KR101233059B1 - 유전 물질을 처리하는 장치 및 프로세스 - Google Patents

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액셀리스 테크놀로지스, 인크.
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Abstract

저 k 유전 물질, 프리메탈 유전 물질, 장벽층 등과 같은 유전 물질을 처리하는 장치 및 프로세스는 일반적으로 방사 소스의 모듈, 상기 방사 소스의 모듈에 결합된 처리 챔버의 모듈 및, 상기 처리 챔버 및 웨이퍼 핸들러와 동작 가능하게 연통하는 로드락 챔버의 모듈을 포함한다. 상기 모듈의 각각의 대기는 상이한 타입의 유전 물질에 대해 바라는 대로 제어될 수 있다. 방사 소스의 모듈은 반사기, 자외선 방사 소스, 유체 소스와 유체 연통하는 밀봉된 내부 영역을 형성하도록 약 150 nm 내지 약 300 nm의 파장으로 투과되는 판을 포함한다.
방사 소스의 모듈, 처리 챔버의 모듈, 로드락 챔버의 모듈, 광학 필터

Description

유전 물질을 처리하는 장치 및 프로세스{APPARATUS AND PROCESS FOR TREATING DIELECTRIC MATERIALS}
본 출원은 2004년 6월 18일자로 출원된 미국 가출원 제60/581,185호에 대한 이권을 청구하며, 이는 여기서 전적으로 참조로 포함된다.
본 발명은 일반적으로 유전 물질로부터의 포로겐(porogens)을 경화 및/또는 제거하는 장치에 관한 것으로서, 특히, 제어 환경에서 자외선 방사에 의해 저 k 유전 물질로부터 포로겐을 경화 및/또는 제거하는 장치에 관한 것이다.
반도체 및 다른 마이크로 전자 장치는 점진적으로 소형화되어, 장치의 구성 요소에 제기되는 요구 사항이 계속 증대되었다. 예컨대, 상호 접속선 간의 용량성 누화의 방지는 더욱 작은 장치에 상당히 중요하게 되었다. 용량성 누화는 일반적으로 도체 간의 거리 및, 도체 중간에 있는 물질의 유전 상수(k)의 양방의 함수이다. 저 유전 상수를 가진 새로운 절연체를 이용하여 도체를 서로 전기적으로 격리하는데 상당한 주의가 집중되는데, 그 이유는, 약 4의 비교적 저 유전 상수 때문에 이와 같은 장치에 전형적으로 이용된 이산화규소(SiO2)가 초기(즉 더욱 큰) 응용의 요구 조건을 충족하였을지라도, 미래의 더욱 작은 장치에는 적절치 않을 것이다. 이 들 저 k (즉, 4 미만의 유전 상수) 물질은, 예컨대, 층간 유전층(ILD)으로서 이용하는데 바람직할 수 있다.
저 유전 상수를 달성하기 위해서는, 저 유전 상수를 지닌 물질을 이용하거나, 물질로 다공성(porosity)을 도입할 수 있는데, 이는 공기 중의 유전 상수가 명목상 1이기 때문에 유전 상수를 효율적으로 낮추게 된다. 다양한 수단을 통해 저 k 물질 내에 다공성이 도입되었다. 저 k 유전체의 스핀(spin)의 경우에, k 값의 하락은, 고비점 용제(high boiling point solvent)를 이용하거나, 템플릿(template)을 이용하며, 또는 후속 처리 시에 개구를 형성하는 포로겐 기반 방법에 의해 달성될 수 있다. 그런데, 반도체 장치의 제조 시에 다공성의 저 k 물질의 집적은 일반적으로 어려운 것으로 입증되었다.
최근, 저 k 유전막의 경화를 위한 UV 방사의 이용은, 다른 경화 방법과 비교되는 바와 같이, 생성된 유전 물질에 증강된 전기적, 기계적 및 화학적 성질을 제공하는 것으로 발견되었다. 게다가, UV 지원 프로세스는 포로겐 물질, 다공성 구조를 생성시키는데 이용되는 희생적 유기 물질을 효율적으로 제거할 수 있다. 여러 저 k 물질에 관한 테스트 결과는, 적절한 배경 화학적 성질 및 상당한 고 웨이퍼 온도와 조합된 UV 광의 여러 파장 분포에 대한 노출이 저 k 막의 여러 수정을 생성시킴을 나타낸다. 특히, 일부 파장 분포(A)는 저 k 매트릭스의 포로겐 제거 및 증강된 교차 결합에 매우 효율적이지만, 다른 파장 분포(B)는 포로겐 제거 없이 저 k 매트릭스의 교차 결합에 기여한다. 그래서, 많은 상이한 저 k 경화 흐름 기법이 가능하며, 이는 다공성 저 k 유전체의 합성 및 집적에 대한 이득을 가질 수 있다.
여러 유전 물질에 대해서 포로겐을 경화 및/또는 제거하는 것과 관련된 특정 문제 및 관심사를 다루는 자외선 방사 장치는 현재 존재하지 않는다. 따라서, 본 기술 분야에서는, 개선된 장치 제조를 위해 저 k 물질, 산화물, 질화물, 프리메탈(premetal) 유전체, 장벽층 등과 같은 유전 물질을 처리하는데 적절한 장치가 필요하다.
본 발명은, 유전 물질을 처리하는 장치에 있어서,
반사기, 자외선 방사 소스 및 150 nm 내지 300 nm의 파장으로 투과되는 판을 포함하고, 제 1 유체 소스와 유체 연통하는 밀봉된 내부 영역을 형성하여, 상기 제 1 유체 소스가 밀봉된 내부 영역 내에 포함된 대기를 정화하고, 상기 반사기를 냉각시키도록 하는 방사 소스의 모듈;
상기 방사 소스의 모듈과 결합되어, 자외선 방사 소스와 연통하는 밀봉된 챔버를 규정하는 처리 챔버의 모듈로서, 기판, 기판을 지지하도록 구성된 지지대 및, 제 2 유체 소스와 유체 연통하는 가스 입구를 수용하도록 구성된 폐쇄 가능한 개구를 포함하는 처리 챔버의 모듈 및;
상기 처리 챔버 및 웨이퍼 핸들러와 연통하는 로드락 챔버의 모듈로서, 제 3 유체 소스 및 척과 유체 연통하는 에어락 챔버를 포함하는 로드락 챔버의 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제1항).
또한, 본 발명은, 상기 자외선 방사 소스와 기판 사이에 배치된 광학 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제2항).
또한, 본 발명은, 상기 광학 필터는, 제 1 메쉬 사이즈를 가진 내부 지대 및, 상기 내부 지대에 대해 원주 방향으로 배치되고, 제 2 메쉬 사이즈를 가진 외부 지대를 포함하는 스크린인 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제3항).
또한, 본 발명은, 상기 내부 지대는 자외선 방사 소스와 동축 방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제4항).
또한, 본 발명은, 상기 광학 필터는 코팅, 흡수제 가스, 흡수제 고체 물질 또는 이들 코팅, 흡수제 가스, 흡수제 고체 물질의 조합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제5항).
또한, 본 발명은, 상기 자외선 방사 소스는 에너지원에 결합된 무전극 벌브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제6항).
또한, 본 발명은, 상기 자외선 방사 소스는, 제 1 세트의 화학 접착제(chemical bond) 및 유전 물질의 기능적 그룹과 차별되게 반응하도록 구성되고, 제 2 세트의 선택된 화학 접착제 또는 유전 물질의 기능적 그룹에 투명한 선택된 파장 스펙트럼을 가진 광대역 방사 소스인 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제7항).
또한, 본 발명은, 상기 자외선 방사 소스는 유전체 장벽 방전 장치, 아크 방전 장치 또는 전자 충돌 생성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제8항).
또한, 본 발명은, 제 1 유체 소스는 불활성 가스, 자외선 흡수 가스, 또는 이들 불활성 가스, 자외선 흡수 가스 중 하나 이상을 포함하는 조합물을 포함하고; 제 2 유체 소스는 불활성 가스, 반응 가스, 자외선 흡수 가스, 또는 이들 불활성 가스, 반응 가스, 자외선 가스 중 하나 이상을 포함하는 조합물을 포함하며, 제 3 유체 소스는 불활성 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제9항).
또한, 본 발명은, 냉각 매체와 유체 연통되는 반사기의 주변에 배치된 냉각 재킷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제10항).
또한, 본 발명은, 상기 유전 물질은, 저 k 유전 물질, 프리메탈 유전 물질, 산화물, 질화물, 옥시니트라이드, 장벽층 물질, 에칭 중지 물질, 캡핑 층, 고 k 물질, 얕은 트렌치 소자 분리 유전 물질, 또는 이들 저 k 유전 물질, 프리메탈 유전 물질, 산화물, 질화물, 옥시니트라이드, 장벽층 물질, 에칭 중지 물질, 캡핑 층, 고 k 물질, 얕은 트렌치 소자 분리 유전 물질 중 하나 이상을 포함하는 조합물인 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제11항).
