TW202245111A - 磊晶製程腔室中的多區燈加熱和溫度監測 - Google Patents

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Abstract

本揭示內容大致與用於處理半導體基板的磊晶腔室相關。在一個示例中，該磊晶腔室具有腔室主體組件。該腔室主體組件包括下部窗口和上部窗口，其中該腔室主體組件、該下部窗口和該上部窗口包圍內部容積。承載器組件設置在該內部容積中。該磊晶腔室也具有複數個溫度控制元件。該複數個溫度控制元件包括上部燈模組、下部燈模組、上部加熱器、下部加熱器或加熱氣體通道中的一者或多者。

Description

磊晶製程腔室中的多區燈加熱和溫度監測
本揭示內容的實施例大致與用於製造半導體設備的裝置和方法相關。更具體而言，本文所揭露的裝置與具有複數個溫度控制元件的磊晶沉積腔室相關。
半導體基板的處理有廣泛的應用，包括製造整合設備和微設備。一個這樣的處理設備是磊晶處理腔室。在處理期間，基板被放置在磊晶處理腔室內的承載器（susceptor）上。承載器由支撐軸桿所支撐，該支撐軸桿圍繞中心軸線可旋轉。對加熱源（例如設置在基板下方和上方的複數個加熱燈）的精確控制使基板能夠在非常嚴格的公差範圍內被加熱。基板的溫度可以影響沉積於基板上的材料的均勻性。
精確控制磊晶處理腔室內的基板溫度的能力對產量（throughput）和生產良率（yield）有很大的影響。常規的磊晶處理腔室難以滿足製造下一代設備所需的溫度控制準則，同時滿足不斷增加的改進生產良率和加快輸送量的需求。
因此，需要改進磊晶處理腔室中的溫度控制。
本揭示內容大致與用於處理半導體基板的具有複數個溫度控制元件的磊晶腔室相關。在一個示例中，磊晶腔室具有腔室主體組件。該腔室主體組件包括下部窗口和上部窗口，其中該腔室主體組件、該下部窗口和該上部窗口包圍內部容積。承載器組件設置在該內部容積中。該磊晶腔室也具有複數個溫度控制元件。該複數個溫度控制元件包括選自由以下項目所組成的群組的兩個或更多個溫度控制元件：上部燈模組、下部燈模組、上部加熱器、下部加熱器和加熱氣體通道。
本揭示內容大致與用於進行半導體處理的具有複數個溫度控制元件的裝置相關。更具體而言，本文所揭露的裝置與製程腔室和其部件相關。製程腔室被配置為熱沉積腔室，例如磊晶沉積腔室。與常規的腔室相比，該製程腔室的部件成本較低，因此降低了在腔室主體的部分磨損之後，或當腔室主體的一部分的改進設計可用時，替換製程腔室的部分的成本。所揭露的製程腔室克服了常規的挑戰，包括改進處理腔室的熱控制的均勻性，這能夠使產量提高並增加製程良率。
本文也揭露了製程腔室的部件，它們能夠改進溫度控制。能夠改進溫度控制的部件包括上部燈模組、下部燈模組和一個或多個加熱元件。這些溫度控制改進製程腔室部件中的每一者可以單獨利用，或與一個或多個其他溫度控制改進腔室部件一起利用，以在藉由磊晶沉積處理基板時控制製程腔室的溫度，這對磊晶沉積膜品質和製程產量具有實質性和有益的影響。
圖1是依據本揭示內容的實施例，對磊晶腔室100的示意說明。磊晶腔室100是磊晶沉積腔室，並且可以用作群集工具（未示出）的一部分。磊晶腔室100用來在基板（例如基板150）上生長磊晶膜。
磊晶腔室100包括複數個溫度控制元件199、腔室主體組件106、承載器組件124、下部窗口120和上部窗口122。上部窗口122、腔室主體組件106和下部窗口120包圍磊晶腔室100的內部容積110。該複數個溫度控制元件199包括燈模組101、上部加熱器158、下部加熱器152和加熱氣體通道136。複數個溫度控制元件199中的每一者可以單獨利用，或與一個或多個其他複數個溫度控制元件199一起利用，以在處理基板150時控制磊晶腔室100的溫度。燈模組101包括上部燈模組102和下部燈模組104。
承載器組件124設置在內部容積110中，並且被配置為在基板支撐表面151上支撐基板150。承載器組件124設置在上部燈模組102與下部燈模組104之間。下部窗口120設置在承載器組件124與下部燈模組104之間。上部窗口122設置在承載器組件124與上部燈模組102之間。
上部燈模組102設置在承載器組件124上方，並被配置為加熱設置在承載器組件124上的基板（例如基板150）。上部燈模組102包括上部模組主體126和通過上部模組主體126設置的複數個燈孔128。該複數個燈孔128中的每一者包括燈基部129或插座，其中設置有單個燈130。燈130的定向大致由沿著燈130的燈絲延伸到燈130的尖端的假想線所界定。例如，側靠在一表面上的燈130的假想線與燈絲對準並且與該表面平行。燈130的定向也與腔室中心線「A」垂直，該中心線通過上部燈模組的中心垂直地延伸。燈130中的每一者與燈基部129中的一者耦接。燈基部129中的每一者支撐燈130中的一者，並將燈130中的每一者與電源（未示出）電耦接。燈129中的每一者固定在孔128內。
上部燈模組102進一步包括加熱氣體通道136和高溫計通道138。加熱氣體通道136與加熱氣體供應源132流體耦接。加熱氣體通道136從上部模組主體126的頂表面延伸到底表面。加熱氣體通道136被配置為允許加熱氣體（例如加熱的空氣或加熱的惰性氣體）從加熱氣體供應源132流動到上部窗口122的頂表面，以對流地加熱上部窗口122。加熱上部窗口122確保了更多的燈130的能量被引導到基板150，而不是加熱上部窗口122。
將另外參照圖7A和7B論述加熱氣體通道。圖7A是圓頂加熱器750的示意圖。圖7B是上部燈模組102中的加熱氣體通道136的示意橫截面圖。加熱氣體通道136具有入口736。加熱氣體通過加熱氣體通道136供應到界定在上部燈模組102與上部窗口122之間的上部充氣室180。加熱氣體通道136可以設置在上部燈模組102的中心。加熱氣體通道136可以具有錐形形狀。或者，加熱氣體通道136可以具有截頭圓錐形形狀，以促進向外流動到上部充氣室180中。或者，加熱氣體通道136可以具有位在徑向上的多於一個的通道，如由替代的加熱氣體通道730所示。替代的加熱氣體通道730具有第一通道782、第二通道784和第三通道186，以供均勻地分佈加熱氣體。以這種方式，可以維持上部窗口122更大的溫度均勻性。這有利地減少了處理溫度的波動。
圓頂加熱器750與氣體通道136的入口736耦接。圓頂加熱器750可以是電阻式、陶瓷、輻射式或其他合適的加熱器，並且併入了風扇以供產生和移動熱空氣。圓頂加熱器750可以產生約1,652 °F的空氣出口溫度到氣體通道136中。圓頂加熱器750的加熱空氣流量可以為最小約4 CFM的空氣至最大約16 CFM的加熱空氣。圓頂加熱器750與控制器752耦接。控制器752可以利用來自感測器的反饋，以藉由調節來自圓頂加熱器750的熱量，來維持上部燈模組102和上部窗口122的溫度。例如，控制器752可以控制圓頂加熱器750的加熱器和/或風扇，以響應於上部燈模組處的溫度低於閥值而供應熱空氣。或者反過來說，控制器752可以控制圓頂加熱器750的加熱器和/或風扇，以響應於上部燈模組處的溫度高於閥值而減少或停止供應熱空氣。
