CN102017100B - 用于准分子固化的方法和设备 - Google Patents

用于准分子固化的方法和设备 Download PDF

Info

Publication number
CN102017100B
CN102017100B CN2009801141127A CN200980114112A CN102017100B CN 102017100 B CN102017100 B CN 102017100B CN 2009801141127 A CN2009801141127 A CN 2009801141127A CN 200980114112 A CN200980114112 A CN 200980114112A CN 102017100 B CN102017100 B CN 102017100B
Authority
CN
China
Prior art keywords
chamber
excimer lamp
wall
equipment
tubular body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2009801141127A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102017100A (zh
Inventor
迪米特里·卢伯米尔斯基
穆罕默德·M·拉希德
怡利·Y·叶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of CN102017100A publication Critical patent/CN102017100A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102017100B publication Critical patent/CN102017100B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105After-treatment
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/2406Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • H05H1/2431Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes using cylindrical electrodes, e.g. rotary drums
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/034Optical devices within, or forming part of, the tube, e.g. windows, mirrors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/038Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
    • H01S3/0385Shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/22Gases
    • H01S3/223Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
    • H01S3/225Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/2406Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • H05H1/2443Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes the plasma fluid flowing through a dielectric tube
    • H05H1/245Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes the plasma fluid flowing through a dielectric tube the plasma being activated using internal electrodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

提供了一种用于产生准分子辐射的设备。所述设备包括具有外壳壁的外壳,在所述外壳内配置了电极。在所述电极周围为管状主体。所述管状主体包括外壁与内壁。至少一种惰性气体在所述外壁与所述内壁之间,其中所述外壳壁与所述电极是配置用以激发所述惰性气体,以发出用于进行固化的准分子光。

