JP2007211346A

JP2007211346A - 膜前駆体蒸発システムにおいて使用される膜前駆体のトレーおよびその使用方法

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Publication number: JP2007211346A
Application number: JP2007031015A
Authority: JP
Inventors: Kenji Suzuki; 健二鈴木; Emmanuel P Guidotti; ペーギドッティエマニュエル; Yeh Ryuushinku Heritto; イェーリューシンクヘリット; Masamichi Hara; 正道原; Daisuke Kuroiwa; 大祐黒岩; Tadahiro Ishizaka; 忠大石坂
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron America Inc
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron America Inc
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2027-02-09
Also published as: JP4960720B2

Abstract

【課題】膜前駆体（３５０）の露出表面積を向上させることにより成膜速度を向上するため、高伝導性の気相供給システム（４０）に結合された、高伝導性のマルチトレー膜前駆体蒸発システム（５０、３００）を示した。
【解決手段】マルチトレー膜前駆体蒸発システムは、１または２以上のトレー（３３０、３４０）を有する。各トレーは、例えば、固体粉末状または固体タブレット状の膜前駆体を支持し、保持するように構成される。また、膜前駆体が加熱されている間、各トレーは、膜前駆体の上部に流れるキャリアガスに、高い導電性が提供されるように構成されても良い。例えば、キャリアガスは、膜前駆体の上方から内方に流れ、積層可能なトレー内の流束溝を介して垂直に上方に流れ、固体前駆体蒸発システム（３００）の出口（３２２）から排出される。
【選択図】図３

Description

本発明は、薄膜成膜用のシステムに関し、特に膜前駆体を蒸発させ、成膜チャンバに気相を供給するシステムに関する。

本出願は、以下の各米国特許出願の一部継続出願である：２００４年９月に出願された第１１／００７９６１号、２００４年９月に出願された１１／００７９６５号、２００４年１１月２９日に出願された１０／９９８４２０号。これらは、全て本願の参照文献として明確に取り込まれている。

米国特許出願第１１／００７９６１号は、２００４年１１月２９日に出願された米国特許出願第１０／９９８４２０号の一部継続出願であり、米国特許出願第１１／００７９６２号は、２００４年１１月２９日に出願された米国特許出願第１０／９９８４２０号の一部継続出願であり、これらは、全て本願の参照文献として明確に取り込まれている。

本願は、速達郵便ＥＶ４８８８１８４４７ＵＳ号として本願と同日に出願された、「薄膜前駆体蒸着システムおよびその使用方法」という題目の、米国特許出願第１１／３５１５３９号に関連し、これは、本願の参照文献として明確に取り入れられている。

集積回路を製造するため、マルチレイヤ金属化組織に銅（Ｃｕ）金属を設置する場合、拡散バリア／ライナを使用して、Ｃｕ層の密着性および成長を改善して、Ｃｕの誘電体材料への拡散を防止することが必要となる。誘電体材料上に成膜されたバリア／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）のような、Ｃｕに対して非反応性で非混和性の屈折性材料を含んでも良く、これにより、電気抵抗を低くすることができる。金属化Ｃｕと誘電体材料を集積する現在の集積構造では、約４００℃から約５００℃の間、またはそれ以下の基板温度でのバリア／ライナ成膜処理プロセスが必要である。

例えば、現在の１３０ｎｍ以下のノード技術用のＣｕ集積方式では、低い誘電率（低ｋ）の層間誘電体が使用され、その後、物理気相成膜法（ＰＶＤ）でＴａＮ層およびＴａバリア層が設置され、さらに、ＰＶＤでＣｕシード層が成膜され、電気化学的成膜（ＥＣＤ）Ｃｕフィルが設置される。一般に、Ｔａ層は、それらの密着性（すなわち、低ｋ膜に対するそれらの密着性）により選定され、一般に、Ｔａ／ＴａＮ層は、それらのバリア性（すなわち、低ｋ膜内へのＣｕの拡散に対するそれらの保護性）により選定される。

前述のように、Ｃｕ拡散バリアのような薄膜遷移金属層の研究および実施のため、精力的な取り組みがなされており、これらの研究には、クロム、タンタル、モリブデンおよびタングステンのような材料が含まれる。これらの各材料は、Ｃｕに対して低い混和性を示す。最近では、潜在的なバリア層として、ルテニウム（Ｒｕ）およびロジウム（Ｒｈ）のような他の材料が見出されている。これらの材料は、従来の耐熱材料と同様の挙動を示すことが予想されるためである。

本発明では、膜前駆体の露出表面積を向上させることにより成膜速度を向上するため、高伝導性の気相供給システム（４０）に結合された、高伝導性のマルチトレー膜前駆体蒸発システムを提供することを課題とする。

本発明のある実施例では、膜前駆体から薄膜を成膜するシステムが提供される。

本発明の別の実施例では、膜前駆体の蒸発システムが提供される。

本発明のさらに別の実施例では、高速で、固体金属前駆体から金属膜を成膜する方法およびシステムが提供される。

さらに別の実施例では、交換式の膜前駆体支持組立体が提案され、この組立体は、膜前駆体蒸発システム内に、膜前駆体を支持し、１または２以上の追加の積層可能なトレーと積層させることができるように構成された交換式のトレーを有し、前記膜前駆体蒸発システムは、外壁および底部を有する容器と、該容器に密閉結合するように構成された蓋とを有し、前記蓋は、薄膜成膜システムと密閉結合するように構成された出口を有し、前記交換式のトレーは、内端部と外端部とを有し、両者の間に、前記膜前駆体が保持され、前記端部の一方は、積層可能であり、前記積層可能な端部に形成された１または２以上のトレー開口を有し、前記交換式のトレーは、キャリアガス供給システムから他の端部に向かって、キャリアガスが前記膜前駆体の上部を流れるように構成され、前記キャリアガスは、膜前駆体気相とともに、前記蓋の前記出口を介して排気される。

本発明のいくつかの実施例では、前記交換式のトレーは、内端部と外端部とを有し、両者の間に、前記膜前駆体が保持され、前記交換式のトレーは、前記積層可能な内端部に形成された１または２以上のトレー開口を有し、キャリアガス供給システムからトレーの他の端部に向かって、キャリアガスが前記膜前駆体の上部を流れるように構成され、前記キャリアガスは、膜前駆体気相とともに、前記蓋の前記出口を介して排気される。

以下の記載は、本発明をよりよく理解するための説明用のものであり、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。

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には、ある実施例による、基板に金属膜のような薄膜を成膜するためのシステム１を示す。成膜システム１は、基板２５を支持するように構成された基板ホルダ２０を有するプロセスチャンバ１０を有し、基板２５の上には、薄膜が形成される。プロセスチャンバ１０は、気相前駆体供給システム４０を介して、膜前駆体蒸発システム５０と結合されている。

さらにプロセスチャンバ１０は、ダクト３６を介して真空ポンプシステム３８と結合されており、ポンプシステム３８は、プロセスチャンバ１０、気相前駆体供給システム４０、および膜前駆体蒸発システム５０を、基板２５上への薄膜の形成に適した圧力、さらには膜前駆体蒸発システム５０内の膜前駆体（図示されていない）の蒸発に適した圧力に真空処理するように構成されている。

図１を参照すると、膜前駆体蒸発システム５０は、膜前駆体を保管して、膜前駆体を、膜前駆体が揮発するのに十分な温度に加熱するように構成されており、気相膜前駆体は、気相前駆体供給システム４０に導入される。以下、図３乃至９を参照してさらに詳細を示すが、膜前駆体は、例えば、固体膜前駆体を有する。また膜前駆体は、例えば、固体金属前駆体を含んでも良い。また膜前駆体は、例えば、カルボニル属を含んでも良い。例えば、カルボニル金属は、カルボニルルテニウム（Ｒｕ_３（ＣＯ）_１２）、またはカルボニルレニウム（Ｒｅ_２（ＣＯ）_１０）を含んでも良い。カルボニル金属は、追加で、例えば、Ｗ（ＣＯ）_６、Ｍｏ（ＣＯ）_６、Ｃｏ_２（ＣＯ）_８、Ｒｈ_４（ＣＯ）_１２、Ｃｒ（ＣＯ）_６またはＯｓ（ＣＯ）_１２を含んでも良い。タンタル（Ｔａ）を成膜する場合、追加で、例えば、膜前駆体は、ＴａＦ_５、ＴａＣｌ_５、ＴａＢｒ_５、ＴａＩ_５、Ｔａ（ＣＯ）_５、Ｔａ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５ＣＨ_３）］_５（ＰＥＭＡＴ）、Ｔａ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_５（ＰＤＭＡＴ）、Ｔａ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２］_５（ＰＤＥＡＴ）、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ_３）_３）（Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２）_３（ＴＢＴＤＥＴ）、Ｔａ（ＮＣ_２Ｈ_５）（Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２）_３、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ_３）_２Ｃ_２Ｈ_５）（Ｎ（ＣＨ_３）_２）_３、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ_３）_３）（Ｎ（ＣＨ_３）_２）_３またはＴａ（ＥｔＣｐ）_２（ＣＯ）Ｈを含んでも良い。また、例えば、チタン（Ｔｉ）を成膜する場合、膜前駆体は、ＴｉＦ_４、ＴｉＣｌ_４、ＴｉＢｒ_４、ＴｉＩ_４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５ＣＨ_３）］_４（ＴＥＭＡＴ）、Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_４（ＴＤＭＡＴ）、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２］_４（ＴＤＥＡＴ）を含んでも良い。ルテニウム（Ｒｕ）を成膜する場合、追加で、例えば、膜前駆体は、Ｒｕ（Ｃ_５Ｈ_５）_２、Ｒｕ（Ｃ_２Ｈ_５Ｃ_５Ｈ_４）_２、Ｒｕ（Ｃ_３Ｈ_７Ｃ_５Ｈ_４）_２、Ｒｕ（ＣＨ_３Ｃ_５Ｈ_４）_２、Ｒｕ_３（ＣＯ）_１２、Ｃ_５Ｈ_４Ｒｕ（ＣＯ）_３、ＲｕＣｌ_３、Ｒｕ（Ｃ_１１Ｈ_１９Ｏ_２）_３、Ｒｕ（Ｃ_８Ｈ_１３Ｏ_２）_３またはＲｕ（Ｃ_５Ｈ_７Ｏ）_３を含んでも良い。