圓頂加熱器750有利地加熱上部窗口122，以清潔上部窗口122的寄生沉積物，因為這些沉積物會產生可能對基板的燈加熱有不利影響的塗層。然而，應理解，圓頂加熱器750和氣體通道136也可以為下部窗口120實施。可以設想，下部窗口122可以採用類似的裝置和方法，以供如上面所揭露地進行加熱。
請回到圖1，加熱氣體排氣通道142也通過上部模組主體126設置。加熱氣體排氣通道142與加熱排氣泵140耦接。加熱排氣泵140通過加熱氣體排氣通道142從上部充氣室180移除氣體。加熱排氣泵140也可以作為製程容積的排氣泵。在一些實施例中，加熱氣體排氣通道142可以是沿著上部模組主體126的邊緣形成的凹槽或通道，或者可以通過與上部充氣室180流體連通的單獨腔室部件形成或位於其中。
高溫計通道138通過上部模組主體126設置，以使高溫計134（例如掃描高溫計）能夠測量基板150的溫度。這個高溫計134也可以用來測量腔室壁、襯墊等等的溫度。高溫計134設置在與高溫計通道138相鄰的上部模組主體126的頂部上。高溫計通道138從上部模組主體126的頂表面延伸到上部模組主體126的與上部窗口122相鄰的底表面。
下部燈模組104設置在承載器組件124下方，並被配置為當基板設置在承載器組件124上時加熱基板150的底側。下部燈模組104包括下部模組主體182。複數個燈孔186通過下部模組主體182設置。該複數個燈孔186中的每一者具有設置在其中的燈188。每個燈188與燈基部184耦接。每個燈基部184支撐燈188中對應的燈，並且將燈188與電源（未示出）電耦接。燈188的定向大致與磊晶腔室100的垂直中心線垂直。例如，燈188的定向大致由通過燈絲延伸到燈188的尖端的假想線所界定。燈188可以以大致與基板150垂直的定向設置。
下部燈模組104進一步包括承載器軸桿通道195和高溫計通道192。承載器軸桿通道195通過下部模組主體182的中間設置。支撐軸桿通過承載器軸桿通道195設置，並且與承載器124耦接。承載器軸桿通道195的尺寸被調整為允許承載器124的支撐軸桿通過下部模組主體182。
高溫計通道192通過下部模組主體182設置，以使高溫計190（例如掃描高溫計）能夠測量基板150的底表面或基板支撐件的底表面的溫度。高溫計190設置在下部模組主體182下方，與高溫計通道192對準並與之相鄰。高溫計通道192從下部模組主體182的底表面設置到下部模組主體182的與下部窗口120相鄰的頂表面。
腔室主體組件106包括噴射環116和基部環114。噴射環116設置在基部環114的頂部上。噴射環116包括通過其設置的一個或多個氣體噴射器108。基部環114包括基板傳輸通道162、一個或多個上部腔室排氣通道和下部腔室排氣通道164。基板傳輸通道162通過基部環114與該一個或多個上部腔室排氣通道和下部腔室排氣通道164相對地設置。該一個或多個上部腔室排氣通道中的每一者通過基部環114設置，並且與排氣模組耦接。下部腔室排氣通道164也通過基部環114設置。
上部腔室111是內部容積110的一部分，基板150在該部分中被處理，並且製程氣體通過氣體噴射器108噴射到該部分中。下部腔室113是內部容積110的一部分，基板150在該部分中被裝載到承載器組件124上。上部腔室111也可以被描述為在承載器組件124處於處理位置時，承載器組件124的基板支撐表面151上方的容積。下部腔室113是在承載器組件124處於處理位置時，承載器組件124的基板支撐表面151下方的容積。處理位置（未示出）是基板150被設置為與水平面參考125平齊或高於水平面參考125的位置。水平參考平面125是一個平面，噴射環116和基部環114通過該平面彼此接觸。水平參考平面125與磊晶腔室100的垂直中心線垂直。
該一個或多個上部腔室排氣通道和下部腔室排氣通道164與一個或多個排氣泵（未示出）耦接。該一個或多個排氣泵被配置為經由該一個或多個上部腔室排氣通道和下部腔室排氣通道164從內部容積110移除廢氣。在一些實施例中，上部腔室排氣通道和下部腔室排氣通道164中的每一者使用複數個導管與單個排氣泵耦接。在另一個實施例中，與下部腔室排氣通道164相比，上部腔室排氣通道與不同的排氣泵耦接。
基板傳輸通道162通過基部環114形成。基板傳輸通道162被配置為允許基板從群集工具（未示出）的傳輸腔室通過其中。凸緣168與基部環114的一端附接，以能夠將磊晶腔室100與群集工具（未示出）附接。基板傳輸通道162通過凸緣168。
上部冷卻環118和下部冷卻環112設置在腔室主體組件106的相對側。上部冷卻環118設置在噴射環116的頂部上，並被配置為冷卻噴射環116。下部冷卻環112設置在基部環114下方，並被配置為冷卻基部環114。上部冷卻環118包括通過其設置的冷卻劑通道146。通過冷卻劑通道146循環的冷卻劑可以包括水、油或其他合適的導熱流體。下部冷卻環112包括通過其設置的冷卻劑通道148。通過冷卻劑通道148循環的冷卻劑與通過上部冷卻環118的冷卻劑通道146循環的冷卻劑類似。在一些實施例中，上部冷卻環118和下部冷卻環112有助於將噴射環116和基部環114固定在磊晶腔室100中。上部冷卻環118可以部分地支撐上部燈模組102，而下部冷卻環112可以部分地支撐基部環114和噴射環116。
上部冷卻環118和下部冷卻環112的使用降低了溫度，以將O形環或真空密封區域冷卻到小於250℃。這增加了O形環的壽命，以供維持良好的真空密封，同時減少維修的停機時間。
噴射環116的氣體噴射器108通過開口設置，這些開口通過噴射環116形成。在圖1所示的示例中，複數個氣體噴射器108通過噴射環116設置。每個氣體噴射器108被配置為經由一個或多個氣體出口178向內部容積110供應製程氣體。為了便於論述，圖1示出了單個氣體噴射器108。氣體噴射器108被示為相對於水平面以銳角設置，因此該一個或多個氣體出口178向下指向居於氣體噴射器108下方的承載器124和基板150。氣體噴射器108中的每一者與一個或多個製程氣體供應源（例如第一製程氣體供應源174或第二製程氣體供應源176）流體耦接。在一些實施例中，僅利用第一製程氣體供應源174。在利用第一製程氣體供應源174和第二製程氣體供應源176兩者的一些實施例中，每個氣體噴射器108內有兩個氣體出口178。兩個氣體出口178形成在單個氣體噴射器108中，並且以堆疊方式設置，以使氣體只有在氣體通過氣體出口178離開氣體噴射器108並進入內部容積110之後才能夠混合。
上部窗口122設置在噴射環116與上部燈模組102之間。上部窗口122是光學透明的窗口，使得由上部燈模組102所產生的輻射能量通過其中。在一些實施例中，上部窗口122由石英或玻璃材料所形成。上部窗口122具有圓頂形狀，並且在一些實施例中也稱為上部圓頂。上部窗口122的外部邊緣形成周邊支撐件172。周邊支撐件172比上部窗口122的中心部分還厚。周邊支撐件172設置在噴射環116的頂部上。周邊支撐件172與上部窗口122的中心部分連接，並由上部窗口122的中心部分的光學透明材料所形成。
