相關申請的交叉引用

本申請是2016年2月16日提交的申請?zhí)枮?5/045,081美國專利申請的部分繼續(xù)申請；所述美國專利申請要求享有2015年11月16日提交的申請?zhí)枮?2/255,644的美國臨時專利申請的權益。15/045,081和62/255,644的公開內容全文出于所有目的以引用的方式并入本文。

本文所述的實施方式涉及使用低蒸汽壓前驅物來進行的化學氣相沉積。

背景技術：

通過氣體的化學反應在基板上形成膜是現(xiàn)代半導體器件制造過程中的主要步驟之一。這些沉積工藝包括化學氣相沉積(cvd)以及等離子體增強化學氣相沉積(pecvd)，pecvd結合傳統(tǒng)cvd技術使用等離子體。cvd和pecvd電介質層可以用作在半導體器件中的不同層。例如，電介質層可以用作在器件中的導電線路或互連件之間的金屬間的電介質層。或者，電介質層可以用作阻擋層、蝕刻停止層或間隔件，以及其它的層。

化學前驅物已引入到基板處理腔室的基板處理區(qū)域中?；宥ㄎ辉诨逄幚韰^(qū)域內，并且一或多種前驅物可被引入到基板處理區(qū)域中，以沉積膜。液體前驅物可通過以下方式來使用：使載氣以“起泡”的方式穿過液體，以將蒸汽載送到基板處理區(qū)域中。這種技術的有效性取決于該液體的蒸汽壓。該液體的溫度可增大以提高蒸汽壓。也已使用超聲發(fā)生器來生成液滴以增加前驅物到基板處理區(qū)域的遞送，然而，液滴大小可不利地影響沉積均勻性和間隙填充能力。

需要用于在氣溶膠輔助的(aerosol-assisted)cvd中減小液滴大小以拓寬可利用低蒸汽壓前驅物的可用應用的方法。

技術實現(xiàn)要素：

描述用于處理在基板表面上的膜的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)具有氣溶膠發(fā)生器，所述氣溶膠發(fā)生器從一或多種前驅物的冷凝物質(液體或固體)來形成液滴。載氣流過所述冷凝物質，并將液滴推向放在基板處理區(qū)域中的基板。與氣溶膠發(fā)生器連接的直列機械泵(inlinemechanicalpump)也可以用于將液滴推向基板。直流(dc)電場被施加在兩個導電板之間，這兩個導電板被構造為使所述液滴在這兩個導電板之間經(jīng)過。所述液滴的大小通過所述dc電場的施加而按需要地減小。在穿過所述dc電場后，所述液滴進入所述基板處理區(qū)域，并且與所述基板進行化學反應來沉積或蝕刻膜。

本文所述的實施方式包括用于在基板上形成自組(self-assembled)單層的裝置。所述裝置包括加熱的載氣源。所述裝置還進一步包括氣溶膠發(fā)生器，所述氣溶膠發(fā)生器被構造為從所述加熱的載氣源接收加熱的載氣，并且被構造為從冷凝物質前驅物來產(chǎn)生氣溶膠液滴。所述裝置還進一步包括前驅物導管，所述前驅物導管被構造為接收所述氣溶膠液滴。所述裝置還進一步包括dc電源。所述裝置還進一步包括頂部電極和底部電極。所述頂部電極和所述底部電極是平行的，并且形成電氣間隙，所述電氣間隙被構造為接收所述氣溶膠液滴。借助真空電饋通(vacuumelectricalfeedthrough)，用來自所述dc電源的差分電壓對所述頂部電極和所述底部電極進行偏置。所述差分電壓被施加在所述頂部電極和所述底部電極之間，用以減小所述氣溶膠液滴的大小。所述裝置還進一步包括基板基座，所述基板基座設置在所述腔室內的基板處理區(qū)域內。所述基板基座被構造為在所述自組單層的形成過程中支撐所述基板。

所述差分電壓可被選擇為形成具有在500v/cm與20000v/cm之間的幅值的電場。所述差分電壓可以在100伏與2千伏之間。所述氣溶膠液滴可以具有在3nm與75nm之間的直徑。

本文所公開的實施方式包括基板處理裝置。所述基板處理裝置包括基板基座，所述基板基座設置在所述基板處理裝置內的基板處理區(qū)域內。所述基板基座被構造為在所述膜的處理過程中支撐基板。所述基板處理裝置還進一步包括載氣源。所述基板處理裝置還進一步包括氣溶膠發(fā)生器，所述氣溶膠發(fā)生器被構造為從所述載氣源接收載氣，并且被構造為從液體前驅物來產(chǎn)生氣溶膠液滴。所述基板處理裝置還進一步加熱器，所述加熱器用于加熱所述載氣源與所述氣溶膠發(fā)生器之間的所述載氣。所述基板處理裝置還進一步包括壓電式換能器(piezoelectrictransducer)，所述壓電式換能器被附連到所述氣溶膠發(fā)生器，用以促成所述氣溶膠液滴的產(chǎn)生。所述基板處理裝置還進一步包括前驅物導管，所述前驅物導管被構造為接收所述氣溶膠液滴。所述基板處理裝置還進一步包括dc電源。所述基板處理裝置還進一步包括第一電極和第二電極。所述第一電極和所述第二電極彼此平行，并由間隙分開。所述間隙被構造為接收所述氣溶膠液滴并且借助真空電饋通從所述dc電源接收電壓。所述電壓被施加在所述第一電極和所述第二電極之間，用以將所述氣溶膠液滴的大小減小到3nm與75nm之間的氣溶膠液滴大小并且將所述氣溶膠液滴的大小維持在3nm與75nm之間，直至所述氣溶膠液滴到達所述基板。

所述液體前驅物可以包括辛基磷酸(ch3(ch2)6ch2-p(o)(oh)2)、全氟化辛基磷酸(cf3(cf2)5ch2-ch2-p(o)(oh)2)、十八烷基膦酸(ch3(ch2)16ch2-p(o)(oh)2)、癸基膦酸、三甲苯基膦酸、環(huán)己基膦酸、己基膦酸或丁基膦酸中的一或多種。所述第一電極和所述第二電極可以是水平的。所述基板可平行于所述第一電極和所述第二電極兩者。所述基板可設置在所述第一電極和所述第二電極之間。所述壓電式換能器可與所述液體前驅物直接接觸?？赏ㄟ^將固體前驅物溶解于溶劑中來形成所述液體前驅物。所述基板可垂直于所述第一電極和所述第二電極兩者。所述基板基座可為電絕緣體。

本文所公開的實施方式包括用于在基板上形成膜的基板處理腔室。所述基板處理腔室包括載氣源。所述基板處理腔室還進一步包括氣溶膠發(fā)生器，所述氣溶膠發(fā)生器被構造為從加熱的載氣源接收加熱的載氣，并且被構造為從冷凝物質前驅物來產(chǎn)生氣溶膠液滴。所述基板處理腔室還進一步包括前驅物導管，所述前驅物導管被構造為接收所述氣溶膠液滴。所述基板處理腔室還進一步包括dc電源。所述基板處理腔室還進一步包括第一電極和第二電極，所述第一電極和第二電極被構造為從dc電源接收dc電壓。所述第一電極和所述第二電極是平行的，并且在所述第一電極與所述第二電極之間形成間隙。所述dc電壓被施加在所述第一電極和所述底第二電極之間，用以減小所述氣溶膠液滴的大小。施加在所述第一電極與所述第二電極之間的所述dc電壓形成電場，所述電場從所述第一電極直接指向所述基板并直接指向所述第二電極。所述基板處理腔室還進一步包括基板基座，所述基板基座設置在所述腔室內的基板處理區(qū)域內。所述基板基座被構造為在所述膜的處理過程中支撐所述基板。

