沉积设备、沉积系统及半导体装置的形成方法

技术领域

本公开有关于一种沉积系统，特别是有关于具有疏水涂层的一种沉积系统。

背景技术

包括半导体装置的集成电路被用于各种电子应用，例如个人电脑、行动电话、数码相机以及其他电子设备。半导体装置的制造通常是通过下列方法：在半导体基板上依序沉积绝缘或介电层、导电层及半导体层的材料，并使用微影(lithography)技术图案化各种材料层以在其上形成电子组件与元件。在制造制程的流程期间，一系列使用制程腔体(processing chamber)的化学及物理制程被执行，这些制程腔体通常被维持低压或部分真空。

集成电路工业通过不断地降低最小特征尺寸来持续地改进各种电子组件(例如：晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度，这允许在给定的面积中整合更多的组件，进而降低集成电路的成本。为了维持不断地降低制造成本，需要高效的集成电路制造设施及基础设施，这可能会增加其他应解决的问题。

发明内容

本公开实施例提供一种沉积设备，包括第一半导体制程腔体、耦接至第一半导体制程腔体的前驱物输送系统、耦接至第一半导体制程腔体的第一排气管线，其中第一排气管线的内部表面被涂布疏水材料层，疏水材料层具有曝露的多个疏水表面、以及耦接至第一排气管线的真空泵。

本公开实施例提供一种沉积系统，包括沉积腔体、被配置以将三甲铝(Al(CH

本公开实施例提供一种半导体装置的形成方法，包括在一排气管线的内部表面上形成疏水涂层、将所述排气管线连接至半导体制程腔体、将第一前驱物导入至半导体制程腔体中、将第二前驱物导入至半导体制程腔体中，其中第一前驱物与第二前驱物反应以产生氧化材料层、以及自半导体制程腔体以及经由所述排气管线泵抽第一前驱物及第二前驱物。

附图说明

本公开的态样自后续实施方式及附图可更佳理解。须强调的是，依据产业的标准作法，各种特征并未按比例绘制。事实上，各种特征的尺寸可能任意增加或减少以清楚论述。

图1A是根据一些实施例所示的沉积系统。

图1B是根据一些实施例所示的沉积系统的控制器。

图1C是根据一些实施例所示的排气系统。

图2A、图2B、图2C、图2D及图2E是根据一些实施例所示，形成氧化铝堆积(build-up)的中间阶段。

图3A及图3B是根据一些实施例所示，在排气系统上形成涂层的示意图。

其中，附图标记说明如下：

100:沉积系统

101:基板

102:半导体装置

103:沉积腔体

105:第一前驱物输送系统

106:第二前驱物输送系统

107:气体供应器

109:流量控制器

113:前驱物气体控制器

115:控制单元

116:歧管

117:喷头

119:壳体

121:平台装置

123:第一电极

125:排气出口

127:第二RF产生器

129:第二电极

130:排气产物

131:真空泵

133:第一RF发生器

150:排气管线

152:涂层

154:组件

158:管线

201:处理单元

243:显示器

245:输入/输出组件

246:中央处理单元

248:存储器

250:大容量存储装置

254:视频配接器

256:I/O介面

258:汇流排

260:网络介面

262:区域网或广域网

100A,100B:沉积系统

125A,125B:排气出口

154A:隔离阀

154B:手动阀

158A,158B:管线

202:内部表面

204:羟基末端基

206:第二末端基

210A:第一前驱物

210B:第二前驱物

212:氧化铝层

具体实施方式

以下的公开提供许多不同实施例或范例，用以实施本公开的不同特征。本公开的各部件及排列方式，其特定范例叙述于下以简化说明。理所当然的，这些范例并非用以限制本公开。举例来说，若叙述中有着第一特征成形于第二特征之上或上方，其可能包含第一特征与第二特征以直接接触成形的实施例，亦可能包含有附加特征形成于第一特征与第二特征之间，而使第一特征与第二特征间并非直接接触的实施例。此外，本公开可在多种范例中重复参考数字及/或字母。该重复的目的系为简化及清晰易懂，且本身并不规定所讨论的多种实施例及/或配置间的关系。

