TWI374452B - Ultraviolet reflector with coolant gas holes and method - Google Patents

Ultraviolet reflector with coolant gas holes and method Download PDF

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TWI374452B TW098135450A TW98135450A TWI374452B TW I374452 B TWI374452 B TW I374452B TW 098135450 A TW098135450 A TW 098135450A TW 98135450 A TW98135450 A TW 98135450A TW I374452 B TWI374452 B TW I374452B
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Andrzej Kaszuba
Juan Carlos Rocha
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Description

第W〒號專利菊❿年^月修正月 六、發明說明 【發明所屬之技術領域】
補走 本發明之設備與方法之實施例一般關於基材的紫外線 處理。 【先前技術】 在製造積體電路、顯示器以及太陽能電池板時，多層 介電、半導體、與導體材料係形成於諸如半導體晶圓、 玻璃板、金屬板之基材上。該等多層隨後經處理以形成 諸如電連接、介電層、閘極與電極等特徵結構。在之後 的製程中，可使用紫外線輻射處理形成於基材上的多層 或特徵結構。舉例而言，可於快速熱處理(rtp)利用紫外 線輻射以快逮加熱形成於基材上的一層。也可使用紫外 線輻射以促進聚合層凝聚與聚合。也可使用紫外線輻射 以產生受壓的薄膜層。亦可使用紫外線輻射活化氣體以 清潔腔室》 一個應用中’使用紫外線(UV)輻射處理氧化矽、碳化 矽或碳摻雜的氧化石夕之薄膜。舉例而言，在共同讓渡的 美國專利號6,566,278以及6,614，181兩案中（兩案皆以其 全文併人做為參考）描述使用紫外光於處理碳氧化石夕薄 膜。諸如t化㈣iQx)、碳化邦ic)i及碳氧化石夕 (SiOCx)薄膜之類的材料在製造半導體元件上係用以作 為介電層。化學氣相沉積(CVD)方法經常使用於沉積該 1374452 p晬」丨月_修(更]正替锋頁j 等薄膜’龙且涉及促進CVD腔室 丛调夕叫， ，保給源u及氧供 :原之間的熱或電楽系反應。在某些該等製程中會形成 係CVD或其他反應之副產物^舉例而言水會在 使用包=少—㈣·碳鍵結的有機錢…仰製程 中’於碳氧化矽或碳化矽膜沉積時形成。製程產生 :實體上被吸收進薄膜成為濕氣，或併入沉積薄膜中成 為矽-羥基鍵結，該二者皆為不樂見的。 可使用紫外線輻射處理該等薄膜以固化及敏密化沉積 的⑽薄膜。有利地’紫外線處理減少單一晶圓的總敛 預算並且加速製造製程。兹已開發許多、紫外線固化腔 室，其可用於有效地固化沉積於基材38上的薄膜，諸如 於2005年5月9日提出申請、標題為「高效率紫外線固 化系統」之美國專利中請號n/124,9Q8，該案讓渡哈 AppHed Materials並其全文併入作為參考。在此類紫外 線製程中，期望能増加紫外線輻射的強度以提供更快的 固化時間以及更短的製程循環。但是，藉由使用高功率 源或其他工具增加紫外線輻射，也會增加腔室内所產生 的熱。此過剩的熱會對基材上所處理的特徵結構有負面 影響，並且也會縮短紫外線源本身的壽命。 由於此些及其他缺點之故，儘管已開發多種仍固化 腔室及技術，兹持續找尋紫外線處理技術上更進一步的 改善。 【發明内容】 4 ^ (Cr\ Α ί I__________—ί 在基材處理設備中可使用紫外線燈之反射器β該反射 器包含延伸紫外線燈長度的縱向帶。該縱向帶具有彎曲 反射表面，並且包含複數穿透孔洞以導引冷卻劑氣體朝 向紫外線燈。 基材處理腔室包含基材支撐件以及紫外線燈模組，該 模組包含：⑴長的紫外線燈，與基材支撐件隔開，該紫 外線燈係裝配以朝基材支撐件傳送紫外光；以及（i〇 主要反射器，其包含：（1)中央反射器，其包含延伸紫 外線燈長度的縱向帶’該縱向帶具有彎曲反射表面並且 並且包含複數穿透孔洞以導引冷卻劑氣體朝向紫外線 燈，以及（2)第一及第二側反射器，其放置在中央反射器 的各側。 一種以紫外線輕射處理基材的方法，包含提供基材於 製程區域内、賦能紫外線燈以產生紫外線輻射、提供彎 曲反射表面以朝基材反射產生的紫外線辕射、導引複數 冷卻劑氣體流穿過彎曲反射表面上的多個孔洞以冷卻紫 外線燈。 【實施方式】 第1圖中顯示紫外線（UV)燈模組20之實施例，該模組 能產生紫外線輻射以處理諸如半導體晶圓、顯示器以及 太陽能電池板的基材3 8 » UV燈模組20包含能發射紫外 線輕射的UV燈22。UV燈22可包括任何諸如汞微波弧