所述間隙可被構造為直接從所述前驅物導管接收所述氣溶膠液滴，而不使得所述氣溶膠液滴穿過所述第一電極或所述第二電極。所述間隙可被構造為通過所述第一電極或所述第二電極中的一或多個孔隙接收所述氣溶膠液滴。所述基板基座可以包括碳塊(carbonblock)。

本發(fā)明的實施方式包括在基板上形成層的方法。所述方法包括將所述基板放入基板處理腔室的基板處理區(qū)域中。所述方法還進一步包括將液體前驅物放入氣溶膠發(fā)生器中。所述方法還進一步包括使載氣流入所述氣溶膠發(fā)生器中，用以產(chǎn)生氣溶膠液滴。所述方法還進一步包括將電場施加至所述氣溶膠液滴。所述方法還進一步包括使所述氣溶膠液滴流入所述基板處理區(qū)域中。所述方法還進一步包括在所述基板上從所述氣溶膠液滴來形成所述層。

所述層可為ii-vi族或iii-v族半導體之一。所述層可為氮化硼、氮化鋁、砷化鎵、磷化鎵、砷化銦或銻化銦之一。所述層可為金屬氧化物，或者可由氧和金屬元素組成。所述電場可為具有指向所述基板的電場的dc電場。所述方法可進一步包括使第二前驅物流入所述基板處理區(qū)域中，用以在所述層上形成單層。在形成所述層的過程中基板處理區(qū)域中的電子溫度可低于0.5ev。

本發(fā)明的實施方式包括處理基板上的層的方法。所述方法包括將所述基板放入基板處理腔室的基板處理區(qū)域中。所述方法還進一步包括將固體前驅物溶解于溶劑中，用以在氣溶膠發(fā)生器內形成前驅物溶液。所述方法還進一步包括使載氣流入所述氣溶膠發(fā)生器中，用以產(chǎn)生氣溶膠液滴。所述方法還進一步包括將電場施加至所述氣溶膠液滴。所述方法還進一步包括使所述氣溶膠液滴流入所述基板處理區(qū)域中。所述方法還進一步包括通過與所述氣溶膠液滴的化學反應來蝕刻所述基板上的層。

所述層可以僅由兩種元素組成。所述層可由iii族元素和v族元素組成。所述層可由ii族元素和vi族元素組成。所述方法可進一步包括使第二前驅物流入所述基板處理區(qū)域中，用以將一個單層從所述層移除。所述電場可為具有指向所述基板的電場的dc電場。所述電場可以具有在500v/cm與20000v/cm之間的幅值。所述氣溶膠液滴可以具有在3nm與75nm之間的直徑。在蝕刻所述層的過程中基板處理區(qū)域中的電子溫度可低于0.5ev。

另外的實施方式以及特征在以下描述中部分闡明，并且部分在查閱本說明書后將變得對本領域技術人員顯而易見，或者可通過實踐所公開的實施方式來了解。所公開的實施方式的特征和優(yōu)點可借助于本說明書中描述的手段、組合和方法來實現(xiàn)和達成。

附圖說明

對所公開的實施方式的本質和優(yōu)點的進一步的理解可以參考本說明書其余部分以及附圖實現(xiàn)。

圖1示出根據(jù)實施方式的成膜(filmformation)工藝的流程圖。

圖2示出根據(jù)實施方式的成膜工藝的流程圖。

圖3a是根據(jù)實施方式在選擇性沉積自組單層后的圖案化基板的側視圖。

圖3b是根據(jù)實施方式在使用自組單層進行選擇性沉積后的圖案化基板的側視圖。

圖3c是根據(jù)實施方式在移除自組單層后的圖案化基板的側視圖。

圖3d是未在本文中公開的實施方式的在選擇性沉積自組單層后的圖案化基板的側視圖。

圖4示出根據(jù)實施方式的沒有和具有自組單層的材料的接觸角的圖。

圖5a示出根據(jù)實施方式的基板處理腔室的橫截面示意圖。

圖5b示出根據(jù)實施方式的基板處理腔室的橫截面示意圖。

圖5c示出根據(jù)實施方式的基板處理腔室的橫截面示意圖。

圖6示出包括根據(jù)實施方式的方法的沉積技術的示意性對照圖。

圖7示出根據(jù)實施方式的示例性的基板處理系統(tǒng)的俯視圖。

在附圖中，類似部件和/或特征可以具有相同參考標記。另外，相同類型的各種部件可通過在參考標記后加上破折號和區(qū)分類似部件的第二參考標記來區(qū)分。如果在本說明書中僅僅使用第一參考標記，那么描述都適用于具有相同的第一參考標記的類似部件中的任一者，而不管第二參考標記如何。

具體實施方式

描述用于處理在基板表面上的膜的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)具有氣溶膠發(fā)生器，所述氣溶膠發(fā)生器從一或多種前驅物的冷凝物質(液體或固體)來形成液滴。載氣流過所述冷凝物質，并將液滴推向放在基板處理區(qū)域中的基板。與氣溶膠發(fā)生器連接的直列機械泵也可以用于將液滴推向基板。直流(dc)電場被施加在兩個導電板之間，這兩個導電板被構造為使所述液滴在這兩個導電板之間經(jīng)過。所述液滴的大小通過所述dc電場的施加而按需要地減小。在穿過所述dc電場后，所述液滴進入所述基板處理區(qū)域，并且與所述基板進行化學反應來沉積或蝕刻膜。

期望拓寬可用于例如cvd、原子層蝕刻(alet)和原子層沉積(ald)腔室中的一套可用化學前驅物。低蒸汽壓固體前驅物和高沸點液體前驅物已經(jīng)難以在蒸汽相遞送到cvd、alet或ald腔室中。這限制了前驅物在薄膜材料沉積中的使用。改進固體和低蒸汽壓液體至處理腔室中的遞送可尤其改進含有多于一種元素的膜的沉積。自組單層(sam)可尤其受益于低蒸汽壓前驅物的使用。比起液體沉積工藝，半導體膜形成應用更受益于干法沉積工藝(蒸汽相)。

本文所述的實施方式可涉及具有低蒸汽壓的固體前驅物和/或液體前驅物。液體和固體(或它們的組合)通?？擅枋鰹槔淠镔|。冷凝物質由一直受相鄰原子/分子施加的力影響的原子/分子組成，并且根據(jù)實施方式可定義為基本沒有或沒有平均自由行程(meanfreepath)的物質。在實施方式中，具有低蒸汽壓的固體前驅物可溶解于單一溶劑或相容溶劑的混合物中，并且這種組合可被稱為冷凝物質。氣溶膠由冷凝物質形成，并且可使用超聲加濕器來形成。超聲加濕器可以具有壓電式換能器，所述壓電式換能器可以在一或多個頻率操作。超聲加濕器可以生成氣溶膠液滴，使用載氣(諸如氮(n2)或氬(ar))將所述氣溶膠液滴載送到反應腔室(基板處理區(qū)域)中。載氣可為惰性，并且既不與冷凝物質形成共價化學鍵也不與基板形成共價化學鍵。與氣溶膠發(fā)生器連接的直列機械泵也可以用于將液滴推向基板。

