TW202127695A - 用於沉積壓電材料的方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

本文中所揭露的實例與在基片上形成薄膜層的裝置及方法相關。在第一腔室中在該基片上沉積第一壓電材料層。該第一壓電材料層在該基片處於第一溫度的同時形成於該基片上。在將該基片冷卻到第二溫度之後，在該第一壓電材料層上沉積第二壓電材料層。該第二溫度小於該第一溫度。該第一壓電材料層及該第二壓電材料層都包括第一壓電材料。

Description

用於沉積壓電材料的方法及裝置
本文中所揭露的實例與在基片上形成薄膜層的裝置及方法相關。
薄膜壓電材料可以用於感測器及傳感器中。壓電感測器及傳感器也被用在諸如陀螺感測器、噴墨印表機頭、及其他微機電系統（MEMS）器件（包括手機及其他無線應用中所使用的聲波諧振器）的器件中。這些薄的壓電膜可以藉由諸如濺射、脈衝雷射燒蝕（PLD）、MOCVD、及溶膠-凝膠沉積的技術來製造。
在半導體處理中，物理氣相沉積（PVD）（例如，濺射製程）是常規上用於沉積薄膜的製程。PVD製程包括轟擊具有源材料的靶。在腔室內的電漿中產生了離子，從而使得源材料從靶向基片濺射。在一些PVD製程期間，濺射的源材料接著經由電壓偏壓朝向受處理的基片加速。源材料被沉積於基片的表面上。在一些實例中，濺射的源材料可能與另一種反應物起反應。在基片上濺射製造層的情況下，由於基於壓電的材料與基片之間的熱及晶格失配，薄膜的磊晶生長可能展示出應變及/或脫位的結構。
在沉積濺射的材料的期間，濺射的薄膜的厚度及應力均勻性可能受到幾個受控的參數的影響。受控的參數可以包括用來在濺射靶的表面附近捕集電子的磁場的強度、相鄰材料之間的晶格匹配或失配，且基片的晶體取向可能使得難以維持均勻的薄膜性質。薄膜的此類不均勻性可能減少壓電感測器及致動器的器件生產的品質及良率。
因此，需要用於沉積優質壓電材料及增加生產感測器件時的良率的改善方法及裝置。
本文中所揭露的是一種在基片上形成薄膜層的裝置及方法。在第一腔室中在該基片上沉積第一壓電材料層。該第一壓電材料層在該基片處於第一溫度的同時形成於該基片上。在將該基片冷卻到第二溫度之後，在該第一壓電材料層上沉積第二壓電材料層。該第二溫度小於該第一溫度。該第一壓電材料層及該第二壓電材料層都包括第一壓電材料。
在另一個實例中，一種在群集工具中處理基片的方法包括以下步驟：藉由使用物理氣相沉積製程且在第一溫度下在該群集工具的第一製程腔室中在基片上沉積種子層。該種子層包括第一材料。將該基片冷卻到第二溫度。該第二溫度小於該第一溫度。在將該基片冷卻到該第二溫度之後，藉由使用物理氣相沉積製程來將第一壓電材料層沉積於該種子層上。該第一壓電材料層包括該第一材料。
在另一個實施方式中，一種用於處理基片的裝置。該裝置包括：處理器，耦接到至少一個非暫時性電腦可讀取媒體，其中該至少一個非暫時性電腦可讀取媒體包括指令，該等指令在由該處理器執行時被配置為執行方法。該方法包括以下步驟：在第一腔室中在該基片上沉積第一壓電材料層。該第一壓電材料層在該基片處於第一溫度的同時形成於該基片上。該方法更包括以下步驟：在將該基片冷卻到第二溫度之後，在該第一壓電材料層上沉積第二壓電材料層。該第二溫度小於該第一溫度。該第一壓電材料層及該第二壓電材料層都包括第一壓電材料。
本文中所揭露的是在基片上形成薄膜層的裝置及方法。在一些實施例中，已經發現，在高溫下將壓電材料沉積於基片上時，改善了沉積的膜中的晶體取向的變化，從而導致較窄的半高全寬（full-width-half-maximum; FWHM）峰。然而，在高的基片溫度下，晶圓內（within-wafer; WIW）應力均勻性較差。相比之下，較低的基片溫度與較佳的應力均勻性相關，但會產生較寬的FWHM峰（例如，結晶結構的變化更廣）。本文中所揭露的薄膜層的結晶結構是使用X射線繞射（XRD）技術來研究的，然而，可以使用其他的技術。
有利地，可以利用形成沉積的薄膜層的不同部分的期間的溫差控制方法，該方法在沉積製程的一部分期間引入冷卻製程，該冷卻製程使在沉積的膜中能夠形成較窄的FWHM XRD峰並實現改善的應力均勻性。例如，在溫差控制方法的一些配置中，在一個腔室中在高溫下對基片進行脫氣，隨後在基片保持在等於或接近在先前的處理步驟（例如，脫氣處理步驟）期間在基片內所實現的高溫的溫度下的同時使用物理氣相沉積（PVD）製程來將種子層沉積於基片上。然後可以將基片傳輸到另一個腔室，在該腔室處，在使用PVD製程來在種子層上方沉積本體層之前在接近室溫（RT）的溫度下冷卻基片。在本文中，室溫（RT）小於100℃，例如為從約20℃到約50℃。已經發現溫差控制製程會藉由減少膜應力、促進期望的晶體取向、及減少沉積的膜層的晶體取向跨基片表面的變化，來改善膜堆疊（例如，種子層及本體層）的膜性質。膜堆疊（即膜堆疊400）的實例示於圖4中。
在使用濺射製程（即PVD製程）來沉積一或更多個層的製程期間，由熱性質或表面不均勻性引起的基片上的薄膜層中的原子的排列方式的差異可能導致錐體缺陷、堆疊缺陷、及其他的表面缺陷形成於沉積的膜層中。缺陷會增加表面粗糙度，並削弱壓電耦合。通過本文中所揭露的方法，可以在各種類型的沉積膜（例如壓電材料）中實現沉積的薄膜性質的改善。在藉由PVD來沉積種子層的製程期間，調整製程參數（例如脫氣溫度、壓力、偏壓功率、磁旋轉速度、靶與基片之間的距離、及氣體組成比濃度（例如反應氣體（N2 ）與載體氣體（例如Ar、Kr等等）的比率））以改善沉積的薄膜層的應力、應力均勻性、晶體取向、晶體取向均勻性、及/或厚度均勻性。藉由調整本文中所揭露的製程參數中的任一者或組合，也可以改善沉積的薄膜層中的錐體缺陷及表面缺陷的數量。
本文中所揭露的方法及裝置使得能夠藉由在形成沉積的膜堆疊的期間的一或步驟期間調整各種製程參數來微調薄膜性質。可以藉由在處理期間使用系統控制器來調整製程參數、沉積時間、及冷卻配方以改善應力均勻性及晶體取向。脫氣溫度、製程壓力、基片偏壓功率、氣體濃度比是可調整的製程參數中的一些的實例。可以單獨調整製程參數或與種子層沉積期間或之後的沉積製程時間或基片冷卻配方組合調整製程參數。因此，藉由在沉積膜層堆疊的一或更多個部分的同時微調上述參數，可以實現沉積的薄膜的改善的應力、晶圓內（within wafer； WIW）應力均勻性、晶體取向、晶圓內（WIW）晶體取向均勻性、及/或厚度均勻性。
圖1是群集工具100的平面圖，該群集工具被調適為在基片上沉積薄膜層。群集工具100的一個實例從加州聖克拉拉市的應用材料有限公司可購得，並稱為Endura®系統。
