TW202243755A - 半導體處理系統、用於預清潔基板的方法、半導體處理無水氟化氫遞送系統、半導體處理水蒸氣遞送系統、及形成鈍化膜的方法 - Google Patents

半導體處理系統、用於預清潔基板的方法、半導體處理無水氟化氫遞送系統、半導體處理水蒸氣遞送系統、及形成鈍化膜的方法 Download PDF

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Abstract

在一些實施例中，一種用於半導體處理預清潔之方法包含使用無水氟化氫與水蒸氣組合而自一基板移除一氧化物層。一種用於此預清潔之系統可配置以分離此無水氟化氫及此水蒸氣，直至其等被遞送至靠近此基板的一共同容積。此系統之組件內的腐蝕可藉由無水氟化氫的純化、組件的鈍化、更換組件材料、及加熱組件而受到限制。鈍化可藉由以無水氟化氫填充一氣體遞送組件及允許此無水氟化氫留在此氣體遞送組件中以形成一鈍化層而達成。一致的水蒸氣遞送可部分藉由使用加熱器加熱組件而達成。

Description

半導體處理預清潔方法及設備
本揭露係關於用於製造半導體裝置的方法及設備，且特別地是，關於在製造半導體裝置期間將材料層沉積至基板上之前用於預清潔基板的方法及設備。
半導體裝置（諸如積體電路及電力電子半導體裝置（power electronics semiconductor devices）之製造通常有關於將特徵蝕刻至一基板中及/或在一基板表面上形成一或多個材料層。此等材料層之形成可藉由各種沉積技術來實現，包含例如濺鍍（sputtering）、化學氣相沉積、原子層沉積及諸如此類者。
基板通常在其頂部具有一介入材料，其可能干擾此基板之蝕刻及/或此基板上之一所需材料層的形成。例如，一矽基板可能具有一原生氧化矽層（native silicon oxide layer）。此介入材料（intervening material）可能會影響電效能（electrical performance），導致缺陷增加及諸如此類者。因此，有需要可自基板移除諸如原生氧化物之介入材料並提供用於進一步加工之一清潔表面的方法及設備。
在一些實施例中，一種用於預清潔一基板之半導體處理系統係包含一反應室及一無水氟化氫遞送系統。此無水氟化氫遞送系統包含：一上游部分，係配置以與一無水氟化氫源流體連通，此上游部分包含：一壓力計，係配置以與此無水氟化氫源流體連通；一純化器，係與此壓力計流體連通，並配置以自來自此無水氟化氫源的無水氟化氫移除水；一第一無水氟化氫導管，用於形成此無水氟化氫源與此反應室之間之一流動路徑的一第一部分；及一或多個上游加熱器護套（jackets），係熱耦接至此壓力計、純化器及此第一無水氟化氫導管。此無水氟化氫源進一步包含：一與此上游部分流體連通的下游部分，此下游部分包含：一第二無水氟化氫導管，係形成此無水氟化氫源與此反應室之間之此流動路徑的一第二部分；及一或多個下游加熱器護套，係熱耦接至此第二無水氟化氫導管。此半導體處理系統進一步包含一水蒸氣遞送系統，其包含：一水蒸氣源，係與一載送氣體源流體連通，並配置以供應水蒸氣；一水蒸氣供應導管，係形成此水蒸氣源與此反應室之間之一流動路徑的一部分；一載送氣體導管，係配置以與此載送氣體源及此水蒸氣源流體連通；一或多個水蒸氣源加熱器護套，係熱耦接至此水蒸氣源；一或多個水蒸氣供應加熱器護套，係熱耦接至此水蒸氣供應導管；及一壓力流量控制器，係配置以與此載送氣體源及此水蒸氣源流體連通，此壓力流量控制器係配置以調節自此載送氣體源流至此水蒸氣源之載送氣體的一壓力。此半導體處理系統亦包含一還原導管（reducing conduit），與此無水氟化氫遞送系統及此水蒸氣遞送系統流體連通，其中此反應室係與此還原導管流體連通。
在一些實施例中，此用於預清潔一基板的半導體處理系統係進一步包含一遠端電漿單元，設置於此無水氟化氫遞送系統、此水蒸氣遞送系統及此反應室之間，並與其等流體連通。
在一些實施例中，此用於預清潔一基板之半導體處理系統進一步包含一噴灑頭，設置於此反應室中並配置以在此反應室中分配無水氟化氫及水蒸氣。
在一些實施例中，此用於預清潔一基板之半導體處理系統進一步包含一基座，配置以支撐此反應室內的此基板，其中此基座包含一基座加熱元件。
在一些實施例中，此用於預清潔一基板之半導體處理系統進一步包含一還原導管，用於調節進入此反應室之一或多個流體的一流動速率，其中此還原導管係與此水蒸氣傳送系統及此無水氟化氫遞送系統流體連通。
在一些實施例中，此半導體處理系統的此一或多個上游加熱器護套及此一或多個下游加熱器護套係分別與此上游部分及此下游部分形狀相配（form-fitted）。
在一些實施例中，此用於預清潔一基板之半導體處理系統的此無水氟化氫遞送系統進一步包含一控制器，配置以控制此一或多個上游加熱器護套的一或多個溫度、此一或多個下游加熱器護套的一或多個溫度及無水氟化氫進入一反應室的一流動速率。
在一些實施例中，此控制器係經程式化以將此下游部分維持在高於此上游部分的溫度。
在一些實施例中，此用於預清潔一基板之半導體處理系統的此無水氟化氫遞送系統進一步包含一通氣（vent）部分，此通氣部分包含一通氣導管，連接至此第二無水氟化氫導管，以及一通氣加熱器護套，熱耦接至此通氣導管，其中此控制器係經程式化以將此通氣導管維持在大於此下游部分之溫度的溫度。
在一些實施例中，此用於預清潔一基板之半導體處理系統的此水蒸氣遞送系統進一步包含一通氣導管，連接至此水蒸氣供應導管，一或多個通氣加熱器護套，熱耦接到此通氣導管，以及一控制器，配置以控制此一或多個水蒸氣源加熱器護套的一或多個溫度及此一或多個水蒸氣供應加熱器護套的一或多個溫度，其中此控制器係進一步配置以控制此一或多個通氣加熱器套的一或多個溫度。
在一些實施例中，此用於預清潔一基板之半導體處理系統的此水蒸氣遞送系統進一步包含一排放導管，與此載送氣體源及此水蒸氣源流體連通，此排放導管係配置以減少此水蒸氣或此載送氣體之一或多者的回流（backstreaming）。
在一些實施例中，此用於預清潔一基板之半導體處理系統的此水蒸氣源包含一用於液態水的空間及一用於水蒸氣的上覆空缺空間（overlying ullage space）。
在一些實施例中，此用於預清潔一基板之半導體處理系統的此水蒸氣供應加熱器護套係配置以將此水蒸氣供應導管加熱至大於此水蒸氣源之溫度之至少攝氏40度的溫度。
在一些實施例中，此用於預清潔一基板之方法包含：將此基板置於一半導體處理系統的一反應室中。此半導體處理系統包含一無水氟化氫遞送系統，其包含：一上游部分，與一無水氟化氫源流體連通，此上游部分包含：一純化器，配置以自來自此無水氟化氫源的無水氟化氫移除水；一第一無水氟化氫導管，用於形成此無水氟化氫源與此反應室之間之一流動路徑的一第一部分；及一或多個上游加熱器護套，熱耦接至此第一無水氟化氫導管；一流量控制器；一下游部分，位於此流量控制器的下游，此下游部分包含：一第二無水氟化氫導管，用於形成此無水氟化氫源與此反應室之間之此流動路徑的一第二部分；及一或多個下游加熱器護套，熱耦接至此第二無水氟化氫導管。此半導體處理系統進一步包含一水蒸氣遞送系統，包含：一水蒸氣源，配置以供應水蒸氣；一水蒸氣供應導管，形成此水蒸氣源與此反應室之間之一流動路徑的一部分；一載送氣體源；一載送氣體導管，形成此載送氣體源與此水蒸氣源之間之一流動路徑的一部分；一或多個水蒸氣源加熱器封套，熱耦接至此水蒸氣源；一或多個水蒸氣供應加熱器護套，熱耦接至此水蒸氣供應導管；及一壓力流量控制器，與此載送氣體源及此水蒸氣源流體連通，此壓力流量控制器係配置以調節自此載送氣體源流至此水蒸氣源之載送氣體的一壓力，其中此反應室係與此無水氟化氫遞送系統及此水蒸氣遞送系統流體連通。此方法進一步包含自此基板之一表面移除材料，其中移除此材料包含：使無水氟化氫流入此反應室中；以及使水蒸氣流入此反應室中。
在一些實施例中，此用於預清潔一基板之方法進一步包含使此下游加熱器護套維持在高於此上游加熱器護套之溫度的溫度。
在一些實施例中，此用於預清潔一基板之方法進一步包含使無水氟化氫流入此反應室中且同時使水蒸氣流入此反應室中。
在一些實施例中，此用於預清潔一基板之方法進一步包含依序使無水氟化氫流入此反應室中及使水蒸氣流入此反應室中。
在一些實施例中，使無水氟化氫流入此反應室中以及使水蒸氣流入此反應室中包含使此無水氟化氫及此水蒸氣流入在此反應室上游的一傳送管中。
在一些實施例中，使無水氟化氫流入此反應室中以及使水蒸氣流入此反應室中包含使此無水氟化氫及此水蒸氣流入在此反應室上游的一還原導管中。
在一些實施例中，使此下游加熱器護套維持在高於此上游加熱器護套之溫度的溫度包含使此等上游及下游加熱器護套之間維持攝氏10度或以上的一溫度差值。
在一些實施例中，一種半導體處理無水氟化氫遞送系統，用以自一無水氟化氫源遞送無水氟化氫至一反應室，係包含：一上游部分，配置以與此無水氟化氫源流體連通，此上游部分包含：一壓力計，與此無水氟化氫源流體連通；一純化器，配置以自來自此無水氟化氫源的無水氟化氫移除水，並與此壓力計流體連通；一第一無水氟化氫導管，形成此無水氟化氫源與此反應室之間之一流動路徑的一第一部分；及一或多個上游加熱器護套，熱耦接至此壓力計、此純化器及此第一無水氟化氫導管；一下游部分，與此上游部分流體連通，此下游部分包含：一第二無水氟化氫導管，形成此無水氟化氫源與此反應室之間之此流動路徑的一第二部分；及一或多個下游加熱器護套，熱耦接至此第二無水氟化氫導管；一通氣部分，包含：一通氣導管，連接至此第二無水氟化氫導管；及一通氣加熱器護套，熱耦接至此通氣導管；及一控制器，配置以控制此一或多個上游加熱器護套的一或多個溫度、此一或多個下游加熱器護套的一或多個溫度及無水氟化氫進入一反應室的一流動速率。
