CN100578730C - 用于uv固化室的增加设备利用性/mwbc减少的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于UV固化室的增加设备利用性/MWBC减少的装置和方法，其引导层状净化气流通过工件以去除除气或产生自处理期间的工件的污染物或物质。为了提供层状气流，泵衬里可采用环形，其具有诸如各种尺寸和/或形状的狭槽的多个注入狭槽以及相对的多个接收狭槽。为了防止污染物在室的组件上的聚集，净化气流足够载送来自处理室的污染物或除气物质。为了防止物质在衬里上的冷凝，泵衬里可通过来自辐射源的传导和辐射进行加热。为了增加衬里的发射率，泵衬里还可进行阳极化或其它处理。

Description

用于UV固化室的增加设备利用性/MWBC减少的装置和方法

背景技术

诸如硅氧化物(SiO_x)、硅碳化物(SiC)以及碳掺杂硅氧化物(SiOC_x)膜的材料在半导体器件的制造中得到广泛使用。在半导体衬底上形成这样的含硅膜的一种方法是通过在室中的化学气相沉积(CVD)工艺。例如，硅供应源与氧供应源之间的化学反应可导致设置在CVD室中的半导体衬底的顶部上的固相硅氧化物的沉积。作为另一示例，硅碳化物以及碳掺杂硅氧化物膜可由包括具有至少一个Si-C结的有机硅源的CVD反应形成。

水经常是有机硅化合物的CVD反应的副产品。由此，水可作为湿气物理地吸收进膜中，或者作为Si-OH化学键结合到沉积膜中。水结合的这些形式的任何一个通常是不合需要的。因此，诸如水的不需要的化学键和化合物优选从沉积的含碳膜中去除。另外，在一些特定CVD工艺中，牺牲材料的热不稳定的有机碎片(由CVD期间采用以增加孔隙率的致孔剂造成)需要去除。

用于解决该问题的一个通常方法是传统的热退火。来自该退火的能量使用有序膜特性的更加稳定的键替代不稳定的、不需要的化学键，从而增加膜的密度。传统的热退火步骤通常相对较长的时间(例如，经常在30分钟到2小时之间)并且因此消耗显著的处理时间并且减慢了整体制造过程。

解决该问题的另一方法是利用诸如红外(IR)、紫外(UV)或可见光的辐射以有助于诸如硅氧化物、硅碳化物以及碳掺杂硅氧化物的CVD产生膜的后处理。例如，均授予Applied Materials公司并且其全部内容合并在此作为参考的美国专利No.6,566,278和6,614,181描述了使用UV光对于CVD碳掺杂硅氧化物膜的后处理。用于固化并致密化CVD膜的UV辐射的使用可减少单个晶片的总体热预算并加快制造过程。已开发出大量不同种类的UV系统，其可有效地固化沉积在衬底上的膜。在这些固化技术以及其它这样的程序期间，通常需要对水分子和各种其它物质进行除气，或者从正在固化或处理的膜中释放。这些物质往往聚集在室的各种暴露的表面上。并且，这些物质在该表面上的增加要求对于该室的表面进行周期性的清洁，诸如在处理完每200个晶片之后，而这导致显著的设备停工期和制造产量的相应下降。处理之后的污染等级通常用作清洁间隔的基准。为了减少成本和系统停工期，通常需要具有较高的MWBC值(清洁间平均晶片量)，或者在清洁之间的已处理晶片的平均量。在一些扫描源系统中，例如，由诸如在处理室的相对较冷的表面上的除气材料的冷凝造成的800到1200个晶片的MWBC被认为是不理想的MWBC较低值。

由于包括这些以及其它缺陷的原因，并且尽管有各种固化室和技术的发展，但是仍然在不断寻找该重要技术领域中进一步的改进。

发明内容

根据本发明实施方式的系统和方法可防止在处理室或其它这样的支架的元件上污染物、除气物质和其它材料的聚集。

在一个实施方式中，一种用于固化工件的系统，包括室外壳，其可包括例如固化室和用于安装辐射源的室。在室外壳中的衬底支架用于支撑正在处理的诸如半导体晶片的工件。诸如紫外(UV)灯的辐射源可将辐射定向到所述衬底支架上支撑的工件，以固化工件的至少一层或区域。泵衬里设置在室外壳中工件外围的周围，诸如环形衬里设置在半导体晶片的圆形外部边缘的周围。泵衬里具有用于接收和排出净化气流的气体进气室和气体排气室。泵衬里还具有用于引导基本上层状的净化气流通过正在固化的工件的表面的多个注入狭槽。多个接收狭槽与所述多个注入狭槽相对并且用于接收引导通过所述晶片的气流。接收狭槽的尺寸和形状设计用于在处理期间接收气流和除气或释放自工件的任何物质或污染物。

