TWI228260B - Sorbent-based gas storage and delivery system for dispensing of high-purity gas, and apparatus and process for manufacturing semiconductor devices, products and precursor structures utilizing same - Google Patents
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1228260 玖、發明說明: [發明之背景] 發明之領域 本發明有關於用來從儲存和分配容器選擇性分配 儲存和分配系統,該容器包含有實體吸附劑媒體, 吸附有氣體,和在分配操作時可以使氣體被去吸附 明更有關於半導體製造系統和使用該儲存和分配系 輸送反應劑之處理,以及有關於利用此種半導體製 所獲得之電子裝置結構,和使用包括有該電子裝置 終端使用產品。 才目關才支射$ <言兒曰月 在各種工業處理和應用中,需要有一種可靠之處 之來源,具有小型、可攜帶,和可以依照需求供給 體之特性。該工業處理和應用包括半導體製造,離子 平板顯示器之製造,醫療處理,水處理,緊急呼吸 熔接作業,以空間為主之應用包括液體和氣體之輸 上述之需求在半導體製造工業特別顯著,由於電子 體密度之增加和晶圓尺寸之增加,所以需要有更高 處理可靠度和效率。 美國專利第4,7 4 4,2 2 1號於1 9 8 8年5月1 7日發i 〇.Κ η ο 1 1 ni u e 1 1 e r,其中揭示有儲存和輸送石申化氫之 在該專利案所揭示之方法中,使砷化氫以溫度大約-+ 3 0 °C接觸在從大約5到1 5 A之細孔尺寸之沸石用 化氫氣體吸附在該沸石。然後該砷化氫之分配是將 氣體之 在其上 。本發 統用來 造處理 結構之 理流體 處理流 植入, 裝備, 送等。 裝置積 位準之 ^ Karl 方法。 3 0〇C 到 來將砷 該彿石 326\總檔\88\88108256\88108256(替換 Η 5 1228260 加熱到大約1 7 5 °C ,加熱足夠之時間用來從沸石材料釋放 出珅化氫。 該Κ η ο 1 1 m u e 1 1 e r專利案所揭示之方法之缺點是需要設 置沸石材料之加熱裝置,將其構建和配置成用來對沸石加 熱足夠之時間藉以去吸附先前被吸附之砷化氫,從該沸石 去吸附所希望之量。 使用加熱護套或用以保持附有砷化氫之沸石之容器之外 部之其他裝置所具有之問題是因為該容器典型的具有很大 之熱容量,因此對於分配作業會產生顯著之落後時間。另 外,由於對石申化氫加熱使其分解產生氫氣,因此會使該處 理系統具有爆炸之危險。另外,砷化氫之熱調節分解會使 該處理系統中之氣體壓力實質上的增加,從系統壽命和作 業效率之觀點來看極為不利。 在沸石台座本身配置加熱線圈或其他之加熱元件之問題 是此種裝置很難對沸石台座均勻的加熱藉以獲得所希望之 均勻度之砷化氫氣體之釋放。 使加熱之載體氣體流通過容器中之沸石之台座可以克服 上述之缺陷,但是需要使溫度成為加熱載體氣體能夠使服 砷化氫去吸附,如此一來會有過高或不適當之砷化氫氣體 之終端使用,因此需要冷卻或其他之處理用來調節最後使 用之分配氣體。 美國專利第5,5 1 8,5 2 8號於1 9 9 6年5月2 1日發給G 1 e η η M. Tom和James V. McManus,其中描述有氣體儲存和分配 系統,用來儲存和分配氣體,例如,氫化物氣體,鹵化物 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 6 1228260 氣體,有機金屬族V化合物等,可以用來克服Κ η ο 1 1 m u e 1 1 e r 專利案所揭示之氣體供給處理之各種缺點。
Tom等之專利案之氣體儲存和分配系統包含有吸附一去 吸附裝置用來儲存和分配氣體,包括有儲存和分配容器用 來保持固相實體吸附劑,和被配置成用來使氣體選擇性的 流入/流出該容器。吸附氣體被吸附在吸附劑。分配組合件 與該儲存和分配容器耦合形成氣流相通之方式,和設置成 使容器外部之壓力低於容器内部之壓力,用來從固相實體 吸附劑媒體去吸附該吸附氣體,和使去吸附之氣體流經該 分配組合件。加熱裝置可以用來進行去吸附處理,但是如 上所述,加熱對於該吸附/去吸附系統會有各種缺點,因此 Tom等之系統之去吸附之進行最好是至少有一部份利用壓 力差調節釋放用來從吸附劑媒體釋放吸附氣體。 T 〇 m等之專利案之儲存和分配容器是習知技術使用之高 壓氣體氣缸之改進,例如傳統之半導體製造工業之用以提 供處理氣體者。傳統式之高壓氣體氣缸之缺點是會從受損 或失靈之調節器組合件洩漏氣體,和假如氣缸之内部氣體 壓力超過可容許之限度時會有大量之氣體從該氣缸釋放。 此種過度壓力可能是因為氣體之内部分解造成在氣缸之内 部氣體壓力急速的增加。 因此T 〇 m等之專利案之氣體儲存和分配系統可以減小儲 存吸附氣體之壓力,其方法是設置一個容器其中之氣體以 可逆之方式被吸附在載體吸附劑,例如,沸石,活性碳和/ 或吸附劑材料。 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 7 1228260 下面將更詳細的說明半導體之製造,半導體製造所使用 之許多處理係利用有危險之材料,例如蒸氣狀態之有毒, 易燃,或自燃性之材料。經由替換現行使用之氣體源可以 大幅的改善各種實例之製造處理之安全性。尤其是使用六 甲基二矽胺烷(Η M D S )和氣三甲基矽烷化物(C I T M S )作為底 劑用來增加光抗|虫劑對晶圓之枯性。Η M D S和C I T M S會分佈 在晶圓上,典型之施加是使用喷霧或蒸氣。光抗蝕劑顯像 劑和解吸劑以液體使用,但是亦可以以蒸氣使用,該等材 料是酸或鹼(有機或無機)並可具有芳香族官能。使用此等 材料可以改良半導體製造之現行之供給和使用之模態。 半導體之製造需要非常低之污染位準。典型之製造所完 成之缺陷密度為數個十分之一 / cm2。維持工具之清潔藉以 以可行之成本實施處理流動。室清潔是目前最常用之處理 工具之途徑。該清潔所使用之大部份氣體或高蒸氣壓力液 體具有危險性,和呈現下列特性之一個或多個:有毒,易 燃,自燃和/或破壞臭氧層(所謂之全球溫室效應氣體)。經 由替換現行使用之氣體源可以大幅的改善清潔處理之安全 性。 除了上述之清潔反應劑外,許多其他用在半導體之製造 之處理氣體具有危險和呈現下列之特性之一個或多個:有 毒,易燃或呈自燃。尤其是化學氣相沈積法(V D )之進行是 利用氣體或液體回饋儲存,在許多實例中與健康和安全有 關。該氣體主要的是用來創建個別之層以用來製成半導體 結構,但是經由替換現行之傳統式半導體製作所使用之流 8 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 1228260 體來源可以大幅的改善製造處理之安全性。 美國專利第5,5 1 8,5 2 8號所示之一般型式之儲存和分 系統之一個嚴重問題是儲存氣體(例如氫化物氣體)之分 解。該專利案之用以減少儲存氣體之分解產物之發生之 法是使用含有非常低位準之追踪材料之吸附劑材料,該 料可以催化或調節分解反應,例如使砷化氫分解成為氫 氣。氫氣是易燃的而且有安全性之問題,而且會增加儲 氣體之壓力成為超過所希望之位準(大氣壓或接近大氣 壓)。 由於製造,儲存條件等之結果吸附劑材料可能發生變 化,和在某些實例最好是使用更經濟等級之吸附劑材料 所以最好能夠提供一種氣體儲存和分配系統,其中具有 彈性,不會對氣體分解造成影響。 因此本發明之一目的是提供氣體儲存和分配系統,和 有關之半導體製造裝置,系統和方法,可以用來克服上 之各種缺點。 利用下列之揭示和所附之申請專利範圍當可更完全的 解本發明之其他目的和優點。 [發明之概要] 本發明是吸附一去吸附裝置和方法,用來儲存和分配 體,例如氫化物氣體,鹵化物氣體,有機金屬族V化合 等。 在一裝置方面中,本發明包含有: 儲存和分配容器,含有固相實體吸附劑媒體並具有被 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 9 配 方 材 存 之 其 述 暸 氣 物 吸 1228260 附在其上之吸附氣體; 化學吸附劑材料,位於該儲存和分配容器内,對吸附氣 體之不純物具有化學吸附親和力,被配置成用來化學吸附 該不純物藉以以氣相將其從儲存和分配容器中除去;和 分配組合件,耦合成與儲存和分配容器形成氣流相通, 用來選擇性從儲存和分配容器排放去吸附之吸附氣體。 上述系統之不純物包含有追踪成分,例如水,金屬和氧 化過渡金屬物種(例如氧化物,硫化物和/或氮化物),假如 未使用該材料,則氣體儲存和分配容器中之除去用之化學 吸附將會分解該儲存和分配容器中之吸附氣體。該化學吸 附劑可能額外的成為分解產物本身之化學吸附劑。 一般是只利用壓力差進行氣體之吸附和去吸附,然後進 行分配,但是本發明之系統之一些實例是使用被配置成與 儲存和分配容器相關之加熱器,用來對固相實體吸附劑媒 體進行選擇性之加熱,藉以對固相實體吸附劑媒體熱加強 該吸附氣體之去吸附。 較佳之固相實體吸附劑媒體包含晶體鋁矽化物成分,例 如細孔尺寸在4到1 3 A之範圍,雖然晶體鋁矽化物成分具 有較大之孔洞,例如所謂之中等(m e s 〇 )細孔成分,其細孔 尺寸在2 0至4 0 A之範圍,可以廣義的用在本發明。