等离子稳定化方法以及使用所述方法的沉积方法与流程

本发明提供涉及等离子稳定化(plasmastabilization)方法以及使用所述方法的沉积方法的一或多个实施例，且更具体地说涉及在反应性空间中稳定地形成等离子的等离子稳定化方法以及使用所述等离子稳定化方法的沉积方法。

背景技术：

最近，对于在硅衬底上沉积超薄膜(ultra-thinfilm)的要求随着半导体电路的线宽度减小到约20nm而变得越来越严格。确切地说，已经主动地进行与低温沉积过程相关的研究和开发。为此目的，已经开发等离子增强原子层沉积(plasmaenhancedatomiclayerdeposition，peald)过程，其中可在低温下沉积超薄膜。由于peald过程中的等离子激活反应性气体且加速与源气体的反应，因此可在低温下形成薄膜。

技术实现要素：

本发明的一或多个实施例包含在等离子过程中在第一衬底上稳定地形成等离子的方法。

本发明的一或多个实施例包含用于在不执行衬底沉积过程的设备空闲时间之后解决问题的方法，这例如是因为当在反应器中处理新批次的第一衬底时，等离子不稳定且因此在过程的开始非正常地沉积薄膜，所以将执行原位清洁或将改变衬底的批次(批次此处意味着将携载衬底的单元。一个批次通常包括25个衬底)。

另外的方面将部分在以下描述中得到阐述，并且部分地方面将从描述中显而易见或者可通过对所呈现的实施例的实践习得。

根据一或多个实施例，等离子稳定化方法包含步骤：(a)供应源气体；(b)供应冲洗气体；(c)供应反应性气体；以及(d)供应等离子，其中在步骤(a)到(d)期间，冲洗气体和反应性气体连续地供应到反应器中，且在所述反应器中不存在衬底的状态中执行所述等离子稳定化方法。

当步骤(a)到(d)称为一个循环时，可执行多个循环且在每一循环期间供应的等离子的功率水平可彼此不同。

在每一循环期间供应的等离子功率水平可在从在膜沉积过程期间供应的等离子的功率水平的约10％到约100％的范围内循序地增加。

所述等离子功率水平可逐步地增加。

所述多个循环可包含点燃前循环、中间点燃循环或点燃后循环。

在点燃前循环、中间点燃循环以及点燃后循环期间供应的等离子功率水平可分别为在膜沉积过程期间供应的等离子功率水平的1/3、1/2和1倍。

所述点燃前循环、中间点燃循环以及点燃后循环中的每一者可重复执行三到五次。

当步骤(a)到(d)称为一个循环时，可执行多个循环且在所述多个循环期间供应的等离子功率水平可为相同的且可小于在膜沉积过程期间供应的等离子功率水平。

所述源气体、所述冲洗气体以及所述反应性气体的流动速率可与在膜沉积过程期间供应的源气体、冲洗气体和反应性气体的流动速率相同。

从步骤(a)到(d)，薄膜可形成于反应器的内壁上。

所述反应性气体和所述冲洗气体可为同一类型的反应性冲洗气体，其中所述反应性冲洗气体当所述反应性冲洗气体未通过等离子活化时不与所述源气体反应，且当所述反应性冲洗气体通过等离子活化时与所述源气体反应。

根据一或多个实施例，沉积方法包含：执行所述等离子稳定化方法；将衬底装载到反应器中；以及在所述衬底上执行沉积。

根据一或多个实施例，等离子稳定化方法包含：供应冲洗气体、反应性气体和源气体的第一步骤；在所述第一步骤之后停止所述源气体的供应的第二步骤；在所述第二步骤之后施加等离子的第三步骤；在所述第三步骤之后停止所述等离子的施加的第四步骤；以及在所述第四步骤之后将衬底装载到反应器中且在所述衬底上执行沉积的第五步骤。