在一个实施方式中，一种用于在处理室中将净化气流引导通过工件的泵衬里，包括由诸如铝的材料形成的环形元件。该元件具有适于配合诸如半导体晶片外部边缘的工件外围的中心开口。环形元件包括用于接收净化气流进入所述环形元件中的第一沟道的进气室，以及用于将所述净化气流引导出所述环形元件中的第二沟道的排气室。多个注入口位于环形元件的中心开口附近，并且用于引导由所述进气室接收的所述净化气流从所述第一沟道通过所述工件的表面。多个接收口位于环形元件的中心开口附近，接收口与注入口基本上相对，并且用于接收引导通过工件的表面的净化气流，以及在处理期间除气或由工件释放的任何物质。注入口和接收口可包括狭槽或其它开口，其尺寸和形状设计为引导并接收层状气流，并且接收处理期间任何除气或释放自工件的物质或污染物。

净化气流选择为具有足够的质量和动量，从而净化气体可载送除气物质。泵衬里引导气流和除气物质通过第二沟道并且通过排气室排出环形元件。泵衬里可通过传导以及来自固化源的辐射加热。泵衬里还可进行阳极化以增加衬里的发射率。为了最小化热量流动量，泵衬里与室体之间的接触区域可最小化，并且因此最小化从泵衬里到室体的热损失。

在一个实施方式中，一种用于固化工件的方法，包括：将待固化的工件定位在处理室中的工件支架上。能够固化工件至少一层或区域的辐射引导到工件的表面。提供层状的净化气流通过工件的受辐射的表面。层状气流由泵衬里发射出，该泵衬里具有用于引导和接收气流多个注入狭槽和多个接收狭槽。选择狭槽的形状、尺寸、位置以及数量以产生基本上层状的气流，以及传输从工件的受辐射表面除气的任何物质。在净化气流通过受辐射表面并且由泵衬里的接收狭槽接收之后，净化气流和除气物质从泵衬里和室中排出。为了最小化热量流动量以及热损失，泵衬里与室体之间的接触区域可最小化。

本发明这些以及其它实施方式，以及其优点和特征将结合以下文本和附图更加详细地描述。

附图说明

根据本发明的各种实施方式将参照附图进行描述，其中：

图1(a)和图1(b)所示为可根据本发明一个实施方式使用的示例性处理系统；

图2(a)和图2(b)所示为可根据本发明一个实施方式使用的第一泵衬里部分；

图3(a)和图3(b)所示为可根据本发明一个实施方式与图2(a)和图2(b)所示的第一泵衬里部分一起使用的第二泵衬里部分；

图4所示为根据本发明一个实施方式的使用泵衬里的净化气体的流动模式；

图5所示为根据本发明的一个实施方式的使用净化气体流的晶片性能的比较；以及

图6所示为可根据本发明的一个实施方式使用方法步骤。

具体实施方式

通过在除气物质可在处理室的表面上聚集之前提供用于该除气物质的去除机构，根据本发明各种实施方式的系统和方法克服了在现有退火、固化和其它处理系统中的前述和其它缺陷。在一些实施方式中，用于产生净化气体的流动的泵衬里或其它元件可用于诸如真空室的室中以引导基本上薄片层流动的气体在诸如UV固化工艺的工艺期间通过晶片或其它工件的表面。这样的流动可带走任何由工件除气带来的物质。衬里可通过室中的对流以及固化光源被动地加热，从而物质不会聚集在该衬里上并且可有效地从该室清除。在一个实施方式中，对该泵衬里进行阳极化处理以增加该衬里的吸收效率。为了提供额外的能量以加热该衬里，工件与固化光源之间的窗口也可具有足够大的直径以允许来自光源的光直接辐射在该衬里上。该衬里可形成为具有与处理室主体的容积最小的接触，为了将从衬里到室体的热流(以及因此的损失)降低到最小，在一个实施方式中，其通常保持在约75℃。为了控制气体通过工件表面的流动，该衬里还可具有变化形状、宽度和/或高度的细缝，从而流动方向基本上为薄片并且通过晶片的气体的速度从晶片的一侧到另一侧基本上均匀。

