在金属表面上沉积阻挡层的方法

本申请是申请日为2018年07月17日申请的申请号为201880047381.5，并且发明名称为“在金属表面上沉积阻挡层的方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开内容的实施方式关于用于在金属表面上沉积阻挡层的方法。尤其是，本公开内容的实施方式涉及在金属表面上沉积阻挡层以助于仅在介电表面上沉积氮化硅的方法。

背景技术

半导体工业在追求器件微型化时面临许多挑战，器件微型化涉及纳米等级的特征的快速规模缩小。这样的问题包括，引入复杂的制造步骤，诸如多重平版印刷步骤，以及高性能材料的整合。为了维持器件微型化的步调，选择性沉积已显现前景，因为该选择性沉积有潜力通过简化整合方案而移除高成本的平版印刷步骤。

能够以各式各样的方式完成材料的选择性沉积。化学前驱物可选择性与一个表面相对于另一表面(金属或介电质)地反应。可调控诸如压力、基板温度、前驱物分压、和/或气体流量之类的工艺参数，以调控特定表面反应的化学动力。另一种可能的方案涉及，能够用以将关注的表面活化或去活化引入的膜沉积前驱物的表面前处理。

本技术中持续需要改善沉积选择性的方法。

发明内容

本公开内容的一或多个实施方式关于选择性沉积阻挡层的方法。该方法包括，将具有金属表面与介电表面的基板暴露于硅烷，以在该金属表面上选择性形成阻挡层，该硅烷包括至少一种通式为SiH3R的化合物，其中R是选自C4至C20的烷基、全氟化烷基、烯基、或炔基基团。

本公开内容的额外实施方式关于选择性沉积阻挡层的方法。该方法包括，将具有金属表面与介电表面的基板暴露于炔烃及氮反应物，以在该金属表面上选择性形成阻挡层，该氮反应物包括叠氮化物或腈氧化物。

本公开内容的进一步实施方式关于选择性沉积阻挡层的方法。该方法包括，将具有金属表面与介电表面的基板暴露于环氧化物，以在该金属表面上选择性形成阻挡层。

附图说明

以上简要概述本公开内容的上述详述特征可以被详细理解的方式、以及本公开内容的更特定描述，可通过参照实施方式来获得，其中一些实施方式绘示于附图中。然而，应注意，附图仅绘示本公开内容的典型实施方式，因而不应将这些附图视为对本公开内容的范围的限制，因为本公开内容可允许其他等同有效的实施方式。

图1示出根据本公开内容的一或多个实施方式的关于叠氮化物及炔烃阻挡剂所用的可能数目或反应性基团的一系列一般结构；

图2示出根据本公开内容的一或多个实施方式的单体在存在于金属表面及环化反应下选择性地在金属表面上产生聚合网络的反应示意图；

图3示出根据本公开内容的一或多个实施方式的实现在金属表面上选择性沉积聚合物阻挡层及在介电表面上选择性沉积介电膜的大致工艺流程；

图4示出根据本公开内容的一或多个实施方式的经由使用基于氧的远程等离子体及基于氢的远程等离子体移除聚合物阻挡层的工艺的实例；及

图5示出根据本公开内容的一或多个实施方式的用于选择性沉积工艺的工艺流程。

具体实施方式

本公开内容的实施方式提供用于在金属表面上沉积阻挡层的多种方法。本公开内容的实施方式验明可分别使用或协同使用的用于沉积阻挡层的数种方法。

本公开内容的实施方式提供有利地在介电表面上沉积介电材料(例如SiN)的方法，所述方法通过下述方式达成：经由沉积在金属表面上的阻挡层来阻挡金属表面上介电材料的沉积。

