一种电子级乙烯在半导体沉积工艺中的应用方法及电子级乙烯的精制方法技术

本发明专利技术提供了一种电子级乙烯的精制方法及其在半导体沉积工艺中的应用，精制方法为：来自钢瓶的乙烯原料气首先经过吸附塔，除去乙烯中的微量乙炔；随后通过脱轻以及脱重后得到纯度超过5N的电子级乙烯。应用方法为：电子级乙烯作为前驱体通过和α

【技术实现步骤摘要】
一种电子级乙烯在半导体沉积工艺中的应用方法及电子级乙烯的精制方法


[0001]本专利技术属于乙烯生产应用
，具体涉及一种电子级乙烯在半导体沉积工艺中的应用方法及电子级乙烯的精制方法。

技术介绍

[0002]随着在超大规模集成电路中，多级互连己经成为不可缺少的技术。随着集成电路器件特征尺寸缩小到10nm及以下，集成电路互连材料的制备和性能退化成为影响其发展的瓶颈。然而互连阻容耦合造成的信号延迟极大地限制了电路运行的速度，并带来信号窜扰和增加功耗的问题。采用超低k电介质(ULK)材料和新型集成方法的新型互连方案成为了最新的研究热点。
[0003]目前已报道的降低介质层介电常数的方式主要有两种：一是降低材料本身的极化率，通过向介质材料中惨入大量的C、H、N、F元素来降低材料自身的极性作用。另外一种方法就是降低材料本身的致密度。
[0004]由于乙烯的获取成本较低，有必要探索将高纯电子级乙烯应用于制备低介电常数材料的方式。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种电子级乙烯在半导体沉积工艺中的应用方法及电子级乙烯的精制方法，该应用方法科学合理，成本低廉，制备出的低介电常数层膜能良好应用于超大规模集成电路的多级互连，乙烯的精制方法简单合理，能高效得到高纯度的电子级乙烯气，为制备低介电常数层膜提供良好基础。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种电子级乙烯在半导体沉积工艺中的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：将电子级乙烯作为前驱体与α
‑
松油烯C
10
H
16
混合生成具有多孔结构的低介电常数层膜，所述低介电常数层膜可以广泛应用于超大规模集成电路的多级互连。
[0007]优选地，所述电子级乙烯与α
‑
松油烯的混合物中电子级乙烯的质量占比为20％～40％。
[0008]优选地，所述低介电常数层膜的介电常数为1.8～2.2。
[0009]一种用于半导体沉积工艺中的电子级乙烯的精制方法，包括以下步骤：
[0010]S1、来自钢瓶的乙烯原料气经过吸附塔除去乙烯中的微量乙炔，吸附塔的操作温度为15～55℃，操作压力为0.1～0.15Mpa；
[0011]S2、经过吸附塔的乙烯原料气经过脱轻塔除去氢气、氧气、氮气等轻组分杂质；
[0012]S3、经过脱轻塔的乙烯原料气最后经过脱重塔除去乙烷、丙烷、丁烷等重组分杂质，最终得到纯度超过5N的电子级乙烯。
[0013]优选地，所述吸附塔内设置铜基吸附剂，通过铜基吸附剂与乙炔发生化学反应完
成对乙炔的去除，所述铜基吸附剂是以工业级铜基吸附剂为基础针对乙炔吸附进行改性，吸附深度小于0.1ppm。改性是通过改变吸附剂的制备工艺，通过控制吸附剂制备时的温度，改善吸附剂的微观结构，增加其比表面积，提高其对乙炔的吸附深度，从而使其能够应用于电子级乙烯的精制过程。
[0014]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0015]本专利技术的应用方法科学合理，成本低廉，能高效制备出具有低介电常数的层膜，乙烯的精制方法提纯效率高，效果好，可以有效除去乙烯中微量的乙炔；能有效提升乙烯产品质量，用于满足半导体行业对于电子级乙烯的需求。
[0016]下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。
具体实施方式
[0017]实施例1
[0018]一种电子级乙烯的精制方法，包括以下步骤：
[0019]S1、来自钢瓶的乙烯原料气经过吸附塔除去乙烯中的微量乙炔，吸附塔的操作温度为15～55℃，操作压力为0.1～0.15Mpa；
[0020]S2、经过吸附塔的乙烯原料气经过脱轻塔除去氢气、氧气、氮气等轻组分杂质；
[0021]S3、经过脱轻塔的乙烯原料气最后经过脱重塔除去乙烷、丙烷、丁烷等重组分杂质，最终得到纯度超过5N的电子级乙烯。
[0022]本实施例中，所述吸附塔内设置铜基吸附剂，通过铜基吸附剂与乙炔发生化学反应完成对乙炔的去除，所述铜基吸附剂是以工业级铜基吸附剂为基础针对乙炔吸附进行改性，吸附深度小于0.1ppm。
[0023]实施例2
[0024]将实施例1中得到的电子级乙烯用于半导体沉积工艺中制备低介电常数层膜，包括以下步骤：将电子级乙烯作为前驱体与α
‑
松油烯混合生成具有多孔结构的低介电常数层膜，所述低介电常数层膜可以广泛应用于超大规模集成电路的多级互连。所述电子级乙烯与α
‑
松油烯的混合物中电子级乙烯的质量占比为20％，最后制备的低介电常数层膜的介电常数为2.1。具体来讲，前驱体和造孔剂同时通入CVD沉积炉中并加热，在高频电压的作用下使得前驱体电离形成等离子体，前驱体在基板表面发生气相化学反应，在基板上生长成碳氢化合物层，随后通过加热基板，释放造孔剂，造孔剂在基板上形成多孔结构，最终制得具有多孔性结构的低介电常数薄膜。
[0025]实施例3
[0026]将实施例1中得到的电子级乙烯用于半导体沉积工艺中制备低介电常数层膜，包括以下步骤：将电子级乙烯作为前驱体与α
‑
松油烯混合生成具有多孔结构的低介电常数层膜，所述低介电常数层膜可以广泛应用于超大规模集成电路的多级互连。所述电子级乙烯与α
‑
松油烯的混合物中电子级乙烯的质量占比为30％，最后制备的低介电常数层膜的介电常数为1.8。
[0027]实施例4
[0028]将实施例1中得到的电子级乙烯用于半导体沉积工艺中制备低介电常数层膜，包括以下步骤：将电子级乙烯作为前驱体与α
‑
松油烯混合生成具有多孔结构的低介电常数层
膜，所述低介电常数层膜可以广泛应用于超大规模集成电路的多级互连。所述电子级乙烯与α
‑
松油烯的混合物中电子级乙烯的质量占比为40％，最后制备的低介电常数层膜的介电常数为2.0。
[0029]以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术作任何限制。凡是根据专利技术技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本专利技术技术方案的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子级乙烯在半导体沉积工艺中的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：将电子级乙烯作为前驱体与α
‑
松油烯混合生成具有多孔结构的低介电常数层膜，所述低介电常数层膜可以广泛应用于超大规模集成电路的多级互连。2.根据权利要求1所述的一种电子级乙烯在半导体沉积工艺中的应用方法，其特征在于，所述电子级乙烯与α
‑
松油烯的混合物中电子级乙烯的质量占比为20％～40％。3.根据权利要求1所述的一种电子级乙烯在半导体沉积工艺中的应用方法，其特征在于，所述低介电常数层膜的介电常数为1.8～2.2。4.一种用于得到权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈润泽，花莹曦，孙加其，吝秀锋，张建伟，吕随强，张露露，张周，
申请(专利权)人：中船邯郸派瑞特种气体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：