下部窗口120設置在基部環114與下部燈模組104之間。下部窗口120是光學透明的，使得由下部燈模組104所產生的輻射能量通過其中。在一些實施例中，下部窗口120由石英或玻璃材料所形成。下部窗口120具有圓頂形狀，並且在一些實施例中也稱為下部圓頂。下部窗口120的外部邊緣形成周邊支撐件170。周邊支撐件170比下部窗口120的中心部分還厚。周邊支撐件170與下部窗口120的中心部分連接，並且由相同的光學透明材料所形成。
各種襯墊和加熱器設置在腔室主體組件106的內部和內部容積110內。如圖1所示，上部襯墊156和下部襯墊154設置在腔室主體組件106內。上部襯墊156設置在下部襯墊154上方，並設置在噴射環116的內側。下部襯墊154設置在基部環114的內側。上部襯墊154和下部襯墊154在位於製程容積中時耦接在一起。上部襯墊156和下部襯墊154遮蔽噴射環116和基部環114的內表面，使其不受製程容積內的製程氣體的影響。上部襯墊156和下部襯墊154進一步起到減少從製程容積到噴射環116和基部環114的導熱的作用。減少導熱會改進基板150的加熱均勻性，並在處理期間使基板150上的沉積能夠更加均勻。
下部腔室排氣通道164設置在基板傳輸通道162對面，並且將下部腔室排氣通道164與排氣泵（未示出）連接。排氣泵也可以與兩個上部腔室排氣通道開口耦接和流體連通。
下部襯墊154位在基部環114的開口內部。下部襯墊154是環形的，並且具有下部襯墊主體。下部襯墊154被配置為將基部環114的內表面與內部容積110分開。上部襯墊156將基部環114的內表面與內部容積110內的製程氣體隔開，並且進一步保護內部容積110免受由基部環114和下部加熱器152所釋放的顆粒或其他污染物的影響。
上部加熱器158和下部加熱器152也設置在腔室主體組件106和內部容積110內。上部加熱器158設置在上部襯墊156與噴射環116之間，而下部加熱器152設置在下部襯墊154與基部環114之間。上部加熱器158和下部加熱器152兩者設置在腔室主體組件106的內側，以在基板150位於磊晶腔室100內時使基板150的加熱能夠更加均勻。上部加熱器158和下部加熱器152藉由在處理期間加熱壁並防止壁成為散熱器，減少了損失到腔室主體組件106的壁的熱損失。因此，上部加熱器158和下部加熱器152在形成內部容積110的表面周圍產生了更均勻的溫度分佈。上部襯墊156、下部襯墊154、上部加熱器158和下部加熱器152中的每一者與設置在內部容積110內的凸緣160耦接。凸緣160是水平的表面，該表面被固定（例如夾緊）在噴射環116和基部環114的一部分之間，以固定上部襯墊156、下部襯墊154、上部加熱器158和下部加熱器152中的每一者。在本文所述的實施例中，上部加熱器158可以包括任何合適的加熱器，例如燈、紅外加熱器、導熱流體導管或電阻式加熱元件等類型的加熱器。上部加熱器158的形狀進一步被調整為適應通過噴射環116和基部環114的開口。類似地，下部加熱器152可以與上部加熱器158類似地配置。下部加熱器152的形狀進一步被調整為適應通過噴射環116和基部環114的開口。
承載器組件124設置在內部容積110內，並被配置為在處理期間支撐基板150。承載器組件124包括用於支撐基板150的平坦上表面和通過下部窗口120和下部燈模組104的一部分延伸的軸桿。承載器組件124藉由軸桿與移動組件194耦接。移動組件194包括旋轉組件196和升降組件198。旋轉組件196被配置為圍繞中心軸線A旋轉承載器組件124，而升降組件198被配置為在內部容積110內沿著中心軸線A線性地移動承載器組件124。中心軸線A也是磊晶腔室100的垂直中心線。
圖2A是依據本揭示內容的實施例，上部燈模組102的示意仰視圖。上部燈模組102的上部模組主體126進一步包括底表面202、頂表面214（圖2B）和圍繞底表面202的外緣設置的支撐脊204。支撐脊204藉由與上部窗口122（示於圖1）的一部分接觸來支撐上部模組主體126，同時在底表面202的其餘部分與上部窗口122之間提供分離。設置在底表面202外側的支撐脊204將上部模組主體126的重量分佈在周邊支撐件172或腔室主體組件106的一部分周圍，而不是僅僅由上部窗口122的中心部分支撐。分佈重量減少了上部窗口122斷裂的機率。藉由將上部窗口122與上部模組主體126隔開所產生的上部充氣室180允許使用通過上部充氣室180流動的氣體來加熱或冷卻上部窗口122。氣體可以從氣體源（例如加熱氣體源132）向上部充氣室180提供。底表面202是彎曲的，並且其形狀與上部窗口122的中心部分類似。底表面202是凹面的。
燈孔128中的每一者包括內壁206。內壁206中的每一者在底表面202處形成圓形或橢圓形開口。內壁206被配置為反射輻射能量和集中燈130（示於圖1）的輻射能量，並且允許控制整個基板150上的輻射能量的能量分佈。在本文所述的實施例中，內壁206中的每一者是彎曲的，使得內壁206形成橢圓的一部分。在其他的實施例中，內壁206是垂直的。內壁206的反射率大於約90%，例如對於約700 nm至約15000 nm（例如約700 nm至約1000 nm，或約1000 nm至約15000 nm）的波長而言大於約98%。內壁206可以具有反射塗層，例如金、拋光鋁或對紅外波長具有高反射率的其他拋光材料的塗層。在一些實施例中，上部模組主體126由反射材料所形成，例如鋁或鋼。在一些實施例中，上部模組主體126由第一材料所形成，例如鋁或鋼，並鍍上第二材料。第二材料可以是銅、鎳、黃銅、青銅、銀、金、鋁或上述項目的合金中的任一者。第二材料可以被拋光以增加反射率。在一些實施例中，底表面202也是反射性的。底表面202的反射率可以大於約90%，例如對於約700 nm至約15000 nm（例如約700 nm至約1000 nm，或約1000 nm至約15000 nm）的波長而言大於約98%。底表面202由與內壁206類似的材料製成，或塗有這種材料。
內壁206通過上部模組主體126垂直地延伸，使得內壁206遠離底表面202並且朝向頂表面214延伸。內壁206的大致垂直的定向和因此的燈孔128的大致垂直的定向使基板上的輻射能量的分佈能夠更加集中。燈孔128的大致垂直的定向會進一步減少由上部模組主體126所吸收的輻射能量。內壁206形成橢球體（spheroid）的一部分。燈孔128中的每一者包括與中心軸線A重合的中心軸線，內壁206圍繞該中心軸線形成。通過燈孔128中的每一者的中心軸線在上部燈模組102的底表面202下方具有共同的交點，使得燈孔128中的每一者向內面向中心軸線A。
如本文所示，高溫計通道138是通過上部模組主體126設置的狹縫。高溫計通道138在底表面202處具有第一長度L 1，在頂表面214處具有第二長度L 2（圖2B）。第一長度L 1比第二長度L 2長。第一長度L 1比第二長度L 2長，以縮小頂表面214處的開口，同時允許藉由使高溫計（例如高溫計134）掃描來對基板150的頂部進行全面掃描。加熱氣體通道136通過上部模組主體126的中心設置。
