CN106537566B - 用于热腔室应用和热处理的光管阵列 - Google Patents

Abstract

描述一种处理腔室。所述处理腔室包含具有内部体积的腔室、耦接至腔室的光管阵列以及辐射热源，所述光管阵列包括壁构件，壁构件界定腔室的内部体积的边界，其中光管阵列包含多个光管结构，辐射热源包括与所述多个光管结构中的每一个光学通讯的多个能量源。

Description

用于热腔室应用和热处理的光管阵列

技术领域

本发明公开了用于半导体处理的设备和方法。更具体而言，本发明公开的实施方式涉及用于半导体基板的热处理的光管。

背景技术

在半导体产业中通常实行热处理。半导体基板在许多转换的背景下承受热处理，包含栅极、源极、漏极和沟道结构的沉积、掺杂、活化(activation)和退火，以及硅化、结晶、氧化和类似转换。多年来，热处理的技术已从简单炉烘烤进展至各种形式的渐增快速热处理(RTP)、尖峰退火(spike annealing)以及其他热处理。

随着半导体装置特征的临界尺寸持续减缩，在热处理期间的热预算需要更严格的限制。上述热处理中的许多热处理利用由多个光源所组成的灯头(lamphead)的形式的灯具加热，所述多个光源经设置以将辐射能导向基板。然而，在常规灯头中光源的辐照图案(irradiance pattern)有时为不规则的，这产生了基板之的不规则加热。

所需要的为在热处理腔室内促进灯头的改善的辐射控制的方法和设备。

发明内容

本发明公开的实施方式涉及在半导体基板的热处理中使用的光管阵列。

在一个实施方式中，提供用于热处理腔室中的光管阵列。光管阵列包括透明壁构件；和多个光管结构，所述多个光管结构设置于邻近壁构件的主表面处，所述多个光管结构中的每一个都包括透明材料且具有纵向轴，所述多个光管结构中的至少一部分以纵向轴与壁构件的主表面的平面呈实质上正交关系的方式放置。

在另一个实施方式中，提供基板处理腔室。处理腔室包含具有内部体积的腔室、耦接至腔室的光管阵列以及辐射热源，光管阵列包括多个光管结构和壁构件，壁构件界定腔室的内部体积的边界，辐射热源包括多个能量源，所述多个能量源与所述多个光管结构中的每一个光管结构光学通讯。

在另一个实施方式中，提供基板处理腔室。处理腔室包含具有内部体积的腔室、耦接至腔室的光管阵列以及辐射热源，光管阵列包括透明壁构件、设置于邻近壁构件的主表面处的多个光管结构，所述多个光管结构中的每一个都包括透明材料且具有纵向轴，所述多个光管结构中的至少一部分以纵向轴与壁构件的主表面的平面呈实质上正交关系的方式放置，辐射热源包括与所述多个光管结构中的每一个光管结构光学通讯的多个能量源。

附图说明

因此，以上简要总结的本公开内容的上述所记载的特征可被详细理解的方式、对本公开内容更加特定的描述可通过参考实施方式而获得，所述实施方式中的一些示出于附图之中。然而，值得注意的是，所述附图仅示出了本公开内容的典型的实施方式，而由于本公开内容可允许其他等效的实施方式，所述附图因此并不会被视为对本公开内容的限制。

