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JP2013534970A - 化学気相成長を制御するための装置及び方法 - Google Patents

化学気相成長を制御するための装置及び方法 Download PDF

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JP2013534970A JP2013514174A JP2013514174A JP2013534970A JP 2013534970 A JP2013534970 A JP 2013534970A JP 2013514174 A JP2013514174 A JP 2013514174A JP 2013514174 A JP2013514174 A JP 2013514174A JP 2013534970 A JP2013534970 A JP 2013534970A
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Abstract

気相成長法を用いて基板上に薄膜を堆積させるガス加熱装置と該装置内で用いられる処理システムが記載されている。当該ガス加熱装置は、複数の加熱素子領域を有する加熱素子のアレイを有する。前記加熱素子のアレイは、加熱時に膜生成組成物のうちの1つ以上の成分の熱分解を生じさせるため、前記複数の加熱素子領域を通り抜ける前記膜生成組成物の流れを受けるように構成される。それに加えて当該処理システムは、基板を支持するように構成される基板ホルダを有して良い。前記基板ホルダは、該基板ホルダの背面に伝熱ガスを供給するように構成される背面ガス供給システムを有して良い。前記背面ガス供給システムは、前記基板背面での複数の領域へ前記伝熱ガスを各独立に供給するように構成される。さらに堆積システム内で基板上に薄膜を堆積させる方法が記載されている。

Description

本発明は、基板を処理するための処理システム及び方法に関し、より詳細には、堆積プロセスを用いて薄膜を堆積させる堆積システム及び方法に関する。
材料の処理−たとえば集積回路(IC)の製造のための半導体デバイス作製−中、気相成長法は、基板上に薄膜を形成するのみならず、基板上の複雑な表面形状全体にわたってコンフォーマルな薄膜を形成するための一般的な手法である。気相成長法は、化学気相成長(CVD)法及びプラズマCVD法を有して良い。たとえば半導体の製造においては、そのような気相成長法は、フロントエンド(FEOL)処理におけるゲート誘電膜の形成、並びに、バックエンド(BEOL)処理におけるメタライゼーション用の低誘電率(low-k)若しくは超low-k又は有孔性若しくは非有孔性の誘電膜の形成、及び、メタライゼーション用のバリア/シード層の形成、さらにはDRAM製造におけるキャパシタ誘電膜の形成の形成に用いられて良い。
CVDプロセスにおいては、膜前駆体気体の連続流が、基板を含む処理チャンバへ導入される。前記膜前駆体の組成は、基板上に形成される膜内において発見される主要な原子又は分子を有する。この連続プロセスの間、前駆体気体は、基板表面上に化学吸着される一方で、化学吸着される材料の減少を助ける追加の気相成分との反応の有無にかかわらず、熱分解する。その結果、所望の膜が残る。
PECVDプロセスにおいては、CVDプロセスは、膜堆積機構の変更すなわち改善に利用されるプラズマをさらに有する。たとえばプラズマ励起は、熱励起によるCVDによって同様の膜を形成するのに一般的に必要とされる温度よりもはるかに低い温度で膜形成反応を進めることを可能にする。それに加えてプラズマ励起は、熱CVDにおいてエネルギー的又は運動学的に起こりにくい膜形成化学反応を起こしうる。
他のCVD法は、ホットフィラメントCVD（あるいはホットワイヤCVD又は熱分解CVDとして知られているもの）を有する。ホットフィラメントCVDでは、膜前駆体が抵抗加熱フィラメントによって熱分解して、その結果解離した分子が基板表面に吸着して反応する。その結果所望の膜が残される。PECVDとは異なり、ホットフィラメントCVDはプラズマの生成を必要としない。
米国特許出願公開第20100247803号明細書 米国特許出願公開第20060175305号明細書 米国特許第6740853号明細書
本発明は、基板を処理するための処理システム及び方法に関し、より詳細には、堆積プロセスを用いて薄膜を堆積させる堆積システム及び方法に関する。
本発明はさらに、フィラメント支援化学気相成長(CVD)法又は熱分解CVDを用いることによって薄膜を堆積させる堆積システム及び方法に関する。加熱素子アレイを有するガス加熱装置が、膜生成組成物の熱分解に利用される。
一の実施例によると、堆積システム内において用いられるガス加熱装置が記載されている。当該ガス加熱装置は、膜生成組成物のうちの1つ以上の成分を加熱するように構成されて良い。当該ガス加熱装置は、複数の加熱素子領域を有する加熱素子のアレイと1つ以上の電源を有する。前記加熱素子のアレイは、加熱時に前記膜生成組成物のうちの1つ以上の成分の熱分解を生じさせるため、前記複数の加熱素子領域を通り抜ける前記膜生成組成物の流れを受けるように構成される。前記複数の加熱素子領域の各々は1つ以上の抵抗加熱素子を有する。前記複数の加熱素子領域の各々は互いに電気的に独立するように構成される。前記複数の加熱素子領域の各々は、前記流れの少なくとも一部と相互作用して、前記膜生成組成物の熱分解と前記基板の様々な領域への供給に影響を及ぼすように配置される。前記1つ以上の電源は、前記加熱素子のアレイと結合して、前記複数の加熱素子領域の各々に電気信号を与えるように構成される。
他の実施例によると、ガス加熱装置を用いることによって基板上に薄膜を堆積させる堆積システムが記載されている。当該堆積システムは、プロセスチャンバ、該プロセスチャンバと結合して前記基板を支持するように構成される基板ホルダ、及び、前記プロセスチャンバと結合して、膜生成組成物を前記基板表面付近のプロセス空間へ導入するように構成されるガス分配システムを有する。前記プロセスチャンバは、該プロセスチャンバを排気するように構成される排気システムを有する。当該堆積システムはさらに、複数の加熱素子領域を有する加熱素子のアレイと1つ以上の電源を有する。前記加熱素子のアレイは、加熱時に前記膜生成組成物のうちの1つ以上の成分の熱分解を生じさせるため、前記複数の加熱素子領域を通り抜ける前記膜生成組成物の流れを受けるように構成される。前記複数の加熱素子領域の各々は1つ以上の抵抗加熱素子を有する。前記複数の加熱素子領域の各々は互いに電気的に独立するように構成される。前記複数の加熱素子領域の各々は、前記流れの少なくとも一部と相互作用して、前記膜生成組成物の熱分解と前記基板の様々な領域への供給に影響を及ぼすように配置される。前記1つ以上の電源は、前記加熱素子のアレイと結合して、前記複数の加熱素子領域の各々に電気信号を与えるように構成される。
さらに他の実施例によると、堆積システム内において基板上に薄膜を堆積させる方法が記載されている。当該方法は：複数の加熱素子領域を有するガス加熱装置を堆積システム内に設ける工程であって、前記複数の加熱素子領域の各々は1つ以上の抵抗加熱素子を有する工程；前記複数の加熱素子領域の各々の温度を独立に制御する工程；前記堆積システム内において1つ以上の温度制御領域を有する基板ホルダ上に基板を供する工程；前記堆積システムと結合する前記ガス加熱装置へ膜生成組成物を供する工程；前記ガス加熱装置を用いることによって前記膜生成組成物の1種類以上の成分を熱分解する工程；及び、前記堆積システム内において前記膜生成組成物を前記基板へ導入して、前記基板上に薄膜を堆積させる工程；を有する。
本発明の実施例による堆積システムの概略図を表している。 本発明の実施例によるガス分配システムの概略図を表している。 本発明の他の実施例による堆積システムの概略的断面図を表している。 本発明の他の実施例による堆積システムの概略的断面図を表している。 本発明の他の実施例による堆積システムの概略的断面図を表している。 本発明の他の実施例による堆積システムの概略的断面図を表している。 本発明の他の実施例による堆積システムの概略的断面図を表している。 本発明の実施例によるガス加熱装置の上面図を表している。 本発明の実施例による加熱素子の上面図を表している。 図5Aに図示された加熱素子の側面図を表している。 本発明の実施例による動的載置装置の上面図を表している。 図6Aに図示された動的載置装置の側面図を表している。 図6Aに図示された動的載置装置の断面図を表している。 図6Aに図示された動的載置装置の斜視図を表している。 本発明の他の実施例による加熱素子の上面図を表している。 本発明の実施例による基板上に膜を堆積させる方法を表している。 本発明の実施例による基板上に膜を堆積させる方法を表している。
上述したように本発明は、基板を処理するための処理システム及び方法に関し、より詳細には、堆積プロセス−たとえば気相成長法−を用いて薄膜を堆積させる堆積システム及び方法に関する。
本発明はさらに、フィラメント支援化学気相成長(CVD)法又は熱分解CVDを用いることによって薄膜を堆積させる堆積システム及び方法に関する。加熱素子アレイを有するガス加熱装置が、膜生成組成物の熱分解に利用される。
本願発明者等はとりわけ、フィラメント支援CVD又は熱分解CVDが、様々なプロセス機構又はパラメータを空間的に制御することを可能にするときに、高品質で耐久性のある薄膜が基板上で製造可能であることに気づいた。これらのプロセス機構の一部には、(1)加熱素子のアレイでの反応領域の調節及び/又は時空間的制御−たとえば反応領域での膜生成化学物質の時空間的調節−、(2)基板（ホルダ）での表面反応性の調節及び/又は時空間的制御−たとえば基板温度の時空間的調節−、並びに、反応領域（つまり加熱素子のアレイ）と基板（ホルダ）との間の拡散経路長の調節及び/又は時空間的制御が含まれる。
ここで図（全図中、同一の参照番号は同一又は対応する部材を指称する）を参照すると、図1は、薄膜−たとえば伝導膜、非伝導膜、又は半導体膜−を堆積させる堆積システム1を概略的に表している。たとえば薄膜は、誘電膜−たとえば低誘電率(low-k)若しくは超low-k誘電膜、又は、空気ギャップ誘電体内で用いられる犠牲層を有して良い。堆積システム1は、化学気相成長(CVD)システム又は熱気相成長システムを有して良い。熱気相成長システムでは、膜生成組成物が基板上に膜を生成するために熱的に活性化又は分解される。たとえば堆積システム1は、フィラメント支援CVD(FACVD)又は熱分解CVDシステムを有する。
堆積システム1は、上に薄膜が生成される基板25を支持するように構成される基板ホルダ20を有するプロセスチャンバ10を有する。さらに基板ホルダ20は、膜生成反応にとって適した温度で基板の温度を制御するように構成される。
プロセスチャンバ10は、ガス分配システム40を介して膜生成組成物をプロセスチャンバ10へ導入するように構成される膜生成組成物供給システム30と結合する。さらにガス加熱装置45は、ガス分配システム40から見て下流の位置でガス分配システム40と結合し、かつ、膜生成組成物を化学的に改質するように構成されている。