Description

用于准分子固化的方法和设备
相关申请的交互参照 
本发明与同样让予本案受让人应用材料公司(Applied Materials)的2006年11月3日申请的美国专利公开案第2007/0295012号“UV固化系统的富含氮冷却气体模组”有关;所述相关申请案的整体内容以引用形式并入本文中。 
技术领域
本发明大体上与半导体制造工艺的方法与设备有关。更明确而言,本发明提供了用于准分子固化的方法与设备。 
背景技术
氧化硅(SiOx)、碳化硅(SiC)以及掺碳氧化硅(SiOCx)薄膜等材料在半导体器件制造上有广泛用处。在基板上形成此类含硅薄膜的一种方式是通过腔室内的化学汽相沉积(CVD)工艺。举例而言,在硅供应源与氧供应源之间的化学反应会使固相氧化硅沉积在位于CVD腔室内的半导体基板顶部。在另一例中,可由包括含至少一个Si-C键的有机硅烷来源的CVD反应形成碳化硅与掺碳氧化硅薄膜。 
水通常是有机硅化合物的CVD反应的副产物。就此而言,水会以湿气形式被物理性地吸收于薄膜中,或以Si-OH化学键形式结合于沉积薄膜中。通常,以任一种形式并入的水都是不受欢迎的。因此,最好能够移除沉积的含碳薄膜内不需要的化学键与化合物(例如,水)。同时,在某些特定的CVD工艺中,也需要移除牺牲材料的热不稳定有机碎片。 
用于解决此类问题的一种传统方法是热退火。这种退火程序所产生的能量以有序薄膜的较稳定键特性来取代不稳定且不需要的化学键,进而增加薄膜的密度。传统的热退火步骤一般都经历相对较长的历程(例如通常介于30分钟至2小时之间),因此耗费了可观的处理时间,并延缓了整个制造工艺。 
另一种解决这些问题的技术是利用紫外线辐射来辅助CVD氧化硅、碳化硅和掺碳氧化硅薄膜的后处理。使用UV辐射来固化与致密化CVD薄膜,可减少单个晶圆的总热预算并加速制造工艺。已开发出多种不同的UV固化系统以用于固化沉积在基板上的薄膜。 
一般而言,UV固化系统具有由微波产生器启动的汞蒸汽灯或掺杂金属卤化物的汞灯。UV灯产生的光涵盖了从170nm至600nm的广泛波长范围。然而,UV灯的使用寿命较短,并且在低于约400nm的波长下所提供的辐射输出较低。此外,特别是在低于250nm的波长下,UV灯的功率输出会随着UV灯的使用增加而降低。 
因此,需要改良现有的UV固化系统与方法。 
发明内容
本发明的实施方式在于提供比已有工艺及设备更有效益的设备,其通过采用准分子灯来激发惰性气体,以发出具有狭窄带宽范围(例如,152nm、172nm、193nm、222nm、248nm或303nm)的准分子光来固化介电材料。即使所述准分子光的波长低于约250nm,所述准分子光也能具有期望功率来固化介电材料。 
本发明的一个实施方式提供一种用于产生准分子辐射的设备。所述设备包括具有外壳壁的外壳。在所述外壳内配置了电极。管状主体围绕在电极周围。所述管状主体包括外壁与内壁。至少一种惰性气体在所述外壁与所述内壁之间,其中所述外壳壁与所述电极是配置用以激发所述惰性气体,以发出用于固化的准分子光。 
另一个实施方式提供了一种用于准分子固化介电材料的设备。所述设备包括腔室,其界定出基板处理区域。基板支撑件配置于所述腔室内并且位在所述腔室的底部区域处。至少一个准分子灯与所述基板支撑件分隔开,且是配置用以产生并传送辐射至位于所述基板支撑件上的基板。所述至少一个准分子灯各自包括电极。管状主体配置在所述电极周围,所述管状主体包括外壁与内壁。至少一种惰性气体在所述外壁与所述内壁之间。反射器与所述管状主体的所述外壁相邻,其中所述反射器与所述电极是配置用以激发所述惰性气体,以发出用于固化的准分子光。 
另一个实施方式提供了一种用于准分子固化基板上的介电材料的方法。所述基板放置于具有腔室壁与准分子灯的腔室内,所述准分子灯放置于所述腔室内。所述方法包括施加电压降(voltage drop)于所述腔室壁与所述准分子灯之间,以激发所述准分子灯内的惰性气体,而发出准分子光以固化所述介电材料。 
本发明的上述与其他实施方式,以及其多种优势与特征将结合下文与附图加以详细说明。然而,应了解本发明并不限于所示的精确布置与设备。 
附图说明
参照说明书与附图可进一步了解本发明的本质与优势。在附图中,相同的元件符号是用来代表不同附图中的相同构件。在部分例子中,与元件符号有关且位于连字符号后的下标是代表多个相似构件中的其中一个构件。当参照元件符号且未特别说明其下标时,是代表所有这类的多个相同构件。 
图1是一示例半导体处理系统的简化平面图; 
图2是多个示例串联处理腔室中的一个腔室的简化透视图; 
图3是一示例串联处理腔室的部分截面图; 
图4A是根据本发明一实施方式的示例准分子灯的示意截面图,所述准分子灯配置在腔室的侧壁处; 
图4B是图4A的示例准分子灯沿截线4B-4B的示意截面图; 
图5A是根据本发明一实施方式的示例准分子灯的示意截面图,所述准分子灯配置在腔室的侧壁处; 
图5B是图5A的示例准分子灯沿截线5B-5B的示意截面图; 
图6A是根据本发明一实施方式的示例准分子灯的示意截面图,所述准分子灯配置在腔室的侧壁处; 
图6B是图6A的示例准分子灯沿截线6B-6B的示意截面图; 
图7A是根据本发明一实施方式的示例准分子灯的示意截面图,所述准分子灯配置在腔室的侧壁处; 
图7B是图7A的示例准分子灯沿截线7B-7B的示意截面图;以及 
图8至10是显示在腔室内准分子灯的多种示例配置方式的示意图。 
具体实施方式