在一些實施例中，此上游加熱器護套及此下游加熱器護套係分別與此上游部分及此下游部分形狀相配。
在一些實施例中，此控制器係經程式化以將此下游部分維持在高於此上游部分的溫度。
在一些實施例中，此控制器係經程式化以將此通氣導管維持在大於此下游部分之溫度的溫度。
在一些實施例中，一種半導體處理水蒸氣遞送系統，用以經由一載送氣體源所供應的一載送氣體而將水蒸氣自一水蒸氣源遞送至一反應室，係包含：一水蒸氣源，配置以與此載送氣體源流體連通，並配置以供應水蒸氣；一水蒸氣供應導管，形成此水蒸氣源與此反應室之間之一流動路徑的一部分；一載送氣體導管，形成此載送氣體源與此水蒸氣源之間之一流動路徑的一部分；一或多個水蒸氣源加熱器封套，熱耦接至此水蒸氣源；一或多個水蒸氣供應加熱器護套，熱耦接至此水蒸氣供應；一壓力控制器，與此載送氣體源及此水蒸氣源流體連通，並配置以調節此載送氣體的一壓力；及一控制器，配置以控制此一或多個水蒸氣源加熱器護套的一或多個溫度及此一或多個水蒸氣源加熱器護套的一或多個溫度。
在一些實施例中，此水蒸氣遞送系統進一步包含一通氣導管，連接至此水蒸氣供應導管，及一或多個通氣加熱器護套，熱耦接至此通氣導管，其中此控制器係進一步配置以控制此一或多個通氣加熱器護套的一或多個溫度。
在一些實施例中，此水蒸氣遞送系統進一步包含一排放導管，與此載送氣體源及此水蒸氣源流體連通，此排放導管係配置以減少此水蒸氣或此載送氣體之一或多者的回流。
在一些實施例中，此水蒸氣遞送系統的此水蒸氣源係包含一用於液態水的空間及一用於水蒸氣的上覆空缺空間。
在一些實施例中，此水蒸氣供應加熱器護套係配置以將此水蒸氣供應導管加熱至大於此水蒸氣源之溫度之至少攝氏40度的溫度。
在一些實施例中，此水蒸氣遞送系統係形成一用於一半導體處理系統的改裝套組（retrofit kit），且此改良套組進一步包含一無水氟化氫遞送系統，用以將無水氟化氫自一無水氟化氫源遞送至一反應室。此無水氟化氫遞送系統包含：一上游部分，配置以與此無水氟化氫源流體連通。此上游部分包含：一壓力計，與此無水氟化氫源流體連通；一純化器，配置以自來自此無水氟化氫源的無水氟化氫移除水，並與此壓力計流體連通；一第一無水氟化氫導管，形成此無水氟化氫源與此反應室之間之一流動路徑的一第一部分；及一或多個上游加熱器護套，熱耦接至此壓力計、此純化器及此第一無水氟化氫導管。此無水氟化氫遞送系統進一步包含一下游部分，與此上游部分流體連通，此下游部分包含：一第二無水氟化氫導管，形成此無水氟化氫源與此反應室之間之此流動路徑的一第二部分；及一或多個下游加熱器護套，熱耦接至此第二無水氟化氫導管。此無水氟化氫遞送系統進一步包含一通氣部分，其包含一通氣導管，連接至此第二無水氟化氫導管，及一通氣加熱器護套，熱耦接至此通氣導管。此無水氟化氫遞送系統進一步包含一控制器，配置以控制此一或多個上游加熱器護套的一或多個溫度、此一或多個下游加熱器護套的一或多個溫度及無水氟化氫進入此反應室的一流動速率。
在一些實施例中，一種在一氣體遞送組件之一内部表面上形成一鈍化膜的方法包含以一惰性氣體吹掃此氣體遞送組件；藉由使無水氟化氫流入此氣體遞送組件而以無水氟化氫填充此氣體遞送組件；停止無水氟化氫進入此氣體遞送組件的流動；及使此氣體遞送組件維持為填充以無水氟化氫。
在一些實施例中，此鈍化膜可為一第一鈍化膜，且此方法可進一步包含使用一遠端電漿單元生成一氟自由基物種、使此氟自由基物種與連接至此氣體遞送組件的一還原導管連通及使用此氟自由基物種在此還原導管內形成一第二鈍化膜。
在一些實施例中，使此氣體遞送組件維持為填充以無水氟化氫係執行5分鐘至60分鐘。
在一些實施例中，吹掃此氣體遞送組件係執行5分鐘至60分鐘。
在一些實施例中，使此氣體遞送組件維持為填充以無水氟化氫係包含使此氣體遞送組件維持在流體隔離（fluid isolation）中。
在一些實施例中，一種用於在一氣體遞送組件之一内部表面上形成一鈍化膜的方法進一步包含，在使此氣體遞送組件維持為填充以無水氟化氫之後，將此氣體遞送組件排空。
在一些實施例中，此惰性氣體包含氮氣。
在一些實施例中，吹掃此氣體遞送組件、填充此氣體遞送組件、停止無水氟化氫進入此氣體遞送組件之流動及使此氣體遞送組件維持為填充以無水氟化氫係重複複數個循環。
在一些實施例中，此複數個循環包含25個或更多個循環。
在一些實施例中，清洗此氣體遞送組件係自此氣體遞送組件之此内部表面移除實質上所有的凝結水。
在一些實施例中，此氣體遞送組件包含一無水氟化氫遞送系統的一組件。
本申請案主張2021年3月18日提交之案名「膜沈積系統及方法」的美國臨時申請案第63/162,878號之權益，其內容係以全文引用方式併入本文中。
現將描述本揭露的某些實施例。本文描述中使用的用語將不僅是因其係與本揭露實施例的詳細描述結合使用即意指以任何限制或受制方式進行解釋。此外，本揭露之實施例可包括若干新穎特徵，任何新穎特徵均不單獨負責其所期望屬性、或對實施本文所描述之本揭露實施例為必需。為了本揭露之目的，本文係描述各種實施例的某些態樣、優點及新穎特徵。應了解不必然可根據任何特定實施例達成所有此類優點。因此，例如，熟習此技藝者將明白，一個實施例可實施以達成如本文所教示的一個優點或一群優點，不必然要達成如本文所教示或建議的其他優點。
如上文所論述且現將進一步詳細解釋，本揭露包括使用無水氟化氫（AHF）及水蒸氣預清潔基板之同時亦減輕系統元件（包括無水氟化氫及水蒸氣遞送系統之組件及反應室）之腐蝕的系統及方法的描述。本文所述之系統及方法係可用於半導體處理期間，例如在半導體裝置的製造期間。
基板在進一步處理之前通常會進行預清潔，諸如將膜沉積至基板上或蝕刻基板以形成其中之特徵，以最終形成例如積體電路。在一些實例中，此預清潔程序係自此基板之表面移除原生氧化物（諸如氧化矽），此基板可為例如包含一半導體材料（諸如矽）之半導體基板。半導體基板之實例包括矽晶圓以及上面設置一或多個材料層的矽晶圓。在一些例子中，此等材料層可包括一或多個圖案化材料層。一種蝕刻劑自由基會與一氧化物表面反應的氟基化學（fluorine-based chemistry）係可用於自此基板表面移除此氧化物層。
在一些實施例中，係可較佳地在不使用自由基物種的前提下預清潔基板。例如，一使用自由基物種的電漿蝕刻程序可能導致對下伏基板表面的蝕刻。一基板可使用無水氟化氫及水蒸氣進行預清潔，其可利用諸如氬氣或氮氣的一稀釋載送氣體而被遞送至此基板。在一預清潔程序期間，此無水氟化氫可與此水蒸氣結合以生成氫氟酸（HF），其可用於自此基板之此表面移除氧化矽。有利地，此類預清潔程序係允許在不使用自由基物種的前提下去除氧化矽。然而，應瞭解，本文中所揭示之系統及方法亦具有利用含氟自由基之物種且在某些實施例中可使用此類自由基物種的優點。
此無水氟化氫及水蒸氣可在一反應室內結合或，在一些例子中，在到達此反應室之前結合。因為氫氟酸具高度腐蝕性，因此較佳地，將此無水氟化氫及水蒸氣分開直到兩者已在一反應室中之此基板表面處或附近。較佳地，在一些實施例中，此無水氟化氫及水蒸氣係不在任何無水氟化氫或水蒸氣遞送組件中結合，且不在此反應室內結合直到其等靠近此基板的此表面。不受理論限制，咸信此類配置係降低對此反應室及此等無水氟化氫及水蒸氣遞送系統之此等組件的腐蝕及損壞。
在一些實施例中，水蒸氣及無水氟化氫可依序流動。亦即，水蒸氣可先流入此反應室中，再緊接著一無水氟化氫流動，或此順序可顛倒。在整個預清潔程序的一或多個步驟中，可循環此程序以分別提供水蒸氣及無水氟化氫的交替流動。例如，一個循環可包括至少一次暴露至水蒸氣及無水氟化氫中之每一者，且此預清潔程序可包括多個一個接著另一個的依序循環。
然而，由於水蒸氣及無水氟化氫透過其分別系統的向前流動並不穩定，因此此類交替的流動可能導致水蒸氣及無水氟化氫在此等無水氟化氫及水蒸氣遞送系統的傳送導管中混合。因此，在一些實施例中，為了防止此類混合，可同時將無水氟化氫及水蒸氣流入此反應室中。
在一些實施例中，可藉由控制水蒸氣進入此反應室的流動而至少部分地控制此預清潔程序，其可提供一機制來控制在此基板處之氫氟酸的生成。此水蒸氣流動的控制亦可用於限制水蒸氣進入此系統之其他組件的任何流動，例如藉由限制此水蒸氣之流動至足以執行一預清潔程序的量，而使得所有或實質上所有水蒸氣皆與無水氟化氫反應。在一些實施例中，此反應室可為包括例如一傳送室、一或多個其他反應室（其可用於相同或其他程序）及諸如此類者之一較大群集（cluster）或系統的一部分。因此，有利地是可減少自此反應室流出並進入此較大群集或系統之其他組件的水蒸氣量。在一些實施例中，此預清潔程序可包括例如在藉由打開一閘閥而使此反應室暴露至其他組件之前，允許自此反應室移除未反應水蒸氣的一延遲。
因為無水氟化氫係提供相對於預清潔程序設備（如不鏽鋼）中所使用之常見材料的一高反應速率，因此有損壞此反應室及此系統之其他組件及污染晶圓的重大風險。當表面具有一化學殘留物或水分凝結時，無水氟化氫的存在尤為有問題。例如，當在一設備組件之表面上的污染物暴露至腐蝕性材料（尤其在晶界（grain boundaries）處）時，此等污染物可導致此等表面的孔蝕。在一些例子中，此孔蝕可造成粒子自組件（諸如氣體管線、調控器及諸如此類者）滲出，從而可能導致粒子積聚在此基板上及污染此基板。此可顯著地影響此基板的可用性，在一些實例中，係使此基板無法使用。