膜前駆体を揮発させる（または固体金属前駆体を昇華させる）所望の温度を得るため、膜前駆体蒸発システム５０は、蒸発温度を制御するように構成された蒸発温度制御システム５４に結合される。例えば、従来のシステムでは、通常、膜前駆体の温度は、約４０℃以上に昇温され、膜前駆体が昇華または蒸発する。膜前駆体が加熱され、蒸発（または昇華）が生じた場合、キャリアガスは、膜前駆体の上部を通り、または膜前駆体によって搬送される。キャリアガスは、例えば、希ガス（すなわち、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）のような不活性ガス、またはカルボニル金属とともに使用される、一酸化炭素（ＣＯ）のような一酸化物、またはそれらの混合物を含んでも良い。例えば、キャリアガス供給システム６０は、膜前駆体蒸発システム５０に結合され、これは、例えば、供給ライン６１を介して、膜前駆体の上部にキャリアガスを供給するように構成される。別の例では、キャリアガス供給システム６０は、気相前駆体供給システム４０に結合され、供給ライン６３を介して、膜前駆体の気相にキャリアガスを供給するように構成され、これによりまたはその後、膜前駆体は、気相前駆体供給システム４０に導入される。図には示されていないが、キャリアガス供給システム６０は、ガス源、１または２以上の制御バルブ、１または２以上のフィルタおよびマスフロー制御器を有する。例えば、キャリアガスの流速は、約５ｓｃｃｍ（標準ｃｍ^３／分）から約１０００ｓｃｃｍの範囲である。別の例では、キャリアガスの流速は、約２０ｓｃｃｍから約１００ｓｃｃｍの範囲であっても良い。

膜前駆体蒸発システム５０の下流では、膜前駆体の気相は、気相前駆体供給システム４０を介して、キャリアガスとともに流れ、この気相は、プロセスチャンバ１０に結合された気相分散システム３０に導入される。気相前駆体供給システム４０は、気相ラインの温度を制御するため、気相ライン温度制御システム４２に結合され、膜前駆体の気相の分解および膜前駆体気相の濃縮が防止される。例えば、気相ライン温度は、蒸発温度とほぼ同等またはより高い値に設定される。また、例えば、気相前駆体供給システム４０は、約５０リットル／秒を超える高い伝導性を有するように特徴化されても良い。

再度図１を参照すると、プロセスチャンバ１０に結合された気相分散システム３０は、プレナム３２を有し、この内部では、気相は、気相分散板３４を貫通する前に分散され、基板２５の上部の処理ゾーンに導入される。また、気相分散板３４は、気相分散板３４の温度を制御するように構成された、分散板温度制御システム３５に結合される。例えば、気相分散板の温度は、気相ライン温度とほぼ等しい値に設定される。ただし、この温度は、より低くても、より高くても良い。

一度、膜前駆体気相が処理ゾーン３３に導入されると、膜前駆体気相は、基板２５の温度が高いため、基板表面に吸着する際に熱的に分解され、基板２５上に薄膜が形成される。基板ホルダ２０は、基板温度制御システム２２に結合されており、基板２５の温度を昇温するように構成される。例えば、基板温度制御システム２２は、基板２５の温度を約５００℃に昇温するように構成される。ある実施例では、基板温度は、約１００℃から約５００℃の範囲である。別の実施例では、基板温度は、約３００℃から約４００℃の範囲である。また、プロセスチャンバ１０は、チャンバ壁の温度を制御するように構成されたチャンバ温度制御システム１２に結合しても良い。

前述のように、例えば、従来のシステムは、金属気相前駆体の分解および金属気相前駆体の濃縮を抑制するため、約４０℃以上の温度で、膜前駆体気相システム５０と気相前駆体供給システム４０とを作動させるようにされる。

また、成膜システム１は、１または２以上の基板の処理が行われる前に、周期的に清浄化されることが好ましい。例えば、清浄化法およびシステムの追加の細部は、２００４年１１月２９日に出願された、「成膜システムのｉｎ−ｓｉｔｕ清浄化を行うための方法およびシステム」という題目の同時係属の米国特許出願第１０／９９８３９４号に示されている。これは、本願の参照文献として取り入れられている。

前述のように、成膜速度は、蒸発して、分解、濃縮または両方が生じる前に、基板に輸送された膜前駆体の量に比例する。従って、一つの基板から次の基板まで、所望の成膜速度を得て、一定の処理特性（すなわち、成膜速度、膜厚、膜の均一性、膜性状等）を維持するためには、膜前駆体気相の流速をモニターし、調整しまたは制御する機能を提供することが重要となる。従来のシステムでは、オペレータは、蒸発温度、およびこの蒸発温度と流速の予め定められた関係を用いて、膜前駆体気相の流速を間接的に決定していた。しかしながら、適切な時間で処理を行い特性を得るためには、流速をより正確に測定することが避けられない。例えば、追加の詳細は、２００４年１１月２９日に出願された、「固体前駆体供給システム内の流速を測定するための方法およびシステム」という題目の同時係属の米国特許出願第１０／９９８３９３号に示されている。これは、本願の参照文献として取り入れられている。

再度図１を参照すると、さらに成膜システム１は、制御システム８０を有し、この制御システムは、成膜システム１を作動させ、動作を制御するように構成されている。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、気相分散システム３０、気相前駆体供給システム４０、膜前駆体蒸発システム５０およびキャリアガス供給システム６０に結合されている。

さらに別の実施例として、図２には、基板に金属膜のような薄膜を成膜するための成膜システム１００を示す。成膜システム１００は、プロセスチャンバを有し、このプロセスチャンバは、上部に薄膜が形成される基板１２５を支持するように構成された基板ホルダ１２０を有する。プロセスチャンバ１１０は、膜前駆体（図示されていない）を保管し、揮発させる膜前駆体蒸発システム１５０と、膜前駆体気相を輸送するように構成された気相前駆体供給システム１４０と、を有する前駆体供給システム１０５に結合されている。

プロセスチャンバ１１０は、上部チャンバ区画１１１、底部チャンバ区画１１２、および排気チャンバ１１３を有する。底部チャンバ区画１１２には、開口１１４が形成されており、底部区画１１２は、排気チャンバ１１３と結合されている。

再度図２を参照すると、基板ホルダ１２０は、被処理支持基板（またはウェハ）１２５に水平面を提供する。基板ホルダ１２０は、円筒状支持部材１２２によって支持されており、これは、排気チャンバ１１３の底部から上方に延伸している。必要であれば、基板１２５を基板ホルダ１２０上に位置決めするガイドリング１２４が、基板ホルダ１２０の端部に設置される。また、基板ホルダ１２０は、ヒータ１２６を有し、このヒータは、基板ホルダ温度制御システム１２８と結合されている。ヒータ１２６は、例えば、１または２以上の抵抗加熱素子を含んでも良い。あるいは、ヒータ１２６は、例えば、タングステンハロゲンランプのような放射加熱素子を有しても良い。基板ホルダ温度制御システム１２８は、１または２以上の加熱素子に電力を供給する電源と、基板温度もしくは基板ホルダ温度もしくは両方を計測する１または２以上の温度センサと、基板もしくは基板ホルダの温度をモニター、調整または制御のうち、少なくとも一つを実施するように構成された制御器とを有しても良い。

