203包括第一層隔板303a、第二層隔板303b和第三層隔板303c,除第一層隔板303a因為與上腔室213內(nèi)的等離子體402直接接觸必須接地外，第二層隔板303b和第三層隔板303c可選擇接地或與直流偏壓電源連接。如圖2所示，第二層隔板303b與偏壓電源連接，第三層隔板303c接地。隔板組件203的作用主要是排斥以及捕獲帶電粒子，阻礙帶電粒子泄漏進入下腔室214中，但可以允許活性中性粒子403穿過通孔302達到載片201表面。
[0062]需要進行說明的是，隔板303的數(shù)量不限于此，隔板303的數(shù)量還可以為一個、兩個或三個以上，也就是說，隔板303為多個，且多個隔板303在上下方向上彼此間隔設(shè)置，其中設(shè)置在最上方的隔板303接地。
[0063]支撐裝置202位于下腔室214內(nèi)，優(yōu)選地，支撐裝置202與隔板組件203的最下方隔板之間的距離為5cm?50cm，抽取裝置212與下腔室214的排氣口 217直接相連。
[0064]優(yōu)選地，反應(yīng)腔室10頂部設(shè)有介質(zhì)窗，第一等離子體產(chǎn)生裝置包括線圈205和第一射頻電源209,還可以包括第一匹配器208,線圈205設(shè)在介質(zhì)窗206上，線圈205與第一射頻電源209相連，線圈205和第一射頻電源209之間連接有第一匹配器208，也就是說，第一射頻電源209通過第一匹配器208與線圈205相連，其中，介質(zhì)窗206的材料為陶瓷、石英等介質(zhì)，介質(zhì)窗206起到能量耦合作用。當線圈205為電感線圈時，第一射頻電源209工作向線圈205提供射頻功率，線圈205和介質(zhì)窗206配合以通過感性耦合方式將線圈205上的射頻能量耦合加載到反應(yīng)氣體上，使之產(chǎn)生等離子體402，即當線圈205為電感線圈時，產(chǎn)生的等離子體為感性耦合等離子體。當然值得理解的是，第一等離子體產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)不限于此，第一等離子體產(chǎn)生裝置可以為其他結(jié)構(gòu)的等離子體源，可以產(chǎn)生例如容性耦合等離子體、微波等離子體、連續(xù)等離子體、脈沖等離子體等。
[0065]在本發(fā)明的具體示例中，第二等離子體產(chǎn)生裝置包括第二射頻電源211，第二射頻電源211與支撐裝置202相連以向支撐裝置202提供射頻功率。其中需要進行說明的是，為了保證第二射頻電源211提供的射頻功率可以滿足不同的使用需求，第二等離子體產(chǎn)生裝置還可以包括第二匹配器210，第二射頻電源211通過第二匹配器210與支撐裝置202相連。
[0066]下面參考圖3和圖4詳細描述根據(jù)本發(fā)明實施例的采用原子層刻蝕裝置的原子層刻蝕方法，包括如下步驟:
[0067]S1:將待反應(yīng)的載片放置于支撐裝置上。
[0068]S2:將反應(yīng)氣體通入到反應(yīng)腔室內(nèi)，啟動第一等離子體產(chǎn)生裝置將進入到上腔室內(nèi)的反應(yīng)氣體激發(fā)為等離子體，其中等離子體中的活性中性粒子通過隔板組件從上腔室進入到下腔室內(nèi)且吸附在載片的表面上，等離子體中的帶電粒子由隔板組件阻止從上腔室進入下腔室，換言之，反應(yīng)腔室由隔板組件分隔成上腔室和下腔室，隔板組件具有阻止上腔室內(nèi)的帶電粒子進入下腔室且允許活性中性粒子進入下腔室的作用。在本發(fā)明的具體示例中，反應(yīng)氣體經(jīng)過設(shè)置于上腔室頂部的第一進氣口內(nèi)的進氣噴嘴噴入到上腔室內(nèi)。具體地，步驟 S2 中的反應(yīng)氣體為 CF4, CHF3, CH2F2, CH3F, C12, HF, HC1, HBr, SF6, NF3, Br2, BC13,SiC14，02、Si02中的至少一種。優(yōu)選地，步驟S2的反應(yīng)氣體為C12，且流量為5?200sccm。
[0069]S3:停止通入反應(yīng)氣體，并關(guān)閉第一等離子體產(chǎn)生裝置。
[0070]S4:將吹掃氣體通入到反應(yīng)腔室內(nèi)，且從反應(yīng)腔室內(nèi)經(jīng)排氣口抽出殘留物。在本發(fā)明的具體示例中，通過吹掃組件將吹掃氣體經(jīng)過設(shè)置于上腔室的側(cè)部上的第二進氣口通入到反應(yīng)腔室內(nèi)，并采取抽取裝置抽出殘留物。
[0071]S5:停止通入吹掃氣體。
[0072]S6:將反應(yīng)氣體通入到反應(yīng)腔室內(nèi)，啟動第二等離子體產(chǎn)生裝置將進入到下腔室內(nèi)的反應(yīng)氣體激發(fā)為等離子體，以對吸附有活性中性粒子的載片表面進行輻照。
[0073]S7:停止通入反應(yīng)氣體，并關(guān)閉第二等離子體產(chǎn)生裝置；