可在所述第二步骤和第三步骤期间以及在所述第四步骤和第五步骤期间供应所述冲洗气体和所述反应性气体。

根据一或多个实施例，沉积方法包含：在多个第一组衬底上执行的第一沉积步骤；在多个第二组衬底上执行的第二沉积步骤，其中在第一沉积步骤与第二沉积步骤之间执行等离子稳定化步骤，其中在所述等离子稳定化步骤期间供应冲洗气体和反应性气体，且交替地执行源气体的供应和等离子的供应。

可在以下周期当中的至少一个周期期间执行等离子稳定化步骤：衬底从载体传送到传送装置的第一周期、衬底从传送装置传送到装载锁装置的第二周期、衬底从装载锁装置传送到传送腔室的第三周期以及衬底从传送腔室传送到反应腔室的第四周期。

可在来自所述多个第一组衬底当中的最后衬底上的沉积与来自所述多个第二组衬底当中的第一衬底上的沉积之间的空闲时间期间执行等离子稳定化步骤。

所述多个第一组衬底可包含在第一批次中，且所述多个第二组衬底可包含在不同于所述第一批次的第二批次中。

可在执行反应腔室的原位清洁之后执行等离子稳定化步骤。

所述第一沉积步骤和所述第二沉积步骤中的至少一者可包含：供应第一气体；通过使用冲洗气体移除剩余的第一气体；供应第二气体和等离子；以及通过使用冲洗气体移除剩余的第二气体，其中所述第一气体包含在等离子稳定化步骤期间供应的源气体，且所述第二气体包含在等离子稳定化步骤期间供应的反应性气体。

附图说明

通过下文结合附图对实施例的描述，将可以清楚地知道并且更容易地理解这些和/或其它方面，在附图中：

图1是根据实施例的等离子稳定化方法以及使用所述等离子稳定化方法的沉积方法的流程图。

图2是根据实施例的等离子稳定化方法以及使用所述等离子稳定化方法的沉积方法的流程图。

图3是根据实施例的用于解释等离子稳定化步骤的时序图。

图4是说明当通过在长空闲时间之后执行过程而在第一衬底上执行沉积时不稳定地产生等离子的情况的曲线图。

图5是说明根据实施例在执行等离子稳定化步骤之后通过装载衬底而执行正常沉积步骤时供应到反应器中的等离子稳定的情况的曲线图。

图6是根据实施例的等离子稳定化方法以及使用所述等离子稳定化方法的沉积方法的流程图。

图7是根据另一个实施例用于解释在沉积过程之前稳定反应器中的等离子的过程的时序图。

图8是根据实施例的衬底处理设备的视图。

图9和图10是根据实施例的等离子稳定化步骤和沉积方法的流程图。

图11是根据实施例用于解释在等离子稳定化方法之后执行的原子层沉积(ald)过程的时序图。

附图标号说明

810：反应腔室；

820：传送腔室；

825：传送机器人；

830：装载锁；

840：传送装置；

850：载体。

具体实施方式

现在将参考附图更加完整地描述本发明，在所述附图中示出了本发明的实施例。

现将参考附图在下文中更加全面地描述本发明，在这些附图中示出了本发明的元件。然而，本发明可以用许多不同形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。而是，提供这些实施例是为了使得本发明将是透彻并且完整的，并且将本发明的范围完整地传达给所属领域的技术人员。

本文中所使用的术语仅仅是为了描述实施例，且并不希望限制本发明的实施例。如本文中所使用，除非上下文另外清晰地指示，否则单数形式“一”和“所述”也意图包含复数形式。将进一步理解，术语“包括”和/或“包含”在于本文中使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在，但并不排除一或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。如本文中所使用，术语“和/或”包含相关联的所列项目中的一或多者的任何及所有组合。

将理解，虽然本文可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种部件、区、层和/或部分，但这些部件、区、层和/或部分不应当受这些术语限制。所述术语并不指代特定次序、垂直关系或偏好，且仅用以区分一个部件、一个区或一个部分与另一部件、另一区或另一部分。因此，在不脱离本发明的教示的情况下，下文将描述的第一部件、第一区或第一部分可指代第二部件、第二区或第二部分。

