[发明专利]等离子体增强原子层蚀刻的方法

权利要求书

1.一种通过原子层蚀刻过程蚀刻在反应空间中的电极之间所放置的衬底上的层的方法，所述原子层蚀刻过程包含至少一个蚀刻周期，其中蚀刻周期包含：

将惰性气体连续地提供到所述反应空间中，所述惰性气体至少作为用于蚀刻气体的运载气体而流动，其中所述运载气体流过质量流量控制器，然后经过设置在所述反应空间的上游的气体歧管，所述惰性气体是指在未激发状态中不蚀刻所述衬底的气体；

将蚀刻气体的脉冲提供到所述反应空间的上游的连续惰性气体流中，以使未激发状态中的所述蚀刻气体化学吸附在所述反应空间中的所述衬底的表面上，其中所述蚀刻气体流过质量流量控制器且汇聚到在用于所述运载气体的质量流量控制器的下游且在所述气体歧管的上游的运载气体流中；

将除了所述运载气体和所述蚀刻气体外的反应气体连续地提供到所述反应空间中，其中每种反应气体流过质量流量控制器且然后在所述气体歧管处与所述运载气体一起汇聚到所述蚀刻气体中；以及

在所述电极之间提供RF功率放电的脉冲，以在所述反应空间中产生所述惰性气体的反应物质且使所述衬底的化学吸附蚀刻气体的表面与所述反应物质接触从而在所述衬底上的层被蚀刻。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蚀刻气体是含卤素气体和/或碳氢化合物气体。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运载气体还用作反应气体。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惰性气体是从由稀有气体和氮气构成的组中来选择的。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应气体包括从由氧化气体和还原气体构成的组中选择的至少一个气体。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在0℃到200℃的温度下进行所述原子层蚀刻过程。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蚀刻气体的脉冲和RF功率放电的脉冲不重叠。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述蚀刻气体的脉冲与RF功率放电的脉冲之间采取清洗周期以从所述反应空间去除过量的蚀刻气体，且在RF功率放电的脉冲之后采取清洗周期以从所述反应空间去除反应产物。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在整个所述原子层蚀刻过程中没有除了含卤素气体外的气体作为所述蚀刻气体而流动。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衬底的层具有凹部图案。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惰性气体是稀有气体，且通过向所述反应空间供应所述惰性气体来各向异性地蚀刻所述衬底的层。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述原子层蚀刻过程期间采用以下条件中的至少一个：(i)所述惰性气体的流量为3000sccm或更高，(ii)RF功率为250W或更高，以及(iii)压强为300Pa或更高。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蚀刻周期重复多次。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在用于膜形成或干法蚀刻的反应腔室中形成所述反应空间。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衬底的层为含硅的介电层，且蚀刻速率至少为0.015nm/分钟。