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TW201639038A - 具有線性控制燈具之快速熱處理腔室 - Google Patents

具有線性控制燈具之快速熱處理腔室 Download PDF

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TW201639038A
TW201639038A TW105101242A TW105101242A TW201639038A TW 201639038 A TW201639038 A TW 201639038A TW 105101242 A TW105101242 A TW 105101242A TW 105101242 A TW105101242 A TW 105101242A TW 201639038 A TW201639038 A TW 201639038A
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羅皮瑞森
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應用材料股份有限公司
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Abstract

提供用於基板之熱處理的燈頭。該燈頭包含一外殼，該外殼具有環繞一第一平面的一第一邊緣。該燈頭進一步包含複數個分段燈具，該複數個分段燈具設置於該外殼內，每一個分段燈具實質平行於該第一平面對齊。每一個分段燈具包含一第一端，該第一端連接至該外殼上的一位置；一第一線分段，該第一線分段連接至該第一端；一第一燈絲，該第一燈絲連接至該第一線分段；一中間線分段，該中間線分段連接至該第一燈絲；一第二燈絲，該第二燈絲連接至該中間線分段；一第二線分段，該第二線分段連接至該第二燈絲；及一第二端，該第二端連接至該第二線分段；其中該第二端連接至該外殼上的一相對位置。

Description

具有線性控制燈具之快速熱處理腔室
於此揭露的實施例一般相關於半導體基板的熱處理。更特定地，於此揭露的實施例相關於用於半導體基板之熱處理的快速熱處理燈具。
快速熱處理(RTP)為一種允許基板快速加熱及冷卻的熱處理技術，例如矽晶圓。RTP基板處理應用包含退火、雜質活化、快速熱氧化、及矽化，諸如此類。典型的尖峰處理溫度可為由約450攝氏度至1100攝氏度的範圍。加熱典型地在RTP腔室中完成，該RTP腔室具有眾多設置於欲處理基板上方或下方的燈頭中的燈具。
這些眾多個別的燈具通常在RTP腔室的RTP燈頭中排列成矩陣或蜂巢構造。該矩陣排列允許對提供至不同燈具的功率個別的調整，以便控制遍及基板區的溫度，例如欲退火基板的表面之徑向區。雖然可有效地使用RTP燈具的矩陣排列以熱處理基板，每一個個別燈具漸進地針對RTP腔室的終端使用者增加材料成本以及維持成本。
因此，需要改良且更有效率的RTP燈具排列。
本揭示案的實施例一般相關於用於半導體基板之熱處理的快速熱處理燈具。在一個實施例中，提供用於基板之熱處理的燈頭。該燈頭包含一外殼，該外殼具有環繞一第一平面的一第一邊緣。該燈頭進一步包含複數個分段燈具，該複數個分段燈具設置於該外殼內，且每一個分段燈具實質平行於該第一平面對齊。每一個分段燈具包含一第一端，該第一端連接至該外殼上的一位置；一第一線分段，該第一線分段連接至該第一端；一第一燈絲，該第一燈絲連接至該第一線分段；一中間線分段，該中間線分段連接至該第一燈絲；一第二燈絲，該第二燈絲連接至該中間線分段；一第二線分段，該第二線分段連接至該第二燈絲；及一第二端，該第二端連接至該第二線分段；其中該第二端連接至該外殼上的一相對位置。
