專利名稱：具有旋轉(zhuǎn)式遮光器的脫氣腔室的uv燈總成的制作方法
具有旋轉(zhuǎn)式遮光器的脫氣腔室的UV燈總成
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體襯底的等離子體處理過程中，其中半導(dǎo)體襯底被暴露于含鹵素的工藝氣體中，所述工藝氣體的殘余物會殘留在半導(dǎo)體襯底的表面上。這樣的殘余物會導(dǎo)致下游處理階段中的半導(dǎo)體襯底中的瑕疵，且會污染處理管道中的其他半導(dǎo)體襯底。因此，期望從脫氣腔室中的半導(dǎo)體襯底移除這樣的殘余物。

發(fā)明內(nèi)容
包括多個平行UV燈和旋轉(zhuǎn)式遮光器的脫氣腔室的UV燈總成，每個旋轉(zhuǎn)式遮光器包括包圍UV燈的凹壁和自所述凹壁的縱向邊緣向外延伸的兩個法蘭，所述旋轉(zhuǎn)式遮光器被配置為在打開位置和關(guān)閉位置之間旋轉(zhuǎn)，其中處于打開位置的所述旋轉(zhuǎn)式遮光器被布置于所述UV燈上方以便不阻擋所述UV燈的UV光線進(jìn)入所述脫氣腔室；且處于關(guān)閉位置的所述旋轉(zhuǎn)式遮光器被布置于所述UV燈下方以便阻擋所述UV燈的UV光線進(jìn)入所述脫氣腔室， 在所述關(guān)閉位置，相鄰旋轉(zhuǎn)式遮光器的所述法蘭重疊以防止UV光線泄漏。


圖I示出了包括UV燈總成的脫氣腔室的示意性橫截面。圖2a示出了旋轉(zhuǎn)式遮光器的透視圖。圖2b示出了圖2a中的旋轉(zhuǎn)式遮光器的端部的放大頂視圖。圖3示出了圖I的UV燈總成的示意性橫截面，其中旋轉(zhuǎn)式遮光器處于打開位置。圖4示出了圖I的UV燈總成的示意性橫截面，其中旋轉(zhuǎn)式遮光器處于關(guān)閉位置。圖5a示出了 UV燈總成的透視圖，其中旋轉(zhuǎn)式遮光器處于打開位置。圖5b示出了 UV燈總成的透視圖，其中旋轉(zhuǎn)式遮光器處于關(guān)閉位置。圖6示出了根據(jù)一實施方式的UV燈總成的局部分解圖。圖7示出了根據(jù)另一實施方式的UV燈總成的局部分解圖。圖8示出了圖7的UV燈總成的透視圖，其中旋轉(zhuǎn)式遮光器處于關(guān)閉位置。圖9示出了圖7的UV燈總成的透視圖，其中旋轉(zhuǎn)式遮光器處于打開位置。
具體實施例方式圖I示出了示例性脫氣腔室100的示意性橫截面。脫氣腔室100包括由諸如鋁等金屬材料制成的室壁10。石英窗30被多個夾具40固定于室壁10的頂部。石英窗30優(yōu)選地由合成石英制成，由于合成石英的UV光線高透射率。合成石英通常在熱壓罐中經(jīng)熱液工藝被解開(untwine)和生產(chǎn)。石英窗30和室壁10之間的連續(xù)0型環(huán)35提供真空密封。UV燈總成80被設(shè)置在石英窗30上方，中間優(yōu)選地有間隙。真空泵60與脫氣腔室100通過排氣口相連接，所述排氣口可被閥65關(guān)閉。氣體源70與脫氣腔室100通過輸氣管道相連接，所述輸氣管道可被另一閥75關(guān)閉。石英窗30被配置為安裝在脫氣腔室100的頂部上，其中，來自UV燈總成80的UV光線被傳播通 過石英窗30，同時，諸如臭氧或氧氣之類的氣體流入脫氣腔室100，以從被支撐于脫氣腔室100中的諸如300mm晶片等半導(dǎo)體襯底50上移除諸如蝕刻副產(chǎn)品之類的含鹵素的殘余物。石英窗30的細(xì)節(jié)在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請12/607,659中被公開，在此將其作為參考引入。