特表 2024-533161 前駆体送達システム、前駆体供給パッケージ、及び関連方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-12

(54)【発明の名称】前駆体送達システム、前駆体供給パッケージ、及び関連方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 4/00 20060101AFI20240905BHJP

   B01J 7/00 20060101ALI20240905BHJP

   C01B 25/10 20060101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

B01J4/00 102

B01J7/00 A

C01B25/10

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024513927

(86)(22)【出願日】2022-08-26

(85)【翻訳文提出日】2024-04-12

(86)【国際出願番号】 US2022041734

(87)【国際公開番号】W WO2023034149

(87)【国際公開日】2023-03-09

(31)【優先権主張番号】63/240,185

(32)【優先日】2021-09-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】505307471

【氏名又は名称】インテグリス・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】モレスキーニ， パオロ

【テーマコード（参考）】

4G068

【Ｆターム（参考）】

4G068AA01

4G068AB01

4G068AF01

4G068AF12

4G068AF36

4G068DB18

4G068DD03

4G068DD15

(57)【要約】

いくつかの実施形態は、ガス前駆体を生成するための前駆体送達システムに関する。前駆体送達システムは、固体前駆体材料を含む１つ又は複数の前駆体供給パッケージを含むことができる。１つ又は複数の前駆体供給パッケージは、固体前駆体材料の熱分解を生じさせるのに十分な温度まで固体前駆体材料を加熱するように構成され得る。固体前駆体材料の熱分解により、ガス前駆体が生成され得る。ガス前駆体は、ガス前駆体利用プロセスに供給され得る。さらなる実施形態は、前駆体供給パッケージ及び関連する方法に関する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固体前駆体材料を収容する容器本体と、
固体前駆体材料の熱分解によって、ＰＦ_５を含むガス前駆体を生成するのに十分な温度まで容器本体を加熱するように構成されているヒータと、
容器本体に流体接続された出口と
を含む前駆体供給パッケージ。

【請求項2】

固体前駆体材料が金属六フッ化リン酸塩を含む、請求項１に記載の前駆体供給パッケージ。

【請求項3】

固体前駆体材料が、式ＭＰＦ_６［式中、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、又はＡｇである］を有する、請求項２に記載の前駆体供給パッケージ。

【請求項4】

固体前駆体材料が、ＨＰＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＮａＰＦ_６、ＫＰＦ_６、ＲｂＰＦ_６、ＣｓＰＦ_６、ＮＨ_４ＰＦ_６、ＡｇＰＦ_６、Ｍｇ（ＰＦ_６）_２、Ｃａ（ＰＦ_６）_２、Ｂａ（ＰＦ_６）_２、Ｚｎ（ＰＦ_６）_２、Ｃｕ（ＰＦ_６）_２、Ｐｂ（ＰＦ_６）_２、Ａｌ（ＰＦ_６）_２、Ａｌ（ＰＦ_６）_３、Ｆｅ（ＰＦ_６）_２のうちの少なくとも１つ、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項３に記載の前駆体供給パッケージ。

【請求項5】

複数の前駆体供給パッケージを含む前駆体送達システムであって、
それぞれが、
固体前駆体材料を収容する容器本体、
固体前駆体材料の熱分解によって、ＰＦ_５を含むガス前駆体を生成するのに十分な温度まで容器本体を加熱するように構成されたヒータ、及び
容器本体に流体接続された出口
を含む、複数の前駆体供給パッケージと、
複数の前駆体供給パッケージに流体接続されたマニホールドと、
マニホールドに流体接続された出口と
を含む前駆体送達システム。

【請求項6】

固体前駆体材料が金属六フッ化リン酸塩を含む、請求項５に記載の前駆体送達システム。

【請求項7】

固体前駆体材料が、式ＭＰＦ_６［式中、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、又はＡｇである］を有する、請求項５に記載の前駆体送達システム。

【請求項8】

固体前駆体材料が、ＨＰＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＮａＰＦ_６、ＫＰＦ_６、ＲｂＰＦ_６、ＣｓＰＦ_６、ＮＨ_４ＰＦ_６、ＡｇＰＦ_６、Ｍｇ（ＰＦ_６）_２、Ｃａ（ＰＦ_６）_２、Ｂａ（ＰＦ_６）_２、Ｚｎ（ＰＦ_６）_２、Ｃｕ（ＰＦ_６）_２、Ｐｂ（ＰＦ_６）_２、Ａｌ（ＰＦ_６）_２、Ｆｅ（ＰＦ_６）_２のうちの少なくとも１つ、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項５に記載の前駆体送達システム。

【請求項9】

少なくとも１つのヒータが、少なくとも１つの容器本体を固体前駆体材料の熱分解温度よりも高い温度まで加熱するように構成されている、請求項５に記載の前駆体送達システム。

【請求項10】

少なくとも１つのヒータが、少なくとも１つの容器本体を固体前駆体材料の熱分解温度よりも高い温度で維持するように構成されている、請求項５に記載の前駆体送達システム。

【請求項11】

マニホールドが、複数の前駆体供給パッケージのそれぞれからのガス前駆体の引き抜きを制御するように構成されている、請求項５に記載の前駆体送達システム。

【請求項12】

圧力変換器をさらに含む、請求項５に記載の前駆体送達システム。

【請求項13】

圧力変換器によって決定される設定圧力未満の圧力が、ガス前駆体を生成する前駆体供給パッケージの容器本体に含まれる固体前駆体材料が使い果たされていることを示す、請求項１２に記載の前駆体送達システム。