L__.___________J 燈、脈衝氙氣閃燈或高效率uv燈發射上極體陣列等uv 源。在一個方案中，UV燈22係以諸如氙氣（Xe)或汞（Hg) 之氣體填充的密封電漿燈泡，且該燈泡係由外部功率源 23(諸如微波產生器）所激發，該外部功率源包括磁電管 以及賦能磁電管燈絲的變壓器。另一實施例中，uv燈 22可包括由功率源23(簡略圖示）所施加功率的燈絲該 功率源可供給直流電給燈絲。UV燈22也可由包含射頻 (RF)能量源的功率源23所施加功率，該射頻能量源能在 UV燈22内激發氣體。為說明起見，uV燈22顯示為長 的圓柱狀燈泡；但是，亦可使用具有其他形狀的uv燈 22，諸如球狀燈或燈陣列，其對此技藝中一般技術人員 而言是顯而易見。舉例而言，合適的UV燈22可商業上 由美國俄亥俄州Westlake的Nordson Corporati〇n或美 國麥迪遜州Stevenson的Miltec UV公司構得。在一方 案中’UV燈22包括購自Miltec UV公司的單—長的uv H+燈泡。UV燈22可包括二個或多個各別長的燈泡。 燈模組20包括反射器組件24,其包括部份地環繞紫 外線燈模組20之UV燈22的主要反射器26 ^主要反射 器26包含中央反射器28’其在UV燈22後方於中央放 置’並且與UV燈22呈一相隔關係。中央反射芎28包 含縱向帶30 ’其如第3 A以及3B圖所顯示，延伸紫外線 燈的長度。該縱向帶30具有彎曲反射表面32,該表面 係一内部表面並且面向UV燈22的背面以朝基材38反 射UV燈22所發射的向後導引的紫外線輻射之光線。縱 1^0··?· (ί；·> 【 .丨"_ ί _ ....... 向帶30的彎曲反射表面32係可為圓形、橢圓形或拋物 線型的弧形表面。在一方案中，彎曲反射表面32包含圓 形表面’其曲率半徑至少約2公分並少於約5公分，或 甚至為約3至約4公分。縱向帶3〇也具有背表面34， 其係平坦的’或可彎曲以匹配於彎曲反射表面32之曲 率。 縱向帶30係由容許紅外輻射及微波傳輸並反射紫外 線輻射的材料所製成。在一方案中’縱向帶30包含石 英。舉例而言，石英之長的預製件可經機械加工以形成 縱向帶30。可使用諸如CNC之習知的機械加工技術以機 械加工一鑄型石英預製件以獲得包括該帶前方上的彎曲 反射表面32之縱向帶的期望形狀。之後，藉使用習知拋 光方法拋光該面向内部之表面而形成彎曲反射表面32, 如此’至少95 %的該表面3 2無皺紋亦無裂隙。 可選擇地，亦可施加二向色性塗層36於縱向帶3〇的 鼕曲反射表面32，以朝基材38反射更高比例的向後導 引的紫外光線。該二向色性塗層36係薄膜式濾層，其選 擇性地使具有小範圍波長的光通過同時反射其他波長。 在實施例中，二向色性塗層36包含由不同介電材料組 層胃膜。舉例而纟’不同介電材料可包括具有交 替的㈤及低折&率之複數$，並該複數層係、經排列與選 X致一向色性塗層36不會反射υν燈22所發射的全 Ρ的傷害性熱產生之紅外輻射，而是會容許某些該輻射 通過進人縱向帶中。該帶3G的石英材料傳輸紅外線光而 一向色性塗層36反射1^燈22發射的紫外線光。因為 二向色性塗層係非金屬，從功率源（未圖示）施加至卩乂燈 22並向下入射至石英背側的微波輻射不會顯著地與心 層反應或受調節層吸收，並且易於傳輸以在〇〃燈U中 離子化氣體。 一般而言，無塗層施加於縱向帶3〇的背表面h。但 是次要反射塗層（未圖示）也可施加至背表面34以反射回 任何通過在縱向帶30前方的彎曲反射表面32的紫外線 輻射，或者更快速地驅散因暴露於紫外線輻射而累積在 縱向帶30中的熱量。 ' 於縱向帶30中提供複數穿透孔洞4〇。孔洞4〇從背表 面34延伸至彎曲反射表面32以容許冷卻劑氣體〇從外 部冷卻劑氣體源受導引朝向UV燈22。孔洞40包括具有 第一直徑之第一孔洞44，其大於第二孔洞46之第二直 徑。第一孔洞44及第二孔洞46沿著縱向帶3〇的中央軸 線48對齊。舉例而言，第一孔洞44具有從約〇2公餐 至約4公f之直徑，而第二孔洞46可具有從約6公爱至 約i2公楚之直徑。如另一範例’第—孔洞料的總數量 範圍從約1〇個至約5〇個；而第二孔洞46的總數量範圍 由約2個至約6個。此外，孔洞的邊緣可呈一角度扭曲