ガス加熱装置45は、複数の加熱素子領域55(A,B,C)を有する加熱素子のアレイ55と1つ以上の電源を有する。加熱素子のアレイ55は、加熱時に前記膜生成組成物のうちの1つ以上の成分の熱分解を生じさせるため、前記複数の加熱素子領域55(A,B,C)を通り抜ける前記膜生成組成物の流れを受けるように構成される。複数の加熱素子領域55(A,B,C)の各々は1つ以上の加熱素子を有し、互いに電気的に独立するように構成される。複数の加熱素子領域55(A,B,C)の各々は、流れの少なくとも一部と相互作用して、膜生成組成物の熱分解と基板25の様々な領域への供給に影響を及ぼすように配置される。3つの加熱素子領域とプロセス領域が図示されているが、加熱素子のアレイ55は、3以外の数（たとえば2,4,5等）で構成されても良い。
上述したように、複数の加熱素子領域55(A,B,C)は、加熱素子のアレイでの反応領域の調節及び/又は時空間的制御−たとえば反応領域での膜生成化学物質の時空間的調節−、並びに、反応領域（つまり加熱素子のアレイ）と基板（ホルダ）との間の拡散経路長の調節及び/又は時空間的制御を容易にしうる。たとえば複数の加熱素子領域55(A,B,C)相互の間隔及び/又は配置並びに基板に対する複数の加熱素子領域55(A,B,C)の間隔及び/又は配置が調節されても良い。
1つ以上の電源50は、加熱素子のアレイ55と結合し、かつ、複数の加熱素子領域55(A,B,C)の各々へ電気信号を与えるように構成される。たとえば複数の加熱素子領域55(A,B,C)の各々は、1つ以上の抵抗加熱素子を有して良い。電流が流れて、1つ以上の抵抗加熱素子の加熱に影響を及ぼすとき、これらの加熱された素子と膜生成組成物との相互作用は、その膜生成組成物のうちの1つ以上の成分の熱分解を引き起こす。
プロセスチャンバ10はさらに、ダクト62を介して真空排気システム60と結合する。真空排気システム60は、基板上での薄膜生成及び膜生成組成物の熱分解に適した圧力にまでプロセスチャンバ10とガス分配システム40を排気するように構成される。
膜生成組成物供給システム30は、膜生成組成物をガス分配システム40へ導入するように構成される1つ以上の材料源を有して良い。たとえば膜生成組成物は、1種類以上のガス、1種類以上のガス中に生成される1種類以上の蒸気、又はこれらの混合物を有して良い。膜生成組成物供給システム30は、1つ以上のガス源及び/又は1つ以上の気化源を有して良い。ここで気化とは、非ガス状態からガス状態に材料が変換されることを意味する。従って、「気化」、「昇華」、及び「蒸発」は、変換がたとえば固体から液体、固体から気体、又は液体から気体であるのか否かに関わらず、一般的な固体又は液体前駆体からの蒸気（気体）の生成を意味する。
膜生成組成物がガス加熱装置45へ導入されるとき、膜生成組成物のうちの1つ以上の成分は、上述したガス加熱装置45によって熱分解される。膜生成組成物は、ガス加熱装置45内での熱分解により解離しうる膜前駆体も含んで良いし、又は、解離しえない膜前駆体も含んでも良い。（複数の）膜前駆体は、基板上で生成されることが望ましい膜の主要な原子又は分子種を有して良い。それに加えて膜生成組成物は、ガス加熱装置45内での熱分解により解離しうる還元剤も含んで良いし、又は、解離しえない還元剤も含んでも良い。（複数の）還元剤は、基板25上での膜前駆体の還元を支援しうる。たとえば（複数の）還元剤は、基板25上での膜前駆体の一部又は略全部と反応しうる。またそれに加えて膜生成組成物は、ガス加熱装置45内での熱分解により解離しうる重合剤も含んで良いし、又は、解離しえない重合剤も含んでも良い。重合剤は、基板25上での（解離した）膜前駆体の重合を支援しうる。
一の実施例によると、基板25上にポリマー又はコポリマーを形成するとき、1種類以上のモノマーガスを有する膜生成組成物が、1種類以上のモノマーを熱分解して反応種源を生成するのに十分な温度を有するガス加熱装置45−つまり加熱素子のアレイ55−へ導入される。これらの反応種は、基板25の上側表面付近のプロセス空間33内部へ導入されて、そのプロセス空間33内部で分配される。基板25は、基板25の上側表面で化学的に改質された膜生成組成物を凝集させて重合化を誘起するため、ガス加熱装置45の温度よりも低い温度に維持される。
膜生成組成物は、ガス加熱装置45内での熱分解により解離しうる開始剤も含んで良いし、又は、解離しえない開始剤も含んでも良い。（解離した）開始剤は、膜前駆体の解離又は重合化を支援しうる。開始剤を用いることで、低い熱源温度で速い堆積速度が可能となる。たとえば1つ以上の加熱素子は、開始剤を解離させて、膜生成組成物中の1つ以上の残りの成分と反応する開始剤のラジカル種（つまり解離した開始剤）を生成するのに用いられて良い。さらにたとえば、（解離した）開始剤ラジカルは、膜生成組成物のラジカル生成の触媒となりうる。開始剤は過酸化物を含んで良い。それに加えてたとえば開始剤は、有機過酸化物−たとえば過酸化ジ-tert-ブチル、過酸化ジ-tert-アミル、又はペルオキシ安息香酸 tert-ブチル−、アゾ化合物−たとえば2,2'- アゾビスイソブチロニトリル−、又は他のモノマー−たとえばペルフルオロオクタンスルホニルフルオリド−を有して良い。
一例では、オルガノシリコンポリマーを生成するとき、オルガノシリコンの（複数の）モノマーガスが用いられる。それに加えてたとえば、フルオロカーボン−オルガノシリコンコポリマーを生成するとき、フルオロカーボン前駆体とオルガノシリコン前駆体のモノマーガスが用いられる。
他の例では、フルオロカーボン−オルガノシリコンコポリマーを生成するとき、開始剤は、環状ビニルメチルシロキサン−たとえば1 ,3,5- トリビニル-1 ,3,5-トリメチルシクロトリシロキサン(V3D3)−の重合化において用いられるペルフルオロオクタン スルホニルフルオリド(PFOSF)であって良い。
他の例では、有孔性SiCOH含有膜を生成するとき、膜生成組成物は、構造形成材料と孔生成材料を有して良い。構造形成材料はジエトキシメチルシラン(DEMS)を有して良い。孔生成材料はαターピネン(ATRP)を有して良い。有孔性SiCOH含有膜は低誘電率(low-k)材料として用いられて良い。
他の例では、架橋したネオペンチルメタクリラート有機ガラスを生成するとき、膜生成組成物は、モノマー、架橋剤、及び開始剤を有して良い。モノマーは、トリメチルシリルメチルメタクリラート(TMMA)、メタクリル酸プロパルギル(PMA)、シクロペンチルメタクリラート(CPMA)、ネオペンチルメタクリラート(npMA)、及び、ポリ（ネオペンチルメタクリラート）(P(npMA))を有して良い。架橋剤は、エチレングリコールジアクリラート(EGDA)、エチレングリコールジメタクリラート(EGDMA)、1,3-プロパンジオール ジアクリラート(PDDA)、1,3-プロパンジオールジメタクリラート(PDDMA)、又はこれらの混合物を有して良い。それに加えて開始剤は、1つ以上の過酸化物、1つ以上の過酸化水素、及び/又は1つ以上のジアジンを有して良い。さらにそれに加えて開始剤は、過酸化 tert-ブチル(TBPO)又は過酸化ジ-tert-ブチル(DTBPO)を有して良い。
他の例では、ポリマー膜は、P(npMA-co-EGDA)（ポリ(ネオペンチル メタクリラート-co-エチレングリコール ジアクリラート)）を有し、モノマーは、npMA（ネオペンチルメタクリラート）を有し、かつ、架橋剤はEGDA（エチレングリコールジアクリラート）を有して良い。ポリマー膜は、犠牲空気ギャップ材料として用いられて良い。
さらに他の例では、シリコン含有膜、有機物含有膜、及び/又はオルガノシリコン含有膜は、特許文献1に記載されたプロセス及び化学前駆体のうちの1つを用いて堆積されて良い。
一の実施例によると、膜生成組成物供給システム30は、1種類以上の膜前駆体をガス分配システム40へ導入するように備えられる第1材料源32、及び、（化学）開始材をガス分配システム40へ導入するように備えられる第2材料源34を有する。さらに膜生成組成物供給システム30は、不活性ガス、キャリアガス、希釈ガス、又は酸化剤を導入するように構成される追加のガス源を有して良い。たとえば不活性ガス、キャリアガス、又は希釈ガスは、希ガス−つまりHe、Ne、Ar、Kr、Xe、又はRn−を有して良い。
再度図1を参照すると、電源50は、加熱素子のアレイ55内の1つ以上の抵抗加熱素子に電気信号を供するように構成される。たとえば電源50は、DC（直流）電力又はAC（交流）電力のいずれかを供給するように構成されて良い。それに加えてたとえば、電源50は、連続した電力又は可変電力を供するように構成されて良い。さらにたとえば、電源50は、電力を変調させるように構成されて良いし、又は、パルス電力、ステップ状電力、若しくは勾配状の電力、又はこれらの結合した電力を供するように構成されても良い。さらにたとえば、電源50は、電力、電圧、若しくは電流の設定、監視、調節、又は制御のうちの少なくとも1つを実行するように構成されて良い。
さらに図1を参照すると、温度制御システム22が、ガス分配システム40、ガス加熱装置45、プロセスチャンバ10、及び/又は基板ホルダ20と結合し、かつ、これらの構成要素のうちの1つ以上の温度を制御するように構成されて良い。温度制御システム22は、1つ以上の位置でのガス分配システム40の温度、1つ以上の位置でのガス加熱装置45の温度、1つ以上の位置でのプロセスチャンバ10の温度、及び/又は1つ以上の位置での基板ホルダ20の温度を測定するように構成されて良い。温度の測定は、堆積システム1内の1つ以上の位置での温度の調節又は制御に利用されて良い。
温度測定システムによって利用される温度測定装置は、特許文献2に記載された光ファイバ温度計、光学パイロメータ、バンド端温度測定システムを有して良い。光学温度計の例は、アドバンストエネルギー（Advanced Energies）社から販売されているOR2000F型光ファイバ温度計、ルクストロン（Luxtron Corporation）社から販売されているM600型光ファイバ温度計、又は、高岳電気から販売されているFT-1420型光ファイバ温度計を含む。
あるいはその代わりに、1つ以上の抵抗加熱素子の温度を測定するとき、各抵抗加熱素子の電気的特性が測定されても良い。たとえば1つ以上の抵抗加熱素子と結合する電圧、電流、又は電力のうちの2つ以上が、各抵抗加熱素子の抵抗を測定するために監視されて良い。素子の抵抗の変化は、その素子の抵抗に影響を及ぼす温度変化により上昇しうる。
温度制御システム22及び/又は制御装置80からのプログラム命令に従って、電源50は、ガス加熱装置45−たとえば1つ以上の加熱素子−を約100℃〜約600℃の範囲の温度で動作させるように構成されて良い。たとえば温度は約200℃〜約550℃の範囲であって良い。温度は、膜生成組成物に基づいて選択されて良い。より詳細には温度は、膜生成組成物の成分に基づいて選択されて良い。