糾正相關腐蝕之問題可能對一預清理系統的最終使用者造成重大影響。例如，污染問題可能需要延長停機時間以清潔設備，可能需要更換此等零件，及在許多情境中，在此設備可重回一般使用前，可能會觸發冗長的重新驗證程序。若此系統係部署於一生產設施中，則此可造成一重大瓶頸，不僅影響下游製程，亦影響上游製程，因為處理步驟的一些順序係具時間敏感性（例如，若一基板表面不穩定，則在製造製程可恢復前係可能無法儲存此基板）。此外，受污染的基板可能影響在一製造製程中後續步驟所使用的其他設備。例如，可影響沉積設備、濕式蝕刻設備、乾式蝕刻設備、微影工具及諸如此類者，尤其是在此預清潔程序之後不立即對此等基板執行粒子檢查的例子。
因此，防止無水氟化氫遞送組件、水蒸氣遞送組件及諸如此類者的腐蝕是有利的。可藉由各種設計選擇來減輕腐蝕。例如，可加熱此無水氟化氫遞送系統及其他組件以限制水凝結，可選擇較不易腐蝕的組件材料、反應性物種（例如，無水氟化氫及水蒸氣）除了在晶圓表面附近外可分開放置，或可將一鈍化層形成在一或多個組件上。
文中描述的各種方法及設備係至少部分指向在促進基板預清潔的同時，亦減輕可導致腐蝕及基板污染之與一半導體處理系統的反應。例如，一半導體處理系統可配置有一無水氟化氫源，而此無水氟化氫源則被配置以藉由減少無水氟化氫之水分含量及/或藉由加熱系統之組件來防止組件（諸如閥、質量流量控制器、導管及諸如此類者）之內部表面上之水蒸氣的凝結，進而防止或降低腐蝕。在一些實施例中，無水氟化氫的水分含量可藉由在一無水氟化氫源之後添加一純化器而被降低。在一些實施例中，加熱器可為形狀相配，以防止水蒸氣可能凝結處之冷區（cold spots）的形成。在一些實施例中，可使用溫度梯度來使水蒸氣在一無水氟化氫源與一反應室之間之一流動路徑的某些部分中優先凝結。例如，凝結可有利地發生在可捕獲微粒物之一過濾器或純化器的上游。
此半導體處理系統可進一步包含一配置以促進一基板預清潔程序的水蒸氣遞送系統。水蒸氣過量流入一反應室中可造成此反應室內之水蒸氣的非預期凝結及/或導致水蒸氣非預期地遞送至此半導體處理系統的其他組件中，諸如負載鎖（load locks）、傳送室、吹掃站及諸如此類者。此水蒸氣遞送系統可有利地遞送水蒸氣的一受控流動至一反應室，其中此受控流動係配置以遞送足以進行一預清潔程序的一水蒸氣量。此水蒸氣可與無水氟化氫反應以形成氟化氫，其可用於預清潔基板。此水蒸氣遞送系統可包含一用於水之加熱容器，其上方具有一用於容納水蒸氣的上覆空缺空間，且氮氣、氬氣或另一惰性氣體可流動通過此容器以帶走要遞送至此反應室的水蒸氣。有利地，此水蒸氣遞送系統可具有多個加熱區以防止此系統內水蒸氣的凝結，其可防止或降低腐蝕，且可提高至此反應室之此水蒸氣遞送的穩定性，因為在傳送至此反應室期間，組件的此等內部表面上的水蒸氣凝結較少，此可導致水蒸氣更為一致的流動。
在一些實施例中，此水蒸氣遞送系統及此無水氟化氫遞送系統中之一或兩者可形成一可裝配至一現有半導體處理系統以形成一基板預清潔系統的改裝套組的至少一部分。
腐蝕可藉由在此半導體處理系統之組件上形成鈍化層而進一步減少或消除，其可藉由例如使組件之内部表面暴露至受控量之無水氟化氫而實現。在一些實施例中，可改變組件材料以防止或降低腐蝕。例如，對於某些元件，哈氏合金（Hastelloy）可用以替代不鏽鋼。
上述此半導體處理系統可在基板（諸如，例如矽晶圓）之進一步處理前，使用可與水蒸氣反應而形成氟化氫之無水氟化氫而預清潔此等基板。此氟化氫可用於例如自一基板移除一原生氧化物層。有利地，此半導體處理系統可在預清潔期間經歷適當低降解（suitably low degradation），其可延長此處理系統之組件的使用壽命。
現將參考圖式，通篇中相同的編號表示類似的零件。
半導體處理系統
第1圖係示意地描繪一用於預清潔基板的半導體處理系統100。此半導體處理系統100係配置以用於預清潔基板，例如一基板10，且在此方面，係包括一反應室102、一無水氟化氫（AHF）遞送系統104、一水蒸氣遞送系統106及一控制單元108。此反應室102係配置以在使用一蝕刻劑14自此基板移除一材料層12（例如，一原生氧化物）期間支撐此基板10。此無水氟化氫遞送系統104係連接至此反應室102，並配置以提供無水氟化氫16的一流動至此反應室102。此水蒸氣遞送系統106係配置以提供水蒸氣18的一流動至此反應室102。在一些實施例中，藉由在此無水氟化氫遞送系統104的元件與此反應室102之間及此水蒸氣遞送系統106與此反應室102之間保持預定溫度梯度，此半導體處理系統100係配置以將此無水氟化氫16及此水蒸氣18在直至到達此基板10前彼此不起反應（亦即，不生成氫氟酸（HF）的前提下運送至此基板10，實質上所有蝕刻劑14係皆原位（in situ）（亦即，在此基板10處）生成。應理解，此蝕刻劑14的原位生成係限制（或消除）了，例如，若無水氟化氫在到達此基板10之前於此半導體處理系統100內遇到水分時伴隨此蝕刻劑14之對此半導體處理系統100之組件的腐蝕。亦應理解，此半導體處理系統100可包括其他元件或排除顯示於所繪示實例中之元件，並同時保持落在本揭露之範疇中。
此反應室102可包括一腔體110、一蓋112及一噴灑頭114。此反應室102亦可包括一基座116，且可藉由一傳送管118而連接至一還原導管120。此反應室102更包括一腔室加熱元件122、一傳送管加熱元件124及一還原導管加熱元件126。此反應室102可更包括一排氣泵128、一遠端電漿單元130及一氣體系統132。此基座116可設置在此腔體110的一內部134內、可配置以支撐其上的此基板10且可包括一基座加熱元件136及一基座冷卻迴路138，以控制此基板10的一溫度。此噴灑頭114可位於此腔體110的此內部134內、使此基座116與此蓋112分隔及使此基座116流體耦接至此蓋112。此蓋112可連接至此腔體110、將此傳送管118連接至此腔體110及使此傳送管118流體耦接至此腔體110的此內部134，諸如經由一入口埠。此還原導管120可連接至此傳送管118、通過其而耦接至此腔體110的此内部134及配置以在將已接收於其中之氣體經由此傳送管118連通至此腔體110之此内部134之前混合此等氣體。在此方面，此無水氟化氫遞送系統104係經由一無水氟化氫遞送導管140而連接至此還原導管120，以經由此還原導管120及此傳送管118而將此無水氟化氫16提供至此腔體110，且此水蒸氣遞送系統106係經由一水蒸氣遞送導管142而連接至此還原導管120，以經由此還原導管120及此傳送管118而將此水蒸氣18提供至此腔體110。一閘閥144可連接至此腔體110，以使得一基板傳送機器人146可通過此閘閥144而將基板（例如基板10）傳送至及出此腔體110的此內部134，諸如以用於在此基板上沉積一材料層並接著使用此蝕刻劑14而移除此材料層12的至少一部分。
此排氣泵128可藉由一排氣導管148而連接至此腔體110，以使反應產物20的一流動連通至外部環境22。在某些實施例中，此無水氟化氫遞送系統104可連接至此排氣泵128，諸如藉由一無水氟化氫遞送系統通氣導管230（顯示於第2圖中）。在此類實施例中，此無水氟化氫遞送系統通氣導管230可繞過此腔體110，以允許為了流動控制目的而在處理期間對此無水氟化氫16進行通氣及/或簡化此半導體處理系統100的配置。根據某些實施例，此水蒸氣遞送系統106可連接至此排氣泵128，諸如藉由一水蒸氣遞送系統通氣導管342（顯示於第3圖中）。在此類實施例中，此水蒸氣遞送系統通氣導管342可繞過此腔體110，以允許為了流動控制目的而在處理期間對此水蒸氣18進行通氣及/或簡化此半導體處理系統100的配置。
此遠端電漿單元130可連接至此還原導管120、通過其而流體耦接至此腔體110及配置以通過此還原導管120及此傳送管118而提供自由基物種（例如，氟自由基物種）至此腔體110。此氣體系統132可連接至此遠端電漿單元130並藉其而與此腔體110連接，且可包括一氟源，以向此遠端電漿單元130提供氟20。在某些實施例中，此遠端電漿單元130及此氣體系統132可合作以提供自由基的一流動氟至此腔體110，諸如用於在此還原導管120、此傳送管118及此腔體110內之內部表面的鈍化。應理解，當在無自由基物種（例如不使用此遠端電漿單元130）的前提下操作時，於此還原導管120、此傳送管118及此腔體110內的鈍化內部表面可在此蝕刻劑14的生成期間限制（或消除）此半導體處理系統100中內的腐蝕。根據某些實施例，此遠端電漿單元130可在此還原導管120、此傳送管118及/或此腔體110中之一或多者內之内表面的鈍化之後自此半導體處理系統100移除。亦預期，根據某些實施例，此半導體處理系統100可不包括此遠端電漿單元130及此氣體系統132，以簡化此半導體處理系統100之配置。在此類實施例中，此還原導管120、此傳送管118及/或此腔體110中之一或多者內之内部表面的鈍化可替代地原位完成。
此腔室加熱元件122可熱耦接至此腔體110（例如，可與此腔體110緊密機械接觸）、可操作地關連於此控制單元108及配置以用於加熱此腔體110。此傳送管118可熱耦接至此傳送管118（例如，可與此傳送管118緊密機械接觸）、可操作地關連於此控制單元108及配置以用於加熱此傳送管118。此還原導管加熱元件126可熱耦接至此還原導管120（例如，可與此還原導管120緊密機械接觸）、可操作地關連於此控制單元108及配置以用於加熱此還原導管120。此控制單元108可進一步可操作地連接至此基座加熱元件136及此基座冷卻迴路138，且配置以加熱此基座116（及其上支撐的此基板10）。
在一些實施例中，此無水氟化氫遞送導管140及此水蒸氣遞送導管142各自分開地連接至此反應室102且直接輸出至此反應室102中。在一些實施例中，此無水氟化氫遞送導管140及此水蒸氣遞送導管142各自直接連接至此噴灑頭114且直接輸出至此噴灑頭114中。