或傾斜。適合的角度範圍可由約1〇度至約45度=諸如 25 度。 X 在-實施例中，中央反射器28的縱向帶3〇之每一末 端50a及5Gb包含末端凸耳…及咖。反射器支架μ [ff\ ^ L 一 _1 包含末端支架56a及56b，其每一且古费 八’具有戴去部位 (cmout)58a及58b ’該截去部位係經塑型以致中央反射 器28的每一末端凸耳52a及52b能相稱於末端支架 及56b的截去部位58a及58b，以支承位在1；¥燈22後 二處的中央反射器28(如第3A圖及第3B圖所示）。反射 盗支架54可由諸如Teflon®2類的聚合物所製成， Teflon®係購自美國德拉瓦州的Dup〇nt心仏则ws公 司 方案中，末端凸耳52a和52b係模形凸耳，其相 稱於對應的末端支架56a及5613之楔形截去部位。楔形 的凸耳也可具有傾斜表面60,該表面匹配於末端支架 56a及56b之楔形截去部位的對應之傾斜表面Q之傾斜 度。此容許中央反射器28從燈組件後方安裝到末端支架 的楔形截去部位以支撐中央反射器28。 電細模型圖表係用於基於遍及習知Uv源組件（第4 a 圖）的氣體流動分佈、以及遍及包含具孔洞44中央反射 器28之UV燈模組20實施例（第4B圖）的氣體流動分 饰’而決定燈泡表面溫度。對照之下，習知系統包含不 具孔洞的矩形中央反射器板。習知系統中，冷卻氣流一 致地掃動過兩側的燈泡表面。但是，因為燈泡溫度非一 致’某些熱點區域獲得較少冷卻功率而其他冷區域獲得 過量冷卻氣流。如從這些圖所觀察，相較於習知系統， 大體上增強的氣體流係使用位於UV燈22後方的具孔洞 4〇之中央反射器28而獲得。如第4Α圖所示，使用習知 系統遍及UV燈泡22的氣流提供較不集中於uv燈泡22 1-374452 • f (in u_——____ j 表面的冷卻氣流。對照之下，當氣體穿過如第4B圖所示 之中央反射器28的第一孔洞44及第二孔洞46時，遍及 UV燈泡22的冷卻氣體之氣流教示冷卻氣流係有效地導 引至UV燈泡22的關鍵性頂端定點。此於UV燈泡22 上提供低了 45。(：之表面溫度（從648°C至603°C )。這些圖 表係使用由法國ESI購得的Monte Carlo Flow模擬程式 (CADalyzer®)所建立模型。此模擬模型係使用在給定的 氣流條件下模擬熱能分佈的迭代程序。提供示範性模型 模擬的同時’應瞭解到本發明涵蓋在此述之外的模型方 案。 顯示於第1圖及第2圖的方案中，除了中央反射器28 之外，反射器組件24也可包括第一側反射器7〇以及第 二側反射器72，其放置於中央反射器28各側。第一側 反射器70以及第二侧反射器72也可由鑄型石英製成， 並具有各為弧形反射表面74、76的内部表面。弧形反射 表面74、76也可具有其上的二向色性塗層，其係如使用 於中央反射器28的相同的塗層材料。包含中央反射器 28、第一侧反射器7〇及第二侧反射器72的反射器組件 24形成長的共鳴空腔，該空腔具有在燈之上於一 頂點相會的拋物線型表面8〇並如第i圖所示橫切中央反 射器28的縱向帶30之長邊。第—側反射器7〇及第二側 反射器72各縱向延伸越過uv燈22的長邊。 中央及侧反射器28、70、72之任一者個別可為橢圓形 或抛物線型反射器’或者包括橢圓形及拋物線型反射部 10 1374452 月/^.射更)正替 份之結合。搞圓形反射器較拋物線型反'射器能相稱於更 小的共鳴空腔以用於同寬的光束，且相較於拋物線型反
射益’也可達成更卓越的光一致性。但是，兼具橢圓形 及抛物線型區段的反射器28、70、72在設計依應用而修 改的反射圖案時，其容許更多靈活度。再者，橢圓形反 射器不需具有真正的或完美的橢圓形。相反地，不具清 楚定義之焦點而具有部份或半橢圓形形狀的反射器亦可 為橢圓形反射器。類似地，拋物線型反射器不需具有真 正的或完美的拋物線型。相反地，反射不精確平行的光 線而具有部份或半拋物線型形狀的反射器亦可為拋物線 型反射器。應注意到，如繪示之實施例，反射器28、7〇、 72顯示為各別不連接的平板，然本發明並不限制於該相 同物，且反射器28、7〇、72可以單獨的U形部件連接， 其可或可不包括縱向孔隙。
反射器組件24控制來自！；¥燈22的照射曲線並且可 補償直接的光之非—致性（沿UV燈的照射係離光源中心 的距離之函數）。在顯示的實施例中，使用單獨的UV燈 22以照射基# 38 ’第一側反射it 70及第二側反射器72 具有弧形反射表面74、76,該等表面係相反的對稱反射 表面但疋’在其他實施例中，例如當使用二個或多個 uv_燈22以照射基材38時，非對稱的一對側反射器（未 圖示）也可如描述般使用。 。如第1圖與第2圖所示，除主要反射器4〇之外，反射 0 ’件24也可包括次要反射器9〇。次要反射器川進一 11 1374452
於月和修(更)正替钱育I