該晶 體鋁矽化物成分之實例包括5 A分子篩,最好是無粘合劑分 子篩。在許多實例中最好是使用如同晶體鋁矽化物和碳分 子篩之分子篩材料,該固相實體吸附劑媒體可以包含其他 之材料,例如石夕化物、氧化紹,巨網聚合物,石夕藻土,碳 10 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 1228260 等。該吸附劑材料被適當的處理用來去除會影響氣體儲存 和分配系統之性能之追踪成分。例如,碳吸附劑接受氫氟 酸之清洗處理,使其未具有如同金屬和氧化過渡金屬物種 之追踪成分。有用之碳材料包括所謂之珠形活性碳具有高 度均勻之球形粒子形狀,例如,B A C - Μ P,B A C - L P,和B A C - G -7 0 R 5 可以得自 K reha Corporation of America, New York , NY. 適當之化學吸附劑材料之實例包括細分之族Π金屬,例 如鋇、錄、辦、錤等。 另外,化學吸附劑亦包含有不純物之淨化劑,包括下列 之一項或多項: (A )淨化劑,包括支持劑與其結合,但是不共價結合,化 合物在有污染物存在時用來提供陰離子與其作用,藉以有 效去除該污染物,該化合物選自下列群組之一以上: (i )陰碳離子源化合物,其對應之質子化陰碳離子化合物 具有從大約2 2到3 6之p K a值;和 (i i )陰離子源化合物,經由陰碳離子源化合物和吸附氣 體之反應而形成;和 (B )淨化劑,包含: (i )惰性支持劑,具有表面積範圍從大約5 0至 1 0 0 0 m2 / gm j和穩定加熱到至少大約2 5 0 °C ;和 (i i )活性淨化物種,存在於支持劑上,支持劑濃度從大 約0 . 0 1到1 . 0 m ο 1 /公升,其形成是在支持劑上配置族I A 金屬選自納,钟,铷,和铯以及其混合物和合金和在該支 11 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 1228260 持劑上之熱解物。 該化學吸附劑最好包含有淨化劑成分選自包含三苯曱基 經和石申化鉀之群組。 在要分配吸附氣體之污染物用之化學吸附劑材料時,可 以使用很多種之淨化劑或化學吸附劑材料,包括美國專利 第4, 761,395號於1988年8月2日發給Glenn M. Tom等 所揭示和申請專利之淨化劑化合物。 所使用之化學吸附劑材料可以被使用作為分開之台座形 成與實體吸附劑之台座成為氣體相通,或是該化學吸附劑 可以隨機的或選擇性的被分配到儲存和分配容器中之實體 吸附劑材料之整個台座。 本發明之另一方面有關於一種半導體製造設施,包括有 使用氣體反應劑(例如離子植入單位)之半導體製造裝置, 和其氣體反應劑源,形成與半導體製造裝置氣流相通,其 中該氣體反應劑源包含有上述型式之氣體儲存和分配系 統。 本發明之更另一方面,有關於供給反應劑氣體之方法, 所包含之步驟有: 設置儲存和分配容器,其中含有固相實體吸附劑媒體並 具有被吸附在其上之反應劑氣體; 選擇性化學吸附在該儲存和分配容器中之反應劑氣體之 氣相不純物,措以以氣相將其除去, 從該實體吸附劑媒體去吸附反應劑氣體;和 從該儲存和分配容器排放被去吸附之反應劑氣體。 12 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 1228260 本發明之另一方面有關於用以製造半導體或其他電子裝 置結構之裝置和方法,和有關於利用其等所產生之終端使 用產品。在此觀念之本發明使用儲存和分配系統被配置成 用來供給流體藉以進行該裝置結構之製造之處理作業。 在此一方面中,本發明有關於一種在基體上或基體中製 造電子裝置結構之方法,其特徵是所包含之步驟有: 設置儲存和分配容器,其中含有實體吸附劑媒體並具有 被吸附在其上之流體用來製造電子裝置結構,例如源流體 作為電子裝置結構之材料成分,或是反應劑,例如蝕刻劑, 清潔劑或罩幕材料,用來製造電子裝置結構,但是未包含 或形成該電子裝置結構之材料成分; 從該實體吸附劑媒體去吸附該流體,和從該儲存和分配 容器分配該流體;和 在有效使用基體上或基體内之流體或成分之條件下,使 基體和分配自該儲存和分配容器之流體接觸; 其中該儲存和分配容器更選擇性的包含有流體之不純物 之化學吸附劑,藉以能夠以高純度狀況分配流體。 在本發明之方法中該接觸步驟包括有選自下列群組之處 理步驟: (a )離子植入; (b )蠢晶成長, (c )電漿蝕刻; (d )反應離子蝕刻; (e )金屬化; 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 13 1228260 (f) 物理氣相沈積; (g) 化學氣相沈積; (h) 微影(photolithography); (i )清潔;或 (j )摻雜。 在較佳觀念中,本發明有關於一種在基體上或基體中製 造電子裝置結構之方法,其中所包含之步驟有: 設置儲存和分配容器,其中含有實體吸附劑媒體並具有 被吸附在其上之源流體作為電子裝置結構之材料成分; 從該實體吸附劑媒體去吸附該源流體,和從該儲存和分 配容器分配該源流體;和 在有效將該材料成分配置在基體上或基體内之條件下, 使基體和分配自該儲存和分配容器之源流體接觸; 選擇性的化學吸附存在於容器中之不純物,否則會減小 被分配流體之純度。 此處所使用之術語「成分」是指從本發明之儲存和分配 容器儲存和分配之流體,和其產品,例如反應或分解產品。 因此該流體可以包含有機金屬反應劑或其他之前體,利用 如同化學氣相沈積,離子植入等之處理步驟用來在基體上 或基體内配置金屬或其他之材料成分。 術語「基體」廣泛的包括電子裝置結構,包含晶圓,晶 圓基體,支持劑,基體結構等,以及該電子裝置之實體結 構其係已被部份的形成,處理或處置,或使用上述之前體 結構。因此,該基體可以使用晶圓。另外,該基體可以是 14 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 1228260 部份製造之裝置組合件形成與另外一個製造作業之分配處 理流體接觸。 術語「高純度條件」是指從儲存和分配容器儲存和分配 之流體之化學吸附劑不純物,實質上在使用該流體之終端 應用之位準。例如,在半導體製造之應用中,需要此種不 純物,例如水、氧、和過渡金屬,其重量小於1 0 0 P p m。 通常有各種氣體可以從儲存和分配容器分配,用在製造 作業,例如用在V L S I和U L S I電路之微影步驟,利用分配 之S i源氣體進行如同矽之膜材料之磊晶配置,在C Μ 0 S, Ν Μ 0 S,B i C 0 Μ 0或其他結構之製造時之離子植入和摻雜,以 及如同DRAM,SRAM,FeRAM等之裝置之製作。 本發明之方法亦可以用來製造電子裝置結構,例如: (a )電晶體, (b )電容器; (c )電阻器; (d )記憶體單元; (e )介電材料, (f )埋入摻雜基體區域; (g )金屬化層; (h )通道阻擋層; (i )源極層; (j )閘極層; (k )汲極層; (1 )氧化物層; 15 3 2 6\總檔\8 8\8 810 82 5 6\8 81082 5 6(替換)-1 1228260 (m )場發射元件; (η )鈍化層; (〇)交互連接器; (p )聚化物; (Q )電極; (r )溝道結構; (s )離子植入材料層 (t )插頭; (u )上述之(a )〜(t)電子裝置結構之前體結構;和 (v )包含上述之(a )〜(t)電子裝置結構之至少一個之裝 置組合件。 在另一實例中,利用本發明之方法所製造之電子裝置結 構可以包含有記憶體晶片裝置,例如·· (i )R0M 晶片; (i i )RAM 晶片; (i i i ) S R A M 晶片; (i v ) D R A M 晶片; (v)PROM 晶片; (v i ) E P R 0 M 晶片; (vii)EEPROM 晶片; (v i i i )快閃記憶體晶片。 在本發明之一較佳具體例中,微電子裝置結構包含半導 體邏輯晶片(例如微控制器或微處理器)。 在另一較佳具體例中,該接觸步驟包含離子植入。在更 16 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 1228260 另一較佳具體例中,該接觸步驟包含如同多晶矽之化 相沈積,使用如同矽烷或二矽烷之矽前體,在該多晶 以摻雜如同硼,磷,砷化氫等之摻雜劑。 在本發明之離子植入,化學氣相沈積,和其他之半 裝置製造方法中,半導體製造步驟之流體源可以包括 有機化合物,其金屬之一部份選自包含有鋁、鋇、鋰、 銳、组、銅、姑、把、錶、铑、金、鶴、鈦、鎳、鉻、 鈒,和上述者之組合之群組。 此處所使用之術語「電子裝置結構」是指一種微電 置,一種該裝置之前體結構,或該裝置之一種組件結 份或次組合件。前體結構包含該裝置之基體或晶圓元 被處理成在其上或其中形成一個層或一個元件,例如 器溝道,埋入摻雜區域,鈍化表面,蝕刻壁用在發射 之形成,在晶圓基體上障壁層或相間層,陶瓷包封之 電路,或其他結構物品其構成程度少於最後希望作為 使用產品之完成品裝置。 宜瞭解的是,利用本發明之多個處理步驟中之一個 所形成之電子裝置結構,在該處理步驟完成之後,變 個多步驟處理之下一個處理步驟之基體結構。 