[发明专利]防刻蚀气体供应管道腐蚀的系统及等离子反应器运行方法

说明书

本发明公开了一种防刻蚀气体供应管道腐蚀的系统及等离子反应器运行方法，该运行方法包括以下步骤：当打开刻蚀反应腔体的顶盖时，打开所述可控阀门，向与所述刻蚀反应腔体相连通的气体供应装置内通入惰性气体，以防止空气中的水汽进入刻蚀气体供应管道；在关闭所述刻蚀反应腔体的顶盖进行等离子刻蚀时，关闭所述可控阀门，使得刻蚀气体通入所述气体供应装置。本发明可以有效防止空气中的水汽进入刻蚀气体供应管道，进而从根本上避免了水汽遇到腐蚀性气体后腐蚀刻蚀气体供应管道的问题，从而确保基片不会出线因供应管道腐蚀而导致的金属污染。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种防刻蚀气体供应管道腐蚀的系统及等离子反应器运行方法。

背景技术

现有等离子体刻蚀技术中，在电感耦合等离子体(ICP，Inductive CoupledPlasma)刻蚀机台上往往会通入Cl₂，COS，HBr，SiCl₄等腐蚀性气体对硅片(silicon)进行刻蚀。

这些腐蚀性气体需要通过气体供应管道(gas line)金属管道进入反应腔体中。目前大多数气体供应管道的材质使用SST316L等不锈钢管材。在打开反应腔体(chamber)的时候，大气中的水汽(water vapor)会进入暴露在外的SST316L管路中。研究表明，当水汽浓度超过0.5PPM时，管路就会被腐蚀；当水汽浓度大于100PPM时，肉眼可见腐蚀点。

故每次开腔后，水汽会停留气体供应管道中很难挥发掉。水汽遇到腐蚀性气体就会腐蚀焊缝。管路的腐蚀，会将不锈钢中成分中的Cr，Mn等重金属带出来，沉积在基片(wafer)上，对基片造成金属污染。

当前的通常做法是每次开完腔就需要更换气体供应管道，维修成本高，耗时长。或者是，将该SST316L不锈钢换成哈氏合金不锈钢，但是哈氏合金不锈钢造价昂贵，成本提高；另外哈氏合金是Ni基合金，不适合适用于CO等刻蚀气体。故目前尚没有一种能够有效避免水汽对气体供应管道腐蚀的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种防刻蚀气体供应管道腐蚀的系统及等离子反应器运行方法，以解决现有技术中无法有效避免水汽对刻蚀气体供应管道腐蚀的问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种等离子反应器运行方法，其中，所述等离子反应器包括：

一个刻蚀反应腔体，刻蚀反应腔体内包括用于支撑待处理基片的基座，刻蚀反应腔体顶部包括顶盖，所述顶盖上设置有进气装置；

一气体供应装置用于向所述进气装置供应反应气体，所述气体供应装置包括：刻蚀气体供应管道，用于连通到刻蚀气体源，一惰性气体供应管道，用于连通到惰性气体源，所述惰性气体供应管道上还包括一可控阀门，所述惰性气体供应管道通过所述刻蚀气体供应管道与所述进气装置连通；

所述运行方法包括以下步骤：当打开刻蚀反应腔体的顶盖时，打开所述可控阀门，向与所述刻蚀反应腔体相连通的气体供应装置内通入惰性气体，以防止空气中的水汽进入刻蚀气体供应管道；在关闭所述刻蚀反应腔体的顶盖进行等离子刻蚀时，关闭所述可控阀门，使得刻蚀气体通入所述气体供应装置。

上述的等离子反应器运行方法，其中，所述惰性气体在通入前先进行预热，和/或在通入惰性气体的同时对所述刻蚀气体供应管道进行加热，以将吸附在刻蚀气体供应管道内壁中的水汽解吸附出来。

上述的等离子反应器运行方法，其中，所述惰性气体为氮气。

本发明还提供了一种采用上述方法实现的防刻蚀气体供应管道腐蚀的系统，其包括惰性气体源和与其连通的惰性气体供应管道；所述惰性气体供应管道与刻蚀气体供应管道连通，用以通入惰性气体。

上述的防刻蚀气体供应管道腐蚀的系统，其中，所述惰性气体供应管道具有限流阀，用于限制惰性气体流量。