步導向及再導引以其他方式落於主要反射器之滿溢圖案 (flood pattern)邊界外的Uv輻射，以致此反射的輻射沖 射待處理的基材38以増加輻照基材38的能量強度。次 要反射器90表現為特殊uv燈22及/或主要反射器％ 而訂做的複雜形狀。亦可視應用的需求而定，訂做次要 反射器90(使用時，與主要反射器結合)適於特殊的入射 曲線以及一致性層級。舉例而言，在某些實施例中，次 要反射器90可經設計以產生邊緣高的人射曲線以補償 中央高的加熱器熱能曲n然，視次要反射_9〇是否 與如下討論的靜態燈或旋轉燈一起使用而定，其通常可 經設計以產生不同的入射圖案。 如第2圖所示，次要反射器9〇將uv^ 22的滿溢圖 案從大體上矩料域修改以體±_ 92，以對應所暴 露的大體上圓形的半導贈其M , 回〜J干等體基材38。次要反射器9〇包括 上層部份94以及下層部份96，其相會於環繞反射器9〇
的内部周邊延伸的頂點98。上層部份94包括半圓形的 截去部位100以容許冷卻空氣無阻塞地流動至UV燈 22。上層部份94也包括 徊相對的、通常向内傾斜（從 頂知）縱向表面1 〇2a及1 〇2b，W β Λ v 以及兩個相對的橫切表面 1 C及1〇2d。橫切表面l〇2b通當伤卡古认 係垂直的且沿橫切方 向具有凸起的表面。縱而类 陷。 縱向表面102a通常係沿著縱向凹 放置在上層部份94正 對的、通當ή W 下層份96包括兩個相 …外傾斜(從頂端)的表面1〇乜以及兩個相對 12 1374452 月识更玷 的、通常向外傾斜的橫一 、表面1 04b。在顯示的實施例中， 表面104b較表面]〇9h © θ 更具減少的角度（相對於垂直）。 縱向表面1 〇2a通常传外护& u ^ 承係/〇縱向凹陷，而表面102b通常係 沿橫切方向凸起（其具有—值得注意的例夕卜，在轉角108 處，表面1〇2a的下層部份與表面職的下層部份相會）。
第1圖顯示從UV燈22發射以及由主要及次要反射器 26、90各別反射的uv^射之簡化的反射路經。如所示， 主要反射器26以及次要反射器％的結合容許大體上所 有由輻射源22發射的uv _被導引朝向及沖射基材 38。來自輻射源22的輻射可藉由不同示範性路徑沖射基 材38,該等路徑包括直接撞擊基材38 **由主要反射 器26或次要反射器9〇反射的路徑u〇a、被中央反射器 28反射後撞擊基材38的路徑祕、被第一側反射器7〇 反射後撞擊基材38的路經11〇c、被次要反射器9〇的上 層部份94反射後撞擊基材38的路徑u〇d以及被次要反 射器90的下層部份96反射後撞擊基材38的路徑ii〇e。 應瞭解到，路徑ll〇a_e僅為示範性路徑且許多其他反射 路徑可直接從輻射源22產生，或從主要反射器26或次 要反射器90反射。 如此述之紫外線燈模組20可用於許多不同類型的基 材處理設備，例如包括半導體處理設備、太陽能電池板 處理設備以及顯示器處理設備。顯示於第5圖及第6圖 的示範性基材處理設備200可用於處理半導體晶圓，諸 如矽或複合半導體晶圓。設備200繪示ProducerTM處理 13 丄374452 系統之實施例，其可購自美國加州’H^rciara，Calif的
Applied Materials，Inc.。如第 5 圖所示，設備 2〇〇 為一
獨立性的系統’其具有支樓於主機結構2 〇 2上的必須處 理設施。設備200通常包括卡式負載腔室204，其中基 材卡盒206a' b係受支撐以容許負載與卸載基材38進入 及離開負載鎖定腔室208，該設備200尚包括容納基材 處置器214的移送腔室210，架置於移送腔室21〇上的 —系列串接製程腔室2 16a-c。設施末端220容納操作設 備20 0所需的支樓設施，諸如氣體平板222以及功率分 配平板224。 每一串接製程腔室216a-c包括製程區域218a、b(如顯 示於腔室216b) ’其能夠各別處理基材38a、b。該二個 製程區域218a、b共享一共同的氣體供給、共同的壓力 控制以及共同的製程氣體排氣/抽氣系統，其容許不同組 態間快速轉換。腔室216a-c的排列與結合可經修改以執 行特定製程步驟。串接製程腔室2163_^之任一者可包括 如下項所述之蓋體，其包括一個或多個11乂燈22以用於 在基材38上處理材料及/或用於腔室清潔製程。在所示 的實施例中，所有三個串接製程腔室216a_c具有uv燈 2並且裝配成UV固化腔室以並聯運作以求最大產量。 但是，在可替換的實施例中’所有串接製程腔室2i6a< 可不裝配成UV處理腔室，且設備200可適於具有執行 諸如化學氣相沉積（CVD)、物理氣相沉積（PVD)、蝕刻或 ^等製程之結合的其他製程並同一腔室中執行處理 14 Γ374452 的腔室。舉例而言’設備200可以裝配成使串接製程腔 室216a-c的其中一個腔室做為CVD腔室以於基材38上 沉積材料（諸如低介電常數（K)薄膜）。