现在将参考附图更加完整地描述本发明，在所述附图中示出了本发明的实施例。在附图中，应预期作为例如制造技术和/或公差的结果而从图示的形状的变化。因此，实施例不应当解释为限于本文所说明的区的特定形状，但可包含例如从制造引起的形状偏差。

当在元件列表之前时，例如“...中的至少一个”的表述修饰元件的整个列表而不是修饰列表的个别元件。

图1是根据实施例的等离子稳定化方法以及使用所述等离子稳定化方法的沉积方法的流程图。

参考图1，在操作s101中，在不存在衬底的状态中在反应器中执行等离子稳定化步骤。用于搜索等离子匹配点的等离子稳定化步骤可包含供应源气体的步骤(下文被称作“步骤(a)”)、供应冲洗气体的步骤(下文被称作“步骤(b)”)、供应反应性气体的步骤(下文被称作“步骤(c)”)以及供应等离子的步骤(下文被称作“步骤(d)”)。在等离子稳定化步骤期间，在从步骤(a)到步骤(b)的周期期间可将冲洗气体和反应性气体连续地供应到反应器中。并且，可在反应器中不存在衬底(即，未装载衬底)的状态中执行步骤(a)到步骤(d)。

在执行等离子稳定化步骤之后，在操作s102中，将衬底装载到反应器中。所述衬底可以是与先前已卸载的衬底不同批次的衬底；或者所述衬底可以是与先前已卸载的衬底相同批次的衬底。在衬底装载到反应器中之后，在操作s103中，对衬底执行等离子原子层沉积(atomiclayerdeposition，ald)。

等离子ald过程中的等离子是重要的过程参数。即，需要稳定地产生等离子以便形成具有良好质量的膜。在peald过程中，由于气体之间的快速切换，等离子的点燃/熄灭循环也是短且快速的。因此，匹配网络必须在等离子点燃的短时间期间找到稳定的等离子匹配点。确切地说，当等离子在过程的开始点燃等离子的时间期间匹配失败时，参与过程中的等离子正向功率减少，且初始沉积工艺中等离子反射功率增加，从而导致过程不稳定。

举例来说，当连续地处理衬底时，由于维持反应空间中的沉积氛围，因此不存在大问题。然而，在某些情况下可能不连续地处理衬底。举例来说，可完成经设计以保持多个衬底的例如前开式通用晶圆盒(frontopeningunifiedpod，foup)的匣(cassette)中的衬底的过程，可停止沉积，且可将所述匣改变为另一匣(即，另一批次)。替代地，可在处理衬底的中间停止沉积，且可执行原位清洁以便移除反应器中积聚的薄膜。

当从一个批次的处理结束到下一批次的处理开始的空闲时间延长时，反应空间中的沉积氛围改变。因此，当将处理后续衬底(例如下一批次的第一衬底)时，找到等离子匹配点所花费的时间延长。在此情况下，在沉积过程的开始，薄膜沉积是不稳定的。

为了解决此问题，根据本发明，在反应器中不存在衬底的状态中(即，衬底被卸载)执行等离子稳定化步骤。由于加载衬底且在执行等离子稳定化步骤之后执行沉积步骤因此当薄膜沉积在衬底上时可防止等离子不稳定(例如功率下降)。因此，可从一开始稳定地执行沉积过程。

图2是根据实施例的等离子稳定化方法以及使用所述等离子稳定化方法的沉积方法的流程图。

参考图2，在操作s201中，在装载到反应器中的衬底上执行沉积。接着，停止沉积，且在操作s202中，卸载衬底。在衬底卸载且因此不存在衬底的状态中，在操作s203中，供应冲洗气体和反应性气体。在随后步骤期间可连续地供应冲洗气体和反应性气体。

冲洗气体可为例如氩气等惰性气体或可为例如氮气或氧气等相对稳定的气体。当沉积氧化物膜时反应性气体可为氧气，且当沉积氮化物膜时反应性气体可为氮气，且可根据将沉积的膜的类型确定供应的气体。

