CN110836330B - 含氯化合物的输送方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含氯化合物的输送方法及装置，该方法包括：对含氯化合物溶液进行加热，以使含氯化合物溶液转化为含氯化合物气体；将含氯化合物气体的流量调节至设定值；将含氯化合物气体与氧气混合后输送至反应腔室中，以进行工艺。本发明提供的含氯化合物的输送方法及装置的技术方案，可以实现气体用量的精确控制，提高工艺效率，同时提高整体工艺一致性。

Description

含氯化合物的输送方法及装置
技术领域
本发明涉及含氯氧化物输送技术领域，具体地，涉及一种含氯化合物的输送方法及装置。
背景技术
在集成电路工艺中，热氧化是必不可少的一项工艺技术。早期人们发现硼、磷、砷等杂质元素在SiO2(二氧化硅)中的扩散速度比在Si中的扩散速度慢很多，这使得SiO2薄膜能够作为选择扩散的掩膜被大量应用在器件生产中，并促进了硅表面工艺的出现。同时，在Si表面生长的SiO2薄膜不但能与Si有很好的附着性，而且具有非常稳定的化学性质和电绝缘性。因此，SiO2在集成电路中起着极其重要的作用。
在半导体器件生产中常用的SiO2薄膜的生产方法有：热生长法、化学气相沉积法、阴极溅射法、HF-HNO3气相钝化法、真空蒸发法、外延生长法、阳极氧化法等。其中，热生长法的主要方式为热氧化法，可分为干氧氧化、水汽氧化、湿氧氧化、掺氯氧化和氢氧合成氧化等。掺氯氧化是指在向反应腔室通入氧气的同时，通入含氯的化合物气体(例如C2H2CL2，二氯乙烯)，从而生成含氯的SiO2薄膜。这样能减少SiO2薄膜中的金属离子污染(主要为钠)，提高器件的电化学性能和可靠性。
目前，向反应腔室通入上述含氯的化合物气体的输送方法为：将设定流量的氮气输送至用于储存液态C2H2CL2的源瓶容器中，氮气在通过C2H2CL2的过程中，液态C2H2CL2会与氮气混合，并由氮气携带进入进气管路中，然后与O2混合进入反应腔室进行工艺。
但是，由于需要氮气作为传输介质将C2H2CL2带入反应腔室进行工艺，C2H2CL2溶液的反应质量无法测量，无法进行定量分析，只能根据工艺效果进行调节，同时液态C2H2CL2的化学活性比气态C2H2CL2的化学活性低，导致工艺效率降低。而且，液态C2H2CL2在管路中流动时容易粘附在管路表面，导致工艺后的管路吹扫很困难，不容易清除，下一次工艺时管路中残余的液态C2H2CL2进入反应腔室参与工艺，影响整体工艺一致性。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种含氯化合物的输送方法及装置，其可以实现气体用量的精确控制，提高工艺效率，同时提高整体工艺一致性。
为实现本发明的目的而提供一种含氯化合物的输送方法，包括：
对含氯化合物溶液进行加热，以使所述含氯化合物溶液转化为含氯化合物气体；
将所述含氯化合物气体的流量调节至设定值；
将所述含氯化合物气体与氧气混合后输送至反应腔室中，以进行工艺。
可选的，在所述对含氯化合物溶液进行加热，以使所述含氯化合物溶液转化为含氯化合物气体的步骤中，将所述含氯化合物溶液的温度加热至所述含氯化合物的沸点以上，并保持恒定。
可选的，在所述对含氯化合物溶液进行加热，以使所述含氯化合物溶液转化为含氯化合物气体的步骤之前，还包括：
向用于传输所述含氯化合物溶液以及所述含氯化合物气体的进气管路输送吹扫气体，同时经由与所述进气管路连通的排气管路排出所述吹扫气体。
可选的，在所述将所述含氯化合物气体与氧气混合后输送至反应腔室中，以进行工艺的步骤之后，还包括：
向用于传输所述含氯化合物溶液以及所述含氯化合物气体的进气管路输送吹扫气体，同时经由与所述进气管路连通的排气管路排出所述吹扫气体。