應瞭解，此無水氟化氫遞送導管140、此還原導管120、此傳送管118及此反應室102各自可理解為此無水氟化氫遞送系統104的更下游。類似地，此水蒸氣遞送導管142、此還原導管120、此傳送管118及此反應室102各自可理解為此水蒸氣遞送系統106的更下游。
此反應室之組件可選自在氫氟酸存在下可抵抗腐蝕的材料。例如，此噴灑頭114可由經鈍化的鎳製成。此基座116可由諸如AL6061-T6之塊狀鋁製成，且可包括諸如一化學鍍鎳塗層的一鎳塗層。一晶圓承載器及頂針可由高純度碳化矽製成，較佳為無游離矽。其他腔室組件可在一或多個表面上具有一改良的電鍍鎳塗層。鎳表面（諸如此噴灑頭114及其他腔室組件）可具有形成於其上作為一保護層的一鎳氟化物層。其他組件可具有形成於其上的其他氟層，諸如CrFx、FeFx、YOFx、AlFx及YFx，其可作用以保護此等組件的此等表面不受腐蝕。
續參照第1圖，此控制單元108可配置以控制此系統之操作以實行文中描述的動作。在一些實施例中，此控制單元108可電連通至且配置以控制此反應室102、此無水氟化氫遞送系統104、此遠端電漿單元130及此水蒸氣遞送系統106中之一或多者及其各種組成組件。例如，此控制單元108可連通至此遠端電漿單元130，以控制此遠端電漿單元130的一操作功率，連通至此無水氟化氫遞送系統104及/或此水蒸氣遞送系統106，以控制自此氣體系統132至此反應室102之反應物氣體的一流動，及/或連通至此反應室102，以控制在此反應室102內的一或多個製程條件。此控制單元108可包括一或多個處理器、記憶體裝置及影響此半導體處理系統之各種組件之操作控制的其它電子組件。如本文中所使用，用語「控制單元」包括個別控制器裝置及處理電子設備的任何組合，其等可與其他裝置整合或連接至其他裝置（諸如閥、感測器等）。因此，在一些實施例中，此控制單元108可包括一集中式控制器，其控制多個（或全部）之系統組件的操作。在一些實施例中，此控制單元108可包括複數個分散式控制器，其等控制一或多個系統組件的操作。控制順序可利用硬佈線（hardwired）或經程式化而進入此控制單元108中。此控制單元108之此等記憶體裝置可包括非暫態電腦可讀取媒體，諸如實體電腦儲存，包括硬碟、固態記憶體（solid state memory）、隨機存取記憶體（random access memory，RAM）、唯讀記憶體（read only memory，ROM）、光碟、揮發性或非揮發性儲存、相同及/或類似者之組合。此非暫態電腦可讀取媒體（non-transitory computer-readable medium）係向此一或多個處理器提供指令。應理解，此等指令可適用於本文所述之任何動作，以使得藉由此一或多個處理器之此等指令的處理造成此半導體處理系統執行此等動作。
無水氟化氫遞送系統
一無水氟化氫源係較佳為無水分（液態水）。然而，當前生產製程可能包括來自此無水氟化氫源之無水氟化氫中的非想要的高含量水分。例如，甚至市售高純度無水氟化氫亦可能含有3000單位/十億（parts per billion）或更多的水分。若此水分凝結在一無水氟化氫遞送系統內的表面上，其可能導致腐蝕及顆粒滲出，進而導致基板污染。一純化器可用以移除存在於此無水氟化氫源中的水分。較佳地，此純化器係置放靠近此無水氟化氫源，以便限制此處理系統可能暴露至無水氟化氫及此無水氟化氫內所夾帶水的表面面積（例如，一導管、閥、流量控制器及諸如此類者的内壁）。
轉向第2圖，根據一些實施例的此無水氟化氫遞送系統104係示意地描繪。此無水氟化氫遞送系統104可包括一無水氟化氫（AHF）源202、一上游部分204、一下游部分206及一通氣部分208。此無水氟化氫遞送系統104可流體連接至一反應室，諸如此反應室102（顯示於第1圖中）。在操作期間，存在於此無水氟化氫源202中之無水氟化氫16及水蒸氣18係自此無水氟化氫源202流入此上游部分204中。此上游部分204可包括一用於傳送此無水氟化氫16的第一無水氟化氫導管210、一壓力計212、一純化器214、一閥216、一過濾器218、一調節器220及一質量流量控制器（mass flow controller，MFC）222。此第一無水氟化氫導管210及此等組件212至222可被圍繞於一上游加熱器護套224中並與其熱耦接，此上游加熱器護套224可連續地延伸跨越此第一無水氟化氫導管210及此等組件212至222，或可為不連續。
在一些實施例中，此純化器214可減少此無水氟化氫源202之水分（例如，水）含量達約一個量級或更多。在一些實施例中，此純化器214可設在不同的位置，但有利地是，此純化器214置放在此無水氟化氫源202附近及其他組件的上游，以減少此等組件因水凝結及氟化氫之形成而受損的可能性。在一些實施例中，此純化器214可包括一GateKeeper® GPU FX純化器，其可獲得自Billerica，MA的Entegris Inc.。在一些實施例中，此閥216可為一手動閥、氣動閥或其他合適的閥，以用於控制此無水氟化氫之流量。在一些實施例中，可使用多於一個閥，諸如，例如一手動閥及一氣動閥兩者。
此上游加熱器護套224可用以加熱此第一無水氟化氫導管210及上游組件，諸如組件212至222。在一些實施例中，此上游加熱器護套224可在自約攝氏40度至約攝氏70度、攝氏80度或若想要甚至更高的範圍內操作。將此上游加熱器護套224設定在一高溫可有利地減少凝結。例如，較佳地可將組件加熱至水的沸點以上。然而，此上游加熱器護套224之溫度可藉由一或多個組件的熱限制而加以限制。例如，此質量流量控制器222可具有具一特定操作溫度範圍的電子電路，或墊圈及其他組件可由於當加熱至某一溫度時之例如熱膨脹而受損或操作壽命出現不想要的減少。有利地，在一些實施例中，凝結可藉由於水的沸點以下的加熱而受限。例如，自約攝氏40度加熱至約攝氏60度可保護主動組件，同時仍可有效限制凝結。
此下游部分206包含一第二無水氟化氫導管226。此第二無水氟化氫導管226較佳為被圍繞於一下游加熱器護套228中並與其熱耦接。此第二無水氟化氫導管226可（藉由連接至此質量流量控制器222）將此上游部分204流體連接至一反應室，諸如此反應室102（顯示於第1圖中）。在一些實施例中，此第二無水氟化氫導管226可為不連續。例如，在此質量流量控制器222與此反應室102之間可存在有一或多個閥或其他組件。此下游加熱器護套228可將此第二無水氟化氫導管226（以及此質量流量控制器222與此反應室102之間的任何其他組件）自約攝氏50°C加熱至約攝氏70°C、約攝氏80°C或約攝氏100°C。在一些實施例中，此下游加熱器護套228可不圍繞任何主動組件（諸如一質量流量控制器）。在一些實施例中，此下游加熱器護套228可配置以加熱至較此上游加熱器護套224高的溫度。例如，此下游加熱器護套228可配置以加熱至約攝氏10度或以上、約攝氏20度或以上、或約攝氏30度或大於此上游加熱器護套224的溫度，並同時保持與此下游部分206之材料及組件的熱相容性。
在此質量流量控制器222之後及在一反應室之前，一通氣導管230可作為此第二無水氟化氫導管226的分支，諸如在一無水氟化氫分流閥232處。此通氣導管230可被圍繞在一通氣加熱器護套234中，其可圍繞並熱耦接至此通氣導管230，且可具有沿著此通氣導管230配置的一通氣閥236。此通氣加熱器護套234可將此通氣導管230加熱至約攝氏70度或以上、約攝氏80度或以上、約攝氏100度或約攝氏120度或以上的溫度。在一些實施例中，此通氣加熱器護套234可設定為比此下游加熱器護套228及此上游加熱器護套224二者更高的溫度。例如，此通氣加熱器護套234可配置以加熱至約攝氏10度或以上、約攝氏20度或以上、或約攝氏30度或大於此下游加熱器護套228的溫度，並同時保持與此通氣導管之材料及組件的熱相容性。有利地，在一些實施例中，加熱此通氣導管230係允許此無水氟化氫遞送系統104及此反應室102與一共用排氣源（諸如此排氣泵128（顯示於第1圖中）連通，藉此簡化此半導體處理系統100的配置。
此上游加熱器護套224、此下游加熱器護套228及此通氣加熱器護套234可由一溫度控制器238控制。此溫度控制器238可配置以允許此無水氟化氫遞送系統104中之每一加熱器護套的溫度皆能獨立地控制。替代地，此等加熱器護套可作為一組而加以控制。例如，此等加熱器護套可全部設定為相同溫度，或可定義此等加熱器之間的熱偏移。此外，此等加熱器護套可設定為不同於此還原導管加熱元件126（顯示於第1圖中）的溫度，以使得此無水氟化氫遞送系統104與此還原導管120之間可存在一溫度梯度。在某些實施例中，此無水氟化氫遞送系統104可較此還原導管120更冷，諸如在此無水氟化氫遞送系統104包括熱敏感元件的實例中。根據某些實施例，此溫度控制器238可為此控制單元108（顯示於第1圖中）的一部分。
應理解，此無水氟化氫遞送系統104可具有更多或更少的上述組件，諸如額外的過濾、流量調節及類似者。此無水氟化氫遞送系統104可具有超過三個不同的加熱區或少於三個不同的加熱區。例如，在一些實施例中，此上游部分204、此下游部分206及此通氣部分208可為單一加熱區的一部分。在一些實施例中，在此上游部分204、此下游部分206及/或此通氣部分208內可存在有多個加熱區。例如，此上游部分204內的上游組件可不全部處於相同溫度。例如，被動組件可加熱至與主動組件不同的溫度。作為一個實例，具有對熱敏感之主動組件的此質量流量控制器222可具有自己的加熱器，其可設定為較被動組件之加熱溫度為低的溫度。