処理プロセスの際、加熱された基板１２５によって、金属含有膜前駆体のような膜前駆体気相の気相が熱的に分解され、基板１２５上に、金属層のような薄膜を形成することが可能となる。ある実施例では、膜前駆体は、固体前駆体を含む。別の実施例では、膜前駆体は、金属前駆体を含む。別の実施例では、膜前駆体は、固体金属前駆体を含む。さらに別の実施例では、膜前駆体は、カルボニル金属前駆体を含む。さらに別の実施例では、膜前駆体は、カルボニルルテニウム前駆体、例えばＲｕ_３（ＣＯ）_１２を含む。本発明のさらに別の実施例では、膜前駆体は、カルボニルレニウム前駆体、例えばＲｅ_２（ＣＯ）_１０を含む。熱化学気相成膜の分野の当業者には、本発明の範囲から逸脱しないで、他のカルボニルルテニウム前駆体およびカルボニルレニウム前駆体を用いることができることは、明らかである。さらに別の実施例では、膜前駆体は、Ｗ（ＣＯ）_６、Ｍｏ（ＣＯ）_６、Ｃｏ_２（ＣＯ）_８、Ｒｈ_４（ＣＯ）_１２、Ｃｒ（ＣＯ）_６またはＯｓ（ＣＯ）_１２である。また、例えば、タンタル（Ｔａ）を成膜する場合、膜前駆体は、ＴａＦ_５、ＴａＣｌ_５、ＴａＢｒ_５、ＴａＩ_５、Ｔａ（ＣＯ）_５、Ｔａ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５ＣＨ_３）］_５（ＰＥＭＡＴ）、Ｔａ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５ＣＨ_３）］_５（ＰＥＭＡＴ）、Ｔａ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_５（ＰＤＭＡＴ）、Ｔａ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２］_５（ＰＤＥＡＴ）、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ_３）_３）（Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２）_３（ＴＢＴＤＥＴ）、Ｔａ（ＮＣ_２Ｈ_５）（Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２）_３、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ_３）_２Ｃ_２Ｈ_５）（Ｎ（ＣＨ_３）_２）_３、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ_３）_３）（Ｎ（ＣＨ_３）_２）_３またはＴａ（ＥｔＣｐ）_２（ＣＯ）Ｈを含む。また、例えば、チタン（Ｔｉ）を成膜する場合、膜前駆体は、ＴｉＦ_４、ＴｉＣｌ_４、ＴｉＢｒ_４、ＴｉＩ_４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５ＣＨ_３）］_４（ＴＥＭＡＴ）、Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_４（ＴＤＭＡＴ）、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２］_４（ＴＤＥＡＴ）を含んでも良い。また、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）を成膜する場合、膜前駆体は、Ｒｕ（Ｃ_５Ｈ_５）_２、Ｒｕ（Ｃ_２Ｈ_５Ｃ_５Ｈ_４）_２、Ｒｕ（Ｃ_３Ｈ_７Ｃ_５Ｈ_４）_２、Ｒｕ（ＣＨ_３Ｃ_５Ｈ_４）_２、Ｒｕ_３（ＣＯ）_１２、Ｃ_５Ｈ_４Ｒｕ（ＣＯ）_３、ＲｕＣｌ_３、Ｒｕ（Ｃ_１１Ｈ_１９Ｏ_２）_３、Ｒｕ（Ｃ_８Ｈ_１３Ｏ_２）_３またはＲｕ（Ｃ_５Ｈ_７Ｏ）_３を含んでも良い。

基板ホルダ１２０は、例えば、基板１２５上に所望の金属層を成膜することに適した所定の温度に加熱される。また、ヒータ（図示されていない）が、チャンバ温度制御システム１２１に結合されるとともに、プロセスチャンバ１１０の壁に埋設され、これによりチャンバ壁が所定の温度に加熱される。ヒータは、プロセスチャンバ１１０の壁の温度が約４０℃から約１００℃の範囲、例えば約４０℃から約８０℃の温度となるように維持される。圧力ゲージ（図示されていない）を用いて、プロセスチャンバの圧力が測定される。

また図２に示すように、気相分散システム１３０は、プロセスチャンバ１１０の上部チャンバ区画１１１に結合されている。気相分散システム１３０は、気相分散板１３１を有し、この板は、１または２以上のオリフィス１３４を介して、気相分散プレナム１３２からの前駆体気相を、基板１２５の上部の処理ゾーン１３３に導入するように構成されている。

また、上部チャンバ区画１１１には、気相前駆体供給システム１４０からの気相前駆体を、気相分散プレナム１３２に導入するため、開口１３５が形成されている。また、気相分散システム１３０の温度を制御するため、冷却流体または加熱流体を供給するように構成された同心円状の流体溝のような、温度制御素子１３６が設けられており、これにより、気相分散システム１３０内での膜前駆体の分解が回避される。例えば、水のような流体が、気相分散温度制御システム１３８から流体溝に供給される。気相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分散板の温度もしくは両方を計測する１または２以上の温度センサと、気相分散板１３１の温度を、約２０℃から約１００℃に制御するように構成された制御器とを有する。

膜前駆体蒸発システム１５０は、膜前駆体を保持するとともに、膜前駆体の温度を昇温して、膜前駆体を揮発（または昇華）するように構成されている。膜前駆体を加熱して、膜前駆体が所望の気相圧力となる温度に維持するため、前駆体ヒータ１５４が設置されている。前駆体ヒータ１５４は、蒸発温度制御システム１５６に結合され、このシステムは、膜前駆体の温度を制御するように構成されている。例えば、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℃以上に調整するように構成されている。あるいは、蒸発温度は、約５０℃以上に昇温しても良い。例えば、蒸発温度は、約６０℃以上の温度に昇温される。ある実施例では、蒸発温度は、約６０〜１００℃の範囲に昇温され、別の実施例では、約６０〜９０℃の範囲に昇温される。また、前駆体ヒータは、各トレーに提供しても良い。そのようなヒータは、例えば、抵抗加熱型であっても良い。

膜前駆体が加熱されると、蒸発（または昇華）が生じ、キャリアガスは、膜前駆体上を通過し、または膜前駆体によって搬送される。キャリアガスは、例えば、希ガス（すなわち、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）のような不活性ガス、またはカルボニル金属とともに使用される一酸化炭素（ＣＯ）のような一酸化物、またはこれらの混合物を含む。例えば、キャリアガス供給システム１６０は、膜前駆体蒸発システム１５０に結合され、これは、例えば、膜前駆体の上部にキャリアガスを供給するように構成される。また、図２には示されていないが、キャリアガス供給システム１６０は、気相前駆体供給システム１４０と結合され、膜前駆体の気相に、キャリアガスが供給され、これによりまたはその後、この気相は、気相前駆体供給システム１４０に導入される。キャリアガス供給システム１６０は、ガス源１６１と、１または２以上の制御バルブ１６２と、１または２以上のフィルタ１６４と、マスフロー制御器１６５とを有する。例えば、キャリアガスの流速は、約５ｓｃｃｍ（標準ｃｍ^３／分）から約１０００ｓｃｃｍの範囲である。ある実施例では、例えば、キャリアガスの流速は、約１０ｓｃｃｍから約２００ｓｃｃｍの範囲である。別の実施例では、例えば、キャリアガスの流速は、約２０ｓｃｃｍから約１００ｓｃｃｍの範囲である。

また、膜前駆体蒸発システム１５０からの全ガス流束を測定するセンサ１６６が設置される。センサ１６６は、例えば、マスフロー制御器を有し、プロセスチャンバ１１０に供給される膜前駆体の量は、センサ１６６とマスフロー制御器１６５を用いて決定される。あるいは、センサ１６６は、光吸収センサを有しても良く、この場合、プロセスチャンバ１１０に向かうガス流束中の膜前駆体の濃度が測定される。

センサ１６６の下流には、バイパスライン１６７が設置されても良く、これは、気相供給システム１４０を排気ライン１１６に接続する。バイパスライン１６７は、気相前駆体供給システム１４０を真空処理し、膜前駆体のプロセスチャンバ１１０への供給を安定化させるため提供される。また、気相前駆体供給システム１４０の分岐から下流側のバイパスライン１６７に、バイパスライン１６８が設置される。

また、図２を参照すると、気相前駆体供給システム１４０は、高伝導性気相ラインを有し、このラインは、第１および第２のバルブ１４１、１４２を有する。また、気相前駆体供給システム１４０は、さらに気相ライン温度制御システム１４３を有し、この気相ライン温度制御システム１４３は、気相前駆体供給システム１４０を、ヒータ（図示されていない）で加熱するように構成されている。気相ラインの温度は、気相ライン内の膜前駆体の濃縮を回避するように制御される。気相ラインの温度は、約２０℃から約１００℃に制御され、または約４０℃から約９０℃に制御される。例えば、気相ライン温度は、蒸発温度とほぼ等しいかより大きな値に設定される。

また、希釈ガス供給システム１９０から希釈ガスが供給されても良い。希釈ガスは、例えば、希ガス（すなわち、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）のような不活性ガス、またはカルボニル金属とともに使用される一酸化炭素（ＣＯ）のような一酸化物、またはこれらの混合物を含んでも良い。例えば、希釈ガス供給システム１９０は、気相前駆体供給システム１４０に結合され、これは、例えば、希釈ガスを気相膜前駆体に供給するように構成される。希釈ガス供給システム１９０は、ガス源１９１と、１または２以上の制御バルブ１９２と、１または２以上のフィルタ１９４と、マスフロー制御器１９５とを有する。例えば、キャリアガスの流速は、約５ｓｃｃｍ（標準ｃｍ^３／分）から約１０００ｓｃｃｍの範囲である。

マスフロー制御器１６５および１９５と、バルブ１６２、１９２、１６８、１４１および１４２は、制御器１９６で制御され、この制御器は、供給、遮断を制御し、キャリアガス、膜前駆体気相および希釈ガスの流束を制御する。制御器１９６には、さらにセンサ１６６が接続され、センサ１６６の出力に基づいて、制御器１９６は、マスフロー制御器１６５を介して、キャリアガスの流束を制御し、これによりプロセスチャンバ１１０に対して、所望の膜前駆体の流束が得られる。