또한, 본 발명은, 상기 처리 챔버는 기판을 가열하도록 구성된 가열 소스를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제12항).
또한, 본 발명은, 가열 소스는 기판을 지지하는 다수의 핀 및, 기판의 온도를 측정하는 스프링 설치 또는 매립된 열전대를 포함하는 근접 열 척 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제13항).
또한, 본 발명은, 로드락 챔버는 처리 챔버로부터 전달된 기판에 불활성 조건을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제14항).
또한, 본 발명은, 반사기는 알루미늄 금속, 이색성 물질 또는 다층 코팅으로 형성된 반사 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제15항).
또한, 본 발명은, 상기 반사 층은, 불화 마그네슘, 이산화 규소, 산화 알루미늄 및, 이들 불화 마그네슘, 이산화 규소, 산화 알루미늄 물질 중 하나 이상을 포함하는 조합물의 보호 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제16항).
또한, 본 발명은, 상기 자외선 방사 소스는 150 nm 내지 300 nm의 파장을 포함하는 광대역 방사 패턴을 방출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제17항).
또한, 본 발명은, 상기 처리 챔버는 자외선 광대역 방사의 세기를 측정하도록 배치된 조사 프로브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제18항).
또한, 본 발명은, 상기 방사 소스의 모듈의 밀봉된 내부 영역은 배출 또는 진공과 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제19항).
또한, 본 발명은, 상기 처리 챔버에 결합된 예열 스테이션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제20항).
또한, 본 발명은, 상기 판은 그 내에 매립되고, 자외선 광대역 방사를 처리 챔버로 균일하게 분산시키도록 구성된 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제21항).
또한, 본 발명은, 상기 판과 상기 처리 챔버 간에 스크린을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제22항).
또한, 본 발명은, 상기 처리 챔버는 산소 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제23항).
또한, 본 발명은, 상기 자외선 방사 소스는 밀봉된 내부 영역으로 돌출시키거나 상기 영역과 상호 작용하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제24항).
또한, 본 발명은, 상기 부분은 와이어메쉬(wiremesh)로 형성된 종단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제25항).
다른 실시예에서, 본 발명은, 유전 물질을 처리하는 장치에 있어서,
반사기, 광대역 방사 패턴을 방출하도록 구성된 자외선 방사 소스, 150 nm 내지 300 nm의 파장으로 투과되는 판을 포함하고, 제 1 유체 소스와 유체 연통하는 밀봉된 내부 영역을 형성하여, 상기 제 1 유체 소스가 밀봉된 내부 영역 내에 포함된 대기를 정화하고, 상기 반사기를 냉각시키도록 하는 방사 소스의 모듈;
상기 자외선 방사 소스와 기판 사이에 배치된 광학 필터 및;
상기 방사 소스의 모듈과 결합되어, 자외선 방사 소스와 연통하는 밀봉된 챔버를 형성하는 처리 챔버의 모듈로서, 상기 처리 챔버는, 기판, 기판을 지지하도록 구성된 지지대 및, 제 2 유체 소스와 유체 연통하는 가스 입구를 수용하도록 구성된 폐쇄 가능한 개구를 포함하는 처리 챔버의 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제26항).
또한, 본 발명은 상기 광학 필터는, 제 1 메쉬 사이즈를 가진 내부 지대 및, 상기 내부 지대에 대해 원주 방향으로 배치되고, 제 2 메쉬 사이즈를 가진 외부 지대를 포함하는 스크린인 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제27항).
또한, 본 발명은, 상기 광학 필터는 코팅, 흡수제 가스, 흡수제 고체 물질 또는 이들 코팅, 흡수제 가스, 흡수제 고체 물질의 조합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제28항).
또한, 본 발명은, 상기 내부 지대는 자외선 방사 소스와 동축 방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제29항).
또한, 본 발명은, 상기 외부 지대에 대해 원주 방향으로 배치되고, 제 2 메쉬 사이즈와 상이한 메쉬 사이즈를 가진 하나 이상의 부가적인 지대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제30항).
또한, 본 발명은, 상기 광대역 방사 패턴은 약 150 nm 내지 약 300 nm의 파장을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치를 제공한다(청구항 제31항).
또한, 다른 실시예에서, 본 발명은, 유전 물질을 처리하는 프로세스에 있어서,
로드락 챔버로부터 처리 챔버 내로 기판을 전달하는 단계로서, 상기 처리 챔버는 반사기, 자외선 방사 소스 및, 밀봉된 내부 영역을 형성하는 판을 포함하는 방사 소스의 모듈에 결합되고, 상기 판은 150 nm 내지 300 nm의 파장으로 투과되는 단계;
불활성 가스를 상기 처리 챔버 및 상기 밀봉된 내부 영역 내로 흐르게 하는 단계 및;
150 nm 내지 300 nm의 파장에서 자외선 광대역 방사를 생성시켜, 자외선 광대역 방사로 기판을 노출시키는 단계를 포함하고;
상기 반사기 주변에 냉각 매체를 흐르게 하는 단계를 더 포함하며;
상기 냉각 매체는 상기 밀봉된 내부 영역 내에 포함된 대기를 정화하기 위해 또한 사용되는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제32항).
또한, 본 발명은, 상기 자외선 광대역 방사로 기판을 노출시키는 단계는 기판으로 투과된 자외선 광대역 방사의 부분을 제거하도록 밀봉된 내부 영역으로 자외선 흡수 가스를 흐르게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제34항)
또한, 본 발명은, 상기 자외선 광대역 방사로 기판을 노출시키는 단계는 처리 챔버로 반응 가스를 동시에 흐르게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제35항).
또한, 본 발명은, 20℃ 내지 450℃의 온도로 기판을 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제36항).
또한, 본 발명은, 가열된 기판을 로드락 챔버로 전달하여, 로드락 챔버 내에 불활성 대기를 유지하면서 가열된 기판을 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제37항).
또한, 본 발명은, 상기 처리 챔버를 주기적으로 세정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제38항).
또한, 본 발명은, 상기 처리 챔버를 주기적으로 세정하는 단계는 산화 유체를 처리 챔버로 도입시켜, 상기 자외선 광대역 방사에 의해 상기 산화 유체를 활성화시켜, 상기 판 및 처리 챔버로부터의 오염물을 휘발시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제39항).
또한, 본 발명은, 상기 처리 챔버를 주기적으로 세정하는 단계는 상기 처리 챔버로의 상기 자외선 광대역 방사의 투과의 변화량을 검출하는 단계를 포함하는데, 상기 변화량은 미리 정해진 임계값을 초과할 시, 세정 프로세스가 트리거되는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제40항).
또한, 본 발명은, 상기 세정 프로세스는 투과 변화율이 미리 정해진 변화율 아래로 떨어지거나, 미리 규정된 파장 대역에 대한 100% 투과율에 있을 시에 중지되는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제41항).
또한, 본 발명은, 기판을 노출하기 전에 자외선 광대역 방사의 부분을 필터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제42항).
또한, 본 발명은, 상기 자외선 광대역 방사의 부분은 코팅, 흡수제 가스, 흡수제 고체 물질 또는 이들 코딩, 흡수제 가스, 흡수제 고체 물질의 조합물을 상기 자외선 광대역 방사의 통로에 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제43항).
또한, 본 발명은, 기판을 상기 자외선 광대역 방사로 노출시키는 단계는 상기 자외선 방사 소스의 동작 조건을 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제44항).
또한, 본 발명은, 기판을 상기 자외선 광대역 방사로 노출시키는 단계는 상기 자외선 방사 소스와 상기 처리 챔버 사이에 필터를 배치하는 단계를 포함하는데, 상기 기판으로 투과된 상기 자외선 광대역 방사의 부분이 상기 필터에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제45항).
또한, 본 발명은, 상기 유전 물질은 프리메탈 유전 물질, 저 k 유전 물질, 장벽층 및, 이들 프리메탈 유전 물질, 저 k 유전 물질, 장벽층의 유전 물질 중 하나 이상을 포함하는 조합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제46항).
또한, 본 발명은, 상기 불활성 가스를 상기 처리 챔버로 흐르게 하는 단계는 다운플로우 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제47항).
또한, 본 발명은, 상기 불활성 가스를 상기 처리 챔버로 흐르게 하는 단계는 크로스플로우 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제48항).
또한, 본 발명은, 상기 자외선 광대역 방사를 생성시키는 단계는 에너지원에 결합된 무전극 벌브로 가스 충진물을 여기시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제49항).
또한, 본 발명은, 상기 에너지원은, 마이크로파 에너지원, 무선 주파수 에너지원 또는 이들 마이크로파 에너지원, 무선 주파수 에너지원의 조합물인 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제50항).
또한, 본 발명은, 기판에서 판으로 포로겐 또는 아웃가싱된 물질의 증착을 최소화하기 위한 량 및 흐름율로 상기 처리 챔버 내의 판에 인접하여 가스를 흐르게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제51항).
