用于控制傳輸穿過錐形石英拱形結(jié)構(gòu)的光的光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本文所述的實(shí)施例大體涉及用于加熱基板的設(shè)備。所述設(shè)備通常包括處理腔室，所述處理腔室具有基板支撐件于所述處理腔室中。多個(gè)燈被定位以提供通過光學(xué)透明拱形結(jié)構(gòu)的輻射能量至位于所述基板支撐件上的基板。聚光組件位于所述腔室內(nèi)，用以影響所述基板上的加熱及溫度分布，并且用以促進(jìn)在基板上形成具有均勻特性的膜，所述特性比如密度。所述聚光組件能包括一或更多個(gè)反射器、光管或折射透鏡。
【專利說明】用于控制傳輸穿過錐形石英拱形結(jié)構(gòu)的光的光學(xué)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例大體涉及用于加熱基板的設(shè)備，比如半導(dǎo)體基板。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體基板被處理以用于各種各樣的應(yīng)用，包括集成器件與微器件的制造。處理基板的一種方法包括沉積材料(比如介電材料或?qū)щ娊饘?于基板的上表面上?？赏ㄟ^使工藝氣體平行于位于支撐件上的基板的表面流動(dòng)且將工藝氣體熱分解以從所述氣體沉積材料于基板表面上來在橫向流動(dòng)腔室(lateral flow chamber)中沉積所述材料。因?yàn)橐鸭訜岬幕鍟?huì)促進(jìn)工藝氣體的熱分解，所以為了在基板上產(chǎn)生均勻沉積，期望具有均勻的基板溫度。基板溫度的不均勻可能導(dǎo)致基板上的不均勻材料沉積，這最終會(huì)影響最終所制造的器件的性能。
[0003]因此，對(duì)用于均勻加熱基板的設(shè)備有需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本文所述的實(shí)施例大體涉及用于加熱基板的設(shè)備。所述設(shè)備通常包括處理腔室，所述處理腔室具有基板支撐件于所述處理腔室中。多個(gè)燈被定位以提供穿過光學(xué)透明拱形結(jié)構(gòu)的輻射能量至位于所述基板支撐件上的基板。聚光組件定位于所述腔室內(nèi)，用以影響所述基板上的加熱及溫度分布，并且用以促進(jìn)在基板上形成具有均勻特性的膜，所述特性比如密度。所述聚光組件能包括一或更多個(gè)反射器、光管或折射透鏡。
[0005]在一個(gè)實(shí)施例中，處理腔室包括腔室主體，所述腔室主體包括光學(xué)透明拱形結(jié)構(gòu)?；逯渭O(shè)置于所述腔室主體內(nèi)。多個(gè)燈設(shè)置成相鄰于所述光學(xué)透明拱形結(jié)構(gòu)。聚光組件位于所述腔室主體內(nèi)在所述多個(gè)燈與基板之間，所述基板位于所述基板支撐件上。所述聚光組件適用于影響從所述多個(gè)燈發(fā)射的輻射能量。
[0006]在另一實(shí)施例中，處理腔室包括腔室主體，所述腔室主體包括光學(xué)透明拱形結(jié)構(gòu)?；逯渭O(shè)置于所述腔室主體內(nèi)。所述基板支撐件具有從所述基板支撐件延伸的支撐軸，所述支撐軸具有空腔(hollow cavity)于所述支撐軸中。多個(gè)燈設(shè)置成相鄰于所述光學(xué)透明拱形結(jié)構(gòu)。聚光組件位于所述腔室主體內(nèi)在所述光學(xué)透明拱形結(jié)構(gòu)與所述基板支撐件之間。所述聚光組件接觸所述光學(xué)透明拱形結(jié)構(gòu)的上表面，且所述聚光組件適用于影響從所述多個(gè)燈發(fā)射的輻射能量。
[0007]在另一實(shí)施例中，光學(xué)組件包括多個(gè)同心環(huán)，所述多個(gè)同心環(huán)由光學(xué)透明材料形成。每一同心環(huán)具有空腔于同心環(huán)中。反射材料設(shè)置于這些同心環(huán)的所述空腔內(nèi)，且多個(gè)折射元件耦接相鄰的同心環(huán)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]為了能夠詳細(xì)理解本發(fā)明的上述特征，可通過參考實(shí)施例獲得以上簡要概述的本發(fā)明的更具體的描述，實(shí)施例的一些實(shí)施例示于附圖中。但是，應(yīng)注意到，附圖只示出本發(fā)明的典型實(shí)施例且因此不應(yīng)被視為對(duì)本發(fā)明范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其他等同效果的實(shí)施例。
