CN104190180B - 气体过滤方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体制备领域，具体涉及一种气体过滤方法，在利用乙炔进行PECVD沉积工艺之前，先对钢瓶内存储的乙炔进行过滤、干燥处理，可有效避免钢瓶内的其他物质随着乙炔进入行PECVD机台进行生产从而导致非晶碳薄膜厚度产生漂移。

Description

气体过滤方法
技术领域
本发明涉及半导体制备领域，具体涉及一种气体过滤方法。
背景技术
非晶碳薄膜是集成电路制造上常见的掩膜材料，其优点是与Si，SiO2等材料相比有很高的刻蚀选择比，而且可灰化容易去除，通常用PECVD(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition，等离子体增强化学汽相沉积)的方法形成，主要反应气体为乙炔(C2H2)。反应式为：C2H2→C+H2。
乙炔在高压下易发生分解，并且不稳定，会发生爆炸。为了将这种危险性大的气体稳定地贮存在钢瓶中，需要在瓶中填满一种多孔物质，由活性炭、木屑、浮石以及硅藻土等合制而成的。并在多孔物质上浸润丙酮作为溶剂，当乙炔被压缩充入瓶中时，由于溶剂吸附在多孔物质的毛细孔中，而高压乙炔又被溶解在溶剂中，从而达到安全贮存、运输和使用的目的。这种被称为溶解乙炔气瓶的特殊钢瓶的诞生，使溶解乙炔在工业上得到了更广泛的应用。
溶解乙炔气瓶能够解决乙炔气体的安全问题，但是丙酮的沸点只有56.05℃，很容易挥发，所以进入到反应腔的乙炔气体混有丙酮蒸汽杂质。而且随着钢瓶中乙炔的消耗，进入到反应腔的乙炔气体里混有的丙酮比例会增加。在PECVD工艺进行之前，一般要对进入到反应腔的气体流量进行控制，在反应气体流量设置一定的情况下，乙炔气体里丙酮的含量越高，就意味着进入到反应腔的乙炔气体越少。这导致一个很严重的问题，就是随着乙炔的消耗，在同样的乙炔流量设置下，PECVD机台所沉积的非晶碳膜厚度将越来越薄，如图1所示。C2H2满瓶时对应的厚度是但是在同样的工艺条件下，C2H2消耗到只剩10％的时候，对应的厚度只有而集成电路制造过程中对薄膜的厚度是有精确的要求，薄膜厚度随着气源的消耗有如此大的波动是不允许的。
为了尽量减少薄膜厚度的漂移，工程师可以根据情况调整沉积时间或者流量设置去解决这个问题，但这无疑会增加工程师的负担，而且厚度的下降幅度与机台的跑货量直接相关，使问题变得更复杂。
发明内容
本发明根据现有技术的不足提供了一种气体过滤方法，具体方案如下：
一种气体过滤方法，应用于PECVD工艺中，其中，包括如下步骤：
步骤S1：提供一气体存储装置，所述气体存储装置内储存有包括乙炔气体和杂质的混合气体，通过所述气体存储装置外设的一气阀将所述混合气体输送至一过滤系统；
步骤S2：利用所述过滤系统对所述混合气体进行过滤，滤去所述杂质，并将乙炔气体输送至一干燥系统；
步骤S3：利用所述干燥系统对乙炔气体进行干燥处理后输送至反应腔，以进行PECVD工艺。
上述的方法，其中，所述杂质为丙酮。
上述的方法，其中，所述过滤系统包括一密闭的腔室，所述腔室内装有去离子水，将所述混合气体通入去离子水进行过滤，以滤去所述杂质。
上述的方法，其中，所述过滤系统还设置有一加热装置，通过所述加热装置使所述去离子水保持恒温；
且所述去离子水温度为45℃～55℃。
上述的方法，其中，所述过滤系统设置有进水口和出水口，通过所述进水口和所述出水口使所述去离子水循环流动。
上述的方法，其中，所述干燥系统包括有冷凝管和干燥器，所述冷凝管的一端通过管路连接所述腔室的顶部，且该冷凝管的另一端连接所述干燥器；
通过所述冷凝管对乙炔气体进行初步冷却并去除部分水汽，之后通过所述干燥器继续进行冷却处理。
上述的方法，其中，所述干燥器为低温干燥器或固碱干燥器。
上述的方法，其中，将经过所述干燥系统处理后的乙炔气体输送至所述反应腔之前，先通过一质量流量控制器对气体流量进行调整。
通过本发明采用的方法，在利用乙炔气体进行PECVD工艺之前，先对乙炔气体进行过滤，进而得到较为纯净的乙炔气体，并继续进行冷却后再进行PECVD生产，进而有效避免了在进行PECVD生产时，由于通入的乙炔气体含有杂质从而导致生成薄膜的厚度产生漂移，进而提升产品性能。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为采用PECVD制备非晶碳薄膜厚度与钢瓶内C2H2的趋势对比图；
