TWI388692B - 紫外光硬化系統 - Google Patents

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Thomas Nowak
Bois Dale R Du
Sanjeev Baluja
Scott A Hendrickson
Dustin W Ho
Andrzei Kaszuba
Tom K Cho
Saad Hichem M
Ndanka O Mukuti
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Description

紫外光硬化系統
本發明主要涉及一種用於固化沉積於基材上的介電材料的紫外光固化處理室以及利用紫外光輻射固化介電材料的方法。
諸如氧化矽(SiOx )、碳化矽(SiC)和摻碳氧化矽(SiOCx )薄膜的材料已廣泛應用於半導體元件製造中。一種在半導體基材上形成這種含矽薄膜的方法為藉由在處理室內進行化學氣相沉積(CVD)製程。例如，矽源和氧源之間的化學反應可在CVD處理室內的半導體基材的頂部上生成固態氧化矽的沉積。如另一示例中，碳化矽和摻碳氧化矽薄膜可由包含具有至少一個Si－C鍵的有機矽烷源的CVD反應形成。
水通常為有機矽烷化合物的CVD反應的副產品。就其本身而論，水能物理地吸收至薄膜中變成水分或以Si－OH鍵結合進入經沉積的薄膜中。然通常不希望出現任何這種形式的水結合。因此，較佳係從沉積的含碳薄膜中去除諸如水等不樂見的化學鍵及化合物。另外，在一些特定的CVD製程中，需要去除犧牲材料的熱不穩定有機成分。
一種用於解決上述問題的常用方法為傳統的熱退火處理。來自這種熱退火的能量可以具較穩定鍵結特性的有序結構薄膜(ordered film)替代不穩定、不期望的化學鍵，藉以改善薄膜的密度。傳統的熱退火步驟通常需要較長的時間週期(例如，通常30分鐘到2小時之間)，因此消耗大量的處理時間並減慢整個製造過程。
解決這些問題的另一技術為利用紫外光(UV)輻射輔助化學氣相沈積氧化矽、矽碳化物及摻碳化物氧化矽薄膜的後處理。例如，都屬於應用材料公司的美國專利No.6,566,278和No.6,614,181中公開了利用紫外光燈來對CVD摻碳氧化矽薄膜作後處理，在此引入其全部內容作為參考。用於固化以及緻密化CVD薄膜的UV輻射可降低各個晶圓的熱預算並加速製造過程。現已研發了多種不同的紫外光固化系統，其能用於有效地固化沉積於基材上的薄膜。前述其中的一實施例描述在2005年5月9日所申請的美國專利申請No.11/124,908中，其發明名稱為“High Efficiency UV Curing System”，在此引入其全部內容作為參考。
儘管已研發出不同的紫外光固化處理室，但是業界仍需要進一步改進此重要技術。
本發明的實施方式主要涉及一種用於固化沉積在基材上之介電材料的紫外光固化處理室，以及利用紫外光輻射固化介電材料的方法。
一種根據本發明實施方式的基材處理設備包括：一本體，界定出基材處理區；一基材支撐件，用以支撐基材處理區內之基材；一紫外光輻射燈，與基材支撐件間隔設置，該燈經設計以傳送紫外光輻射至該基材支撐件上所設置之基材；以及一馬達，可運轉地耦接以使該紫外光輻射燈或基材支撐件之至少一者相對彼此旋轉至少180度。該基材處理設備可更包括一個或多個反射器，其用於在基材上形成紫外光輻射的泛光圖案(flood pattern)，該圖案具有互補的高亮度和低亮度區域，當旋轉時，前述區域可結合以產生大致均勻的輻射圖案。
一種根據本發明另一實施方式的基材處理設備包括：一本體，界定出基材處理區；一基材支撐件，用以支撐基材處理區內之基材；一紫外光(UV)輻射燈，其與基材支撐件間隔設置且經設計產生紫外光輻射，以將之傳送至基材支撐件上設置的基材，該紫外光輻射燈包括紫外光輻射源和部分環繞該紫外光輻射源的主反射器(primary reflector)；以及一副反射器(secondary reflector)，設於主反射器和基材支撐件之間，該副反射器適用改變未與基材接觸之紫外光輻射的方向以朝向基材。在一些實施方式中，副反射器包括上部和下部，其中每個部分包括數個相對的縱向表面以及數個相對的橫向表面，其中該等相對的縱向表面相交於一穿過該等縱向表面之一長度的頂點，而該等相對的橫向表面係在縱向表面的端部之間延伸。
一種根據本發明另一實施方式的基材處理設備包括：一本體，界定出基材處理區；一基材支撐件，用以支撐基材處理區內的基材；以及一第一紫外光燈，其與基材支撐件間隔設置並經設計以向基材支撐件上設置的基材傳送紫外光輻射，其中第一紫外光燈包括：一第一紫外光輻射源和一部分環繞該第一紫外光輻射源的第一反射器，其中該第一反射器具有相對的內反射板和外反射板，該內反射板具有第一反射表面，而外反射板具有與第一反射表面不對稱的第二反射表面。本發明一些實施方式更包括一與基材支撐件間隔設置的第二紫外光燈，其經設計以向基材支撐件上設置的基材傳送紫外光輻射，其中該第二紫外光燈包括一第二紫外光輻射源和一部分環繞第二紫外光輻射源的第二反射器，該第二反射器具有相對的內反射板和外反射板，該內反射板具有一第三反射表面而該外反射板具有一與第三反射表面不對稱的第四反射表面。
一種根據本發明另一實施方式的基材處理設備包括：一本體，界定出基材處理區；一基材支撐件，用以支撐基材處理區內的基材；以及一紫外光(UV)輻射燈，與基材支撐件間隔設置且經設計產生紫外光輻射，以將之傳送至該基材支撐件上置放的基材，該紫外光輻射燈包括一紫外光輻射源和一部分環繞該紫外光輻射源的主反射器；一副反射器，設置於該主反射器和基材支撐件之間，其經設計以減少基材外的光損失，該副反射器具有一內表面和一外表面以及至少一從反射器內表面穿過至外表面的孔；以及一光檢測器，其經設置以接收由紫外光輻射燈產生並穿過該至少一孔傳送的紫外光輻射光線。
一種根據本發明另一實施方式的基材處理設備包括一本體，界定出基材處理區；一基材支撐件，用以支撐基材處理區內的基材；一紫外光(UV)輻射燈，其與基材支撐件間隔設置並經設計產生紫外光輻射，以將之傳送至基材支撐件上所設置的基材，該紫外光輻射燈包括一紫外光輻射源和一部分環繞該紫外光輻射源的主反射器；一副反射器，設置於該主反射器和基材支撐件之間，其經設計以減少基材外的光損失，該副反射器具有內表面和外表面以及從內表面至外表面穿過反射器的至少一孔；以及一光檢測器，其經設置以接收由紫外光輻射燈產生並穿過該至少一孔傳送的紫外光輻射光線。
一種根據本發明另一實施方式的基材處理設備，其包括：一本體，界定出基材處理區；一基材支撐件，用以支撐基材處理區內的基材；以及一紫外光輻射燈，其與基材支撐件間隔設置並經配置產生紫外光輻射，以將之傳送至基材支撐件上的基材，該紫外光輻射燈包括一紫外光輻射源和一部分環繞該紫外光輻射源的主反射器，該主反射器具有一反射表面，其包括至少一拋物面段和至少一橢圓段。在一實施方式中，該主反射器包括內反射板和外反射板，其中每個反射板具有一反射表面，其包括至少一抛物線段和至少一橢圓段。
一種根據本發明一實施方式固化形成在一基材上之介電材料層的方法，其包括：將具有介電材料沉積於其上的基材放置於基材製程處理室內之基材支撐件上；以及將該基材暴露於由紫外光輻射源發出的紫外光輻射中，該紫外光輻射源與基材支撐件間隔設置，且同時在曝光步驟期間旋轉紫外光輻射源和/或基材其中一者。在一些實施方式中，該曝光步驟包括產生一大致圓形的泛光圖案(flood pattern)，該泛光圖案具有互補的高亮度區域和低亮度區域，前述區域可結合以在曝光步驟期間產生大致均勻的輻射圖案。
一種根據另一實施方式固化形成於一基材上之介電材料層的方法，其包括：將具有介電材料沉積於其上的基材放置於基材製程處理室內之基材支撐件上；將該基材暴露於紫外光輻射中，其係藉由利用紫外光源和主反射器來產生一大致矩形之紫外光輻射泛光圖案，並以設置在主反射器和基材支撐件之間的副反射器將該大致矩形的泛光圖案改變成一大致圓形的紫外光輻射泛光圖案之方式為之。
一種固化形成於基材上之介電材料層的方法，該方法包括：在將具有介電材料形成於其上的基材放置於基材製程處理室內的基材支撐件上；以及將基材暴露於紫外光輻射中，其係藉由利用一細長的紫外光源產生輻射並利用部分環繞該輻射源、且彼此不對稱的第一和第二反射表面來改變紫外光源所產生之紫外光輻射方向的方式為之。一種根據本發明另一實施方式固化一基材上形成之介電材料層的方法包括：將具有介電材料沉積於其上的基材放置於基材製程處理室內的基材支撐件上；以及將該基材以下列方式暴露於UV輻射中(i)利用第一和第二紫外光源產生輻射，(ii)利用第一和第二反射表面改變該第一紫外光源所產生的紫外光輻射方向，其中該第一及第二反射表面彼此不對稱，且係結合將紫外光輻射會聚於該基材的第一半部上(first half of the substrate)，以及(iii)利用第三和第四反射器改變該第二紫外光源所產生的紫外光輻射方向，其中該第三和第四反射器彼此不對稱，且係結合將紫外光輻射會聚於基材的第二半部上，與該第一半部相對。
