CN216849866U - 一种紫外线照射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种紫外线照射装置，用于对晶圆的表面进行照射，包括：灯箱，所述灯箱具有一内腔，且所述灯箱的一面具有贯通所述内腔的通孔；环形灯组，位于所述内腔中，包括至少一个面向所述通孔的紫外灯管，所有所述紫外灯管至少构成一个环形。由于所述环形灯组各处发出的紫外线的强度均匀，使用所述环形灯组对晶圆上的氮化硅膜层进行照射，使所述氮化硅膜层应力具有良好的均匀性。

Description

一种紫外线照射装置

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，尤其涉及一种紫外线照射装置。

背景技术

在半导体集成电路制造工艺中常用紫外线对膜层进行处理，例如，采用紫外线照射化学气相沉积形成的氮化硅膜层以进行应力调整、低介电常数材料的性能改善以及干法刻蚀后膜层的损伤修复等。例如：高应力氮化硅沉积设备在晶圆上生成氮化硅膜层后，会通过紫外线照射装置对氮化硅薄膜进行紫外线照射，以改善氮化硅薄膜的应力，形成高应力氮化硅薄层。但现有的紫外线照射装置存在紫外线强度不均匀的问题，会影响氮化硅膜层应力的均匀性，进而影响半导体器件的良率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种紫外线照射装置，提高氮化硅膜层应力的均匀性。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种紫外线照射装置，用于对晶圆的表面进行照射，包括：

灯箱，所述灯箱具有一内腔，且所述灯箱的一面具有贯通所述内腔的通孔；环形灯组，位于所述内腔中，包括至少一个面向所述通孔的紫外灯管，所有所述紫外灯管至少构成一个环形。

可选的，所述紫外线照射装置还包括：

灯罩，所述灯罩可拆卸安装在所述通孔内。

可选的，所述环形灯组包括至少一个环形的所述紫外灯管，当所述紫外灯管具有至少两个时，所有所述紫外灯管构成同心圆环。

可选的，所述紫外线照射装置还包括：

灯架，用于支撑所述紫外灯管。

可选的，所述环形灯组包括至少两个圆弧形的所述紫外灯管，所有所述紫外灯管沿周向均匀分布。

可选的，所述紫外线照射装置还包括：

灯架，用于支撑所述紫外灯管并驱动所有所述紫外灯管同步旋转。

可选的，所述紫外灯管的旋转中心与所述通孔的中心等高。

可选的，每个所述紫外灯管的功率均相同。

可选的，所述紫外线照射装置还包括：

晶圆支撑架，位于所述灯箱外，且设置于所述灯箱具有所述通孔一面的外壁上，且所述晶圆支撑架的上表面低于所述通孔的下边缘。

可选的，所述晶圆具有相对的正面和背面，所述晶圆的正面形成有氮化硅薄膜，所述晶圆的背面放置在所述晶圆支撑架上。

本实用新型提供了一种紫外线照射装置，用于对晶圆的表面进行照射，所述紫外线照射装置包括：灯箱，所述灯箱具有一内腔，且所述灯箱的一面具有贯通所述内腔的通孔；环形灯组，位于所述内腔中，包括至少一个面向所述通孔的紫外灯管，所有所述紫外灯管至少构成一个环形。由于所述环形灯组各处发出的紫外线的强度均匀，使用所述环形灯组对晶圆上的氮化硅膜层进行照射，使所述氮化硅膜层应力具有良好的均匀性。

附图说明

图1为一种紫外线照射装置的结构示意图；

图2为图1所示紫外线照射装置照射后的晶圆上氮化硅膜层的应力分布图像；

图3为本实用新型实施例一提供的一种紫外线照射装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一提供的一种紫外线照射装置的侧视图；

图5为图3所示紫外线照射装置照射后的晶圆上氮化硅膜层的应力分布图像；

图6为本实用新型实施例二提供的一种紫外线照射装置的结构示意图；

图7为本实用新型实施例三提供的一种紫外线照射装置的结构示意图；

其中，附图说明为：

100、200-灯箱；101-内腔；102-环形灯组；202-条形灯组；104、204-灯架；106、206-灯罩；108、208-晶圆支撑架。

具体实施方式

图1为一种紫外线照射装置的结构示意图，如图1所示，所述紫外线照射装置包括：灯箱200、条形灯组202、灯架204、灯206罩及晶圆支撑架208。所述灯箱100具有一内腔，且所述灯箱100的一面具有贯通所述内腔的通孔，所述灯罩206设置在所述通孔内，所述灯架204设置在所述内腔中，所述条形灯组202设置在所述灯架204上，且所述条形灯组202面对所述通孔。所述晶圆支撑架208位于所述灯箱100外，且设置于所述灯箱200的具有所述通孔面的外壁上，且所述晶圆支撑架208的上表面低于所述通孔的下边缘。