如本文所用的“基板表面”是指，在执行膜处理于其上的基板上所形成的材料表面的部分或是基板的任何部分。举例而言，视应用而定，在其上能够执行处理的基板表面包括：下述材料，诸如硅、氧化硅、氮化硅、掺杂硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石；及任何其他材料，诸如金属、金属氮化物、金属合金、及其他导电材料。基板非限制性地包括半导体晶片。基板可暴露于前处理工艺，以抛光、蚀刻、还原、氧化、氢氧化、退火、UV固化、电子束固化、和/或烘烤该基板表面。除了直接在基板本身表面上进行膜处理之外，在本公开内容中，所公开的膜处理步骤中的任一步骤也可在形成于基板上的下层上执行，在下文中会更详细公开，且术语“基板表面”旨在包括如上下文所指的此类下层。因此，举例而言，在膜/层或部分的膜/层已沉积于基板表面上时，新沉积的膜/层的暴露表面变成该基板表面。基板可具有各种尺寸，诸如200mm或300mm直径的晶片，以及矩形或方形板。一些实施方式中，基板包括刚性的分立材料。

如本文所用的“原子层沉积”或“循环式沉积”是指包括将两种或更多种反应性化合物依序暴露而在基板表面上沉积材料层的工艺。如在此说明书及所附的权利要求书中所用的，术语“反应性化合物”、“反应性气体”、“反应性物种”、“前驱物”、“处理气体”、及类似术语可互换地使用，以意指一物质有能够在表面反应(例如，化学吸附、氧化、还原、环加成)中与基板表面或基板表面上的材料反应的物种。该基板或该基板的部分依序暴露于该两种或更多种反应性化合物，这些反应性化合物被引入处理腔室的反应区域中。

本公开内容的实施方式有利地提供用于表面前处理的方法，该表面前处理诸如选择性阻挡金属表面(包括但不限于铜、钴、钨、钽、氮化钽、氧化钽、钛、氧化钛、氮化钛、钌、氧化钌和铱等)。一些实施方式有利地提供在介电表面上选择性生长介电材料的方法，所述介电材料诸如SiO

一些实施方式中，金属硅化物选择性形成于优先于介电表面的金属表面上。如在此说明书中及所附的权利要求书中所用，词汇“选择性......优先于”或类似表述意味着所述材料沉积在所陈述的表面上达到的程度大于另一表面。一些实施方式中，“选择性”意味着所述材料以一速率形成于该选择性表面上，该速率大于或等于非所选的表面上的形成速率的约10倍、15倍、20倍、25倍、30倍、35倍、40倍、45倍、或50倍。一些实施方式中，含有长烷基链的三氢化硅烷(trihydridosilane)(RSiH

本公开内容的一或多个实施方式涉及在基板的金属表面上选择性沉积阻挡层的方法，该基板具有金属表面与介电表面。该方法包括，将基板暴露于硅烷，该硅烷包括至少一种通式为SiH

该基板的介电表面可包括任何适合的介电材料。适合的介电材料包括但不限于：氧化物(例如硅氧化物)及高k介电质。一些实施方式中，该介电表面基本上由氧化硅组成。如以此方式所用，术语“基本上由……组成”意味着在面积的基础上，该表面为具有大于或等于约95％、98％、或99％的所述材料。

该基板的金属表面可包括任何适合的金属材料。适合的金属材料包括但不限于：金属、金属氮化物、金属合金、及其他导电材料。一些实施方式中，该金属表面包括钴、钨、或氮化钛中的一或多种。一些实施方式中，该金属表面基本上由钴组成。一些实施方式中，该金属表面基本上由钨组成。一些实施方式中，该金属表面基本上由氮化钛组成。

暴露于基板的硅烷可包括任何适合的三氢化硅烷。一些实施方式中，该硅烷包括至少一种通式为SiH

一些实施方式中，硅烷包括C4至C20烷基基团。一些实施方式中，该硅烷包括十二烷基硅烷(C

一些实施方式中，该硅烷基团在沉积后彼此交联。一些实施方式中，该阻挡层实质上不含有硅烷基团之间的交联。如在这方面所用，术语“实质上不交联”意味着，在表面积的基础上，有少于或等于约5％、2％、或1％的交联。

一些实施方式中，在将该基板暴露于硅烷之前先清洁该基板。一些实施方式中，仅有基板的金属表面在该基板暴露于硅烷之前被清洁。一些实施方式中，用氢等离子体清洁该基板的金属表面或者该基板。一些实施方式中，该氢等离子体是传导耦合等离子体(CCP)。一些实施方式中，该氢等离子体是电感耦合等离子体(ICP)。一些实施方式中，该氢等离子体包括H