本发明与用于固化介电材料的设备有关,介电材料例如低k介电材料、旋 涂玻璃(SOG))或其他沉积于基板(例如,硅晶片、液晶显示器基板、太阳能面板基板与其他基板)上的介电材料。所述设备激发惰性气体以发出具有窄带宽范围的准分子光,如152nm、172nm、193nm、222nm、248nm或303nm,以固化介电材料。即使所述准分子光的波长低于约250nm,所述准分子光也能具有期望的功率以固化介电材料。所述设备包括具有腔室壁的腔室。在腔室内配置有电极。管状主体围绕在电极的周围。所述管状主体包括外壁与内壁。至少一种惰性气体在所述外壁与所述内壁之间,其中所述腔室壁与所述电极是配置用以激发所述惰性气体,以发出用于固化的准分子光。 
图1是一半导体处理系统100的简化平面图,而本发明的实施方式可整合于所述系统100中。系统100显示ProducerTM处理系统的实施方式,其可购自美国加州圣克拉拉市的应用材料公司(Applied Material Inc.,of Santa Clara,Calif.)。处理系统100是一种完备系统(self-contained system),其多个必要的工具由主机结构101所支撑。处理系统100一般包括了前端暂存区(front endstaging area)102(在前端暂存区基板匣109支撑于其上,并且将基板载入负载锁定腔室112中及从负载锁定腔室112卸除)、容纳有基板搬运器(substratehandler)113的传送腔室111、安装在传送腔室111上的一系列串联处理腔室106和后端138,其中后端138容纳了系统100运作所需要的多个支援工具,例如气体面板103及功率分配面板105。 
此等串联处理腔室106中的每个腔室各自包括两个处理区域用以处理基板。这两个处理区域共用一个共同气体源、共同压力控制及共同工艺气体排放/泵送系统。系统的模组设计可从任何一种配置快速转换到另一种。可调整腔室的布置与组合,以进行特定的处理步骤。多个串联处理腔室106中的任一个腔室可包括根据本发明下述构想的盖体,所述盖体包括一或更多个准分子灯以用于基板上低K材料的固化处理及/或腔室清洁处理。在一个实施方式中,所有三个串联处理腔室106都具有准分子灯,并且配置为准分子固化腔室而同时运行以求最大产量。 
在不是所有串联处理腔室106都配置成准分子固化腔室的替代实施方式中,系统100可与一或更多个具有支撑腔室硬件的串联处理腔室一起使用,此等腔室例如已知可容纳各种其他已知处理(例如化学汽相沉积(CVD)、物理汽相沉积(PVD)、蚀刻等)。举例而言,系统100可配置有多个串联处理腔室106 中的一个腔室和用于在基板上沉积材料(例如低介电常数(K)薄膜)的CVD腔室。这种配置可使研究与开发制造用途最大化,且如果需要的话,可避免刚沉积的薄膜暴露在大气中。 
图2是图2所示的多个串联处理腔室106中的其中一个腔室的简化透视图,其配置以用于进行准分子固化。串联处理腔室106包括主体200以及可与主体200铰接的盖体202。与盖体202连接的是两个外壳204,两外壳204各包括进气口206与排气口208,以使冷却空气通过外壳204的内部。冷却空气可为室温或接近摄氏22度。中央加压空气源(未示)提供了足够流率的空气至进气口206,以确保任何准分子灯泡及/或灯泡的相关功率源能适当运作。排气口208自外壳204接收排出空气。与传统UV固化灯不同,本发明中的准分子灯并不使用臭氧,因此可避免臭氧管理的问题。可与串联处理腔室106结合使用的冷却模组的细节可见于在2006年11月3日申请的美国专利公开案第2007/0295012号“UV固化系统的富含氮冷却气体模组”;第2007/0295012号申请案也让予本案受让人“应用材料公司”,且其整体内容以引用形式并入本文。 
每个外壳204包括其内安置有准分子灯(未示)的上外壳210以及其内安置有副反射器(secondary reflector,未示)的下外壳214。本发明的部分实施方式还包括具有数个齿212a的碟体212,此等齿212a与相应的带(未示)啮合,所述带将碟体212连接至心轴(spindle)216,心轴216接着与电动机(未示)以可运作的方式连接。碟体212、带、心轴216和电动机的组合使上外壳210(及安装于其中的准分子灯)可相对于定位在盖体202下方的基板支撑件上的基板旋转。 
图3绘示了具有盖体202、外壳204与功率源303的串联处理腔室106的部分截面图。每个外壳204覆盖住分别置于界定在主体200内的两个处理区域300上方的准分子灯302的其中一者,每一个处理区域300包括加热基座306以支撑处理区域300内的基板308。基座306可以由陶瓷或金属(例如铝)制成。在部分实施方式中,基座306连接至杆体310,所述杆体310延伸穿过主体200的底部,且由驱动系统312加以运作以于处理区域300中将基座306移向及移离准分子灯302。驱动系统312也可于固化期间旋转及/或移动基座306,以进一步增强基板照射的均匀性。除了可以取决于光传送系统设计思想 的本质(例如焦距)来精细微调入射的准分子光对基板308的辐射量之外,基座306的可调整式定位还可控制挥发性固化副产物,并且控制净化与清洁气体的气流模式以及滞留时间。 
一般而言,本发明的实施方式可使用任何一种准分子源,例如脉冲式氦、氖、氩、氪、氙闪光灯,其可以产生特定波长的辐射,例如152nm、172nm、193nm、222nm、248nm或303nm。准分子灯302内充填了一或更多种气体(例如氦、氖、氩、氪、氙)以受到功率源303激发。较佳地,功率源214为射频(RF)产生器,RF产生器可以产生的频率范围介于约50kHz至约180MHz之间。在一个实施方式中,各外壳204包括孔305,其与功率源303相邻以接收来自功率源303的RF功率。 