图1示出了热处理腔室的示意性截面图，所述热处理腔室具有设置于热处理腔室上的光管阵列的一个实施方式。

图2A为跨图1的截面线2B-2B的光管阵列的横截面图。

图2B为跨图2A的截面线2B-2B的光管阵列的横截面图。

图3A和图3B分别为图标光管阵列的另一个实施方式的平面视图和等距视图。

图4A为可由图1的灯头组件所利用的光管阵列的另一个实施方式的等距视图。

图4B为图4A的光管阵列的一部分的放大俯视图。

图5A为可由图1的灯头组件所利用的光管阵列的一部分的另一个实施方式的示意侧面截面图。

图5B为图5A的光管阵列的等距视图。

图6为示出在基板上于不同径向位置处的来自灯具阵列的辐照曲线的图形。

图7为示出在基板上于不同径向位置处的来自灯具阵列的辐照曲线的图形。

为了促进理解，已在尽可能的情况下使用相同的参考数字指定这些附图共通的相同元件。可以考虑到的是，一个实施方式的元件和特征可有利地整合于其他实施方式中，而无需赘述。

具体实施方式

本发明所述的实施方式涉及用于热处理腔室的光管阵列，所述热处理腔室例如沉积腔室、蚀刻腔室、退火腔室、注入腔室、用于发光二极管成形的腔室以及其他处理腔室。光管阵列可被利用在可自美国加州圣克拉拉应用材料公司购得的处理腔室中，且光管阵列也可被利用在来自其他制造商的处理腔室中。本发明所使用的任何方向，例如“向下”或“下”以及“向上”或“上”是基于所示的附图中腔室的定向，且可能并非在实践中的实际方向。

图1示出了热处理腔室100的示意性截面图，热处理腔室100具有设置于热处理腔室100上的光管阵列101的一个实施方式。热处理腔室100可用于处理一个或多个基板，包含将材料沉积于基板102的上表面上、基板的退火、基板的蚀刻或其他热处理。虽然本发明中并未详细讨论，但是所沉积的材料可包含半导体材料，包含元素材料例如硅和锗，合金材料例如硅-锗，和化合物半导体材料例如砷化镓、氮化镓或氮化铝镓。如本发明所述的，热处理腔室100适于接受“面朝上”定向的基板，其中基板的沉积接受侧或面朝向上方且基板的“背侧”朝向下方。

热处理腔室100可包含灯头组件105，灯头组件105包含辐射热源106。辐射热源106包含能量源104的阵列，用于加热设置于热处理腔室100内的基板支撑件109的背侧107以及其他部件。辐射热源106可设置于外壳123中，外壳123耦接至处理腔室100。辐射热源106还包含与灯头组件105的能量源104关联的多个光管结构127。多个光管结构127中的每一个均可包含沿着光管结构127的纵向轴的柱状形(columnar-shaped)结构(即，柱状结构)以及其他形状。光管结构127提供作为来自辐射热源106的能量源104的光子可传递通过的光管，以在处理期间加热基板102。在一个实施方式中，光管结构127中的每一个在一般条件下均可具有全内反射(TIR)性质。多个光管结构127中的每一个均可与能量源104中的一个对准，如图1中所示。

基板支撑件109可为如图示的圆盘状基板支撑件109。或者，基板支撑件109可为销支撑件(例如三个或多于三个的销，所述销从基板的底部支撑基板)，或从基板的边缘支撑基板的环状基板支撑件。无论为何种类型，基板支撑件109促使基板曝露于通过光管阵列101的热辐射。基板支撑件109位于热处理腔室100内在上部圆顶111与光管阵列101的壁构件114之间。上部圆顶111、壁构件114的上表面和基环113大致上界定热处理腔室100的内部区域，壁构件114的上表面可为板材，且基环113设置于上部圆顶111与光管阵列101的安装凸缘(mounting flange)110之间。基板支撑件109大致上将热处理腔室100的内部体积划分成在基板上方的处理区域112和在基板支撑件109下方的净化区域129。

