使用空间上分开的注入器腔室进行的对膜的原子层沉积

摘要

一种沉积膜的方法，所述方法包含以下步骤：在具有多个处理区域的处理腔室中的基板支撑件上定位多个基板，通过气幕使每一个处理区域与相邻的区域分开。在处理区域中的至少一个处理区域中交替向第一反应性气体、净化气体、第二反应性气体和净化气体的暴露以沉积膜。

说明书

技术领域

本公开的实施例一般涉及一种用于处理基板的装置。更具体而言，本公开涉及一种用于对基板执行原子层沉积(ALD)和化学气相沉积(CVD)的批量处理平台。

背景技术

通常在含有多个腔室的基板处理平台中执行形成半导体器件的工艺。在一些实例中，多腔室处理平台或群集工具的目的在于，在受控的环境中顺序地对基板执行两个或更多个工艺。然而，在其他实例中，多腔室处理平台可仅对基板执行单个处理步骤；附加的腔室旨在使平台处理基板的速率最大化。在后一种情况下，对基板执行的工艺通常是批量工艺，其中，在给定腔室中同时处理相对较大数量(例如，25个或50个)的基板。批量处理对于以经济上可行的方式对单个的基板执行过于费时的工艺是尤其有益的，诸如，对于ALD工艺以及一些化学气相沉积(CVD)工艺是尤其有益的。

随着半导体器件的尺寸缩小，半导体工业对于工艺变化性的容许度继续减小。为了满足这些更加严格的工艺控制，业界已开发了大量满足更严格的工艺窗口的新工艺，但这些工艺往往耗费较长的时间来完成。例如，ALD是展示出相比CVD优越的阶梯覆盖的CVD的变型。ALD基于最初用于制造电致发光显示器的原子层外延(ALE)。ALD采用化学吸附以在基板表面上沉积反应性前体分子的饱和单层。这通过循环地交替将合适的反应性前体脉冲输送至沉积腔室中来实现。通常由惰性气体净化来分开反应性前体的每一次注入以将新的原子层提供至先前沉积的层，从而在基板的表面上形成均匀的材料层。重复反应性前体与惰性净化气体的循环以将材料层形成至预定的厚度。ALD技术的最大缺点在于，沉积速率比典型的CVD技术低至少一个数量级。例如，一些ALD工艺可具有从约10分钟至约200分钟的腔室处理时间以在基板的表面上沉积高质量的层。在为了更好的器件性能而选择此类ALD和外延工艺时，由于非常低的基板处理产量，在常规的单基板处理腔室中制造器件的成本将增加。因此，当实现此类工艺时，需要一种连续的基板处理方法以便在经济上是可行的。然而，批量处理往往会引入晶片间和晶片内的工艺不均匀性。因此，本领域中仍需要用于沉积均匀的膜的装置和方法。

发明内容

本公开的一个或多个实施例涉及处理方法。在处理腔室中的基板支撑件上定位多个基板。处理腔室包含多个处理区域，通过气幕使每一个处理区域与相邻的区域分开。使第一反应性气体流入处理区域中的一个或多个处理区域中，同时使惰性气体流入不具有第一反应性气体流的任何处理区域中。旋转处理腔室内的基板支撑件上的多个基板以使基板中的每一个基板穿过处理区域中的每一个处理区域至少一次。停止第一反应性气体进入处理区域的流动。使第二反应性气体流入处理区域中的一个或多个处理区域中，同时使惰性气体流入不具有第二反应性气体流的任何处理区域中。旋转处理腔室内的多个基板以使基板中的每一个基板穿过处理区域中的每一个处理区域至少一次。停止第二反应性气体进入处理区域的流动。

本公开的附加实施例涉及处理方法。在处理腔室中的基板支撑件上定位多个基板。处理腔室包含多个处理区域，通过气幕使每一个处理区域与相邻的区域分开。使第一反应性气体流入每一个处理区域中。旋转处理腔室内的多个基板以使基板中的每一个基板暴露于至少两个处理区域以及至少两个处理区域之间的气幕。停止第一反应性气体的流动。使第二反应性气体流入每一个处理区域中。旋转处理腔室内的基板以使基板中的每一个基板暴露于至少两个处理区域以及至少两个处理区域之间的气幕。利用净化气体停止第二反应性气体的流动。