それに加えて温度制御システム22及び/又は制御装置80からのプログラム命令に従って、ガス分配システム40の温度は、ガス加熱装置45−つまり1つ以上の加熱素子−の温度以下の値に設定されて良い。たとえば温度は約1200℃以下の値であって良い。それに加えてたとえば温度は約1000℃未満の値であって良い。それに加えてたとえば温度は約800℃未満の値であって良い。それに加えてたとえば温度は約600℃未満の値であって良い。それに加えてたとえば温度は約550℃未満の値であって良い。さらにたとえば温度は約80℃〜約550℃の範囲であって良い。温度は、1つ以上の加熱素子の温度以下であって、ガス分配システムの表面上での膜を生成するか否かに関わらず凝集を防止して、残留物の堆積を緩和するのに十分高い温度に選択されて良い。
それに加えて温度制御システム22及び/又は制御装置80からのプログラム命令に従って、プロセスチャンバ10の温度は、ガス加熱装置45−つまり1つ以上の加熱素子−の温度未満の値に設定されて良い。たとえば温度は約200℃未満の値であって良い。さらにたとえば温度は約150℃未満の値であって良い。さらに温度は約80℃〜約150℃の範囲であって良い。しかし温度は、ガス分配システム40の温度以下であって良い。温度は、1つ以上の加熱素子の温度未満であって、ガス分配システムの表面上での膜を生成するか否かに関わらず凝集を防止して、残留物の堆積を緩和するのに十分高い温度に選択されて良い。
一旦膜生成組成物が処理空間33へ入り込むと、その膜生成組成物は、基板表面に吸着し、膜生成反応が進んで、基板25上に薄膜が生成される。温度制御システム22及び/又は制御装置80からのプログラム命令に従って、基板ホルダ20は、基板25の温度を、ガス加熱装置45、ガス分配システム40、及びプロセスチャンバ10の温度未満の値に設定するように構成されて良い。たとえば基板温度は最大約80℃の範囲であって良い。それに加えて基板温度は約室温であって良い。たとえば基板温度は最大約25℃の範囲であって良い。しかし温度は室温とは異なる温度であって良い。
基板ホルダ20は、基板（ホルダ）での表面反応性の調節及び/又は時空間制御−たとえば基板温度の時間的及び/又は空間的調節−を容易にしうる。
基板ホルダ20は、温度制御システム22と結合する1つ以上の温度制御素子21を有する。温度制御システム22は、基板加熱システム及び/又は基板冷却システムを有して良い。たとえば基板ホルダ20は、その基板ホルダ20の表面付近に基板加熱システム又は基板冷却システム（図示されていない）を有して良い。たとえば加熱又は冷却システムは、冷却時には、基板ホルダ20から熱を受け取って、熱を熱交換器（図示されていない）へ伝え、加熱時には、熱交換器から基板ホルダ20へ熱を伝える再循環流を有して良い。冷却又は加熱システムは、加熱/冷却素子−たとえば抵抗加熱素子−又は基板ホルダ20内部に設けられる熱電ヒーター/クーラーを有して良い。それに加えて加熱素子及び/又は冷却素子は、2つ以上の独立に制御される温度領域内に配置されて良い。基板ホルダ20は、内側領域と外側領域を含む2つの温度領域を有して良い。その領域の温度は、別個に基板ホルダの温度領域を加熱又は冷却することによって制御されて良い。
それに加えて基板ホルダ20は、基板25を基板ホルダ20の上側表面に固定する固定システム23（たとえば電気的又は機械的固定システム）を有する。たとえば基板ホルダ20は静電チャック(ESC)を有して良い。
さらに基板ホルダ20は、背面ガス供給システム24を介して基板25の背面に伝熱ガスを供給することで基板25と基板ホルダ20との間でのガスギャップ熱伝導度を改善することを容易にしうる。係るシステムは、昇温又は降温の際に基板の温度制御が必要なときに利用されて良い。たとえば背面ガスシステムは2領域ガス分配システムを有して良い。背面ガス（たとえばヘリウム）の圧力は、基板25の中央と端部との間で独立に変化して良い。
例として、基板ホルダは、特許文献3に記載された温度制御素子のうちの任意の1つを有して良い。
真空排気システム60は、約5000l/sec（以上）の排気速度での排気が可能なターボ分子真空ポンプ(TMP)及びチャンバ圧力を絞るゲートバルブを有して良い。たとえば1000〜3000l/secのTMPが用いられて良い。TMPは、低圧処理−たとえば約1Torr−に用いられて良い。高圧処理（つまり約1Torrよりも高い圧力）については、メカニカルブースターポンプとドライ粗引きポンプが用いられて良い。さらにチャンバ圧力を監視する装置（図示されていない）が、プロセスチャンバ10と結合して良い。圧力監視装置とはたとえば、MKSインスツルメンツ（MKS instruments）社から販売されている628型バラトロン絶対キャパシタンスマノメータであって良い。
さらに図1を参照すると、堆積システム1はさらに制御装置80を有して良い。制御装置80は、マイクロプロセッサ、メモリ、及びデジタルI/Oポートを有する。デジタルI/Oポートは、堆積システム1からの出力を監視するだけではなく、堆積システム1とやり取りして、堆積システム1への入力を始動させるのに十分な制御電圧を生成しうる。しかも制御装置80は、背面ガス供給システム（図示されていない）及び/又は静電固定システム（図示されていない）のみならず、プロセスチャンバ10、基板ホルダ20、温度制御システム22、膜生成組成物供給システム30、ガス分配システム40、ガス加熱装置45、及び真空排気システム60と結合して、情報をやり取りして良い。メモリ内に記憶されたプログラムが、薄膜の堆積方法を実行するために、プロセスレシピに従って、堆積システム1の上記の構成要素への入力を始動させるのに利用されて良い。
制御装置80は、ガス加熱装置45の1つ以上の電源50と結合し、かつ、加熱素子のアレイ55の複数の加熱素子領域55(A,B,C)の各々への電気信号を制御するように構成されて良い。制御装置80は、電流、電圧、及び/又は電力を含む1つ以上の電気的パラメータを制御するように構成されて良い。それに加えて制御装置80は、ガス分配システム40の1つ以上の流れ制御装置と結合し、かつ、加熱素子のアレイ55の複数の加熱素子領域55(A,B,C)の各々への膜生成組成物又は他のプロセスガスの流速を制御するように構成されて良い。さらに制御装置80は、基板ホルダ20内の1つ以上の温度制御素子と結合し、かつ、基板25の様々な領域の温度を制御するように構成されて良い。
制御装置80は、処理システム1に対して局所的に設置されても良いし、又はインターネット又はイントラネットを介して処理システム1に対して離れた場所に設置されても良い。よって制御装置80は、直接接続、イントラネット、インターネット及びワイヤレス接続のうちの少なくとも1を用いることによって処理システム1とのデータのやり取りをして良い。制御装置80は、たとえば顧客側（つまりデバイスメーカー等）のイントラネットと結合して良いし、又はたとえば売り手側（つまり装置製造者等）のイントラネットと結合しても良い。さらに別なコンピュータ（つまり制御装置、サーバー等）が、たとえば制御装置とアクセスすることで、直接接続、イントラネット及びインターネットのうちの少なくとも1つを介してデータのやり取りをして良い。
堆積システム1は、たとえばプロセスチャンバ10又はガス分配システム40と結合するその場洗浄システム（図示されていない）を用いて周期的に洗浄されて良い。操作する者によって決定される周波数毎に、その場洗浄システムは、堆積システム1の内面に蓄積した残留物を除去するため、堆積システム1の定期洗浄を実行して良い。その場洗浄システムはたとえば、化学反応してそのような残留物を取り除くことのできる化学ラジカルを導入するように構成されるラジカル生成装置を有して良い。それに加えてたとえば、その場洗浄システムはたとえば、オゾンの分圧を導入するように構成されるオゾン生成装置を有して良い。たとえばラジカル生成装置は、酸素(O2)、三フッ化窒素(NF3)、O3、XeF2、ClF3、又はC3F8（またはより一般的にはCxFy）から酸素又はフッ素ラジカルを生成するように構成される上流プラズマ源を有して良い。ラジカル生成装置は、MKSインスツルメンツ（MKS instruments）社から販売されているASTRON（登録商標）反応ガス生成装置ASTeX（登録商標）製品を有して良い。
ここで図2を参照すると、本発明の実施例によるガス分配システム200が記載されている。ガス分配システム200は、堆積システムのプロセスチャンバ（たとえば図1に図示された堆積システム1のプロセスチャンバ10）と結合するか、又はプロセスチャンバ内部に設けられる筐体240、及び、筐体240と結合するように構成されるガス分配プレート241を有する。組み合わせられることでプレナム242が形成される。ガス分配プレート241は任意であって良い。ガス分配システム200は、プロセスチャンバから断熱されて良い。あるいはその代わりにガス分配システム200は、プロセスチャンバから断熱されなくても良い。
ガス分配システム200は、膜生成組成物供給システム（図示されていない）からプレナム242へ流入する膜生成組成物を受け取り、その膜生成組成物をプロセスチャンバ内で分配するように構成される。たとえばガス分配システム200は、膜生成組成物供給システムからプレナム242へ流入する膜生成組成物232と任意の開始剤234の1種類以上の成分を受け取るように構成されて良い。膜生成組成物232と任意の開始剤234の1種類以上の成分は、図示されているように別個に導入されて良いし、同一の開口部を介して導入されても良い。あるいはその代わりにガス分配システム200は、図1で述べたように堆積システムを洗浄するときに、プレナム242へ流入する洗浄流体、溶液、ガス等を受け取ることで、膜生成組成物232及び/又は任意の開始剤234を入れ換えるように構成されて良い。
ガス分配プレート241は、プレナム242から膜生成組成物を導入して、膜が形成される基板（図示されていない）付近の処理空間233へ分配するように配置される複数の開口部244を有する。たとえばガス分配プレート241は、基板の上面に対向するように構成される1つ以上の排出口246を有する。
さらにガス分配システム200は、複数の加熱素子領域252(A-C)を備える加熱素子のアレイを有するガス加熱装置250を有する。複数の加熱素子領域252(A-C)の各々は、電源254と結合し、かつ、電源254からの電気信号を受けるように構成される1つ以上の加熱素子を有する。複数の加熱素子領域252(A-C)は、ガス分配システム200の排出口246に設けられる。それにより複数の加熱素子領域252(A-C)は、任意の開始剤を含む膜生成組成物の任意の成分又は全成分と相互作用しうる。
上述したように、複数の加熱素子領域252(A-C)の各々は、1つ以上の抵抗加熱素子を有して良い。たとえば1つ以上の抵抗加熱素子は、金属含有リボン又は金属含有ワイヤを有して良い。さらにたとえば、1つ以上の抵抗加熱素子は、抵抗性の金属、抵抗性の合金、及び/又は抵抗性の金属窒化物で構成されて良い。