[0009]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的處理腔室的示意截面圖。
[0010]圖2A與圖2B為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的聚光組件的示意例示圖。
[0011]圖3A-3D為根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例的聚光組件的示意例示圖。
[0012]圖4例示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的聚光組件。
[0013]圖5例示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的聚光組件。
[0014]圖6例示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的聚光組件。
[0015]圖7例示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的聚光組件。
[0016]圖8A與圖8B為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的環(huán)的立體圖。
[0017]為了幫助理解，已盡可能使用相同的標(biāo)記數(shù)字來表示附圖中共有的相同元件。應(yīng)了解到，一個(gè)實(shí)施例的元件與特征可有利地并入其他實(shí)施例中，而無需進(jìn)一步詳述。

【具體實(shí)施方式】
[0018]本文所述的實(shí)施例大體涉及用于加熱基板的設(shè)備。所述設(shè)備通常包括處理腔室，所述處理腔室具有基板支撐件于所述處理腔室中。多個(gè)燈被定位以提供穿過光學(xué)透明拱形結(jié)構(gòu)的輻射能量至位于基板支撐件上的基板。聚光組件位于光學(xué)透明拱形結(jié)構(gòu)與基板支撐件之間，用以影響基板上的加熱及溫度分布，并且用以促進(jìn)在基板上形成具有均勻特性的膜，所述特性比如密度。聚光組件能包括一或更多個(gè)反射器、光管或折射透鏡。
[0019]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的處理腔室100的示意截面圖。處理腔室100可用于處理一或更多個(gè)基板，包括沉積材料于基板的上表面上。處理腔室100包括腔室主體101、上拱形結(jié)構(gòu)102，腔室主體101、上拱形結(jié)構(gòu)102由諸如不銹鋼、鋁、陶瓷(例如石英)或者被涂覆的金屬或陶瓷之類的材料形成。處理腔室100也包括下拱形結(jié)構(gòu)104，下拱形結(jié)構(gòu)104由光學(xué)透明材料形成，比如石英。下拱形結(jié)構(gòu)104耦接至腔室主體101，或者下拱形結(jié)構(gòu)104是腔室主體101的組成部分(integral part)。基板支撐件106適用于支撐其上的基板108，基板支撐件106設(shè)置于處理腔室100內(nèi)在上拱形結(jié)構(gòu)102與下拱形結(jié)構(gòu)104之間?；逯渭?06稱接至支撐板109并且在基板支撐件106與支撐板109之間形成間隙111。支撐板109由光學(xué)透明材料形成，比如石英，以允許來自燈142的輻射能量照射到基板支撐件106上且加熱基板支撐件106至期望的處理溫度。基板支撐件106由碳化硅或涂覆有碳化硅的石墨形成，以吸收來自燈142的輻射能量并且將輻射能量傳導(dǎo)至基板108。
[0020]基板支撐件106被圖示成在升高的處理位置中，但可由致動(dòng)器112垂直致動(dòng)至處理位置之下的裝載位置，以允許升降銷I1接觸下拱形結(jié)構(gòu)104并且將基板108從基板支撐件106舉起。然后機(jī)械手(未圖示)可進(jìn)入處理腔室100，以從處理腔室100通過開口114(比如狹縫閥)接合并且移除基板108?；逯渭?06也適于在處理期間通過致動(dòng)器112來旋轉(zhuǎn)，以促進(jìn)基板108的均勻處理。
[0021]基板支撐件106位于處理位置中時(shí)，基板支撐件106將處理腔室100的內(nèi)部容積分成工藝氣體區(qū)域116與凈化氣體區(qū)域118。當(dāng)基板支撐件106位于處理位置中時(shí)，工藝氣體區(qū)域116包括位于上拱形結(jié)構(gòu)102與基板支撐件106的平面120之間的內(nèi)部腔室容積。凈化氣體區(qū)域118包括位于下拱形結(jié)構(gòu)104與平面120之間的內(nèi)部腔室容積。
