TWI675163B - 進氣裝置、氣體反應系統與其清洗方法 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一種進氣裝置、氣體反應系統與其清洗方法。此進氣裝置包含進氣單元、氣體分散單元與氣體分散板。氣體分散單元具有凹陷部，且進氣單元容置於此凹陷部中。氣體分散板固設於進氣單元之底表面，並位於進氣單元與氣體分散單元之間。進氣單元第一個流道、第二流道與複數個調節元件。第一流道貫穿進氣單元之頂表面與底表面，且第二流道貫穿進氣單元之頂表面、底表面與側面。調節單元設置於第二流道中，並鄰近本體之側面。

Description

進氣裝置、氣體反應系統與其清洗方法

本揭露係有關一種進氣裝置，且特別是提供一種具有調節元件之進氣裝置、氣體分應系統與此氣體反應系統之清洗方法。

為了呈現出不同之半導體特性，可藉由導入氣體，以於半導體基材上堆疊不同薄膜層，以滿足應用需求。薄膜層之形成一般可利用氣體與基材表面間之反應來達成。首先，將半導體基材放置於加熱元件上，再導入反應氣體至氣體反應系統中，並依據需求設定加熱元件之溫度與系統壓力，以使氣體分子與半導體基材表面產生反應，以沉積薄膜層於基材表面。

根據本揭露之一態樣，提出一種進氣裝置。此進氣裝置包含進氣單元。進氣單元包含本體、第一流道、第二流道與複數個調節元件。本體包含頂表面、底表面與側面，且側面連接頂表面與底表面。頂表面具有頂面開孔、底 表面具有複數個底面開孔，且側面具有複數個第一側面開孔與第二側面開孔。第一流道貫穿本體。第二流道包含複數個第一子流道與複數個第二子流道。此些第一子流道連通頂面開孔，且以一對一之方式連通第一側面開孔與底面開孔兩者。此些第二子流道連通頂面開孔，且以一對一之方式連通第二側面開孔。調節元件分別具有複數個通道，且此些調節元件係以一對一之方式設置於第一子流道與第二子流道中。

根據本揭露之另一態樣，提出一種氣體反應系統。此氣體反應系統包含腔體、進氣裝置、反應氣體供應裝置、清洗氣體供應裝置與加熱裝置。此腔體具有一頂開口，且進氣裝置設置於頂開口，以形成腔體空間於腔體中。反應氣體供應裝置連通進氣裝置之進氣單元的第一流道，且清洗氣體供應裝置連通進氣單元的第二流道。加熱裝置係設置於腔體空間中，且此加熱裝置係位於進氣裝置下。

根據本揭露之又一態樣，提出一種氣體反應系統的清洗方法。此清洗方法係先提供氣體反應系統，並進行評估製程，以比較氣體分散單元之複數個區域之髒污程度，而獲得氣體分散單元之髒污評估結果。氣體反應系統包含腔體、進氣裝置與加熱裝置。腔體具有頂開口，且進氣裝置設置於頂開口，以形成腔體空間於腔體中。進氣裝置包含進氣單元、氣體分散單元與氣體分散板。進氣單元包含第一流道與第二流道。第一流道貫穿進氣單元之頂表面與底表面，且第二流道連通進氣單元之頂表面的頂面開孔、底表面之複數個底面通孔與側面之複數個側面通孔。氣體分散單元具有凹 陷部，且進氣單元容置於凹陷部中。氣體分散單元之底板設有複數個氣體貫穿孔。氣體分散板係固設於進氣單元之底表面，且位於進氣單元與氣體分散單元之間。氣體分散板包含複數個氣體通道，且此些氣體通道分別以一對一之方式連通底面開孔。加熱裝置係設置於腔體空間中，且位於進氣裝置下。然後，根據髒污評估結果，進行調整製程。調整製程係調整第二流道之複數個調整位置之每一者的流道截面積。於進行調整製程後，供給清洗氣體至第二流道中，以進行清洗製程。

100‧‧‧進氣裝置

200‧‧‧進氣單元

210‧‧‧本體

211/213/215‧‧‧面

211a/213a/215a‧‧‧開孔

217‧‧‧固定部

217a‧‧‧定位結構

217b‧‧‧容納槽

220/230‧‧‧流道

231/233‧‧‧子流道

231a/231b/231c/233a/233b‧‧‧流道

240‧‧‧調節元件

241‧‧‧通道

251‧‧‧冷卻流體入口

253‧‧‧冷卻流體出口

255‧‧‧冷卻流道

260‧‧‧固定孔

300‧‧‧氣體分散單元

300a‧‧‧凹陷部

310‧‧‧凸緣

320‧‧‧底板

321‧‧‧氣體貫穿孔

330‧‧‧側壁

400‧‧‧氣體分散板

410‧‧‧板體

411‧‧‧凸緣

420‧‧‧氣體貫穿孔

430‧‧‧氣體通道

431‧‧‧氣體流道

440‧‧‧固定結構

500‧‧‧氣體反應系統

510‧‧‧腔體

511‧‧‧排氣道

520‧‧‧加熱裝置

600‧‧‧方法

610/620/630/640‧‧‧操作

A-A’/B-B’/C-C’/D-D’‧‧‧剖切線

從以下結合所附圖式所做的詳細描述，可對本揭露之態樣有更佳的了解。需注意的是，根據業界的標準實務，各特徵並未依比例繪示。事實上，為了使討論更為清楚，各特徵的尺寸可任意地增加或減少。