进一步来说，本公开可能会使用空间相对术语，例如「在…下方」、「下方」、「低于」、「在…上方」、「高于」及类似词汇，以便于叙述图式中一个元件或特征与其他元件或特征间的关系。除了图式所描绘的方位外，空间相对术语亦欲涵盖使用中或操作中的装置其不同方位。设备可能会被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，而此处所使用的空间相对术语则可相应地进行解读。

本文所述的实施例描述了在沉积系统的内部表面上形成疏水(hydrophobic)涂层(coating)，以减少材料在内部表面上的堆积(build-up)。举例来说，引导排气产物(例如：吹净气体(purge gas)、反应副产物、未反应的前驱物等)离开沉积系统的排气管线(exhaust line)，可具有形成在表面上的疏水涂层。具体来说，涂层可被形成在曝露于排气产物(exhaust product)的表面上，以降低由排气产物所形成的材料的堆积。举例来说，疏水涂层可抑制用于原子层沉积(Atomic Layer Deposition,ALD)制程中的未反应的前驱物，避免在曝露的表面上反应而形成材料层。疏水涂层可包括类似于聚四氟乙烯(polytetrafluoroethene)的材料(例如：铁氟龙(Teflon))。通过抑制材料堆积的形成，疏水涂层的使用可增加沉积系统组件的生命周期(lifetime)、改善排气系统及相关的真空系统的性能、以及并降低维护成本。

图1A及图1B系根据本公开实施例所示的沉积系统100。举例来说，沉积系统100可为原子层沉积(ALD)系统、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)系统、等离子体气相沉积(Plasma Vapor Deposition,PVD)系统等，被配置以在基板101上形成材料层，以作为形成半导体装置102的制造制程的一部分，举例来说，半导体装置102可包括集成电路、鳍式场效晶体管(FinFET)、半导体晶片或晶粒(die)、封装(package)、互连(interconnect)、其他半导体装置等、或其组合。举例来说，材料层可为形成在基板101上的薄膜，作为用于制造半导体装置102的制程的一部分，例如形成光阻(photoresist)结构、绝缘层、虚拟(dummy)栅极结构、栅极介电层、或形成用于其他目的的薄层的制程的一部分。沉积系统100可用于自第一前驱物输送系统(precursor delivery system)105及第二前驱物输送系统106接收前驱物材料，并在基板101上自前驱物材料形成材料层。在一个实施例中，第一前驱物输送系统105及第二前驱物输送系统106可彼此结合运作，以将各种不同的前驱物材料供应至放置有基板101的沉积腔体103。不过，第一前驱物输送系统105与第二前驱物输送系统106可具有彼此相似的物理组件。

举例来说，第一前驱物输送系统105及第二前驱物输送系统106中的每一者，可包括气体供应器(gas supply)107及流量控制器109(在图1A中，标记于第一前驱物输送系统105，但为使说明简化，并未标记于第二前驱物输送系统106)。在第一前驱物以气态储存的实施例中，气体供应器107可将第一前驱物供应至沉积腔体103。气体供应器107可为容器，例如气体储存槽(gas storage tank)，该容器位于沉积腔体103附近，或者可位于远离沉积腔体103的位置。在另一个实施例中，气体供应器107可为独立地准备第一前驱物并将第一前驱物输送至流量控制器109的设施。可将第一前驱物的任何合适的来源用作气体供应器107，且所有这样的来源都完全被旨于包括在实施例的范围内。

气体供应器107可将所需的前驱物供应给流量控制器109。流量控制器109可被用于控制通往(to)前驱物气体控制器113并最终通往沉积腔体103的前驱物的流量，亦进而协助控制沉积腔体103中的压力。举例来说，流量控制器109可为比例阀(proportionalvalve)、调变阀(modulating valve)、针阀(needle valve)、压力调节器(pressureregulator)、质流控制器(mass flow controller)、其组合等。不过，可使用用于控制与调节通往前驱物气体控制器113的气体流量的任何合适的方法，且所有这样的组件及方法都完全被旨于包括在实施例的范围内。

然而，如本领域普通技术人员所理解的，尽管在本文中将第一前驱物输送系统105及第二前驱物输送系统106描述为具有相同的组件，但这仅为说明性的范例，而非旨于以任何方式限制实施例。可使用任何类型的合适的前驱物输送系统，这些前驱物输送系统具有与沉积系统100中的任何其他前驱物输送系统相同或不同的任何类型及数量的个别组件。所有这样的前驱物系统均完全被旨于包括在实施例的范围内。