氣溶膠液滴可以穿過導管，所述導管被加熱來阻止冷凝，或者促成在氣溶膠液滴進入基板處理區(qū)域后與基板的反應。基板處理區(qū)域在基板處理腔室內，并且是在將前驅物遞送到基板處理區(qū)域中之前抽空大氣氣體的真空腔室。在實施方式中，基板處理區(qū)域被密封以隔絕外部大氣，并且可在比大氣壓低得多的壓力下操作，從而抽空大氣氣體。冷凝物質前驅物不需要是揮發(fā)性的以生成氣溶膠液滴。冷凝物質前驅物可溶解于溶劑或溶劑的混合物中，氣溶膠液滴從中產(chǎn)生。由于本文所述的實施方式，現(xiàn)可使用更廣范圍的前驅物，因為揮發(fā)性不再是必要的。基板處理腔室還可被構造有可產(chǎn)生電場的兩個電極。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，電場可按期望減小氣溶膠液滴的大小或維持氣溶膠液滴的較小大小。

為了更好地理解和了解本文所述的實施方式，現(xiàn)參考圖1和圖2，圖1和圖2是根據(jù)實施方式的成膜工藝(101和201)的流程圖。同時將會參考圖5a，圖5a包括根據(jù)實施方式的基板處理腔室1001的橫截面示意圖。圖5a、圖5b、圖5c的基板處理腔室的任一者或它們元件的組合可以用來執(zhí)行本文所述的工藝(例如，101或102)。在工藝101中，在操作110中，將基板1013遞送到基板處理腔室1001的基板處理區(qū)域中?；?013被基板基座1014支撐，所述基板基座1014可由使熱控制的液體通過基板基座1014而被電阻式地加熱和/或冷卻?；寤囊徊糠趾驼麄€基板1013示為在基板處理區(qū)域內?；逄幚韰^(qū)域另外由石英擋板1012和石英外殼1016界定，石英擋板1012和石英外殼1016可被包括以在成膜過程中以有益的方式降低腔室主體1006的溫度。

在操作120中，將固體前驅物溶解于溶劑中，并且放入具有壓電式換能器1004-1的氣溶膠發(fā)生器1003-1中。在操作130中，在加熱的載氣源1002中加熱載氣，并且使載氣流入氣溶膠發(fā)生器1003-1中。通過向換能器的頂部和底部施加振蕩電壓來振動壓電式換能器1004-1，并且在氣溶膠發(fā)生器1003-1中從前驅物溶液產(chǎn)生氣溶膠液滴(操作140)。另外，在操作140中，氣溶膠液滴流過前驅物導管1015-1并且通過頂蓋1005進入基板處理腔室1001。在進入容納有基板1013的基板處理區(qū)域前，氣溶膠液滴還流過頂部電極1009，并且接著流過底部電極1010。dc電場被施加在頂部電極1009與底部電極1010之間，同時氣溶膠液滴在兩個電極之間經(jīng)過(操作150)。電場被施加在電場區(qū)域1011中，并且從頂部電極1009指向底部電極1010。絕緣體1008被構造為維持頂部電極1009與底部電極1010之間的電氣分離。在實施方式中，腔室主體1006和頂蓋1005還可與頂部電極1009和底部電極1010之一或兩者電氣絕緣。dc電壓差在dc電源1007內產(chǎn)生，并且借助真空相容電饋通來傳入基板處理區(qū)域。在實施方式中，通過施加垂直于基板1013的主平面的dc電場來減小或維持氣溶膠液滴的較小大小。頂部電極1009和底部電極1010具有允許氣溶膠液滴穿過這兩者的穿孔，但是這兩者還是平面的，并且每者均平行于基板1013的主平面?；暹€可在沉積過程中被電氣偏置。在操作160中，從氣溶膠液滴沉積膜在基板1013上，并且在操作170中，將基板從基板處理區(qū)域移除。

氣溶膠發(fā)生器1003可定位成靠近基板處理腔室1001，以進一步維持較小的氣溶膠液滴大小。氣溶膠發(fā)生器1003內的容積可大致與將處理的基板的面積成比例。例如，對于300mm基板，可使用一升氣溶膠發(fā)生器1003來產(chǎn)生氣溶膠液滴。可使用質量流量控制器來控制前驅物導管1015-1內的氣溶膠液滴向基板處理腔室1001流動的流量。前驅物導管1015-1可含有受熱的活性炭，用以維持氣溶膠液滴的高溫(高于室溫)，這還幫助維持較小的氣溶膠液滴大小。

對于成膜工藝101，已經(jīng)使用固體前驅物。在實施方式中，可能已經(jīng)使用固體或液體前驅物，并且固體前驅物示例性地表現(xiàn)出在容納低蒸汽壓前驅物上的技術有效性。在接下來的實例中，使用液體前驅物，但是在實施方式中，固體前驅物可以替代液體前驅物。在操作210中，將基板放入基板處理區(qū)域內。

將液體前驅物放入有嵌入式換能器1004-2的氣溶膠發(fā)生器1003-2中。在加熱的載氣源1002中加熱載氣，并且使載氣流入氣溶膠發(fā)生器1003-2。通過向換能器的頂部和底部施加振蕩電壓來振動換能器1004-2，并且在氣溶膠發(fā)生器1003-2中從前驅物溶液產(chǎn)生氣溶膠液滴(操作220)。根據(jù)實施方式，液體前驅物還可溶解于一種溶劑或相容溶劑的組合中，正如第一實例的固體前驅物的情況那樣。接著，氣溶膠液滴流過前驅物導管1015-2并且通過頂蓋1005進入基板處理腔室1001。在操作230中，在進入容納有基板1013的基板處理區(qū)域前，氣溶膠液滴還接著流過頂部電極1009，并且流過底部電極1010。在進入基板處理區(qū)域前，dc電場被施加在頂部電極1009與底部電極1010之間，同時氣溶膠液滴在兩個電極之間經(jīng)過。電場被施加在電場區(qū)域1011中，并且從頂部電極1009指向底部電極1010。絕緣體1008被構造為維持頂部電極1009與底部電極1010之間的電氣分離。dc電壓差在dc電源1007內產(chǎn)生，并且借助真空相容電饋通來傳入基板處理區(qū)域。在實施方式中，通過施加垂直于基板1013的主平面的dc電場來減小或維持氣溶膠液滴的較小大小。頂部電極1009和底部電極1010具有允許氣溶膠液滴穿過這兩者的一或多個穿孔，但是這兩者還是平面的，并且每者均平行于基板1013的主平面。在實施方式中，基座可相對于腔室主體1006、頂部電極1009和/或底部電極1010被電氣偏置。

從較小氣溶膠液滴沉積薄膜在基板1013上?；逄幚韰^(qū)域可被抽空以移除未反應氣溶膠液滴和反應副產(chǎn)物。有不同化學特性的第二前驅物接著流入基板處理區(qū)域(操作240)，用以在操作250中，完成“原子”層沉積膜(ald)的形成。如果尚未達到目標厚度，那么工藝可以重復(操作260)。一旦達到目標厚度，在操作270中，將基板從基板處理區(qū)域移除。一般來說，前驅物可以按一種相繼、交替的方式被遞送到基板處理區(qū)域，如實例中那樣，或者根據(jù)實施方式，它們可以同時進入反應器。在實施方式中，前驅物在進入基板處理區(qū)域前，可與彼此組合。

本文所述的工藝和設備的益處可涉及處理時間的減少。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用低蒸汽前驅物來進行的成膜經(jīng)常需要數(shù)個小時并且甚至是數(shù)十小時，才能得到有益的膜厚度。根據(jù)實施方式，本文所述的技術和硬件可用來使膜蝕刻/成膜時間減少超過100至超過1000倍。在實施方案中，蝕刻/沉積時間可以在5秒與5分鐘之間，或者在15秒與2分鐘之間。本文所述的蒸汽蝕刻或氣相沉積技術是“干法”工藝，其中反應是由氣體表面化學反應主導。一些現(xiàn)有技術工藝涉及將圖案化基板浸入含低蒸汽壓力前驅物的液體溶液中，用以獲得期望的蝕刻或沉積速率。在本文中，前驅物以氣相被遞送到基板，并且工藝可因此描述為干法工藝。本文所述的干法工藝避免可能因液體處理的表面張力對小線寬的圖案化基板造成的損壞。干法工藝和設備的益處包括實現(xiàn)高蝕刻/沉積速率，同時避免圖案毀壞。