在本發明之另外一個方面中,使用一個步驟用來製 括電子裝置結構之電子產品,其中利用源流體在基體 基體内配置材料藉以製造電子裝置結構,其中所包括 驟有: 供給該流體到容器中,在該容器中該流體被實體吸 學氣 矽可 導體 金屬 鈣、 iS 、 子裝 構部 件, 電容 尖端 積體 終端 步驟 為整 造包 上或 之步 附劑 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 17 1228260 媒體吸附保持; 當製造處理時依照需要從該實體吸附劑媒體去吸附該流 體,和從含有實體吸附劑媒體之容器將其分配;和 使被分配之流體與該基體接觸藉以將該材料配置在基體 上或基體中; 和選擇性的化學吸附該容器中之流體之不純物,藉以配 置實質上沒有該不純物之流體。 上述之產品可以是電腦,個人數位輔助裝置,電話、平 板顯示器、監視器、音響系統、電子遊樂器、虛擬實境裝 置,或智慧型消費裝置(smart cousumer appliamce)。該 智慧型消費裝置有如瓦斯爐、電冰箱、冷凍庫、洗碗機、 洗衣機、烘衣機、加濕機、除濕機、冷氣機,全球定位裝 置,照明系統,和上述各項之遙控器。 由下面之揭示和所附之申請專利範圍當可對本發明之其 他觀念,特徵和具體例具有更清楚之暸解。 [附圖之簡要說明] 圖1是本發明之一具體例之儲存和輸送系統之概略圖。 圖2是本發明之一具體例之儲存和分配裝置之部份切去 之概略正面圖,其特徵是在内部配置有依照本發明之一觀 念之化學吸附劑盒。 圖3是圖2所示之化學吸附劑盒之部份切去之概略正面 圖。 圖4是本發明之一具體例之儲存和分配容器之概略斜視 圖,圖中顯示流體分配與半導體製造處理系統之關係。 18 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 1228260 圖5是離子植入處理系統之概略圖,包括有儲存和分配 容器,其含有氣體,其並供給用來在所示之離子植入室進 行基體之離子植入。 圖6是以圖3所示之處理系統形成之NM0S電晶體結構之 概略剖面正面圖,其中包含有η換雜源極和没極區域。 圖7是靜態隨機存取記憶器(S R A Μ )結構之一部份之剖面 正面圖,具有使用從圖1所示之儲存和分配容器分配之氣 體反應劑所形成之結構特徵, 圖8是具有積體電容器之積體電路之一部份之概略圖, 可以以本發明之方法製造。 [本發明之詳細說明,和其實施之較佳模態] 下列之美國專利案和專利申請案之揭示加入此處作為參 考,包含··美國專利第5,5 1 8,5 2 8號於1 9 9 6年5月2 1日 頒發;美國專利第5,7 0 4,9 6 5號於1 9 9 8年1月6日頒發; 美國專利第5,7 0 4,9 6 7號於1 9 9 8年1月6日頒發;美國專 利第5,7 0 7,4 2 4號於1 9 9 8年1月1 3日頒發;美國專利申 請案第〇 8 / 8 0 9 . 0 9 1號,申請日為1 9 9 7年4月1 1日;和美 國專利申請案第〇 8 / 8 5 9,1 7 6號,申請日為1 9 9 7年5月2 0 曰;和美國專利申請案第〇 9 / 0 0 2,2 7 8號,申請曰為1 9 9 7 年1 2月31日。 參照附圖,圖1概略的表示本發明之一具體例之儲存和 輸送系統。 在圖1之儲存和輸送系統中設有氣體儲存氣缸其中具有 適當之實體吸附劑材料之台座1 7,該吸附劑材料是珠形活 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 19 1228260 性碳實體吸附劑媒體或其他適當之吸附劑材料,其對於要 被儲存和從氣缸1 〇分配之氣體具有吸附親和力。 該吸附劑可以是任何適當之形式,例如顆粒、粉末、丸 狀,基體結構,或任何其他之適當形狀或形式。最好使吸 附劑材料成為細分之形式,和其特徵是具有大的表面積, 用來增加保持要被儲存和分配之流體之效率和容量。 在含有吸附劑材料之台座1 7之氣缸1 0中,該吸附劑具 有實體吸附氣體成分,例如砷化氫或磷化氫,吸附在其表 面(包括細孔内部表面以及吸附劑材料之外部表面)。 該氣缸可以是任何適當之尺寸和形狀,和可以由任何適 當之材計構成,其尺寸是内部容積從大約0 . 2 5到4 0公升, 使該儲存和分配容器可以以人工傳送。 氣缸1 0連接到總管1 2,其中配置有氣缸閥1 4用來以可 控制之方式從氣缸1 0釋放氣體,和在上游具有氣缸隔離閥 1 6可以選擇性的被致動用來閉合氣缸1 0與總管1 2之相 通 。 在總管中具有分支配件1 8用來使總管1 2連接到分支淨 化線2 0 (其中具有惰性氣體淨化隔離閥2 2 )形成流體相 通,藉以在從氣缸1 0輸送氣體之前,使該總管被惰性氣體 淨化。 在配件1 8之下游,該總管包含有二個連續之氣體過濾器 2 8和3 0,在其中配置有壓力轉換器3 2具有從大約0至 25psia之壓力操作範圍。 總管1 2使氣體過濾器3 0連接到下游之分支配件3 4在其 20 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 1228260 中連接具有隔離閥3 8之傍路導管3 6。總管1 2在配件3 4 之下游具有氣體流動0N/0FF閥40,在其下游配置有質量 流動控制器4 2用來以可控制之方式調整經由總管1 2分配 之氫化物或鹵化物氣體之流動率。在質量流控制器4 2之下 游,總管1 2以配件4 4連接到具有流動控制閥4 8之分配線 4 6,和經由配件5 0連接到傍路線3 6形成氣流相通。如圖 所示,排放線4 6結合到離子源產生裝置5 2。排放線4 6之 另外一端5 4連接到另外一個氣體分配裝置形成氣流相 通,如有需要在指定端使用圖1之儲存和輸送系統裝置。 離子源產生裝置是半導體製造設備之一部份,其中儲存 和分配系統所分配之氣體用來製造半導體材料,半導體裝 置,和半導體前體構造,下面將更詳細的說明。 圖1中之儲存和分配容器1 0之選擇性特徵是具有熱交換 通道1 1垂直向上延伸通過吸附劑材料之台座1 7。該熱交 換通道以其下端和上端分別結合到熱交換流體饋送入口線 1 3和熱交換流體流體排放線1 5。 熱交換流體饋送入口線1 3結合到熱交換流體源(圖中未 顯示)其中結合有燃燒器,電阻加熱器或其他之加熱裝置, 當希望從容器1 0分配流體時,用來選擇性的對吸附劑材料 之台座1 7加熱。 因此,經由使熱交換流體流經饋送入口線1 3,熱交換通 道11,和流體流出排放線1 5,藉以流經熱交換迴路再循環 (例如利用圖中未顯示之泵和儲存器裝置),可以有效的進 行熱吸附。此種加熱裝置之功能是對台座1 7之吸附劑媒體 21 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 1228260 加熱到足夠高之溫度使其產生熱輔助去吸附。 分 力 / 存 種 行 内 清 將 清 以 容 長 例 48 空 以 連 流 利用如圖1所示之配置,吸附流體之熱輔助去吸附和 配之進行可以交替的方式或組合之方式:吸附流體之壓 差調節分配;和不需要技術熟練者之實驗就可以選擇及 或決定之特定吸附模態之選擇。 在製造本發明之儲存和分配系統時,如有需要,對儲 和分配容器進行清潔,藉以保證在其中沒有污染物或物 (包括在該容器壁可放出氣體之物種),否則以該容器進 之後續之儲存和分配會造成不利之影響。為著達成此目 的,最好是進行烘烤,以溶劑除去油脂,或對容器及其 部表面清潔,去除污物或處置之步驟,用來提供適當之 潔容器藉以後續的儲存吸附劑材料。 然後,將吸附劑材料裝入該儲存和分配容器之内部, 該容器組合和密封。在裝入容器之前可以將吸附劑材料 潔和處理用來增大吸附劑媒體之吸附容量。另外,亦可 在現場清潔或處理吸附劑媒體藉以保證具有最大之吸附 量,例如烘烤含有吸附劑之容器至足夠高之溫度和足夠 之時間用來去吸附和清潔額外吸附物種之吸附劑材料。 如,可以對容器抽氣(去除氣體)較長之時間週期(例如 小時),以適當之高溫(例如2 0 0 - 4 0 0 °C ),使用適當之真 泵或其他之抽氣裝置進行抽氣。在抽氣之後,使該容器 適當之時間週期(例如〜6 - 1 2小時)冷卻至室溫。 在抽氣/去除氣體之程序之後,抽氣後之碳吸附劑容器 接到吸附流體充填總管。宜暸解者由於吸附效應之熱, 22 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 1228260 體物種之吸附與放熱相關,因此最好將該容器和吸附劑材 料維持在適當之溫度,使吸附流體在吸附劑材料之最初縮 緊之後不會有吸附流體之去吸附。 為著維持適當之等溫狀況,可以將氣缸浸入到熱鎖定液 體,例如將含水乙二醇混合物維持在2 5 °C之一定溫度。 充填在總管之吸附流體在分配之前可以被抽氣至適當之 低壓力(例如小於1 0 _ 3 T 〇 r r ),用來去除可能存在於總管之 流動通道之非可凝結氣體。在該抽氣之後,包含吸附劑之 容器以適當之速率被充填吸附流體直至達到所希望之壓力 位準。為著提高效率,在充填作業時最好是利用適當之壓 力監視器或其他(例如以轉換器為主)之感測裝置用來監視 容器之壓力。 當充填處理時,容器和熱穩定槽之溫度可以獨立的監 視,和監視吸附流體溫度藉以作處理控制之用。壓力之監 視用來決定充填處理之終點。 最好是分級的以吸附流體充填該容器,和使該系統平 衡,促成溫度效應至少消散到周圍環境或熱轉移媒體(例如 上述之熱穩定液體)。 另外,亦可以將容器充填至指定之壓力,然後使容器冷 卻至吸附劑台座和結合容器之最後溫度和壓力之狀況。 因此,可以進行吸附流體之劑量充填或連續充填,用來 將吸附流體導入該容器藉以吸附其中之吸附劑材料。