其中，所述条形灯组202包括两个平行设置的条形紫外线灯管，所述灯架204带动所述条形灯组202以所述灯架204的中心A为旋转中心在所述条形灯组202所在平面进行旋转，旋转方向如图中箭头所示，且所述灯架204的旋转角度为180度。

在实际操作中，先将晶圆放置在氮化硅沉积设备中，在所述晶圆的正面形成氮化硅膜层，然后将具有所述氮化硅膜层的所述晶圆正面向上放置在所述晶圆放置架208上，使用紫外线照射装置对所述晶圆表面的所述氮化硅膜层进行照射，在照射过程中，所述灯架204带动所述条形灯组202旋转。图2为图1所示紫外线照射装置照射后的晶圆上氮化硅膜层的应力分布图像，如图2所示，由于受到所述灯架204旋转角度及所述条形灯组202形状的限制，所述晶圆表面不同位置接收到的紫外线的强度不同，导致照射后的所述氮化硅膜层不同位置的应力也不同，所述氮化硅膜层应力的均匀性极大影响了半导体器件的良率。

此外，由于所述条形灯组202包括两个条形紫外线灯管，随着使用时间的增加，两个所述条形紫外线灯管的性能可能会产生差异，加剧对所述氮化硅膜层应力的均匀性的影响，操作人员需要频繁更换所述条形灯组202以保证两个所述条形紫外线灯管之间的性能相同，但频繁更换所述条形灯组202会使所述紫外线照射装置发生宕机，造成不必要的损失。

为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

在下文中，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。

实施例一

图3为本实施例提供的一种紫外线照射装置的结构示意图，图4为本实施例提供的一种紫外线照射装置的侧视图，如图3和图4所示，本实用新型提供一种紫外线照射装置，所述紫外线照射装置包括：灯箱100、环形灯组102、灯架104、灯罩106及晶圆支撑架108。

其中，所述灯箱100具有一内腔101，且所述灯箱100的一面具有贯通所述内腔101的通孔，所述灯罩106设置在所述通孔中，所述灯架104设置在所述内腔101中，所述环形灯组102设置在所述灯架104上且所述环形灯组102括一个面向所述通孔的紫外灯管，所有所述紫外灯管至少构成一个环形。，所述晶圆支撑架108设置于所述灯箱100外，且设置于所述灯箱100具有所述通孔一面的外壁上，且所述晶圆支撑架108的上表面低于所述通孔的下边缘。

具体的，所述灯箱100的材料为不透明材料，所述灯罩106的材料为透明材料，保证所述环形灯组102发出的紫外线通过所述灯罩106照射指定位置，并保证紫外线的强度。所述灯罩106的材料为石英玻璃，石英玻璃为良好的透紫外线材料且具有良好的化学热稳定性。

参阅图3，在本实施例中所述通孔及所述灯罩106的形状为长方形，但本实用新型不限制所述通孔及所述灯罩106的形状，操作人员可根据需求对所述通孔及所述灯罩106的形状和大小进行调整，仅需保证所述通孔与所述灯罩106之间形状相适配即可。此外，所述灯罩106可拆卸的安装在所述通孔中，便于对所述环形灯组102进行检测及更换。

在本实施例中，所述环形灯组102包括一个紫外线灯管，且所述紫外线灯管呈环形，所述紫外线灯管设置在所述灯架104上，其所述紫外线灯管的圆心与所述通孔的中心等高，所述紫外线灯管的直径小于所述小于或等于所述通孔的宽度和所述通孔的长度，使所述紫外线灯管透出所述灯罩106的紫外线的强度更佳均匀。

