用于氣體輸送系統的涂布的方法技術方案

一種涂布用于等離子體工藝系統的氣體輸送系統的氣體通道的內表面的方法，該等離子體處理系統諸如等離子體蝕刻系統，該方法包括（a）使耐腐蝕材料的流體前驅體流動通過氣體通道，并沉積流體前驅體的層完全地覆蓋該氣體通道的內表面；（b）從內表面去除過量的流體前驅體；（c）固化該流體前驅體的沉積層，以形成耐腐蝕的材料涂層。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
技術介紹
在襯底的處理中，例如，在半導體襯底或諸如在平板顯示器制造中使用的玻璃面板，通常采用等離子體。例如，作為襯底處理的一部分(等離子體蝕刻，化學氣相沉積，等離子體增強化學氣相沉積，物理氣相沉積，等)，襯底被分成多個管芯或矩形區域，該多個管芯或矩形區域中的每個將成為集成電路。然后，該襯底在一系列的步驟中處理，其中，選擇性地去除(蝕刻)和添加(沉積)材料，以形成其上的電氣元件。在示例性的等離子體工藝中，在蝕刻之前，襯底涂有硬化的感光乳液(S卩，如光致抗蝕劑掩模等)的薄膜。然后，選擇性地去除硬化的感光乳液的區域，從而導致下伏襯底的一部分暴露。然后，在等離子處理系統的腔室中放置襯底在包括單極或雙極型電極的被稱為卡盤的襯底支撐結構上。然后使合適的工藝氣體(如c4f8、c4f6、chf3、ch2f2、cf4、ch3f、c2f4、隊、02、耶1^1^6、抱、!12、順3、3 6、8(13、(12，等等)通過氣體輸送系統的氣體通道流入腔室，并使之電離形成等離子體以蝕刻襯底的暴露的區域。含鹵素的工藝氣體是高腐蝕性的，并 且會損壞氣體通道的內表面。
技術實現思路
公開了一種用于涂布氣體輸送系統的氣體通道的內表面的方法，該氣體輸送系統被配置成輸送氣體進入等離子處理系統的腔室，該方法包括(a)使耐腐蝕材料的流體前驅體流動通過氣體通道，并沉積流體前驅體的層以完全覆蓋氣體通道的內表面；(b)從內表面去除過量的流體前驅體；(C)固化流體前驅體的所沉積的層，以形成耐腐蝕的材料涂層。附圖說明圖I是等離子體處理系統的簡化橫截面示意圖。圖2示意了在波紋管的盤旋結構中耐腐蝕材料的流體前驅體的聚積。具體實施例方式圖I示出了等離子體處理系統100的簡化的橫截面視圖。通常地，使一種或多種工藝氣體從氣體輸送系統122通過入口 108流入腔室102。這些工藝氣體隨后會被電離以形成等離子體110，以對襯底114的暴露的區域進行處理(例如，蝕刻或沉積等)，襯底114諸如半導體襯底或玻璃面板等，其放置在靜電卡盤116上。網狀電極120，以及襯板112，有助于使等離子體110最優化地集中在襯底114上。氣體輸送系統122可以包括一個或多個質量流量控制器，該控制器連接到含有等離子體處理氣體(如 C4F8、C4F6、CHF3、CH2F2、CF4、HBr、CH3F、C2F4、N2、O2、Ar、Xe、He、H2、NH3、SF6、BCl3Xl2，等等)的壓縮氣體瓶124a-f。氣瓶124a_f可通過外殼128得到進一步的保護，夕卜殼128提供局部排氣通風。質量流量控制器126可以是在半導體工業中使用的以便測量和調節到等離子體處理系統中的氣體的質量流量的配套裝置(由換能器、控制閥、和控制與處理信號的電子設備組成)。氣體輸送系統122包括工藝氣體流過其中的氣體通道。氣體輸送系統中的各個組成部分通過管材和波紋管區相互關聯，其中，這些區容許諸如處理腔室門等某些組件的運動。等離子體處理過程中，需要輸送超純的工藝氣體，以最大限度地提高半導體工廠的生產效率和產量。然而，因為其高度腐蝕性和反應性，這類氣體的輸送產生了特殊的挑戰。特別地，在氣體輸送系統中產生的腐蝕可能會大幅降低襯底的產量。例如，在蝕刻襯底的工藝中，從在工藝氣體中的材料(例如，碳，氟，氫，氮，氧，娃，硼，氯，等)中，從在襯底上的材料(如光致抗蝕劑，硅，氧，氮，鋁，鈦 等)中，或從等離子體處理室或氣體輸送系統內的結構材料(例如，不銹鋼，鋁，石英等)中，可能會產生污染物。