[发明专利]原子层刻蚀装置及刻蚀方法

权利要求书

1.一种原子层刻蚀装置，其特征在于，包括：

两层或两层以上刻蚀空间，每层所述刻蚀空间内形成有至少一个同心布置的环形穿梭路径；

偶数个内反应腔，所述偶数个内反应腔被布置为由至少一个内反应子集构成，每个所述内反应子集包括相邻设置的两个内反应腔，每条所述穿梭路径上布置有至少一个所述内反应子集；

至少一个穿梭盘，每条所述穿梭路径上布置有至少一个所述穿梭盘；以及

至少一传动机构，所述传动机构与所述至少一个穿梭盘传动连接；

其中，每个所述穿梭盘承载有待刻蚀基片，所述传动机构驱动所述至少一个穿梭盘同步周期性转动；每条所述穿梭路径上的每个穿梭盘在所述传动机构驱动下依次穿过该穿梭路径上的所有内反应子集，使得每个穿梭盘每转过一周其上承载的待刻蚀基片承受至少一次原子层刻蚀；

还包括外反应腔，所述外反应腔用以容纳并密封所述两层或两层以上刻蚀空间；

所述两层或两层以上刻蚀空间沿所述外反应腔的高度方向层叠设置于所述外反应腔内，相邻两层所述刻蚀空间之间通过层板分隔；

所述外反应腔具有沿所述外反应腔高度方向设置的贯穿所述外反应腔的腔道，所述腔道内接隔板以使所述腔道与所述刻蚀空间相隔离，所述刻蚀空间环绕所述腔道；

所述至少一传动机构包括：

同步带，形状为与所述穿梭路径相匹配的环形，所述同步带同心布置于所述穿梭路径内侧，每条所述穿梭路径对应一所述同步带，所述至少一个穿梭盘与所述同步带连接；

至少一个主动轮和两个以上从动轮，所述至少一个主动轮和所述两个以上从动轮间隔排布并分别内接于所述同步带，以顶撑所述同步带形成与所述穿梭路径相匹配的环形；

至少一电机，一所述主动轮对应一所述电机，所述电机布置为驱动所述主动轮带动所述同步带旋转并带动所述至少一个穿梭盘沿所述穿梭路径同步周期性转动。

2.如权利要求1所述的原子层刻蚀装置，其特征在于，还包括抽气管路，每个所述内反应腔对应一所述抽气管路，所述抽气管路布置成一端伸入所述内反应腔内侧以抽取所述内反应腔内侧的残留气体。

3.如权利要求2所述的原子层刻蚀装置，其特征在于，还包括喷嘴，每个所述内反应腔的相对两侧壁上分别开设有供所述穿梭盘穿梭的开口，每个所述开口对应一所述喷嘴，所述喷嘴布置成在所述开口处形成气帘以隔绝所述内反应腔内侧与所述内反应腔外侧。

4.如权利要求3所述的原子层刻蚀装置，其特征在于，每条所述穿梭路径上的所述内反应腔在所述穿梭盘的穿梭路径上两两间隔设置，以将所述穿梭路径分割成被内反应腔覆盖的刻蚀路径以及未被内反应腔覆盖的吹扫路径，每段所述吹扫路径的上方设置一吹扫件，所述吹扫件布置成对穿梭至该段吹扫路径上的穿梭盘上的待刻蚀基片的吹扫。

5.如权利要求4所述的原子层刻蚀装置，其特征在于，所述每个内反应子集中的所述两个内反应腔被布置为在所述穿梭盘的穿梭方向上游侧的第一内反应腔以及在穿梭方向下游侧的第二内反应腔，每个所述内反应腔内通入的反应气体的种类为一种，所述第一内反应腔和所述第二内反应腔内通入的反应气体的种类相异。

6.如权利要求5所述的原子层刻蚀装置，其特征在于，还包括输气管路，每个所述内反应腔对应一所述输气管路，所述输气管路布置成向所述内反应腔内侧输送反应气体；所述输气管路上用以输出反应气体的端口为出气端，所述出气端的数量为两个，两出气端间隔设置于所述内反应腔内侧上部；所述两出气端的出气方向交叉。

7.如权利要求6所述的原子层刻蚀装置，其特征在于，两出气端分别连接有一出气件，所述出气件的出气面上间隔开设有多个出气口，所述多个出气口呈阵列排布。

8.如权利要求1所述的原子层刻蚀装置，其特征在于，所述外反应腔的侧壁上设置有至少一抽真空管道，一层所述刻蚀空间对应所述至少一抽真空管道，所述抽真空管道布置成一端伸入所述刻蚀空间内侧以抽取所述刻蚀空间内的气体。