本公开的进一步的实施例涉及处理方法，所述方法包含以下步骤：在处理腔室中的基板支撑件上定位六个基板。处理腔室包含多个处理区域，通过气幕使每一个处理区域与相邻的处理区域分开。使第一反应性气体流入处理区域中的每一个处理区域中达第一时间，并且旋转基板支撑件以使每一个基板暴露于至少两个相邻的处理区域。停止第一反应性气体进入处理区域的流动。使净化气体流入每一个处理区域中达第二时间。使第二反应性气体流入处理区域中的每一个处理区域中达第三时间，同时旋转基板支撑件以使每一个基板暴露于至少两个相邻的处理区域。停止第二反应性气体进入处理区域的流动。使净化气体流入处理区域中的每一个处理区域中达第四时间。

附图说明

因此，为了可详细地理解本公开的上述特征的方式，可参照实施例获得对上文简要概述的本公开的更特定描述，实施例中的一些实施例在附图中示出。然而，应注意的是，附图仅示出本公开的典型实施例，因此这些附图不应视为对本公开范围的限制，因为本公开可允许其他同等有效的实施例。

图1是根据本公开的一个或多个实施例的处理腔室的横截面侧视图；

图2示出根据本公开的一个或多个实施例的、具有饼状气体分配扇区的处理腔室的立体图；

图3是根据本公开的一个或多个实施例的、配置有四个气体分配组件和装载站的基板处理系统的平面示意图；

图4示出根据本公开的一个或多个实施例的注入器单元的示意性主视图；以及

图5示出根据本公开的一个或多个实施例的、包含多个处理区域的气体分配组件的示意性主视图。

具体实施方式

本公开的实施例针对用于测量注入器组件与基板或基座组件之间的间隙的装置和方法。本公开的一些实施例针对用于以可重复的方式在基座组件上定位晶片的装置和方法。本公开的一个或多个实施例针对用于测量基座组件的温度的装置和方法。本公开的一些实施例提供对跨电镀区域的间隙的静态和动态3D标测(mapping)，以及使用相机、电容传感器和设计元件进行的直接温度测量和对晶片放置坐标的运行中(onthefly)调整，从而能够监测各种参数。

如本说明书和所附权利要求中所使用，可互换地使用术语“晶片”、“基板”等。在一些实施例中，晶片是刚性、分立的基板，例如200mm或300mm硅晶片。

图1示出处理腔室100的横截面，所述处理腔室100包括气体分配组件120(也称为注入器或注入器组件)和基座组件140。气体分配组件120是用于处理腔室中的任何类型的气体输送装置。气体分配组件120包括前表面121，所述前表面121面向基座组件140。前表面121可具有任何数量或种类的开口以向基座组件140输送气流。气体分配组件120还包括外边缘124，在所示实施例中，所述外边缘124基本上是圆形的。

取决于所使用的特定工艺，所使用的气体分配组件120的特定类型可以有所不同。本公开的实施例可与基座与气体分配组件之间的间隙是受控的任何类型的处理系统一起使用。尽管可采用各种类型的气体分配组件(例如，淋喷头)，但是本公开的实施例对于具有多个基本上平行的气体通道的空间ALD气体分配组件可以是特别有用的。如本说明书和所附权利要求中所使用，术语“基本上平行”是指气体通道的伸长轴在相同的总体方向上延伸。在气体通道的平行性方面可存在轻微的缺陷。多个基本上平行的气体通道可包括至少一个第一反应性气体A通道、至少一个第二反应性气体B通道、至少一个净化气体P通道和/或至少一个真空V通道。从第一反应性气体A通道、第二反应性气体B通道和净化气体P通道流动来的气体被引导至晶片的顶表面。气流中的一些跨晶片的表面水平地移动，并且通过净化气体P通道离开处理区域。从气体分配组件的一端移动至另一端的基板将依次被暴露于工艺气体中的每一种，从而在基板表面上形成层。