准分子灯302可放射出具有窄带宽范围的准分子光,例如约152nm、172nm、193nm、222nm、248nm或303nm。准分子灯302中选用的气体可决定其放射波长。不同于放射170nm至400nm波长带宽的UV光的传统UV灯,准分子灯302放射的光具有与硅-硅(Si-Si)、硅-氧(Si-O)、硅-氮(Si-N)及/或硅-碳(Si-C)的键能量对应的窄带宽范围,以固化介电材料,例如氧化物、氮化物、氮氧化物、含碳介电材料、或其他介电材料。准分子灯302可提供需要的功率输出以固化介电材料,其所需波长低于约400nm。通过使用准分子灯,可更符合需要地固化介电材料(例如低k介电材料)。在某些实施方式中,准分子灯302与基板308之间的距离可以介于约1mm至约200mm之间。在其他实施方式中,此距离可介于约1mm至约60mm之间。 
从准分子灯302放射的光穿过置于盖体202中的孔中的窗口314而进入处理区域300。窗口314可由不含OH的合成石英玻璃制成,其具有足够厚度以维持真空而不碎裂。此外,窗口314可为熔融的二氧化硅(silica),其可让低至接近150nm的光穿透。处理或清洁气体经由两个进气通道316的其中一者进入处理区域300,处理或清洁气体接着经由共同的排出口318离开处理区域300。此外,供应至外壳204内部的冷却空气循环通过准分子灯302,但由窗口314而与处理区域300隔离。 
在一个实施方式中,各外壳204包括由涂有二向色薄膜(dichroic film)的铸造石英衬垫304所界定出的内部抛物表面。石英衬垫304可反射来自准分子灯302放射出的光线,且基于石英衬垫304引导准分子光至处理区域300中的图 案,石英衬垫304被塑形为适用于固化处理以及腔室清洁处理的形状。对于某些实施方式而言,通过移动及改变内部抛物表面的形状来调整石英衬垫304,以更适用于各处理或任务。此外,由于二向色薄膜之故,石英衬垫304可依照期望来传送准分子灯302所放射的光线。二向色薄膜通常由周期性多层膜建构而成,所述多层膜是由具有交替高折射率与低折射率的多种介电材料组成。由于此涂层并非金属性,因此从功率源303向下入射于铸造石英衬垫304背侧的微波辐射并不会明显地与此等调整层(modulated layers)互相作用或被其吸收,且可直接传送以使准分子灯302中的气体离子化。 
在某些实施方式中,在固化及/或清洁期间旋转或周期性移动石英衬垫304可增进基板平面的光照均匀性。在另一实施方式中,整个外壳204会在基板308上方旋转或周期性移动,而石英衬垫304相对于准分子灯302为静止。在又一实施方式中,通过基座306来旋转或周期性移动基板308,则提供了基板308与准分子灯302之间的相对运动,以增进照射及固化均匀性。 
对于固化处理而言,基座306被加热至约摄氏100度至约摄氏1100度之间,较佳为约摄氏300度至约摄氏750度之间。处理区域300内的压力可介于约500μTorr至约500Torr之间,较佳为介于约500mTorr至约5Torr之间,以适当固化基板308。在固化处理期间,基座306可以约每分钟一转(1rpm)至约300rpm的转速来旋转基板308,以使基板308均匀地暴露于准分子灯302所产生的光线。 
图4A是根据本发明一实施方式配置在外壳侧壁处的示例准分子灯的示意截面图。图4B是图4A的准分子灯沿截线4B-4B的示意截面图。 
在图4A中,准分子灯302包括电极410、反射器420与管状主体400。管状主体400围绕在电极410周围。管状主体400包括外壁402与内壁404。至少一种惰性气体(例如,He、Ne、Ar、Kr与Xe)填充并密封于内壁404与外壁402之间。反射器420配置成与管状主体400的外壁402相邻。反射器420可实质上接地,且电极410可与RF功率源303(示于图3中)连接以激发惰性气体406,以发出狭窄带宽范围的准分子光来进行固化。管状主体400配置成穿透外壳的侧壁430。附加至管状主体400的焊接真空凸缘450则配置于侧壁430与灯钳440之间。在侧壁430的沟槽内配置有O形环(O-ring)460以适当密封外壳,及/或保持外壳内的压力。应注意,管状主体400的形状并 不限于图4A所示者。管状主体400可具有能容纳电极410的任何一种形状。 
通过对电极410施加高电压并使反射器420及/或外壳侧壁430实质上接地,准分子灯302可激发惰性气体以发出准分子光。准分子光可固化介电材料(例如低k介电材料),以适当移除湿气并使介电材料致密化。 
在某些实施方式中,与电极410连接的导线410a配置在管状主体400内,且不暴露于串联处理腔室106中。这种配置可适当避免因为施加高电压至导线410a及实质接地的外壳侧壁430而在串联处理腔室106内产生等离子的情形。此外,在电极410与管状主体400的内壁404之间的空间中提供有压力。所述压力使得当电极410与反射器420及或侧壁430经配置而产生准分子光时,在空间内实质上不会产生等离子。此压力可为,例如约大气压力,且与外壳204(示于图3中)内的压力不同。 
在图4B中,反射器420可实质上以半圆柱状型式围绕管状主体400的外壁402。反射器420可适当反射准分子灯302所放射的准分子光。反射器420可实质上接地。本领域技术人员可修改反射器420使其覆盖住外壁402,以产生固化所需的辐射。 