任选地，冲洗气体可用作反应性气体，且在此情况下，冲洗气体和反应性气体可为同一类型的气体(即，反应性冲洗气体)。可连续地供应反应性冲洗气体。因此，当不施加等离子时，反应性冲洗气体可充当冲洗气体，且当供应等离子时，反应性冲洗气体可经活化且可与源气体发生化学反应，所述源气体化学吸附到衬底上以用作用于形成沉积薄膜的元素。

举例来说，反应性冲洗气体可为氧气或氮气。氧气或氮气可在供应等离子之前充当冲洗气体，因为氧气或氮气与源气体不具有反应性。当供应等离子时，氧气或氮气可经活化且可与源气体反应以形成氧化物膜或氮化物膜。

在供应冲洗气体和反应性气体之后(或当时)，在操作s204中，供应源气体。当将形成基于硅的膜时，源气体可包含含硅的材料中的至少一者，举例来说，例如单硅烷、二硅烷、二氯硅烷(dcs)以及氨基硅烷(例如双二乙基氨基硅烷(bdeas)或二异丙基氨基硅烷(dipas))等硅烷材料。源气体可吸附到反应器或基座的壁上。

接着，在操作s205中，将等离子供应到反应器中。反应性气体(或源气体)可通过等离子而活化。等离子可为在反应空间中在衬底上直接产生的原位等离子或者可为在反应器外部产生且供应到反应空间中的远程等离子。所述等离子的功率可以等于或小于在膜沉积过程期间供应的等离子的功率。

由于通过等离子的活化，吸附到反应器壁上的源气体和反应性气体可反应以形成薄膜。并且，由于衬底卸载且因此不存在衬底，因此吸附到基座上的源气体和反应性气体可反应以形成基座上的薄膜。

接着，在操作s206中，确定等离子是否稳定。可基于以上步骤重复执行的次数而确定等离子是否稳定。替代地，可通过使用单独设备(例如用于测量等离子的正向功率的设备)确定等离子是否稳定。

当在操作s206中确定等离子不稳定时，可再次执行供应源气体的操作s204以及施加等离子的操作s205。在执行操作s204和操作s205的同时，可连续地供应冲洗气体和反应性气体。

当在操作s206中确定等离子稳定时，操作s203到操作s206结束，且在操作s207中，装载新衬底。在操作s208中，在装载的衬底上执行沉积。

如上文所描述，由于在衬底装载到反应性空间中之前通过在反应空间中交替地供应源气体、反应性气体和等离子而形成适合等离子匹配条件的环境，因此当稍后装载衬底且过程开始时，防止等离子功率下降且从过程的开始稳定地执行沉积过程。

图3是根据实施例的用于解释等离子稳定化步骤的时序图。

参考图3，可在多个循环中执行前述的等离子稳定化方法。更详细地，当供应源气体的步骤、供应冲洗气体的步骤、供应反应性气体的步骤以及供应等离子的步骤称为一个循环时可执行多个循环。

所述多个循环可包含点燃前循环、中间点燃循环以及点燃后循环当中的至少一者。虽然在本实施例中执行全部三个循环，但本发明不限于此且仅可执行所述三个循环的一部分。

首先，在点燃前循环中，在从时间t0到时间t1的周期期间供应源气体。在从时间t0到时间t4(和在时间t4之后)的周期期间将反应性气体和冲洗气体连续地供应到反应器中。

供应源气体，且在时间t1停止源气体的供应。接着，在时间t2施加(供应)等离子，且在时间t3停止等离子的施加(供应)。薄膜可由于以上过程沉积于反应器或基座的内壁上。

所施加等离子的功率可小于在正常沉积过程期间的等离子的功率。优选地，在点燃前循环期间供应的等离子的功率可为在正常沉积过程期间的等离子的功率的约1/3。举例来说，当在正常沉积过程期间供应的等离子的功率是300w时，在点燃前循环期间供应的等离子的功率可为100w。从时间t0到t4的周期可重复若干次(即，m1次)。举例来说，可重复执行点燃前循环约三到五次。