基板支撑件109在处理期间可通过中心轴(central shaft)117来旋转。可利用基板支撑件109的旋转使得热效应和在热处理腔室100内的处理气体流动空间异常最小化，并因此促进基板102的均匀处理。基板支撑件109通过中心轴117来支撑，在基板传送处理期间或在某些情况下例如基板102处理期间，基板支撑件109可将基板102在向上/向下方向中移动(即，如箭头所示的，垂直地)。基板支撑件109可由碳化硅或涂布有碳化硅的石墨所形成，以吸收来自能量源104的辐射能量并将辐射能量传导至基板102。能量源104中的每一个均可设置于管115中，管115可由反射材料所制成。多个升降销119可设置于热处理腔室100中位于中心轴117的外侧。升降销119可耦接至致动器(未示出)，以在热处理腔室100内相对于基板支撑件109且与基板支撑件109无关的垂直地移动升降销119。通过装载端口(未图示)基板102可被传送进入热处理腔室100中并放置于基板支撑件109上。在图1中，基板支撑件109示出为在举升的处理位置，但可通过致动器(未示出)垂直地往返移动至位于处理位置下方的装载位置，以允许升降销119接触基板102并将基板102与基板支撑件109间隔开来。然后通过装载端口机械手(未示出)可进入处理腔室100以啮合基板102并将基板102从处理腔室100移除。

通常，上部圆顶111和壁构件114是由光学透明材料所形成，例如上述的石英材料或蓝宝石材料。在此实施方式中，光管阵列101的壁构件114包含凹部116，凹部116向光管阵列101提供额外的结构刚性。凹部116向光管阵列101提供凹形或圆顶形且可使壁构件114的截面尺寸能够较薄，这使得在较低压力下操作时可提供结构刚性。在某些实施方式中，光管阵列101包含绕光管结构127所设置的周围外壳159。

壁构件114和光管结构127可由相同或不同材料所制成，所述材料可穿透各种波长的电磁辐射，所述波长可包含可见光波长和非可见光波长，包含至少从100纳米(nm)至50微米的波长。在某些实施方式中，电磁波长可在红外(IR)光谱中。在一个实施方式中，壁构件114和光管结构127两者均由石英材料(即，非晶形硅石)所制成，但是也可使用可穿透例如波长在红外线光谱的能量的其他材料，例如玻璃、蓝宝石和铝硅酸盐(alumino-silicate)玻璃。壁构件114可由具有低夹杂(inclusion)承受度的透明熔融石英(clearfusedquartz)材料所制成。本发明所使用的用语“透明”意指物质在所述物质的体积内当电磁辐射通过所述体积时并不明显地改变辐射的选定波长范围的方向或功率。在一个实例中，电磁辐射的选定波长范围的平均方向改变低于几度且平均功率减低量低于约70％。

在一个实施方式中，具有平坦的壁构件114的光管阵列101的厚度可为约40mm，而具有凹状(例如，图1中所示的凹部116)的壁构件114的光管阵列101的厚度可为约35mm。至少光管阵列101的壁构件114可耦接至安装凸缘110，安装凸缘110可耦接于侧壁108与基环113之间。密封件118，例如O形环，可用以将安装凸缘110密封至侧壁108和基环113。通过设置于基环113与夹环120之间用于密封的密封件118，上部圆顶111可耦接至基环113和夹环120。

能量源104可经配置以将基板102加热至介于约摄氏200度至约摄氏1600度的范围内的温度。各个能量源104可耦接至功率源121和控制器。光管阵列101在处理期间或在处理之后可通过冷却剂源125冷却。冷却剂源125可包含冷却剂，例如水、乙二醇、氮(N₂)、氦(He)或用作热交换介质的其他流体。冷却剂可在外壳123和辐射热源106的能量源104之间各处流动。或者是或者额外地，灯头组件105和/或外壳123可以以对流方式冷却。

在一个实施方式中，光管结构127的至少一部分的纵向轴可以相对于壁构件114的主表面的平面呈实质上正交的角度来放置。用语“实质上正交”包含法线角度(例如，90度)以及偏离法线+/-5度(例如，85度至90度)。在某些实施方式中，光管结构127和能量源104中的一个或两者的至少一部分可向内朝向处理腔室100的中心轴呈倾斜。例如，靠近中心轴117的光管结构127和/或能量源104可相对于壁构件114的平面以约30度至约45度向内倾斜，以将辐射能量导向基板支撑件109的中心区域(即，在中心轴117上方)。在一个实例中，来自能量源104的至少一部分的辐射能量以相对于壁构件114的平面呈非法线角来通过壁构件114。