在充 填和從總管解接合之後,經由在分配現場進行接管,連接, 和分配,可以對該容器進行出貨、儲存、或配置作後續之 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 23 1228260 分配使用。 圖1之系統之氣缸1 0中之吸附劑材料可以在氣缸内部容 積結合適當量之化學吸附劑材料。該化學吸附劑材料包含 細分之族Π金屬,例如鋇、勰、鈣、鎂等,成為粉末形式 用來產生大表面面積藉以與儲存和分配容器之内部容積中 之不純物種產生作用。此種不純物種包含水、氧、氮、空 氣、氫、過度金屬氧化物等,該等是來自最初導入該儲存 和分配容器之吸附劑材料,來自該儲存和分配容器之内壁 表面之放出氣體,或來自大氣(環境氣體)之洩入。 在製造半導體之材料中,分配氣體主要的要具有適當之 淨化特性,否則存在於分配氣體中之不純物種會對半導體 產品具有不良之影響,使其失去原來之功能,甚至於完全 不適用。 因此本發明在儲存和分配容器之内部容積包含有適當之 化學吸附劑材料用來與不純物氣體物種產生化學作用和從 容器中以氣相將其去除,因此後續分配之氣體具有高純度 特性和至少可以部份的減小不純物種之濃度。因為化學吸 附作用產生作用產物實體相物種具有不明顯之蒸氣壓力, 所以從儲存和分配容器分配之氣體可以有用的使用而不需 要下游之淨化(在容器未配置有本發明之化學吸附劑材料 時需要該淨化)。 另外,在該儲存和分配容器之内部容積中之作為吸氣劑 或化學吸附劑成分之上述族Π金屬,用來去除氣相不純 物,該容器所使用之化學吸附劑可以包含任何其他適當之 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 24 1228260 化學吸附劑物種,例如該氣相不純物之除氣劑包括下列之 一個以上: (A )該除氣劑包括與其結合之支持劑,但是不與其共價, 存在於該污染物之化合物提供陰離子用來有效的去除該污 染物,該化合物選自下列群組之一個或多個: (i )陰碳離子源化合物,其對應之質子化陰碳離子化合物 具有從大約2 2至3 6之p K a值;和 (i i )陰離子源化合物,由陰碳離子源化合物與吸附氣體 之作用而形成;和 (B )該除氣劑包含; (i )惰性支持劑,具有從大約5 0至1 0 0 0 m2 / gm之範圍之 表面積,和被穩定加熱到至少大約2 5 0 °C ; (i i )活性陰氣劑物種,以支持劑之大約從0 . 0 1到 1 . 0 m ο 1 / 1之濃度存在於支持劑,和其形成是沈積族I A金 屬(選自納、鉀、敍σ和絶,及其混合物和合金及在該支持劑 上之熱分解物)在支持劑上。 另一實例是使該化學吸附劑材料最好包含有選自三苯曱 經和針神化物之群組之除氯劑成分。 本發明在儲存和分配容器中使用多重化學吸附劑物種。 另外,本發明將化學.吸附劑材料配置在支持劑上或施加在 容器之内部容積之内部表面,例如成為濺鍍或喷濺膜,或 塗膜在容器之内壁。 在某些實例中,化學吸附劑最好用來去除容器中之不純 物種,和用來與要被儲存和分配之氣體反應。在此等實例 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 25 1228260 中,需要使化學吸附劑與具 附劑隔離或分離,用來保護 不會與化學吸附劑接觸,和 劑接觸。 為著達成此目的,使化學 隔離,其方法是將含有化學 中,該隔離結構包括有膜片 可以渗透,但是要被保持在 透,而是作為產生氣體的從 因此化學吸附劑可以設在 安置在内部容積和只能使不 例如,容器或容器之内部 選擇之膜片用來隔離化學吸 透。 該膜片可以由各種有用之 氟乙烯,聚四氟乙烤,聚氟 W-,和 Noryl M (General El ΜΑ) ° 利用此種配置,本發明可 和分配系統分配高純度氣體 劑或存在(在吸附劑容器)有 附氣體分解)之情況。 吸附劑氣體所包含之氣體 及/或有機金屬族V化合物 有氣體被吸附在其上之實體吸 吸附劑材料所保持氣體,使其 只有不純物種可以與化學吸附 吸附劑與要被分配之吸附氣體 吸附劑之隔離結構放置在容器 或其他之實體障壁使不純物種 吸附劑材料上之吸附體不能滲 儲存和分配容器排放。 盒中或其他之容器中實質上的 純物氣體物種滲透。 容積之受限區域可以具有永久 附劑和只有不純物種可以滲 材料形成,包括聚丙烯,聚偏 醋酸酯,矽,表面處理玻璃纖 ectric Company, Pittsfield, 以從以吸附劑為主之氣體儲存 ,甚至於在使用低品質之吸附 追踪不純物(該不純物會使吸 有:氫化物及/或鹵化物氣體, 例如神、罐、氯、N F 3、B F 3、 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 26 1228260 B C 13 ' 二石朋化物(B2H6,或其重氫類,B2D6)、HC1、HBr、HF、 Η I、六氟化鶴,或(C Η 3) 3 S b、六氟化鶴、氟化氫、氣化氫、 石典化氫、漠化氫、鍺、氨、録、硫化氫、碰化氫、蹄化氫、 >臭、埃、氟等。 使用存在於儲存和輸送系統和低壓力下游處理器(例如 離子植入真空室)之間之壓力差可以用來建立從儲存/輸送 系統之氣體流動。使用如同質量流控制器之裝置,當吸附 劑容器壓力減小時可以獲得恒定之流動。 在本發明之實施時,只利用吸附劑材料之低位準加熱, 亦即所謂之熱輔助輸送,可以演算出去吸附氣體之輸送 率,可以很容易獲得高達5 0 0 s c c m以上之流動率。在本發 明之絕熱操作(沒有熱能之輔助輸入到吸附劑媒體)中可以 獲得高輸送率之氣體輸送,只需利用存在於吸附劑容器和 半導體(或其他之工業或製造)處理(例如離子植入,分子射 束蠢晶成長,或化學氣相沈積)之減壓之間之壓力差。 本發明之裝置亦可以很容易設置成單體之形式,例如配 置成氣體盒其中含有多個(例如3個)之吸附劑容器,每一 個總管連在一起用來選擇性的從該等容器之一個或多個輸 送吸附氣體。在該盒中可以更包含有一些獨立之熱電偶, 或其他之溫度感測/監視設備和用以阻止容器之過熱之組 件及/或其所使用之氣體盒之其他内部組件。 該盒可以更包括有:可熔化鏈結加熱器元件,用來對容 器和其中之吸附劑進行選擇性之加熱;喷灑系統;排熱感 測器;有毒氣體監視器,其作用是當感測到有毒氣體時用 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 27 1228260 來關閉該裝置;洗滌器或大吸附裝置;和冗餘壓力和溫 控制裝置。利用此種儲存和輸送系統之裝置可以很容易 15psig獲得500sccni之氣體之輸送率。 本發明之化學吸附劑材料之使用方式具有顯著之進步 任何水、金屬或過渡金屬氧化物之吸附劑材料之大量存 會使吸附氣體之分解產生不希望有之高位準。分子篩子 料最特別,大量之此種吸附劑包含泥土或其他之磺物粘 劑其中包含上述之分解促進劑,會使該儲存和輸送系統 裝置和方法之性能產生不希望有之劣化。 圖2概略的顯示本發明之一具體例之儲存和輸送系統 1 0 0。該系統包含有儲存和分配容器1 0 2,如圖所示,具 壁104圍繞容器之内部容積106。在該容器中包含有盒1 用來保持與氣體不純物種作用之化學吸附劑材料,該氣 不純物種有如氫,其產生是當吸附氫化物(例如氫化珅、 化填)分解時。 圖2所示之容器具有上頸部11 2結合有閥頭組合件1 其中包括有閥。在閥頭之閥被裝在心軸1 2 0上之手輪1 選擇性的致動,和被配置成經由手輪之人工旋轉加以致 動,或是利用自動控制裝置加以轉換,該自動控制裝置 實例有受電腦或微處理機和循環計時器或其他電腦軟體 式控制之氣壓閥致動器。 該閥頭具有出口埠口 1 1 6連接到總管或其他之流動分 組合裝置。 在操作方面,該盒(具有滲透膜調適通道只使氫通過, 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 28 度 在 在 材 合 之 有 10 體 氫 14 18 之 程 配 但 1228260 是不使要被儲存和選擇性分配之氫化物氣體通過)接受通 過容器之膜之不純物種之氫。進入到該盒之内部容積之氫 與化學吸附劑材料接觸和進行反應,用來產生實體反應產 品具有可忽視之蒸氣壓力。然後從該容器排放砷化物使其 中未包含多量之氫。另外,從該容器之内部容積去除氫之 優點是可以減少火災及/或爆炸之危險。最後,從内部容積 去除氫可以用來去除氣相之成分,假如不去除時,會使容 器中之壓力增加到不可接受之高位準。 因此,該盒1 1 0可以很容易配置在氣體儲存和分配容器 之内部容積,進行封裝和氣密式密封該容器或封裝,藉以 防止化學吸附劑與氫或其他之大氣氣體組合,該等氣體與 化學吸附劑組合時會降低去除容器中之氣體不純物之能 力。如圖2所示,當在氣缸裝載吸附劑材料之後可以將該 盒裝入氣缸之内部容積,使該盒露出在該頭部空間氣體。 該盒之結構細部如圖3所示,包括有主體部位1 3 0被滲 透選擇性膜壁1 3 6包圍,該膜對分解產物(例如氫)具有滲 透選擇性,和對其他氣體,例如大氣洩入或發出氣體之物 種(氮、氫)具有選擇性。大氣氣體可以經由閥頭組合件洩 入容器内部,更典型者可以從内部容器壁甚至於吸附劑材 料本身發出氣體。 在該盒之有關端點設有端蓋1 3 2和1 3 4互相配合和密封 到主體部位1 3 0用來形成單體結構。 在膜壁盒Π 0内配置有巨孔媒體1 3 8其上具有快速吸氣 劑,例如鋇之薄膜。