在另一實施例中，提供用於基板之熱處理的燈頭。該燈頭包含一外殼，該外殼具有環繞一第一平面的一第一邊緣。該燈頭進一步包含燈具的一排列，該等燈具位於該外殼內且跨過一面積設置，該面積面對該第一平面且實質至少與該第一平面一樣大，該面積由一邊界來界定，其中該排列包括複數個分段燈具，每一個分段燈具由該邊界上的一位置延伸至該邊界上的一相對位 置，其中每一個分段燈具包含一中點、該中點的一第一側上的一第一燈絲，及該中點的一第二側上的一第二燈絲。
在另一實施例中，提供用於處理基板之熱處理腔室。該熱處理腔室包含一個或更多個側壁，該一個或更多個側壁環繞一處理區；一基板支撐件，該基板支撐件位於該處理區內；一透明窗部，該透明窗部設置於該一個或更多個側壁上方；及一燈頭，該燈頭設置於該透明窗部上方。該燈具包含一外殼，該外殼具有環繞該第一平面的一第一邊緣。該燈頭進一步包含複數個分段燈具，該複數個分段燈具設置於該外殼內，每一個分段燈具實質平行於該第一平面而對齊。每一個分段燈具包含一第一端，該第一端連接至該外殼上的一位置；一第一線分段，該第一線分段連接至該第一端；一第一燈絲，該第一燈絲連接至該第一線分段；一中間線分段，該中間線分段連接至該第一燈絲；一第二燈絲，該第二燈絲連接至該中間線分段；一第二線分段，該第二線分段連接至該第二燈絲；及一第二端，該第二端連接至該第二線分段；其中該第二端連接至該外殼上的一相對位置。
10‧‧‧熱處理腔室
11‧‧‧基板支撐件
12‧‧‧基板
13‧‧‧埠
14‧‧‧環狀支撐環
15‧‧‧邊緣唇部
16‧‧‧特徵
17‧‧‧基板支撐表面
18‧‧‧處理區
20‧‧‧透明窗部
22‧‧‧升降銷
28‧‧‧反射器
30‧‧‧可旋轉支撐圓柱
32‧‧‧凸緣
34‧‧‧中央線
35‧‧‧基底
40‧‧‧感應器
42‧‧‧光管
44‧‧‧控制器
50‧‧‧側壁
53‧‧‧基底
55‧‧‧燈頭
60‧‧‧外殼
61‧‧‧第一平面
62‧‧‧第一邊緣
63‧‧‧位置
64‧‧‧位置
65‧‧‧中央
67‧‧‧第一距離
68‧‧‧第二距離
70‧‧‧燈具排列
71‧‧‧第三距離
72‧‧‧第四距離
73‧‧‧面積
74‧‧‧邊界
75‧‧‧反射性結構
76‧‧‧反射性孔洞
77‧‧‧燈絲
78‧‧‧反射器
79‧‧‧中央燈具
80‧‧‧分段燈具
81‧‧‧第一端
82‧‧‧第一線分段
83‧‧‧燈絲
84‧‧‧中點
85‧‧‧中間線分段
86‧‧‧燈絲
87‧‧‧第二線分段
88‧‧‧第二端
89‧‧‧燈泡
90‧‧‧線性燈具
91‧‧‧第一端
92‧‧‧第二端
93‧‧‧位置
94‧‧‧位置
95‧‧‧燈絲
99‧‧‧燈泡
310‧‧‧中央區域
311‧‧‧第一環狀區域
312‧‧‧第二環狀區域
455‧‧‧燈頭
801A‧‧‧位置
801B‧‧‧位置
801‧‧‧第一分段燈具
802‧‧‧第二分段燈具
803‧‧‧第三分段燈具
804‧‧‧第四分段燈具
於是可以詳細理解上述本揭示案特徵的方式，可藉由參考實施例而具有本揭示案的更特定描述(簡短總結如上)，其中一些圖示於所附圖式中。然而，注意 所附圖式僅圖示本揭示案典型的實施例，因此不考慮限制其範圍，因為本揭示案可允許其他等效實施例。
第1圖為根據一個實施例之熱處理腔室的側面截面視圖。
第2A圖為根據一個實施例之分段燈具的側面截面視圖。
第2B圖為根據一個實施例之線性燈具的側面截面視圖。
第3A及3B圖為根據一個實施例之燈具排列的俯視平面視圖。
第4A圖為根據一個實施例之燈頭的側面截面視圖。
第4B圖為根據另一實施例之燈頭的側面截面視圖。
為了便於理解，盡可能使用相同文字，以標示圖式中常見的相同元件。思量揭露於一個實施例中的元件可有利地利用於其他實施例，而無須特定敘述。
本揭示案一般相關於半導體基板的熱處理。更特定地。更特定地，於此揭露的實施例相關於用於半導體基板之熱處理的快速熱處理燈具。
第1圖圖示熱處理腔室10的橫截面視圖。可針對基板的快速熱處理(RTP)使用熱處理腔室10。如此處所使用，快速熱處理或RTP參考能夠以約每秒50攝氏 度及更高的速率一致地加熱基板的一設備或一處理，例如，約每秒100攝氏度至每秒150攝氏度的速率，及約每秒200攝氏度至每秒400攝氏度的速率。典型的RTP腔室中斜坡向下(冷卻)速率在約每秒80攝氏度至每秒150攝氏度的範圍中，但也可超出該範圍。