群集工具100包括工廠接口104、裝卸平台140、第一機器手132、及第二機器手136。定向腔室152、脫氣腔室156、第一處理腔室160及168、第二處理腔室164-167、第二機器手136、及主框架172被包括在群集工具100中。群集工具100也包括第一傳輸腔室124及第二傳輸腔室128。
每個輸送盒112（或FOUP）均被配置為接收複數個基片201。在此配置中，藉由工廠接口機器手中的一者從輸送盒112移除基片201。工廠接口機器手120將從輸送盒112傳輸基片201並將基片201裝載到裝卸平台140（即裝載鎖氣室（load lock））中。在完成群集工具100中的基片處理之後，接著將處理的基片201返回它們相應的輸送盒112。
主框架172包括第一傳輸腔室124，該第一傳輸腔室包括第一機器手132。第一機器手132被配置為在定向腔室152、脫氣腔室156、及第一處理腔室160之間移動基片201。定向腔室152、脫氣腔室156、及第一處理腔室160中的每一者均佈置在第一傳輸腔室124的周邊周圍。在一些配置中，將第一傳輸腔室124真空泵送到適度地低的壓力，例如約1毫托或更小。將第二傳輸腔室128泵送到更低的壓力，例如1微托或更小。因此，將第一傳輸腔室124或第二傳輸腔室128至少維持在適度的真空水平下以防止在第一傳輸腔室124與第二傳輸腔室128之間傳輸污染。應瞭解，除非另有明確陳述，否則對第一處理腔室160的任何論述或描述必定包括第一處理腔室168。
第二機器手136被配置為在第一處理腔室160與第二處理腔室164之間移動基片201。第二機器手136被設置在第二傳輸腔室128內。第二機器手136被配置為將基片201向及從第一處理腔室160及第二處理腔室164或附接到主框架172的第二傳輸腔室128部分的其他製程腔室165-168進行傳輸。在一個配置中，第一機器手132及第二機器手136中的每一者均是從加州聖克拉拉市的應用材料有限公司可取得的「蛙腿」類型的機器手。可以藉由使用設置在定向腔室152、脫氣腔室156、及第一處理腔室160中的每一者之間的縫閥（未圖示）來將第一傳輸腔室124選擇性地與定向腔室152、脫氣腔室156、及第一處理腔室160中的每一者隔離。可以藉由使用設置在第一處理腔室160或第二處理腔室164中的每一者之間的縫閥來將第二傳輸腔室128選擇性地與第一處理腔室160及第二處理腔室164中的每一者隔離。在本文中，應瞭解，對第二處理腔室164的任何論述或描述都包括第二處理腔室165-167中的任一者。
每個裝卸平台140均各自選擇性地藉由縫閥與第一傳輸腔室124隔離並藉由真空門（未圖示）與工廠接口104的外部區域116隔離。在此配置中，工廠接口中的工廠接口機器手120被配置為將基片201從輸送盒112移動到裝卸平台140。接著藉由耦接到裝卸平台140的真空門（未圖示）將基片201與工廠接口104的外部區域116隔離。將基片201傳輸到裝卸平台140。在將裝卸平台140抽空到期望的壓力之後，可以接著由第一機器手132通過形成於第一傳輸腔室124與裝卸平台140之間的縫閥開口（未圖示）接取基片201。
每個基片201均被裝載到耦接到工廠接口104的輸送盒112中。基片201可以具有從約100 mm到約750 mm的範圍中的直徑。基片201可以由各種材料所形成，包括Si、SiC、或塗覆SiC的石墨。在一個實例中，基片201包括碳化矽材料且具有約1,000 cm2 或更大的表面面積。在另一個實例中，基片201的表面面積可以為約2,000 cm2 或更大，及約4,000 cm2 或更大。
可以使用一或更多個定向腔室152來在群集工具100內用期望的旋轉定向對準基片201。藉由對準基片201，基片201也被對準。可以將定向腔室152定位在裝卸平台140附近及脫氣腔室156附近。
在一些實施例中，定向腔室152包括熱源，例如燈或紅外線產生輻射加熱器。可以將定向腔室152內的熱源調適為將基片201及每個基片201加熱到期望的溫度。可以在真空條件下加壓定向腔室152以確保，在其他的下游腔室中進行處理之前從基片201的表面移除任何不合需要的水或其他污染。
在一些實施例中，群集工具100包括預清潔腔室156，該預清潔腔室被調適為藉由使用清潔製程來清潔基片201的表面，該清潔製程包括將基片的表面暴露於射頻（RF）產生的電漿及/或一或更多種預清潔氣體組成，該一或更多種預清潔氣體組成包括載體氣體（例如，Ar、He、Kr）及/或反應氣體（例如，氫）。在一些實施例中，預清潔腔室156被調適為執行可以包括非選擇性濺射蝕刻製程的製程。預清潔腔室156一般將包括與預清潔腔室300（其在下文與圖3結合描述）中發現的部件類似的部件。
每個第一處理腔室160均被配置為在其中處理基片201。處理可以包括冷卻基片、加熱基片201、蝕刻及/或沉積基片201的表面上的一或更多個層。在一個配置中，第一處理腔室160被配置為冷卻或加熱基片201。
處理腔室164-167中的每一者均被調適為執行蝕刻及/或沉積製程。在一些實施例中，沉積製程可以包括濺射沉積製程（即PVD沉積製程）。濺射沉積製程也可以包括溫度調整步驟，其被調適為在處理期間冷卻及/或控制基片的溫度。
圖2是製程腔室200的平面圖，該製程腔室可以是處理腔室164-167中的一或更多者的一部分。製程腔室200被調適為在圖1中所繪示的群集工具中在基片201上沉積薄膜層。處理腔室200可以是從加州聖克拉拉市的應用材料有限公司可取得的磁控管類型的PVD腔室。處理腔室200包括腔室204、靶248、磁控管296、真空泵送系統260、基片支撐組件232、及製程套件214。在一個實例中，靶248是摻雜鈧（Sc）的鋁（Al）靶。在另一個實例中，靶248可以由Al製成。
腔室204支撐靶248，使用複數個O形環通過靶隔離器244在腔室204的一端處將該靶密封。可以將腔室204保持在真空下。
製程套件214包括邊緣環234、由第二介電屏蔽隔離器224分離的第一屏蔽物216及第二屏蔽物220。製程套件214的零件被定位在腔室204內以保護腔室壁208。製程套件214內的金屬相對於內部容積212中所產生的濺射的材料電接地。可以容許第一屏蔽物216電浮動，而第二屏蔽物220則電接地。在替代的實例中，第一屏蔽物216或第二屏蔽物220中的任一者或兩者可以接地、浮動、或偏壓到相同或不同的非接地水平。第一屏蔽物216及第二屏蔽物220可以由不銹鋼製成。可以對內表面228進行噴砂處理或用其他方式粗糙化，以促進濺射沉積於內表面228上的材料的黏著。