在实际操作中，先将晶圆放置在氮化硅沉积设备中，在所述晶圆的正面形成氮化硅膜层，然后将具有所述氮化硅膜层的所述晶圆正面向上放置在所述晶圆放置架108上，使用紫外线照射装置对所述晶圆表面的所述氮化硅膜层进行照射。图5为图3所示紫外线照射装置照射后的晶圆上氮化硅膜层的应力分布图像，对比图5与图3可知，使用本实施例所示的紫外线照射装置后，所述氮化硅膜层的应力均匀性明显提升。

实施例二

图6为本实施例提供的一种紫外线照射装置的结构示意图，如图6所示，实施例与实施例一的区别在于，所述环形灯组102包括至少两个所述紫外线灯管。

具体的，各所述紫外线灯管之间直径不同，各所述紫外线灯管呈同心分布且均设置在所述灯架104上，所所有所述紫外线灯管构成一同心圆环，且各紫外线灯管的功率相同，本实施例在增强所述环形灯组102发出的紫外线强度的同时保证各处紫外线强度的均匀性。

实施例三

图7为本实施例提供的一种紫外线照射装置的结构示意图，如图7所示，实施例与实施例一的区别在于，所述环形灯组102包括至少两个圆弧形的所述紫外灯管，所有所述紫外灯管沿周向均匀分布，且所述灯架104可驱动全部的所述紫外线灯管同步旋转。

具体的，所述灯架104包括支撑部及旋转部，所述支撑部与所述灯箱100固定连接，所述旋转部与所述环形灯组102连接，且所述支撑部与所述旋转部转动连接，所述支撑部与所述旋转部之间的连接点位于所述旋转部的中心，当所述紫外线照射装置工作时，所述旋转部以所述连接点为圆心做圆周运动，且所述紫外线灯管的旋转中心与所述通孔的中心等高。

当所述灯架104带动所述紫外线灯管旋转时，所述紫外线灯管的旋转轨迹为环形，保障各处紫外线强度的均匀性，进而保证所述氮化硅膜层应力的均匀性。

综上，本实用新型提供了一种紫外线照射装置，包括：灯箱100，所述灯箱100具有一内腔101，且所述灯箱100的一面具有贯通所述内腔101的通孔；环形灯组102，位于所述内腔101中，包括至少一个面向所述通孔的紫外灯管，所有所述紫外灯管至少构成一个环形。由于所述环形灯组102各处发出的紫外线的强度均匀，使用所述环形灯组102对晶圆上的氮化硅膜层进行照射，使所述氮化硅膜层应力具有良好的均匀性。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种紫外线照射装置，用于对晶圆的表面进行照射，其特征在于，包括：

灯箱，所述灯箱具有一内腔，且所述灯箱的一面具有贯通所述内腔的通孔；

环形灯组，位于所述内腔中，包括至少一个面向所述通孔的紫外灯管，所有所述紫外灯管至少构成一个环形。

2.如权利要求1所述的一种紫外线照射装置，其特征在于，还包括：

灯罩，所述灯罩可拆卸安装在所述通孔内。

3.如权利要求1所述的一种紫外线照射装置，其特征在于，所述环形灯组包括至少一个环形的所述紫外灯管，当所述紫外灯管具有至少两个时，所有所述紫外灯管构成同心圆环。

4.如权利要求3所述的一种紫外线照射装置，其特征在于，还包括：

灯架，用于支撑所述紫外灯管。

5.如权利要求1所述的一种紫外线照射装置，其特征在于，所述环形灯组包括至少两个圆弧形的所述紫外灯管，所有所述紫外灯管沿周向均匀分布。

6.如权利要求5所述的一种紫外线照射装置，其特征在于，还包括：

灯架，用于支撑所述紫外灯管并驱动所有所述紫外灯管同步旋转。

7.如权利要求6所述的一种紫外线照射装置，其特征在于，所述紫外灯管的旋转中心与所述通孔的中心等高。

8.如权利要求3-7中任一项所述的一种紫外线照射装置，其特征在于，每个所述紫外灯管的功率均相同。

9.如权利要求1所述的一种紫外线照射装置，其特征在于，还包括：

晶圆支撑架，位于所述灯箱外，且设置于所述灯箱具有所述通孔一面的外壁上，且所述晶圆支撑架的上表面低于所述通孔的下边缘。

10.如权利要求9所述的一种紫外线照射装置，其特征在于，所述晶圆具有相对的正面和背面，所述晶圆的正面形成有氮化硅薄膜，所述晶圆的背面放置在所述晶圆支撑架上。

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