【請求項14】

圧力調整弁をさらに含む、請求項５に記載の前駆体送達システム。

【請求項15】

圧力調整弁が、出口を通るガス前駆体の圧力を大気圧以下に維持するように構成されている、請求項１４に記載の前駆体送達システム。

【請求項16】

ガス前駆体を供給する方法であって、
固体前駆体材料を収容する第１の容器を取得することと、
固体前駆体材料の熱分解を引き起こしてＰＦ_５を含むガス前駆体を生成するのに十分な温度まで第１の容器を加熱することと、
第１の容器からガス前駆体を下流のプロセスに供給することと
を含む、方法。

【請求項17】

固体前駆体材料が金属六フッ化リン酸塩を含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

固体前駆体材料がＬｉＰＦ_６を含み、ガス前駆体材料がＰＦ_５を含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項19】

固体前駆体材料を収容する第２の容器を取得することと、
第１の容器と同時に、固体前駆体材料の熱分解を引き起こしてガス前駆体を生成するのに十分な温度まで第２の容器を加熱することと、
固体前駆体材料が第１の容器で使い果たされる前に、第２の容器からガス前駆体を下流のプロセスに供給することと
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項20】

固体前駆体材料を収容する第３の容器を取得することと、
第２の容器と同時に、固体前駆体材料の熱分解を引き起こしてガス前駆体を生成するのに十分な温度まで第３の容器を加熱することと、
固体前駆体材料が第２の容器で使い果たされる前に、第３の容器からガス前駆体を下流のプロセスに供給することと
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願への相互参照
［０００１］本出願は、２０２１年９月２日に出願された米国仮特許出願第６３／２４０，１８５号の３５ ＵＳＣ １１９に基づく利益を主張し、その開示はその全体が参照により援用されるものとする。

【0002】

分野
［０００２］本開示は、一般に、前駆体送達システム、前駆体供給パッケージ、及び関連する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

背景
［０００３］様々な産業用途で使用されるガス前駆体は、吸着ガス又は圧縮ガスとして保管及び輸送される。これらの技術は高価で複雑である。さらに、気化可能な固体前駆体を輸送する取り組みは、とりわけ信頼性、再現性、品質に関して技術的及び運用上の課題を引き起こす。

【発明の概要】

【0004】

［０００４］いくつかの実施形態は、前駆体供給パッケージに関する。前駆体供給パッケージは、固体前駆体材料を含む容器本体を含むことができる。前駆体供給パッケージは、固体前駆体材料の熱分解によってガス前駆体を生成するのに十分な温度まで容器本体を加熱するように構成されたヒータを含むことができる。いくつかの実施形態では、ガス前駆体はＰＦ_５を含む。前駆体供給パッケージは、容器本体に流体接続された出口を含むことができる。

【0005】

［０００５］いくつかの実施形態では、固体前駆体材料は金属六フッ化リン酸塩を含む。

【0006】

［０００６］いくつかの実施形態では、固体前駆体材料は式ＭＰＦ_６を有し、ＭはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、又はＡｇである。

【0007】

［０００７］いくつかの実施形態では、固体前駆体材料は、ＨＰＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＮａＰＦ_６、ＫＰＦ_６、ＲｂＰＦ_６、ＣｓＰＦ_６、ＮＨ_４ＰＦ_６、ＡｇＰＦ_６、Ｍｇ（ＰＦ_６）_２、Ｃａ（ＰＦ_６）_２、Ｂａ（ＰＦ_６）_２、Ｚｎ（ＰＦ_６）_２、Ｃｕ（ＰＦ_６）_２、Ｐｂ（ＰＦ_６）_２、Ａｌ（ＰＦ_６）_２、Ａｌ（ＰＦ_６）_３、Ｆｅ（ＰＦ_６）_２、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。

【0008】

［０００８］いくつかの実施形態は、前駆体送達システムに関する。前駆体送達システムは、複数の前駆体供給パッケージを含む。複数の前駆体供給パッケージのそれぞれは、固体前駆体材料を収容する容器本体、固体前駆体物質の熱分解によって、ＰＦ_５を含むガス前駆体を生成するのに十分な温度まで容器本体を加熱するように構成されたヒータ、及び容器本体に流体接続された出口を含む。前駆体送達システムは、複数の前駆体供給パッケージに流体接続されたマニホールドと、マニホールドに流体接続された出口とをさらに含む。

【0009】

［０００９］いくつかの実施形態では、固体前駆体材料は金属六フッ化リン酸塩を含む。

【0010】

［００１０］いくつかの実施形態では、固体前駆体材料は式ＭＰＦ_６を有し、ＭはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、又はＡｇである。

【0011】

［００１１］いくつかの実施形態では、固体前駆体材料は、ＨＰＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＮａＰＦ_６、ＫＰＦ_６、ＲｂＰＦ_６、ＣｓＰＦ_６、ＮＨ_４ＰＦ_６、ＡｇＰＦ_６、Ｍｇ（ＰＦ_６）_２、Ｃａ（ＰＦ_６）_２、Ｂａ（ＰＦ_６）_２、Ｚｎ（ＰＦ_６）_２、Ｃｕ（ＰＦ_６）_２、Ｐｂ（ＰＦ_６）_２、Ａｌ（ＰＦ_６）_２、Ａｌ（ＰＦ_６）_３、Ｆｅ（ＰＦ_６）_２、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。

