[发明专利]一种自限制精确刻蚀硅的方法及其专用装置

权利要求书

1.一种自限制精确刻蚀硅的方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备之前：用长膜和光刻及刻蚀技术，生长出阻挡层SiO₂厚度1~10nm，Si厚度50~100nm，硬掩蔽层SiN厚度1~10nm；光刻出90nm~45nm尺寸的线或柱，去除光刻胶;

1）以HBr作为刻蚀气体，使用各向同性的刻蚀离子束，在Si表面形成均一的自我限制氧化层Si-Br：在真空反应腔内的低温基座上，-60~140℃，用HBr气体10sccm~1000sccm，ICP源等离子体功率100W~1000W，气压为3mT~900mT，处理时间为1s~10s；

2）多余Br基气氛去除：通入N₂吹扫抽除HBr残气；

3）传到高温台去除Si-Br：机械手将硅片传至高温基座上，160~800℃，处理时间为1s~10s；

4）重复步骤1）~3），实现精确控制刻蚀量。

2.根据权利要求1所述的自限制精确刻蚀硅的方法，其特征在于，循环刻蚀，控制最终留下的硅线柱宽3~10nm。

3.根据权利要求1所述的自限制精确刻蚀硅的方法，其特征在于，采用稀释的HCl选择性去除掩蔽层Al₂O₃，获得纳米尺度的硅线柱。

4.根据权利要求1所述的自限制精确刻蚀硅的方法，其特征在于，无硬掩蔽层，但预先留好Si高度的补偿量。

5.根据权利要求1所述的自限制精确刻蚀硅的方法，其特征在于，步骤1）中，Si在150℃下与HBr气体反应形成Si-Br，在高温下挥发并抽走SiBr₄。

6.权利要求1所述的自限制精确刻蚀硅的方法的专用装置，其特征在于，包括传输模块和工艺模块，在所述的工艺模块内设有两个不同温度的基座，分别为低温机座和高温基座，Si的表面Br基处理在低温基座上进行，完成相应的步骤后，由传输模块传输到高温基座上去除SiBrx产物，在两个基座上循环进行完成刻蚀。