基片支撐組件232包括托座236。托座236可以包括靜電卡盤238，該靜電卡盤具有支撐表面，該支撐表面被調適為在電極240上方支撐基片201。應理解，可以使用其他的器件來在處理期間將基片201固持在適當的位置。可以在托座236中形成電阻式加熱器、致冷劑通道、及/或熱傳輸氣體空腔（未繪示於圖2中）以提供處理期間對基片201的熱控制。耦接到第一電源供應器252的電極240，可以向基片201施加RF及/或DC偏壓以吸引電漿299離子化的沉積材料及製程氣體。在其他的應用中，可以減少或消除基片201的偏壓以進一步減少損傷沉積的薄膜層的可能性。
靶248至少具有由要濺射沉積於基片201上的材料製成的表面部分。在一個實例中，藉由第二電源284向靶248施加脈衝式DC、RF、及/或脈衝式RF的偏壓訊號。脈衝式DC、RF、及/或脈衝式RF的偏壓訊號使得能夠沉積可選的非導電層（例如PZT或氮化鋁層）。例如，為了吸引由電漿299所產生的離子以濺射靶248，可以藉由第二電源284來對靶248進行偏壓以提供1到20 kW的平均功率。向靶248施加的脈衝式DC及/或RF的偏壓訊號可以包括具有複數個交錯的第一區間及第二區間的訊號（下面詳述）。第一區間中的每一者，施加的偏壓訊號的電壓為負，以吸引離子來濺射靶248。在交錯的第二區間期間，施加的偏壓訊號小於在第一區間期間施加的偏壓、無偏壓（例如零施加電壓）。在一些實例中，施加的偏壓訊號具有正電壓以從靶248排斥帶正電的離子以減少發弧。
本領域中的技術人員將理解，取決於特定的應用，向靶248施加的脈衝式偏壓訊號可以提供許多有益的處理優點。例如，可以使用脈衝式偏壓訊號來減少沉積速率、形成電漿299、及增加電漿299中的峰值能量以供有效地控制電漿的化學性質以形成膜堆疊400（繪示在圖4中）。例如，在向靶248施加脈衝式偏壓訊號時，可以獲得較接近化學計量比的薄膜層。又其他的可能的特徵包括薄膜品質（特別是膜堆疊400的薄膜品質）的增加。此外，在施加脈衝式偏壓時，由於可能消除不合需要的微空隙及柱狀結構，可以減少薄膜的薄片電阻。應理解，在一些實例中，可以在沉積製程的一或更多個部分期間施加非脈衝式偏壓訊號以對靶248進行偏壓，或與脈衝式偏壓訊號組合施加非脈衝式偏壓訊號。非脈衝式偏壓訊號可以是恆定DC或RF的功率水平偏壓訊號。
可以對安裝在托座236上的基片201進行偏壓以吸引或排斥形成的電漿299中所產生的離子。例如，可以提供第一電源供應器252以向托座236施加RF功率以對基片201進行偏壓以在沉積製程期間吸引沉積材料離子。此外，還可以將第一電源供應器252配置為向托座236的電極240施加RF功率以將補充能量耦合到電漿299。在沉積製程期間，托座236可以電浮動。因此，負的DC偏壓仍然可能產生在托座236上。或者，可以藉由-1000伏特到+500伏特之間的電壓下的源來對托座236進行偏壓（例如，約-30 VDC）。例如，可以對托座236進行偏壓以對基片201進行偏壓，而從而向基片201吸引離子化的沉積材料。在一些配置中，可以將電容器調諧器（未圖示）與第二電源284一起使用以在處理期間控制基片201上的浮動電勢。在替代的實例中，可以使得基片201電浮動。
若用來通過托座236對基片201進行偏壓的第一電源供應器252是RF電源供應器，則該供應器可以在約13.56 MHz到約60 MHz的頻率下操作。可以將10瓦特到5 kW的範圍中的RF功率供應給托座236。可以將基於電腦的控制器256程式化為控制功率水平、電壓、電流、及頻率。因此，應瞭解，上述的功率水平、電壓水平、及頻率可以依據程式而變化。
真空泵送系統260包括泵組件268及閥門264。泵組件523可以包括低溫泵、粗抽泵（roughing pump）（未圖示），其用來在處理腔室200的內部容積212中維持合乎需要的壓力。
磁控管296被設置在靶248附近並相對於該靶旋轉。複數個磁體298被包括在磁控管296中。該複數個磁體298包括複數的極化磁體N及具有與磁體N相反的極化的複數磁體S。磁體298用來藉由使用第二電源284對靶248進行偏壓來約束內部容積212中所產生的電漿299以從靶248的前表面250濺射材料。第二電源284具有第二電源供應器288，該第二電源供應器288被配置為向靶248遞送DC及/或RF的功率。在一些實例中，向第二電源284進行的RF功率的遞送也可以包括匹配電路290。
磁控管296可以相對於靶248的表面（例如前表面250或後表面251）傾斜。換言之，磁控管296相對於磁控管296的中心軸線202或旋轉軸線形成角度203。可以藉由控制器256經由馬達292來控制磁控管296用角度203進行的傾斜。可以在處理批次之間調整、在基片201之間調整、或在基片201的處理期間原位地調整磁控管296的傾斜程度。可以基於薄膜厚度或應力資料反饋來控制磁控管296傾斜的角度203。磁控管296的相對於靶248用角度203傾斜的具體部件可以變化。在一個實例中，背板293（例如軛）的縱向尺度相對於靶248用角度203傾斜。在一個實例中，由磁體298的下端所界定且面向靶248的後表面251的平面294（例如，與X-Y平面平行）相對於靶248用角度203傾斜。在一個實例中，磁控管296相對於靶248的後表面251傾斜。在另一個實例中，磁控管相對於前表面250傾斜。
在一個實施例中，在磁控管296在處理期間藉由旋轉馬達292圍繞中心軸線202旋轉時，在磁控管296與靶248之間維持角度203，使得磁控管296上的任何點在圍繞中心軸線202旋轉時都將相對於靶248的表面（例如後表面251）保持相同的垂直距離（即Z方向距離）。在磁控管296旋轉時，由磁控管296所產生的磁場的強度是由每個磁體298所產生的磁場的各種強度的平均值。磁場跨靶248的前表面250均分。均分磁場強度會實現均勻的薄膜性質及對靶248均勻的侵蝕。
藉由在靶248的後表面251（如圖2中所示）與磁控管296的平面294之間建立角度來決定角度203。決定角度203的另一種方式是在靶248的前表面250與磁控管296的平面294之間建立角度。為了簡單起見，對形成於磁控管296與靶248之間的角度203的任何論述都必定包括靶248的表面250或251及磁控管296的平面294。形成於磁控管296與靶248之間的角度203可以為從約0.2度到約5度。在另一個實例中，角度203為從約1度到約2度。若磁控管296相對於靶248的傾斜的角度203小於約0.2度，則可能減少均分磁場強度的效果。如所述，傾斜的磁控管269相對於靶248的角度203小於或等於約5度。因此，磁控管296及中心軸線202形成範圍從約85度到約89.7度的銳角（未標記）。銳角的範圍可以為從約88度到約89度。角度203與銳角的總和一般為90度。