图1(a)和图1(b)所示为可根据本发明一个实施方式使用的示例性的处理系统100，虽然根据包括在此的描述和建议，对于本领域的普通技术人员来说显而易见的，本发明的技术方案可有利地用于各种其它系统和应用。该系统100包括用于固化工艺的光源102，诸如现有技术中已知的UV或IR灯。为了将来自灯的光向衬底支架聚焦，反射器104定位在灯102与衬底支架106之间。反射器也可用于对衬底支架上的光的印记进行成形。衬底支架106可为任何适于在固化工艺期间将诸如半导体晶片的工件支撑到位的合适器件。在一个示例中，工件支架为适于制成半导体晶片的圆柱形夹盘。为了相对于灯定位晶片，该夹盘可以移动，并且可具有在处理过程中将晶片保持在该夹盘上的真空端口或其它装置。

灯102定位在处理室122中，该处理室可包括窗口108以将室的灯罩部分与室的衬底外壳部分分开，该窗口108可为任何合适的窗口，诸如电介质窗口(例如，石英)，其对于来自灯102的固化辐射是透明的。窗口可具有任何合适的尺寸，只要该窗口足够强到防止操作过程中破裂并且厚度足够薄到来自灯的所有辐射基本上通过该窗口。窗口108，以及窗口和室壁之间的任何密封剂，例如将灯102和反射器104与衬底支架106分开，从而在固化工序期间，从工件除气的任何材料不会聚集或污染灯、反射器或者处理室的灯罩部分的其它光学元件。窗口还可具有与待固化的区域相匹配的形状。例如，如果待处理的工件为300mm的半导体晶片，则为了将该晶片的整个表面暴露于辐射下，该窗口可成形为具有约300mm的圆柱形横截面(平行于待固化的晶片的表面)。反射器也可确保光的印记基本上匹配该形状，从而基本上所有的光均为了处理而聚焦并且不会接触室壁或其它元件，而这可不必要地加热这些元件。

即使窗口108可基本上防止任何除气物质或其它污染物或颗粒进入灯罩部分并且污染该灯，但是窗口本身仍然容易遭受到该窗口的暴露表面上物质的沉积、冷凝或聚集。并且，在衬底外壳部分中的其它表面仍然可暴露于这些物质。在图1(a)和图1(b)的实施方式中，在室的衬底外壳部分中设置有泵衬里110，其用于引导层状气体通过衬底支架106上的工件112的暴露表面。图1(b)相对于图1(a)更加详细地示出了泵衬里(以截面图示出)附近的元件，并且在附图之间的合适位置上标有数字。如现有技术已知的，衬里用于引导接收自气体源114的气体的流动并且由气流控制器116调节。为了将任何除气物质和污染物从处理室中去除，衬里110也可在通过工件112之后收集气流并且通过排气孔118将该气体引导出该室。该流动在工件与室窗口之间产生保护性气体净化以防止窗口上的副产品增加。保护性净化气体的层状流动可有助于最大化该流动的均匀性并且避免任何回流区。在一个实施方式中，为了与狭口阀平行并且减小该阀对于流动模式的影响，该流动从室的后面到室的前面。

气体源114可为任何合适的源以提供合适气体的流动。大量种类的气体和气体混合物已知用作净化气体，并且可用于该实施中。在一个实施方式中，所用的净化气体由于较大的分子量而主要(或纯粹)为氩，较大的分子量增加了气“幕”的动量和能量。在另一实施方式中，氩和氦的混合物用于提供充分的热传递，同时具有足够的分子量和动量以带走除气残留物。其它合适的气体包括例如，He、Ar、N₂、O₂、O₃、H₂、NH₃、N₂O、H₂O(蒸气)和NO。

泵衬里可为任何适于引导气体层状流动通过工件的器件、元件或组件，诸如引导流经该室的矩形元件、一对平行衬里或者引导合并产生单一气流的一系列输入气流通过晶片的一系列进气口。然而，由于气流模式可为不规则的，并且可产生湍流或回流区，这些设计的大多数存在技术问题，从而物质不能均匀地载出，并且甚至可聚集在窗口上或这些湍流区附近的其它组件上。由于这些原因，以及在此讨论的加热和其它原因，各种实施方式利用将参照图2到图3讨论的环形的泵衬里。在图1(a)和图1(b)所示的泵衬里区域对应于以截面图示出的单个环形衬里的一部分。这些衬里部分也可称为室泵送环，其提供净化气体的层状流动通过工件的表面。