可选的，所述吹扫气体包括氮气或者惰性气体。
可选的，所述含氯化合物为二氯乙烯；
在所述对含氯化合物溶液进行加热，以使所述含氯化合物溶液转化为含氯化合物气体的步骤中，将所述二氯乙烯溶液的温度加热至70℃以上，并保持恒定。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种含氯化合物的输送装置，包括第一进气管路、加热器、第二进气管路和第三进气管路，其中，
所述第一进气管路与所述加热器的入口连接，用于将含氯化合物溶液输送至所述加热器中；在所述第一进气管路上设置有第一通断阀；
所述加热器用于对所述含氯化合物溶液进行加热，以使所述含氯化合物溶液转化为含氯化合物气体；
所述第二进气管路的进气端与所述加热器的出口连接，所述第二进气管路的出气端连接在所述第三进气管路上；并且，在所述第三进气管路上设置有流量控制器，用于将所述含氯化合物气体的流量调节至设定值；在所述第二进气管路上设置有第二通断阀；
所述第三进气管路的进气端与氧气的气源连接，所述第三进气管路的出气端与反应腔室连接，用于将所述含氯化合物气体与氧气混合后输送至反应腔室中。
可选的，还包括第四进气管路和排气管路，其中，
所述第四进气管路的进气端与吹扫气源连接，所述第四进气管路的出气端连接在所述第一进气管路上，所述第四进气管路用于向所述第一进气管路输送吹扫气体；在所述第四进气管路上设置有第三通断阀；
所述排气管路的进气端连接在所述第二进气管路上，所述排气管路用于排出所述吹扫气体；在所述排气管路上设置有第四通断阀。
可选的，所述第一进气管路至所述第四进气管路以及排气管路均采用四氟乙烯与全氟烷氧基乙烯基醚的共聚物制作。
可选的，所述第一通断阀至所述第四通断阀均为化学药液阀。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的含氯化合物的输送方法及装置的技术方案中，首先对含氯化合物溶液进行加热，以使含氯化合物溶液转化为含氯化合物气体，然后将含氯化合物气体的流量调节至设定值；最后将含氯化合物气体与氧气混合后输送至反应腔室中，以进行工艺。由于气态含氯化合物的化学活性较高，这可以提高工艺活性，从而可以提高工艺效率，提高产量。同时，气态含氯化合物不会粘着在管路表面，容易清除，从而可以提高整体工艺一致性。此外，通过将含氯化合物气体的流量调节至设定值，可以实现气体用量的精确控制。
附图说明
图1为本发明提供的含氯化合物的输送方法的流程框图；
图2为本发明提供的含氯化合物的输送装置的结构图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的含氯化合物的输送方法及装置进行详细描述。
请参阅图1，本发明提供的含氯化合物的输送方法，其特征在于，包括：
步骤S1，对含氯化合物溶液进行加热，以使含氯化合物溶液转化为含氯化合物气体；
步骤S2，将含氯化合物气体的流量调节至设定值；
步骤S3，将含氯化合物气体与氧气混合后输送至反应腔室中，以进行工艺。
由于气态含氯化合物的化学活性较高，这可以提高工艺活性，从而可以提高工艺效率，提高产量。同时，气态含氯化合物不会粘着在管路表面，容易清除，从而可以提高整体工艺一致性。此外，通过将含氯化合物气体的流量调节至设定值，可以实现气体用量的精确控制。
上述含氯化合物例如为C2H2CL2(二氯乙烯)。
在上述步骤S1中，将含氯化合物溶液的温度加热至含氯化合物的沸点以上，并保持恒定。例如，上述含氯化合物为C2H2CL2(二氯乙烯)，C2H2CL2的沸点为60℃。在这种情况下，可以将C2H2CL2溶液的温度加热至70℃以上，并保持恒定。
