[发明专利]工艺腔室和半导体处理设备

说明书

本发明公开了一种工艺腔室和半导体处理设备。所述工艺腔室包括腔室本体和LED灯源，LED灯源用于朝向腔室本体内的待处理工件发出光线，所述LED灯源包括灯罩和在所述灯罩内设置的至少一个LED芯片，每个所述LED芯片均能够发出预定波长的光线。本发明的工艺腔室，采用至少一个LED芯片作为发光单元，可以使得LED芯片在灯罩内灵活排布，其次，LED芯片的发光效率较高、发热量小、寿命较高，因此维护成本较低。此外，当待处理工件为待处理介质层时，合理选用所需要的预定波长，可以提高对Low‑k材料中C‑SI，C‑H，H‑O等键的裂解作用，从而形成SI‑O‑SI键，可以有效降低介电常数K值，并且可以有效增加Low‑k的机械强度。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种工艺腔室和一种包括该工艺腔室的半导体处理设备。

背景技术

半导体后段制程主要是金属互连工艺，在金属层之间用含硅氧的绝缘介质作为隔离形成多层互连。随着后段工艺的尺寸逐步缩小，以及互连层数的增加，RC延时(RC delay)逐渐成为一个影响器件速度的突出问题。要降低RC delay，一方面是降低金属线电阻，即R，另外一方面就是降低器件寄生电容，即C，这个电容主要是通过减小绝缘介质的介电常数K来实现的。

为了降低绝缘介质层的K值，紫外固化处理已经成为一种非常必要而有效的手段。实际上，紫外固化处理不但可以降低绝缘介质层的K值，还能够增强薄膜机械性能和稳定性。主要原因是经过紫外光照射，绝缘介质层中的Si-O-Si结构发生了变化，部分笼状结构的Si-O-Si转变成了交织互连网状结构的Si-O-Si。网状结构的Si-O-Si与笼状结构的Si-O-Si相比具有小的键角，结构更稳定和牢固，机械强度更高。

如图1所示，为现有的紫外固化处理设备中的工艺腔室的结构示意图。该工艺腔室100包括腔室本体110和LED灯源120。如图2所示，为该LED灯源120的结构示意图。该LED灯源120包括磁控管123、位于磁控管123端部的微波头124、容纳微波头124的导向腔室125、与导向腔室125连接的微波腔室126、与微波腔室126连接的一级反射屏127以及位于微波腔室126内的无极汞灯芯片128。

具体地，磁控管123通过高压震荡产生微波，微波能量通过微波头124导入到导向腔室125中，从而使微波腔室126中的无极汞灯芯片128激发产生紫外光，并通过一级反射屏127进入到工艺腔室中。

为了使得LED灯源120所发出的紫外光能够均匀进入到工艺腔室100内，如图1所示，该工艺腔室100还包括二级反射屏140和旋转机构150。其中，二级反射屏140被旋转机构150(一般为皮带机构)带动旋转，这样可以保证光照均匀，可以在待处理介质层的表面形成如图3所示的光照区域G。

但是，上述结构的LED灯源，其中的磁控管和无极汞灯芯片等均为耗材，需要经常更换，导致紫外固化处理设备的使用成本较高。其次，LED灯源中的光路设计较为复杂，尤其是需要二级反射屏的反射才能够使得入射到待处理介质层的光线均匀。其次，利用无极汞灯芯片作为发光单元，也不利于对Low-k材料中C-SI，C-H，H-O等键的裂解作用，使得K值降低效果不明显。

因此，如何设计一种结构简单且能够有效使得Low-k材料中C-SI，C-H，H-O等键发生较好地裂解成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种工艺腔室和一种包括该工艺腔室的半导体处理设备。

为了实现上述目的，本发明的第一方面，提供了一种工艺腔室，包括腔室本体和LED灯源，所述LED灯源用于朝向所述腔室本体内的待处理工件发出光线，所述LED灯源包括灯罩和在所述灯罩内设置的至少一个LED芯片，每个所述LED芯片均能够朝向所述待处理工件发出预设波长的光线。

优选地，多个所述LED芯片在所述灯罩内呈圆环形排列。