在一些实施例中，气体分配组件120是由单个注入器单元组成的刚性固定式主体。在一个或多个实施例中，如图2中所示，气体分配组件120由多个单个的扇区(例如，注入器单元122)组成。单片式主体或者多扇区主体可与所描述公开内容的各种实施例一起使用。

基座组件140定位在气体分配组件120下方。基座组件140包括顶表面141以及在所述顶表面141中的至少一个凹槽142。基座组件140还具有底表面143和边缘144。取决于正在处理的基板60的形状和尺寸，凹槽142可以是任何合适的形状和尺寸。在图1中所示的实施例中，凹槽142具有平坦的底部以支撑晶片的底部；然而，凹槽底部可变化。在一些实施例中，凹槽在围绕所述凹槽的外周缘具有阶梯区域，所述阶梯区域尺寸确定为支撑晶片的外周缘。取决于例如晶片的厚度以及已存在于晶片的背侧上的特征的存在，由阶梯支撑的晶片的外周缘的量可有所不同。

在一些实施例中，如图1所示，基座组件140的顶表面141中的凹槽142的尺寸确定为使得在凹槽142中被支撑的基板60具有与基座140的顶表面141基本上共面的顶表面61。如本说明书和所附权利要求中所使用，术语“基本上共面”是指晶片的顶表面和基座组件的顶表面在±0.2mm内是共面的。在一些实施例中，顶表面在±0.15mm、±0.10mm或±0.05mm内是共面的。

图1的基座组件140包括支撑柱160，所述支撑柱160能够提升、降低并旋转基座组件140。基座组件可包括加热器或气体管线，或在支撑柱160的中心内的电气部件。支撑柱160可以是增加或减小基座组件140与气体分配组件120之间的间隙的主要手段，从而将基座组件140移动到适当的位置中。基座组件140还可包括微调致动器162，所述微调致动器162可对基座组件140进行微调整以在基座组件140与气体分配组件120之间产生预定的间隙170。

在一些实施例中，间隙170的距离处于约0.1mm至约5.0mm的范围内，或处于约0.1mm至约3.0mm的范围内，或处于约0.1mm至约2.0mm的范围内，或处于约0.2mm至约1.8mm的范围内，或处于约0.3mm至约1.7mm的范围内，或处于约0.4mm至约1.6mm的范围内，或处于约0.5mm至约1.5mm的范围内，或处于约0.6mm至约1.4mm的范围内，或处于约0.7mm至约1.3mm的范围内，或处于约0.8mm至约1.2mm的范围内，或处于约0.9mm至约1.1mm的范围内，或为约1mm。

附图中所示的处理腔室100是转盘型腔室，其中，基座组件140可支持多个基板60。如图2中所示，气体分配组件120可包括多个分开的注入器单元122，每一个注入器单元122能够当在注入器单元下方移动晶片时在晶片上沉积膜。两个饼状注入器单元122示出为定位在基座组件140的大致的相对侧上并且在基座组件140上方。仅出于说明性目的，示出这一数量的注入器单元122。将会理解，可包括更多或更少的注入器单元122。在一些实施例中，存在足够数量的饼状注入器单元122以形成符合基座组件140形状的形状。在一些实施例中，可在不影响任何其他注入器单元122的情况下独立地移动、移除和/或替换单个的饼状注入器单元122中的每一个注入器单元。例如，可提升一个区段以允许机器人进出基座组件140与气体分配组件120之间的区域来装载/卸载基板60。

可使用具有多个气体注入器的处理腔室来同时处理多个晶片，使得这些晶片经历相同的工艺流程。例如，如图3中所示，处理腔室100具有四个气体注入器组件和四个基板60。在处理的开始时，可在注入器组件120之间定位基板60。旋转17基座组件14045°将导致注入器组件120之间的每一个基板60被移动至注入器组件120以进行膜沉积，如注入器组件120下的虚线圆圈所示。附加的45°旋转将会使基板60移离注入器组件120。利用空间ALD注入器，在晶片相对于注入器组件的移动期间，在晶片上沉积了膜。在一些实施例中，以增量来旋转基座组件140，所述增量防止基板60在注入器组件120下方停止。基板60和气体分配组件120的数量可以是相同或不同的。在一些实施例中，正在处理的晶片的数量与气体分配组件的数量相同。在一个或多个实施例中，正在处理的晶片的数量是气体分配组件的数量的分数或整数倍。例如，如果存在四个气体分配组件，则存在4x个正在处理的晶片，其中x是大于或等于1的整数值。