電源254が電力と複数の加熱素子領域252(A-C)とを結合するとき、複数の加熱素子領域252(A-C)は、膜生成組成物の1種類以上の成分を熱分解するのに十分な温度にまで昇温されて良い。電源254は、直流(DC)電源又は交流(AC)電源を有して良い。電源254は、1つ以上の加熱素子への直接的な電気的接続を介して、電力と複数の加熱素子領域252(A-C)とを結合とを結合するように構成されて良い。あるいはその代わりに電源254は、誘導を介して電力と複数の加熱素子領域252(A-C)とを結合とを結合するように構成されても良い。
ガス分配プレート241内に生成される1つ以上の開口部244は、1つ以上のオリフィス及び/又は1つ以上のスロットを有して良い。1つ以上の開口部244は、ガス分配プレート上で長方形パターンに分配されて良い。あるいはその代わりに、1つ以上の開口部244は、ガス分配プレート上で環状パターンに分配されて良い（たとえばオリフィスは、半径方向及び/又は角度方向に分配される）。複数の加熱素子領域252(A-C)が、ガス分配システム200の排出口246に設けられるとき、ガス分配プレート241の1つ以上の開口部244から排出される膜生成組成物及び/又は任意の開始剤の流れが、少なくとも1つの加熱素子（のそばを）通り抜けるように、各加熱素子は設けられて良い。
それに加えて複数の開口部244は、ガス分配プレート241上の様々な密度パターンで分配されて良い。たとえばより多くの開口部がガス分配プレート241の中央付近に形成され、かつ、わずかな開口部がガス分配プレート241の周辺付近に形成されて良い。あるいはその代わりに、たとえば、より多くの開口部がガス分配プレート241の周辺付近に形成され、かつ、わずかな開口部がガス分配プレート241の中央付近に形成されても良い。それに加えてさらに、開口部のサイズはガス分配プレート241上で変化して良い。たとえば大きな開口部がガス分配プレート241の中央付近に形成され、かつ、小さな開口部がガス分配プレート241の周辺付近に形成されて良い。あるいはその代わりに、たとえば大きな開口部がガス分配プレート241の周辺付近に形成され、かつ、小さな開口部がガス分配プレート241の中央付近に形成されても良い。
さらに図2を参照すると、ガス分配システム200は、筐体240と結合する中間のガス分配プレート260を有して良い。筐体240、中間ガス分配プレート260、及びガス分配プレート241が組み合わせられることで、プレナム242から分離して、中間のガス分配プレート260とガス分配プレート241との間に存在する中間プレナム245が形成される。中間ガス分配プレート260は任意であって良い。ガス分配システム200は、膜生成組成物供給システム（図示されていない）からプレナム242へ流入する膜生成組成物を受け取り、その膜生成組成物を、中間プレナム245を介してプロセスチャンバへ分配するように構成される。
中間ガス分配プレート260は、膜生成組成物を中間プレナム245へ導入して分配するように配置される複数の開口部262を有する。複数の開口部262は、上述したような形状、配置、分布、又はサイズをとって良い。中間ガス分配プレート260内の開口部は、複数の加熱素子領域252(A-C)と位置合わせされても良いし、されなくても良い。
ガス分配システム200はさらに、筐体240と結合する中間のガス分配マニホールド270を有して良い。筐体240とガス分配マニホールド270が組み合わせられることで、プレナム242から分離して、中間のガス分配プレート260とガス分配マニホールド270との間に存在する第2中間プレナム243が形成される。ガス分配システム200は、膜生成組成物供給システム（図示されていない）からプレナム242へ流入する膜生成組成物を受け取り、第2中間プレナム243と中間プレナム245を介して、その膜生成組成物をプロセスチャンバへ分配するように構成される。ガス分配マニホールド270は、環状溝274を介して膜生成組成物を第2中間プレナム243へ導入して分配するように構成される1つ以上の導管を有する。ガス分配マニホールド270は任意であって良い。
ここで図3Aを参照すると、本発明の他の実施例による堆積システム1001の概略的断面図が図示されている。堆積システム1001は、上に薄膜が形成される基板1025を支持するように構成される基板ホルダ1020を有する。さらに基板ホルダ1020は、膜生成反応に適した温度に基板温度を制御するように構成される。堆積システム1001はさらに、ガス分配システム1040を介して膜生成組成物を基板1025へ導入するように構成される膜生成組成物供給システム1030を有する。またさらに堆積システム1001は、ガス分配システム1040と結合するか又はその下方に設けられて、膜生成組成物を化学的に改質するように構成されるガス加熱装置1045を有する。
ガス加熱装置1045は、加熱されるときに膜生成組成物の1種類以上の成分を熱分解するため、膜生成組成物供給システム1030とガス分配システム1040から複数の加熱素子領域1055(A,B,C)にわたる膜生成組成物の流れ受け取るように構成される。複数の加熱素子領域1055(A,B,C)の各々は、1つ以上の加熱素子を有し、かつ、互いに電気的に独立して構成される。複数の加熱素子領域1055(A,B,C)の各々は、流れの少なくとも一部と相互作用して、膜生成組成物の熱分解に影響を及ぼし、かつ、基板25の様々な領域に膜生成組成物を供給するように配置される。
1つ以上の電源1050は、ガス加熱装置1045と結合し、かつ、加熱素子のアレイ1055の複数の加熱素子領域1055(A,B,C)の各々へ電気信号を供するように構成される。たとえば加熱素子のアレイ1055の複数の加熱素子領域1055(A,B,C)の各々は1つ以上の抵抗加熱素子を有して良い。電流が、1つ以上の抵抗加熱素子を流れて、その1つ以上の抵抗加熱素子の加熱に影響を及ぼすとき、これらの加熱された素子と膜生成組成物との相互作用は、膜生成組成物の1つ以上の成分の熱分解を引き起こす。図3Aに図示されているように、複数の加熱素子領域1055(A,B,C)の各々の1つ以上の加熱素子は、面内に配置−つまり2次元配置−されて良い。あるいはその代わりに、複数の加熱素子領域1055(A,B,C)の各々の1つ以上の加熱素子は、面内に配置されなくても−つまり非2次元配置−良い。
図3Aに図示されているように、加熱素子のアレイ1055内の複数の加熱素子領域1055(A,B,C)は、基板1025と実質的に平行な面1034内に配置され、かつ、基板1025に対して間隔1035をあけて設けられて良い。膜生成組成物の流れは、ガス分配システム1040を介して堆積システム1001へ流入し、加熱素子のアレイ1055を介してプロセス空間1033へ流入して、プロセス空間1033を介して、基板1025に対して実質的に垂直に下向きの方向に−つまり滞留する流のパターンで−流れる。膜生成組成物流の少なくとも一部は、複数の加熱素子領域1055(A,B,C)を通るように流れる。複数の加熱素子領域1055(A,B,C)の各々へ流れる膜生成組成物の量が制御可能となるように、ガス分配システム1040の領域は画定されて良い。
複数の加熱素子領域1055(A,B,C)はそれぞれ、基板1025の各異なるプロセス領域1033(A-C)に対応する。たとえば加熱素子領域1055Aは、基板1025の実質的な中央領域に位置するプロセス領域1033Aに対応する。それに加えてたとえば、加熱素子領域1055Bと1055Cはそれぞれ、基板1025の実質的に端部領域と周辺領域に位置するプロセス領域1033Bと1033Cに対応しうる。従って、複数の加熱素子領域1055(A,B,C)の各々の独立制御及び/又は複数の加熱素子領域1055(A,B,C)の各々へ向かう膜生成組成物の量の制御は、プロセス領域1033(A-C)の各々でのプロセスパラメータの制御に利用されて良い。
複数の加熱素子領域1055(A,B,C)に対応して、基板ホルダ1020は、基板1025の温度を制御する複数の温度制御領域を有して良い。温度制御領域は、プロセス領域1033(A-C)及び/又は加熱素子領域1055(A-C)と位置合わせされて良い。
たとえば基板ホルダ1020は、温度制御システム1022と結合し、かつ、基板1025用の複数の温度制御領域に対応する1つ以上の温度制御素子1022(A-C)を有して良い。温度制御システム1022は、基板加熱システム及び/又は基板冷却システムを有して良い。たとえば基板制御素子1022(A-C)は、基板ホルダ1020内部に埋め込まれた基板加熱システム及び/又は基板冷却システムを有して良い。基板制御素子1022(A-C)は、基板1025用の複数の温度制御領域とプロセス領域1033(A-C)に対応して良い。基板ホルダ1020の各領域の温度は、基板ホルダ1025内の各領域を加熱又は冷却することによって制御されて良い。
それに加えてたとえば、基板ホルダ1020は、基板1025を基板ホルダ1020の上側表面に固定する基板固定システム1023A（たとえば電気的又は機械的固定システム）を有して良い。たとえば基板ホルダ1020は静電チャック(ESC)を有して良い。ESC制御システム1023は、基板固定システム1023Aの操作及び制御に利用されて良い。
さらにたとえば基板ホルダ1020は、背面ガス供給システム1024を介して基板1025の背面に伝熱ガスを供給することで、基板1025と基板ホルダ1020との間でのガスギャップ熱伝導度を改善することを容易にしうる。係るシステムは、昇温又は降温の際に基板の温度制御が必要なときに利用されて良い。図3Aに図示されているように、背面ガス供給システム1024は、複数の温度制御領域での伝熱を制御可能に調節して、基板1025の温度を制御する1つ以上の伝熱ガス供給領域1024(A-C)を有して良い。伝熱ガス供給領域1024(A-C)は、複数の加熱素子領域1055(A-C)及びプロセス領域1033(A-C)に対応して良い。基板1025の各領域の温度は、伝熱ガス供給領域1024(A-C)の各々での背面（たとえばヘリウム）圧力を独立に変化させることによって制御されて良い。
さらに図3Aを参照すると、制御装置1080は、基板1025の様々な領域でのプロセスパラメータの監視、調節、又は制御のうちの少なくとも1つを実行するため、膜生成物供給システム1030、1つ以上の電源1050、温度制御システム1022、ESC制御システム1023、及び/又は、背面ガス供給システム1024と結合する。たとえば1つ以上の上述の構成要素は、基板1025上での膜の堆積の均一性を制御するのに用いられて良い。
ここで図3Bを参照すると、本発明の他の実施例による堆積システム2001の概略的断面が表されている。堆積システム2001は、ガス分配システム1040から見て下流の位置でガス分配システム1040と結合し、かつ、膜生成組成物を化学的に改質するように構成されているガス加熱装置2045を有する。ガス加熱装置2045は、複数の加熱素子領域2055(A-C)を有する加熱素子のアレイ2055を有する。