〔圖1A〕係繪示根據本揭露之一些實施例之進氣裝置之爆炸圖。

〔圖1B〕係繪示於組裝圖1A之進氣裝置後，沿著進氣裝置的中心軸剖切之剖視示意圖。

〔圖2A〕係繪示根據本揭露之一些實施例之進氣單元之立體示意圖。

〔圖2B〕係繪示根據本揭露之一些實施例之進氣單元之仰視示意圖。

〔圖2C〕係繪示沿著圖2B之剖切線A-A’剖切之進氣單元的剖視示意圖。

〔圖2D〕係繪示沿著圖2B之剖切線B-B’剖切之進氣單元的剖視示意圖。

〔圖2E〕係繪示根據本揭露之一些實施例之進氣單元之側視示意圖。

〔圖2F〕係繪示沿著圖2E之剖切線C-C’剖切之進氣單元的剖視示意圖。

〔圖2G〕係繪示沿著圖2E之剖切線D-D’剖切之進氣單元的剖視示意圖。

〔圖3〕係繪示根據本揭露之一些實施例之氣體分散單元之立體示意圖。

〔圖4〕係繪示根據本揭露之一些實施例之氣體分散板之立體示意圖。

〔圖5〕係繪示於組裝圖1A之進氣裝置後，沿著進氣裝置的中心軸剖切之氣體反應系統的剖視示意圖。

〔圖6〕係繪示根據本揭露之一些實施例之氣體反應系統的清洗方法之流程示意圖。

以下的揭露提供了許多不同的實施例或例子，以實施發明之不同特徵。以下所描述之構件與安排的特定例子係用以簡化本揭露。當然這些僅為例子，並非用以做為限制。舉例而言，在描述中，第一特徵形成於第二特徵上方或 上，可能包含第一特徵與第二特徵以直接接觸的方式形成的實施例，而也可能包含額外特徵可能形成在第一特徵與第二特徵之間的實施例，如此第一特徵與第二特徵可能不會直接接觸。此外，本揭露可能會在各例子中重複參考數字及/或文字。這樣的重複係基於簡單與清楚之目的，以其本身而言並非用以指定所討論之各實施例及/或配置之間的關係。

另外，在此可能會使用空間相對用語，以方便描述來說明如圖式所繪示之一元件或一特徵與另一(另一些)元件或特徵之關係。除了在圖中所繪示之方向外，這些空間相對用詞意欲含括元件在使用或操作中的不同方位。設備可能以不同方式定位(旋轉90度或在其他方位上)，因此可利用同樣的方式來解釋在此所使用之空間相對描述符號。

當進行晶圓修飾或形成薄膜層之步驟時，雖然氣體分子可與晶圓間產生反應變化，但氣體分子亦會沉積於氣體反應系統中各組件之表面上，而形成沉積污染物，因此降低系統之清潔度。

在進行多次的操作後，氣體反應系統之腔體與內部各組件上所積聚的沉積污染物會越來越多，這些沉積污染物若不加以去除，製程良率和產品的穩定性將被影響。其中，隨著各組件與系統加熱源之距離縮小，污染物沉積之狀況越嚴重。因此，必須週期性地對氣體反應系統進行清洗製程，以去除此些沉積污染物。氣體反應系統之清洗製程係將清洗氣體(例如：三氟化氮(NF₃))通入氣體反應系統中，以去除(蝕刻)沉積污染物。在清洗製程中，由於清洗氣體係由 氣體反應系統之進氣裝置導入，且其流道無法任意改變，故清洗氣體之流量無法針對各別髒污區域進行調控，而減弱清洗效果，且耗費過量之清洗氣體。此外，雖然清洗氣體可去除前述之沉積污染物，但清洗氣體亦會腐蝕系統中之各組件的表面保護層，而縮短各組件之使用壽命。

因此，本揭露揭示一種進氣裝置、氣體反應系統與其清洗方法。藉由本揭露之進氣裝置，於清洗氣體反應系統時，清洗氣體從進氣單元之側面流出的總側面流量與清洗氣體從底表面流出的總底面流量可被適當地調整，而可提升清洗氣體之清洗效果，並延長氣體反應系統中各組件之使用壽命。

請參照圖1A與圖1B，其中圖1A係繪示根據本揭露之一些實施例之進氣裝置之爆炸圖，且圖1B係繪示於組裝圖1A之進氣裝置後，沿著進氣裝置的中心軸剖切之剖視示意圖。進氣裝置100包含進氣單元200、氣體分散單元300與氣體分散板400。氣體分散單元300固設於進氣單元200下，且進氣單元200容置於氣體分散單元300之凹陷部300a中。進氣單元200具有向外突伸之固定部217，且固定部217係配置以固定並承載進氣單元200於氣體分散單元300上。其中，固定部217可藉由螺設之方式固定於氣體分散單元300上。氣體分散板400固設於進氣單元200之底表面213，且氣體分散板400係位於進氣單元200與氣體分散單元300之間，其中氣體分散板400與氣體分散單元300相隔一間距。在一些實施例中，氣體分散板400可藉由螺設、 嵌設、緊配合、其他適當之方式，或上述方法之任意組合來設置於進氣單元200之底表面213上。

以下分別詳細描述進氣裝置100之進氣單元200、氣體分散單元300與氣體分散板400。

請參照圖2A與圖2B。圖2A係繪示根據本揭露之一些實施例之進氣單元之立體示意圖，且圖2B係繪示根據本揭露之一些實施例之進氣單元之仰視示意圖。進氣單元200之本體210包含頂表面211、底表面213與連接頂表面211與底表面213之側面215。頂表面211具有頂面開孔211a，底表面213具有複數個底面開孔213a，且側面215具有複數個側面開孔215a。進氣單元200具有第一流道220與第二流道230，其中第一流道220貫穿本體210之頂表面211與底表面213。如圖2A所示，雖然所繪示之第一流道220係位於本體210之軸心位置，但本揭露之第一流道220不以此為限。在其他實施例中，第一流道220可根據進氣裝置的需求，及/或氣體反應之要求調整設置位置。在一些具體例中，第一流道220係配置以通入反應氣體至進氣單元200中，且第二流道230係配置以通入清洗氣體至進氣單元200中。