第一氣體源272通過質量流量控制器280向腔室204供應氣體。氣體的一個實例是化學上不起作用的惰性氣體，例如氬（Ar）。可以將氣體放進腔室204的頂部，或如所繪示地在腔室204的底部處放進。一或更多個入口管（未繪示）穿透通過第二屏蔽物220的底部的孔。或者，入口管可以耦接到托座236內的孔。在PVD製程期間，可以從第二氣體源276遞送氮（N）氣以在基片201上形成層。層可以包括諸如氮化鋁（AlN）的材料。
圖3是另一個處理腔室300的橫截面圖，該處理腔室被調適為在圖1中所繪示的群集工具中處理基片。可用於本揭示內容的處理腔室300的實例是從加州聖克拉拉市的應用材料有限公司可取得的Pre-Clean II Chamber。
預清潔腔室300具有設置在圓頂312下方的腔室包殼308中的基片支撐組件304。在一個實例中，圓頂312可以由石英製成。托座320包括具有基片支撐件316的基片支撐組件304。基片支撐件316被設置在基片支撐組件304上的凹部324內。在處理期間，將基片201安置在基片支撐件316上。至少一個定位銷328將基片保持在基片支撐件316上期望的側向位置。
線圈344被設置在圓頂312的外部且連接到RF電源332。RF電源332起動並維持由處理腔室300內的製程氣體所形成的電漿。提供RF匹配網路340以匹配RF電源332及線圈344。基片支撐組件304連接到DC電源336，該DC電源向基片支撐組件304提供偏壓。
可以在沉積膜堆疊400內的一或更多個層（例如種子層404）（示於圖4A及圖4B中）之前使用處理腔室300中的電漿來對基片201進行預清潔或蝕刻。一旦定位基片201以供在處理腔室300中進行處理，就將處理氣體引入到內部容積212中。處理氣體可以包括約0%與約100%之間的氫（H），其餘為載體氣體。處理氣體可以介於約5%與約50%的H之間。
處理氣體可以包括約95%與約50%之間的濃度下的載體氣體（例如Ar或氦（He））。在內部容積212中點燃處理氣體以形成電漿，因此使基片201經受電漿。例如，可以藉由從RF電源332向線圈344施加約50 W與約500 W之間的功率來產生電漿。DC電源336也可以提供約10 W與約300 W之間的功率的DC偏壓功率。可以維持電漿達約10秒與約300秒之間的時間段。一旦預清潔製程完成，就抽空處理腔室300以從處理腔室300排出處理氣體及反應副產物。
圖4A是在圖1中所揭露的群集工具內產生的示例性膜堆疊400的側視圖。膜堆疊400包括基片201及種子層404，且也可以包括本體層408。種子層404形成於基片201的表面上。本體層408形成於種子層404的頂部上並與該種子層的表面接觸。在至少一個實例中，種子層404、本體層408的材料是相同的材料，且種子層404及本體層408的實體性質不同。在另一個實例中，種子層404及本體層408可以由不同的材料所形成。或者，如圖4B中所示，本體層408可以由幾個夾層412所形成。
圖4B是圖4A中所示的示例性膜堆疊400的側視圖，其繪示本體層408的替代形成。膜堆疊400可以包括基片201、種子層404、及本體層408。種子層404形成於基片201的表面上。本體層408形成於種子層404的頂部上並與該種子層的表面接觸。本體層408可以包括一或更多個夾層412，其中可以將夾層412表示為412(n)，其中n是本體層408中的夾層412的編號，該編號可以從1到n變化。例如，雖然在圖4中所繪示的實例中n=4，但在替代的實例中，n為從1到30。如上所述，在至少一個實例中，種子層404、及本體層408的夾層412中的一或更多者的材料由相同的材料所形成。在此實例中，種子層404及該一或更多個夾層412的實體性質中的至少一些不同。
在一個實例中，種子層404及本體層408由壓電材料（例如摻雜鈧的氮化鋁（ScAlN）或氮化鋁（AlN））製成。在另一個實例中，壓電材料可以是氮化鈦（TiN）、氮化鉿（HfN）、或氮化矽（Six Ny ）中的任一者或組合。在一些實例中，基片201具有＜001＞的晶體取向。基片201可以由具有適當晶格的其他金屬（包括但不限於多晶鉬，及AlN）製成。
圖5A是流程圖，其描繪在圖1中所繪示的群集工具內產生膜堆疊400的示例性方法500。
在方塊502處，將基片201裝載到群集工具100的裝卸平台140中。在一個實例中，第一機器手132將基片201移動到定向腔室152。藉由第一機器手132將基片201傳遞通過第一傳輸腔室124。第一傳輸腔室124中的機器手132將基片210從定向腔室152移動到第一處理腔室160。如上所述，第一傳輸腔室124中的壓力（P）可以為約1微托。因此，壓力保持在真空狀態。
在方塊504處，將基片201設置在脫氣腔室156內，或在定向腔室152中執行脫氣製程。在一個實施例中，將基片201從裝卸平台140傳輸到脫氣腔室156中。在基片201從裝卸平台140移動到脫氣腔室156時，基片201移動通過第一傳輸腔室124。或者，第一機器手132將基片201從裝卸平台140傳輸到定向腔室152。第一機器手132將基片201從定向腔室152傳輸到第一處理腔室160。基片201的溫度（T）可以是約攝氏120度與約攝氏600度之間的任何溫度，例如約200℃到約600℃。在另一個實例中，基片201的溫度可以是約140℃與約500℃之間的任何溫度。
可選地，在方塊506處將基片201的表面暴露於電漿以預清潔基片的表面。在一些實施例中，在執行方塊504中的製程之後執行在方塊506中執行的製程。交替地，在方法500的一些實施例中，在執行方塊504中的製程之前執行方塊506中執行的製程，如圖5B中所繪示。雖然圖5B在方法500中包括呈與圖5A中所示的順序不同的順序的方塊504及506的位置，但此配置並不旨在將圖5B中所繪示的方法限於該特定的製程順序。在方塊506期間，可以在處理腔室300中預清潔（例如用反應氣體（例如，H2 ）或非反應氣體（例如，Ar、Ne、He）離子及/或氣體自由基（例如，蝕刻）轟擊）基片的表面。在方塊506期間執行的製程也可以包括加熱、維持基片的進入溫度、或冷卻基片201。在沉積種子層404之前預清潔基片201的表面可以在將種子層404沉積在基片201上時減少種子層404中的表面缺陷。