在点燃前循环之后，可执行中间点燃循环。更详细来说，在从中间点燃循环的时间t4到时间t5的周期期间供应源气体，且在从时间t4到时间t8的周期期间连续地供应反应性气体和冲洗气体。接着，在从时间t6到时间t7的周期期间供应等离子，且反应性气体经活化且与源气体反应以形成反应器的壁上的薄膜。

在中间点燃循环期间施加的等离子的功率可大于在点燃前循环期间施加的等离子的功率，且可小于在正常沉积过程期间的等离子的功率。优选地，在中间点燃循环期间施加的等离子的功率可为在正常沉积过程期间的等离子的功率的约1/2。举例来说，当在正常沉积过程期间供应的等离子的功率是300w时，在中间点燃循环期间施加的等离子的功率可为150w。从时间t4到时间t8的周期可重复若干次(即，m2次)。举例来说，可重复执行中间点燃循环三到五次。

在中间点燃循环之后，可执行点燃后循环。更详细来说，在从点燃后循环的时间t8到时间t9的周期期间供应源气体且在从时间t8到时间t12的周期期间连续地供应反应性气体和冲洗气体。接着，在从时间t10到时间t11的周期期间供应等离子，且因此反应性气体经活化且与源气体反应以形成反应器的壁上的薄膜。

在点燃后循环期间施加的等离子的功率可大于在中间点燃循环期间施加的等离子的功率，且可等于或小于在正常沉积过程期间的等离子的功率。优选地，在点燃后循环期间施加的等离子的功率可等于在正常沉积过程期间的等离子的功率。举例来说，当在正常沉积过程期间供应的等离子的功率是300w时，在点燃后循环期间施加的等离子的功率可为300w。从时间t8到时间t12的周期可重复若干次(即，m3次)。举例来说，可重复执行点燃后循环三到五次。

虽然点燃前循环、中间点燃循环以及点燃后循环在图3中各自仅执行一次，但本发明不限于此。举例来说，如上文所描述，可执行点燃前循环、中间点燃循环以及点燃后循环中的每一者三到五次。并且，虽然在上文中在点燃前循环、中间点燃循环以及点燃后循环期间供应的等离子的功率水平分别是在沉积过程期间供应的等离子的功率水平的1/3、1/2和1倍，但本发明不限于此，且在循环期间供应的等离子的功率水平可经调整以在从在沉积过程期间供应的等离子的功率水平的10％到100％的范围内循序地(而且逐步地)增加。

图4是说明当通过在长空闲时间之后执行过程而在衬底上执行沉积时不稳定地产生等离子的情况的曲线图。参考图4，由等离子产生器产生的等离子的正向功率不维持在恒定水平，且在过程开始之后不久就减少。

此功率下降发生是因为：在反应器的长空闲时间之后，在当反应空间中过程在衬底上开始时，点燃等离子的时间期间等离子匹配失败。随着等离子匹配时间增加，正向功率减小且反射功率增加。因此，参与实际反应的等离子的功率减少，沉积的薄膜的质量降级，且因此第一晶片可能必须被扔掉。

根据实施例，在正常沉积之前通过重复执行点燃循环而形成反应空间中用于等离子过程的适当氛围。因此，当第一衬底装载到反应空间中且在空闲时间之后(例如因将改变衬底的批次或将执行反应器的原位清洁)执行过程时，可从第一衬底开始在稳定的等离子氛围中稳定地执行过程。