圖2B是圖2A的上部燈模組102的示意平面圖。如圖2B所示，該複數個燈孔128中的每一者進一步包括燈基部支撐件212和通過燈基部支撐件212中的每一者設置的燈泡開口210。燈泡開口210連接燈基部支撐件212和反射內壁206。燈基部支撐件212是設置在燈泡開口210周圍的階梯狀表面。每個燈基部支撐件212包括中心孔211和環繞中心孔的弧形凹部213。燈基部支撐件212被配置為支撐燈基部129。燈泡開口210是通過燈基部支撐件212的底表面215設置的圓形開口。燈泡開口210的尺寸被調整為允許燈130的燈泡通過其中。
上部燈模組102的頂表面214包括凸起部分216。凸起部分216相對於頂表面214的外側部分稍微凸起。凸起部分216增加了上部燈模組102的結構強度，並且減少了當支撐燈130和測量工具（例如高溫計134）時的上部燈模組102的撓曲（deflection）。
圖2C是通過截線2C--2C的圖2A-2B的上部燈模組102的示意橫截面圖。中心軸線A通過上部燈模組102的頂表面和底表面延伸。上部模組主體126以中心軸線A為中心。反射內壁206中的每一者被配置為在燈孔128周圍反射來自燈泡的光，並且通過由內壁206所形成的開口217朝向基板150（示於圖1）引導光。燈孔128的開口217設置在內壁206和底表面202的交點處。每個燈孔128的內壁206和開口217環繞燈孔軸線E。燈口軸線E是通過燈孔128的中心線，並且相對於中心軸線A以角度ϕ設置。角度ϕ小於約45度，例如小於約30度，例如小於約20度。燈孔128中的每一者包括類似的燈孔軸線E，並且相對於中心軸線A以角度ϕ設置。並非所有的燈孔軸線E都具有相同的角度ϕ，而是在上述的角度ϕ範圍內傾斜的。
燈孔128的中心線272可以相對於與上部燈模組102的側面252垂直畫出的水平線260以角度262定向。燈孔128的中心線272可以相對於上部燈模組102的中心線299以角度269定向。每個燈孔128的每個中心線272可以徑向地對準，使得每個燈孔128的中心線272在上部燈模組102的中心線299處相交。應注意，中心線272的交點遠低於基板支撐表面151。燈孔128的中心線272可以相對於上部燈模組102的底表面202以角度269定向。底表面202可以是彎曲的，使得中心線272的角度269在中心線272與底表面202的交點處與底表面202的切線正交。應理解，上面對於每個燈孔128的定向角度262的各種描述可以稍有不同，以滿足描述的條件。例如，燈孔128可以佈置成兩個或三個同心圓環，其中外環中的燈孔128的角度262與內環中的燈孔128的角度262不同。在包括燈孔128的角度262的比較中，與內環中的燈孔128相比，外環中的燈孔128可以具有較淺或較小的角度262。
開口217中的每一者在底表面202處具有第一直徑D 1。第一直徑D 1為約10 mm至約50 mm，例如約20 mm至約40 mm。第一直徑D 1被選擇為控制輻射能量的分佈和離開該複數個燈孔128中的每一者的輻射能量的焦點。燈泡開口210中的每一者具有第二直徑D 2。燈孔軸線E類似地通過燈泡開口210的中心，使得開口217和燈泡開口210圍繞燈孔軸線E而同心。第二直徑D 2為約5 mm至約40 mm，例如約10 mm至約30 mm。第二直徑D 2大到足以允許燈130中的一者的燈泡通過其中，但小到足以減少通過燈泡開口210的熱損失。在一些實施例中，第一直徑D 1的尺寸與第二直徑D 2的尺寸的比率為約2:1至約5:4，例如約2:1至約4:3，例如約2:1至約3:2。第一直徑D 1與第二直徑D 2的比率被配置為在設置在上部模組主體126下方的基板上產生期望的能量分佈。在一些實施例中，燈130中的每一者的燈泡的最大直徑比第二直徑D 2小1 mm以下。
該複數個燈孔128設置在不同的區域中。如本文所示，該複數個燈孔128設置在三個區中。這三個區可以各自大致呈餅狀，使得這些區中的每一者形成圓中的扇區（sector）。在區被佈置成圓的扇區的示例中，每個扇區可以包含上部燈模組102的大約120度。或者，這三個區可以同心地佈置。在又其他的示例中，這些區可以呈螺旋狀佈置。每個區包含相異的燈孔128群組。
每個區包含約5-10個燈孔128，例如約6-8個燈孔128。這些區各自被佈置為加熱基板的不同部分。該複數個燈孔128的區中的每一者包括燈孔128的內部子集和燈孔128的外部子集。在燈孔128的內部子集內有多個燈孔128。燈孔128的內部子集內的燈孔128彼此之間的距離很小。該小距離小於從內部子集內的燈孔128中的一者到相鄰區內的燈孔128的第二內部子集內的任何燈孔128的距離。燈孔128的外部子集內的燈孔128在上部燈模組102上均勻地隔開。燈孔128的外部子集內的每個燈孔128與第二外部子集內的相鄰燈孔128的距離與同一外部子集內的相鄰燈孔128相等。
該複數個燈孔128的其他佈置也在考慮之列。該複數個燈孔128的一個替代性佈置可以包括將該複數個燈孔128佈置在複數個同心環中，例如兩個或三個同心環，或以另一種在整個上部燈模組102上具有均勻的燈孔128分佈的方式佈置。
燈130的大致定向可以由每個燈孔128的形狀和佈置所決定。每個燈孔128中的燈130的大致定向可以相對於中心軸線A呈角度261。角度261可以導致燈130與承載器組件124的基板支撐表面151垂直地定向。與基板支撐表面151的角度261可以相對於中心軸線A為約+/-60度，例如相對於中心軸線A為約+/-45度，例如相對於中心軸線A為約+/-20度。在一些示例中，底表面202可以是彎曲的，例如拋物線，並且每個燈130可以與底表面202正交地定向。在又其他的示例中，相應的第一區中的每個燈130呈第一角度，並且相應的第二區中的每個燈130以第二角度定向，其中第一角度不等於第二角度。在這種分區佈置中，可以進一步考慮，與較靠近中心軸線A的區中的燈130相比，離中心軸線A較遠的區中的燈130會呈較大的角度。
圖3A是下部燈模組104的示意俯視圖。下部燈模組104的下部模組主體182進一步包括頂表面302、底表面314（示於圖3B）和圍繞頂表面302的外緣設置的支撐脊304。支撐脊304是圍繞下部模組主體182的頂表面302設置並且從下部模組主體182向外延伸的環。支撐脊304被配置為藉由與下部窗口120（示於圖1）的一部分接觸來將下部模組主體182的頂表面302與下部窗口120分開，同時在底表面202的其餘部分與下部窗口120之間提供分離。支撐脊304使下部模組主體182能夠僅與周邊支撐件170或腔室主體組件106的一部分接觸而不是與下部窗口120的中心部分接觸。這降低了下部窗口120斷裂的可能性，並且形成了下部充氣室181。頂表面202具有與下部窗口120的中心部分類似的形狀。在本文所述的實施例中，頂表面202是凹面的。
燈孔186中的每一者包括內壁306。內壁306中的每一者與上部燈模組102的內壁206類似。燈孔186的內壁306被配置為反射輻射能量，以能夠聚焦來自燈188（示於圖1）的輻射能量，並且允許控制整個基板150上的能量分佈。內壁306中的每一者在頂表面302處形成燈孔186的圓形或橢圓形開口。