在方塊508處使用第二處理腔室164將種子層404形成於基片201上。第二處理腔室164接收來自第一處理腔室160的基片201。在基片201從第一處理腔室160移動到第二處理腔室164時，基片201穿過第二傳輸腔室128。可以在第二處理腔室164中形成種子層404，該第二處理腔室包括處理腔室200中所示的部件。在方塊期間執行的製程可以包括藉由第二電源284向靶248遞送脈衝式DC、RF、及/或脈衝式RF的偏壓訊號。例如，為了吸引由電漿299所產生的離子以濺射靶248，可以藉由第二電源284來對靶248進行偏壓以提供1到20 kW的平均功率。在方塊508期間，可以將基片201安裝在托座236上或定位在該托座上方，使得基片的溫度可以維持、或可以實質維持在晶圓的進入溫度（例如，脫氣製程溫度或預清潔製程溫度等等）。在一個實例中，進入基片溫度大於室溫（例如約120℃與約600℃之間），且因此基片處理溫度大於室溫。可以附加性地將基片201安裝在可以被偏壓的托座236上。例如，可以提供第一電源供應器252以向托座236中的電極240施加RF功率，以對基片201進行偏壓以在沉積製程期間吸引沉積材料離子，例如用-1000伏特到+500伏特之間的電壓對基片進行偏壓（例如約-30 VDC）。種子層404可以具有從約10 nm到約100 nm的厚度。在一個實例中，種子層404具有從約10 nm到約50 nm的厚度。已經發現，藉由維持高的初始溫度（例如脫氣溫度），種子層404中所形成的缺陷會減少。已經發現，種子層404中的缺陷會隨著向基片201施加的偏壓功率增加而進一步減少。因此，在一些實施例中，在向基片201施加偏壓功率的同時，在基片201上維持高的初始溫度（例如，脫氣溫度）。在一個實例中，進入基片201的溫度介於約120℃與600℃之間，且因此基片處理溫度介於120℃與600℃之間，且在處理期間藉由對基片支撐件（即托座236）中的電極240進行偏壓來向基片201施加約-30 VDC的基片偏壓。第二機器手136將基片201從第二處理腔室164移動到第一處理腔室160。
圖6是藉由使用圖5A或圖5B中所繪示的種子層形成方塊508來形成種子層404的製程的流程圖。應瞭解，可以在執行在方塊508期間執行的種子層404形成製程的期間實現方塊600-612中的任一者或全部。
在方塊600處，可以在方塊508期間完成的沉積製程期間調整向電極240施加的偏壓功率。在此實例中，偏壓功率可以是第一偏壓功率P1或第二偏壓功率P2中的任一者。偏壓功率可以介於約10瓦特到約200瓦特之間。隨著偏壓功率增加，已經發現形成於種子層404內的缺陷減少了。因此，在一些實施例中，在方塊508期間完成的沉積製程期間向電極240施加大於約50 W、或大於100 W、或甚至大於120 W的偏壓功率。
在方塊602處，可以減少基片201在方塊508處的種子層404的形成期間經受的壓力。可以將壓力減少到約15毫托或更小。藉由減少用以形成種子層404的壓力，可以實現種子層404中的缺陷的減少。
在方塊606處增加磁控管296的磁旋轉速度。磁旋轉速度可以介於約30 rpm旋轉每分鐘（rpm）與約120 rpm之間。在一個實例中，磁旋轉速度可以介於包括高達約的速度的50 rpm與約90 rpm之間。在一些配置中，磁旋轉速度可以在90 rpm與約120 rpm之間變化。可以藉由相對於用來在方塊512期間形成本體層408的轉速增加在方塊508期間形成種子層404期間磁控管296的轉速來減少種子層404上的表面缺陷。也可以在形成種子層404的期間調整磁控管296的磁旋轉速度。
在方塊608處，在方塊508期間形成種子層404的期間調整從靶248到基片201的表面的距離。換言之，建立了靶248的表面與基片201的表面之間的距離。靶248與基片201之間的距離可以為從約30 mm到約70 mm。隨著距離從30 mm增加到約70 mm，種子層404的均勻性增加。因此，種子層404上的表面缺陷減少了。
在方塊610處，可以在方塊508期間形成種子層404的期間調整由第二電源284所產生的訊號的佔空比。如上所述，訊號可以是DC、RF、及/或脈衝式RF的偏壓訊號。可以用種子佔空比Dseed 沉積種子層404。種子佔空比Dseed 可以為從60%到90%。因此，第二電源284可以從約60%到90%的佔空比被「導通」。對應地，第二電源284可以被「關斷」達10%到40%的佔空比的時間段。在一個實例中，電源「導通」時間為88.5%的佔空比，而「關斷」時間則為12.5%的佔空比。在另一個實例中，電源「導通」時間為67%，而「關斷」時間則為33%。藉由減少訊號「關斷」的時間，種子層404的表面缺陷減少了。在一些實例中，可以用不同的佔空比沉積本體層408。
在方塊612處，在方塊508期間形成種子層404的期間調整向腔室204提供的處理氣體中的氮（N）的濃度。在此實例中，N的濃度介於處理氣體的100%與處理氣體的66%之間。隨著處理氣體中的N的濃度增加，種子層404上的表面缺陷減少。在一些實例中，氮的貢獻為N2 。如上所述，方塊600-612中的每一者均可以被個別調整，或與種子層404的形成期間及/或種子形成方塊508期間的其他方塊組合調整。
回到圖5A，在方塊510處，在第一處理腔室160中將基片201冷卻到小於100℃的溫度，例如約室溫（例如~20℃）與50℃之間的溫度。在方塊510期間，可以在包括Ar及N2 的環境中冷卻基片201。Ar與N2 的比率可以為約5到1。在示例性的配置中，Ar與N的比率可以為約3到1。在方塊510期間執行以快速冷卻基片201的製程期間，壓力（P）可以為從約3托到約15托。冷卻基片201直到基片201達到指定的溫度（T）為止。在一些實施例中，在沉積種子層404的同一腔室中冷卻基片201。或者，可以在與沉積種子層404不同的腔室中冷卻基片201。在一個非限制性的實例中，為了使基片201達到指定的溫度，可能花費從約1秒到約100秒。在一個配置中，基片201可以在約20秒到約50秒內達到指定的溫度。在方塊510處冷卻基片201的壓力（P）比在方塊502到方塊508處處理基片201的壓力還高。在一些配置中，如上所述，由於在另一個基片上形成另一個種子層之前從在裡面形成種子層的處理腔室移除實現在方塊510期間實現的處理壓力所需的氣體量所會需要的時間，期望在與在裡面形成種子層的腔室分離的製程腔室中執行在方塊510中執行的製程。可以用從在約1秒到約100秒（例如約1秒與20秒之間）內約600℃到約200℃的速率減少溫度。在替代的實例中，可以用從在約20秒到約50秒內約600℃到約200℃的速率減少溫度。在與沉積種子層404不同的腔室中冷卻基片201的一個實例中，可以用在約1秒到約100秒內約50℃與約100℃之間的速率減少基片201的溫度。或者，可以在從約20秒到約50秒內冷卻基片201。在又另一個實例中，可以用在1秒到約100秒（例如約20秒到約50秒）內到約600℃到約250℃的速率減少溫度。
