專利名稱：：控制uv照射以固化半導(dǎo)體襯底的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般涉及控制uv照射以固化半導(dǎo)體襯底的方法和使用該uv照射控制方法處理半導(dǎo)體襯底的方法。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)上，UV處理儀器已經(jīng)被普遍用于利用UV光改良各種處理目標(biāo)和通過光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生物質(zhì)。近來器件的更高度集成趨勢導(dǎo)致了日益更精細(xì)的線路設(shè)計和多層線路結(jié)構(gòu)，其帶來了這樣的需要為了提高器件速度同時減少能耗而減少層間體積(interlayervolume)。為了減小層間體積，使用低-k(低介電常數(shù)膜)材料。然而，低-k材料的使用導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度(由彈性模量或EM表示)隨介電常數(shù)降低而更低，這使得低-k材料難以承受后續(xù)過程比如CMP、絲焊(wirebonding)和封裝中所受的壓力。改進(jìn)上面問題的一種方法是通過UV照射固化低-k材料并因此提高其機(jī)械強(qiáng)度(這種方法的例子參考美國專利6，759,098和美國專利6,296,909)。當(dāng)通過UV光照射時，低-k材料收縮并變硬，導(dǎo)致其機(jī)械強(qiáng)度(EM)提高50%到200%。近年可得到的高度集成器件也迫使工業(yè)去尋找通過熱CVD或PECVD、在無加熱或等離子帶來的損傷或破裂的條件下形成各種薄膜的方法。作為解決這個需要的方法，對涉及光化學(xué)反應(yīng)的光CVD己進(jìn)行了一段時間的研究。然而，當(dāng)處理目標(biāo)或者反應(yīng)空間將在任何光CVD方法下用光能照射時，UV燈必須與反應(yīng)空間隔離，因為(l)必須控制反應(yīng)空間中的壓力和環(huán)境氣體；(2)由于生成的氣體，UV燈將變臟；以及(3)生成的氣體必須安全排出。由合成石英——其透射光能——制成的透光型窗玻璃一般被用于構(gòu)成隔離兩者的分隔物(盡管許多類型的玻璃是可用的，但優(yōu)選合成石英，原因在于其相對廉價并且其在真空氣氛下具有透射廣譜范圍內(nèi)直到UV范圍的各種光的能力)。
發(fā)明內(nèi)容然而，取決于透射窗的材料，當(dāng)透射光為攜帶高能量的UV光時，其透射率因為沉積物聚集在窗材料上而趨于下降。因此，在有大量除去氣體(outgas)(由被照射的膜產(chǎn)生的分解氣體)產(chǎn)生的固化工藝中需要進(jìn)行清潔。在本發(fā)明的一種實施方式中，經(jīng)常地或者在特定的時間監(jiān)測透射率以在合適周期內(nèi)實施清潔。在本發(fā)明的實施方式中，UV照射儀器裝備有UV照度計，其在UV光源緊鄰和透射窗玻璃的后面測量UV光的照度，以便經(jīng)常地或者在特定的時間監(jiān)測照度。因為透射率的下降程度取決于所使用的UV光波長而不同，在本發(fā)明的一種實施方式中，透射率使用UV照度計測量，該UV照度計能夠以有效的或者特定的方式測量可應(yīng)用UV光的波長。測量的精確度可以通過周期性校正UV照度計本身來保證。在本發(fā)明的一種實施方式中，將UV光源的照度與透射窗玻璃后測得的照度比較，以測量由透射窗玻璃的污染或者退化導(dǎo)致的照度下降率。在本發(fā)明的一種實施方式中，提供這樣的機(jī)制籍此，為了維持恒定水平的照度，基于燈的光源接受照度信息的反饋并增加輸出以彌補照度的任何下降。當(dāng)清潔窗玻璃時，照度恢復(fù)到與在固化開始時測量的大約相同的水平。在本發(fā)明的實施方式中，清潔后幾乎沒有觀察到照度變化的點被定義為終點，并且清潔在達(dá)到該終點時終止。在本發(fā)明的實施方式中，在固化和清潔時間期間監(jiān)測照度，并以這樣的方法控制其頻率直到監(jiān)測到的照度達(dá)到一定水平(比如在固化膜的質(zhì)量未受到影響的水平)才不進(jìn)行清潔。在本發(fā)明的一種實施方式中，通過使用特定的照度值作為觸發(fā)值(trigger)以自動控制清潔時間和頻率也是可能的。透射窗玻璃吸收一部分UV光并受到由加熱臺(heatertable)產(chǎn)生的熱的損壞，因此其透射率隨時間下降。其結(jié)果是，到達(dá)固化目標(biāo)的UV光的照度下降。在本發(fā)明的實施方式中，監(jiān)測透射率以掌握合成石英遭受損壞的情況，確定其需要更換的時間。例如，更換的時間可以通過監(jiān)測由玻璃退化導(dǎo)致的透射率下降來控制，并且當(dāng)透射率降至規(guī)定值或者更低時更換玻璃。