一種根據本發明另一實施方式固化形成於一基材上之介電材料層的方法，其包括：將具有介電材料形成於其上的基材放置於基材製程處理室內之基材支撐件上；以及藉由利用一細長的紫外光源產生輻射將基材暴露於紫外光輻射中，並利用部分環繞該輻射源之相對的第一和第二反射表面改變該紫外光源所產生的紫外光輻射方向，其中該相對的第一表面和第二表面之至少一者包括至少一個拋物面段和至少一橢圓段。
本發明的這些和其他實施方式，及其優點和特徵將在以下的說明書中並結合附圖進行更詳細的描述。
第1圖為習知UV燈10的概要圖，其描述性示出由位於大致矩形的暴露區域上部的燈所產生輻射的輻射程度(irradiantce level)。燈10包括安裝在外罩14內的細長UV燈管12。外罩14包括面向UV燈管12的反射器16，該反射器並將UV輻射導引成基材20上方的泛光圖案(flood pattern)18。反射器16位於限制反射器形狀和尺寸的共振腔室內部。
在反射器16在泛光圖案18內反射撞擊在其表面上的大部分輻射(在所選波長內)時，一些輻射會脫離反射器表面並超出圖案18的邊緣。在第1圖中藉由輻射路徑示出了該輻射的實施例。在第1圖的底部22概念性(以簡單方式)示出燈10在泛光圖案18的內部和外部產生的輻射強度。如底部22所示，燈10在泛光圖案18(平直線23)的邊緣內產生的UV輻射強度實質上是(或接近)均勻的。落在圖案18以外的輻射強度隨著如斜線24所示的邊緣逐漸降低直到輻射程度到達如線25所示的0為止。
類似於燈10的UV燈模組已經應用於固化在大致圓形的半導體基材上沉積的介電材料。但是，該應用的一個問題在於由於其本身的形狀，為了暴露整個半導體基材，燈10所產生大致矩形的曝光圖案必然會在基材邊緣外產生一定量的輻射。
在第2圖中以圖解方式示出該問題，該圖以不同的晶圓－燈的距離表示輻射輪廓。如第2圖所示，如果圓形基材28距離燈10相對較近(位置A)，則部分基材(例如部分28a)會落到主輻射圖案18以外。將基材移動到距離燈10更遠的位置(位置B)可使整個基材落入輻射圖案內，但是同樣會導致主輻射圖案中有很大一部分輻射落在基材邊緣外。
該應用的另一問題在於，即使邊界18的邊緣與基材的外邊緣匹配的情況下，對應於斜線24(參見第1圖)的輻射也會落入基材的邊界外。通常吾人希望UV輻射能盡可能均勻的聚集在大致圓形的基材表面上。前述習知燈的問題卻與這樣理想的曝光形態背道而馳。
第3圖為根據本發明的實施方式的UV燈模組30的截面概要圖，該UV燈模組30包括設計用於提高分佈在基材上能量強度的副反射器40。燈模組30還包括具有細長UV燈管34的UV燈32(例如，高功率汞微波燈)，其中主反射器36部分圍繞細長UV燈管34。如第3圖所示，副反射器40位於UV燈32和半導體基材50之間。反射器下邊緣的直徑小於基材的直徑，因此在從燈的方向觀察時，副反射器和基材的外部直徑之間不存在光學間隙。
可在燈32和基材50之間設一UV的透明窗48(例如，石英窗)，並且在副反射器的底部和UV透明窗之間留一小間隙以允許空氣在該副反射器周圍流通。在一實施方式中，暴露在UV輻射下的基材50的上表面和副反射器40之間的距離約為1.5英吋，該距離包括窗48的厚度。由於較低的反射器邊緣其直徑較基材直徑為小，因此儘管存在間距，但到基材的光損失仍可減到最小程度。
副反射器會有溝道效應(channeling effect)，其會反射原可能落在主反射器泛光圖案以外的UV輻射(例如第1圖中的輻射15)，以使輻射照射在正處理的基材上，從而提高分佈在基材上的能量強度。如第4圖所示，副反射器40將UV燈32的泛光圖案從大致矩形區域(例如，如第1圖所示)改變成與正接受曝光之大致圓形的半導體基材相對應的圓形形狀49。
現在同時參照第3圖和第5圖，第5圖為第3圖所示副反射器40的俯視概要圖，該副反射器包括一上部41和下部42，其在沿反射器40之內部周圍延伸的頂點43處相接。上部41包括一半圓形切口46，以讓燈冷卻氣體無阻礙的流通。上部41還包括兩個相對、且通常向內傾斜(從頂部)的縱向表面41a和兩個相對的橫向表面41b。橫向表面41b大致呈垂直，且具有沿該橫向方向的凸起表面。縱向表面41a通常沿縱向方向呈凹面。
直接位於上部41下方的下部42包括兩個相對、且通常向外傾斜(從頂部)的表面42a以及兩個通常相對向外傾斜的橫向表面42b。在第3圖和第5圖所示的實施方式中，表面42b和表面42a比係採一較為縮減的角度(相對於垂直方向)。縱向表面42a通常沿縱向方向為凹面，而表面42b沿橫向方向通常為凸面(但在表面42a的下部與表面42b的下部相接的拐角處存在明顯的例外)。
從第3圖和第5圖可明顯看出，副反射器40呈現出可以客製為特定UV輻射源和主反射器的複雜形狀。副反射器40依據應用需求還可以客製成(當應用時與主反射器結合)特定的輻射輪廓及均勻程度。例如，在某些實施方式中，為了補償中心溫度較高的加熱器溫度輪廓，可以設計副反射器40使其產生邊緣高輻射輪廓。同樣的，取決於該是否配合固定的或旋轉的燈(如下文所述)，副反射器40通常可作設計以產生不同的輻射圖案。
發明人藉由採用已上市的蒙特卡羅(Monte Carlo)光線追蹤模擬程式設計了第3圖和第5圖所示的實施方式，該模擬程式TracePro由Lambda研發公司供應的跟蹤產品。發明人藉由採用對由輻射源產生的一百萬條光線進行模擬的反覆製程取得了副反射器最後的最佳設計。熟悉本領域的技術人員可以考慮採用各種不同的模擬程式以及其他技術獲得特定適用於特定UV輻射源以及主反射器配對的副反射器。
在一實施方式中，副反射器40由四個分離的機械加工鋁件40a、40b、40c和40d製成，鋁件40a和40c的內表面界定出相對表面41a和42a，並且鋁件40b和40d的內表面界定出相對表面41b和42d。每個表面41a、41b、42a和42b較佳包括光學光滑拋光並且可以光學塗敷類似於以下對於主反射器所述的二色塗層。在另一實施方式中，副反射器40可以由多於或者少於四塊構成，並且在某些實施方式中，副反射器40可以由單一材料塊機械加工而成。在另一實施方式中，副反射器70由石英構成，其中該石英具有塗敷了二色塗層的內表面。
第6A圖為根據本發明的實施方式沿UV燈模組30橫軸的簡化截面圖，其示出UV輻射的幾個反射路徑。第6B圖為根據本發明的實施方式沿UV燈模組30縱軸的簡化截面圖，其表示UV輻射額外反射路徑。如第6A圖和第6B圖所示，副反射器40基本上允許燈管34產生的全部UV輻射導向並照射在UV燈模組下方的基材50上。在某些實施方式中，石英窗和類似的透明窗可以如上述第3圖所示位於模組30的下表面和基材50之間，為了便於描述在第6A圖和第6B圖中未示出該組件。
第6A圖表示輻射以三種不同例示路徑之其中一者從燈34照射在基材50上：未從主反射器36或者副反射器40反射直接到達基材50的路徑45a、經副反射器40的上部41a反射後到達基材50的路徑45b、以及經反射器40的下部42a反射後到達基材50的路徑45c。第6B圖表示輻射以幾種額外例示路徑之其中之一者從燈34照射在基材50上：未從主反射器36或者副反射器40反射直接到達基材50的第二路徑45a、經副反射器40的上部41b反射後到達基材50的路徑45d以及經反射器40的下部42b反射後到達基材50的路徑45e。應可理解的是，第6A圖和第6B圖所示的路徑45a到45e僅僅是例示性路徑，故藉由副反射器40可產生許多其他反射路徑(包括某些相當複雜的路徑，其中輻射是由該副反射器上的多點反射，例如該輻射可先接觸鄰近部件40a和40d交叉之拐角區域的上部41)。
返回第3圖，在本發明的某些實施方式中採用的副反射器可以使用任意數量的不同UV燈。在第3圖所示的實施方式中，UV燈32包括單一的細長UV燈管34以及一對以相對並面向燈管方向與之間隔設置的內部反射板36。各內部反射板36沿UV燈管長度方向縱向延伸，並且包括具有光學平滑拋光面的凹形內表面。應注意的是，為了便於描述，第3圖將板36表示為一對獨立不連接在一起的板，然本發明的實施方式不限於此。在某些實施方式中，將反射器板36連接為單一的U形元件，該元件可以包括燈管34上方的孔或者縫隙以允許空氣流經該燈管。
該等反射板36可影響橫跨在燈上的輻射輪廓，且該等板係經設計以補償直射光的不均勻性(沿著燈的輻射是距該燈中心的距離函數)。在採用單一UV燈32輻射基材的實施方式中，係採用一對輻射板36具有相對並對稱的反射表面。在本發明的某些實施方式中，當採用兩個或者兩個以上或者更多UV燈32照射基材時，各個UV燈中係使用非對稱的成對反射板36，以下對此進行詳細說明。反射板36可以是橢圓形反射器或是抛物面形反射器、或者包括橢圓形和抛物面形反射器的組合。發明人已經發現和抛物面形反射器相比，對於同樣的光束寬度來說橢圓形反射器可以裝配在較拋物面形反射器更小的共振腔室中，且可以取得更佳的光均勻性。但發明人亦發現，具有橢圓形及抛物面形部分的反射板在形成適於特定需要應用的反射圖案時會最大的靈活性，以下對此進行詳細說明。
正如此處所用到的，橢圓形反射器不需要具有相當或完美的橢圓形狀。反之，沒有明確界定焦點的部分或半橢圓形的反射器也稱為橢圓形反射器。同樣地，抛物面反射器不需要有相當或完美的抛物面形狀。反之，可使反射線不完全平行的部分或者半抛物面形反射器也稱為抛物面反射器。