在所有本文所述的實施方式中，前驅物呈冷凝物質相，這可包括溶解在溶劑中。在實施方式中，該冷凝物質前驅物的蒸汽壓力在溶解前(或者如果完全未使用到溶劑)可以為零、低至不可測量、低于10torr、低于20torr或低于30torr。根據(jù)實施方式，在溶解后，含冷凝物質前驅物和合適溶劑的溶液的蒸汽壓可為10torr、低于30torr或低于50torr。示例性冷凝物質前驅物將會在引入激發(fā)性的沉積應用(motivatingdepositionapplication)后呈現(xiàn)。

可受益于本文所述的技術和硬件的示例性的沉積應用是形成自組單層，這可涉及使用低蒸汽壓液體前驅物。本文所述的沉積工藝的益處是精細且復雜地圖案化基板上的極度共形沉積速率。較深的間隙、溝槽或過孔相對溝槽內的較深部分來說經(jīng)常在它們的開口附近呈現(xiàn)更高的沉積速率，尤其是在液滴大小相較特征大小或線寬來說較大的時候。根據(jù)實施方式，本文所述的方法可以用來沉積具有在0.5nm與20nm之間、在1nm與10nm之間或在2nm與5nm之間的均勻或相對均勻的厚度的共形膜(conformalfilm)。所述方法可替代地用于以均勻蝕刻速率來蝕刻，無論圖案化基板上的圖案化多復雜都是如此。在實施方式中，過孔或溝槽(特征)的寬度和深度可以在3nm與20nm之間或在5nm與10nm之間。所有本文所述的參數(shù)可適用于蝕刻和沉積兩者，但是例示性的實例描述的是沉積工藝。在實施方式中，過孔或溝槽的寬度(在更窄的維度上)可以小于30nm、小于20nm或小于10nm。深度在本文中是從溝槽的頂部至底部來測量的?！绊敳俊?、“上方”和“向上”在本文中將用來描述垂直地遠離于基板平面并且在垂直方向上更遠離基板的主平面的部分/方向?！柏Q直”將用來描述朝向“頂部”在“向上”方向上對準的對象。其它類似術語也可使用，它們含義現(xiàn)將清楚。

示例性的低蒸汽壓前驅物包括可用于形成自組單層(sam)的前驅物。本文所述的技術可以用于除了以下所呈現(xiàn)的那些外的許多地方，不過例示性的實例可有助于理解本文所公開的實施方式。用于沉積自組單層的前驅物可以具有在化學上與頭部部分(headmoiety,hm)區(qū)分開來的尾部部分(tailmoiety,tm)，hm已被發(fā)現(xiàn)對于自組單層的形成來說是有益的。前驅物可為磷酸，所述磷酸包括具有化學式po(oh)2的hm。根據(jù)實施方式，低蒸汽壓冷凝物質前驅物所述液體前驅物可以包括辛基磷酸(ch3(ch2)6ch2-p(o)(oh)2)、全氟化辛基磷酸(cf3(cf2)5ch2-ch2-p(o)(oh)2)、十八烷基膦酸(ch3(ch2)16ch2-p(o)(oh)2)、癸基膦酸、三甲苯基膦酸、環(huán)己基膦酸、己基膦酸或丁基膦酸中的一或多種。

尾部部分(tm)可阻止或阻礙在后續(xù)暴露于第二沉積前驅物的過程中在圖案化的層上成膜。根據(jù)實施方式，磷酸前驅物的尾部部分可以包括具有在鏈中共價鍵合到彼此的多于5個碳原子、多于6個碳原子或多于7個碳原子的全氟化烷基團。對于更小的碳鏈，存在更大的氟原子作為對小得多的氫原子的替代似乎阻礙了圖案化層成核。在實施方式中，磷酸前驅物的尾部部分可以包括具有在鏈中共價鍵合的多于12個碳原子、多于14個碳原子或多于16個碳原子的烷基團。根據(jù)實施方式，tm可以包含線型或芳族烴，諸如-ch2、c6h5、c6h4、c2h5或-ch2ch2ch3。

用于沉積自組單層(sam)的前驅物可以提供共價鍵合到基板的頭部部分，以及從共價鍵遠離基板延伸的尾部部分。尾部部分包括稱為鏈的相對長的共價鍵序列。在實施方式中，sam可穩(wěn)定為(阻止分解(resistdecomposition))高達300℃或350℃基板溫度?；瘜W前驅物分子的hm可以包含含硫基團，諸如硫醇基團。根據(jù)實施方式，前驅物可為甲硫醇(ch3sh)、乙硫醇(c2h5sh)或丁硫醇(c4h9sh)、n-烷基硫醇{ch3(ch2)n-1sh，其中n為8、12、16、18、20、22或29}。在實施方式中，前驅物可為cf3和cf2封端的硫醇(terminatedthiols)中的一或多種，諸如cf3(cf2)n(ch2)11)sh和cf3(cf2)9(ch2)nsh(其中n為2、11或17)，以及n為9-15的(cf3(ch2)nsh)。根據(jù)實施方式，頭部基團可以包含含氮基團。在實施方式中，前驅物可為3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)、(3-氨丙基)三甲氧基硅烷((3-aminopropyl)trimethoxysilane，aptms)、1,3二氨基丙烷、乙二胺、乙二胺四乙酸、二乙胺和甲胺中的一或多種。

膜沉積到圖案化的層上在sam上的速率可遠低于膜沉積到未被自組單層覆蓋的部分上的速率。膜沉積在sam上的速率可以因sam存在而降低，并且這個沉積速率可遠低于sam不存在的情況。在實施方式中，在無sam的部分上沉積的速率可為大于在sam部分上生長的速率的100倍、大于150倍或大于200倍。sam層的存在或缺乏可由低蒸汽壓前驅物與圖案化基板上的不同暴露部分在親合性(affinity)上的差異確定。例如，sam的沉積速率可以在暴露的金屬部分上容易進行，但是在圖案化基板的暴露的電介質部分上并非如此。金屬部分可以是導電的，并且可以包含形成處于冷凝物質狀態(tài)的導電材料的元素或由這種元素組成(如果并不存在其它元素的話)。在實施方式中，sam層的在暴露的金屬部分上的沉積速率可以是超過在暴露的電介質部分上的沉積速率的10、15、20或25倍。

在實施方式中，前驅物可沉積在圖案化的層的兩個或更多個化學上不同的部分上，但是可以在這兩個部分的僅一者上形成共價鍵。在另一部分上，前驅物可通過物理吸附(physisorption)來鍵合，這意味著在前驅物與第二暴露表面部分之間并未形成共價鍵。在這種情景下，物理吸附的前驅物可被容易地移除，同時允許化學吸附(chemisorb)(共價鍵合)的前驅物留下。這是一種用于產(chǎn)生選擇性地沉積的sam層的替代方法。