內壁306通過下部模組主體182垂直地延伸，使得內壁306遠離頂表面302並且朝向底表面314延伸。內壁306的垂直定向和因此的燈孔186的垂直定向使基板上的輻射能量的分佈能夠更加集中。燈孔186的垂直定向會進一步減少由下部模組主體182所吸收的輻射能量。
在一些實施例中，下部模組主體182由第一材料所形成，例如鋁或鋼，並鍍有第二材料。第二材料可以是銅、黃銅、青銅、銀、金、鋁或上述項目的合金中的任一者。在一些實施例中，下部模組主體182不包括第二材料塗層，而是單一材料。下部模組主體182可以具有拋光的頂表面302。在一些實施例中，頂表面302也是反射性的。頂表面302的反射率可以大於約90%，例如對於約700 nm至約15000 nm（例如約700 nm至約1000 nm，或約1000 nm至約15000 nm）的波長而言大於約98%。頂表面302由與反射內壁306類似的材料製成，或塗有這種材料。
如本文所示，高溫計通道192是通過下部模組主體182設置的狹縫。高溫計通道192在頂表面302處具有第三長度L 3，在底表面314處具有第四長度L 4（圖3B）。第三長度L 3比第四長度L 4長。第三長度L 3比第四長度L 4長，以縮小底表面314處的開口，同時允許藉由使高溫計（例如高溫計190）掃描來對基板150的底部或承載器的底部進行全面掃描。
如圖1所示，承載器軸桿通道195沿著中心軸線A通過下部模組主體182的中心設置。承載器軸桿通道195設置在下部模組主體182的頂表面302與底表面314之間，並且連接下部模組主體182的頂表面302和底表面314。承載器軸桿通道195的與頂表面302相鄰的部分包括彎曲表面208。彎曲表面208被配置為在下部窗口120彎曲以通過承載器軸桿通道195時遵循下部窗口120的形狀。彎曲表面208連接底表面314和承載器軸桿通道195的內表面。
圖3B是依據本揭示內容的實施例，圖3A的下部燈模組104的示意平面圖。如圖3B所示，該複數個燈孔186中的每一者進一步包括燈基部支撐件312和通過燈基部支撐件312中的每一者設置的燈泡開口310。燈泡開口310連接燈基部支撐件312和內壁306。燈基部支撐件312是設置在燈泡開口310周圍的階梯狀表面。每個燈基部支撐件312包括中心孔311和環繞中心孔的弧形凹部313。燈基部支撐件312被配置為支撐燈基部184和/或與之耦接。燈泡開口310是通過燈基部支撐件312的頂表面設置的圓形開口。燈泡開口310的尺寸被調整為允許燈188的燈泡通過其中。
圖3C是通過平面3C-3C的圖3A的下部燈模組104的示意橫截面圖。如圖3C所示，下部模組主體182以中心軸線B為中心。在一些實施例中，內壁306和頂表面302的交點形成開口317。開口317具有第一直徑D 1。在一些實施例中，開口317是橢圓形或卵形。在這些實施例中，第一直徑D 1會是開口317的主軸線長度。第一直徑D 1與參照上部模組主體126描述的第一直徑D 1類似。燈泡開口310中的每一者具有第二直徑D 2。第二直徑D 2與參照上部模組主體126描述的第二直徑D 2類似。在一些實施例中，燈188中的每一者的燈泡的最大直徑比第二直徑D 2小1 mm以下。
反射內壁306中的每一者被配置為在燈孔186周圍反射來自燈泡的光，並且通過由內壁306所形成的開口317朝向基板150（圖1）引導光。開口317設置在內壁306和頂表面302的交點處。燈孔186中的一者的內壁306和開口317的壁環繞燈孔軸線F。燈開口軸線F是通過燈孔186的中心線。燈孔軸線F類似地通過燈泡開口310的中心，使得開口317和燈泡開口310圍繞燈孔軸線F而同心。
下部燈模組104中的該複數個燈孔186設置在多個區中。這些區可以與上面關於上部燈模組102所描述的那些區類似地配置。如本文所示，該複數個燈孔186設置在兩個同心的區中。每個區包括圍繞承載器軸桿通道195的中心線以共同直徑設置的燈孔186環，該中心線也是磊晶腔室100的中心線。每個燈孔186環包括至少三個燈孔186。在本文所述的實施例中，內區包括具有8至16個燈孔186的環，例如10至14個燈孔186。外區包括具有12至20個燈孔186的環，例如14至18個燈孔。如本文所述，外區比內區包括更多的燈孔186。
燈188的定向可以相對於中心軸線A來界定。中心軸線A通過下部燈模組104的頂表面302和底表面314延伸。上部模組主體126以中心軸線A為中心。燈188的定向可以與中心軸線A平行。或者，燈188的定向可以被描述為與下部燈模組104的底表面314垂直。在一些示例中，燈188的定向可以相對於中心軸線A呈大於0度的角度，例如相對於中心軸線A約+/-60度，例如相對於中心軸線A呈約+/-45度的角度，例如相對於中心軸線A呈約+/-20度的角度。在一個示例中，燈188的定向相對於中心軸線A呈0度角。在另一個示例中，相應的第一區中的每個燈188呈第一角度，該第一角度與相應的第二區中的每個燈188的第二角度不同。
圖4A是依據本揭示內容的第一實施例，上部加熱器158和下部加熱器152的示意橫截面圖。下部加熱器152與凸緣160耦接。上部加熱器158設置在凸緣160上方。下部加熱器152由凸緣160與下部襯墊154和基部環114隔開。在一個示例中，下部加熱器152與下部襯墊154和基部環114中的一者或多者不接觸。因此，下部加熱器152加熱下部襯墊154與基部環114之間的空間，特別是基部環114。這種佈置有利地允許獨立於下部襯墊154和基部環114替換和維修下部加熱器152。
下部加熱器152可以具有一個或多個加熱元件。在一個示例中，加熱元件是電阻式加熱元件402。其他類型的加熱器也在考慮之列。下部加熱器152防止壁在處理期間成為散熱器，並且減少損失到磊晶腔室100的壁的熱損失。詳細而言，下部加熱器152被配置為補償從內部容積110到基部環114的熱損失。補償損失到基部環114的熱損失使內部容積110的溫度能夠更容易維持在期望的溫度。
下部加熱器152包括通過電阻式加熱元件402設置的基板通道開口404。基板通道開口404被配置為與基板傳輸通道162對準。基板通道開口404的尺寸被調整為允許基板（例如圖1所描繪的基板150）通過其中。基板通道開口404的寬度W 8為約305 mm至約350 mm，例如約305 mm至約315 mm（圖4B）。
在一個示例中，電阻式加熱元件402具有環形形狀。在環形形狀內，電阻式加熱元件402以蛇形佈置方式設置，使得電阻式加熱元件402包括複數個匝和彎曲。電阻式加熱元件402包括彼此平行設置的垂直部分411和彼此平行設置的水平部分412。垂直部分411具有高度491。垂直部分411中的每一者的一端藉由水平部分412中的一者與相鄰的垂直部分411連接，並且該垂直部分411的另一端與水平部分412中的另一者與在該垂直部分411的另一側的相鄰垂直部分411連接。來自電源（未示出）的電流通過電阻式加熱元件402（即蛇形電阻式加熱元件）的線圈流動，並且電阻性地加熱電阻式加熱元件402。
