紫外灯预处理方法、预处理装置以及紫外灯固化工艺系统与流程

1.本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种紫外灯预处理方法、预处理装置以及紫外灯固化工艺系统。


背景技术：

2.在化学气相沉积工艺中，会使用紫外线固化工艺作为后处理工艺，以处理沉积形成的低介电常数薄膜，具体是通过紫外线固化将薄膜中致孔剂去除，以获得超低介电常k。但实际处理过程中，会出现致孔剂去除效果欠佳、氧化物网格交联作用受到不良影响等问题。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种紫外灯预处理方法，设定紫外灯光强的预设波动范围，并检测所述紫外灯的光强，当所述紫外灯的光强的波动范围处于所述预设波动范围内，则警示紫外灯预处理完毕。
4.在一种具体方式中，当紫外灯的光强的波动范围处于所述预设波动范围内，则控制所述紫外灯关闭。
5.在一种具体方式中，控制紫外灯按照反复多次开、关，并检测所述紫外灯的光强。
6.在一种具体方式中，所述紫外灯设置在工作位置，所述紫外灯的光强的波动范围处于所述预设范围内后，直接进行所述紫外灯的使用；或者，所述紫外灯的光强的波动范围处于所述预设范围内后，将所述紫外灯安装到所述工作位置进行使用。
7.本技术还提供一种紫外灯预处理装置，包括检测组件、警示装置以及控制模块，所述控制模块设定所述紫外灯光强的预设波动范围，所述检测组件用于检测所述紫外灯的光强并传输至所述控制模块，所述控制模块根据检测的光强判断所述紫外灯的光强的波动范围处于所述预设波动范围内，则控制所述警示装置输出警示信号。
8.在一种具体方式中，还包括控制所述紫外灯开、关的开关装置，所述控制模块判断所述紫外灯的光强的波动范围处于所述预设波动范围内，则控制所述开关装置关闭。
9.在一种具体方式中，还包括定时开关装置，所述定时开关装置控制所述紫外灯反复多次开、关，所述检测组件检测反复多次开、关过程中所述紫外灯的光强。
10.在一种具体方式中，所述紫外灯预处理装置包括灯罩，所述紫外灯设置在所述灯罩内部，所述紫外灯预处理装置还包括设置在所述灯罩下方的箱体，所述灯罩的下端开口与所述箱体相通，或所述灯罩与所述箱体之间设置透明隔板，所述检测组件设于所述箱体内。
11.本技术还提供一种紫外灯固化工艺系统，包括第一腔体结构和第二腔体结构，所述第一腔体结构内设有紫外灯，所述第二腔体结构内用于装载待处理部件，所述紫外灯用于照射所述待处理部件，还包括上述任一项所述的紫外灯预处理装置，且所述紫外灯预处理装置的所述检测组件设置在所述第二腔体结构内。
12.本技术实施例中，在进行紫外线固化工艺之前，预先对紫外灯进行预处理，使其波动范围稳定后再进行紫外线固化工艺，从而提高工艺性能的稳定性，减少对致孔剂去除、氧化物网格交联作用的不利影响。
附图说明
13.图1为本技术第一实施例中紫外灯预处理装置的示意图；
14.图2为本技术第一实施例中紫外灯预处理方法的流程图；
15.图3为本技术第二实施例中紫外灯固化工艺系统的结构示意图；
16.图4为本技术第二实施例中紫外灯预处理方法的流程图；
17.图5为本技术第三实施例中紫外灯固化工艺系统的结构示意图；
18.图6为本技术第三实施例中紫外灯预处理方法的流程图。
19.图1-6中附图标记说明如下：
20.1-开关装置；
21.2-检测组件；
22.3-警示装置；
23.4-箱体；
24.5-罩壳；
25.6-定时开关装置；
26.100-紫外灯；200-灯罩；
27.300-第一腔体结构；
28.400-第二腔体结构；
29.500-支撑台；
30.600-引风机；
31.700-换热器。
具体实施方式
32.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
33.实施例1
34.请参考图1、2，图1为本技术第一实施例中紫外灯100预处理装置的示意图；图2为本技术第一实施例中紫外灯100预处理方法的流程图。