出于概括本發(fā)明的目的和相比于相關(guān)技術(shù)達(dá)到的優(yōu)勢，本發(fā)明的某些目的和優(yōu)勢在本公開內(nèi)容中予以描述。當(dāng)然，其應(yīng)當(dāng)被理解為不一定所有的這些目的或者優(yōu)勢都可以根據(jù)本發(fā)明的任何具體實施方式達(dá)到。因此，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到本發(fā)明將以這樣的方式進(jìn)行實施或者執(zhí)行——其獲得或者優(yōu)化本文所教導(dǎo)的一種優(yōu)點或者一組優(yōu)勢，而不一定達(dá)到本文教導(dǎo)的或者表明的其它目的或者優(yōu)勢。_從下面的優(yōu)選實施方式的詳細(xì)描述，本發(fā)明的進(jìn)一步方面、特征和優(yōu)勢將變得明顯。本發(fā)明的這些特征和其它特征現(xiàn)將參考優(yōu)選實施方式的附圖予以描述，這些優(yōu)選實施方式意欲說明而非限定本發(fā)明。出于說明性的目的，附圖被過分簡化而并未按比例。圖1是可以在本發(fā)明的實施方式中使用的UV照射儀器的示意圖。圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的實施方式，在固化之前和之后，UV透射玻璃窗的透射率與穿過透射玻璃的UV光波長之間關(guān)系的圖。圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的實施方式，在固化和清潔之后，在透射玻璃窗下測量到的UV光(254nm)的強(qiáng)度變化的圖。圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的實施方式，使用波長為172nm的UV光，UV透射玻璃的透射率隨時間變化的圖(當(dāng)初始透射率是100%時圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的實施方式，合成石英玻璃的透射率和穿過石英玻璃的UV光波長之間關(guān)系的圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施方式，控制UV照射的流程圖。具體實施例方式本發(fā)明將參考優(yōu)選實施方式予以詳細(xì)解釋。然而，優(yōu)選的實施方式并非意欲限制本發(fā)明。在本發(fā)明的一種實施方式中，控制UV照射以固化半導(dǎo)體襯底的方法可包括(a)使UV光穿過室中提供的透射玻璃窗，以固化室內(nèi)放置的半導(dǎo)體襯底；(b)監(jiān)測透射玻璃窗之前(upstream)的照度和透射玻璃窗之后(downstream)的照度；以及(c)基于監(jiān)測的照度，確定透射玻璃窗清潔的時間和/或持續(xù)時間、更換透射玻璃窗的時間、更換UV燈的時間和/或UV光的輸出。在上面，在一種實施方式中，監(jiān)測步驟可以包括由在透射玻璃窗之前提供的照度計測量透射玻璃窗之前的照度和由在透射玻璃窗之后提供的照度計測量透射玻璃窗之后的照度，由此獲得UV光的透射率。在任何一種前述的實施方式中，UV光穿過步驟和監(jiān)測步驟可以至少在一個選自下述的時間進(jìn)行固化半導(dǎo)體襯底開始時、固化半導(dǎo)體襯底結(jié)束時、清潔透射玻璃窗開始時以及清潔透射玻璃窗結(jié)束時。在任何一種前述的實施方式中，確定步驟可以包括(A)將透射玻璃窗之后的照度與第一參考值比較；(B)將透射玻璃窗之前的照度與第二參考值比較；(C)如果透射玻璃窗之后的照度等于或者低于第一參考值并且透射玻璃窗之前的照度不等于或者不低于第二參考值，則確定開始進(jìn)行透射玻璃窗的清潔；以及(D)如果透射玻璃窗之前的照度等于或者低于第二參考值，則確定更換UV燈。在上面，在實施方式中，當(dāng)開始清潔時，UV光穿過步驟和監(jiān)測步驟可以在清潔過程中重復(fù)，并且確定步驟可以進(jìn)一步包括(E)將監(jiān)測的透射玻璃窗之后的照度與第三參考值比較；以及(F)如果透射玻璃窗之后的照度等于或者高于第三參考值，則確定結(jié)束透射玻璃窗的清潔。在上面，在實施方式中，當(dāng)透射玻璃窗之后的照度不等于或者不高于第三參考值時，確定步驟可以進(jìn)一步包括(G)比較連續(xù)監(jiān)測的透射玻璃窗之后的照度，和(H)如果連續(xù)監(jiān)測的透射玻璃窗之后的照度之間的差別等于或者小于標(biāo)準(zhǔn)值，則確定結(jié)束透射玻璃窗的清潔。在上面，在實施方式中，確定步驟可以進(jìn)一步包括(I)確定增加UV光的輸出以彌補在清潔結(jié)束時透射玻璃窗之后的照度與第三參考值之間的差別。在上面，在實施方式中，確定步驟可以進(jìn)一步包括(J)在增加UV燈輸出之后將透射玻璃窗之后的照度與第四參考值比較；以及(K)如果在增加UV燈輸出之后透射玻璃窗之后的照度等于或者低于標(biāo)準(zhǔn)值，則確定更換透射玻璃窗。