또한, 본 발명은, 판을 세정하기 위한 량 및 흐름율로 상기 처리 챔버 내의 판에 인접하여 가스를 흐르게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제52항).
또한, 본 발명은, 상기 처리 챔버 내의 산소 농도를 연속적이거나 주기적으로 모니터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제53항).
또한, 본 발명은, 상기 처리 챔버 내의 산소 농도를 20 ppm 내지 100 ppm으로 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스를 제공한다(청구항 제54항).
상기 및 다른 특징은 다음의 도면 및 상세한 설명에 의해 예시된다.
이하, 도면을 참조하면, 동일한 소자는 동일한 참조 번호로 표시된다.
도 1은 방사 소스의 모듈, 처리 챔버의 모듈 및 로드락 챔버의 모듈을 포함하는 집적 회로의 제조 중에 유전 물질을 처리하는 장치의 단면도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 방사 소스 모듈의 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 자외선 방사 소스로서 적절히 이용될 수 있는 Axcelis Technologies, Inc.으로부터 Type I 무전극 마이크로파 구동 벌브의 광대역 스펙트럼 출력을 그래픽으로 도시한 것이다.
도 4는 자외선 방사 소스로서 적절히 이용될 수 있는 Axcelis Technologies, Inc.으로부터 Type Ⅱ 무전극 마이크로파 구동 벌브의 광대역 스펙트럼 출력을 그래픽으로 도시한 것이다.
도 5는 도 1의 처리 챔버의 모듈 및 방사 소스의 모듈의 중간의 스크린의 평면도를 도시한 것이다.
도 6은 도 1의 처리 챔버의 모듈의 분해 사시도를 도시한 것이다.
도 7은 처리 챔버 내에 이용하기 위한 근접 열 척(proximity thermal chuck) 조립체의 부분 분해 사시도를 도시한 것이다.
도 8은 도 7의 근접 열 척 조립체에 이용된 지지대의 평면도를 도시한 것이다.
도 9 및 10은 도 8의 지지대의 단면도를 도시한 것이다.
도 11은 도 1의 로드락 챔버의 모듈의 단면도를 도시한 것이다.
도 12는 처리 챔버를 주기적으로 세정하는 처리된 기판의 함수로서 자외선 광대역 방사의 투과도를 그래픽으로 도시한 것이다.
도 13은 인시튜 세정 프로세스 동안 시간의 함수로서 자외선 광대역 방사의 투과도를 그래픽으로 도시하고, 또한 처리 챔버의 정화(purge) 중에 인시튜 세정 프로세스에 후속하는 시간의 함수로서 산소의 농도를 그래픽으로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제어 환경에서 자외선 방사에 의해 유전 물질로부터의 포로겐을 경화 및/또는 제거하는 장치(10)는, 일반적으로 방사 소스의 모듈(12), 방사 소스의 모듈(12)과 동작 가능하게 연통하는 처리 챔버의 모듈(14), 처리 챔버의 모듈(14)에 근접하여, 처리 챔버의 모듈(14) 내외로 기판을 전달하는 로드락 챔버의 모듈(16) 및, 로드락 챔버의 모듈(16)에 근접하여, 장치(10)로 처리하기 위해 기판을 스테이지(stage)하는 (도시되지 않은) 웨이퍼 로드 스테이션의 모듈을 포함한다. 바람직하게는, 각 모듈 내의 환경은 내부에서 처리되는 특정 유전 물질에 제어되어 맞추어질 수 있다.
이제, 도 2를 참조하면, 방사 소스의 모듈(12)은 일반적으로 자외선 방사 소스(22)에 의해 규정된 밀봉된 내부 영역(20), 판(24) 및 반사기(26)를 포함한다. 자외선 방사 소스(22)의 부분(27)은, 밀봉된 내부 영역(20)으로부터 돌출하고, 및/또는 이 밀봉된 내부 영역(20)과 상호 작용(interface)하며, 실질적으로 자외선 방사로 투과되고, 실질적으로 마이크로파로 투과하지 못하여, 고역 통과 필터로서 작용한다. 예컨대, 밀봉된 내부 영역(20)으로부터 돌출하고, 및/또는 이 밀봉된 내부 영역(20)과 상호 작용하는 부분(27)의 종단부(terminal end)(28)는, 대부분의 마이크로파 방사를 차단하고, 자외선 방사를 실질적으로 투과하는 상당히 작은 개구를 갖는 텅스텐의 와이어메쉬(wiremesh) 물질로 형성될 수 있다.
반사기(26)는 알루미늄 금속, 이색성(dichroic) 물질 또는 다층 코팅으로 형성된 반사 층을 포함한다. 선택적으로, 상기 반사 층은 불화 마그네슘, 이산화 규소, 산화 알루미늄 및, 상기 물질 중 하나 이상을 포함하는 조합의 보호 층을 더 포함할 수 있다. 다른 적절한 물질은 본 명세서를 고려하여 당업자에게는 자명할 것이다. 이들 물질은 더욱 짧은 파장, 예컨대, 200 nm 미만의 파장을 가진 자외선 방사의 보다 크고 더 많은 유효한 반사율을 제공한다.
방사 소스의 모듈(12)은 밀봉된 내부 영역(20) 및 유체 소스(35)와 유체 연통하는 유체 입구(33)를 더 포함한다. 유체 소스(35)는 동작 중에 밀봉된 내부 영역(20) 내에 포함된 대기를 정화하도록 구성된다. 게다가, 유체 소스(35)는 자외선 방사 소스, 예컨대, 무전극 벌브를 냉각하는데 이용될 수 있다. 적절한 유체는, 예컨대, 밀봉된 내부 영역(20)으로부터 주변 공기를 정화하는 불활성 가스를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 적절한 불활성 가스는, 질소, 아르곤, 헬륨, 상기 가스 중 하나 이상을 포함하는 조합 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 마찬가지로, 밀봉된 내부 영역(20)은 또한 UV 광의 최적 투과를 허용하도록 (도시되지 않은) 진공 펌프, 배기 장치 등에 의해 진공으로 될 수 있다. 즉, 200 nm 미만의 파장에서 자외선 방사를 흡수하는 산소 또는, 다른 종은 제거될 수 있다. 여기에 이용된 바와 같이, (처리 챔버뿐만 아니라) 방사 소스의 모듈에 대한 참조로 이용되는 용어 "밀봉된"은 동작 중에 적절히 정화될 수 있는 방사 소스의 모듈 내의 영역이라 한다. 밀봉된 내부 영역은 진공 밀봉될 필요가 없으며, 정화는 간단히 내부 영역 (또는 처리 챔버) 내에 포지티브 대기(positive atmosphere)를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 밀봉된 내부 영역은 응용에 따라 진공 밀봉될 수 있다.
방사 소스의 모듈(12)은 또한 유체 소스(36)와 유체 연통하는 유체 입구(34)를 포함할 수 있다. 이런 식으로, 물 또는 어떤 다른 냉각 매체와 같은 유체가 동작 중에 가열될 수 있는 반사기(26) 또는 동일한 구성 요소에 냉각을 제공하는데 이용될 수 있다. 예컨대, 반사기(26)는 유체가 원하는 냉각량을 제공하도록 흐르는 냉각 재킷을 더 포함할 수 있다. 냉각을 위해 선택된 유체는 밀봉된 내부 영역(20)을 정화하는데 이용되는 유체와 동일하거나 상이할 수 있다. 이와 같이, 유체 소스(35 또는 36)는 단일 유체로 제한되지 않고, 여러 응용에 바람직할 수 있는 다중 유체를 제공할 수 있는데, 각 유체는 다기관(manifold) 등을 통해 입구(33, 34)와 유체 연통하는 가압 용기 등에 저장될 수 있다.
(처리 챔버의 모듈(14)뿐만 아니라) 방사 소스의 모듈(12)의 밀봉된 내부 영역(20)의 정화(purging)는 특히 저 k 유전 물질의 처리 중에 많은 이점을 제공한다. 예컨대, 공기는 약 21% 산소를 포함하며, 이는 약 200 nm 미만의 파장에서 방사를 흡수하는 것으로 알려져 있고, 다른 생성물 중에서 오존을 형성하도록 반응한다. 그 후, 오존의 생성은 파장 감쇠를 악화시키는데, 그 이유는 오존이 250 nm 정도의 높은 흡수를 개시하여 파장을 계속 낮춘다. 결과로서, 저 k 물질로부터 포로겐의 자외선 경화 및/또는 제거를 위한 처리 효율이 감소될 수 있다. 방사 소스의 모듈(12: 및 처리 챔버의 모듈(14))의 밀봉된 내부 영역(20)을 정화시키거나 자외선 방사 패턴으로 기판을 노출하기 전에 진공 상태로 하는 것은, 파장 흡수를 감소시켜, 결과적으로 처리 효율을 증대시킨다. 다른 정화 유체는 사용된 특정 방사 소스에 특정한 자외선 방사 패턴의 선택된 파장을 흡수하는데 이용될 수 있다. 적절한 자외선 흡수 가스는 O2, O3, N2O, CO2, H2O 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
방사 소스의 모듈(12)은 바람직하게는, 약 400 nm 미만, 더 바람직하게는 약 150 nm 내지 약 300 nm, 더 바람직하게는 약 150 nm 내지 250 nm의 하나 이상의 광대역 파장 패턴을 가진 광대역 방사 패턴을 방출하도록 구성된다.