熱處理腔室10包含環繞及/或封閉處理區18的一個或更多個側壁50以對基板12熱處理，例如矽基板。熱處理腔室10包含支撐一個或更多個側壁50的基底53。熱處理腔室10可進一步包含設置於一個或更多個側壁50上方的透明窗部20、設置於透明窗部20上方的燈頭55、及設置於燈頭55上方的反射器78。此處使用的「透明」意指傳送給定波長的多數輻射。因此，此處使用的「透明」物體為傳送關注的給定波長的多數入射輻射之物體。如此處所使用，如果一物體為對可見光「透明」，則該物體傳送可見光波長的多數入射光。相似地，如果一物體為對紅外光「透明」，則該物體傳送紅外光波長的多數入射光。
基板支撐件11位於處理區18內。基板支撐件11可為可旋轉的。基板支撐件11包括環狀支撐環14及可旋轉支撐圓柱30。可放置可旋轉凸緣32於處理區18外部且磁性耦合至支撐圓柱30。可使用致動器(未展示)以繞著熱處理腔室10的中央線34旋轉凸緣32。在其他實施例中，可藉由環繞支撐圓柱30的線圈中的旋轉磁場來磁性地浮置及旋轉支撐圓柱30的底部。
基板12受基板支撐件11的環狀支撐環14支撐於基板12的周邊上。環狀支撐環14的邊緣唇部15向內延伸且在邊緣唇部15的基板支撐表面17上接觸基板12的背側的部分。基板12可被定向而使得特徵16已形成於基板12的前方表面上面朝燈頭55。
可使用針對熱處理腔室10的處理區18之埠13以將基板傳輸至熱處理腔室10及自熱處理腔室10傳輸。複數個升降銷22(例如三個升降銷)可延伸及收起以在基板12設置於熱處理腔室10中或由熱處理腔室10移除時支撐基板12的背側。此外，複數個升降銷22可保持靜止，同時移動基板支撐件11以影響升降銷相對於基板支撐件之延伸及收起。
在處理區18的上方側藉由透明窗部20界定處理區18。在一些實施例中，透明窗部20為透明石英窗部。透明窗部20自處理區18分開燈頭55。
使用燈頭55以在熱處理期間加熱基板12。燈頭55包含外殼60及設置於外殼60內的燈具排列70。外殼可由不鏽鋼或其他合適材料製成。燈具排列70包含複數個分段燈具80及複數個線性燈具90。合適使用為分段燈具80及線性燈具90的燈具之範例可包含鎢鹵素燈具及水銀蒸汽燈具。可使用線性燈具90以提供使用以升高基板12的溫度之大部分的熱，例如約60%及約95%之間的熱，例如約80%的熱。可使用分段燈具80以提供對基板12剩餘的熱，例如約5%及約40%之間，例如約20%。
每一個分段燈具80可經配置以引導多數燈具的熱以控制基板12上特定區域的溫度，例如在基板12被可旋轉基板支撐件旋轉時至基板12上的環狀區域。可以任何便利的圖案排列分段燈具80及線性燈具90。例如，可排列分段燈具80及線性燈具90成：一個分段燈具80相鄰於兩個線性燈具90、分段燈具80的每一側上有一個線性燈具90。該排列可具有在該排列的各邊緣處的分段燈具80或線性燈具90。此外，可排列分段燈具80及線性燈具90成：在一對分段燈具80中有兩個相鄰分段燈具80、一個線性燈具90相鄰於該對線性燈具90的每一側。可簡單地展望其他排列。另外，在一些實施例中，燈頭55中的所有燈具可為分段燈具80。
可排列分段燈具80的輻射發射元件(例如燈絲)成區域(例如徑向區域)，對應於基板支撐件11上的基板12之面積以被加熱。可使用一個或更多個感應器(例如高溫計)以監視不同區域而允許基板不同區之分開的溫度控制。例如，在加熱時導因於繞著基板邊緣的增加的表面面積，可提供更多熱至基板的更外部邊緣。可排列分段燈具80及/或分段燈具90的發射器以提供任何需要的區域形狀或剖面，例如由一個邊緣跨過排列70至排列70的另一邊緣的線性區域，或可為同心或偏心的矩形或長方形區域。燈具排列70、分段燈具80、及線性燈具90的進一步細節將在下方參考第2A至4B圖而討論。
