KR20070094574A - Ｕｖ 경화 시스템 - Google Patents

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KR20070094574A
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주안 칼로스 로샤-알바레즈
토마스 노와크
데일 알. 두 보이스
산지브 바루자
스코트 에이. 헨드릭슨
던스틴 더블유. 호
안드르제이 카스주바
톰 케이. 조
히켐 엠사드
엔단카 오. 무쿠티
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명의 실시예들은 일반적으로 기판 상에 배치되는 유전체 물질을 경화시키기 위한 자외선(UV) 경화 챔버, 및 UV 광을 이용하여 유전체 물질들을 경화시키는 방법들에 관한 것이다. 일 실시예에 따른 기판 처리 툴은 기판 처리 영역을 규정하는 몸체; 상기 기판 처리 영역 내에 기판을 지지하도록 적응되는 기판 지지체; 상기 기판 지지체로부터 이격되고, 상기 기판 지지체 상에 위치된 기판으로 자외선 광을 전달하도록 구성되는 자외선 광 램프; 및 상기 자와선 광 램프 또는 기판 지지체 중 적 적어도 하나를 서로에 대해 적어도 180도 회전시키도록 동작가능하게 결합된 모터를 포함한다. 상기 기판 처리 툴은 회전시 실질적으로 균일한 방사 패턴을 생성하도록 결합되는 상보적인 고밀도 및 저밀도 영역들을 갖는 기판 상부에 자외선 광의 투과 패턴을 생성하도록 적응되는 하나 이상의 반사기들을 더 포함할 수 있다. 또한, 다른 실시예들도 개시된다.

Description

ＵＶ 경화 시스템{UV CURE SYSTEM}
도 1은 노출 영역 위로 램프에 의해 생성되는 빛의 대략적인 조도(irradiance) 레벨을 도식적으로 나타내는 종래기술의 UV 램프의 사시도이다.
도 2는 램프와 웨이퍼 사이의 다른 거리에서 종래기술의 UV 램프의 주요한 조도 패턴에 대한 간략화된 도시이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 반사기(reflector)를 포함하는 UV 램프 모듈의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 UV 램프 모듈(30)의 조도 패턴에 대한 간략화된 도시이다.
도 5는 도 3에서 도시된 제 2 반사기에 대한 평면도이다.
도 6A는 본 발명의 실시예에 따라서 UV 램프 모듈에 의해 발생된 UV 광(radiation)에 대한 몇몇의 반사 경로를 UV 램프 모듈(30)에 대해 세로인 축을 따르는 간략화한 단면을 도시한다.
도 6b는 본 발명의 실시예에 따라서 UV 램프 모듈에 의해 발생된 UV 광에 대한 몇몇의 반사 경로를 UV 램프 모듈(30)에 대해 세로인 축을 따르는 간략화한 단면을 도시한다.
도 7a-7b는 본 발명의 일 실시예에 따라서 반사기에 의해 발생된 선택된 반 사 경로를 도시하는, 도 3에서 도시된 제 1 반사기(36)의 간략화된 단면도이다.
도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따라서 포물선 모양 및 타원형 모양 영역을 갖고 있는 반사 표면을 포함하는 제 1 반사기의 간략화된 사시도, 단면도, 및 부분 확대도를 포함한다.
도 7d는 도 7c에서 도시한 반사기의 포물선 모양의 영역(136a)의 반사 패턴을 도시하는 간략화된 단면도이다.
도 7e는 도 7c에서 도시한 반사기의 타원형 모양의 영역(136a-136d)의 반사 패턴을 도시하는 간략화된 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들이 통합될 수 있는 반도체 공정 시스템의 간략화된 평면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라서 UV 경화(curing)를 위해 구성된, 도 8에서 도시된 탠덤(tandem) 공정 챔버(106)의 간략화된 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라서 UV 방사에 노출되고 있는 기판에 대하여 반사기와 UV 램프를 회전되게 하는 디스크(212)에 접촉된 제 2 반사기(40)의 사시도이다.
도 11a는 본 발명의 실시예에 따라서 UV 램프 모듈(30)의 방사 패턴을 그래프로 도시한다.
도 11b는 축(69)과 축(70) 모두를 따라 도 11A에서 도시된 실제적인 방사 레벨을 도시한다.
도 11c는 본 발명의 실시예에 따라서 UV 노출 동안 회전될 때의 UV 램프 모 듈(30)의 조도 패턴을 그래프 식으로 도시한다.
도 11d는 축(86)을 따라서 도 11C에서 도시된 실제적인 방사 레벨을 도시한다.
도 12a-c는 본 발명의 다양한 실시예에 따라서 도 3에서 도시된 모듈(30)과 같은, 회전하는 듀얼 UV 램프 모듈에 대한 구동 메커니즘을 도시하는 간략화된 평면도이다.
도 13은 도 8에서 도시된 탄뎀 공정 챔버(106)의 간략화된 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 램프 챔버의 간략화된 단면도이다.
도 15는 도 14에서 도시된 램프(410 및 412)의 조면도이다.
도 16-18은 도 14에서 도시된 UV 경화 시스템(400)의 일부분에 대한 조도 패턴을 그래프 식으로 도시한다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따라서 이중 램프 챔버의 간략화된 단면도이다.
도 20은 일 실시예에 따라서 UV 경화 시스템(400)의 각각의 UV 전구와 제 1 반사기를 독립적으로 감시하는 광 파이프(light pipe)들에 대한 가능한 위치를 나타내는 도 14에서 도시된 제 2 반사기(440)의 간략화된 사시도이다.
도 21은 일 실시예에 따라서 UV 경화 시스템(400)의 제 1 각각의 반사기와 UV 전구를 독립적으로 감시하는 광 파이프를 포함하는 제 2 반사기(440)의 간략화된 사시도이다.
도 22a 및 22b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 2 반사기의 일부분에 대한 간략화된 사시도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
30: UV 램프 모듈 32: UV 램프
34: UV 벌브 36: 제 1 반사기
40: 제 2 반사기 50: 기판
실리콘 산화물(SiOX), 실리콘 탄화물(SiC) 및 탄소 도핑된 실리콘 산화물(SiOCX) 막들은 반도체 소자들의 제작 분야에서 널리 보급되어 사용된다. 반도체 기판상의 이러한 실리콘-함유 막을 형성하기 위한 하나의 방안은 챔버 내에서 화학적 기상 증착(CVD: chemical vapor deposition) 공정을 수행하는 것이다. 예를 들어, 실리콘 공급 소스와 산소 공급 소스 사이의 화학 반응은 CVD 챔버내에 배치된 반도체 기판의 상부상에 고체 상(silicon phase) 실리콘 산화물의 증착을 초래할 수 있다. 또 다른 실시예에 따라, 실리콘 탄화물 및 탄소-도핑된 실리콘 산화물 막은 적어도 하나의 Si-C 결합을 포함하는 유기실란(organosilane) 소스를 포함하는 CVD 반응으로부터 형성될 수 있다.
물은 종종 유기실리콘 화합물의 CVD 반응의 부산물이다. 물은 수분으로서 막에 흡수될 수 있으며, 또는 Si-OH 화학 결합으로서 증착된 막에 통합될 수 있다. 이러한 형태의 물의 결합은 일반적으로 바람직하지 않다. 따라서, 원치 않는 화학적 결합 및 물과 같은 화합물들은 증착된 탄소-함유 막으로부터 제거되는 것이 바람직하다. 또한, 몇몇 특정 CVD 공정에 있어서, 희생적인 재료들의 열적으로 불안정한 유기 단편들은 제거될 필요가 있다.
이러한 문제점들을 처리하기 위하여 사용되는 하나의 일반적인 방법은 종래의 열적 어닐링이다. 이러한 어닐링으로부터의 에너지는 불안정한 원치 않는 화학 결합을 주문된 막의 더 안정한 결합 특성과 교체하고, 이에 의하여, 막의 농도를 증가시킨다. 종래의 열적 어닐링 단계들은 일반적으로 상대적으로 긴 기간(예를 들어, 대개 30분 내지 2시간)이 걸리고, 따라서 현저한 공정 시간을 소비하고 전반적인 제작 공정을 단축시킨다.
이러한 문제점들을 처리하기 위한 또 다른 기술은 CVD 실리콘 산화물, 실리콘 탄화물 및 탄소-도핑된 실리콘 산화물 막들의 후처리(post treatment)에 도움을 주기 위하여 자외선 광을 사용한다. 예를 들어, Applied Materials, Inc.의 미국 특허 제6,566,278호 및 제 6,614,181호는 모든 내용이 본 명세서에 참조로 통합되고, CVD 탄소-도핑된 실리콘 산화물 막들의 후처리를 위한 UV 광의 사용을 설명한다. CVD 막을 경화시키고 밀도를 높이기 위한 UV 광의 사용은 개별적인 물의 전체 열 예산을 감소시키고, 제작 공정을 빠르게 할 수 있다. 다수의 다양한 UV 경화 시스템이 기판상에 증착된 막들을 효과적으로 경화시키기 위하여 사용될 수 있도록 개발되어 왔다. 이러한 것의 일 예가 "High Efficiency UV Curing System"이라는 제목의 미국 특허 제 11/124,908호에 개시되고, 이는 Applied Materials에 양도되며, 모든 목적에 대하여 본 명세서에 참조로 통합된다.
다양한 UV 경화 챔버의 개발에도 불구하고, 이러한 중요한 기술 분야의 그 이상의 개선이 계속적으로 추구되어왔다.