流动控制器116和/或光源102可通过使用现有技术中已知的控制和其它信号的系统控制器120监控和/或控制。在一个示例中，在该室中的强度监控器(未图示)可将监控信号馈入系统控制器120，该系统控制器可通过用户界面装置随后显示或中继该信息。如果强度不足，系统控制器可产生指示灯装置增加用于暴露工件的强度的控制信号。如果系统控制器检测到强度不能保持在最小的强度阈值之上，例如可存储在用于该系统的数据存储装置126中，随后系统控制器可产生表示该灯装置工作不正常的警告信号，并且可要求诸如更换灯泡的维修措施。系统控制器可将该警告信号发送给合适的装置，诸如警告系统操作者的警报器。在该示例中，信号发送给用户界面装置124，诸如个人电脑或无线使能PDA，其允许提醒系统的用户或操作者，需要注意灯组件。用户界面也可允许用户或操作者观察系统的各种监控参数和组件，并且如现有技术中已知的，可允许用户或操作者为了系统的工作而调节或控制各种设定或参数。

如对于本领域的普通技术人员显然的，系统控制器通过接收来自合适传感器的信号可监控诸如流速、压力、温度、气体成分级别等的整个系统的各个方面，并且可警告操作者和/或控制组件以根据需要调节参数或执行维护。例如，系统控制器可通过泵衬里监控气体的流速，并且可响应对其的流速调节输入流动。根据包含在此的描述和建议，系统控制器、用户界面和数据存储的各种其它使用和应用对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。

如图1(b)所示，可选择电介质窗口108的直径，从而使得辐射能到达工件的整个外围以及至少环形泵衬里110的内部周边表面(相对于该室)。在一些实施方式中，反射器104将光源102的泛光图案从基本上矩形区域转变为与正在暴露的基本上圆形的半导体衬底和/或衬里110的基本上圆形的内表面相对应的基本上圆形。如将在以下详细讨论的，允许光辐射在泵衬里的表面上使得衬里被动加热。

在一些实施方式中，光源可包括两个或多个单独的光源。在一个这样的设备中，第一和第二UV灯产生用于单个室的泛光图案。UV灯包括UV源(例如，细长的UV灯泡)和主反射器，并且次反射器定位在UV灯与室之间。两个UV灯可彼此成一定角度安装。在一些实施方式中，对角相对于垂直在5度到25度之间。包括两个灯的设置可产生正在泛光图案中产生的UV辐射的更高的强度，而这反过来可导致更快的固化时间。

泵衬里可为单件，或可包括相互匹配以形成单一结构的上衬里部分和下衬里部分。例如，根据一个实施方式，图2(a)和图2(b)分别示出了下衬里部分200的俯视图和底视图，并且图3(a)和图3(b)分别示出了上衬里部分300的俯视图和底视图。当匹配在一起时，该部分形成为具有一对相对的沟道206/304，208/306的单个环形结构。这些沟道其中之一具有进气室302，并且其它的沟道具有出口室210，从而气体可流入一个沟道，可排出衬里并流经晶片进入其它沟道，随后通过出口排出。

如图2(a)所示，示例性的下衬里部分200包括一组基本上平行并相对的注入和接收口，或狭槽202。在该图中，其所示为从下衬里部分的一个边缘位置延伸到相对的边缘部分的凹槽，当下部分与上部分配合时，其在两个部分之间形成狭缝。如图所示，上衬里300包括允许气体流入已组装的衬里并且引导进入第一沟道(由凹槽206和304形成)以及引导排出与第一沟道相邻的狭槽202的气体输入室302。气体将流经晶片的表面(沿着前头的方向)，仅仅在晶片已暴露的表面之上，并且接收进入与第二沟道208(由凹槽208和306形成)相邻的狭槽202。第二沟道包括允许气体和任何除气物质和污染物引导出泵衬里的排气室210，其可连通该室的排气口(诸如图1(a)和图1(b)中的口118)。虽然该示例包括一个部分中的进气室以及另一部分中的排气室，但是应该理解，该室可例如在相同部分中或在相对的衬里部分中。