图5A是根据本发明另一实施方式配置在外壳侧壁处的示例准分子灯的示意截面图。图5B是图5A的准分子灯沿截线5B-5B的示意截面图。 
在图5A中提供了另一种示例准分子灯302a。隔间壁403接触内壁404与外壁402。隔间壁403将邻近管状主体400一端的区域405与邻近管状主体400另一端的另一区域407分隔开来。惰性气体406填充并密封于区域405中。也可视需要将气体(例如空气或其他气体)填充及/或密封于区域407中。隔间壁403实质上可与外壳的侧壁430相邻。 
准分子灯302a的隔间壁403将区域405与区域407分隔开来。惰性气体406以外的气体可填充于区域407内。在激发区域405中的惰性气体406时,实质上无准分子光自区域407的气体中产生。O形环460可不受到来自区域407的准分子光照射。O形环460的使用寿命可因而得以延长。O形环460可适当密封外壳。 
图6A是根据本发明另一实施方式配置在外壳侧壁处的示例准分子灯的示意截面图。图6B是图6A的准分子灯沿截线6B-6B的示意截面图。 
在图6A中,提供了另一种示例准分子灯302b。准分子灯302b具有介电 材料区域407a,例如玻璃及/或任何固态介电材料。当侧壁430可适当地支持准分子灯302b时,可视需要使用焊接真空凸缘450(示于图4A与图5A中)。O形环460配置于外壳壁的沟槽内以及管状主体400与外壳壁之间。由于有介电材料区域407a,当准分子灯302b产生准分子光时,固态介电材料区域407a不会产生准分子光。此外,侧壁430可实质上阻挡来自区域405中的惰性气体406所产生的准分子光。O形环不会受到来自固态介电材料区域407a的任何准分子光的照射。因此,可于固化处理期间适当避免O形环460受到准分子光破坏。O形环460的使用寿命可因而延长,且O形环460可适当密封外壳。 
图7A是根据本发明又一实施方式配置在外壳侧壁处的示例准分子灯的示意截面图。图7B是图7A的准分子灯沿截线7B-7B的示意截面图。 
在图7A中,提供了一种示例准分子灯302c。在图7A中,准分子灯302c具有内壁404,所述内壁404与外壁402在邻近管状主体400末端415的区域处分隔开来。当侧壁430实质上接地或浮置(floating)以产生准分子光时,电极410与侧壁430可实质上激发内壁404与外壁402之间的惰性气体。在邻近末端415的区域处,所述外壁402与内壁404之间的间隙可适当避免电极410与侧壁430于腔室内产生等离子。 
图8至10是显示在外壳内的多种准分子灯示例配置的示意图。在图8中,准分子灯302实质上平行地配置于外壳内,各准分子灯302的一端配置成穿透过侧壁430a,而各准分子灯302的另一端则离开侧壁430b。在某些实施方式中,准分子灯302可配置在邻近外壳中央处。在图8中所绘示的准分子灯302的数量仅为示例。本发明的范畴并不限于此。只要外壳能够容纳准分子灯302的数目,也可在外壳内配置一个或两个以上的准分子灯302。在某些实施方式中,准分子灯302的数量介于约2个至约12个之间。也可视需要使用如图4A、图5A、图6A和图7A所示的上述准分子灯302以及302a至302c。 
在图9中,各准分子灯302的两端都配置成穿透过侧壁430a与430b。由于准分子灯302的每一端都不配置在腔室中,因此在每一个准分子灯302内的电极410末端以及侧壁430a与430b并不会在腔室内产生等离子。图9中灯302的配置可适当避免腔室中的气体离子化。在某些实施方式中,也可视需要使用图4A、图5A、图6A和图7A所示的上述准分子灯302以及302a至302c。 
在图10中,可沿着外壳壁430以彼此之间实质相同的间距来配置准分子 灯302d至302i。举例而言,准分子灯302d至302i配置成使准分子灯302d的一端实质上面对准分子灯302g的一端,使准分子灯302e的一端实质上面对准分子灯302h的一端,并使准分子灯302f的一端实质上面对准分子灯302i的一端。准分子灯302d至302i可为图4A、图5A、图6A和图7A所示的上述准分子灯302以及302a至302c中的任一者。 
通过上述若干实施方式的说明,本领域技术人员应知多种修饰例、替代架构和等效例皆不脱本发明的精神。此外,说明书中不对多种习知处理与元件做说明,以避免不必要地混淆了本发明。因此,上述说明不应被视为对本发明范畴的限制。 
当提供数值范围时,除非文字中另外清楚指明,应知也同时揭露介于所述范围的上下限值之间的各个区间值,可以至下限值单位的十分之一。也涵盖了陈述范围中的所陈述数值或区间值与陈述范围中任何另一陈述数值或区间值之间的每个较小范围。这些较小范围的上限值与下限值可独立包含或排除于所述范围中,且各范围(不管是包含其中一个、包含两个或不含其上限值与下现值)皆涵盖于本发明内所陈述的范围中,除非有特别排除的限制。当所陈述的范围包括限值的其中一者或两者,其也涵盖此等排除其中一者或两者所含限值的范围。 
说明书与附权利要求书中所使用的单数形式“一”与“所述”等用语也包括复数形式,除非文字中另外清楚指明。因此,举例而言,“一种方法”包括数个这类方法,而“所述前驱物”包括一或更多种前驱物以及本领域技术人员所熟知的其等效例。 
同时,说明书与下述权利要求书中的“包括”、“包含”、“含有”、“含”以及“具有”等用语是指存在所陈述的特征、组件、构件或步骤,但其并不排除一或更多种其他特征、物体、构件、步骤、动作或群组的存在或增加。 