但是，UV燈總成80能以不同于圖I中所示的方式和脫氣腔室系統(tǒng)一起被使用。參考圖I，在脫氣腔室100中的處理過程中，半導(dǎo)體襯底50通過室壁10中的加載門20被移動并被放置于多個襯底支撐銷(support pin)55上。脫氣腔室100被真空泵60排空且來自氣體源70的臭氧或氧氣流入脫氣腔室100。脫氣腔室100中的氣壓優(yōu)選地維持在IOmTorr到lOTorr。UV燈總成80用UV光線(優(yōu)選波長254nm且強(qiáng)度在0. 05到5W/cm2之間的)穿過石英窗30照射半導(dǎo)體襯底50達(dá)10鈔到I分鐘的時間。臭氧或氧氣吸收UV光線并分解為0自由基(原子氧)，0自由基與半導(dǎo)體襯底50上的含鹵素的殘余物起反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物是氣態(tài)的并被真空泵60排出脫氣腔室100。在輸送半導(dǎo)體襯底50進(jìn)出脫氣腔室100的過程中，期望防止UV燈總成80的UV光線逸出脫氣腔室100，以保護(hù)附近的人類操作員以及設(shè)備。但是，為了使處理襯底時的延遲減到最少以及為了防止UV燈85的過早損壞，期望UV燈總成80中的UV燈85保持上電狀態(tài)而不是在每個襯底輸送過程中被開和關(guān)。UV燈總成80包括旋轉(zhuǎn)式遮光器90，旋轉(zhuǎn)式遮光器90可被旋轉(zhuǎn)到關(guān)閉位置以在脫氣腔室100中不需要UV燈時(比如在輸送襯底50進(jìn)出脫氣腔室100的過程中)阻擋來自UV燈85的UV光線。當(dāng)來自UV燈85的UV光線被脫氣工藝需要時，UV燈總成80中的旋轉(zhuǎn)式遮光器90可被旋轉(zhuǎn)到打開位置并允許UV光線到達(dá)脫氣腔室100中的襯底50。圖2a示出了根據(jù)一實施方式的旋轉(zhuǎn)式遮光器90的透視圖。旋轉(zhuǎn)式遮光器90包括凹(例如，半圓柱形、半棱柱形)壁95和沿著凹壁95的縱向邊緣向外延伸的兩個優(yōu)選共面的法蘭93和94。法蘭93和94優(yōu)選地具有大約0. 07到0. 09英寸的寬度。旋轉(zhuǎn)式遮光器90由不透UV光線的材料制成，比如鋁。凹壁95的凹面91優(yōu)選地是反射面(比如拋光的裸露鋁表面)。脫氣腔室100暴露于UV燈總成80的UV光線的內(nèi)表面優(yōu)選地被制成€黑的(例如通過鋁表面上的陽極處理)以減少UV光線的不期望的反射。優(yōu)選地，法蘭93和94不到凹壁95的末端以在縱向上提供離凹壁95的每個末端邊緣至少大約0. I英寸的間隙，這允許凹壁95被接收在支撐構(gòu)件的溝槽中。圖2b示出了旋轉(zhuǎn)式遮光器90的端部的放大頂視圖。圖3示出了根據(jù)一實施方式的UV燈總成80的橫截面示意圖，其中旋轉(zhuǎn)式遮光器90處于打開位置。UV燈總成80包括設(shè)置為彼此平行的多個UV燈85。UV燈85可被布置為互相平行且優(yōu)選地覆蓋石英窗30的大體上整個區(qū)域以實現(xiàn)該腔室中的襯底上方的均勻的UV光線強(qiáng)度。UV燈85可具有與覆蓋石英窗30相比所需長度相同或不同的長度。一個旋轉(zhuǎn)式遮光器90包圍一個UV燈85。每個UV燈85可具有管狀、雙管狀或其他合適的形狀。在打開位置，旋轉(zhuǎn)式遮光器90被布置在UV燈85上方而來自UV燈85的UV光線可直接穿過石英窗30進(jìn)入脫氣腔室100。每個旋轉(zhuǎn)式遮光器90的凹面91向下反射UV光線以增加UV光線的強(qiáng)度和均勻度。