[0022]供給自凈化氣源122的凈化氣體通過凈化氣體入口 124被引入至凈化氣體區(qū)域118，凈化氣體入口 124形成在腔室主體101的側(cè)壁內(nèi)。凈化氣體沿著流動(dòng)路徑126橫向流動(dòng)橫越支撐件106的背面，且凈化氣體從凈化氣體區(qū)域118通過凈化氣體出口 128而被排出，凈化氣體出口 128位于處理腔室100的與凈化氣體入口 124相對(duì)的側(cè)上。耦接到凈化氣體出口 128的排氣泵130促進(jìn)凈化氣體從凈化氣體區(qū)域118移除。
[0023]供給自工藝氣體供給源132的工藝氣體通過工藝氣體入口 134而引入至工藝氣體區(qū)域116，工藝氣體入口 134形成在腔室主體101的側(cè)壁中。工藝氣體沿著流動(dòng)路徑136橫向流動(dòng)橫越基板108的上表面。工藝氣體通過工藝氣體出口 138而離開工藝氣體區(qū)域116，工藝氣體出口 138位于處理腔室100的與工藝氣體入口 134相對(duì)的側(cè)上。通過耦接到工藝氣體出口 138的真空泵140促進(jìn)工藝氣體通過工藝氣體出口 138的移除。
[0024]多個(gè)燈142設(shè)置成相鄰于下拱形結(jié)構(gòu)104且在下拱形結(jié)構(gòu)104之下，以在工藝氣體通過多個(gè)燈142上時(shí)加熱基板108以促進(jìn)在基板108的上表面上沉積材料。這些燈包括燈泡141，燈泡141被選擇性的反射器143圍繞。每一個(gè)燈142耦接到功率分配板147，通過功率分配板147將功率供給至每一個(gè)燈142。燈142被布置成環(huán)狀群組，以增加的半徑圍繞基板支撐件106的軸127。軸127由石英形成并且含有中空部分或空腔129于軸127中，空腔129減少基板108中心附近的輻射能量的橫向位移，從而促進(jìn)基板108的均勻輻射。
[0025]燈142適用于加熱基板至預(yù)設(shè)溫度，以促進(jìn)工藝氣體在基板108表面上的熱分解。在一個(gè)實(shí)例中，沉積在基板上的材料可以是第III族、第IV族和/或第V族材料，或者可以是包括第III族、第IV族和/或第V族摻雜劑的材料。例如，沉積的材料可包括砷化鎵、氮化鎵或氮化鎵鋁。這些燈可適用于加熱基板至在約攝氏300度至約攝氏1200度范圍內(nèi)的溫度，比如約攝氏300度至約攝氏950度。來自燈142的輻射能量通過聚光組件150而被導(dǎo)引至基板支撐件106，以能控制地加熱基板108，從而導(dǎo)致基板108上的更均勻沉積?；?08上的均勻沉積可導(dǎo)致較高質(zhì)量的基板以及更高效率制造的器件。聚光組件150定位于下拱形結(jié)構(gòu)104之上且接觸下拱形結(jié)構(gòu)104，并且相鄰于凈化氣體區(qū)域118。因此，聚光組件150位于處理腔室100的內(nèi)部容積內(nèi)。
[0026]一或更多個(gè)燈142定位于燈頭145內(nèi)，燈頭145在處理期間或處理之后可通過被引入至位于這些燈142之間的通道149中的冷卻流體而被冷卻。部分因?yàn)闊纛^145很接近下拱形結(jié)構(gòu)104，所以燈頭145傳導(dǎo)式地冷卻下拱形結(jié)構(gòu)104。燈頭145也冷卻燈壁以及反射器143的壁。
[0027]雖然圖1例示處理腔室的一個(gè)實(shí)施例，但也設(shè)想到另外的實(shí)施例。例如，在另一實(shí)施例中，設(shè)想到基板支撐件106可由光學(xué)透明材料形成，比如石英，以允許基板108的直接加熱。在又另一實(shí)施例中，設(shè)想到選擇性的圓形遮蔽件139可設(shè)置于基板支撐件106周圍并且耦接到腔室主體101的側(cè)壁。在另一實(shí)施例中，工藝氣體供給源132可適用于供給多種工藝氣體，例如第III族前驅(qū)物氣體與第V族前驅(qū)物氣體。多種工藝氣體可通過相同的工藝氣體入口 134或通過不同的工藝氣體入口 134而被引入至腔室。另外，也設(shè)想到可調(diào)整氣體入口 124、134或氣體出口 128、138的大小、寬度和/或數(shù)量以進(jìn)一步促進(jìn)在基板108上均勻沉積材料。在又另一實(shí)施例中，設(shè)想到燈頭145不接觸下拱形結(jié)構(gòu)104。在另一實(shí)施例中，基板支撐件106可以是具有穿過基板支撐件106的中央開口的邊緣環(huán)或環(huán)狀環(huán)，且基板支撐件106可適用于支撐基板108的周邊。在這樣的實(shí)施例中，基板支撐件106可由碳化硅、涂覆有碳化硅的石墨或涂覆有玻璃碳的石墨來形成。