該巨孔媒體具有大表面積結構,和形 29 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 1228260 成 骨 架 巨 孔 基 體 , 或 使 用 任 何 傳 統 式 之 大 表 面 積 材 料 , 例 如 矽 化 物 鋁 化 物 分 子 篩 子 巨 網 聚 合 物 樹 脂 (例如 Am be rlit e ® ; 樹, 脂: )等 〇 該 吸 氣 劑 膜 用 來 以 不 可 逆 之 方 式 化 學 吸 附 滲 透 過 膜 壁 之 污 染 氣 體 〇 例 如 5 在 鋇 之 情 況 產 生 下 列 之 反 應 ·· Ba 4 Η2 —> B a H2 2B a + 0 2 —> 2B a 0 Ba Η Ν2 —> Ba n2 Ba •4 Η0Η —> Ba 0 + B aH 2 在 其 上 支 持 有 吸 氣 劑 膜 之 巨 孔 媒 體 最 好 具 有 比 熱 特 性 用 來 配 合 吸 氣 劑 膜 和 污 染 氣 體 之 放 熱 反 應 〇 亦 即 配 合 該 盒 内 之 熱 反 應 0 該 滲 透 選 擇 膜 選 用 該 儲 存 之 吸 附 氣 體 不 能 滲 透 者 〇 該 盒 1 10 可 以 在 惰 性 氣 體 (例如氬或氮) 之 環 境 下 製 造 成 外 套 盒 缺 後 在 惰 性 氣 體 之 環 境 下 裝 δ又 在 氣 體 儲 存 和 分 配 氣 缸 内 〇 在 使 用 時 J 該 外 套 盒 之 污 染 位 準 維 持 在 接 近 零 之 值 所 以 分 配 之 氣 體 具 有 高 純 度 〇 本 發 明 之 流 體 儲 存 和 分 配 裝 置 和 方 法 , 在 半 導 體 製 造 處 理 之 各 種 單 元 操 作 時 用 來 送 反 應 劑 非 常 有 用 0 例 如 半 導 體 製 造 處 理 可 能 包 括 有 微 影 步 驟 0 典 型 之 方 式 當 非 常 大 型 積 體 (VLSI ) 和 超 大 型 積 體 (ULS I) 電 路 之 製 造 時 , 一 個 晶 圓 進 行 1 2到 20 個 微 影 步 驟 〇 依 昭 本 發 明 之 處 理 可 以 減 少 HMDS之蒸氣壓力, ,TMS 光 抗 1虫 劑 成 條 劑 和 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 30 1228260 顯像劑,其方式是吸附被保持在本發明之儲存和分配系統 之實體吸附圖之處理液體。處理流體之安全源可以用在標 準晶圓追踪系統,在製造處理流程之微影步驟,可以用來 對晶圓進行塗膜,顯像,和施加成條光抗姓劑。 本發明之儲存和分配系統亦可以用在清潔或其他之清潔 處理,其中從本發明之流體儲存和分配系統儲存和分配清 潔流體。在清潔時可減少與處理相關之缺陷和延長保養週 期藉以增加工具之使用率。例如用在室清潔之半導體工具 有W C V D工具之N F 3清潔,T i / T i N喷濺工具,和T i / T i N混 合喷濺/CVD工具,和爐之1.1,1-三氯乙烯(TCA),反式 -1,2-二氣乙烯(t -DCE)和HF清潔,和單晶圓多晶矽 / S i 0 2 (摻雜和未摻雜雙方)配置工具。 清潔氣體可以吸附在依照本發明之吸附劑媒體,形成該 清潔流體之低蒸氣壓力源,當其運輸,儲存和使用時可以 大幅的減小該氣體之危險性。本發明之處理之實施可以利 用如同C 1 2之氣體清潔劑(與A 1配置用電漿一起使用)用來 從處理設備之室壁除去固體和/或化學污染物。 在積體電路製造之半導體製造處理中,由於使用危險源 材料之化學氣相沈積(CVD)會沈積標準矽積體電路之一些 層。其實例包括(1 )多晶矽或磊晶矽之C V D,使用S i Η 4, S i 2 Η 6,或S i H x C 14 - χ ( χ = 0〜4 )作為S i源,該等膜通常摻雜 有 PH3,B2N6 或 AsH3,(2)Si〇2 之 CVD,使用 SiHxClH(x = 0-4) 或T E 0 S作為S i源,摻雜劑之範圍包括三氯化硼,三曱基 硼,三甲基硼化物,三乙基硼,三乙基硼化物,三氯化磷, 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 31 1228260 PH3 或 B2H6,(3)W 之 CVD,以 WF6,有時以 SiH4 或 Si2H6 作 為共反應劑,(4 ) T i N之C V D,使用T i C 14或四雙甲基醯鈦 或四雙乙基醯鈦作為T i源和以氨作為共反應劑,(5 ) S i 3 N 4 之CVD,以SiHxCl4-x(x=0〜4)成長作為Si源和進行氨或 氮電漿放電。上述之處理有些以熱CVD進行,有些是進行 電漿輔助CVD處理,亦可以使用其他形式之辅助,例如使 用UV光。 該等實例表示危險氣體或液體之使用,其輸送之安全性 之改善方法是吸附在實體吸附劑材料上之流體相處理反應 劑用來減小危險氣體或液體之蒸氣壓力藉以形成依照本發 明之安全之處理流體源。 除了半導體製造工業之上述之流體使用實例外,在半導 體製造中還有許多其他之流體反應劑處理步驟。因此上述 之說明不是惟一性者,本發明之以吸附劑為主之流體儲存 和輸送系統更可以廣泛的應用到使用危險材料之各種 C V D,以及在半導體製造工業所實施之其他流體消耗操作。 在上述之說明中是以氣體作為吸附流體用來說明本發 明,但宜瞭解者本發明亦可以廣泛的應用在液體、氣體、 蒸氣,和多相流體,以及流體混合物和單成分流體之儲存 和分配。 本發明之流體儲存和分配容器亦可以設有内部加熱裝置 (圖中未顯示)藉以熱輔助吸附流體之去吸附。最好是使吸 附流體之至少一部份(或全部更佳),利用壓力差調節去吸 附,從含有吸附流體之儲存和分配容器分配。該壓力差之 32 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 1228260 建立一方面是利用儲存和分配容器間之流通,另外一方面 是所使用之外部分配環境或執跡。該容器之分配裝置可以 包括有泵,吹風機、風扇、析出器、排出器等,或其他之 活動驅動器,依照從容器到使用分配流體之軌跡之流體流 動。 吸附劑材料在儲存到該儲存和分配容器之前可以接受適 當之處理用來保證不會有追踪成分,該追踪成分會對流體 儲存和分配系統之性能造成不良之影響。例如,吸附劑可 以接受氫氟酸之清洗處理,使其沒有追踪成分(例如金屬和 氧化過渡金屬物種),或被加熱和處理藉以保證具有所希望 之純度和/或性能。 吸附劑之形式可以被設置成為粒子、顆粒、喷出物、粉 末、布、織物材料、蜂巢或其他單石形式,組合物,或其 他有用之吸附劑材料之適當形式,對要被儲存和分配之流 體具有親和力,和對分配操作具有良好之去吸附特性。 對於要被分配之氣體之吸附和去吸附,最好只利用在環 境溫度狀況之壓力差進行操作,本發明之系統之一些實例 有利於使用與儲存和分配容器有關之加熱器用來選擇性的 對固相實體吸附劑媒體選擇性的加熱,藉以對來自固相實 體吸附劑媒體之吸附流體進行熱加強去吸附。 上述之本發明亦有利用使用流體儲存和分配裝置和方 法,在半導體製造處理系統之各種單元操作中用來輸送反 應劑。 圖4顯示本發明之一具體例之儲存和分配系統之概略斜 33 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-] 1228260 視圖,圖中顯示流體分配與半導體製造處理系統2 1 6之關 係。 該儲存和分配系統2 0 0包含有儲存和分配容器2 0 2用來 保持吸附劑材料之台座2 0 4。該吸附劑材料之台座2 0 4被 配置在容器内部位於不純物可滲透膜2 0 5上,其周邊密封 在容器2 0 2之内壁表面。在膜2 0 5之下具有化學吸附劑之 台座2 0 7,在容器之使用時,不純物種滲透經過該膜和與 化學吸附劑反應,用來從容器之内部容積移去不純物。 容器2 0 2之頸部區域2 0 6結合到閥頭2 0 8,在該處經由 閥莖2 1 1結合可人工調整之輪2 1 2,輪2 1 2之旋轉用來開 放該容器,藉以使去吸附氣體流經氣體排放管2 1 0到達線 2 1 4,利用該流動用來進行導體製造作業2 1 6。在該半導體 製造作業2 1 6之後,用過之氣體經過線2 1 8到達處理構件 2 7 0在其中進行處理,然後在線2 2 2從該系統排放。 圖4所示之半導體製造處理系統216亦適於包含有VLSI 和U L S I電路之製造之晶圓微影步驟。可吸附流體(例如 Η M D S和T M S,光抗蝕劑之剖離劑和顯像劑)可以被吸附在固 體吸附劑,例如碳吸附劑,聚合物吸附劑(例如包括可以購 自 Rohm & Haas Chemical Company (Philadelphia, Pa.) 之商標為n A m b e r 1 i t a n之巨網聚合物之材料),石夕化物,氧 化鋁,鋁矽化物等,用在本發明之處理。 本發明之吸附氣體儲存和分配系統亦可以用在晶圓追踪 處理,當製造處理流程之微影步驟時用來對晶圓進行塗 膜,顯像,和剖離光抗钱劑。 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 34 1228260 半導體製造處理系統2 1 6亦包含清潔反應劑之流體儲存 和分配,用來進行清潔,和減少與處理有關之缺陷,經由 延長保養週期用來增加工具之使用率。 上面已經說明了清潔反應劑和半導體工具。