回到第3圖，各反射器板36的內表面係以塗敷二色塗層(dichroic coating)之澆鑄石英內襯所界定。該石英內襯(quartz lining)可反射從UV光管34發出的UV輻射。二色塗層包括由具有交替高、低折射率的不同介電材料所構成的週期性多層膜，該多層膜不會反射所有具損傷性形成熱的紅外線輻射。因此，反射器板36可用作冷光鏡(cold mirror)。適於結合本發明使用的UV燈32可以從諸如位於Ohio，Westlake的Nordson公司或者位於Maryland，Stevenson的Miltec UV公司購買到。在一個實施方式中，UV燈32包括來自Miltec公司的單一細長UV H＋燈管。在其他實施方式中，UV燈32可以包括由兩個或者多個分離之細長燈管、任意UV燈管陣列或者其他配置方式所構成的細長UV源。本發明的實施方式不限於特定UV燈或者燈管類型。
在本發明的某些實施方式中，可設計反射板36(當採用副反射器時結合副反射器40)以產生適用於特定應用的輻射圖案。例如，在處理製程期間關於基材旋轉UV燈的應用中，可以設計反射板36使其產生具有互補高低亮度區域的輻射輪廓，以在旋轉基材時互補區域彼此補償以建立第11A圖－第11D圖中所需的均勻輻射曝光。為了形成具有改進均勻性的最後固化薄膜，其他應用可以採用能補償沉積膜中非均勻特性的曝光圖案。例如，在沉積膜中心較厚(即，基材中心厚度大於基材邊緣厚度的膜)的應用中，反射板36可作修正以產生在基材的中心(對應於沉積量較大的區域)有較大強度的輻射圖案。同樣地，在已知沉積膜特定區域有比其他區域具有更多揮發性不穩定物質的情況中，反射板可作修正以在對應於較多不穩定物質的基材區域中產生具有較高亮度的輻射圖案。
在採用橢圓形反射器板36的特定實施方式中，板36內表面的輪廓係藉由在共振腔室控制之空間內將UV燈管34發出的光線劃分為多個等角部(equal angular sections)的方式所產生，其中每個等角部代表由燈管34發射的等量能量。在第7A圖中示出了該實施方式，在圖中示出了橢圓形反射器36的反射器段36a－36k。設計36a向基材的中心反射UV輻射。各連續段36b－36k接著設計成可反射其前一段外側的UV輻射，如第7B圖所示，在該圖中示出反射器段36a－36k係將UV輻射重新定向到基材50的各部分50a－50k。各間隔50a－50k的長度為燈和基材之間距離、光線入射角、直射光輪廓和反射係數的函數。如第7A圖和第7B圖所示的光滑連續的橢圓形輪廓對於反射器表面的不完整性以及反射器定向的準確性不敏感。儘管第7A圖和第7B圖示出分割為11個不同段的反射器板36，本發明的一個實施方式中亦將板36劃分成四十個等角段。
在另一實施方式中，每個反射器36包括一個或者多個抛物面形段以及一個或者多個橢圓形段。第7C圖示出了該抛物面和橢圓組合的反射器136。UV燈32包括設置在細長燈管34周圍的內部和外部橢圓形反射器136。而且為了更特定地讓輻射輪廓適應特定應用，內部和外部反射器136可以具有非對稱形狀。
第7C圖包括圖左部分的反射器136的概要圖、位於中間部分的反射器136的截面圖以及位於最右面的反射器136的部分A1和A2的分解截面圖。如第7C圖所示，反射器136包括單一抛物面段136a和形成如部分A2的分解圖所示的波浪形表面的多個橢圓形段136b、136c和136d。抛物面段136a向如第7D圖所示基材50上的選定區域反射輻射。橢圓形段136b、136c和136d向如第7E圖所示的基材50上的不同選定區域反射輻射(注意此處為了清楚目的沒有在第7D圖或者7E中示出直射光線)。各反射器136的設計係結合UV燈管34及副反射器40一起考慮到固化製程期間，UV燈模組和/或基材是否可旋轉以在基材50上產生提供高亮度、但更高均勻性曝光的圖案。其他實施方式可以包括和反射器136不同數量的抛物面和/或橢圓形反射器段。
第8圖為結合本發明的實施方式的半導體處理系統100的簡化平面圖。系統100示出ProducerTM處理系統的一個實施方式，該處理系統是由位於California，Santa clara的Applied Materials公司提供。處理系統100是具有在本體結構101上支援必要處理設備的獨立系統。處理系統100通常包括一可支撐基材卡匣109的前端工作臺區域102，基材可由一真空交換腔室112進行裝載及卸載；一遮罩基材輸送裝置113的傳輸處理室111；一系列安裝在傳輸處理室111上的串連製程處理室106；以及一後端138，用以遮罩系統100操作所需的支援設備，例如氣體面板103以及電源分配板105。
各串連製程腔室106包括兩個用於處理基材的處理區(見第13圖)。兩個處理區共用製程氣源、共同壓力控制以及共同製程氣體排放/抽吸系統。系統的模組化設計能夠實現系統從一種配置結構到任意其他結構的快速轉換。為了執行特定的製程步驟可以改變處理室的排列和組合方式。任意的串連(tandem)製程處理室106都可以包括根據如下所述本發明方案的蓋件，該蓋件包括一個或者多個用於基材上低k值材料固化製程和/或處理室清洗製程的紫外光(UV)燈。在一實施方式中，所有三個製程串連處理室106均具有UV燈並且為了實現最大產量將所述處理室配置為並行運行的UV固化處理室。
在未將所有串連製程處理室106配置為UV固化處理室的替代實施方式中，系統100可配合一或者多個具有支援處理室硬體的串連處理室，如所知用以考量其他各種已知製程(諸如化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、蝕刻及類似者)。例如，系統100可與該等串連製程處理室106其中一者以及用於在基材上沉積材料(如低介電常數(K)薄膜)的CVD處理室結合。該結構可以最大化研究開發的生產利用，並且如果需要的話，避免沉積膜暴露在大氣中。
第9圖為第8圖所示配置用於UV固化的串連製程處理室106其中一者的簡化概要圖。串連製程處理室106包括本體200以及可以鉸接到本體200上的蓋件202。與蓋件202連接的是兩個外罩204，外罩204均包括與出口208一起用於在外罩204的內部傳輸冷卻空氣的入口206。冷卻氣體可以處於室溫或者約20攝氏度。中央壓力氣源(未示出)向入口206提供充足的空氣流速以確保任意UV燈燈管和/或用於燈管的相關功率源的正常操作。出口208接收來自外罩204的排放氣體，藉由可以包括淨氣器的公共排氣系統收集排放氣體以去除有取決於燈管選擇的UV燈管潛在產生的臭氧。通過由不含氧的冷卻氣體(例如，氮氣、氬氣或者氦)冷卻燈從而避免臭氧管理問題。在2006年11月3日所申請、發明名稱為“Nitrogen Enriched Cooling Air Module for UV Curing System(用於UV固化系統的富氮冷卻氣體模組)”、並轉讓給Applied Materials公司的美國申請案第No.11/556,642號中已公開了結合串連製程處理室106使用的冷卻模組的細節。在此引入該申請的全部內容作為參考。
每個外罩204均包括設置有諸如燈32的UV燈的上外罩210和設置副反射器40的下外罩214。本發明的某些實施方式還包括具有多個齒狀物212a的盤部212，該齒狀物212a控制將盤部連接到軸216上的對應帶部(在第9圖中未示出)，軸216反過來有效連接到馬達(未示出)上。盤部212、帶部、軸216以及馬達的組合允許上外罩210(以及固定在其中的UV燈)相對於位於蓋件202下部的基材支撐件上的基材旋轉。
如第10圖所示，該圖為反射器40和盤部212的仰視概要圖，各副反射器40均藉由經由螺絲孔218固定在部件40s和40c的外表面的托架220連接到各盤部212的底部(也在第2B圖中示出)。此方式可讓副反射器在下外罩214內隨著該上外罩以及UV燈一起旋轉。將UV燈相對於正暴露之基材旋轉可提高整個基材表面曝光的均勻性。在一實施方式中，UV燈可相對於正暴露的基材旋轉至少180度。在其他實施方式中UV燈可旋轉270度或者整個360度或更多。
如上所述，在某些實施方式中，設計主反射器和副反射器使得在旋轉元件產生彼此補償的高、低輻射區域，從而提供均勻的輻射圖案。例如，第11A圖以圖解方式示出根據本發明的一實施方式的UV燈模組的輻射情況。在該實施方式中，UV燈、主反射器和副反射器相互結合以沿藉由模組30產生的泛光圖案的週邊邊緣的相對端產生包括相對較高亮度(約950－1100W/m2)的區域66和相對較低亮度(約500－700W/m2)的區域68。在曝光基材的大多數區域上分佈相對中等強度(約800－900W/m2)的大區域67。較高亮度區域66位在基本上和較低亮度區域68相同的角度區域，且可說是設在圓形泛光圖案內所形成之假想方形的各個角落處。
第11B圖沿水平軸69和垂直軸70示出第11A圖所示的實際輻射程度。第11B圖示出在環形區域71內區域67和68的補充效應，並且還示出與基材邊緣的變化相比在基材的中心區域沿不同的軸輻射變化明顯降低。
