TWI837653B

TWI837653B - 製造半導體裝置的方法及應用於其的製程腔室與導流板

Info

Publication number: TWI837653B
Application number: TW111116461A
Authority: TW
Inventors: 鄭光偉; 黃宋儒; 劉勇村; 李志聰; 倪其聰
Original assignee: 台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date: 2022-02-15
Filing date: 2022-04-29
Publication date: 2024-04-01

Abstract

一種製造半導體裝置的方法包括：將一個或多個半導體晶圓裝載到製程腔室內提供的多個站中；將製程應用於半導體晶圓其中沉積應用於材料上的一個或多個半導體晶圓內的製程腔室；和清洗製程腔室。適宜地，清洗和製程腔室包括將清洗氣體流向製程腔室，流向佈置在製程腔室中的導流板，導流板具有第一表面，流動的清洗氣體撞擊在第一表面上，第一表面引導流動清洗氣體的第一部分以第一軌跡撞擊其上朝向製程腔室的第一端並且引導流動清洗氣體的第二部分以第二軌跡撞擊其上朝向製程腔室的第二端，第二端與第一端相對。

Description

製造半導體裝置的方法及應用於其的製程腔室與導流板

本發明實施例是有關於一種製造半導體裝置的方法及應用於其的製程腔室與清洗氣體導流板。

以下內容關於半導體技術，尤其關於用於半導體裝置的製造和/或半導體晶圓的處理的方法和設備；到用來沉積碳氧化矽(SiCO)材料的製程腔室的清洗；以及相關技術。

本申請提供一種製造半導體裝置的方法。方法包括：將一個或多個半導體晶圓裝載到製程腔室內提供的多個站中；將製程應用於半導體晶圓其中將材料沉積於製程腔室內的一個或多個半導體晶圓；和清洗製程腔室。適宜地，清洗製程腔室包括將清洗氣體流向製程腔室且朝向佈置在製程腔室中的導流板，導流板具有第一表面，流動的清洗氣體撞擊在第一表面上，第一表面引導撞擊其上的流動清洗氣體的第一部分以第一軌跡朝向製程腔室的第一端並且引導撞擊其上的流動清洗氣體的第二部分以第二軌跡朝向製程腔室的第二端，第二端與第一端相對。

本申請提供一種用於沉積材料於一個或多個半導體晶圓的製程腔室，製程腔室包括：多個安裝結構，每個安裝結構佈置成在其頂部選擇性地接收半導體晶圓；一個或多個噴頭，使製程氣體從它引入至製程腔室，以在放置在多個安裝結構上的一個或多個半導體晶圓上形成材料的薄膜；一個端口，使清洗氣體從它流述製程腔室；以及導流板具有中心樞紐、外圍和在中心樞紐和外圍之間延伸的第一表面，第一表面面向端口，並且沿著導流板的平分橫截面，第一表面由至少兩個在其間具有反曲點的弧定義，至少兩個弧包括一個第一弧，它是中心樞紐和反曲點之間的第一方向中的凹，和第二弧，它是反曲點和外圍之間的第二方向中的凹，第二方向與第一方向相對。

本申請提供一種清洗氣體導流板，它使流入半導體製程腔室的清洗氣體偏轉，其中容納了在其上選擇性地放置一個或多個半導體晶圓以在其上形成層和材料的多個安裝結構。清洗氣體導流板包括：中心樞紐，中心垂直軸延伸穿過該中心樞紐；外圍；以及在中心樞紐和外圍之間延伸的第一表面，其中第一表面具有：(i)在其中的一個或多個凹坑，每個凹坑至少部分地由向上凹的第一拋物線弧限定，和(ii)在其中的一個或多個脊，每個脊至少部分由向下凹的第二拋物線弧定義。

100:製程腔室

110:上或頂端或部分

112:噴頭

114:天花板

116:入口端口

120:下或底端或部分

122:安裝結構

124:阱或凹陷

125:主軸

126:末端執行器

126:地板

128:指標板材

130:站

200:導流板

210:中心樞紐

220:外圍

230:第一表面

230a、230b:弧

230c:反曲點

232:凹坑

234:脊

240:第二表面

250:清洗氣體流

252、254:無氣區

256:水平高密度區

258:非常低的氣體密度

260:低清洗氣體密度

268:高清洗氣體密度

270:氣體密度相對較高的區域

300:半導體製造製程

310、320、330、340、342、344:步驟

400:控制器

410:加熱器或加熱元件

420:吸盤

430:真空系統

h1:第一厚度

h2:第二厚度

h3:第三厚度

i、ii:距離

結合隨附圖式閱讀以下具體描述會最佳地理解本揭露內容的態樣。需要注意的是，根據業界的標準做法，各種特徵並不是按比例繪製。事實上，可出於論述清楚起見而任意地增大或減小各種特徵的尺寸。

圖1A和1B圖解分別示出了用於根據本揭露的一些實施例用於在半導體晶圓或基底上執行原子層沉積(ALD)或其他類似材料沉積製程的多站製程腔室的部分分解的側視圖和透視視圖，其中某些元件和/或表面部分顯示為透明的以揭露其內部結構和/或表面。

圖2圖解示出了呈現圖1A和圖1B中所示的製程腔室的上或頂端或部分的部分天花板的透視視圖。

圖3圖解示出了根據本揭露的一些實施例的清洗氣體導流板的透視視圖。

圖4A和4B圖解示出了部分局部透視視圖，其呈現出包括主軸(圖4A)的圖1A和1B中所示的製程腔室的下或底端或部分，以及主軸(圖4B)的透視隔離視圖。

圖5圖解示出了沿圖3中橫截面線5-5截取所示的清洗氣體導流板的橫截面視圖。

圖6A至圖6D是圖解示出呈現圖3中所示的導流板的各種透視視圖，其中沿相應的橫截面線截取的相應的切面被從其中去除。更具體來說、圖6A示出了沿橫截面線A-A切開的部分導流板的透視視圖，圖6B示出了沿橫截面線B-B切開的部分導流板的透視視圖，圖6C示出了沿橫截面線C-C切開的部分導流板的透視視圖，以及圖6D示出了部分沿橫截面線D-D切開的部分導流板的透視視圖。