在使用時, 清潔反應劑可以吸附式的被保持在儲存和分配容器(包含 對流體反應劑具有吸附親和力之吸附劑材料),用來儲存和 依照需要的選擇分配反應劑(例如,N F 3,It化氫,1,1,1 _ 三氯乙稀,和反式-1,2 -二氯乙稀,氣,氯化氫等。 本發明之處理亦可以用在薄膜材料之化學氣相沈積,使 用C V D前體(例如,矽烷,氯矽烷,T E 0 S,鎢穴氟化物’二 矽烷,四氯化鈦,四雙曱基醯鈦,四雙乙基醯鈦,氨,或 其他氮化物材料等),和摻雜劑材料(例如,填,珅和録 源反應劑)。該摻雜劑源反應劑之實例包括硼化氫,三氯化 硼,三氟化硼,三曱基亞硼酸鹽,三由基硼酸鹽,三乙基 硼酸鹽,三乙基亞硼酸鹽,三氣化磷,三曱基磷酸鹽,三 曱基亞磷酸鹽,三乙基磷酸鹽,三乙基亞磷酸鹽,磷化氫, 砷化氫,二硼化氫等,包括上述含氫摻雜劑源反應劑之重 氫和三氫類。 通常本發明之處理可以用在半導體裝置之製造所使用之 流體,包括作為加入到基體或前體裝置結構之源材料,或 處理反應劑(例如刻劑,罩幕,抗#劑,清洗或其他清潔 流體等),可以被保持在容器内,該容器包含有對流體具有 吸附親和之吸附劑材料。該流體可以是氣體,蒸氣,液體 或其他多相組合物,但是在本發明最好是使用可以被該儲 35 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 1228260 存和分配容器中之吸附劑媒體吸附式保持之蒸氣或氣體流 體。 本發明之氣體儲存和分配方法之處理步驟可以用在(但 不限於用在)離子植入,蠢晶成長,電聚餘刻,反應離子I虫 刻,金屬化,物理氣相沈積,摻雜和化學氣相沈積等。 使用從本發明之儲存和分配系統分配之處理流體可以用 來形成各種電子裝置結構。該電子裝置結構包括(但不限於) 電晶體,電容器,電阻器,記憶體單元,介電材料,各種 摻雜基體區域,金屬化層,通道阻擋層,源極層,汲極層, 氧化物層,場射極元件,鈍化層,交互連接部,聚合物, 電極,溝道結構,離子植入材料層,插頭,和上述電子裝 置結構之前體結構,以及包含有一個以上之上述電子裝置 結構之裝置組合件。 該電子裝置結構亦可以包含記憶體晶片裝置,例如, ROM , RAM , SRAM , DRAM , PROM , EPROM , EEPROM ,和快閃 I己 憶體晶片。另外,該電子裝置結構亦可以包含半導體邏輯 晶片,例如微控制器晶片或微處理器晶片。 本發明之處理之終端使用之電子產品包括電信裝置,如 同電腦之產品,個人數位輔助裝置,電話,平板顯示器, 監視器,音響系統,電子遊樂器,虛擬實境裝置和消費產 品,例如瓦斯爐,電冰箱,冷凍庫,洗碗機,洗衣機,烘 衣機,加濕機,除濕機,冷氣機,全球定位裝置,照明系 統,和上述者之遙控器等。 在一較佳方面中,儲存和分配容器中之流體源選擇性的 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 36 1228260 供給到半導體製造處理系統用來進行離子植入,其中離子 植入之流體源可以以金屬有機化合物構成,該金屬有如 紹,錦,錄,妈,銳,组,銅,韵,把,銀,铑,金,鎢, 鈦,錄,鉻,銦,鈒,或該等金屬之二種以上之組合。 圖5概略的表示離子植入處理系統3 0 0其中包括有儲存 和分配容器3 0 2在其内部容積含有吸附劑材料3 0 6,該内 部容積如離子植入室3 0 1所示用來保持砷化氫氣藉以進行 基體3 2 8之離子植入摻雜。該吸附劑材料亦可以選擇性的 與化學吸附劑材料結合,用來去除容器中之不純物種。 該儲存和分配容器3 0 2包含有容器壁3 0 6用來包圍一個 内部容積藉以保持吸附劑材料3 0 6,該材料3 0 6形成珠形, 粒子或其他被細分之形式。吸附氣體被保持在該容器之内 部容積位於吸附劑材料之上。 該儲存和分配容器3 0 2包括有閥頭3 0 8以氣流相通之方 式耦合到排放線3 1 2。壓力感測器3 1 0被配置在線3 1 2,與 質量流控制器3 1 4 —起;其他之監視和感測組件亦可以與 該線耦合,和與控制裝置(例如致動器,回饋和電腦控制系 統,循環計時器等)介面接合。 離子植入室3 0 1含有離子射束產生器或離子化器3 1 6用 來接受來自線3 1 2之分配氣體(例如砷化氫),和產生離子 射束3 0 5。該離子束射3 0 5通過用以選擇需要之離子和排 斥非選擇離子之質量分析器單位3 2 2。 被選擇之離子通過加速電極陣列3 2 4和偏轉電極3 2 6。 聚焦後之離子射束撞擊在被配置於可旋轉保持器3 3 0上因 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 37 1228260 而裝在心軸332之基體元件328。As +離子之離子來 需要可以用在η摻雜基體藉以形成η摻雜結構。 離子植入室3 0 1之有關部份分別利用泵3 2 0,3 4 2 之裝置經由線3 1 8,3 4 0和3 4 4排出。 圖6是可以在圖5所示之型式之處理系統形成之 電晶體結構4 0 0之剖面正面圖,其中包含有η摻雜源 和η摻雜沒極41 0之區域。基體4 0 2是具有閘極氧 4 0 8之Ρ型基體在其上形成有閘極層4 0 6。該η摻雜 汲極區域之形成方法是使A s +離子以適當之能量(例 1 1 0 K e V )撞擊在基體,用以獲得具有適當之通量(例 個離子/ c m2)之區域4 0 4和4 1 0,作為所希望之終端 晶體結構。 在本發明之圖6所示之結構之製造時,A +離子之: 法是從儲存和分配容器導入砷化氫或其他之砷化氫 體物種,在該容器中該前體氣體以適當之壓力被吸 儲存,例如在6 0 0〜7 5 0 T 〇 r r之範圍,實質上為大氣 圖7是靜態隨機存取記憶器(SRAM )結構(5 0 0之一 剖面正面圖,包含有使用從圖1所示之儲存和分配 配之氣體反應劑所形成之結構特徵。 該SRAM結構500包含有基體502其中含有P型矽 沈積有氧化物層5 0 4,該層5 0 4包含有利用與上述; 之矽源前體,以磊晶薄膜沈積所形成之S i 0 2,供給 明之流體儲存和分配容器。 另外,氧化物層5 0 4可以以基體5 0 2之氧化物形 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 38 射如有 和3 4 6 NMOS 極4 04 化物層 源極和 如, 如 1015 使用電 杉成方 前體氣 附式的 壓力。 部份之 容器分 在其上 相同 自本發 成,藉 1228260 以在基體5 0 2上形成層5 0 4,依照本發明之處理,使用從 流體儲存和輸送容器分配之氧化劑。 在氧化物層5 0 4上重疊聚矽電阻器元件5 1 0之側面層區 域5 0 8和5 1 2,被如同A s +之η摻雜劑,或銻或磷摻雜劑物 種適當的摻雜,藉以產生η摻雜側面區域。重疊之介質層 5 0 6利用化學氣相沈積以石夕化物形成,如同上述之層5 0 4 之形成。矽化物層5 0 6被流體相蝕刻劑(依照本發明之處 理,從儲存和分配容器適當的分配)刻去,用來產生阱或溝 道作為金屬化元件5 1 4。 圖7所示之S R A Μ單元之多晶矽電阻器結構之製造處理之 進行可以經由分配處理流體用來進行離子植入,化學氣相 沈積,鍅刻和金屬化之處理步驟。宜瞭解者,本發明之處 理步驟亦可以在流體環境進行,在製造之軌跡其交互作用 和支持用來使電子裝置結構之製造處理之分配流體之利用 易於進行。 圖8表示積體電路結構之一部份之概略圖,該積體電路 結構包括有積體電容器,可以利用本發明之處理製造。 積體電路6 0 1之所示部份包括有第1有源裝置6 1 0,如 同傳統式之金屬-氧化物-半導體場效電晶體(MOSFET)和電 容器6 0 5,使用有介質膜層,例如形成在基體6 1 5 (例如矽 基體)上鋇锶鈦化物(B S Τ )層。圖中亦顯示第二電晶6 1 0之 >及極區域。 使用在此種結構之有源裝置亦可以構建成NMOS,PMOS 或C Μ 0 S結構,和可以供積體電路之終端應用。此種結構之 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1 39 1228260 其他重要之有用之有源裝置包括雙極接合電晶體和鎵砷化 物M F S F E T。使用從本發明之吸附劑儲存和分配系統所分配 反應劑之處理方法可以用來製造電晶體6 1 0和6 2 0。 在圖8中,電晶體6 1 0和6 2 0包括有場氧化物區域6 2 5 和6 3 0由S i 0 2形成,作為電晶體6 1 0和相鄰裝置(例如電 晶體6 2 0 )之間之絕緣體。 電晶體6 1 0之源極和汲極區域6 3 5和6 4 0之形成是以η 型不純物(例如砷或磷)摻雜用來形成Ν Μ 0 S結構。矽化物 6 4 5之選擇層被配置在源極和汲極區域6 3 5和6 4 0上,用 來減小源極和汲極電阻,可以用來增大電晶體6 1 0所產生 之電流。 電晶體6 1 0之閘極6 5 0包括以η型不純物摻雜之多晶矽 6 5 5,利用離子植入或蒸氣摻雜,使用從本發明之處理之儲 存和分配容器分配之流體。閘極多晶石夕6 5 5被配置在S i 0 2 間隔物6 5 0上。矽化物6 6 2之選擇層亦被配置在閘極聚矽 6 5 5上用來減小閘極6 5 0之電阻。然後將摻雜有磷之P玻 璃之絕緣層6 6 5配置在電晶體6 1 0和6 2 0上,用來對電晶 體提供保護和易於電連接。 然後在絕緣層6 6 5蝕刻接觸窗6 6 6用來使裝置閘6 5 0和 源極和没極區域(例如區域6 3 5和6 4 0 )露出。