图3中所示的处理腔室100仅表示一个可能的配置，并且不应视为限制本公开的范围。在此，处理腔室100包括多个气体分配组件120。在所示实施例中，存在围绕处理腔室100均匀地间隔的四个气体分配组件(也称为注入器组件120)。所示处理腔室100是八边形的；然而，本领域技术人员将理解，这是一种可能的形状，并且不应视为限制本公开的范围。所示的气体分配组件120是梯形的，但可以是单个的圆形部件或像图2中所示的那样由多个饼状区段组成。

图3中所示的实施例包括负载锁定腔室180或类似缓冲站的辅助腔室。此腔室180被连接至处理腔室100的一侧以允许例如从腔室100装载/卸载基板(也称为基板60)。基板机器人可定位在腔室180中以将基板移动到基座上。

转盘(例如，基座组件140)的旋转可以是连续或不连续的。在连续的处理中，持续地旋转晶片，使得这些晶片依次被暴露于每一个注入器。在不连续的处理中，可将晶片移动到注入器区域并停止，随后移动到注入器之间的区域84并停止。例如，转盘可旋转，使得晶片从注射器间的区域跨注入器移动(或停止邻近的注入器)，到达下一注入器间的区域，在这一区域中可再次暂停转盘。注入器之间的暂停可为每一次层沉积之间的附加的处理步骤(例如，暴露于等离子体中)提供时间。

图4示出气体分配组件220的扇区或部分，所述扇区或部分可称为注入器单元122。注入器单元122可单独地使用，或者可结合其他注入器单元来使用。例如，如图5中所示，组合图4的注入器单元122中的四个注入器单元以形成单个气体分配组件220。(为了清晰起见，未示出分隔四个注入器单元的线。)尽管除了净化气体端口155和真空端口145之外，图4的注入器单元122还具有第一反应性气体端口125和第二反应性气体端口135，但是注入器单元122不要求这些部件中的所有部件。

参见图4和图5，根据一个或多个实施例的气体分配组件220可包含多个扇区(或注入器单元122)，其中每一个扇区是完全相同的或不同的。分配组件220定位在处理腔室内，并且在气体分配组件220的前表面121中包含多个伸长的气体端口125、135、145。多个伸长的气体口125、135、145、155从邻近气体分配组件220的内周缘123的区域向邻近气体分配组件220的外周缘124的区域延伸。所示的多个气体端口包括第一反应性气体端口125、第二反应性气体端口135、真空端口145和净化气体端口155，所述真空端口145围绕所述第一反应性气体端口和第二反应性气体端口中的每一个。

参见图4或图5中所示的实施例，当陈述所述端口从至少大约内周区域延伸到至少大约外周区域时，然而，所述端口可不仅仅只是从内区域径向地延伸到外区域。当真空端口145围绕反应性气体端口125和反应性气体端口135时，所述端口可切向地延伸。在图4和图5中所示的实施例中，在所有边缘上(包括邻近内周区域和外周区域)，由真空端口145围绕楔形的反应性气体端口125、135。

参见图4，随着基板沿路径127移动，所述基板表面的每一个部分被暴露于各种反应性气体。沿着路径127，基板将暴露于或“见到”净化气体端口155、真空端口145、第一反应性气体端口125、真空端口145、净化气体端口155、真空端口145、第二反应性气体端口135和真空端口145。因此，在图4中所示的路径127的末端处，基板已被暴露于第一反应性气体125和第二反应性气体135以形成层。所示的注入器单元122形成四分之一圆，但是可以更大或更小。图5中所示的气体分配组件220可视为四个串联连接的图4的注入器单元122的组合。

图4的注入器单元122示出分隔反应性气体的气幕150。术语“气幕”用于描述分隔反应性气体以避免混合的气流或真空的任何组合。图4中所示的气幕150包含真空端口145紧邻第一反应性气体口125的部分、位于中间的净化气体端口155以及真空端口145紧邻第二反应性气体端口135的部分。气流和真空的这一组合可用于防止或最小化第一反应性气体和第二反应性气体的气相反应。