一些实施方式中，在沉积该阻挡层之后，介电层选择性沉积在介电表面上。一些实施方式中，该介电层包括氮化硅。沉积氮化硅可经由任何适合的工艺执行。适合的工艺可包括将该基板暴露于卤化硅及氨。适合的卤化硅包括但不限于：二氯硅烷(DCS)、三氯硅烷(TCS)、四氯硅烷(SiCl

一些实施方式中，在沉积介电层之后重复将该基板暴露于该硅烷，以再生该阻挡层。一些实施方式中，于再生该阻挡层之后，再度沉积该介电层。一些实施方式中，重复将该基板暴露于硅烷及沉积氮化硅层，直到该氮化硅层已经达到预定厚度为止。

在一定数目的沉积循环之后，或是形成膜厚度之后，可执行一次或重复对表面阻挡化学条件的暴露、或者阻挡层的再生。一些实施方式中，阻挡层再生前，氮化硅层沉积成厚度在约

实例

使用2至10分钟、100瓦的氢等离子体清洁金属表面，以减少原生氧化物浓度。在200℃的基板温度沉积硅烷。一开始用水接触角(WCA)测量法探究金属硅化物的形成。较高的接触角指示疏水性表面(即，硅化物形成)。WCA指示，SiO

热及化学稳定性测试结果指出，金属上的DDS阻挡对于W及TiN而言至200℃都是稳定的，且在Co上多达330℃也稳定。DDS自组装单层(SAM)可耐受卤化硅(二氯硅烷(DCS)、三氯硅烷(TCS)、四氯硅烷(SiCl

于DDS SAM上沉积的不同厚度的SiN的WCA研究显示，当

一些实施方式中，经取代的叠氮化物或腈氧化物及炔烃在铜表面的存在下反应而形成阻挡层。此反应形成表面结合物种，该表面结合物种能够具有使新官能化的铜表面变得惰性或促进对引入的膜沉积前驱物的反应性的潜力。举例而言，叠氮化物或腈氧化物在铜金属的存在下与炔烃反应，而形成三唑(triazole)或是异恶唑(isooxazole)(分别在叠氮化物或腈氧化物的情况中形成)。一些实施方式中，三甲基硅基叠氮化物(trimethylsilyl azide)及三甲基硅基乙炔(trimethylsilyl acetylene)在铜金属表面的存在下反应，以形成所得的表面结合三唑。一些实施方式中，经取代的叠氮化物及炔烃前驱物以气相依序引至基板。

一些实施方式中，在存在金属表面的条件下经取代的叠氮化物或腈氧化物与经取代的炔烃反应。每一分子(叠氮化物、腈氧化物及炔烃)上反应性取代基的数目N可在1至4个反应性基团的范围。一些实施方式中，反应性基团的数目大于1。

参考图1，相关于叠氮化物及炔烃的可能数目或反应性基团示出一系列的一般结构。将基团保持在一起的波浪线可以是任何将反应性基团保持在一起的分子链(基于碳、基于硅、或甚至类似硼、磷、氮、氧、及硫之类的其他元素)。

不受理论所限制，当这些单体在金属表面的存在下时，相信这些部分会历经环化反应，以在金属表面上而没有在介电表面上形成聚合物网络，如图2所图示。据信聚合物网络对金属表面的结合的发生是经由聚合物表面上的氮取代基及杂环的π电子与金属表面的相互作用。

图3示出根据本公开内容的一些实施方式的用以实现选择性沉积的大致工艺流程。流程开始于，将基于乙炔化物(例如炔烃)及基于叠氮化物的单体经由溶液相、纯液相(neat)、或气相方法在约20℃至约600℃的范围的温度引至基板。一些实施方式中，金属表面是纯净金属表面而在该表面上没有任何氧化物。引入单体后，聚合物网络开始经由金属催化的三唑形成而在金属表面上形成。金属催化的聚合完成之后，可通过用溶剂(若在溶液相进行)清洗这些表面或使用反应器内侧的惰性气体冲洗，移除未反应的单体。之后可沉积仅在介电质上成核的膜。