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と接続する。真空ポンプ１１９を用いて、プロセスチャンバ１１０が所望の真空段階に真空処理され、処理プロセスの際に、プロセスチャンバ１１０からガス種が除去される。真空ポンプ１１９と直列に、自動圧力制御器（ＡＰＣ）１１５と、トラップ１１７とを用いても良い。真空ポンプ１１９は、ポンプ速度が５０００リットル／秒（およびそれ以上）のターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）を含んでも良い。あるいは、真空ポンプ１１９は、乾燥粗引きポンプを含んでも良い。処理プロセスの際、キャリアガス、希釈ガス、膜前駆体気相またはこれらの組み合わせは、プロセスチャンバ１１０に導入され、チャンバ圧力は、ＡＰＣ１１５によって調整される。例えば、チャンバ圧力は、約１ｍＴｏｒｒから約５００ｍＴｏｒｒの範囲であり、別の実施例では、チャンバ圧力は、約５ｍＴｏｒｒから５０ｍＴｏｒｒの範囲である。ＡＰＣ１１５は、バタフライ型のバルブまたはゲートバルブを有しても良い。トラップ１１７は、プロセスチャンバ１１０から未反応前駆体材料および副製生物を回収する。

プロセスチャンバ１１０内の基板ホルダ１２０を参照すると、図２に示すように、基板１２５の保持、上昇および下降のため、３つの基板リフトピン１２７（２つだけが示されている）が設置されている。基板リフトピン１２７は、板１２３に結合されており、基板ホルダ１２０の上部表面よりも下方に下げることができる。例えば、エアシリンダのような駆動機構１２９を用いて、板１２３を上昇および下降させる手段が提供される。基板１２５は、ロボット搬送システム（図示されていない）によって、ゲートバルブ２００およびチャンバ貫通路２０２を介してプロセスチャンバ１１０に搬入およびこれから搬出され、基板１２５は、基板リフトピン１２７によって受容される。一旦搬送システムに基板１２５が受容されると、基板リフトピン１２７を下げることにより、基板が基板ホルダ１２０の上部表面に降ろされる。

図２を参照すると、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、を有し、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のに十分な制御電圧を発生させる。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、気相ライン温度制御システム１４２および蒸発温度制御システム１５６を有する前駆体供給システム１０５；気相分散温度制御システム１３８；真空ポンプシステム１１８；ならびに基板ホルダ温度制御システム１２８；と結合され、情報を交換する。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、情報が交換される。メモリに保管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基づいて、成膜システム１００の前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できる。また制御器１８０は、一般用途のコンピュータ、デジタル信号プロセッサ等で稼働されても良い。

ただし、制御器１８０は、一般用途のコンピュータシステムで稼働され、メモリに格納された１または２以上の一連の命令を実行するプロセッサに応答して、本発明のプロセスステップに基づいて、マイクロプロセッサの一部または全部が実施されても良い。そのような命令は、ハードディスクまたはリムーバブルメディアドライブのような別のコンピュータ読み取り可能媒体から、制御メモリで読み出されても良い。また、マルチプロセス配置内の１または２以上のプロセッサを、制御マイクロプロセッサとして使用し、メインメモリに格納された一連の命令を実行しても良い。別の実施例では、ソフトウェア命令の代わりにまたはこれと組み合わせて、ハードワイヤ回路を用いても良い。このように、実施例は、ハードウェア回路およびソフトウェアのいかなる特定の組み合わせに限定されるものでもない。

制御器１８０は、少なくとも一つのコンピュータ読み取り媒体、または制御メモリのようなメモリを有し、本発明によるプログラム化命令を保持し、本発明の実施に必要なデータ構造、テーブル、記録または他のデータを収容する。コンピュータ読み取り媒体の例は、コンパクトディスク、ハードディスク、フロッピーディスク（登録商標）、テープ、光磁気ディスク、ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ）、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、またはいかなる他の磁気媒体、コンパクトディスク（例えばＣＤ−ＲＯＭ）またはいかなる他の光媒体、パンチカード、紙テープ、または穴のパターンを有する他の物理媒体、キャリアウェーブ（以下に示す）、またはコンピュータが読み取ることのできる他のいかなる媒体であっても良い。

コンピュータ読み取り媒体のいずれか一つまたはその組み合わせに保管される場合、本発明は、制御器１８０を制御するソフトウェア、ある装置または本発明を実施する装置を駆動するソフトウェア、および／または人間のユーザと情報交換する制御器が得られるようなソフトウェアを含む。そのようなソフトウェアは、これに限定されるものではないが、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、開発ツール、およびアプリケーションソフトウェアを含む。そのようなコンピュータ読み取り媒体は、さらに本発明を実行するための処理の一部（処理プロセスが割り当てられた場合）または全てを実行するコンピュータプログラム製品を含む。

本発明のコンピュータコード装置は、いかなる解釈可能なまたは実行可能なコード機構であっても良く、これに限定されるものではないが、解釈可能なプログラム、ダイナミックインクライブラリ（ＤＬＬ）、ジャバクラス、および完全実行プログラムを含んでも良い。また、本発明の処理の一部は、よりよい特性、信頼性および／またはコストで提供されても良い。

本願では、「コンピュータ読み取り媒体」という用語は、命令の際に、制御器１８０のプロセッサに命令を提供するいかなる媒体を称する際にも使用される。コンピュータ読み取り媒体は、多くの形態であり、これに限定されるものではないが、非揮発性媒体、揮発性媒体、および送信媒体を含む。非揮発性媒体には、例えば、光ディスク、磁気ディスク、およびハードディスクまたはリムーバルメディアドライブのような、光磁気ディスクが含まれる。揮発性媒体には、メインメモリのようなダイナミックメモリが含まれる。また、コンピュータ読み取り媒体の各種形態は、実行の際に、制御器のプロセッサに１または２以上の一連の命令を搬送するものが含まれる。例えば、命令は、最初リモートコンピュータの磁気ディスクに担持される。リモートコンピュータは、命令をロードし、ダイナミックメモリで本発明の全てまたは一部を遠隔操作で実行し、ネットワークを介して制御器１８０に命令を送信する。

制御器１８０は、成膜システム１００の近傍に設置されても良く、あるいは、インターネットまたはイントラネットを介して、成膜システム１００に遠隔操作で設置されても良い。従って、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、成膜システム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（すなわち装置メーカ側等）でイントラネットに結合されても良く、またはベンダーサイト（すなわち機器製造者側）でイントラネットに結合されても良い。また別のコンピュータ（すなわち制御器、サーバ等）によって、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良い。

次に図３を参照すると、この図には、実施例による膜前駆体蒸発システム３００の断面図が示されている。膜前駆体蒸発システム３００は、外壁３１２と底部３１４とを有する容器３１０を有する。また、膜前駆体蒸発システム３００は、容器３１０に密閉接合されるように構成された蓋３２０を有し、この蓋３２０は、図１または２に示すような薄膜成膜システムと密閉接合されるように構成された出口３２２を有する。容器３１０および蓋３２０は、薄膜成膜システムに接合された際に、密閉環境を構成する。容器３１０および蓋３２０は、例えば、Ａ６０６１アルミニウムで構成され、その上にコーティングが施工されていてもされていなくても良い。

また、容器３１０は、膜前駆体蒸発システム３００の蒸発温度を高めるため、ヒータ（図示されていない）に結合されるとともに、蒸発温度のモニター、調整または制御のうち少なくとも一つを実施するため、温度制御システム（図示されていない）に結合されるように構成されている。蒸発温度が前述のような適正な値に達すると、膜前駆体が蒸発（または昇華）して、膜前駆体気相が形成され、この気相は、蒸気供給システムを通り、薄膜成膜システムに搬送される。また、容器３１０は、キャリアガス供給システム（図示されていない）に密閉接合され、容器３１０は、膜前駆体気相を搬送するキャリアガスを受容するように構成されている。

図３および図４を参照すると、膜前駆体蒸発システム３００は、さらにベーストレー３３０を有し、このベーストレーは、容器３１０の底部３１４上に形成され、ベーストレー３３０上の膜前駆体３５０を保持するように構成されたベース外壁３３２を有する。ベース外壁３３２は、ベース支持端部を有し、以下に示すように、ここで上部トレーが支持される。また、ベース外壁３３２は、１または２以上のベーストレー開口３３４を有し、この開口は、キャリアガス供給システム（図示されていない）から、容器３１０の中央に向かって膜前駆体３５０の上部にキャリアガスを流すように構成され、キャリアガスは、中央溝３１８のような気相排気空間に沿って、膜前駆体気相とともに蓋３２０の出口３２２から排出される。このため、ベーストレー３３０内の膜前駆体のレベルは、ベーストレー開口３３４の位置より下側にされる。