加熱素子のアレイ2055の複数の加熱素子領域2055(A-C)の各々は1つ以上の抵抗加熱素子を有して良い。電流が、1つ以上の抵抗加熱素子を流れ、かつ、前記1つ以上の抵抗加熱素子の加熱に影響を及ぼすとき、これらの加熱された素子と膜生成組成物との間での相互作用は、その膜生成組成物の1種類以上の成分の熱分解を生じさせる。図3Bに図示されているように、複数の加熱素子領域2055(A,B,C)の各々の1つ以上の加熱素子は、面内に配置−つまり2次元配置−されて良い。あるいはその代わりに、複数の加熱素子領域2055(A,B,C)の各々の1つ以上の加熱素子は、面内に配置されなくても−つまり非2次元配置−良い。
図3Bに図示されているように、加熱素子のアレイ2055内の複数の加熱素子領域2055(A,B,C)のうちの少なくとも一は、第1面2034A内に配置されて良い。他方、加熱素子のアレイ2055内の複数の加熱素子領域2055(A,B,C)のうちの少なくとも他は、第2面2034B内に配置されて良い。第1面2034Aと第2面2034Bは、基板1025に対して実質的に平行で、かつ、基板1025からそれぞれ間隔2035Aと2035Bをあけて設けられて良い。しかし第1面2034A及び/又は第2面2034Bは、基板1025に対して平行に配置される必要はない。膜生成組成物の流れは、ガス分配システム1040を介して堆積システム2001へ流入し、加熱素子のアレイ2055を介してプロセス空間2033へ流入して、プロセス空間2033を介して、基板1025に対して実質的に垂直に下向きの方向に−つまり滞留する流のパターンで−流れる。膜生成組成物流の少なくとも一部は、複数の加熱素子領域1055(A,B,C)を通るように流れる。
複数の加熱素子領域2055(A,B,C)はそれぞれ、基板1025の各異なるプロセス領域1033(A-C)に対応する。たとえば加熱素子領域2055Aは、基板1025の実質的な中央領域に位置するプロセス領域1033Aに対応する。それに加えてたとえば、加熱素子領域2055Bと2055Cはそれぞれ、基板1025の実質的に端部領域と周辺領域に位置するプロセス領域1033Bと1033Cに対応しうる。第1面2034Aと第2面2034Bの位置を変化させることによって、複数の加熱素子領域2055(A,B,C)の各々での反応領域と基板1025との間での間隔2035Aと2035Bはそれぞれ、プロセス領域1033(A-C)の各々でのプロセスパラメータをさらに制御するように変化して良い。
ここで図3Cを参照すると、本発明の他の実施例による堆積システム3001の概略的断面が表されている。堆積システム3001は、ガス分配システム1040から見て下流の位置でガス分配システム1040と結合し、かつ、膜生成組成物を化学的に改質するように構成されているガス加熱装置3045を有する。ガス加熱装置3045は、複数の加熱素子領域3055(A,B,C)を有する加熱素子のアレイ3055を有する。
図3Cに図示されているように、加熱素子のアレイ3055内の複数の加熱素子領域3055(A,B,C)のうちの少なくとも1つの位置は、位置設定システム3060によって調節されて良い。たとえば加熱素子のアレイ3055内の複数の加熱素子領域3055(A,B,C)のうちの少なくとも一は、第1面3034A内に配置されて良い。他方、加熱素子のアレイ3055内の複数の加熱素子領域3055(A,B,C)のうちの少なくとも他は、第2面3034B内に配置されて良い。第1面3034Aと第2面3034Bは、基板1025に対して実質的に平行で、かつ、基板1025からそれぞれ間隔3035Aと3035Bをあけて設けられて良い。しかし第1面3034A及び/又は第2面3034Bは、基板1025に対して平行に配置される必要はない。膜生成組成物の流れは、ガス分配システム1040を介して堆積システム3001へ流入し、加熱素子のアレイ3055を介してプロセス空間1033へ流入して、プロセス空間1033を介して、基板1025に対して実質的に垂直に下向きの方向に−つまり滞留する流のパターンで−流れる。
複数の加熱素子領域3055(A,B,C)はそれぞれ、基板1025の各異なるプロセス領域1033(A-C)に対応する。たとえば加熱素子領域3055Aは、基板1025の実質的な中央領域に位置するプロセス領域1033Aに対応して良い。それに加えてたとえば、加熱素子領域3055Bと3055Cはそれぞれ、基板1025の実質的に端部領域と周辺領域に位置するプロセス領域1033Bと1033Cに対応しうる。第1面3034Aと第2面3034Bの位置を変化させることによって、複数の加熱素子領域3055(A,B,C)の各々での反応領域と基板1025との間での間隔3035Aと3035Bはそれぞれ、プロセス領域1033(A-C)の各々でのプロセスパラメータをさらに制御するように変化して良い。
たとえば制御装置1080からの入力による位置設定システム3060は、プロセス空間1033内の複数の加熱素子領域3055(A-C)のうちの任意の1つ以上の位置を調節して良い。複数の加熱素子領域3055(A-C)の各々の位置は、並進自由度及び/又は回転自由度によって調節されて良い。たとえば複数の加熱素子領域3055(A-C)の各々の位置は、基板1025に対して調節されて良い。
ここで図3Dを参照すると、本発明の他の実施例による堆積システム4001の概略的断面が表されている。堆積システム4001は、ガス分配システム1040から見て下流の位置でガス分配システム1040と結合し、かつ、膜生成組成物を化学的に改質するように構成されているガス加熱装置4045を有する。ガス加熱装置4045は、複数の加熱素子領域4055(A,B,C)を有する加熱素子のアレイ4055を有する。
加熱素子のアレイ4055の複数の加熱素子領域4055(A,B,C)の各々は1つ以上の抵抗加熱素子を有して良い。電流が、1つ以上の抵抗加熱素子を流れ、かつ、前記1つ以上の抵抗加熱素子の加熱に影響を及ぼすとき、これらの加熱された素子と膜生成組成物との間での相互作用は、その膜生成組成物の1種類以上の成分の熱分解を生じさせる。図3Dに図示されているように、複数の加熱素子領域4055(A,B,C)の各々の1つ以上の加熱素子は、面内に配置−つまり2次元配置−されて良い。あるいはその代わりに、複数の加熱素子領域4055(A,B,C)の各々の1つ以上の加熱素子は、面内に配置されなくても−つまり非2次元配置−良い。
図3Dに図示されているように、加熱素子のアレイ4055の複数の加熱素子領域4055(A,B,C)のうちの少なくとも一の基板1035に対する配置は、加熱素子のアレイ4055の複数の加熱素子領域4055(A,B,C)のうちの他の基板1035に対する配置と異なって良い。たとえば加熱素子領域4055Cと4055Bは、加熱素子4055Aと基板1025に対して傾斜する。他の構成、方向、及び/又は配置も考えられる。
それに加えて図3Dに図示されているように、加熱素子のアレイ4055内の複数の加熱素子領域4055(A,B,C)のうちの少なくとも一は、第1面4034A内に配置されて良い。他方、加熱素子のアレイ4055内の複数の加熱素子領域4055(A,B,C)のうちの少なくとも他は、第2面4034B内に配置されて良い。第1面4034Aと第2面4034Bは、基板1025に対して実質的に平行で、かつ、基板1025からそれぞれ間隔4035Aと4035Bをあけて設けられて良い。しかし第1面4034A及び/又は第2面4034Bは、基板1025に対して平行に配置される必要はない。膜生成組成物の流れは、ガス分配システム1040を介して堆積システム4001へ流入し、加熱素子のアレイ4055を介してプロセス空間1033へ流入して、プロセス空間1033を介して、基板1025に対して実質的に垂直に下向きの方向に−つまり滞留する流のパターンで−流れる。
複数の加熱素子領域4055(A,B,C)はそれぞれ、基板1025の各異なるプロセス領域1033(A-C)に対応する。たとえば加熱素子領域4055Aは、基板1025の実質的な中央領域に位置するプロセス領域1033Aに対応して良い。それに加えてたとえば、加熱素子領域4055Bと4055Cはそれぞれ、基板1025の実質的に端部領域と周辺領域に位置するプロセス領域1033Bと1033Cに対応しうる。第1面4034Aと第2面4034Bの位置を変化させることによって、複数の加熱素子領域4055(A,B,C)の各々での反応領域と基板1025との間での間隔4035Aと4035Bはそれぞれ、プロセス領域1033(A-C)の各々でのプロセスパラメータをさらに制御するように変化して良い。
ここで図3Eを参照すると、本発明の他の実施例による堆積システム5001の概略的断面が表されている。堆積システム5001は、ガス分配システム1040から見て下流の位置でガス分配システム1040と結合し、かつ、膜生成組成物を化学的に改質するように構成されているガス加熱装置5045を有する。ガス加熱装置5045は、複数の加熱素子領域5055(A,B,C)を有する加熱素子のアレイ5055を有する。
加熱素子のアレイ5055の複数の加熱素子領域5055(A,B,C)の各々は1つ以上の抵抗加熱素子を有して良い。電流が、1つ以上の抵抗加熱素子を流れ、かつ、前記1つ以上の抵抗加熱素子の加熱に影響を及ぼすとき、これらの加熱された素子と膜生成組成物との間での相互作用は、その膜生成組成物の1種類以上の成分の熱分解を生じさせる。図3Eに図示されているように、複数の加熱素子領域5055(A,B,C)の各々の1つ以上の加熱素子は、面内に配置−つまり2次元配置−されて良い。あるいはその代わりに、複数の加熱素子領域5055(A,B,C)の各々の1つ以上の加熱素子は、面内に配置されなくても−つまり非2次元配置−良い。
図3Eに図示されているように、加熱素子のアレイ5055の複数の加熱素子領域5055(A,B,C)のうちの少なくとも一の基板1035に対する配置は、加熱素子のアレイ5055の複数の加熱素子領域5055(A,B,C)のうちの他の基板1035に対する配置と異なって良い。たとえば加熱素子領域5055Cと5055Bは、加熱素子5055Aと基板1025に対して傾斜する。他の構成、方向、及び/又は配置も考えられる。
それに加えて図3Eに図示されているように、加熱素子のアレイ5055内の複数の加熱素子領域5055(A,B,C)のうちの少なくとも一の形状は、加熱素子のアレイ5055内の複数の加熱素子領域5055(A,B,C)のうちの他の形状と異なって良い。たとえば加熱素子領域5055Cと5055Bは、加熱素子5055Aと基板1025に対する非平面の3次元表面上に配置−非2次元配置−された1つ以上の加熱素子を有する。他の構成、方向、及び/又は配置も考えられる。
さらに図3Eに図示されているように、加熱素子のアレイ5055内の複数の加熱素子領域5055(A,B,C)のうちの少なくとも一は、第1面5034A内に配置されて良い。他方、加熱素子のアレイ4055内の複数の加熱素子領域4055(A,B,C)のうちの少なくとも他は、第2面5034B内に配置されて良い。第1面5034Aと第2面5034Bは、基板1025に対して実質的に平行で、かつ、基板1025からそれぞれ間隔5035Aと5035Bをあけて設けられて良い。しかし第1面5034A及び/又は第2面5034Bは、基板1025に対して平行に配置される必要はない。膜生成組成物の流れは、ガス分配システム1040を介して堆積システム5001へ流入し、加熱素子のアレイ5055を介してプロセス空間1033へ流入して、プロセス空間1033を介して、基板1025に対して実質的に垂直に下向きの方向に−つまり滞留する流のパターンで−流れる。