Claims (13)

1.一种用于准分子固化介电材料的设备,所述设备包括:
一腔室,其界定出一基板处理区域;
一基板支撑件,其配置于所述腔室内并且位在所述腔室的一底部区域处;以及
至少一个准分子灯,其与所述基板支撑件分隔开,且是配置用以产生并传送辐射至位于所述基板支撑件上的一基板,所述至少一个准分子灯各自包括:
一电极;
一管状主体,其围绕在所述电极周围,所述管状主体包括一外壁与一内壁,至少一种惰性气体在所述外壁与所述内壁之间;以及
一反射器,其与所述管状主体的所述外壁相邻,其中所述反射器与所述电极是配置用以激发所述惰性气体,以发出用来固化的准分子光。
2.如权利要求1所述的设备,其中在所述电极与所述管状主体之间的一空间内提供一压力,使得所述电极与所述反射器在所述空间内不激发气体。
3.如权利要求1所述的设备,其中所述管状主体围绕在所述电极周围,使得所述电极不暴露于所述腔室中。
4.如权利要求1所述的设备,其中所述反射器以半圆柱状型式围绕所述外壁。
5.如权利要求1所述的设备,其中所述管状主体包括与所述内壁及所述外壁接触的一隔间壁,所述管状主体具有一第一端与一第二端,且所述隔间壁将邻近所述第一端的一第一区域与邻近所述第二端的一第二区域分隔开来。
6.如权利要求5所述的设备,其中所述隔间壁与所述腔室的一腔室壁相邻。
7.如权利要求1所述的设备,其中所述管状主体包括一介电材料区域,其具有与所述腔室的一腔室壁相邻的一边缘。
8.如权利要求1所述的设备,其中所述管状主体具有一第一端与一第二端,所述第一端延伸进入所述腔室的一腔室壁内,所述第二端在所述腔室内延伸,此外,所述内壁在邻近所述第二端的一区域处与所述外壁分隔开。
9.如权利要求1所述的设备,其中所述管状主体具有一第一端与一第二端,所述第一端延伸进入所述腔室的一腔室壁内,所述第二端在所述腔室内延伸,此外,所述第二端与所述腔室的一第二侧壁分隔开。
10.如权利要求1所述的设备,其中所述管状主体具有一第一端与一第二端,所述第一端延伸进入所述腔室的一第一腔室壁内,所述第二端在所述腔室的一第二腔室壁内延伸。
11.如权利要求1所述的设备,其中所述至少一个准分子灯包括一第一准分子灯与一第二准分子灯,所述第一准分子灯被夹钳于所述腔室的一第一侧壁处并向所述腔室的中央延伸,所述第二准分子灯被夹钳于所述腔室的一第二侧壁处并向所述腔室的中央延伸,所述第二侧壁与所述第一侧壁相对。
12.如权利要求1所述的设备,其中所述至少一准分子灯包括一第一准分子灯与一第二准分子灯,且所述第一准分子灯与所述第二准分子灯平行配置并穿过所述腔室的侧壁。
13.如权利要求12所述的设备,其中所述第一准分子灯与所述第二准分子灯配置为靠近所述腔室的中央。
CN2009801141127A 2008-04-22 2009-04-16 用于准分子固化的方法和设备 Expired - Fee Related CN102017100B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/107,281 US8022377B2 (en) 2008-04-22 2008-04-22 Method and apparatus for excimer curing
US12/107,281 2008-04-22
PCT/US2009/040809 WO2009131889A2 (en) 2008-04-22 2009-04-16 Method and apparatus for excimer curing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102017100A CN102017100A (zh) 2011-04-13
CN102017100B true CN102017100B (zh) 2012-11-28