此外，在第一前驱物以固态或液态储存的实施例中，气体供应器107可储存载子气体(carrier gas)，且载子气体可被导入到前驱物罐(canister)(未单独显示)中，该前驱物罐以固态或液态储存第一前驱物。接着，在被送到前驱物气体控制器113之前，当第一前驱物蒸发或升华(sublimate)进入前驱物罐的气体部分时，载子气体用于推动及携带第一前驱物。可利用任何合适的方法及单元的组合来提供第一前驱物，且所有这些单元的组合均完全被旨于包括在实施例的范围内。

第一前驱物输送系统105及第二前驱物输送系统106可将它们各自的前驱物材料供应到前驱物气体控制器113中。前驱物气体控制器113将第一前驱物输送系统105及第二前驱物输送系统106与沉积腔体103连接并隔离，以将所需的前驱物材料输送至沉积腔体103。前驱物气体控制器113可包括诸如阀门、流量计、传感器等的装置，以控制每个前驱物的输送速率，且可由接收自控制单元115的指令来控制(下文参照图1B作进一步的描述)。

前驱物气体控制器113在自控制单元115接收到指令后，可打开及关闭阀门，以将第一前驱物输送系统105及第二前驱物输送系统106中的一或多个连接至沉积腔体103，并经由歧管(manifold)116引导所需的前驱物材料进入沉积腔体103，并到达喷头(showerhead)117。喷头117可用于将所选的前驱物材料散布到沉积腔体103中，且可被设计为均匀地散布前驱物材料，以最小化由不均匀的散布所引起的不期望的制程条件。在一个实施例中，喷头117可具有圆形设计，其中开口均匀地分布在喷头117周围，以允许将所需的前驱物材料散布到沉积腔体103中，但可使用任何适当地配置的喷头117。

如本领域普通技术人员所理解的，如上所述的经由单一喷头117或经由单一引入点将前驱物材料引入沉积腔体103仅旨于说明的目的，而非旨于限制实施例。可利用任何数量的分离及独立的喷头117或其他开口，将前驱物材料引入沉积腔体103中。所有这样的喷头及其他引入点的组合，均完全被旨于包括在实施例的范围内。

沉积腔体103可接收所需的前驱物材料，并将基板101曝露于前驱物材料，且沉积腔体103可为任何合适的形状，适用于散布前驱物材料并使前驱物材料与基板101接触。在图1A所示的实施例中，沉积腔体103具有圆柱形的侧壁及底部。然而，沉积腔体103并不限于圆柱形，且可利用任何其他合适的形状，例如中空的方形管、八角形等。此外，沉积腔体103可被壳体119所包围，壳体119由对各种制程材料呈惰性(inert)的材料所制成。如此一来，当壳体119可为能够承受沉积制程中所包含的化学物质及压力的任何合适的材料时，在一个实施例中，壳体119可为钢、不锈钢(stainless steel)、镍、铝、其合金、其组合等。

在沉积腔体103中，可将基板101放置在平台装置(mounting platform)121上，以在沉积制程期间定位及控制基板101及半导体装置102。平台装置121可包括加热机制，以在沉积制程期间加热基板101。此外，尽管图1A中显示了单一平台装置121，但任何数量的平台装置121可额外地被包括在沉积腔体103中。在一些实施例中，平台装置121可由控制单元115控制。

除此之外，沉积腔体103及平台装置121可为束型设备系统(cluster toolsystem)(未图示)的一部分。可将束型设备系统与自动化处理系统结合使用，以在沉积制程之前将基板101定位并放置到沉积腔体103中、在沉积制程期间定位并承载基板101、以及在沉积制程之后自沉积腔体103中移除基板101。

在一些实施例中，平台装置121可额外地包括耦接至第一射频(RF)产生器133的第一电极123。在沉积制程期间，第一电极123可由第一RF发生器133在RF电压下电性偏压(bias)(在控制单元115的控制下)。通过电性偏压，第一电极123被用于向沉积腔体103中的前驱物提供偏压，并有助于将前驱物点燃(ignite)成等离子体。此外，第一电极123亦可通过保持偏压的方式，被用于在沉积制程期间将前驱物保持为等离子体状态。