可选的，在上述步骤S1之前，还包括：
向用于传输含氯化合物溶液以及含氯化合物气体的进气管路输送吹扫气体，同时经由与进气管路连通的排气管路排出吹扫气体。
上述吹扫步骤用于在工艺开始之前对进气管路进行吹扫，以清除管路中残余的气体，从而可以进一步提高整体工艺一致性。
可选的，在上述步骤S3之后，还可以进行一次上述吹扫步骤，以进一步提高整体工艺一致性。
容易理解，在上述吹扫步骤中，吹扫气体及残余气体直接经由与进气管路连通的排气管路排出，而不经过反应腔室。
可选的，吹扫气体包括氮气或者惰性气体。
作为另一个技术方案，如图2所示，本发明还提供一种含氯化合物的输送装置，其包括第一进气管路1、加热器2、第二进气管路3和第三进气管路4，其中，第一进气管路1与加热器2的入口连接，用于将含氯化合物溶液输送至加热器2中；在第一进气管路1上设置有第一通断阀5，用于接通或断开该第一进气管路1。
加热器2用于对含氯化合物溶液进行加热，以使含氯化合物溶液转化为含氯化合物气体。可选的，该加热器2中的气体管路采用耐酸腐的材料制作，并且加热器2能够实现恒温加热。上述含氯化合物例如为C2H2CL2(二氯乙烯)。
通过利用加热器2将含氯化合物溶液转化为氯化合物气体，可以提高工艺活性，从而可以提高工艺效率，提高产量。同时，气态含氯化合物不会粘着在管路表面，容易清除，从而可以提高整体工艺一致性。
第二进气管路3的进气端与加热器2的出口连接，第二进气管3路的出气端连接在第三进气管路4上；并且，在第三进气管路4上设置有流量控制器6，用于将含氯化合物气体的流量调节至设定值；在第二进气管路3上设置有第二通断阀7，用于接通或断开该第一进气管路1。可选的，流量控制器6为MFC(气体质量流量控制器)。
此外，通过流量控制器6将含氯化合物气体的流量调节至设定值，可以实现气体用量的精确控制。
第三进气管路4的进气端与氧气的气源(图中未示出)连接，第三进气管路4的出气端与反应腔室10连接，用于将含氯化合物气体与氧气混合后输送至反应腔室10中。
可选的，含氯化合物的输送装置还包括第四进气管路11和排气管路8，其中，第四进气管路11的进气端与吹扫气源(图中未示出)连接，第四进气管路11的出气端连接在第一进气管路1上，第四进气管路11用于在工艺前后工艺后向第一进气管路1输送吹扫气体；在第四进气管路11上设置有第三通断阀12，用于接通或断开第四进气管路11。排气管路8的进气端连接在第二进气管路3上，排气管路8用于排出吹扫气体；在排气管路8上设置有第四通断阀9。
在进行工艺时，打开第一通断阀5和第二通断阀7，同时关闭第三通断阀12和第四通断阀9；第一进气管路1将含氯化合物溶液输送至加热器2中，以对含氯化合物溶液进行加热，使含氯化合物溶液转化为含氯化合物气体；在含氯化合物气体经过第二进气管路3时流量控制器6能够对其流量进行精确控制；之后，含氯化合物气体流入第三进气管4与氧气混合后进入反应腔室10中进行工艺。
在工艺前或者工艺后的吹扫阶段，打开第三通断阀12和第四通断阀9，同时关闭第一通断阀5和第二通断阀7；第四进气管路11将吹扫气体输送至第一进气管路1中；吹扫气体依次经过第二进气管路3和排气管路8后排出。
可选的，第一进气管路1至第四进气管路11以及排气管路8均采用四氟乙烯与全氟烷氧基乙烯基醚的共聚物制作，该材料的耐腐性较好。
可选的，第一通断阀5至第四通断阀9均为化学药液阀，该通断阀的耐高温性能和耐腐蚀性能较好。