在半導體生產中，具有被制造的器件特征尺寸的十分之一的顆粒可顯著地損壞該器件。接著，與工藝氣體接觸的組件通常設計為以減少或消除系統污染的潛在來源。由于氣體輸送系統會是污染的重要來源，氣體通道通常由一組選定的金屬(例如，電拋光不銹鋼，銅(Cu)，鋁(Al)，金屬合金等)組成。例如，不銹鋼是鐵(Fe)系合金，具有眾多鉻(Cr)和鎳(Ni)的合金化添加劑，其中，鉻(Cr)給金屬提供“不銹”或耐腐蝕的特性，以及鎳(Ni)使奧氏體穩定并使金屬無磁性和牢固。電解拋光通常可以改善部件的表面化學性質，增強鈍化氧化膜，并從表面去除任何游離鐵。在一般情況下，不銹鋼包括“鈍化”膜涂層，該涂層可對進一步的“氧化”或生銹有抗性。當暴露在氧氣中該膜可快速地形成。一旦該膜形成，金屬變成“鈍化的”時，氧化或“生銹”的速度將大大減慢。盡管減少腐蝕做出的努力，諸如電解拋光、鈍化、鏡面光滑表面處理(粗糙度Ra〈5密耳)等，但由于長期暴露于工藝氣體，腐蝕仍然發生，特別是在某些區域，如靠近焊接接頭的部分和周期性地暴露于濕氣中的不銹鋼氣體通道的部分等。腐蝕的程度和因此形成的污染物的量可取決于許多因素，如氣體的濃度和純度、含濕量、溫度、氣體通道材料的局部不均勻性、系統流速、曝露時間、和曝光頻率等。例如，當含濕量超過百萬分之幾(ppm)時，諸如氯化氫或溴化氫等含鹵素的氣體可腐蝕不銹鋼。雖然濕氣可以減少，但通常不能完全被去除。例如，雖然等離子體處理氣體通常以純凈的形式存儲在壓縮氣瓶中，但當氣瓶被更換時或對處理腔室進行維護時，會引入濕氣到氣體輸送系統中。雖然在不銹鋼中腐蝕的實際量往往是小的，但從腐蝕區域釋放的鐵和鉻的量可以由不銹鋼氣體通道的氣流攜帶到其中進行半導體襯底處理的等離子處理腔室中。結果在等離子體處理室中處理的半導體襯底會發生嚴重污染。在襯底上的鐵或鉻污染的典型容限小于5. OxlO10原子/平方厘米。因此，為防止或大大減少不銹鋼氣體通道的腐蝕采取的措施是合乎需要的。減少氣體輸送系統中的腐蝕的途徑之一，是防止不銹鋼氣體通道(例如管材和波紋管)接觸腐蝕性氣體。根據此途徑的一種方法是使用耐腐蝕管材(例如，聚乙烯管材、聚丙烯管材、彈性玻璃管材、金屬涂布的塑料管材、陶瓷管材、具有傳導屏蔽層夾在兩層塑料之間的疊層管材、或陽極鋁等)。通過引用并入此處的普通轉讓的美國專利No. 7，234，222，公開了將塑料套粘接或注射成型到不銹鋼管材的內部表面上的方法。本文描述了流動涂布法的實施方式，其中耐腐蝕材料的流體前驅體經過氣體輸送系統中的氣體通道，以在氣體通道的內表面上沉積流體前驅體的層，且使所沉積的該流體前驅體層固化以在氣體通道的內表面上形成耐腐蝕材料的層。可以用焊接金屬(如不銹鋼)管材、波紋管，管接頭，法蘭，閥門等形成氣體通道。流動涂布方法對涂布具有復雜的幾何形狀和/或小直徑(例如，波紋管的內表面，或者具有O. 25英寸或更小的外徑的管材的內表面)的內表面是有效的。流動涂布方法的實施方式包括以下步驟Ca)用合適的洗滌劑和/或合適的化學品(例如，用10至20wt. %的硝酸進行3分鐘，并用去離子水沖洗內部表面至少5分鐘)清潔氣體輸送系統的氣體通道的內表面；(b)使內表面干燥(例如，通過吹入干燥氮氣或干燥空氣經過氣體通道，并且在真空烘箱中以至少120°C的溫度烘烤氣體通道);(c)使耐腐蝕材 料流體前驅體(例如，PERMAB0ND生產的HL126液體聚合物前驅體或甲基丙烯酸酯)流動通過氣體通道，并沉積流體前驅體的層以覆蓋氣體通道的內表面；(d)從內表面去除過量的流體前驅體(例如，通過吹入干燥氮氣或干燥空氣進入氣體通道)；(e)固化流體前驅體的沉積層，以形成耐腐蝕的材料涂層(例如，通過在真空烘箱中在至少100°C本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：伊恩·肯沃西，杜安·奧特卡，郝方力，倫納德·沙普利斯，杜義軍，
申請(專利權)人：朗姆研究公司，
類型：
國別省市：