본 발명의 목적은 기판상에 배치된 유전체 재료를 경화시키기 위한 자외선(UV) 경화 챔버 및 UV 광을 사용하여 유전체 재료들을 경화시키기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들은 일반적으로 기판상에 배치된 유전체 재료를 경화시키기 위한 자외선(UV) 경화 챔버 및 UV 광을 사용하여 유전체 재료들을 경화시키기 위한 방법에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 기판 처리 툴(substrate processing tool)은 기판 처리 영역을 형성하는 몸체; 상기 기판 처리 영역내에 상기 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지체; 상기 기판 지지체상에 배치된 기판에 자외선 광을 전달하도록 구성된, 상기 기판 지지체로부터 떨어져 배치된 자외선 광 램프; 및 상기 자외선 광 램프 또는 기판 지지체 중 적어도 하나를 서로에 대하여 적어도 180도 회전시키도록 효과적으로 결합된 모터를 포함한다. 기판 처리 툴은 회전하는 경우 실질적으로 균일한 발광 패턴을 생성하도록 결합하는 보완적인 높고 낮은 집중 영역들을 갖는 기판상에 자외선 광의 투과 패턴을 생성하도록 구성된 하나 이상의 반사기를 더 포함 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 툴은 기판 처리 영역을 형성하는 몸체; 상기 기판 처리 영역 내에 상기 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지체; 상기 기판으로부터 떨어져 배치되고 자외선 광을 생성하여 상기 기판 지지체상에 위치한 기판에 전송하도록 구성되는 자외선(UV) 광 램프를 포함하고, 상기 UV 광 램프는 UV 광의 소스 및 상기 UV 광의 소스를 부분적으로 둘러싸는 제 1 반사기를 포함하고, 제 1 반사기와 상기 기판 지지체 사이에 제 2 반사기가 위치되며, 상기 제 2 반사기는 다른 점에서 상기 기판을 향해 상기 기판을 접촉시키지 않는 자외선 광을 재유도하도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 상기 제 2 반사기는 각각이 대향하는 종방향 표면들을 포함하는 상부와 하부를 포함하고, 상기 대향하는 종방향 표면들은 상기 종방향 표면들의 구간을 가로지르고 상기 종방향 표면들의 단부들 사이로 연장하는 횡단면들을 대향하는 정점(vertex)에서 만난다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 툴은 기판 처리 영역을 형성하는 몸체; 상기 기판 처리 영역 내에 상기 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지체; 및 상기 기판 지지체로부터 떨어져 배치되고 상기 기판 지지체상에 배치된 기판으로 UV 광을 전송하도록 구성된 제1 UV 램프를 포함하고, 상기 제1 UV 램프는 제1 UV 광 소스 및 상기 제1 UV 광 소스를 부분적으로 둘러싸는 제1 반사기를 포함하고, 상기 제1 반사기는 대향하는 내부 반사 패널 및 외부 반사 패널을 가지며, 상기 내부 대향 패널은 제1 반사 표면을 가지고, 상기 외부 반사 패널은 상기 제1 반사 표면에 비대칭인 제2 반사 표면을 갖는다. 몇몇 실시예들은 상기 기판 지지체로부터 떨어져서 배치되고 상기 기판 지지체상에 배치된 기판에 UV 광을 전달하도록 구성된 제2 UV 램프를 더 포함하고, 상기 제2 UV 램프는 제2 UV 광 소스 및 상기 제2 UV 광 소스를 부분적으로 둘러싸는 제2 반사기를 포함하고, 상기 제2 반사기는 내부 반사 패널 및 반사 외부 패널에 대항하며, 상기 내부 반사 패널은 제3 반사 표면을 갖고, 상기 외부 반사 패널은 상기 제3 반사 표면에 비대칭인 제4 반사 표면을 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 툴은 기판 처리 영역을 형성하는 몸체; 상기 기판 처리 영역내에 상기 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지체; 상기 기판 지지체로부터 떨어져서 배치되고 상기 기판 지지체상에 배치된 기판에 자외선 광을 생성하고 전달하도록 구성되는 자외선(UV) 광 램프 - 상기 UV 광 램프는 UV 광의 소스 및 상기 UV 광 소스를 부분적으로 둘러싸는 제 1 반사기를 포함함-; 상기 기판 외부에 광 손실을 감소시키도록 구성된 상기 기판 지지체와 상기 제 1 반사기 사이에 배치된 제 2 반사기 - 상기 제 2 반사기는 내부 표면과 외부 표면을 갖고, 적어도 하나의 홀(hole)이 상기 내부 표면으로부터 상기 외부 표면으로 상기 반사기를 이동시킴 -; 및 상기 적어도 하나의 홀을 통해 전달된 UV 광 램프에 의해 생성된 UV 광 광을 수신하도록 위치되는 광 검출기를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 툴은 기판 처리 영역을 형성하는 몸체; 상기 기판 처리 영역내에 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지체; 상기 기판 지지체로부터 떨어져서 배치되고 상기 기판 지지체상에 배치된 기판에 자외선 광을 생성하여 전달하도록 구성된 자외선(UV) 광 램프 -상기 UV 광 램프는 UV 광 소스와 상기 UV 광 소스를 부분적으로 둘러싸는 제 1 반사기를 포함함-; 기판 외부에 광 손실을 감소시키도록 구성된 상기 기판 지지체와 상기 제 1 반사기 사이에 배치된 제 2 반사기 -상기 제 2 반사기는 내부 표면과 외부 표면을 갖고 적어도 하나의 홀이 상기 내부 표면으로부터 상기 외부 표면으로 상기 반사기를 이동시킴-; 및 상기 적어도 하나의 홀을 통해 전달된 상기 UV 광 램프에 의해 생성된 UV 광 광을 수신하도록 배치된 광 검출기를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 툴은 기판 처리 영역을 형성하는 몸체; 상기 기판 처리 영역내에 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지체; 및 상기 기판 지지체로부터 떨어져서 배치되고 상기 기판 지지체상에 배치된 기판에 자외선 광을 생성하여 전달하도록 구성된 자외선(UV) 광 램프 - 상기 UV 광 램프는 UV 광 소스와 상기 UV 광 소스를 부분적으로 둘러싸는 제 1 반사기를 포함함하고, 상기 제 1 반사기는 적어도 하나의 포물선 구획 및 적어도 하나의 타원형 구획을 포함하는 반사 표면을 가짐 - 을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 제 1 반사기는 내부 반사 패널 및 외부 반사 패널을 포함하는데, 상기 각각의 패널들은 적어도 하나의 포물선 구획 및 적어도 하나의 타원형 구획을 포함하는 반사 표면을 갖는다.
일 실시예에 따른 기판상에 형성된 유전체 재료층을 경화시키는 방법은, 기판 처리 챔버의 기판 지지체상에 형성된 유전체 재료를 갖는 상기 기판을 배치하는 단계; 및 상기 기판 지지체로부터 떨어져 배치된 자외선 광 소스로부터의 자외선 광에 상기 기판을 노출시키는 단계 -상기 노출시키는 단계 동안 상기 자외선 광 소스 및/또는 기판을 회전시킴- 를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 상기 노출시키는 단 계는 상기 노출 단계 동안의 상기 회전 동안에 실질적으로 균일한 발광 패턴을 생성하도록 결합하는 보완적인 높은 농도 영역과 낮은 농도 영역을 갖는 실질적으로 원형인 투과 패턴을 생성하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에 따른 기판상에 형성된 유전체 재료층을 경화시키는 방법은, 기판 처리 챔버의 기판 지지체상에 형성된 유전체 재료를 갖는 상기 기판을 배치하는 단계; 및 UV 소스 및 제 1 반사기를 이용하여 UV 광의 실질적으로 직사각형인 투과 패턴을 생성하는 단계 및 상기 제 1 반사기와 상기 기판 지지체 사이에 배치된 제 2 반사기를 이용하여 상기 실질적으로 직사각형인 투과 패턴을 실질적으로 원형인 UV 광의 투과 패턴으로 변형하는 단계에 의하여 상기 기판을 자외선 광에 노출시키는 단계를 포함한다.
기판상에 형성된 유전체 재료층을 경화시키는 방법은, 기판 처리 챔버의 기판 지지체상에 형성된 유전체 재료를 갖는 상기 기판을 배치하는 단계; 및 연장된 UV 소스로 광을 생성하는 단계와 상기 광 소스를 부분적으로 둘러싸며 서로 비대칭인 제1 반사 표면과 제2 반사 표면을 갖는 UV 소스에 의해 생성된 UV 광을 재유도하는 단계에 의하여 상기 기판을 UV광에 노출시키는 단계를 포함한다. 또 다른 실시예에 따른 기판상에 형성된 유전체 재료층을 경화시키는 방법은, 기판 처리 챔버의 기판 지지체상에 형성된 유전체 재료를 갖는 상기 기판을 배치하는 단계; 및 (ⅰ) 제1 UV 소스와 제2 UV 소스로 광을 생성하는 단계와 (ⅱ)서로 비대칭이고 상기 기판의 제1 하프(half)상에 UV 광을 집중시키도록 결합하는 제1 반사 표면과 제2 반사 표면으로 상기 제1 UV 소스에 의해 생성된 UV 광을 재유도하는 단계, 및 (ⅲ) 상기 제1 하프에 대향하는 기판의 제2 하프상에 상기 UV 광을 집중시키도록 결합하며 서로 비대칭인 제3 반사기와 제4 반사기로 상기 제2 UV 소스에 의해 생성된 UV 광을 재유도하는 단계에 의해 상기 기판을 UV 광에 노출시키는 단계를 포함한다.
다른 실시예에 따른 기판상에 형성된 유전체 재료층을 경화시키는 방법은 기판 처리 챔버의 기판 지지체상에 형성된 유전체 재료를 갖는 상기 기판을 배치하는 단계; 및 연장된 UV 소스로 상기 광을 생성하는 단계와 대향하는 제1 표면 및 제2 표면 중 적어도 하나가 적어도 하나의 포물선 구획 및 적어도 하나의 타원형 구획을 포함하는 광 소스를 부분적으로 둘러싸는 대향하는 제1 반사 표면과 제2 반사 표면으로 상기 UV소스에 의하여 생성된 UV 광을 재유도하는 단계에 의하여 상기 기판을 UV 광에 노출시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 이러한 실시예들 및 다른 실시예들, 뿐만 아니라 그 장점과 특징들은 아래의 텍스트와 첨부한 도면과 함께 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1은 실질적으로 직사각형인 노출 영역 위로 램프에 의해 발생되는 광의 방사 레벨을 나타내며 도시하는 종래기술의 마이크로웨이브 UV 램프(10)의 사시도이다. 램프(10)는 하우징(housing, 14)안에 장착되어 있는 세로로 긴 UV 벌브(12)를 포함한다. 하우징(14)은 UV 벌브와 마주하고 기판(20)의 위의 투과 패턴(flood pattern, 18) 안쪽으로 UV 광을 향하게 하는 반사기(16)를 포함한다. 반사기(16)는 공명 캐비티(resonant cavity)안에 위치하며, 이는 반사기의 크기와 모양을 제한한다.
반사기(16)가 투과 패턴(18) 안쪽에 이의 표면과 충돌하는 (선택된 파장의 범위 내의) 대부분의 광을 반사시키는 경우에, 일부 광은 반사기 표면을 탈출하고 패턴(18)의 경계를 넘어 바깥쪽에 떨어진다. 그런 광의 예는 도 1에 광 경로(15)에 의해 도시된다. 투과 패턴(18)의 안쪽과 바깥쪽 모두에 대한 램프(10)에 의해 발생되는 광의 강도는 도 1의 바닥 부분(22)에 개념적으로(간략화된 방법으로) 도시된다. 바닥 부분(22)에서 보이듯이, 램프(10)에 의해 발생된 UV 광의 강도는 투과 패턴(18)의 경계 안에서는 필수적으로(또는 매우 근접하게) 균일하다. 영역(18)의 바깥으로 떨어지는 일부 광의 양은, 기울어진 라인(24)에 의해 도시되듯이 경계에서 멀어짐에 따라-라인(25)에서 도시되듯이 광 레벨이 0에 도달할 때 까지- 감소한다.
램프(10)와 유사한 UV 램프 모듈은 실질적으로 둥근 반도체 기판의 위에 증착된 반도체 물질을 경화하는데 사용되었다. 그러나 이러한 사용에 대한 한 가지 문제점은, 그 모양 때문에, 반도체 기판을 완전히 노출시키기 위해서는, 램프(10)에 의해 발생되는 실질적으로 직사각형인 노출 패턴은 기판의 경계의 바깥쪽에 위치하는 광의 어떤 부분을 필수적으로 발생시킨다는 것이다.
이 문제는 웨이퍼와 램프 사이의 다른 거리에 따른 방사 아웃라인을 도시하는 도 2에서 그래프로 도시한다. 도 2에서 도시되듯이, 만약 원형 기판(28)이 램프(10)에 상대적으로 가까이 위치되면(위치 A), 기판의 일부분(예를 들면, 28a 부분)은 제 1 투과 패턴(18)의 바깥에 위치한다. UV 램프(10)로부터 더 멀리 기판을 움직이는 것은(위치 B) 투과 패턴 안으로 전체 기판을 위치시킬 수는 있으나, 기판의 경계 바깥쪽으로 떨어지는 제 1 투과 패턴의 광의 상당한 부분을 또한 야기할 것이다.
이러한 사용의 다른 문제는, 심지어 경계(18)의 테두리가 기판의 바깥쪽 테두리와 일치하더라도, 기울어진 라인(24)(도 1)에 일치하는 광은 기판의 경계 바깥쪽에 또한 떨어질 것이라는 점이다. 일반적으로 실질적으로 원형인 반도체 기판의 표면 위로 균일한 UV 광이 가능한 많이 응집하는 것이 요구된다. 종래 기술의 램프에 관계된 상기 설명한 문제는 상기 이상적인 노출과 반대가 된다.
본 발명의 실시예에 따라서 도 3은 기판에 분배된 에너지의 강도를 증기시키기 위해 디자인된 제 2 반사기(40)를 포함하는 UV 램프 모듈(30)의 단면도를 도시한다. 램프 모듈(30)은 또한 UV 램프(32)-예를 들면, 높은 전력의 수은 마이크로웨이브 램프-를 포함하며, 이는 제 1 반사기(36)에 의해 부분적으로 둘러싸인 세로로 긴 UV 벌브(34)를 갖는다. 도 3에서 도시된 것과 같이, 제 2 반사기(40)는 UV 램프(32)와 반도체 기판(50)의 사이에 위치한다. 반사기의 아래쪽 테두리는 기판의 지름 보다 더 작은 지름을 갖으며, 따라서 램프의 방향에서 볼 때 기판의 바깥쪽 지름과 제 2 반사기 사이의 광학적 갭(gap)은 없다.
UV 투명 창(48)-예를 들면 석영 창-은 램프(32)와 기판(50)의 사이에 위치하고, 제 2 반사기와 UV 투명 창 사이에 존재하는 작은 갭은 제 2 반사기 주변에 공기가 흐르도록 한다. 일 실시예에서 UV 광에 노출되는 기판(50)의 윗 표면과 제 2 반사기(40)의 바닥 사이의 거리는 창(48)의 두께를 포함하여 약 1.5 인치이다. 기판 지름과 비교할 때, 아래쪽 반사기의 더 작은 테두리 지름으로 인해, 기판에 대한 빛의 손실은 간격(spacing)에도 불구하고 최소가 된다.