如将在此详细讨论的，上下部分包括诸如圆柱形脚或衬垫的接触部件212和308，其提供泵衬里和周围室体的最小化的接触。该室泵送衬里也可具有最小化的法兰以减小偏离层状流动路径的寄生泵送。

在衬里中的相对狭槽202当组装时用于提供晶片与真空窗口之间的均匀的层状净化气体。该流动的示例在图4的图形400中示出。如所见的，在相对狭槽之间的流动基本上为线性和平行的。仅在相对狭槽的边缘和外侧区域，可看见流动的轻微不均匀性，但是该不均匀性没有严重到不利地影响该流动。保持合适的狭槽间隔和流速可确保该流动基本上层状通过工件。

另一最小化湍流发生的方法是确保基本上均匀流速通过晶片。因为气体不需要到达远至接近中间的所需的工件边缘，所以均匀尺寸的狭槽往往造成通过晶片的不均匀的流速。由此，根据各种实施方式的泵衬里可包括具有所选数量、宽度、高度和/或间隔以提供通过工件的基本上均匀流动的狭槽。在一个示例中，在第一沟道(具有进气口)上的狭槽相对较小，在约0.02”级，从而增加气体排出的速度并且提供均匀压力分布上游的进气狭槽。为了减小通过出气狭槽的压力降，第二沟道(具有排气室)附近的狭槽尺寸大于(例如3倍到5倍)进气狭槽的深度。出气狭槽也可在工件边缘附近更深以增加工件侧(与中心相对)的气流。

在另一示例中，总共六个狭槽用于泵衬里，其宽度从1.0到2.0英寸，高度从0.045到0.2英寸变化。狭槽之间的间隔从0.4到1.0英寸变化。在该示例中，Ar/He气的流速约为16slm/16slm。并且，虽然该狭槽所述为截面上呈矩形，但是应该理解，也可使用其它形状以有助于对于各种系统和应用更容易产生通过工件的均匀流动。

在设计该泵衬里时，需要优化诸如狭槽尺寸和室压的各种因素。例如，对于16slm Ar/16slm He流动，0.045和0.06英寸的狭槽尺寸相比于0.075和0.09英寸的狭槽尺寸，发现在晶片内部具有更多的气体回流。并且，3Torr的室压相比于6Torr的室压，具有更多的回流。所以在该示例中可以发现，为了最小化气体回流并且获得更高的流动均匀性，需要0.075和0.09英寸的较大的狭槽尺寸和6Torr的较高的室压。

一个特别关注的污染物是在UV固化处理期间从晶片除气的致孔剂，其可沉积在窗口上。致孔剂在例如美国专利No.6,171,945和6,451,367中得到描述，两者合并在此作为参考。在窗口上的任何这样的聚集可阻碍UV光到达晶片，导致源效率不断的下降。由室泵送衬里中的狭槽产生的净化气体可有效地保护窗口免受除气材料的损害，并且可在该材料在窗口上聚集之前将其载出该室。为了优化该除气材料的去除，气流可保持相对接近晶片的表面。在一个实施方式中，气流保持在晶片表面之上小于0.15”处，虽然在从约0到约1.0英寸范围内的任何间隔在这样的应用中是可接受的。也可采用其它适于该系统和/或应用的范围。保持接近晶片的流动可有助于最小化扫掠所需的气体量，并且可有助于提高温度，并且净化气体增加的动量有助于去除除气物质。

除气致孔剂也可聚集在室的其它区域中，导致颗粒的产生并且最终衬底的污染。由于气体在泵衬里的进气和出气沟道之间流动，该物质的大部分可发生在衬里的接收狭槽的附近。减少衬里上该物质量的方法是提高并保持衬里的温度，从而污染物不太可能粘附或冷凝在衬里的表面上。

并且，加热的衬里在清洁工序过程中更容易清洁。在一个示例中，臭氧用作固化后处理的清洁剂，从而不需要破坏室的真空完整性。臭氧可通过热量增加或应用来激活以与有机物质分离和结合。在一个应用中，臭氧与基于碳的物质反应并且随后泵送出该室。随后可优选地保持该衬里的温度在所需激活臭氧反应的温度范围中，该温度由臭氧蚀刻率数据证实为诸如120到200℃的温度范围。在一个实施方式中，衬里的温度范围从约120℃改变为约75℃。为了提高该系统的MWBC，热量建模设计可有助于选择狭槽的位置、形状和尺寸。