参见图5，来自气体分配组件220的气流和真空的组合形成进入多个处理区域250的分隔。围绕单个的反应性气体端口125、135，以250之间的气幕150粗略地限定了处理区域。图5中所示的实施例组成八个分开的处理区域250以及这些处理区域之间的八个分开的气幕150。处理腔室可具有至少两个处理区域。在一些实施例中，存在至少三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、10个、11个或12个处理区域。

在处理期间，在任何给定的时刻，基板可暴露于多于一个的处理区域250。然而，暴露于不同的处理区域的部分将具有分隔这两个区域的气幕。例如，如果基板的前缘进入包括第二反应性气体端口135的处理区域，则基板的中间部分将处于气幕150下，并且基板的后缘将在包括第一反应性气体端口125的处理区域中。

工厂接口280(例如，可以是负载锁定腔室)示出为连接至处理腔室100。基板60示出为重叠在气体分配组件220上方以提供参考框架。基板60可常常位于基座组件上以被保持在气体分配板120的前表面121附近。经由工厂接口280将基板60装载到处理腔室100中，并装载到基板支撑件或基座组件上(参见图3)。基板60可示出为定位在处理区域内，因为所述基板位于第一反应性气体端口125附近，并且在两个气幕150a、150b之间。沿路径127旋转基板60将围绕处理腔室100逆时针移动基板。因此，基板60将暴露于第一处理区域250a至第八处理区域250h，包括两者之间的所有的处理区域。对于围绕处理腔室的每一个循环，使用所示的气体分配组件，基板60将暴露于第一反应性气体和第二反应性气体的四个ALD循环。

批量处理器中的常规ALD序列(类似于图5中的ALD序列)维持分别来自空间上分开的注入器的化学品A与化学品B，并且注入器之间具有泵送/净化区段。常规的ALD序列具有开始和结束图案，这会导致所沉积的膜的不均匀性。本发明人已惊喜地发现，在空间ALD批量处理腔室中执行的、基于时间的ALD工艺提供了具有较高均匀性的膜。暴露于气体A、无反应性气体、暴露于气体B、无反应性气体的基本工艺将在注入器下吹扫基板以分别利用化学品A与化学品B使表面饱和，从而避免开始和结束图案在膜中形成。本发明人已惊喜地发现，当目标膜厚度是薄的(例如，小于20个ALD循环)时，基于时间的方法是尤其有益的，其中，开始和结束图案对晶片内均匀性性能具有显著的影响。

因此，本公开的实施例针对包含处理腔室100的处理方法，所述处理腔室100具有多个处理区域250a-250h，并且由气幕150将每一个处理区域与相邻的区域分隔。例如，图5中所示的处理腔室。取决于气流的布置，处理腔室内的气幕和处理区域的数量可以是任何合适的数量。图5中所示的实施例具有八个气幕150和八个处理区域250a-250h。气幕的数量一般等于或大于处理区域的数量。例如，如果区域250a不具有反应性气体流，但仅充当装载区域，则处理腔室将具有七个处理区域和八个气幕。

多个基板60定位在基板支撑件(例如，图1和图2中所示的基座组件140)上。围绕处理区域旋转多个基板60以进行处理。一般而言，遍及整个处理过程(包括当没有反应性气体流入腔室中的时期)，气幕150是被占用的(engaged)(气体流动和真空开启)。

使第一反应性气体A流入处理区域250中的一个或多个中，同时使惰性气体流入不具有流入其中的第一反应性气体A的任何处理区域250中。例如，如果第一反应性气体正在流入处理区域250a至处理区域250h中，则惰性气体将流入处理区域250a中。可使惰性气体流过第一反应性气体端口125或第二反应性气体端口135。

处理区域内的惰性气体流可以是恒定或变化的。在一些实施例中，反应性气体与惰性气体共流(co-flow)。惰性气体将充当载气和稀释气体。由于反应性气体的量相对于载气而言较小，因此，共流可通过减小相邻区域之间的压力差使得平衡处理区域之间的气体压力更容易。

