[发明专利]一种刻蚀装置及刻蚀方法

说明书

本发明公开了一种刻蚀装置，包括：氧化修饰单元、刻蚀单元、清洁单元、传输单元和控制单元；其中，氧化修饰单元包括：第一腔室，设置在第一腔室内的第一监控组件，以及由第一监控组件进行监控的第一供给组件，第一供给组件与第一腔室连通；氧化修饰单元用于对晶片进行氧化处理；传输单元用于将晶片在第一腔室、第二腔室和第三腔室之间进行转移；控制单元分别与第一监控组件、第二监控组件、第三监控组件和传输单元连接，用于控制第一监控组件、第二监控组件和第三监控组件的工作状态，以及控制传输单元转移晶片。本刻蚀装置可批量进行各种数字化湿法刻蚀，以及能够对不同材料进行高选择性精细化刻蚀。同时，本发明还提供了一种刻蚀方法。

技术领域

本发明涉及原子层刻蚀领域，具体涉及一种刻蚀装置及刻蚀方法。

背景技术

原子层刻蚀（ALE）是一种能够精密控制被去除材料量的技术。具体地，原子层刻蚀主要分为两个步骤：改性和去除，即第一步对表面层进行改性处理，使其在第二步中能够被轻易去除；每次循环只去除薄薄一层材料，可重复循环直至达到期望的深度。它被认为是实现原子级时代所需低工艺变化中最有前途的技术之一。

然而，ALE技术尚不成熟，其发展仍存在困难和挑战，主要表现在以下几个方面：一、缺乏ALE蚀刻新材料的解决方案；尤其是如锗、硅锗、III-V材料，以及新的金属栅极材料，对于不同的材料需要不同的ALE蚀刻方案；二、新的三维器件结构需要更多的ALE技术，尤其是横向蚀刻方案和更好的蚀刻选择性；三、由于反应过程需要多个周期，且步骤间切换缓慢，原子层刻蚀在批量生产中的应用效率低，成本高。

发明内容

为了克服现有刻蚀装置和刻蚀方法不能够对不同材料、结构晶片进行刻蚀，以及刻蚀过程周期长、步骤间切换缓慢的技术问题，本发明提供一种刻蚀装置及刻蚀方法。

本发明所述的刻蚀装置，包括：氧化修饰单元、刻蚀单元、清洁单元、传输单元和控制单元；

其中，氧化修饰单元包括：第一腔室，设置在第一腔室内的第一监控组件，以及由第一监控组件进行监控的第一供给组件，第一供给组件与第一腔室连通；氧化修饰单元用于对晶片进行氧化处理；

刻蚀单元包括：第二腔室，设置在第二腔室内的第二监控组件，以及由第二监控组件进行监控的第二供给组件，第二供给组件与第二腔室连通；用于将经氧化修饰单元氧化后的晶片进行刻蚀处理；

清洁单元包括：第三腔室，设置在第三腔室内的第三监控单元，以及由第三监控单元进行监测的第三供给组件，第三供给组件与第三腔室连通；用于在经氧化修饰单元和/或刻蚀单元处理前，对晶片进行清洁处理；

传输单元用于将晶片在第一腔室、第二腔室和第三腔室之间进行转移；

控制单元分别与第一监控组件、第二监控组件、第三监控组件和传输单元连接，用于控制第一监控组件、第二监控组件和第三监控组件的工作状态，以及控制传输单元转移晶片。

优选地，清洁单元还包括旋转组件，旋转组件包括旋转盘，一端与旋转盘底部连接的连接杆，以及与连接杆另一端连接的旋转电机，用于在清洁处理后将晶片甩干。

优选地，第一供给组件包括氧化液储罐，以及与氧化液储罐出口连通的第一泵；第一泵的出口与第一腔室的入口连通，用于向第一腔室内添加氧化液。

优选地，第一监控组件包括：第一液位监控件，第一浓度监控件，以及第一温度监控件，

第一液位监控件设置在第一腔室上部，并与第一泵连接；用于监测和调控第一腔室内的氧化液体积；

第一浓度监控件设置在第一腔室内部，并与第一泵连接；用于监测和调控第一腔室内的氧化液浓度；

第一温度监控件包括第一温度检测件，以及和第一温度检测件连接的第一温度调控件，第一温度检测件设置在第一腔室内部；用于监测和调控第一腔室内的氧化液温度。