屏蔽物(shield)122可任选地绕基板支撑件109设置。也可通过衬垫组件124来环绕基环113。屏蔽物122避免来自能量源104的热/光噪声泄漏至基板102的装置侧128或使泄漏最小化，同时提供用于处理气体的预加热区域。屏蔽物122可由化学气相沉积的碳化硅(CVD SiC)、涂布碳化硅的烧结的石墨、生长的碳化硅、不透明石英、经涂布的石英或任何能抵抗通过处理气体和净化气体所化学分解的类似的适合材料所制成。衬垫组件124的尺寸为被嵌套在基环113的内部周围内或由基环113的内部周围所环绕的尺寸。衬垫组件124将处理体积(即，处理区域112和净化区域129)从处理腔室100的金属壁遮蔽。金属壁可能与前驱物反应并造成处理体积中的污染物。虽然衬垫组件124图示为单一主体，但是衬垫组件124可包含一个或多个衬垫。

热处理腔室100还可包含热传感器126，热传感器126可为用于基板102上的温度测量/控制的高温计。可在基板102的装置侧128上进行通过热传感器126的温度测量。结果，热传感器126可仅感测来自热基板102的辐射，而从能量源104直接抵达热传感器126的背景辐射为最小量。反射体130可任选地放置于上部圆顶111的外侧，以将辐射远离基板102的光反射返回至基板102上。反射体130可固定至夹环120。反射体130可由金属所制成，例如铝或不锈钢。可通过提供高反射涂层例如金(Au)改善反射的效率。反射体130可具有连接至冷却源(未示出)的一个或多个通口132。通口132可连接至形成于反射体130中或反射体130上的通道134。通道134经配置以流动流体，例如水或诸如氦、氮或其他气体的气体，以冷却反射体130。

在某些实施方式中，光管阵列101可包含形成于光管阵列101的至少一部分中或通过光管阵列101的至少一部分所设置的一个或多个计量光管160。计量光管160可包括蓝宝石或如本发明所述的其他透明材料。在一个实施方式中，计量光管160用以通过任选的光纤光缆164与传感器162(例如光学高温计)耦合。计量光管160可具有约1mm至约2mm的直径，并经配置以定位于光管结构127的至少一部分之间。计量光管160的长度可从壁构件114的表面延伸至计量光管160的设置于灯头组件105的外壳123下方的末端。使一个或多个计量光管160(例如计量光管160的阵列)位于壁构件114的正下方处的光管阵列101内的特定径向位置或区域处允许于显著地靠近基板支撑件109的平面和/或基板102的位置处的温度感测。计量光管160与基板支撑件109和/或基板102的接近性允许较小测量部位，这使得温度控制能够较精细。

处理气体可自处理气源136供应而经由形成在基环113的侧壁中的处理气体入口138引入至处理区域112中。处理气体入口138经配置以将处理气体导向于大致上径向朝内的方向。在薄膜形成处理期间，基板支撑件109可位于处理位置中，所述处理位置邻近处理气体入口138且位于与处理气体入口138大约相同高度处，从而允许处理气体以层流机制(laminar flowregime)跨基板102的上表面向上流并沿着流动路径140绕流。处理气体经由位于处理腔室100的与处理气体入口138相反侧上的气体出口144离开处理区域112(沿着流动路径142)。可通过耦接至气体出口144的真空泵146来促进经由气体出口144的处理气体的移除。由于处理气体入口138与气体出口144彼此对准且设置于近似相同高度处，人们相信，当与上部圆顶111结合时，如此平行安置将会使基板102各处有大致上平坦、均匀的气体流动。通过经由基板支撑件109的基板102的旋转可提供进一步径向均匀性。

