[实用新型]一种紫外固化灯

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体工艺设备领域，特别是涉及一种紫外固化灯。

背景技术

在半导体制造工艺过程中，通常需要对沉积的薄膜进行固化，以获得所需的薄膜性能。以往常采用加热烘烤达到固化薄膜的目的，但是热固化速度慢、能耗高、设备及工艺复杂，目前已逐渐被紫外固化(UV cure)所替代。紫外固化在半导体先进技术节点工艺中主要有两个应用方向，其中一方面用于固化SiN应力薄膜，破坏Si-H和N-H悬挂键，形成Si-N键，经过紫外固化的SiN薄膜的可以将其张应力从0.5GPa提升到1.5GPa的水平。另一方面紫外固化用于低K薄膜的制备，具体用于致孔剂的去除以及Si-C和Si-O键的交联重建，可以获得K值(小于2.4)非常低的介质薄膜。

传统技术采用如图1和图2所示紫外灯结构进行薄膜固化工艺。图1为单站(Single station)腔室中的紫外灯1，这种腔室内，一次只能进行一片晶圆的固化工艺，一般采用短波(大概在200～275nm)的紫外光照射晶圆实现固化。图2为多站(Multi-station)腔室中的紫外灯，这种腔室内，一次可以进行多片晶圆的固化工艺，每一对灯下放置一片晶圆，采用短波紫外光实现固化。

但是采用如上两种结构紫外固化灯进行固化存在如下问题：(1)应力薄膜的均匀性不高，通常会出现中心过度固化(Over-cure)的现象，中间位置收缩大，厚度薄；(2)低K薄膜的致孔剂去除不完全，导致可靠性下降。

为了解决致孔剂去除不完全的问题，技术人员将如图2所示的紫外灯中的一对或者两对设置成长波紫外灯，其余的紫外灯设置成短波。例如，先开长波紫外灯101照射一段时间使致孔剂去除，在开短波紫外灯102、103、104使Si-C和Si-O重建交联。最后发现，这种操作方式可以更加有效的去除致孔剂，但这种操方式仍然不能解决应力薄膜中间过度固化的问题。

因此，提供一种既可以解决中间过度固化问题又能使致孔剂有效去除的紫外固化灯是本领域技术人员需要解决的课题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种紫外固化灯，用于解决现有技术中应力薄膜中间过度固化的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种紫外固化灯，装设在工艺腔腔壁上，所述紫外固化灯至少包括：

四对紫外灯，其中两对紫外灯设置在十字的上下两端，另两对紫外灯设置在十字的左右两端，每一对紫外灯发生旋转且旋转方向与被照射晶圆的旋转方向相反。

作为本实用新型紫外固化灯的一种优化的结构，每一对中的两根紫外灯互相平行排列。

作为本实用新型紫外固化灯的一种优化的结构，所述上下两对紫外灯竖直设置，左右两对紫外灯水平设置。

作为本实用新型紫外固化灯的一种优化的结构，所述上下两对紫外灯水平设置，左右两对紫外灯竖直设置。

作为本实用新型紫外固化灯的一种优化的结构，所述上下两对的紫外灯为长波紫外灯，左右两对紫外灯为短波紫外灯。

作为本实用新型紫外固化灯的一种优化的结构，所述上下两对的紫外灯为短波紫外灯，左右两对紫外灯为长波紫外灯。

作为本实用新型紫外固化灯的一种优化的结构，所述长波波长范围为320～400nm，所述短波波长范围为200～275nm。

作为本实用新型紫外固化灯的一种优化的结构，所述紫外灯旋转的转速范围为3～5转/分。

作为本实用新型紫外固化灯的一种优化的结构，所述被照射晶圆由一基座支撑并旋转，转速范围在1～3转/分。

如上所述，本实用新型的一种紫外固化灯，装设在工艺腔腔壁上，包括：四对紫外灯，其中两对紫外灯设置在十字的上下两端，另两对紫外灯设置在十字的左右两端，每一对紫外灯发生旋转且旋转方向与被照射晶圆的旋转方向相反。本实用新型提供的紫外固化灯安装在单站(Single station)工艺腔中，工艺过程中先开启两对长波紫外灯，再关闭长波紫外灯、开启两对短波紫外灯，同时使每一根紫外灯旋转且旋转方向与晶圆旋转方向相反，这样可以解决应力薄膜中间过度固化的问题，提高薄膜的均匀性；还能有效去除低K薄膜中的致孔剂，提高薄膜可靠性。

附图说明

图1为现有技术单站工艺腔中紫外固化灯的结构示意图。

图2为现有技术的多站工艺腔紫外固化灯的结构示意图。

图3～图4为本实用新型紫外固化灯的结构示意图。

图5为本实用新型的晶圆旋转示意图。

元件标号说明