【0012】

［００１２］いくつかの実施形態では、少なくとも１つのヒータは、少なくとも１つの容器本体を固体前駆体材料の熱分解温度よりも高い温度まで加熱するように構成されている。

【0013】

［００１３］いくつかの実施形態では、少なくとも１つのヒータは、少なくとも１つの容器本体を固体前駆体材料の熱分解温度よりも高い温度に維持するように構成される。

【0014】

［００１４］いくつかの実施形態では、マニホールドは、複数の前駆体供給パッケージのそれぞれからのガス前駆体の取り出しを制御するように構成される。

【0015】

［００１５］いくつかの実施形態では、前駆体送達システムは圧力変換器をさらに含む。

【0016】

［００１６］いくつかの実施形態では、圧力変換器によって測定される設定圧力未満の圧力は、ガス前駆体を生成する前駆体供給パッケージの容器本体に含まれる固体前駆体材料が使い果たされていることを示す。

【0017】

［００１７］いくつかの実施形態では、前駆体送達システムは、圧力調整弁をさらに含む。

【0018】

［００１８］いくつかの実施形態では、圧力調整弁は、出口を通るガス前駆体の圧力を大気圧以下に維持するように構成されている。

【0019】

［００１９］いくつかの実施形態は、ガス前駆体を供給する方法に関する。本方法には、以下の工程のうちの１つ又は複数をさらに含む。固体前駆体材料を含む第１の容器を取得する工程と、固体前駆体材料の熱分解を引き起こしてＰＦ_５を含むガス前駆体を生成するのに十分な温度まで第１の容器を加熱する工程と、第１の容器からガス前駆体を下流のプロセスに供給する工程。

【0020】

［００２０］いくつかの実施形態では、固体前駆体材料は金属六フッ化リン酸塩を含む。

【0021】

［００２１］いくつかの実施形態では、固体前駆体材料はＬｉＰＦ_６を含み、ガス前駆体材料はＰＦ_５を含む。

【0022】

［００２２］いくつかの実施形態では、方法は、以下の工程のうちの１つ又は複数をさらに含む。固体前駆体材料を含む第２の容器を取得する工程と、第１の容器と同時に、第２の容器を、固体前駆体材料の熱分解を引き起こしてガス前駆体を生成するのに十分な温度まで加熱する工程と、固体前駆体材料が第１の容器で使い果たされる前に、ガス前駆体を第２の容器から下流のプロセスに供給する工程。

【0023】

［００２３］いくつかの実施形態では、方法は、以下の工程のうちの１つ又は複数をさらに含む。固体前駆体材料を含む第３の容器を取得する工程と、第２の容器と同時に第３の容器を、固体前駆体材料の熱分解を引き起こしてガス前駆体を生成するのに十分な温度まで加熱する工程と、固体前駆体材料が第２容器内で使い果たされる前に、ガス前駆体を第３容器から下流プロセスに供給工程。

【0024】

［００２４］本開示の一部を形成し、本明細書に記載の材料及び方法を実施することができる実施形態を示す図面を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】［００２５］本開示のいくつかの実施形態による、前駆体送達システムの概略図である。

【図2】［００２６］本開示のいくつかの実施形態による、前駆体供給パッケージの概略図である。

【図3】［００２７］本開示のいくつかの実施形態による、前駆体送達システムの概略図である。

【図4】［００２８］図４は、本開示のいくつかの実施形態による、ガス前駆体を供給する方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0026】

［００２９］いくつかの実施形態は、前駆体送達システム、前駆体供給パッケージ、及び固体前駆体材料の熱分解によってガス前駆体を生成するための関連方法に関する。前駆体送出システムは、固体前駆体材料を収容し、下流プロセスに供給するためのガス前駆体を生成するのに有用である。ガス前駆体は、固体前駆体材料の熱分解を引き起こすのに十分な温度まで固体前駆体材料を加熱することによって生成される。加熱がない場合、固体前駆体材料は一般に安定した固体状態で存在する。このようにして、本明細書に開示される前駆体送達システム及び前駆体供給パッケージは、ガス前駆体の需要が存在するまで固体前駆体材料を保管することができ、また、前記需要に応じて、前駆体送達システムは、下流のプロセスに供給するためのガス前駆体を生成するように動作させることができる。監視及び制御システムを実装すると、前駆体供給システムは下流のプロセスにガス前駆体を途切れることなく一定に供給することができる。

【0027】

［００３０］図１は、本開示のいくつかの実施形態による、前駆体送達システム１００の概略図である。

【0028】

［００３１］前駆体送達システム１００は、システムエンクロージャ１０２を含む。システムエンクロージャ１０２は、前駆体供給パッケージ１０４、前駆体供給パッケージ１０６、及び前駆体供給パッケージ１０８を含み、それらのそれぞれは、同じ又は同様の構造であってもよい。排出ライン１１０、１１２、１１４は、それぞれの前駆体供給パッケージ１０４、１０６、１０８をマニホールド１１６に流体接続する。マニホールド１１６は、送達ライン１２０によって出口１１８に流体接続されている。送達ライン１２０は、供給ライン１２０内のガス前駆体の圧力を測定するための圧力変換器１２２と、出口１１８を通って前駆体送達システム１００から出るガス前駆体の圧力変動を最小化又は安定化するための圧力調整器１２４を含む。