複数の加熱素子領域5055(A,B,C)はそれぞれ、基板1025の各異なるプロセス領域1033(A-C)に対応する。たとえば加熱素子領域5055Aは、基板1025の実質的な中央領域に位置するプロセス領域1033Aに対応して良い。それに加えてたとえば、加熱素子領域5055Bと5055Cはそれぞれ、基板1025の実質的に端部領域と周辺領域に位置するプロセス領域1033Bと1033Cに対応しうる。第1面5034Aと第2面5034Bの位置を変化させることによって、複数の加熱素子領域5055(A,B,C)の各々での反応領域と基板1025との間での間隔5035Aと5035Bはそれぞれ、プロセス領域1033(A-C)の各々でのプロセスパラメータをさらに制御するように変化して良い。
複数の実施例が与えられているが、他の構成、方向、及び/又は配置も考えられる。加熱素子領域の位置/間隔、方向、及び/又は形状は、被処理基板の種類に依存しうる。たとえば基板は環状基板又は半導体ウエハを含んで良い。あるいはその代わりに長方形基板−たとえば大きなガラス基板又は液晶ディスプレイ(LCD)−が、プロセス空間内で水平又は垂直に配置された状態で処理されても良い。他の配置では、可撓性基板が、基板ホルダがローラーとして構成されうる既知の方法でローラー・トゥ・ローラーを動作させることによって処理されて良い。
ここで図4を参照すると、本発明の実施例によるガス加熱装置300の上面図が表されている。ガス加熱装置300は、膜生成組成物のうちの1種類以上の成分を加熱するように構成される。ガス加熱装置300は、複数の加熱素子領域340(A-C)を有する加熱素子のアレイ340を含む。複数の加熱素子領域340(A-C)の各々は互いに電気的に独立である。複数の加熱素子領域340(A-C)の各々は1つ以上の熱源320を有する。各熱源320は、1つ以上の電源からの電流を受けるように構成される抵抗加熱素子330を有する。それに加えてガス加熱装置300は、1つ以上の抵抗加熱素子330を支持するように構成される載置構造310を有する。さらに1つ以上の熱源320は、載置構造310と補助載置構造312との間に設けられて良い（図5B参照）。載置構造310は、すべての加熱素子領域340(A-C)について1つの構造を有して良い。あるいはその代わりに載置構造310は、各加熱素子領域340(A-C)について独立に配置される複数の構造を有しても良い。
図4に図示されているように、ガス加熱装置300は、載置構造310と結合して、1つ以上の抵抗加熱素子330と載置構造310とを固定させて結合するように構成される1つ以上の静的載置装置326を有し、かつ、ガス加熱装置300は、載置構造310と結合して、1つ以上の抵抗加熱素子330の各々の長さの変化を自動的に補償するように構成される1つ以上の動的載置装置324を有する。さらに1つ以上の動的載置装置324は、1つ以上の抵抗加熱素子330と1つ以上の動的載置装置324との間での滑りを実質的に緩和してよい。
1つ以上の抵抗加熱素子330は、図4に図示されているように、電気的インターコネクト342を用いることによって電気的に直列に結合して良い。電流は、たとえば電源への第1端子341(A-C)の接続及び電源への第2端子342(A-C)の接続によって、1つ以上の抵抗加熱素子330の直列接続へ供給される。あるいはその代わりに、1つ以上の抵抗加熱素子330は、電気的に並列に結合されても良い。
ここで図5Aと図5Bを参照すると、本発明の実施例による熱源320の上面及び側面が表されている。抵抗加熱素子330は、1つ以上の静的載置装置326と固定して結合する第1端部334、1つ以上の静的載置装置326と固定して結合する第2端部336、1つ以上の動的載置装置324と結合して第1端部334と第2端部336との間に設けられる湾曲部333、第1端部334と湾曲部333との間で延びる第1直線部332、及び、第2端部336と湾曲部333との間で延びる第2直線部331を有する。第1端部334と第2端部336は、同一の静的載置装置と固定して結合されて良いし、又は、異なる静的載置装置と固定して結合されても良い。
図5Aと図5Bに図示されているように、第1直線部332と第2直線部331は実質的に同一の長さであって良い。第1直線部332と第2直線部331は実質的に同一の長さであるとき、温度変化に起因する第1直線部332と第2直線部331の長さのそれぞれの変化は実質的に同一である。あるいはその代わりに、第1直線部332と第2直線部331は異なる長さであっても良い。
また図5Aと図5Bに図示されているように、湾曲部333は180°の湾曲部を有する。あるいはその代わりに湾曲部333は、0°よりも大きくて360°未満の範囲の湾曲を有する。
静的載置装置326は、載置構造310に対して固定して結合する。動的載置装置324は、第1直線部332の長さと第2直線部331の長さの変化を補償するため、第1直線部332の長さと第2直線部331と平行な直線方向325に調節するように構成される。この実施例では、動的載置装置324は、抵抗加熱素子330のゆるみ又は曲がりを緩和して良く、かつ、抵抗加熱素子330と動的載置装置324との間での滑り（そのような滑りは粒子の生成及び/又は汚染を引き起こす恐れがある）を実質的に緩和又は抑制して良い。さらに動的載置装置324は、動的載置装置324と載置構造310との間での伝熱を減少させるように構成される断熱材327を有する。
ここで図6A、図6B、図6C、及び図6Dを参照すると、本発明の実施例による動的載置装置324の側面図、断面図、及び斜視図が表されている。動的載置装置324は、載置構造310と固定して結合する静的構造350を有する。静的構造350は、その静的構造350の案内部352と、その案内部352によって受けられるように構成される螺旋状のばね370を有する。動的載置装置324はさらに、載置構造310と動的に結合する動的構造360を有する。動的構造360は、1つ以上の抵抗加熱素子のうちの少なくとも1つを保持するように構成される保持部材362、静的構造350と滑動可能な状態で結合して、1つ以上の抵抗加熱素子のうちの少なくとも1つと共に搬入されるときに静的構造350に抗するように螺旋状ばね370を圧縮するように構成される滑動可能部材363、及び、保持部材362と滑動可能部材363との間に設けられる断熱材327を有する。螺旋状のばね370の保持力は、引っ張り応力下で抵抗加熱素子330を維持し、かつ/又は、ゆるみ又は曲がりから抵抗加熱素子330を緩和しうる。
図6Aに図示されているように、滑動可能部材363は、螺旋状のばね370と接するように構成される搬送面364’を有する搬送部364、及び、該搬送部364から延びる一対の案内レール部材366を有する。一対の案内レール部材366の各々は、静的構造350の向かい合う面上で延びて、かつ、静的構造350の向かい合う面と平行な案内面を有する。
図6Bに図示されているように、保持部材362は、抵抗加熱素子330の湾曲部（図示されていない）と接触するように構成される形状の面362’を有する。それに加えて保持部材362は、抵抗加熱素子330が保持部材362から滑って外れるのを防止するように構成される縁部362’’を有する。
再度図5Aと図5Bを参照すると、静的載置装置326及び/又は動的載置装置324は、非伝導性材料すなわち絶縁材料から作製されて良い。それに加えて静的載置装置326及び/又は動的載置装置324は、断熱材料から作製されても良い。さらに静的載置装置326及び/又は動的載置装置324は、セラミックス又はプラスチックから作製されても良い。さらにたとえば静的載置装置326及び/又は動的載置装置324は、石英、シリコン窒化物、シリコンカーバイド、サファイア、アルミナ、アルミニウム窒化物、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド等から作製されても良い。
静的構造350及び/又は動的構造360は、非伝導性材料すなわち絶縁材料から作製されて良い。それに加えて静的構造350及び/又は動的構造360は、断熱材料から作製されても良い。さらに静的構造350及び/又は動的構造360は、セラミックス又はプラスチックから作製されても良い。さらにたとえば静的構造350及び/又は動的構造360は、石英、シリコン窒化物、シリコンカーバイド、サファイア、アルミナ、アルミニウム窒化物、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド等から作製されても良い。
図6A、図6B、及び図6Cに図示されているように、断熱材327の断面図が表されている。断熱材327は、滑動可能部材363と保持部材362との間で延びる1つ以上の腕部329を有する。たとえば1つ以上の腕部329は、滑動可能部材363の一対の案内レール部材366から保持部材362まで延びるにつれて減少する2つの断面領域を有する。断熱材327の断面寸法329a（幅）と329b（高さ）及び長さ329cは、保持部材362と滑動可能部材363との間での伝熱係数(h)を減少又は抑制するように選ばれて良い。ここでh=kA/lである（kは断熱材の熱伝導度を表し、Aは断熱材の断面積を表し、lは断熱材の長さを表す）。それに加えて断熱材327の断面寸法329a（幅）と329b（高さ）は、断熱材327の健全性を維持するように選ばれて良い。断熱材327−たとえば1つ以上の腕部329の各々−の断面形状は、正方形、長方形、三角形、円、又は任意の形状であって良い。
一の実施例によると、断熱材の幅(329a)は約0.5mm〜約10mmの範囲であって良い。他の実施例によると、断熱材の幅(329a)は約1mm〜約5mmの範囲であって良い。他の実施例によると、断熱材の幅(329a)は約2mm〜約5mmの範囲であって良い。他の実施例によると、断熱材の幅(329a)は約3mm〜約4mmの範囲であって良い。
一の実施例によると、断熱材の高さ(329b)は約0.5mm〜約10mmの範囲であって良い。他の実施例によると、断熱材の幅(329 b)は約1mm〜約5mmの範囲であって良い。他の実施例によると、断熱材の幅(329 b)は約2mm〜約5mmの範囲であって良い。他の実施例によると、断熱材の幅(329 b)は約3mm〜約4mmの範囲であって良い。
一の実施例によると、断熱材の長さ(329c)は約0.5mm〜約2mmの範囲であって良い。他の実施例によると、断熱材の長さ(329c)は約0.5mm〜約1.5mmの範囲であって良い。他の実施例によると、断熱材の長さ(329c)は約0.5mm〜約1mmの範囲であって良い。
