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技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术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。
技术介绍
现有等离子体刻蚀技术中，在电感耦合等离子体(ICP，InductiveCoupledPlasma)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(gasline)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(watervapor)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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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，所述刻蚀气体供应管道和惰性气体供应管道均连通到所述进气装置；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。本专利技术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。上述的防刻蚀气体供应管道腐蚀的系统，其中，该系统还包括用于对所述刻蚀气体供应管道进行加热的第一加热装置，和/或设置在惰性气体供应管道上，用于对所述惰性气体进行加热的第二加热装置。上述的防刻蚀气体供应管道腐蚀的系统，其中，所述第一加热装置为加热带。上述的防刻蚀气体供应管道腐蚀的系统，其中，所述加热带的外侧包裹有保温层。上述的防刻蚀气体供应管道腐蚀的系统，其中，所述第二加热装置为加热器。上述的防刻蚀气体供应管道腐蚀的系统，其中，所述加热器为电加热器或换热器。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：在现有的等离子体刻蚀工艺中，采用本专利技术所提供的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，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现因供应管道腐蚀而导致的金属污染。该方法及系统简单易行，既无需更换刻蚀气体供应管道，也无需更换材质更为昂贵的哈氏合金不锈钢，适用于各种刻蚀气体，大幅延长了刻蚀气体供应管道的使用周期，便于技术改造施工。附图说明图1为现有的刻蚀反应腔体及其气体供应装置的结构示意图；图2为包含有本专利技术防刻蚀气体供应管道腐蚀的系统的刻蚀反应腔体及其气体供应装置的结构示意图。具体实施方式以下结合附图通过具体实施例对本专利技术作进一步的描述，这些实施例仅用于说明本专利技术，并不是对本专利技术保护范围的限制。如图1所示，为刻蚀反应腔体6及其气体供应装置一现有实施例的结构示意图。用于输送刻蚀气体的第一气体供应管道1经分流器4分流后得到第二气体供应管道2及第三气体供应管道3，最后再进而与刻蚀反应腔体6内部连通。第一气体供应管道1、第二气体供应管道2及第三气体供应管道3共同组成了本现有实施例的刻蚀气体供应管道。用于输送调谐气体的调谐气体供应管道5同时与第二气体供应管道2和第三气体供应管道3连接，以将调谐气体混入刻蚀气体中，再进而输送至刻蚀反应腔体6内。目前大多数的刻蚀气体供应管道的材质往往采用方便易得，价格低廉的SST316L不锈钢等易被腐蚀的管材，但是这样的设计也带来了以下问题：当每次打开刻蚀反应腔体6的顶盖后，与刻蚀反应腔体6直接相连的刻蚀气体供应管道将直接暴露在空气中。空气中的水汽会停留在图1所示的第一气体供应管道1、第二气体供应管道2及第三气体供应管道3中并很难挥发掉，水汽遇到刻蚀气体中的腐蚀性气体便会腐蚀刻蚀气体供应管道。现有的解决办法是及时更换第一气体供应管道1、第二气体供应管道2及第三气体供应管道3，或者是将刻蚀气体供应管道的材质换成更耐腐蚀的哈氏合金不锈钢，以延长供应管道的使用寿命。但目前的做法都存在大幅增加成本的问题，且哈氏合金不锈钢无法适用于刻蚀气体中存在CO等气体的情况。针对上述现有实施例的问题，本专利技术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6，刻蚀反应腔体6内包括用于支撑待处理基片9的基座，刻蚀反应腔体6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14，所述刻蚀气体供应管道和惰性气体供应管道均连通到所述进气装置；所述运行方法包括以下步骤：当打开刻蚀反应腔体6的顶盖时，打开所述可控阀门14，向与所述刻蚀反应腔体6相连通的气体供应装置内通入惰性气体，以使惰性气体充满第一气体供应管道1、第二气体供应管道2及第三气体供应管道3，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9不会出线因供应管道腐蚀而导致的金属污染；在关闭所述刻蚀反应腔体6的顶盖进行等离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子反应器运行方法，其特征在于，所述等离子反应器包括：/n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；/n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，所述刻蚀气体供应管道和惰性气体供应管道均连通到所述进气装置；/n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。/n

【技术特征摘要】
1.一种等离子反应器运行方法，其特征在于，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，所述刻蚀气体供应管道和惰性气体供应管道均连通到所述进气装置；
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。


2.如权利要求1所述的等离子反应器运行方法，其特征在于，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。


3.如权利要求1所述的等离子反应器运行方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：连增迪，吴狄，倪图强，黄允文，左涛涛，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31