工艺流程完成之后，能够使用选择性蚀刻工艺移除聚合物层。已知基于氧及基于氟的蚀刻会蚀刻基于碳的膜，类似于在此沉积的阻挡层。图4示出通过基于氧的远程等离子体移除聚合物的实例。在此实例中，经由基于氧的远程等离子体蚀刻移除聚合物，该蚀刻移除该聚合物但氧化该金属表面。为了恢复原始的金属表面，能够将金属氧化物还原回到金属。一些实施方式中，还原包括暴露于H

一些实施方式中，该膜的一些沉积能够发生在阻挡层上，而可能导致缺陷(如图5中的瘤(nodules)所标示)。一或多个实施方式中，伴随缺陷一并移除聚合物，且该聚合反应再度重新开始，而继续选择性生长。

本公开内容的一或多个实施方式涉及在具有金属表面及介电表面的基板的金属表面上选择性沉积阻挡层的方法。该方法包括，将该基板暴露于炔烃及氮反应物，而在金属表面上选择性形成阻挡层，该氮反应物包括叠氮化物或腈氧化物。

一些实施方式中，该金属表面包括铜。一些实施方式中，该金属表面基本上由铜组成。

一些实施方式中，炔烃及氮反应物同时暴露于基板。一些实施方式中，该暴露是经由基板于溶液下的溶液相暴露而执行，该溶液包括炔烃及氮反应物二者。一些实施方式中，该暴露是经由基板于气体下的气相暴露而执行，该气体包括炔烃及氮反应物二者。

一些实施方式中，炔烃及氮反应物依序暴露于基板。一些实施方式中，首先将炔烃暴露于基板。一些实施方式中，首先将氮反应物暴露于基板。一些实施方式中，该暴露是经由基板于溶液下的溶液相暴露而执行，该溶液包括炔烃或氮反应物。一些实施方式中，该暴露是经由基板于气体下的气相暴露而执行，该气体包括炔烃或氮反应物。一些实施方式中，一个暴露是在溶液相，而另一个暴露是在气相。一些实施方式中，该基板经冲洗(气相)或清洗(溶液相)去除前一反应物，之后再暴露于另一反应物。

一些实施方式中，该炔烃包括两种或更多种炔烃部分(alkyne moiety)。一些实施方式中，该炔烃包括两个、或三个、或四个、或更多个炔烃部分。一些实施方式中，该炔烃包括至少一种通式为SiR

一些实施方式中，该炔烃包括下述化合物中的一或多种：

其中R独立地选自C1至C18烷基或芳基基团。

一些实施方式中，该氮反应物包括叠氮化物。一些实施方式中，该氮反应物基本上由叠氮化物组成。如以此方式所用，该术语“基本上由叠氮化物组成”意味着该氮反应物的反应性成分(例如，不包括惰性成分)为在分子基础上大于或等于约95％、98％、或99％的叠氮化物。一些实施方式中，该氮反应物包括腈氧化物。一些实施方式中，该氮反应物基本上由腈氧化物组成。如以此方式所用，该术语“基本上由腈氧化物组成”意味着该氮反应物的反应性成分(例如，不包括惰性成分)为在分子基础上大于或等于约95％、98％、或99％的腈氧化物。一些实施方式中，该氮反应物实质上不包括腈氧化物。如以此方式所用，术语“实质上不包括腈氧化物”意味着，在分子基础上该氮反应物具有小于或等于约5％、2％、或1％的腈氧化物。

一些实施方式中，该叠氮化物包括两种或更多种叠氮化物部分。一些实施方式中，该叠氮化物包括两种、或三种、或四种、或更多种叠氮化物部分。一些实施方式中，该叠氮化物包括至少一种通式为SiR

