薬の蒸気を発生させる。このように、モノリシック本体を、基板として用いて、ソース試薬を含浸する。例えば、ソース試薬を、溶剤または懸濁媒体に溶解し、これをモノリシック本体と接触させて、これに、溶解または懸濁したソース試薬を含浸した後、溶剤を、乾燥または加熱により除去して、ソース試薬を含有するモノリシック本体を得る。
【０１３９】
当然のことながら、前述の実施形態におけるモノリシック本体は、ソース試薬を含有するモノリシック本体を配置したシステムの蒸気供給要件に合う任意の好適な幾何形状またはサイズとすることができる。
【０１４０】
気化器から放出されたソース試薬蒸気含有ストリームにおける微粉の生成およびその存在を低減させる他の特定の技術において、まず第一に、ソース試薬粒子を、温和な高温条件下で加熱して、最小粒子の溶融または凝集を行い、互いに、かつ／または大きな粒子と共に圧密して、気化器から放出された流体における粒子生成を低減させる。
【０１４１】
他の実施形態において、キャリアガスを、気化器の内部容積部分に導入するのに用いたダウンチューブを、拡散器、シャワーヘッドまたはその他フローディストリビュータまたは散布要素と共に、その下端に提供して、キャリアガスを、気化器の全断面に広げて、その中を上方に流れるようにする。
【０１４２】
他の態様において、気化器に、流量制限バルブを含むキャリアガス供給ラインを通る流れを含むキャリアガスを供給して、キャリアガス供給ラインの供給バルブを最初に開く際に、キャリアガスを最初に容器に導入するのに関連した初期圧力急増を抑えるまたは抑制する。
【０１４３】
他のアプローチにおいて、キャリアガスを気化器の内部容積部分に導入するために、入口バルブの最初の開口で生じる圧力の急増を抑制するさらなる技術として、気化器入口バルブを完全に開く前に、容器と下流ツールとの間のライン圧力を、キャリアガスの圧力と同じレベルとする。
【０１４４】
気化器から放出ラインを通るキャリアガスの後方フローを利用して、気化器の初期スタートアップでの圧力急増を抑制してもよい。キャリアガス供給ラインのゲートオーバーフローバルブを用いて、同じ目的で、高フロー条件を制限してもよい。
【０１４５】
ある場合においては、ジュール−トンプソン効果によって、ソース試薬蒸気を含有する流体ストリームが冷却され、膨張を介在させた冷却に起因して、粒子が、流体ストリーム中に形成される。かかる影響は、ジュール−トンプソン効果を最小にするよう適切に設計することにより防ぐことができる。例えば、制限流オリフィス（ＲＦＯ）要素を、気化器システムのフローラインまたはポートに用いて、ジュール−トンプソン膨張効果を抑制してもよい。図８は、気化可能な固体のための支持として多孔質金属本体４５０を利用した、本発明の他の実施形態による気化器容器４１０の部分断面斜視図である。
【０１４６】
多孔質金属本体４５０の存在以外の容器４１０は、図１の容器１０に対応しており、図８の参照番号は、図１の対応の部品および要素の数に４００を増分した対応した番号である。従って、図１の実施形態の説明は、これから説明する図８の実施形態で現れた多孔質金属本体４５０に関する以外は、図８の実施形態に当てはまる。
【０１４７】
図８の実施形態の多孔質金属本体４５０は、アルミニウムやステンレス鋼等の好適な金属から形成された金属発泡材料であり、図示するように、容器の上部トレイに配置されていて、発送や取扱中に、容器がたとえ傾いても、ソース試薬がトレイに均一に分布されるよう保つ。
【０１４８】
多孔質固体構造本体である発泡体はまた、平坦なトレイ表面に比べて、実質的に増大した表面積を与えることもでき、表面積の増大の具体的な大きさは、発泡体の多孔性および孔径特性に応じて異なる。発泡体によってまた、トレイ構造のみに比べ、金属のより大きな化学的接触が達成される。これによって、容器に入熱されるとき、化学物質自体のより均一な加熱が可能となる。
【０１４９】
発泡体は、実際、単体で、モノリシック本体またはモノリシック物品の床として用いるのが有用であり、トレイアセンブリまたはその他支持構造の代わりに、気化器容器の内部容積部分に配置することができる。
【０１５０】