可放置反射器78於燈頭55的外殼60上方，以將輻射反射回往基板12。反射器78的表面可被鍍以反射性材料，例如金、鋁、或不鏽鋼，例如拋光不鏽鋼。可設置每一個燈具80、90在反射性孔洞76中。可由反射器78的一部分在頂部上界定且由反射性結構75在各側上界定每一個反射性孔洞。反射性結構75可以任何所欲方式引導、聚焦、及/或塑形燈具80、90的輻射。
反射器78可進一步包含冷卻通道(未展示)，以在加熱之後藉由使用冷卻劑(例如冷卻水)幫助由燈頭55移除超過的熱且援助基板12的冷卻速率。在一些實施例中，該等冷卻通道或分開的冷卻通道(未展示)可延伸進入燈頭55的外殼60以進一步藉由使用冷卻劑(例如冷卻水)援助冷卻燈頭55及基板12。雖然展示反射器78為具有實質平坦的形狀，在一些實施例中，反射器78可具有凹形的形狀。進一步地，在一些實施例中，可使用多個凹形反射器。
處理區域18藉由熱處理腔室10的基底35界定於處理區域18的下方側。基底35可包含在環狀支撐環14的邊緣唇部15下方的反射器28。反射器28可延伸平行於且覆於一面積，該面積大於面對反射器28之基板12的表面。反射器28反射由基板12發射的輻射回往基板12，以增強基板12的視發射率。基板12及反射器28之間的間隔可為約3mm至9mm之間，且孔洞的寬度對厚度的寬厚比可大於20。反射器28的頂部表面可由鋁形成 且可具有由不同材料製成的表面塗覆，例如高反射性材料，例如銀或金，或多層介電鏡。反射器28的頂部表面及基板12的背側形成用於增強基板12的有效發射率的反射孔洞，因而改良溫度量測的精確度。在一些實施例中，反射器28可具有更不規則的或粗糙化的頂部表面，或可具有黑的或其他顏色的頂部表面，以更類似接近一黑體壁。反射器28可設置於基底35上。基底35可包含冷卻通道(未展示)以由基板12移除超過的熱。可特別在冷卻基板12期間藉由冷卻劑(例如冷卻水)的使用來使用該等冷卻通道。
基底35進一步包含複數個溫度感應器40(展示為高溫計)以量測跨過旋轉的基板12之半徑的溫度。每一個感應器40經由光學光管42及反射器28中的孔隙耦合以面對基板12的背側。光管42可由多種結構形成，包含藍寶石、金屬、及矽纖維。
可使用控制器44以在處理期間控制基板12的溫度。可使用控制器44以在熱處理之特定步驟期間供應相對恆定量的功率給線性燈具90。控制器44可針對不同基板或在相同基板上執行的不同熱處理步驟而改變供應給線性燈具90的功率量。控制器44使用來自感應器40的信號為輸入，以控制基板12上不同徑向區域的溫度。控制器44調整供應給不同分段燈具80的電壓，以在處理期間動態地控制輻射加熱強度及圖案。在一些實施例中，分段燈具80及線性燈具90以DC功率供應來供 電，同時在其他實施例中，燈具80、90可以AC功率供應及整流器來供電，例如可使用SCR以供應功率給燈具80、90。
高溫計一般量測在窄波長頻寬中(例如，在約700至1000nm之間的範圍中的40nm)的光強度。控制器44或其他儀器經由廣為人知的由維持在一溫度的黑體所輻射的光強度之頻譜分布的蒲朗克(Planck)分布而將光強度轉換成該溫度。然而，高溫計受欲掃描之基板12的部分之發射率的影響。發射率є可在針對黑體為1至針對完美反射器為0之間變化，因而為基板背側的反射率R=1-є的反向量測。當基板12的背表面典型地一致使得可預期一致的發射率，背側成分可在處理前隨著變化。高溫計可藉由進一步包含輻射計(emissometer)(未展示)以光學地探測基板(12)以量測基板12面對輻射計之部分在相關波長範圍中的發射率或反射率及控制器44內的控制演算法以包含量測的發射率。
在熱處理腔室10展示頂部加熱配置(亦即，在基板12上方提供燈具80、90)時，思量也可使用底部加熱配置(亦即，在基板下方提供加熱燈具)以利於本揭示案。進一步地，在一些實施例中，基板12的前方表面(帶有形成於該前方表面上的處理特徵16)可在處理期間背對燈頭55(亦即，面朝感應器40)。