도시된 바와 같은 방사 소스의 모듈(12)은, 원하는 광대역 자외선 방사 패턴을 생성하도록 당업자에 의해 공지된 방식으로 광대역 방사 패턴을 방출하는 에너지원, 예컨대, 마이크로파 공동부(cavity)에 결합되는 무전극 벌브(30)의 이용을 설명한다. 일례로서 마이크로파 에너지원을 이용하여, 마그네트론 및 도파관은 마이크로파 공동부(32)에 결합되어, 무전극 벌브 내의 가스 충진물(fill)을 여기시켜, 자외선 방사를 생성시킨다. 여러 충진물이 마이크로파 무전극 벌브(30)와 함께 이용되어, 여러 방사 패턴을 제공할 수 있다. 충진량은, 적어도 약 1 기압, 바람직하게는 충진물이 비교적 고 전력 밀도로 여기될 시에 동작 온도에서 2 내지 20 기압으로 제공될 수 있도록 한다. 예컨대, 마이크로파 에너지의 전력 밀도는 적어도 50 watts/cc, 바람직하게는 100 watts/cc 이상이다. 무전극 벌브(30)는 또한 무선 주파수 전력으로 원하는 광대역 방사 패턴을 방출하도록 형성될 수 있다.
여러 스펙트럼 분포를 가진 UV 생성 무전극 벌브는, 예컨대, 여러 마이크로파 무전극 벌브, 예컨대, Axcelis Technologies(Beverly, MA)로부터 이용 가능한 Type I 및 Type Ⅱ 마이크로파 무전극 벌브의 사용과 같은 응용에 따라 선택될 수 있다. Type I 및 Type Ⅱ 벌브로부터 획득되고, 경화 및/또는 포로겐 제거 프로세스 시에 이용하는데 적절한 스펙트럼은 각각 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 다른 적절한 마이크로파 구동 무전극 벌브는 Wood 등에 의한 미국 특허 제5,541,475호에 개시되어 있으며, 이는 여기서 전적으로 참조로 포함된다. 선택적으로, 무전극 벌브 대신에, 아크 방전, 유전체 장벽 방전 또는 전자 충돌(electron impact) 생성기가 원하는 자외선 방사 패턴을 방출하는데 이용될 수 있다.
예컨대, 유전체 장벽 방전 광원은 일반적으로 전극 중 하나 상에 배치되거나 그 사이에 배치되는 유전체 절연 층을 가진 2개의 병렬 전극을 포함하고, 일반적으로 주변 대기 압력에서 동작한다. 처리될 기판은 종종 평면 전극 중 하나로서 이용되거나, 통상적으로 2개의 평면 전극 사이에 배치된다. 이 유전체 장벽 방전 광원은 바람직하게는 원하는 방사 패턴을 생성시키는 어떤 많은 가스 혼합물로 백필(backfill)될 수 있다. 컴퓨터 제어는 동작 중에 가스 혼합물을 변경하는데 이용되어, 방사 패턴에서 방출된 파장을 변경할 수 있다.
한 실시예에서, 기판은 고 세기의 램프에 의해 아래로부터 가열되고, 광원에 의해 위에서 조명된다. 이것은 프로그램 가능한 기판 온도를 제공한다. 이 실시예에서, 핀들이 가열 윈도우 위에서 기판을 지지하는데 사용되고, 가열 윈도우 아래에 가열 램프(가열 소스)가 배치된다. 이 실시예에서, 다수의 핀은 선택적으로 온도 센서, 예컨대, 스프링 설치 또는 매립된 열전대(embedded thermocouple)를 포함하여, 기판 온도를 모니터하여, 원한다면 이 온도 정보를 램프 제어기로 피드백하여 온도를 제어한다. 선택적으로, 근접 열 척 조립체는 폐루프의 상기 매립된 열전대의 제어에 의해 기판 온도를 제어한다.
바람직하게는, 방사 소스의 모듈(12) 내의 판(24)은 (앞서 도 1에 도시된 바와 같이) 하위의 처리 챔버의 모듈(14)로부터 자외선 방사 소스(22)를 격리하는 역할을 한다. 바람직하게는, 판(24)은 기판에서 자외선 방사 소스(22)까지의 특정 오염을 제거하고, 개별 액세스를 허용하도록 처리 챔버의 모듈(14)로부터 자외선 방사 소스(22)를 격리하며, 부가적으로 제공된다면, 가스를 이용하여 자외선 방사 소스(22) 및/또는 마이크로파 공동부를 냉각시킨다. 또한, 판(24)은 특별히 선택된 처리 가스가 자외선 방사 소스(22)의 동작을 방해하지 않고 처리 챔버의 모듈(14) 내에서 이용되도록 한다.
한 실시예에서, 판(24)은, 저 k 유전 물질로부터 포로겐을 경화 및/또는 제거하기 위해 원하는 방사 패턴에 실질적으로 투과되는 광 투과성을 가진 석영 물질로부터 제조된다. 이와 같은 석영 물질의 일례는, 뉴져지, 웨스트 버린의 Dynasil Corporation으로부터의 상표명 Dynasil 1000 하에 상업적으로 이용 가능하다. 이 물질이 상기 특징을 지니고 있는 한 석영과 다른 물질을 이용할 수 있다. 예컨대, 포로겐 제어에 특정한 220 nm 이하의 파장을 가진 자외선 방사로 기판을 노출시키는 것이 바람직할 수 있다. 판(24)은, 선택적으로 적절한 스페이서를 포함할 수 있는 방사 소스의 모듈(12) 내의 통상의 설치 수단에 의해 설치된다. 더욱이, 판(24)은 하나 이상의 스택(stack)되게 배치된 판으로 이루어질 수 있다. 일부 실시예에서, 판은 방사 소스의 모듈(12)로의 UV 방사의 역반사를 최소화할 반-반사제(anti-reflectant)로 코팅될 수 있다. 예컨대, 판(24)은 불화 마그네슘으로 코팅되거나, 그 위에 규소, 불소 등을 증착시킬 수 있다.
한 실시예에서, 예컨대 스크린(40) 등의 광학 필터가 판(24) 상에 배치된다. 스크린의 경우에, 스크린(40)은 바람직하게는 개선된 조사(irradiation)의 균일도를 기판에 제공하는 다수의 개구를 구성한다. 이 개구는 자외선 방사 소스의 세기 특징에 따라 사이즈가 변화하여 하위의 기판에 균일한 방사를 촉진시킨다. 스크린(40)은 금속으로 제조되어 메쉬 형태를 가질 수 있다. 스크린(40)은 단일 지대(zone) 또는 다수의 지대를 포함하여, 더욱 큰 방사 노출 균일도를 제공할 수 있다. 도 5는 3개의 지대(42, 44 및 46)를 가진 예시적인 스크린(40)을 도시한다. 지대(42: 내부 지대)는 지대(44: 외부 지대)의 메쉬 패턴(제 2 메쉬 사이즈)보다 더 미세한 메쉬 패턴(제 1 메쉬 사이즈)을 가지며, 지대(44)는 지대(46:부가적인 지대)보다 더 미세한 메쉬 패턴을 갖는다. 스크린 없이, 예를 들어 자외선 방사 소스와 동축으로 정렬될 때, 기판의 최중심 부분(지대 42)은 그의 표면에 입사하는 가장 큰 방사 세기를 나타내는 것으로 발견되었다. 도시된 방식으로 스크린(40)의 구멍 밀도(aperture density)를 변화시킴으로써, 보다 큰 방사 균일도가 획득될 수 있다. 각 링(48:annular ring)은 지대(42, 44 및 46)에 의해 정해진 메쉬 스크린을 유지시킨다.
다른 실시예에서, 스크린(40)은 처리 챔버의 모듈(14)과 방사 소스의 모듈(12) 간에 배치된다. 또 다른 실시예에서, 스크린(40)은 방사 소스의 모듈(12)에 구비된 판(24) 내에 매립된다.
도 6에 더욱 명백히 도시된 바와 같이, 처리 챔버의 모듈(14)는 일반적으로 바닥 벽(54) 및 그로부터 연장하는 측벽(56)을 구비하여 공동부(58)를 형성하는 베이스 유닛(52)을 포함한다. 척 조립체(60), 예컨대, 중력 척 조립체 등이 공동부(58) 내에 배치된다. 일반적으로 당업자에게 공지되어 있는 바와 같이, 중력 척 조립체는, 기판이 기판의 웨이트 이외의 다른 수단에 의해 지지 표면과 접촉되지 않도록 기판을 지지 표면에 유지하는 수단으로서 중력을 이용한다. 척은 일부 응용 및 척 조립체에 바람직할 수 있는 진공 보유 메카니즘을 더 포함할 수 있다.