在方塊512處，將本體層408形成於基片201上。可以在第二處理腔室164中形成本體層408，該第二處理腔室包括處理腔室200中所示的部件。本體層408包括至少一個夾層412，該至少一個夾層在第二處理腔室164中形成於基片201上。在一個實例中，可以將本體層408形成為具有從約1微米到10微米的厚度。然而，本體層408的厚度不限於此範圍，且可以將該本體層沉積於基片201上達任何期望的厚度。因為在接近室溫（RT）下沉積本體層408，所以沉積本體層408的溫度小於沉積種子層402的溫度。如上所述，室溫小於約100℃。
圖5B是流程圖，其描繪依據本揭示內容的另一個實施例產生膜堆疊400的示例性方法500的一個版本，該方法包括用於藉由執行一系列的順序處理步驟來形成種子層404或本體層408的製程。圖5B中的方塊508及方塊512實質上與關於圖5A所描述的相同，除了添加了方塊508的方塊509A到509C中所示的中間步驟及方塊512的方塊513A到513C中所示的中間步驟以外。在方塊508處執行的額外方塊509A到509C及在方塊512處執行的額外方塊513A到513C於下文揭露，且利用可以形成膜層的實質相同的製程序列步驟，該等膜層具有類似或不同的材料性質。在期望種子層404及本體層408的材料性質不同的至少一個實例中，包括了以下情況：種子層404及本體層408具有不同的膜厚度，及/或相對於方塊513A-513C中的一或更多者的執行，在執行方塊509A-509C中的一或更多者的期間利用不同的製程設定以實現不同的材料性質（例如，膜應力、晶體取向、電氣性質（例如，電阻率））。在方塊509A-509C期間執行的製程可以包括使用與圖6結合描述的製程或製程設定中的一或更多者來形成種子層404的至少一部分。
在一些實施例中，在方塊508處在基片201上形成種子層404，在方塊512期間可以包括二或更多個處理步驟，例如如圖5B中所示的方塊509A到509C。在一個實施例中，方塊509A包括形成第一夾層412(1)，該第一夾層是在明顯比形成種子層404的後續夾層（例如，夾層412(2)-412(n)）的溫度還高的溫度下沉積的。在一些實施例中，種子層404的第一夾層412(1)是在約120℃與600℃之間的溫度下形成的。在一些實施例中，在形成夾層412(1)-412(n)的期間設置在處理腔室164的處理區域中的基片的溫度是實質恆定的。種子層404是在Ar及N的環境中形成的。Ar與N的比率可以為約2到1。在方塊509A的期間，第一電源供應器252使用電極240來向基片201施加第一功率偏壓P1達第一持續時間（t1）。第一夾層412(1)形成於膜堆疊400上。第一偏壓功率P1介於約30瓦特與約150瓦特之間。
在方塊509B處，將第二夾層412(2)形成於第一夾層412(1)的頂部上且與該第一夾層接觸。從第一電源供應器252通過電極240向基片201施加第二功率偏壓P2達第二持續時間（t2）。第一持續時間介於約1秒與約200秒之間。第二持續時間大於250秒且小於或等於約2000秒。在一個實例中，第一時間可以為約470秒，而第二時間則可以為約1080秒。在一些實施例中，在小於或等於形成第一夾層412(1)的溫度且可以是在約120℃與600℃之間的溫度範圍中的溫度下形成種子層404的第二夾層412(2)。第二偏壓功率P2小於約120瓦特且大於或等於20瓦特。例如，第一偏壓功率P1可以為約100瓦特，而第二偏壓功率P2則可以為約60瓦特。在另一個實例中，第二偏壓功率P2可以為約80瓦特。
可以在相同的第二處理腔室164中形成第一夾層412(1)及第二夾層412(2)。在替代的實例中，可以在群集工具100的不同的處理腔室（例如處理腔室165-167中的一者）中形成第一夾層412(1)及第二夾層412(2)。因此，在至少一個實例中，第一偏壓功率P1高於第二偏壓功率P2。在同一實例中，第二持續時間（t2）大於第一持續時間（t1）。第一偏壓功率P1或第二偏壓功率P2中的任一者的示例性頻率為約13.56 MHz。
為了容易論述起見，使用術語夾層412來描述種子層404的多個層及本體層408的多個層的形成。然而，雖然使用夾層412的相同編號來描述種子層404及本體層408的形成，但每個種子層404及本體層408是膜堆疊400的不同結構。如上所述，用與在方塊509A到509C處將種子層404形成於基片201上實質相同的方式，在方塊513A到方塊513B處，可以將本體層408沉積於基片201上。
在方塊509C處，減少膜堆疊400的溫度。如先前所述，膜堆疊400包括基片201、種子層404、及種子層404。在一個實例中，將膜堆疊400從第二處理腔室164傳輸到第一處理腔室160。在基片201在第一處理腔室160中冷卻時，可以將第一處理腔室160維持在減少的溫度下。在另一個實例中，不將膜堆疊400傳輸到第一處理腔室160，而是在第二處理腔室164中經受減少的溫度。可以藉由從內部容積212移除熱（例如，藉由中斷對第二電源284的供電，或將基片201卡緊到冷卻的托座238來移除）來實現減少的溫度。在一些配置中，可以在方塊509C處主動地冷卻膜堆疊400。在主動地冷卻膜堆疊400時，將膜堆疊400的基片201安置在溫度調節主體（例如基片支撐件316）的頂部上且與該溫度調節主體直接接觸。或者，可以將膜基片201安置在靜電卡盤240的頂部上且與該靜電卡盤直接接觸。在此配置中，基片支撐件316或靜電卡盤240具有小於基片201的溫度，且因此可以用來主動地冷卻基片201。減少溫度達時間段Δtcool 。時間段Δtcool 可以是從約1秒到約50秒的任何時間段。在一個實例中，時間段Δtcool 介於約10秒與20秒之間。在另一個實例中，時間段Δtcool 為約40秒。隨著時間段Δtcool 增加，膜堆疊400中的晶體結構之間的應力（MPa）減少。如上所述，基片201可以在包括Ar及N2 的環境中冷卻，且因此膜堆疊400可以在該環境中冷卻。
一旦膜堆疊400的種子層404藉由執行方塊509A-509C中的更多者中的一者數次來達到期望的厚度，依據本文中所揭露的方法500，製程就將繼續進行到方塊510及512。如圖5B中所繪示，可以依序執行方塊512的製程513A-513C一或更多次以形成本體層508。如上所述，在方塊513A-513C期間執行的製程將包括沉積二或更多個層及使用與方塊509A-509C中所描述的製程類似的製程來冷卻基片。並且，如上所述，與在執行方塊509A-509C的期間形成的該等二或更多個層相比，在執行方塊513A-513C的期間形成及處理的該等二或更多個膜層可以包括使用不同的製程參數來實現具有不同膜厚度的多個膜層及/或利用不同的製程設定來實現不同的材料性質（例如，膜應力、晶體取向、電氣性質（例如，電阻率））。在執行方塊513A-513C的期間形成及處理的該等二或更多個膜層也可以各自具有不同的膜厚度及/或不同的材料性質。