此無水氟化氫遞送系統104內的局部冷區可能非想要的地提供凝結區域，其可能導致腐蝕和顆粒滲出。因此，在一些實施例中，此上游加熱器護套224、此下游加熱器護套228、此通氣加熱器護套234及此無水氟化氫遞送系統104中所使用的任何其他加熱器可有利地與此等組件形狀相配，以提供更均勻的加熱。
此無水氟化氫遞送系統104的一些組件（諸如，此閥216、此過濾器218、此調節器220、此質量流量控制器222及無水氟化氫分流閥232）可使用C型密封而安裝於C型密封塊上。可選地，可安裝額外組件，例如，一壓力開關。此無水氟化氫遞送系統104的組件可額外或替代地使用在連接點處之VCR配件及墊圈而彼此連接。
此純化器214、此上游加熱器護套224、此下游加熱器護套228及此通氣加熱器護套234可合作以自此無水氟化氫遞送系統104移除水並於其後限制（或防止）可能伴隨此無水氟化氫遞送系統104內之此無水氟化氫16的任何殘餘夾帶水蒸氣的凝結，但同時仍然有某些夾帶水蒸氣可在此無水氟化氫遞送系統104內部凝結的可能性。因此，較佳地是改變此無水氟化氫遞送系統104內所使用的一或多種材料，以降低腐蝕的可能性。例如，可使用耐腐蝕等級的不鏽鋼，諸如哈氏合金。例如，此質量流量控制器222可包括一哈氏合金流。表1列出了可用於此無水氟化氫遞送系統104的示例材料，以減少此無水氟化氫遞送系統104中可能存在之各種組件的腐蝕。在一些實施例中，此無水氟化氫遞送系統104可包括至少部分由一或多個示例材料形成的一或多個組件。一些組件可由以下列出之多種材料中之任一者形成。
組件 材料
C型密封塊 哈氏合金C22 不鏽鋼316L
C型密封 哈氏合金C22 鎳 不鏽鋼316L
氣動閥 哈氏合金C22 聚三氟氯乙烯（PCTFE） 埃爾吉洛伊（Elgiloy）
過濾器 哈氏合金C22 聚四氟乙烯（PTFE）
壓力調節器 哈氏合金C22 埃爾吉洛伊（Elgiloy）
壓力開關 不鏽鋼316L
質量流量控制器 哈氏合金C22 哈氏合金C276 鎳鈷 316SS
VCR墊圈 鎳 哈氏合金C22
氣體管路/導管 哈氏合金C22
表1
水蒸氣遞送系統
對於遞送至此反應室102（顯示於第1圖中）之水蒸氣的一高程度控制係期望能提供一致的基板預清潔，並減少此反應室102及其他組件（諸如此還原導管120（顯示於第1圖中）及此傳送管118（顯示於第1圖中）的腐蝕，以及防止傳送室、處理室及諸如此類者受到水蒸氣污染。在一些實施例中，一基於起泡器的系統可用以遞送水蒸氣的一一致低流動至一反應室。
轉向第3圖，根據一些實施例的此水蒸氣遞送系統106係示意地繪示。一載送氣體源302可用以提供一載送氣體24，諸如，例如氮或氬氣，以用於將水蒸氣遞送至一反應室。此載送氣體源302可經由一載送氣體導管304而與一水蒸氣源326流體連通。應理解，此水蒸氣源326係以水蒸氣形式提供可傳送至此反應室102（顯示於第1圖中）的水。一壓力流量控制器（PFC）308可用以調節此載送氣體的流動。一閥306可用以允許或拒絕自此載送氣體源302至此壓力流量控制器308的流動。在此壓力流量控制器308之後，此載送氣體可流入一排放導管309中以通氣，以便減少或防止此載送氣體24及/或此水蒸氣18的回流。此排放導管309可為不連續，且可具有沿著此排放導管309設置的一流量限制器310及一閥312，以調節流經此排放導管309的流量。
此水蒸氣遞送系統106可具有複數個加熱器護套，熱耦接至此水蒸氣遞送系統106的組件。此載送氣體24可流動通過一第一加熱區，其具有一圍繞一閥316的第一水蒸氣源加熱器護套314。此載送氣體24可接著通過一第二加熱區，其具有一圍繞一閥320及一閥322的第二水蒸氣源加熱器護套318。此載送氣體可通過此閥320而流入一第三加熱區，其具有一圍繞一水蒸氣源326的第三水蒸氣源加熱器護套324，此水蒸氣源326係部分填充以液態水26且具有用於容納水蒸氣之在此液態水26上方的一上覆空缺空間28。替代地，此閥320可關閉，且此載送氣體24可替代地流過閥322，繞過此水蒸氣源326，諸如以在此閥322的下游清洗或乾燥組件。若此載送氣體24流入此水蒸氣源326中，則此載送氣體24可帶走（夾帶）此水蒸氣18，且兩者隨後可流動通過由此第二水蒸氣源加熱器套318圍繞的閥328。此載送氣體24（及任何帶走的水蒸氣18，若此載送氣體24流經水蒸氣源326）隨後可流動通過由此第一水蒸氣源加熱器護套314圍繞的閥330。在一些實施例中，此水蒸氣流18對於一質量流量控制器而言可能太低，以致於無法可靠地調節水蒸氣18進入此反應室102（顯示於第1圖中）的流動。一流量限制器332可以是有利的，因為其為可針對一製程所需之最大流動而調整尺寸的一被動、實體部分。此流量限制器332可用於將此水蒸氣18的一一致、受控流動遞送至此反應室102。然而，若此反應室102中所實行的製程發生改變，則可更換此流量限制器332以提供新製程所需的水蒸氣流動。例如，若製程中的改變需要大於此流量限制器332之最大流量的一水蒸氣流量，則可更換此流量限制器332。
此載送氣體24（及此水蒸氣18，若此載送氣體24流過此水蒸氣源326）接著流動通過一水蒸氣供應導管334（其可連接至例如此水蒸氣遞送導管142（顯示於第1圖中），其具有一閥336，係配置以允許此水蒸氣18之流動導向此反應室102（顯示於第1圖中）或一通氣導管342。此通氣導管342可安裝有一閥344，以允許或拒絕通過此通氣導管342的流動，且此通氣導管342及此閥344係被一通氣導管加熱器護套346圍繞並與其熱耦接。此通氣導管加熱器護套346可將此通氣導管342（及其他組件，諸如此閥344）加熱至溫度約攝氏40度、約攝氏60度、約攝氏80度、約攝氏100度或介於此些值之間的任何溫度，或視需要甚至更高。有利地，若回流進入此反應室102中時，在此水蒸氣遞送系統106及此反應室102與一共排氣源（諸如第1圖所示之此排氣泵128）相連通的實施例中，加熱此通氣導管342可減少（或消除）腐蝕，從而簡化此半導體處理系統100（顯示於第1圖中）。
若流動未直接經由閥336流至此通氣導管，則此載送氣體24（及若存在，此夾帶的水蒸氣18）可流動經過一閥338且最終流至此反應室102（顯示於第1圖中）。此閥336、此閥338及此水蒸氣供應導管334可包裹在一水蒸氣供應加熱器護套340中。此水蒸氣供應加熱器護套340可將此水蒸氣供應導管334加熱至溫度約攝氏40度、約攝氏60度、約攝氏80度或介於這些值之間的任何溫度，或視需要甚至更高。較高的溫度可導致水蒸氣較少凝結至此水蒸氣供應導管334之表面上，但此溫度卻可能受限於例如此流量限制器332與此反應室102之間之組件的操作溫度相容性。
一溫度控制器348可用於控制此第一水蒸氣源加熱器護套314、此第二水蒸氣源加熱器護套318、此第三水蒸氣源加熱器護套324、此水蒸氣供應加熱器護套340及此通氣導管加熱器護套346。在一些實施例中，此溫度控制器348可為此控制單元108（顯示於第1圖中）的一部分。在一些實施例中，此水蒸氣供應導管334及此通氣導管342可為相同或不同的溫度。在一些實施例中，此通氣導管加熱器護套346及此水蒸氣供應加熱器護套340可獨立地控制，同時在其他實施例中，其則可不獨立地控制。例如，可將此水蒸氣供給加熱器護套340及此通氣導管加熱器護套346設定為相同溫度，或可定義其之間的一溫度偏移（例如，約攝氏10度或以上、約攝氏20度或以上或約攝氏30度或以上）。類似地，在一些實施例中，此第一水蒸氣源加熱器護套314、此第二水蒸氣源加熱器護套318及此第三水蒸氣源加熱器護套324可獨立地控制或可成組地控制為相同溫度或加熱器之間的定義偏移。可選擇溫度偏移，以使水蒸氣傾向於遠離此反應室（例如，反應室102（顯示於第1圖中）而凝結，以便降低凝結水暴露至無水氟化氫的可能性。
為達成一致的基板預清潔，控制此水蒸氣18進入此反應室102（顯示於第1圖）的流動是有利的。因此，可以是所想要的是在傳送至此反應室102期間限制或實質上消除此水蒸氣18的凝結。有利的是，此第一水蒸氣源加熱器護套314、第二水蒸氣源加熱器護套318、第三水蒸氣源加熱器護套324、水蒸氣供應加熱器護套340及通氣導管加熱器護套346可與其所圍繞之組件形狀相配，以防止水蒸氣可能凝結處之冷區並減輕環境溫度之波動，其可能全天皆變化很大，且可能受外界溫度、HVAC系統、附近之設備及諸如此類者的影響。此外，此第一水蒸氣源加熱器護套314、第二水蒸氣源加熱器護套318及第三水蒸氣源加熱器護套324之合作係允許此水蒸氣18在此水蒸氣遞送系統106中的部分壓力維持穩定。因此，此水蒸氣18之質量流動速率可使用此壓力流量控制器308而控制，而非一質量流量控制器裝置，以簡化此水蒸氣傳送系統106的配置及操作。
鈍化
在無水氟化氫及水蒸氣可用作為預清潔基板之有效反應物的同時，亦期望限制當無水氟化氫及水蒸氣在此無水氟化氫及此水蒸氣之流動路徑中與組件（諸如質量流量控制器、調節器、氣體管路、過濾器、閥及諸如此類者）表面接觸時，可能發生於組件上的腐蝕、蝕刻及諸如此類者。即使一無水氟化氫源（例如一無水氟化氫氣瓶）的水分含量因使用一純化器而減少，但可能仍存在一些水，且最終可能導致組件腐蝕。
如前所述，係可藉由例如以哈氏合金元件取代不鏽鋼來降低腐蝕。然而，並非所有組件都可替換為以較不易受到腐蝕之不同材料製成的組件，且即使某些反應較低的材料也可能隨著時間腐蝕。
在一些實施例中，一反應性氟源可用以在一或多個組件之表面上形成一鈍化層。較佳地，無水氟化氫可在不使用其他反應物且不需要高溫的前提下用以原位形成一鈍化層。例如，組件可暴露至無水氟化氫（例如，低於1wppm的無水氟化氫），以允許一包括CrF x、FeF x及NiF之鈍化層於內部表面形成足以抵抗暴露至HF x的深度，且此製程可發生在溫度約攝氏100度或更低，較佳地為約攝氏70度至攝氏100度。在減輕可能導致顆粒滲出之腐蝕同時之此鈍化層的形成係較佳使用具有極低水分含量的一無水氟化氫源，例如約500單位/十億或更少水。例如，此無水氟化氫遞送系統104可用以提供具有足夠低水分含量的無水氟化氫。若此無水氟化氫的水分含量不夠低，則組件可能腐蝕而非形成一鈍化層。