제 2 반사기는, 이것이 없으면 제 1 반사기의 투과 패턴의 경계 바깥으로 떨어질, UV 광(예를 들면 도 1의 광(15))을 반사하는 채널링 효과(channeling effect)를 갖으며, 따라서 상기 광은 취급되고 있는 기판위에 충돌하여, 기판에 분배된 에너지 강도를 증가시킨다. 도 4에도 도시된 것과 같이, 제 2 반사기(40)는 UV 램프(32)의 투과 패턴을 실질적으로 직사각형인 영역(예를 들면, 도 1에서와 같은)으로부터, 노출되고 있는 실질적으로 원형인 반도체 기판에 일치하는 실질적으로 원형 모형(49)으로 변경시킨다.
이제 도 3 및 도 5-이는 도 3에서 도시된 제 2 반사기(40)의 평면도임-를 참조하면, 제 2 반사기는 윗부분(41)과 아랫부분(42)을 포함하며, 이 둘은 반사기(40)의 내부 지름을 빙 둘러싸서 그은 축(43)에서 만난다. 윗부분(41)은 램프의 차가운 공기를 방해 없이 흐를 수 있도록 반원의 컷-아웃부(cut-out)를 포함한다. 또한 윗부분(41)은 두개의 마주보고 일반적으로 안쪽으로 기울어진(위에서부터) 종방향 표면(41a) 및 두개의 마주보는 횡방향 표면(41b)을 포함한다. 횡방향 표면(41b)은 일반적으로 수직이고, 횡방향을 따라 볼록한(convex) 표면을 갖는다. 종방향 표면(41a)은 일반적으로 종방향을 따라 오목한(concave) 표면이다.
윗부분(41)의 바로 아래에 위치한 아랫부분(42)은 두개의 마주보고 일반적으로 바깥쪽으로 기울어진(위에서부터) 표면(42a)과 두개의 마주보고 일반적으로 바깥쪽으로 기울어진 세로표면(42b)을 포함한다. 도 3 과 5에서 도시된 실시예에서, 표면(42b)은 표면(42a)보다 (세로축에 대하여) 감소된 각으로 존재한다. 종방향 표면(42a)은 일반적으로 종방향을 따라 오목하고, 반면에 표면(42b)-표면(42a)의 아랫부분과 표면(42b)의 아랫부분이 만나는 코너(44)에 현저한 예외가 존재함-은 횡방향을 따라 볼록하다.
도 3과 5로부터 분명하게, 제 2 반사기(40)는 특정 UV 광 소스와 제 1 반사기에 딱 맞추어질 수 있는 복잡한 모양을 나타낸다. 또한 제 2 반사기(40)도 (제 1 반사기가 사용되면 이와 결합하여) 애플리케이션의 요구에 따라서 특정 방사 프로파일과 균일성 정도에 맞추어질 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서 반사기(40)는 가운데가 높은 히터 열 프로파일(heater thermal profile)을 보상하기 위해서, 테두리가 높은 방사 프로파일을 생성하도록 설계될 수 있다.
또한, 제 2 반사기(40)는 하기 설명처럼 고정(stationary) 또는 회전 램프에 사용되는지에 따라 상이한 방사 패턴을 발생시키도록 설계된다.
본 발명자는 람다 리서치 코포레이션(Lambda Research Corporation)에서 상업적으로 이용가능한 몬테 카를로(Monte Carlo) 광 추적 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 도3과 5에 도시된 실시예를 설계하였다. 본 발명자들은 광 소스에서 생성된 백만 개의 광을 시뮬레이팅한 반복적인 프로세스를 이용하여 제 2 반사기에 대한 최종의 최적화된 구조에 도달하였다. 당업자는 특정 UV 복사 소스와 제 1 반사기 쌍(paring)에 적절한 특정 제 2 반사기를 유도하는데 다양한 다른 시뮬레이션 프로그램 및 기타 기술이 사용될 수 있다는 것을 알 것이다.
일 실시예에서 제 2 반사기(40)는 4개의 독립된 머시닝 알루미늄 피스(40a,40b,40c,40d)로 제조되고 피스(40a,40c)의 내면은 마주하는 표면(41a)과 마주하는 표면(42a)을 형성하고 피스(40b,40d)의 내면은 마주하는 표면(41b)과 마주하 는 표면(42b)을 형성한다. 각각의 표면(41a,41b,42a,42b)은 광학적으로 매끄러운 마감부(finish)를 포함하고 제 1 반사기와 관련하여 하기 설명과 유사한 이색성(dichroic) 코팅부로 광학적으로 코팅될 수 있다. 다른 실시예에서 제 2 반사기(40)는 4개의 피스보다 많거나 적게 형성될 수 있으며 일부 실시예에서 제 2 반사기(40)는 단일 블록 재료로 머시닝될 수 있다. 또 다른 실시예에서 제 2 반사기(40)는 이색성 코팅부로 코팅된 내부 반사성 표면을 갖는 석영으로 만들어진다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 복사를 위한 여러 반사 경로를 보여주는 UV 램프 모듈(30)의 횡단 축을 따른 간략한 단면 예이다. 도 6B는 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 복사를 위한 추가 반사 경로를 예시하는 UV 램프 모듈(30)의 종축을 따른 간략한 단면 예이다. 도 6a와 6b에 도시된 것처럼, 제 2 반사기(40)는 벌브(bulb)(34)에 의해 생성된 모든 UV 복사가 실질적으로 UV 램프 모듈 아래에 위치한 기판(50)으로 향하게 하고 기판과 충돌하게 한다. 일부 실시예에서 용이한 설명을 위해 도 6a 또는 6b에 도시되지 않은 석영 윈도우 또는 유사한 UV 투명 윈도우가 도 3과 관련하여 상기 설명한 것처럼 모듈(30)의 하부면과 기판(50) 사이에 위치할 수 있다.
도 6a는 세개의 상이한 예시적인 경로: 제 1 반사기(36) 또는 제 2 반사기(40)로부터 반사되지 않고 직접 기판(50)을 충돌하는 경로(45a), 제 2 반사기(40)의 상부(41a)에서 반사된 후에 기판(50)을 충돌하는 경로(45b) 및 반사기(40)의 하부(42a)에서 반사된 후에 기판(50)을 충돌하는 경로(45c) 중 하나에 의해 기판(50)에 충돌하는 램프(34)로부터의 복사를 도시한다. 도 6b는 여러 추가의 예시적인 경로: 제 1 반사기(36) 또는 제 2 반사기(40)중 하나와 반사되지 않고 직접 기판(50)을 충돌하는 제 2 경로(45a), 제 2 반사기(40)의 상부(41b)에서 반사된 후에 기판(50)을 충돌하는 경로(45d) 및 반사기(40)의 하부(42b)에서 반사된 후에 기판(50)을 충돌하는 경로(45e) 중 하나에 의해 기판(50)에 충돌하는 램프(34)로부터의 복사를 도시한다. 도 6a 및 6b에 도시된 경로(45a 내지 45e)는 예시적인 경로일 뿐이고 예컨대 부분(40a)과 부분(40d)이 교차하는 구석(corner) 부근 영역에서 복사가 먼저 상부(41)와 접촉하는 경우에서처럼 복사가 제 2 반사기의 다수의 포인트에서 반사되는 비교적 복잡한 일부 경로를 포함한 다른 많은 반사 경로가 제 2 반사기(40)에서 발생될 수 있다는 것을 알 것이다.
도 3을 다시 참조하면, 본 발명이 일부 실시예에 사용된 제 2 반사기는 다수의 상이한 UV 램프 중 어느 것과도 함께 사용될 수 있다. 도 3에 예시된 실시예에서, UV 램프(32)는 하나의 기다란(elongate) UV 벌브(34)와 벌브(34)로부터 이격된 마주하고 면하는 방향으로 위치한 한쌍의 내부 반사 패널(36)을 포함한다. 각각의 반사 패널(36)은 UV 벌브의 길이를 따라 종축으로 연장하고 광학적으로 매끄러운 마감부를 갖는 오목한 내면을 포함한다. 도 3은 용이한 설명을 위해 한쌍의 독립되고 접속되지 않은 패널로서의 패널(36)을 도시하지만, 본 발명의 실시예들은 이들에 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 반사기 패널(36)은 벌브(34) 위에서 벌브를 가로지르는 공기 흐름이 가능한 홀 또는 애퍼처를 포함할 수 있는 단일 U자형 콤퍼넌트로서 연결된다.
반사 패널(36)은 램프를 가로지른 방사(irradiance) 프로파일에 영향을 주고 직접적인 광 불균일을 보상하도록 설계된다(램프를 따른 방사는 램프의 중심으로부터 거리의 함수임). 단일 UV 램프(32)가 기판을 방사하는데 사용되는 실시예에서, 반사 패널(36) 쌍은 마주하는 대칭 반사면을 갖는다. 본 발명의 일부 실시예에서, 예컨대 두 개 이상의 UV 램프(32)가 기판을 방사하는데 사용되는 경우, 개별 UV 램프의 반사 패널(36)의 비대칭 쌍은 하기에 완전히 설명한 것처럼 사용된다. 반사 패널(36)은 타원형 또는 포물형 반사기이거나 타원형과 포물형 반사부의 조합을 포함한다. 본 발명자들은 타원형 반사기들이 동일한 광빔 폭에 대해 포물형 반사기들보다 적은 공명 캐비티(cavity)로 맞춰질(fit) 수 있고 또한 포물형 반사기에 비해 우수한 광 균일성을 달성할 수 있다는 것을 발견하였다. 또한 본 발명자들은 타원형 및 포물형 섹션을 갖는 반사 패널이 특정 목적의 애플리케이션으로 설계된(tailor) 반사 패턴을 생성할 때 가장 큰 가용성을 제공한다는 것을 발견하였으며, 이는 하기에서 보다 완전히 설명한다.
본 명세서에 사용된 것처럼, 타원형 반사기는 실제(true) 또는 완벽한 타원 모양을 가질 필요는 없다. 대신에, 완전하게(clearly) 형성된 초점을 갖지 않는 부분적인 또는 반타원 모양을 갖는 반사기가 역시 타원형 반사기로 불린다. 유사하게, 포물형 반사기는 실제로 또는 완벽한 포물형 모양을 가질 필요는 없다. 대신에, 정확하게 평행하지 않는 광을 반사하는 부분적인 또는 반포물형 모양을 갖는 반사기가 포물형 반사기로 불린다.
다시 도 3을 참조하면, 각각의 반사기 패널(36)의 내면은 이색성 코팅부로 코팅된 주조(cast) 석영 라이닝으로 형성된다. 석영 라이닝은 UV 벌브(34)로부터 방출된 UV 복사를 반사한다. 이색성 코팅부는 손상을 주는 발열 적외선 복사 모두를 반사하지 안흔 교호하는 높고 낮은 반사율을 갖는 다양한 유전물질로 구성된 주기적인 다층 막을 포함한다. 따라서, 반사기 패널(36)은 콜드 미러(cold mirror)로서 기능한다. 본 발명에 사용하기에 적합한 UV 램프(32)는 예컨대 메릴랜드, 스티븐슨에 있는 Mitec UV 또는 오하이오, 웨스트레이크에 있는 Nordson Corporation으로부터 상업적으로 구입할 수 있다. 일 실시예에서, UV 램프(32)는 Miltec의 기다란 단일 UV H+ 벌브를 포함한다. 다른 실시예에서, UV 램프(32)는 두 개 이상의 독립된 기다란 벌브로 형성된 기다란 UV 소스를 포함할 수 있으며, 임의의 UV 벌브 어레이 또는 다른 구성도 가능하다. 본 발명의 실시예들은 특정 UV 램프 또는 벌브 타입으로 제한되지 않는다.
본 발명의 일부 실시예에서, 반사 패널(36)은 (제 2 반사기가 사용될 때 제 2 반사기(40)와 관련하여) 특정 애플리케이션으로 설계된 방사 패턴을 형성하도록 설계된다. 예컨대, 가공 처리 동안 기판에 대해 UV 램프를 회전시키는 애플리케이션에서, 반사 패널(36)은 상보적인 높고 낮은 세기 영역을 갖는 방사 프로파일을 생성하여 기판이 회전할 때 상보적인 영역이 서로 보상되어 원하는 균일한 방사 노광을 만들도록 설계되며, 이는 도 11a-11d와 관련하여 설명된다. 다른 애플리케이션은 개선된 균일성을 갖는 최종 경화된 막을 만들기 위해 애즈-디파짓티드(as-deposited) 막에서 불규일한 특성을 보상하는 노광 패턴을 사용할 수 있다. 예컨대, 애즈-디파짓티드 막이 중심에서 두꺼운 막(즉, 기판 중심에서 기판의 주변부의 두께보다 두꺼운 두께를 갖는 막)의 애플리케이션에서, 반사 패널(36)은 보다 많은 증착 영역에 대응하여 기판의 중심에서 높은 세기를 갖는 방사 패턴을 형성하도록 설계될 수 있다. 유사하게, 증착된 막의 특정 영역이 다른 영역들보다 휘발성의 불안정 종을 많이 갖는 것으로 알려진 애플리케이션에서, 반사 패널은 보다 큰 불안정 종에 대응하여 기판의 영역(들)에서 높은 세기를 갖는 방사 패턴을 생성하도록 설계될 수 있다.