在任何一種前面所述的實施方式中，UV光穿過步驟和監(jiān)測步驟可以在不同的半導(dǎo)體襯底被裝入到室中之后重復(fù)。在任何一種前面所述的實施方式中，確定步驟可以包括比較在各監(jiān)測步驟中所監(jiān)測的透射玻璃窗之后的照度，由此確定更換透射玻璃窗的時間。在任何一種前面所述的實施方式中，確定步驟可以包括比較在各監(jiān)測步驟中監(jiān)測的照度，由此確定清潔透射玻璃窗的時間。在任何一種前面所述的實施方式中，UV光穿過步驟和監(jiān)測步驟可以在清潔過程中頻繁地或者連續(xù)地進(jìn)行，由此確定清潔的終點。在任何一種前面所述的實施方式中，確定步驟可以包括確定UV光的輸出，并且該方法可以進(jìn)一步包括基于確定的UV光輸出增加UV光的輸出，以維持穿過透射玻璃窗的UV光的照度。在任何一種前面所述的實施方式中，確定步驟可以包括通過設(shè)定開始清潔的照度閾值并將監(jiān)測的透射玻璃窗之后的照度與透射率閾值比較，確定清潔的時間。在任何一種前面所述的實施方式中，確定步驟可以包括通過設(shè)定更換透射玻璃窗的照度閾值，并將監(jiān)測的透射玻璃窗之后的照度與該照度閾值比較，確定更換透射玻璃窗的時間。在任何一種前面所述的實施方式中，UV光可以具有170nm到300nm的波長。在本發(fā)明的另一種實施方式中，通過UV光固化半導(dǎo)體襯底的方法可包括(i)通過使UV光穿過室中提供的透射玻璃窗，固化放置在室中的半導(dǎo)體襯底；(ii)清潔透射玻璃窗；(iii)執(zhí)行前述方法的任何一種，由此基于監(jiān)測的透射率確定清潔透射玻璃窗的時間和/或持續(xù)時間、更換透射玻璃窗的時間、更換UV燈的時間、和/或UV光輸出；以及(iv)根據(jù)步驟(iii)，控制步驟(ii)的時間和/或持續(xù)時間，更換透射玻璃窗、更換UV燈和/或增加步驟(i)中UV光的輸出。在本公開內(nèi)容中，"照度"可以被陳述為吸收率或者強(qiáng)度，或者在一些情況下，稱為透射率。進(jìn)一步，在本公開內(nèi)容中一其中條件和/或結(jié)構(gòu)未詳細(xì)說明，借助本
發(fā)明內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地提供作為常規(guī)實驗的這些條件和/或結(jié)構(gòu)。同樣，在本公開內(nèi)容中，在實施方式中使用的數(shù)字可以在其它實施方式中被修改±50%，并且在實施方式中使用的范圍可以包括或者不包括端值。本發(fā)明將參考附圖和實施例予以詳細(xì)描述。然而，附圖和實施例并非意欲限定本發(fā)明。通過參考圖1和圖2，下面對實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式予以解釋。如圖1所示，本發(fā)明中使用的UV照射儀器包括UV單元1，其裝備有UV燈7;照射窗2;反應(yīng)器主體3;反應(yīng)器主體內(nèi)壁上提供的并與氣體導(dǎo)入管5相連的氣體進(jìn)入環(huán)(未顯示)；加熱臺4;與排出口6連接的真空泵(未顯示)；和安裝在排出口內(nèi)部的壓力控制閥(未顯示)。圖l所示儀器與加載閉鎖室(loadlockchamber)12連接，并且加載閉鎖室內(nèi)的加載/卸載機(jī)器人11被用于加載/卸載襯底。注意，儀器不完全限于此圖，任何儀器只要能夠照射UV光都可以使用。例如，在美國專利申請11/690,624(2007年3月22日提交)和11/684,524(2007年3月9日提交)中公開的UV照射儀器，兩者由本申請的受讓人共同擁有，可以被用于本發(fā)明實施方式中。上面申請的公開內(nèi)容在此以其全部引入以作參考。對圖1中的儀器進(jìn)行更詳細(xì)的說明。反應(yīng)器主體3被設(shè)計成允許將其內(nèi)部壓力控制在從真空到接近大氣壓的范圍內(nèi)，并具有安置在頂部的UV照射單元1。存在能夠連續(xù)并脈沖發(fā)出UV光的UV燈7，加熱器4以與UV燈面對并平行的方式安裝，而照射窗玻璃2以與UV燈和加熱器面對并平行的方式安裝在UV燈和加熱器之間。照射窗2用于實現(xiàn)均勻的UV照射，并且可以使用任何材料，比如合成石英，只要該材料能夠隔離反應(yīng)器和大氣同時透射UV光。在實施方式中，多個管式UV燈7被平行放置在UV照射單元內(nèi)。如圖1所示，這些燈被最優(yōu)排列以實現(xiàn)均勻的照射，同時提供反射板8以引導(dǎo)由每個UV燈發(fā)射的UV光被適當(dāng)?shù)胤瓷涞奖∧ど希⑶以摲瓷浒灞辉O(shè)計為其角度可以調(diào)整以獲得均勻的照度。此儀器通過凸緣(flange)(未顯示)——照射窗玻璃2被提供在其中——隔離了內(nèi)部壓力可以被控制在從真空到接近大氣壓力范圍內(nèi)的室(襯底處理部分)以及安裝在前述室內(nèi)以連續(xù)或者脈沖發(fā)射UV光的UV燈(UV發(fā)射部分)。