[0028]圖2A與圖2B為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的聚光組件250的示意例示圖。圖2A例示聚光組件250的立體視圖。圖2B例示聚光組件250的沿著截面線2B-2B的截面圖。聚光組件250類似于聚光組件150并且可用以取代聚光組件150。聚光組件250包括直徑增加的多個(gè)同心環(huán)251A-251F。環(huán)251A-251F適用于增加光準(zhǔn)直(light collimat1n)、均勻化(homogenizat1n)和/或基板照射均勻性。最中心的環(huán)251A包括開口 252于環(huán)251A中，以容納基板支撐件的支撐軸。間隙253設(shè)置在環(huán)251A-251F的每一個(gè)環(huán)的相鄰垂直表面之間，以允許來自加熱燈的輻射能量在處理期間通過環(huán)251A-251F之間并且加熱基板。通常，每一間隙253對(duì)應(yīng)于一個(gè)環(huán)或處理腔室內(nèi)的燈的一個(gè)區(qū)。應(yīng)注意到，根據(jù)處理腔室內(nèi)所使用的燈的大小與數(shù)量，能調(diào)整間隙253的大小與數(shù)量。
[0029]環(huán)251A-251F是由石英或其他光學(xué)透明材料形成的中空環(huán)或杜爾管(dewar)，且環(huán)251A-251F具有設(shè)置在形成于環(huán)251A-251F中的空腔的內(nèi)部表面260上的反射材料。例如，內(nèi)部表面260可具有鋁、銀、金或其他反射涂層于內(nèi)部表面260上，以用預(yù)定的方式朝向基板反射輻射能量(比如光)，以促進(jìn)基板的均勻加熱。環(huán)251A-251F內(nèi)的反射材料的設(shè)置可以保護(hù)反射材料免受在清潔工藝期間所使用的清潔氣體的影響。環(huán)251A-251F具有兩個(gè)外部垂直表面254以及一頂部表面255,每一垂直表面254平行于彼此,頂部表面255垂直于垂直表面254。頂部表面255通常定位成平行于處理腔室內(nèi)的基板。每一環(huán)251A-251F的底部表面256以相對(duì)于上表面255的一角度定位。底部表面256的角度被選擇以匹配處理腔室內(nèi)的下拱形結(jié)構(gòu)的角度，以促進(jìn)底部表面256與下拱形結(jié)構(gòu)之間的接觸。應(yīng)注意到，兩個(gè)最內(nèi)部環(huán)251A與251B的頂部表面255設(shè)置在其余環(huán)251C-251F的頂部表面255的平面之下。應(yīng)相信的是，最內(nèi)部環(huán)251A與251B的減小的高度通過提供基板和/或基板支撐件的中央的更均勻輻射來促進(jìn)基板的更均勻加熱。但是，設(shè)想到在一些實(shí)施例中，環(huán)251A與251B的上表面可與環(huán)251C-251F的上表面共平面。
[0030]環(huán)251A-251F可具有在從約2.5毫米至約35毫米的范圍內(nèi)的厚度,例如約2.5毫米至約5毫米，或者約25毫米至約35毫米。在一個(gè)實(shí)例中，環(huán)251A-251F可具有壁，每個(gè)壁具有約I毫米的厚度。在這樣的實(shí)例中，環(huán)251A-251F可具有腔于環(huán)251A-251F中，所述腔具有約0.5毫米至約33毫米的寬度，所述寬度比如約0.5毫米至約3毫米，或者約23毫米至約33毫米。在所述腔具有大于約5毫米的寬度的實(shí)施例中，腔的上表面也可涂覆有反射材料。腔的上表面上的反射材料將未被基板支撐件106吸收的任何輻射能量反射回到基板支撐件106，因此提高工藝效率。另外，當(dāng)環(huán)251A-251F的每一個(gè)環(huán)的寬度增加時(shí)，環(huán)251A-251F之間的間隙253減小。減小的間隙大小通過減小光被允許進(jìn)入間隙253的角度來減少能夠重新進(jìn)入間隙253 (例如，通過從基板或基板支撐件朝下反射，或者通過從基板或基板支撐件直接熱輻射重新進(jìn)入間隙253)的輻射能量的量。進(jìn)入間隙253的此種輻射能量會(huì)降低處理效率。
[0031]如圖2B所示，聚光組件250通常具有錐形橫截面，當(dāng)環(huán)的半徑減小時(shí)，每一環(huán)的高度增加。但是，如上所述，在一些實(shí)施例中，最內(nèi)部的環(huán)251A以及選擇性的251B可具有減小的高度，以為了促進(jìn)基板支撐件的中心附近的均勻輻射。在另一實(shí)施例中，設(shè)想到環(huán)251A-251F的頂部表面可以都共平面。在這樣的實(shí)施例中，最內(nèi)部的環(huán)251A會(huì)具有最大的高度。