図８に図示した容器では、最上トレイのみに発泡体があるが、当然のことながら、この代わりに、容器中の各トレイに個別の発泡体として容器を構成することができ、さらなる変形例としては、発泡体を、全てのトレイでなく、いくつかにのみ用いてもよい。特定の実施形態において、上部トレイに固体がなく、発泡体もないと有利である。
【０１５１】
従って、本発明は、接触のために容器に導入されたキャリアガスとの接触用にソース試薬を保持するように適合された気化器容器を含む気化器を提供するものである。気化器は、気化器容器および中にあるソース試薬を加熱するように適合されていて、該ソース試薬に由来する蒸気を生成する。該ソース試薬は、該蒸気中に粒子を生成または存在させやすい。容器は、内部容積部分を画定し、内部容積部分を密閉するための、容器に固定可能なカバーを備えている。カバーは、入口および出口ポートを含んでおり、これによって、キャリアガスが、入口ポートを通して、該内部容積部分に導入可能で、該キャリアガスおよび該ソース試薬に由来する蒸気を含むキャリアガス混合物は、該出口ポートを通して、該内部容積部分から放出可能である。少なくとも１つの多孔質金属本体が、内部容積部分に提供されて、その孔内にソース試薬を保持するように適合されている。
【０１５２】
本発明は、さらに、気化器容器において固体加熱された気化可能な固体から蒸気を生成する方法を提供するものである。本方法には、少なくとも１つの多孔質金属本体を気化器容器に配置することが含まれ、多孔質金属本体は、その孔内に気化可能な固体を含んでいる。
【０１５３】
さらなる態様において、本発明は、低蒸気圧材料等の固体ソースのための気化器を提供するものである。気化器は、密閉された内部容積部分を画定する壁を含む単一ポート容器を含み、壁と熱接触し、固体ソース材料を内部容積部分において支持するように適合された複数の個別の支持要素を備えている。支持要素は、固体ソース材料を加熱して、固体ソース材料蒸気を形成するための構造を提供する。本実施形態における単一ポート容器の単一ポートは、容器内部容積部分と連通し、固体ソース材料蒸気を容器から放出するように適合された放出ポートである。
【０１５４】
図９は、かかる種類の気化器容器５００の概略図である。
【０１５５】
図９の実施形態において、気化器５００は、円筒レセプタクルとして製造された容器５０２を含み、これにプレート部材５０４が、例えば、鋳造、ろう付け、導電性ボンディング媒体、メカニカルファスニングまたはその他固定技術、材料または要素により、固定されている。あるいは、気化器５００は、一体型構造として、プレート部材５０４および容器５０２に対して一体成型することができる。容器５０２およびプレート部材５０４が併せて、内部容積部分５０６を密閉している。
【０１５６】
複数のフィンガー５１０が、容器の壁５０８に、その近接端に固定されている。このため、壁５０８には、それぞれ、フィンガー５１０を中に受けるようにサイズ決めされた複数の開口部が形成されていて、フィンガーは、壁開口部から、容器の内部容積部分５０６へと内側に延在している。これらのフィンガーは、関連付けられた開口部に固定することができ、任意の好適なやり方で、容器の気密の完全性を確保し、維持する。
【０１５７】
フィンガーは、容器壁５０８の各開口部にねじ切りすることを補完して、例えば、その近接端で、ねじ切りにより形成することができ、これによって、フィンガーは、壁５０８と螺合することができる。このようにして、フィンガーは、容器に外側から取付け、取外しされる。当然のことながら、フィンガーに対応する、壁開口部におけるかかる補完のねじ切りの代わりに、フィンガーを、他のやり方で壁と係合させ、固定することもできる。
【０１５８】
あるいは、容器５０２を、壁５０８に開口部なしで、容器から取り外すことのできるプレート部材５０４を備えるように、ツーピース構造として、形成することができる。かかる実施形態におけるフィンガーは、任意の好適なやり方、例えば、鋳造、ろう付け、導電性ボンディング媒体、メカニカルファスニングまたはその他固定技術、材料または要素により、壁５０８の内壁表面に、その近接端で固定することができる。