第2A圖根據一個實施例展示燈頭55的外殼60中之其中一個分段燈具80的側面截面視圖。外殼60包含環繞第一平面61的第一邊緣62，其中第一平面61可為開口以引導熱前往基板12(亦即，包含分段燈具80及線性燈具90的燈具70之排列可被定向以引導熱經由第一平面61前往基板12)。在第2A圖中，基板面對第一平面61。可藉由第1圖的透明窗部20覆蓋第一平面61。每一個分段燈具80可實質跨過第一平面61越過一維度。例如，如果第一平面61實質為長方形，每一個分段燈具80可越過第一平面61的長度或寬度。如另一範例，如果第一平面61實質為圓形，則中央燈具可越過第一平面61的直徑且其他分段燈具80可跨過第一平面61越過多種翼弦。
在一些實施例中，每一個分段燈具80具有較跨過第一平面61的維度稍微更短、稍微更長、或約相同長度的長度。每一個分段燈具80包含：可連接至外殼60上的一位置(例如，位置63)的第一端81、連接至第一端81的第一線分段82、連接至第一線分段82的第一燈絲83、及連接至第一燈絲83的中間線分段85。每一個分段燈具80進一步包含連接至中間線分段85的第二燈絲86、連接至第二燈絲86的第二線分段87、及連接至第二線分段87的第二端88，其中第二端88連接至外殼60上的相對位置(例如，位置64)。可在第一端81及第二端88處提供電性連接至每一個分段燈具80。連接至第一端 81及第二端88的燈泡89環繞每一個分段燈具80的線及燈絲。
可變化分段燈具80中不同線82、85、87的長度以調整分段燈具80中燈絲83、86的位置，使得燈絲83、86可設置覆於基板12之不同徑向區域。每一個分段燈具80進一步包含中點84。第一燈絲83位於中點84的第一側84A上，且第二燈絲86位於中點84的第二側84B上。雖然第2A圖展示分段燈具80連接至外殼60，在其他實施例中，分段燈具80可接合至另一支撐結構，例如外殼60上方裝設的結構，例如固定至外殼60頂部的結構。
第2B圖根據一個實施例展示燈頭55的外殼60中之其中一個線性燈具90的側面截面視圖。每一個線性燈具90可以與上述分段燈具80相似之方式實質越過第一平面61的一維度。在一些實施例中，每一個分段燈具具有較第一平面61的維度稍微更短、稍微更長、或約相同長度的長度。每一個線性燈具90包含：由線性燈具90的第一端91延伸至線性燈具90的第二端92的燈絲95，其中每一個線性燈具90的第一端91及第二端92各在相對位置處(例如，位置93、94)連接至外殼60。
可在第一端91及第二端92處提供電性連接至每一個線性燈具90。連接至第一端91及第二端92的燈泡99環繞每一個線性燈具90的線及燈絲。雖然第2B圖展示線性燈具90連接至外殼60，在其他實施例中，線 性燈具90可接合至另一支撐結構，例如外殼60上方裝設的結構，例如固定至外殼60頂部的結構。
第3A圖為根據一個實施例之燈具排列70的俯視平面視圖。參照第3A圖，燈具排列70設置跨過面積73，面積73面對第一平面61(見第2A圖)且可與第一平面61至少一樣大。在一些實施例中，面積73可較第一平面61具有稍微更小、稍微更大、或約相同尺寸。面積73由邊界74界定。燈具排列70中的每一個分段燈具80可由邊界74上的位置(例如，位置801A)延伸至邊界74上的相對位置(例如，位置801B)。在一些實施例中，邊界74與外殼60的表面相符合，使得燈具80、90可裝設至外殼60。在其他實施例中，面積73可較被外殼60封閉的面積大或小。例如，在一些實施例中，燈具可由外殼60上方的分開的支撐結構裝設，而允許燈具排列70覆蓋不同於被外殼60封閉的面積之一面積。面積73被展示成長方形面積，但面積73可採用不同形狀(例如矩形或圓形面積)以匹配或更接近地匹配被外殼60封閉的面積或第一平面61。在圓形的實施例中，燈具80、90可為不同長度以容納由外殼60的一個側面至外殼60的相對側面之變化的距離，且相似地容納由第一平面61的一個側面至第一平面61的相對側面之變化的距離。