베이스 유닛(52)에 결합되고, 그로부터 연장하는 측벽(64)에 의해 규정되는 구조체(62)는, 방사 소스의 모듈(12)에 결합되어 기판이 처리될 수 있는 밀봉된 챔버(68)를 형성한다. 바람직하게는, 처리 챔버의 모듈(14)은, 처리 가스 및 반응 부산물을 포함하는 동작 환경에서, 불활성인 물질로 제조된다. 구조체(62)의 측벽(64)은 하나 이상의 개구(66)를 포함한다. 개구(66)는, (또한 도 1에 도시된) 인접한 로드락 챔버의 모듈(16)로부터 처리 챔버의 모듈(14) 내외로 기판을 전달시키기 위해 치수를 갖는다.
(도시되지 않은) 다른 개구가, 예컨대, 입구 및 배출/펌프 매니폴드, 프로세스를 감시하는 광 포트, 예컨대, 포로겐을 처리할 동안에 방출되는 가스 종을 분석하는 질량 분광계 입구, 산소의 농도를 감시하는 산소 분석기 등과 같이 일반적으로 본 기술 분야에 공지된 용도를 위해 측벽(64) 내에 더 배치될 수 있다. 예컨대, 입구 및 배출 매니폴드는 정화 및/또는 처리 중에 투과판에 근접한 가스의 크로스 플로우(cross flow)를 제공하는데 사용될 수 있다. 또한, 처리 챔버는 배출 또는 진공 펌프에 접속된 출구를 포함함으로써, 유체의 흐름이 투과판에 근접한 가스 커튼(curtain)을 제공하여, 처리 중에 기판로부터 포로겐 또는 어떤 아웃가싱된(outgassed) 물질의 증착을 최소화하거나, 처리 챔버의 모듈(14) 내의 반응 가스의 UV 활성화를 이용함으로써 코팅된 판을 세정할 수 있다. 한 실시예에서, 커튼을 형성하는 처리 챔버로의 유체 흐름은, 투과판에 근접하여 판에 걸친 유체의 크로스 플로우를 달성하여 커튼을 제공하는 입구 슬롯 및 대향 출구 슬롯을 포함한다.
처리 챔버의 모듈(14)은 가스 소스 및 밀봉된 내부 영역(68)과 유체 연통하는 하나 이상의 가스 입구(69)를 더 포함한다. 밀봉된 내부 영역(68)으로의 유체 흐름은 원하는 응용에 따라 축방향, 크로스 플로우 등일 수 있다. 예컨대, 처리 챔버의 모듈(14)은 정화 및/또는 세정 프로세스 중에 가스의 다운플로우에 적합할 수 있다. 이와 같이, 정화 시스템은, 시스템으로 플럼된(plumbed) 가스에 따라, 불활성 조건에 대한 챔버 및/또는 챔버 세정을 준비할 수 있다. 예컨대, 인시튜(in situ) 챔버 세정 기능은, 일부 유전 물질이 챔버 벽 및 판(24) 상에 유기 휘발성 물질을 증착시키는 경화 및/또는 포로겐 제거 프로세스 동안에 유기 휘발성 물질을 방출하므로 바람직할 수 있다. 인시튜 세정 기능은 기판이 없는 처리 챔버의 모듈(14)이 산소 (및/또는 반응 가스)로 정화되어, 자외선 방사로 노출되어, 상당량의 오존 및, 유기 증착물과 반응하여 이 유기 증착물을 제거할 수 있는 다른 여기된 산소종을 생성시킨다. 예컨대, 처리 챔버를 주기적으로 세정하는 것은 처리 챔버로의 자외선 광대역 방사의 투과 변화치를 검출하는 것을 포함하며, 여기서, 그 변화치가 미리 정해진 임계값을 초과하면, 세정 프로세스는 트리거(trigger)된다. 세정 프로세스의 중지는 투과 변화율이 미리 정해진 변화율 아래로 떨어지거나, 미리 규정된 파장 대역에 대한 거의 100% 투과율에 있을 시에 일어난다.
정화 동작 동안, 정화 시스템은 바람직하게는 상술한 흡수 가스뿐만 아니라 He, N2, Ar 등과 같은 다수의 가스 선택 사항에 대해서 설계된다. 일부 유전체 경화 응용을 위해서, 소량의 반응 가스의 첨가가 경화 결과를 증진시키기 위해 바람직할 수 있다. 따라서, 장치는, O2, CO, CO2, CxHy, CxFy, NxHy 등과 같은 반응 가스종을 제어해서 도입할 수 있는 하나 이상의 질량 흐름 제어된 가스 챔버를 구비할 수 있으며, 여기서, x 및 y 각각은, 독립적이며, 일반적으로 1 보다 크고, 대략 10 정도이다.
처리 챔버의 모듈(14)은, 처리 챔버 내에 포함된 산소량을 검출하는 산소 센서를 더 포함할 수 있다. 피드백 루프는, 산소 레벨이 미리 정해진 량 미만일 때까지 장치의 동작을 중지하는데 제공될 수 있다. 차세대 반도체 제조의 기술 분야에서 공지된 바와 같이, 산소의 존재는 금속 상호 연결의 원치 않는 산화 작용을 생성시킬 수 있을 뿐만 아니라 고온에서 유전 물질의 처리에 영향을 미칠 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 척 조립체(60)는 일반적으로 지지대(70), 고리형 절연 링(72) 및 리프트 핀(lift pin) 조립체 메카니즘(74)을 포함한다. 고리형 절연 링(72)은 지지대(70)의 하위 표면과 처리 챔버의 모듈(14)의 베이스 유닛(52) 사이에 밀봉되게(sealingly) 배치된다. 지지대(70)의 평면 표면은 다수의 주변 핀(76)을 포함하며, 이 핀 중 2개가 도 7에 도시되어 있다. 한 실시예에서, 지지대(70)는 정지 상태이며, 즉 비회전적이다. 다른 실시예에서, 지지대(70)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된다.
리프트 핀 조립체 메카니즘(74)은 지지대(70) 아래에 배치되고, 처리 중에 리프트 핀 슬리브(96)를 통해 리프트 핀(76)을 작동시키는 공기 실린더 등을 포함한다(도 8 참조). 리프트 핀 조립체 메카니즘(74) 뿐만 아니라 장치(10)에 필요한 어떤 다른 배관(plumbing)을 동작시키는데 필요한 공기 라인(airlines)은 바람직하게는 베이스 유닛(52) 내의 측벽 중 선택된 측벽에 배치된다. 다른 실시예에서, 척은 핀에 의해 지지되면서 기판에 수직으로 접촉하도록 이동한다.
도 8-10에 더욱 명백히 도시된 바와 같이, 지지대(70)는 처리 중에 기판이 배치되는 평면 표면을 포함한다. 선택적으로, 지지대(70)는 가스 전달 홀(78) 및 그를 통해 연장하는 통로(80)를 포함함으로써, 가열 전달 가스, 예컨대, 헬륨 등은 홀(78) 및/또는 통로(80)를 통과하여, 기판과 지지대(70)의 표면 간의 가열 전달율을 증대시킬 수 있다. 홀(78) 및/또는 통로(80)는 또한, 예컨대 기판의 탄성 변형에 의해 기판의 하부 표면과 지지대(70)의 표면 간의 접촉점의 수를 증가시키기 위해 기판의 후면에 진공을 제공하는데 사용될 수 있다. 진공 홀드 다운(vacuum hold down)이 이용되면, 진공으로부터 생성되는 기판과 지지대(70)의 표면 간의 증가된 접촉점의 수는 기판이 처리 온도로 되는 율을 증가시킨다. 이 경우에, 홀(78) 및/또는 통로(80)는 바람직하게는 진공 라인(82)에 접속되고 나서, 처리 챔버 격리 밸브, 흐름 제어 밸브 등(도시되지 않음)의 다운스트림에 접속된다. 바람직하게는, 시간 대 처리 온도의 감소는 전체 처리 시간을 감소시킨다.