Family

ID=41200336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801141127A Expired - Fee Related CN102017100B (zh) 2008-04-22 2009-04-16 用于准分子固化的方法和设备

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8022377B2 (zh)
JP (1) JP5319758B2 (zh)
KR (1) KR20110005721A (zh)
CN (1) CN102017100B (zh)
TW (1) TW201009947A (zh)
WO (1) WO2009131889A2 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2717657A4 (en) * 2011-06-03 2014-11-12 Wacom CVD DEVICE AND CVD FILM MANUFACTURING METHOD
US20150099828A1 (en) * 2012-04-25 2015-04-09 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Laminate and method for producing same
CN103872557B (zh) * 2012-12-11 2016-09-28 中国科学院大连化学物理研究所 一种非均匀电极单重态氧发生装置
US20140230770A1 (en) * 2013-02-20 2014-08-21 University Of Southern California Transient plasma electrode for radical generation
US9966240B2 (en) 2014-10-14 2018-05-08 Applied Materials, Inc. Systems and methods for internal surface conditioning assessment in plasma processing equipment
US9355922B2 (en) 2014-10-14 2016-05-31 Applied Materials, Inc. Systems and methods for internal surface conditioning in plasma processing equipment
US10573496B2 (en) 2014-12-09 2020-02-25 Applied Materials, Inc. Direct outlet toroidal plasma source
US10224210B2 (en) 2014-12-09 2019-03-05 Applied Materials, Inc. Plasma processing system with direct outlet toroidal plasma source
US9741593B2 (en) 2015-08-06 2017-08-22 Applied Materials, Inc. Thermal management systems and methods for wafer processing systems
US9691645B2 (en) 2015-08-06 2017-06-27 Applied Materials, Inc. Bolted wafer chuck thermal management systems and methods for wafer processing systems
US10504700B2 (en) 2015-08-27 2019-12-10 Applied Materials, Inc. Plasma etching systems and methods with secondary plasma injection
FR3053169B1 (fr) * 2016-06-28 2018-08-10 Thales Dispositif de generation d'un rayonnement laser et procede de fabrication associe
CN108242412B (zh) * 2016-12-26 2020-06-23 台湾积体电路制造股份有限公司 半导体元件固化装置、基材处理系统以及半导体元件固化方法
US10381200B2 (en) * 2017-03-08 2019-08-13 Applied Materials, Inc. Plasma chamber with tandem processing regions
KR102453361B1 (ko) * 2018-05-18 2022-10-07 삼성전자주식회사 다중 경화 장치 및 다중 경화 장치를 이용한 반도체 칩의 제조 방법
US20210057864A1 (en) * 2019-08-19 2021-02-25 Iradion Laser, Inc. Enhanced waveguide surface in gas lasers

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2763806A (en) * 1950-11-24 1956-09-18 Hanovia Chemical & Mfg Co Vapor electric discharge device
US3641560A (en) * 1969-02-24 1972-02-08 Path Computer Equipment Inc High-speed illumination apparatus
US3733709A (en) * 1971-05-06 1973-05-22 Sun Chemical Corp Reflector and cooling means therefor
CH677292A5 (zh) * 1989-02-27 1991-04-30 Asea Brown Boveri
CH680099A5 (zh) * 1990-05-22 1992-06-15 Asea Brown Boveri
EP0533325B1 (en) * 1991-07-25 1996-01-10 Hamamatsu Photonics K.K. Discharge tube
US5405368A (en) * 1992-10-20 1995-04-11 Esc Inc. Method and apparatus for therapeutic electromagnetic treatment
JP3025414B2 (ja) * 1994-09-20 2000-03-27 ウシオ電機株式会社 誘電体バリア放電ランプ装置
US5838108A (en) * 1996-08-14 1998-11-17 Fusion Uv Systems, Inc. Method and apparatus for starting difficult to start electrodeless lamps using a field emission source
US6015759A (en) * 1997-12-08 2000-01-18 Quester Technology, Inc. Surface modification of semiconductors using electromagnetic radiation
DE19810455C2 (de) * 1998-03-11 2000-02-24 Michael Bisges Kaltlicht-UV-Bestrahlungsvorrichtung
US6376972B1 (en) * 1998-11-19 2002-04-23 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Powerful glow discharge excilamp
JP3439679B2 (ja) * 1999-02-01 2003-08-25 株式会社オーク製作所 高輝度光照射装置
US6343089B1 (en) * 1999-08-25 2002-01-29 College Of William & Mary Microwave-driven ultraviolet light sources
US6130512A (en) * 1999-08-25 2000-10-10 College Of William & Mary Rf capacitively-coupled electrodeless light source
JP3591393B2 (ja) * 1999-11-02 2004-11-17 ウシオ電機株式会社 誘電体バリア放電ランプ装置
JP3418581B2 (ja) * 2000-02-07 2003-06-23 株式会社オーク製作所 誘電体バリア放電ランプ
JP3385259B2 (ja) * 2000-03-15 2003-03-10 株式会社エム・ディ・コム 誘電体バリヤ放電ランプ及びそれを利用したドライ洗浄装置
TWI251506B (en) * 2000-11-01 2006-03-21 Shinetsu Eng Co Ltd Excimer UV photo reactor
US6723293B2 (en) * 2000-12-12 2004-04-20 Nytrox 1, Inc. System and method for treating cooling tower water
US20020074290A1 (en) * 2000-12-18 2002-06-20 Jensen Lonald H. System and method for treating drinking water
US6759664B2 (en) * 2000-12-20 2004-07-06 Alcatel Ultraviolet curing system and bulb
JP2003197152A (ja) * 2001-12-25 2003-07-11 Harison Toshiba Lighting Corp 誘電体バリア放電ランプ、誘電体バリア放電ランプ部品、放電ランプ点灯装置及び光照射装置
US6739716B2 (en) * 2002-06-10 2004-05-25 Océ Display Graphics Systems, Inc. Systems and methods for curing a fluid
US7137695B2 (en) * 2003-09-30 2006-11-21 Konica Minolta Medical & Graphics, Inc. Inkjet recording apparatus
JP3972126B2 (ja) * 2004-05-28 2007-09-05 独立行政法人産業技術総合研究所 紫外線発生源、紫外線照射処理装置及び半導体製造装置
JP2006134705A (ja) 2004-11-05 2006-05-25 Harison Toshiba Lighting Corp 誘電体バリア放電ランプを用いた光照射装置
WO2006079982A1 (en) * 2005-01-28 2006-08-03 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Treatment system comprising a dielectric barrier discharge lamp
DE102005006656A1 (de) * 2005-02-14 2006-08-17 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Dielektrische Barriere-Entladungslampe in Doppelrohrkonfiguration
US7517814B2 (en) * 2005-03-30 2009-04-14 Tokyo Electron, Ltd. Method and system for forming an oxynitride layer by performing oxidation and nitridation concurrently
US20090039757A1 (en) * 2005-04-22 2009-02-12 Hiroyoshi Ohshima Excimer Lamp
US20060249175A1 (en) * 2005-05-09 2006-11-09 Applied Materials, Inc. High efficiency UV curing system
US20060251827A1 (en) * 2005-05-09 2006-11-09 Applied Materials, Inc. Tandem uv chamber for curing dielectric materials
US20070028618A1 (en) * 2005-07-25 2007-02-08 General Electric Company Mixer assembly for combustor of a gas turbine engine having a main mixer with improved fuel penetration
JP4400547B2 (ja) * 2005-10-28 2010-01-20 ウシオ電機株式会社 エキシマランプ及びエキシマランプを搭載した紫外線照射装置
US7589336B2 (en) * 2006-03-17 2009-09-15 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for exposing a substrate to UV radiation while monitoring deterioration of the UV source and reflectors
JP5019156B2 (ja) * 2006-08-21 2012-09-05 ウシオ電機株式会社 エキシマランプ装置
US7501292B2 (en) * 2007-07-19 2009-03-10 Asm Japan K.K. Method for managing UV irradiation for curing semiconductor substrate