净化气体可自净化气源148供应而经由形成在基环113的侧壁中的任选的净化气体入口150而供应至净化区域129。净化气体入口150设置于处理气体入口138下方的某高度处。若使用圆形屏蔽物122或预加热环(未示出)，则圆形屏蔽物或预加热环可设置于处理气体入口138与净化气体入口150之间。无论在何种情况下，净化气体入口150经配置以将净化气体导向于大致上径向朝内的方向。在薄膜形成处理期间，基板支撑件109可位于某位置中，所述位置使得净化气体以层流机制跨越基板支撑件109的背侧107向下流并沿着流动路径152绕流。在不受限于任何特定理论的情况下，人们相信净化气体的流动防止或实质上避免处理气体流动进入净化区域129，或减低处理气体进入净化区域129(即，基板支撑件109下的区域)的扩散。净化气体离开净化区域129(沿着流动路径154)且经由气体出口144排出处理腔室，气体出口144位于处理腔室100的与净化气体入口150相反的侧上。

类似地，在净化期间，基板支撑件109可位于举升的位置处，以允许净化气体跨基板109的背侧107横向地流动。本领域技术人员应当知晓，示出的处理气体入口、净化气体入口和气体出口是用语说明性目的，因为可调整气体入口或出口的位置、尺寸或数量等等以进一步促进基板102上均匀的材料沉积。另一个选择可为经由处理气体入口138提供净化气体。若需要的话，则净化气体入口150可经配置以将净化气体导向于朝上的方向，以将处理气体限制在处理区域112中。

图2A和图2B为示出可利用在图1的热处理腔室100中的光管阵列101的一个实施方式的截面图。图2A为跨图1的截面线2B-2B的光管阵列101的截面图。图2B为跨图2A的截面线2B-2B的光管阵列101的截面图。图1中所示的升降销119和轴117以及计量光管160并未示出在图2A和图2B中。光管阵列101可耦接至灯头组件105(图2A中示出的灯头组件105的一部分)。

在此实施方式中光管阵列101包含周围外壳159、壁构件114和夹在壁构件114与灯头组件105之间的光管结构127。壁构件114可由光学透明材料所制成，例如石英或蓝宝石。同样地，周围外壳159可由光学透明材料所制成，例如石英。本发明所使用的用语“光学透明”为材料穿透辐射的能力，辐射例如为光波或其他用于加热其他物体的波长，且特定而言，于可见光光谱的波长以及于非可见光光谱例如红外(IR)光谱的波长。在一个实施方式中壁构件114可通过扩散焊接处理或其他适合的接合方法接合至光管结构127。光管结构127中的每一个均可为固态结构，例如由光学透明材料所制成的杆(rod)，例如为与壁构件114相同的材料(即，熔融石英或蓝宝石)。虽然未示出，但光管结构127可为中空型光管，其中中空核心由反射壁所环绕且具有与圆形管状、六边形管状或其他多边形管状的截面相似的截面形状。

光管结构127的截面如图2B中所示在平面视图中可包含圆形形状(亦即，圆形截面)。然而，光管结构127在平面视图中可形成矩形形状、三角形形状、菱形形状或上述的组合或其他多边形和/或不规则形状。光管结构127在正视图中可为柱状的。在正视图中，光管结构127中的每个如图2A中所示均包含实质上彼此平行的侧边，或皆包含收敛或发散的侧边使得在正视图中形成圆锥形状。

如图2A中所示，光管结构127中的每个均包含纵向轴A，纵向轴A实质上与壁构件114的主表面的平面垂直。当壁构件114耦接至周围外壳159和灯头组件105时，在周围外壳159的内部侧壁内可含有密封的内部体积200，和在光管结构127、壁构件114与灯头组件105的外壳123之间的孔隙(void)207。在某些实施方式中，周围外壳159可包含入口205和出口210。入口205和出口210可耦接至冷却剂源215，冷却剂源215将流体循环通过密封的内部体积200以及光管结构127之间的孔隙207，用以冷却光管阵列101。流体可为水、乙二醇、氮(N₂)、氦(He)或其他用作为热交换介质的流体。小缝隙220(示出于图2B中)提供流体绕光管结构127的流动，以促进光管结构127中的每一个的冷却。除了使冷却流体流过入口205和出口210之外，或作为替代形式，入口205和出口210中的一个或两者可耦接至真空泵(示出于图2A中)，用以提供低压给密封的内部体积200和光管结构127之间的孔隙207和缝隙220。可利用真空泵来降低密封的内部体积200和孔隙207中的压力，这可提供热处理腔室100的内部体积与密封的内部体积200之间的压力梯度的降低。