第6圖顯示設備200的串接製程腔室216的一實施 例，其經裝配用於UV處理諸如半導體晶圓之基材3 8。 製程腔室216包括主體230以及鉸合至主體23 0的蓋體 234。耦接至蓋體234的是兩個外罩238a、b，其每一皆 耦接至入口 24〇a、b以及出口 232a、b，其用於傳遞冷卻 劑氣體通過外罩23 8a、b的内部。可從冷卻劑氣體源244 透過管線246a、b以及氣流控制器248a、b獲得冷卻劑 氣體’而該冷卻劑氣體可存在於室溫或更低之溫度，例 如約22°C。冷卻劑氣體源244提供維持於充分壓力與流 速的冷卻劑氣體至入口 240a、b以確保適當操作UV燈 22及/或用於與串接製程腔室2i6a_c結合的燈之功率 源。可與串接製程腔室216 一併使用的冷卻模組之詳細 内谷可得於2006年Π月3日提出申請、標題為「用於 U V固化系統之氮氣濃化冷卻空氣模組」之共同讓渡的美 國專利中《 11/556,642，其内文併人本文作為參考。 可藉由以無氧的冷卻劑氣體（例如氮氣、氬氣或氦氣）冷 卻燈以避免形成臭氧。在一方案中，冷卻劑氣體源244 提供流速從約200至厕seem、包含氮氣的冷卻劑氣 體。出口 M2a、b從外罩238a、b接收排出的冷卻劑氣 體’其係藉由共同排氣系統(未圖示)所收集，該系統包 括洗務器以移除由uv燈泡（視燈泡選擇而定）潛在產生 15 1374452 的臭氧 ***^*** ·-**·». · ««·«»·..>...—..’年灼修 每-外罩2G4覆蓋兩個取燈22中之一者該等辟 燈係各別配置於主體23〇内所界定的兩個製程區域 218a、b之上。雖如前所示，單一的uv燈22係於兩個 製程區域218a、b之上，然應注意到，多個—燈可用
於增加總照射量，如描述於2〇〇7年3月15日提出申請、 標題為「使用主要及次要照射器以㈣輻射處理基材之 設備及方法」的美國專利公開號2〇〇7〇2572〇5ai，其内 文併入本文作為參考。每一外罩238a、b包含11乂燈22 放置其中的上層外軍252a、b以及次要反射器9〇安置其 中的下層外罩256a、b。。在所示的方案中，圓盤255a、 b各別具有複數齒25 7a、b，該等齒爽住對應的帶（未圖 不）’該帶耦接圓盤至心軸（未圖示），該心軸進而在操作
上耦接至馬達（未圖示）。圓盤255a、b、帶、心軸以及馬 達容許上層外罩252a、b(以及架置其中的uv燈22)相對 於安置在基材支撐件254a、b上的基材而旋轉。每一次 要反射器90藉由托架附接至各別圓盤255a、b的底部， 該托架容許次要反射器在下層外罩256a、b之内與上層 外罩252a b與UV燈22 —起旋轉。相對於暴露的基材 38a、b旋轉UV燈22可改善橫跨基材表面的暴露度的一 致性》—實施例中，UV燈22可相對暴露的基材38a、b 至少旋轉180度，而其他實施例中，uv燈22可旋轉27〇 度或甚至恰好360度。 每一製程區域218a、b包括在製程區域218a、b内用 16 1-374452 卜你㊉於洚(更> 正替換頁i 於支撐基材38a、b的基材支撐件254a、b。支撐件、 b可被加熱並且可由陶究或諸如鋁之金屬製成。較佳地， 支撐件254a、b耦接至心柱258&、b，該心柱透過主體 230的底部延伸並且藉由驅 及is離UV燈22移動製程區
b。驅動系統260a、b也可於固化期間旋轉及/或移位支 撐件254a、b以進一步促進基材照度的一致性。視光線 傳遞系統設計考量的性質（諸如焦距）而定，除了在可能 微調基材38上入射的UV照射層級外，將支撐件254a、 b以可調整方式放置，尚能控制易揮發的固化副產物、 淨化物、清潔氣體的流動模式以及滯留時間。 在所不之方案，UV燈22係長的圓柱密封電漿燈泡， 其以汞填充以受功率源（未圖示）所激發。一方案中，功 率源係微波產生器，其包括磁電管以及賦能磁電管燈絲
動系統260a、b操作以朝向 域250a、b中的支撐件254a、 的變虔器…方案中’千瓦微波功率源產生微波該微 波功率源鄰近外罩238a、b的穿孔（未圖示）並透過穿孔 傳輸施加至UV燈22的微波。提供上至6〇〇〇瓦的微波 功率的功率源從每一 UV燈22能產生上至約1〇〇瓦的 UV光。一方案中，UV燈Μ發射橫跨波長從丄川^^至 4〇〇nm之寬廣波段的UV光。1；¥燈22中的氣體決定發 射的波長，且因更短的波長在氧氣存在時趨於產生臭 氧，故UV燈22發射的UV光可調至顯著地產生2〇〇nm 以上多頻率的UV光以避免UV處理製程期間產生臭氧。 從每一 UV燈22發射的UV光藉穿過配置於蓋體234 17