在一些实施例中，喷头117亦可为或可包括(或以其他方式合并)第二电极129，以用作等离子体产生器来辅助沉积腔体103。在一个实施例中，等离子体产生器可为变压器耦合(transformer coupled)等离子体产生器，且举例来说可为线圈。线圈可被附接到第二RF产生器127，第二RF产生器127被用来向第二电极129提供功率(在控制单元115的控制下)，以在导入前驱物期间点燃等离子体。

然而，尽管上文将第二电极129描述为变压器耦合等离子体产生器，但并非旨于将实施例限制在变压器耦合等离子体产生器上。取而代之的是，可利用任何合适的产生等离子体的方法，例如电感耦合(inductively coupled)等离子体系统、磁性增强型反应式离子蚀刻(magnetically enhanced reactive ion etching)、电子回旋共振(electroncyclotron resonance)、远程等离子体产生器等。所有这些方法均完全被旨于包括在实施例的范围内。

来到图1B，根据一些实施例显示了控制单元115。举例来说，控制单元115可被用于控制前驱物气体控制器113及真空泵131(如图1A所示)。控制单元115可为任何形式的电脑处理器，可在工业环境下被用于控制制程机械。在一个实施例中，控制单元115可包括处理单元201，例如桌上型电脑、工作站(workstation)、笔记型电脑、或为特定应用所订制的专用单元(dedicated unit)。控制单元115可配备显示器243及一或多个输入/输出(I/O)组件245，例如指令输出、传感器输入、滑鼠、键盘、印表机、其组合等。处理单元201可包括连接至汇流排258的中央处理单元(CPU)246、存储器248、大容量存储装置250、视频配接器254、以及I/O介面256。

汇流排258可为任何类型的数种汇流排架构中的一或多种，例如存储器汇流排或存储器控制器、周边汇流排、或是视频汇流排(video bus)。中央处理器246可包括任何类型的电子资料处理器，且存储器248可包括任何类型的系统存储器，例如静态随机存取存储器(static random access memory,SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic random accessmemory,DRAM)、或是唯读存储器(read-only memory,ROM)。大容量存储装置250可包括任何类型的存储装置，被配置以储存资料、程式或其他信息，并使资料、程式或其他信息可经由汇流排258存取。举例来说，大容量存储装置250可包括一或多个硬碟机、磁碟机或光碟机。

视频配接器254及I/O介面256提供将外部输入及输出装置耦接到处理单元201的介面。如图1B所示，输入及输出装置的范例包括耦接到视频配接器254的显示器243，以及耦接到I/O介面256的I/O组件245，例如滑鼠、键盘、印表机等。其他装置可耦接到处理单元201，且可利用更多的介面卡或更少的介面卡。举例来说，串列介面卡(serial interfacecard)(未图示)可用于为印表机提供串列介面。处理单元201亦可包括网络介面260，网络介面260可为通往区域网(LAN)或广域网(WAN)262的有线链接及/或无线链接。

应注意的是，控制单元115可包括其他组件。举例来说，控制单元115可以包括电源供应器、缆线、主机板、可移动储存媒体、机壳(case)等。虽然这些其他组件并未被显示于图1B中，但被认为是控制单元115的一部分。

回到图1A，沉积腔体103亦可具有排气出口125，排气产物130可经由排气出口125离开沉积腔体103。排气产物130可包括未反应的前驱物材料、反应副产物(byproduct)、吹净气体、大气气体等。如图1A所示，排气出口125可连接至包括排气管线150的排气系统，排气管线150引导排气产物130远离沉积腔体103。在一些实施例中，排气管线150可将排气产物130引导至围阻系统(containment system)(未图示)，围阻系统过滤、擦洗、捕捉或清洁排气产物130。真空泵系统131可连接至排气管线150，以促进排气产物130自沉积腔体103中的排出。真空泵系统131可包括一或多个泵(例如：涡轮泵、机械泵、油泵等)，且可连接至制造设施的真空管线。在一些实施例中，排气管线150可包括连接至真空泵系统131的一或多个组件的前级管线(foreline)、泵抽管线(pumping line)等。在一些案例中，排气产物130可为前驱物材料，且真空泵系统131及排气管线150可被用于自沉积腔体103中排出排气产物130，以准备引入后续的前驱物材料。举例来说，在ALD制程的循环期间，循环的一个阶段的前驱物可在引入循环的下一阶段的前驱物之前被排出。在一些实施例中，真空泵系统131的一或多个泵亦可被用于通过排出排气产物130，来将沉积腔体103内的压力降低与控制到期望的压力。在一些实施例中，真空泵系统131的一或多个泵的操作可由控制单元115控制。