在一個示例中，電阻式加熱元件402是碳基材料，使得線圈材料的電阻率為約500 µΩ·cm至約1500 µΩ·cm，例如約750 µΩ·cm至約1250 µΩ·cm。在一些實施例中，電阻式加熱元件402由石墨材料所形成。形成電阻式加熱元件402的其他材料可以包括麻痹性石墨和碳化矽。麻痹性石墨和碳化矽可以包括替代的電阻率範圍。相鄰的垂直部分411中的每一者之間形成有間隙408。間隙408使電阻式加熱元件402能夠熱膨脹，並且也可以允許淨化氣體或其他氣體通過其中。間隙408沿著電阻式加熱元件402的與基板通道開口404相對的一側可以較大，以允許廢氣（例如廢氣）通過其中。另外，電阻式加熱元件402中的開口或裂口設置在下部腔室排氣通道164附近。廢氣會通過間隙408並且進入下部腔室排氣通道164（圖1）。
電阻式加熱元件402具有彎曲或空心的圓柱形形狀，並且設置在下部襯墊154與基部環114的內壁404之間。電阻式加熱元件402至少形成部分的環。在一些示例中，電阻式加熱元件402完全或部分地包圍內部容積110和下部襯墊154。電阻式加熱元件402的每個線圈406包括兩個垂直部分411，這兩個垂直部分411在每個垂直部分411的第一遠端處由水平部分412連接，並且半個水平部分412與垂直部分811中的每一者的相對遠端耦接。有複數個線圈406設置在電阻式加熱元件402內。
上部加熱器158設置在噴射環116的內周邊與上部襯墊156的外周邊之間。在一個示例中，上部加熱器158與上部襯墊156隔開，同時與噴射環116接觸。在另一個示例中，上部加熱器158與上部襯墊156和噴射環116兩者隔開。上部加熱器158可以由與下部加熱器152類似的電阻式加熱元件402所形成。例如，上部加熱器158以蛇形佈置來設置。上部加熱器158包括具有高度492的垂直部分。垂直部分彼此平行地設置。在一個示例中，垂直部分全都具有相同的高度492。上部加熱器158還包括具有寬度426的水平部分。上部加熱器158還包括彼此平行地設置的水平部分。在一個示例中，水平部分全都具有相同的寬度426。然而，應理解，水平部分的寬度462可以不一定全都相同。垂直部分中的每一者的一端藉由水平部分中的一者與相鄰的垂直部分連接，並且該垂直部分的另一端與水平部分中的另一者與在該垂直部分的另一側的相鄰的垂直部分連接，以形成加熱元件402的蛇形佈置。
在一個示例中，下部加熱器152的垂直部分411的高度491大於上部加熱器158的高度492。然而，應理解，下部加熱器152和上部加熱器158的相應高度491、492是由腔室部件所界定的。
圖4B是圖4A所示的加熱器152、158的示意平面等軸截面圖。上部加熱器158和下部加熱器152被示為部分地與基部環114和噴射環116組裝在一起。這個部分組裝沒有示出上部襯墊156或下部襯墊154。上部加熱器158和下部加熱器152的曲率形成設置在磊晶腔室100的內部容積110內的開口410。凸緣160與下部加熱器152的頂端連接，並且從下部加熱器152徑向向外延伸。凸緣160可以被配置為與噴射環116的基部主體114的凹槽或凹孔（divot）連接或擱置在其內。在一些實施例中，凸緣160可以延伸於基部主體114與噴射環116之間。凸緣160具有扁平的環形狀。
下部加熱器152的電阻式加熱元件402與第一電連接件406a（示於圖4A）和第二電連接件452電性耦接。第一電連接件406a和第二電連接件452被配置為與電源連接。第一電連接件406a和第二電連接件406b向下部加熱器152的電阻式加熱元件402提供電源，使得下部加熱器152的溫度可以被控制。類似地，上部加熱器158的電阻式加熱元件402與第一電連接件451A和第二電連接件451B電性耦接。第一電連接件451A和第二電連接件451B被配置為與電源連接。第一電連接件451A和第二電連接件451B向上部加熱器158的電阻式加熱元件402提供電源，使得上部加熱器158的溫度可以被控制。
圖5A是依據本揭示內容的第二實施例500，下部加熱器152的示意橫截面圖。圖5B是示意等軸視圖，說明圖5A的下部加熱器152的附加示例。下部加熱器152的加熱元件可以由管子510所形成。在一個示例中，管子510是形狀被調整成管子的燈（即燈泡），以供控制周圍的溫度。管子510可以由石英或其他耐高溫的透明材料製成。燈絲（例如鎢）設置在管子510中。燈絲加熱並產生輻射加熱，其方式與上部燈模組和下部燈模組中所使用的燈類似。下部加熱器152可以是一個或多個弧形燈，其將熱量輻射到腔室壁和/或腔室襯墊。在另一個示例中，管子510具有在管子510內運行的溫度受控流體，以供控制周圍的溫度。
下部加熱器152的管子510可以具有第一連接件551和第二連接件552。第一連接件551和第二連接件552可以是電氣的，並且向管子提供電源，以供控制下部加熱器152的溫度。例如，向第一連接件551和第二連接件552供應的電源可以加熱管子510中的鎢絲。在一個示例中，下部加熱器152是具有鎢絲的一個連續石英管550。應理解，下部加熱器152可以採用其他方法來輻射熱量。例如，下部加熱器152可以是碳基電阻線圈，或流體。
在另一個示例中，下部加熱器152可以由多於單個加熱元件所形成，即如圖5B所示的管子510。下部加熱元件152可以由多個管子所形成，或者形成為使得可以有多於一個第一連接件551和多於一個第二連接件552。例如，第一管550的第一連接件551和第二連接件552可以與第二管的第三連接件和第四連接件不同。在這樣的示例中，下部加熱152的每個管子550可以被單獨和獨立地控制。
在又另一個示例中，下部加熱器152可以由三個或更多個單獨的管子510所形成。下部加熱器152可以具有第一管570、第二管580和第三管590，第一管570具有第一入口連接器571和第一出口連接器572，第二管580具有第二入口連接器581和第二出口連接器582，第三管590具有第三入口連接器591和第三出口連接器592。電源通過第一管570、第二管580和第三管590中的每一者的流動可以被獨立地控制，從而有利地能夠對沿著噴射環116的不同區域的局部溫度得到更大的控制，以實現更好的製程控制和均勻性。
在上述的示例中，管子510可以具有交叉542或扭曲，以確保管子510的溫度輸出與在管子510內部運行的流體溫度一致，同時使管子510的熱膨脹效果無效。例如，如第二管580所示，燈絲通過第二入口581，然後進入第一頂側部分521和90度彎曲524，然後沿著第二下側部分522往回走。沿著第二下側部分522設置在管子510中的燈絲進入交叉542，然後進入上部第三部分553，然後是90度彎曲525，然後燈絲沿著下部第四部分554往回走，並且與第二管580的第二出口連接器582連接。第二管580的蛇形路徑更均勻地分佈熱量，同時允許容易安裝下部加熱器152，同時補償熱膨脹，以防止管子510捆綁或斷裂。在一些位置（例如如所示，第三管590位在用於基板傳輸的狹槽周圍），管子510加熱僅具有由90度彎曲503連接的上側部分501和下側部分502。然而，應理解，為了簡單起見，在管子510的熱膨脹可以忽略的情況下，例如在管子510的尺寸對於該位置而言過小的情況下，可以自始至終利用不併入交叉542的管子510。