図３および図５Ａ、５Ｂを参照すると、膜前駆体蒸発システム３００は、さらに１または２以上の積層可能な上部トレー３４０を有し、この上部トレーは、膜前駆体３５０を支持するとともに、少なくとも一つのベーストレー３３０もしくは別の積層可能な上部トレー３４０に設置または積層されるように構成される。積層可能な各上部トレー３４０は、上部外壁３４２と、内壁３４４とを有し、両者の間に膜前駆体１５０が保持されるように構成されている。内壁３４４は、中央流束溝３１８を定形する。また上部外壁３４２は、上部支持端部３３３を有し、この端部は、追加の上部トレー３４０を支持する。従って、第１の上部トレー３４０は、ベーストレー３３０のベース支持端部３３３に保持されるように設置され、必要であれば、１または２以上の追加の上部トレーを、前段の上部トレー３４０の上部支持端部３４３に支持されるように設置しても良い。各上部トレー３４０の上部外壁３４２は、１または２以上の上部トレー開口３４６を有し、この開口は、キャリアガス供給システム（図示されていない）から、容器３１０の中央流束溝３１８を介して、膜前駆体３５０の上部にキャリアガスを流すように構成され、キャリアガスは、膜前駆体気相とともに、蓋３２０の出口３２２を通って排気される。このため、内壁３４４は、上部外壁３４２よりも短くなるようにする必要があり、これにより、キャリアガスを、実質的に中央流束溝３１８の方に放射状に流すことができる。また、各上部トレー３４０内の膜前駆体のレベルは、内壁３４２の高さ以下で、かつ上部トレー開口３４６の位置よりも低くする必要がある。

ベーストレー３３０と積層可能な上部トレー３４０は、円筒状に描かれている。しかしながら、この形状は変更しても良い。例えば、トレーの形状は、長方形、正方形、または楕円形であっても良い。同様に、内壁３４４、さらには中央上部流束溝３１８は、異なる形状であっても良い。

１または２以上の積層可能なトレー３４０がベーストレー３３０に積層されると、スタック３７０が形成され、これにより、ベーストレー３３０のベース外壁３３２と容器外壁３１２の間、および１または２以上の積層可能な上部トレー２４０の上部外壁と容器外壁３１２の間に、環状空間３６０のような周辺溝状のキャリアガス供給空間が提供される。さらに容器は、１または２以上のスペーサ（図示されていない）を有しても良く、このスペーサは、ベーストレー３３０のベース外壁３３２と、１または２以上の積層可能な上部トレー３４０の上部外壁３４２とを、容器外壁３１２から分離するように構成され、これにより、環状空間３６０に同等の空間が確保される。ある実施例の別の方法では、容器３１０は、ベース外壁３３２および上部壁３４２が垂直方向に揃うように構成される。また、容器３１０は、１または２以上の熱接触部材（図示されていない）を有しても良く、この部材によって、容器３１０の内壁と各トレーの外壁の間に機械的な接触が提供され、これにより、容器３１０の壁から各トレーへの熱エネルギーの伝達が助長される。

各トレーおよび隣接トレーの間には、Ｏリングのようなシール装置が設置されても良く、この場合、一つのトレーと次のトレーとの間に、真空シールが得られる。例えば、シール装置は、上部外壁３４２の上部支持端部３４３およびベース外壁３３２のベース支持端部３３３内に形成された受容溝（図示されていない）に置かれても良い。この場合、一度トレーが容器３１０内に導入されると、蓋３２０と容器３１０との接合によって、各シール装置の圧縮が容易となる。シール装置は、例えばエラストマーＯリングを有しても良い。また、シール装置は、例えば、ビトン（ＶＩＴＯＮ）Ｏリングを有しても良い。

ベーストレーと積層可能な上部トレーの両方を含むトレーの数は、２から２０の範囲であり、例えばある実施例では、図３に示すようにトレーの数は、５である。一実施例では、スタック３７０は、ベーストレー３３０と、ベーストレー３３０に支持される少なくとも一つの上部トレー３４０とを有する。ベーストレー３３０は、図３および４に示すものであっても良く、図３乃至５Ｂに示す上部トレー３４０と同じ構成を有しても良い。換言すれば、ベーストレー３３０は、内壁を有しても良い。図３乃至５Ｂでは、スタック３７０は、ベーストレー３３０と、１または２以上の分離および積層可能な上部トレー３４０とを有するように示されているが、システム３００’は、スタック３７０’を有する容器３１０’を有しても良く、このスタックは、１または２以上の上部トレー３４０とベーストレー３３０が一体化された、単一の統合ピースであり、図６に示すようにベース外壁３３２と上部外壁３４２が一体化されている。一体化という用語には、トレー間に明確な境界を有さない一体成形構造、および恒久的に密着したまたはトレー間に恒久接合器を有する機械的に接合された構造のようなモノリシック構造を含むことを理解する必要がある。分離可能という用語には、密着的かまたは機械的かに関わらず、トレー間に接合器または一時的な接合器を含まないことを理解する必要がある。

積層可能であるか一体化であるかに関わらず、ベーストレー３３０および各上部トレー３４０は、膜前駆体３５０を支持するように構成される。ある実施例では、膜前駆体３５０は、固体前駆体を含む。別の実施例では、膜前駆体３５０は、液体前駆体を有する。別の実施例では、膜前駆体３５０は、金属前駆体を有する。別の実施例では、膜前駆体３５０は、固体金属前駆体を含む。さらに別の実施例では、膜前駆体３５０は、カルボニル金属前駆体を含む。さらに別の実施例では、膜前駆体３５０は、カルボニルルテニウム前駆体、例えばＲｕ_３（ＣＯ）_１２を有する。さらに別の実施例では、膜前駆体３５０は、カルボニルレニウム前駆体、例えばＲｅ_２（ＣＯ）_１０を有する。さらに別の実施例では、膜前駆体３５０は、Ｗ（ＣＯ）_６、Ｍｏ（ＣＯ）_６、Ｃｏ_２（ＣＯ）_８、Ｒｈ_４（ＣＯ）_１２、Ｃｒ（ＣＯ）_６またはＯｓ（ＣＯ）_１２を含む。また、さらに別の実施例では、タンタル（Ｔａ）が成膜される場合、膜前駆体３５０は、ＴａＦ_５、ＴａＣｌ_５、ＴａＢｒ_５、ＴａＩ_５、Ｔａ（ＣＯ）_５、Ｔａ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５ＣＨ_３）］_５（ＰＥＭＡＴ）、Ｔａ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_５（ＰＤＭＡＴ）、Ｔａ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２］_５（ＰＤＥＡＴ）、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ_３）_３）（Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２）_３（ＴＢＴＤＥＴ）、Ｔａ（ＮＣ_２Ｈ_５）（Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２）_３、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ_３）_２Ｃ_２Ｈ_５）（Ｎ（ＣＨ_３）_２）_３、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ_３）_３）（Ｎ（ＣＨ_３）_２）_３またはＴａ（ＥｔＣｐ）_２（ＣＯ）Ｈを含む。また、さらに別の実施例では、チタン（Ｔｉ）が成膜される場合、膜前駆体３５０は、ＴｉＦ_４、ＴｉＣｌ_４、ＴｉＢｒ_４、ＴｉＩ_４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５ＣＨ_３）］_４（ＴＥＭＡＴ）、Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_４（ＴＤＭＡＴ）、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２］_４（ＴＤＥＡＴ）を含んでも良い。また、さらに別の実施例では、ルテニウム（Ｒｕ）が成膜される場合、膜前駆体３５０は、Ｒｕ（Ｃ_５Ｈ_５）_２、Ｒｕ（Ｃ_２Ｈ_５Ｃ_５Ｈ_４）_２、Ｒｕ（Ｃ_３Ｈ_７Ｃ_５Ｈ_４）_２、Ｒｕ（ＣＨ_３Ｃ_５Ｈ_４）_２、Ｒｕ_３（ＣＯ）_１２、Ｃ_５Ｈ_４Ｒｕ（ＣＯ）_３、ＲｕＣｌ_３、Ｒｕ（Ｃ_１１Ｈ_１９Ｏ_２）_３、Ｒｕ（Ｃ_８Ｈ_１３Ｏ_２）_３またはＲｕ（Ｃ_５Ｈ_７Ｏ）_３を含んでも良い。

前述のように、膜前駆体３５０は、固体前駆体を含んでも良い。固体前駆体は、固体粉末状であっても良く、１または２以上のタブレット状であっても良い。例えば、１または２以上の固体タブレットは、多くの処理プロセスで調製され、これには、焼結処理プロセス、スタンプ処理プロセス、浸漬処理プロセス、スピンコート処理プロセスまたはこれらのいかなる組み合わせも含まれる。また、固体タブレット状の固体前駆体は、ベーストレー３３０または上部トレー３４０と密着してもしなくても良い。例えば、真空および不活性ガス雰囲気用の焼結炉内で、２０００℃乃至２５００℃の温度で耐熱金属粉末を焼結しても良い。あるいは、例えば、耐熱金属粉末を流体媒体中に分散して、トレーに分配し、スピンコート処理プロセスを用いて、トレー表面に均一に分散させても良い。その後耐熱金属のスピンコートは、熱的に硬化される。

前述のように、キャリアガスは、キャリアガス供給システム（図示されていない）から、容器３１０に供給される。図３および６に示すように、キャリアガスは、蓋３２０と密閉接合されたガス供給ライン（図示されていない）を介して、蓋３２０から容器３１０に供給される。ガス供給ラインは、ガスチャンネル３８０を提供し、このガスチャンネルは、容器３１０の外壁３１２を通って下流側に延伸し、容器３１０の底部３１４および開口を通り、環状空間３６０に達している。