圖7A和7B示出了用於具有平坦指標板材(圖7A)與具有導流板板材(圖7B)的製程腔室的清洗期間的清洗氣流的氣流模擬。

圖8是示出根據本揭露的一些實施例的半導體製程方法的流程圖，舉例來說，利用具有圖3的導流板安裝於其中的圖1A和圖1B的製程腔室。

圖9圖解示出了根據本揭露的一些實施例的半導體製程系統，舉例來說，包括具有圖3的導流板安裝於其中的圖1A和圖1B的製程腔室。

以下揭露內容提供用以實施本發明的不同特徵的許多不同實施例或實例。下面描述組件與配置的具體實例以簡化本揭露內容。當然，此等實例並不意欲為限制性的。舉例來說，在以下描述中，第一特徵形成於第二特徵上方獲第二特徵上可包含第一特徵與第二特徵直接接觸地形成的實施例，且亦可包含額外特徵可形成於第一特徵與第二特徵之間以使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本揭露內容可在各種實例中重複附圖標號及/或字母。這種重複是為了簡單和明確的目的，它本身並不規定所討論的各種實施例和/或組態之間的關係。

此外，為易於描述，可在本文中使用諸如「左(left)」、「右(right)」、“側(side)」、「後(back)」、「背(rear)」、「在...之後(behind)」、「前(front)」、「在...之下(beneath)」、「在...下方(below)」、「下部(lower)」、「在...之上(above)」、「上部(upper)」以及類似者的空間相對術語來描述如在圖式中所示出的一個部件或特徵與另一部件或特徵的關係。除圖式中所描繪的定向之外，空間相對術語還意欲涵蓋元件在使用或操作中的不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)且本文中所使用的空間相對描述詞可同樣相應地進行解釋。

一般而言，半導體裝置、舉例來說，例如金屬-氧化物-半導體場效電晶體(MOS-FET)裝置、鰭式場效電晶體(FinFET)裝置、環繞式閘極場效電晶體(GAA-FET)裝置、積體電路(IC)等在半導體製造工廠(通常稱為FAB或鑄造廠)中由半導體晶圓和/或適宜的基底上製作和/或製造。通常將許多製程步驟應用於半導體晶圓或基底，以在晶圓或適宜的基底上產生所需的半導體裝置和/或大量半導體裝置。舉例來說、在電子電路和/或半導體裝置逐漸在半導體晶圓上產生的期間，半導體製造可以是微影、機械和/或化學製程步驟(舉例來說，如表面鈍化、熱氧化、平面擴散、接面隔離等)的多個接續步驟。因此，發生製造的FAB清洗室或其他類似的空間通常包含許多個單獨的機器和/或用於半導體裝置生產的工具、舉例來說(但不限於)，例如用於微影的步進機和/或掃描器還有用於材料沉積、蝕刻、清洗、摻雜、測試、檢查等的工具和裝載用於臨時分期和/或儲存的半導體晶圓的端口或其類似物。在製造製程期間，半導體晶圓通常在工具之間運輸和/或以其他方式轉移到和/或從各種工具和/或設備具有機器械手臂或其類似物的製程和/或保持腔室，舉例來說，設備前端模組(EFEM)。

半導體製造製程通常關於或包括製程步驟，其中材料的各種層和/或薄膜一個接一個地增層並且可選適宜地被圖案化。許多不同的材料沉積方法和/或製程可用於生產適用於半導體製造的材料層和/或薄膜，舉例來說，例如化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、分子層沉積(MLD)等。一個或多個材料沉積製程步驟在半導體製造中一般在適宜的製程腔室(processing chamber)中進行。

舉例來說，在ALD期間，可以在製程腔室內的基底或半導體晶圓上沉積或生長材料層或薄膜，通過交替地暴露其表面至將一個或多個前驅物或反應物引入製程腔室中。適宜地，不同的前驅物或試劑不是同時引入或存在的，而是以接續的步驟引入它們。在這些步驟中的每一步驟中，舉例來說，前驅物原子或分子可以以自限制(self-limiting)方式與表面反應，因此一旦表面上的所有反應位置被填滿或消耗，反應就會終止。所以在單次曝光之後沉積在表面上的材料的數量取決於前驅物和表面相互作用的性質。有利地，通過改變循環的數量，在複雜和/或大的基底和/或半導體晶圓上高精度均勻地生長材料是有可能的。作為一個具體實例，各種化學計量比例的碳氧化矽(SiCO)沉積可以通過ALD或其他沉積技術完成，且是許多IC製造工作流程的重要部分。

根據本揭露的一些適宜實施例，具有多個站的製程腔室適宜進行ALD或其他類似SiCO或其他材料的材料沉積製程，因此可以在多站製程腔室內同時處理多個半導體晶圓和/或適宜的基底。在製程腔室中具有多個站的一個優點是，整體製造製程吞吐量(through-put)可以增加，舉例來說，與一次只有一個站處理單個半導體晶圓的製程腔室相比。在本揭露的適宜的實施例中，製程腔室包括四站，以處理同時多達四個半導體晶圓和/或適宜的基底。