當適當旋轉UV燈模組30時，第11A圖所示的相對較低以及較高輻射的區域達到接近中間輻射程度的平均值，該中間輻射程度與大部分基材的所經歷的輻射區域67相對應。第11C圖圖解方式示出在根據本發明的一實施方式的UV曝光元件在旋轉到180度時第11A圖的輻射圖案，同時第11D圖示出在第11C圖中沿軸86的實際輻射程度。第11C圖和第11D圖中所示之資料係在基材暴露在UV輻射後所收集的，其除了UV燈在第11C圖和第11D圖所測得之曝光週期期間是旋轉180度外，其與第11A圖以及第11B圖是處於相同條件。從第11C圖和第11D圖容易看出，在曝光期間旋轉UV燈使得將基材的整個表面暴露在大致均勻的輻射程度中。
可以採用許多不同的技術相對於基材旋轉UV燈模組。在某些實施方式中，UV燈可以保持在固定位置，而將基材放置在旋轉的基材支撐件上。在其他實施方式中，可以選擇UV燈同時基材保持固定，以及在另外的實施方式中UV燈以及基材一起以諸如相反的方向旋轉。
第12A圖示出一個特定實施方式，其中所示的兩個盤部250a和250b與第9圖所示的盤部212類似。帶部252a和252b與各盤部250a、250b以及軸254有效連接。儘管在第12A圖中沒有示出，但是帶部252a以不同於252b的垂直平面定位在軸254上。例如，軸254可以包括兩個槽，一個位於另一個上方，以便讓各個帶部分別運行。同樣地，各盤部250a、250b可以包括一槽，環繞在其邊緣以供帶部運轉。在另一實施方式中，盤部250a、250b和軸254包括圍繞其自身的週邊的多個齒狀物，該齒狀物可以和如第9圖所示的形成在帶部252a和252b上的多個齒狀物相互配合。第12A圖中同樣顯示協助維持帶部保持適當張力的導向裝置(guides)256a－256d。第12A圖所示的單一軸254允許藉由同一馬達旋轉盤部250a和250b。UV燈和副反射器與第10圖中所示的盤部250a、250b連接。注意為了便於描述將盤部250a、250b表示為單一固態盤部，在該盤部位於UV燈和基材之間的實施方式的實際應用中，該盤部具有允許來自UV燈的UV輻射穿過該盤部至基材的視窗或者開口(未示出)。在所述盤部或者類似驅動機構位於UV燈上部的實施方式中，該視窗是沒有必要的。
第12B圖示出採用分別專門用於各盤部250a、250b旋轉的分離軸254a和254b的另一排列方式。如果每個軸有效連接到分離馬達上，則該排列方式允許多個盤部彼此獨立旋轉，如果製程需要在和各盤部250a、250b相關的UV燈控制的處理室有不同的固化時間和旋轉速度，則該排列方式是非常有益的。第12C圖示出單一帶部252圍繞通過軸254c驅動的每個盤部250a、250b的週邊形成環路的再一實施方式。儘管第12A圖－12C示出了三個影響UV燈相對於基材旋轉的特定排列方式，但是熟悉本領域的普通技術人員應可認識到可採用各種其他排列方式。此外，熟悉本領域的普通技術人員應該認識到第12A圖－12C所示的每個排列方式均適於旋轉和諸如第8圖中的處理室106的串連製程處理室相關的UV燈。本發明的其他實施方式採用對單一處理室工具旋轉單一UV燈的馬達驅動系統。
現在參照第13圖，該圖為第8圖所示的串連處理室106的簡化截面圖(右面處理室的上部除外)。第13圖示出具有蓋件202和外罩204的串連製程處理室106的部分截面圖。每個外罩204均可遮罩兩個UV燈管302之各其中一者，其中燈管302分別設置在本體200內所界定的兩個處理區300上方。每個處理區300包括在UV曝光製程期間在處理區300內用於支撐基材308的加熱底座306。底座306可以由石英或者諸如鋁的金屬構成。在一個實施方式中，底座306與桿部310連接，其中該桿部310延伸經過本體200底部，並藉由驅動系統312操作以將處理區300中的底座306移向及移離UV燈管302。在某些實施方式中，在固化期間該驅動系統312可以旋轉和/或平移底座306以進一步提高基材照射的均勻性。取決於光傳送系統的設計特性(諸如焦距)，外底座306的調節定位除了可精確調整照射在基材308上的UV輻射程度，亦可控制揮發固化副產物並清洗及潔淨氣流模式及殘餘物時間。
通常，本發明的實施方式考慮到任意UV源，諸如汞微波弧光燈、脈衝氙閃光燈或者高效UV發光二極體陣列。UV燈管302為填充有諸如氙(Xe)或者汞(Hg)的一種或者多種藉由功率源(未示出)激發的氣體的密封等離子體燈管。較佳的是，該功率源為可以包括一個或者多個磁電管(未示出)以及一個或者多個變壓器(未示出)以激發磁電管的燈絲的微波產生器。在具有千瓦微波(MW)功率源的實施方式中，每個外罩204包括靠近功率源的縫隙以從功率源接收最高為6000W的微波功率從而隨後從每個燈管302產生最高為100W的UV光。在另一實施方式中，UV燈管302可以在其中包括電極或者燈絲使得功率源向電極提供諸如直流(DC)的電路和/或電流源。
某些實施方式的功率源可以包括能夠在UV燈管302內激發氣體的射頻(RF)能量源。在燈管中的RF激發的結構可以是電容式的或者電阻式的。電感耦合等離子體(ICP)燈管可用於藉由比通過電容耦合放電產生更密集的等離子體有效提高燈管輝度。此外，ICP燈消除了由於電極質量變差導致的UV輸出退化的問題，從而延長了燈管壽命，並改進了系統生產率。將功率源作為RF能量源的好處包括提高效率上的增進。
較佳的是，燈管302發光範圍遍及180nm到400nm的寬帶波長。在燈管302中選擇採用的氣體決定發光的波長。由於在存在氧氣時，較短波長更易於產生臭氧，因此在某些實施方式中調節通過燈管302發出的UV光以主要產生高於200nm的寬帶UV光從而避免在固化製程期間產生臭氧。
自UV燈管302發出的UV光會經由蓋件202縫隙中所設之窗314進入處理區300。在一實施方式中，窗314是由不含OH基的合成石英玻璃構成，且具有充份厚度以保持真空不會被破除。此外，在一實施方式中，窗314為傳送約150nm以下UV光的熔融石英。由於蓋件202密封本體200並且窗314密封到蓋件202中，因此處理區300提供可以保持約1Torr到約650Torr壓力的空間。處理或者清洗氣體通過兩個入口通道136其中一者進入處理區300。然後處理或者清洗氣體通過公共出口318脫離處理區300。此外，提供給外罩204內部的冷卻氣體循環經過燈管302，但是藉由窗314與處理區300隔離。
在UV固化期間通常水分子以及各種其他物質會從正在固化或者處理的膜或者材料中以氣體方式或者其他方式釋放出來。這些物質容易在諸如窗314的處理室的各種暴露表面聚集，並且可能降低製程效率。為了減少這些物質的聚集並保持高效製程，可以如下所述對表面執行週期性清洗，諸如每200個晶圓以後執行該操作。此外，可以在正在處理的基材照射表面上提供諸如氬氣或其他惰性氣體、或其他適用氣體的潔淨氣體層流，以攜帶釋放的氣態物質離開處理室。該層流可以從有效連接到入口316和出口318的泵缸套(未示出)中發出。在2006年11月21日申請的並轉讓給Applied Meterials公司的、發明名稱為“Increased Tool Utilization/Reduction in MWBC for UV Curing Chamber(對UV固化處理室改進工具利用/降低反應室維修迴圈)”的美國專利申請No.11/562,043。再次應用該申請No.11/562,043的全部內容作為參考。
在處理室清洗製程期間也可以啟動UV燈管302以提高處理室清洗的效率。作為清洗處理室的實施例，可以將底座306的溫度升高到約100℃到600℃之間，較佳為約400℃。藉由入口通道316向處理區300引入清洗氣體以提高該區域的UV壓力，該較高的壓力便於熱量傳輸並改進清洗操作。此外，將採用諸如介電阻擋/電暈放電或者UV啟動燈方法遠端產生的臭氧引入處理區300。在與加熱的底座306接觸時臭氧分解為O和O2 。在清洗製程中，元素氧與在處理區300的表面上存在的碳氫化合物以及含碳物質反應以形成可以通過出口318抽出或者排放的一氧化碳以及二氧化碳。加熱底座306同時控制底座間隔、清洗氣體流速、以及壓力從而提高元素氧和污染物之間的反應速率。所產生的揮發性反應物及污染物則抽離處理區300，以完成清洗製程。
為了增加UV燈(例如UV燈模組)產生的輻射並因此有較短曝光時間及較高晶圓產量，本發明的某些實施方式係對每個單一晶圓處理區採用多個UV燈。第14圖為根據本發明的一實施方式的兩個UV源、單一晶圓UV固化腔室400的簡化截面圖。在第14圖中，在各共振腔室402和404內兩個柱狀高功率汞微波燈410和412彼此平行設置。燈410包括由一具有內部反射器422和外部反射器420的無焦點橢圓形主反射器所部分環繞的細長UV燈管414。燈412包括由一具有內部反射器424和外部反射器426的無焦點橢圓形主反射器所部分環繞的細長UV燈管416。位於各燈410和412的內部和外部主反射器之間的狹縫430和432允許燈冷卻氣體通過入口406流經燈管414和416。
一鋁製副反射器440係設在燈410、412和視窗在大氣一側上的石英窗448之間。在如第13圖所述壓力控制處理室內，基材450係設置在石英窗448的真空側，並位處理區(如區域300)內之加熱基材支撐件上(未示出)。基材448可以距離燈410、412約5－20英吋(在另一實施方式中為6－11英吋)。位於副反射器的上部上的開口442允許燈冷卻氣體以最小的傳導損失排出。所有的主反射器和副反射器在其反射器表面上均具有二色塗層以在180nm－400nm範圍確保最大反射係數。如第15圖所示，在該特定兩燈結構中，與燈410和412相關的外罩延伸超出基材450的輪廓。