請同時參照圖2B與圖2C，其中圖2C係繪示沿著圖2B之剖切線A-A’剖切之進氣單元的剖視示意圖。第二流道230包含複數個第一子流道231，其中每一個第一子流道231均係由流道231a、流道231c與連通流道231a與流道231c的流道231b所組成。流道231a連通頂面開孔211a，流 道231b連通側面開孔215a，且流道231c連通底面開孔213a。流道231a係相鄰於第一流道220，並由本體210之頂表面211朝向底表面213延伸，但不貫穿底表面213。流道231b之一端連通流道231a，且流道231b之另一端連通側面開孔215a。流道231c之一端連通流道231b，且流道231c之另一端連通底面開孔213a。據此，當清洗氣體通入第一子流道231時，清洗氣體可經由第一子流道231的流道231a、流道231b與流道231c，從本體210之側面215和底表面213流出。在一些實施例中，沿著垂直於氣體流動方向之方向剖切，流道231a、流道231b與流道231c之流道截面積可為相同的。

如圖2C所示，雖然流道231c與流道231b之連通位置和流道231a與流道231b的連通位置之間具有一距離，但本揭露之流道231c之設置位置不以此為限。在一些實施例中，流道231c可為流道231a之延伸(即第一子流道231為T字型)，但流道231c之流道截面積係不大於流道231a之流道截面積。在其他實施例中，當流道231c為流道231a之延伸時，流道231c之流道截面積係小於流道231a之流道截面積，以避免大部分清洗氣體直接經由流道231c從底面開孔213a流出。

在一些實施例中，底面開孔213a之設置位置可根據流道231c進行調整，或者依據由底表面流出之清洗氣體流場的要求進行調整。舉例而言，流道231c可不垂直於底表面213(即流道231c之氣體流動方向與底表面213間之 夾角為銳角)，以調整從底表面213流出之清洗氣體的流場與流量。

請同時參照圖2B與圖2D，其中圖2D係繪示沿著圖2B之剖切線B-B’剖切之進氣單元的剖視示意圖。第二流道230包含複數個第二子流道233，其中每一個第二子流道233均係由流道233a與流道233b所組成。流道233a相鄰於第一流道220，且流道233a連通頂面開孔211a，並朝向底表面213延伸，但不貫穿底表面213。流道233b之一端連通流道233a，且流道233b之另一端連通側面開孔215a。因此，當清洗氣體通入第二子流道233時，清洗氣體係經由流道233a與流道233b，從本體210之側面215流出。在一些實施例中，沿著垂直於氣體流動方向之方向剖切，流道233a與流道233b之流道截面積可為相同的。

請參照圖2C與圖2D。每一個第一子流道231與第二子流道233均可設有調節元件240，其中調節元件240係設置於流道231b與流道233b中。在一些實施例中，調節元件240係相鄰於側面215。在一些實施例中，每一個調節元件240不突出本體210之側面215。在此些實施例中，調節元件240與側面215可具有間距，以調整從側面215流出之氣體流場。在其他實施例中，調節元件240中遠離第一流道220的端面係切齊本體210之側面215。調節元件240可藉由螺設、緊配合、嵌設，或其他適當之方式設置於流道231b與流道233b中。在一些實施例中，調節元件240係可拆卸的，以滿足不同之應用需求。每一個調節元件240均具有通 道241。在一些實施例中，通道241之流道截面積實質小於所設置之流道231b的流道截面積。在一些實施例中，通道241可為貫穿孔、由多個子流道複合組成之通道，或其他具有適當結構之流道。在一些實施例中，當通道241為貫穿孔時，貫穿孔之孔徑係固定不變的。舉例而言，當通道241為貫穿孔時，貫穿孔之孔徑介於約1.5公釐至約4.5公釐。在其他實施例中，當通道241為貫穿孔時，貫穿孔之孔徑可為漸變的，以使經由通道241從側面215流出之清洗氣體可具有不同之噴出流場。

請參照圖2E與圖2F。圖2E係繪示根據本揭露之一些實施例之進氣單元之側視示意圖，且圖2F係繪示沿著圖2E之剖切線C-C’剖切之進氣單元的剖視示意圖。其中，剖切線C-C’通過每一個側面開孔215a。第一子流道231之流道231a與第二子流道233的流道233a係彼此連通的，且流道231a與流道233a係於相鄰於第一流道220之位置相連通。因此，當清洗氣體經由頂面開孔211a通入第二流道230時，清洗氣體可同時通入第一子流道231之流道231a與第二子流道233的流道233a中，並分別經由流道231b、流道233b與調節元件240之通道241，從本體210之側面開孔215a流出，以及經由流道231c，從底面開孔213a流出。

在其他實施例中，流道231a與流道233a可不彼此連通。因此，清洗氣體可分別經由流道231a與流道233a通入進氣單元200中。在此些實施例中，當流道231a與流道233a不彼此連通時，通入流道231a之清洗氣體可不同於通 入流道233a之清洗氣體，以滿足不同之應用需求。其中，流道231b、流道231c與流道233b之流道截面積，以及調節元件240的通道241可適當地被調整，以滿足不同之應用需求。

當通入清洗氣體至第二流道230時，從側面開孔215a流出之清洗氣體係依序通過流道231a、流道231b與調節元件240之通道241，或者依序通過流道233a與調節元件240之通道241，且從底面開孔213a流出之清洗氣體係依序通過流道231a、流道231b與流道231c。因此，藉由調整調節元件240之通道241的流道截面積，從側面開孔215a流出的氣體總量與從底面開孔213a流出的氣體總量可被適當地控制。可理解的是，從側面開孔215a流出的氣體總量與從底面開孔213a流出的氣體總量係藉由調整通道241之總流道截面積與底面開孔213a之總開口截面積的面積比值來改變。舉例而言，此面積比值介於約0.42至約3.48。當面積比值為此範圍時，從進氣單元200流出之清洗氣體可更有效地清潔後述之氣體分散單元300，而可減少清洗氣體之用量，並避免過量清洗氣體所導致之過度清潔。