【０１５９】
フィンガー５１０は、任意の好適な構成で、内部容積部分５０６に構成することができる。例えば、フィンガーは、図示する実施形態のように、互いに入り組む、または螺旋状アセンブリ、列またはその他配列で、互いに相隔たる関係とすることができる。フィンガーは、気化器の基部または床部分から上方に延在させる、かつ／または、容器の側壁および／または密閉部材から突出させることができる。
【０１６０】
各フィンガー５１０は、固体ソース試薬のコーティング５１４によりコートされた外面５１２を有している。かかる構成により、熱が容器壁５０８に入り、フィンガー５１０に伝導される。これは、例えば、容器を囲むサーマル加熱ジャケットにより、容器の放射加熱、容器の対流加熱、埋め込み型抵抗熱要素またはその他好適なやり方による容器壁の加熱によりなされる。
【０１６１】
熱がフィンガーに伝達されると、中にあるソース試薬材料のコーティングが気化されて、ソース試薬の純粋な蒸気を形成する。
【０１６２】
図示した実施形態における気化器のプレート部材５０４は、気化器容器の内部容積部分５０６と連通している内部流路を備えたバルブ本体を、放出具５２４と共に含むバルブヘッドアセンブリを有している。これには、導管、マニホルドまたはその他フロー回路を、気化器に固定して、前駆体蒸気を、下流の流体を利用する設備へ送出することができ、そこで、かかる前駆体蒸気が、処理されたり、その他用いられる。
【０１６３】
バルブ本体５２０の内部流路は、完全に開いた位置と完全に閉じた位置との間で、選択的に動かすことのできるバルブ要素を含んでおり、かかるバルブ要素は、ハンドホイール５２２と機械的に結合されて、バルブ本体により画定されたバルブを、所望の程度まで開く、または閉じて、前駆体蒸気を流すことができる。
【０１６４】
従って、図９の気化器５００には、気化容器の加熱により形成された前駆体蒸気の放出のために１つのポートのみあればよく、蒸気は、内部容積部分５０６から、バルブヘッド５２０を通して、放出具５２４まで流れ、バルブ本体により画定されたバルブを開くと流れる。
【０１６５】
気化器の容器は、１、２または多数のポートにより形成でき、容器は、ソース試薬化学物質を中に導入するように構成されたカバーを含む、または一体型容器とすることができるものと考えられる。例えば、容器は、ソース試薬化学物質を、容器の基部に挿入し、固定することができるように形成してもよい。
【０１６６】
他の態様において、本発明は、ソース試薬材料のための貯蔵媒体としてイオン液体を用いるものであり、気化器容器は、ソース試薬を含有するイオン液体を保持するように適合されている。例えば、ソース試薬材料は、好適なイオン液体媒体に溶解でき、溶解したソース試薬材料の蒸気は、イオン液体の加熱の際に放出される。
【０１６７】
かかる用途に用いるのに好適なイオン液体媒体としては、これらに限られるものではないが、酸／塩基中性イオン液体、または反応性液体として作用するイオン液体、すなわち、ルイス酸が挙げられ、ソース試薬材料との可逆反応が記憶される。これらの反応性イオン液体は、カチオン成分とアニオン成分とを含む。反応性イオン液体の酸性度または塩基性度は、カチオン、アニオンまたはカチオンとアニオンの組み合わせの強度に支配される。
【０１６８】
最も一般的なイオン液体は、テトラアルキルホスホニウム、テトラアルキルアンモニウム、Ｎ−アルキルピリジニウムまたはＮ，Ｎ’−ジアルキルイミダゾリウムカチオンの塩を含む。一般的なカチオンは、Ｃ１−１８アルキル基（順番の個別の各アルキル基、すなわち、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル…命名法により表わされる）を含有し、これらに限られるものではないが、Ｎ−アルキル−Ｎ’−メチルイミダゾリウムおよびＮ−アルキルピリジニウムのエチル、ブチルおよびヘキシル誘導体が挙げられる。他のカチオンとしては、ピリダジニウム、ピリミジニウム、ピラジニウム、ピラゾリウム、トリアゾリウム、チアゾリウムおよびオキサゾリウムが挙げられる。
【０１６９】