在一些实施例中，使第一反应性气体A流入处理腔室内的处理区域中的每一个处理区域中。在一些实施例中，使第一反应性气体流入处理腔室的交替的区域中。因此，使第一反应性气体A流入第一处理区域250a、第三处理区域250c、第五处理区域250e和第七处理区域250g中。其他处理区域将不具有反应性气体流，但可具有惰性气体流(例如，N₂、Ar、He)。

在处理腔室内旋转多个基板60以使这些基板穿过处理区域250中的至少一个处理区域。在一些实施例中，使多个基板中的每一个基板穿过处理区域中的每一个处理区域至少一次。在一些实施例中，基板60中的每一个基板暴露于至少两个处理区域，从而穿过分隔这两个区域的气幕。如果基板的任何部分先前在区域中，则基板被暴露于处理区域。在一些实施例中，如果整个基板已经在处理区域中(无论是曾一度在处理区域中还是正穿过处理区域)，则基板被暴露于所述处理区域。在一个或多个实施例中，每一个基板被暴露于具有反应性气体的至少两个处理区域中。例如，如果交替的区域正在使第一反应性气体A流动，并且其他区域正在使惰性气体流动，则基板将暴露于具有第一反应性气体A的至少两个处理区域以及两者之间的、具有惰性气体的任何处理区域。

基板60将被暴露至的处理区域250的数量将取决于许多因素。例如，基座组件140的旋转速度以及流动的反应性气体的表面饱和所允许的时间。基座组件的旋转速度可自静止至高达约30-60rpm(转每分钟)变化。在处理期间，基座组件的旋转速度在零(例如，不旋转)至约30rpm的范围内。基座组件的旋转速度可影响基板暴露于反应性气体的暴露时间。较慢的旋转速度一般导致较长的暴露时间，反之亦然。如果基座组件旋转过快，则基板向反应性气体的暴露可能不足以利用反应性物质使晶片表面饱和。

在第一时间(在所述第一时间中，将结束第一反应性气体A暴露)之后，净化工艺腔室以去除残留的第一反应性气体。停止第一反应性气体A流动，并使净化气体流入处理区域中。净化气体可作为反应性气体的载气的部分持续地流动，或者可在停止反应性气体流动之后开启。在一些实施例中，净化气体流一直保持恒定，使得当反应性气体共流时，处理区域中的压力将比没有净化气体流时略高。在一个或多个实施例中，处理区域中的压力一直保持基本上相同，使得在反应性气体的共流期间，净化气体流动的量减少了与净化气体共流的反应性气体的量以维持压力。如本说明书和所附权利要求中所使用，在这方面所使用的术语“基本上相同”意味着在单独的处理区域中的压力相对变化不超过10％。在一些实施例中，当反应性气体正在与净化气体或载气共流时，停止反应性气体的流动包含：添加附加的净化气体以补偿反应性气体的体积。在净化气体时间期间，基板可以是静止的或旋转的。在一些实施例中，仅在暴露于第一反应性气体A和第二反应性气体B期间旋转基板。在一个或多个实施例中，遍及整个沉积过程，以一致的速率旋转基板穿过处理区域。在一些实施例中，对于第一反应性气体A和第二反应性气体B暴露中的每一个，以不同速度旋转基板。

在一些实施例中，停止第一反应性气体A进入处理区域的流动或第二反应性气体B进入处理区域的流动包括：使惰性气体流入处理区域中。在一些实施例中，惰性气体流替换反应性气体流。在一个或多个实施例中，遍及整个与反应性气体共流的过程，惰性气体以恒定的压力流入处理区域中，使得处理区域中的压力在反应性气体正在流动时与停止反应性气体时相比有所变化。在一些实施例中，在处理期间，每一个工艺区域独立地维持基本上恒定的压力。如本说明书和所附权利要求中所使用，在这方面所使用的术语“基本上恒定的压力”意味着单个的处理区域中的压力相对变化不超过10％。