あるいは、図７に示すように、キャリアガスは、蓋３２０内の開口４８０を介して、膜前駆体蒸発システム４００の容器３１０に供給されても良く、この場合、ガスが直接、環状空間３６０に供給される。あるいは、図８に示すように、キャリアガスは、外壁３１２内の開口５８０を介して、膜前駆体蒸発システム５００の容器３１０に供給されても良く、この場合、ガスが直接、環状空間３６０に供給される。

再度図３を参照すると、容器外壁３１２の内径は、例えば、約１０ｃｍから約１００ｃｍの範囲であり、例えば、約１５ｃｍから約４０ｃｍの範囲である。例えば、外壁３１２の内径は、２０ｃｍであっても良い。出口３２２の直径および上部トレー３４０の内壁３４４の内径は、例えば、約１ｃｍから３０ｃｍの範囲であっても良く、例えば出口直径および内壁の直径は、約５から約２０ｃｍの範囲である。例えば、出口直径は、１０ｃｍであっても良い。また、ベーストレー３３０および各上部トレー３４０の外径は、容器３１０の外壁３１２の内径の約７５％から約９９％の範囲であり、例えば、トレーの直径は、容器３１０の外壁３１２の内径の約８５％から９９％の範囲である。例えば、トレーの直径は、１９．７５ｃｍである。また、ベーストレー３３０のベース外壁３３２および各上部トレー３４０の上部外壁３４２の高さは、約５ｍｍから約５０ｍｍの範囲であり、例えば、各高さは、約３０ｍｍである。また、各内壁の高さ３４４は、上部外壁３４２の高さの約１０％から約９０％の範囲である。例えば、各内壁の高さは、約２ｍｍから約４５の範囲であり、例えば約１０ｍｍから約２０ｍｍの範囲である。例えば、各内壁の高さは、約１２ｍｍである。

再度図３を参照すると、１または２以上のベーストレー開口３３４および１または２以上の上部トレー開口３４６は、１または２以上の溝を有しても良い。あるいは、１または２以上のベーストレー開口３３４および１または２以上の上部トレー開口３４６は、１または２以上のオリフィスを有しても良い。各オリフィスの直径は、例えば、約０．４ｍｍから約２ｍｍの範囲である。例えば、各オリフィスの直径は、約１ｍｍであっても良い。ある実施例では、オリフィスの直径および環状空間３６０の幅は、環状空間３６０の伝導性がオリフィスの正味の伝導性に比べて十分に大きくなるように選定され、環状空間３６０全体でのキャリアガスの分布が実質的に均一に維持される。オリフィスの正味の伝導性に比べて、環状空間３６０の伝導性が十分に大きい場合、キャリアガスは、各トレー内の膜前駆体３５０の上部に均一に流れるようになる。真空設計の当業者には、従来の真空技術の原理、または数学的なシミュレーションもしくは実験、またはこれらの組み合わせを使用し、製作のことを考慮して、環状空間３６０の寸法、各トレーの開口３４６の直径、各トレーの開口の長さ等、についての設計基準を定めることができる。例えば、７２の１ｍｍのＤＩＡトレー開口と、５つのトレーとを使用し、容器３１０が約２０ｃｍの直径を有する場合、環状空間３６０の厚さは、約１．８ｍｍ以上、例えば２．６５ｍｍとすることができる。また、例えば、７２の０．４ｍｍのＤＩＡトレー開口と、５つのトレーとを使用し、容器３１０が約２０ｃｍの直径を有する場合、環状空間３６０の厚さは、約０．５５ｍｍ以上とすることができる。さらに、例えば、７２の１．６ｍｍのＤＩＡトレー開口と、５つのトレーとを使用し、容器３１０が約２０ｃｍの直径を有する場合、環状空間３６０の厚さは、約３．５ｍｍ以上とすることができる。オリフィスの数は、例えば、約２から約１０００の範囲であり、別の実施例では、約５０から約１００の範囲である。例えば、１または２以上のベーストレー開口３３４は、直径１ｍｍの７２のオリフィスを有しても良く、１または２の積層可能なトレーの開口３４６は、直径１ｍｍの７２のオリフィスを有しても良い。この場合、環状空間３６０の幅は、約２．６５ｍｍである。

また、気相排気空間、すなわち中央流束溝３１８は、高い流束伝導性を有するように設計されても良い。例えば、１または２のトレー開口の出口から容器３１０の出口３２２への正味の流束伝導性は、約５０リットル／秒を超え、または流束伝導性は、約１００リットル／秒を超え、または流束伝導性は、約５００リットル／秒を超える。

図９を参照すると、この図には、別の実施例による膜前駆体蒸発システム６００の断面図が示されている。膜前駆体蒸発システム６００は、容器６１０を有し、この容器は、外壁６１２および底部６１４を有する。また膜前駆体蒸発システム６００は、容器６１０と密閉接合された蓋６２０を有し、蓋６２０は、図１または２に示すような、薄膜成膜システムと密閉接続されるように構成された出口６８０を有する。容器６１０および蓋６２０は、薄膜成膜システムに接続された際に、密閉環境を形成する。容器６１０および蓋６２０は、例えばＡ６０６１アルミニウムで構成され、これには、コーティングが設置されてもされなくても良い。

また、容器６１０は、膜前駆体蒸発システム６００の蒸発温度を高めるため、ヒータ（図示されていない）に結合され、蒸発温度のモニター、調整または制御のうち少なくとも一つを実施するため、温度制御システム（図示されていない）に結合されるように構成される。蒸発温度が前述の適正な値に達した場合、膜前駆体は、蒸発（または昇華）し、膜前駆体気相が形成され、この気相は、気相供給システムを通り、薄膜成膜システムに輸送される。また容器６１０は、キャリアガス供給システム４（図示されていない）と密閉接合され、容器６１０は、膜前駆体気相を搬送するキャリアガスを受容するように構成されている。

再度図９を参照すると、さらに膜前駆体蒸発システム６００は、１または２以上の積層可能なトレー６４０を有し、このトレーは、膜前駆体６５０を支持するとともに、別の積層可能なトレー６４０上に設置または積層されるように構成されている。各積層可能なトレー６４０は、トレー外壁６４２とトレー内壁６４４とを有し、両者の間には、膜前駆体６５０が保持される。トレー内壁６４４は、中央流束溝６１８のようなキャリアガス供給空間を定形し、キャリアガスは、トレー内壁６４４を介してこの空間を通り膜前駆体６５０の上部に流れる。トレー内壁６４４は、さらに追加のトレー６４０を支持するトレー支持端部６４３を有する。従って、第２の積層可能なトレー６４０は、第１の積層可能なトレー６４０の下側のトレー支持端部６４３に支持されるように設置され、必要な場合、後段の積層可能なトレー６４０の支持端部６４３に支持されるように、１または２以上の追加の積層可能なトレーが設置される。各積層可能なトレー６４０のトレー内壁６４４は、１または２以上のトレー開口６４６を有し、この開口は、キャリアガス供給システム（図示されていない）から、容器６１０の環状空間６６０のような外周溝を形成する気相排気空間に向かって、中央流束溝６１８を介して、膜前駆体６５０の上部にキャリアガスを流すように構成され、キャリアガスは、膜前駆体気相とともに蓋６２０の出口６８０を通って排気される。そのため、トレー出口壁６４２は、トレー内壁６４４よりも短くして、キャリアガスが環状空間６６０に実質的に放射状に流れるようにする必要がある。また、各積層可能なトレー６４０内の膜前駆体のレベルは、トレー外壁６４２の高さ以下であって、トレー開口６４６の位置よりも下側にする必要がある。

積層可能なトレー６４０は、円筒状に描かれている。しかしながら、この形状は変更しても良い。例えば、トレーの形状は、長方形、正方形または楕円形であっても良い。同様に、内壁６４４、さらには中央流束壁６１８は、異なる形状であっても良い。

１または２以上の積層可能なトレー６４０が相互に積層された場合、スタック６７０が形成され、このスタックは、１または２の積層可能なトレー６４０のトレー外壁６４２と、容器外壁６１２の間に環状空間６６０を提供する。容器６１０は、さらに１または２以上のスペーサ（図示されていない）を有し、このスペーサは、１または２以上の積層可能なトレー６４０のトレー外壁６４２を、容器外壁６１２から分離するように構成され、これにより、環状空間６６０内に同等の空間を確保することが可能となる。別の方法のある実施例では、容器６１０は、トレー外壁６４２が垂直方向に揃うように構成される。また、容器６１０は、１または２以上の熱接触部材（図示されていない）を有しても良く、この部材は、容器６１０の内壁と各トレーの外壁の間に、機械的な接触を提供するように構成され、これにより、容器６１０の壁から各トレーへの熱エネルギーの伝達が可能となる。