反応性官能基をカチオンに含む、いわゆる「特定の機能を果たす」イオン液体を用いることができる。特定の機能を果たすイオン液体としては、アミノアルキル、例えば、アミノプロピル、ウレイドプロピルおよび上記のカチオンのチオウレイド誘導体等を挙げることができる。官能基付与カチオンを含有する特定の機能を果たすイオン液体の具体例としては、１−アルキル−３−（３−アミノプロピル）イミダゾリウム、１−アルキル−３−（３−ウレイドプロピル）イミダゾリウム、１−アルキル−３−（３−チオウレイドプロピル）イミダゾリウム、１−アルキル−４−（２−ジフェニルホスファニルエチル）ピリジニウム、１−アルキル−３−（３−スルホプロピル）イミダゾリウムおよびトリアルキル−（３−スルホプロピル）ホスホニウムの塩が挙げられる。
【０１７０】
様々なアニオンが、かかるイオン液体のカチオン成分と適合し、中性イオン液体またはルイス酸性度またはルイス塩基性度を有するものが得られる。アニオンのある種類は、金属ハロゲン化物から誘導される。頻繁に用いられるハロゲン化物は、塩化物である。ただし、その他のハロゲン化物を用いてもよい。アニオン成分を供給するのに好ましい金属、例えば、金属ハロゲン化物としては、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、クロム、亜鉛、錫、アンチモン、チタン、ニオブ、タンタル、ガリウムおよびインジウムが挙げられる。金属ハロゲン化物アニオンとしては、ＣｕＣｌ２−、Ｃｕ２Ｃｌ３−、ＡｌＣｌ４−、Ａｌ２Ｃｌ７−、ＣｏＣｌ３−、ＣｒＣｌ４−、ＺｎＣｌ３−、ＺｎＣｌ４−２、Ｚｎ２Ｃｌ５−、ＦｅＣｌ３−、ＦｅＣｌ４−、Ｆｅ２Ｃｌ７−、ＴｉＣｌ５−、ＴｉＣｌ６−２、ＳｎＣｌ５−、ＳｎＣｌ６−２等が例示される。
【０１７１】
その他の一般的に用いられるアニオンとしては、カルボキシレート、フッ素化カルボキシレート、スルホネート、フッ素化スルホネート、イミド、ホウ酸塩、リン酸塩、塩化物等が挙げられる。好ましいアニオンとしては、ＢＦ４−、ＰＦ６−、ｐ−ＣＨ３−Ｃ６Ｈ４ＳＯ３−、ＣＦ３ＳＯ３−、ＣＨ３ＯＳＯ３−、ＣＨ３ＣＨ２ＯＳＯ３−、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−、（ＮＣ）２Ｎ−（ＣＦ３ＳＯ２）３Ｃ−、ＣＨ３ＣＯＯ−およびＣＦ３ＣＯＯ−が挙げられる。
【０１７２】
他のイオン液体を調製できるハロゲン化物イオン液体化合物としては、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム臭化物、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム塩化物、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム臭化物、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム塩化物、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム臭化物、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム塩化物、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウム臭化物、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウム塩化物、モノメチルアミン塩酸塩、トリメチルアミン塩酸塩、テトラエチルアンモニウム塩化物、テトラメチルグアニジン塩酸塩、Ｎ−メチルピリジニウム塩化物、Ｎ−ブチル−４−メチルピリジニウム臭化物、Ｎ−ブチル−４−メチルピリジニウム塩化物、テトラブチルホスホニウム塩化物およびテトラブチルホスホニウム臭化物が例示される。
【０１７３】