图5是说明根据实施例在执行等离子稳定化步骤之后通过装载衬底而执行正常沉积步骤时供应到反应空间中的等离子稳定的情况的曲线图。

参看图5，执行等离子稳定化步骤。在等离子稳定化步骤期间，可供应具有200w功率的等离子，其为在实际沉积过程期间的等离子的功率的350w的约57.15％。由于执行等离子稳定化步骤，如图4中所示的功率下降在正常沉积步骤期间不出现。换句话说，由于等离子稳定化步骤，在装载衬底之前可在反应空间中设定用于稳定等离子匹配条件的腔室氛围。因此，在装载衬底之后，可从过程的开始执行稳定等离子过程。

图6是根据实施例的等离子稳定化方法以及使用所述等离子稳定化方法的沉积方法的流程图。

参考图6，在操作s601中，设定n＝1。在操作s602中，执行将冲洗气体、反应性气体和源气体供应到反应器中的第一步骤。在任选的实施例中，可在第一步骤期间将反应性冲洗气体和源气体供应到反应器中。

在操作s603中，执行停止源气体的供应的第二步骤。在第二步骤期间，可连续地执行冲洗气体和反应性气体的供应。在任选的实施例中，可在第二步骤中停止源气体的供应且可连续地执行反应性冲洗气体的供应。

当在第二步骤之后经过预定时间时，在操作s604中，执行施加具有功率值p的等离子的第三步骤。在任选的实施例中，可在第三步骤中连续地执行反应性冲洗气体的供应，以使得反应性冲洗气体通过等离子而经活化且与经供应且吸附到反应器的基座或内壁上的源气体进行化学反应以形成薄膜。如上文所描述，可通过使用原位方法或远程方法施加或供应等离子。在第三步骤之后，在操作s605中，执行停止等离子的施加的第四步骤。

类似于在以上实施例中，第一到第四步骤可被称为一个循环且可重复执行多次。即，可以第一到第四步骤作为一个循环执行多个循环。并且，多个循环可包含如上文所描述的点燃前循环、中间点燃循环和/或点燃后循环，且在循环期间供应的等离子的功率水平可彼此不同。

首先，在操作s606中，可执行点燃前循环m1次，且确定点燃前循环是否执行m1次。当n＜m1时，增加值n且重复执行点燃前循环的第一到第四步骤。当n≥m1时，在操作s607中，调整(例如减少、维持或增加)功率值p以便执行中间点燃循环，且执行中间点燃循环的第一到第四步骤。

接着，在操作s608中，确定n≥m1+m2以便确定中间点燃循环是否执行m2次。当n＜m1+m2时，增加值n且重复执行中间点燃循环的第一到第四步骤。当n≥m1+m2时，在操作s609中，调整(例如减少、维持或增加)功率值p以便执行点燃后循环且执行点燃后循环的第一到第四步骤。

接着，在操作s610中，确定n≥m1+m2+m3以便确定点燃后循环是否执行m3次。当n＜m1+m2+m3时，增加值n且重复执行点燃后循环的第一到第四步骤。当n≥m1+m2+m3时，意味着点燃后循环结束。因此，在操作s611中，执行将衬底装载到反应性空间中且在衬底上执行沉积的第五步骤。

如上文所描述在停止源气体的供应的第二步骤s603以及施加等离子的第三步骤s604期间，可连续地供应冲洗气体和反应性气体(或反应性冲洗气体)。并且，在停止等离子的施加的第四步骤s605以及在衬底上执行沉积的第五步骤s611期间，可连续地供应冲洗气体和反应性气体(或反应性冲洗气体)。

图7是根据另一个实施例用于解释在沉积过程之前稳定反应器中的等离子的过程的时序图。参看图7，在等离子稳定化步骤期间，可恒定地供应具有150w功率的等离子，其为在实际沉积过程期间的等离子的功率的300w的约50％。换句话说，可执行多个循环，供应源气体的步骤、供应冲洗气体的步骤、供应反应性气体的步骤以及供应等离子的步骤称为一个循环，且在循环期间供应的等离子功率的水平可为相同的且可小于在衬底沉积过程期间供应的等离子功率的水平。然而，本发明不限于此，且在点燃步骤中施加的等离子的功率水平可维持恒定或者可在从在实际沉积过程期间的等离子功率水平的10％到100％的范围内逐步地增加或减小。