图2为本发明对气体进行过滤、干燥的示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明提供了一种气体过滤方法，应用于PECVD工艺中，具体包括如下步骤：
步骤S1：提供一气体存储装置10，气体存储装置10内储存有包括乙炔气体和杂质的混合气体，通过气体存储装置外设的一气阀将混合气体输送至一过滤系统。
在本发明的实施例中，该气体存储装置10为高压钢瓶，该杂质为丙酮。
步骤S2：利用过滤系统20对混合气体进行过滤，滤去杂质，并将纯净的乙炔气体输送至一干燥系统30。
在本发明的实施例中，该过滤系统20包括一密闭的腔室21，腔室内装有去离子水22，通过管路将混合气体通入去离子水22中进行过滤，以滤去杂质。参照图2所示。
进一步的，该过滤系统还设置有进水口23和出水口24，通过进水口23和出水口24使去离子水循环流动，在提高过滤速度的同时，也有利于提高过滤效果。
进一步的，该过滤系统20还设置有一加热装置(图中未示出)，通过加热装置使去离子水22保持恒温。优选的，在进行过滤时，腔室21内的去离子水22的温度保持在45℃～55℃，之所将去离子水22的温度保持在该温度范围内，是由于本发明之目的是为了过滤乙炔里面的丙酮，所以希望乙炔本身的消耗越小越好，因此温度越高越好，但是不能超过丙酮的沸点56℃，因此去离子水温度保持在45℃～55℃为最佳，在尽可能减小乙炔本身消耗的同时，还降低了热预算，进而控制了生产成本。
过滤系统20是依靠乙炔和丙酮在水中的溶解度区别去除乙炔中的丙酮。同时由于乙炔在水中的溶解度与水温有很强的关系，如表1所示，而本发明通过加热装置使得去离子水22保持在一恒温状态，当去离子水22温度为50℃时，乙炔在水中的溶解度为万分之五，而丙酮与水可以任意比例互溶。由于丙酮易挥发，去离子水采用“少量，循环”的方式来进行过滤，“少量”是为了降低乙炔的消耗，“循环”是为了防止溶解在水中的丙酮又挥发出来。通过精确的控制温度使得乙炔不被溶解在去离子水中，而同时丙酮和水能以任意比例互溶，所以经过去离子水之后，乙炔中的丙酮将被去除，得到一较为纯净的乙炔气体，并挥发至腔室21内。
表1
步骤S3：利用干燥系统30对经过滤处理后的乙炔气体进行干燥处理，进而输出干燥纯净的乙炔气体至反应腔50，进行PECVD工艺。
优选的，该干燥系统30包括有冷凝管31和干燥器32，冷凝管31的一端通过管路通入腔室21的顶部，且该冷凝管31的另一端连接干燥器32。通过冷凝管31对经过滤后的乙炔气体进行初步冷却并去除部分水汽。由于经过去离子水的过滤，乙炔气体中会有一定的水汽混入，而同时去离子水由于具有一定温度，因此需要对过滤后的乙炔气体进行干燥和冷却处理。冷凝管31的作用是对乙炔气体进行初步冷却并去除一部分水气杂质，当随着干燥系统30不断进行过滤，冷凝管31会存储一定量的水，操作人员需要定期对其进行清理。经过冷凝管31对过滤后的乙炔气体进行冷却、脱水处理后，之后继续通过干燥器32对流经冷凝管31内的乙炔气体进行自然冷却，最终得到干燥纯净的乙炔气体。
进一步优选的，该干燥器32为低温干燥器，为所以选择低温干燥器是因为对乙炔的低温干燥已经是比较成熟的技术，而且在冷却过程中不会引入其它杂质，进而保证乙炔气体的纯度，但是本领域技术人员也可根据实际情况选择固碱干燥器，对本发明并不影响。
当经过过滤、干燥处理以得到干燥且纯净的乙炔气体后，通过干燥器32输出至PECVD反应腔室50进行反应，以在晶圆(或衬底)表面制备非晶碳(A-C)薄膜。同时，在将干燥纯净的乙炔气体输出至反应腔室50内进行反应之前，还可通过一质量流量控制器(massflowcontroller，MFC)40对气体流量进行精确调整，进而实现控制晶碳(A-C)薄膜沉积的厚度。
综上所述，由于本发明采用了如上技术方案，能够有效去除乙炔气体里会有的丙酮，而且不会引入其它杂质，所以乙炔气体到达MFC(质量流量控制器)时，已经不混有丙酮。所以虽然随着钢瓶中乙炔的消耗，出钢瓶的初始乙炔气体里的丙酮含量依然会增加，但是经过MFC到达反应腔的乙炔气体不会变少，进而有效的避免了在PECVD过程中非晶碳薄膜厚度漂移的问题。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种气体过滤方法，应用于PECVD工艺中，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：提供一气体存储装置，所述气体存储装置内储存有包括乙炔气体和杂质的混合气体，通过所述气体存储装置外设的一气阀将所述混合气体输送至一过滤系统；