每個燈藉由其相關的主反射器，可將UV輻射傳送至晶圓大約一半的距離處。到達基材的直接輻射(非反射)在基材中心比基材邊緣具有更高的強度。為了對此進行補償，在晶圓的邊緣聚焦來自反射器反射的光。為此，每個燈410、412的內部和外部主反射器具有不同的曲率從而使得每個燈的主反射器產生不對稱的輻射輪廓，即最低輻射位於晶圓的中心並且最高輻射位於晶圓的邊緣(在該實施方式中外部反射器420、426彼此不對稱，內部反射器422和424也不對稱)。第16圖示出用於UV燈412的內部、外部主反射器424、426的輻射圖案。如第16圖所示，外部主反射器426產生基材中心具有最高亮度區域的輻射輪廓460，而內部反射器424產生沿基材邊緣具有最高亮度區域的輻射輪廓462。輻射輪廓460和462結合，藉以產生約遮罩半個基材450的輻射輪廓464，並在沿基材的邊緣具有最高亮度區域466。每個輪廓460、462和464均沿第16圖所示的直徑A－A’提取得到。
第17圖示出藉由燈412與燈410相結合(包括燈管414、416和主反射器420、422、424和426)產生的輻射輪廓。如第17圖所示，燈沿燈軸方向產生凸起的輻射輪廓467A並沿與燈軸正交的方向產生凹陷輻射輪廓467B。設計主反射器的曲率使得靜態輻射輪廓468(輪廓467A和467B結合)沿燈軸以及正交燈軸B－B’觀察具有“蝙蝠(batman)”形狀。但是，一旦旋轉以後，高亮度和低亮度的互補區域結合以產生如470所示明顯更加均勻的輪廓。
如果沒有任何反射器的話，藉由兩個汞燈發出的直射光約有15%會到達基材的表面。該直射光的輻射輪廓為中心高圓頂形狀。主反射器(420和422)以及(424和426)將到達基材的光量增至原來的三倍。從第17圖和第18圖的分析可明顯看到，副反射器440藉由改變可能會落到基材以外的光的方向使其回到基材表面額外增加35%的輻射。副反射器反射表面的特定曲率允許如上所述進一步校正輻射輪廓。該技術在不過分損失光輻射的情況下在晶圓邊緣實現平坦輻射輪廓方面是非常有益的。第18圖示出向僅由燈和主反射器產生的輻射輪廓中添加副反射器440所產生的效果。如第18圖所示，輻射輪廓472具有和輪廓468類似的“蝙蝠”形狀但是明顯具有更高的強度等級。此外，副反射器440能夠產生輻射圖案474使得在旋轉時輻射輪廓476比輪廓470更加均勻。
在本發明的特定實施方式中，燈410和412為位於矩形封裝內的線形燈，其中燈以最小的光損失以及低於3%的光輻射非均勻性向12”基材傳輸光。設計固化腔室400的光學系統(燈、主和副反射器)以充分利用燈旋轉。如第18圖所示，燈和反射器結合以在與燈正交的方向產生凹陷輻射輪廓並在沿燈的方向產生凸起輻射輪廓。然後，在旋轉後高低輻射區域彼此補償從而產生相對平坦的輪廓。由於每個燈覆蓋約一半的晶圓，因此每個燈產生非對稱的輪廓，因此每個燈的內部主反射器和外部主反射器具有不同的形狀。同樣的，在不藉由特殊手段的情況下，主反射器所具有非聚焦的橢圓曲率會使其對於製造準確性以及定向準確性均不敏感。
光學系統的第二元件為副反射器440。副鋁反射器(440)具有兩個功能。第一，其藉由減少落在晶圓外部的光提高對於晶圓的平均輻射(在一特定實施方式中提高約35%)。第二，該副反射器進一步整個晶圓的輻射均勻性。在某些實施方式中，還可以藉由副反射器的形狀改進對輻射輪廓進行最終校正(基於實際的膜收縮圖進行校正)。主、副反射器均具有二色塗層從而使其在200nm－400nm範圍內具有至少90%的反射率。
如下表1所示，發明人執行的測試顯示出採用兩燈旋轉技術的實施方式(如第14圖所示)可將低k值薄膜的固化時間從靜態單一燈的25分鐘減少為9分鐘，同時具有同樣的平均膜收縮及充分改善的膜收縮均勻性。
第19圖為根據本發明的雙燈系統480的另一實施方式的簡化截面圖。系統480與第14圖所示的系統400類似，除了UV燈482和484彼此係以相對角度安裝以讓該等燈能夠較接近受處理之基材中心外，留有更多空間供冷卻氣體流過該等燈。在某些實施方式中，相對角度為相對於垂直方向呈2－25度並且在其他實施方式中相對於垂直方向呈4－10度之間。在本發明的附加實施方式中可以採用其他結構的燈。在第19圖所示的系統480中，採用上述技術調試主、副反射器的設計使其補償燈482和484的角度從而產生所需的輻射圖案。
諸如燈410、412的UV燈的效率會隨著時間逐漸降低。本發明的某些實施方式包括輻射感測器，該感測器可以單一監控UV燈中各元件的強度/反射率已確定替換時間並根據燈的使用壽命獲得較高的光均勻性。為了實現該功能，本發明的實施方式包括貫穿副反射器形成的多個孔或者狹縫(有時稱之為光導管(light pipe))。經過各光導管的輻射與UV輻射感測器接觸，該感測器在所選的經過光導管的波長範圍(例如200－400nm或者更窄的範圍，諸如250－260nm、280－320nm、320－390nm和395－445nm)測量輻射的強度。
光導管的位置和方向、其直徑以及長度可決定哪個燈所產生的單一光線可通過光管到達感應器(即，該光導管的接收角度)。設計每個燈導管使其可以具有獨立於其他元件監控一個燈元件(例如，一個燈管或者一個主反射器)的特定接收角度。通常，燈導管的軸與要經過該導管的光線角度重合。藉由該路徑由特定元件產生或者反射的光穿過該光導管到達感測器。因此該光導管可以被看作為只允許來自特定方向的光經過該篩檢程式的方向篩檢程式。
根據在區域中副反射器的厚度形成單一光導管，藉由將管狀物(例如，鋁製管)插入穿過副反射器形成的孔或者狹縫延伸該光導管的長度。為了減小在光導管中反射率的影響並確保只有在光導管特定接收角度的光才能到達其感測器，該光導管的內表面可以具有線紋或者塗敷適當的吸光材料，其中該吸光材料吸收感測器所檢測波長範圍的輻射。或者，可以處理光導管的內表面使其具有較高粗糙度(例如，藉由鋼刷進行洗滌)經由多次反射接觸到光導管壁上的不必要光。
在監控UV燈的單一元件時，希望光導管僅允許由該元件產生或者反射的光線在監控該元件的光導管末端到達感測器。在某些實施例中，設計光導管使得到達其相關感測器的100%光線都來自單一元件是不實際的，相反設計該光導管使得到達其感測器的光線的較高百分比(例如80%或者90%)來自監控元件。
對於第14圖的UV固化系統，可以包括6個不同光導管單一監控個UV燈管414和416以及各主反射器420、422、424和426。直射光和反射光以不同角度傳送。同樣地，來自各主反射器420、422、424和426的反射光到達副反射器的不同點上。利用這樣的知識以及適當的光線跟蹤程式，將可確定各光導管經過副反射器的位置，以讓各光導管監控其中之一元件。
現在參照第20圖和第21圖，兩圖分別為先前第14圖所示副反射器440在結合光導管之前和之後的概要圖。第20圖示出在副反射器440中可以定位監控單一元件(UV燈管414和416以及各主反射器420、422、424和426)的6個光導管的位置501－506。位置501A和502A位於副反射器的相對端，且適配於用以過濾全部或大部分從主反射器反射之輻射的光導管，藉以僅引導來自燈管414和416其中一者的直接輻射經過。當UV燈410如第20圖所示位於副反射器440的左側部分上方、且UV燈412位於副反射器440的右側部分上方時，用於監控UV燈管414產生直接輻射的光導管可設在位置501A處，而用於監控UV燈管416產生直接輻射的光導管則可設在位置502A處。位置501B和502B為可選擇位置，以便分別設置光導管監控UV燈管414和416。此外，可以在位置503設置用於監控藉由外部主反射器420反射的輻射的光導管，在位置504設置用於監控藉由內部主反射器422反射的輻射的光導管，在位置505設置用於監控藉由內部主反射器424反射的輻射的光導管，並在位置506設置用於監控藉由外部主反射器426反射的輻射的光導管。
第21圖示出已經分別在位置503－506結合到副反射器440中的光導管510－513以及分別在位置501b和502b形成的光導管514和515。光導管510監控外部主反射器420的反射率，光導管511監控內部主反射器422的反射率，光導管512監控內部主反射器424的反射率並且光導管513監控外部主反射器426的反射率。藉由分別在位置503和506穿過副反射器的反射表面的開口形成光導管510和513。分別在位置504和505穿過副反射器的反射表面的開口形成光導管511和512。此外，將擴展管裝配到位置504和505處的每個孔中以拉伸每個光導管511和512從而進一步過濾與每個導管連接的反射器無關輻射。此外還裝配有擴展導管的光導管514和515分別監控UV燈管414和416的強度。
本發明的一些實施方式包括位於每個光導管末端的單一UV輻射感測器。但是在固化製程期間旋轉一個或者多個UV燈或者基材的實施方式可以採用比每個燈導管一個感測器更少的感測器。例如，在UV固化期間將燈模組旋轉180度的實施方式中，可以採用兩個UV輻射感測器。例如，設置第一感測器檢測經過光導管510、514和512的輻射同時設置第二感測器檢測經過光導管511、515和513的輻射。在另一實施例中，假設充分旋轉燈模組(例如270或者360度)以允許在固化期間允許經過每個光導管的光都與該感測器接觸，則可以採用單一感測器檢測經過各個光導管510－515的輻射。在單一感測器監控多個光管的情況時，邏輯電路或控制電路(如微控制器或者電腦處理器)可跟蹤旋轉計時以及來自感測器的資料取樣並採用計時資訊以及已知的旋轉模式來確定各個感測器的讀數和哪個燈管相關。