各トレーおよび隣接トレーの間には、Ｏリングのようなシール装置が設置されても良く、この場合、一つのトレーと次のトレーとの間に、真空シールが得られる。例えば、シール装置は、内壁６４２のトレー支持端部６４３内に形成された受容溝（図示されていない）に置かれても良い。この場合、一度トレーが容器３１０内に導入されると、蓋６２０と容器６１０との接合によって、各シール装置の圧縮が容易となる。シール装置は、例えばエラストマーＯリングを有しても良い。また、シール装置は、例えば、ビトン（ＶＩＴＯＮ）（登録商標）Ｏリングを有しても良い。

トレーの数は、２から２０の範囲であり、例えばある実施例では、図９に示すようにトレーの数は、５である。一実施例では、スタック６７０は、少なくとも２つの積層可能なトレー６４０を有する。スタック６７０は、複数の分離および積層可能なトレーを有する、複数のスタックトレーを有しても良く、または、複数のトレーが相互に一体化された、単一の統合ピースを有しても良い。一体化という用語には、一体成形構造のようなトレー間に明確な境界を有さないモノリシックな構造、および恒久的に接合された構造またはトレー間に恒久接合器が設置された機械的に接合された構造を含むことを理解する必要がある。分離可能という用語には、密着的であるか機械的であるかに関わらず、トレー間に接合器または一時的な接合器を有さないものを含むことを理解する必要がある。

積層可能か一体化であるかに関わらず、積層可能なトレー６４０は、膜前駆体６５０を支持するように構成される。ある実施例では、膜前駆体６５０は、固体前駆体を含む。別の実施例では、膜前駆体６５０は、液体前駆体を有する。別の実施例では、膜前駆体６５０は、金属前駆体を有する。別の実施例では、膜前駆体６５０は、固体金属前駆体を含む。さらに別の実施例では、膜前駆体６５０は、カルボニル金属前駆体を含む。さらに別の実施例では、膜前駆体６５０は、カルボニルルテニウム前駆体、例えばＲｕ_３（ＣＯ）_１２を有する。さらに別の実施例では、膜前駆体６５０は、カルボニルレニウム前駆体、例えばＲｅ_２（ＣＯ）_１０を有する。さらに別の実施例では、膜前駆体６５０は、Ｗ（ＣＯ）_６、Ｍｏ（ＣＯ）_６、Ｃｏ_２（ＣＯ）_８、Ｒｈ_４（ＣＯ）_１２、Ｃｒ（ＣＯ）_６またはＯｓ（ＣＯ）_１２を含む。また、さらに別の実施例では、タンタル（Ｔａ）が成膜される場合、膜前駆体６５０は、ＴａＦ_５、ＴａＣｌ_５、ＴａＢｒ_５、ＴａＩ_５、Ｔａ（ＣＯ）_５、Ｔａ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５ＣＨ_３）］_５（ＰＥＭＡＴ）、Ｔａ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_５（ＰＤＭＡＴ）、Ｔａ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２］_５（ＰＤＥＡＴ）、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ_３）_３）（Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２）_３（ＴＢＴＤＥＴ）、Ｔａ（ＮＣ_２Ｈ_５）（Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２）_３、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ_３）_２Ｃ_２Ｈ_５）（Ｎ（ＣＨ_３）_２）_３、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ_３）_３）（Ｎ（ＣＨ_３）_２）_３またはＴａ（ＥｔＣｐ）_２（ＣＯ）Ｈを含む。また、さらに別の実施例では、チタン（Ｔｉ）が成膜される場合、膜前駆体６５０は、ＴｉＦ_４、ＴｉＣｌ_４、ＴｉＢｒ_４、ＴｉＩ_４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５ＣＨ_３）］_４（ＴＥＭＡＴ）、Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_４（ＴＤＭＡＴ）、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２］_４（ＴＤＥＡＴ）を含んでも良い。また、さらに別の実施例では、ルテニウム（Ｒｕ）が成膜される場合、膜前駆体６５０は、Ｒｕ（Ｃ_５Ｈ_５）_２、Ｒｕ（Ｃ_２Ｈ_５Ｃ_５Ｈ_４）_２、Ｒｕ（Ｃ_３Ｈ_７Ｃ_５Ｈ_４）_２、Ｒｕ（ＣＨ_３Ｃ_５Ｈ_４）_２、Ｒｕ_３（ＣＯ）_１２、Ｃ_５Ｈ_４Ｒｕ（ＣＯ）_３、ＲｕＣｌ_３、Ｒｕ（Ｃ_１１Ｈ_１９Ｏ_２）_３、Ｒｕ（Ｃ_８Ｈ_１３Ｏ_２）_３またはＲｕ（Ｃ_５Ｈ_７Ｏ）_３を含んでも良い。

前述のように、膜前駆体６５０は、固体前駆体を含んでも良い。固体前駆体は、固体粉末状であっても良く、あるいは１または２以上の固体タブレット状であっても良い。例えば、１または２以上の固体タブレットは、多くの処理プロセスで調製され、これには、焼結処理プロセス、スタンプ処理プロセス、浸漬処理プロセス、スピンコート処理プロセスまたはこれらのいかなる組み合わせも含まれる。また、固体タブレット状の固体前駆体は、積層可能なトレー６４０と密着してもしなくても良い。例えば、真空および不活性ガス雰囲気用の焼結炉内で、２０００℃乃至２５００℃の温度で耐熱金属粉末を焼結しても良い。あるいは、例えば、耐熱金属粉末を流体媒体中に分散して、トレーに分配し、スピンコート処理プロセスを用いて、トレー表面に均一に分散させても良い。その後耐熱金属のスピンコートは、熱的に硬化される。

前述のようにキャリアガスは、キャリアガス供給システム（図示されていない）から、容器６１０に供給されても良い。図９に示すように、キャリアガスは、蓋６２０に密閉接合されたガス供給ライン（図示されていない）を介して、蓋６２０を通り容器６１０に供給される。ガス供給ラインは、中央流束溝６１８に接続される。

再度図９を参照すると、容器外壁６１２の内径は、例えば、約１０ｍから約１００ｃｍの範囲であり、例えば、約１５ｃｍから約４０ｃｍの範囲である。例えば、外壁６１２の内径は、２０ｃｍであっても良い。積層可能なトレー６４０の出口６２２および内壁６４４の内径は、例えば、約１ｃｍから約３０ｃｍの範囲であり、例えば、出口直径および内壁直径は、約５から約２０ｃｍの範囲である。例えば、外径は、１０ｃｍである。また、各積層可能なトレー６４０の外径は、容器６１０の外壁６１２の内径の約７５％から約９９％であり、例えば、トレーの直径は、容器６１０の外壁６１２の内径の約８５％から９９％の範囲である。例えば、トレーの直径は、１９．７５ｃｍであっても良い。また、各積層可能なトレー６４０のトレー内壁６４４の高さは、約５ｍｍから約５０ｍｍの範囲であっても良く、例えば、各高さは、約３０ｍｍである。また、各外壁６４２の高さは、トレーの内壁６４４の高さの約１０％から約９０％の範囲であっても良い。例えば、各外壁の高さは、約２ｍｍから約４５ｍｍの範囲であり、例えば、約１０ｍｍから約２０ｍｍの範囲である。例えば、各内壁の高さは、約１２ｍｍである。

再度図９を参照すると、１または２以上のトレー開口６４６は、１または２以上の溝を有しても良い。あるいは、１または２以上のトレー開口６４６は、１または２以上のオリフィスを含んでも良い。各オリフィスの直径は、例えば、約０．４ｍｍから約２ｍｍの範囲である。例えば、各オリフィスの直径は、約１ｍｍであっても良い。ある実施例では、オリフィスの直径および中央流束溝６１８の直径は、中央流束溝６１８の伝導性がオリフィスの正味の伝導性に比べて十分に大きくなるように選定され、中央流束溝６１８全体でのキャリアガスの分布が実質的に均一に維持される。オリフィスの数は、例えば、約２から約１０００の範囲であり、別の実施例では、約５０から約１００の範囲である。例えば、１または２以上のトレー開口６４６は、直径１ｍｍの７２のオリフィスを有しても良く、中央流束溝６１８は、約１０から３０ｍｍである。

また、気相排気空間、すなわち環状空間６６０は、流束伝導性が高くなるように設計される。例えば、各トレー内の１または２のトレー開口の出口から、容器６１０の出口６８０までの正味の流束伝導性は、約５０リットル／秒を超え、または流束伝導性は、約１００リットル／秒を超え、または流束伝導性は、約５００リットル／秒を超える。

膜前駆体システム３００、３００’、４００、５００または６００のいずれかは、図１の膜前駆体蒸発システム５０あるいは図２の膜前駆体蒸発システム１５０として使用されても良い。あるいは、システム３００、３００’、４００、５００または６００は、前駆体気相から基板上への薄膜の成膜に適した、いかなる成膜システムに使用されても良い。例えば、成膜システムは、熱化学気相成膜（ＣＶＤ）システム、プラズマ加速ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）システム、原子層成膜（ＡＬＤ）システムまたはプラズマ加速ＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）システムを含む。

