[發明專利]防刻蝕氣體供應管道腐蝕的系統及等離子反應器運行方法

有效

• 申請號: 201811611363.3
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN111383886B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 連增迪;吳狄;倪圖強;黃允文;左濤濤
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）股份有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 劉琰;賈慧琴

本發明公開了一種防刻蝕氣體供應管道腐蝕的系統及等離子反應器運行方法，該運行方法包括以下步驟：當打開刻蝕反應腔體的頂蓋時，打開所述可控閥門，向與所述刻蝕反應腔體相連通的氣體供應裝置內通入惰性氣體，以防止空氣中的水汽進入刻蝕氣體供應管道；在關閉所述刻蝕反應腔體的頂蓋進行等離子刻蝕時，關閉所述可控閥門，使得刻蝕氣體通入所述氣體供應裝置。本發明可以有效防止空氣中的水汽進入刻蝕氣體供應管道，進而從根本上避免了水汽遇到腐蝕性氣體后腐蝕刻蝕氣體供應管道的問題，從而確保基片不會出線因供應管道腐蝕而導致的金屬污染。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，具體涉及一種防刻蝕氣體供應管道腐蝕的系統及等離子反應器運行方法。

背景技術

現有等離子體刻蝕技術中，在電感耦合等離子體(ICP，Inductive CoupledPlasma)刻蝕機臺上往往會通入Cl₂，COS，HBr，SiCl₄等腐蝕性氣體對硅片(silicon)進行刻蝕。

這些腐蝕性氣體需要通過氣體供應管道(gas line)金屬管道進入反應腔體中。目前大多數氣體供應管道的材質使用SST316L等不銹鋼管材。在打開反應腔體(chamber)的時候，大氣中的水汽(water vapor)會進入暴露在外的SST316L管路中。研究表明，當水汽濃度超過0.5PPM時，管路就會被腐蝕；當水汽濃度大于100PPM時，肉眼可見腐蝕點。

故每次開腔后，水汽會停留氣體供應管道中很難揮發掉。水汽遇到腐蝕性氣體就會腐蝕焊縫。管路的腐蝕，會將不銹鋼中成分中的Cr，Mn等重金屬帶出來，沉積在基片(wafer)上，對基片造成金屬污染。

當前的通常做法是每次開完腔就需要更換氣體供應管道，維修成本高，耗時長?；蛘呤牵瑢⒃揝ST316L不銹鋼換成哈氏合金不銹鋼，但是哈氏合金不銹鋼造價昂貴，成本提高；另外哈氏合金是Ni基合金，不適合適用于CO等刻蝕氣體。故目前尚沒有一種能夠有效避免水汽對氣體供應管道腐蝕的方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種防刻蝕氣體供應管道腐蝕的系統及等離子反應器運行方法，以解決現有技術中無法有效避免水汽對刻蝕氣體供應管道腐蝕的問題。

為達到上述目的，本發明提供了一種等離子反應器運行方法，其中，所述等離子反應器包括：

一個刻蝕反應腔體，刻蝕反應腔體內包括用于支撐待處理基片的基座，刻蝕反應腔體頂部包括頂蓋，所述頂蓋上設置有進氣裝置；

一氣體供應裝置用于向所述進氣裝置供應反應氣體，所述氣體供應裝置包括：刻蝕氣體供應管道，用于連通到刻蝕氣體源，一惰性氣體供應管道，用于連通到惰性氣體源，所述惰性氣體供應管道上還包括一可控閥門，所述惰性氣體供應管道通過所述刻蝕氣體供應管道與所述進氣裝置連通；

所述運行方法包括以下步驟：當打開刻蝕反應腔體的頂蓋時，打開所述可控閥門，向與所述刻蝕反應腔體相連通的氣體供應裝置內通入惰性氣體，以防止空氣中的水汽進入刻蝕氣體供應管道；在關閉所述刻蝕反應腔體的頂蓋進行等離子刻蝕時，關閉所述可控閥門，使得刻蝕氣體通入所述氣體供應裝置。

上述的等離子反應器運行方法，其中，所述惰性氣體在通入前先進行預熱，和/或在通入惰性氣體的同時對所述刻蝕氣體供應管道進行加熱，以將吸附在刻蝕氣體供應管道內壁中的水汽解吸附出來。

上述的等離子反應器運行方法，其中，所述惰性氣體為氮氣。

本發明還提供了一種采用上述方法實現的防刻蝕氣體供應管道腐蝕的系統，其包括惰性氣體源和與其連通的惰性氣體供應管道；所述惰性氣體供應管道與刻蝕氣體供應管道連通，用以通入惰性氣體。

上述的防刻蝕氣體供應管道腐蝕的系統，其中，所述惰性氣體供應管道具有限流閥，用于限制惰性氣體流量。