有利的是，配置為具有管子510的下部加熱器152允許下部加熱器152容易整合到磊晶腔室100的加熱裝置中。
圖6A和6B說明高溫計通道138/192的濾光器600的兩個示例。濾光器600可以用在上部圓頂102或下部圓頂104中，以覆蓋每個高溫計通道138/192。濾光器600從燈130過濾選擇的IR頻率，以改進高溫計的測量。
IR高溫計用來測量磊晶腔室100中的基板的溫度。一般而言，挑選單個波長（或「顏色」）來由高溫計監測來自基板的IR照射，並且使用普朗克定律（Plank's law）將其（連同目標的光學性質的知識）轉換成溫度。選擇用來監測的波長是為了不被上部窗口122或下部窗口120阻擋。例如，對於石英窗口（120、122）而言，超過4 μm的波長會被過濾，因此，由高溫計所偵測到的波長小於4 μm這個極限。就IR訊號偵測的方面而言，波長越低，可以實現越高的解析度，然而波長越低也意味著訊噪比越弱。磊晶製程腔室（溫度高達約1200C）中的溫度測量的另一個複雜性是，由IR偵測器所接收的訊號是來自感興趣的目標和來自加熱絲（燈加熱系統中的加熱絲）的輻射兩者的卷積訊號。因此，揭露了呈石英的套管或平板的形式的濾光器600，其適當的OH含量可以從光譜中過濾出特定波長（例如2.7 μm）的峰值。選擇的波長可以用於高溫計偵測，並且由來自燈130的照射引起的雜訊最小。替代的實施方式可以是使用調整了OH含量的石英材料（例如低OH、低Fe雜質的石英，厚度為約5 mm，以完全阻擋不需要的發射）作為燈泡濾波器600的材料。在一個示例中，低OH含量的石英用來過濾掉2.7 μm，以允許對腔室中的熱量進行良好的IR偵測。
高溫計通道138具有開口626、側壁628和上壁638。上壁638可以是錐形形狀，並且在中心有開口630。開口630被配置為允許高溫計130通過上壁638延伸到高溫計通道138中。
在一個示例中，濾光器600具有杯狀透鏡，並且與高溫計通道138的上壁638耦接。濾光器600可以擰入上壁638。或者，濾光器600可以具有柄腳，鎖定到形成在上壁638中的開口中。然而，應理解，在濾光器600可以篩選掉不需要的IR波長的情況下，將濾光器600與上壁638附接的任何方式都是合適的。
在另一個示例中，濾光器600具有扁平的形狀，並且與高溫計通道138的側壁628耦接。濾光器600可以被緊固到側壁628。或者，濾光器600可以具有柄腳，與從側壁628延伸的特徵接合，例如用四分之一圈。然而，應理解，可以利用用於將濾光器600與側壁628耦接的任何合適的技術。
有利的是，濾光器600允許當監測溫度時，藉由過濾燈輻射以改進訊噪比，來更準確地偵測磊晶腔室100內部的溫度。濾光器600減少了無關的波長的干擾，以便對磊晶腔室100中的溫度進行良好的IR偵測。上面揭露的各種溫度控制元件199允許將溫度控制與周圍的腔室部件解耦，這使溫度控制能夠更快速和可靠。因此，溫度控制元件199提供了改進的方法，以供管理和維持基板在同心分割區中的溫度分佈，從而使膜的品質更好，產量更高，並減少維修和清潔的負擔。
本文所述的部件使製程腔室（例如磊晶腔室100）內的均勻性和沉積控制能夠提高。雖然在本文中是在一個磊晶腔室100中一起說明，但本文所述的部件也可以與現有或替代的沉積製程腔室分開利用。
雖然前述內容涉及本揭示內容的實施例，但也可以在不脫離本揭示內容的基本範圍的情況下設計本揭示內容的其他的和另外的實施例，並且本揭示內容的範圍是由隨後的請求項所決定的。
100:磊晶腔室 102:上部燈模組 104:下部燈模組 106:腔室主體組件 108:氣體噴射器 110:內部容積 111:上部腔室 112:下部冷卻環 113:下部腔室 114:基部環 116:噴射環 118:上部冷卻環 120:下部窗口 122:上部窗口 124:承載器組件 125:水平參考平面 126:上部模組主體 128:燈孔 129:燈基部 130:燈 132:加熱氣體供應源 134:高溫計 136:加熱氣體通道 138:高溫計通道 140:加熱排氣泵 142:加熱氣體排氣通道 146:冷卻劑通道 148:冷卻劑通道 150:基板 151:基板支撐表面 152:下部加熱器 154:下部襯墊 156:上部襯墊 158:上部加熱器 160:凸緣 162:基板傳輸通道 164:下部腔室排氣通道 168:凸緣 170:周邊支撐件 172:周邊支撐件 174:第一製程氣體供應源 176:第二製程氣體供應源 178:氣體出口 180:上部充氣室 181:下部充氣室 182:下部模組主體 184:燈基部 186:燈孔 188:燈 190:高溫計 192:高溫計通道 194:移動組件 195:承載器軸桿通道 196:旋轉組件 198:升降組件 199:溫度控制元件 202:底表面 204:支撐脊 206:內壁 208:彎曲表面 210:燈泡開口 212:燈基部支撐件 214:頂表面 216:凸起部分 261:角度 302:頂表面 304:支撐脊 310:燈泡開口 312:燈基部支撐件 314:底表面 402:電阻式加熱元件 404:基板通道開口 406:線圈 408:間隙 410:開口 411:垂直部分 412:水平部分 426:寬度 452:第二電連接件 491:高度 492:高度 500:第二實施例 501:上側部分 502:下側部分 510:管子 521:第一頂側部分 522:第二下側部分 524:90度彎曲 525:90度彎曲 542:交叉 550:第一管 552:第二連接件 571:第一入口連接器 572:第一出口連接器 580:第二管 581:第二入口連接器 582:第二出口連接器 590:第三管 591:第三入口連接器 592:第三出口連接器 600:濾光器 628:側壁 630:開口 638:上壁 730:加熱氣體通道 736:入口 750:圓頂加熱器 752:控制器 782:第一通道 784:第二通道 406a:第一電連接件 406B:第二電連接件 A:中心軸線 D 1:第一直徑 D 2:第二直徑 L 1:第一長度 L 2:第二長度 L 3:第三長度 L 4:第四長度
為了能夠詳細理解本揭示內容的上述特徵，可以藉由參考實施例獲得上文簡要概述的本揭示內容的更詳細的描述，其中一些實施例在附圖中被說明。然而，需要注意的是，附圖只說明示例性的實施例，因此不應被視為對該等實施例的範圍的限制，並且可以接受其他同等有效的實施例。
圖1是依據本揭示內容的實施例，對製程腔室的示意說明。
圖2A是依據本揭示內容的實施例，上部燈模組的示意仰視圖。
圖2B是依據本揭示內容的實施例，圖2A的上部燈模組的示意平面圖。
圖2C是依據本揭示內容的實施例，通過圖2A的截線2C--2C截取的上部燈模組的示意橫截面圖。
圖3A是依據本揭示內容的實施例，下部燈模組的示意仰視圖。
圖3B是依據本揭示內容的實施例，圖3A的下部燈模組的示意平面圖。
圖3C是依據本揭示內容的實施例，通過圖3A的截線3C--3C截取的下部燈模組的示意橫截面圖。
圖4A是依據本揭示內容的實施例，上部加熱器和下部加熱器的示意橫截面圖。