因此一個或多個重複的材料沉積製程步驟、舉例來說，如在製程腔室內進行ALD，時間長了製程腔室可能會變髒。也就是說，不希望的粒子、碎屑和/或污染物可能被產生、引入、積聚和/或保留在製程腔室、舉例來說，在製程腔室中的各種內部表面和/或構件上。在SiCO沉積製程的具體實例中，通常會生出碳或碳系粒子和/或污染。在製程腔室內不需要的粒子和/或污染物的存在可以隱含干擾隨後的材料沉積和/或層或薄膜形成，舉例來說，當不需要的粒子和/或污染物落在或以其他方式干擾製程腔室內正在處理的半導體晶圓的表面或正在其上的層或薄膜時，會導致正在製造的半導體晶圓和/或半導體裝置中產生損壞和/或缺陷。因此，在本揭露的一些適宜實施例中，清洗製程步驟可以在製程腔室內週期性地或間歇地進行，舉例來說，在製程腔室內進行材料沉積製程步驟之間。有利地，本揭露的清洗製程腔室去除、消除或以其他方式減少了製程腔室內不想要的粒子和/或污染物，或以其他方式中和或抑制其干擾半導體晶圓或基底上的材料沉積和/或層或薄膜形成。因此，可以避免、限制或減少累積在其上的半導體晶圓和/或半導體裝置中的損壞和/或缺陷。在本揭露的一些實施例中，清洗製程可以包括使清洗氣體流動，舉例來說，進入和/或通過製程腔室。在一些適宜用於清洗SiCO沉積腔室的實施例中，清洗氣體可以包括(NF₃)。

然而，通過製程腔室，頻繁地清洗和/或每次清洗所花費的時間可能會隱含對整體半導體製造吞吐量產生負面影響。因此，在本揭露的一些適宜的實施例中，製程腔室、舉例來說、多站ALD製程腔室配備和/或裝配有清洗氣流導流板，以提升清洗製程的效率和/或有效性。有利地，在一些適宜的實施例中，本揭露的導流板允許以較低頻率和/或在更短的時間期間執行製程腔室的有效清洗，從而通過製程腔室增加整體製造吞吐量，舉例來說，與不利用這樣的導流板(或平坦蓋體板)時相比。至少在部分中，藉由導流板有效地和/或有效率地將清洗氣體引導到方向中和/或沿著朝向製程腔室內的多個不同區域的軌跡來實現或以其他方式實現該優勢。舉例來說，在一些適宜的實施例中，導流板由具有多個不同面積或區域的表面形成，其中一些偏轉或引導撞擊其上的清洗氣體的流動，使其沿軌跡返回或以其他方式朝向製程腔室中的第一端(舉例來說，從其引入清洗氣體的製程腔室的端，例如製程腔室的頂端)，而其他偏轉或引導撞擊其上的清洗氣體的流動，使其沿軌跡或以其他方式朝向製程腔室的第二端(舉例來說，與引入清洗氣體的位置相反的端，例如製程腔室的底端)。

根據本揭露的一些實施例，圖1A和圖1B示出了多站製程腔室100，舉例來說，在與半導體製造的連接中其適用於ALD和/或其他類似的材料沉積處理，以在半導體晶圓或適宜的基底上形成材料的層和/或薄膜。在示例性實施例中，形成在半導體晶圓或基底上的材料層或薄膜可包括選定化學計量的碳氧化矽(SiCO)，儘管矽基介質材或其類似物的沉積可替代地考慮到。如圖所示的製程腔室100包括上或頂端或部分110和下或底端或部分120。如示例性實施例所示，多站製程腔室100包括四站130，每一站130被佈置和/或以其他方式配置為處理放置、裝載和/或以其他方式定位於其中的半導體晶圓或適宜的基底。在一些替代實施例中，實際上可以在多站製程腔室100中提供多於或少於四站130。

實際上，在製程腔室100的下或底端或部分120中提供、佈置和/或定位，舉例來說，製程腔室100內的每個站130可以包括基座、平台或其他安裝結構122，在其上選擇性地裝載、放置、固定和/或保持半導體晶圓或適宜的基底。在一些適宜的實施例中，安裝結構122可以包括吸盤、舉例來說、真空或靜電吸盤，或其他類似的夾具，其選擇性地將放置在安裝結構122上的半導體晶圓或適宜的基底固定到其上，以便選擇性地將半導體晶圓或適宜的基底保持在基本上固定到安裝結構122。

在一些適宜的實施例中，每一安裝結構122和/或站130被進一步提供、裝備和/或以其他方式與加熱器或加熱元件進行熱連通操作。加熱器或加熱元件選擇性地向半導體晶圓或裝載在安裝結構122頂部的適宜基底提供和/或施加適量的熱量，以便將其升高和/或保持在與適宜材料沉積製程、舉例來說，正在製程腔室100中進行的ALD的和/或期望操作溫度相同。舉例來說、在一些適宜的實施例中，操作溫度可以在約室溫或約20℃至約560℃的範圍內。

在一些適宜的實施例中，與每個獨立安裝結構122和/或站130相關聯的每個獨立加熱器或加熱元件可以單獨和/或獨立地操作和/或控制。因此，舉例來說，無論出於何種原因，應少於裝載了半導體晶圓或基底的所有給定的站130，而對應未使用的那些站130(即不具有半導體晶圓或適宜的基底裝載在其中的那些站130)的相應加熱器或加熱元件，在ALD或其他材料沉積製程在製程腔室100中執行期間可以保持未使用或未通電。

在一些適宜的替代實施例中，可以為一個以上的站130和/或安裝結構122中提供單個加熱器或加熱元件。也就是說，與每個安裝結構122和/或站130具有其自己的加熱器或加熱元件相反，單個加熱器或加熱元件可以向多個安裝結構122或多個站130提供或施加所需熱量。