35.该实施例中，紫外灯预处理装置包括灯罩200，紫外灯100设置在灯罩200内部，图1中灯罩200的下端开口，紫外灯100的光线可以向下方照射。可以在箱体4内设置检测组件2，检测组件2用于检测紫外灯100的光强，为了保障紫外灯100的光线能够照射入箱体4从而被检测组件2检测，则灯罩200的下端开口可与箱体4相通，或者，灯罩200与箱体4之间设置透明隔板，例如石英玻璃，具有较好的透光性。
36.另外，该紫外灯预处理装置还包括警示装置3、控制模块(图1中未示出)，控制模块可以单独设置，也可以集成在检测组件2或者警示装置3中。控制模块预先设定有紫外灯100光强的波动范围，定义为预设波动范围，预设波动范围为紫外灯100正常工作时通常的光强
波动范围。
37.预处理时，打开检测组件2和初始状态下的紫外灯100，初始状态下的紫外灯100，主要指的是尚未使用过的紫外灯100，例如在紫外灯固化工艺系统中更换的新紫外灯；然后，检测组件2检测到光强的数据，并可将该数据传输至控制模块，控制模块根据检测的光强判断紫外灯100的光强的波动范围是否处于预设波动范围内，如果处于，则可控制警示装置3输出警示信号，提示工作人员紫外灯100的预处理已经完成，则可以进行紫外灯100的正常工作。这里所述的警示信号类型不做限制，可以是声、光、电显示等一种或多种警示信号结合的形式。警示装置3可以设置在箱体4的外部，以便工作人员可以及时收到该警示信号，当然，警示装置3设置在其他位置也可以。
38.需要说明的是，检测组件2检测过程中，紫外灯100的光强可能不断变化，从而在一定时间段内呈现出波动，当连续检测一段时间后，检测的多个波动光强数据中，若光强持续落入在预设波动范围内，则表明紫外灯100的光强波动范围已经处于预设波动范围内。这里所述的持续落入，指的是在预定时间段内，检测的多个光强数值均落入在预设波动范围内，预定时间段可以根据实验或经验值进行设定。
39.本实施例中，针对初始状态下紫外灯100光强波动较大的问题，通过紫外灯预处理装置对初始状态下的紫外灯100进行预处理，使紫外线灯被充分激发后处于稳定光强状态，即紫外灯100的光强波动减小，则可以正常工作，在工作人员收到警示信号后，可以将预处理后的紫外灯100从紫外灯预处理装置中拆卸下来，再安装到紫外灯固化工艺系统中进行工作，即本实施例中，紫外灯预处理装置是独立于紫外灯固化工艺系统设置，这样紫外灯预处理装置不占用紫外灯100固化系统的空间资源。
40.如图1所示，由于本实施例的紫外灯预处理装置独立于紫外灯固化工艺系统，紫外灯预处理装置的结构可设置与紫外灯固化工艺系统类似，以建立尽量接近工作环境的检测环境。图1中紫外灯预处理装置包括箱体4和罩壳5，罩壳5和箱体4，分别相当于紫外灯固化工艺系统中用于放置紫外灯100的第一腔体结构，以及放置待处理产品的第二腔体结构，可参照图2对比理解。
41.另外，如图1所示，该紫外灯预处理装置还包括开关装置1，当检测组件2检测到紫外灯100光强的波动范围处于预设波动范围内，则可以控制开关装置1以控制紫外灯100关闭，此时的紫外灯100处于能够工作使用的状态。同样，开关装置1的启闭也是由控制模块控制，控制模块可以集成在检测组件2内，以输出控制信号给开关装置1以及警示装置3，开关装置1本身也可以集成控制模块，以根据检测的光强控制开关装置1的启闭。
42.开关装置1可以靠近紫外灯100设置，图1中，设有紫外灯100的灯罩200放置在罩壳5内，开关装置1可以安装于罩壳5，安装在罩壳5的外部或者内部都可以，能够接收检测组件2的光强信号，或者控制模块的控制信号即可。本技术所有实施例中，检测信号或者控制信号的传输采用有线或无线的方式传输都可以。
43.本实施例中，经过研究，紫外灯100在固化工艺中可能存在初始状态下光强波动范围较大的问题，正式由于波动范围较大而影响到薄膜中致孔剂的去除以及影响到氧化物网格交联作用。因此，本技术实施例在进行紫外线固化工艺之前，预先对处于初始状态的紫外灯100进行预处理，使其波动范围稳定后再进行紫外线固化工艺，从而提高工艺性能的稳定性，减少对致孔剂去除、氧化物网格交联作用的不利影响。