[0032]圖2A與圖2B例示了聚光組件的一個(gè)實(shí)施例，但是，也設(shè)想到其他的實(shí)施例。在另一實(shí)施例中，設(shè)想到環(huán)251A-251F可以是實(shí)心的，且反射材料可設(shè)置在環(huán)251A-251F的外側(cè)上。在這樣的實(shí)施例中，可用保護(hù)性介電涂層，例如二氧化硅，覆蓋反射材料以保護(hù)反射材料免受腐蝕性清潔氣體的影響。在又另一實(shí)施例中，設(shè)想到環(huán)251A-251F的內(nèi)部表面260可不用反射材料來覆蓋。替代地，反射元件(比如鋁箔)可定位于環(huán)251A-251F的每一環(huán)內(nèi)所形成的腔內(nèi)。在又另一實(shí)施例中，設(shè)想到內(nèi)部表面260或垂直表面254之一或兩者可相對(duì)于Z軸以角度Θ設(shè)置。角度Θ可在從約-20度至約20度的范圍內(nèi)，且角度Θ對(duì)于內(nèi)部表面260或垂直表面254的每一表面不需要相同。
[0033]圖3A-3D為根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例的聚光組件的示意例示圖。圖3A例示聚光組件350的頂視立體圖。聚光組件350類似于聚光組件250，除了聚光組件350包括耦接到環(huán)251A-251F的下部部分的折射元件360。折射元件360是凸透鏡、凹透鏡、線形透鏡、菲涅爾(Fresnel)透鏡或其他透鏡，折射元件360由諸如石英之類的光學(xué)透明材料形成。折射元件360與環(huán)251A-251F的反射特性相結(jié)合適用于增加光準(zhǔn)直、均勻化和/或基板照射均勻性。折射元件360的每一折射元件的下表面是線形的且與環(huán)251A-251F的下表面256共平面，從而促進(jìn)聚光組件350匹配于處理腔室中的下拱形結(jié)構(gòu)。
[0034]圖3B例示聚光組件350沿著截面線3B-3B的截面圖。折射元件360耦接到環(huán)251A-251F的下垂直邊緣，且將環(huán)251A-251F耦接于彼此，從而增加聚光組件350的剛性。在另一實(shí)施例中，設(shè)想到折射元件360可形成大小與形狀類似于處理腔室的下拱形結(jié)構(gòu)的錐形單一件。在這樣的實(shí)施例中，這些環(huán)耦接到單一件的上表面，單一件然后能夠定位于處理腔室的下拱形結(jié)構(gòu)上或之上。在又另一實(shí)施例中，設(shè)想到折射元件可直接耦接到處理腔室內(nèi)的下拱形結(jié)構(gòu)，或者折射元件可形成作為下拱形結(jié)構(gòu)的組成部分。在另一實(shí)施例中，設(shè)想到折射元件360可以是分離的且可單獨(dú)置換。
[0035]圖3C例示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的聚光組件350的一部分的放大示意視圖。圖3C例示折射元件360A，折射元件360A定位于環(huán)25IA與25IB之間且接觸環(huán)25IA與25IB。折射元件360A是凸透鏡，折射元件360A促進(jìn)從被定位成靠近折射元件360A的燈發(fā)射的輻射能量的準(zhǔn)直與均勻化。折射元件360A被顯示為具有凸形，但是，也設(shè)想到其他形狀，包括凹形或線形。
[0036]圖3D圖示根據(jù)另一實(shí)施例的聚光組件350的一部分的放大示意視圖。圖3D所示的折射元件360B是菲涅爾透鏡，相較于傳統(tǒng)透鏡，比如圖3C所示的折射元件360A，菲涅爾透鏡減少形成透鏡需要的材料或量。折射元件360B的使用減少聚光組件350的重量。折射元件360A包括圍繞凸透鏡362的多個(gè)同心環(huán)狀區(qū)361或菲涅爾區(qū)。應(yīng)注意到，折射元件360B的設(shè)計(jì)是示例性的，且設(shè)想到其他透鏡設(shè)計(jì)，比如擴(kuò)散光學(xué)系統(tǒng)(diffusive optics)。