图3A和图3B分别为示出光管阵列300的另一个实施方式的平面视图和等距视图。光管阵列300包含多个光管结构127且可被图1的灯头组件105所利用。用于图1的升降销119和轴117的中心开口并未示出于图3A和图3B上。根据此实施方式的光管阵列300的光管结构127在平面视图中为六边形的(即，六边形截面)。在某些实施方式中，光管结构的形状可混合，例如六边形形状光管结构127与圆形形状光管结构127的混合，以及其他形状和组合。

光管结构127中的每一个可为棱镜，棱镜使来自能量源104(示出于图1中)的光平滑，因此改善来自能量源104的能量的辐射量分布。光管结构127可耦接至壁构件114，放置于邻近壁构件114处，或与壁构件114接触。或者，光管结构127可与壁构件114整合。

形成光管阵列101的一个方法包含研磨(milling)光学透明材料块以产生光管结构127的步骤。光学透明材料板可于特定角度和深度下经精密研磨以产生如以上讨论的具有多边形形状截面的光管结构127。可利用切口来形成环绕光管结构127的孔隙。将光管结构127形成为在材料中达到特定深度使得壁构件114与光管结构127整合。通过接合处理例如陶瓷焊料技术、密封玻璃接合、扩散焊接处理或其他适合的接合方法，另一个透明板材可接合至光管结构127。当特定形状的光学透明材料杆用于光管结构127时，通过接合处理例如陶瓷焊料技术、密封玻璃接合、扩散焊接处理或其他适合的接合方法，光管结构127可接合至壁构件114。

在一个实施方式中光管结构127的紧密堆叠安置的尺寸经设置且分隔为与辐射热源106(示出在图1中)的管115中的每一个实质上轴向对准。然而，也可利用管115与光管结构127之间的某些不对准来提供高功率密度和良好空间分辨率。此外，在某些常规灯头中辐照图案为不规则的，这可能是由于灯具中的制造变化。然而，在某些实施方式中，光管阵列101的光管结构127还可于目标平面(即，被加热的基板的表面)处产生较平滑的辐照图案，因此使得灯头组件105由于在光管结构127内的混合而较不依赖灯具至灯具的制造差异。

图4A为可被图1的灯头组件105所利用的光管阵列400的另一个实施方式的等距视图。图4B为图4A的光管阵列400的一部分的放大俯视图。用于图1的升降销119和轴117的中心开口并未示出于图4A和图4B上。在此实施方式中，多个光管结构127耦接至壁构件405和第二板410，壁构件405可与壁构件114相似而作为第一板。第二板410可包含穿孔415，光管结构127中的一个可插入穿过穿孔415。另外，第二板410与光管结构127可一体地形成，或光管结构127可耦接至第二板410的两相反侧。

穿孔415可包含一个或多个接触构件420，接触构件420向内投射且接触光管结构127的一部分。接触构件420可用以将光管结构127分隔远离第二板410。第二板410可由金属材料、耐热塑料材料或陶瓷材料所制成。当形成第二板410时，穿孔415和接触构件420可通过冲压或制模来形成。

在某些实施方式中，壁构件405还可包含与第二板410中所形成的穿孔415相似的穿孔，且壁构件405可由与第二板410相同的材料所制成。因此，壁构件405和第二板410中的一个或两者可作为在阵列425中对准且固定个别光管结构127的索引板(indexingplate)。然后阵列425可被安装于灯头组件105(示出于图1中)上，使得光管结构127的表面430可靠近壁构件114(示出于图1中)或与壁构件114接触。在此实施方式中，光管结构127在平面视图中为六边形形状，但可具有能促使紧密堆叠阵列的其他形状。其他形状包含圆锥形、不规则五边形、三角形、正方形或菱形。测试得到的结论为相较于圆形形状的光管结构的辐射图案，光管结构127的紧密堆叠阵列在邻近的光管结构127的角落区域435中提供更多辐射。