第4圖示意地描繪根據一些實施例的一鈍化製程400。在方塊402，一組件中之氣體可例如藉由使用一真空泵排空而被移除。在方塊404，此組件接著可填充以無水氟化氫。無水氟化氫的流動可停止，且此氟化氫可維持在此組件中以形成流體隔離（例如，藉由關閉一或多個閥以限制此組件內的此無水氟化氫）一段時間，諸如，例如約5分鐘至約60分鐘，較佳約20分鐘至約45分鐘，包括約30分鐘。一鈍化層可藉由此無水氟化氫及存在於此無水氟化氫中之水分與此組件之此等內部表面反應並在此組件的此等內部表面上形成為氫氟酸而建立。
方塊402及404可重複多次，例如約40次、約50次、約60次或此等數字之間的任何數字，或如有需要，甚至更多次。在某些例子中，可於各循環之前、各循環之後或上述兩種情形使用諸如例如氬氣或氮的一惰性氣體來吹掃此組件，以便自此組件移除剩餘的無水氟化氫、水蒸氣、凝結水及諸如此類者。吹掃此組件可執行一段時間，諸如，例如約5分鐘至約60分鐘，較佳約20分鐘至約45分鐘，包括約30分鐘。F
在決定點406，若移除及填充方塊402及404已重複所需（N）次數，則氣體可在方塊408處藉由一真空泵移除，藉此完成此鈍化製程。
在一些實施例中，此鈍化膜可為一第一鈍化膜，且方法可進一步包含使用一遠端電漿單元生成一氟自由基物種、使此氟自由基物種連通或流動至連接至此氣體遞送組件的一還原導管及使用此氟自由基物種在此還原導管內形成一第二鈍化膜。應理解，此還原導管120（顯示於第1圖中）、此傳送管118（顯示於第1圖中）及此反應室102（顯示於第1圖中）中之一或多者的鈍化內部表面可在夾帶水分及無水氟化氫若到達結構之内部表面時限制（或防止）腐蝕。
基板預清潔方法
第5圖示意地描繪根據一些實施例的一基板預清潔程序500，其中水蒸氣及無水氟化氫依序被引入一反應室中，以原位生成氫氟酸，進而自一基板移除原生氧化物。
在方塊510，一基板係於一反應室中受到支撐，例如，此基板10（顯示於第1圖中）係於此反應室102中受到支撐（顯示於第1圖中）。一方塊520，水蒸氣，例如水蒸氣18（顯示於第1圖中），係流入此反應室中。在某些實施例中，此水蒸氣可在無無水氟化氫的情形下流入此反應室中，此類實施例中，此水蒸氣由水蒸氣組成或基本上由水蒸氣組成（亦即無夾帶水分）。根據某些實例，此反應室及/或此水蒸氣處理組件可已清洗，諸如使用一載送氣體。
在方塊530，此水蒸氣之至少一部分係在此基板的表面處凝結成為水分，例如使用一基座冷卻迴路138（顯示於第1圖中）以將此基板加熱至較被提供至此反應室之此水蒸氣更冷的溫度。在方塊532，凝結在此基板之表面上之水分的一部分係被吸收進入形成此基板的塊狀材料中及/或上覆此基板的一原生氧化物層中，例如此原生氧化物層12（顯示於第1圖中）。在方塊540，此水蒸氣至此反應室的流動停止。在方塊550及方塊552，此反應室排空且水蒸氣自此反應室的內部移除及所吸收的水分自此基板吸收，以使得水分常駐於此基板之表面上及/或上覆於此基板之表面的此原生氧化物上。
在方塊560，無水氟化氫流入此反應室中，例如，來自此無水氟化氫遞送系統104（顯示於第1圖中）的此無水氟化氫16（顯示於第1圖中）。在某些實施例中，此無水氟化氫可由無水氟化氫組成或實質上由無水氟化氫組成。在方塊570，使用所吸附之水分及此無水氟化氫遞送系統所提供之此無水氟化氫，氫氟（HF）酸係生成在此基板之表面及/或上覆於此基板之表面的原生氧化物，以及在方塊580，利用使用所吸附之水分及此無水氟化氫遞送系統所提供之此無水氟化氫所生成之此氫氟酸，此原生氧化物的至少一部分係自此基板移除。在方塊590，一材料層可例如藉由自此反應室移除此基板及隨後將此基板固定於一製程模組（諸如被配置以使用化學氣相沈積（例如磊晶）或原子層沉積技術而在基板上沈積材料層的一製程模組）中而沈積在此基板上。應理解，藉由連續地引入水蒸氣及無水氟化氫而原位生成此氫氟酸（在此基板之表面及/或上覆於此基板表面之此原生氧化物），係限制（或防止）了此半導體處理系統內組件的腐蝕。
第6圖示意地描繪根據本揭露一些實施例的一基板預清潔程序600，其中水蒸氣及無水氟化氫係彼此同時（例如，共流動（co-flowed），以原位生成氫氟酸，進而自一基板移除原生氧化物。
在方塊610，一基板係於一反應室中受到支撐，例如此基板10（顯示於第1圖中）係於此反應室102（顯示於第1圖中）中受到支撐。在方塊620，此反應室、一無水氟化氫遞送系統及一連接至此反應室的水蒸氣遞送系統係加熱至大於水蒸氣凝結所需的一或多個溫度。在某些實例中，可加熱此無水氟化氫遞送系統，以使得此無水氟化氫遞送系統與此反應室之間存在一溫度梯度。例如，此無水氟化氫遞送系統的一或多個組件可加熱至低於此反應室之溫度的溫度。依照某些實例，可加熱此水蒸氣遞送系統，以使得此水蒸氣遞送系統與此反應室之間存在一溫度梯度。例如，此水蒸氣遞送系統的一或多個組件可加熱至低於此反應室之加熱溫度的溫度。
在方塊630，一支撐基板的基座（例如此基座116（顯示於第1圖中）係冷卻至或低於此水蒸氣傳送系統所提供之此水蒸氣凝結以形成水分的溫度。在方塊640及650，水蒸氣及無水氟化氫分別自此水蒸氣遞送系統及此無水氟化氫遞送系統流入此反應室中。如括號652所示，此水蒸氣及此無水氟化氫可彼此共流動至反此應室中。在此方面，此無水氟化氫及此水蒸氣可被引入一還原導管中（例如此還原導管120），其中此無水氟化氫及此水蒸氣在引入此反應室之一腔體（例如此腔體110（顯示於第1圖中）的一內部之前，係相互混合以通過一傳送管118（顯示於第1圖中）而共同與此基板連通。在某些實施例中，引入至此還原導管中的此無水氟化氫可由無水氟化氫組成或基本上由無水氟化氫組成，且在此方面可包括實質上無夾帶液態水或水分。依照某些實施例，引入此還原導管中的此水蒸氣可由水蒸氣組成或基本上由水蒸氣組成，且在另一方面亦可包括實質上無夾帶液態水或水分。亦預期，與此腔體連通之相互混合的無水氟化氫及水蒸氣係由無水氟化氫及水蒸氣組成或基本上由無水氟化氫及水蒸氣組成，此混合物包括實質上無夾帶液態水或水分。
在方塊660，與此無水氟化氫一起流入此腔體中之此水蒸氣的一部分係在此基板的一表面上凝結。在方塊670，利用此水蒸氣及此無水氟化氫共流動通過此反應室且進入此腔體中，氫氟酸係於此基板的此表面處及/或上覆此基板之此表面的一原生氧化物層上原位生成。在方塊680，此原生氧化物的至少一部分係使用在此基板處生成的此氫氟酸而自此基板的此表面移除。在方塊690，一材料層可例如藉由自此反應室移除此基板及隨後在一製程模組（諸如，配置以使用化學氣相沉積（例如磊晶）或原子層沉積技術而在基板上沈積材料層的一製程模組）中固定此基板而沉積於此基板上。應理解，如同將無水氟化氫及水蒸氣依序引入反應中的實施例，藉由水蒸氣及無水氟化氫共流入此反應室的此腔體而使氫氟酸原位生成（在此基板之此表面及/或上覆此基板表面的此原生氧化物），係限制（或防止）了在此半導體處理系統內組件的腐蝕。
其他實施例
在前述說明書中，方法及設備已參考其具體實施例而加以描述。然而，很明顯在不悖離本文所揭示實施例之更廣泛精神與範疇的情況下，可對其進行各種修改與改變。
實際上，雖然方法及設備已揭示於某些實施例與實例的背景中，但熟習此技藝者將瞭解，此等方法及設備之各種實施例係超出所揭露實施例並延伸到此等方法及設備之其他替代實施例及/或用途及其明顯的修改及其均等物。應瞭解，所揭露實施例的各種特徵與態樣可彼此組合或替代，以形成所揭露系統及方法的多個實施例的不同模式。
在多個分離實施例的背景下，本說明書中描述的某些特徵亦可在單一實施例中組合實施。相反地，在單一實施例的背景下描述的各種特徵亦可分開或採用任何適當附屬組合實施於多個實施例中。此外，雖然前述多個特徵在某些組合中可描述作用於某些組合與甚至最初要求保護，但在某些情況下，出自所要求保護組合的一或多個特徵可從所述組合中刪除，且所要求保護組合可針對附屬組合或附屬組合的變體。
亦將理解，除非另有說明，或如所使用背景內的瞭解，否則本文中使用的條件用語，諸如「可以」、「能夠」、「可能」、「可」、「例如」及類似者，通常意欲傳達某些實施例包括，同時其他實施例不包括，某些特徵、元件及/或步驟。因此，此條件用語通常不意欲暗指此等特徵、元件及/或步驟以任何方式為一或多個實施例所必需，或者一或多個實施例在有無作者輸入或提示的情況下必然包括用於決策的邏輯，無論這些特徵、元件及/或步驟是否包括在內或欲在任何具體實施例中執行。用語「包含」、「包括」、「具有」及類似者是同義字並以開放式包括性使用，且並未排除額外元件、特徵、動作、操作及諸如此類者。此外，用語「或」係以包括性意義（而非排他性意義）使用，因此，例如，當用於連接列舉多個元件時，用語「或」意指在列舉中的多個元件之一者、一些者或全部。此外，除非另有說明，否則如本申請案與文後申請專利範圍中使用的「一種」、「一」和「該」應解釋為表示「一或多個」或「至少一」。類似地，雖然多個操作按一特定順序描述在圖式中，但是應明白，此等操作不必然按所示的特定順序或循序順序來執行，或者執行所有例示的操作，以實現所需結果。此外，圖式可採用流程圖形式來示意地繪示一或多個示例性方法。然而，未描述的其他操作可併入所示意繪示的多個示例性方法及方法中。例如，一或多個額外操作可在任何所例示操作之前、之後、同時或其間執行。此外，在其他實施例中，多個操作可重新配置或重新排序。在某些情況下，多工與平行處理可為較佳。此外，前述實施例中的各種系統組件的分離不應解釋為在所有實施例中都需要此分離，而應瞭解，所描述的程序組件與系統大體上一起整合成單一軟體產品或套裝成多個軟體產品。此外，其他實施例亦在文後申請專利的範疇內。在一些情況下，申請專利範圍中所引用的動作可按不同順序來執行，並仍可實現所需結果。
