[發明專利]原子層刻蝕裝置及采用其的原子層刻蝕方法

有效

• 申請號: 201410433208.2
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN105448635B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 羅巍
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 賈玉姣

1.一種原子層刻蝕裝置，其特征在于，包括：

反應腔體，所述反應腔體內具有反應腔室；

隔板組件，所述隔板組件設在所述反應腔室內且將所述反應腔室分隔成上腔室和下腔室，所述隔板組件包括至少一個隔板，所述隔板上設有在該隔板的厚度方向上貫通的通孔，所述隔板接地或與直流偏壓電源連接，以阻止所述上腔室內的帶電粒子進入所述下腔室和允許活性中性粒子進入所述下腔室；

所述上腔室具有用于向所述反應腔室內供給氣體的進氣口，所述上腔室頂部設有第一進氣口，用于向所述反應腔室內通入反應氣體；

所述下腔室具有用于放置載片的支撐裝置，和用于從所述反應腔室內抽氣的排氣口；

第一等離子體產生裝置，所述第一等離子體產生裝置用于將進入到所述上腔室內的氣體激發為等離子體；

第二等離子體產生裝置，所述第二等離子體產生裝置用于將進入到所述下腔室內的氣體激發為等離子體。

2.根據權利要求1所述的原子層刻蝕裝置，其特征在于，所述隔板為多個，且所述多個隔板在上下方向上彼此間隔設置，其中設置在最上方的隔板接地。

3.根據權利要求2所述的原子層刻蝕裝置，其特征在于，相鄰隔板之間的間距為0.1mm～10mm。

4.根據權利要求1所述的原子層刻蝕裝置，其特征在于，所述隔板的厚度為0.5mm～20mm。

5.根據權利要求1所述的原子層刻蝕裝置，其特征在于，所述通孔的徑向尺寸為10μm～10mm。

6.根據權利要求1所述的原子層刻蝕裝置，其特征在于，所述隔板為金屬件或石墨件。

7.根據權利要求1所述的原子層刻蝕裝置，其特征在于，所述反應腔室的頂部設有介質窗，所述第一等離子體產生裝置包括線圈和第一射頻電源，所述線圈設在所述介質窗上，所述線圈與所述第一射頻電源相連。

8.根據權利要求1所述的原子層刻蝕裝置，其特征在于，所述第二等離子體產生裝置包括第二射頻電源，所述第二射頻電源與所述支撐裝置相連。

9.根據權利要求1所述的原子層刻蝕裝置，其特征在于，所述上腔室側部設有第二進氣口，用于向所述反應腔室內通入吹掃氣體。

10.一種采用如權利要求1所述的原子層刻蝕裝置的原子層刻蝕方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：將待反應的載片放置于支撐裝置上；

S2：將反應氣體通入到反應腔室內，啟動第一等離子體產生裝置將進入到所述上腔室內的反應氣體激發為等離子體，其中等離子體中的活性中性粒子通過隔板組件從上腔室進入到下腔室內且吸附在載片的表面上，等離子體中的帶電粒子由隔板組件阻止從所述上腔室進入所述下腔室；

S3：停止通入反應氣體，并關閉第一等離子體產生裝置；

S4：將吹掃氣體通入到反應腔室內且從反應腔室內經排氣口抽出殘留物；

S5：停止通入吹掃氣體；

S6：將反應氣體通入到反應腔室內，啟動第二等離子體產生裝置將進入到所述下腔室內的反應氣體激發為等離子體，以對吸附有活性中性粒子的載片表面進行輻照；

S7：停止通入反應氣體，并關閉第二等離子體產生裝置；

S8：將吹掃氣體通入到反應腔室內且從反應腔室內經排氣口抽出殘留物；

S9：停止通入吹掃氣體；

重復上述步驟S2～S8，直至刻蝕深度達到預設值。

11.根據權利要求10所述的原子層刻蝕方法，其特征在于，所述反應腔室的頂部設有介質窗，所述第一等離子體產生裝置包括線圈和第一射頻電源，所述線圈設在所述介質窗上，所述線圈與所述第一射頻電源相連，所述步驟S2啟動第一等離子體產生裝置為將所述第一射頻電源的輸出功率設置為100W～1000W，所述步驟S3關閉第一等離子體產生裝置為將所述第一射頻電源的輸出功率設置為0。

12.根據權利要求10所述的原子層刻蝕方法，其特征在于，所述第二等離子體產生裝置包括第二射頻電源，所述第二射頻電源與所述支撐裝置相連，所述步驟S5啟動第二等離子體產生裝置為將所述第二射頻電源的輸出功率設置為30W～100W，所述步驟S7關閉第二等離子體產生裝置為將所述第二射頻電源的輸出功率設置為0。