또한, 냉각 시스템으로부터의 유체가 기판의 온도를 더 제어하도록 순환될 수 있게, 통로(84)(도 9)가 지지대(70) 내에 기계적으로 형성되거나 주조되어 형성될 수 있다. 이런 방식으로, 유체는 통로(84)와 유체 연통되는 냉각 도관(86)을 통해 순환된다. 저항 가열 요소(resistance heating element)(88)(도 9)가 또한 지지대(70) 내로 주조되어, 도구 처리율(tool throughput)을 상승시키는데 이용될 수 있는 처리 온도를 높일 수 있다. 지지대(70)는 바람직하게는 기판의 형상에 대응하는 형상을 가지며, 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 450℃의 동작 범위를 가질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 지지대(70)의 동작 온도는 바람직하게는, 가열 및 냉각 능력을 가진 비례 적분 미분(PID) 제어기를 이용하여 피드백 또는 폐루프 제어 시스템을 통해 변화될 수 있다. 이 제어기는 선택적으로, 필요 시, 전류를 저항 가열 요소(88)에 공급하거나 냉각 유체(공기 또는 물)를 지지대(70) 내의 통로(84)에 공급한다. PID 제어기로의 피드백은, 도 10에 도시된 바와 같이 지지대(70)의 표면 내에 스프링 설치된 스프링 작동 열전대(90)와 같은 온도 측정 장치를 이용하여 프로세스 동안에 기판의 온도를 측정함으로써 제공된다. 열전대(90)는 접촉부(94)와 동작 가능하게 연통하는 스프링(92)을 구비함으로써, 접촉부(94)는 지지 동안에 기판의 후면 표면과의 접촉을 유지하도록 한다. 선택적으로, 지지대(70)의 온도는, 저항 가열 요소(88)에 공급된 전류를 조정하여, 프로세스의 적절한 시점에서 지지대(70) 내에 주조된 통로(84)를 통해 유체 흐름(공기 또는 물)을 허용함으로써 개방 루프 프로세스(즉, 피드백 장치 없이)로 제어될 수 있다. 또한, 열전대는 기판의 온도를 측정하도록 척 지지대 내에 매립될 수 있다.
선택적으로, 지지대(70)는 자외선 방사의 세기 및 스펙트럼 특성을 측정하는 조사 프로브(irradiance probe)를 포함한다. 이 프로브는, 오버라잉(overlying) 기판 부재 시에, 기판을 노출시키기 전에 자외선 방사 패턴을 특징화 하는 수단을 제공하는 역할을 할 수 있으며, 이 패턴은 상술한 바와 같이 다양한 파라미터, 예컨대, 가스 충진, 벌브 냉각, 처리 챔버 내의 가스, 판의 투과율 등에 의존한다.
이점으로, 상술한 처리 챔버의 모듈(14)는 기판을 처리하기 위해 실질적으로 밀봉된 환경을 제공한다. 저 k 물질의 경화 (및/또는 포로겐 제거) 및 보전의 품질은 상당한 불활성 환경(inert ambient)에 의존하는 것이 입증되었다. 정화된 밀봉된 구조체는, 100 ppm(parts per million) 미만, 바람직하게는 50 ppm 미만, 더욱 바람직하게는 20 ppm 미만의 산소 농도를 가진 불활성 환경을 제공하는데 도움을 준다. 최소 정화 가스 흐름은 (대기 모드에서도) 실질적으로 산소가 없는 가스 충진에서 처리 챔버를 유지하는데 이용될 수 있다.
도 11을 참조하면, 로드락 챔버의 모듈(16)은 처리 챔버의 모듈(14) 및 (도시되지 않은) 웨이퍼 핸들러와 동작 가능하게 연통되는 에어락(airlock) 챔버(102)를 포함한다. 처리 챔버의 개구(66)와 동작 가능하게 연통되는 개구(104)가 에어락 챔버(102)의 측벽에 배치된다(도 6 참조). 에어락 챔버(102)는 에어락 챔버(102)로부터 기판을 도입하고 제거하는 부가적인 개구(106)를 포함한다. 이와 같은 로드락 챔버 모듈(16)은 처리 챔버의 모듈(14) 내에 동작 압력을 정합시키도록 조정되어, 처리 챔버의 모듈(14) 내외로 기판을 전달하면서, 또한 처리 챔버의 모듈(14)이 비교적 일정한 압력, 예컨대, 기압을 유지하도록 한다. 더욱이, 로드락 챔버 모듈(16)은 불활성 가스를 에어락 챔버(102) 내에 도입하는 (도시되지 않은) 하나 이상의 가스 입구를 포함한다. 에어락 내에 불활성 환경을 유지함으로써, 기판 상의 물질, 예컨대 금속 상호 연결부, 저 k 유전체 등의 산화는 실질적으로 방지될 수 있다. 처리된 기판이 처리 챔버로부터 제거됨에 따라, 처리 챔버 내의 자외선 방사로 노출된 후에, 기판은 일반적으로, 통상적으로 산화 가스, 예컨대 CO, CO2, O2, 오존 등이 존재할 시에 저 k 물질뿐만 아니라 금속 상호 연결부의 산화를 더욱 심하게 할 수 있는, 전형적으로 약 20℃ 내지 약 450℃의 상승된 온도에 있게 된다. 기판이 충분히 냉각될 때까지 불활성 환경을 유지함으로써, 발생되더라도 최소 산화가 생성될 수 있다. 로드락 내에 불활성 환경을 유지하는 것은 또한 처리 챔버로의 원치 않는 종의 전달을 최소화하는데 도움을 준다.
로드락 챔버의 모듈(16)은, 처리 챔버로/로부터, 에어락 챔버로/부터 및 웨이퍼 핸들러로/로부터 기판을 전달하는 (도시되지 않은) 하나 이상의 로봇 암(robotic arm)을 포함한다. 로봇 암은 이동 거리(travel)가 실질적으로 선형 방식으로 웨이퍼를 이동하는 단일 암일 수 있다. 에어락 챔버는 바람직하게는 처리 후에 기판을 냉각시키는 척을 포함한다.
다른 실시예에서, 플라즈마가 부가적으로 유전 물질을 변경하고, 및/또는 포로겐을 제거하는데 이용될 수 있으므로, 장치(10)는 상술한 UV 처리 챔버 이외에 하나 이상의 플라즈마 반응기를 포함하도록 수정될 수 있다. 플라즈마 챔버는 산화, 환원(reducing) 또는 중성 플라즈마 화학 작용의 여기를 위한 RF 또는 마이크로파 주파수를 이용할 수 있다. 이들 챔버 내에서 처리된 기판은 핫(hot) 척 또는 램프 중 어느 하나에 의해 가열된다.
다른 실시예에서는, (도시되지 않은) 예열 스테이션이 UV 노출 전에 부가되어, 기판을 처리 챔버에 도입하기 전에, 기판로부터 아웃가스(outgas)하는 대부분의 휘발성 물질을 제거할 수도 있다.
동작 중에, 기판은, 대기 압력에서 웨이퍼 핸들러 모듈로부터 로드락 챔버의 모듈(16)의 에어락 챔버(102)로 로드된다. 대기는 바람직하게는 에어락 챔버(102)로부터 산화 가스, 예컨대 공기를 제거하도록 불활성 가스로 정화된다. 그 다음, 기판은 처리 챔버의 모듈(14)로 전달되어, 바람직하게는 유사한 방식으로 정화되고, 의도된 응용에 바람직할 수 있는 흡수 가스 또는 반응 가스를 더 포함할 수 있다. 방사 소스의 모듈(12)은 또한 밀봉된 내부 영역(20)으로부터 공기를 제거하도록 정화되고, 원한다면 흡수 가스를 더 포함할 수 있다. 그 후, 기판은 원한다면 상승된 온도에서 방사 소스(22)로부터 방출된 넓은 자외선 방사 패턴으로 노출된다.
바람직하게는, 처리 챔버의 모듈(14)는 기판, 예컨대, 웨이퍼의 수동 핸들링이 배제되도록 자동 기판 핸들링 하도록 구성된다.
한 실시예에서, 프로세스는 방사 소스의 모듈(12)의 내부 영역(20), 처리 챔버의 모듈(14) 및, 선택적으로 로드락 챔버의 모듈(16)를 정화하는 것을 포함하며, 이 로드락 챔버의 모듈(16)는, 기판을 자외선 방사 패턴으로 노출하기 전에 공기를 제거하고, 및/또는 기판을 처리 챔버에서 로드락 챔버로 전달하기 전에 공기를 제거하는 하나 이상의 불활성 가스를 갖는다.
기판 온도는, 선택적으로 적외선 광원, 광학 광원(optical light source), 핫(hot) 표면 또는 광원 자체에 의해 실내 온도에서 약 450℃까지 제어될 수 있다. 처리 압력은 대기 압력보다 작거나 크며, 또는 동일할 수 있다. 한 실시예에서, 처리 압력은 대기 압력 상태이다. 통상적으로, UV 경화 유전 물질은 약 300 초 이하, 특히, 약 60 초와 약 180 초 사이 동안에 UV 처리된다. 또한, UV 처리는 약 실내 온도와 약 450℃ 사이의 온도; 대기 압력보다 작거나 크며, 또는 거의 동일한 처리 온도; 약 0.1 mW/㎠ 간의 UV 전력 및; 약 100 nm 와 400 nm 간의 UV 파장 스펙트럼에서 실행될 수 있다. 더욱이, UV 경화 유전 물질은, N2, Oz, Ar, He, H2, H2O 증기, COz, CxHy, CxFy, CxHzFy, 공기, 및 이의 조합 등과 같은 처리 가스 정화물로 UV 처리될 수 있으며, 여기서, x는 1과 6 사이의 정수이고, y는 4와 14 사이의 정수이며, z는 1과 3 사이의 정수이다.