UV燈的結(jié)構(gòu)使得它們?nèi)菀兹〕龊透鼡Q。氣體通過凸緣被引入并且多個氣體入口以對稱布置方式提供以獲得均勻的處理氣氛。具體的UV照射方法如下使用氣體——選自Ar、CO、C02、C2H4、CH4、H2、He、Kr、Ne、N2、02、Xe、醇?xì)怏w和有機(jī)氣體——在室內(nèi)產(chǎn)生壓力在大約0.1托(Torr)到接近大氣壓(包括1托、10托、50托、100托、l，OOO托和前面所述數(shù)字之間的任何值)的氣氛；通過穿過閘門閥9從襯底傳輸口加載襯底，將半導(dǎo)體襯底——其為處理目標(biāo)——放置到已經(jīng)設(shè)置到大約0到大約65(TC溫度(包括l(TC、50°C、100°C、200°C、300°C、400°C、500°C、600°C和前面所述數(shù)字之間的任何值，但優(yōu)選30(TC到45(TC)的加熱器上；以及通過與UV燈保持合適的距離(lcm至100cm)并以大約1mW/cn^到大約l，OOOmW/cm2(包括10mW/cm2、50mW/cm2、100mW/cm2、200mW/cm2、500mW/cm2、800mW/cm2和前面所述數(shù)字之間的任何值)的輸出和大約1Hz到大約l，OOOHz(包括10Hz、100Hz、200Hz、500Hz和前面所述數(shù)字之間的任何值)的頻率或者連續(xù)地或者脈沖地發(fā)射波長為大約100nm到大約400nm(包括150nm、200nm、250nm、300nm、350nm和前面所述數(shù)字之間的任何值，但優(yōu)選大約200nm)的UV光，照射UV光到在半導(dǎo)體襯底上形成的薄膜上。照射時間是大約lsec到大約60min(包括5sec、10sec、20sec、50sec、100sec、200sec、500sec、1，000sec、2,000sec和前面所述數(shù)字之間的任何值)。將室從排出口抽空。在一實施方式中，這種半導(dǎo)體制造儀器通過自動程序進(jìn)行一系列上面所述的處理步驟，其中處理步驟包括導(dǎo)入氣體、UV光照射、停止照射以及停止氣體。UV光強(qiáng)度(照度)可以在1%到100%的范圍內(nèi)改變，并且根據(jù)適用的方法進(jìn)行控制。圖1所示的儀器也具有通過維持UV光照度在恒定的水平，調(diào)節(jié)輸入到燈的功率以使得UV儀器穩(wěn)定地運行的機(jī)制，其中，具體地，功率輸入被增加以彌補可能由燈或者玻璃退化導(dǎo)致的任何透射窗玻璃之下的照度下降。此儀器具有照度測量能力，因為此儀器在其內(nèi)壁上安裝有UV照度計21a、21b，以在透射窗玻璃之前和之后測量照度。在透射窗玻璃2上方提供的照度計21a直接監(jiān)測燈的照度以檢測燈的退化。另一照度計21b測量透射窗玻璃下面的照度，以計算與上面照度計測量值的差別，其結(jié)果用于確定由玻璃退化導(dǎo)致的透射率下降量。UV照度計通過照度監(jiān)控單元22將測量數(shù)據(jù)反饋給UV儀器的功率控制系統(tǒng)23，以幫助維持放置有固化目標(biāo)的透射窗玻璃下方的照度在恒定水平。如果由于UV照射，除去氣體(outgas)從半導(dǎo)體襯底上的薄膜產(chǎn)生，則其在由合成石英或者類似物制成的照射窗玻璃上以及在室內(nèi)壁上沉積。沉積在照射窗上的污染物吸收UV光并導(dǎo)致固化效率降低。圖2說明了固化之前和之后照射窗玻璃的UV透射率的變化的例子。圖1所示儀器使用的固化條件如下襯底襯底上的薄膜SiOC膜厚度100至lj1,000nm成膜方法等離子體CVD固化條件UV燈0.1至lj30kW透射窗材料合成石英玻璃透射窗玻璃厚度20mm襯底和透射窗玻璃之間的距離l到10cmUV燈和透射窗玻璃之間的距離l到50cm反應(yīng)器主體內(nèi)的氣氛N2壓力1到760托固化溫度200到600°C固化時間30到l，OOOsecUV照度計由HamamatsuPhotonicsK.K.制造的C7460。圖2的豎直軸表示透射率，或者具體地，由提供在透射窗后面的照度計測量的照度百分?jǐn)?shù)，其中100%代表由提供在透射窗之前的照度計測量的照度。如圖2所示，在UV固化之前，透射窗玻璃的UV透射率根據(jù)波長而變化，并且一旦波長下降到300nm或者更小時，透射窗玻璃本身的UV透射率開始下降。然而，在固化后透射率下降更多，并且在波長為300nm或者更小時注意到明顯的下降。特別地，透射率在波長為250nm或者更小時下降顯著，并且在波長為200nm或者更小時下降更顯著。由于顯示該趨勢主要針對250nm或更小的波長，并且更主要針對200nm或更小的波長，因此這些下降由污染透射窗玻璃表面的除去氣體產(chǎn)生的增加引起，其中污染吸收了波長為300nm或更小的光。這些結(jié)果表明在使用300nm或者更短短波長的光的UV體系中，當(dāng)光波長下降時需要更徹底的清潔。