[發明專利]用于半導體加工的原子層刻蝕方法

有效

• 申請號: 202010053225.9
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111243948B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 劉珂;蔣中偉
• 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: H01L21/223
• 分類號: H01L21/223;H01L21/263
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 蕭輔寬

一種用于半導體加工的原子層刻蝕方法，包括：表面原子沉積步驟：向反應腔室中通入刻蝕氣體以使所述刻蝕氣體與晶圓的表面原子結合；表面修復步驟：通入修復氣體以使所述修復氣體吸附所述表面原子，其中，所述修復氣體所包括的成分與制成所述晶圓的部分元素相同；調節用于承載所述晶圓的下電極的溫度來調節所述晶圓的溫度，借以移動所述表面原子使得所述晶圓的表面平坦化；表面原子脫附步驟：提高所述表面原子的能量以使所述表面原子脫附所述晶圓，借以刻蝕所述晶圓。本發明在表面原子沉積和表面原子脫附之后加入表面原子修復，借此修復粗糙的表面形貌，避免因為持續對粗糙的表面形貌進行刻蝕而造成局部形貌刻蝕不足或者過度刻蝕的問題。

技術領域

本發明是有關半導體領域，詳細來說，是有關一種用于半導體加工的原子層刻蝕方法。

背景技術

隨著集成電路工藝的發展，集成電路的尺寸逐漸縮小，進而對于工藝過程中的形貌控制精度要求越來越高。因此，可能需要對材料形貌進行原子層級精度的圖形化刻蝕。針對這種需求，基于表面自限制效應的原子層刻蝕技術得到了廣泛的研究和應用。在原子層刻蝕技術中，會對晶圓反復的進行表面原子沉積和表面原子脫附來達到原子層刻蝕的效果。然而，在每次表面原子沉積和表面原子脫附步驟中，相當于在晶圓表面形成相對粗糙的表面形貌。若持續對相對粗糙的表面形貌進行刻蝕，可能導致后續步驟出現局部形貌刻蝕不足或者過度刻蝕的問題。

發明內容

本發明提出一種用于半導體加工的原子層刻蝕方法來解決背景技術中的問題，例如，在原子層刻蝕技術中若持續對相對粗糙的表面形貌進行刻蝕，可能導致后續步驟出現局部形貌刻蝕不足或者過度刻蝕的問題。

依據本發明的一實施例，公開一種用于半導體加工的原子層刻蝕方法，包括：表面原子沉積步驟：向反應腔室中通入刻蝕氣體以使所述刻蝕氣體與晶圓的表面原子結合；表面修復步驟：通入修復氣體以使所述修復氣體吸附所述表面原子，其中，所述修復氣體所包括的成分與制成所述晶圓的部分元素相同；調節用于承載所述晶圓的下電極的溫度來調節所述晶圓的溫度，借以移動所述表面原子使得所述晶圓的表面平坦化；表面原子脫附步驟：提高所述表面原子的能量以使所述表面原子脫附所述晶圓，借以刻蝕所述晶圓。

依據本發明的一實施例，所述表面原子沉積步驟具體包括：調節提供至所述下電極的偏置功率以調節所述刻蝕氣體到達所述表面原子的能量。

依據本發明的一實施例，通入所述修復氣體以使所述修復氣體吸附于所述表面原子包括：調節所述修復氣體的流量，使所述流量大于等于50標準毫升/分鐘(sccm)且小于等于500sccm。

依據本發明的一實施例，通入所述修復氣體以使所述修復氣體吸附于所述表面原子還包括：調節射頻源的射頻功率，使所述射頻功率大于等于100瓦特且小于等于3000瓦特。

依據本發明的一實施例，所述晶圓由硅制成，且所述修復氣體包括氯化硅。

依據本發明的一實施例，調節用于承載所述晶圓的所述下電極的溫度以移動所述表面原子，借以使所述晶圓的表面平坦化包括：調節所述下電極的溫度以使所述晶圓的溫度大于等于攝氏5度且小于等于攝氏100度。

依據本發明的一實施例，調節所述下電極的溫度以使所述晶圓的溫度大于等于攝氏5度且小于等于攝氏100度包括：調節所述下電極的溫度以使所述晶圓的溫度大于等于攝氏38度且小于等于攝氏80度。

依據本發明的一實施例，所述晶圓由氮化硅制成，且所述修復氣體包括氮氣。

依據本發明的一實施例，所述晶圓由二氧化硅制成，所述修復氣體包括氧氣。

依據本發明的一實施例，調節用于承載所述晶圓的所述下電極的溫度以移動所述表面原子，借以使所述晶圓的表面平坦化包括：調節所述下電極的溫度以使所述晶圓的溫度大于等于攝氏30度且小于等于攝氏80度。

依據本發明的一實施例，所述晶圓由砷化鎵制成，所述修復氣體包括砷原子。