一些实施方式中，该叠氮化物包括下述化合物中的一或多种：

其中R独立地选自C1至C18烷基或芳基基团。

一些实施方式中，在将该基板暴露于炔烃或氮反应物之前，先清洁该基板。一些实施方式中，在将该基板暴露于炔烃或氮反应物之前，仅先清洁该基板的金属表面。一些实施方式中，用氢等离子体清洁该基板的金属表面或该基板。一些实施方式中，该氢等离子体为传导耦合等离子体(CCP)。一些实施方式中，该氢等离子体为电感耦合等离子体(ICP)。一些实施方式中，该氢等离子体包括H

一些实施方式中，沉积阻挡层后，介电层选择性沉积在介电表面上。一些实施方式中，该介电层包括氮化硅。沉积氮化硅可经由任何适合的工艺执行。适合的工艺可包括将该基板暴露于卤化硅及氨。适合的卤化硅包括但不限于：二氯硅烷(DCS)、三氯硅烷(TCS)、四氯硅烷(SiCl

一些实施方式中，从基板移除阻挡层。该阻挡层可通过任何适合的选择性蚀刻工艺移除。适合的选择性蚀刻工艺包括但不限于，使用氧等离子体及氟等离子体。一些实施方式中，当使用氧等离子体移除阻挡层时，金属氧化物层形成于该金属表面上。一些实施方式中，形成于该金属表面上的金属氧化物经由使用还原工艺而移除。适合的还原工艺包括但不限于使用包括氢或氨的等离子体及包括氢或氨的热退火。一些实施方式中，可独立地远程或内部生成该氧等离子体、氟等离子体、氢等离子体、及氨等离子体，且这些等离子体可为传导耦合或电感耦合。

一些实施方式中，在氮化硅层沉积之后，通过将基板依序暴露于氧等离子体及氢等离子体来移除阻挡层，该基板暴露于炔烃及氮反应物以选择性阻挡金属表面和选择性地于介电表面上沉积氮化硅膜。可重复阻挡层的移除、基板的暴露、及氮化硅膜的沉积，直到形成预定厚度的氮化硅膜为止。

一些实施方式中，钴表面可具有增强的表面反应性或致使呈惰性。一些实施方式中，钴可在环氧化物的存在下参与催化，以形成新的官能化表面。该新形成的表面可用于进一步的处理。

本公开内容的一或多个实施方式涉及在具有金属表面及介电表面的基板的金属表面上选择性沉积阻挡层的方法。该方法包括，将该基板暴露于环氧化物，以选择性在金属表面上形成阻挡层。一些实施方式中，该金属表面包括钴。一些实施方式中，该金属表面基本上由钴组成。

一些实施方式中，该暴露是经由基板于包括环氧化物的溶液下的溶液相暴露而执行。一些实施方式中，该暴露是经由基板于包括环氧化物的气体下的气相暴露而执行。

一些实施方式中，该环氧化物包括两种或更多种环氧化物部分。一些实施方式中，该环氧化物为经取代的。一些实施方式中，该环氧化物包括两种、或三种、或四种、或更多种环氧化物部分。一些实施方式中，该环氧化物包括下述化合物中的一或多种：

其中R独立地选自C1至C4烷基基团。

一些实施方式中，该环氧化物包括各自与基板表面反应的两种或更多种环氧化物部分。一些实施方式中，该环氧化物包括两种或更多种环氧化物部分，其中仅一环氧化物部分与基板表面反应。

一些实施方式中，在将该基板暴露于环氧化物之前先清洁该基板。一些实施方式中，在将该基板暴露于环氧化物之前，仅先清洁该基板的金属表面。一些实施方式中，用氢等离子体清洁该基板的金属表面或该基板。一些实施方式中，该氢等离子体为传导耦合等离子体(CCP)。一些实施方式中，该氢等离子体为电感耦合等离子体(ICP)。一些实施方式中，该氢等离子体包括H

一些实施方式中，沉积阻挡层后，介电层选择性沉积在介电表面上。一些实施方式中，该介电层包括氮化硅。沉积氮化硅可经由任何适合的工艺执行。适合的工艺可包括将该基板暴露于卤化硅及氨。适合的卤化硅包括但不限于：二氯硅烷(DCS)、三氯硅烷(TCS)、四氯硅烷(SiCl