旋轉(zhuǎn)式遮光器90在脫氣工藝過程中被維持在打開位置。圖4示出了根據(jù)一實施方式的UV燈總成80的橫截面示意圖，其中旋轉(zhuǎn)式遮光器90處于關(guān)閉位置。在關(guān)閉位置，旋轉(zhuǎn)式遮光器90被布置在UV燈85下方并阻擋來自UV燈85的UV光線的很大一部分(優(yōu)選地大于99%)穿過所述窗30。在關(guān)閉位置，一個旋轉(zhuǎn)式遮光器90的法蘭93的下側(cè)面與相鄰旋轉(zhuǎn)式遮光器的法蘭94的上側(cè)面重疊優(yōu)選大約0. 03到0. 05英寸,更優(yōu)選地大約0. 04英寸以使UV光線的泄漏減到最少。
通過圍繞UV燈85同時旋轉(zhuǎn)所有的旋轉(zhuǎn)式遮光器90大約180°，可將旋轉(zhuǎn)式遮光器90從打開位置旋轉(zhuǎn)到關(guān)閉位置。通過按相反方向同時旋轉(zhuǎn)所有的旋轉(zhuǎn)式遮光器90大約180°，可將旋轉(zhuǎn)式遮光器90從關(guān)閉位置旋轉(zhuǎn)到打開位置。旋轉(zhuǎn)式遮光器90可在打開位置和關(guān)閉位置之間被任何合適的裝置驅(qū)動。當(dāng)旋轉(zhuǎn)式遮光器90從關(guān)閉位置移動到打開位置時，UV燈85優(yōu)選地保持固定且不旋轉(zhuǎn)。對于雙管狀UV燈85來說，最外面的UV燈85a可以是有角度的以便將雙管中的一者置為較靠近石英窗30且將雙管中的另一者置為較遠(yuǎn)離石英窗30。圖5a示出了包括設(shè)置為彼此平行的6個UV燈85的示例性UV燈總成80的透視圖。旋轉(zhuǎn)式遮光器90處于打開位置。UV燈85可以是任何管狀UV燈，比如White-RodgersUVP-06207Germicidal UV燈。兩個最外面的UV燈85a在長度上可以更短以適應(yīng)特定形狀的石英窗30 (未圖示)。例如，最外面的燈可延伸為它們之間的其他四個燈的長度的30-90%。圖5b示出了圖5a的UV燈總成80的透視圖，其中旋轉(zhuǎn)式遮光器90處于關(guān)閉位置。圖6示出了根據(jù)一實施方式的UV燈總成80。旋轉(zhuǎn)式遮光器90的一端被附著(粘附、系結(jié)、焊接，等等)到可旋轉(zhuǎn)環(huán)形遮光器支撐件601的較小外徑表面601a而遮光器90的相對端被附著到有柄的遮光器支撐件602的外部周界602a。遮光器支撐件601的較大外徑表面601b被可旋轉(zhuǎn)地安裝在支承塊603的內(nèi)表面中的圓柱形凹槽(未圖示)中，支承塊603包括多個橫向間隔開的安裝孔603a以固定地支撐一系列平行的UV燈85。具有中心孔605a的凸緣軸承605被安裝在布置為與支承塊603平行且間隔開的支承塊604中的多個橫向間隔開的孔604a中的一者中。有柄的遮光器支撐件602的柄602b被可旋轉(zhuǎn)地支撐在凸緣軸承605的中心孔605a中。UV燈85被設(shè)置為穿過支承塊603中的安裝孔603a并通過遮光器支撐件601的中心。所述燈85的相對端被支撐銷608的一個軸端所支撐。支撐銷608具有被可旋轉(zhuǎn)地支撐于有柄的遮光器支撐件602的中心孔602c中的柄。利用該安裝裝置，每個UV燈85保持固定而同時旋轉(zhuǎn)式遮光器90在打開位置和關(guān)閉位置之間旋轉(zhuǎn)。電氣插口 620被連接到UV燈85以為其提供電源。柄602b被附著到位于支承塊604的外表面上的傳動皮帶輪606且傳動皮帶輪606的外表面嚙合傳動皮帶(未圖示)。