在已經完成方塊502-512且形成了膜堆疊400之後，接著藉由使用一種製程來將基片返回到工廠接口104，在該製程中，藉由第一機器手132來將基片及膜堆疊400從第一處理腔室160傳輸到裝卸平台140。
圖7是控制器700的平面圖，該控制器可以向圖1-圖3中所描繪的處理腔室中的任一者提供指令。
可選的顯示單元701可以耦接到控制器700。控制器700包括彼此耦接的處理器704、記憶體708、及支援電路712。控制器700可以機載（on-board）在群集工具100，或在替代的實例中，控制器700可以機載在圖2或圖3中的處理腔室中的一者、或遠端器件（未圖示）。
顯示單元701包括輸入控制單元（例如電源供應器、時脈、快取記憶體、輸入/輸出（I/O）電路），其耦接到顯示單元701的各種部件以促進對該顯示單元的控制。處理器704可以是任何形式的通用微處理器、或通用中央處理單元（CPU）中的一者，其中的每一者均可以用在工業環境（例如可程式化邏輯控制器（PLC））中。
記憶體708包括至少一個非暫時性電腦可讀取媒體，且可以是可容易取得的記憶體（例如隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、或本端或遠端的任何其他形式的數位儲存器）中的一或更多者。記憶體708包含指令，該等指令在由處理器704（例如，中央處理單元（CPU）、數位訊號處理器（DSP）、特殊應用積體電路（ASIC））執行時，促進圖1-圖3中所繪示的處理腔室中的任一者內的操作及處理。記憶體708中的指令呈程式產品的形式，例如實施本揭示內容的方法的程式。程式產品的程式碼可以符合多種不同程式語言中的任何一者。說明性的電腦可讀取儲存媒體包括（但不限於）：(i)非可寫入式儲存媒體（例如，電腦內的唯讀記憶體器件，例如由CD-ROM光碟機可讀取的CD-ROM光碟、快閃記憶體、ROM晶片、或任何類型的固態非揮發性半導體記憶體），資訊可以永久儲存在其上；及(ii)可寫入式儲存媒體（例如，磁碟機內的軟碟、或硬碟機、或任何類型的固態隨機存取半導體記憶體），可變更的資訊儲存在其上。在攜帶導引本文中所述的方法的功能的電腦可讀取指令時，此類電腦可讀取儲存媒體是本揭示內容的實例。記憶體708內的程式碼可以由處理器704所執行以在裝置內執行各種處理方法，例如執行關於圖5A或圖5B所描述的方法步驟中的一或更多者以使用在圖1中所繪示的群集工具100中找到的各種製程腔室及支援部件來產生膜堆疊400。
在一個實例中，可以將控制器700實施為儲存在電腦可讀取儲存媒體（例如，708）上以供與電腦系統（未圖示）一起使用的程式產品。程式產品的程式界定了本文中所述的本揭示內容的功能。
本文中所揭露的實例與在基片上形成薄膜層的裝置及方法相關。雖然前述內容涉及具體的實例，但也可以在不脫離該等實例的基本範圍的情況下設計其他的實例，且該等實例的範圍是由以下的請求項所決定的。
100:群集工具 104:工廠接口 112:輸送盒 116:外部區域 120:工廠接口機器手 124:第一傳輸腔室 128:第二傳輸腔室 132:第一機器手 136:第二機器手 140:裝卸平台 152:定向腔室 156:脫氣腔室 160:第一處理腔室 164:第二處理腔室 165:第二處理腔室 166:第二處理腔室 167:第二處理腔室 168:第一處理腔室 172:主框架 200:製程腔室 201:基片 202:中心軸線 203:角度 204:腔室 208:腔室壁 212:內部容積 214:製程套件 216:第一屏蔽物 220:第二屏蔽物 224:第二介電屏蔽隔離器 228:內表面 232:基片支撐組件 234:邊緣環 236:托座 238:靜電卡盤 240:電極 244:靶隔離器 248:靶 250:前表面 251:後表面 252:第一電源供應器 256:控制器 260:真空泵送系統 264:閥門 268:泵組件 272:第一氣體源 276:第二氣體源 280:質量流量控制器 284:第二電源 288:第二電源供應器 292:馬達 293:背板 294:平面 296:磁控管 298:磁體 299:電漿 300:預清潔腔室 304:基片支撐組件 308:腔室包殼 312:圓頂 316:基片支撐件 320:托座 324:凹部 328:定位銷 332:RF電源 336:DC電源 340:RF匹配網路 344:線圈 400:膜堆疊 404:種子層 408:本體層 500:方法 502:方塊 504:方塊 506:方塊 508:方塊 510:方塊 512:方塊 600:方塊 602:方塊 606:方塊 608:方塊 610:方塊 612:方塊 700:控制器 701:顯示單元 704:處理器 708:記憶體 712:支援電路 412(1):夾層 412(n):夾層 509A:方塊 509B:方塊 509C:方塊 513A:方塊 513B:方塊 513C:方塊
為了能夠詳細瞭解本揭示內容的上述特徵的方式，可以藉由參照實例來獲得上文所簡要概述的本揭示內容的更特定的說明，附圖中繪示了該等實例中的一些。然而，要注意，附圖僅繪示實例且因此並被不視為其範圍的限制，且可以容許其他同等有效的實例。
圖1是依據本文中所述的實施例的群集工具的平面圖，該群集工具被調適為藉由使用一或更多個處理腔室來在基片上沉積薄膜層。
圖2是依據本文中所述的實施例的處理腔室中的一者的側橫截面圖，該等處理腔室被調適為在圖1中所繪示的群集工具中在基片上沉積薄膜層。
圖3是依據本文中所述的實施例的另一個處理腔室的側橫截面圖，該處理腔室被調適為在圖1中所繪示的群集工具中處理基片。
圖4A是依據本文中所述的實施例在圖1中所揭露的群集工具內產生的示例性膜堆疊的側視圖。
圖4B是依據本文中所述的實施例在圖1中所揭露的群集工具內產生的示例性膜堆疊的側視圖。
圖5A是流程圖，其描繪依據本文中所述的實施例在圖1中所繪示的群集工具內產生膜堆疊的示例性方法。
圖5B是流程圖，其描繪依據本文中所述的實施例產生膜堆疊400的示例性方法。
圖6是流程圖，其繪示依據本文中所述的實施例形成種子層、或本體層的一部分的方法。
圖7是控制器的平面圖，該控制器可以向圖1至圖3中所描繪的處理腔室中的任一者提供指令。