所述过滤系统包括一密闭的腔室，所述腔室内装有去离子水，将所述混合气体通入去离子水进行过滤，以滤去所述杂质；
所述过滤系统还设置有一加热装置，通过所述加热装置使所述去离子水保持恒温；
所述过滤系统设置有进水口和出水口，通过所述进水口和所述出水口使所述去离子水循环流动；
步骤S2：利用所述过滤系统对所述混合气体进行过滤，滤去所述杂质，并将乙炔气体输送至一干燥系统；
所述干燥系统包括有冷凝管和干燥器，所述冷凝管的一端通过管路连接所述腔室的顶部，且该冷凝管的另一端连接所述干燥器；
通过所述冷凝管对乙炔气体进行初步冷却并去除部分水汽，之后通过所述干燥器继续进行冷却处理；
步骤S3：利用所述干燥系统对乙炔气体进行干燥处理后输送至一反应腔，并进行PECVD工艺。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述杂质为丙酮。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述去离子水温度为45℃～55℃。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干燥器为低温干燥器或固碱干燥器。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将经过所述干燥系统处理后的乙炔气体输送至所述反应腔之前，先通过一质量流量控制器对气体流量进行调整。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106756883A (zh) * 2016-11-18 2017-05-31 上海华力微电子有限公司 Apf薄膜沉积设备以及apf薄膜沉积通气方法
CN108035760A (zh) * 2017-11-17 2018-05-15 中国矿业大学 一种空气净化装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009147422A2 (en) * 2008-06-06 2009-12-10 P2I Ltd Filtration media
CN202193842U (zh) * 2011-08-15 2012-04-18 深圳市创益科技发展有限公司 薄膜太阳能电池的沉积装置
CN103556127A (zh) * 2013-11-13 2014-02-05 上海华力微电子有限公司 一种气相沉积成膜设备的清洗方法
CN103682152A (zh) * 2012-09-25 2014-03-26 国际商业机器公司 透明导电电极及其形成方法、有机发光二极管(oled)器件及其形成方法
CN103943561A (zh) * 2014-05-08 2014-07-23 上海华力微电子有限公司 一种低介电常数薄膜的成膜方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009147422A2 (en) * 2008-06-06 2009-12-10 P2I Ltd Filtration media
CN202193842U (zh) * 2011-08-15 2012-04-18 深圳市创益科技发展有限公司 薄膜太阳能电池的沉积装置
CN103682152A (zh) * 2012-09-25 2014-03-26 国际商业机器公司 透明导电电极及其形成方法、有机发光二极管(oled)器件及其形成方法
CN103556127A (zh) * 2013-11-13 2014-02-05 上海华力微电子有限公司 一种气相沉积成膜设备的清洗方法
CN103943561A (zh) * 2014-05-08 2014-07-23 上海华力微电子有限公司 一种低介电常数薄膜的成膜方法

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