圖5顯示當(dāng)在與圖2使用的相同條件下照射UV光時透射窗玻璃的UV透射率。根據(jù)此圖，透射率在170nm處時是大約60%。因此，當(dāng)也考慮透射效率時，UV光的波長可以是170nm或者更大并且300nm或者更小，優(yōu)選地250nm或者更小，更優(yōu)選地200nm或者更小。同樣，考慮這樣的實例其中透射率被設(shè)置在開始清潔時的值，并且程序以這樣的方式寫出固化后透射率被監(jiān)測并且如果達(dá)到規(guī)定的透射率則進(jìn)行清潔。例如，如果開始清潔的透射率被設(shè)置在89。％，則如果使用波長為200nm的光，在每個固化周期后將進(jìn)行清潔，而如果使用波長為250nm或者更大的光，則清潔頻率將降至幾次固化周期之后清潔一次。然而，注意，如果最佳固化時間根據(jù)波長而改變，圖2表示的趨勢可能不會嚴(yán)格地遵循。如上面所述，可以僅僅基于固化后的透射率確定開始清潔的時間。然而，同樣可能的是計算固化之前和固化之后透射率之間的差別并將這種差別用作進(jìn)行清潔的觸發(fā)條件(trigger)。通過將透射率的差別用作觸發(fā)條件，由透射窗玻璃本身的波長導(dǎo)致的透射率不同可以被考慮，這使得清潔時間的更精確確定。也可以通過將在透射窗之前的照度計測量的起始照度定義為100%，并相對于初始值，連續(xù)監(jiān)測在透射窗之前的照度計測得的照度，確定UV燈的退化。進(jìn)行清潔以從透射窗玻璃除去污染物。一個例子是使用02作為清潔氣體并使其在UV光的存在下變成臭氧，以通過臭氧反應(yīng)除去污染物質(zhì)。在本發(fā)明的實施方式中，在這類清潔中可使用下面的條件清潔氣體02(0.5到5slm)壓力5到760托加熱臺溫度200到40(TC反應(yīng)器側(cè)壁100到180°C時間15到1,000secUV光使用用于固化的相同UV光頻率l至幾次固化周期之后一次(比如每2到5周期1次)室內(nèi)壁上沉積的污染物將最終從壁分離并成為顆粒。這些污染物也可以通過前面所述的清潔除去。為了確定是否進(jìn)行了足夠的清潔，透過透射窗玻璃的UV光的照度被測量，以檢査照度是否已經(jīng)恢復(fù)到固化前測量的水平。圖3顯示當(dāng)在與圖2使用的相同固化條件以及下面的清潔條件下實施固化和清潔周期時，在透射窗之后的照度計測量的照度。清潔氣體02(0.5到5slm)壓力5到760托加熱臺溫度200到400。C反應(yīng)器側(cè)壁100到18(TC時間15到1,000secUV光使用用于固化的相同UV光(255nm)如圖3所示，通過清潔，透射窗玻璃的透射率大致恢復(fù)到固化前的水平。在圖3中，清潔開始時的照度高于固化結(jié)束時的照度。這是因為在固化過程中UV光被由膜產(chǎn)生的氣體吸收，其使得固化結(jié)束時表觀照度更低。結(jié)果是，清潔開始時的照度變得較高。另一方面，清潔結(jié)束時的照度比固化開始時的照度高的原因是覆蓋有膜的晶片已經(jīng)在UV照射之前的步驟中被加熱并且因此在固化前氣體已經(jīng)在一定程度上被釋放。釋放的氣體導(dǎo)致表觀照度下降。上面表觀照度的變化與透射窗玻璃的污染程度沒有直接聯(lián)系。該圖顯示第二個清潔周期之后的照度低于第一個清潔周期之后的照度。在上面情況下，通過基于監(jiān)測到的照度輸出指示UV控制器提高UV光強(qiáng)度的信號，透射窗之后的照度可以被維持在恒定的水平。另一種可能的方法是改變結(jié)束清潔的點以增加清潔時間。然而，如果清潔之后照度沒有恢復(fù)到足夠的水平，則透射窗玻璃的退化是一種可能性。如果前面提到的方法不起作用，應(yīng)當(dāng)檢査是否更換透射窗玻璃。具體地，UV照射儀器具有改變向燈的功率輸入的機(jī)制，其意味著通過增加燈的輸出一個與照度下降相應(yīng)的量，固化目標(biāo)上的照度可以保持在恒定的水平。例如，設(shè)想當(dāng)燈以其最大輸出功率的80%工作時照射目標(biāo)上的照度由于燈或者玻璃的退化而下降。在這種情況下，向燈的功率輸入可以升高到最大輸出以調(diào)節(jié)照度。然而，當(dāng)照度下降變得大量以致輸入與總輸出能力相應(yīng)的功率不再能夠達(dá)到期望的照度時，燈或者透射窗玻璃(或者兩者)必須被更換。通常，已知合成玻璃在一定程度上吸收UV光，并因此退化。這可能因為所吸收的光破壞了玻璃的晶體結(jié)構(gòu)。供你參考，在透射窗之前和之后的照度計的結(jié)合使用是確定退化的是燈還是透射窗玻璃的有效方法(盡管為了方便，可能僅僅使用在透射窗之后的照度計檢測退化)。透射窗玻璃上面的照度計直接監(jiān)測燈以檢測其退化，而透射窗玻璃下面的照度計用于測量透射窗玻璃下面的照度，以監(jiān)測與上面的照度計所進(jìn)行的測量的差別，來表示由透射窗玻璃的退化導(dǎo)致的透射率下降的量。