排气管线150可包括一或多个管路(pipe)、管路部分(pipe section)、管道(tube)、导管(conduit)等，它们允许排气产物130自沉积腔体103被转移。一些管线158在图1A中被标记为说明性范例。管线158可具有不同的直径、形状、长度或其他不同的特征。排气管线150亦可包括诸如联结器(coupling)、密封垫(seal)、阀门(例如：节流阀(throttlevalve)、隔离阀(isolation valve)、手动阀(manual valve)等)、接头(junction)等的组件。一些组件154在图1A中被标记为说明性范例。排气管线150的管线158或组件154可由钢、不锈钢、镍、铝、这些的合金、这些的组合等制成。排气管线150的管线158或组件154在本文中可被称为排气管线150的「部分(part)」。

来到图1C，根据一些实施例，显示了连接至单组排气管线150的两个沉积系统100A及100B。在图1C中，两个沉积系统100A及100B均使用单组排气管线150对各自的排气产物130进行排气。举例来说，来自沉积系统100A的排气出口125A的管线158A可连接至来自沉积系统100B的排气出口125B的管线158B，使得单一管线158引导来自沉积系统100A及100B两者的结合的排气产物130。图1C所示的排气管线150亦可包括一或多个组件154。作为范例，隔离阀154A及手动阀154B被标记于图1C中。应注意的是，并非所有图1C所示的排气管线150的组件154都被单独标记，且在其他实施例中，排气管线150可包括与图1C所示的组件不同的组件154或不同的组件154的构造。图1A至图1C所示的沉积系统、排气管线及其他组件是为说明性的范例，且其他可能的构造或设置均被认为是属于本公开的范围内。

参照图1A，根据一些实施例，排气管线150可包括形成在一或多个管线158或是一或多个组件154的表面上的涂层152。尽管在图1C中并未单独显示涂层152，但涂层152亦可被形成在图1C所示的排气管线150的管线158或组件154上。在一些实施例中，涂层152可包括一或多层的疏水材料，例如聚四氟乙烯(例如：铁氟龙)或类似的材料。涂层152可被形成在一或多个管线158或组件154的内部表面上(例如：在可能会曝露于排气产物130的表面上)，以自排气产物中保护内部表面，以及抑制排气产物130在排气管线150的内部表面上沉积或增积(accrete)材料。在一些实施例中，涂层152可完全围绕「部分」的内部表面的圆周延伸。在一些实施例中，「部分」(例如：管路部分、连接器、阀门等)的整个内部表面可被涂层152覆盖。在一些实施例中，仅有「部分」的内部表面中可能会曝露于一或多个前驱物的部分被涂层152所覆盖。在一些实施例中，「部分」的内部表面中不会曝露于一或多个前驱物的部分基本上不具有涂层152。除了排气管线150之外，涂层152可被形成在沉积系统100中可能会曝露于一或多个前驱物的任何组件的表面上。

作为范例，在沉积腔体103中执行ALD制程以沉积材料的薄膜(例如：氧化物或另一种薄膜材料)的期间，排气产物130可包括一或多种用于形成薄膜材料的前驱物。在一些不存在涂层152的案例中，一些前驱物可能黏着到排气管线150的内部表面(例如：管线158或组件154的内部表面区域)。存在于排气产物130中的前驱物亦可能在这些内部表面处反应，而在内部表面上形成薄膜材料层。在这种情况下，排气产物130可能会形成包括多层薄膜材料的堆积。在一些案例中，特别是在多次使用沉积系统100之后，薄膜材料的堆积可能会厚达约20微米(μm)或更多。在一些案例中，堆积可能包括薄膜材料、微粒(particulate)、残余物(residue)或其他物质的组合。

不过，如本文所述，在排气管线150的内部表面上形成的涂层152，可减少排气管线150内的薄膜材料的形成。举例来说，由于涂层152的疏水特性，存在于排气产物130中的一或多种前驱物可能不太倾向于化学键结或黏着到涂层152上。因此，在排气管线150的内部表面上形成涂层152可抑制前驱物的黏着，并因此也抑制了薄膜材料在内部表面上的形成。下文参照图3A及图3B，描述涂层152抑制在排气管线150的内部表面上形成氧化铝的范例。在一些案例中，涂层152亦可抑制排气130内其他物质的黏着。