雖然在圖8 中顯示只有電晶體6 1 0和6 2 0之汲極區域在積體電路之剖 面露出,但宜暸解者,閘極和源極露出到積體電路6 0 1之 其他區域,位於所示剖面之外。 至少有一個電容器(例如圖8所示之電容器6 0 5 )形成在 40 326\ 總檔\88\8810S256\88108256(替換)-1 1228260 積體電路(例如絕緣層表面1之上。該電容器6 0 5包括有: 第一電極6 7 0,形成在絕緣層表面上;介電薄膜區域6 7 5, 位於第一電極6 7 0之上;和第二電極6 8 0,形成在介電膜 區域6 7 5上,形成與第一電極6 7 0面對。該第一電極6 7 0 可以具有二層結構,例如一層始覆蓋在一層鈦氮化物上。 鉑是適合之電極材料,然而,它易於與矽反應。其結果是 擴散障壁適於用作第二電極層形成與絕緣層表面接觸用來 進行基體6 1 5之鉑和矽之間之化學反應。該二層結構之每 一層之適當厚度在大約0.01〜0.5mm之範圍。 另外,圖8所示之一般型式之積體電路,亦可以在絕緣 層665之表面上,以特定之型樣形成導電之交互連接層之 配置,藉以以所希望之方式,經由蝕刻區域電連接到一些 裝置和其他之電路組件。 圖8所示之裝置結構之另外一種構造是可以使第一電極 6 7 0成為適當之導電材料之單層結構。第一電極6 7 0之適 當之總厚度,不論是1層或2層結構,最好在大約0. 1至 0.5// m之範圍。第一電極670最好大於第二電極680用來 提供對第一電極之電連接。 在電容器6 0 5之形成之後,將絕緣材料6 8 5 (例如S i 0 2) 配置在電容器605之邊緣區域690、691和692,當交互連 接層之形成時用來防止第一和第二電容器電極之間之短 路。然後在絕緣層和對應之蝕刻接觸窗上形成交互連接層 6 9 5,用來以所希望之方式電連接該裝置6 1 0和6 2 0和電容 器6 0 5。適用於交互連接層之材料包括鋁和/或銅,其配置 41 3 26\總檔\8 8\8 8108 25 6\8 810825 6(替換)-1 1228260 可以利用從本發明之處理之吸附劑儲存和分配容器分配之 對應之金屬有機前體。在積體電路601中,電晶體610之 汲極6 4 0電連接到電容器6 8 0之第一電極6 7 0,和電容器 之第二電極6 8 0電連接到電晶體6 2 0之源極。 宜瞭解者上述之本發明之進行經由吸附劑媒體之選擇用 來輸送半導體製造工廠之各種半導體製造反應劑,不需要 熟悉技術者之進行實驗就可以決定分配之模態,利用簡單 之吸附和去吸附測試就可以決定適當之材料和處理條件。 上面已經對本發明之特徵,觀念和具體例進行顯示和描 述,但宜暸解者,本發明亦可適用於此處所揭示之範圍内 之各種其他之具體例,特徵和實施。因此本案所主張之發 明,在上述所揭示之精神和範圍内,可以被廣義的構建和 解讀。 42 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-1
Claims (1)
1228260 6 .如申請專利範圍第5項之以吸附劑為主之氣體儲存和 分配系統,其中該化學吸附劑材料被支持在該盒之内部之 支持基體上。 7 .如申請專利範圍第1項之以吸附劑為主之氣體儲存和 分配系統,其中該化學吸附劑材料選自: (A )族Π金屬; (B )淨化劑,包括支持劑與其結合,但是不共價結合,化 合物在有污染物存在時用來提供陰離子與其作用,藉以有 效去除不純物,該化合物選自下列群組之一或多種膜: (i )陰碳離子源化合物,其對應之質子化陰碳離子化合物 具有從大約2 2到3 6之p K a值;和 (i i )陰離子源化合物,經由陰碳離子源化合物和吸附氣 體之反應而形成;和 (C )淨化劑,包含: (i )惰性支持劑,具有表面積範圍從大約5 0至 1 0 0 0 m2 / g m,和穩定加熱到至少大約2 5 0 °C ;和 (i i )活性淨化物種,存在於支持劑上,支持劑濃度從大 約0 . 0 1到1 . 0 m ο 1 /公升,其形成是在支持劑上配置族I A 金屬選自鈉,钟,錄7,和絶以及其混合物和合金和在該支 持劑上之熱解物。 8 .如申請專利範圍第1項之以吸附劑為主之氣體儲存和 分配系統,其中該化學吸附劑材料選自包含鋇、鋰、鈣、 和鎂之群組。 9 .如申請專利範圍第1項之以吸附劑為主之氣體儲存和 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-2 44 1228260 分配系統,其中該化學吸附劑材料選自包含三苯曱基鋰和 砷化鉀之群組。 1 〇.如申請專利範圍第1項之以吸附劑為主之氣體儲存 和分配系統,其中該化學吸附劑材料被設置成為與不純物 材料分離之台座,與實體吸附劑媒體之台座形成氣流相通。 Π .如申請專利範圍第1項之以吸附劑為主之氣體儲存 和分配系統,其中該化學吸附劑擴散到該儲存和分配容器 中之整個實體吸附劑媒體台座。 1 2.如申請專利範圍第1項之以吸附劑為主之氣體儲存 和分配系統,其中該固相實體吸附劑媒體所包含之材料選 自包含晶體鋁矽化物,氧化鋁,矽化物,碳,巨網聚合物, 和石夕藻土之群組。 1 3.如申請專利範圍第1項之以吸附劑為主之氣體儲存 和分配系統,其中該化學吸附劑材料被設在儲存和分配容 器内成為薄膜之形式。 1 4.如申請專利範圍第1 3項之以吸附劑為主之氣體儲存 和分配系統,其中該化學吸附劑材料之薄金屬膜包含有選 自鎖、錯、約’和錢之群組之材料。 1 5.如申請專利範圍第1項之吸附劑為主之氣體儲存和 分配系統,其中該化學吸附劑材料被分離在該儲存和分配 容器之内部容積之區域。 16. —種盒(capsule),用來吸附可能存在於其環境之不 純物氣體,其特徵是包含有選擇性滲透膜壁在其中界定有 該盒之内部容積,當不純物氣體滲透通過該選擇性滲透膜 45 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-2 1228260 和與化學吸附劑材料接觸時,就與該吸附劑材料反應。 1 7 .如申請專利範圍第1 6項之盒,其中該化學吸附劑材 料被支持在該盒之内部容積之支持劑基體上。 1 8 .如申請專利範圍第1 6項之盒,其中該化學吸附劑材 料選自: (A )族Π金屬; (B )淨化劑,包括支持劑與其結合,但是不共價結合,化 合物在有污染物存在時用來提供陰離子與其作用,藉以有 效去除不純物,該化合物選自下列群組之一以上: (i )陰碳離子源化合物,其對應之質子化陰碳離子化合物 具有從大約2 2到3 6之p K a值;和 (i i )陰離子源化合物,經由陰碳離子源化合物和吸附氣 體之反應而形成;和 (C )淨化劑,包含: (i )惰性支持劑,具有表面積範圍從大約5 0至 1 0 0 0 m2 / gm,和穩定加熱到至少大約2 5 0 °C ;和 (i i )活性淨化物種,存在於支持劑上,支持劑濃度從大 約0 . 0 1到1 . 0 m ο 1 /公升,其形成是在支持劑上配置族I A 金屬選自納,鉀,錄1,和絶以及其混合物和合金和在該支 持劑上之熱解物。 1 9 .如申請專利範圍第1 6項之盒,其中該化學吸附劑材 料選自包含鋇、勰、鈣、和鎂之群組。 2 0 .如申請專利範圍第1 6項之盒,其中該化學吸附劑材 料選自包含三苯甲基鋰和砷化鉀之群組。 46 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-2 Λ Μ —一·丨發明專利說明書 (本說明書格式、順序及粗體字,請勿任意更動,※記號部分請勿填寫 ※申請案號·· 88108256 ※申請日期:88/05/20 ※IPC分類: I2H3 壹、發明名稱··(中文/英文) (中文)供高純度氣體分配用之以吸附劑為主之氣體儲存及輸送系統、半導體裝置 製造用之裝置及方法、利用其等之產品及前體構造 (英文)SORBENT-BASED GAS STORAGE AND DELIVERY SYSTEM FOR DISPENSING OF HIGH-PURITY GAS? AND APPARATUS AND PROCESS FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICES, PRODUCTS AND PRECURSOR STRUCTURES UTILIZING SAME
武、申睛人·(共1人) 姓名或名稱:(中文/英文) (中文)尖端科技材料公司 (央文)Advanced Technology Materials, Inc. 代表人:(中文/英文) 奥利佛·A·Μ·齊茨曼 住居所或營業所地址:(中文/英文) (中文)美國康乃狄格州丹伯里市康摩斯路7號 (英文) 國籍·(中文)美國(英文)USA 參、發明人:(共4人) 姓名:(中文/英文) (1) 史蒂文· J ·赫爾特奎斯特 (2) 格儉· Μ ·湯姆 (3) 彼得· S ·柯林 (4) 詹姆斯· V ·麥克馬納斯 住居所地址:(中文/英文)