【0029】

［００３２］前駆体供給パッケージの数は、図示の実施形態に示された３つの前駆体供給パッケージとは異なり得ることを理解されたい。一般に、前駆体送達システム１００は、本開示から逸脱することなく、１つ又は複数の前駆体供給パッケージを含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、前駆体供給パッケージの数は３つ未満であってもよい。他の実施形態では、前駆体供給パッケージの数は３つより多くてもよい。

【0030】

［００３３］前駆体供給パッケージ１０４、１０６、１０８は、需要があるまで固体前駆体材料を収容することができ、また、そうした需要に応えて、下流のプロセスに供給するためのガス前駆体を生成することができる。ガス前駆体を生成するために、前駆体供給パッケージ１０４、１０６、１０８は、固体前駆体材料の熱分解を引き起こすのに十分な温度まで固体前駆体材料を加熱するように構成される。固体前駆体材料の熱分解をもたらすのに十分な温度は、固体前駆体材料の熱分解温度以上の任意の温度を含む。熱分解温度は、固体前駆体材料が熱分解を受ける最低温度であってもよい。熱分解温度は固体前駆体材料に特有であり、従って、使用される固体前駆体材料に依存する可能性がある。いくつかの実施形態では、熱分解温度は、熱分解プロセスが実行される条件（例えば、温度、圧力）にも依存し得る。固体前駆体材料の熱分解により、ガス前駆体が生成される。ガス前駆体は、固体前駆体材料の熱分解生成物を含む。

【0031】

［００３４］前駆体供給パッケージ１０４、１０６、１０８は、互いに独立して操作され及び制御されるように構成される。例えば、前駆体供給パッケージ１０４、１０６、１０８は、固体前駆体材料に独立して熱を加えて気体前駆体を生成するように構成することができる。独立して加熱されることで、前駆体供給パッケージ１０４、１０６、１０８のうちの少なくとも１つは、ガス前駆体を生成するために熱分解温度以上に維持され得る一方で、前駆体供給パッケージ１０４、１０６、１０８のうちの少なくとも１つは加熱されなくてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、ガス前駆体は前駆体供給パッケージ１０４、１０６内で生成され得るが、ガス前駆体は前駆体供給パッケージ１０８内では生成されない。さらに、ガス前駆体は前駆体供給パッケージ１０４から引き出されてもよいが、前駆体供給パッケージ１０６からは引き出されない。前駆体供給パッケージ１０６内に存在するガス前駆体は、供給が中断された場合にガス前駆体の二次供給を提供することができる。例えば、前駆体供給パッケージ１０４内の固体前駆体材料が完全に使い果たされる前に、ガス前駆体が前駆体供給パッケージ１０６からの回収に切り替えることができる。ほぼ同時に、前駆体供給パッケージ１０８を加熱して、ガス前駆体の二次供給を新たにすることができる。このようにして、前駆体送出システム１００は、下流プロセスへのガス前駆体の連続的で中断のない供給を提供することができる。

【0032】

［００３５］マニホールド１１６は、マニホールド１１６を前駆体供給パッケージ１０４、１０６、１０８に流体接続する１つ又は複数の入口ポートを含んでもよい。マニホールド１１６は、前駆体供給パッケージ１０４、１０６、１０８のそれぞれからのガス前駆体の分配を制御するためのマニホールド制御装置を含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態では、マニホールド１１６は、前駆体供給パッケージ１０４、１０６、１０８の少なくとも１つからのガス前駆体の取り出しを他の前駆体供給パッケージ１０４、１０６、１０８の少なくとも１つに切り替えるための流量制御アセンブリ（例えば、スイッチングアセンブリ）を含む。流量制御アセンブリは、例えば圧力変換器からの信号に応答する自動流量制御アセンブリであってもよい。いくつかの実施形態では、流量制御アセンブリは流路セレクタを含む。いくつかの実施形態では、流量制御アセンブリは空気圧で作動する弁を含む。流量制御アセンブリは追加の要素を含み得る。例えば、マニホールド１１６は、前駆体供給パッケージ１０４、１０６、１０８、流量制御バルブ、質量流量コントローラ、それらの任意の組み合わせなどから分配されるガス前駆体のプロセス条件（例えば、圧力、温度、流量）を監視するための機器を含み得る。