图8是根据实施例的衬底处理设备的视图。所述衬底处理设备可包含反应腔室810、传送腔室820、装载锁830、例如设备前端模块等传送装置840以及例如前开式通用晶圆盒(foup)等(晶片)载体850。

将源气体和反应性气体供应到衬底上以沉积薄膜的过程可在反应腔室810中执行。并且，可在反应腔室810中执行衬底的沉积、蚀刻和实质处理。传送腔室820可包含在装载锁830与反应腔室810之间传送衬底的传送机器人825。装载锁830可经配置以保持将装载到反应腔室810中的衬底或冷却已经在反应腔室810中完全处理的衬底。反应腔室810、传送腔室820和装载锁830可维持在真空状态中。替代地，由于传送腔室820中的压力高于反应腔室810中的压力且低于外部大气压力，因此可防止反应腔室810中的源气体或反应性气体往回流动到传送腔室820且污染传送腔室820。

例如efem等传送装置840可维持在大气压力状态中且可包含机械臂。所述机械臂可经配置以从例如foup等载体850移除衬底且将衬底传送到装载锁830；或所述机械臂从装载锁830移除衬底且将衬底传送到载体850中的原始位置。

作为用于在处理之前或处理之后保持衬底的容器的载体850可经配置以接收例如25个衬底。对于商业生产，以一个载体850的单位执行过程，举例来说，以称为一批次的25个衬底的单位执行过程。因此，当处理一个批次时，处理一个载体850(例如foup)中的25个衬底。可传送载体850，且通过制造厂中的自动处理系统根据工艺次序传送到例如沉积设备、蚀刻设备和光刻设备等衬底处理装置。

当在多个第一组衬底(例如第一批次)上执行第一沉积过程并且然后在新的多个第二组衬底(例如第二批次)上执行第二沉积步骤时，根据本发明的实施例的等离子稳定化步骤可在第一沉积步骤与第二沉积步骤之间执行。即，可在来自所述第一组衬底当中的最后衬底上的沉积与来自所述第二组衬底当中的第一衬底上的沉积之间的空闲时间期间执行等离子稳定化步骤。

如上文所描述，当通过在空闲时间之后执行过程而进行衬底上的沉积时，可产生不稳定的等离子。为了解决此问题，根据本发明，执行等离子稳定化步骤直到在第一批次上的沉积结束之后第二批次上的沉积开始为止。因此，在反应性空间中可形成用于等离子过程的适当氛围，且可从第一衬底开始执行稳定沉积。

在任选的实施例中，可在以下周期当中的至少一个周期期间执行等离子稳定化步骤：衬底从载体850传送到传送装置840的第一周期，衬底从传送装置840传送到装载锁830的第二周期，衬底从装载锁830传送到传送腔室820的第三周期以及衬底从传送腔室820传送到反应腔室810的第四周期。

在图9中更详细地说明此实施例。参考图9，首先，在操作s910中，执行第一批次的第一衬底上的沉积。在操作s920中，当第一批次上的任务结束时卸载衬底。在操作s930中，在卸载的沉积设备上执行等离子稳定化。同时，在操作s940中，将第二批次的第二衬底传送到反应腔室中。即，可在第二批次的第二衬底传送到反应腔室的空闲时间期间执行等离子稳定化步骤。在操作s950中，装载衬底。在操作s960中，在装载的衬底上执行沉积。

由于当衬底正传送到反应腔室时(即，当衬底正从载体传送到传送装置、从传送装置传送到装载锁以及从装载锁通过传送腔室传送到反应空间时)执行等离子稳定化，因此等离子稳定化不会大体上影响每时间的生产力。在任选的实施例中，在根据实施例的等离子稳定化过程期间，衬底可位于传送腔室中的机械臂上且可在反应空间的前方等待。