図１０を参照すると、この図には、基板への薄膜の成膜方法が示されている。フローチャート７００を用いて、本発明の成膜システム内で薄膜を設置するステップを説明する。ステップ７１０では、成膜システム内に基板を設置して、薄膜の成膜が開始され、基板上に薄膜が連続形成される。例えば、成膜システムは、前述の図１および２に示した、いかなる成膜システムを備えても良い。成膜システムは、成膜処理が行われるプロセスチャンバと、プロセスチャンバに結合され、基板を支持するように構成された基板ホルダと、を有する。次に、ステップ７２０では、成膜システムに膜前駆体が導入される。例えば、膜前駆体は、前駆体気相供給システムを介して、プロセスチャンバに結合された膜前駆体蒸発システムに導入される。また、例えば、前駆体気相供給システムは、加熱されても良い。

ステップ７３０では、膜前駆体が加熱され、膜前駆体気相が形成される。次に、膜前駆体気相は、前駆体気相供給システムを介して、プロセスチャンバに搬送される。ステップ７４０では、膜前駆体気相が十分に分解する基板温度まで、基板が加熱され、ステップ７５０では、膜前駆体気相に基板が暴露される。ステップ７１０乃至７５０は、所望の回数だけ連続的に繰り返されても良く、これにより、所望の数の基板に金属膜が成膜される。

ステップ７６０では、１もしくは２以上の基板上への薄膜の成膜後に、トレーのスタック３７０、３７０’、６７０、または１もしくは２以上のベースもしくは上部トレー３３０、３４０、または１もしくは２以上の積層可能なトレー６４０が定期的に交換され、各トレーの膜前駆体３５０、６５０の量が補給される。

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。

本発明の実施例による成膜システムの概略図を示す図である。本発明の別の実施例による成膜システムの概略図を示す図である。本発明の実施例による膜前駆体蒸発システムの断面図である。本発明の別の実施例による膜前駆体蒸発システムの斜視図である。本発明の実施例による膜前駆体蒸発システムに使用される、積層可能な上部トレーの断面図である。図５Ａのトレーの斜視図である。本発明の実施例による膜前駆体蒸発システムに使用される底部トレーの断面図である。本発明の別の実施例による膜前駆体蒸発システムの断面図である。本発明の別の実施例による膜前駆体蒸発システムの断面図である。本発明の別の実施例による膜前駆体蒸発システムの断面図である。膜前駆体蒸発システムを作動させるための方法を示す図である。

符号の説明

１成膜システム１、１０プロセスチャンバ、２０基板ホルダ、２５基板、３８ポンプシステム、４０気相前駆体供給システム、５０膜前駆体蒸発システム、１１０プロセスチャンバ、１１１上部チャンバ区画、１２０基板ホルダ、１２１チャンバ温度制御システム、１２５基板、１３０気相分散システム、１３１気相分散板、１３２気相分散プレナム、１３３処理ゾーン、１３４オリフィス、１３５開口、１３６温度制御素子、１４０気相前駆体供給システム、１５０膜前駆体蒸発システム、１５４前駆体ヒータ、１５６蒸発温度制御システム、３００膜前駆体蒸発システム、３１０容器、３１４底部、３１８中央溝、３２０蓋、３２２出口、３３０ベーストレー、３３２ベース外壁、３３４ベーストレー開口、３４０上部トレー、３４２上部外壁、３４４内壁、３４２上部外壁、３５０膜前駆体。

Claims

膜前駆体蒸発システム内に、膜前駆体を支持し、１または２以上の追加の積層可能なトレーと積層させることができるように構成された交換式のトレーを有する、交換式の膜前駆体支持組立体であって、
前記膜前駆体蒸発システムは、外壁および底部を有する容器と、該容器に密閉結合するように構成された蓋とを有し、
前記蓋は、薄膜成膜システムと密閉結合するように構成された出口を有し、
前記交換式のトレーは、内端部と外端部とを有し、両者の間に、前記膜前駆体が保持され、前記端部の一方は、積層可能であり、前記交換式のトレーは、前記積層可能な端部に形成された１または２以上のトレー開口を有し、キャリアガス供給システムからトレーの他の端部に向かって、キャリアガスが前記膜前駆体の上部を流れるように構成され、
前記キャリアガスは、膜前駆体気相とともに、前記蓋の前記出口を介して排気される、交換式の膜前駆体支持組立体。
前記各トレーの前記積層可能な端部は、内端部であることを特徴とする請求項１に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
前記各トレーは、積層可能な端部に、直径１ｍｍの７２の開口を有し、
前記交換式のトレーの高さは、約３０ｍｍであり、
前記交換式のトレー内の前記膜前駆体の深さは、最大で約１５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
膜前駆体蒸発システム内に、膜前駆体を支持し、１または２以上の追加の積層可能なトレーと積層させることができるように構成された交換式のトレーを有する、交換式の膜前駆体支持組立体であって、
前記膜前駆体蒸発システムは、外壁および底部を有する容器と、該容器に密閉結合するように構成された蓋とを有し、
前記蓋は、薄膜成膜システムと密閉結合するように構成された出口を有し、
前記交換式のトレーは、内端部と外端部とを有し、両者の間に、前記膜前駆体が保持され、前記交換式のトレーは、前記積層可能な内端部に形成された１または２以上のトレー開口を有し、キャリアガス供給システムから前記容器の中央に向かって、キャリアガスが前記膜前駆体の上部を流れるように構成され、
前記キャリアガスは、膜前駆体気相とともに、前記蓋の前記出口を介して排気される、交換式の膜前駆体支持組立体。
前記膜前駆体は、固体金属前駆体であることを特徴とする請求項４に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
前記固体金属前駆体は、固体粉末またはタブレット状であることを特徴とする請求項５に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
前記膜前駆体は、カルボニル金属を含むことを特徴とする請求項４に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
前記カルボニル金属は、Ｗ（ＣＯ）_６、Ｍｏ（ＣＯ）_６、Ｃｏ_２（ＣＯ）_８、Ｒｈ_４（ＣＯ）_１２、Ｒｅ_２（ＣＯ）_１０、Ｃｒ（ＣＯ）_６、Ｒｕ_３（ＣＯ）_１２またはＯｓ（ＣＯ）_１２を含むことを特徴とする請求項７に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
前記膜前駆体は、ＴａＦ_５、ＴａＣｌ_５、ＴａＢｒ_５、ＴａＩ_５、Ｔａ（ＣＯ）_５、Ｔａ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５ＣＨ_３）］_５（ＰＥＭＡＴ）、Ｔａ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_５（ＰＤＭＡＴ）、Ｔａ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２］_５（ＰＤＥＡＴ）、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ_３）_３）（Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２）_３（ＴＢＴＤＥＴ）、Ｔａ（ＮＣ_２Ｈ_５）（Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２）_３、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ_３）_２Ｃ_２Ｈ_５）（Ｎ（ＣＨ_３）_２）_３、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ_３）_３）（Ｎ（ＣＨ_３）_２）_３、Ｔａ（ＥｔＣｐ）_２（ＣＯ）Ｈ、ＴｉＦ_４、ＴｉＣｌ_４、ＴｉＢｒ_４、ＴｉＩ_４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５ＣＨ_３）］_４（ＴＥＭＡＴ）、Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_４（ＴＤＭＡＴ）、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２］_４（ＴＤＥＡＴ）、Ｒｕ（Ｃ_５Ｈ_５）_２、Ｒｕ（Ｃ_２Ｈ_５Ｃ_５Ｈ_４）_２、Ｒｕ（Ｃ_３Ｈ_７Ｃ_５Ｈ_４）_２、Ｒｕ（ＣＨ_３Ｃ_５Ｈ_４）_２、Ｒｕ_３（ＣＯ）_１２、Ｃ_５Ｈ_４Ｒｕ（ＣＯ）_３、ＲｕＣ_ｌ３、Ｒｕ（Ｃ_１１Ｈ_１９Ｏ_２）_３、Ｒｕ（Ｃ_８Ｈ_１３Ｏ_２）_３もしくはＲｕ（Ｃ_５Ｈ_７Ｏ）_３のうちの１もしくは２以上を含み、またはこれらの２もしくは３以上の組み合わせを含むことを特徴とする請求項４に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
前記交換式のトレーは、円筒形状であることを特徴とする請求項４に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
前記外端部の直径は、前記容器の前記外壁の前記内径の約７５％から約９９％の範囲であることを特徴とする請求項１０に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
前記外端部の直径は、前記容器の前記外壁の前記内径の約８５％から約９９％の範囲であることを特徴とする請求項１０に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
前記各交換式のトレーの前記内端部の内径は、約１ｃｍから約３０ｃｍの範囲であることを特徴とする請求項１１に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
前記各交換式のトレーの前記内端部の内径は、約５ｃｍから約２０ｃｍの範囲であることを特徴とする請求項１０に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
前記開口は、１または２以上のオリフィスを有し、該オリフィスは、約０．４から約１ｍｍの直径を有することを特徴とする請求項４に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
前記１または２以上のオリフィスの各々は、直径が約１ｍｍであることを特徴とする請求項１５に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
１または２以上のオリフィスの数は、５０から１００の範囲であることを特徴とする請求項１５に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
前記トレーの各々は、直径が１ｍｍの７２のオリフィスを有することを特徴とする請求項１５に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
前記交換式のトレーの高さは、約３０ｍｍであることを特徴とする請求項４に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。
前記交換式のトレー内の前記膜前駆体の深さは、最大約１５ｍｍであることを特徴とする請求項４に記載の交換式の膜前駆体支持組立体。