在一个实施方式中，至少120℃的衬里温度发现足够用于室中的CIP铝衬里，其中在处理期间，该衬里保持在约60℃到约70℃之间(如在出气和泵送口测量的)。臭氧清洁的效率在这些温度时急剧增加，从而可显著延缓该室的湿清洁。在一个示例中，湿清洁间隔从每200晶片增加到每2000晶片。在另一示例中，在100晶片之后的衬里上的残留物基本上清除。

在一个实施方式中，窗口通过来自加热元件的热量应用而加热。用于加热窗口或其它这样的元件的合适的加热元件和方法在现有技术中已经公知并且在此不在详细描述。在一个示例中，加热窗口可将清洁间隔增加到约每10，000晶片之后。然而，充分加热窗口而同时保持最优处理条件的额外成本和复杂性并非对于所有应用或制造商均可接受。

在一个实施方式中，衬里的温度通过被动加热来提高。衬里可接收来自固化光源以及气体通过正在固化的晶片的热量。同时，大量的热量将来自对流，来自UV辐射的额外的热量可有助于增加处理过程中衬里的温度。为了进一步改进衬里的加热，可修改衬里和/或室的物理设计。

在第一示例中，衬里接触室体的量可以最小化。如图2(b)所示，例如，下衬里部分200可包括至少三个配置用于接触室体并支撑衬里部分的接触部件212。通过利用较小接触部件而不允许衬里较大部分接触室体，周围室体的传导路径可最小化，从而可显著减少对于周围环境的导热损失。应该理解，这样的接触部分可替换或附加地放置在室体上或室与衬里之间。根据包含在此的教导，如对于本领域的普通技术人员显然的，其它诸如金属环或其它这样的部件的接触部件可用于衬里与室体之间。

在另一示例中，室泵送衬里的外部表面的至少一部分可阳极化或者涂覆或处理以显著增加外部表面的发射率，从而允许来自诸如陶瓷加热器和/或UV灯的现有功率源的增加的辐射热传输。在一个实施方式中，阳极化的泵衬里具有相比于抛光的铝的0.3而言0.9的发射率。铝的增加的发射率允许衬里捕获来自诸如陶瓷加热器和/或UV灯的现有能量源的辐射能量。例如，铝衬里可反射来自光源的高达70％的光辐射，而阳极化的衬里可吸收约85％～90％的光能量，从而允许由于光能量而显著加热衬里。阳极化层的厚度例如可最小化至0.001到0.003英寸级别，从而增加从外部的阳极化层到铝衬里剩余部分的热传导。衬里可使用本领域公知的任何合适的阳极化工艺进行阳极化。在一个示例中，通过蚀刻或溶剂的使用对铝进行清洁，随后放置在诸如含硫或草酸溶液的溶液中，其中应用电流产生较厚的氧化层(约0.002英寸级别)以形成在衬里上，其具有高于未进行阳极化工艺的坚固性和厚度。

在另一示例中，在灯与衬底支架之间的电介质窗口可在宽度/直径上扩展，从而来自光源的光可直接辐射到至少一部分衬里上。这对于该衬里提供了额外的热量，而不需要任何未包括在该工序中的组件。该加宽的窗口在与可吸收大部分辐射的光能量的阳极化衬里一起使用时特别有效。

在一个示例性系统中，电介质窗口的直径从13.25英寸增加到14.75英寸，其中处理室设计用于固化具有12英寸直径的晶片。这通过允许来自UV固化源的更多的IR到达泵送衬里，增加了该衬里的加热。可选择泵送衬里的内径，从而使得主要气流容积在顶部上的窗口，底部上的晶片加热器(以及因此晶片)与泵送环的内径之间。该室的其它区域为有效的死容积，其中诸如致孔剂的材料在泵送出去之前不能显著地冷凝。

图5所示为根据本发明的一个实施方式的使用502表示的使用净化气体流的晶片性能以及使用504表示的未使用层状净化气流的晶片性能(6x)的曲线500。如图所见，诸如可使用在此所述的泵衬里引入的使用层状气流502的处理，所示在通过70个晶片以上的可接受的收缩量。未使用层状流动的处理所示在收缩量上有显著的变化，约第10个晶片，并且基本上约第30个晶片。

