[发明专利]处理室的高效UV清洁

说明书

技术领域

本发明的实施例一般涉及紫外(UV)固化室。更具体地说，本发明的实施例涉及串列UV室，所述UV室用于对衬底上的介质膜执行固化处理并对串列室内的表面执行清洁处理。

背景技术

氧化硅(SiO)、碳化硅(SiC)和掺碳氧化硅(SiOC)在半导体器件制造中得到了非常广泛的使用。在半导体衬底上形成含硅膜的一种途径是通过室内的化学气相沉积(CVD)。在含硅膜的CVD过程中经常采用供应有机硅的材料。由于这种有机硅供应材料中存在碳，室壁上和衬底上可能形成含碳膜。

水常常是有机硅化合物的CVD反应副产品，并会被通过物理方式以潮气的形式吸收到膜中。衬底加工设备内空气里的潮气提供了未固化膜中潮气的另一来源。在为后续制造处理排队的时候，膜对吸收水的抵抗能力对于限定稳定的膜而言很重要。潮气不是稳定膜的一部分，并可能在以后造成器件工作过程中介质材料的失效。

因此，优选地从所沉积的含碳膜中除去不需要的化学成分和化合物(例如水)。更重要的是，需要除去牺牲材料的热不稳定有机碎片(由CVD过程中提高多孔性所用的成孔剂(porogen)造成)。已有建议采用紫外辐射来对CVD氧化硅膜的后处理提供帮助。例如，授权给AppliedMaterials，Inc.的美国专利No.6,566,278和No.6,614,181描述了使用UV光对CVD碳掺杂氧化硅膜进行后处理，这些专利的全部内容结合于本申请中。

因此，现有技术中需要一种UV固化室，所述室可以对沉积在衬底上的膜进行有效的固化。还需要一种UV固化室，这种室可以提高生产率、消耗最少的能量并适于对室自身内表面进行原位清洁处理。

发明内容

本发明的实施例一般涉及紫外(UV)固化室，所述固化室用于对位于衬底上的介质材料进行固化。在一种实施例中，串列处理室提供了两个单独并相邻的处理区域，这些处理区域由盖子覆盖的主体限定，盖子分别位于各个处理区域上方并具有对准的灯泡隔离窗。灯泡隔离窗是通过下述方式之一实现的：由串列处理室每侧一个窗口将一个或多个灯泡与一个大的共用体积中的衬底隔开；或者将灯泡阵列的每个灯泡包在其各自的UV透明包封物中，然后所述包封物与衬底处理环境直接接触。每个处理区域的一个或多个UV灯泡由耦合到盖子的壳体覆盖并发射UV光，所述UV光被穿过窗口导向位于处理区域内的衬底上。

UV灯泡可以是发光二极管阵列或灯泡，其采用现有技术的任何UV照明源，包括但不限于微波弧光、射频灯丝(电容耦合的等离子体)以及感应耦合等离子体(ICP)灯。另外，可以在固化处理期间以脉冲方式产生UV光。用于增强衬底照明均匀性的各种想法包括：使用灯阵列，所述灯阵列还可以用来改变入射光的波长分布；衬底与灯头之间的相对运动，包括旋转和周期性平移(扫描)；以及实时改变灯反射器的形状和/或位置。

固化处理期间形成的残余物是有机物/有机硅，并被使用基于氧基和臭氧的清洁来除去。产生所需的氧基可以通过远程方式实现并将氧基传输到固化室，也可以原位产生，还可以通过这两种方案同时运转来实现。由于远程产生的氧基会非常迅速地复合成氧分子(O₂)，所以基于远程氧的清洁方式关键是以远程方式产生臭氧并将这种臭氧传输到固化室中，然后，在臭氧与固化室内的受热表面接触时，允许臭氧在该处分解成氧基和氧分子。因此，臭氧主要是将氧基传输到固化室中所用的媒介物。在远程臭氧清洁的辅助性优点中，固化室中未分解的臭氧也可以攻击某些有机残余物，从而增强氧基清洁。以远程方式产生臭氧的方法可以通过使用任何现有的臭氧产生技术来实现，这些技术包括但不限于介质阻挡放电/电晕放电(例如Applied Materials Ozonator)或UV活化反应器。根据一种实施例，使用固化介质材料所用的UV灯泡和/或另外的(一个或多个)UV灯泡来产生臭氧，所述UV灯泡的位置可以在远程。

附图说明

为了可以更详细地理解本发明的上述特征，通过参考实施例可以对上文简要概括的本发明有更具体的说明，附图中图示了这些实施例中的一些。但是应当明白，附图只是图示了本发明的典型实施例，因此不应认为对其范围的限制，因为本发明可以采用其他等效实施方式。

图1是半导体处理系统的俯视图，本发明的实施例可以结合在该系统中。

图2是被构造用于UV固化的半导体处理系统的串列处理室示意图。

图3是串列处理室的局部剖视图，该处理室具有盖子组件，盖子组件具有分别位于两个处理区域上方的两个UV灯泡。