[0037]在另一實(shí)施例中，設(shè)想到折射元件360A和/或360B可耦接到圖1的支撐板109，且因此與基板支撐件106 —起致動(dòng)。在這樣的實(shí)施例中，可不包括聚光組件350，由此簡化處理腔室100的設(shè)計(jì)并且減少處理腔室100的生產(chǎn)成本。另外，因?yàn)槟軌虿话ň酃饨M件350，所以能減小下拱形結(jié)構(gòu)104的厚度，因?yàn)橄鹿靶谓Y(jié)構(gòu)104將不再需要為聚光組件350提供支撐。下拱形結(jié)構(gòu)104的厚度減小進(jìn)一步減少制造成本。在又另一實(shí)施例中，設(shè)想到折射元件360A和/或360B可定位于下拱形結(jié)構(gòu)104上，且可不包括同心環(huán)251A-251F。在這樣的實(shí)施例中,缺少同心環(huán)導(dǎo)致減少的生產(chǎn)成本。
[0038]圖4例示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的聚光組件450。聚光組件450包括同心環(huán)451A-451F，同心環(huán)451A-451F設(shè)置在光學(xué)透明下板404與光學(xué)透明上板474之間并且耦接到光學(xué)透明下板404與光學(xué)透明上板474。光學(xué)透明下板404被依一定尺寸制造并成形而定位在下拱形結(jié)構(gòu)上，比如圖1所示的下拱形結(jié)構(gòu)104。光學(xué)透明下板404可通過粘著劑或通過互鎖件而被耦接到下拱形結(jié)構(gòu)104。光學(xué)透明上板474耦接到同心環(huán)451A-451F與光學(xué)透明下板404相對(duì)。同心環(huán)451A-451F、光學(xué)透明下板404與光學(xué)透明上板474可從單一塊的材料來機(jī)械加工，所述材料比如石英，或者可分別建構(gòu)且然后組裝。同心環(huán)451A-451F、下拱形結(jié)構(gòu)104、與光學(xué)透明上板474被定位以在同心環(huán)451A-451F的每一同心環(huán)之間形成間隙475。間隙475定位于處理腔室內(nèi)的燈之上，所述處理腔室比如圖1所示的處理腔室100。間隙475通常被抽空以在間隙475中形成真空。
[0039]每一間隙475的內(nèi)部表面460 (例如同心環(huán)451A-451F的表面)都涂覆有反射材料，以增強(qiáng)照射控制。因此，不需要形成和涂覆每一同心環(huán)451A-451F內(nèi)的空腔。此種實(shí)施例簡化了反射性涂覆表面的產(chǎn)生與修復(fù)。因?yàn)槊恳婚g隙475是密封的圍體(enclosure)，所以間隙475中的反射材料受到保護(hù)而免受工藝與清潔氣體的影響。
[0040]可通過在光學(xué)透明下板404或光學(xué)透明上板474內(nèi)形成開口且將反射材料(比如之后會(huì)干掉的液體)引入每一間隙475內(nèi)來涂覆同心環(huán)451A-451F的表面460?？衫缤ㄟ^蝕刻來移除非期望的反射材料。額外或替代地，能通過對(duì)不想沉積的表面加以掩模來減少或避免反射材料的非期望沉積。在又另一實(shí)施例中，例如，當(dāng)由單獨(dú)的部件建構(gòu)聚光組件450時(shí)，可在組裝之前就將反射材料沉積在表面460上。在這樣的實(shí)施例中，沉積、掩模和/或蝕刻可被簡化。應(yīng)注意到，可用類似的方式來執(zhí)行將反射材料施用至同心環(huán)251A-251F(圖示在圖 2A、2B、3A 與 3B 中)。
[0041]圖4例示聚光組件450的一個(gè)實(shí)施例，但是也設(shè)想到其他的實(shí)施例。例如，設(shè)想到同心環(huán)451A-451F可由金屬或其他反射材料來形成，而非涂覆有反射材料的光學(xué)透明材料。例如，同心環(huán)451A-451F可由銀、金、銅、鋁或這些材料的組合來形成。在一些實(shí)例中，由金屬而非石英來制造同心環(huán)451A-451F會(huì)需要較少的制造步驟并且可減少制造成本。另夕卜，同心環(huán)451A-451F的修復(fù)與置換可被簡化。
[0042]圖5例示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的聚光組件550。聚光組件550類似于聚光組件450，但是，因?yàn)榭臻g570，光學(xué)透明上板474不接觸所有同心環(huán)451A-451F。因此，間隙575是流體連通的。此種實(shí)施例簡化了間隙575的抽空以及反射材料的施用。另外，空間570提供光學(xué)透明下板404與光學(xué)透明上板474之間的熱傳導(dǎo)路徑中的斷開，由此減少從上板474至下板404以及因此至下腔室拱形結(jié)構(gòu)104(圖示在圖1中)的傳導(dǎo)熱流。因?yàn)橥ㄟ^如上所述的設(shè)置于燈頭145(圖示在圖1中)中的冷卻通道而從光學(xué)透明下板404和下腔室拱形結(jié)構(gòu)104移除過量的熱，所以傳導(dǎo)熱流的減少導(dǎo)致降低的下拱形結(jié)構(gòu)溫度，或者如果下拱形結(jié)構(gòu)溫度需要具有最低值，則傳導(dǎo)熱流的減少導(dǎo)致燈頭中減少的冷卻劑流。