타원형 반사기 패널(36)을 사용하는 특정 실시예에서, 패널(36)의 내면의 프로파일은 UV 벌브(34)로부터 방출된 광을 각각의 각도 섹션이 벌브(34)에서 방출된 동일한 양의 에너지를 나타내는 공명 캐비티에 의해 지시된 공간 내의 동일한 각도 섹션으로 분할함으로써 생성된다. 이러한 실시예는 타원형 반사기(36)의 반사기 섹션(36a-36k)이 도시된 도 7a에 예시되어 있다. 섹션(36a)은 UV 복사를 기판의 중심을 향해 반사하도록 설계된다. 이 때 각각의 연속적인 섹션(36b-36k)은 섹션(36a-36k)이 기판(50)의 각각의 부분(50a-50k)으로 UV 복사를 재지향시키도록 도시된 도 7b에 예시와 같이 이전 섹션의 바로 외부로 UV 복사를 반사시키도록 설계된다. 각각의 간격(interval)(50a-50k)의 길이는 램프와 기판 사이의 거리, 광 입사각, 직접적인 광 프로파일 및 반사계수의 함수이다. 도 7a와 7b에 도시된 것처럼 매끄럽고 연속적인 타원형 프로파일은 반사기 표면의 불완전함과 반사기 정렬 정확도에 거의 민감하지 않다. 도 7a와 7b가 11개의 상이한 섹션으로 분할된 반사기 패널(36)을 도시하지만, 본 발명의 일 실시예는 패널(36)을 4개의 동일한 각도 섹션으로 분할한다.
또 다른 실시예에서, 각각의 반사기(36)는 하나 이상의 포물형 모양의 섹션 과 하나 이상의 타원형 모양의 섹션을 포함한다. 도 7c는 이러한 조합된 포물형 및 타원형 반사기(136)를 도시한다. UV 램프(32)는 기다란 벌브(34) 주위에 배치된 내부 및 외부 타원형 반사기(136)를 포함할 수 있다. 또한, 내부 및 외부 반사기(136)는 방사 프로파일을 특정 애플리케이션을 위해 보다 특별하게 설계하기 위해 비대칭 모양일 수 있다.
도 7c는 도면의 좌측부에서 반사기(136)의 등각도, 중간에서 반사기(136)의 단면도 및 가장 오른쪽에서 반사기(136)의 A1 및 A2 부분의 분해단면도를 포함한다. 도 7c에 도시된 것처럼, 반사기(136)는 A2 부분의 분해도에 도시된 것과 유사한 파형 표면을 형성하는 단일 포물형 섹션(136a)과 다수의 타원형 섹션(136b,136c,136d)을 포함한다. 포물형 섹션(136a)은 도 7d에 도시된 것처럼 기판(50) 상의 선택된 영역으로 복사를 반사한다. 타원형 섹션(136b-136d)은 도 7e에 도시된 것처럼 기판(50)의 상이한 선택 영역으로 복사를 반사한다(직접적인 광은 간략화를 위해 도 7d 또는 7e에 도시하지 않았음). 각각의 반사기(136)는 UV 벌브(34)와 제 2 반사기(40)를 조합할 때 UV 램프 모듈 및/또는 기판이 경화처리 동안 회전하여 기판(50) 상에 높은 세기와 높은 균일한 노광을 제공하는 패턴을 생성하는지를 고려하여 설계된다. 다른 실시예는 반사기(136)의 갯수와 상이한 수의 포물형 및/또는 타원형 반사기 섹션을 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들이 포함될 수 있는 반도체 처리 시스템(100)의 간략한 평면도이다. 시스템(100)은 캘리포니아, 산타 클라라에 있는 어플라이드 머티어리얼스 사로부터 상업적으로 이용가능한 ProducerTM 처리 시스템의 일 실시예를 도시한다. 처리 시스템(100)은 메인프레임 구조물(101) 상에서 지지된 필수 처리 유틸리티들을 갖는 자체-포함 시스템이다. 처리 시스템(100)은 대체로 기판 카세트(109)가 지지되고 기판이 로드락 챔버(112)로부터 로딩 및 언로딩되는 전단(front end) 스테이징 영역(102), 기판 핸들러(113)를 하우징하는 이송 챔버(111), 이송 챔버(111)에 장착된 일련의 직렬 처리 챔버(106) 및 가스 패널(103) 및 전력 분산 패널(105)와 같은 시스템(100) 동작을 위해 필요한 지원 유틸리티를 하우징하는 후단부(138)를 포함한다.
각각의 직렬 처리 챔버(106)는 기판을 처리하기 위한 두개의 처리 영역을 포함한다(도 13 참조). 두개의 처리 영역은 공통 가스 공급부, 공통 압력 제어부 및 공통 처리 가스 배출/펌핑 시스템을 공유한다. 시스템의 모듈형 구조는 임의의 구성으로부터 다른 구성으로 빠른 변환을 가능하게 한다. 챔버의 배열 및 조합은 특정 처리 단계들을 수행하기 위해 바뀔 수 있다. 임의의 직렬 처리 챔버(106)는 하기 설명처럼 기판 상의 낮은 K 물질의 경화 처리 및/또는 챔버 세정 처리에 사용하기 위한 하나 이상의 자외선(UV) 램프를 포함하는 하기 설명과 같은 본 발명의 태양에 따른 리드(lid)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 세개의 직렬 처리 챔버(106) 모두는 UV 램프를 가지며 최대 수율로 실행되도록 UV 경화 챔버로서 구성된다.
직렬 처리 챔버(106) 모두가 UV 경화 챔버로서 구성되지 않는 대안적인 실시 예에서, 시스템(100)은 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD), 에칭 등과 같은 기타 다양한 공지된 처리를 수용하도록 알려진 지원 챔버 하드웨어를 갖는 하나 이상의 직렬 처리 챔버와 적응될 수 있다. 예컨대, 시스템(100)은 하나의 직렬 처리 챔버(106)와 기판 상에 낮은 유전상수(K) 막과 같은 물질을 증착하기 위한 CVD 챔버를 갖도록 구성될 수 있다. 이러한 구성은 연구 및 개발 제조 활용을 최대화시키고 필요한 경우 애즈-디파짓티드 막을 대기에 노출시키는 것을 제거할 수 있다.
도 9는 UV 경화를 위해 구성된 도 8에 도시된 하나의 직렬 처리 챔버(106)의 간략한 등각도이다. 직렬 처리 챔버(106)는 몸체(200) 및 몸체(200)에 매달릴 수 있는 리드(202)를 포함한다. 리드(200)는 하우징(204)의 내부를 통해 냉각 공기를 통과시키기 위한 배출구(oulet)(208)와 함께 주입구(206)를 각각 포함하는 두 개의 하우징(204)에 결합된다. 냉각 공기는 실온 또는 대략 섭씨 22도에 있을 수 있다. 중앙의 가압된 공기 소스(미도시)는 충분한 공기 유속을 주입구(206)에 제공하여 벌브를 위한 관련된 전력 소스 및/또는 임의의 UV 램프 벌브의 적절한 동작을 보장한다. 배출구(208)는 벌브 선택에 따라 UV 벌브에 의해 생성된 오존을 잠재적으로 제거하기 위한 스크러버(scrubber)를 포함할 수 있는 공통 배출 시스템(미도시)에 의해 수집된 수 있는 배출 공기를 하우징(204)으로부터 수용한다. 오존 관리 문제는 무산소 냉각 가스(예컨대, 나이트로젠, 아르곤 또는 헬륨)를 이용하여 램프를 냉각시킴으로써 방지될 수 있다. 직렬 처리 챔버(106)와 함께 사용될 수 있는 냉각 모듈의 세부사항은 본 출원인인 어플라이드 머티어리얼스 사에 부여된 2006년 11월 3일자로 출원된 "UV 경화 시스템을 위한 나이트로젠 부화 냉각 공기 모듈"이란 제목의 미국특허출원 11/556,642호에 개시되어 있다. 상기 출원 11/556,642는 본 명세서에 그 전체가 참조로 포함된다.
각각의 하우징(204)은 램프(32)와 같은 UV 램프가 배치되는 상부 하우징(210), 및 제 2 반사기(reflector)(40)가 배치되는 하부 하우징(214)을 포함한다. 본 발명의 소정의 실시예들은 모터(미도시)에 동작가능하게 결합되는 스핀들(spindle)(216)과 디스크를 결합시키는 해당 벨트(도 9에서는 미도시)를 보유하는(grip) 다수의 치형부(teeth)(212a)를 구비하는 디스크(212)를 더 포함한다. 디스크(212), 벨트, 스핀들(216) 및 모터의 조합은 상부 하우징(210)(및 상부 하우징에 장착된 UV 램프)이 리드(lid)(202) 아래의 기판 지지체 상에 위치되는 기판에 대해 회전하게 허용한다.
반사기(40) 및 디스크(212)의 투시도를 위에서 본 도 10에 도시된 것처럼, 각각의 제 2 반사기(40)는 스크류(screw) 홀들(218)(도 2B에 도시됨)을 통해 부품(parts)(40s, 40c)의 외부 표면에 장착되는 브래켓(bracket)(220)에 의해 각각의 디스크(212)의 바닥부에 부착된다. 이는 제 2 반사기가 상부 하우징 및 UV 램프와 함께 하부 하우징(214) 내에서 회전하게 한다. 노출되는 기판에 대한 UV 램프의 회전은 기판 표면에 대한 노출 균일성을 강화시킨다. 일 실시예에서, UV 램프는 노출되는 기판에 대해 적어도 180도 회전할 수 있다. 또 다른 실시예에서, UV 램프는 270도, 전체 360도 이상 회전할 수 있다.
앞서 개시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 제 1 및 제 2 반사기들은 균일한 방사 패턴을 제공하도록, 회전하는 동안 서로를 보상하는 높고 낮은 방사 영역을 생성하도록 설계된다. 예를 들어, 도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 램프 모듈(30)의 방사(irradiance)를 그래프로 나타낸 것이다. 본 실시예에서, UV 램프, 제 1 반사기 및 제 2 반사기는 모듈(30)에 의해 생성된 투과(flood) 패턴의 외부 주변부들의 대향 단부를 따라 비교적 높은 세기(약 950-1100 W/m2)의 영역(66)과 비교적 낮은 세기(약 500-700W/m2)의 영역(68)을 포함하는 방사 패턴을 생성하도록 조합된다. 비교적 중간 세기(약 800-900W/m2)의 큰 영역(67)은 노출되는 기판의 대부분의 영역에 대해 분포된다. 높은 세기 영역(66)은 낮은 세기 영역(68)과 실질적으로 동일한 환형 영역으로 위치되며 원형 투과 패턴 내에 형성된 가상(imaginary) 스퀘어의 각각의 모서리에서 위치된다고 할 수 있다.
도 11b는 수평축(69)과 수직축(70)을 따른 도 11a에 도시된 실제 방사 레벨을 나타낸다. 도 11b는 환형 영역(71)내에 있는 영역들(67, 68)의 상호보완(complimentary) 효과를 나타내며, 기판의 중심 영역에 있는 상이한 축을 따른 방사 변화가 기판 주변부를 따른 변화와 비교할 때 상당히 감소된다는 것을 나타낸다.
UV 램프 모듈(30)이 적절히 회전할 때, 도 11a에 도시된 비교적 낮은 방사 영역 및 높은 방사 영역은 대부분의 기판에 나타나는 영역(67)에 해당하는 중간 방사 레벨에 가깝게 평균화된다. 도 11c는 본 발명의 실시예에 따른 UV 노출 동안 180도 회전할 때 도 11a의 방사 패턴을 그래프로 나타낸 것으로, 도 11d는 축(86) 을 따라 도 11c에 도시된 실제 방사 레벨을 나타낸다. 도 11c 및 도 11d에 도시된 데이터는, 도 11c 및 도 11d에서 측정된 노출 주기 동안 UV 램프가 180도 회전한다는 것을 제외하고, 도 11a 및 도 11b에서 행해진 것과 동일한 조건 하에서 기판을 UV 방사에 노출한 후 수집된 것이다. 도 11c 및 도 11d로부터, 노출 동안 UV 램프 회전은 기판 전체 표면에 대해 실질적으로 균일한 방사로 기판의 노출이 야기된다.