在一些適宜的實施例中，如圖所示，每一安裝結構122可以佈置和/或以其他方式定位於形成在製程腔室100的底或下端或部分120中的對應阱或凹陷124中。

實際上，在製程腔室100的上或頂端或部分110中提供、佈置和/或定位，舉例來說，製程腔室100內的每個站130可以包括噴頭112或其他類似的入口端口。在一些適宜的實施例中，每個噴頭112都與(舉例來說，在和/或之上)該站130的相應安裝結構122對齊。根據在製程腔室100中進行的ALD或其他類似的材料沉積製程，舉例來說，在氣相中適宜的前驅物和/或反應物通過相應的噴頭112或其他類似的入口端口選擇性地流動和/或引入製程腔室100。舉例來說，在SiCO沉積的情況中，反應物包含矽、碳和氧前驅物以相對比例傳遞，即(與其他SiCO沉積製程參數如晶圓溫度和氣體流速組合)提供SiCO沉積的所需化學計量。

在一些適宜的實施例中，與每個獨立安裝結構122和/或站130相關聯的每個獨立噴頭112(和/或前驅物或來自其中的試劑的流動或引入)可以分別和/或獨立地操作和/或控制，舉例來說，沉積至所需化學計量的SiCO。因此，舉例來說，無論出於何種原因，應少於裝載半導體晶圓或基底的所有給定的站130，未使用那些站130的相應噴頭112(和/或來自其中的前驅物或試劑的流動或引入)(即，其中沒有裝載半導體晶圓或適宜的基底的那些站130) 可以在ALD或其他材料沉積製程在製程腔室100中執行期間保持未使用(即，沒有前驅物或試劑從其流出或引入)。

在一些適宜的替代實施例中，可以為一個以上的站130和/或安裝結構122中提供單個噴頭112。也就是說，相對於每個安裝結構122和/或站130都有自己的噴頭112，單個噴頭112可以選擇性地為多個站130提供前驅物或試劑。

在一些適宜的實施例中，如圖所示，每個噴頭112可以佈置和/或以其他方式位於製程腔室100的上或頂端或部分110的頂部壁面或天花板114中或之上。

適宜地，提供真空系統以選擇性地泵、拉出或拉出氣體通過和/或從製程腔室100和/或在製程腔室100內維持期望的大氣壓。舉例來說，在製程腔室100中執行ALD或其他類似材料沉積步驟的應用期間，可以操作和/或控制真空系統以幫助形成或以其他方式建立藉由相應的噴頭112引入製程腔室100的前驅物或試劑的所需流量，使得裝載到每個相應的站130的半導體晶圓的表面或其他適宜的基底中適宜地暴露於前驅物或試劑。在一些適宜的實施例中，真空系統可進一步被選擇性地使用、操作和/或控制以在，舉例來說，製程腔室100中進行的ALD或在其他類似材料沉積步驟或處理之後或尾端附近從製程腔室100移除或吹掃氣體。

在一些適宜的實施例中，真空系統與製程腔室100中的站130中的每一個可操作地耦合到和/或在流體連通中，舉例來說，在包含相應安裝結構122的相應阱或凹陷124中、處或附近。以這種方式，真空系統可以作用和/或幫助拉動、拉出和/或以其他方式使流動氣體(例如從相應的噴頭112引入的前驅物或試劑)越過保持在相應的安裝結構122上的半導體晶圓或基底，向下通過阱或凹陷124和製程腔室100之外。

在一些適宜的實施例中，真空系統可以選擇性地分別接合每個獨立站130(舉例來說、藉由各自獨立的和/或獨立可操作和/或可控的連接至每個獨立站130)和/或每個獨立站130可以設置有其自己的獨立真空系統。因此，無論出於何種原因，舉例來說，應少於裝載了半導體晶圓或基底的所有給定的站130，則用於那些未使用的站130(即，其中沒有裝載半導體晶圓或適宜的基底的那些站130)的真空系統可能在製程腔室100中執行ALD或其他材料沉積製程中保持未參與。在一些適宜的替代實施例中，可以為一個以上的站130和/或在可操作的流體連通中提供單個真空系統。也就是說，與每個站130具有其自己的真空系統或獨立操作和/或控制的連接到公共真空系統不同，單個真空系統可以在操作流體連通中與多個站130和/或選擇性地共同參與。

在一些適宜的實施例中，如在圖2中看到的舉例，其顯示了噴頭112的出口面，清洗氣體入口端口116與為製程腔室100提供的噴頭112是分開的。氣體入口端口116用於在清洗期間允許清洗氣體進入製程腔室，因此這裡稱為入口端口116。入口端口116相當於清洗氣體進料線的出口。如圖1A和1B所示，站130在製程腔室100內以基本上正方形的2×2陣列或組態對稱排列。適宜地，入口端口116位於製程腔室100的上或頂端或部分110的頂部壁面或天花板114之內或之上，舉例來說，在用於相應站130的噴頭112的兩兩佈置之間居中。更一般地，如果有N站130，則它們適宜地佈置在具有N折旋轉對稱性的組態中，例如說明性的四站130佈置在90度間隔(四重旋轉對稱)，五個站的替代佈置在72度間隔可以使用(五重對稱)；或60度間隔處的六個站的替代排列(六重對稱)；或三個站在120度間隔處的替代排列(三重對稱)；等等。