此外，可以被提供的機(jī)制是允許UV照度計反饋測量數(shù)據(jù)到UV儀器的功率控制系統(tǒng)，以幫助維持放置有固化目標(biāo)的透射窗玻璃下面的照度在恒定的水平。如上面描述，透射窗玻璃由于高能量UV光以及也由于加熱臺產(chǎn)生的熱量被損害，并因此其透射率隨時間逐漸下降。圖4說明當(dāng)UV光(172nm)在下面條件下被照射時，透射窗玻璃的透射率隨時間變化的例子。照射條件UV燈1,5W、172誰透射窗材料合成石英玻璃透射窗玻璃厚度20mm反應(yīng)器主體內(nèi)氣氛N2壓力5托Pa溫度400°C在圖4中，在大約150小時后透射率大致保持恒定，直到大約450小時，但其后突然下降。在這種情況下，更換透射窗玻璃的合適時間是當(dāng)大約450小時過去的時候。供你參考，盡管在實施方式中照度被持續(xù)地監(jiān)控，其也可以在特定的時間被監(jiān)測而不是在所有的時間內(nèi)監(jiān)測。例如，固化開始時或清潔結(jié)束時的照度可以被監(jiān)測以確定測量值是否正常。應(yīng)當(dāng)注意的另一點是如同透射窗玻璃的污染和退化一樣，UV照度計探針的污染和退化也可以導(dǎo)致照度的下降。然而，玻璃污染和探針退化可以通過定期使用標(biāo)準(zhǔn)探針校正該探針區(qū)分。UV照度計探針的污染也可以用與適于清潔窗玻璃相同的方法清潔。這些探針典型地由合成玻璃制成。在一實施方式中，探針通過合成石英制成的窗玻璃與反應(yīng)器分開，并因此該玻璃可以用與清潔透射窗玻璃相同的方法被清潔。uv照度計包括那些選擇性測量具體波長的照度計和那些類似于在波長范圍內(nèi)測量光譜(profile;)的分光光度計的照度計。期望的是UV照度計的測量波長與使用的UV光波長相匹配。各種照度計可以根據(jù)應(yīng)用的UV光選擇。例如，選擇性測量大約172nm、254nm或者365nm波長的光的傳感器可以被用于測量照度。也可能的是使用分光光度計測量在200到1000nm范圍內(nèi)的光譜，以從譜的變化確定退化程度。當(dāng)使用Xe激發(fā)物UV燈(入=172nm)時，例如，照度可以使用172-nm照度計測量。另一方面，如果使用高壓汞燈(人=200—到400nm)時，使用254-nm照度計則足夠。如上面所述，在實施方式中，UV照射儀器安裝有直接測量UV光源照度的傳感器，和測量已經(jīng)透過透射窗玻璃的UV光照度的其它傳感器。通過持續(xù)監(jiān)測來自這些傳感器的數(shù)據(jù)，由透射窗玻璃的污染或者退化導(dǎo)致的照度下降率可以通過比較光源的照度與透射窗玻璃后的照度進(jìn)行測量。在實施方式中，照度信息被反饋給燈光源，以使輸出增加，以彌補任何的照度下降并由此維持照度在恒定的水平。在實施方式中，清潔終點基于照度信息得以明確，以便控制清潔時間和頻率。在一實施方式中，可以通過監(jiān)測由退化導(dǎo)致的玻璃透射率的下降，并在透射率下降到特定水平或者低于該特定水平時更換玻璃，控制透射窗玻璃的更換時間。借助上面所述，在一實施方式中，UV照射儀器可以以穩(wěn)定的方式運行。圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施方式、UV照射控制的流程圖?？刂品椒ù笾掳?a)使UV光穿過室內(nèi)提供的透射玻璃窗以固化放置在室內(nèi)的半導(dǎo)體襯底；(b)監(jiān)測透射玻璃窗之前的照度和透射玻璃窗之后的照度；以及(C)基于監(jiān)測的照度，確定透射玻璃窗清潔的時間和/或持續(xù)時間、更換玻璃窗的時間、更換uv燈的時間和/或uv光的輸出。在上述中，UV光穿過步驟以及監(jiān)測步驟可以至少在選自下述的一種時間進(jìn)行半導(dǎo)體襯底固化開始時、半導(dǎo)體固化結(jié)束時、透射玻璃窗清潔開始時以及透射玻璃窗清潔結(jié)束時，或者可以持續(xù)地或者間斷性地或者在安排的時間進(jìn)行。監(jiān)測的時間可以根據(jù)其目的進(jìn)行選擇。例如，如果清潔的終點需要確定，監(jiān)測可以在清潔過程中有效地進(jìn)行。如果清潔頻率需要確定，監(jiān)測可以在固化結(jié)束時有效地進(jìn)行。如果更換透射玻璃窗的時間需要確定，監(jiān)測可以在清潔結(jié)束時或者固化開始時有效地進(jìn)行。然而，如圖3所示，清潔結(jié)束時的照度和固化開始時的照度稍微不同。因此，取決于監(jiān)測時間，使用用于確定應(yīng)當(dāng)采取何種操作過程的不同參考值。同樣，有效的是對于不同的裝載，在周期中相同的時間進(jìn)行監(jiān)測，以能夠恰當(dāng)?shù)卦u估透射玻璃窗隨時間的退化?？梢园l(fā)射uv光，專門用于檢査沒有固化或者清潔發(fā)生時的照度或者透射率?？蛇x地，用于固化或者清潔的uv光也可以被用于檢測照度或者透射率。在圖6中，在步驟S1中，UV照射控制過程開始，而且UV光通過透射玻璃窗，并且玻璃窗之前和玻璃窗之后的照度被監(jiān)測。