综上所述，本发明提供的含氯化合物的输送方法及装置的技术方案中，首先对含氯化合物溶液进行加热，以使含氯化合物溶液转化为含氯化合物气体，然后将含氯化合物气体的流量调节至设定值；最后将含氯化合物气体与氧气混合后输送至反应腔室中，以进行工艺。由于气态含氯化合物的化学活性较高，这可以提高工艺活性，从而可以提高工艺效率，提高产量。同时，气态含氯化合物不会粘着在管路表面，容易清除，从而可以提高整体工艺一致性。此外，通过将含氯化合物气体的流量调节至设定值，可以实现气体用量的精确控制。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种含氯化合物的输送装置，其特征在于，包括第一进气管路、加热器、第二进气管路和第三进气管路，其中，
所述第一进气管路与所述加热器的入口连接，用于将含氯化合物溶液输送至所述加热器中；在所述第一进气管路上设置有第一通断阀；
所述加热器用于对所述含氯化合物溶液进行加热，以使所述含氯化合物溶液转化为含氯化合物气体；
所述第二进气管路的进气端与所述加热器的出口连接，所述第二进气管路的出气端连接在所述第三进气管路上；并且，在所述第三进气管路上设置有流量控制器，用于将所述含氯化合物气体的流量调节至设定值；在所述第二进气管路上设置有第二通断阀；
所述第三进气管路的进气端与氧气的气源连接，所述第三进气管路的出气端与反应腔室连接，用于将所述含氯化合物气体与氧气混合后输送至反应腔室中。
2.根据权利要求1所述的含氯化合物的输送装置，其特征在于，还包括第四进气管路和排气管路，其中，
所述第四进气管路的进气端与吹扫气源连接，所述第四进气管路的出气端连接在所述第一进气管路上，所述第四进气管路用于向所述第一进气管路输送吹扫气体；在所述第四进气管路上设置有第三通断阀；
所述排气管路的进气端连接在所述第二进气管路上，所述排气管路用于排出所述吹扫气体；在所述排气管路上设置有第四通断阀。
3.根据权利要求2所述的含氯化合物的输送装置，其特征在于，所述第一进气管路至所述第四进气管路以及排气管路均采用四氟乙烯与全氟烷氧基乙烯基醚的共聚物制作。
4.根据权利要求2所述的含氯化合物的输送装置，其特征在于，所述第一通断阀至所述第四通断阀均为化学药液阀。
5.一种含氯化合物的输送方法，应用于如权利要求1-4任意一项所述的含氯化合物的输送装置，其特征在于，包括：
对含氯化合物溶液进行加热，以使所述含氯化合物溶液转化为含氯化合物气体；
将所述含氯化合物气体的流量调节至设定值；
将所述含氯化合物气体与氧气混合后输送至反应腔室中，以进行工艺。
6.根据权利要求5所述的含氯化合物的输送方法，其特征在于，在所述对含氯化合物溶液进行加热，以使所述含氯化合物溶液转化为含氯化合物气体的步骤中，将所述含氯化合物溶液的温度加热至所述含氯化合物的沸点以上，并保持恒定。
7.根据权利要求5所述的含氯化合物的输送方法，其特征在于，在所述对含氯化合物溶液进行加热，以使所述含氯化合物溶液转化为含氯化合物气体的步骤之前，还包括：
向用于传输所述含氯化合物溶液以及所述含氯化合物气体的进气管路输送吹扫气体，同时经由与所述进气管路连通的排气管路排出所述吹扫气体。
8.根据权利要求5所述的含氯化合物的输送方法，其特征在于，在所述将所述含氯化合物气体与氧气混合后输送至反应腔室中，以进行工艺的步骤之后，还包括：
向用于传输所述含氯化合物溶液以及所述含氯化合物气体的进气管路输送吹扫气体，同时经由与所述进气管路连通的排气管路排出所述吹扫气体。
9.根据权利要求7或8所述的含氯化合物的输送方法，其特征在于，所述吹扫气体包括氮气或者惰性气体。
10.根据权利要求6所述的含氯化合物的输送方法，其特征在于，所述含氯化合物为二氯乙烯；
在所述对含氯化合物溶液进行加热，以使所述含氯化合物溶液转化为含氯化合物气体的步骤中，将所述二氯乙烯溶液的温度加热至70℃以上，并保持恒定。
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