請繼續參照圖2F。依據底面開孔213a之設置位置，第一子流道231與第二子流道233係放射狀地交錯設置。如圖2F所示，雖然第一子流道231之流道231b與第二子流道233的流道233b係以一對一之方式放射狀地交錯設置，但本揭露不以此為限。在一些實施例中，流道231b與流道233b可以數量不相等之方式放射狀地交錯設置。在其 他實施例中，流道231b與流道231c可放射狀地，並以隨機排列之方式設置。

請參照圖2E與圖2G，其中圖2G係繪示沿著圖2E之剖切線D-D’剖切之進氣單元的剖視示意圖。進氣單元200可包含冷卻流道255，且冷卻流道255係連通設置於頂表面211之冷卻流體入口251與冷卻流體出口253(如圖2A所示)，其中冷卻流道255可避免通入進氣單元200之氣體因高溫沉積於第一流道220與第二流道230中。冷卻流道255之設置位置沒有特別之限制，其僅須避免干擾第二流道230即可。冷卻流道255和第二流道230之流道231b與流道233b(如圖2F所示)可設置於不同之水平高度，而可兼顧進氣單元200之進氣效果與冷卻流道255之冷卻效果。

進一步地，在一些實施例中，如圖1B與圖2B所示，由本體210向外突伸之固定部217的底面可具有定位結構217a，且氣體分散單元300可具有相應之定位結構，以確保進氣單元200固定於適當之位置。在一些實施例中，固定部217之底面可設有容納槽217b，以容置氣密件，而可避免經由第一流道220或第二流道230所通入之氣體由進氣單元200與進氣分散單元300間逸散。另外，本體210之底表面213具有複數個固定孔260，且氣體分散板400可藉由此些固定孔260固設於進氣單元200的底表面213上。在一些實施例中，固定孔260之設置位置可依據氣體分散板400之固定方式調整。

請同時參照圖1B、圖2A與圖3，其中圖3係繪示根據本揭露之一些實施例之氣體分散單元之立體示意圖。氣體分散單元300包含向外突伸之凸緣310，且進氣單元200係藉由向外突伸之固定部217固設於氣體分散單元300之凸緣310上，其中氣體分散單元300係位於進氣單元200之下。在一些實施例中，氣體分散單元300之凸緣310可藉由螺設、嵌設、卡固、其他適當之固定方式，或上述方法之任意組合來固定於進氣單元200之固定部217下。氣體分散單元300具有凹陷部300a，且進氣單元200可容置於此凹陷部300a中。氣體分散單元300之側壁330的內表面與進氣單元200的側面215可具有一間距，以使清洗氣體可順暢地由進氣單元200之側面開孔215a流出，而不會被側壁330之內表面阻擋。氣體分散單元300之底板320設有複數個第一氣體貫穿孔321，故經由進氣單元200流入凹陷部300a之清洗氣體可進一步通過第一氣體貫穿孔321，而均勻地由氣體分散單元300分散流出。須說明的是，第一氣體貫穿孔321係微小且密集分布於底板320上之貫穿孔，故為方便繪圖起見，底板320之第一氣體貫穿孔321係被省略。

請參照圖1B、圖2C與圖4，圖4係繪示根據本揭露之一些實施例之氣體分散板之立體示意圖。氣體分散板400之板體410具有凸緣411、複數個第二氣體貫穿孔420、複數個氣體通道430與固定結構440。凸緣411係設於板體410之周緣，並由板體410之周緣向上突伸。第二氣體貫穿孔420係設置於板體410上，並貫穿板體410。氣體通道430 與固定結構440係設置於板體410上，並由板體410向上突伸。每一個氣體通道430均具有氣體流道431，且氣體流道431係延伸貫穿板體410。氣體分散板400係藉由固定結構440與進氣單元200之底表面213的固定孔260(如圖2B所示)固設於進氣單元200下，而使板體410、凸緣411與進氣單元200之底表面213形成一空間，且進氣單元200之第一流道220係連通此空間。故，經由進氣單元200之第一流道220通入之反應氣體可流入此空間中，並藉由第二氣體貫穿孔420均勻且分散地流入氣體分散板400與氣體分散單元300之間的凹陷部300a。須說明的是，第二氣體貫穿孔420係微小且密集分布於板體410上之貫穿孔，故為方便繪圖起見，板體410之第二氣體貫穿孔420係被省略。

氣體通道430之氣體流道431係以一對一之方式連通進氣單元200之底表面213的底面開孔213a。因此，當氣體由底面開孔213a流出時，氣體係直接經由氣體流道431流過氣體分散板400，並流至凹陷部300a中。換言之，當氣體由底面開孔213a流出時，氣體不會流入前述板體410、凸緣411與底表面213所形成之空間中，故氣體不會經過第二氣體貫穿孔420。

請參照圖1B、圖2C與圖2D所示，當通入清洗氣體至進氣單元200之第二流道230時，部分氣體可流入第一子流道231中，且剩餘氣體可流入第二子流道233中。依據前述之說明可知，流入第一子流道231之氣體的一部分可經由流道231a、流道231b與流道231c，從進氣單元200之 底面開孔213a流入氣體分散板400之氣體通道430的氣體流道431中，而通過氣體分散板400，直接流至凹陷部300a中。其次，流入第一子流道231之氣體的剩餘部分可經由流道231a、流道231b與調節元件240之通道241，從進氣單元200之側面開孔215a流入凹陷部300a中。另外，流入第二子流道233之氣體可經由流道233a、流道233b與調節元件240之通道241，從進氣單元200之側面開孔215a流入凹陷部300a中。據此，通入第二流道230之清洗氣體可繞過(by-pass)氣體分散板400，而直接通入氣體分散單元300之凹陷部300a中，進而從氣體分散單元300之第一氣體貫穿孔321(如圖3所示)均勻且分散地流出。