图5A为可被图1的灯头组件105所利用的光管阵列500的一部分的另一个实施方式的示意性侧面截面图。图5B为光管阵列500的等距视图。光管阵列500包含多个光管结构127(在图5A和图5B中仅示出一个光管结构127)，光管结构127安装在灯头组件105的管115上。光管结构127包含接口505(即，接口部分)，接口505具有能够至少部分地插入管115中的截面尺寸(即，直径)。在一个实施方式中，接口505的截面尺寸小于光管结构127的剩余部分的截面尺寸。当安装于图1的热处理腔室100中时，表面430可放置于靠近壁构件114处或与壁构件114接触。在一个实施方式中，光管结构127包含约40mm的高度H且接口505可具有约0.5mm的长度L。取决于灯具和反射体管115，由光管结构127所提供的辐射图案的范围可自几乎完美高斯(Gaussian)至中心更尖的光束(more peakedcenter beam)或更平坦的轮廓。

虽然光管结构127图标为六边形形状，光管结构127可具有其他多边形形状以及具有圆形形状。然而，使光管结构127具有尖锐的角落510降低了辐照图案中的缝隙(即，相较于圆形的光管结构的辐照图案，在角落区域435中(示出于图4B中)提供更多辐照)。在某些实施方式中，能量源104(在图5A中仅示出一个能量源104)包含灯丝515和引线520，且引线520可能导致阴影。阴影有时在辐照图案中为显著的。然而，具有一个或多个侧边525的光管结构127的利用显著地减低阴影。增加侧边的数量也可减低方位角不规则性(azimuthalirregularity)。在某些实施方式中，光管结构127的下表面可具有起伏的(contoured)表面530，以改变进入光管结构127的主体的光分布。例如，起伏的表面530可作为透镜。起伏的表面530可用以相对于光管结构127的纵向轴呈一角度导光。例如，起伏的表面530可用以将光导向图1的热处理腔室100的中心。

图6为示出在基板上于不同径向位置处自六边形紧密堆叠的灯具阵列的辐照曲线的图形600。灯具阵列包含多个能量源，例如本发明所述的能量源104，且在不使用光管结构下(曲线605)、使用圆柱状光管结构下(曲线610)、使用六边形光管结构下(曲线615)模拟。在图形的中心处的直虚线620、625和630分别指示无光管的平均、圆柱状光管的平均和六边形光管结构的平均。

当相等功率供应至灯具阵列中全部的能量源时，辐照值的平均大于在没有光管结构的情况下的辐照值(曲线605)和圆柱状光管结构的辐照值(曲线610)。此外，辐照图案比起曲线605和曲线610中任一个更为平滑得多。

其他模拟在与图1的热处理腔室100相似的热处理腔室中进行，所述热处理腔室具有耦接至热处理腔室、与辐射热源106相似的热源，除了所述热源设置于腔室的上部分之外。例如，参照图1，辐射热源106和上部圆顶111的位置将交换，使得辐射热源106将面向基板102的装置侧128。壁构件114可设置于辐射热源106与基板102之间。具有以此配置的能量源104的辐射热源106将作为图7中所示的图形700所示的结果的灯具阵列。

图7为示出在基板上于不同径向位置处自灯具阵列的辐照曲线的图形700。在不使用光管结构下(曲线705)、使用圆柱状光管结构下(曲线710)、使用六边形光管结构下(曲线715)测试灯具阵列。在图形的中心处的直虚线725和730分别指示无光管的平均和圆柱状光管的平均。靠近图形700的底部的直虚线735指示六边形光管结构的平均。曲线720是为了与其他曲线较容易比较而经缩放尺度的线735。