燈具排列70包含六個分段燈具801至806、八個線性燈具90、及中央燈具79。其他實施例可包含更多或更少的分段燈具80或線性燈具90。進一步地，在一 些實施例中，中央燈具79可為分段燈具80或線性燈具90。
每一個分段燈具80可平行於其他分段燈具80及平行於線性燈具90及中央燈具79而對齊。燈具排列70展示線性燈具90及分段燈具80主要為交替的順序，但可使用其他排列。例如，在一些實施例中，分段燈具80可垂直於每一個線性燈具90而對齊，其中分段燈具80設置於相距外殼60的第一平面61之一距離，該距離與線性燈具90相距第一平面61之距離不同。垂直配置可提供額外空間以冷卻外殼60的側面及連接針對燈具80、90之每一者的線。
可將分段燈具80的燈絲83、86排列成區域，例如區域310至312。區域310至312可對應基板12的面積以置於環狀支撐環14上(見第1圖)或第一平面61上(見第2A圖)。例如，區域310至312可對應於基板12的不同溫度控制區。可放置分開的感應器40(例如高溫計，見第1圖)於各區域310至312下方以成為各區域310至312的溫度控制迴圈之輸入。各區域310至312可進一步包含至少一個中央燈具79或僅在該區域具有至少一個燈絲的分段燈具80以成為輸出，控制器44(見第1圖)可調整該輸出以控制在區域310至312的基板溫度。
區域310至312包含被第一環狀區域311環繞的中央區域310，第一環狀區域311被第二環狀區域 312環繞。在一些實施例中，中央區域310可包含僅一個燈絲77以控制基板12的中央溫度。在其他實施例中，中央區域310可包含來自一個或更多個燈具的兩個或更多個燈絲，例如分段燈具80。第一環狀區域311包含來自兩個分段燈具801、802的四個燈絲83、86。四個燈絲83、86包含來自第一分段燈具801的兩個燈絲及來自第二分段燈具802的兩個燈絲。第二環狀區域312包含來自四個分段燈具803至806的八個燈絲83、86。八個燈絲83、86包含來自分段燈具803至806之每一者的兩個燈絲。區域312中的額外燈絲可提供增加的熱以控制較內部區域(例如，區域310、311)具有更多表面面積及質量的外部區域(例如，區域312)的溫度。在一些實施例中，可相對於在內部區域中的燈絲83、86之長度來增加在外部區域中的分段燈具80中的燈絲83、86的長度，使得外部區域中可自每一個分段燈具80提供額外的熱。雖然第3A圖展示燈具排列70包含三個區域，可使用更多或更少的區域以排列分段燈具80的燈絲83、86覆於欲熱處理的基板12。
外殼60包含中央65且中央65的各側上具有分段燈具80及線性燈具90。例如，第一分段燈具801位於中央65的第一側65A且第二分段燈具802位於中央65的第二側65B。中央65也可對應於燈具排列70的中央。
第3B圖以省略一些燈具來展示燈具排列70，使得可更詳細說明燈具801至804的一些特徵。例如，第3B圖展示外殼60的中央65及不同的分段燈具801至804的燈絲83、86之間的距離。第一分段燈具801中的燈絲83、86及第二分段燈具802中的燈絲83、86位於距中央65第一距離67處(亦即，所有四個燈絲83、86與中央65等距)。第三分段燈具803中的燈絲83、86及第四分段燈具804中的燈絲83、86位於距中央65第二距離68處。第二距離68較第一距離67長。
第4A圖為根據第1圖之實施例之燈頭55的側面截面視圖。在燈頭55中，每一個分段燈具80及每一個線性燈具90與外殼60的第一平面61相距第三距離71。將燈具80、90放置於與外殼60的第一平面61距離相同處可簡化燈具排列70的設計。
第4B圖為根據另一實施例之燈頭455的側面截面視圖。在燈頭455中，每一個線性燈具90與第一平面61相距第三距離71，且每一個分段燈具80與第一平面61相距第四距離72。第三距離71較第四距離72長。將分段燈具80放置較靠近第一平面61因而較靠近欲處理基板12允許分段燈具80的每一個調整具有對基板12的溫度更大的影響。此分段燈具80較靠近基板12的位置可在處理期間改良基板12的溫度控制。雖然未展示，可放置反應性結構75(第1圖)於燈具80、90之間，使得來自各燈具80、90的輻射不會干擾另一燈具80、 90。反應性結構75可自線性燈具90上方向下延伸通過分段燈具80以防止干擾。