請參照圖5，其係繪示於組裝圖1A之進氣裝置後，沿著進氣裝置的中心軸剖切之氣體反應系統的剖視示意圖。氣體反應系統500包含腔體510、進氣裝置100與加熱裝置520，其中進氣裝置100係設置於腔體510之頂開口，並形成腔體空間。加熱裝置520設置於腔體空間中，且加熱裝置520係配置以承載待處理之晶圓。

請同時參照圖3至圖5。當晶圓欲進行氣體反應時，進氣裝置100可先移除，並將待處理晶圓放置於加熱裝置520上。在一些具體例中，腔體510可設有移動結構，且進氣裝置100係設置於此移動結構上，而可藉由此移動結構來移除進氣裝置100。當放置晶圓後，歸位進氣裝置，並同時利用加熱裝置520加熱晶圓，且經由進氣單元200之第一流道220，利用反應氣體供應裝置通入反應氣體。所通入之 反應氣體可先充滿於進氣單元200與氣體分散板400間之空間，並逐漸通過氣體分散板400之板體410的第二氣體貫穿孔420，而均勻且分散地流入氣體分散單元300之凹陷部300a中。當反應氣體充滿凹陷部300a時，反應氣體可進一步經由氣體分散單元300之第一氣體貫穿孔321均勻且分散地流入腔體空間中，並反應沉積於晶圓表面。未反應之剩餘氣體可經由腔體排氣道511排出。待反應完成後，停止加熱，移除進氣裝置100，並取出晶圓，即可對晶圓進行接續之處理和/或操作。

隨著反應之進行，因為氣體分散單元300較靠近加熱裝置520，故反應氣體易沉積於氣體分散單元300之表面上，而降低氣體反應系統500之製程良率和產品的穩定性。據此，氣體反應系統500須進行清洗製程，以提升製程良率和產品的穩定性，並延長各組件之使用壽命。如圖2D與圖3至圖5所示，清洗氣體係藉由清洗氣體供應裝置通入進氣裝置100之進氣單元200的第二流道230中。所通入之部分清洗氣體可流入第一子流道231中，且剩餘清洗氣體可流入第二子流道233中。流入第一子流道231之清洗氣體的一部分可經由流道231a、流道231b與流道231c，從底面開孔213a流入氣體分散板400之氣體通道430的氣體流道431中，而流入凹陷部300a中。流入第一子流道231之清洗氣體的剩餘部分可經由流道231a、流道231b與調節元件240之通道241，從側面開孔215a流入凹陷部300a中。流入第二子流道233的清洗氣體可經由流道233a、流道233b與調節 元件240之通道241，從側面開孔215a流入凹陷部300a中。據此，當進行清洗製程時，由進氣單元200通入之清洗氣體係繞過氣體分散板400，而直接流入氣體分散單元300之凹陷部300a中，進而可清洗氣體分散單元300之內表面。再者，充斥於凹陷部300a之清洗氣體可經由氣體分散單元300之第一氣體貫穿孔321均勻且分散地流入腔體空間中。

當進行清洗製程時，藉由調整調節元件240之通道241的流道截面積，由進氣單元200之側面開孔215a流出的總氣體量與從氣體分散板400之氣體通道431流出的總氣體量(即從底面開孔213a流出的總氣體量)之比值可被調整，而可針對氣體分散單元300中各區域的髒污程度，對應調整通入之氣體量，以有效清洗氣體分散單元300，並避免氣體分散單元300被過度清洗，進而減少清洗氣體之使用量。在一些實施例中，依據清洗氣體欲達成之流場，調節元件240之通道241的流道截面積可為漸變的，且流道231b、流道233b與流道231c可不垂直於進氣單元200之側面215或底表面213。在一些實施例中，調節元件240之通道241可為貫穿孔、由多個子流道複合組成之通道，或其他具有適當結構之流道。舉例而言，當調節元件240為貫穿孔時，貫穿孔之孔徑介於約1.5公釐至約4.5公釐。相較於氣體分散單元300之側壁330的內表面，由於反應氣體一般較易沉積於氣體分散單元300之底板320的內表面，故清洗氣體從進氣單元200之底表面213流出的總底面流量須大於清洗氣體從側面215流出的總側面流量，以更有效地清洗氣體分散單元 300。在一些具體例中，所有通道241之總開口面積與進氣單元200之底表面213的氣體開孔213a的總開口截面積之比值介於約0.42至約3.48，以有效提升清洗氣體之清洗效果。

由於氣體反應系統500之進氣裝置100的進氣單元200中的第一流道220與第二流道230彼此獨立，故反應氣體與清洗氣體可經由不同之流道流入進氣裝置100中。據此，調節清洗氣體之流量的調節元件240可預先設置於第二流道230之流道231b與流道233b中，以於清洗進氣裝置100之氣體分散單元300時，調控清洗氣體之總側面流量與總底面流量，以有效清洗氣體分散單元300，並避免過度清洗之缺陷。在其他實施例中，根據氣體反應系統500之污染物的沉積程度，調節元件240之通道241的流道截面積可被調整，以調控清洗氣體之總側面流量與總底面流量。在此些實施例中，調整通道241之流道截面積的操作可藉由更換具有不同通道241之調節元件240來進行。