如上所述，在本揭露的一些適宜的實施例中，清洗製程步驟可以在製程腔室100執行的，舉例來說、ALD之間和/或其他類似材料沉積製程步驟之間在製程腔室100中週期性地或間歇地執行。在本揭露的一些實施例中，清洗製程可以包括使清洗氣體流動、舉例來說，流入和/或通過製程腔室100。在一些用於SiCO沉積的製程腔室適宜的實施例中，清洗氣體可以包括三氟化氮(NF₃)作為非限制性說明性實例。適宜地，清洗氣體可以被引入，和/或從入口端口116流入製程腔室100。

圖3表示清洗氣體導流板200。在一些適宜的實施例中，舉例來說，如在圖4A和圖4B中所示，製程腔室包括主軸125(在圖4B中單獨顯示)，其包括用於提升或以其他方式操縱晶圓122的末端執行器126，以及主軸的中心指標板材128。指標板材128也顯示在圖1A和圖1B中。對於帶有四站130的說明性設計，有四個末端執行器126，如圖4B所示的主軸125的隔離視圖中最清楚的那樣。對於其他數量的站，末端執行器的數量可以不同，例如可以提供五個站，五個末端執行器。清洗氣體導流板200可以代替製程腔室100的下或底端或部分120的主軸125的指標板材128。另一種方式為導流板200適宜用作或形成主軸125的指標板材。因此，舉例來說，對於相應的站130，導流板200位於兩個安裝結構122的兩個排列的中間。清洗氣體導流板200具有如在圖3中所見的彎曲上部表面，其被設計為如本文所公開的那樣在製程腔室清洗期間引導NF₃或其他清洗氣體的分布，特別是向上朝向相應站130的噴頭112。相比之下，指標板材128有一個平坦上部表面，它沒有提供這個清洗氣體分配的優勢方向。

在一些適宜的實施例中，舉例來說，如圖3所示，導流板200有中心樞紐210和在外圍220，第一表面230延伸在其之間。在一些適宜的實施例中，中心垂直軸(即，圖式的Z軸)延伸穿過導流板的中心樞紐210，舉例來說、實質上法線或垂直於它。在一些適宜的實施例中，導流板200佈置在製程腔室100(舉例來說，由製程腔室100的下或底端或部分120的地板126支撐)內，使得在導流板210的外圍220處，導流板200的第二表面240(與第一表面230相對)可以距製程腔室100的下或底端或部分120的地板126大於或等於0毫米(mm)且小於或等於30mm之間的範圍內。

在一些實施例中，在製程腔室100內，導流板200和清洗氣體入口端口116相互對齊，舉例來說，在和/或上沿Z軸，使導流板200的第一表面230面向入口端口116。也就是說，在製程腔室100內，清洗氣體入口端口116基本上是在導流板200上方和/或上對齊的。因此，從入口端口116被導入和/或流入製程腔室100的清洗氣體，最初朝向向下和/或在導流板200的第一表面230的方向中。

在一些適宜的實施例中，導流板200的表面230具有多個不同的面積或區域，其中一些偏轉或引導撞擊在其上的清洗氣體流沿著軌跡或以其他方式朝向製程腔室100的上或頂端或部分110(即，清洗氣體最初通過入口端口116引入的製程腔室100的端部)，而另一些則偏轉或引導撞擊在其上的清洗氣體流沿著軌跡或以其他方式朝向製程腔室100的下或底端或部分120(即，與最初通過入口端口116引入清洗氣體的方向相反的端部)。更具體來說，在一些實施例中，導流板200中的第一表面230可以具有：(i)其中的一個或多個凹坑232，每個至少部分由凹向上的第一適宜的拋物線弧定義，和(ii)其中的一個或多個脊234，每個都至少部分地由凹向下的第二適宜的拋物線弧。實際上，凹坑232可以作用或傾向於偏轉或引導撞擊在其上的清洗氣體的流動沿著軌跡返回或朝向製程腔室100的上或頂端或部分110，而脊234可以作用或傾向於偏轉或引導撞擊在其上的清洗氣體的流動沿著一條軌跡或以其他方式朝向製程腔室100的下或底端或部分120。這樣，在清洗製程的執行期間，撞擊導流板200的第一表面230的清洗氣體有效地被和/或有效率地引導和/或分配到製程腔室100的上或頂端或部分110和下或底端或部分120從而導致整個製程腔室100中的清洗更有效和/或有效率。因此，可以相應地限制清洗頻率和/或清洗持續時間，這反過來可以導致通過製程腔室100更大的整體半導體製造吞吐量，舉例來說，與在製程腔室100中不使用或不存在這樣的導流板200時相比。

在一些適宜的實施例中，舉例來說，如圖5所示，沿著導流板200的平分橫截面，第一表面230由至少兩個弧230a和230b限定，其間具有反曲點230c。在一些適宜的實施例中，第一弧230a(其至少部分定義了凹坑232之一)是中心樞紐210和反曲點230c之間的第一方向(舉例來說，向上)中的凹；並且第二弧230b(其至少部分地定義了脊234之一)是反曲點230c和外圍220之間的第二方向(舉例來說，向下)中的凹，其中第二方向與第一方向相對。

在一些適宜的實施例中，弧230a和230b中的每一個可以是拋物線。在一些適宜的實施例中，第一弧230a可以具有曲率的半徑在大於或等於20mm和小於或等於500mm之間的範圍內，並且第二弧230b可以具有曲率的半徑在大於或等於10mm小於或等於300mm之間的範圍內。

如圖所示，導流板200具有相對於第一表面230的第二表面240。任何給定點的導流板200的厚度由第一表面230和第二表面240之間的距離(舉例來說，在Z軸的方向中測量)給出。在一些適宜的實施例中，導流板在中心樞紐210處有一個第一厚度h1，在第一弧230a的局部最小值處有一個第二厚度h2，在第二弧230b的局部最大值處有一個第三厚度h3。在一些適宜的實施例中，第一厚度h1大於第三厚度h3，且第三厚度h3大於第二厚度h2。

