[发明专利]用于在UV腔室中调节晶圆处理轮廓的方法及装置

说明书

发明背景

发明领域

本发明的实施例大体上关于紫外线(UV)硬化腔室。更特定地说，本发明的实施例关于用以提供遍布基板的表面的均匀UV辐射照射轮廓的方法与装置，其中该基板被放置在UV硬化腔室中。

背景技术描述

具有低介电常数(低k)的材料，诸如氧化硅(SiOx)、碳化硅(SiCx)和掺杂碳的氧化硅(SiOxCy)，在半导体器件的制造中有极广泛的应用。用低k材料作为导电互连之间的金属间和/或层间电介质会减少由于电容效应导致的信号传播的延迟。介电层的介电常数越低，则电介质的电容越低且集成电路(IC)的RC延迟越低。

目前的努力着重在针对大部分先进技术需求而发展k值小于2.5的低k介电材料(时常称为超低k(ULK)电介质)。可藉由将空气空隙并入到低k电介质母体(low-k dielectric matrix)内而产生多孔介电材料来获得超低k介电材料。制造多孔电介质的方法通常涉及形成“前驱物膜”，“前驱物膜”含有两个部分：成孔剂(通常是有机材料，诸如碳氢化合物)与结构前体或介电材料(例如含硅材料)。一旦在基板上形成前驱物膜，可移除成孔剂部分，留下结构上完整的多孔电介质母体或氧化物网络。

用以从前驱物膜移除成孔剂的技术包括例如热工艺，其中基板被加热到足以使有机成孔剂分解与蒸发的温度。用以从前驱物膜移除成孔剂的一个已知热工艺包括UV硬化过程，UV硬化过程有助于CVD氧化硅膜的后处理。目前的UV硬化过程是藉由UV灯10来执行，UV灯10具有被装设在壳体14内的狭长UV灯泡12，如图8所示。壳体14可包括一或更多个反射件16，反射件16面对UV灯泡12且将UV辐射引导成圆形基板20上方的泛流图案18。尽管反射件16会反射在泛流图案18内撞击反射件表面的大部分的辐射，一些辐射会逃离反射件表面并落到覆盖住基板的图案18的边界的外面(参见图8)。解决此问题的一种方式是在硬化期间将UV灯绕着基板的中心旋转，以致由UV灯所产生的实质上矩形的曝光图案可补偿基板周边处的照明损失，藉此提升基板平面中的照明均匀性。然而，随着时间演进，此配置的输出仍在基板的中心处产生大尖峰，这是因为在中心处的UV辐射更正交于基板，且在边缘处的UV辐射更倾斜或更弱。尽管可使用反射件(未图示，通常设置在UV灯与基板之间)来稍微地调节尖峰，基板的膜轮廓仍将是中心高的，除非UV辐射被阻隔掉。将光阻隔会明显地降低UV源的总效率，这不是令人所乐见的。

此外，壳体14与反射件的使用将无可避免地产生入射到UV真空窗口的表面上的光，其中UV真空窗口设置在处理区域内且被密封到壳体14以维持真空。行进穿过UV真空窗口的光，在光从空气到玻璃且位于UV真空窗口的另一侧处时以及在光从玻璃回到空气时，皆会被反射。所反射的光的量即是已知的“反射损失”，“反射损失”亦会负面地影响基板上的中心至边缘处理非均匀性。

所以，此技艺中存在一种UV腔室的需求，该UV腔室可用以有效地硬化被沉积在基板上的膜，同时可改善膜均匀性与产能。

发明概要

本发明的实施例大体上提供用以提供遍布基板表面的均匀UV辐射照射轮廓的装置与方法。在一实施例中，提供一种基板处理工具。该工具大体上包括：处理腔室，该处理腔室定义处理区域；基板支撑件，该基板支撑件用以支撑基板在该处理区域内；紫外线(UV)辐射源，该UV辐射源和该基板支撑件隔离，且该UV辐射源被配置成朝向设置在该基板支撑件上的该基板传输紫外线辐射；以及光透射窗口，该光透射窗口设置在该UV辐射源与该基板支撑件之间，该光透射窗口具有被涂覆在该光透射窗口上的光学膜层。在一示例中，该光学膜层在径向方向上具有非均匀厚度轮廓，其中该光学膜层在该光透射窗口的周边区域处的厚度比在该光学膜层的中心区域处的厚度相对更厚。

在另一实施例中，提供一种提供遍布基板的表面的均匀UV辐射照射轮廓的方法，该基板被放置在处理腔室中。该方法大体上包括以下步骤：提供处理腔室，该处理腔室定义处理区域，该处理腔室具有UV辐射源；以及将从该UV辐射源被放射的紫外线辐射传输通过光透射窗口而朝向设置在基板支撑件上的该基板，其中该光透射窗口被涂覆有第一光学膜层，且该第一光学膜层的厚度被调节成以致设置在该光透射窗口下方的该基板的周边接收比该基板的中心区域更高的UV照射。