薄膜材料在排气管线150的内部表面上的堆积会引起各种问题，例如管线或组件中的流量限制、微粒数量增加、片状的薄膜材料自内部表面剥离(peeling off)、由于堆积或剥落引起的组件堵塞、由于堆积或剥落引起的泵堵塞或损坏、由于堆积或剥落引起的机械组件功能降低或损坏、或其他问题。因此，使用如本文所述的涂层152，可减少由于堆积而导致的设备、管线或是组件故障的机会，并可增加设备、管线或组件的生命周期。这可通过降低由于堆积而导致的必需的维修或更换频率来降低成本。在一些案例中，可使用涂层152取代排气管线150中独立的捕捉系统以减少堆积，且因此可节省捕捉系统所需的成本及设施空间。

在一些实施例中，涂层152可被形成在管线158或组件154的内部表面以外的表面上。举例来说，除了内部表面以外，管线158或组件154的一些或全部其他表面可被涂布涂层152。在一些实施例中，排气管线150的管线158或组件154中的一些，可不具有涂层152。举例来说，通常只会曝露于少量或不会曝露于排气产物130的管线158或组件154可未被涂布。在一些实施例中，在它们被组装到整组排气管线150中之前，涂层152可被形成在整组排气管线150的个别管线158或组件154上。在一些实施例中，在于那些管线158或组件154上形成涂层152之前，整组排气管线150中的一些个别的管线158或组件154可先被组装。

可使用任何合适的技术将涂层152形成在「部分」(例如：排气管线150的管线158或组件154)上。在一些实施例中，在形成涂层152之前，可在该「部分」上执行可选用的表面准备制程。在一些实施例中，表面准备制程包括预烤(pre-bake)制程，在预烤制程其中「部分」被加热以移除「部分」的表面上存在的污染或残留物。在一些实施例中，表面准备制程包括喷砂(grit blasting)制程，在喷砂制程中砂粒或其他颗粒被以高速喷洒在「部分」上以清洁及/或粗糙化表面。在一些实施例中，表面准备制程包括以树脂或黏着剂涂布「部分」的表面。在一些实施例中，可通过将涂层152的材料喷涂(spray)到「部分」的适当的内部表面或外部表面上来施加涂层152的材料。涂层152的材料可被以液体形式、气溶胶(aerosol)形式、粉末形式等进行喷涂，且可使用压缩空气喷涂系统、静电喷涂系统等进行喷涂。在一些实施例中，在施加涂层152的材料之后，执行固化制程(curing process)。在一些实施例中，涂层152可例如在分批制程中同时施加到多个部分。在一些实施例中，可将涂层152施加至介于约1μm至约200μm之间的厚度，不过其他厚度也是可能的。

图2A至图2E是根据一些实施例所示，在不具涂层152的情况下于内部表面202上形成氧化铝(Al

图2A是根据一些实施例所示，排气管线150的一部分的内部表面202的示意图。在图2A中，符号「X」表示形成「部分」的材料的原子或化合物，可包括前述的一或多种材料，例如不锈钢。内部表面202包括曝露于排气产物130的末端基(terminal group)。图2A中所示的末端基显示为羟基(hydroxyl,OH)末端基204，但在其他案例中，末端基可包括不同的基团或基团的组合。

在图2B及图2C中，排气产物130中的第一前驱物210A与内部表面202上的羟基末端基204反应。如图2B所示，羟基末端基204的OH键断裂，并且末端氢原子被移除。第一前驱物210A的甲基(CH

在图2D及图2E中，排气产物130中的第二前驱物210B与内部表面202上的第二末端基206反应，形成氧化铝层212。如图2D所示，第二末端基206的甲基与铝原子之间的键断裂，且第二前驱物210B反应形成与铝原子键结的羟基末端基204以及作为反应副产物的甲烷。以这种方式，多个第二前驱物210B的甲基被羟基末端基204取代。如图2E所示，随着相邻的第二末端基206的甲基被移除，第二前驱物210B反应使得第二前驱物210B的氧原子键结到多个相邻的铝原子上，形成氧化铝层212。此反应亦形成羟基末端基204，羟基末端基204接着可与排气产物130内的第一前驱物210A反应，并通过图2A至图2E中所描述的相同反应，开始在氧化铝层212上形成另一个氧化铝层212。在这种方式下，由于长时间或反复曝露于排气产物130，可能会形成多个氧化铝层212，并进而在排气管线150的内部表面202上形成氧化铝层212的堆积。