為了促進瞭解，已儘可能使用相同的參考標號來標誌該等圖式共有的相同元件。可以預期，可以有益地將一個實例的元件及特徵併入其他實例而無需進一步敘述。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
500:方法
502:方塊
504:方塊
506:方塊
508:方塊
510:方塊
512:方塊

Claims (20)

  1. 一種處理一基片的方法，該方法包括以下步驟： 在一第一腔室中在該基片上沉積一第一壓電材料層，其中該第一壓電材料層在該基片處於一第一溫度的同時形成於該基片上；及 在將該基片冷卻到一第二溫度之後在該第一壓電材料層上沉積一第二壓電材料層，其中該第二溫度小於該第一溫度，且該第一壓電材料層及該第二壓電材料層都包括一第一壓電材料。
  2. 如請求項1所述的處理該基片的方法，其中將該基片冷卻到該第二溫度的步驟在一第二腔室中進行。
  3. 如請求項1所述的處理該基片的方法，其中冷卻該第一壓電材料層及該基片的步驟在一第二腔室中進行，其中該第一溫度介於約120℃與約600℃之間，且該第二溫度小於或等於100℃。
  4. 如請求項1所述的處理該基片的方法，進一步包括以下步驟： 在一第二腔室中將該基片加熱到大於該第一溫度； 在藉由使用一物理氣相沉積製程來在該基片上沉積該第一壓電材料層之前在一靶的一表面與該基片的一表面之間建立一距離，該距離介於約30 mm與70 mm之間，且該靶包括選自由鋁及鈧所組成的該群組的一材料；及 維持約20瓦特（W）與約50 W之間的一偏壓功率；及 維持約100 rpm與150 rpm之間的一磁旋轉速度。
  5. 如請求項1所述的處理該基片的方法，進一步包括以下步驟： 在一第二腔室中將該基片加熱到大於該第一溫度，其中沉積該第二壓電材料層的步驟在該第一腔室中進行。
  6. 如請求項1所述的處理該基片的方法，該方法進一步包括以下步驟： 在該第二壓電材料層的頂部上沉積一第三壓電材料層，其中該第三壓電材料層包括該第一壓電材料層，且沉積該第三壓電材料層的該製程包括以下步驟：用與在沉積該第二壓電材料層時所使用的基片偏壓不同的一基片偏壓來沉積該第三壓電材料層，其中該第一壓電材料層、該第二壓電材料層、及該第三壓電材料層中的每一者均是藉由一物理氣相沉積製程來形成的。
  7. 如請求項1所述的處理該基片的方法，進一步包括以下步驟： 在該第二壓電材料層的頂部上沉積一第三壓電材料層，其中該第三壓電材料層包括該第一壓電材料層，且沉積該第三壓電材料層的該製程包括以下步驟：用與用來沉積該第二壓電材料層的壓力或基片偏壓不同的一壓力或基片偏壓來沉積該第三壓電材料層，其中沉積該第一壓電材料層、該第二壓電材料層、及該第三壓電材料層的該製程是藉由使用在該第一腔室中執行的一物理氣相沉積製程來執行的。
  8. 如請求項1所述的處理該基片的方法，其中該第一壓電材料層包括鋁及氮，且沉積該第一壓電材料層及該第二壓電材料層的該製程是藉由一物理氣相沉積製程來執行的。
  9. 一種在一群集工具中處理一基片的方法，該方法包括以下步驟： 藉由使用一物理氣相沉積製程且在一第一溫度下在該群集工具的一第一製程腔室中在一基片上沉積一種子層，其中該種子層包括一第一材料； 將該基片冷卻到一第二溫度，該第二溫度小於該第一溫度；及 在將該基片冷卻到該第二溫度之後，藉由使用該物理氣相沉積製程來在該種子層上沉積一第一壓電材料層，且該第一壓電材料層包括該第一材料。
  10. 如請求項9所述的處理該基片的方法，其中將該基片冷卻到該第二溫度的步驟在一第二腔室中進行。
  11. 如請求項9所述的處理該基片的方法，其中將該基片冷卻到一第二溫度的步驟在一第二腔室中進行，該第一溫度介於約120℃與約600℃之間，且該第二溫度小於或等於100℃。
  12. 如請求項9所述的處理該基片的方法，其中在該基片上沉積該種子層的步驟是藉由使用一物理氣相沉積製程來執行的，且該物理氣相沉積製程中所使用的一靶包括鋁及鈧。
  13. 如請求項9所述的處理該基片的方法，其中在該基片上沉積該種子層進一步包括以下步驟： 維持約20瓦特（W）與約50 W之間的一偏壓功率；及 維持約100 rpm與150 rpm之間的一磁旋轉速度。
  14. 如請求項9所述的處理該基片的方法，進一步包括以下步驟： 在沉積該種子層之前將該基片的一表面暴露於一電漿；及 在該群集工具的一第一製程腔室中將該基片加熱到一第三溫度，其中該第一材料包括鋁及氮，且沉積該種子層及該第一壓電材料層的該製程是藉由一物理氣相沉積製程來執行的。
  15. 如請求項9所述的處理該基片的方法，該方法進一步包括以下步驟： 在該第一壓電材料層的頂部上沉積一第二壓電材料層，其中該第二壓電材料層包括該第一材料，且沉積該第二壓電材料層的該製程包括以下步驟：用與在沉積該第一壓電材料層時所使用的基片偏壓不同的一基片偏壓來沉積該第二壓電材料層，其中該種子層、該第一壓電材料層、及該第二壓電材料層中的每一者均是藉由一物理氣相沉積製程來形成的。
  16. 如請求項9所述的處理該基片的方法，該方法進一步包括以下步驟： 在該第一壓電材料層的頂部上沉積一第二壓電材料層，其中該第二壓電材料層包括該第一材料，且沉積該第二壓電材料層的該製程包括以下步驟：在與用來沉積該第一壓電材料層的壓力或基片偏壓不同的一壓力或基片偏壓下沉積該第二壓電材料層，其中沉積該種子層及該第一壓電材料層的該製程是藉由使用所執行的一物理氣相沉積製程來執行的，該第一壓電材料層是在一第二腔室中沉積的。
  17. 一種用於處理一基片的裝置，包括： 一處理器，耦接到至少一個非暫時性電腦可讀取媒體，其中該至少一個非暫時性電腦可讀取媒體包括指令，該等指令在由該處理器執行時被配置為執行一方法，該方法包括以下步驟： 在一第一腔室中在該基片上沉積一第一壓電材料層，其中該第一壓電材料層在該基片處於一第一溫度的同時形成於該基片上；及 在將該基片冷卻到一第二溫度之後在該第一壓電材料層上沉積一第二壓電材料層，其中該第二溫度小於該第一溫度，且該第一壓電材料層及該第二壓電材料層都包括一第一壓電材料。
  18. 如請求項17所述的裝置，其中該第一溫度介於約攝氏140度與約攝氏600度之間，且該第一壓電材料層包括鈧。
  19. 如請求項17所述的裝置，其中將該基片冷卻到該第二溫度的步驟在一第二腔室中進行。
  20. 如請求項17所述的裝置，其中冷卻該第一壓電材料層及該基片的步驟在一第二腔室中進行，其中該第一溫度介於約120℃與約600℃之間，且該第二溫度小於或等於100℃。
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