内穿孔中的窗264a、b進入製程區域25〇a、b之一。_ 方案中’冑264a、b由合成的石英玻璃所製成，.且具有 充分厚度以維持真空而不破裂。舉例而言’ f 26钝、卜 可由無OH的融合二氧化石夕製成，其可傳輸下至約丄⑽ 的uv光。蓋體234密封至主體23〇，以致窗、匕密 封至蓋體234以提供製程區域218a，其具有能夠維持從 約1托爾至約650托爾之壓力的體積。製程氣體透過兩 個入口通道262a、b之一者進入製程區域2i8a、b，而藉 由共同的排氣埠口 266離開製程區域218a、b。亦然， 供給至外罩238a、b内部的冷卻劑氣體循環通過uv燈 22，但藉由窗264a、b與製程區域218a、b隔離。 現將描述示範性紫外線處理製程，其中，包含碳氧化 矽的低k介電材料受到固化。對於此類固化製程，於35〇 C至500 C間加熱支撐件254a、b，而製程區域258a、b 維持在從約1至約10托爾的氣體壓力以促進熱量從支撐 件254a、b傳送至基材38。在該固化製程中，於每一串 接腔室216a-c中藉由每一入口通道262a、8托爾之 壓力以14 slm之流速導入氦氣（成對腔室每側7 slm)。對 於某些實施例，固化製程亦可使用氮氣（N2)或氬氣（Ar) 代替或混合氦氣。淨化氣體移除固化副產物，促進橫跨 基材38a、b的一致熱傳，並且將製程區域25〇a、b内表 面上累積的殘餘物減至最少。也可添加氫氣以從基材38 上的薄膜移除一些甲基並且清除固化期間釋放的氧氣。 另一實施例中，固化製程使用包含脈衝氙氣閃燈的脈 18 1-374452 .Μ. «7：
A 衝UV燈22。製程區域218a、b維持在壓力為約ι〇毫托 爾至約700托爾的真空下，而基材38a、 UV燈22的UV光脈衝。脈衝的UV燈22 諧用於各種應用的UV光輸出頻率。
b暴露於來自 可提俟一經調 清潔製程也可在製程區域218a、b中執行。在此製程 中’支擇件254a、b的溫度可升至約1〇〇。〇至約6〇〇<^之 間。在此清潔製程中，元素氧與存在於製程區域Η。、 b表面的碳氫化合物及碳物料反應以形成—氧化碳以及 二氧化碳，其可透過排氣埠口 266抽出或排出。諸如氧 氣的清潔氣體可暴露於選擇的波長之uv輻射以原位產 生臭氧。當清潔氣體為氧氣時，可開啟功率源以提供 光從UV燈22以期望的波長發射，較佳地，波長約為 184.9 nm及約253.7 nm。這些uv輻射波長促進有氧之 清潔因為氧氣吸收1 84.9 nm的波長並且產生臭氧及元素 氧，而253.7 nm之波長由臭氧吸收，其轉移成氧氣以及 元素氧。在清潔製程的一方案中，包含5 slm臭氧及氧 氣（氧氣中臭氧佔13%之重量）製程氣體流進串接腔室 216a、b，均等地於製程區域218a、b内分流以產生足夠 氧自由基於處理製程區域218a、b内由表面清潔沉積 物。〇3分子也會攻擊多種有機殘餘物。殘留的〇2分子不 會移去製程區域250a、b内表面上的碳氫化合物沉積 物。可在固化六對基材38a、b後，在8托爾下以2〇分 鐘的清潔製程執行足夠的清潔製程。 雖顯示且描述了本發明之示範性實施例，此技藝中一 19 I ------------·»— - ---—<·** ___ -_ 一^ 般技術人員可設計併入本發明及亦於本發明範疇中之其 他實施例。再者，關於圖式中示範性實施例所顯示於詞 彙「之下（below)」、「之上（ab〇ve)」、「底部（b〇tt〇m)」、「頂 部（toP)」、上（up)」、「下（如則）」、「第一」及「第二 及其他相對性或位置性的詞彙是可交換的。因此，附加 的申請專利範圍不應限於此述用於說明本發明的較佳的 方案、材料或空間排列之描述。 【圖式簡單說明】 參考隨後的敘述、附加的申請專利範圍以及繪示本發 明實施例的伴隨之圖式，可更易瞭解本發明之該等特徵 結構、態樣以及優點。但是，亦應瞭解到，每—特徵結 構通常均可用於本發明中’不僅只用於特定圖式之内 容’而本發明包括任何該等特徵結構之結合，其中： 第1圖係紫外線（UV)燈模組的實施例之簡略透視圖， 、模、。且包3 UV燈以及放置在石英窗以及基材之上的主 要反射器； 第2圖係UV燈模組以及包含主要及次要反射器的反 射器組件之頂透視圖； 第3A圖係由反射器的彎曲表面仰觀的中央反射器之 透視圖’其顯示一部分的反射器支架，以及穿過中央反 射器的孔洞越過UV燈之上的冷卻劑氣體流； 第3B圖係沿第3A圖中的視線3B所榻取的中央反射 Γ3 74452
, i -_________—_ j 器側視圖’其顯示穿過孔洞以▽燈周圍的氣體 流； 第4A圖以及第4B圖係冷卻劑氣體在習知系統中（第 4A圖）以及穿過中央反射器之孔洞並環繞uv燈周圍（第 4B圖）的電腦模型示意圖； 第5圖係根據本發明之實施例之串接腔室的簡略·橫截 面圖； 第6圖係根據本發明之實施例之基材處理設備之簡略 頂平面圖。 【主要元件符號說明】 20紫外線燈模組 22紫外線燈 23功率源 24反射器組件 26主要反射器 28中央反射器 3 0縱向帶 32彎曲反射表面 34背表面 36塗層 38基材 40、44、46孑匕洞 21 1374452 月听皆沒)正f技㈢ __———」