在步驟S2中，將透射玻璃窗之后的照度與第一參考值比較，如果透射玻璃窗之后的照度等于或者低于第一參考值，S3步驟開始。如果透射玻璃窗之后的照度不等于或者不低于第一參考值，這意味著透射玻璃窗保持了良好的透射率，并且因此下一周期(將下一襯底裝載進(jìn)入室中進(jìn)行固化而不進(jìn)行清潔)在步驟S5中開始。第一參考值可以預(yù)先選擇。在步驟S3中，將透射玻璃窗之前的照度與第二參考值比較，并且如果透射玻璃窗之前的照度不等于或者不低于第二參考值，透射玻璃窗的清潔在步驟S6開始。如果透射玻璃窗之前的照度等于或者低于第二參考值，這意味著透射玻璃窗之前的照度減小是由于UV燈的退化，而不是因為在透射玻璃窗表面上成膜，因此UV燈在步驟S4中更換。由于上面所述，第二參考值可以是預(yù)先選擇的。在步驟S7中，清潔在步驟S6中開始之后，UV光穿過步驟和監(jiān)測步驟在清潔過程中重復(fù)，將監(jiān)測的透射玻璃窗之后的照度與第三參考值比較。如果透射玻璃窗之后的照度等于或者高于第三參考值，這意味著玻璃窗足夠清潔，并且因此，透射玻璃窗的清潔在步驟S8結(jié)束。然后下一周期(裝載下一襯底到室中進(jìn)行固化)在步驟S9中開始。如果透射玻璃窗之后的照度不等于或者不高于第三參考值，在步驟S10中比較在透射玻璃窗之后連續(xù)監(jiān)測的照度。如果在透射玻璃窗之后連續(xù)監(jiān)測的照度之間的差別等于或者小于標(biāo)準(zhǔn)值，這意味著玻璃窗被清潔了但仍然未恢復(fù)良好的透射率，并且因此透射玻璃窗的清潔在步驟Sll中結(jié)束。如果在透射玻璃窗之后連續(xù)監(jiān)測的照度之間的差別大于標(biāo)準(zhǔn)值，則玻璃窗可以更多地清潔，并且因此，清潔在步驟S6中繼續(xù)?；谏厦嫠?，第三參考值和標(biāo)準(zhǔn)值可以預(yù)先選擇。當(dāng)在步驟Sll中玻璃窗不能進(jìn)一步被清潔時，在步驟S12，增加UV光的輸出以彌補清潔結(jié)束時透射玻璃窗之后的照度與第三參考值之間的差別。在歩驟S13中，UV燈的輸出增加以后，將透射玻璃窗之后的照度與第四參考值比較。如果在UV燈的輸出增加之后，透射玻璃窗之后的照度等于或者低于標(biāo)準(zhǔn)值，這意味著透射玻璃窗退化到清潔和UV光輸出增加不能彌補退化的程度，并且因此，透射窗玻璃在步驟S14中被更換。如果在UV燈的輸出增加后，透射玻璃窗之后的照度不等于或者不低于標(biāo)準(zhǔn)值，則下一周期(裝載下一襯底到室中進(jìn)行固化)在步驟S15中開始?；谏厦嫠?，第四參考值可以是預(yù)先選擇的。在上面所述中，在不同的半導(dǎo)體襯底被裝載到室中之后，-UV光穿過步驟和監(jiān)測步驟可以重復(fù)，并且至少一種所述參考值可以根據(jù)前面監(jiān)測的結(jié)果進(jìn)行選擇。在上面所述中，照度用于控制UV照射。然而，透射率或者吸收率也可以被用于相同的目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，許多和各種修改可以在不偏離本發(fā)明的精神下作出。因此，應(yīng)當(dāng)清楚地理解，本發(fā)明的形式僅僅是說明性的，并非意欲限制本發(fā)明的范圍。權(quán)利要求1.控制UV照射以固化半導(dǎo)體襯底的方法，其包括使UV光穿過室中提供的透射玻璃窗，以固化所述室內(nèi)放置的半導(dǎo)體襯底；監(jiān)測所述透射玻璃窗之前的照度和所述透射玻璃窗之后的照度；和基于監(jiān)測的照度，確定所述透射玻璃窗清潔的時間和/或持續(xù)時間、更換所述透射玻璃窗的時間、更換UV燈的時間和/或所述UV光的輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述監(jiān)測步驟包括由提供在所述透射玻璃窗之前的照度計測量所述透射玻璃窗之前的照度和由提供在所述透射玻璃窗之后的照度計測量所述透射玻璃窗之后的照度，由此獲得所述UV光的透射率。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述UV光穿過步驟和監(jiān)測步驟可以至少在選自下述的一種時間進(jìn)行固化所述半導(dǎo)體襯底開始時、固化所述半導(dǎo)體襯底結(jié)束時、清潔所述透射玻璃窗開始時以及清潔所述透射玻璃窗結(jié)束時。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述確定步驟包括將所述透射玻璃窗之后的照度與第一參考值比較；將所述透射玻璃窗之前的照度與第二參考值比較；如果所述透射玻璃窗之后的照度等于或者低于所述第一參考值，并且所述透射玻璃窗之前的照度不等于或者不低于所述第二參考值，則確定開始進(jìn)行所述透射玻璃窗的清潔；如果所述透射玻璃窗之前的照度等于或者低于所述第二參考值，則確定更換所述UV燈。