如此處生長的自組單層(sam)可以被選擇性地沉積在圖案化基板的一些部分上，但不沉積在其它部分上。接著，后續(xù)沉積可以在無sam涂層的區(qū)域上進行。本文所述的方法相較于涉及到平版印刷式圖案化的傳統(tǒng)方法來說，可節(jié)省成本并且提高覆蓋的準確性(overlayaccuracy)。在sam選擇性沉積后，后續(xù)沉積也可稱為選擇性沉積，但是所述后續(xù)沉積是選擇性地沉積的sam層的倒像(reverseimage)。后續(xù)沉積的膜可以在完成的集成電路的運行中或在另外處理中具有更大的實用性(相較sam來說)。圖3a、圖3b和圖3c是自組單層310和選擇性地沉積的電介質315-1的選擇性沉積期間或之后的某些點處的圖案化基板的側視圖。在圖3a中，自組單層310被沉積在位于圖案化基板301內的間隙中的暴露的銅305上，但不沉積在其它的暴露部分上。暴露的銅305可以是裸露的，即，在銅305的頂部與自組單層310之間可不具有襯墊層或阻擋層。

圖3b示出選擇性地沉積的電介質315-1，所述電介質315-1形成在無自組單層的位置，在實例中，即非銅的任何地方。每處自組單層310可被移除以留下選擇性地沉積的電介質315-1，例外的是圖案化基板301的間隙中的嵌入的銅305，如圖3c所示。圖3d是在本文中未公開實施方式的在選擇性地沉積自組單層后的圖案化基板的側視圖。形成自組單層的現(xiàn)有技術方法已利用圖3a-3c的工藝流程來得到測試，并趨向于產(chǎn)生選擇性地沉積的電介質315-2，這種選擇性地沉積的電介質315-2覆蓋在嵌入的銅305的各部分上，并且增加在完成器件內的電阻率或造成完成器件故障。

圖4示出根據(jù)實施方式的沒有和具有被吸附的自組單層的材料的接觸角(contactangle)的圖。通過用去離子水潤濕表面并且觀察由水作用于各種材料形成的角度來在每個表面上測量接觸角。氧化硅、低k電介質、銅和氮化鈦被表征來測量接觸角，并且從左至右示出四種材料。圖4中的每個虛線矩形表示四種材料中的一種材料，并且包含兩次測量：一次測量是從裸露表面，并且一次測量是在暴露于十八烷基膦酸(被稱為odpa)之后。僅銅顯示在裸露表面與暴露于十八烷基膦酸的表面之間的統(tǒng)計學顯著差異。在裸露表面和暴露表面之間缺乏差異證明十八烷基膦酸未化學吸附到氧化硅、低k電介質和氮化鈦中的每者上。在實施方式中，自組單層可被形成在圖案化基板的一些部分(例如，銅)上，而不形成在另一部分上。根據(jù)實施方式，接著，后續(xù)沉積可以僅在無sam涂層的區(qū)域上進行。

根據(jù)實施方式，可用于溶解低蒸汽壓冷凝物質前驅物的示例性的溶劑可以包括異丙醇(ipa)、1-丁醇、甲苯、二甲苯、苯、己烷、環(huán)己烷、四氫呋喃、二甲亞砜、二甲基甲酰胺、乙腈、二氯甲烷、乙酸乙酯和三氯甲烷中的一或多種。在實施方式中，溶劑可以包含芳族烴，可以包含碳和氫或由碳和氫組成，或者可以包括碳、氫和氧或由碳、氫和氧組成。

圖5a示出根據(jù)實施方式的基板處理腔室的橫截面示意圖，所述基板處理腔室可以用于執(zhí)行前述方法?；鍦囟仍诔练e過程中可升高至高于室溫，這取決于生長的膜類型。本文中介紹的干法工藝使得工藝能夠在比現(xiàn)有技術液體工藝更高的溫度下執(zhí)行。較小的氣溶膠液滴可以離開石英擋板1012的孔，接著會接近并且接觸基板1013，同時基板被維持處于在100℃與800℃之間、在200℃與700℃之間、在300℃與600℃之間或在400℃與500℃之間的溫度。這些基板溫度可存在于所有本文所述的沉積操作。腔室主體1006和/或頂蓋1005可為不銹鋼(例如，sst304或優(yōu)選地sst316)材料，這種材料能夠承受相對高的溫度(可能高達400℃)，同時維持石英擋板1012/石英外殼1016內的基板處理區(qū)域與腔室主體1006和頂蓋1005外的大氣之間的真空完整性(vacuumintegrity)。腔室主體1006、頂蓋1005和任何其它部件可用o形環(huán)密封，所述o形環(huán)可與特定工藝環(huán)境相容，用以確?；逄幚韰^(qū)域與基板處理腔室1001外的大氣之間的氣體隔離。

腔室主體1006和/或頂蓋1005可借助使冷卻劑流過通過例如不銹鋼加工或形成的冷卻劑通道來冷卻。冷卻劑通道可設置在o形環(huán)連接件附近，以防o形環(huán)暴露于高溫下。為了安全或降低石英擋板1012和石英外殼1016(基板處理區(qū)域)內的基礎壓力(basepressure)，頂蓋1005和/或腔室主體1006的溫度可在成膜期間維持低于70℃。石英擋板1012和石英外殼1016的存在可進一步促成頂蓋1005和/或腔室主體1006的操作溫度的降低。石英擋板1012(例如，帶孔隙的石英部分)、頂部電極1009和/或底部電極1010可在成膜期間保持低于100℃?；寤?014可被加熱至基板1013的先前給出的期望溫度，并且將基板1013的溫度維持處于有助于工藝的水平?；寤?014是可豎直地調整的，用以在將基板1013相對于石英擋板1012的底部定位過程中提供靈活性。熱電偶可附接到頂蓋1005和/或腔室主體1006或嵌入在頂蓋1005和/或腔室主體1006內，用以提供對溫度和/或冷卻劑流量的反饋控制。熱電偶還可用于在超過安全溫度上限設定點情況下，停止前驅物流量，并且還停止給基板基座1014加熱。

在實施方式中，在本文所述的沉積工藝過程中基板處理區(qū)域中的壓力可為在10torr與750torr之間、在20torr與700torr之間或在100torr與600torr之間。根據(jù)實施方式，反應可熱進行(proceedthermally)，僅由基板本身d溫度激發(fā)。在依賴于基板溫度實現(xiàn)沉積反應的實施方式中，術語“不含等離子體”在本文中可以用來描述在不使用或實質上不使用等離子體功率的應用期間的基板處理區(qū)域。在基板處理區(qū)域中缺乏等離子體將以可分開或組合地使用的若干互補方式量化。等離子體功率還可保持低于小閾值量，以使適當反應能夠進行。在實施方式中，施加到基板處理區(qū)域的等離子體功率可以小于100瓦、小于50瓦、小于30瓦、小于10瓦，并且可為0瓦。

任何局部等離子體的缺乏(或量值減小)在使沉積工藝更共形并且更不可能使特征變形上是令人滿意的。術語“不含等離子體”在本文中將會用來描述在不將或實質上不將等離子體功率施加到基板處理區(qū)域期間的基板處理區(qū)域。另一方面，根據(jù)實施方式，基板處理區(qū)域中的電子溫度可以小于0.5ev、小于0.45ev、小于0.4ev或小于0.35ev。在實施方式中，低蒸汽壓前驅物在進入基板處理區(qū)域前不會在任何遠程等離子體中受到激發(fā)。例如，在遠程等離子體區(qū)域或單獨的腔室區(qū)域存在并且用于將氣溶膠液滴引導向基板處理區(qū)域以及任何遠程區(qū)域可為如本文定義的不含等離子體的情況下。