【0033】

［００３６］前駆体供給パッケージ１０４、１０６、１０８、マニホールド１１６、及び前駆体送達システム１００の他の要素及び構成要素は、システムエンクロージャ１０２内に収容され得る。いくつかの実施形態では、システムエンクロージャ１０２はキャビネットアセンブリである。キャビネットアセンブリは、システムエンクロージャ１０２を得るために構成及び配置された側壁１２８、床１３０、及び天井１３２を含むことができる。いくつかの実施形態では、キャビネットアセンブリには、前駆体送達システム１００の内部又は設置された構成要素へのアクセスを提供するドア又は他の構造的特徴部が装備されていてもよい。いくつかの実施形態では、キャビネットアセンブリは、１つ又は複数の固定部材、例えば、これに限定されないが、以下の少なくとも１つ：ストラップの留め具、ネックリング、前駆体供給パッケージ１０４、１０６、１０８を嵌合して受け入れるためにガスキャビネットの床に形成された凹部又は空洞、及び前駆体供給パッケージ１０４、１０６、１０８をキャビネットアセンブリの内部領域内の所望の位置に保持するガイド部材又はコンパートメント構造、あるいはそれらの任意の組み合わせ、を含む。いくつかの実施形態では、マニホールド１１６、排出ライン１１０、１１２、１１４、送達ライン１２０、圧力変換器１２２、及び圧力調整器１２４のうちの１つ又は複数が、キャビネットアセンブリ内又はキャビネットアセンブリ上に設置される。このようにして、キャビネットアセンブリは、前駆体供給パッケージ１０４、１０６、１０８をある場所から別の場所に輸送するために構成及び寸法設定され得る。キャビネットアセンブリは一例として提供されており、本開示から逸脱することなく他のシステムエンクロージャを本明細書で使用できることが理解されるであろう。他の実施形態では、システムエンクロージャ１０２は、前駆体送達システム１００の様々な構成要素及び要素を収容できる任意の構造を含み得る。

【0034】

［００３７］システムエンクロージャを出ると、ガス前駆体は下流のプロセスに供給され得る。いくつかの実施形態では、ガス前駆体は、大気圧又は大気圧未満の圧力で下流プロセスに搬送及び／又は排出される。下流プロセスには、ガス前駆体を利用するプロセスが含まれてもよい。下流プロセスには、半導体製造プロセスが含まれてもよい。いくつかの実施形態では、下流プロセスは、次のプロセス、とりわけ、イオン注入、エピタキシャル成長、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング、メタライゼーション、物理的気相堆積、化学気相堆積、プラズマ堆積、フォトリソグラフィ、洗浄、ドーピングなどの１つ又は複数を含む。いくつかの実施形態では、これらのプロセスは、半導体デバイス及び製品、マイクロ電子デバイス及び製品、光起電力デバイス及び製品、又はフラットパネルディスプレイデバイス及び製品などの製造プロセスの一部である。本開示から逸脱することなく、他のプロセスを本明細書で使用することができる。

【0035】

［００３８］前駆体送達システム１００は、追加の要素を備えた他の配置及び構成で提供されてもよい。追加の要素は、追加の流路及び流路回路構成要素、例えば、これに限定されないが、少なくとも１つの流路セレクタ、流量制御バルブ；マスフローコントローラ；圧力調整器；制限流量オリフィス要素；熱電対；監視及び制御装置、例えば、前駆体供給パッケージから分注されるガス前駆体のプロセス条件、例えば、限定されないが、圧力、温度、流量、濃度等、を監視するためのプロセスガス監視機器など；漏れ検出装置；１つ又は複数の前駆体供給パッケージから漏れが検出されたときに、前駆体送達システム又はその任意の構成要素をパージするための自動パージ装置及び関連するアクチュエータ；前駆体供給パッケージ及びその内容物に熱エネルギーを入力するためのヒータ；排出ラインと配送ラインの温度を維持するためのヒータ；又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。

【0036】

［００３９］図２は、本開示のいくつかの実施形態による、前駆体供給システム２００の概略図である。

【0037】

［００４０］前駆体供給パッケージ２００は、格納容器２０２を含む。格納容器２０２は容器２０４を含む。容器２０４は、内部領域２０８を画定する容器本体２０６を含む。固体前駆体材料２１０、ガス前駆体２１２、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つは、容器本体２０６の内部領域２０８内に配置され得る。固体前駆体材料２１０を少なくとも熱分解温度まで加熱するために、ヒータ２１４が含まれる。出口２１６は容器２０４に流体接続され得る。前駆体供給パッケージ２００は、前駆体供給パッケージ１０４、１０６、１０８のうちの任意の１つ又は複数として前駆体送達システム１００内で使用され得る。

【0038】

［００４１］固体前駆体材料２１０は、熱分解を受けてガス前駆体を生成することができる任意の物質を含むことができる。いくつかの実施形態では、固体前駆体材料２１０は熱分解を受けて、五フッ化リン（ＰＦ_５）を含むガス前駆体を生成する。例えば、いくつかの実施形態では、固体前駆体材料２１０は、六フッ化リン酸前駆体を含む。いくつかの実施形態では、固体前駆体材料２１０は金属六フッ化リン酸塩前駆体を含む。いくつかの実施形態では、金属六フッ化リン酸塩前駆体は、次式の化合物を含む。ＭＰＦ_６［式中、Ｍは、金属（例えば、適切な価数を有する金属）である］。いくつかの実施形態では、金属（Ｍ）は、アルカリ金属、遷移金属、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。例えば、いくつかの実施形態では、金属（Ｍ）は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｇ、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、それらからなる、又は本質的にそれらからなることができる。いくつかの実施形態では、金属（Ｍ）は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｇ、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つからなる群から選択され得る。いくつかの実施形態では、固体前駆体材料２１０は、ＨＰＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＮａＰＦ_６、ＫＰＦ_６、ＲｂＰＦ_６、ＣｓＰＦ_６、ＮＨ_４ＰＦ_６、ＡｇＰＦ_６、Ｍｇ（ＰＦ_６）_２、Ｃａ（ＰＦ_６）_２、Ｂａ（ＰＦ_６）_２、Ｚｎ（ＰＦ_６）_２、Ｃｕ（ＰＦ_６）_２、Ｐｂ（ＰＦ_６）_２、Ａｌ（ＰＦ_６）_２、Ａｌ（ＰＦ_６）_３、Ｆｅ（ＰＦ_６）_２のうちの少なくとも１つ、又はそれらの任意の組み合わせ含むか、又はそれらからなるか、又はそれらから本質的にからなることができる。いくつかの実施形態では、固体前駆体材料２１０は、ＨＰＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＮａＰＦ_６、ＫＰＦ_６、ＲｂＰＦ_６、ＣｓＰＦ_６、ＮＨ_４ＰＦ_６、ＡｇＰＦ_６、Ｍｇ（ＰＦ_６）_２、Ｃａ（ＰＦ_６）_２、Ｂａ（ＰＦ_６）_２、Ｚｎ（ＰＦ_６）_２、Ｃｕ（ＰＦ_６）_２、Ｐｂ（ＰＦ_６）_２、Ａｌ（ＰＦ_６）_２、Ｆｅ（ＰＦ_６）_２のうちの少なくとも１つ、又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択され得る。本開示から逸脱することなく、他のガス前駆体及び固体前駆体材料を本明細書で使用できることを理解されたい。