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中當(dāng)開始所述清潔時，所述UV光穿過步驟和監(jiān)測步驟在所述清潔過程中重復(fù)，并且所述確定步驟可以進(jìn)一步包括將監(jiān)測的所述透射玻璃窗之后的照度與第三參考值比較；和如果所述透射玻璃窗之后的照度等于或者高于所述第三參考值，則確定結(jié)束所述透射玻璃窗的清潔。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中當(dāng)所述透射玻璃窗之后的照度不等于或者不高于所述第三參考值時，所述確定步驟進(jìn)一步包括比較連續(xù)監(jiān)測的所述透射玻璃窗之后的照度；和如果所述連續(xù)監(jiān)測的所述透射玻璃窗之后的照度之間的差別等于或者小于標(biāo)準(zhǔn)值，則確定結(jié)束所述透射玻璃窗的清潔。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述確定步驟進(jìn)一步包括確定增加所述UV光的輸出，以彌補在所述清潔結(jié)束時所述透射玻璃窗之后的照度與所述第三參考值之間的差別。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述確定步驟進(jìn)一步包括在增加所述UV燈的輸出之后，將所述透射玻璃窗之后的照度與第四參考值比較；和如果在增加所述uv燈的輸出之后所述透射玻璃窗之后的照度等于或者低于標(biāo)準(zhǔn)值，則確定更換所述透射玻璃窗。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述UV光穿過步驟和監(jiān)測步驟在不同的半導(dǎo)體襯底被裝載入所述室中之后重復(fù)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述確定步驟包括比較在各監(jiān)測步驟中在所述透射玻璃窗之后監(jiān)測的照度，由此確定更換所述透射玻璃窗的時間。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述確定步驟包括比較在各監(jiān)測步驟中監(jiān)測的照度，由此確定清潔所述透射玻璃窗的時間。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述UV光穿過步驟和監(jiān)測步驟在清潔過程中頻繁地或者連續(xù)地進(jìn)行，由此確定所述清潔的終點。13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述確定步驟包括確定所述UV光的輸出，并且所述方法進(jìn)一步包括基于確定的所述UV光的輸出增加所述UV光的輸出，以維持穿過所述透射玻璃窗的所述UV光的照度。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述確定步驟包括通過設(shè)置開始清潔的照度閾值，并將監(jiān)測的所述透射玻璃窗之后的照度與所述透射率閾值比較，確定清潔的時間。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述確定步驟包括通過設(shè)置更換所述透射玻璃窗的照度閾值，并將監(jiān)測的所述透射玻璃窗之后的照度與所述照度閾值比較，確定更換所述透射玻璃窗的時間。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述UV光具有170nm到300nm的波長。17.通過UV光固化半導(dǎo)體襯底的方法，其包括(i)通過使UV光穿過室中提供的透射玻璃窗，固化放置在所述室中的半導(dǎo)體襯底；(ii)清潔所述透射玻璃窗；(iii)執(zhí)行權(quán)利要求1所述的方法，由此基于監(jiān)測的透射率確定清潔所述透射玻璃窗的時間和/或持續(xù)時間、更換所述透射玻璃窗的時間、更換UV燈的時間和/或所述UV光的輸出；以及(iv)根據(jù)步驟(iii)，控制步驟(ii)的時間和/或持續(xù)時間、更換所述透射玻璃窗、更換所述UV燈和/或增加步驟(i)中所述UV光的輸出。全文摘要控制UV照射以固化半導(dǎo)體襯底的方法，包括使UV光穿過室中提供的透射玻璃窗，以固化室內(nèi)放置的半導(dǎo)體襯底；監(jiān)測透射玻璃窗之前的照度和透射玻璃窗之后的照度；基于監(jiān)測的照度，確定透射玻璃窗清潔的時間和/或持續(xù)時間、更換透射玻璃窗的時間、更換UV燈的時間和/或UV光的輸出。文檔編號H01L21/312GK101350293SQ20081012802公開日2009年1月21日申請日期2008年7月9日優(yōu)先權(quán)日2007年7月19日發(fā)明者加加美健一,松下清廣申請人:Asm日本子公司