間隙(在圖5a中示為電場區(qū)域1011)存在于頂部電極1009與底部電極1010之間。形成電場區(qū)域1011的間隙在底部電極1010的頂表面與頂部電極1009的底表面之間受到測量。根據(jù)實施方式，電場區(qū)域1011的高度可為在0.5mm與10mm之間或在1mm與3mm之間。在實施方式中，施加在頂部電極1009與底部電極1010之間以維持或實現(xiàn)較小氣溶膠液滴大小的電壓可以是將頂部電極1009相對于底部電極1010置于正電位的dc電壓，或是將底部電極1010相對于頂部電極1009置于負電位的dc電壓。根據(jù)實施方式，dc電壓差的幅值可為在100伏與2千伏之間、在200伏與1000伏之間或在500伏與800伏之間。在實施方式中，頂部電極1009與底部電極1010之間的dc電場可以具有在500v/cm與20000v/cm之間、在1000v/cm與10000v/cm之間或在2000v/cm與7000v/cm之間的幅值。根據(jù)實施方式，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過施加dc電場將減小較小直徑的液滴，或維持它們的大小，甚至在氣溶膠液滴不帶電荷且無極性的情況下也是如此。

現(xiàn)將描述本文所述的硬件和工藝的另外益處?，F(xiàn)有技術氣溶膠液滴已經(jīng)具有在約0.5μm與幾μm之間的直徑。由于將前驅物遞送到基板的較大直徑液滴的存在，產(chǎn)生若干問題。根據(jù)實施方式，此處形成的氣溶膠液滴可以具有在3nm與75nm之間、在5nm與50nm之間或在10nm與25nm之間的直徑。較小氣溶膠液滴尺寸促成前驅物源穿透到圖案化基板上的更小特征中。更小的大小可以導致增強的材料間隙填充和間隙內更少的留出空隙(trappedvoid)。更小的大小由于穿透狹窄間隙的能力而還可實現(xiàn)更共形的沉積。氣溶膠液滴具有更小的大小還增加了表面/體積比(surfacetovolumeratio)，這使低蒸汽壓前驅物(以及如果使用溶劑時的溶劑)中存在的元素能夠更快速地釋放。一些元素是沉積的膜中不期望的。本文所述的更小的液滴大小使得不期望的元素(例如，碳或氫)形成在沉積反應過程中容易從表面脫離的揮發(fā)性物質。另外的益處包括使用本文所述的技術來實現(xiàn)的減小的表面粗糙度以及晶界(grainboundary)數(shù)量和大小的減小。

可使用超聲攪拌(grainboundaries)在氣溶膠發(fā)生器1003中產(chǎn)生較小的氣溶膠液滴。如上所述，氣溶膠液滴的大小可通過在氣溶膠液滴進入基板處理區(qū)域前在電場區(qū)域1011中施加dc電場來減小(或它們的生長被阻止)。顆粒過濾器1019可安裝在氣溶膠發(fā)生器1003下游，以進一步減小被允許穿過前驅物導管1015、穿過電場區(qū)域1011并且進入基板處理區(qū)域的氣溶膠液滴的大小。根據(jù)實施方式，顆粒過濾器1019可以允許具有小于0.3μm、小于0.25μm或小于0.2μm的直徑的氣溶膠液滴穿過，同時抑制或阻止具有大于這些大小閾值的直徑的液滴流動。過濾器可放置在沿前驅物導管1015的任何位置處，包括在頂部電極1009正上方的位置處。在實施方式中，過濾器可位于頂部電極1009中、可位于電場區(qū)域1011中、可位于底部電極1010中，或甚至在底部電極1010下游。氣溶膠液滴的大小可使用原位顆粒大小分析器(諸如冷凝顆粒計數(shù)器或檢測器)來測量。

在所有本文所述的沉積操作過程中，在將氣溶膠液滴引入基板處理區(qū)域中前，可使用真空泵1017來抽空基板處理腔室1001內的基板處理區(qū)域。在釋放到大氣中前，一些化學物質可能需要在穿過真空泵1017后進一步地處理。洗滌器1018可放置在真空泵1017下游，用以在釋放工藝流出物前修改或移除工藝流出物的化學成分。閉環(huán)排放反饋系統(tǒng)可以用來維持基板處理區(qū)域內的期望壓力。如果基板處理區(qū)域內的壓力被測量為高于設定值的壓力(或過壓情況)，那么自動閥(未示出)可釋放基板處理腔室1001內的壓力，使基板處理區(qū)域向真空泵1017和洗滌器1018開放。

本文所述的設備和技術可用于蝕刻或形成多種層，包括金屬、半導體和絕緣體。根據(jù)實施方式，這些層可以是共形的，并且可以是由有機或無機分子或原子層沉積(ald)來形成的自組單層(sam)。僅僅作為例示性的實例，可使用這些技術蝕刻或沉積的膜包括砷化銦鎵、磷化銦鎵、砷化鎵和氧化鈦。在實施方式中，膜可為金屬氧化物、iii-v半導體或ii-vi半導體。

圖5a示出用于將低蒸汽壓前驅物遞送到基板處理區(qū)域中的兩個氣溶膠發(fā)生器(1003-1和1003-2)?？梢源嬖诙嘤趦蓚€氣溶膠發(fā)生器，并且它們可以被非氣溶膠生成源來增強，為增加可讀性，所述非氣溶膠生成源在附圖中未示出。在氣溶膠發(fā)生器中的一或多個中的換能器可替代地剔除(leaveoff)，用以為非氣溶膠生成源配備圖示的硬件。在膜生長過程中，氣溶膠生成源中的一或多個可以用來將摻雜物遞送到膜，正如可用于生長摻雜有電子受體或供體的半導體的情況那樣。以此方式，n型或p型半導體(例如，硅)可使用本文所述的技術和硬件來形成。

圖5b示出根據(jù)實施方式的另一基板處理腔室1101的橫截面示意圖，所述基板處理腔室也可用于執(zhí)行前述方法。每個實施方式的特征和要素可添加至另一實施方式的一些或所有特征和要素，以得到另外的實施方式?；?113被放入基板處理腔室1101的基板處理區(qū)域中，用于沉積?；?113被支撐在底部電極1114上。載氣從載氣源1102通過載氣供應閥1104流入氣溶膠發(fā)生器1110中。rf功率源1106被構造為將交流電信號(例如，超聲)供應到設置成與氣溶膠發(fā)生器1110物理接觸的壓電式換能器1108。壓電式換能器1108蒸發(fā)冷凝物質前驅物源(例如，固體或液體)，并且源自于載氣源1102的載氣流過氣溶膠發(fā)生器1110，并且將蒸發(fā)的前驅物通過腔室入口閥1111載送到基板處理腔室1101的基板處理區(qū)域中。載氣可以在如前所述穿過載氣供應閥1104并且進入氣溶膠發(fā)生器1110之前受到加熱。

底部電極1114平行于頂部電極1112，并且蒸發(fā)的前驅物或氣溶膠液滴從這些電極之間遞送到基板處理區(qū)域中。圖5a示出通過這些電極中的一個電極被遞送的氣溶膠液滴，并且圖5b示出不需要流過電極的構造。dc電源(在此時未示出)被構造為在頂部電極1112與底部電極1114之間施加dc電壓，以實現(xiàn)或維持基板處理區(qū)域中蒸發(fā)的前驅物中的較小液滴大小。電場從頂部電極1112指向底部電極1114。電絕緣體設置在頂部電極1112與底部電極1114之間，用以確保可獨立可控的電壓電平。在實施方式中，dc電壓差在dc電源內生成，可使用真空饋通施加至頂部電極1112和底部電極1114，或直接施加至這些電極，而不需要首先穿過真空。在實施方式中，通過施加垂直于基板1113的dc電場來減小或維持氣溶膠液滴的較小大小。在實施方式中，頂部電極1112和底部電極1114是平面的，并且各自平行于基板1113的主平面?；蹇稍诔练e過程中受到電氣偏置。從氣溶膠液滴沉積膜在基板1113上。未反應的前驅物或其它工藝流出物可使用真空泵1118泵送出，并且洗滌器1120可用來使工藝流出物在化學上發(fā)生更改，用以提高環(huán)境的相容性。