一の実施例によると、断熱材327は、断熱材327の伝熱係数が約0.1[W/(m・K)]以下となるような寸法を有する。他の実施例によると、断熱材327は、断熱材327の伝熱係数が約0.05[W/(m・K)]以下となるような寸法を有する。他の実施例によると、断熱材327は、断熱材327の伝熱係数が約0.04[W/(m・K)]以下となるような寸法を有する。他の実施例によると、断熱材327は、断熱材327の伝熱係数が約0.03[W/(m・K)]以下となるような寸法を有する。他の実施例によると、断熱材327は、断熱材327の伝熱係数が約0.02[W/(m・K)]以下となるような寸法を有する。他の実施例によると、断熱材327は、断熱材327の伝熱係数が約0.01[W/(m・K)]以下となるような寸法を有する。
ここで図7を参照すると、本発明の実施例による熱源420の上面図が表されている。熱源420は、載置構造410と結合して、それぞれ方向425,425’,及び425’’に移動するように構成される複数の動的構造424,424,及び424’’を縫うように続く蛇行経路に従う抵抗加熱素子430を有する。たとえば蛇行経路は湾曲部433と相互接続する実質的にまっすぐな部分を有する。蛇行経路の一端は電源に接続される一方で、蛇行経路の他端は電源のグランドに接続されて良い。この実施例では、複数の動的載置装置424,424’,424’’は抵抗加熱素子のゆるみ又は曲がりを緩和して良く、かつ、抵抗加熱素子430と動的載置装置424との間での滑り（そのような滑りは粒子の生成及び/又は汚染を引き起こす恐れがある）を実質的に緩和又は抑制して良い。
堆積システム内で用いられるガス加熱装置について記載されているが、ガス加熱装置は、処理成分−たとえば膜生成組成物−のガス加熱に必要な任意のシステムにおいて用いられて良い。半導体の製造及び集積回路(IC)の製造において他のシステムは、エッチングシステム、熱処理システム等を含んで良い。
図8は、本発明の他の実施例による基板上に薄膜を堆積させる方法を表している。方法700は、710にて、複数の加熱素子領域を有するガス加熱装置と、堆積システム用のプロセスチャンバとを結合する工程を有する。ガス加熱装置の各加熱素子領域は、1つ以上の抵抗加熱素子、及び、該1つ以上の抵抗加熱素子を支持するように構成される載置構造を有する。
720では、複数の加熱素子領域の各々での1つ以上の抵抗加熱素子の温度が上昇する。たとえば温度は、1つ以上の抵抗加熱素子に電流を流すことによって上昇しうる。
730では、複数の加熱素子領域の各々での1つ以上の抵抗加熱素子の長さの変化が、載置構造と結合する1つ以上の動的載置装置によって自動的に補償される。たとえば1つ以上の抵抗加熱素子と動的載置装置との間での滑りを実質的に緩和しながら、素子の長さの変化の補償が実行されうる。さらに1つ以上の動的載置装置の各々は、1つ以上の抵抗加熱素子と載置装置との間での熱伝導を減少させる断熱材を有する。
740では、基板が、堆積システムのプロセスチャンバ内に供される。たとえば堆積システムは、図1で説明した堆積システムを有して良い。基板はたとえばSi基板であって良い。Si基板は、形成されるデバイスの種類に依存してn型又はp型材料を有して良い。基板は、任意のサイズ又は形状−たとえば200mm基板、300mm基板、又はそれよりもさらに大きな基板−であって良い。本発明の実施例によると、基板は、1つ以上のビア及び又はトレンチを含むパターニングされた基板であって良い。
750では、膜生成組成物を基板上方のプロセスチャンバへ導入するように構成されるガス分配システムへ、その膜生成組成物が供される。たとえばガス分配システムは、基板上方で、その基板の上側表面に対向して設けられて良い。
760では、膜生成組成物のうちの1種類以上の成分が、ガス加熱装置を用いることによって熱分解される。ガス加熱装置は、図2〜図6に記載された任意のシステム（を結合したもの）であって良い。
770では、薄膜の生成が容易になるように、基板が膜生成組成物に曝露される。基板温度は、1つ以上の加熱素子−たとえば1つ以上の抵抗加熱素子−の温度よりも低い値に設定されて良い。たとえば基板温度は略室温であって良い。
図9は、本発明の他の実施例による基板上に薄膜を堆積させる方法を表している。方法800は、810にて、複数の加熱素子領域を有するガス加熱装置を、堆積システム用のプロセスチャンバに設ける工程を有する。ガス加熱装置の各加熱素子領域は、1つ以上の抵抗加熱素子、及び、該1つ以上の抵抗加熱素子を支持するように構成される載置構造を有する。
当該方法はさらに、基板から間隔をあけるように複数の加熱素子領域の各々を設置することで、前記複数の加熱素子領域の各々での反応領域と基板表面との間での拡散経路長を制御する工程をさらに有して良い。たとえば当該方法は、基板からそれぞれ異なる間隔をあけるように複数の加熱素子領域の各々を設置することで、前記複数の加熱素子領域の各々での反応領域と基板表面との間での拡散経路長を制御する工程をさらに有して良い。あるいはその代わりに又はそれに加えて、当該方法はさらに、複数の加熱素子領域の各々を基板に対してそれぞれ異なる方向に設定することで、前記複数の加熱素子領域の各々での反応領域と基板表面との間での拡散経路長を制御する工程をさらに有して良い。さらにまた当該方法は、前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも1つの位置及び/又は方向を調節する工程を有して良い。
820では、前記複数の加熱素子領域の各々の温度は独立に制御される。たとえば前記複数の加熱素子領域の各々の温度は、前記複数の加熱素子領域の各々と結合する電気信号を制御可能に調節することによって制御されて良い。電気信号は、電力、電圧、及び/又は電流を有して良い。当該方法は、前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも1つへの出力を時間的に変調又はパルス化する工程を有して良い。
830では、基板が、堆積システムのプロセスチャンバ内に供される。たとえば堆積システムは、図1、図3A、図3B、図3C、図3D、及び図3Eで説明した堆積システムを有して良い。基板はたとえばSi基板であって良い。Si基板は、形成されるデバイスの種類に依存してn型又はp型材料を有して良い。基板は、任意のサイズ又は形状−たとえば200mm基板、300mm基板、又はそれよりもさらに大きな基板−であって良い。本発明の実施例によると、基板は、1つ以上のビア及び又はトレンチを含むパターニングされた基板であって良い。当該方法は、複数の加熱素子領域に対する基板ホルダの位置を調節する工程を有して良い。
基板ホルダは、基板温度を制御する1つ以上の温度制御領域を有する。1つ以上の温度制御領域は、複数の加熱素子領域の各々に対応して良い。1つ以上の温度制御領域は、基板ホルダの様々な領域を加熱及び/若しくは冷却するためにその基板ホルダに埋め込まれる1つ以上の温度制御素子、並びに/又は、基板背面の様々な領域へ伝熱ガスを供給する1つ以上の伝熱ガス供給領域を有して良い。
840では、基板温度は、1つ以上の温度制御領域で独立に制御される。さらに1つ以上の温度制御領域のうちの少なくとも1つの基板温度は時間的に変調されて良い。
850では、膜生成組成物を基板上方のプロセスチャンバへ導入するように構成されるガス分配システムへ、その膜生成組成物が供される。たとえばガス分配システムは、基板上方で、その基板の上側表面に対向して設けられて良い。当該方法はさらに、複数の加熱素子領域の各々へ流れる膜生成組成物の流速を独立に制御する工程をさらに有して良い。またさらに当該方法は、前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも1つへの流れを時間的に変調又はパルス化する工程を有して良い。
860では、膜生成組成物のうちの1種類以上の成分が、ガス加熱装置を用いることによって熱分解される。ガス加熱装置は、図1〜図7に記載された任意のシステム（を結合したもの）であって良い。
870では、薄膜の生成が容易になるように、基板が膜生成組成物に曝露される。基板温度は、1つ以上の加熱素子−たとえば1つ以上の抵抗加熱素子−の温度よりも低い値に設定されて良い。たとえば基板温度は略室温であって良い。

Claims (41)

  1. 複数の加熱素子領域を有する加熱素子のアレイと1つ以上の電源を有する、堆積システム内において用いられるガス加熱装置であって、
    前記加熱素子のアレイは、加熱時に前記膜生成組成物のうちの1つ以上の成分の熱分解を生じさせるため、前記複数の加熱素子領域を通り抜ける前記膜生成組成物の流れを受けるように構成され、
    前記複数の加熱素子領域の各々は1つ以上の抵抗加熱素子を有し、
    前記複数の加熱素子領域の各々は互いに電気的に独立するように構成され、
    前記複数の加熱素子領域の各々は、前記流れの少なくとも一部と相互作用して、前記膜生成組成物の熱分解と前記基板の様々な領域への供給に影響を及ぼすように配置され、
    前記1つ以上の電源は、前記加熱素子のアレイと結合して、前記複数の加熱素子領域の各々に電気信号を与えるように構成される、
    ガス加熱装置。
  2. 前記1つ以上の電源と結合して、前記複数の加熱素子領域の各々への電気信号を制御するように構成される制御装置をさらに有する請求項1に記載のガス加熱装置であって、
    前記制御装置は、電流、電圧、及び/又は電力を含む1つ以上の電気的パラメータを制御するように構成される、
    ガス加熱装置。
  3. 前記膜生成組成物を分配して、前記加熱素子のアレイを通り抜けるように流すように構成されるガス分配システムをさらに有する、請求項1に記載のガス加熱装置。
  4. 前記ガス分配システムが、前記膜生成組成物を受けるように構成されるプレナムと、前記複数の加熱素子領域の各々の1つ以上の抵抗加熱素子と位置合わせされ、かつ、前記膜生成組成物を分配して、前記1つ以上の抵抗加熱素子全体にわたって流すように構成される1つ以上の開口部を有する、請求項3に記載のガス加熱装置。
  5. 前記ガス分配システムが、前記複数の加熱素子領域の各々への前記膜生成組成物の流量を制御するように構成される、請求項3に記載のガス加熱装置。
  6. 前記制御装置が、前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも1つへの前記電気信号を変調又はパルス化するように構成される、請求項3に記載のガス加熱装置。
  7. 前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも1つが金属含有リボン又は金属含有ワイヤを有し、かつ、
    前記1つ以上の電源が、直流(DC)電源及び/又は交流(AC)電源を有する、
    請求項1に記載のガス加熱装置。
  8. 前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも1つの1つ以上の抵抗加熱素子が、平面的配置又は非平面的配置で集合する、請求項1に記載のガス加熱装置。
  9. 前記基板に対する前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも一の間隔及び/又は方向が、前記基板に対する前記複数の加熱素子領域のうちの他の間隔及び/又は方向と異なる、請求項1に記載のガス加熱装置。