图6所示为根据本发明的一个实施方式的处理工件的方法600的步骤。该方法关于UV固化处理进行描述，虽然应该理解，该方法仅为示例性的并且与在该方法中引用的那些类似的步骤可与根据包括在此的教导和建议，对于本领域的普通技术人员显而易见的其它的这样的处理一起使用。在该方法中，泵衬里位于处理室602中的晶片支架附近。该泵衬里可具有用于接收净化气体源的进气室，用于排出净化气体的排气室，以及用于引导净化气体流通过工件表面的至少一对狭槽或其它气口。为了最小化来自衬里的热流，泵衬里也可设计具有与室体的最小化的接触。为了增加工件处理过程中衬里的温度，泵衬里也可阳极化或涂覆或处理。

待处理的工件放置在室中604。在该示例中，半导体晶片放置在UV固化室中。在该示例中，为环形衬里的泵衬里定位在晶片外围周围。为了将净化气体引导进入衬里的沟道中，净化气体源随后引导到泵送部分606。可选择净化气体源，使得通过晶片的净化气体流动具有足够的质量和/或动量以在固化过程中将从晶片除气的任何物质或污染物载出。为了直接辐射在晶片上，可激活诸如UV灯的辐射源608。为了进一步在固化处理过程中加热衬里，辐射源也可定位为直接辐射至少部分泵衬里。

在晶片的固化过程中，净化气体的流动可引导通过，并且与之距离较小距离的正在固化的晶片的表面610。泵衬里可设计为使得气流从一系列狭槽或其它注入口排出衬里，定位、成形和尺寸以提供基本上均匀的流通通过晶片的表面，以流动中最小化的湍流。在净化气体流动通过晶片表面之后，并且收集了从晶片除气的任何物质，已污染的净化气体可通过多个接收口引导返回泵衬里中612。这些口或狭槽可再次设计为允许基本上均匀的流动通过晶片表面，并且提供衬里接收狭槽附近的最小化的湍流量。已污染的净化气体可通过至少一个排气室排出衬里，并且引导出系统614。在固化处理的最后，晶片随后从系统中移出。如果有额外的晶片需要处理618，则随后另一晶片放置在室中。如果没有，则处理可结束620。在一个实施方式中，已污染的气体从衬里的排气口收集，并且通过可去除已污染的净化气体流动中基本上所有的除气物质的至少一个颗粒过滤器。该已过滤的气流随后可引导返回通过衬里并且通过晶片，减少了所用的气体源的量并且减少了对于设备的排气需求。气体的回流可减少运行成本，但是在一些实施方式中，也会减少MWBC，因为在回流的净化气体中也会有一定量的污染物聚集在泵衬里上。

虽然泵衬里的被动加热可为有效的相对成本高效的方法，但是在衬里到达所需的温度之前，接近处理室的起动仍然需要一定时间。如图5所示，少量晶片的平均处理可以显著地影响性能。由此，为了在第一晶片处理之前，将衬里预加热到所需温度，为了进一步防止诸如致孔剂的材料在衬里上的冷凝，某些实施方式结合加热器，或者在泵衬里中，或者在与衬里的热连接中(例如，衬里上)。

在阅读以上描述之后，使用中心快速沉积的其它配方对于本领域的普通技术人员来说显而易见。在不偏离本发明构思的情况下，其它变化也将是显而易见的。这些等同物和替代物意欲包括在本发明的范围中。所以，本发明的范围不应该仅限于所述的实施方式，而应该由以下权利要求书限定。

Claims (20)

1.一种用于固化工件的系统，包括：

室外壳；

在所述室外壳中用于支持工件的衬底支架；

辐射源，其用于将辐射引导到所述衬底支架上支撑的工件，以固化所述工件；以及

泵衬里，其包括环形元件，所述环形元件具有适于配合所述工件的外围的中心开口，所述环形元件具有用于接收气流进入所述环形元件中的第一沟道和将净化气流排放出所述环形元件中的第二沟道的气体进气室和气体排气室，所述泵衬里具有位于所述中心开口附近的多个注入狭槽，所述多个注入狭槽用于引导层状的净化气流通过由所述辐射正在进行固化的所述工件的表面，所述泵衬里还具有位于所述中心开口附近的多个接收狭槽，所述多个接收狭槽与所述多个注入狭槽相对并且用于接收引导通过所述晶片的气流，所述接收狭槽进一步用于在所述固化处理期间接收从所述工件除气的任何物质。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