據此，藉由調節元件之設置，氣體經由本揭露之氣體反應系統的進氣裝置之側面流出的總側面流量，以及從進氣裝置之底面流出的總底面流量可被適當地調控，而可有效地針對沉積物之污染程度對氣體反應系統之各組件進行清洗製程，進而減少清洗氣體之使用量，避免過量氣體所導致之過度清洗(蝕刻)，並可有效延長氣體反應系統之使用壽命。

請同時參照圖5與圖6，圖6係繪示根據本揭露之一些實施例之氣體反應系統的清洗方法之流程示意圖。於清洗方法600中，氣體反應系統500係先被提供，如操作610所示。氣體反應系統500包含進氣裝置100、腔體510與加熱裝置520，其中進氣裝置100係設置於腔體510之頂開口，而可形成腔體空間。加熱裝置520係設置於腔體空間中，且於進行氣體反應時，加熱裝置520係用以承載晶圓。

進氣裝置100包含進氣單元200、氣體分散單元300與氣體分散板400，且氣體分散板400係位於進氣單元200與氣體分散單元400之間。氣體分散單元300係固設於進氣單元200之固定部217，且氣體分散板400係固設於進氣單元200之底表面213。

如圖3與圖5所示。進氣單元200係設置於氣體分散單元300之容置部300a中。其中，進氣單元200可藉由突伸之固定部217固定於氣體分散單元300之凸緣310上。氣體分散單元300之底板320設有複數個第一氣體貫穿孔321。當進氣單元200與氣體分散單元300結合時，進氣單元200之側面215與氣體分散單元300之側壁330的內表面具有一間距，以避免側壁330阻礙氣體之流動。

如圖4與圖5所示。氣體分散板400之板體410具有凸緣411、複數個第二氣體貫穿孔420、複數個氣體通道430與固定結構440。凸緣411係設置於板體410之周緣上，且由板體410之周緣向上突伸，且板體410、凸緣411與進氣單元200之底表面213可形成一空間。第二氣體貫穿 孔420設置於板體410上。氣體通道430與固定結構440均係設置於板體410上，並向上延伸。氣體分散板400係藉由固定結構440設置於進氣單元200之底表面213下。每一個氣體通道430均具有氣體流道431，且氣體流道431以一對一之方式連通進氣單元200之底表面213的底面開孔213a。

如圖2A至圖2D與圖5所示。進氣單元200包含本體210、第一流道220與第二流道230。第一流道220貫穿本體210之頂表面211與底表面213。第二流道230包含第一子流道231與第二子流道233。第一子流道231係由流道231a、流道231b與流道231c所組成，且第二子流道233係由流道233a與流道233b所組成。流道231a連通頂表面211之頂面開孔211a，並朝向底表面213延伸，但不貫穿底表面213。流道231b之一端連通流道231a，且另一端連通本體210之側面215的側面開孔215a。流道231c連通流道231b與底表面213之底面開孔213a。流道233a連通頂面開孔211a，並朝向底表面213延伸，但不貫穿底表面213。流道233b之一端連通流道233a，且另一端連通側面開孔215a。

於進氣裝置100中，當清洗氣體通入第二流道230時，清洗氣體可流入第一子流道231與第二子流道233。流入第一子流道231的清洗氣體之一部分可經由流道231a、流道231b與流道231c，並進一步從底面開孔213a流過氣體分散板400之氣體通道430的氣體流道431，而流至凹陷部300a中。流入第一子流道231的清洗氣體之剩餘部分係經由流道231a與流道231b，從側面開孔215a流入凹陷 部300a中。流入第二子流道233的清洗氣體則是經由流道233a與流道233b，從側面開孔215a流入凹陷部300a中。

請同時參照圖2D、圖5與圖6。於進行操作610後，進行評估製程，以獲得氣體反應系統500之進氣裝置100的氣體分散單元300之髒污評估結果，並根據所獲得之髒污評估結果，進行調整製程，如操作620與操作630所示。當進行評估製程時，操作人員可根據氣體分散單元300之表面沉積物來評估髒污程度。一般而言，進行評估製程時，氣體分散單元300係被劃分為兩個區域，即靠近中心部之圓形區域與圍繞此圓形區域的環狀區域。換言之，操作人員係判斷圓形區域與環狀區域之髒污程度，以獲得髒污評估結果。其中，此圓形區域相當於前述進氣裝置100之氣體分散板400的垂直投影所涵蓋之範圍，而環狀區域相當於未被涵蓋之範圍。可理解的是，所述圓形區域與環狀區域之分界線係虛擬分界線，且依據進氣裝置100之不同，此分界線之位置將有所變動。

進行調整製程時，於每一個流道231b與每一個流道233b相鄰於側面215的位置，流道231b與流道233b之流道截面積係被調整，以調節氣體由進氣單元200之側面215與從底表面213流出之氣體量，因而可依據前述之髒污評估結果有效地清洗氣體分散單元300之各個區域。

在一些實施例中，調整製程係設置調節元件240於第一子流道231的每一個流道231b與第二子流道233的每一個流道233b中，且調節元件240之設置位置相鄰於進 氣單元200之側面215。此些調節元件240均具有通道241，故藉由調整通道241之流道截面積，氣體從進氣單元200之側面215流出的總氣體量可被調整。據此，藉由調整通道241之流道截面積，氣體從進氣單元200之側面215流出的總側面流量，以及氣體經由氣體流道431流出之總底面流量(即經由底面開孔213a流出的總流量)均可被調整。因此，操作人員可調整總側面流量與總底面流量的比值，而可有效清洗氣體分散單元300，且可避免過多之氣體從側面215流出，而導致前述之環狀區域被過度腐蝕。