一些实施方式中，从基板移除阻挡层。该阻挡层可通过任何适合的选择性蚀刻工艺移除。适合的选择性蚀刻工艺包括但不限于使用氧等离子体及氟等离子体。一些实施方式中，当使用氧等离子体移除阻挡层时，金属氧化物层形成于该金属表面上。一些实施方式中，形成于该金属表面上的金属氧化物层经由使用还原工艺移除。适合的还原工艺包括但不限于：使用包括氢或氨的等离子体及包括氢或氨的热退火。一些实施方式中，可独立地远程或内部生成该氧等离子体、氟等离子体、氢等离子体、及氨等离子体，且这些等离子体可为传导耦合或电感耦合。

硅基卤化物(silyl halide)前驱物通常不会化学吸附于SiO

不受理论所限制，据信尽管Si-OH不与Si-Cl反应，但由于Ti比Si有更低的电负度所以Ti-OH与Si-Cl反应，且Ti-OH相比于Si-OH对Si-Cl更具反应性。一些实施方式中，此反应性差异用于阻挡TiN而不阻挡SiO

TiN表面一旦暴露于空气即氧化，且该表面会具有Ti-OH基团。当于空气中脉冲RSiCl

本公开内容的一些实施方式涉及于气相和/或溶液相由三氯硅基碳氢化合物阻挡TiN、W、Cu、或Co的方法。一些实施方式中，使用通式为SiX

本公开内容的一或多个实施方式涉及在具有金属表面与介电表面的基板的金属表面上选择性沉积阻挡层的方法。该方法包括，将基板暴露于三卤硅基碳氢化物以选择性地在金属表面上形成阻挡层，该三卤硅基碳氢化物包括至少一种通式为SiX

一些实施方式中，对三卤硅基碳氢化物的暴露是经由基板于包括三卤硅基碳氢化物的溶液下的溶液相暴露而执行。一些实施方式中，对三卤硅基碳氢化物的暴露是经由基板于包括三卤硅基碳氢化物的气体下的气相暴露而执行。

一些实施方式中，该三卤硅基碳氢化物包括下述化合物中的一或多种：

R＝Cl、Br、I

R

一些实施方式中，R

一些实施方式中，该三卤硅基碳氢化物包括至少一种通式为SiX

一些实施方式中，在该基板暴露于三卤硅基碳氢化物之前，该基板先暴露于空气。一些实施方式中，在该基板暴露于三卤硅基碳氢化物之前，仅该基板的金属表面暴露于空气。

实例

由ODTS(十八烷基三氯硅烷，octadecyltrichlorosilane)阻挡TiN表面

ODTS溶解于甲苯中，且在室温将试样浸泡于溶液达一设定时间段。浸泡后，以甲苯清洗样本，且以氮气干燥。通过测量水接触角(WCA)监控SAM形成。1秒浸泡中，SAM的形成充满(saturate)于TiN上，而不在SiO

低温ALD SiON沉积在SAM处理过的基板上，以评估选择性介电质沉积。基板维持在200℃，且执行六氯乙硅烷(HCDSO)及NH

由OTS(辛基丙硅烷)阻挡TiN表面

OTS溶解于甲苯中，且在室温将试样浸泡于溶液达一设定时间段。浸泡后，以甲苯清洗样本，且以氮气干燥。通过测量水接触角(WCA)监控SAM形成。WCA改变显示与ODTS实验类似的趋势。

各种基板上沉积的SAM的热稳定性是通过WCA测量而评估。OTS SAM是在溶液相与气相中沉积。沉积有SAM的试样在从200℃至350℃的温度退火达1小时，且WCA是在退火前及退火后测量。发现到TiN及W上的SAM在多达250℃是稳定的，但在超过该温度则劣化。相反地，到大于350℃于SiO