[0043]圖5例示聚光組件550的一個(gè)實(shí)施例,但是也設(shè)想到其他的實(shí)施例。例如,設(shè)想到通過同心環(huán)551A-551E的延伸，光學(xué)透明上板474可在分開的點(diǎn)處接觸同心環(huán)551A-551E的一些或全部同心環(huán)551A-551E。同心環(huán)551A-551E與光學(xué)透明上板474之間的接觸增加聚光組件550的結(jié)構(gòu)剛性。在這樣的實(shí)施例中，維持一些空間570，以便維持間隙575的流體連通。在另一實(shí)施例中，設(shè)想到由光學(xué)透明材料形成的交叉桿可定位于相鄰的同心環(huán)551A-551F之間，以增加聚光組件550的結(jié)構(gòu)剛性。
[0044]圖6例示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的聚光組件650。聚光組件650包括多個(gè)同心環(huán)651A-65IC。雖然圖示三個(gè)同心環(huán)，但設(shè)想到可包括更多或更少的同心環(huán)，例如，處理腔室中的每個(gè)燈環(huán)有一個(gè)同心環(huán)。同心環(huán)651A-651C由光學(xué)透明材料形成，比如石英，且同心環(huán)651A-651C定位于燈142之上。在這樣的實(shí)施例中，同心環(huán)651A-651C作用為折射元件，以影響來自燈142的輻射且促進(jìn)基板的均勻處理。同心環(huán)651A-651C減少來自燈142的光的擴(kuò)散，由此減少來自燈142的輻射在基板上的交叉耦合，特別是在燈的徑向陣列之間的交叉率禹合。
[0045]圖7例示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的聚光組件750。聚光組件750類似于聚光組件650，除了聚光組件包括同心環(huán)75IB與75IC之外，同心環(huán)75IB與75IC是同心環(huán)的多邊形近似物。同心環(huán)751B與751C由分離的多邊形779組成，多邊形779被依一定尺寸制造、成形且組裝成近似于環(huán)。每一同心環(huán)751B與751C由多個(gè)多邊形779組成，且設(shè)想到每一環(huán)中的多邊形779的數(shù)量可多于或少于所圖示的數(shù)量。多邊形779 (而非完全的環(huán))的使用增加來自燈142的光的混合，通過使所產(chǎn)生的輻射輪廓較不取決于單獨(dú)的燈的特性，而導(dǎo)致更可重復(fù)的輻射輪廓。在一些實(shí)例中，多邊形779的使用會(huì)改善燈142的分布輪廓。
[0046]每個(gè)環(huán)不需要包括相同數(shù)量的多邊形779，且因此不需要包括相同數(shù)量的小面(facet)。另外，雖然多邊形779被例示為設(shè)置在一或兩個(gè)燈142之上，但設(shè)想到每個(gè)多邊形779可定位于任何數(shù)量的燈142之上。設(shè)想到相鄰的多邊形779可相接觸，或者間隙可位于相鄰的多邊形779之間以通過產(chǎn)生額外的表面來增加總內(nèi)部反射。相鄰多邊形779的相鄰表面可以是透明的，或可涂覆有反射材料。
[0047]圖8A與圖8B例示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的環(huán)851的立體視圖。環(huán)851可使用在本文所述的任何實(shí)施例中，例如作為環(huán)251A、451A、651A或751A。環(huán)851包括圓形的第一面890以及多邊形的第二面891。環(huán)851包括被設(shè)置成中心地穿過環(huán)851的開口。多邊形小面的數(shù)量可被調(diào)整以促進(jìn)光混合的所需量。設(shè)想到第一面890與第二面891中的每個(gè)面的表面可成形以在所述表面上包括特定的折射元件，所述折射元件比如凹透鏡或凸透鏡。連接第一面890與第二面891的環(huán)851的側(cè)壁通常是平行的，但是也設(shè)想到不平行的實(shí)施例。環(huán)851可位于處理腔室內(nèi)，而第一面809或第二面891定位成朝向一或更多個(gè)燈。
[0048]雖然本文描述了多種反射與折射元件，但設(shè)想到任何的反射或折射元件可單獨(dú)使用或互相組合來使用。
