[發明專利]用于半導體的UV固化系統

有效

• 申請號: 201210380758.3
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN103456661A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 連明惠;陳嘉和;吳淑芬;李志聰;周友華
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發明大體上涉及半導體制造方法，具體而言，涉及適用于固化晶圓上的半導體層或膜的紫外線(UV)固化系統及其相關方法。

背景技術

低-k電介質絕緣材料在制造半導體器件中用作減小電阻電容(RC)延遲時間的手段，電阻電容(RC)延遲抑制器件性能速度并且增加功率消耗。低-k電介質被用作例如導電跡線之間的金屬間電介質(IMD)和層間電介質(ILD)，以改進半導體器件性能，這樣其中的器件和電路通過制造技術的進步繼續在尺寸上收縮。低-K材料通常被認為是具有小于3的電介質常量的材料。

低-k介電薄膜可以通過多種CVD(化學汽相沉積)或旋涂工藝沉積在晶圓上。為了包括改進和/或恢復薄膜材料的物理特性的多種原因(諸如，增加彈性模量或硬度)，這些介電材料在沉積之后通過利用UV光的輻射被固化，以改進用于較高封裝產量的機械強度和/或更好的耐后膜沉積工藝(諸如，蝕刻、化學清洗、CMP(化學機械拋光)、引線結合等)。另外，使用UV固化來修補由諸如氟和氮的化學物質導致的對膜的損害，并且恢復膜的可能在一些后膜沉積工藝期間增加的低k性能。

在低-k介電薄膜的UV固化期間，期望保持晶圓的整個表面上的均勻UV固化強度，以避免諸如晶圓的多個部分處的膜收縮，該晶圓的多個部分可能不均勻地曝光至更大等級的輻射，其可能導致器件性能的改變。現有UV固化裝置布置有時導致晶圓上的較高局部化UV輻射強度區域，其可能發生在晶圓的中心處和/或在一個或多個其他隔離區中。不同的晶圓輻射輪廓可以歸因于所使用的UV燈布置和/或固化處理。當晶圓尺寸從300mm改變至450mm晶圓時，預期不均勻問題可能更差。

期望改進的UV固化系統和方法。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，根據本發明的一個方面，提供了一種半導體晶圓固化系統，包括：處理室；設置在所述處理室中的帶式輸送器，所述帶式輸送器被配置用于保持晶圓并且可操作以將所述晶圓傳輸通過所述處理室；以及設置在所述處理室之上的紫外線(UV)輻射源，所述UV輻射源可操作以照射設置在所述帶式輸送器上的晶圓，用于UV固化。

在上述晶圓固化系統中，進一步包括：UV透明窗，位于所述帶式輸送器和UV輻射源之間。

在上述晶圓固化系統中，其中，所述處理室的構造是細長的并且呈直線。

在上述晶圓固化系統中，進一步包括：接近所述室的第一端設置的入口加載鎖閉室和接近所述室的第二端設置的出口加載鎖閉室，所述晶圓在所述帶式輸送器上可從所述入口加載鎖閉室移動到所述出口加載鎖閉室。

在上述晶圓固化系統中，其中，所述UV輻射源是UV燈單元，所述UV燈單元包括多個UV燈和接近所述燈設置用于朝向所述帶式輸送器向下反射UV輻射的反射器。

在上述晶圓固化系統中，其中，所述帶式輸送器包括：耐UV傳送帶和滑輪，所述滑輪可操作以在所述處理室的相對端之間移動所述傳送帶。

在上述晶圓固化系統中，其中，所述帶式輸送器包括：耐UV傳送帶和滑輪，所述滑輪可操作以在所述處理室的相對端之間移動所述傳送帶，其中，所述傳送帶由金屬網制成。

根據本發明的另一方面，提供了一種半導體晶圓固化系統，包括：處理室；晶圓支架，被配置用于在所述處理室中支撐晶圓；以及可移動紫外線(UV)燈單元，設置在所述處理室之上并且發射UV輻射，所述UV燈單元可操作以照射設置在所述晶圓支架上的晶圓，其中，所述UV燈單元被配置用于在UV固化周期內橫跨所述晶圓支架移動以照射所述晶圓。

在上述晶圓固化系統中，其中，所述燈單元包括由可移動燈托架支撐的多個UV燈，所述燈托架設置在所述處理室之上的燈殼體中。

在上述晶圓固化系統中，其中，所述燈單元包括由可移動燈托架支撐的多個UV燈，所述燈托架設置在所述處理室之上的燈殼體中，其中，所述UV燈是細長管型燈。

在上述晶圓固化系統中，進一步包括控制器，被配置用于控制所述UV燈單元的移動。

在上述晶圓固化系統中，進一步包括UV透明窗，位于所述處理室和所述UV燈單元之間。

在上述晶圓固化系統中，進一步包括UV透明窗，位于所述處理室和所述UV燈單元之間，進一步包括驅動系統，所述驅動系統包括具有電動機的可移動傳送機，可操作以在所述燈殼體中沿著線性路徑移動，所述燈托架與所述傳送機連接并且可以與所述傳送機一起移動。