本文中所揭露的方法可包括專業人員所採取的某些動作；然而，這些方法可亦包括這些動作的任何第三方指導，無論是明示或暗示。本文中所揭露的範圍亦包含任何與所有重疊、附屬範圍及其組合。諸如「高達」、「至少」、「大於」、「小於」、「介於」等用語包括所引用的數字。不同數字前面所使用的諸如「約」或「概略」用語包括所引用的數字，並應根據情況進行解釋（例如，在多種情況下盡可能合理準確，例如±5%、±10%、±15%等）。例如，「約3.5毫米（mm）」包括「3.5毫米」。前面使用諸如「基本上」之用詞的詞組包括所引用的詞組，並應根據各種具體情況（例如，在多種情況下盡可能合理）來解釋。例如，「基本恆定」包括「恆定」。除非另有說明，否則所有測量都在標準條件下進行，包括溫度與壓力。
如本文中所使用，關於所列舉項目「之至少一者」之詞組意指所述項目的任何組合，包括多個單一構件。例如，「以下至少一者：A、B或C」意指涵蓋：A、B、C、A及B、A及C、B及C及A、B及C。除非另有特別說明，否則諸如詞組「X、Y及Z之至少一者」之結合語與前後關聯一起理解為通常用來傳達一項目、項等可為X、Y或Z之至少一者。因此，這種結合語通常不意欲暗指某些實施例需要存在X之至少一者、Y之至少一者及Z之至少一者之每一者。本文中所提供的標題（如果有的話）僅是為了方便，不必然影響本文中所揭露裝置與方法的範疇或意義。
因此，申請專利範圍並未意欲侷限於本文中所示的多個實施例，而是符合本文中所揭露的此揭露內容、原理與新穎特性的最廣範疇。
10:基板 12:材料層 14:蝕刻劑 16:無水氟化氫 18:水蒸氣 20:反應產物,氟 22:外部環境 24:載送氣體 26:液態水 28:上覆空缺空間 100:半導體處理系統 102:反應室 104:無水氟化氫遞送系統 106:水蒸氣遞送系統 108:控制單元 110:腔體 112:蓋 114:噴灑頭 116:基座 118:傳送管 120:還原導管 122:腔室加熱元件 124:傳送管加熱元件 126:還原導管加熱元件 128:排氣泵 130:遠端電漿單元 132:氣體系統 134:內部 136:基座加熱元件 138:基座冷卻迴路 140:無水氟化氫遞送導管 142:水蒸氣遞送導管 144:閘閥 146:基板傳送機器人 148:排氣導管 202:無水氟化氫源 204:上游部分 206:下游部分 208:通氣部分 210:第一無水氟化氫導管 212:壓力計 214:純化器 216:閥 218:過濾器 220:調節器 222:質量流量控制器 224:上游加熱器護套 226:第二無水氟化氫導管 228:下游加熱器護套 230:通氣導管 232:無水氟化氫分流閥 234:通氣加熱器護套 236:通氣閥 238:溫度控制器 302:載送氣體源 304:載送氣體導管 306:閥 308:壓力流量控制器 309:排放導管 310:流量限制器 312:閥 314:第一水蒸氣源加熱器護套 316:閥 318:第二水蒸氣源加熱器護套 320:閥 322:閥 324:第三水蒸氣源加熱器護套 326:水蒸氣源 328:閥 330:閥 332:流量限制器 334:水蒸氣供應導管 336:閥 338:閥 340:水蒸氣供應加熱器護套 342:水蒸氣遞送系統通氣導管 344:閥 346:通氣導管加熱器護套 348:溫度控制器 400:鈍化製程 402,404,408:方塊 406:決定點 500:基板預清潔程序 510,520,530,532,540,550,552,560,570,580,590:方塊 600:基板預清潔程序 610,620,630,640,650,660,670,680,690:方塊 652:括號
本揭露之各種特徵、態樣及優點係參照旨於繪示而非限制本揭露之某些實施例的附圖來描述。應理解，納入並構成此說明書之一部分的隨附圖式係為了繪示本文中所揭露之概念的目的，且可不按比例。 第1圖係示意地描繪根據一些實施例之一用於預清潔的半導體處理系統。 第2圖係示意地描繪根據一些實施例之一無水氟化氫遞送系統。 第3圖係示意地描繪根據一些實施例之一水蒸氣遞送系統。 第4圖係示意地描繪根據一些實施例之一氣體遞送組件鈍化製程。 第5圖係示意地描繪根據一些實施例之一預清潔一基板的方法。 第6圖係示意地描繪根據本揭露之一些實施例之另一預清潔一基板的方法。
10:基板
12:材料層
14:蝕刻劑
16:無水氟化氫
18:水蒸氣
20:反應產物，氟
22:外部環境
100:半導體處理系統
102:反應室
104:無水氟化氫遞送系統
106:水蒸氣遞送系統
108:控制單元
110:腔體
112:蓋
114:噴灑頭
116:基座
118:傳送管
120:還原導管
122:腔室加熱元件
124:傳送管加熱元件
126:還原導管加熱元件
128:排氣泵
130:遠端電漿單元
132:氣體系統
134:內部
136:基座加熱元件
138:基座冷卻迴路
140:無水氟化氫遞送導管
142:水蒸氣遞送導管
144:閘閥
146:基板傳送機器人
148:排氣導管

Claims (43)

  1. 一種用於預清潔一基板的半導體處理系統，該系統包括： 一反應室； 一無水氟化氫遞送系統，包括： 一上游部分，係配置以與一無水氟化氫源流體連通，該上游部分包括： 一壓力計，係配置以與該無水氟化氫源流體連通； 一純化器，係與該壓力計流體連通，並配置以自來自該無水氟化氫源的無水氟化氫移除水； 一第一無水氟化氫導管，係形成該無水氟化氫源與該反應室之間之一流動路徑的一第一部分；以及 一或多個上游加熱器護套，係熱耦接至該壓力計、該純化器、及該第一無水氟化氫導管； 一下游部分，係與該上游部分流體連通，該下游部分包括： 一第二無水氟化氫導管，係形成該無水氟化氫源與該反應室之間之該流動路徑的一第二部分；以及 一或多個下游加熱器護套，係熱耦接至該第二無水氟化氫導管； 一水蒸氣遞送系統，包括： 一水蒸氣源，係與一載送氣體源流體連通，並配置以供應水蒸氣； 一水蒸氣供應導管，係形成該水蒸氣源與該反應室之間之一流動路徑的一部分； 一載送氣體導管，係配置以與該載送氣體源及該水蒸氣源流體連通； 一或多個水蒸氣源加熱器護套，係熱耦接至該水蒸氣源； 一或多個水蒸氣供應加熱器護套，係熱耦接至該水蒸氣供應導管；以及 一壓力流量控制器，係配置以與該載送氣體源及該水蒸氣源流體連通，該壓力流量控制器係配置以調節自該載送氣體源流至該水蒸氣源之載送氣體的一壓力；以及 一還原導管，係與該無水氟化氫遞送系統及該水蒸氣遞送系統流體連通，其中該反應室係與該還原導管流體連通。
  2. 如請求項1之系統，更包括一遠端電漿單元，連接至該還原導管，並經由該還原導管而與該無水氟化氫遞送系統、該水蒸氣遞送系統、及該反應室流體連通。
  3. 如請求項1之系統，更包括一噴灑頭，設置於該反應室中，並配置以在該反應室中分配無水氟化氫及水蒸氣。
  4. 如請求項1之系統，更包括一基座，係配置以在該反應室內支撐該基板，其中該基座包括一基座加熱元件。
  5. 如請求項1之系統，更包括一還原導管，用於調節進入該反應室之一或多個流體的一流動速率，其中該還原導管係與該水蒸氣遞送系統及該無水氟化氫遞送系統流體連通。
  6. 如請求項1之系統，更包括： 一遠端電漿單元，連接至該還原導管，並經由該還原導管而與該無水氟化氫遞送系統、該水蒸氣遞送系統、及該反應室流體連通； 一噴灑頭，設置於該反應室中，並配置以在該反應室中分配無水氟化氫及水蒸氣； 一基座，係配置以在該反應室中支撐該基板，其中該基座包括一基座加熱元件；以及 一還原導管，用於調節進入該反應室的一或多個流體的一流動速率，其中該還原導管係與該水蒸氣遞送系統及該無水氟化氫遞送系統流體連通。
  7. 如請求項1之系統，其中該一或多個上游加熱器護套及該一或多個下游加熱器護套係分別與該上游部分及該下游部分形狀相配。
  8. 如請求項1之系統，其中該無水氟化氫遞送系統更包括一控制器，係配置以控制該一或多個上游加熱器護套的一或多個溫度、該一或多個下游加熱器護套的一或多個溫度及無水氟化氫進入該反應室的一流動速率。
  9. 如請求項8之系統，其中該控制器係經程式化以將該下游部分維持在高於該上游部分的溫度。
  10. 如請求項8之系統，其中該無水氟化氫遞送系統更包括： 一通氣部分，包括： 一通氣導管，係連接至該第二無水氟化氫導管；以及 一通氣加熱器護套，係熱耦接至該通氣導管， 其中該控制器係經程式化以將該通氣導管維持在大於該下游部分之溫度的溫度。
  11. 如請求項1之系統，其中該水蒸氣遞送系統更包括： 一通氣導管，係流體連接至該水蒸氣供應導管； 一或多個通氣加熱器護套，係熱耦接至該通氣導管；以及 一控制器，係配置以控制該一或多個水蒸氣源加熱器護套的一或多個溫度及該一或多個水蒸氣供應加熱器護套的一或多個溫度， 其中該控制器係進一步配置以控制該一或多個通氣加熱器護套的一或多個溫度。
  12. 如請求項1之系統，其中該水蒸氣遞送系統更包括： 一排放導管，係與該載送氣體源及該水蒸氣源流體連通，該排放導管係配置以減少該水蒸氣或該載送氣體之一或多者的回流。
  13. 如請求項1之系統，其中該水蒸氣源係包括用於液態水的一空間及用於水蒸氣的一上覆空缺空間。
  14. 如請求項1之系統，其中該水蒸氣供應加熱器護套係配置以將該水蒸氣供應導管加熱至大於該水蒸氣源之溫度之至少攝氏40度的溫度。