来到图3A及图3B，根据一些实施例显示了具有涂层152的排气管线150的内部表面202。图3A所示的内部表面202与图2A至图2E所示的内部表面类似，但内部表面202上已形成聚四氟乙烯涂层(例如：铁氟龙)，以自排气产物130中保护内部表面202。图3A及图3B显示了具有单层聚四氟乙烯的涂层152，但涂层152可包括多层的聚四氟乙烯或其他材料。如图3B所示，涂层152防止第一前驱物210A及第二前驱物210B键结或黏着至内部表面202。举例来说，由于包含氟钝化碳链(fluorine-passivated carbon chain)的聚四氟乙烯，涂层152的曝露表面是疏水性的，且不会与第一前驱物210A或第二前驱物210B反应。以这种方式，第一前驱物210A及第二前驱物210B不太可能反应而在内部表面202上形成氧化铝层212。举例来说，在被涂层152所覆盖的内部表面202上的氧化铝层212的生长速率，可处于未被涂层152覆盖的内部表面202上的氧化铝层212的生长速率的约0％至约10％之间。

图2A至图3B描述了氧化铝层212的形成的范例以及涂层152如何抑制这种形成。不过，涂层152亦可减少氧化铝以外的材料的堆积。举例来说，涂层152可减少其他氧化物的堆积，例如氧化镧(La

本文所述的实施例所提供的优点可包括提高用于半导体制程的沉积系统、排气系统、真空系统或其组件的生命周期。此外，本文所述的实施例可减少这些系统的停机时间(down-time)及维护成本，进而降低制造半导体装置的成本。举例来说，通过在排气系统的表面上形成本文所述的涂层(例如：在前级管线，泵抽管线、阀门、连接器，接头等的表面上)，在这些表面上不被期望的材料堆积(例如：氧化铝或其他材料)可被防止或减少。如本文所述的涂层的使用可提供优点，且无需改变任何沉积制程或配方(recipe)。与其他技术，例如使用捕捉系统的技术相比，使用涂层亦具有较低的成本。

在一个实施例中，一种沉积设备包括第一半导体制程腔体、耦接至第一半导体制程腔体的前驱物输送系统、耦接至第一半导体制程腔体的第一排气管线，其中第一排气管线的内部表面被涂布疏水材料层，疏水材料层具有曝露的多个疏水表面、以及耦接至第一排气管线的真空泵。在一个实施例中，疏水材料层的材料包括聚四氟乙烯。在一个实施例中，第一排气管线包括不锈钢所制造的管路。在一个实施例中，前驱物输送系统被配置以将多个前驱物注入第一半导体制程腔体中，其中前驱物在第一半导体制程腔体中反应以形成一薄膜层。在一个实施例中，薄膜层包括氧化铝。在一个实施例中，前驱物并未与疏水材料层的疏水表面反应。在一个实施例中，前驱物中的一个前驱物包括水(H

在一个实施例中，一种沉积系统包括沉积腔体、被配置以将三甲铝(Al(CH

在一个实施例中，一种半导体装置的形成方法包括在一排气管线的内部表面上形成疏水涂层、将所述排气管线连接至半导体制程腔体、将第一前驱物导入至半导体制程腔体中、将第二前驱物导入至半导体制程腔体中，其中第一前驱物与第二前驱物反应以产生氧化材料层、以及自半导体制程腔体以及经由所述排气管线泵抽第一前驱物及第二前驱物。在一个实施例中，疏水涂层包括聚四氟乙烯。在一个实施例中，氧化材料包括氧化铪(HfO

前述内文概述多项实施例或范例的特征，如此可使于本领域普通技术人员更佳地了解本公开的态样。本领域普通技术人员应当理解他们可轻易地以本公开为基础设计或修改其他制程及结构，以完成相同的目的及/或达到与本文介绍的实施例或范例相同的优点。本领域普通技术人员亦需理解，这些等效结构并未脱离本公开的精神及范围，且在不脱离本公开的精神及范围的情况下，可对本公开进行各种改变、置换以及变更。