圖4B是依據本揭示內容的實施例，圖4A所示的加熱器的示意等軸截面圖。
圖5A是依據本揭示內容的實施例，下部加熱器的另一個實施例的示意橫截面圖。
圖5B是示意等軸視圖，說明圖5A的下部加熱器152的附加示例。
圖6A是濾光器的一個實施例的示意圖。
圖6B是濾光器的另一個實施例的示意圖。
圖7A是圓頂加熱器的示意圖。
圖7B是上部燈模組中的加熱氣體通道的示意橫截面圖。
為了便於了解，在可能的情況下，使用了相同的附圖標記來表示圖式中共有的相同元素。可以預期，一個實施例的元素和特徵可以有益地併入其他實施例，而無需另外敘述。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:磊晶腔室
102:上部燈模組
104:下部燈模組
106:腔室主體組件
108:氣體噴射器
110:內部容積
111:上部腔室
112:下部冷卻環
113:下部腔室
114:基部環
116:噴射環
118:上部冷卻環
120:下部窗口
122:上部窗口
124:承載器組件
125:水平參考平面
126:上部模組主體
128:燈孔
129:燈基部
130:燈
132:加熱氣體供應源
134:高溫計
136:加熱氣體通道
138:高溫計通道
140:加熱排氣泵
142:加熱氣體排氣通道
146:冷卻劑通道
148:冷卻劑通道
150:基板
151:基板支撐表面
152:下部加熱器
154:下部襯墊
156:上部襯墊
158:上部加熱器
160:凸緣
162:基板傳輸通道
164:下部腔室排氣通道
168:凸緣
170:周邊支撐件
172:周邊支撐件
174:第一製程氣體供應源
176:第二製程氣體供應源
178:氣體出口
180:上部充氣室
181:下部充氣室
182:下部模組主體
184:燈基部
186:燈孔
188:燈
190:高溫計
192:高溫計通道
194:移動組件
196:旋轉組件
198:升降組件
199:溫度控制元件
A:中心軸線

Claims (20)

  1. 一種磊晶腔室，包括： 一腔室主體組件； 一下部窗口； 一上部窗口，其中腔室主體組件，其中該下部窗口和該上部窗口包圍一內部容積； 一承載器組件，設置在該內部容積中；以及 複數個溫度控制元件，包括： 一上部燈模組，包括： 一上部模組主體，具有一頂表面和一底表面； 一中心軸線； 複數個燈孔，從該底表面朝向該頂表面設置； 複數個燈孔，包括： 一燈基部支撐件；以及 一燈泡開口，位於該底表面處，其中每個燈孔被配置為相對於該中心軸線以大於0度的角度定向一燈泡。
  2. 如請求項1所述的磊晶腔室，進一步包括： 一上部襯墊，設置在該內部容積內部和一噴射環附近；以及 一下部襯墊，設置在該內部容積內部和一基部環附近。
  3. 如請求項2所述的磊晶腔室，其中該複數個溫度控制元件進一步包括： 一下部加熱器，設置在該下部襯墊與該基部環之間。
  4. 如請求項1所述的磊晶腔室，該複數個溫度控制元件進一步包括： 一下部燈模組，包括： 一下部模組主體，具有一頂表面和一底表面； 一中心軸線； 複數個燈孔，從該底表面朝向該頂表面設置； 複數個燈孔，包括： 一燈基部支撐件；以及 一燈泡開口，位於該底表面處，其中每個燈孔被配置為以相對於該中心軸線大於0度與相對於該中心軸線45度之間的一角度定向一燈泡。
  5. 如請求項1所述的磊晶腔室，其中該複數個燈孔設置在三個相異的區中，每個區包括5至10個燈孔。
  6. 如請求項1所述的磊晶腔室，進一步包括： 一加熱氣體通道，設置在該上部燈模組中；以及 一圓頂加熱器，與該加熱氣體通道耦接，並且被配置為將熱空氣供應到限定在該上部燈模組與該上部窗口之間的一充氣室中。
  7. 如請求項6所述的磊晶腔室，其中該腔室主體組件進一步包括： 一基部環； 一噴射環，設置在該基部環的頂部上； 一上部加熱器，設置在該噴射環的一內周邊與一上部襯墊的一外周邊之間；以及 一下部加熱器，設置在一下部襯墊與該基部環之間。
  8. 一種用於一磊晶製程腔室的上部燈模組，該燈模組包括： 一模組主體，具有一頂表面和一底表面； 一中心軸線； 複數個燈孔，從該底表面朝向該頂表面設置； 複數個燈孔，包括： 一燈泡開口，其中每個燈孔被配置為相對於一中心軸線以大於0度且小於或等於約45度的一角度定向一燈泡。
  9. 如請求項8所述的上部燈模組，其中該複數個燈孔設置在三個相異的區中，每個區包括5至10個燈孔。
  10. 如請求項9所述的上部燈模組，其中該等反射內壁包括對紅外波長有高反射率的一反射塗層。
  11. 如請求項9所述的上部燈模組，其中該底表面是彎曲的，並且每個燈泡與該底表面正交地定向。
  12. 如請求項9所述的上部燈模組，其中一相應的第一區中的每個燈泡以第一角度定向，並且一相應的第二區中的每個燈以一第二角度定向，並且其中該第一角度不等於該第二角度。
  13. 如請求項10所述的上部燈模組，進一步包括： 一加熱氣體通道，從該頂表面通過該上部燈模組延伸到該底表面；以及 一高溫計通道，包括： 一底部開口； 側壁；以及 一上壁，具有一第二開口。
  14. 如請求項13所述的上部燈模組，進一步包括： 一濾光器。
  15. 如請求項14所述的上部燈模組，其中該濾光器與該上壁耦接。
  16. 一種磊晶製程腔室，包括： 一腔室主體組件，具有一環形形狀； 一下部窗口，設置在該腔室主體組件下方並且與該腔室主體組件耦接； 一上部窗口，設置在該腔室主體組件上方並且與該腔室主體組件耦接，其中腔室主體組件，其中該下部窗口和該上部窗口包圍一內部容積； 一承載器組件，設置在該內部容積中；以及 複數個溫度控制元件，包括： 一上部燈模組，該上部燈模組包括： 一模組主體，具有一頂表面和一底表面； 一中心軸線； 一高溫計通道，具有一濾光器；以及 複數個燈孔，從該底表面朝向該頂表面設置，並且佈置在三個相異的熱區中，該複數個燈孔包括： 一燈基部支撐件，以及 一燈泡開口，其中每個燈孔被配置為相對於該中心軸線以大於0度的角度定向一燈泡； 一上部襯墊，設置在該內部容積內部和一噴射環附近； 一下部襯墊，設置在該內部容積內部和一基部環附近； 一下部燈模組，具有兩個相異的熱區； 一上部加熱器； 一下部加熱器，其中該下部加熱器設置在該下部襯墊與該基部環之間； 一圓頂加熱器；以及 一加熱氣體通道，通過該上部燈模組設置。
  17. 如請求項16所述的磊晶製程腔室，進一步包括： 一充氣室，形成於該上部燈模組之間，其中該充氣室與該加熱氣體通道流體耦接，並且該圓頂加熱器通過該加熱氣體通道將熱空氣供應到該充氣室中。
  18. 如請求項16所述的磊晶製程腔室，其中該濾光器與該上壁耦接，其中該濾光器被配置為從該高溫計過濾出無關波長的雜訊。
  19. 如請求項16所述的磊晶製程腔室，其中該底表面是彎曲的，並且每個燈泡與該底表面正交地定向。
  20. 如請求項16所述的磊晶製程腔室，其中一相應的第一區中的每個燈泡以第一角度定向，並且一相應的第二區中的每個燈以一第二角度定向，並且其中該第一角度不等於該第二角度。
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