[0049]本發(fā)明的益處包括處理腔室內(nèi)的輻射能量的增加的準(zhǔn)直與均勻化。增加的準(zhǔn)直與均勻化導(dǎo)致基板的更受控加熱，這接著導(dǎo)致基板上更均勻的沉積輪廓與材料特性?；迳系木鶆虺练e輪廓導(dǎo)致高質(zhì)量且更高效率制造的器件。
[0050]雖然前述內(nèi)容針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例，但在不背離本發(fā)明的基本范圍的情況下可設(shè)計(jì)出本發(fā)明的其他與進(jìn)一步的實(shí)施例，且本發(fā)明的范圍由下面的要求保護(hù)的范圍來決定。
【權(quán)利要求】
1.一種處理腔室，包括: 腔室主體，所述腔室主體包括光學(xué)透明拱形結(jié)構(gòu)； 基板支撐件，所述基板支撐件設(shè)置于所述腔室主體內(nèi)； 多個(gè)燈，所述多個(gè)燈設(shè)置成相鄰于所述光學(xué)透明拱形結(jié)構(gòu)；及聚光組件，所述聚光組件定位于所述腔室主體內(nèi)在所述多個(gè)燈與基板之間，所述基板位于所述基板支撐件上，所述聚光組件適用于影響從所述多個(gè)燈發(fā)射的輻射能量。
2.如權(quán)利要求1所述的處理腔室，其中所述聚光組件包括多個(gè)同心環(huán)或近似于環(huán)的多邊形近似物。
3.如權(quán)利要求2所述的處理腔室，其中所述同心環(huán)的至少一些同心環(huán)具有不同高度。
4.如權(quán)利要求2所述的處理腔室，其中所述同心環(huán)含有空腔于所述同心環(huán)中。
5.如權(quán)利要求4所述的處理腔室，其中所述空腔的壁具有反射涂層于所述壁上，且其中所述反射涂層包括銀、金或鋁。
6.如權(quán)利要求4所述的處理腔室，其中所述同心環(huán)各具有在約2.5毫米至約35毫米的范圍內(nèi)的厚度。
7.如權(quán)利要求2所述的處理腔室，其中耦接到所述基板支撐件的支撐軸被設(shè)置成通過所述多個(gè)同心環(huán)的最內(nèi)部環(huán)的中心，且其中所述支撐軸由石英形成并且含有空腔于所述支撐軸中。
8.如權(quán)利要求2所述的處理腔室，其中所述聚光組件進(jìn)一步包括多個(gè)折射元件，所述多個(gè)折射元件設(shè)置在相鄰的同心環(huán)之間。
9.如權(quán)利要求8所述的處理腔室，其中所述折射元件包括凸透鏡或凹透鏡。
10.如權(quán)利要求8所述的處理腔室，其中所述折射元件包括菲涅爾透鏡，且其中所述燈定位在所述腔室主體的處理區(qū)域的外部。
11.一種處理腔室，包括: 腔室主體，所述腔室主體包括光學(xué)透明拱形結(jié)構(gòu)； 基板支撐件，所述基板支撐件設(shè)置在所述腔室主體內(nèi)，所述基板支撐件具有從所述基板支撐件延伸的支撐軸； 多個(gè)燈，所述多個(gè)燈設(shè)置成相鄰于所述光學(xué)透明拱形結(jié)構(gòu)；及聚光組件，所述聚光組件位于所述腔室主體內(nèi)在所述光學(xué)透明拱形結(jié)構(gòu)與所述基板支撐件之間，所述聚光組件接觸所述光學(xué)透明拱形結(jié)構(gòu)的上表面，且所述聚光組件適用于影響從所述多個(gè)燈發(fā)射的輻射能量。
12.如權(quán)利要求11所述的處理腔室，其中: 所述聚光組件包括多個(gè)同心環(huán)； 所述支撐軸包括空腔于所述支撐軸中； 所述同心環(huán)含有空腔于所述同心環(huán)中；且 所述空腔的表面具有反射涂層于所述表面上。
13.如權(quán)利要求12所述的處理腔室，其中所述同心環(huán)包括石英。
14.如權(quán)利要求12所述的處理腔室，其中所述聚光組件進(jìn)一步包括多個(gè)折射元件，所述多個(gè)折射元件設(shè)置在相鄰的同心環(huán)之間，且其中所述折射元件包括凹透鏡、凸透鏡或菲涅爾透鏡。
15.一種光學(xué)組件，包括: 多個(gè)同心環(huán)，所述多個(gè)同心環(huán)由光學(xué)透明材料形成，每一同心環(huán)具有空腔于所述同心環(huán)中；及 反射材料，所述反射材料設(shè)置在所述空腔內(nèi)。
【文檔編號(hào)】H01L21/02GK104246981SQ201380018920
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月25日
【發(fā)明者】約瑟夫·M·拉內(nèi)什 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司