於此描述之實施例圖示使用於熱處理腔室的燈頭，該熱處理腔室可實質減低製造成本及燈頭的維持成本。藉由減低燈頭中所需燈具的數量來達成成本的節省。較少的燈具需要較少的接線及較少的時間以在燈頭中裝設。進一步地，較少的燈具導致較低頻率的置換燈具，而導致較低的等待時間及維持成本。例如，一些熱處理燈頭包含上百個燈具，例如超過400個燈具。燈具最終會失效，所以操作具有上百個燈具的熱處理腔室將需要置換上百個燈具(若非上千個燈具)。於此揭露的實施例中，可具有少至約15個燈具，使得可能需要置換的燈具量在與傳統熱處理燈頭相較時減低10或更多的係數。
除了節省成本，此處揭露的燈具排列可提供處理期間基板不同面積的精確溫度控制。例如，可排列分段燈具使得每一個分段燈具僅加熱旋轉的基板的特定徑向區域。進一步地，可使用反射性結構屏蔽分段區域遠離線性燈具，使得每一個分段燈具可精確地控制分段燈具正在加熱的徑向區域的溫度。此外，如第4B圖中所展示，可放置分段燈具較靠近基板而進一步增強分段燈具的能力以控制跨過基板不同面積的溫度。
前述係本揭示案之實施例，可修改本揭示案之其他及進一步的實施例而不遠離其基本範圍，且該範圍由隨後的申請專利範圍來決定。
10‧‧‧熱處理腔室
11‧‧‧基板支撐件
12‧‧‧基板
13‧‧‧埠
14‧‧‧環狀支撐環
15‧‧‧邊緣唇部
16‧‧‧特徵
17‧‧‧基板支撐表面
18‧‧‧處理區
20‧‧‧透明窗部
22‧‧‧升降銷
28‧‧‧反射器
30‧‧‧可旋轉支撐圓柱
32‧‧‧凸緣
34‧‧‧中央線
35‧‧‧基底
40‧‧‧感應器
42‧‧‧光管
44‧‧‧控制器
50‧‧‧側壁
53‧‧‧基底
55‧‧‧燈頭
60‧‧‧外殼
70‧‧‧燈具排列
75‧‧‧反射性結構
76‧‧‧反射性孔洞
78‧‧‧反射器
80‧‧‧分段燈具
90‧‧‧線性燈具

Claims (20)

  1. 一種用於一基板之熱處理的燈頭，包括：一外殼，該外殼具有環繞一第一平面的一第一邊緣；及複數個分段燈具，該複數個分段燈具設置於該外殼內，每一個分段燈具實質平行於該第一平面對齊，其中每一個分段燈具包括：一第一端，該第一端連接至該外殼上的一第一位置；一第一線分段，該第一線分段連接至該第一端；一第一燈絲，該第一燈絲連接至該第一線分段；一中間線分段，該中間線分段連接至該第一燈絲；一第二燈絲，該第二燈絲連接至該中間線分段；一第二線分段，該第二線分段連接至該第二燈絲；及一第二端，該第二端連接至該第二線分段；其中該第二端連接至該外殼上的一第二位置；且其中每一個分段燈具連接至該外殼上的一分開第一位置及一分開第二位置。
  2. 如請求項1所述之燈頭，其中該複數個分段燈具包括一第一分段燈具及一第二分段燈具，其中該 第一分段燈具平行於該第二分段燈具而對齊，且該複數個分段燈具被定向以引導熱經由該第一平面前往該基板。
  3. 如請求項2所述之燈頭，其中該外殼包括一中央，且該第一分段燈具位於該中央的一第一側上且該第二分段燈具位於該中央的一第二側上。
  4. 如請求項2所述之燈頭，其中該外殼包括一中央，且該第一分段燈具中的該等燈絲及該第二分段燈具中的該等燈絲之位置與該中央相距一第一距離。
  5. 如請求項4所述之燈頭，其中該複數個分段燈具進一步包括一第三分段燈具及一第四分段燈具，其中該第三分段燈具中的該等燈絲及該第四分段燈具中的該等燈絲之位置與該中央相距一第二距離，其中該第二距離較該第一距離長。
  6. 如請求項2所述之燈頭，其中該第一分段燈具及該第二分段燈具皆與該第一平面相距一第三距離。
  7. 如請求項2所述之燈頭，進一步包括複數個線性燈具，該複數個線性燈具平行於該第一分段燈具，其中每一個線性燈具包含由該線性燈具的一第一端延伸至該線性燈具的一第二端的一燈絲，其中每一個線性燈具的該第一端及該第二端皆連接至該外殼。
