[发明专利]用于半导体加工的原子层刻蚀方法

说明书

一种用于半导体加工的原子层刻蚀方法，包括：表面原子沉积步骤：向反应腔室中通入刻蚀气体以使所述刻蚀气体与晶圆的表面原子结合；表面修复步骤：通入修复气体以使所述修复气体吸附所述表面原子，其中，所述修复气体所包括的成分与制成所述晶圆的部分元素相同；调节用于承载所述晶圆的下电极的温度来调节所述晶圆的温度，借以移动所述表面原子使得所述晶圆的表面平坦化；表面原子脱附步骤：提高所述表面原子的能量以使所述表面原子脱附所述晶圆，借以刻蚀所述晶圆。本发明在表面原子沉积和表面原子脱附之后加入表面原子修复，借此修复粗糙的表面形貌，避免因为持续对粗糙的表面形貌进行刻蚀而造成局部形貌刻蚀不足或者过度刻蚀的问题。

技术领域

本发明是有关半导体领域，详细来说，是有关一种用于半导体加工的原子层刻蚀方法。

背景技术

随着集成电路工艺的发展，集成电路的尺寸逐渐缩小，进而对于工艺过程中的形貌控制精度要求越来越高。因此，可能需要对材料形貌进行原子层级精度的图形化刻蚀。针对这种需求，基于表面自限制效应的原子层刻蚀技术得到了广泛的研究和应用。在原子层刻蚀技术中，会对晶圆反复的进行表面原子沉积和表面原子脱附来达到原子层刻蚀的效果。然而，在每次表面原子沉积和表面原子脱附步骤中，相当于在晶圆表面形成相对粗糙的表面形貌。若持续对相对粗糙的表面形貌进行刻蚀，可能导致后续步骤出现局部形貌刻蚀不足或者过度刻蚀的问题。

发明内容

本发明提出一种用于半导体加工的原子层刻蚀方法来解决背景技术中的问题，例如，在原子层刻蚀技术中若持续对相对粗糙的表面形貌进行刻蚀，可能导致后续步骤出现局部形貌刻蚀不足或者过度刻蚀的问题。

依据本发明的一实施例，公开一种用于半导体加工的原子层刻蚀方法，包括：表面原子沉积步骤：向反应腔室中通入刻蚀气体以使所述刻蚀气体与晶圆的表面原子结合；表面修复步骤：通入修复气体以使所述修复气体吸附所述表面原子，其中，所述修复气体所包括的成分与制成所述晶圆的部分元素相同；调节用于承载所述晶圆的下电极的温度来调节所述晶圆的温度，借以移动所述表面原子使得所述晶圆的表面平坦化；表面原子脱附步骤：提高所述表面原子的能量以使所述表面原子脱附所述晶圆，借以刻蚀所述晶圆。

依据本发明的一实施例，所述表面原子沉积步骤具体包括：调节提供至所述下电极的偏置功率以调节所述刻蚀气体到达所述表面原子的能量。

依据本发明的一实施例，通入所述修复气体以使所述修复气体吸附于所述表面原子包括：调节所述修复气体的流量，使所述流量大于等于50标准毫升/分钟(sccm)且小于等于500sccm。

依据本发明的一实施例，通入所述修复气体以使所述修复气体吸附于所述表面原子还包括：调节射频源的射频功率，使所述射频功率大于等于100瓦特且小于等于3000瓦特。

依据本发明的一实施例，所述晶圆由硅制成，且所述修复气体包括氯化硅。

依据本发明的一实施例，调节用于承载所述晶圆的所述下电极的温度以移动所述表面原子，借以使所述晶圆的表面平坦化包括：调节所述下电极的温度以使所述晶圆的温度大于等于摄氏5度且小于等于摄氏100度。

依据本发明的一实施例，调节所述下电极的温度以使所述晶圆的温度大于等于摄氏5度且小于等于摄氏100度包括：调节所述下电极的温度以使所述晶圆的温度大于等于摄氏38度且小于等于摄氏80度。

依据本发明的一实施例，所述晶圆由氮化硅制成，且所述修复气体包括氮气。

依据本发明的一实施例，所述晶圆由二氧化硅制成，所述修复气体包括氧气。

依据本发明的一实施例，调节用于承载所述晶圆的所述下电极的温度以移动所述表面原子，借以使所述晶圆的表面平坦化包括：调节所述下电极的温度以使所述晶圆的温度大于等于摄氏30度且小于等于摄氏80度。

依据本发明的一实施例，所述晶圆由砷化镓制成，所述修复气体包括砷原子。