通过在SiON沉积中所用的前驱物(HCDSO及NH

该方法的一或多个实施方式使用原子层沉积(ALD)工艺提供阻挡层。在时域(time-domain)ALD工艺中，对每一反应性化合物的暴露是由时间延迟而分开，以容许每一化合物于基板表面上附着和/或反应，然后从处理腔室冲洗这些化合物。通过在后续暴露之间将这些反应性气体从处理腔室冲洗移除，而防止这些反应性气体混合。

在空间ALD工艺中，反应性气体流进处理腔室内的不同处理区域。所述不同的处理区域与相邻的处理区域分开，使得反应性气体不会混合。该基板可在这些处理区域之间移动，以分别将该基板暴露于处理气体。基板移动期间，基板表面的不同部分或基板表面上的材料，暴露于两种或更多种反应性化合物，使得基板上任何给定的点实质上不同时暴露于超过一种反应性化合物。如本领域技术人员所理解的，有可能因为气体在处理腔室内扩散而基板的一小部分可同时暴露于多种反应性气体，而除非另有指定，这种同时的暴露并非刻意。

时域ALD工艺的一个方面中，第一反应性气体(即，第一前驱物或化合物A)脉冲输送至反应区，之后跟随着第一时间延迟。接着，第二前驱物或化合物B脉冲输送至反应区中，之后跟随着第二延迟。在每一时间延迟期间，诸如氩气之类的冲洗气体引入处理腔室中，以冲洗反应区，或以其他方式从反应区移除任何残余的反应性化合物或反应产物或副产物。作为替代方案，该冲洗气体可在整个沉积工艺连续流动，使得在反应性化合物的脉冲之间的时间延迟期间仅有冲洗气体流动。反应性化合物交替脉冲输送，直到基板表面上形成预定的膜或膜厚度为止。在任一情境中，脉冲输送化合物A、冲洗气体、化合物B及冲洗气体的ALD工艺为一循环。循环可开始于化合物A或化合物B中的任一种，继续该循环的相应顺序，直到达成有预定厚度的膜为止。

空间ALD工艺的实施方式中，将第一反应性气体与第二反应性气体同时递送至反应区，但由惰性气帘和/或真空帘所分开。该气帘可为进入处理腔室的惰性气流与离开该处理腔室的真空流的流动的组合。基板相对于气体递送设备移动，使得基板上任何给定的点暴露于第一反应性气体与第二反应性气体。

如本文所用的“脉冲”或“配剂”是指间歇式或不连续地引入处理腔室的来源气体量。每一脉冲内的特定化合物的量可随时间变化，取决于脉冲持续时间。特定的处理气体可包括单一化合物、或两种或更多种化合物的混合物/组合。

每一脉冲/配剂的持续时间是可变的，且可经调整以适应例如处理腔室的体积容量以及与处理腔室耦接的真空系统的容量。此外，处理气体的配剂时间可根据下述因子而变化：处理气体的流率、处理气体的温度、控制阀的类型、运用的处理腔室的类型、以及处理气体的成分吸附至基板表面上的能力。配剂时间也可根据形成的层的类型及形成的器件的几何形状而变化。配剂时间应该够长，以提供足以吸附/化学吸附至实质上基板整体表面上且在上面形成处理气体成分层的化合物体积。

虽然上文所述的处理方法的实施方式仅包括两个脉冲的反应性气体，但会了解这仅为示例性的，且可使用额外脉冲的处理气体。这些脉冲可用其整体或部分重复。可重复该循环以形成具预定厚度的阻挡层。一些实施方式中，重复该循环以形成具下述厚度的阻挡层：在约

一旦已达到预定厚度，该方法可视情况地包括进一步处理(例如介电膜的主体沉积)。一些实施方式中，该进一步处理可为ALD工艺。例如，一些实施方式中，可执行ALD工艺，以将氮化硅层主体沉积至目标厚度。

尽管在本文已参考特定实施方式描述本公开内容，但应了解这些实施方式仅为对本公开内容的原理与应用的说明。对于本领域技术人员显而易见的是，可在不背离本公开内容的精神与范围的情况下对本公开内容的方法与设备做出各种修改与变型。因此，意欲本公开内容包括在所附的权利要求书的范围内的修改及变型以及它们的等效形式。