所述傳動皮帶被適當(dāng)?shù)尿?qū)動裝置來回移動使得傳動皮帶輪606通過傳動皮帶的移動影響有柄的遮光器支撐件602的旋轉(zhuǎn)以將遮光器旋轉(zhuǎn)到打開位置和關(guān)閉位置。支承塊603和凸緣軸承605可由諸如TorIon 之類的耐熱聚合物材料制成。支承塊604和遮光器支撐件602可由諸如鋁之類的金屬材料制成。在如圖7-9中所示的另一實施方式中，每個UV燈85的一端具有電氣連接用于從插口 620接收電。所述端通過由Torlon 制成的插口板651中的多個橫向間隔開的孔661中的一者被支撐。UV燈85的另一端被由Teflon 制成的有柄的支撐銷653支撐。對于雙管狀UV燈來說，銷653包括具有與該雙管狀UV燈的外表面配對的曲面的配件。包圍UV燈85的旋轉(zhuǎn)式遮光器90被附著到由Torlon 制成的環(huán)形軸承652以及具有柄655b和中心孔655a的驅(qū)動軸(spindle) 655。UV燈85穿過軸承652的中心孔且軸承652被可旋轉(zhuǎn)地安裝在插口板651的內(nèi)表面中的圓柱形凹槽中。具有中心孔656a的凸緣軸承656被安裝在布置為與插口板651平行的支撐板654中的多個橫向間隔開的孔662中的一者中。驅(qū)動軸655的柄655b延伸穿過并被可旋轉(zhuǎn)地安裝在凸緣軸承656的中心孔656a中。有柄的支撐銷653的柄653a被可旋轉(zhuǎn)地支撐在驅(qū)動軸655的中心孔655a中參考圖8-9，懸臂式驅(qū)動臂657被固定地附著于支撐板654的外表面向外的每個驅(qū)動軸655的柄655b。驅(qū)動臂657的端部被可旋轉(zhuǎn)地附著于橫向來回移動以按順時針方向和逆時針方向同時旋轉(zhuǎn)驅(qū)動臂657從而打開和關(guān)閉旋轉(zhuǎn)式遮光器的橫向伸展臂連桿672的垂直臂。臂連桿672具有可旋轉(zhuǎn)地附著于旋轉(zhuǎn)式致動器680的旋轉(zhuǎn)臂681的一端的垂直致動臂671，旋轉(zhuǎn)式致動器680在橫向偏移位置之間旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)臂681。旋轉(zhuǎn)式致動器680可操作來驅(qū)動臂連桿672使得臂連桿672的端673嚙合兩個停止件(在圖8、9中分別示出)。在每個停止件，臂連桿672的端673觸發(fā)位置開關(guān)670，位置開關(guān)670發(fā)信號通知旋轉(zhuǎn)式致動器680停止旋轉(zhuǎn)并防止過度驅(qū)動臂連桿672。雖然參考具體實施方式
對UV燈總成和旋轉(zhuǎn)式遮光器進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，顯然可以有各種變化和修改，還可以采用等同實施方式，而不會背離所附權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。例如，UV燈可被其他類型的燈替代。
權(quán)利要求
1.用于脫氣腔室的UV燈總成，包括多個平行UV燈和旋轉(zhuǎn)式遮光器，每個旋轉(zhuǎn)式遮光器包括包圍UV燈的凹壁和自所述凹壁的縱向邊緣向外延伸的兩個法蘭，所述旋轉(zhuǎn)式遮光器被配置為在打開位置和關(guān)閉位置之間旋轉(zhuǎn)，其中處于所述打開位置的所述旋轉(zhuǎn)式遮光器被布置于所述UV燈上方以便不阻擋所述UV燈的UV光線進(jìn)入所述脫氣腔室；且處于所述關(guān)閉位置的所述旋轉(zhuǎn)式遮光器被布置于所述UV燈下方以便阻擋所述UV燈的UV光線進(jìn)入所述脫氣腔室，在所述關(guān)閉位置，相鄰旋轉(zhuǎn)式遮光器的所述法蘭重疊以防止UV光線泄漏。