  15. 一種用於預清潔一基板的方法，該方法包括： 將該基板置於一半導體處理系統的一反應室中，該半導體處理系統包括： 一無水氟化氫遞送系統，包括： 一上游部分，係與一無水氟化氫源流體連通，該上游部分包括： 一純化器，係配置以自來自該無水氟化氫源的無水氟化氫移除水； 一第一無水氟化氫導管，係形成該無水氟化氫源與該反應室之間之一流動路徑的一第一部分；以及 一或多個上游加熱器護套，係熱耦接至該第一無水氟化氫導管； 一流量控制器； 一下游部分，係位於該流量控制器的下游，該下游部分包括： 一第二無水氟化氫導管，係形成該無水氟化氫源與該反應室之間之該流動路徑的一第二部分；以及 一或多個下游加熱器護套，係熱耦接至該第二無水氟化氫導管； 一水蒸氣遞送系統，包括： 一水蒸氣源，係配置以供應水蒸氣； 一水蒸氣供應導管，係形成該水蒸氣源與該反應室之間之一流動路徑的一部分； 一載送氣體源； 一載送氣體導管，係形成該載送氣體源與該水蒸氣源之間之一流動路徑的一部分； 一或多個水蒸氣源加熱器護套，係熱耦接至該水蒸氣源； 一或多個水蒸氣供應加熱器護套，係熱耦接至該水蒸氣供應導管；以及 一壓力流量控制器，係與該載送氣體源及該水蒸氣源流體連通，該壓力流量控制器係配置以調節自該載送氣體源流至該水蒸氣源之載送氣體的一壓力， 其中該反應室係與該無水氟化氫遞送系統及該水蒸氣遞送系統流體連通；以及 自該基板的一表面移除材料，其中移除該材料包括： 使無水氟化氫流入該反應室中；以及 使水蒸氣流入該反應室中。
  16. 如請求項15之方法，更包括使該下游加熱器護套的溫度維持在高於該上游加熱器護套之溫度。
  17. 如請求項15之方法，其中使無水氟化氫流入該反應室中以及使水蒸氣流入該反應室中係同時執行。
  18. 如請求項15之方法，其中使無水氟化氫流入該反應室中以及使水蒸氣流動進入該反應室中係依序執行。
  19. 如請求項15之方法，其中使無水氟化氫流入該反應室中以及使水蒸氣流入該反應室中係包括使該無水氟化氫及該水蒸氣流入在該反應室上游的一傳送管中。
  20. 如請求項15之方法，其中使無水氟化氫流入該反應室中以及使水蒸氣流入該反應室中係包括使該無水氟化氫及該水蒸氣流入在該反應室上游的一還原導管中。
  21. 如請求項15之方法，其中使該下游加熱器護套的溫度維持在高於該上游加熱器護套之溫度係包括使該加熱器護套上游及該下游加熱器護套之間維持攝氏10度或以上的一溫度差值。
  22. 一種半導體處理無水氟化氫遞送系統，用以將無水氟化氫自一無水氟化氫源遞送至一反應室，該無水氟化氫遞送系統包括： 一上游部分，係配置以與該無水氟化氫源流體連通，該上游部分包括： 一壓力計，係與該無水氟化氫源流體連通； 一純化器，係配置以自來自該無水氟化氫源的無水氟化氫移除水，並與該壓力計流體連通； 一第一無水氟化氫導管，係形成該無水氟化氫源與該反應室之間之一流動路徑的一第一部分；以及 一或多個上游加熱器護套，係熱耦接至該壓力計、該純化器、及該第一無水氟化氫導管； 一下游部分，係與該上游部分流體連通，並且該下游部分包括： 一第二無水氟化氫導管，係形成該無水氟化氫源與該反應室之間之該流動路徑的一第二部分；以及 一或多個下游加熱器護套，係熱耦接至該第二無水氟化氫導管； 一通氣部分，包括： 一通氣導管，係連接至該第二無水氟化氫導管；以及 一通氣加熱器護套，係熱耦接至該通氣導管；以及 一控制器，係配置以控制該一或多個上游加熱器護套的一或多個溫度、該一或多個下游加熱器護套的一或多個溫度、及無水氟化氫進入一反應室中的一流動速率。
  23. 如請求項22之無水氟化氫遞送系統，其中該一或多個上游加熱器護套及該一或多個下游加熱器護套係分別與該上游部分及該下游部分形狀相配。
  24. 如請求項22之無水氟化氫遞送系統，其中該控制器係經程式化以將該下游部分維持在高於該上游部分的溫度。
  25. 如請求項22之無水氟化氫遞送系統，其中該控制器係經程式化以將該通氣導管維持在大於該下游部分之溫度的溫度。
  26. 一種半導體處理水蒸氣遞送系統，用以經由一載送氣體源所供應的一載送氣體而將水蒸氣自一水蒸氣源遞送至一反應室，該水蒸氣遞送系統包括： 一水蒸氣源，係配置以與該載送氣體源流體連通，並配置以供應水蒸氣； 一水蒸氣供應導管，係形成該水蒸氣源與該反應室之間之一流動路徑的一部分； 一載送氣體導管，係形成該載送氣體源與該水蒸氣源之間之一流動路徑的一部分； 一或多個水蒸氣源加熱器護套，係熱耦接至該水蒸氣源； 一或多個水蒸氣供應加熱器護套，係熱耦接至該水蒸氣供應； 一壓力控制器，係與該載送氣體源及該水蒸氣源流體連通，並配置以調節該載送氣體的一壓力；以及 一控制器，係配置以控制該一或多個水蒸氣源加熱器護套的一或多個溫度及該一或多個水蒸氣供應加熱器護套的一或多個溫度。
  27. 如請求項26之水蒸氣遞送系統，更包括： 一通氣導管，係連接至該水蒸氣供應導管；以及 一或多個通氣加熱器護套，係熱耦接到該通氣導管， 其中該控制器係進一步配置以控制該一或多個通氣加熱器護套的一或多個溫度。
  28. 如請求項26之水蒸氣遞送系統，更包括： 一排放導管，係與該載送氣體源及該水蒸氣源流體連通，該排放導管係配置以減少該水蒸氣或該載送氣體之一或多者的回流。
  29. 如請求項26之水蒸氣遞送系統，其中該水蒸氣源係包括用於液態水的一空間及用於水蒸氣的一上覆空缺空間。
  30. 如請求項26之水蒸氣遞送系統，其中該水蒸氣供應加熱器護套係配置以將該水蒸氣供應導管加熱至大於該水蒸氣源之溫度之至少攝氏40度的溫度。
  31. 如請求項26之水蒸氣遞送系統，其中該水蒸氣遞送系統係形成用於一半導體處理系統的一改裝套組，該改裝套組更包括： 一無水氟化氫遞送系統，用以將無水氟化氫自一無水氟化氫源遞送至一反應室，該無水氟化氫遞送系統包括： 一上游部分，係配置以與該無水氟化氫源流體連通，包括： 一壓力計，係與該無水氟化氫源流體連通； 一純化器，係配置以自來自該無水氟化氫源的無水氟化氫移除水，並與該壓力計流體連通； 一第一無水氟化氫導管，係形成該無水氟化氫源與該反應室之間之一流動路徑的一第一部分；以及 一或多個上游加熱器護套，係熱耦接至該壓力計、該純化器、及該第一無水氟化氫導管； 一下游部分，係與該上游部分流體連通，包括： 一第二無水氟化氫導管，係形成該無水氟化氫源與該反應室之間之該流動路徑的一第二部分；以及 一或多個下游加熱器護套，係熱耦接至該第二無水氟化氫導管； 一通氣部分，包括： 一通氣導管，係連接至該第二無水氟化氫導管；以及 一通氣加熱器護套，係熱耦接至該通氣導管；以及 一控制器，係配置以控制該一或多個上游加熱器護套的一或多個溫度、該一或多個下游加熱器護套的一或多個溫度、及無水氟化氫進入一反應室中的一流動速率。
  32. 一種在一氣體遞送組件之一内部表面上形成一鈍化膜的方法，其中形成該鈍化膜係包括： 以一惰性氣體吹掃該氣體遞送組件； 藉由使無水氟化氫流入該氣體遞送組件中，而以無水氟化氫填充該氣體遞送組件； 停止無水氟化氫進入該氣體遞送組件的流動；以及 使該氣體遞送組件維持為填充以無水氟化氫。
  33. 如請求項32之方法，其中該鈍化膜為一第一鈍化膜，該方法更包括： 使用一遠端電漿單元生成一氟自由基物種； 使該氟自由基物種與連接至該氣體遞送組件的一還原導管連通；以及 使用該氟自由基物種在該還原導管內形成一第二鈍化膜。
  34. 如請求項32之方法，其中使該氣體遞送組件維持為填充以無水氟化氫係執行5分鐘至60分鐘。
  35. 如請求項34之方法，其中吹掃該氣體遞送組件係執行5分鐘至60分鐘。
  36. 如請求項32之方法，其中使該氣體遞送組件維持為填充以無水氟化氫係包括使該氣體遞送組件維持在流體隔離中。
  37. 如請求項32之方法，更包括，在使該氣體遞送組件維持為填充以無水氟化氫之後，使該氣體遞送組件排空。
  38. 如請求項32之方法，其中該惰性氣體係包括氮氣。
  39. 如請求項32之方法，其中吹掃該氣體遞送組件、填充該氣體遞送組件、停止無水氟化氫進入該氣體遞送組件之流動、及使該氣體遞送組件維持為填充以無水氟化氫係重複複數個循環。
  40. 如請求項39之方法，其中該複數個循環係包括25個或更多個循環。
  41. 如請求項32之方法，其中清洗該氣體遞送組件係自該氣體遞送組件之該内部表面移除實質上所有的凝結水。
  42. 如請求項32之方法，其中該氣體遞送組件係包括位在一無水氟化氫遞送系統之一氣體流動路徑中的一組件。
  43. 如請求項42之方法，其中該氟化氫遞送系統包括： 一上游部分，係配置以與一無水氟化氫源流體連通，該上游部分包括： 一壓力計，係與該無水氟化氫源流體連通； 一純化器，係配置以自來自該無水氟化氫源的無水氟化氫移除水，並與該壓力計流體連通； 一第一無水氟化氫導管，係形成該無水氟化氫源與一反應室之間之一流動路徑的一第一部分；以及 一或多個上游加熱器護套，係熱耦接至該壓力計、該純化器、及該第一無水氟化氫導管； 一下游部分，係與該上游部分流體連通，並且該下游部分包括： 一第二無水氟化氫導管，係形成該無水氟化氫源與該反應室之間之該流動路徑的一第二部分；以及 一或多個下游加熱器護套，係熱耦接至該第二無水氟化氫導管； 一通氣部分，包括： 一通氣導管，係連接至該第二無水氟化氫導管；以及 一通氣加熱器護套，係熱耦接至該通氣導管；以及 一控制器，係配置以控制該一或多個上游加熱器護套的一或多個溫度、該一或多個下游加熱器護套的一或多個溫度、及無水氟化氫進入一反應室中的一流動速率。
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