在另一任选的实施例中，可在执行原位清洁之后执行等离子稳定化步骤以便移除形成于反应腔室(例如反应器)的内壁上的薄膜。

在图10中更详细地说明此实施例。参看图10，在操作s1010中，执行第一组衬底上的沉积。在操作s1020中，当所述第一组衬底上的任务结束时卸载所述第一组衬底。接着，在操作s1030中，执行卸载的沉积设备的原位清洁。可执行原位清洁以便在如所描述连续地执行沉积过程时移除沉积设备中的反应空间中沉积的薄膜。

在原位清洁之后，在操作s1040中，通过执行等离子稳定化而在反应腔室中形成薄膜。接着，在操作s1050中，装载多个第二衬底。在操作s1060中，执行第二组衬底上的沉积。换句话说，可在来自所述第一组衬底当中的最后衬底上的沉积与来自所述第二组衬底当中的第一衬底上的沉积之间的空闲时间期间执行等离子稳定化。并且，所述第一组衬底和所述第二组衬底可包含在同一批次或不同批次中。

图11是根据实施例用于解释在等离子稳定化方法之后执行的ald过程的时序图。

参考图11，对于等离子ald，将至少两个类型的气体和等离子供应到反应性空间中。所述气体和等离子可作为脉冲和/或交替地供应。并且，可在沉积过程期间连续地供应至少一些的所述气体。

举例来说，在从时间t0到时间t1的周期期间，供应第一气体到反应空间中且第一气体以化学方式吸附到衬底上。接着，在从时间t1到时间t2的周期期间，停止第一气体的供应且将冲洗气体供应到反应空间中以将反应空间中剩余的第一气体排放到反应器的外部。在从时间t2到时间t3的周期期间，供应第二气体到反应空间中且第二气体与以化学方式吸附到衬底上的第一气体进行化学反应以形成薄膜层。

在从时间t2到时间t3的周期期间，供应等离子以使得在低温下形成薄膜层(即，以使得化学反应在低温下发生)。接着，在从时间t3到时间t4的周期期间，停止第二气体的供应且再次供应冲洗气体以从反应器移除剩余的第二气体。虽然在图11中当供应第二气体时供应(施加)等离子，但可以当供应第一气体时供应(施加)等离子。

形成此单元薄膜的一个过程定义为循环。即，在图11中从时间t0到时间t4的周期可定义为一个循环，且可通过重复执行所述循环多次而形成具有所需厚度的薄膜。

在任选的实施例中，可通过使用图11的ald过程执行等离子稳定化步骤。即，在衬底卸载的状态中，可通过执行图11的ald过程而稳定地执行在空闲时间之后的第一衬底上的沉积。换句话说，在执行沉积步骤之前，可通过在类似于沉积步骤的条件下供应源气体、反应性气体和等离子来搜索等离子匹配点而执行衬底上的稳定沉积。

类似于沉积步骤的所述条件可包含沉积步骤中使用的第一气体应当包含在等离子稳定化步骤期间供应的源气体或应当与源气体为同一气体的条件。并且，所述条件可包含沉积步骤中使用的第二气体应当包含在等离子稳定化步骤期间供应的反应性气体或应当与反应性气体为同一气体的条件。

并且，不仅在等离子稳定化步骤和沉积步骤期间供应的气体的类型可以相同，而且在两个步骤期间的其它参数也可以相同。举例来说，在等离子稳定化步骤期间供应的源气体、冲洗气体和反应性气体的流动速率可与在膜沉积过程期间供应的源气体、冲洗气体和反应性气体的流动速率相同。

相比之下，在等离子稳定化步骤期间供应的等离子的功率值可小于在沉积步骤期间供应的等离子的功率值，且可设定成如上述实施例所描述的逐步地增加。因此，可在反应空间中平稳地形成氛围且可通过调整等离子功率而实现等离子匹配。

为了本发明的较好理解，实施例不应当解释为限于本文所说明的部分的特定形状，但可包含形状的偏差。

虽然已经参考附图描述一或多个实施例，但所属领域的技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下可以在其中做出各种形式和细节上的改变。