【0039】

［００４２］容器２０４は、固体前駆体材料２１０を収容し、下流プロセスに供給するためのガス前駆体を生成するのに適した任意の構造及び構成を有し得る。いくつかの実施形態では、容器２０４は圧力調整された容器を含む。圧力調整容器は、容器本体２０６の上部にバルブヘッドアセンブリ２２０を含む。バルブヘッドアセンブリ２２０は、容器本体２０６の内部領域２０８及び容器２０４の出口２１６に流体接続された弁２２２を含む。バルブアクチュエータ２２４は弁２２２に結合される。バルブアクチュエータ２２４は、ガス前駆体２１２を制御可能に送達するために、弁要素を開位置と閉位置との間、又は開位置と閉位置との間の任意の位置に移動させるように構成されている。いくつかの実施形態では、バルブアクチュエータ２２４はハンドルを含む。いくつかの実施形態では、バルブアクチュエータ２２４は、手動バルブアクチュエータ（例えば、ハンドホイール経由）、電磁弁アクチュエータ、空気圧バルブアクチュエータ、又上述したように、開位置と閉位置との間で弁要素を移動させるように構成された別のタイプの弁アクチュエータを含む。圧力調整器２２６は、バルブヘッドアセンブリ２２０に流体接続され、容器本体２０６の内部領域２０８内に少なくとも部分的に配置され得る。圧力調整器２２６は、下流圧力を設定圧力（例えば、設定点圧力）に維持するように構成され得る。

【0040】

［００４３］本明細書では、本開示から逸脱することなく、他の種類の圧力調整容器及び前駆体貯蔵器及び分配容器を使用することができる。このような他の容器の非限定的な例としては、これらに限定されないが、例えば、Ｅｎｔｅｇｒｉｓ，Ｉｎｃ．（米国マサチューセッツ州ビレリカ）からＶＡＣの商標で市販されているタイプのような内部ガス圧力調整器を含む圧力調整容器；内部ガス圧力調整器を含む圧力調整容器、例えば、商標ＶＡＣＳｏｒｂでＥｎｔｅｇｒｉｓ，Ｉｎｃ．（米国マサチューセッツ州ビレリカ）から市販されているタイプのものなど；他の容器、例えば、ＰｒｏＥｖａｐという商標でＥｎｔｅｇｒｉｓ，Ｉｎｃ．（米国マサチューセッツ州ビレリカ）から市販されているタイプの容器などを含む。

【0041】

［００４４］ヒータ２１４は、固体前駆体材料の熱分解を生じてガス前駆体２１２を生成するのに十分な、直接的又は間接的な熱を固体前駆体材料２１０に加えるように構成される。固体前駆体材料２１０を加熱するために、ヒータ２１４は、格納容器２０２、容器２０４もしくは容器本体２０６、固体前駆体材料２１０、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つと熱的に連通し得る。いくつかの実施形態では、ヒータ２１４は格納容器２０２内に含まれる。いくつかの実施形態では、ヒータ２１４は格納容器２０２の外部にある。ヒータ２１４は、所望の温度まで加熱できるものであれば特に限定されないが、熱分解温度などの温度レベルを正確かつ信頼性の高い方法で維持する。

【0042】

［００４５］加熱は任意の適切な方法で行うことができる。いくつかの実施形態では、容器２０４の周囲に加熱ジャケットが使用される。いくつかの実施形態では、リボンヒータが容器２０４の周囲に巻き付けられる。いくつかの実施形態では、容器２０４を加熱するために、容器２０４の外表面の少なくとも大部分を覆う形状を有するブロックヒータが使用される。いくつかの実施形態では、容器２０４を加熱するために抵抗加熱器が使用される。いくつかの実施形態では、容器２０４を加熱するためにランプヒータが使用される。いくつかの実施形態では、高温の熱伝達流体を容器２０４の外面と接触させて、容器２０４を加熱することができる。いくつかの実施形態では、加熱は、容器２０４に当たる赤外線又は他の放射エネルギーによって行われる。本開示の範囲から逸脱することなく、他の熱入力装置及びアセンブリ、並びにヒータ２１４の他の構成及び配置を本明細書で使用できることを理解されたい。他の実施形態では、ヒータ２１４は、格納容器２０２、容器本体２０６、固体前駆体材料２１０、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つを加熱することができる。