상술한 장치로 처리될 수 있는 적절한 저 k 유전 물질은, 통상 이용된 스핀온(spin-on) 저 k 유전 물질 및 CVD 증착된 저 k 유전 물질을 포함하지만, 이에 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 이들 저 k 물질은 유기 물질, 무기 물질 또는 이의 조합물일 수 있다. 예컨대, 유전 물질은, 저 k 유전 물질, 프리메탈 유전 물질, 산화물, 질화물, 옥시니트라이드, 장벽층, 에칭 중지(etch stop) 물질, 캡핑(capping) 층, 고 k 물질, 얕은 트렌치 소자 분리(shallow trench isolation) 유전 물질, 또는 상술한 유전 물질 중 하나 이상을 포함하는 조합물일 수 있다. 특히, 적절한 저 k 유전 물질은, 수소 실세스퀴옥산(hydrogen silsesquioxane), MSQ와 같은 알킬 실세스퀴옥산 유전 물질, 탄소 도핑 산화막(CDO) 유전 물질, 플루오르실리케이트 유리(fluorosilicate glass), 다이아몬드형 탄소, 파릴렌, 수소화된 규소 옥시카바이드(SiCOH) 유전 물질, 벤조사이클로부텐(BCB) 유전 물질과 같은 B-단계화된 중합체, 아릴사이클로부텐계 유전 물질, 폴리페닐렌계 유전 물질, 폴리아릴렌이더, 폴리이미드, 불소화된 폴리이미드, 다공성 실리카, 실리카 제올라이트, 상술한 유전 물질의 다공성 유도체 및 이의 조합물을 포함할 수 있다. 다공성 유도체, 즉, 메조포러스 또는 나노포러스는 포로겐 생성된 기공, 용매 형성 기공 또는 분자 가공된 기공을 가질 수 있으며, 이는 상호 연결되거나 폐쇄되고, 수직으로 지향된 기공과 같이 분포되고 랜덤하거나 순위가 정해질 수 있다.
다른 적절한 유전체는, 실리케이트, 수소 실세스퀴옥산, 오르가노실세스퀴옥산, 오르가노실옥산, 오르간하이드리도실옥산, 실세스퀴옥산-실리케이트 코폴리머, 시라잔계 물질, 폴리카보실란 및 아세트옥실란을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
적절한 기판은, 실리콘, 실리콘-온-인슐레이터, 실리콘 게르마늄, 실리콘 디옥사이드, 유리, 실리콘 니트라이드, 세라믹, 알루미늄, 구리, 갈륨 비소, 플라스틱, 예컨대, 폴리카보네이트, 회로 기판, 예컨대, FR-4 및 폴리이미드, 하이브리드 회로 기판, 예컨대, 알루미늄 니트라이드 알루미나 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 이와 같은 기판은 그 상에 증착된 박막을 더 포함하며, 이와 같은 박막은 금속 질화물, 금속 카바이드, 금속 규화물, 금속 산화물 및 이의 혼합물을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 다층 집적 회로 장치에서, 절연된 평탄화 회로 라인의 하부 층은 또한 기판로서 기능을 할 수 있다.
예들
이 예에서, 동일한 유전 물질을 포함하는 다수의 기판은 상술한 바와 같은 장치에서 처리되었다. 도 12는 주기적 인시튜 세정 기능의 유효성을 그래프로 도시한 것이다. 인시튜 세정 프로세스는, 처리 챔버 내로 산화 유체를 흐르게 하여, 산화 유체를 자외선 광대역 방사로 노출시키는 것을 포함하였다. 조사 프로브는 처리 챔버로의 자외선 광대역 방사의 세기를 측정하였다. 유전 물질을 함유한 다수의 기판의 처리 중에 투과판 상으로의 아웃가싱 및 오염물 증착의 결과로서, 자외선 광대역 방사의 투과율은 처리된 기판의 함수로서 감소한다. 처리 챔버를 주기적으로 세정하는 것은 자외선 광대역 방사의 투과를 실질적으로 복구하기 위해 판을 세정한다. 이점으로, 처리 챔버의 벽 및 다른 표면은 또한 투과판 이외에 세정된 것으로 추정될 수 있다.
도 13은 인시튜 세정 프로세스가 완료된 후에 처리 챔버의 리컨디셔닝(reconditioning)을 그래프로 도시한 것이다. 그래프의 좌측 상에서, 자외선 광대역 방사의 투과율이 바로 앞에 기술된 인시튜 세정 프로세스 중에 측정된다. 인시튜 세정 프로세스로 약 5 분 노출 후에, 판은 처리 챔버로의 자외선 광대역 방사의 투과에 의해 나타낸 바와 같이 실질적으로 세정되었다. 산화 유체를 제거하기 위해, 처리 챔버는 불활성 가스로 정화되었다. 산소 프로브는 시간 함수로서 처리 챔버 내에 남아있는 산소의 농도를 측정하였다.
본 발명이 예시적인 실시예를 참조로 기술되었지만, 당업자는 여러 변경이 행해질 수 있고, 등가물이 본 발명의 범주 내에서 그의 요소로 대체될 수 있음을 이해할 것이다. 게다가, 많은 수정이 본 발명의 필수 범주 내에서 본 발명의 요지에 특정 상황 또는 물질을 적응시키도록 행해질 수 있다. 그래서, 본 발명은 본 발명을 실시하기 위한 최상의 모드로서 개시된 특정 실시예로 제한되지 않고, 첨부한 청구범위의 범주 내에서의 모든 실시예를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (54)

  1. 유전 물질을 처리하는 장치에 있어서,
    자외선 방사를 반사하도록 적용된 반사기, 자외선 방사 소스 및 150 nm 내지 300 nm의 파장을 갖는 상기 자외선 방사를 투과되는 판을 포함하고, 제 1 유체 소스와 유체 연통하는 밀봉된 내부 영역을 형성하여, 상기 제 1 유체 소스가 밀봉된 내부 영역 내에 포함된 대기를 정화하고, 상기 반사기를 냉각시키도록 하는 방사 소스의 모듈;
    상기 방사 소스의 모듈과 결합되어, 자외선 방사 소스와 연통하는 밀봉된 챔버를 규정하는 처리 챔버의 모듈로서, 기판, 기판을 지지하도록 구성된 지지대 및, 제 2 유체 소스와 유체 연통하는 가스 입구를 수용하도록 구성된 폐쇄 가능한 개구를 포함하는 처리 챔버의 모듈 및;
    상기 처리 챔버 및 웨이퍼 핸들러와 연통하는 로드락 챔버의 모듈로서, 제 3 유체 소스 및 척과 유체 연통하는 에어락 챔버를 포함하는 로드락 챔버의 모듈을 구비하고;
    상기 자외선 방사 소스와 기판 사이에 배치되고, 다수의 구멍을 갖는 메쉬 스크린을 포함하는 광학 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 필터는, 제 1 메쉬 사이즈를 가진 내부 지대 및, 상기 내부 지대에 대해 원주 방향으로 배치되고, 제 2 메쉬 사이즈를 가진 외부 지대를 포함하는 스크린인 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 내부 지대는 자외선 방사 소스와 동축 방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 필터는 코팅, 흡수제 가스, 흡수제 고체 물질 또는 이들 코팅, 흡수제 가스, 흡수제 고체 물질의 조합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 자외선 방사 소스는 에너지원에 결합된 무전극 벌브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 자외선 방사 소스는, 제 1 세트의 화학 접착제(chemical bond) 및 유전 물질의 기능적 그룹과 차별되게 반응하도록 구성되고, 제 2 세트의 선택된 화학 접착제 또는 유전 물질의 기능적 그룹에 투명한 선택된 파장 스펙트럼을 가진 광대역 방사 소스인 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 자외선 방사 소스는 유전체 장벽 방전 장치, 아크 방전 장치 또는 전자 충돌 생성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    제 1 유체 소스는 불활성 가스, 자외선 흡수 가스, 또는 이들 불활성 가스, 자외선 흡수 가스 중 하나 이상을 포함하는 조합물을 포함하고; 제 2 유체 소스는 불활성 가스, 반응 가스, 자외선 흡수 가스, 또는 이들 불활성 가스, 반응 가스, 자외선 가스 중 하나 이상을 포함하는 조합물을 포함하며, 제 3 유체 소스는 불활성 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    냉각 매체와 유체 연통되는 반사기의 주변에 배치된 냉각 재킷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전 물질은, 저 k 유전 물질, 프리메탈 유전 물질, 산화물, 질화물, 옥시니트라이드, 장벽층 물질, 에칭 중지 물질, 캡핑 층, 고 k 물질, 얕은 트렌치 소자 분리 유전 물질, 또는 이들 저 k 유전 물질, 프리메탈 유전 물질, 산화물, 질화물, 옥시니트라이드, 장벽층 물질, 에칭 중지 물질, 캡핑 층, 고 k 물질, 얕은 트렌치 소자 분리 유전 물질 중 하나 이상을 포함하는 조합물인 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 챔버는 기판을 가열하도록 구성된 가열 소스를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    가열 소스는 기판을 지지하는 다수의 핀 및, 기판의 온도를 측정하는 스프링 설치 또는 매립된 열전대를 포함하는 근접 열 척 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    로드락 챔버는 처리 챔버로부터 전달된 기판에 불활성 조건을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    반사기는 알루미늄 금속, 이색성 물질 또는 다층 코팅으로 형성된 반사 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 반사 층은, 불화 마그네슘, 이산화 규소, 산화 알루미늄 및, 이들 불화 마그네슘, 이산화 규소, 산화 알루미늄 물질 중 하나 이상을 포함하는 조합물의 보호 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 자외선 방사 소스는 150 nm 내지 300 nm의 파장을 포함하는 광대역 방사 패턴을 방출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 챔버는 자외선 광대역 방사의 세기를 측정하도록 배치된 조사 프로브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사 소스의 모듈의 밀봉된 내부 영역은 배출 또는 진공과 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 챔버에 결합된 예열 스테이션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 판은 그 내에 매립되고, 자외선 광대역 방사를 처리 챔버로 균일하게 분산시키도록 구성된 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 판과 상기 처리 챔버 간에 스크린을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 챔버는 산소 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 자외선 방사 소스는 밀봉된 내부 영역으로 돌출시키거나 상기 영역과 상호 작용하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 부분은 와이어메쉬(wiremesh)로 형성된 종단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  26. 유전 물질을 처리하는 장치에 있어서,