為了降低由UV輻射感測器檢測到的噪音，吾人希望該感測器盡可能的靠近光導管的出口。在採用單一感測器檢測經過多個光導管發出的UV輻射的實施方式中，可能需要相對於其他光導管延伸某些光導管的長度以確保有效定位與特定感測器一起工作的所有光導管在光導管末端和感測器之間具有類似的距離。如一實施例中，參照第22A圖和第22B圖，兩圖為根據本發明的一個實施方式的反射器540一側的概要圖。反射器540包括與在反射器440中形成光導管510、512和514的區域對應的區域中形成的光導管610、612和614。但是反射器540在其週邊區域545明顯比反射器440更厚。區域545包括具有所選曲率半徑的彎曲表面，以使每個光導管510、512和514的末端到感測器(未示出)有相等間距，其中該感測器係可操作地設置以在旋轉副反射器540時檢測經過各個孔的UV輻射。
儘管已經全面描述了本發明的若干實施方式，但是對於熟悉本領域的技術人員來說根據本發明固化介電膜的其他等效或者替代裝置以及方法是顯而易見的。這些替代物以及等效物也包括在本發明的範圍內。
10．．．習知UV燈
12．．．UV燈管
14．．．外罩
16．．．反射器
18．．．泛光圖案
20．．．基材
22．．．底部
24．．．斜線
25．．．線
28．．．基材
30．．．UV燈模組
32．．．UV燈
34．．．UV燈管
36．．．主反射器
36a－k．．．反射器連續段
40．．．副反射器
41．．．上部
41a．．．縱向表面
41b．．．橫向表面
42．．．下部
42a．．．縱向表面
42b．．．橫向表面
43．．．頂點
45a－e．．．路徑
46．．．切口
48．．．窗
50．．．基材
66．．．較高亮度區域
67．．．輻射區域
68．．．較低亮度區域
69．．．水平軸
70．．．垂直軸
71．．．環形區域
100．．．半導體處理系統
101．．．本體結構
102．．．前端工作臺區域
103．．．氣體面板
105．．．電源分配板
106．．．串連製程處理室
109．．．基材卡匣
111．．．傳輸處理室
112．．．真空交換腔室
113．．．基材輸送裝置
136．．．反射器
136a．．．抛物面段
136b－d．．．橢圓形段
200．．．本體
202．．．蓋件
204．．．外罩
206．．．入口
208．．．出口
210．．．上外罩
212．．．盤部
212a．．．齒狀物
214．．．下外罩
216．．．軸
218．．．螺絲孔
220．．．托架
250a．．．盤部
250b．．．盤部
252a．．．帶部
252b．．．帶部
300．．．處理區
302．．．UV燈管
306．．．底座
308．．．基材
310．．．桿部
312．．．驅動系統
314．．．窗
316．．．入口
318．．．出口
400．．．UV固化腔室
402．．．共振腔室
404．．．共振腔室
406．．．入口
410．．．汞微波燈
412．．．汞微波燈
414．．．UV燈管
416．．．UV燈管
420．．．外部反射器
422．．．內部反射器
424．．．內部反射器
426．．．外部主反射器
430．．．狹縫
432．．．狹縫
440．．．副反射器
448．．．石英窗
450．．．基材
460．．．輻射輪廓
462．．．輻射輪廓
464．．．輻射輪廓
466．．．高亮度區域
467A．．．輻射輪廓
467B．．．輻射輪廓
468．．．輻射輪廓
472．．．輻射輪廓
474．．．輻射圖案
476．．．輻射輪廓
480．．．雙燈系統
482．．．UV燈
484．．．UV燈
501－506．．．光導管位置
501A．．．副反射器相對端位置
502A．．．副反射器相對端位置
510－513．．．光導管
514．．．光導管
515．．．光導管
540．．．反射器
545．．．週邊區域
610．．．光導管
612．．．光導管
614．．．光導管
第1圖為習知紫外光燈的概要圖示，其描述了由曝光區域上方的燈產生之光的大致輻照程度；第2圖為位於燈至晶圓不同距離處之習知紫外光燈的主要輻射圖案的簡化圖；第3圖為根據本發明一實施方式包括副反射器之紫外光燈模組的截面概要圖；第4圖為根據本發明實施方式之紫外光燈模組30的輻射圖案簡化圖；第5圖為第3圖中所描述之副反射器42的俯視概要圖；第6A圖為一沿橫切數個UV輻射反射路徑之UV燈模組30之一軸的簡化截面圖，其中該UV輻射係根據本發明實施方式之UV燈模組所產生；第6B圖為一沿縱切數個UV輻射反射路徑之UV燈模組30之一軸的簡化截面圖，其中該UV輻射係根據本發明實施方式之UV燈模組所產生；第7A圖－第7B圖為第3圖中所示主反射器36的簡化截面圖，其描述了由根據本發明一實施方式之反射器所產生經選擇的反射路徑；第7C圖包括根據本發明實施方式的主反射器的簡化概要截面圖及部份分解圖，該主反射器包括一具有拋物面段和橢圓段的反射表面；第7D圖為第7C圖所示反射器之拋物面段136a之反射圖案的簡化截面圖；第7E圖為第7C圖所示反射器之橢圓段136b－136d之反射圖案的簡化截面圖；第8圖為本發明實施方式可能結合之一種半導體處理系統的簡化平面圖；第9圖為第8圖所示串聯製程處理室106之簡化概要圖，該串聯製程處理室係經配置用於本發明一實施方式的紫外光固化；第10圖為一接附於盤部212之副反射器40的概要圖，其可使反射器和紫外光燈相對於該暴露在紫外光輻射的基材旋轉；第11A圖為根據本發明實施方式之紫外光燈模組30的輻射圖案示意圖；第11B圖係繪示第11A圖中沿水平軸69和垂直軸70之實際輻射程度；第11C圖為根據本發明一實施方式在紫外光曝光期間當紫外光燈模組30旋轉時，紫外光燈模組30之輻射圖案的示意圖；第11D圖示出在第11C圖中沿軸86的實際輻照程度；第12A圖－第12C圖為繪示用於旋轉本發明不同實施方式之雙紫外光燈模組(如第3圖所示的模組30)之驅動機構的簡化俯視平面圖；第13圖為第8圖所示串聯製程處理室106的簡化截面圖；第14圖為根據本發明一實施方式的雙燈處理室的簡化截面圖；第15圖為第14圖所示之燈410和412的底部平面圖；第16圖－第18圖示出了第14圖所示紫外光固化系統400之部分的輻射圖案；第19圖為根據本發明另一實施方式之雙燈處理室的簡化截面圖；第20圖為第14圖所示的副反射器440的簡化概要圖，該概要圖示出一實施方式中可獨立監控UV固化(cure)系統400之各UV燈管以及主反射器之光管的可能位置；第21圖所示為根據一實施方式之副反射器440的簡化概要圖，該副反射器440包括數個可獨立監控UV固化系統400之各主反射器及UV燈管的光管；第22A圖和第22B圖所示為根據本發明的另一實施方式之副反射器之一部分的簡化概要圖。
30．．．UV燈模組
32．．．UV燈
34．．．UV燈管
36．．．主反射器
36a－k．．．反射器連續段
40．．．副反射器
41．．．上部
41a．．．縱向表面
41b．．．橫向表面
42．．．下部
42a．．．縱向表面
42b．．．橫向表面
43．．．頂點
45a－e．．．路徑
46．．．切口
48．．．窗
50．．．基材

Claims (54)

  1. 一種基材處理設備，其至少包括：一本體，界定出一基材處理區；一基材支撐件，用以支撐該基材處理區內之一基材；一紫外光(UV)輻射燈，其與該基材支撐件間隔設置且經配置以產生紫外光輻射，並將之傳送至一位於該基材支撐件上的基材，該紫外光輻射燈包括一紫外光輻射源和一部分環繞該紫外光輻射源的主反射器；以及一副反射器，設置於該主反射器和該基材支撐件之間，該副反射器適於改變原不與基材接觸之紫外光輻射的方向使之朝向基材，其中該紫外光輻射燈可產生一大致矩形的紫外光輻射泛光圖案(flood pattern)，且該副反射器可將該泛光圖案改變為一大致圓形的泛光圖案。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之基材處理設備，進一步包含位於該副反射器與該基材支撐件之間的一視窗，使得該副反射器可將紫外光輻射透過該視窗導向該基材支撐件。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之基材處理設備，其中該副反射器包括一上部和一下部，其中每個部分包括(i)數個相對的縱向表面，其相交於一穿過該等縱向表面之一長度的頂點處；以及(ii)數個相對的橫向表面，其在該等縱向表面的端部之間延伸。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之基材處理設備，其中該副反射器之上部和下部的該等縱向表面沿縱向大致為凹面。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之基材處理設備，其中該副反射器之該上部和下部之該等相對的橫向表面沿橫向大致為凸面。