【0043】

［００４６］温度は、固体前駆体材料２１０の熱分解及びガス前駆体２１２の形成をもたらすのに十分な任意の温度であり得る。いくつかの実施形態では、温度は少なくとも固体前駆体材料２１０の熱分解温度である。いくつかの実施形態では、この温度は、熱分解を受ける固体前駆体材料２１０の量を最大にして、材料の無駄を最小限に抑え、且つ／又はシステム効率を改善するように選択される温度であってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、温度は、固体前駆体材料２１０の熱分解温度を超える温度である。熱分解温度は固体前駆体材料２１０に応じて異なり得るが、固体前駆体材料２１０が加熱される温度、又は加熱される温度は、１００℃～３００℃温度であってもよい。いくつかの実施形態では、温度は、１００℃～１６０℃、１１０℃～１６０℃、１２０℃～１６０℃、１３０℃～１６０℃、１４０℃～１６０℃、又は１４５℃～１５５℃の温度である。他の実施形態では、温度は、１００℃～１９０℃、１００℃～１８０℃、１００℃～７０℃、
１００℃～１６０℃、１００℃～１５０℃、１００℃～１４０℃、１００℃～１３０℃、１００℃～１２０℃、１００℃～１１０℃、１１０℃～２００℃、１２０℃～２００℃、１３０℃～２００℃、１４０℃～２００℃、１５０℃～２００℃、１６０℃～２００℃、１７０℃～２００℃、１８０℃～２００℃、又は１９０℃～２００℃である。

【0044】

［００４７］図３は、本開示のいくつかの実施形態による、前駆体送達システム３００の概略図である。

【0045】

［００４８］前駆体送達システム３００は、前駆体送達システム３００を通って流れるガス前駆体の流量パラメータを調整するための監視及び制御システムを含む。監視及び制御システムは、プロセッサコンポーネント３５０を含む。プロセッサコンポーネント３５０は、前駆体供給パッケージ３０４、３０６、３０８、マニホールド３１６、圧力変換器３２２、及び圧力調整器３２４と電子通信する。前駆体送達システム３００の概略図において、破線は信号伝送線を表す。

【0046】

［００４９］前駆体送達システム３００は、その他の点では、前駆体送達システム１００と同様である。前駆体供給パッケージ３０４、３０６、３０８は、システムエンクロージャ３０２内に配置される。排出ライン３１０、３１２、３１４は、それぞれの前駆体供給パッケージ３０４、３０６、３０８をマニホールド３１６に流体接続する。マニホールド３１６は、送達ライン３２０によって出口３１８に流体接続されている。送達ライン３２０は、送達ライン３２０内のガス前駆体の圧力を測定するための圧力変換器３２２を含む。送達ライン３２０は、出口３１８を通って下流プロセスへ前駆体送達システム３００から出るガス前駆体の圧力変動を最小化又は安定化するための圧力調整器３２４をさらに含む。

【0047】

［００５０］ガス前駆体が前駆体送達システム３００を通って流れるとき、圧力変換器３２２は、送達ライン３２０を通って流れるガス前駆体の圧力を測定する。圧力変換器３２２は、送達ライン３２０を通って流れるガス前駆体の圧力に相関する圧力感知信号を出力し得る。圧力感知信号は、処理のためにプロセッサコンポーネント３５０に送信され得る。様々な設定値が、比較しきい値としてプロセッサコンポーネント３５０に入力され得る。例えば、いくつかの実施形態では、設定点は、ガス前駆体が引き出される前駆体供給パッケージに含まれる固体前駆体材料の枯渇又はほぼ枯渇を示すために使用される設定圧力変動（例えば、圧力差又は圧力降下）である。いくつかの実施形態では、設定点は、送達ライン３２０内の圧力変動（例えば、圧力スパイク、振動圧力など）を示すために使用される第２の設定圧力変化を含む。

【0048】

［００５１］圧力感知信号に応答して、プロセッサコンポーネント３５０は、マニホールド３１６、前駆体供給パッケージ３０４、３０６、３０８、圧力調整器１２４、それらの任意の構成要素（例えば、ヒータ、バルブアクチュエータなど）、又はそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つに制御信号を送信することによって、前駆体送達システム３００を通るガス前駆体の流れを調節する。いくつかの実施形態では、プロセッサコンポーネント３５０からの制御信号に応答して、マニホールド３１６は、前駆体供給パッケージ３０４、３０６、３０８の１つからのガス前駆体の取り出しから、前駆体供給パッケージ３０４、３０６、３０８の別のからのガス前駆体の取り出しに切り替えるように構成され得る。いくつかの実施形態では、プロセッサコンポーネント３５０からの制御信号に応答して、マニホールド３１６は、前駆体供給パッケージ３０４に関する分配動作を終了し、及び／又はガス前駆体が引き出される前駆体供給パッケージに含まれる固体前駆体材料である前駆体供給パッケージ３０６に関する分配動作を開始するように構成されている。

