[发明专利]使用化学气相沉积形成的气体储存容器衬里

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时申请60/740,399的优先权，该临时申请在2005 年11月28日提交，并且题目为“使用化学气相沉积形成的气体储存容器 衬里(Gas Storage Container Linings Formed With Chemical Vapor Deposition)”，该申请的全部内容是为了所有目的而通过引用结合在此的。

发明背景

计算机和电子设备制造商越来越需要用于半导体芯片制造的纯工艺气 体。这包括需要用于掺杂、蚀刻和沉积芯片组件的更高纯度的前体。当前 体是腐蚀性的时候，存在另外的挑战是防止腐蚀性材料与储存容器反应。 例如，腐蚀性前体例如氟化氢或氯化氢可以与标准碳钢储气瓶的内壁反 应，并且污染前体。

降低这种腐蚀污染的一种方法是使用不与前体反应的材料制造(或涂 覆)储存容器。用于储存例如氯化氢的碳钢储气瓶可以在内部涂覆有非反应 性镍层。但是，常规涂覆方法可能在涂层中留下缺陷，在此反应性前体可 能渗入下面的基材。

例如，在电解电镀中，开口储气瓶充满溶解的金属盐的水溶液。施加 到该气瓶上的电压使在溶液中的金属离子被电镀出来作为气瓶内表面上 的还原金属的衬里。在金属涂层形成并且被抛光之后，可以将顶盖热锻造 或焊接在气瓶上。热锻造可能在薄金属涂层上留下很多应力，从而产生可 能被前体破坏的缺陷。腐蚀产物可能穿过有缺陷的衬里反向渗出，并且污 染前体。

另一种涂覆方法包括在精加工的储气瓶上的衬里的无电镀。由于气瓶 是完全形成的，因此当连接气瓶盖时，没有机会在衬里中形成缺陷。但是 使用无电镀形成的衬里是仍然可以与腐蚀性前体反应的化合物或合金。例 如，无电镀已经被用于形成卤化氢储气瓶的镍-磷衬里。在衬里中的磷可以 沥滤到前体中，从而降低其纯度。该衬里还是脆性的，并且具有与下面的 碳钢气瓶壁完全不同的热膨胀特性。裂纹容易在衬里中形成，从而使反应 性碳钢暴露于前体中。

在衬里中的缺陷和杂质可能将腐蚀性前体污染到它变得不可用于高纯 度应用的程度。该问题随着日益需要纯腐蚀性前体的更多应用的发展而增 加。因此，需求可以形成缺陷和杂质明显更少的惰性储存容器衬里的新涂 覆方法。本发明提出了这些方法以及由这些方法制造的带衬里的储存容 器。

发明简述

本发明的实施方案包括涂覆气体储存容器的方法。该方法可以包括如 下步骤：将化学气相前体供给到储存容器的内部空间，以及在暴露于储存 容器的内部空间中的内表面上形成金属涂层。该涂层由化学气相前体形 成。

本发明的实施方案还包括气体储存容器，该气体储存容器包含具有可 以暴露于储存气体中的内表面的气体储存罐以及在储存罐的内表面上形 成的衬里。该衬里可以包含纯度为约99重量％以上的金属或金属合金。

本发明的实施方案还可以进一步包括用于制备金属衬里的气体储存容 器的系统。该系统可以包含产生化学气相前体的化学气相前体发生器以及 前体注入组件，所述前体注入组件用于将化学气相前体输送到气体储存罐 的内部空间中。该系统还可以包含用于从气体储存罐的内部空间中移除气 体沉积产物的废气出口。化学气相前体在储存罐的内表面上形成金属衬 里。

另外的实施方案和特征是在下面的描述中部分阐明的，并且本领域的 技术人员通过查看说明书，部分将变得明显，或者可以通过本发明的实践 而获悉。本发明的特征和优点可以通过在说明书中描述的手段、组合和方 法而实现并获得。

附图简述

图1是说明在根据本发明实施方案的涂覆气体储存容器的方法中的步 骤的流程图；

图2是根据本发明实施方案的用于在气体储存容器中形成金属衬里的 系统的简化示意图；

图3是根据本发明实施方案的用于循环和再循环用于在气体储存容器 中形成衬里的前体的系统的示意图；以及

图4显示根据本发明实施方案的用于气瓶的NPT/NGT旋塞外形。

发明详述