[0074]S8:將吹掃氣體通入到反應(yīng)腔室內(nèi)且從反應(yīng)腔室內(nèi)經(jīng)排氣口抽出殘留物；
[0075]S9:停止通入吹掃氣體；重復上述步驟S2?S8，直至刻蝕深度達到預設(shè)值。在本發(fā)明的具體示例中，步驟S6的反應(yīng)氣體為惰性氣體。更具體地，步驟S6的惰性氣體為He，Ni, Ar, Kr, Xe中的至少一種。優(yōu)選地，步驟S6的反應(yīng)氣體為He，且流量為10?200sccm。
[0076]根據(jù)本發(fā)明實施例的原子層刻蝕方法，通過采用活性吸附粒子化學吸附替代傳統(tǒng)反應(yīng)氣體吸附，一方面可以顯著提高刻蝕速率，縮短刻蝕周期時間，而且在化學吸附階段能夠大幅度節(jié)約刻蝕反應(yīng)氣體的使用量，降低了工藝成本。另一方面，采用反應(yīng)氣體等離子體離子解吸附替代離子束/中性粒子束解吸附，可以避免離子束/中性粒子束產(chǎn)生裝置所帶來的復雜性，使得采用上述的原子層刻蝕方法的原子層刻蝕裝置結(jié)構(gòu)簡單可靠，有利于大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。
[0077]在本發(fā)明的具體實施例中，反應(yīng)腔室的頂部設(shè)有介質(zhì)窗，第一等離子體產(chǎn)生裝置包括線圈和第一射頻電源，線圈設(shè)在介質(zhì)窗上，線圈與第一射頻電源相連，步驟S2啟動第一等離子體產(chǎn)生裝置為將第一射頻電源的輸出功率設(shè)置為100W?1000W，步驟S3關(guān)閉第一等離子體產(chǎn)生裝置為將第一射頻電源的輸出功率設(shè)置為0。從而通過控制第一射頻電源輸出的射頻功率將反應(yīng)氣體激發(fā)為高密度等離子體。
[0078]在本發(fā)明的具體示例中，第二等離子體產(chǎn)生裝置包括第二射頻電源，第二射頻電源與支撐裝置相連，步驟S5中啟動第二等離子體產(chǎn)生裝置為將第二射頻電源的輸出功率設(shè)置為30W?100W，步驟S7關(guān)閉第二等離子體產(chǎn)生裝置為將所述第二射頻電源的輸出功率設(shè)置為0。從而通過控制第二射頻電源輸出的射頻功率保證反應(yīng)氣體等離子體為低能等離子體。
[0079]根據(jù)本發(fā)明的一些具體實施例，隔板組件包括三個隔板，且三個隔板在上下方向上彼此間隔設(shè)置，其中設(shè)置在最上方和最下方的隔板接地，中間的隔板與直流偏壓電源連接。具體地，直流偏壓電源的輸出電壓為5?100V。優(yōu)選地，直流偏壓電源的輸出電壓為10 ?50V。
[0080]下面參考圖1-圖4詳細描述利用根據(jù)本發(fā)明具體實施例的原子層刻蝕裝置100對載片201進行刻蝕的原子層刻蝕方法，具體包括如下步驟:
[0081]步驟S11:提供表面潔凈的載片201，并將其放置在支撐裝置202上。
[0082]步驟S12:化學吸附階段，將反應(yīng)氣體通過進氣噴嘴204通入反應(yīng)腔室10，在本實施例中選用的刻蝕反應(yīng)氣體為C12，流量為5sccm?200sccm，反應(yīng)腔室10氣壓控制在0.5mT?100mT。因為第一射頻電源功率為100?1000W，支撐裝置202上加載的第二射頻電源功率為0W，所以反應(yīng)氣體可以在高密度等離子體產(chǎn)生腔室213(即上腔室213)，產(chǎn)生高密度等離子體402，C12在射頻能量的激發(fā)下會發(fā)生電離和分解，其中產(chǎn)生粒子主要有C1離子，C1原子，C12分子以及電子等，這時將第一層隔板303a和第三層隔板303c進行接地，可以捕獲大部分帶電粒子，第二層隔板303b與直流偏壓連接，電壓設(shè)置在5?100V，優(yōu)選10?50V，可以對能量較高的C1離子有排斥作用，將其限制在高密度等離子體產(chǎn)生腔室即上腔室213中，使得產(chǎn)生的低能活性中性粒子403 (激發(fā)態(tài)C12，激發(fā)態(tài)C1原子)在氣流的帶動下快速吸附在潔凈載片201表面,吸附速率遠大于傳統(tǒng)的氣體吸附。
[0083]步驟S13:吹掃殘留反應(yīng)氣體，惰性氣體經(jīng)由吹掃組件207對反應(yīng)腔室10里殘留的反應(yīng)氣體進行吹掃，并最終通過抽取裝置212排出原子層刻蝕裝置100。
[0084]步驟S14:解吸附刻蝕階段，將反應(yīng)氣體通過進氣噴嘴204通入到反應(yīng)腔室10，在本實施例中選用的反應(yīng)氣體為惰性氣體He，流量為10?200sccm，反應(yīng)腔室10氣壓控制在200mT?4Torr。因為第一射頻電源功率功率為0W，支撐裝置上加載的第二射頻電源功率為30W?100W，所以反應(yīng)氣體可以在低能等離子體產(chǎn)生腔室即下腔室214內(nèi)，產(chǎn)生低能(<100eV)等離