4 2冷卻劑氣體 48 中央軸線 50末端 52末端凸耳 54反射器支架 56末端支架 58截去部位 60 、 62表面 70、72側反射器 74、76反射表面 80拋物線型表面 90次要反射器 92圓形 94上層部份 96下層部份 98頂點 100截去部位 102表面 104表面 108轉角 11 Oa-e路徑 200設備 202主機結構 204卡式負載腔室 22 Γ374452 卡盒 負載鎖定腔室 移送腔室 基材處置器 串接製程腔室 製程區域 設施末端 氣體平板 功率分配平板 主體 蓋體 外罩 入口 出口 冷卻氣體源 管線 控制器 製程區域 、256外罩 支撐件 圓盤 齒 心柱 驅動系統 Γ374452 262通道 264 窗 266埠

Claims (1)

  1. Γ374452 七、申請專利範圍：
    ,/,τ * ·* · · --> - 1. 一種紫外線燈反射器，包括沿該紫外線燈的一長度延伸 的一縱向帶，該縱向帶包括： (a) —彎曲反射表面； (b) 複數個穿透孔洞，該等穿透孔洞導引一冷卻劑氣 體朝向該紫外線燈；以及 (c) 在每個端部的一端部凸耳。 2.如申請專利範圍第丨項所述的反射器，其中該縱向帶的 該彎曲反射表面包括以下之中的至少—個： (a) 至少約2 crn的曲率半徑； (b) 少於約5 cm的曲率半徑；以及 (c) 一二向色性塗層。 其中該複數個穿 一孔洞以及具有 3.如申請專利範圍第1項所述的反射器， 透孔洞包括具有—第一直徑的多個第 第一直徑的多個第二孔7同，該第—直經大於該第二直 徑。 4.如申請專利範圍第3項所述的反射器，其中該等第—和 第二孔洞沿該縱向帶的〆中央轴線對齊。 Γ"—~~ 第號專利蒗。丨年今月 5.如申請專利範圍第1項所述的反射器 耳爲楔形。
    日修®正替換g ’其中該等端部i 6.如申請專利範圍第1項所述的反射器，進一步包括多個 聚合端部支架，每個聚合端部支架具有一截去部位，並 且其中該反射器的每個端部凸耳裝入一端部支架的一 截去部位。 7. —種反射器組件，該反射器組件在一中央位置包括如申 请專利範圍第1項所述的反射器，該反射器組件進一步 包括第一和第二側反射器，該第一和第二側反射器位於 該位於中央的反射器的任一側（either side )上。 8·如申請專利範圍第7項所述的反射器組件，其中該位於 中央的反射器以及該第一和第二側反射器形成一拋物 線型表面’該表面橫切該縱向帶的一長度相會於一頂 點。 9.如申請專利範圍第7項所述的反射器組件，其中該位於 中央的反射器以及該第一和第二側反射器構成一主要 反射器，且該反射器組件進一步包括位於該主要反射器 及一基材支撐件之間的一次要反射器，該次要反射器包 括上層及下層區段，每一區段包括⑴具有多個端部的多 個相對縱向表面，以及（ii)在該等縱向表面的該等端部 1374452
    之間延伸的多個相蜚 10. —種紫外線燈模組， 的反射器組件，以及i 吴，，且，包括如申請專利範圍第7項所述 以及進—步包括—長的紫外線燈。 11. 一種基材處理腔室，包括： (1) 一基材支撐件； ⑺如申請專利範圍帛1〇項所述的紫外線燈模 12. 一種基材處理腔室，包括： (a) —基材支樓件；以及 (b) —紫外線燈模組，包括： (i) 一長的紫外線燈’該紫外線燈與該基材支撐件隔 開，该紫外線燈配置成朝該基材支撐件傳輸紫外線 光；以及 (⑴一主要反射器，包括： (1) 中央反射器，包括沿該長的紫外線燈的長 度延伸的一縱向帶，該縱向帶具有位於每一 端部處的端部凸耳、一彎曲反射表面、以及 複數個穿透孔洞，該等穿透孔洞配置成導引 一冷卻劑氣體朝向該長的紫外線燈；以及 (2) 第一與第二側反射器，位於該中央反射器的 任一側上。 2η 13.如申請專利範圍 的該彎曲反射表面 第12項所述的腔室，其中該縱向帶 包括以下之中的至少一個： (a) 約2 cm至約5 cm的—曲率半徑；以及 (b) —二向色性塗層。 申明專利範圍第12項所述的腔室，其中該複數個 透孔洞包括沿該縱向帶的一中央軸線排列的多個第 第一孔洞，該等第一孔洞具有一第一直徑，該第一 直徑大於該等第二孔洞的一第二直徑。 ’如申請專利範圍第12項所述的腔室，其中該主要反 2包括-對聚合端部支架，每個聚合端部支架:具有一 萄·去部位，並且直中續中本 邻凡甘壯 〃中以中央反射15的该縱向帶的每個端 耳裝入一端部支架的一截去部位。 6.如申請專利範圍第12項所述的腔室 射器包含石英。 其中该中央反 τ靖寻利範圍第 射器以及号·笛 面，社主 叹拋物錦 ^面橫切該縱向帶的一長度相會於—頂點 8.