舉例來說，如圖5所示，第一弧230a在導流板200的中心樞紐210和反曲點230c之間沿垂直於中心垂直軸Z的徑向方向測量的第一距離i延伸；並且第二弧230b在導流板200的反曲點230c和外圍220之間延伸第二距離ii，同樣沿著垂直於中心垂直軸Z的徑向方向測量。在一些適宜的實施例中，第一距離i到第二距離ii(即i/ii)中的比例可以在大於或等於1且小於或等於5之間的範圍內。

在一些實施例中，導流板200的表面230的整體形狀和/或輪廓由各種脊和凹坑的適宜集合和/或組合定義和/或另外建立。根據適宜的實施例，為了理解和/或繪示了一些的導流板200的第一表面230的適宜的形狀和/或輪廓，圖6A到圖6D示出了導流板200的各種透視視圖，其中沿相應的橫截面線從其中去除了相應的切面。更具體來說、圖6A顯示導流板200的透視視圖，其部分沿橫截面線A-A切開，圖6B顯示導流板200的透視視圖，其部分沿橫截面線B-B切開，圖6C顯示部分透視導流板200的透視視圖，其部分沿橫截面線C-C剖開，圖6D顯示導流板200的透視視圖，其部分沿橫截面線D-D切開。圖5顯示了沿平分橫截面線5-5截取的導流板的橫截面視圖。在一些適宜的實施例中，導流板200的表面230相對於延伸通過導流板200的中心樞紐210的垂直Z和/或區段線D-D和/或徑向相對於延伸通過導流板200的中心樞紐210的區段線5-5呈現鏡對稱性。

圖7A和圖7B說明了清洗氣流在製程腔室的清洗期間的氣流模擬。圖7A說明了氣流在腔室中具有平坦指標板材128(例如，如圖1A和圖1B中的圖4A和圖4B中所示)。圖7B示出了腔室中的氣流，其中導流板200具有所述彎曲的上表面經取代代替指標板材128。在圖7A和圖7B中呈現的流程模擬的圖式中，顯示了通過單個站130的氣流。入口清洗氣流250對應清洗氣體通過入口端口116進入製程腔室的流(見圖2)。一個無氣區252對應站130的安裝結構122佔用的體積，而無氣區254對應噴頭112的固態材料佔用的體積。

如在圖7A中所見，在具有平坦指標板材128的製程腔室的情況中，製程氣體分配通常具有平坦，水平高密度區256對應於清洗氣體流過安裝結構122的上部表面(對應於氣流模擬的無氣區252)。另一方面，非常低的氣體密度258存在於區域中靠近(即下方)噴頭112(對應於無氣區254)，並且低清洗氣體密度260也存在於繪製真空的阱或凹陷124中。因此，噴頭112和阱或凹陷124在清洗製程期間沒有被NH₃或其他清洗氣體有效清洗，因為區域258和260各自的低氣體密度。

相比之下，圖7B說明了使用導流板200的情況中的清洗氣流模擬。導流板200的效果是將清洗氣體流250的大的部分向上偏向噴頭112，從而在區域中產生靠近(即在下面)噴頭112的高清洗氣體密度268。這對應於清洗氣體遵循由圖5中的箭頭350表示的軌跡流向製程腔室100的上或頂端或部分110。導流板200還用於將清洗氣體流250的另一個部分向下偏轉到阱或凹陷124，從而形成氣體密度相對較高的區域270。這對應於清洗氣體沿著由圖5中的箭頭352表示的軌跡朝向製程腔室100的下或底端或部分120。因此，當使用導流板200時，由於清洗氣體流250的偏轉分別產生高氣體密度區域268和270，在清洗製程期間，噴頭112和阱或凹陷124在使用導流板200時被NH₃或其他清洗氣體有效清潔。

從現在的參考到圖8，示出了說明根據本揭露的一些實施例的半導體製造製程300的流程圖，其採用，舉例來說、配備有導流板200的多站製程腔室100。

如圖所示，在步驟310中，將一個或多個半導體晶圓或適宜的基底裝載到製程腔室100中選定的站130中。舉例來說，每個裝載的半導體晶圓或基底可以適宜地放置在和/或頂部固定(舉例來說，通過相關聯的吸盤)到安裝結構122中的選定一個。舉例來說，這種裝載可以在EFEM或其類似者的機器人臂的輔助下用和/或執行。

在步驟320中，對製程腔室100內裝載的半導體晶圓進行材料沉積製程、舉例來說、ALD，在半導體晶圓或基底上形成材料層或薄膜分別裝載在製程腔室100的站130中。在一些實施例中，這是通過將氣相前驅物或試劑通過相應的噴頭112引入和/或流入製程腔室100來實現的。實際上，在步驟320期間，每個站130內裝載的半導體晶圓或基底可以通過為相應的安裝結構122和/或站130提供的加熱器或加熱元件被加熱到和/或保持在所需操作溫度。此外，在步驟320期間，真空系統可以適宜地操作和/或控制，以產生或以其他方式幫助形成通過製程腔室100的所需的氣態前驅物或試劑，使得裝載半導體晶圓或基底的表面接收與其相同的所需曝光。適宜地，在步驟320完成後、完成時或接近完成時，真空系統可繼續操作或用於或以其他方式幫助從製程腔室100清除或移除任何剩餘的前驅物或試劑或其他氣體或其類似物，並且在步驟330處，處理過的半導體晶圓或基底(其上具有新形成的材料層或薄膜)可以依次從它們製程腔室100的站130卸載和/或其他移除，舉例來說，相應的吸盤已經脫離。實際上，步驟310到330可以可選地在處理到清洗步驟340之前重複一次或多次。

