本发明涉及原子层刻蚀，尤其涉及一种二维材料的原子层刻蚀方法。
背景技术：
1、在半导体工艺中，刻蚀工艺是非常重要的一步，它可以用来定义器件的形状和尺寸，以及清除杂质和不需要的材料。刻蚀工艺的精准性和稳定性对于半导体器件的性能和可靠性有着重要的影响。因此，半导体刻蚀工艺的研究和优化对于半导体工业的发展具有重要意义。
2、但是，采用现有刻蚀技术刻蚀材料包括二维材料的待刻蚀对象时，无法在保证快速蚀刻的同时保证较低的表面粗糙度，不利于提高刻蚀精度和良率。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种二维材料的原子层刻蚀方法，用于在保证快速蚀刻的同时，确保材料包括二维材料的待刻蚀对象经刻蚀后的表面的粗糙度较低，利于提高刻蚀精度和良率。
2、为了实现上述目的，本发明提供了一种二维材料的原子层刻蚀方法，该二维材料的原子层刻蚀方法包括：首先，向放置有待刻蚀对象的刻蚀腔室内通入氧等离子体，以对待刻蚀对象的表面进行吸附改性，且在待刻蚀对象的表面形成改性层；待刻蚀对象的材料包括二维材料；刻蚀腔室内的真空度为本底真空、温度为预设温度。接下来，将刻蚀腔室内的温度由预设温度升温并保持挥发温度，以挥发去除改性层。接着，重复上述操作，直至待刻蚀对象的实际去除厚度等于目标厚度。
3、采用上述技术方案的情况下，因通过射频使气体离化后可以明显增加气体活性，故向放置有待刻蚀对象的刻蚀腔室内通入氧等离子体，可以使得氧等离子体与待刻蚀对象快速反应，提高吸附改性效率；同时还可以实现较低的预设温度下进行刻蚀，从而可以解决现有技术中为提高刻蚀效率而增加刻蚀温度导致待刻蚀对象受高温出现不良影响，提高刻蚀良率。
4、另外，本发明提供的二维材料的原子层刻蚀方法通过氧等离子体吸附改性，在待刻蚀对象的表面形成改性层。因吸附改性过程中预设温度低于挥发温度，故改性层可以覆盖在待刻蚀对象的相应表面上。此时，该改性层的存在可以阻碍氧等离子体与待刻蚀对象位于改性层下方的部分接触并反应。同时，在将刻蚀腔室内的温度由预设温度升温并保持挥发温度，可以挥发去除改性层，使得待刻蚀对象的表面暴露在外。换句话说，本发明提供的刻蚀方法可以通过吸附改性和升温并挥发温度的循环蚀刻过程有序交替的操作方式实现待刻蚀对象顶部原子层的自限制化学修饰步骤和刻蚀去除化学修饰区域步骤，实现单个原子层的刻蚀，且每个步骤具有自限制性，因此在刻蚀过程中可以保持较好的表面粗糙度和陡直度，有效降低刻蚀后对待刻蚀对象剩余部分的表面损伤程度，同时具有较高的选择性，能够提高刻蚀精度。对于一些高精度的半导体器件中薄膜的刻蚀方面具有重大潜力，且在集成电路领域具有很好应用前景，有利于促进半导体器件结构向更小关键尺寸迈进。
5、在一种示例中，形成氧等离子体的所使用的气体包括o2和/或o3。
6、在一种示例中，上述二维材料为硫族二维材料。硫族二维材料包括二硫化钼和/或二硫化钨。
7、在一种示例中，上述预设温度大于等于200℃、且小于等于350℃。
8、在一种示例中，上述挥发温度大于等于600℃、且小于等于900℃。
9、在一种示例中，保持挥发温度的时间大于等于60s、且小于等于180s。
10、在一种示例中，上述刻蚀腔室内的本底真空度大于等于1×10-6torr、且小于等于9×10-6torr。
11、在一种示例中，上述刻蚀腔室内的工艺压力大于等于1×10-3torr、且小于等于9×10-3torr。
12、在一种示例中，上述氧等离子体的气体流量大于等于10sccm、且小于等于100sccm。
13、在一种示例中，上述氧等离子体的通入时间大于等于10s、且小于等于60s。
14、在一种示例中，上述氧等离子体采用电感耦合等离子体方式产生，且上射频功率大于等于50w、且小于等于200w。
15、在一种示例中，通过红外光灯管照射方式将刻蚀腔室内的温度由预设温度升温并保持挥发温度。
16、在一种示例中，上述挥发去除改性层后，向放置有待刻蚀对象的刻蚀腔室内通入氧等离子体前，二维材料的原子层刻蚀方法还包括：对刻蚀腔室内放置有待刻蚀对象的样品台通过冷却液进行冷却，以使刻蚀腔室内的温度由挥发温度降至预设温度。
17、在一种示例中，上述对待刻蚀对象的表面进行吸附改性，且在待刻蚀对象的表面形成改性层后，将刻蚀腔室内的温度由预设温度升温并保持挥发温度前，二维材料的原子层刻蚀方法还包括：向刻蚀腔室内通入吹扫气体。
18、在一种示例中，上述将刻蚀腔室内的温度由预设温度升温并保持挥发温度后，向放置有待刻蚀对象的刻蚀腔室内通入氧等离子体前，二维材料的原子层刻蚀方法还包括：向刻蚀腔室内通入吹扫气体。
19、在一种示例中，上述吹扫气体为氩气和/或氮气，吹扫气体的气体流量大于等于5sccm、且小于等于100sccm，吹扫气体的通入时间大于等于10s、且大于等于60s。
1.一种二维材料的原子层刻蚀方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的二维材料的原子层刻蚀方法，其特征在于，形成所述氧等离子体的所使用的气体包括o2和/或o3；和/或，
3.根据权利要求1所述的二维材料的原子层刻蚀方法，其特征在于，所述预设温度大于等于200℃、且小于等于350℃；和/或，
4.根据权利要求1所述的二维材料的原子层刻蚀方法，其特征在于，保持所述挥发温度的时间大于等于60s、且小于等于180s。
5.根据权利要求1所述的二维材料的原子层刻蚀方法，其特征在于，所述刻蚀腔室内的本底真空度大于等于1×10-6torr、且小于等于9×10-6torr；和/或，
6.根据权利要求1所述的二维材料的原子层刻蚀方法，其特征在于，所述氧等离子体的气体流量大于等于10sccm、且小于等于100sccm；和/或，
7.根据权利要求1所述的二维材料的原子层刻蚀方法，其特征在于，所述氧等离子体采用电感耦合等离子体方式产生，且上射频功率大于等于50w、且小于等于200w。
8.根据权利要求1所述的二维材料的原子层刻蚀方法，其特征在于，通过红外光灯管照射方式将所述刻蚀腔室内的温度由所述预设温度升温并保持所述挥发温度；和/或，
9.根据权利要求1～8任一项所述的二维材料的原子层刻蚀方法，其特征在于，所述对所述待刻蚀对象的表面进行吸附改性，且在所述待刻蚀对象的表面形成改性层后，所述将所述刻蚀腔室内的温度由预设温度升温并保持挥发温度前，所述二维材料的原子层刻蚀方法还包括：向所述刻蚀腔室内通入吹扫气体；和/或，
10.根据权利要求9所述的二维材料的原子层刻蚀方法，其特征在于，所述吹扫气体为氩气和/或氮气，所述吹扫气体的气体流量大于等于5sccm、且小于等于100sccm，所述吹扫气体的通入时间大于等于10s、且大于等于60s。