다수의 상이한 기술들이 기판에 대해 UV 램프 모듈을 회전시키는데 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, UV 램프는 기판이 회전하는 기판 지지체에 위치되는 동안 고정된 위치에서 유지될 수 있다. 다른 실시예에서, UV 램프는 기판이 고정상태를 유지하는 동안 회전할 수 있으며, 또 다른 실시예에서 UV 램프 및 기판 모두는 예를 들어 반대 방향으로, 회전할 수 있다.
도 12a는 도 9에 도시된 디스크(212)와 유사한 2개의 디스크(250a, 250b)를 나타내는, 하나의 특정 실시예를 나타낸다. 벨트(252a, 252b)는 각각의 개별 디스크(250a, 250b) 및 스핀들(254)에 동작가능하게 결합된다. 도 12a에 도시되지 않았지만, 벨트(252a)는 벨트(252b)와 상이한 수직 평면에서 스핀들(254) 상에 위치된다. 예를 들어, 스핀들(254)은 2개의 그로브(groves)를 포함하며, 이는 하나 위에 다른 하나가 놓여지며, 각각의 개별적인 벨트로 연장된다. 유사하게, 각각의 디스크(250a, 250b)는 벨트에 대한 주변부 부근으로 연장하는 그로브를 포함한다. 다른 실시예에서, 디스크(250a, 250b) 및 스핀들(254)은 각각의 외부 주변부 부근에 도 9에 도시된 것처럼 벨트(252a, 252b) 상에 형성된 다수의 치형부에 부합하는다수의 치형부를 포함한다. 또한 도 12a에 도시된 것처럼, 가이드들(256a-256d)은 벨트 상에서의 적절한 장력(tension)의 유지를 보조한다. 도 12a에 도시된 단일의 스핀들(254)은 동일한 모터에 의해 디스크들(250a, 250b)이 모두 회전할 수 있게 한다. UV 램프 및 제 2 반사기는 도 10과 관련하여 도시된 디스크들(250a, 250b)에 부착될 수 있다. 도시를 용이하게 하기 위해, 디스크들(250a, 250b)은 단일의 솔리드 디스크로서 도시되었으며, 실제 실시예들을 이용할 경우, 디스크들은 UV 램프와 기판 사이에 위치되며, 디스크들은 UV 방사선이 UV 램프로부터 기판을 통과하도록 허용하는 윈도우 또는 개구부(미도시)를 가질 수 있다. 디스크들 또는 유사한 구동 메커니즘 UV 램프 위에 위치되는 실시예에서, 상기 윈도우는 필요 없다.
도 12b는 디스크(250a, 250b) 각각의 개별적 회전을 위한, 개별 스핀들(254a, 254b)을 이용하는 또 다른 장치를 나타낸다. 각각의 스핀들이 개별 모터에 동작가능하게 결합될 경우, 상기 장치는 예를 들어, 프로세스 요구조건이 챔버내에서 각각의 디스크(250a, 250b)와 관련된 UV 램프에 의해 공급되는 상이한 경화 시간 또는 회전 속도를 요구할 경우 유용하도록, 디스크들이 서로 독립적으로 회전할 수 있게 한다. 도 12c는 단일의 벨트(252)가 단일의 스핀들(254c)에 의해 구동되는 각각의 디스크(250a, 250b)의 주변부 부근에서 루프를 형성하는(loops), 또 다른 실시예를 나타낸다. 도 12a-12c는 기판에 대해 UV 램프의 회전이 수행되는 3개의 특정한 장치를 나타내며, 당업자들은 다양한 다른 장치가 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 또한, 당업자들은 도 12a-12c에 도시된 각각의 장치는 도 8에서의 챔버(106)와 같은, 탄뎀(tandem) 프로세스 챔버와 관련된 UV 램프를 회전시키기에 적합하다는 것을 인식할 것이다. 본 발명의 다른 실시예들은 단일의 챔버 툴(tool)에 대해 단일의 UV 램프를 회전시키는 모터 구동 시스템을 이용한다.
하기에서는 도 13을 참조하며, 도 13은 도 8에 도시된 탄템 프로세스 챔버(106)의 간략화된 단면도(좌측 챔버의 상부 부분 제외)를 나타낸다. 도 13은 리드(202)와 하우징(204)을 갖는 탄뎀 프로세스 챔버(206)의 부분 단면도이다. 각각의 하우징(204)은 몸체(200) 내부에 형성된 2개의 프로세스 영역(300) 위로 각각 배치된 2개의 UV 램프 벌브(bulb)(302)들 각각을 커버한다. 각각의 프로세스 영역(300)은 UV 노출 프로세스 동안 프로세스 영역(300) 내에서 기판(308)을 지지하는 가열 페데스탈(306)을 포함한다. 페데스탈(306)은 알루미늄과 같은 금속 또는 세라믹으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 페데스탈(306)은 몸체(200)의 바닥부(bottom)를 통해 연장되며 프로세싱 영역(300)에 있는 페데스탈(306)을 UV 램프 벌브(302)를 향해 그리고 UV 램프 벌브(302)로부터 이동시키기 위한 구동 시스템(312)에 의해 동작하는 스템(stems)(310)과 결합된다. 일부 실시예에서, 구동 시스템(312)은 기판 조사의 균일성을 보다 강화시키기 위해 경화과정 동안 페데스탈(306)을 회전 및/또는 이동시킬 수 있다. 페데스탈(306)의 적절한 위치설정은 초점 길이와 같은 광 전달 시스템 설계 사항의 특성에 따른 기판(308) 상에 입사하는 UV 조사 레벨의 잠재적 미세한 조절 이외에, 휘발성 경화 부산물 및 정화 및 세정 가스 흐름 패턴들 및 잔류 시간의 제어를 가능케 한다.
일반적으로, 본 발명의 실시예들은 수은 마이크로파 아크 램프, 펄스형 크세논 플래시 램프 또는 고효율 UV 발광 다이오드 어레이와 같은 임의의 UV 소스를 고려한 것이다. UV 램프 벌브(302)는 전력원(power source)(미도시)에 의한 여기를 위한 크세논(Xe) 또는 수은(Hg)과 같은 하나 이상의 가스로 채워진 밀봉된 플라즈마 벌브이다. 바람직하게, 전력원은 마그네타론의 필라멘트에 에너지가 공급되도록(energize) 하나 이상의 마그네트론(미도시) 및 하나 이상의 트랜스포머(미도시)를 포함할 수 있는 마이크로파 발생기이다. 킬로와트 마이크로파(MW) 전력원을 가지는 일 실시예에서, 하우징(204) 각각은 벌브(302) 각각으로부터 약 1000W에 이르는 UV 광이 순차적으로 생성되도록 전력원 부근에 상기 전력원으로부터 약 6000W에 이르는 마이크로파 전력을 수용하는 어퍼쳐(aperture)를 포함한다. 또 다른 실시예에서, UV 램프 벌브(302) 내부에는 전극 또는 필라멘트가 포함되며, 전력원은 전극에 대해 직류(DC) 또는 펄스형 DC와 같은 회로 및/또는 전류 공급원을 나타낸다.
소정 실시예에 대한 전력원은 UV 램프 벌브(302) 내에서 가스들의 여기를 가능케하는 무선 주파수(RF) 에너지 소스를 포함할 수 있다. 벌브에서 RF 여기의 구성은 용량성 또는 유도성일 수 있다. 유도 결합된 플라즈마(ICP) 벌브는 용량성 결합된 방전 보다 더욱 조밀한 플라즈마의 생성에 의해 벌브 광휘도(brilliancy)를 증가시킨다. 또한, ICP 램프는 강화된 시스템 생산을 위해 보다 긴 수명의 벌브가 야기되도록 전극 감쇠로 인한 UV 출력의 감쇠를 소거시킨다. RF 에너지원인 전력원의 장점은 효율성의 증가를 포함한다.
바람직하게, 벌브(302)는 180nm 내지 400nm 범위의 광대역 파장에 대해 광을 방출한다. 벌브(302) 내에서의 사용에 선택된 가스들은 방출된 파장을 결정할 수 있다. 산소가 존재할 경우 짧은 파장은 오존을 생성하는 경향이 있기 때문에, 소정 실시예에서 벌브(302)에 의해 방출된 UV 광은 경화 프로세스 동안 오존 생성이 방지될 수 있도록 주로 200nm 이상의 광대역 UV 광이 생성되도록 조절된다.
UV 램프 벌브(302)로부터 방출된 UV 광은 리드(202)에 있는 어퍼쳐에 배치된 윈도우(314)를 통과함으로써 프로세싱 영역(300)으로 진입한다. 일 실시예에서, 윈도우(314)는 OH 프리(free) 합성 석영 유리로 구성되며 깨짐 없이 진공을 유지하기에 충분한 두께를 갖는다. 또 다른 실시예에서, 윈도우(314)는 약 150nm 이하의 UV 광을 투과시키는 용융된 실리카이다. 리드(202)는 몸체(200)로 밀폐되며 윈도우(314)는 리드(202)로 밀폐되기 때문에, 프로세싱 영역(300)은 약 1 Torr 내지 약 650 Torr의 압력을 유지할 수 있는 볼륨(volumes)을 제공한다. 프로세싱 또는 세정 가스는 각각 2개의 입력 통로(316) 중 하나를 경유하여 프로세스 영역(300)으로 진입한다. 다음 프로세싱 또는 세정 가스는 공통의 출력 포트(318)를 경유하여 프로세스 영역(300)에서 배기된다. 부가적으로, 하우징(204)의 내부에 공급되는 냉각 공기는 윈도우(314)에 의해 프로세스 영역(300)으로부터 절연되나, 벌브(302)를 지나 순환된다.
UV 경화 동안, 통상적으로 물 분자 및 다양한 다른 종들이 경화 또는 프로세싱되는 막 또는 재료로부터 방출 또는 배출된다. 이러한 종들은 윈도우(314)와 같이, 챔버의 다양한 노출된 표면상에 수집되는 경향이 있으며, 프로세스의 효율을 감소시킬 수 있다. 이러한 종들의 축적을 감소시키고 높은 프로세스 효율을 유지하기 위해, 하기에 개시되는 바와 같이, 200개의 웨이퍼마다, 표면의 주기적인 세정이 이용될 수 있다. 또한, 아르곤 또는 다른 희가스 또는 불활성 가스 또는 다른 적절한 가스와 같은 정화(purge) 가스의 층류(laminar flow)가 챔버로부터 배출 되는 종들을 운반하도록 처리되는 기판의 조사된 표면에 대해 제공될 수 있다. 층류는 입구 및 출구 포트(316, 318)에 동작가능하게 결합된 펌프 리니어(미도시)로부터 방사될 수 있다. 이러한 펌프 리니어를 가지는 프로세스 영역(300)에 대한 상세한 설명은 본 출원의 양수인인 어플라이드 머티리얼스사에게 양도되었으며 2006년 11월 21일자로 'Increased Tool Utilization/Reduction in MWBC for UV Curing Chamber'란 명칭으로 출원된 미국 출원 No. 11/562,043호에 개시된다. 상기 11/562,043호 출원은 본 명세서에서 참조된다.
UV 램프 벌브(302)는 챔버 세정의 효율을 증가시키기 위해 챔버 세정 프로세스 동안 활성화될 수 있다. 예시적인 세정 프로세스로서, 페데스탈(306)의 온도는 약 100℃ 내지 약 600℃ 사이, 바람직하게는 약 400℃로 상승될 수 있다. 입구 통로(316)를 거쳐 영역으로 세정 가스를 주입함으로써 상승되는 프로세싱 영역(300)의 UV 압력과 함께, 보다 높은 압력은 열 전달을 용이하게 하며 세정 작업을 강화시키킨다. 부가적으로, 유전체 배리어/코로나 방전 또는 UV 활성화와 같은 방법을 이용하여 원격적으로 생성된 오존이 프로세싱 영역(300)에 주입될 수 있다. 오존은 가열되는 페데스탈(305)과의 접촉에 따라 O 및 O2로 분해된다. 세정 프로세스에서, 산소 원소는 출구 포트(318)를 통해 펌핑 또는 배기될 수 있는 일산화 탄소 및 이산화 탄소가 형성되도록 프로세싱 영역(300)의 표면에 존재하는 탄소 종들 및 탄화수소와 반응한다. 페데스탈 간격, 세정 가스 유량(flow rate), 및 압력을 제어하면서 페데스탈(306)을 가열함으로써 산소 원소와 오염물들 간의 반응 속도가 증 가된다. 형성되는 휘발성 반응물 및 오염물은 세정 프로세스가 완료되도록 프로세싱 영역(300)으로부터 펌핑된다.