如步驟340所示，製程腔室100定期或間歇性清洗或以其他方式經受清洗製程，舉例來說，步驟310到330之間的循環。

在一些適宜的實施例中，如子步驟342所示，清洗製程340包括將清洗氣體(舉例來說，例如NF₃)引入和/或最初流向到製程腔室100、舉例來說，從入口端口116朝向導流板200。在一些適宜的實施例中，如子步驟344所示，在撞擊導流板200時，形成於導流板200的表面130的各種凹坑134和脊234作用或趨於偏轉撞擊的清洗氣體兩者(a)以方向或軌跡(用圖形表示舉例來說圖5中的箭頭350)回到製程腔室100的上或頂端或部分110(即，清洗氣體從其最初通過入口端口116引入至製程腔室100的端部)，以及(b)在方向或軌跡中(舉例來說，由圖5中的箭頭352的圖形方式表示)朝向的製程腔室100的下或底端或部分120(即，端部與最初通過入口端口116引入清洗氣體的位置相反)。這樣，在清洗製程340的執行期間，撞擊導流板200的第一表面230的清洗氣體有效地被和/或有效地引導和/或分配到製程腔室100的上或頂端或部分110和下或底端或部分120從而導致整個製程腔室100中更有效的和/或有效清洗。因此，可以相應地限制清洗頻率和/或清洗持續時間，舉例來說，與在清洗製程期間在製程腔室100中不使用或不存在這樣的導流板200時相比，這又可以導致通過製程腔室100更大的總體半導體製造吞吐量。

在一些適宜的實施例中，在清洗製程或步驟340期間，真空系統可適宜地操作和/或控制，以產生或以其他方式幫助形成整個製程腔室100的所需清洗氣體流動。此外，在步驟340完成後、完成時或接近完成時，真空系統可繼續操作或用於或以其他方式幫助從製程腔室100清除或移除任何剩餘的清洗或其他氣體或其類似物。

現在參考到圖9，在一些實施例中，可以通過硬體、軟體、韌體或它們的適宜組合來實現適宜的控制器400到控制，調節和/或本文所述的各種元件和/或構件的坐標操作以實現和/或中的任何一項或多項此處描述的製程和/或步驟。舉例來說，如圖所示，控制器400可以調節和/或控制操作，但不限於：噴頭112和/或引入和/或流入前驅物和/或試劑的；為與每個站130或安裝結構122相關聯的和/或提供的加熱器或加熱元件410；為與每個站130或安裝結構122相關聯的和/或提供的吸盤420；為與每個站130相關聯的和/或提供的真空系統430；和清洗氣體入口端口116和/或的引入和/或清洗氣體從那裡流入。

特別地，一個或多個控制器可以由配置處理器、電子電路、計算機和/或其他電子資料處理裝置來體現和/或其他被提供以執行本文描述的任務步驟、製程、方法和/或功能中的一個或多個。舉例來說，可以提供處理器、計算機、伺服器或體現控制器的其他電子資料處理裝置，提供和/或編程有代碼的適宜列表(例如，原始程式碼、解釋性代碼、目標碼、直接可執行的代碼等)或其他像指令或軟體或韌體，使得當運行和/或由計算機或其他電子資料處理裝置執行時，這裡描述的任務、步驟、製程、方法和/或功能中的一項或多項被完成或以其他方式執行。適宜地，代碼或其他類似指令或軟體或韌體的列表被實現和/或記錄、存儲、包含或包括在中的和/或為在非暫時性計算機和/或機器可讀儲存介質或介質上，以便可提供給和/或可由計算機或其他電子設備執行資料處理裝置。舉例來說，適宜的儲存媒體和/或媒體可以包括但不限於：碟、軟碟、硬碟、磁性帶或任何其他磁性儲存介質或介質、CD-ROM、DVD、光學盤或任何其他光學介質或介質、RAM、ROM、 PROM、EPROM、FLASH-EPROM，或其他記憶體或晶片或墨盒，或任何其他有形介質或計算機或機器或電子資料處理裝置可以從中讀取和使用的介質。本質上，如本文所用，非暫時性計算機可讀和/或機器可讀介質和/或介質包括所有計算機可讀和/或機器可讀介質和和/或介質，除了臨時的、傳播的信號。

一般而言，本文所述的任何一項或多項特定任務、步驟、製程、方法、功能、元件和/或構件可在一個或多個通用計算機中的和/或實施例上實現，特殊用途計算機(s)、可編程微處理器或微控制器和周邊積體電路元件、ASIC或其他積體電路、數位訊號處理器、硬接線電子或邏輯電路(如離散元件電路)、可編程邏輯裝置(如PLD、PLA、FPGA)、圖形卡CPU(GPU)或PAL等。通常，可以使用能夠實現有限狀態機的任何裝置，而有限狀態機又能夠實現相應的任務、步驟、製程、方法和/或功能在此描述的都可以使用。

在下文中，描述了一些進一步說明性的實施例。

在一些實施例中，提供了製造半導體裝置的方法。方法包括：將一個或多個半導體晶圓裝載到製程腔室內提供的多個站中；將製程應用於半導體晶圓其中將材料沉積於製程腔室內的一個或多個半導體晶圓；和清洗製程腔室。適宜地，清洗製程腔室包括將清洗氣體流向製程腔室且朝向佈置在製程腔室中的導流板，導流板具有第一表面，流動的清洗氣體撞擊在第一表面上，第一表面引導撞擊其上的流動清洗氣體的第一部分以第一軌跡朝向製程腔室的第一端並且引導撞擊其上的流動清洗氣體的第二部分以第二軌跡朝向製程腔室的第二端，第二端與第一端相對。

