[发明专利]用于UV固化室的增加设备利用性/MWBC减少的装置和方法

说明书

背景技术

诸如硅氧化物(SiO_x)、硅碳化物(SiC)以及碳掺杂硅氧化物(SiOC_x)膜的材料在半导体器件的制造中得到广泛使用。在半导体衬底上形成这样的含硅膜的一种方法是通过在室中的化学气相沉积(CVD)工艺。例如，硅供应源与氧供应源之间的化学反应可导致设置在CVD室中的半导体衬底的顶部上的固相硅氧化物的沉积。作为另一示例，硅碳化物以及碳掺杂硅氧化物膜可由包括具有至少一个Si-C结的有机硅源的CVD反应形成。

水经常是有机硅化合物的CVD反应的副产品。由此，水可作为湿气物理地吸收进膜中，或者作为Si-OH化学键结合到沉积膜中。水结合的这些形式的任何一个通常是不合需要的。因此，诸如水的不需要的化学键和化合物优选从沉积的含碳膜中去除。另外，在一些特定CVD工艺中，牺牲材料的热不稳定的有机碎片(由CVD期间采用以增加孔隙率的致孔剂造成)需要去除。

用于解决该问题的一个通常方法是传统的热退火。来自该退火的能量使用有序膜特性的更加稳定的键替代不稳定的、不需要的化学键，从而增加膜的密度。传统的热退火步骤通常相对较长的时间(例如，经常在30分钟到2小时之间)并且因此消耗显著的处理时间并且减慢了整体制造过程。

解决该问题的另一方法是利用诸如红外(IR)、紫外(UV)或可见光的辐射以有助于诸如硅氧化物、硅碳化物以及碳掺杂硅氧化物的CVD产生膜的后处理。例如，均授予Applied Materials公司并且其全部内容合并在此作为参考的美国专利No.6,566,278和6,614,181描述了使用UV光对于CVD碳掺杂硅氧化物膜的后处理。用于固化并致密化CVD膜的UV辐射的使用可减少单个晶片的总体热预算并加快制造过程。已开发出大量不同种类的UV系统，其可有效地固化沉积在衬底上的膜。这样的一个示例在2005年5月9日提交的名为“高效UV固化系统”(High Efficiency UV Curing System)的美国专利申请No.：11/124,908中得到描述，其转让给Applied Materials公司并且合并在此作为参考。

在这些固化技术以及其它这样的程序期间，通常需要对水分子和各种其它物质进行除气，或者从正在固化或处理的膜中释放。这些物质往往聚集在室的各种暴露的表面上。并且，这些物质在该表面上的增加要求对于该室的表面进行周期性的清洁，诸如在处理完每200个晶片之后，而这导致显著的设备停工期和制造产量的相应下降。处理之后的污染等级通常用作清洁间隔的基准。为了减少成本和系统停工期，通常需要具有较高的MWBC值(清洁间平均晶片量)，或者在清洁之间的已处理晶片的平均量。在一些扫描源系统中，例如，由诸如在处理室的相对较冷的表面上的除气材料的冷凝造成的800到1200个晶片的MWBC被认为是不理想的MWBC较低值。

由于包括这些以及其它缺陷的原因，并且尽管有各种固化室和技术的发展，但是仍然在不断寻找该重要技术领域中进一步的改进。

发明内容

根据本发明实施方式的系统和方法可防止在处理室或其它这样的支架的元件上污染物、除气物质和其它材料的聚集。

在一个实施方式中，一种用于固化工件的系统，包括室外壳，其可包括例如固化室和用于安装辐射源的室。在室外壳中的衬底支架用于支撑正在处理的诸如半导体晶片的工件。诸如紫外(UV)灯的辐射源可将辐射定向到所述衬底支架上支撑的工件，以固化工件的至少一层或区域。泵衬里设置在室外壳中工件外围的周围，诸如环形衬里设置在半导体晶片的圆形外部边缘的周围。泵衬里具有用于接收和排出净化气流的气体进气室和气体排气室。泵衬里还具有用于引导基本上层状的净化气流通过正在固化的工件的表面的多个注入狭槽。多个接收狭槽与所述多个注入狭槽相对并且用于接收引导通过所述晶片的气流。接收狭槽的尺寸和形状设计用于在处理期间接收气流和除气或释放自工件的任何物质或污染物。