加熱器線圈1116可設置在頂部電極1112和/或底部電極1114上。加熱頂部電極1112和/或底部電極1114阻礙了蒸發(fā)的前驅物冷凝并且進一步減小液滴大小。基板溫度在沉積過程中可升高至高于室溫，這取決于生長的膜類型。本文中介紹的干法工藝使得工藝能夠在比現(xiàn)有技術液體工藝更高的溫度下執(zhí)行。根據(jù)實施方式，蒸發(fā)的前驅物與基板1113接觸的同時，基板維持在100℃與800℃之間、在200℃與700℃之間、在300℃與600℃之間或在400℃與500℃之間的溫度。工藝壓力也在之前給出，并且為了簡潔起見，這里將不在此重復。根據(jù)實施方式，反應可熱進行，僅由基板本身的溫度激發(fā)?；逄幚韰^(qū)域可描述為不含等離子體，它的定義先前已呈現(xiàn)出。根據(jù)實施方式，頂部電極1112與底部電極1114之間的間隙可為在1.0mm與10mm之間或在1.5mm與3mm之間。電壓、電場強度、液滴大小和工藝益處先前已呈現(xiàn)出。

圖5c示出根據(jù)實施方式的另一基板處理腔室1201的橫截面示意圖，所述基板處理腔室也可用于執(zhí)行前述方法。每個實施方式的特征和要素可添加至另一實施方式的一些或所有特征和要素，以得到另外的實施方式。基板1215在沉積前被放入基板處理腔室1201的基板處理區(qū)域中?；?215被支撐在基板基座1216上?；寤?216可為真空相容材料，在實施方式中為電絕緣體?；寤?216可進一步被構造為是在本文所述的基板溫度下可真空相容的。在實施方式中，基板基座1216可為碳塊，并且可以包含碳或由碳組成。載氣從載氣源1202流入氣溶膠發(fā)生器1210中，并且以起泡的方式通過液體前驅物1206。rf功率源(未示出)被構造為將交流電信號(例如，超聲)供應到設置在氣溶膠發(fā)生器1210內部的壓電式換能器1204。壓電式換能器1204可振動以有益地促成液體前驅物1206的氣溶膠液滴朝基板處理腔室1201的基板處理區(qū)域的載送。

在這個特定實施方式中，電極豎直對準。第一電極1214也平行于第二電極1218，并且蒸發(fā)的前驅物或氣溶膠液滴通過第一電極1214遞送到在兩個電極之間的基板處理區(qū)域中。圖5a示出通過這些電極中的一個電極被遞送的氣溶膠液滴，并且圖5c示出有這種共有性質的構造。dc電源(在此時未示出)被構造為在第一電極1214與第二電極1218之間施加dc電壓，以實現(xiàn)或維持基板處理區(qū)域中蒸發(fā)的前驅物中的較小液滴大小。電場從第一電極1214指向第二電極1218。第一電極1214與第二電極1218之間的所有直接連接是電氣絕緣的。在實施方式中，入口板1212也可通過在第一電極1214與入口板1212之間插入入口絕緣體1213來與第一電極1214電氣隔離。類似地，出口板1220可通過在第二電極1218與出口板1220之間插入出口絕緣體1219來與第二電極1218電氣隔離。在實施方式中，dc電壓差在dc電源內生成，可使用真空饋通施加至第一電極1214和第二電極1218，或直接施加至這些電極，而不需要首先穿過真空。相較圖5a和圖5b中描繪的每個實施方式來說，在實施方式中，通過施加平行于基板1215的dc電場來減小或維持氣溶膠液滴的較小大小。在實施方式中，第一電極1214和第二電極1218是平面的，并且各自垂直于基板1215的主平面。從氣溶膠液滴沉積膜在基板1215上。根據(jù)實施方式，未反應的前驅物或其它工藝流出物可經(jīng)過第二電極1218、出口絕緣體1219和出口板1220泵送出。工藝流出物可通過真空泵1222泵送出?；鍦囟?、工藝壓力、電場強度、液滴大小和工藝益處先前已呈現(xiàn)出。

圖6示出包括根據(jù)實施方式的方法的沉積技術的示意性對照圖。濕法噴涂熱解、干法噴涂熱解、氣溶膠輔助的cvd(本文中的方法)和粉末噴涂熱解各自在圖6中呈現(xiàn)，并且進行比較。濕法噴涂熱解和干法噴涂熱解、氣溶膠輔助的cvd(aacvd)和粉末噴涂熱解各自可以具有形成較大液滴1511的能力。在干法噴涂熱解、aacvd和粉末噴涂熱解的情況下，較大液滴1511可與載體流體1512分離。使用本文所述器械和方法的各個方面來減小液滴的大小，并且維持較小的大小以蒸發(fā)前驅物1531。薄膜1541的期望的均勻性通過使前驅物混合物(precursoramalgamation)的大小減至并包括單獨分子組分來實現(xiàn)。均勻的薄膜1541形成在基板1551上，同時在濕法噴涂熱解、干法噴涂熱解和粉末噴涂熱解中的每者中仍觀察到成團。

到目前為止論述的實例使用低蒸汽壓前驅物通過交替暴露或連續(xù)暴露來將膜沉積在基板上。本文所述的技術還可用于通過暴露于具有低蒸汽壓的蝕刻前驅物(蝕刻劑)以交替暴露或連續(xù)暴露的方式來執(zhí)行蝕刻。在實施方式中，低蒸汽壓蝕刻劑可為含鹵素前驅物、含氟前驅物、含氯前驅物或含溴前驅物。根據(jù)實施方式，低蒸汽壓蝕刻劑可為含金屬和鹵素的前驅物，其中鹵素可為氟、氯或溴。類似地，低蒸汽壓蝕刻劑可為鹵化物(例如，鹵代烷)。低蒸汽壓蝕刻劑可以具有長烷基鏈，如本文中其它地方所述，所述長烷基鏈與通過本文所呈現(xiàn)的技術補救的低蒸汽壓相關聯(lián)。

在實施方式中，本文所述的工藝可以涉及在每次交替暴露于第一前驅物和第二前驅物時，移除單層。根據(jù)實施方式，本文所述的工藝可以涉及在每次交替暴露于第一前驅物和第二前驅物時，進行單層材料沉積。第一前驅物和第二前驅物兩者可為用氣溶膠產(chǎn)生技術制備的低蒸汽壓前驅物?；蛘?，前驅物中的一者可為可用氣溶膠產(chǎn)生技術來制備的低蒸汽壓前驅物，而另一者可能具有相對高的蒸汽壓并且通過更簡單的傳統(tǒng)手段遞送到基板處理區(qū)域。

在所有本文所述的實施方式中，低蒸汽壓冷凝物質前驅物(例如，固體前驅物或液體前驅物)可以在5mgm(毫克/分鐘)與500mgm之間、在10mgm與300mgm之間或在25mgm與200mgm之間的流量供應?？梢允褂脙煞N或更多種低蒸汽壓冷凝物質前驅物，在這種情況下，每一種前驅物可以具有在以上所給出的范圍之間的流量。其它類型的前驅物也可使用，正如原子層沉積可出現(xiàn)的情況那樣。在本文所述的實施方式的任一者中，其它前驅物可以在5sccm與2000sccm之間、在10sccm與1000sccm之間或在25sccm與700sccm之間的流量供應。在實施方式中，相較現(xiàn)有技術氣溶膠輔助的化學氣相沉積的緩慢沉積速率來說，使用本文所述的氣溶膠液滴生成方法和硬件的膜生長速率可以超過可以超過或者可以超過