UV 램프(예를 들어, UV 램프 모듈(30))에 의해 생성된 방사선을 증가시켜 보다 짧은 노출 시간 및 보다 높은 웨이퍼 수율이 허용되도록, 본 발명의 일부 실시예들은 각각의 단일 웨이퍼 프로세싱 영역에 대해 다수의 UV 램프를 이용한다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 UV 소스, 단일의 웨이퍼 UV 경화 챔버(400)의 간략화된 단면도이다. 도 14에서, 2개의 실린더형 고전력 수은 마이크로파 램프(410, 412)는 각각의 공명 캐비티들(resonant cavities)(410, 412) 내에 서로 평행하게 위치된다. 램프(410)는 외부 반사기(420) 및 내부 반사기(422)를 가지는 비-초점(non-focal) 타원형 제 1 차 반사기에 의해 부분적으로 둘러쌓인 긴(elongated) UV 벌브(414)를 포함한다. 램프(412)는 내부 반사기(424) 및 외부 반사기(426)를 가지는 비-초점 타원형 제 1 차 반사기에 의해 부분적으로 둘러쌓인 긴 UV 벌브(416)를 포함한다. 각각의 램프(410, 412)의 내부 및 외부 제 1 차 반사기들 사이의 슬릿(430, 432)은 입구(406)를 통해 주입되는 램프 냉각 공기가 벌브들(414, 416)에 대해 흐를 수 있게 한다.
알루미늄 제 2 차 반사기(440)는 윈도우의 대기 측면 상의 석영 윈도우(448)와 램프(410, 412) 사이에 위치된다. 기판(450)은 석영 윈도우(448)의 진공 측면 상에 배치되며 도 13과 관련하여 도시된 것처럼 압력 제어 챔버 내에서 영역(300)과 같은 프로세싱 영역내의 가열된 지판 지지부(미도시) 상에 위치된다. 기판(448)은 램프(410, 412)로부터 약 5-20인치 떨어져(다른 실시예에서는 6-11인치 떨 어져) 위치될 수 있다. 제 2 차 반사기의 상부 부분 상의 개구부(opening)(442)는 램프 냉각 공기가 최소의 컨덕턴스(conductance) 손실로 배기되도록 허용한다. 제1 및 제2 반사기 모두는 이들 반사면에 이색성 코팅을 가지고 있어서 180-400nm 범위에서의 최대 반사율을 보장한다. 도 15에 도시된 것처럼, 이러한 특정한 두 개의 램프 구성에서, 램프(410 및 412)와 연관된 하우징은 기판(450)의 윤곽을 넘는다.
각각의 램프는, 이와 연관된 제1 반사기와 함께, 웨이퍼의 약 반에 UV 광(radiation)을 전달한다. 기판과 접촉하는 직접 광(반사되지 않음)은 웨이퍼의 모서리에서 보다 웨이퍼의 중심 부근에서 보다 높은 강도를 가진다. 이를 보상하기 위하여, 반사기로부터 반사된 광은 웨이퍼의 모서리에 포커싱된다. 그 결과, 각각의 램프(410 및 412)의 내부 및 외부 제1 반사기는 서로 다른 곡면을 가져서 각 램프의 제1 반사기들은 비대칭 방사(irradiance) 프로파일을 생성하며, 이 때 가장 적은 방사는 웨이퍼의 중심에서 이루어지고 가장 많은 방사는 웨이퍼의 모서리에서 이루어진다(이 실시예에서, 외부 반사기들(420 및 426)은 내부 반사기들(422 및 424)처럼 서로에 대해 대칭이다). 도 16은 UV 램프(412)에 대한 내부 및 외부 제1 반사기(424, 426)의 방사 패턴을 도시한다. 도 16에 도시된 것처럼, 외부 제1 반사기(426)는 기판의 중심쪽으로 가장 높은 밀도의 영역을 갖는 방사 프로파일(460)을 생성하는 한편, 내부 제1 반사기(424)는 기판의 주변부를 따라 가장 높은 밀도의 영역을 갖는 방사 프로파일(462)을 생성한다. 방사 프로파일(460 및 462)은 결합하여 결합된 방사 프로파일(464)을 생성하는데 이는 기판(450)의 약 반을 커버하 며 기판의 주변부를 따라 가장 높은 밀도의 영역(466)을 갖는다. 각각의 프로파일들(460, 462 및 464)은 도 16에 도시된 직경 A-A'를 따라 취해진다.
도 17은 램프(412)와 결합된 램프(410)(벌브(414, 416) 및 제1 반사기(420, 422, 424, 426) 포함)에 의해 생성된 방사 프로파일을 도시한다. 도 17에 도시된 것처럼, 램프는 램프 축을 따라 볼록한 방사 프로파일(467A)을 생성하며 램프 축을 가로질러 오목한 방사 프로파일(467B)을 생성한다. 제1 반사기의 곡선은, 정지상태의 방사 프로파일(468)(프로파일 467A 및 467B의 결합)이 램프 축 B-B'를 따라 그리고 이를 가로질러 관찰될 때, "박쥐" 형상을 가지게 된다. 그러나 한번 회전되면 고밀도 및 저밀도의 상보적인 영역들이 결합하여 470에 의해 도시된 보다 현저하게 균일한 프로파일을 생성한다.
어떠한 반사기도 없다면, 두 개의 수은 램프들에 의해 방사된 약 15%의 직접 광이 기판(450)의 표면에 도달할 것이다. 직접 광의 방사 프로파일은 중앙이 높은 돔 형태이다. 제1 반사기들(420, 422) 및 (424, 426)은 기판에 도달하는 광량을 대략 3배한다. 도 17 및 18의 분석으로부터 명백한 것처럼, 제2 반사기(440)는 그렇지 않았더라면 기판 외부에 놓여졌을 광을 기판 표면으로 되돌림으로써 대략 부가적인 35%만큼 방사를 증가시킨다. 제2 반사기의 반사 표면의 특정 곡선은 전술한 것처럼 방사 프로파일에 추가적인 수정을 가능하게 한다. 이 기법은 광 방사에 대한 과도한 손실 없이 웨이퍼의 모서리에서 평편한 방사 프로파일을 얻는데 특히 유용하다. 도 18은 제2 반사기(440)의 부가가 램프와 제1 반사기에 의해서만 생성된 방사 프로파일에 갖는 영향을 도시한다. 도 18에 도시된 것처럼, 방사 프로파 일(474)은 프로파일(468)과 유사한 "박쥐" 형상을 가지나, 현저하게 높은 밀도 레벨이다. 또한, 제2 반사기(440)에 의해 회전시에 방사 프로파일(476)이 프로파일(470)보다 심지어는 더 균일하도록 방사 패턴(474)이 생성될 수 있다.
본 발명의 일 특정 실시예에서, 램프(410 및 412)는 최소 손실과 3% 미만의 광 방사 불균일로 12" 웨이퍼에 광을 전달하는 사각 풋프린트(footprint) 내부의 선형 램프이다. 경화 챔버(cure chamber; 400)의 광학 시스템(램프, 제1 및 제2 반사기)은 램프 회전의 모든 이점을 취하도록 설계된다. 도 18에 도시된 것처럼, 램프와 반사기들은 결합하여 램프들을 가로질러 오목 방사 프로파일과 램프를 따라 볼록 방사 프로파일을 생성한다. 그 다음, 회전 후에 높고 낮은 보상 영역들은 서로를 보상하여 비교적 평탄한 프로파일을 생성한다. 각각의 램프는 비대칭 프로파일을 생성하는데, 이는 각각의 램프가 웨이퍼의 대략 반을 커버하므로, 각 램프의 내부 제1 반사기와 외부 제1 반사기가 서로 다른 형상을 가지기 때문이다. 또한, 제1 반사기들은, 제조 정확도 및 정렬 정확도에 덜 민감하게 만드는 국부적인 말단들이 없는 포커싱되지 않은 타원 곡선을 가진다.
광학 시스템의 제1 요소는 제2 반사기(440)이다. 제2 알루미늄 반사기(440)는 두 가지 기능을 한다. 첫 째로, 웨이퍼 외부에 방사되는 광을 감소시킴으로써 웨이퍼상의 평균 방사를 증가시킨다(일 특정 실시예에서 약 35%). 둘째로, 제2 반사기에 의해 웨이퍼를 가로지르는 방사 균일성에 대한 추가적인 개선이 가능하다. 일부 실시예에서, 방사 프로파일에 대한 최종 교정(실제 막 수축량에 기초한 교정)은 또한 제2 반사기의 형상 수정에 의해 행해질 수 있다. 제1 및 제2 반사기 모두 는 이색성 코팅을 가져서 200nm-400nm 범위에서의 적어도 90%의 반사를 가능하게 한다.
표 1에서 보여지는 것처럼, 발명자들에 의해 실시된 테스트는 도 14에 도시된 두 개의 램프 회전 기법을 이용하는 본 발명의 실시예들은 정지하고 있는 단일 램프에 대하여 25분에서, 동일한 평균 막 수축 및 현저하게 개선된 막 수축 균일성을 갖는 9분으로 낮은-k 막에 대한 경화 시간의 감소를 허용했다.
단위 고정 1회 회전 2회 회전
웨이퍼로부터의 램프 거리 인치 10.66" 10.8" 8.8"
램프 전력 W 90W 90W 90W+90W
방사: 웨이퍼 당 평균1 W/m^2 368 616 1023
방사: 균일성1 % 9.6 5.4 2.6
방사: 범위1 % +/-20 +/-14 +/-8
UV 처리 시간2 분 25 15 9
막 수축 비균일성2 % 5.6 4.3 3.0
1=시뮬레이션된 결과, 2= 측정된 결과
도 19는 본 발명에 따른 듀얼 램프 시스템(480)의 또 다른 실시예의 간략화된 단면도이다. 시스템(480)은 도14에 도시된 시스템(400)과 유사하나, 제1 및 제2 UV 램프(482, 484)가 서로에 대향하는 각도로 장착되어 램프가 처리되고 있는 기판의 중심에 가깝게 위치되도록 하고 냉각 공기가 램프를 관통하여 흐르도록 보다 많은 공간을 허용하는 점에서 상이하다. 일부 실시예에서, 대향 각도는 수직에 대해 2-25˚ 사이이며 다른 실시예에서는 4-10˚ 사이이다. 본 발명의 부가적인 실시예에 있는 램프들의 다른 구성들이 사용될 수 있다. 도 19에 도시된 시스템에서, 제1 및 제2 반사기의 설계는 원하는 방사 패턴을 생성하도록 램프들(482, 484)의 각도를 보상기 위하여 전술한 기법을 이용하여 조정될 수 있다.
램프(482, 484)와 같은 UV 램프의 효율은 시간에 따라 열화된다. 본 발명의 일부 실시예들은 방사 센서들을 포함하는데, 이들은 UV 램프의 각 요소의 강도/반사율이 별도로 모니터링되어 배치 스케쥴을 결정하고 램프 수명에 걸쳐 높은 광 균일성이 획득될 수 있게 한다. 이 기능을 얻기 위해, 본 발명의 일 실시예는 제2 반사기를 통해 생성되는 다수의 홀 또는 슬롯(때때로 본원에서는 광 파이프라고 함)을 포함한다. 각 광 파이프를 통과하여 지나가는 방사는 광 파이프를 통과하여 지나가는 선택된 파장 범위(가령 20-400nm 또는, 250-260nm, 280-320nm, 320-390nm, 또는 395-445nm)에서 방사의 강도를 측정하는 UV 방사 센서와 접촉한다.
광 파이프의 위치 및 방향, 그 직경 및 그 길이는 램프로부터 생성된 어떤 개별 광선들이 광 파이프를 통해 센서에 도달할 지(즉, 광 파이프의 허용각)를 결정한다. 각 광 파이프는 하나의 램프 요소(가령, 하나의 램프 벌브 또는 하나의 제1 반사기)가 다른 요소와 독립적으로 모니터링될 수 있는 특정 허용 각에 대하여 설계된다. 일반적으로, 광 파이프의 축은 파이프를 통해 지나가려고 하는 각 광선(angle ray)과 일치한다. 원하는 요소로부터 반사되거나 생성된 이 방법에 의한 광은 광 파이프를 통해 센서로 지나간다. 따라서 광 파이프는 특정방향으로부터의 광선만이 필터를 통과하여 지나갈 수 있게 하는 지향성 필터로 간주될 수 있다.
