[发明专利]具有抗等离子涂层的高功率低压紫外线灯泡

说明书

紫外线(UV)灯泡的外壳包括UV透射材料管，其配置成在管的内表面上包含UV发光材料和抗等离子涂层，其中涂层已经通过原子层沉积(ALD)沉积并且是唯一附着在管的内表面的材料。管可以是具有圆形形状的环形管并且涂层可以是ALD氧化铝涂层。UV透射材料可包括石英或熔融二氧化硅并且管可具有约1至约2mm的壁厚。涂层可具有不大于约200nm(如约120nm至160nm)的厚度。圆形管可形成圆环形状，其可以具有约200mm的外径并且管本身可具有约30mm的外径。ALD氧化铝涂层可以是无针孔的保形涂层。包括外壳的UV灯泡可含有汞和惰性气体，如氩气，其中UV灯泡内的压强低于100托。一种在半导体衬底上固化膜的方法，其包括将半导体衬底支撑在固化室中并将半导体衬底上的层暴露于由UV灯泡产生的UV辐射。其他用途包含半导体衬底表面清洁或对流体和物体的灭菌。

技术领域

本发明涉及用于处理半导体衬底的紫外线灯的改进和其他用途。

背景技术

对于紫外线(UV)固化，特别是对于半导体相关应用，需要高深UV和低于200nm的辐射。虽然有高功率、高压Hg灯泡可用于UV固化，但高Hg压强(通常>1000托)提供低于200nm的不足发射。低压Hg和汞合金灯泡在254nm和185nm处具有高效发射，但功率太低而无法用于要求高深度UV输出的应用。

已经发现，美国专利号7,569,791中公开的类型的高功率、低压(<100托)UV灯具有短的灯泡寿命(通常<100小时)，这使得这种UV灯对于半导体相关的应用或其他应用来说不太经济。因此，需要改进用于半导体相关应用或其他应用的高功率、低压UV灯的灯泡寿命。

发明内容

根据一个实施方案，提供了一种紫外线灯泡的外壳(envelope)，所述紫外线灯泡可用于处理半导体衬底或其他应用，例如粘合剂、油墨、涂层的固化；流体和物体的灭菌。所述外壳包括玻璃管，所述玻璃管配置成在所述玻璃管的内表面上包含发光材料和抗等离子涂层，其中所述涂层通过原子层沉积(ALD)沉积。

根据各种优选实施方案，所述外壳包括UV透射材料管，其配置成包含UV发光材料，并且所述抗等离子涂层是附着到所述管的内表面的唯一材料；所述管是环形管，优选地其具有圆形形状；所述涂层是ALD氧化铝涂层；所述UV透射材料包括石英或熔融二氧化硅；所述管具有约1至约2mm的壁厚；所述涂层具有约100至约200nm的厚度，优选地具有约120至约160nm的厚度；当用于处理直径至少为200mm的半导体晶片时，所述管可以形成为外径约为200mm的圆环形状，并且所述管本身可以具有约30mm的外径；和/或优选地，所述ALD氧化铝涂层是无针孔的保形涂层。

在一实施方案中，UV灯泡包括所述外壳，并且所述外壳含有UV发光材料；所述UV发光材料包括汞；所述管是气密密封的并且包含惰性气体，如氩气；所述灯泡内的压强低于100托；当用于处理直径至少为200mm的半导体晶片时，所述管可以是具有外径约为200mm的圆环形状的环形管；和/或所述涂层是ALD涂层，优选地所述ALD涂层是无针孔的保形涂层。

根据另一实施方案，UV灯组件包含所述UV灯泡，并且所述UV灯组件可用于通过将半导体衬底暴露于由所述UV灯泡产生的UV辐射来处理所述半导体衬底。

在一实施方案中，一种处理半导体衬底的方法包括将半导体衬底支撑在处理室中以及将所述半导体衬底暴露于由所述UV灯泡产生的UV辐射。例如，所述半导体衬底可以包含一个或多个介电层，并且所述UV辐射可以用于从所述一个或多个介电层去除致孔剂，增加所述一个或多个介电层的强度和/或修复所述一个或多个介电层的损坏。在另一种方法中，将半导体衬底支撑在处理室中，通过将含氧气体暴露于由所述UV灯泡产生的UV辐射来生成臭氧，并且用所述臭氧清洁所述半导体衬底表面。