44.本技术实施例对处于初始状态的紫外灯100进行预处理，因为初始状态的紫外灯100的光强波动较大，但可知对于非初始状态的紫外灯100在固化工艺前进行预处理也可以，可以防止使用过的紫外灯100也存在光强波动较强的情况。
45.实施例2
46.请参考图3、4，图3为本技术第二实施例中紫外灯固化工艺系统的结构示意图；图4为本技术第二实施例中紫外灯100预处理方法的流程图。
47.本实施例中，紫外灯100预处理的方式与实施例1相同，只是紫外灯预处理装置并非独立于紫外灯固化工艺系统，紫外灯固化工艺系统包括紫外灯预处理装置。在实施例2中，紫外灯预处理装置包括检测组件2、警示装置3以及开关装置1，预处理的方式参照实施例1理解，不再赘述。
48.在该实施例中，紫外灯固化工艺系统包括第一腔体结构300和第二腔体结构400，第二腔体结构400位于第一腔体结构300的下方，第一腔体结构300和第二腔体结构400之间互不相通，二者之间可以通过石英玻璃隔开。第一腔体结构300的腔室内放置有紫外灯100，具体设置有灯罩200，灯罩200内放置紫外灯100，灯罩200内可设置光学组件(图3中未具体示出)，以将紫外灯100的光线进行光学处理后向下方的第二腔体结构400进行照射，第二腔体结构400的腔室内用于装载待处理产品，例如是晶圆(图3中未示出)，第二腔体结构400的腔室内还可设有支撑台500，用于支撑晶圆，支撑台500例如可以是加热盘结构，另外，第二腔体结构400为真空环境。
49.此外，紫外灯100在工作过程中会产生高温，紫外灯固化工艺系统还配设有冷却系统，冷却系统包括换热器700和引风机600，引风机600可将氮气引入到第一腔体结构300内，并带走紫外灯100的热量，然后经过循环回路进入到换热器700进行换热冷却，再重新由引风机600引入到第一腔体结构300内，循环回路的流向可参照图3总的虚线箭头示意。
50.该实施例中，紫外灯预处理装置的检测组件2直接设置在第一腔体结构300内，可以检测到处于工作位置的紫外灯100照射到第一腔体结构300中的光强，警示装置3可以设置在第一腔体结构300、第二腔体结构400的外部，以利于工作人员及时获知紫外灯100预处理完毕。当紫外灯100预处理完毕后，则紫外灯100固化系统即可进行正常的工作。
51.与实施例1相比，实施例2在紫外灯固化工艺系统中完成预处理，即直接对设置在紫外灯固化工艺系统中、处于工作位置的紫外灯进行预处理，预处理的步骤可区别于实施例1，如图4所示，预处理过程中，在检测组件2开始检测之前，可以预先设置包括压强、温度、工艺气体、气体流速和紫外灯100的转速等参数，使紫外灯100在实际的紫外灯100固化工艺环境中进行照射。
52.当然，预处理时也可以不进行上述参数的设定，但由于该实施例在紫外灯固化工艺系统中进行预处理，预先进行上述参数的设定可以充分考虑到实际工作时各项工艺参数对紫外灯100光强的影响，使在该环境下进行预处理的紫外灯100能够更好地满足紫外灯100固化工艺的要求，而且紫外灯100预处理后可以直接使用，无需拆卸安装。
53.如图4所示，当判断光强波动范围处于预设波动范围内后，发出警示后，可不关闭紫外灯100，使其直接使用。当然，紫外灯固化工艺系统本身会设置紫外灯100的开关装置，则也可以在预处理完毕后，控制紫外灯关闭，而在需要使用时再重新打开。
54.实施例3
55.请参考图5、6，图5为本技术第三实施例中紫外灯固化工艺系统的结构示意图；图6为本技术第三实施例中紫外灯100预处理方法的流程图。
56.该实施例与实施例2基本相同，只是实施例3中紫外灯预处理装置设置控制紫外灯100开关的定时开关装置6，即可以定时控制紫外灯100的启闭，从而多次反复开、关紫外灯100。比如控制紫外灯100关闭延续第一时间段，紫外灯100开启延续第二时间段，这样对紫外灯100进行反复多次的开、关，不仅可以充分地激发紫外灯100，而且可以检测到开、关状态下的紫外灯100光强状态，保证紫外灯100在各种环境下的光强均处于稳定状态，提高紫外灯100固化工艺性能的稳定性。
57.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。