如申請專利範圍f 12項所述 進一步包括 物線型 位 :該主要反射器及該基材支撐件的-::要反射 岛，該次要反射器包括上層及下層區段，每—區段包括 G)具有多個端部的多個相對縱向表面，以及⑴）在該等 縱向表面的該等端部之間延伸的多個相對橫切表面。 9·如申請專利範圍第12項所述的腔室，進一步包括一 窗，該窗將該紫外線燈與該基材支撐件分離。 種用紫外線輻射處理一基材的方法，所述方法包括 以下步驟： (a) 在一處理區域中提供一基材； (b) 賦能一紫外線燈以產生紫外線輻射； (〇)採用位於一縱向帶的每個端部處的多個端部凸耳 來支撐該縱向帶，該縱向帶具有位於該紫外線燈背面的 —彎曲反射表面以朝向該基材反射所產生的該紫外線 輻射；以及 ^ (d)導引複數個冷卻劑氣體流通過該彎曲反射表面中 的多個孔洞以冷卻該紫外線燈。 2 1.如申請專利範圍第20項所述的方法，包括以下步驟 中的至少一者： (a) 導引複數個冷卻劑氣體流通過多個具有不同直徑的 孔洞； (b) 導引包含氮氣的冷卻劑氣體；以及 ^ ** > i ^ ** > i 至該紫 (c)將形成於該基材上的一層低k介電材料露 外線輻射以固化該介電層。 22. —種紫外線燈反射器組件，包括： (a) —中央反射器，該中央反射器包括—縱向帶，該縱 向帶具有一彎曲反射表面以及複數個穿透孔洞； (b) 第一及第二側反射器，該第一及第二側反射器位於 該中央反射器的任一側上；以及 (0—次要反射器，該次要反射器位於該中央反射器下 方，該次要反射器包括上層及下層區段，每一區段包括 (i)具有多個端部的多個相對縱向表面，以及（丨丨）在該等 縱向表面的該等端部之間延伸的多個相對橫切表面。 23. 如申請專利範圍第22項所述的反射器組件，其中該 中央反射器、該第一和第二側反射器以及該次要反射器 中的至少一者包含石英。 24. 如申請專利範圍第22項所述的反射器組件，其中該 中央反射器以及該第一和第二側反射器形成一抛物線 型表面，該表面橫切該縱向帶的一長度相會於一頂點。 25. 如申請專利範圍第22項所述的反射器組件，其中該 中央反射器、該第一和第二側反射器以及該次要反射器 中的至少一者包含約2 cm至約5 cm的一曲率半徑。 j ^4452
    26. 述 /種紫外線燈模組’包括如申請專 的反射器絚件，並且進—步包括一 利範圍第22項所 長的紫外線燈。 27. 窗 如申請專利範圍第26項所述 處理腔室中將該紫外線燈與 的模組，進一步包括在 一基材支撐件分離的一 2 8. 一種紫外線燈反射器’包括沿一紫外線燈的長度延伸 的一縱向帶’該縱向帶具有： (a) —彎曲反射表面；以及 (b) 複數個穿透孔洞，該等穿透孔洞導引一冷卻劑氣 體朝向一紫外線燈，該等穿透孔洞包括呈角度或傾斜的 多個邊緣。 29. 如申請專利範圍第1或28項所述的反射器’包含石 英。 30. 如申請專利範圍第28項所述的反射器，其中該等穿 透孔洞呈約1 〇度至約4 5度的一角度。 31. 如申請專利範圍第28項所述的反射器，其中該等穿 透孔洞包括多個第一和第二孔洞，該等第一孔洞具有比 該等第二礼洞的一第二直徑大的一第一直徑。 匕々f簡正替韻! • --，_»,_· J 32. -種紫外線燈模組，包括如申請專利範圍第28項所 述的反射器，並且進-步包括一長的紫外線燈。 33. 一種基材處理腔室，包括： (1) 一基材支撐件；以及 ⑺如申請專利範圍第32項所述的一紫外線燈模組。 从-種主要反射器組件，包括位於一中央位置的如申請 專利範圍第28項所述的反射器，並且進一步包括第一 和第二側反射器，該第一和第二側反射器位於該位於中 央位置的反射器的任一側上。 35. -種反射器組件’包括如申請專利範圍第Μ項所述 的主要反射器組件’並且進—步包括〜欠要反射器，該 次要反射器包括上層及下層區段，每一區段包括⑴Λ 多個端部的多個相對縱向表面，以及（U)在料縱向表 面的該等端部之間延伸的多個相對橫切表面。 36. —種㈣外線II射處理—基材的方法，該方法 下步驟： Λ (a) 在一處理區域中提供一基材； (b) 賦能一紫外線燈以產生紫外線輻射； (C)安置一縱向帶以朝向該基材反射所產生的該紫外 Γ374452 疹(更泣替換頁i 線輻射’該縱向帶具有一彎曲反射表面和多個孔洞，該 等孔洞具有多個呈角度或傾斜的邊緣；以及 ⑷導引複數個冷卻劑氣體流進人具有呈角度或傾斜 的邊緣的料孔洞，錢科卻織體_料線燈注 3 7. 一種如申請專剎監m狀 範圍第36項所述的方 步驟中的至少_者. 在’包括以下 (a) 通過具有不同直 氣體流；或者 、夕個孔/同注Λ複數個冷卻劑 (b) 注入包含氮氣 礼的冷卻齊||氣體。
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