【0049】

［００５２］いくつかの実施形態では、プロセッサコンポーネント３５０からの制御信号に応答して、ガス前駆体材料が供給される前駆体供給パッケージ３０４、３０６、３０８のうちの少なくとも１つは、その中に含まれる固体前駆体材料のさらなる加熱を開始するように構成される。いくつかの実施形態では、固体前駆体材料からのガス前駆体の生成を最大化するために、分注操作を終了する前にさらなる加熱が行われる。いくつかの実施形態では、プロセッサコンポーネント３５０からの制御信号に応答して、前駆体供給パッケージ３０４、３０６、３０８のうちの１つ又は複数は、加熱を開始して、ガス前駆体の二次供給を生成又は更新するように構成される（例えば、供給中断の場合、例えば固体前駆体材料の枯渇の場合）。加熱を開始した後、加熱を設定温度（例えば、固体前駆体材料の熱分解温度以上）に維持することができる。

【0050】

［００５３］いくつかの実施形態では、プロセッサコンポーネント３５０からの制御信号に応答して、圧力調整器３２４は、流導管内の圧力を設定圧力に戻すために、任意選択で段階的に開閉するように構成されている。いくつかの実施形態では、プロセッサコンポーネント３５０からの制御信号に応答して、圧力調整器３２４はさらに、流路内の圧力を設定圧力に維持するように構成されている。

【0051】

［００５４］図４は、本開示のいくつかの実施形態による、ガス前駆体を供給する方法を示す図である。方法４００は、本明細書に開示される前駆体供給パッケージのいずれか、及び本明細書に開示される前駆体送達システムのいずれかを使用して実施することができる。

【0052】

［００５５］工程４０２において、この方法は、複数の容器を取得することを含み、複数の容器のそれぞれは固体前駆体材料を含む。複数の容器は、本明細書に開示される前駆体供給パッケージ及び／又は前駆体送達システムのいずれかに含まれてもよい。いくつかの実施形態では、工程４０２は、第１の容器を取得することを含む。いくつかの実施形態では、工程４０２は、第１の容器及び第２の容器を取得することを含む。いくつかの実施形態では、工程４０２は、第１の容器、第２の容器、及び第３の容器を取得することを含む。他の実施形態では、工程４０２は、３つを超える容器を取得することを含んでもよい。

【0053】

［００５６］工程４０４において、本方法は、複数の容器のうちの少なくとも１つを、固体前駆体材料の熱分解を生じてガス前駆体を生成するのに十分な温度まで加熱することを含む。この工程では、複数の容器のうちの１つ又は複数（例えば、第１の容器、第２の容器、及び第３の容器のうちの１つ又は複数）を、固体前駆体材料の熱分解をもたらすのに十分な温度まで加熱することができる。加熱は同時であっても連続的であってもよい。いくつかの実施形態では、加熱は、圧力変換器によって決定される設定圧力を下回る測定圧力に応答する。設定圧力を下回る圧力は、ガス前駆体が生成される容器内の固体前駆体材料が使い果たされている、又は枯渇に近いことを示している可能性がある。したがって、いくつかの実施形態では、加熱は、（例えば、供給中断の場合などに）ガス前駆体の二次供給を生成するために、複数の容器のうちの少なくとも１つを加熱することを含む。複数の容器が加熱され維持される温度は、固体前駆体材料の熱分解温度以上であってもよい。

【0054】

［００５７］工程４０６で、本方法は、複数の容器のうちの少なくとも１つからガス前駆体を利用するプロセスにガス前駆体を供給することを含む。いくつかの実施形態では、工程４０６は、その中の固体前駆体材料が使い果たされるか、又はほぼ使い果たされるまで、第１の容器からガス前駆体を供給することを含む。第１の容器内の固体前駆体材料が使い果たされる前に、工程４０６は、第２の容器からガス前駆体を供給することを含む。いくつかの実施形態では、第２の容器からガス前駆体を供給することは、第１の容器からのガス前駆体の供給から第２の容器からのガス前駆体の供給に切り替えることを含む。気体前駆体は、その中の固体前駆体材料が使い果たされるか、又はほぼ枯渇するまで、第２の容器から供給することができる。固体前駆体材料が第２の容器内で使い果たされる前に、工程４０６は、第３の容器からガス前駆体を供給することを含む。いくつかの実施形態では、第３の容器からガス前駆体を供給することは、第２の容器からのガス前駆体の供給から第３の容器からのガス前駆体の供給に切り替えることを含む。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2024-05-08

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の前駆体供給パッケージを含む前駆体送達システムであって、
それぞれが、
固体前駆体材料を収容する容器本体、
固体前駆体材料の熱分解によって、ＰＦ_５を含むガス前駆体を生成するのに十分な温度まで容器本体を加熱するように構成されたヒータ、及び
容器本体に流体接続された出口
を含む、複数の前駆体供給パッケージと、
複数の前駆体供給パッケージに流体接続されたマニホールドと、
マニホールドに流体接続された出口と
を含む前駆体送達システム。

【請求項2】

固体前駆体材料が金属六フッ化リン酸塩を含む、請求項１に記載の前駆体送達システム。

【請求項3】

少なくとも１つのヒータが、少なくとも１つの容器本体を固体前駆体材料の熱分解温度よりも高い温度まで加熱するように構成されている、請求項１に記載の前駆体送達システム。

【請求項4】

少なくとも１つのヒータが、少なくとも１つの容器本体を固体前駆体材料の熱分解温度よりも高い温度で維持するように構成されている、請求項１に記載の前駆体送達システム。

【請求項5】

マニホールドが、複数の前駆体供給パッケージのそれぞれからのガス前駆体の引き抜きを制御するように構成されている、請求項１に記載の前駆体送達システム。

【国際調査報告】