개별 광 파이프가 생성되는 영역에 있는 제2 반사기의 두께에 따라서, 튜브(가령, 알루미늄 튜브)를 제2 반사기를 통해 형성되는 홀 또는 슬롯으로 삽입함으로써 광 파이프의 길이는 연장될 수 있다. 광 파이프내의 반사의 효과를 감소시키기 위해 그리고 특정한 허용각 내의 방사 광선만이 센서에 도달하도록 설계됨을 보장하기 위하여, 광 파이프의 내부면은 센서가 검출하는 파장에 있는 방사를 흡수하는 적절한 광 흡수 물질로 라이닝 또는 코팅될 수 있다. 대안으로, 광 파이프의 내부면은 광 파이프의 벽과 접촉하는 원치 않는 광을 다중 반사를 통해 분산시키도록 매우 거칠어지도록(가령, 강철 브러쉬로 문질러서) 처리될 수 있다.
UV 램프의 개별 성분을 모니터링하는 것에 있어서, 광 파이프는 그 성분에 의해 생성되거나 반사된 광선만이 그 성분을 모니터링하는 광 파이프의 단부에 있는 센서에 도달할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 일부 경우에, 관련 센서에 도달하는 광선의 100%가 단일 요소로부터 생성되도록 광 파이프를 설계하는 것인 실용적이지 않을 수 있고 대신 광 파이프는 그 센서에 도달하는 광선 중 80% 또는 90%의 적당히 높은 퍼센티지가 모니터링되는 요소로부터 생성되도록 설계된다.
도 14의 UV 경화 시스템에 대하여, 각각의 UV 벌브(414 및 416)와 각각의 제1 반사기(420, 422, 424 및 426)를 개별로 모니터링하도록 여섯 개의 서로 다른 파이프들이 포함될 수 있다. 직접 광선 및 반사된 광선은 서로 다른 각도로 이동한다. 유사하게, 각각의 제1 반사기(420, 422, 424 및 426)로부터의 반사된 광선은 제2 반사기의 서로 다른 지점에 닿는다. 이러한 지식과 적절한 광선 추적 프로그램을 이용하여, 각 광 파이프가 요소들 중 하나를 모니터링할 수 있는 제2 반사기를 통과하는 각 광 파이프의 위치가 결정될 수 있다.
이제 참조는 도 20 및 21에 대해 이루어지며, 이는 제2 반사기에서의 광 파이프들의 일체화 이전 및 이후의 도 14에 이전에 도시된 제2 반사기(440)의 사시도이다. 도 20은 개별 요소들(벌브(414 및 416)와 제1 반사기(420, 422, 424 및 426))를 모니터링하는 여섯 개의 광 파이프가 위치될 수 있는 제2 반사기(440)에서의 위치 501-506를 도시한다. 위치 501a 및 502a는 제2 반사기의 대향 단부상에 있고 제1 반사기들로부터 반사된 방사의 모두 또는 대부분을 필터링하도록 설계된 광 파이프에 대하여 상당히 적합하므로 벌브(414 또는 416) 중 하나로부터의 직접 방사만을 통과시킬 수 있다. UV 램프(410)가 도 20에 배열된 것처럼 제2 반사기(440)의 왼쪽 부분 상부에 위치되고 UV 램프(412)가 제2 반사기(440)의 우측 상부 위치될 때, UV 벌브(414)에 의해 생성된 직접 방사를 모니터링하는 광 파이프는 위치 501a에 배치될 수 있고 UV 벌브(416)에 의해 생성된 직접 방사를 모니터링하는 광 파이프는 위치 502a에 배치될 수 있다. 위치 501a 및 502a는 UV 벌브(414 및 416)를 각각 모니터링하도록 광 파이프가 위치될 수 있는 양자택일적인 위치이다. 또한, 외부의 제1 반사기(420)에 의해 반사된 방사를 모니터링하는 광 파이프는 위치 503에 위치될 수 있고, 내부의 제1 반사기(422)에 의해 반사된 방사를 측정하는 광 파이프는 위치 504에 위치될 수 있고, 내부의 제1 반사기(424)에 의해 반사된 방사를 모니터링하는 광 파이프는 위치 505에 위치될 수 있고, 외부의 제1 반사기(426)에 의해 반사된 방사를 측정하는 광 파이프는 위치 506에 위치될 수 있다.
도 21은 위치 503-506에서 각각 제2 반사기(440)로 일체화되었던 광 파이프(510-513)와, 위치 501b 및 502b에 각각 형성된 광 파이프(514 및 515)를 도시한다. 광 파이프(510)는 외부 제1 반사기(420)의 반사를 모니터링하고, 파이프(511)는 내부 제1 반사기(424)의 반사를 모니터링하고, 파이프(513)는 외부 제1 반사기(426)의 반사를 모니터링한다. 광 파이프(510 및 513)는 각각 위치 503 및 506에 있는 제2 반사기의 반사면을 관통하는 개구로부터 형성된다. 광 파이프(511 및 512)는 각각 위치 504 및 505에 있는 제2 반사기의 반사면을 관통하는 개구로부터 형성된다. 또한, 연장 튜브는 각각의 파이프가 연관되어 있는 반사기와 연관되지 않는 방사를 추가로 필터링하도록 각 광 파이프(511 및 512)를 연장하기 위하여 위치 504 및 505에 있는 홀의 각각에 맞추어진다. 광 파이프(514 및 515) - 이 역시 연장 튜브들과 맞추어져 있음 - 는 각각 UV 벌브(414 및 416)의 강도를 모니터링한다.
본 발명의 일부 실시예들은 각각의 광 파이프의 단부에 개별 UV 방사 센서를 포함한다. 그러나, 경화 절차 동안 UV 램프 또는 기판중 하나 이상을 회전시키는 본 발명의 실시예들은 광 파이프당 하나 미만의 센서 를 사용할 수 있다. 예를 들어, UV 경화 절차 동안 램프 모듈이 180˚ 회전되는 실시예에서, 두 개의 UV 방사 센서들이 사용될 수 있다. 제1 센서는 예를 들어 광 파이프(510, 514 및 512)를 통해 지나가는 방사를 검출하도록 위치되는 한편 제2 센서는 광 파이프(511, 515 및 513)를 통해 지나가는 방사를 검출하도록 위치될 수 있다. 다른 예에서, 램프 모듈이 충분한 양(가령 270 또는 360˚)만큼 회전되어 각각의 광 파이프들을 통해 지나가는 광이 경화 절차 동안 센서와 접촉할 수 있다고 가정하면 하나의 센서가 각각의 광 파이프들(510-515)을 통해 지나가는 광을 검출하기 위해 사용될 수 있다. 개별 센서들이 다수의 광 파이프들을 모니터링하는 경우, 로직 또는 제어 회로(가령 마이크로제어기 또는 컴퓨터 프로세서)가 센서로부터의 데이터 샘플들과 회전의 타이밍을 추적하고 타이밍 정보 및 공지된 회전 패턴을 이용하여 어느 광 파이프 개별 센서 판독이 이와 관련되어 있는지를 결정한다.
UV 방사 센서에 의해 검출된 노이즈를 감소시키기 위하여, 센서는 광 파이프들의 출구에 가능한 가깝게 배치되는 것이 바람직하다. 하나의 센서가 다수의 광 파이프들을 통해 방사되는 UV 방사를 검출하기 위해 사용되는 경우, 특정 센서와 동작가능하도록 위치되는 모든 광 파이프들이 광 파이프의 단부와 센서 사이의 유사한 거리를 가짐을 보장하도록 어떤 광 파이프들의 길이를 다른 것들에 대해 연장시키는 것이 필요할 수 있다. 예로써 참조는 도 22a 및 22b에 대해 이루어지며, 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사기(540)의 일 측면의 사시도이다. 광 파이프(510, 512 및 514)가 반사기(440)내에 형성된 영역과 동등하게 반사기(540)는 이 반사기의 영역내에 형성된 광 파이프(610, 612 및 614)를 포함한다. 반사기(540)는 그러나 반사기의 외부 주변 영역(545)에서 반사기(440)보다 현저히 두껍다. 영역(545)은 제2 반사기(540)가 회전될 때 각가의 홀을 통해 지나가는 UV 방사를 검출하도록 동작가능하게 위치되는 센서(비도시)에 각각의 광 파이프들(510, 512 및 514)의 단부가 균등하게 이격되도록 선택된 곡선 반경을 가지는 만곡면(550)을 포함한다.
본 발명의 여러 실시예들이 완전히 기재되어 왔지만, 본 발명에 따른 유전체 막을 경화하는 많은 다른 균등하거나 대안의 장치 및 방법이 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 이러한 대안 및 균등물들은 본 발명의 범위내에 포함된다.
본 발명에 의하면, 기판상에 배치된 유전체 재료를 경화시키기 위한 자외선(UV) 경화 챔버 및 UV 광을 사용하여 유전체 재료들을 경화시키기 위한 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (38)

  1. 기판 처리 툴로서,
    기판 처리 영역을 규정하는 몸체;
    상기 기판 처리 영역 내에서 기판을 지지하도록 적응되는(adapted) 기판 지지체;
    상기 기판 지지체로부터 이격되고 상기 기판 지지체 상에 위치된 기판으로 자외선 광을 생성하여 전달하도록 구성되는 자외선(UV) 광 램프 - 상기 UV 광 램프는 UV 광 소스 및 상기 UV 광 소스를 부분적으로 둘러싸는 제 1 반사기를 포함함 -; 및
    상기 제 1 반사기와 상기 기판 지지체 사이에 위치된 제 2 반사기 - 상기 제 2 반사기는 상기 기판에 접촉되지 않는 자외선 광을 상기 기판을 향해 재유도하도록 적응됨 -
    를 포함하는 기판 처리 툴.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 UV 광 램프는 실질적으로 사각형 투과(flood) 패턴의 UV 광을 생성하고, 상기 제 2 반사기는 상기 투과 패턴을 실질적으로 원형 투과 패턴으로 변경시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 반사기는 상부 및 하부를 포함하고, 그 각각은 (i) 종방향 표면들의 길이를 횡단하는 정점에서 만나는 대향하는 종방향 표면들, 및 (ii) 상기 종방향 표면들의 단부들 사이에서 연장되는 대향하는 횡방향 표면들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 반사기의 상부 및 하부의 종방향 표면들은 일반적으로 상기 종방향을 따라 오목한(concave) 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 반사기의 상부 및 하부의 대향하는 횡방향 표면들은 일반적으로 상기 횡방향을 따라 볼록한(convex) 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 반사기의 상부의 대향하는 종방향 표면들은 상기 반사기의 상부로부터 상기 정점으로 내향하게 일반적으로 연장되고, 상기 제 2 반사기의 하부의 대향하는 종방향 표면들은 상기 정점으로부터 상기 반사기의 저면으로 외향하게 일반적으로 연장되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 지지체로부터 이격되고 윈도우 상부에 배치된 적어도 2개의 자외선 광 램프들을 포함하고, 각각의 자외선 광 램프는 연장된(elongated) UV 광 소스, 및 상기 연장된 UV 광 소스를 부분적으로 둘러싸는 해당 제 1 반사기를 포함하며, 상기 적어도 2개의 자외선 광 램프들은 상기 기판 지지체를 향해 유도되는 자외선 광의 투과 패턴을 생성하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 자외선 광 램프들로부터 상기 기판 처리 영역을 분리시키는 윈도우를 더 포함하고, 상기 윈도우는 상기 자외선 광의 투과 패턴이 상기 기판에 도달하기 이전에 상기 윈도우를 통해 전달되도록 위치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 자외선 광 램프들은 수직에 대해 대향하는 각도들에서 서로 접하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  10. 기판 처리 시스템으로서,
    서로 인접하고 분리된 제 1 처리 영역 및 제 2 처리 영역을 규정하는 몸체;
    상기 제 1 처리 영역 내에서 기판을 지지하도록 적응되는 제 1 기판 지지체 및 상기 제 2 처리 영역 내에서 기판을 지지하도록 적응되는 제 2 기판 지지체;
    상기 제 1 기판 지지체로부터 이격되고, 상기 제 1 기판 지지체 상에 위치된 제 1 기판으로 자외선 광을 전달하도록 구성되는 제 1 UV 광 램프 모듈;
    상기 제 2 기판 지지체로부터 이격되고, 상기 제 2 기판 지지체 상에 위치된 제 2 기판으로 자외선 광을 전달하도록 구성되는 제 2 UV 광 램프 모듈;
    상기 제 1 UV 광 램프 모듈과 상기 기판 지지체 사이에 위치되고, 상기 제 1 기판에 접촉되지 않는 자외선 광을 상기 제 1 기판을 향해 재유도하도록 적응되는 제 1 보조 반사기; 및
    상기 제 2 UV 광 램프 모듈과 상기 제 2 기판 지지체 사이에 위치되고, 상기 제 2 기판에 접촉되지 않는 자외선 광을 상기 제 2 기판을 향해 재유도하도록 적응되는 제 2 보조 반사기
    를 포함하는 기판 처리 시스템.