その他の好適な液体キャリアとしては、オリゴマーおよび低分子量ポリマー、超分岐および樹枝状アモルファスポリマー、天然および合成油等が挙げられる。好適な液体キャリアの具体例としては、アルキレンカーボネート、グリム、ポリエーテル油、パーフルオロポリエーテル油、クロロトリフルオロエチレン油、ハイドロフルオロカーボン油、ポリフェニルエーテル、シリコーン油、フルオロシリコーン油、ハイドロカーボン（精製石油）油、超分岐ポリエチレン、超分岐ポリエーテル、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネート等が挙げられる。
【０１７４】
使用の際、中に溶解したソース試薬を含有するイオン液体を加熱して、溶解したソース試薬の蒸気を、十分な蒸気圧で生成し、イオン液体および関連付けられた蒸気と接触したキャリアガスによって、所望の最終用途にとって適切な濃度のソース試薬を含有するソース試薬含有蒸気が得られる。
【０１７５】
本発明は、他の態様において、内部容積部分を密閉する気化器容器を含み、容器の内部容積部分と連通する少なくとも１つのガスポートを有する気化器に関し、容器の内部容積部分にある内部構造を有し、容器は、内部構造と接触しているソース試薬材料に接触しており、ソース材料は、外側クラスト部分を含み、加熱可能でソース材料蒸気を生成し、気化器の分配操作において、容器から放出される。内部構造は、トレイ、金属発泡体、区画、フィン、面積の増大した突出部等を含むことができ、容器は、さらに、粒子抑制特徴部および／またはフリット要素を含むことができる。
【０１７６】
図１０は、本発明による気化器容器に存在するように適合された種類の固体ソース試薬トレイ部材の斜視図の写真である。トレードには、蒸気がトレイを流れるように、複数の円筒流路が設けられている。ソース試薬を延長した熱処理して、クラスト材料を形成した後のソース試薬のクラスト部分は、トレイにあるソース試薬のバルク塊からは除去して示してある。
【０１７７】
図１０に示すように、ソース試薬材料の一部は、トレイ表面にあるソース試薬のバルク塊からは除去されており、かかる除去された部分には、トレイに最初に適用されたソース試薬の顆粒粉末形態の熱処理により圧縮された最上層を含む。
【０１７８】
本明細書で用いる「クラスト」という用語は、ソース試薬材料の塊の外側部分を指し、かかる外側部分は、かかる塊のバルク内部または下にある部分のソース試薬材料とは異なる形態を有している。クラスト部分の形態の異なる特性は、密度、結晶またはアモルファス性、微細構造、分割または連続性の程度における差、あるいは、分割および連続性の差（クラスト部分が、溶融または連続で、内側バルク部分の特性は、分割または不連続、すなわち、顆粒または微粒子）である。
【０１７９】
本発明の一実施形態において、ソース試薬材料、例えば、ＺｒＣｌ４およびＨｆＣｌ４等は、長い時間、例えば、少なくとも４時間、好ましくは１０〜１５時間、２３５℃を超える温度、例えば、２３５℃〜２５０℃の範囲に加熱されて、かかる材料の顆粒塊等ソース試薬材料の塊にクラストを形成する。かかる高温処理は、本発明の広範な実施において用いられる特定のソース試薬材料について、本発明の実施で大きく異なるものと考えられる。
【０１８０】
本発明を、特定の態様、構成および実施形態に関して、ここに実例により説明してきたが、本発明の範囲は、このように限定されるものではなく、その他変形、修正および変形実施形態まで拡大され、これらを包含するものであり、当業者であれば、この開示内容に基づいて、自ずと示唆されるものと考えられる。従って、かかる変形実施形態、変形例および修正は全て、請求された本発明の精神および範囲内に入るものとみなされる。
【０１８１】
本発明を、特定の態様、構成および本発明の具体的な実施形態を参照して、ここに説明してきたが、本発明の有用性は、このように限定されるものではなく、数多くのその他変形、修正および変形実施形態まで拡大され、これらを包含するものであり、当業者であれば、この開示内容に基づいて、自ずと示唆されるものと考えられる。従って、かかる変形修正および変形実施形態は全て、その思想および範囲内に入るものとして、広く理解され解釈されることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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