一般而言，反應氣體係由第一流道220通入進氣裝置100中，且清洗氣體係由第二流道230通入進氣裝置100中。再者，第一流道220不連通第二流道230。因此，反應氣體與清洗氣體分別係經由獨立之流道流入氣體分散單元300之凹陷部300a。因此，於通入反應氣體時，第二流道之流道參數不會影響反應氣體之通入。據此，在一些實施例中，於操作610所提供之氣體反應系統500中，進氣單元200可選擇性地包含調節元件240。調節元件240係設置於每一個流道231b與流道233b中，且相鄰於側面215，其中調節元件240具有通道241。接著，當進氣裝置100需要被清洗時，依據評估製程所獲得之髒污評估結果，操作人員可判斷已設置於進氣裝置100之調節元件240的通道241是否可使總側面流量與總底面流量滿足需求。若無法滿足需求，更換具有適當通道241之調節元件240，以調整清洗氣體流 經通道241之流道截面積，而使清洗氣體之總側面流量與總底面流量滿足需求。

進行操作630後，利用清洗氣體供應裝置通入清洗氣體至第二流道230中，以進行清洗製程，如操作640所示。清洗氣體可經由第二流道230之第一子流道231與第二子流道233，從側面215之側面開孔215a流入氣體分散單元300之凹陷部300a中，且從底表面213之底面開孔213a與氣體分散板400之氣體流道431流入凹陷部300a中，因而可清除氣體分散單元300之內表面上之沉積物。由於前述之調整製程調整清洗氣體從側面開孔215a流出之流道截面積，故清洗氣體由側面開孔215a流出之總側面流量與從氣體流道431流出之總底面流量可被控制。在一些具體例中，調節元件240之通道241的總開口截面積與氣體開孔213a之總開口截面積的比值為介於約0.42至3.48。

據此，清洗方法600可藉由調整製程來控制清洗氣體由側面215流出之流道截面積，以調整清洗氣體之總側面流量與總底面流量，進而有效清洗氣體分散單元300，並使清洗氣體不會過於集中於側面215或底表面213之區域，以避免過量清洗氣體對於氣體分散單元300之損害，因而可延長氣體分散單元300之使用壽命，且可減少清洗氣體之用量。

於本揭露之進氣裝置、氣體反應系統與其清洗方法中，藉由設置調節元件於進氣裝置之進氣單元的第二流道中，清洗氣體從進氣單元之側面流出的總側面流量與從進 氣單元之底表面流出的總底面流量可被調控，以有效針對氣體分散單元之髒污區域進行清洗製程，而提升清洗氣體之清洗效果，並避免過度清洗之缺陷，因而可減少清洗氣體之用量，且延長氣體分散單元之使用壽命。其次，反應氣體與清洗氣體可獨立地經由不同之流道流入氣體反應系統中，故前述調節元件之設置不會影響反應氣體之流場，故進行清洗製程時，操作人員可直接利用清洗氣體供應裝置來通入清洗氣體，而可減少裝置切換之頻率，以提升氣體反應系統之穩定性。

熟習此技藝者應了解到，並非所有優點須已於此討論，對於所有實施例或例子，沒有特定之優點係必須的，且其他實施例或例子可提供不同之優點。

根據本揭露之一態樣，提出一種進氣裝置。此進氣裝置包含進氣單元。進氣單元包含本體、第一流道、第二流道與複數個調節元件。本體包含頂表面、底表面與側面，且側面連接頂表面與底表面。頂表面具有頂面開孔、底表面具有複數個底面開孔，且側面具有複數個第一側面開孔與第二側面開孔。第一流道貫穿本體。第二流道包含複數個第一子流道與複數個第二子流道。此些第一子流道連通頂面開孔，且以一對一之方式連通第一側面開孔與底面開孔兩者。此些第二子流道連通頂面開孔，且以一對一之方式連通第二側面開孔。調節元件分別具有複數個通道，且此些調節元件係以一對一之方式設置於第一子流道與第二子流道中。

依據本揭露之一實施例，第一子流道與第二子流道係交錯設置。

依據本揭露之一實施例，每一個調節元件不突出進氣單元之側面。

依據本揭露之一實施例，每一個通道之截面積實質小於調節元件所設置之第二流道的位置之流道截面積。

依據本揭露之一實施例，此進氣裝置更包含氣體分散單元與氣體分散板。氣體分散單元具有凹陷部，且進氣單元容置於凹陷部中，其中氣體分散單元之底板設有複數個第一氣體貫穿孔。氣體分散板固設於本體之底表面，且位於進氣單元與氣體分散單元之間。氣體分散板包含板體、凸緣與複數個氣體通道。板體具有複數個第二氣體貫穿孔。凸緣位於板體之周緣，且板體、凸緣與底表面形成一空間，其中第一流道連通此空間。此些氣體通道係由板體之表面突伸至此空間中，且此些氣體通道分別以一對一之方式連通抵面開孔。

依據本揭露之一實施例，氣體分散單元與氣體分散板相隔一間距。

根據本揭露之另一態樣，提出一種氣體反應系統。此氣體反應系統包含腔體、進氣裝置、反應氣體供應裝置、清洗氣體供應裝置與加熱裝置。此腔體具有一頂開口，且進氣裝置設置於頂開口，以形成腔體空間於腔體中。反應氣體供應裝置連通進氣裝置之進氣單元的第一流道，且清洗 氣體供應裝置連通進氣單元的第二流道。加熱裝置係設置於腔體空間中，且此加熱裝置係位於進氣裝置下。

