[发明专利]从磷酸三乙酯(TEPO)中除去痕量砷杂质

说明书

技术领域

[0000]本发明涉及从磷酸三乙酯(TEPO)中除去痕量砷杂质。

背景技术

[0001]磷酸三乙酯(TEPO)是在微电子工业中通常用作用于生产PSG(磷硅玻璃)或BPSG(硼磷硅玻璃)的含磷源的一种液态化学品。PSG和BPSG在半导体器件中用作沉积在金属或导电层之间的绝缘层。典型地将BPSG膜用作能够为高密度微电子器件提供优良的阶梯覆盖(step coverage)的平面化膜(planarization films)。相对于硅酸盐玻璃，BPSG膜中百分数水平的硼和磷的存在具有降低玻璃化转变温度的效果，从而降低制造过程的热衡算(thermal budget)，同时提供使BPSG层符合微电子制造工艺要求的间隙填充性能。

[0002]对于某些金属如砷和其它金属，制造商需要磷源，如TEPO是极度纯净的。某些金属杂质可能成为器件毒剂(device poisons)或具有不希望的毒理学性质，特别是对砷来说，其在器件的正常寿命周期期间，如生产或使用后的废物处理期间中可能引起严重的环境健康和安全问题。

[0003]由于上述原因，微电子工业中的制造商需要TEPO在某些金属杂质的浓度方面符合非常严格的规范。对于TEPO，典型的浓度规范要求许多碱金属、碱土金属、稀土金属、过渡金属和主族金属的存在量少于5ppb，或更通常少于1-3ppb。

[0004]但是，取决于特定的来源以及其如何被处理，粗制的TEPO(raw TEPO)具有50ppb(每十亿份的份数(parts per billion))到超过10,000ppb的砷浓度。获得低于5ppb，或更通常低于1-3ppb的砷水平，尤其对于砷(其是含磷物质中的常见杂质)而言带来相当大的挑战。

[0005]因为磷和砷化合物的化学和物理性质的相似性，从TEPO中除去痕量水平(约50ppb-10,000ppb)的砷杂质通常不能通过使用普通的分离技术完成。

[0006]在现有技术中，有许多从各种体系，包括气态流如乙炔或硅烷、在石油化学工业中使用的液态烃级分、含水体系和基于磷酸盐的流体肥料流，中除去含砷杂质的例子。所除去的含砷组分在处理过程中是三价的或五价的，并且是有机的和无机的。

[0007]大部分现有工作描述了砷的去除从而经处理的物质具有1-1000ppm(每百万份的份数(parts per million)，1ppm＝1000ppb)的最终砷含量。在现有技术中发现的除去砷以达到超痕量水平(10ppb或更少)的描述是制备用于微电子应用的高纯度硅烷。在后一情况中，主要的砷污染物是气态砷，其与本公开相反，在本公开中砷杂质据信是可混溶的液体，如砷酸三乙酯(TEASAT)或溶解的无机盐。

发明内容

[0008]因此，需要实现半导体制造商所需要的TEPO中低水平砷的方法。

[0009]根据本发明的一个实施方案，从具有含砷杂质的粗制的磷酸三乙酯(TEPO)中除去含砷杂质的方法包括：

提供与磷酸三乙酯相比选择性吸附所述含砷杂质的吸附剂；

使所述具有含砷杂质的粗制磷酸三乙酯与所述吸附剂接触；和

从所述具有含砷杂质的粗制磷酸三乙酯吸附所述含砷杂质，以产生具有减少的含砷杂质的产品磷酸三乙酯。

[0010]根据本发明的另一实施方案，从具有含砷杂质的粗制磷酸三乙酯中除去含砷杂质的方法包括：

提供与磷酸三乙酯相比选择性吸附所述含砷杂质的吸附剂；

使所述具有含砷杂质的粗制磷酸三乙酯与所述吸附剂接触；和

从所述具有含砷杂质的粗制磷酸三乙酯中吸附所述含砷杂质，以产生具有减少的含砷杂质的产品磷酸三乙酯；和

蒸馏所述具有减少的含砷杂质的产品磷酸三乙酯，以从所述具有减少的含砷杂质的产品磷酸三乙酯中进一步除去所述含砷杂质。

[0011]根据本发明的又一实施方案，从具有含砷杂质的粗制磷酸三乙酯中除去含砷杂质的方法包括：

提供与磷酸三乙酯相比选择性吸附所述含砷杂质的吸附剂；

使所述具有含砷杂质的粗制磷酸三乙酯与所述吸附剂接触；和

从所述具有含砷杂质的粗制磷酸三乙酯吸附所述含砷杂质，以产生具有减少的含砷杂质的产品磷酸三乙酯；和

蒸馏所述具有减少的含砷杂质的产品磷酸三乙酯，以进一步除去所述含砷杂质，并从所述具有减少的含砷杂质的产品磷酸三乙酯除去挥发性的有机副产物和非挥发性的残余金属杂质(non-volatile residualmetallic impurities)。