在第二时间后，净化气体流已将基本上所有的残留的第一反应性气体A从处理腔室中去除。如本说明书和所附权利要求中所使用，在这方面所所使用的术语“基本上所有的”意味着已去除了足够的第一反应性气体，使得与第二反应性气体的任何气相反应将不会不利地影响所沉积的膜的性能。使第二反应性气体B流入处理区域250中的一个或多个处理区域中，同时使惰性气体流入不具有流入其中的第二反应性气体B的任何处理区域250中。例如，如果第二反应性气体正流入处理区域250b至处理区域250h中，则惰性气体将流入处理区域250a中。可使惰性气体流过第一反应性气体端口125或第二反应性气体端口135。

在第二反应性气体B流动的情况下，在处理腔室内旋转多个基板60以使这些基板60穿过处理区域250中的至少一个处理区域。在一些实施例中，使多个基板中的每一个基板穿过处理区域中的每一个处理区域至少一次。在一些实施例中，基板60中的每一个基板暴露于至少两个处理区域，从而穿过分隔这两个区域的气幕。在一个或多个实施例中，每一个基板暴露于具有反应性气体的至少两个处理区域。如果基板的任何部分先前在区域中，则基板暴露于处理区域。在一些实施例中，如果整个基板已经在处理区域中(无论是曾一度在处理区域中或正在穿过处理区域)，则基板暴露于处理区域。例如，如果交替的区域正在使第二反应性气体B流动，并且其他处理区域正在使惰性气体流动，则基板将暴露于具有第二反应性气体B的至少两个处理区域以及至少两个处理区域之间的、具有惰性气体的任何处理区域。

在第三时间(在所述第三时间中，将结束第二反应性气体B暴露)之后，停止第二反应性气体进入工艺腔室的流动。可净化处理腔室以去除残留的第二反应性气体。停止第二反应性气体B流动，并使净化气体流入处理区域中。净化气体可作为反应性气体的载气的部分持续地流动，或者在停止反应性气体流动之后开启。在一些实施例中，净化气体流一直保持恒定，使得当反应性气体共流时，处理区域中的压力将比没有净化气体流时略高。在一个或多个实施例中，处理区域中的压力一直保持基本上相同，使得在反应性气体的共流期间，净化气体流动的量减小以维持压力。如本说明书和所附权利要求中所使用，在这方面所使用的术语“基本上相同”意味着单独的处理区域中的压力相对变化不超过30％。在净化气体时间期间，基板可以是静止的或旋转的。在一些实施例中，仅在暴露于第一反应性气体A和第二反应性气体B期间旋转基板。在一个或多个实施例中，遍及整个沉积过程，以一致的速率旋转基板穿过处理区域。在一些实施例中，对于第一反应性气体A和第二反应性气体B暴露中的每一个，以不同的速度来旋转基板。

净化处理腔室达第四时间，以便基本上去除所有的残留的第二反应性气体。第一时间、第二时间、第三时间和第四时间可以是相同的，或者每一个都可以是独立地不同的。例如，第一时间和第二时间可以是相同的，且第三时间和第四时间可以是相同的，但是与第一时间和第二时间不同。

在一些实施例中，每一个处理区域独立地暴露于第一反应性气体和第二反应性气体中的一种反应性气体，使得没有处理区域暴露于第一反应性气体和第二反应性气体两者。例如，工艺区域250a-250d可暴露于第一反应性气体，而工艺区域250e-250h可暴露在第二反应性气体。尽管每次仅一种反应性气体在流动，但是可基于反应性气体流动来将腔室分隔成多个处理区域。在一些实施例中，暴露于第一反应性气体的处理区域与暴露于第二反应性气体的处理区域交替。

在广泛的方面，处理腔室包含至少两个处理区域，并且基板支撑件可支撑至少两个基板。在一个或多个实施例中，如图5中所示，处理腔室包含八个处理区域，并且基板支撑件可支撑多达六个基板。在一个或多个实施例中，基板支撑件可支撑至少两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、11个或12个基板。在一些实施例中，第一处理区域250a、第三处理区域250c、第五处理区域250e和第七处理区域250g暴露于基本上由第一反应性气体组成的反应性气体，而第二处理区域250b、第四处理区域250d、第六处理区域250f和第八处理区域250h暴露于基本上由第二反应性气体组成的反应性气体。在一些实施例中，交替的处理区域(例如，偶数编号的区域)暴露于基本上由第一反应性气体组成的反应性气体或(例如，奇数编号的区域)暴露于基本上由第二反应性气体组成的反应性气体。