  8. 如請求項7所述之燈頭，其中每一個分段燈具及每一個線性燈具之位置與該第一平面相距一第三距離。
  9. 如請求項7所述之燈頭，其中每一個線性燈具之位置與該第一平面相距一第三距離，且該第一分段燈具之位置與該第一平面相距一第四距離，其中該第三距離較該第四距離長。
  10. 一種用於一基板之熱處理的燈頭，包括：一外殼，該外殼具有環繞一第一平面的一第一邊緣；及燈具的一排列，該等燈具位於該外殼內且跨過一面積設置，該面積面對該第一平面且實質與該第一平面一樣大，該面積由一邊界來界定，其中該排列包括複數個分段燈具，每一個分段燈具由該邊界上的一位置延伸至該邊界上的一相對位置，其中每一個分段燈具包含一中點、該中點的一第一側上的一第一燈絲，及該中點的一第二側上的一第二燈絲。
  11. 如請求項10所述之燈頭，其中該複數個分段燈絲平行於彼此而對齊，且燈絲的該排列被定向以引導熱經由該第一平面前往該基板。
  12. 如請求項11所述之燈頭，其中每一個分段燈具包含一中間線，該中間線連接該第一燈絲至該 第二燈絲。
  13. 如請求項12所述之燈頭，其中該等分段燈具的該等燈絲排列成複數個區域，包含被一第一環狀區域環繞的一中央區域，其中該第一環狀區域包含來自兩個分段燈具的四個燈絲，其中該四個燈絲包含來自該複數個分段燈具的一第一分段燈具的兩個燈絲及來自該複數個分段燈具的一第二分段燈具的兩個燈絲。
  14. 如請求項13所述之燈頭，其中該四個燈具與燈具的該排列的一中央等距。
  15. 如請求項11所述之燈頭，其中燈具的該排列進一步包括複數個線性燈具，其中每一個線性燈具平行於每一個分段燈具，且包含由該線性燈具的一第一端延伸至該線性燈具的一第二端的一燈絲，其中每一個線性燈具的該第一端及該第二端設置於該邊界上的相對位置處。
  16. 如請求項15所述之燈頭，其中每一個線性燈具及每一個分段燈具之位置與該第一平面相距一第三距離。
  17. 如請求項15所述之燈頭，其中每一個線性燈具之位置與該第一平面相距一第三距離，且每一個分段燈具之位置與該第一平面相距一第四距離，其 中該第三距離較該第四距離長。
  18. 一種用於處理一基板之熱處理腔室，包括：一個或更多個側壁，該一個或更多個側壁環繞一處理區；一基板支撐件，該基板支撐件位於該處理區內，該基板支撐件具有一基板支撐表面；一透明窗部，該透明窗部設置於該一個或更多個側壁上方；及一燈頭，該燈頭設置於該透明窗部上方；該燈具包括：一外殼；及複數個分段燈具，該複數個分段燈具設置於該外殼內，每一個分段燈具實質平行於該基板支撐件的該基板支撐表面對齊，其中每一個分段燈具包括：一第一端，該第一端連接至該外殼上的一第一位置；一第一線分段，該第一線分段連接至該第一端；一第一燈絲，該第一燈絲連接至該第一線分段；一中間線分段，該中間線分段連接至該第一 燈絲；一第二燈絲，該第二燈絲連接至該中間線分段；一第二線分段，該第二線分段連接至該第二燈絲；及一第二端，該第二端連接至該第二線分段；其中該第二端連接至該外殼上的一第二位置；且其中每一個分段燈具連接至該外殼上的一分開第一位置及一分開第二位置。
  19. 如請求項18所述之熱處理腔室，其中該等分段燈具的該等燈絲排列成複數個區域，包含被一第一環狀區域環繞的一中央區域，其中該第一環狀區域包含來自兩個分段燈具的四個燈絲，其中該四個燈絲包含來自該複數個分段燈具的一第一分段燈具的兩個燈絲及來自該複數個分段燈具的一第二分段燈具的兩個燈絲。
  20. 如請求項19所述之熱處理腔室，其中該燈頭進一步包括複數個線性燈具，其中每一個線性燈具平行於每一個分段燈具，且包含由該線性燈具的一第一端延伸至該線性燈具的一第二端的一燈絲，其中每一個線性燈具的該第一端及該第二端皆連接至該外殼。
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