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2006-134705A 2006.05.25

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009131889A2 (en) 2009-10-29
US20090261276A1 (en) 2009-10-22
KR20110005721A (ko) 2011-01-18
US8022377B2 (en) 2011-09-20
JP2011518444A (ja) 2011-06-23
TW201009947A (en) 2010-03-01
WO2009131889A9 (en) 2009-12-30
WO2009131889A3 (en) 2010-02-18
CN102017100A (zh) 2011-04-13
JP5319758B2 (ja) 2013-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102017100B (zh) 用于准分子固化的方法和设备
KR101168821B1 (ko) 처리 챔버의 고효율 uv 클리닝
US7663121B2 (en) High efficiency UV curing system
US8338809B2 (en) Ultraviolet reflector with coolant gas holes and method
US20100096569A1 (en) Ultraviolet-transmitting microwave reflector comprising a micromesh screen
US6150265A (en) Apparatus for forming materials
EP1601003A2 (en) Ultraviolet ray generator, ultraviolet ray irradation processing apparatus, and semiconductor manufacturing system
US20060286820A1 (en) Method for treating substrates and films with photoexcitation
CN105103266A (zh) 用于卤化物驱气的处理系统及方法
US20090305515A1 (en) Method and apparatus for uv curing with water vapor
US10373823B2 (en) Deployment of light energy within specific spectral bands in specific sequences for deposition, treatment and removal of materials
CN101484973A (zh) 用于先进前段工艺的群集设备
JP2019125685A (ja) プラズマ処理装置の部品のクリーニング方法
CN104471687A (zh) 降低多孔低k膜的介电常数的方法
KR101631586B1 (ko) 기판 성능에 대한 높은 처리량 및 안정한 기판을 위한 급속 주기적 및 포괄적 후 다중 기판 uv-오존 세정 시퀀스들의 중첩
JP5072287B2 (ja) 基板の表面処理方法とその装置
US20080233754A1 (en) Substrate peripheral film-removing apparatus and substrate peripheral film-removing method
JP4234135B2 (ja) 基板処理装置のクリーニング方法
JPH0334538A (ja) 光励起反応装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: American California

Applicant after: Applied Materials Inc.

Address before: American California

Applicant before: Applied Materials Inc.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121128

Termination date: 20150416

EXPY Termination of patent right or utility model