在又一些實施例中，材料包括碳氧化矽(SiCO)。

在又額外的實施例中，導流板具有中心樞紐和外圍，第一表面在它們之間延伸，並且沿著導流板的平分橫截面，第一表面由其間具有反曲點的至少兩個弧定義，至少兩個弧包括第一弧，它是中心樞紐和反曲點之間的第一方向中的凹和第二弧，它是反曲點和外圍之間的第二方向中的凹，第二方向與第一方向相對。

在一些實施例中，第一和第二弧是拋物線。

在更進一步的實施例中，第一弧具有曲率的半徑在大於或等於20mm和小於或等於500mm之間的範圍內，並且第二弧具有曲率的半徑在大於或等於10mm且小於或等於300mm之間的範圍內。

在又一些實施例中，導流板有相對於第一表面的第二表面，因此導流板的厚度由第一和第二表面之間的距離給出，導流板在中心樞紐處具有第一厚度，在第一弧的局部最小值處具有第二厚度，在第二弧的局部最大值處具有第三厚度，第一厚度大於第三厚度，第三厚度大於第二厚度。

在一些實施例中，第一表面具有多個拋物線凹坑，其用於引導撞擊在其上的流動清洗氣體的第一部分在第一軌跡中朝向製程腔室的第一端，以及多個拋物線脊，其用於引導撞擊其上的流動清洗氣體的第二部分在第二軌跡中朝向製程腔室的第二端。

在又一個實施例中，清洗氣體包含三氟化氮。

在一些實施例中，應用製程包括原子層沉積製程。

在又一些實施例中，為沉積材料在一個或多個半導體晶圓上提供製程腔室。製程腔室包括：多個安裝結構，每個安裝結構佈置成在其頂部選擇性地接收半導體晶圓；一個或多個噴頭，使製程氣體從它引入至製程腔室，以在放置在多個安裝結構上的一個或多個半導體晶圓上形成材料的薄膜；一個端口，使清洗氣體從它流述製程腔室；以及導流板具有中心樞紐、外圍和在中心樞紐和外圍之間延伸的第一表面，第一表面面向端口，並且沿著導流板的平分橫截面，第一表面由至少兩個在其間具有反曲點的弧定義，至少兩個弧包括一個第一弧，它是中心樞紐和反曲點之間的第一方向中的凹，和第二弧，它是反曲點和外圍之間的第二方向中的凹，第二方向與第一方向相對。

在更進一步的實施例中，製程腔室是碳氧化矽(SiCO)沉積腔室。

在又額外的實施例中，製程腔室更包括主軸，主軸包括用於操縱半導體晶圓的多個末端執行器，並且其中導流板形成主軸的指標板材。

在額外的實施例中，第一弧具有曲率的半徑在大於等於20mm小於等於500mm的範圍之間，且第二弧有半徑的曲率在大於等於至10mm且小於或等於300mm的範圍之間。

在一些實施例中，導流板具有與第一表面相對的第二表面，因此導流板中的厚度由介於第一和第二表面之間的距離給出，導流板在中心樞紐處具有第一厚度，在第一弧的局部最小值處具有第二厚度和在第二弧局部最大值為第三厚度，第一厚度大於第三厚度，第三厚度大於第二厚度。

在一些實施例中，導流板被支撐在製程腔室內，這樣，在導流板的外圍處，導流板的第二表面在距離製程腔室的地板大於或等於0毫米且小於或等於30毫米的範圍內。

在又一些實施例中，多個安裝結構包括佈置在製程腔室的基上的至少四個安裝結構，並且導流板也佈置在至少四個安裝結構之中的製程腔室的基上。

在更進一步的實施例中，共同的垂直軸延伸穿過導流板的中心樞紐和端口。

在又一些實施例中，提供了清洗氣體導流板，它使流入半導體製程腔室的清洗氣體偏轉，其中容納了在其上選擇性地放置一個或多個半導體晶圓以在其上形成層和材料的多個安裝結構。清洗氣體導流板包括：中心樞紐，中心垂直軸延伸穿過該中心樞紐；外圍；以及在中心樞紐和外圍之間延伸的第一表面，其中第一表面具有：(i)在其中的一個或多個凹坑，每個凹坑至少部分地由向上凹的第一拋物線弧限定，和(ii)在其中的一個或多個脊，每個脊至少部分由向下凹的第二拋物線弧定義。

在又一個實施例中，第一和第二拋物線弧沿導流板的平分橫截面定義第一表面，第一弧從中心樞紐延伸到反曲點，第二弧從反曲點延伸到外圍，其中第一距離到第二距離的比例在大於或等於1和小於或等於5之間的範圍內，其中第一距離是在中心樞紐和反曲點之間沿垂直於中心垂直軸的方向測量的距離，同樣沿垂直於中心垂直軸的方向測量的第二距離是反曲點和外圍之間的距離，即第二距離小於或等於第一距離。

在更進一步的實施例中，第一拋物線弧具有曲率的半徑在大於或等於20mm至小於或等於500mm之間的範圍內，並且第二拋物線弧具有曲率的半徑在大於或等於10mm且小於或等於300mm之間的範圍內。

前文概述若干實施例的特徵，以使所屬技術領域中具有通常知識者可更好地理解本揭露內容的態樣。所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，其可易於使用本揭露內容作為設計或修改用於實現本文中所引入的實施例的相同目的及/或達成相同優點的其他製程及結構的基礎。所屬技術領域中具有通常知識者亦應認識到，此類等效構造並不脫離本揭露內容的精神及範圍，且所屬技術領域中具有通常知識者可在不脫離本揭露內容的精神及範圍的情況下在本文中作出各種改變、替代以及更改。