  11. 실질적으로 원형 투과 패턴의 자외선 광을 생성하기 위한 장치로서,
    연장된 UV 광 소스 및 상기 연장된 UV 광 소스를 부분적으로 둘러싸는 제 1 반사기를 포함하는 자외선(UV) 광 램프 - 상기 연장된 UV 광 소스와 상기 제 1 반사기는 실질적으로 사각형 투과 패턴의 UV 광을 생성하도록 결합됨 -; 및
    상기 제 1 반사기로부터 이격되고, 상기 실질적으로 원형 투과 패턴의 UV 광을 생성하기 위해 상기 제 2 반사기에 충돌하는 상기 사각형 투과 패턴의 UV 광의 부분들을 재유도하도록 적응되는 제 2 반사기
    를 포함하는 자외선 광 생성 장치.
  12. 기판 상부에 형성된 유전체 물질층을 경화시키는 방법으로서,
    그 상부에 형성되는 유전체 물질을 갖는 기판을 기판 처리 챔버의 기판 지지체 상에 배치하는 단계;
    UV 소스 및 제 1 반사기를 통해 실질적으로 사각형 투과 패턴의 UV 광을 생성하고, 상기 제 1 반사기와 상기 기판 지지체 사이에 위치된 제 2 반사기를 통해 상기 실질적으로 사각형 투과 패턴을 실질적으로 원형 투과 패턴의 UV 광으로 재형상화함으로써, 상기 기판을 자외선 광에 노출시키는 단계
    를 포함하는 유전체 물질층의 경화 방법.
  13. 기판 처리 툴로서,
    기판 처리 영역을 규정하는 몸체;
    상기 기판 처리 영역 내에 기판을 지지하도록 적응되는 기판 지지체;
    상기 기판 지지체로부터 이격되고, 상기 기판 지지체 상에 위치된 기판으로 자외선 광을 전달하도록 구성되는 자외선 광 램프; 및
    상기 자외선 광 램프 또는 기판 지지체 중 적어도 하나를 서로에 대해 적어도 180도 회전시키도록 동작가능하게 결합되는 모터
    를 포함하는 기판 처리 툴.
  14. 제 13 항에 있어서,
    회전시 실질적으로 균일한 방사(irradiance) 패턴을 생성하기 위해 결합되는 상보적인 고밀도 및 저밀도 영역들을 갖는 상기 기판 상부에 자외선 광의 투과 패턴을 생성하도록 적응되는 하나 이상의 반사기들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 자외선 광 램프는 연장된 UV 광 소스를 포함하고, 상기 하나 이상의 반사기들은 상기 연장된 UV 광 소스를 부분적으로 둘러싸는 제 1 반사기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 반사기들은 상기 제 1 반사기와 상기 기판 지지체 사이에 위치된 제 2 반사기를 더 포함하고, 상기 제 1 반사기는 상기 UV 광 소스로부터 상기 기판 지지체를 향해 자외선 광을 반사시키도록 적응되며, 상기 제 2 반사기는 상기 기판 외부로의 광 손실을 감소시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 기판 처리 영역을 커버하도록 상기 몸체에 결합된 리드(lid)를 더 포함 하고, 상기 리드는 상기 기판 처리 영역 상부에 정렬되는 윈도우를 포함하며, 상기 윈도우는 UV 광에 투과성이고 상기 기판 지지체와 상기 자외선 광 소스 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  18. 기판 상부에 형성되는 유전체 물질층을 경화시키는 방법으로서,
    그 상부에 형성되는 유전체 물질을 갖는 기판을 기판 처리 챔버의 기판 지지체 상에 배치하는 단계; 및
    상기 기판 지지체로부터 이격된 자외선 광 소스로부터의 자외선 광에 상기 기판을 노출시키는 단계 - 상기 노출 단계 동안 상기 자외선 광 소스 및/또는 상기 기판을 서로에 대해 적어도 180도 회전시킴 -
    를 포함하는 유전체 물질층의 경화 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 노출 단계는 상기 회전 동안 서로 보상되어 실질적으로 균일한 광 패턴을 제공할 수 있도록, 상기 노출 단계에서의 회전 동안 실질적으로 균일한 방사 패턴을 생성하기 위해 결합되는 상보적인 고밀도 및 저밀도 영역들을 갖는 실질적으로 원형 투과 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 유전체 물질층의 경화 방법.
  20. 기판 처리 툴로서,
    기판 처리 영역을 규정하는 몸체;
    상기 기판 처리 영역 내에 기판을 지지하도록 적응되는 기판 지지체; 및
    상기 기판 지지체로부터 이격되고, 상기 기판 지지체 상에 위치된 기판으로 UV 광을 전달하도록 구성되는 제 1 UV 램프 - 상기 제 1 UV 램프는 제 1 UV 광 소스 및 상기 제 1 UV 광 소스를 부분적으로 둘러싸는 제 1 반사기를 포함하고, 상기 제 1 반사기는 대향하는 내부 반사 패널 및 외부 반사 패널을 가지며, 상기 내부 반사 패널은 제 1 반사 표면을 갖고, 상기 외부 반사 패널은 상기 제 1 반사 표면에 비대칭인 제 2 반사 표면을 가짐 -
    를 포함하는 기판 처리 툴.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 기판 지지체로부터 이격되고, 상기 기판 지지체 상에 위치된 기판으로 UV 광을 전달하도록 구성되는 제 2 UV 램프를 더 포함하고, 상기 제 2 UV 램프는 제 2 UV 광 소스 및 상기 제 2 UV 광 소스를 부분적으로 둘러싸는 제 2 반사기를 포함하며, 상기 제 2 반사기는 내부 반사 패널 및 외부 반사 패널에 대향하고, 상기 내부 반사 패널은 제 3 반사 표면을 가지며, 상기 외부 반사 패널은 상기 제 3 반사 표면에 비대칭인 제 4 반사 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 반사기와 상기 기판 지지체 사이에 위치된 제 3 반사기를 더 포함하고, 상기 제 3 반사기는 상기 기판 외부로의 UV 광 손실을 감소시키도록 적응되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 UV 램프들로부터 상기 기판 처리 영역을 분리시키는 윈도우를 더 포함하고, 상기 윈도우는 UV 광이 상기 기판에 도달하기 이전에 상기 윈도우를 통해 전달되도록 위치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 UV 램프는 수직에 대해 2도 내지 25도의 각도에서 장착되고, 비대칭인 상기 제 1 및 제 2 반사 표면은 상기 각도를 보상하는 방사 패턴을 생성하도록 적응되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  25. 기판 상부에 형성되는 유전체 물질층을 경화시키는 방법으로서,
    그 상부에 형성되는 유전체 물질을 갖는 기판을 기판 처리 챔버의 기판 지지체 상에 배치하는 단계; 및
    연장된 UV 소스를 통해 광을 생성하며, 상기 UV 소스를 부분적으로 둘러싸고 서로 비대칭인 제 1 및 제 2 반사 표면을 통해 상기 UV 소스에 의해 생성되는 UV 광을 재유도함으로써, 상기 기판을 UV 광에 노출시키는 단계
    를 포함하는 유전체 물질층의 경화 방법.
  26. 기판 처리 툴로서,
    기판 처리 영역을 규정하는 몸체;
    상기 기판 처리 영역 내에서 기판을 지지하도록 적응되는 기판 지지체;
    상기 기판 지지체로부터 이격되고, 상기 기판 지지체 상에 위치된 기판으로 자외선 광을 생성하여 전달하도록 구성되는 자외선(UV) 광 램프 - 상기 UV 광 램프는 UV 광 소스 및 상기 UV 광 소스를 부분적으로 둘러싸는 제 1 반사기를 포함함 -;
    상기 제 1 반사기와 상기 기판 지지체 사이에 위치되고 상기 기판 외부로의 광 손실을 감소시키도록 구성되는 제 2 반사기 - 상기 제 2 반사기는 내부 표면과 외부 표면을 갖고, 상기 내부 표면으로부터 상기 외부 표면으로 상기 반사기를 횡단하는 적어도 하나의 홀(hole)을 구비함 -; 및
    상기 적어도 하나의 홀을 통해 전달되는 상기 UV 광 램프에 의해 생성되는 UV 광을 수신하도록 위치되는 광 검출기
    를 포함하는 기판 처리 툴.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 반사기를 횡단하는 다수의 홀들에 상응하는 다수의 광 검출기들을 더 포함하고, 각각의 광 검출기는 상기 다수의 홀들 중 하나를 통해 전달되는 상기 UV 광 램프에 의해 생성되는 UV 광을 수신하도록 위치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 2 반사기가 회전될 때, 상기 반사기를 가로지르는 다수의 홀들을 통해 전달되는 상기 UV 광 램프에 의해 생성되는 UV 광을 수신하도록 위치된 단일 광 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 반사기를 가로지르는 상기 홀의 표면은 다중 반사들에 의해 상기 홀의 표면에 접촉되는 원치 않는 광을 소실시키는 높은 거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  30. 제 25 항에 있어서,
    상기 반사기를 가로지르는 상기 홀의 표면은 상기 센서가 검출하는 파장들에서 광을 흡수하는 흡광 물질로 코팅되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  31. 제 25 항에 있어서,
    상기 센서에 접촉되는 광선들의 수를 추가로 제한하기 위해 상기 홀로부터 연장되는 중공관(hollow tube)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  32. 기판 처리 툴로서,
    기판 처리 영역을 규정하는 몸체;
    상기 기판 처리 영역 내에서 기판을 지지하도록 적응되는 기판 지지체; 및
    상기 기판 지지체로부터 이격되고, 상기 기판 지지체 상에 위치된 기판으로 자외선 광을 생성하여 전달하도록 구성되는 자외선(UV) 광 램프 - 상기 UV 광 램프는 UV 광 소스 및 상기 UV 광 소스를 부분적으로 둘러싸는 제 1 반사기를 포함하고, 상기 제 1 반사기는 적어도 하나의 포물형 섹션과 적어도 하나의 타원형 섹션을 포함하는 반사 표면을 가짐 -
    를 포함하는 기판 처리 툴.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 1 반사기는 대향하는 내부 반사 패널 및 외부 반사 패널을 포함하고, 그 각각은 적어도 하나의 포물형 섹션 및 적어도 하나의 타원형 섹션을 포함하는 반사 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 타원형 섹션은 포커싱되지 않은 타원형 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 포물형 섹션은 서로 평행하지 않은 광선들을 반사시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  36. 제 33 항에 있어서,
    상기 대향하는 내부 및 외부 패널의 반사 표면들은 서로에 대해 비대칭적으로 형상화되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 툴.
  37. 기판 처리 툴로서,
    기판 처리 영역을 규정하는 몸체;
    상기 기판 처리 영역 내에서 기판을 지지하도록 적응되는 기판 지지체;
    상기 기판 지지체로부터 이격되고, 상기 기판 지지체 상에 위치된 기판으로 UV 광을 전달하도록 구성되는 제 1 UV 램프 - 상기 제 1 UV 램프는 제 1 UV 광 소스 및 상기 제 1 UV 광 소스를 부분적으로 둘러싸는 제 1 반사기를 포함하고, 상기 제 1 반사기는 적어도 하나의 포물형 섹션과 적어도 하나의 타원형 섹션을 포함하는 반사 표면을 가짐 -; 및
    상기 기판 지지체로부터 이격되고, 상기 기판 지지체 상에 위치된 기판으로 UV 광을 전달하도록 구성되는 제 2 UV 램프 - 상기 제 2 UV 램프는 제 2 UV 광 소스 및 상기 제 2 UV 광 소스를 부분적으로 둘러싸는 제 2 반사기를 포함하고, 상기 제 2 반사기는 적어도 하나의 포물형 섹션과 적어도 하나의 타원형 섹션을 포함하는 반사 표면을 가짐 -
    를 포함하는 기판 처리 툴.
  38. 기판 상부에 형성되는 유전체 물질층을 경화시키는 방법으로서,
    그 상부에 형성되는 유전체 물질을 갖는 기판을 기판 처리 챔버의 기판 지지체 상에 배치하는 단계; 및
    연장된 UV 소스를 통해 광을 생성하고, 상기 UV 소스를 부분적으로 둘러싸는 대향하는 제 1 및 제 2 반사 표면을 통해 상기 UV 소스에 의해 생성되는 UV 광을 재유도함으로써, 상기 기판을 UV 광에 노출시키는 단계 - 상기 대향하는 제 1 및 제 2 반사 표면 중 적어도 하나는 적어도 하나의 포물형 섹션과 적어도 하나의 타원형 섹션을 포함함 -
    를 포함하는 유전체 물질층의 경화 방법.
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