在一个或多个实施例中，通过顺序地暴露于三甲基铝(trimethylaluminum；TMA)和水中来沉积氧化铝膜。惰性气体可以是任何合适的惰性气体，包括但不限于N₂。在一些实施例中，使TMA流入处理区域中的至少一个处理区域中，并使基板暴露于TMA达第一时间。一些实施例中的第一时间(暴露于第一反应性气体的时间)小于约10s。在一些实施例中，第一时间小于或等于约6秒、5秒、4秒、3秒或2秒。

在一个或多个实施例中，通过顺序地暴露于四氯化钛和氨来沉积氮化钛膜。惰性气体可以是任何合适的惰性气体，包括但不限于N₂。在一些实施例中，使四氯化钛流入处理区域中的至少一个处理区域中，并使基板暴露于四氯化钛达第一时间。一些实施例中的第一时间小于或等于约6秒、5秒、4秒、3秒或2秒。

可改变旋转速度以增加或减少暴露。在一些实施例中，在基板支撑件上以约5rpm、6rpm、7rpm、8rpm、9rpm、10rpm、11rpm、12rpm、13rpm、14rpm或15rpm的速度来旋转基板。在一些实施例中，以约5rpm至约15rpm范围内或约7rpm至约13rpm范围内的速度来旋转基板支撑件。

在一个或多个实施例中，使TMA流入八个处理区域的每一个处理区域中。以约8rpm与约12rpm范围内的速度来旋转六个基板。使基板暴露于TMA达第一时间，所述第一时间具有处于1秒与2秒范围内的长度。停止TMA去往所有的处理区域的流动，并用作为载气流动的氮气净化处理区域达第二时间，所述第二时间在约1秒至约2秒的范围内。使水流入处理区域中的每一个处理区域中，并暴露于基板达第三时间，所述第三时间大于约六秒。停止水，并且已作为载气流动的氮气净化处理区域达第四时间，所述第四时间为至少约六秒。随后重复这一循环以形成具有预定厚度的膜。在一些实施例中，重复循环以沉积具有小于约或的平均厚度的膜。在一些实施例中，跨基板从最小厚度至最大厚度的膜厚度的范围为相对于平均值小于约6％，或相对于平均值小于约5％，或相对于平均值小于约4％。在一些实施例中，15个循环之后的平均厚度在约至约范围内，并且总沉积时间小于约250秒。

在一个或多个实施例中，使四氯化钛流入八个处理区域的每一个区域中。以约8rpm与约12rpm范围内的速度来旋转六个基板。使基板暴露于四氯化钛达第一时间，所述第一时间具有在1秒与2秒范围内的长度。停止去往所有的处理区域的四氯化钛流，并且已作为载气流动的氮气净化处理区域达第二时间，所述第二时间在约1秒至约2秒的范围内。使氨流入处理区域中的每一个处理区域中，并暴露于基板达第三时间，所述第三时间大于约六秒。停止氨，并已作为载气流动的氮气净化处理区域达第四时间，所述第四时间为至少约六秒。然后重复这一循环以形成具有预定厚度的膜。在一些实施例中，重复循环以沉积具有小于约或的平均厚度的膜。在一些实施例中，跨基板从最小厚度至最大厚度的膜厚度的范围为相对于平均值小于约6％，或相对于平均值小于约5％，或相对于平均值小于约4％。在一些实施例中，15个循环之后的平均厚度在约至约范围内，并且总沉积时间小于约250秒。

示例

通过交替三甲基铝(TMA)和水的脉冲将氧化铝沉积到硅晶片上。氮气流作为载气或净化气体一直是开启的。以约10rpm的速度旋转基板。在表1中示出结果。

表1.

尽管上述内容针对本公开的实施例，但是可设计本公开的其他和进一步的实施例而不背离本公开的基本范围，并且本公开的范围由所附权利要求书来确定。