2.如權(quán)利要求I所述的UV燈總成，其中所述凹壁的凹面是反射面。
3.如權(quán)利要求I所述的UV燈總成，其中所述凹壁是半圓柱形的。
4.如權(quán)利要求I所述的UV燈總成，其中每個旋轉(zhuǎn)式遮光器的所述法蘭是共面的；具有大約0. 07到0. 09英寸的寬度；且所述法蘭的縱向末端離所述凹壁的縱向末端空出至少大約0. I英寸。
5.如權(quán)利要求I所述的UV燈總成，其中每個旋轉(zhuǎn)式遮光器的所述法蘭與相鄰旋轉(zhuǎn)式遮光器的所述法蘭在關(guān)閉位置重疊大約0. 03到0. 05英寸。
6.如權(quán)利要求I所述的UV燈總成，進(jìn)一步包括 具有用于每個旋轉(zhuǎn)式遮光器的孔的支撐塊； 具有用于每個旋轉(zhuǎn)式遮光器的柄的軸； 驅(qū)動裝置；以及 其中 所述旋轉(zhuǎn)式遮光器被附著到所述軸； 所述軸的所述柄被可旋轉(zhuǎn)地支撐在所述支撐塊的所述孔中；以及所述軸的所述柄被所述驅(qū)動裝置驅(qū)動使得附著的所述旋轉(zhuǎn)式遮光器在所述打開和關(guān)閉位置是可旋轉(zhuǎn)的。
7.如權(quán)利要求I所述的UV燈總成，其中每個UV燈包括綁在一起的成對的平行的圓柱形管。
8.如權(quán)利要求I所述的UV燈總成，包括具有第一長度的四個UV燈和具有比所述第一長度短至少10%的第二長度的兩個UV燈，所述四個較長長度的燈位于所述兩個較短長度的燈之間，六個所述燈上的所述旋轉(zhuǎn)式遮光器同時被操作。
9.包括如權(quán)利要求I所述的UV燈總成的脫氣腔室。
10.如權(quán)利要求9所述的脫氣腔室，其中所述脫氣腔室暴露于所述UV燈總成的UV光線的內(nèi)表面被制成黑的以減少UV光線的反射。
11.使用如權(quán)利要求9所述的脫氣腔室處理半導(dǎo)體襯底的方法，包括 將所述旋轉(zhuǎn)式遮光器旋轉(zhuǎn)到所述關(guān)閉位置； 將半導(dǎo)體襯底輸送到所述脫氣腔室中； 將所述旋轉(zhuǎn)式遮光器旋轉(zhuǎn)到所述打開位置； 將臭氧或氧氣供應(yīng)到所述脫氣腔室中，同時將所述腔室中的真空壓強(qiáng)維持在IOmTorr到 IOTorr ； 通過用UV光線穿過石英窗照射所述脫氣腔室中的所述臭氧或氧氣產(chǎn)生0自由基； 通過與所述0自由基的反應(yīng)移除所述半導(dǎo)體襯底上的含鹵素的殘余物； 將所述旋轉(zhuǎn)式遮光器旋轉(zhuǎn)到所述關(guān)閉位置；從所述脫氣腔室移除所述半導(dǎo)體 襯底。
全文摘要
具有旋轉(zhuǎn)式遮光器的UV燈總成，每個旋轉(zhuǎn)式遮光器具有有反射凹面的凹壁。旋轉(zhuǎn)式遮光器可在打開位置和關(guān)閉位置之間共同地旋轉(zhuǎn)。在打開位置，旋轉(zhuǎn)式遮光器不阻擋UV燈的UV光線離開UV燈總成，而在關(guān)閉位置，旋轉(zhuǎn)式遮光器阻擋UV光線離開UV燈總成。
文檔編號H01L21/302GK102656669SQ201080057454
公開日2012年9月5日 申請日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者威廉·T·哈特, 弗雷德·丹尼斯·埃格雷 申請人:朗姆研究公司