在原子層沉積工藝過程中，所述實施方式中的每者可在按順序交替暴露之間具有抽空操作。一般來說，在交替暴露沉積序列過程中，所有本文所述工藝的沉積操作和蝕刻操作可簡單地代之以在前驅物流入基板處理區(qū)域過程中有中止(stoppage)?；蛘撸墒褂靡环N氣體來主動地凈化(activelypurge)基板處理區(qū)域，所述氣體基本不顯現(xiàn)對圖案化基板上的暴露材料的化學反應性。在前驅物中止或主動凈化后，下一種前驅物可以流入基板處理區(qū)域，以繼續(xù)圖案化基板的蝕刻/沉積/在圖案化基板上的蝕刻/沉積。

金屬可以包含一種“金屬元素”或由這種“金屬元素”組成，這種金屬元素形成僅由該金屬元素組成的呈固體的導電材料。在實施方式中，僅由這一種金屬元素(或是呈相對純的形式的金屬)組成的導電材料可以具有在20℃低于10-5ω-m的導電率。根據(jù)實施方式，當與另一導電材料相結合時，這種導電材料可以形成歐姆接觸。如本文所述的金屬區(qū)域可由金屬元素組成，或者也可以是金屬氮化物，因為氮具有低電負性(electronegativity)，這通常使金屬氮化物能夠維持導電性。在實施方式中，金屬氮化物可以包含金屬元素和氮，并且可由金屬元素和氮組成。在鎢和氮化鎢的示例性的情況下，金屬可以包含鎢或由鎢組成，并且金屬氮化物可以包含鎢和氮或由鎢和氮組成。

本文所述的工藝的優(yōu)點和益處在于材料在基板上沉積或蝕刻的共形速率。如本文所使用，諸如共形蝕刻、共形沉積和共形膜之類的術語是指與圖案化的表面的輪廓共形的膜或移除速度，無論該表面的形狀如何。移除速率或沉積層的頂表面和底表面可為大體上平行的。本領域的普通技術人員將認識到，沉積工藝很有可能不是100％共形，并且因此，術語“大體上”允許可接受的公差。類似地，共形層是指具有大體上均勻的厚度的層。共形層可以具有與內表面形狀相同的外表面。

基板處理腔室的實施方式可結合到用于生產(chǎn)集成電路芯片的更大制造系統(tǒng)中。圖7示出實施方式中的具有沉積腔室、蝕刻腔室、烘烤腔室和固化腔室的一個此類基板處理系統(tǒng)(主機)2101。在該圖中，一對前開式標準艙(frontopeningunifiedpods)(負載鎖定腔室2102)供應多種大小的基板，這些基板由機器人臂2104接收并且在放入到基板處理腔室2108a-f中的一個中之前放入到低壓保持區(qū)域2106中。第二機器人臂2110可以用于將基板晶片從保持區(qū)域2106傳輸?shù)交逄幚砬皇?108a-f并傳輸回。每個基板處理腔室2108a-f可被裝配來執(zhí)行許多基板處理操作，這些基板處理操作除了循環(huán)層沉積(cld)、原子層沉積(ald)、化學氣相沉積(cvd)、物理氣相沉積(pvd)、蝕刻、原子層蝕刻、預先清潔、脫氣、取向和其它基板工藝之外，還包括了本文中描述的干法蝕刻工藝。

如本文中所用，“圖案化基板”可為具有或沒有層形成在其上的支撐基板。圖案化基板可為多種摻雜濃度以及分布的絕緣體或半導體，并且可例如為用于集成電路制造中的那類半導體基板。圖案化基板的暴露的“金屬”主要是金屬元素，但可包括少量濃度的其它元素組分，諸如氮、氫、硅和碳。暴露的“金屬”可由金屬元素組成或實質上由金屬元素組成。圖案化基板的暴露的“金屬氮化物”主要是氮和金屬元素，但可包括少量濃度的其它元素組分，諸如氮、氫、硅和碳。暴露的“金屬氮化物”可由氮和金屬元素組成或實質上由氮和金屬元素組成?？筛鶕?jù)本文所述的方法處理的層的其它實例包括氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、鈦摻雜氧化硅和氧化鉿。

圖案化基板的暴露的“硅”或“多晶硅”主要是si，但可包括少量濃度的其它元素組分，諸如氮、氫和碳。暴露的“硅”或“多晶硅”可由硅組成或實質上由硅組成。圖案化基板的暴露的“氮化硅”主要是硅和氮，但可包括少量濃度的其它元素組分，諸如氮、氫和碳?！氨┞兜牡琛笨捎晒韬偷M成或實質上由硅和氮組成。圖案化基板的暴露的“氧化硅”主要是sio2，但可包括少量濃度的其它元素組分(例如氮、氫和碳)。在一些實施方式中，使用本文所公開的方法來蝕刻的氧化硅區(qū)域實質上由硅和氧組成。

本文所述的載氣可為惰性氣體。詞語“惰性氣體”是指在蝕刻或并入層時不形成化學鍵的任何氣體。示例性的惰性氣體包括稀有氣體，但也可以包括其它氣體，只要在(通常)痕量被捕陷在層中時不形成化學鍵即可。

間隙是具有任何的水平深寬比的蝕刻幾何形狀。從表面的上方來看，間隙可呈圓形、橢圓形、多邊形、矩形，或者各種其它形狀?！皽喜邸笔情L間隙。溝槽可具有圍繞材料的島狀物的壕溝的形狀，深寬比為壕溝的長度或周長除以該壕溝的寬度。“過孔”是短間隙，具有水平深寬比，如從上方來看，幾乎是整體的。過孔可呈圓形、略橢圓形、多邊形或略矩形。過孔可填充有金屬或可不填充金屬來形成豎直的電連接。

在已公開若干實施方式的情況下，本領域的技術人員將認識到，在不背離所公開的實施方式的精神的情況下，可以使用各種修改、替代結構和等效物。另外，多個熟知的工藝和元件尚未描述，以避免不必要地模糊所公開的實施方式。因此，以上描述不應視為限制權利要求書的范圍。

在提供某個范圍的值時，應當理解，該范圍的上限與下限之間的每一個居間值(除非上下文清楚地另外指明，到下限單位的十分之一)也確切地公開。涵蓋了在陳述范圍中的任何陳述值或居間值與這個陳述范圍中的任何其它陳述值或居間值之間的每個更小的范圍。這些更小的范圍的上限和下限可被獨立地包括于所述范圍內或排除于所述范圍外，并且在更小的范圍中包括任一極限值、不包括極限值或包括兩個限值的每個范圍也被涵蓋在所公開的實施方式內，根據(jù)陳述范圍中的任何確切地排除的極限值而定。在陳述范圍包括這些極限值中的一或兩個情況下，還包括排除那些所包括的極限值中的任一個或兩個的范圍。

如本文和隨附權利要求書所所用，單數(shù)形式“一個”、“一種”和“所述”包括復數(shù)指稱對象，除非上下文清楚地另外指明。因此，例如，提及“一種工藝”包括多種此類工藝，并且提及“介電材料”包括指稱本領域的技術人員所已知的一或多種介電材料以及等效物等等。

另外，術語“包括”和“包含”在用于本說明書以及隨附的權利要求書時，旨在指明存在陳述的特征、整數(shù)、部件或步驟，但是它們并不排除一或多個其它特征、整數(shù)、部件、步驟、動作或分組的存在或添加。