净化气体源，其用于将所述净化气流引导到所述泵衬里。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述净化气流具有足够的质量和动量以载出固化期间从所述工件除气的物质。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述泵衬里具有多个用于接触所述室外壳的接触部件，其中为了减小从所述泵衬里到所述室外壳的热量流动的能力，所述接触部件最小化所述泵衬里与所述室外壳之间的接触区域。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述辐射源进一步将辐射引导到所述泵衬里的至少一部分，从而增加所述泵衬里的温度。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

设置在所述辐射源与所述工件支架之间的窗口，所述窗口具有足够大的直径，从而所述辐射源可将辐射引导到待固化的整个工件的表面和所述泵衬里的至少一部分，

其中所述净化气流使得在所述窗口上除气物质的聚集减少到最小。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

与所述泵衬里热接触的加热元件，所述加热元件用于在所述净化气流引导通过所述工件的所述表面之前，将所述泵衬里加热到预定温度。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

所述辐射源包括至少一个紫外(UV)灯。

9.一种用于在处理室中将净化气流引导通过工件的泵衬里，包括：

具有适于配合工件外围的中心开口的环形元件，所述环形元件具有用于接收净化气流进入所述环形元件中的第一沟道的进气室，以及用于将所述净化气流引导出所述环形元件中的第二沟道的排气室；

多个注入口，其位于所述环形元件的所述中心开口附近，并且用于引导由所述进气室接收的所述净化气流从所述第一沟道通过所述工件的表面，所述注入口用于引导层状的所述净化气流通过所述表面；以及

多个接收口，其位于所述环形元件的所述中心开口附近，所述接收口与所述注入口相对，并且用于接收引导通过所述工件的所述表面的所述净化气流，以及由所述气流载送的从所述工件除气的任何物质，并且引导所述气流和除气物质通过所述第二沟道并且通过所述排气室排出所述环形元件。

10.根据权利要求9所述的泵衬里，其特征在于：

所述泵衬里由铝形成。

11.根据权利要求9所述的泵衬里，其特征在于：

所述泵衬里的暴露表面的至少一部分进行阳极化。

12.根据权利要求9所述的泵衬里，其特征在于：

所述多个注入口和多个接收口每个包括在所述环形元件中的多个狭槽。

13.根据权利要求9所述的泵衬里，其特征在于：

所述环形元件还具有用于接触室外壳的多个接触部件，其中为了减小从所述环形元件到所述室外壳的热量流动的能力，所述接触部件最小化所述环形元件与所述室外壳之间的接触区域。

14.根据权利要求9所述的泵衬里，其特征在于：

所述环形元件包括第一和第二配合部分。

15.根据权利要求9所述的泵衬里，其特征在于：

所述多个注入口和多个接收口每个为至少一种形状、尺寸和定位，从而提供层状的流动。

16.根据权利要求9所述的泵衬里，其特征在于：

所述多个注入口包括至少一个不同形状和不同尺寸的多个注入口。

17.一种用于固化工件的方法，包括：

将待固化的工件定位在处理室中的工件支架上；

将辐射引导到所述工件支架上的所述工件的表面，所述辐射所选为固化在所述表面上的至少一层材料；

提供净化气流通过所述工件的受辐射表面，所述净化气流由泵衬里发射出，该泵衬里包括环形元件，所述环形元件具有适于配合所述工件的外围的中心开口，并且所述泵衬里具有用于引导层状的净化气流通过所述工件的受辐射表面的多个注入狭槽和多个接收狭槽，所述多个注入狭槽和多个接收狭槽位于所述环形元件的所述中心开口附近，所述环形元件具有用于接收所述净化气流进入所述环形元件中的第一沟道的进气室，所述净化气流足够传输从所述工件的受辐射表面除气的任何物质；以及

在所述气流通过所述受辐射表面并且由所述泵衬里的所述接收狭槽接收之后，将所述净化气流和除气的物质排出，所述泵衬里的所述环形元件具有用于将所述净化气流引导出所述环形元件中的第二沟道的排气室。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：

选择所述多个注入狭槽和多个接收狭槽其中至少之一的至少一种形状、尺寸、位置以及数量，从而提供层状的气流。

19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述辐射的一部分引导到所述泵衬里的一部分，从而增加所述泵衬里的工作温度。

20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：

最小化所述泵衬里与所述处理室的主体之间的接触区域，从而最小化从所述泵衬里到所述主体的热量流动量。

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