当相等功率供应至灯具阵列中全部的能量源时，相较于六边形光管结构的辐照值(曲线615)，在无光管结构的情况下(曲线605)和圆柱状光管结构下(曲线610)辐照值较大。然而，比起圆柱状光管结构和无光管结构的情况下，六边形光管结构的辐照图案更为平滑得多。

如本发明所述的光管阵列101、300、400和500的利用允许灯头组件105(示出于图1和图2A中)设置于腔室内部体积的外侧。在某些实施方式中，如本发明所述的光管阵列101、300、400和500的壁构件114提供处理腔室边界(例如，处理发生处的内部体积的边界)。可利用密封件例如O形环和类似物来密封腔室内部体积并允许灯头组件105放置于内部体积的外部。如本发明所述的光管阵列101、300、400和500的利用允许提供增强的强度和/或改善能量源104的辐照图案(示出于图1和图5A中)。

虽然前述内容是针对具体实施方式，但是在不脱离实施方式的基本范围的情况下，可设计其他和进一步的实施方式，且本发明的范围由以下权利要求所确定。

Claims (10)

1.一种用于热处理腔室中的光管阵列，所述光管阵列包括：

壁构件；

多个光管结构，所述多个光管结构设置于邻近所述壁构件的主表面处，所述多个光管结构中的每一个均具有纵向轴，所述多个光管结构中的至少一部分包括棱镜并且以所述纵向轴与所述壁构件的所述主表面的平面呈实质上正交关系的方式放置，其中所述多个光管结构中的至少一部分相对于所述壁构件的所述主表面的所述平面呈倾斜，和

一个或多个板，所述一个或多个板固定所述多个光管结构中的每一个，

其中所述一个或多个板具有形成通过所述一个或多个板的穿孔，每个穿孔均具有设置于所述穿孔中的所述光管结构中的一个；并且

其中所述穿孔包含一个或多个接触构件，以将所述多个光管结构分隔远离所述一个或多个板。

2.如权利要求1所述的光管阵列，其中所述壁构件和所述多个光管结构中的每一个均包括透明材料。

3.如权利要求1所述的光管阵列，进一步包括辐射热源，所述辐射热源耦接至所述光管阵列，其中所述多个光管结构中的每一个均具有接口部分，所述接口部分与所述辐射热源的管耦接。

4.如权利要求1所述的光管阵列，其中所述多个光管结构中的每一个均耦接至所述壁构件。

5.如权利要求1所述的光管阵列，其中所述多个光管结构中的每一个均包括柱状结构。

6.如权利要求5所述的光管阵列，其中每个柱状结构均包括固态结构，所述固态结构具有圆形截面。

7.如权利要求5所述的光管阵列，其中每个柱状结构均包括固态结构，所述固态结构具有六边形截面。

8.一种处理腔室，包括：

腔室，所述腔室具有内部体积；

光管阵列，所述光管阵列耦接至所述腔室，所述光管阵列包括多个光管结构，所述多个光管结构设置于邻近壁构件的主表面处，所述壁构件界定所述腔室的所述内部体积的边界，其中所述多个光管结构中的至少一部分相对于所述壁构件的所述主表面的平面呈倾斜；

辐射热源，所述辐射热源包括多个能量源，所述多个能量源与所述多个光管结构中的每一个光学通讯，其中所述多个光管结构中的每一个均具有接口部分，所述接口部分与所述辐射热源的管耦接；和

一个或多个板，所述一个或多个板以与所述壁构件呈实质上平行关系的方式设置，

其中所述一个或多个板具有形成于所述一个或多个板中的穿孔，所述一个或多个板固定所述多个光管结构中的每一个，并且

其中所述穿孔包含一个或多个接触构件，以将所述多个光管结构分隔远离所述一个或多个板。

9.如权利要求8所述的处理腔室，其中所述多个光管结构中的每一个均耦接至所述壁构件。

10.权利要求8所述的处理腔室，其中所述多个光管结构中的每一个均包括柱状结构。

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