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之基材處理設備，其中該副反射器之該上部的相對縱向表面大致從該反射器一頂部向內延伸至該頂點，且該副反射器之該下部的相對縱向表面大致從該頂點向外延伸至該反射器的一底部。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之基材處理設備，其至少包括兩個與該基材支撐件間隔設置且設於視窗上方的紫外光輻射燈，其中每個紫外光輻射燈包括一細長的紫外光輻射源和一部分圍繞該細長輻射源的對應主反射器，該至少兩個紫外光輻射燈相互結合以產生一指向該基材支撐件的紫外光輻射的泛光圖案。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之基材處理設備，其中該視窗可使該基材處理區與該至少兩個紫外光輻射燈分離，且該視窗係經設置以使紫外光輻射的泛光圖案在達到基材之前先傳送通過該視窗。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之基材處理設備，其中該至兩個紫外光輻射燈係以與垂直方向呈相對角度方式安裝成彼此面對。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之基材處理設備，其中該至少兩紫外光輻射燈之各者係以與垂直方向呈4-10度間的 角度方式安裝。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之基材處理設備，其中該至少兩紫外光輻射燈及其相連的主反射器群及該副反射器係結合以產生一大致圓形的泛光圖案，其沿著一靠近該泛光圖案之一外圍處的環形區域具有數個低亮度區域及數個高亮度區域。
  12. 一種基材處理系統，其包括：一本體，界定出彼此分離並相鄰的第一和第二處理區；一第一基材支撐件及第二基材支撐件，其中該第一基材支撐件用以在該第一處理區內支撐一基材，而該第二基材支撐件用以在該第二處理區內支撐一基材；一第一紫外光輻射燈模組，其與該第一基材支撐件分隔並經配置以將紫外光輻射傳送至一位於該第一基材支撐件上的第一基材；一第二紫外光輻射燈模組，其與該第二基材支撐件分隔並經配置以將紫外光輻射傳送至一位於該第二基材支撐件上的第二基材；一第一副反射器，其設置於該第一紫外光燈模組和該基材支撐件之間，且適用於改變原未接觸該第一基材之紫外光輻射的方向，使之朝向該第一基材；以及一第二副反射器，其設置於該第二紫外光燈模組和該基材支撐件之間，且適用於改變原未接觸該第二基材之紫外光輻射的方向，使之朝向該第二基材，其中該第一紫外光輻射燈模組可產生一第一大致矩形的紫外光輻射泛光圖案，且該第一副反射器可將該第一泛 光圖案改變為一第一大致圓形的泛光圖案，且其中該第二紫外光輻射燈模組可產生一第二大致矩形的紫外光輻射泛光圖案，且該第二副反射器可將該第二泛光圖案改變為一第二大致圓形的泛光圖案。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之基材處理系統，其中該第一及第二副反射器之各者包括一上部及一下部，其每一者包括(i)數個相對的縱向表面，其相交於一穿過該等縱向表面之一長度的頂點處；以及(ii)數個相對的橫向表面，其在該等縱向表面的端部之間延伸。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之基材處理系統，其中該第一紫外光輻射燈模組包括第一及第二紫外光燈，其等與該基材支撐件分隔且設於該基材支撐件上方，該第一紫外光燈包括一第一紫外光輻射源以及一部份環繞該第一紫外光輻射源的對應第一主反射器，該第二紫外光燈包括一第二紫外光輻射源以及一部分環繞該第二紫外光輻射源的對應第二主反射器，該第一及第二紫外光燈係結合以產生一紫外光輻射的泛光圖案，其係傳送至該置於該第一基材支撐件上的第一基材；以及其中該第二紫外光輻射燈模組包括第三及第四紫外光燈，其等與該基材支撐件分隔且設於該基材支撐件上方，該第三紫外光燈包括一第三紫外光輻射源以及一部份環繞該第三紫外光輻射源的對應第三主反射器，該第四紫外光燈包括一第四紫外光輻射源以及一部分環繞該第四紫外光輻射源的對應第四主反射器，該第三及第四紫外光燈係結合以產生一紫外光輻射的泛光圖案，其係傳送至該置於該 第二基材支撐件上的第二基材。
  15. 一種用於產生一大致圓形的紫外光輻射泛光圖案(flood pattern)的設備，其中該設備包括：一紫外光(UV)輻射燈，其包括一細長紫外光輻射源和一部分圍繞該細長紫外光輻射源的主反射器，其中該細長紫外光輻射源和主反射器結合產生一大致矩形的紫外光輻射泛光圖案；以及一副反射器，其與該主反射器間隔設置並適用於改變照射在該副反射器之部分紫外光輻射之矩形泛光圖案的方向，以產生大致圓形的紫外光輻射泛光圖案。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之設備，其中該副反射器包括一上部及一下部，其每一者包括(i)數個相對的縱向表面，其相交於一穿過該等縱向表面之一長度的頂點處；以及(ii)數個相對的橫向表面，其在該等縱向表面的端部之間延伸。
  17. 一種固化一形成於一基材上之介電材料層的方法，其中該方法包括：將具有該介電材料形成其上之基材放置於一基材製程處理室中之一基材支撐件上；藉由利用一紫外光源和主反射器產生一大致矩形之紫外光輻射泛光圖案的方式將該基材暴露於紫外光輻射中，並且利用一設置於該主反射器和該基材支撐件之間的副反射器將該大致矩形的泛光圖案改變為大致圓形的紫外光輻射泛光圖案。
  18. 一種基材處理設備，其包括：一本體，界定出一基材處理區；一基材支撐件，適於支撐該基材處理區內之一基材；一紫外光輻射燈，與該基材支撐件間隔設置，該燈經配置以向位於該基材支撐件上之一基材傳送紫外光輻射；一或多個反射器，用以在該基材上產生一紫外光輻射的照射圖案，該照射圖案包括具有一第一強度之一中間區域以及環繞該中間區域之一環形區域，該環形區域包括具有一第二強度之數個高強度區域以及具有一第三強度之數個低強度區域，該第二強度高於該第一強度而該第三強度高於該第一強度；以及一馬達，其可運轉地耦接以使該紫外光輻射燈或基材支撐件之至少一者相對彼此旋轉至少180度。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之基材處理設備，其更包括位於該一或多個反射器與該基材支撐件之間的一視窗，使得該等反射器所產生之照射圖案可透過該視窗導向該基材支撐件。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之基材處理設備，其中該紫外光輻射燈包括一細長紫外光輻射源，且該一或多個反射器包括一部分環繞該細長輻射源的主反射器。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之基材處理設備，其中該一或多個反射器更包括一設置於該主反射器和該基材支撐件之間的副反射器，且其中該主反射器適於將來自該輻射 源的紫外光輻射反射至該基材支撐件，且該副反射器係經配置以減少該基材外的光損失。
  22. 如申請專利範圍第18項所述之基材處理設備，其更包括一與該本體連接之蓋件，以遮罩該基材處理區，該蓋件包括一與該基材處理區上方對齊的視窗，其中該視窗可使紫外光輻射穿透，且係設置於該基材支撐件和該紫外光輻射源之間。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之基材處理設備，其中該紫外光輻射燈係安裝至一盤部上的蓋件，該盤部係可運轉地耦接以藉該馬達旋轉，藉以轉動該紫外光輻射燈。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之基材處理設備，其更包括一副反射器，位於該主反射器及該基材支撐件之間，其中該副反射器係安裝至該轉動盤部之一底表面，藉以讓該副反射器隨著紫外光輻射燈旋轉。
  25. 如申請專利範圍第22項所述之基材處理設備，其包括至少兩紫外光輻射燈，其與該基材支撐件間隔設置且設於視窗上方，其中一第一紫外光輻射燈包括一第一細長紫外光輻射源以及一部份環繞該第一細長紫外光輻射源的對應第一主反射器，而一第二紫外光輻射燈包括一第二細長紫外光輻射源以及一部分環繞該第二細長紫外光輻射源的對應第二主反射器，該第一及第二紫外光輻射燈結合產生一紫外光輻射的泛光圖案，其通過該視窗傳送至位於該基材支撐件上的基材。
  26. 一種固化一形成於一基材上之介電材料層的方法，所述方法包括：將具有該介電材料形成其上之該基材放置於一基材製程處理室中之一基材支撐件上；將該基材暴露於來自紫外光輻射源的紫外光輻射中，該紫外光輻射源與該基材支撐件間隔設置，並同時在該曝光步驟期間，使該紫外光輻射源及/或基材相對於彼此旋轉至少180度。
  27. 如申請專利範圍第26項所述固化一介電材料層的方法，其中該曝光步驟可產生一具有互補的高亮度區域和低亮度區域的大致圓形泛光圖案，在該曝光步驟期間之旋轉過程中，該兩個區域可相互補償並結合產生一大致均勻的輻射圖案，藉以提供一大致均勻的輻射圖案。