326\總檔,\88\88108256\88108256(替換 1 1228260 93. 93. 20 - ^ ^ Γ~替換頁 拾、申請專利範b a 1>> 一 1. 一種以吸附劑為主1之iriir儲和分配系統,其特徵是 包含有: 儲存和分配容器,含有固相實體吸附劑媒體並具有被吸 附在其上之吸附氣體; 化學吸附劑材料,位於該儲存和分配容器内,對吸附氣 體之不純物具有化學吸附親和力,被配置成用來化學吸附 該不純物藉以以氣相將其從儲存和分配容器中除去,其中 該化學吸附劑材料係被限制與吸附氣體反應; 分配組合件,粞合成與儲存和分配容器形成氣流相通, 用來選擇性從儲存和分配容器排放去吸附之吸附氣體。 2. 如申請專利範圍第1項之吸附劑為主之氣體儲存和分 配系統,其中該化學吸附劑材料被障壁構件隔離成不能與 吸附氣體接觸,該障壁構件使不純物能夠滲透但是吸附氣 體不能滲透。 3. 如申請專利範圍第2項之以吸附劑為主之氣體儲存和 分配系統,其中該障壁構件包含選擇性滲透膜。 4. 如申請專利範圍第3項之以吸附劑為主之氣體儲存和 分配系統,其中該選擇性滲透膜之構建材料選自包含聚丙 嫦,聚偏氣乙烯,聚四氟*乙婦,聚氟醋酸,石夕,表面處理 玻璃纖維,和聚氧化二甲苯膜之群組。 5 .如申請專利範圍第1項之以吸附劑為主之氣體儲存和 分配系統,其中該化吸附劑材料被包含在盒中,該盒包括 有不純物可以滲透但是吸附氣體不能滲透之膜。 43 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-2 1228260 93. 2. -4 替换頁 2 1 . —種供給反應劑氣體之方法,其特徵是所包含之步驟 有: 設置一種以吸附劑為主之氣體和分配系統,該系統包 含:儲存和分配容器,含有固相實體吸附劑媒體並具有被 吸附在其上之反應劑氣體;化學吸附劑材料,位於該儲存 和分配容器内,對反應劑氣體之不純物具有化學吸附親和 力,被配置成用來化學吸附該不純物藉以以氣相將其從儲 存和分配容器中除去,其中該化學吸附劑材料係被限制與 反應劑氣體反應;以及分配組合件,耦合成與儲存和分配 容器形成氣流相通,用來選擇性從儲存和分配容器排放去 吸附之反應劑氣體; 化學吸附在該儲存和分配容器中之反應劑氣體之氣相不 純物,藉由使用被限制與吸附氣體反應之化學吸附劑材 料,而以氣相將其除去; 從該實體吸附劑媒體去吸附反應劑氣體;和 從該儲存和分配容器排放被去吸附之反應劑氣體。 22. —種在基體上或基體中製造電子裝置結構之方法,其 特徵是所包含之步驟有: 設置一種以吸附劑為主之氣體和分配系統,該系統包 含:儲存和分配容器,其中含有固相實體吸附劑媒體具有 被實體吸附在其上之流體用來製造電子裝置結構;化學吸 附劑材料,位於該儲存和分配容器内,對流體之不純物具 有化學吸附親和力,被配置成用來化學吸附該不純物藉以 以氣相將其從儲存和分配容器中除去,其中該化學吸附劑 47 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-2 1228260 93. 2. -4 替換頁 材料係被限制與該流體反應;以及分配組合件,耦合成與 儲存和分配容器形成氣流相通,用來選擇性從儲存和分配 容器排放去吸附之流體; 從該實體吸附劑媒體去吸附該流體,和從該儲存和分配 容器分配該流體;和 在有效使用基體上或基體内之流體或其成分之條件下, 使基體和分配自該儲存和分配容器之流體接觸; 其中該儲存和分配容器更包含有流體之不純物之化學吸 附劑,且該化學吸附劑係被限制與流體反應,藉以能夠以 高純度狀況分配流體。 2 3.如申請專利範圍第2 2項之方法,其中該接觸步驟包 括有選自下列群組之處理步驟: (a )離子植入; (b )蠢晶成長, (c )電漿蝕刻; (d )反應離子蝕刻; (e )金屬化; (f )物理氣相沈積; (g )化學氣相沈積; (h)微影(photolithography); (ί )清潔;或 (j )摻雜。 24. —種在基體上或基體中製造電子裝置結構之方法,其 特徵是所包含之步驟有: 48 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-2 1228260 93. 2.〜4 替換頁
設置一種以吸附劑為主之氣體和分配系統,該系統包 含··儲存和分配容器,其中含有固相實體吸附劑媒體並具 有被實體吸附在其上之源流體作為電子裝置結構之材料成 分;化學吸附劑材料,位於該儲存和分配容器内,對源流 體之不純物具有化學吸附親和力,被配置成用來化學吸附 該不純物藉以以氣相將其從儲存和分配容器中除去,其中 該化學吸附劑材料係被限制與該源流體反應;以及分配組 合件,耦合成與儲存和分配容器形成氣流相通,用來選擇 性從儲存和分配容器排放去吸附之源流體; 從該實體吸附劑媒體去吸附該源流體,和從該儲存和分 配容器分配該源流體; 在有效將該材料成分沈積在基體上或基體内之條件下, 使基體和分配自該儲存和分配容器之源流體接觸;和 藉由使用被限制與源流體反應之化學吸附劑材料而化學 吸附存在於容器中之不純物,否則會減小被分配流體之純
度。 25. —種在基體上或基體中製造電子裝置結構之方法,其 特徵是所包含之步驟有: 設置一種以吸附劑為主之氣體和分配系統,該系統包 含:儲存和分配容器,其中含有固相實體吸附劑媒體具有 被實體吸附在其上之流體用來製造電子裝置結構,被用在 電子裝置結構之製造,但是不形成電子裝置結構之材料成 分;化學吸附劑材料,位於該儲存和分配容器内,對流體 之不純物具有化學吸附親和力,被配置成用來化學吸附該 49 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-2 1228260 替換頁 不純物藉以以氣相將其從儲存和分配容器中除去,其中該 化學吸附劑材料係被限制與該流體反應;以及分配組合 件,耦合成與儲存和分配容器形成氣流相通,用來選擇性 從儲存和分配容器排放去吸附之流體; 從該實體吸附劑媒體去吸附該流體,和從該儲存和分配 容器分配該流體;和 在有效使用該基體上或基體内之流體或其成分之條件 下,使基體和分配自該儲存和分配容器之流體接觸; 其中該儲存和分配容器包含有流體之不純物之化學吸附 劑,且該化學吸附劑係被限制與流體反應,藉以能夠以高 純度狀況分配流體。 2 6.如申請專利範圍第2 2項之方法,其中該電子裝置結 構選自下列之群組: (a )電晶體, (b)電容器; (c )電阻器; (d )記憶體單元; (e )介電材料; (f )埋入摻雜基體區域; (g )金屬化層; (h )通道阻擋層; (i )源極層; (j )閘極層; (k )汲極層; 50 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-2 1228260 (1 )氧化物層; (m )場發射元件, (η )鈍化層; (〇 )交互連接器; (ρ )聚化物; (q )電極; (r )溝道結構; (s )離子植入材料層 (t )插頭; (u )上述之(a )〜(t )電子裝置結構之前體結構;和 (v)包含上述之(a)〜(t)電子裝置結構之至少一個之裝 置組合件。 2 7.如申請專利範圍第2 2項之方法,其中該電子裝置結 構包含記憶體晶片裝置。 2 8.如申請專利範圍第2 7項之方法,其中該記憶體晶片 裝置包含選自下列群組之裝置: (i )R0M 晶片; (i i )RAM 晶片; (i i i ) S R A M 晶片; (iv) DRAM 晶片; (v) PROM 晶片; (vi) EPR0M 晶片; (vii) EEPROM 晶片;及 (v i i i )快閃記憶體晶片。 51 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-2 1228260 抑· 2·〜 替換頁 2 9 .如申請專利範圍第2 2項之方法,其中該電子裝置結 構包含半導體邏輯晶片。 3 0 .如申請專利範圍第2 2項之方法,其中該電子裝置結 構包含選擇自微控制器和微處理器之群組之半導體邏輯晶 片。 3 1 .如申請專利範圍第2 2項之方法,其中該電子裝置結 構包含微控制器。 3 2.如申請專利範圍第2 2項之方法,其中該電子裝置結 構包含微處理器。 3 3.如申請專利範圍第2 2項之方法,其中該接觸步驟包 含離子植入。 3 4.如申請專利範圍第3 3項之方法,其中離子植入用之 流體包含金屬有機化合物,其金屬之一部份選自包含有 銘、鋇、錄、妈、銳、钽、銅、齡、把、銀、姥、金、鶴、 鈦、鎳、鉻、鉬、飢,和上述者之組合之群組。 3 5.如申請專利範圍第2 2項之方法,其中該接觸步驟包 含化學氣相沈積。 3 6.如申請專利範圍第2 2項之方法,其中該接觸步驟包 含多晶矽之化學氣相沈積。 3 7.如申請專利範圍第2 2項之方法,其中該接觸步驟包 含在基體上形成摻雜多晶矽材料。 3 8.如申請專利範圍第2 2項之方法,其中該實體吸附劑 媒體包含有吸附劑材料選自含碳材料,矽化物、氧化鋁、 鋁矽化物、矽藻土和聚合物吸附劑材料。 326\總檔\88\88 Η)8256\88108256(替換)-2 52 1228260 4 3 9 .如申請專利範圍第2 2項之方法,其中該接觸步驟包 含以前體進行化學氣相沈積,該前體之選自群組包含: 矽烷; 二矽烷; 氯矽烷; 六就化鎢; 三氯化鈦; 四雙甲基醯鈦; 四雙乙基醯鈦; 氨; 四乙基正矽化物; 砷化氫; 罐化氫; 硼化氫; 二硼化氫; 三氟化硼; 三氣化硼; 三曱基硼酸鹽; 三曱基亞硼酸鹽; 三乙基硼酸鹽; 三乙基亞硼酸鹽; 三氯化磷; 三甲基磷酸鹽; 三甲基亞磷酸鹽; 53 326\總檔\88\88108256\88108256(替換)-2 1228260 三乙基磷酸鹽;及 三乙基亞磷酸鹽。 93. 2. -4 替換頁
326\總檔\88\88108256\88108256(替換)·2 54
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