    자외선 방사를 반사하도록 적용된 반사기, 광대역 방사 패턴을 방출하도록 구성된 자외선 방사 소스, 150 nm 내지 300 nm의 파장을 갖는 상기 자외선 방사를 투과되는 판을 포함하고, 제 1 유체 소스와 유체 연통하는 밀봉된 내부 영역을 형성하여, 상기 제 1 유체 소스가 밀봉된 내부 영역 내에 포함된 대기를 정화하고, 상기 반사기를 냉각시키도록 하는 방사 소스의 모듈;
    상기 자외선 방사 소스와 기판 사이에 배치되고, 다수의 구멍을 갖는 메쉬 스크린을 포함하는 광학 필터 및;
    상기 방사 소스의 모듈과 결합되어, 자외선 방사 소스와 연통하는 밀봉된 챔버를 형성하는 처리 챔버의 모듈로서, 상기 처리 챔버는, 기판, 기판을 지지하도록 구성된 지지대 및, 제 2 유체 소스와 유체 연통하는 가스 입구를 수용하도록 구성된 폐쇄 가능한 개구를 포함하는 처리 챔버의 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 광학 필터는, 제 1 메쉬 사이즈를 가진 내부 지대 및, 상기 내부 지대에 대해 원주 방향으로 배치되고, 제 2 메쉬 사이즈를 가진 외부 지대를 포함하는 스크린인 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 광학 필터는 코팅, 흡수제 가스, 흡수제 고체 물질 또는 이들 코팅, 흡수제 가스, 흡수제 고체 물질의 조합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 내부 지대는 자외선 방사 소스와 동축 방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 외부 지대에 대해 원주 방향으로 배치되고, 제 2 메쉬 사이즈와 상이한 메쉬 사이즈를 가진 하나 이상의 부가적인 지대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  31. 제 26 항에 있어서,
    상기 광대역 방사 패턴은 150 nm 내지 300 nm의 파장을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 장치.
  32. 유전 물질을 처리하는 프로세스에 있어서,
    로드락 챔버로부터 처리 챔버 내로 기판을 전달하는 단계로서, 상기 처리 챔버는 자외선 방사를 반사하도록 적용된 반사기, 자외선 방사 소스 및, 밀봉된 내부 영역을 형성하는 판을 포함하는 방사 소스의 모듈에 결합되고, 상기 판은 150 nm 내지 300 nm의 파장을 갖는 상기 자외선 방사를 투과되고, 광학 필터가 상기 자외선 방사 소스와 기판 사이에 배치되고, 상기 광학 필터가 다수의 구멍을 갖는 메쉬 스크린을 포함하는 단계;
    불활성 가스를 상기 처리 챔버 및 상기 밀봉된 내부 영역 내로 흐르게 하는 단계 및;
    150 nm 내지 300 nm의 파장에서 자외선 광대역 방사를 생성시켜, 자외선 광대역 방사로 기판을 노출시키는 단계를 포함하고;
    상기 반사기 주변에 냉각 매체를 흐르게 하는 단계를 더 포함하며;
    상기 냉각 매체는 상기 밀봉된 내부 영역 내에 포함된 대기를 정화하기 위해 또한 사용되는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  33. 삭제
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 자외선 광대역 방사로 기판을 노출시키는 단계는 기판으로 투과된 자외선 광대역 방사의 부분을 제거하도록 밀봉된 내부 영역으로 자외선 흡수 가스를 흐르게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 자외선 광대역 방사로 기판을 노출시키는 단계는 처리 챔버로 반응 가스를 동시에 흐르게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  36. 제 32 항에 있어서,
    20℃ 내지 450℃의 온도로 기판을 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  37. 제 36 항에 있어서,
    가열된 기판을 로드락 챔버로 전달하여, 로드락 챔버 내에 불활성 대기를 유지하면서 가열된 기판을 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  38. 제 32 항에 있어서,
    상기 처리 챔버를 주기적으로 세정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 처리 챔버를 주기적으로 세정하는 단계는 산화 유체를 처리 챔버로 도입시켜, 상기 자외선 광대역 방사에 의해 상기 산화 유체를 활성화시켜, 상기 판 및 처리 챔버로부터의 오염물을 휘발시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 처리 챔버를 주기적으로 세정하는 단계는 상기 처리 챔버로의 상기 자외선 광대역 방사의 투과의 변화량을 검출하는 단계를 포함하는데, 상기 변화량은 미리 정해진 임계값을 초과할 시, 세정 프로세스가 트리거되는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 세정 프로세스는 투과 변화율이 미리 정해진 변화율 아래로 떨어지거나, 미리 규정된 파장 대역에 대한 100% 투과율에 있을 시에 중지되는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  42. 제 32 항에 있어서,
    기판을 노출하기 전에 자외선 광대역 방사의 부분을 필터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 자외선 광대역 방사의 부분은 코팅, 흡수제 가스, 흡수제 고체 물질 또는 이들 코딩, 흡수제 가스, 흡수제 고체 물질의 조합물을 상기 자외선 광대역 방사의 통로에 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  44. 제 32 항에 있어서,
    기판을 상기 자외선 광대역 방사로 노출시키는 단계는 상기 자외선 방사 소스의 동작 조건을 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  45. 제 32 항에 있어서,
    기판을 상기 자외선 광대역 방사로 노출시키는 단계는 상기 자외선 방사 소스와 상기 처리 챔버 사이에 필터를 배치하는 단계를 포함하는데, 상기 기판으로 투과된 상기 자외선 광대역 방사의 부분이 상기 필터에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  46. 제 32 항에 있어서,
    상기 유전 물질은 프리메탈 유전 물질, 저 k 유전 물질, 장벽층 및, 이들 프리메탈 유전 물질, 저 k 유전 물질, 장벽층의 유전 물질 중 하나 이상을 포함하는 조합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  47. 제 32 항에 있어서,
    상기 불활성 가스를 상기 처리 챔버로 흐르게 하는 단계는 다운플로우 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  48. 제 32 항에 있어서,
    상기 불활성 가스를 상기 처리 챔버로 흐르게 하는 단계는 크로스플로우 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  49. 제 32 항에 있어서,
    상기 자외선 광대역 방사를 생성시키는 단계는 에너지원에 결합된 무전극 벌브로 가스 충진물을 여기시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 에너지원은, 마이크로파 에너지원, 무선 주파수 에너지원 또는 이들 마이크로파 에너지원, 무선 주파수 에너지원의 조합물인 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  51. 제 32 항에 있어서,
    기판에서 판으로 포로겐 또는 아웃가싱된 물질의 증착을 최소화하기 위한 량 및 흐름율로 상기 처리 챔버 내의 판에 인접하여 가스를 흐르게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  52. 제 32 항에 있어서,
    판을 세정하기 위한 량 및 흐름율로 상기 처리 챔버 내의 판에 인접하여 가스를 흐르게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  53. 제 32 항에 있어서,
    상기 처리 챔버 내의 산소 농도를 연속적이거나 주기적으로 모니터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
  54. 제 53 항에 있어서,
    상기 처리 챔버 내의 산소 농도를 20 ppm 내지 100 ppm으로 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전 물질을 처리하는 프로세스.
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