[发明专利]原子层蚀刻方法

说明书

本发明涉及利用原子层蚀刻装置蚀刻基板表面的原子层蚀刻方法。本发明公开了一种原子层蚀刻方法，包括：基板准备步骤(S10)，在基板支撑架上准备基板(100)；改性步骤(S20)，在基板准备步骤(S10)之后，将包含除了HF以外的卤素气体的改性气体通过结合于工艺腔室的远程等离子体发生装置自由基化来供应到基板(100)上，进而改性基板(100)的表面层(110)；第一吹扫步骤(S30)，用于吹扫表面层；表面层去除步骤(S40)，将包含金属的前体供应到表面层(110)以去除在改性步骤(S20)中改性的表面层(110)；第二吹扫步骤(S50)，吹扫基板(100)的表面。

技术领域

本发明涉及利用原子层蚀刻装置蚀刻基板表面的原子层蚀刻方法。

背景技术

DRAM、NAND闪存、CPU、移动CPU等的半导体元件、LCD面板、OLED面板、OLED等的显示器面板经过沉积、蚀刻等一种以上的半导体工艺制造而成。

图1作为示出以往的原子层蚀刻方法的概图，以往的原子层蚀刻方法通过如下的步骤执行：改性步骤，在基板100表面利用氟化氢(HF)改性表面层110；去除步骤，与改性的表面层110发生反应以去除表面层110。

在此，以往的原子层蚀刻方法通常使用氟化氢，所述氟化氢通过强反应性容易改性表面层。

另一方面，以往的原子层蚀刻方法为在改性步骤及去除步骤中高温加热基板100的状态下执行，然而在高温环境下执行工艺时对形成在基板100的半导体结构施加热冲击，存在起到基板制造缺陷的原因的作用的问题。

然而，在以往的原子层蚀刻方法中使用的氟化氢(HF)具有反应性强的优点，但是因为相比于暴露在氟化氢的整个表面发生均匀的反应(各向同性)在向上方暴露的部分发生更大反应的各向异性，存在不适合于各向同性工艺条件的问题。

另一方面，在作为氟化氢的代替物使用其他卤化物质的情况下，相比于氟化氢反应性不高，因此为了提高反应性要求高温加热基板，然而在加热基板时，对形成在基板的元件结构施加热冲击，存在元件结构受损或者降低性能的问题。

(专利文献1)KR101080604 B1

发明内容

(要解决的技术问题)

本发明是为了达到如上所述的目的而提出的，目的在于提供一种利用除了氟化氢以外的卤素气体自由基化的改性气体来执行基板处理进而可实现各向同性蚀刻的原子层蚀刻方法。

(解决问题的技术方案)

本发明是为了达到如上所述的本发明的目的而提出的，本发明公开了一种原子层蚀刻方法，作为利用原子层蚀刻装置的原子层蚀刻方法，所述原子层蚀刻装置包括工艺腔室、气体喷射部、基板支撑架和远程等离子体发生装置，其中所述工艺腔室形成密封的处理空间，所述气体喷射部设置在所述工艺腔室内的上侧以向所述处理空间喷射气体，所述基板支撑架设置在所述工艺腔室内的下侧以安装基板，包括：基板准备步骤S10，在所述基板支撑架上准备基板100；改性步骤S20，在所述基板准备步骤S10之后，将包含除了HF以外的卤素气体的改性气体通过结合于所述工艺腔室的远程等离子体发生装置自由基化来供应到所述基板100上，进而改性所述基板100的表面层110；第一吹扫步骤S30，用于吹扫所述表面层；表面层去除步骤S40，将包含金属的前体供应到所述表面层110以去除在所述改性步骤S20中改性的所述表面层110；第二吹扫步骤S50，吹扫所述基板100的表面。

所述远程等离子体发生装置通过CCP方式、ICP方式及电磁波方式中的一种方式可将所述改性气体自由基化。

将所述改性步骤S20至所述表面层去除步骤S40作为一个周期可反复执行数次。

优选为，所述改性步骤S20的工艺压力相同或者低于所述表面层去除步骤S40的工艺压力。