  10. 前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも1つが平面的配置で集合し、かつ、
    前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも一の平面的配置が、前記基板及び/又は前記複数の加熱素子領域に対して傾斜する、
    請求項1に記載のガス加熱装置。
  11. 前記複数の加熱素子領域の各々が、前記基板の表面に対して平行な面内に配置され、かつ、前記基板の表面から間隔をあけて設けられる、請求項1に記載のガス加熱装置。
  12. 前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも一が第1面内に配置され、
    前記第1面は、前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも他が配置される第2面とは異なり、
    前記第1面と前記第2面とが異なることで、前記複数の加熱素子領域の各々での反応領域の間隔が前記基板の表面にわたって変化する、
    請求項1に記載のガス加熱装置。
  13. 前記加熱素子のアレイ内の複数の加熱素子領域のうちの少なくとも1つと結合し、かつ、前記基板の表面に対する前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも1つの位置を調節するように構成される位置設定装置をさらに有する、請求項1に記載のガス加熱装置。
  14. 前記複数の加熱素子領域の各々の1つ以上の加熱素子が、前記1つ以上の抵抗加熱素子のうちの少なくとも1つを支持するように構成される載置構造を有し、
    前記載置構造は：
    前記載置構造と結合して、前記1つ以上の抵抗加熱素子のうちの少なくとも1つと前記載置構造とを固定させて結合するように構成される静的載置装置；及び、
    前記載置構造と結合して、前記1つ以上の抵抗加熱素子のうちの少なくとも1つの長さの変化を自動的に補償するように構成される動的載置装置；
    を有し、
    前記動的載置装置は、該動的載置装置と前記載置構造との間での熱伝導度を減少させるように構成される断熱材を有し、かつ、
    前記1つ以上の抵抗加熱素子のうちの少なくとも1つは：
    前記静的載置装置と固定して結合する第1端部；
    前記静的載置装置と固定して結合する第2端部；
    前記動的載置装置と結合して前記第1端部と前記第2端部との間に設けられる湾曲部；
    前記第1端部と前記湾曲部との間で延びる第1直線部；及び、
    前記第2端部と前記湾曲部との間で延びる第2直線部；
    を有する、
    請求項1に記載のガス加熱装置。
  15. 基板上に薄膜を堆積させる堆積システムであって：
    プロセスチャンバ；
    前記プロセスチャンバと結合して前記基板を支持するように構成される基板ホルダ；
    前記プロセスチャンバと結合して、膜生成組成物を前記基板表面付近のプロセス空間へ導入するように構成されるガス分配システム；
    複数の加熱素子領域を有する加熱素子のアレイ；
    1つ以上の電源；
    を有し、
    前記加熱素子のアレイは、加熱時に前記膜生成組成物のうちの1つ以上の成分の熱分解を生じさせるため、前記複数の加熱素子領域を通り抜ける前記膜生成組成物の流れを受けるように構成され、
    前記複数の加熱素子領域の各々は1つ以上の抵抗加熱素子を有し、
    前記複数の加熱素子領域の各々は互いに電気的に独立するように構成され、
    前記複数の加熱素子領域の各々は、前記流れの少なくとも一部と相互作用して、前記膜生成組成物の熱分解と前記基板の様々な領域への供給に影響を及ぼすように配置され、
    前記1つ以上の電源は、前記加熱素子のアレイと結合して、前記複数の加熱素子領域の各々に電気信号を与えるように構成される、
    堆積システム。
  16. 前記基板ホルダが、前記基板の温度を制御するように構成される1つ以上の温度制御素子を有する、請求項15に記載の堆積システム。
  17. 前記基板ホルダが、前記基板の背面へ伝熱ガスを供給するように構成される背面ガス供給システムを有する、請求項15に記載の堆積システム。
  18. 前記背面ガス供給システムが、前記基板の背面での複数の伝熱ガス供給領域へ前記伝熱ガスを独立に供給するように構成される、請求項17に記載の堆積システム。
  19. 前記基板の背面での複数の伝熱ガス供給領域の各々が、前記加熱素子のアレイ内の複数の加熱素子領域の各々に固有に対応する、請求項18に記載の堆積システム。
  20. 前記1つ以上の電源、前記基板ホルダ、及び前記ガス分配システムと結合し、かつ、前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも1つの温度及び/又は前記膜生成組成物の流速を制御するように構成される制御装置をさらに有する、請求項15に記載の堆積システム。
  21. 前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも1つの1つ以上の抵抗加熱素子が、平面状の配置又は非平面状の配置で集合する、請求項15に記載の堆積システム。
  22. 前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも一が：
    前記基板の表面と平行な面内に配置され、かつ、前記基板の表面から間隔をあけて設けられ、又は、
    前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも他が配置される第2面とは異なる第1面内に配置され、それにより前記複数の加熱素子領域の各々での反応領域の間隔が、前記基板の表面にわたって変化し、又は、
    前記基板及び/若しくは前記複数の加熱素子領域のうちの他に対して傾斜する、
    請求項15に記載の堆積システム。
  23. 前記加熱素子のアレイ内の複数の加熱素子領域のうちの少なくとも1つと結合し、かつ、前記基板の表面に対する前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも1つの位置を調節するように構成される位置設定装置をさらに有する、請求項15に記載の堆積システム。
  24. 堆積システム内において基板上に薄膜を堆積させる方法であって：
    各々が1つ以上の抵抗加熱素子を有する複数の加熱素子領域を有するガス加熱装置を堆積システム内に設ける工程；
    前記複数の加熱素子領域の各々の温度を独立に制御する工程；
    前記堆積システム内において1つ以上の温度制御領域を有する基板ホルダ上に基板を供する工程；
    前記堆積システムと結合する前記ガス加熱装置へ膜生成組成物を供する工程；
    前記ガス加熱装置を用いることによって前記膜生成組成物の1種類以上の成分を熱分解する工程；及び、
    前記堆積システム内において前記膜生成組成物を前記基板へ導入して、前記基板上に薄膜を堆積させる工程；
    を有する方法。
  25. 前記1つ以上の温度制御領域で前記基板の温度を独立に制御する工程をさらに有する、請求項24に記載の方法。
  26. 前記基板ホルダが複数の温度制御領域を有し、かつ、
    前記複数の温度制御領域は、前記複数の加熱素子領域の各々に固有に対応する、
    請求項25に記載の方法。
  27. 前記基板の温度を独立に制御する工程が、前記1つ以上の温度制御領域で前記基板ホルダの温度を独立に制御する工程を有する、請求項25に記載の方法。
  28. 前記基板の温度を独立に制御する工程が、前記基板と前記基板ホルダとの間で前記基板の背面へ供給される伝熱ガスの圧力を独立に制御する工程を有する、請求項25に記載の方法。
  29. 前記1つ以上の温度制御領域のうちの少なくとも1つについて前記基板の温度を時間的に変調させる工程をさらに有する、請求項25に記載の方法。
  30. 前記複数の加熱素子領域の各々の温度を独立に制御する工程が、前記複数の加熱素子領域の各々に結合する電気信号を独立に制御する工程を有する、請求項25に記載の方法。
  31. 前記電気信号が、電力、電圧、及び/又は電流を有する、請求項30に記載の方法。
  32. 前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも1つへの前記電力を時間的に変調する又はパルス化する工程をさらに有する、請求項31に記載の方法。
  33. 前記複数の加熱素子領域の各々へ流れる前記膜生成組成物の流速を独立に制御する工程をさらに有する、請求項24に記載の方法。
  34. 前記複数の加熱素子領域の各々へ流れる前記膜生成組成物の流速を時間的に変調する又はパルス化する工程をさらに有する、請求項33に記載の方法。
  35. 前記基板から間隔をあけるように前記複数の加熱素子領域の各々を設置することで、前記複数の加熱素子領域の各々での反応領域と前記基板の表面との間での拡散経路長を制御する工程をさらに有する、請求項24に記載の方法。
  36. 前記基板からそれぞれ異なる間隔をあけるように前記複数の加熱素子領域の各々を設置することで、前記複数の加熱素子領域の各々での反応領域と前記基板の表面との間での拡散経路長を制御する工程をさらに有する、請求項24に記載の方法。
  37. 前記複数の加熱素子領域の各々を前記基板に対してそれぞれ異なる方向に設定することで、前記複数の加熱素子領域の各々での反応領域と前記基板の表面との間での拡散経路長を制御する工程をさらに有する、請求項24に記載の方法。
  38. 前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも1つの位置を調節する工程をさらに有する、請求項24に記載の方法。
  39. 前記複数の加熱素子領域のうちの少なくとも1つの方向を調節する工程をさらに有する、請求項24に記載の方法。
  40. 前記複数の加熱素子領域に対する前記基板ホルダの位置を調節する工程をさらに有する、請求項24に記載の方法。
  41. コンピュータシステム上で実行するためのプログラム命令を含むコンピュータ可読可能媒体であって、前記コンピュータシステムによって実行されるときに、堆積システムに：
    各々が1つ以上の抵抗加熱素子を有する複数の加熱素子領域を有するガス加熱装置を前記堆積システム内に設ける工程；
    前記複数の加熱素子領域の各々の温度を独立に制御する工程；
    前記堆積システム内において1つ以上の温度制御領域を有する基板ホルダ上に基板を供する工程；
    前記堆積システムと結合する前記ガス加熱装置へ膜生成組成物を供する工程；
    前記ガス加熱装置を用いることによって前記膜生成組成物の1種類以上の成分を熱分解する工程；及び、
    前記堆積システム内において前記膜生成組成物を前記基板へ導入して、前記基板上に薄膜を堆積させる工程；
    を実行させる、コンピュータ可読可能媒体。
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