根據本揭露之又一態樣，提出一種氣體反應系統的清洗方法。此清洗方法係先提供氣體反應系統，並進行評估製程，以比較氣體分散單元之複數個區域之髒污程度，而獲得氣體分散單元之髒污評估結果。氣體反應系統包含腔體、進氣裝置與加熱裝置。腔體具有頂開口，且進氣裝置設置於頂開口，以形成腔體空間於腔體中。進氣裝置包含進氣單元、氣體分散單元與氣體分散板。進氣單元包含第一流道與第二流道。第一流道貫穿進氣單元之頂表面與底表面，且第二流道連通進氣單元之頂表面的頂面開孔、底表面之複數個底面通孔與側面之複數個側面通孔。氣體分散單元具有凹陷部，且進氣單元容置於凹陷部中。氣體分散單元之底板設有複數個氣體貫穿孔。氣體分散板係固設於進氣單元之底表面，且位於進氣單元與氣體分散單元之間。氣體分散板包含複數個氣體通道，且此些氣體通道分別以一對一之方式連通底面開孔。加熱裝置係設置於腔體空間中，且位於進氣裝置下。然後，根據髒污評估結果，進行調整製程。調整製程係調整第二流道之複數個調整位置之每一者的流道截面積。於進行調整製程後，供給清洗氣體至第二流道中，以進行清洗製程。

依據本揭露之一實施例，調整製程包含以一對一之方式設置複數個調節元件至調整位置中，其中每一個調節元件具有通道。

依據本揭露之一實施例，進氣單元更包含複數個調節元件，且此些調節元件係以一對一之方式設置於調整位置。

上述已概述數個實施例的特徵，因此熟習此技藝者可更了解本揭露之態樣。熟習此技藝者應了解到，其可輕易地利用本揭露做為基礎，來設計或潤飾其他製程與結構，以實現與在此所介紹之實施例相同之目的及/或達到相同的優點。熟習此技藝者也應了解到，這類對等架構並未脫離本揭露之精神和範圍，且熟習此技藝者可在不脫離本揭露之精神和範圍下，在此進行各種之更動、取代與修改。

Claims (10)

1. 一種進氣裝置，包含：一進氣單元，包含：一本體，包含一頂表面、一底表面與一側面，其中該側面連接該頂表面與該底表面，該頂表面具有一頂面開孔，該底表面具有複數個底面開孔，且該側面具有複數個第一側面開孔與複數個第二側面開孔；一第一流道，貫穿該本體；一第二流道，包含：複數個第一子流道，其中該些第一子流道連通該頂面開孔，且以一對一之方式連通該些第一側面開孔與該些底面開孔兩者；以及複數個第二子流道，其中該些第二子流道連通該頂面開孔，且以一對一之方式連通該些第二側面開孔；以及複數個調節元件，分別具有複數個通道，其中該些調節元件以一對一之方式設置於該些第一子流道與該些第二子流道中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之進氣裝置，其中該些第一子流道與該些第二子流道係交錯設置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之進氣裝置，其中每一該些調節元件不突出該進氣單元之該側面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之進氣裝置，其中每一該些通道之一截面積實質小於該調節元件所設置之該第二流道之一位置的一流道截面積。
5. 如申請專利範圍第1項所述之進氣裝置，更包含：一氣體分散單元，具有一凹陷部，且該進氣單元容置於該凹陷部中，其中該氣體分散單元之一底板設有複數個第一氣體貫穿孔；以及一氣體分散板，固設於該本體之該底表面，且位於該進氣單元與該氣體分散單元之間，其中該氣體分散板包含：一板體，具有複數個第二氣體貫穿孔；一凸緣，位於該板體之一周緣，其中該板體、該凸緣與該底表面形成一空間，且該第一流道連通該空間；以及複數個氣體通道，由該板體之一表面突伸至該空間中，且該些氣體通道分別以一對一之方式連通該些底面開孔。
6. 如申請專利範圍第5項所述之進氣裝置，其中該氣體分散單元與該氣體分散板相隔一間距。
7. 一種氣體反應系統，包含： 一腔體，具有一頂開口；如申請專利範圍第1至6項中之任一項所述之進氣裝置，其中該進氣裝置設置於該頂開口，以形成一腔體空間於該腔體中；一反應氣體供應裝置，連通該進氣裝置之該進氣單元之該第一流道；一清洗氣體供應裝置，連通該進氣單元之該第二流道；以及一加熱裝置，設置於該腔體空間中，且該加熱裝置係位於該進氣裝置下。
8. 一種氣體反應系統的清洗方法，包含：提供一氣體反應系統，其中該氣體反應系統包含：一腔體，具有一頂開口；一進氣裝置，設置於該頂開口，以形成一腔體空間於該腔體中，其中該進氣裝置包含：一進氣單元，包含：一第一流道，其中該第一流道貫穿該進氣單元之一頂表面與一底表面；以及一第二流道，其中該第二流道連通該進氣單元之該頂表面之一頂面開孔、該底表面之複數個底面開孔與該側面之複數個側面開孔； 一氣體分散單元，具有一凹陷部，且該進氣單元容置於該凹陷部中，其中該氣體分散單元之一底板設有複數個氣體貫穿孔；以及一氣體分散板，固設於該進氣單元之該底表面，且位於該進氣單元與該氣體分散單元之間，其中該氣體分散板包含複數個氣體通道，且該些氣體通道分別以一對一之方式連通該些底面開孔；以及一加熱裝置，設置於該腔體空間中，且該加熱裝置係位於該進氣裝置下；進行一評估製程，以比較該氣體分散單元之複數個區域之髒污程度，而獲得該氣體分散單元之一髒污評估結果；根據該髒污評估結果，進行一調整製程，其中該調整製程係調整該第二流道之複數個調整位置之每一者的一流道截面積；以及於進行該調整製程後，供給一清洗氣體至該第二流道中，以進行一清洗製程。
9. 如申請專利範圍第8項所述之氣體反應系統的清洗方法，其中該調整製程包含：以一對一之方式設置複數個調節元件至該些調整位置中，其中每一該些調節元件具有一通道。
10. 如申請專利範圍第8項所述之氣體反應系統的清洗方法，其中該進氣單元更包含複數個調節元件，該些調節元件係以一對一之方式設置於該些調整位置。