  28. 如申請專利範圍第27項所述固化一介電材料層的方法，其中該大致圓形之泛光圖案沿著靠近該泛光圖案外圍之環形區域處包括四個高亮度區域，該四個區域之每一者位於一形成在該圓形泛光圖案內大略為四方形圖案的各個角落。
  29. 一種基材處理設備，其包括：一本體，界定出一基材處理區；一基材支撐件，適於支撐該基材處理區內之一基材；以及一第一紫外光燈，其與該基材支撐件間隔設置，並經 配置以將紫外光輻射傳送至一位於該基材支撐件上的基材，該第一紫外光燈包括一第一紫外光輻射源和一部分環繞該第一紫外光輻射源的第一反射器，該第一反射器具有以彼此相互面對面之方式設置的數個內反射板和外反射板，該內反射板具有一第一反射表面，而該外反射板具有一與第一反射表面不對稱的第二反射表面。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之基材處理設備，其更包括：一第二紫外光燈，其與該基材支撐件間隔設置，並經配置以將紫外光輻射傳送至一位於該基材支撐件上的基材，該第二紫外光燈包括一第二紫外光輻射源和一部分環繞該第二紫外光輻射源的第二反射器，該第二反射器具有以彼此相互面對面之方式設置的數個內反射板和外反射板，該內反射板具有一第三反射表面，而該外反射板具有一與該第三反射表面不對稱的第四反射表面。
  31. 如申請專利範圍第30項所述之基材處理設備，其更包括一設置於該第一反射器、該第二反射器以及該基材支撐件之間的第三反射器，其中該第三反射器適於減少基材外的紫外光輻射損失。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之基材處理設備，其中該第三反射器包括一上部及一下部，其每一者包括(i)數個相對的縱向表面，其相交於一穿過該等縱向表面之一長度的頂點處；以及(ii)數個相對的橫向表面，其在該等縱向表面的端部之間延伸。
  33. 如申請專利範圍第30項所述之基材處理設備，其更包括一視窗，用以使該基材處理區與該第一和第二紫外光燈分開，其中該視窗係經設置以使紫外光輻射在到達該基材之前通過該視窗。
  34. 如申請專利範圍第30項所述之基材處理設備，其中該第一紫外光燈以相對垂直方向呈2-25度之間的角度安裝，且該第一和第二不對稱的反射表面適於產生一補償該角度的輻射圖案。
  35. 一種固化一形成於一基材上之介電材料層的方法，該方法包括：將具有該介電材料形成其上之基材放置於一基材製程處理室中之一基材支撐件上；以及藉由利用一細長紫外光源產生的輻射以及藉由利用部分環繞該輻射源且彼此不對稱之第一及第二反射表面以改變該紫外光輻射源所產生之紫外光輻射的方向的方式將基材暴露於紫外光輻射中，該等第一及第二反射表面係以彼此相互面對面之方式設置。
  36. 一種基材處理設備，其包括：一本體，界定出一基材處理區；一基材支撐件，用以支撐該基材處理區內之一基材；一紫外光(UV)輻射燈，其與基材支撐件間隔設置且經配置以產生紫外光輻射，並將之傳送至位於該基材支撐件上的一基材，該紫外光輻射燈包括一紫外光輻射源和一 部分環繞該紫外光輻射源的主反射器；一副反射器，設於該主反射器和該基材支撐件之間，該副反射器經配置以減少基材外的光損失，該副反射器經配置以產生一大致圓形之泛光圖案並將該大致圓形之泛光圖案導向該基材支撐件，該副反射器進一步具有一內表面和一外表面以及至少一從該反射器內表面穿過至外表面的孔；以及一光檢測器，其經設置以接收由該紫外光輻射燈產生並經由該至少一孔傳送的紫外光輻射光線。
  37. 如申請專利範圍第36項所述之基材處理設備，其更包括數個對應穿過該反射器之多個孔的光檢測器，每個光檢測器係經設置以接收由該紫外光輻射燈產生並通過該多個孔之一者傳送的紫外光輻射光。
  38. 如申請專利範圍第36項所述之基材處理設備，其包括一單一光檢測器，其經設置以在該副反射器旋轉時接收由該紫外光輻射燈產生並通過數個穿過該反射器之多個孔傳送的紫外光輻射光。
  39. 如申請專利範圍第36項所述之基材處理設備，其中穿過該反射器之孔的一表面具有高粗糙度，其該粗糙度可藉由多次反射以驅散接觸該孔表面的不樂見光。
  40. 如申請專利範圍第36項所述之基材處理設備，其中穿過該反射器之該孔的一表面塗敷有一吸光材料，其可吸收感測器所檢測到之波長輻射。
  41. 如申請專利範圍第36項所述之基材處理設備，其更包括一中空管，其係由該孔延伸出以進一步限定接觸該感測器的光線(light ray)。
  42. 一種基材處理設備，其至少包括：一本體，界定出一基材處理區；一基材支撐件，用以支撐該基材處理區內之一基材；一紫外光(UV)輻射燈，其與該基材支撐件間隔設置且經配置以產生並傳送紫外光輻射至該基材支撐件上的一基材，該紫外光輻射燈包括一紫外光輻射源和一部分環繞該紫外光輻射源的主反射器，該主反射器至少包含數個相對的第一及第二反射表面；一副反射器，位於該主反射器及該基材支撐件之間，該副反射器具有一第三反射表面，其經配置以減少該基材外的光損失；一光管，可讓紫外光輻射通過該副反射器；以及一光檢測器，其經配置以接收該紫外光輻射燈所產生並經由該光管傳送的紫外光輻射光線。
  43. 如申請專利範圍第42項所述之基材處理設備，其包含至少第一及第二光管，其每一者可讓紫外光輻射通過該副反射器，其中該第一光管係經配置並對齊以僅讓該第一表面所反射出的輻射線通過該第一光管，而該第二光管係經配置並對齊以僅讓該第二表面所反射出的輻射線通過該第二光管。
  44. 如申請專利範圍第43項所述之基材處理設備，其更包括一第三光管，其係經配置以讓紫外光輻射通過該副反射器，其中該第三光管係經配置並對齊，以僅改變該紫外光輻射源所產生且尚未由該第一或第二反射器反射通過該第三光管之輻射線的方向。
  45. 一種基材處理設備，其至少包括：一本體，界定出一基材處理區；一基材支撐件，用以支撐該基材處理區內之一基材；一紫外光(UV)輻射燈，其與該基材支撐件間隔設置且經配置以產生並傳送紫外光輻射至該基材支撐件上的一基材，該紫外光輻射燈包括一紫外光輻射源和一部分環繞該紫外光輻射源的主反射器，該主反射器包括一反射表面，其具有至少一抛物面段(parabolic section)和至少一橢圓段(elliptical section)；以及一副反射器，設置於該主反射器和該基材支撐件之間，其中該副反射器可改變該紫外光輻射燈與該主反射器所產生之一大致矩形的照射圖案，以產生一大致圓形的泛光圖案。
  46. 如申請專利範圍第45項所述之基材處理設備，其中該主反射器包括數個相對的內反射板和外反射板，每一反射板具有一反射表面，其包括至少一抛物面段和至少一橢圓段。
  47. 如申請專利範圍第46項所述之基材處理設備，其中該紫外光輻射源為一細長的紫外光燈管(UV bulb)。
  48. 如申請專利範圍第47項所述之基材處理設備，其中各反射板之拋物面段位於該板的部分相較於橢圓段在該板的部分更靠近該紫外光燈管。
  49. 如申請專利範圍第47項所述之基材處理設備，進一步包括一共振腔室，其中該細長的紫外光燈管位於該共振腔室內，該主反射器部份環繞該細長的紫外光燈管並以與該細長的紫外光燈管保持一間隔的方式縱向裝設於該共振腔室內，該主反射器具有一中央縱軸，使得該等相對之內反射板和外反射板位於貫穿該縱軸之一中央平面的相對兩側，其中該第一或第二反射表面之至少一者包括一個抛物面段和多個橢圓段以形成一波浪狀反射表面，其中該抛物面段經配置以將輻射以不穿過該中央平面的方式反射離開該共振腔室，而該等多個橢圓段經配置以將輻射以穿過該中央平面的方式反射離開該共振腔室。
  50. 如申請專利範圍第46項所述之基材處理設備，其中該至少一橢圓段具有一非聚焦的橢圓曲率。
  51. 如申請專利範圍第50項所述之基材處理設備，其中該至少一拋物面段可反射互相不平行的光線。
  52. 如申請專利範圍第46項所述之基材處理設備，其中該內反射板和相對的外反射板之反射表面為彼此不對稱的形狀。
  53. 一種基材處理設備，其至少包括：一本體，界定出一基材處理區；一基材支撐件，適於支撐該基材處理區內之一基材；一第一紫外光燈，其與該基材支撐件間隔設置並經配置以傳送紫外光輻射至該基材支撐件上的一基材，該第一紫外光燈包括一第一紫外光輻射源及一部分環繞該第一紫外光輻射源的第一反射器，該第一反射器具有一反射表面，其包括至少一抛物面段和至少一橢圓段；以及一第二紫外光燈，其與該基材支撐件間隔設置且經配置以傳送紫外光輻射至該基材支撐件上的一基材，該第二紫外光燈包括一第二紫外光輻射源和一部分環繞該第二紫外光輻射源的第二反射器，該第二反射器具有一反射表面，其包括至少一抛物面段和至少一橢圓段。
  54. 一種固化一形成於一基材上之介電材料層的方法，其中該方法包括：將具有該介電材料沉積其上的基材放置於一基材製程處理室中之一基材支撐件上；以及藉由利用一細長的紫外光源產生輻射將基材暴露於紫外光輻射中，並利用部分環繞該輻射源之相對的第一和第二反射表面改變該紫外光源所產生的紫外光輻射方向，其中該相對的第一表面和第二表面之至少一者包括至少一個抛物面段和至少一個橢圓段。
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