TWI598936B - 具有用於磊晶處理的一致性調整透鏡之支座支撐桿 - Google Patents

Description

具有用於磊晶處理的一致性調整透鏡之支座支撐桿

本發明之實施例大體而言係關於支撐處理腔室中的基板。

在處理期間，將基板安置在處理腔室內部的支座上。藉由支座支撐桿支撐支座，該支撐桿可繞中心軸旋轉。支座支撐桿包括自該支座支撐桿延伸的多個臂(通常三至六個)，該等臂支撐支座。當在處理期間旋轉支座支撐桿時，自支座支撐桿延伸的臂中斷用於量測支座或基板之溫度的高溫計射束，因此引發對高溫計讀數之干擾。儘管該等臂可由大體上光學透明的石英形成，但是至少一些量的光被該等臂吸收，且因此並非完全光學透明。被臂吸收及散射的此光量影響由高溫計射束傳送至支座的光量，且因此影響藉由高溫計量測之溫度之精確性。當支座支撐桿旋轉時，存在臂位於高溫計射束路徑內的時期及臂鄰接高溫計射束路徑的時期。因此，自高溫計射束到達支座之光量隨著支座支撐件旋轉而變化，導致形成不精確溫度量測期。

IR高溫測定系統通常係用於感測自支座或基板之背側發射的輻射，隨後基於支座或基板之表面發射率將高溫計讀數轉換成溫度。軟體濾波器通常係用於將溫度漣波的干擾(由於支撐臂在上文論及之旋轉期間移動進出高溫計射束)減少至約攝氏±1度。亦以一種算法使用軟體濾波器，該算法包括取樣窗口中數秒寬度的平均資料。

在進階的週期性磊晶處理中，處理溫度將隨每一配方步驟變化及配方步驟時間變得更短。因此，需要最小化軟體濾波器之時間延遲且需要較窄取樣窗口以改良溫度變化之動態回應。需要將溫度漣波進一步減小至小於攝氏±0.5度範圍以便最佳化週期間溫度可重複性。

因此，需要一種能夠實現更加精確的溫度量測之設備。

本發明之實施例大體而言係關於支座支撐桿及含有支座支撐桿的處理腔室。支座支撐桿上支撐支座，該支座又在處理期間支撐基板。即使當旋轉支座支撐桿時，支座支撐桿藉由為導向支座及/或基板的高溫計聚焦射束提供一致路徑減小支座及/或基板之溫度量測的變化。支座支撐桿亦具有相對較低的熱質量，此能夠實現處理腔室中的支座之快速升溫及降溫速率。

在一實施例中，用於處理腔室的支座支撐桿包含圓柱形支撐桿及耦接支撐桿之支撐主體。支撐主體包含實心圓碟、自實心圓碟延伸的複數個錐形基座、自該等錐形基座中 的一些延伸的至少三個支撐臂及自該等錐形基座中的一些延伸的至少三個虛設臂。在一實例中，可在實心圓碟頂部上可移除地放置定製折射元件以跨越支座及/或基板再分佈二次熱分佈。

在另一實施例中，本發明揭示一種用於加熱基板的處理腔室。該處理腔室包含安置於處理腔室內部用於支撐基板的支座、安置於基板支撐件下方的下圓頂及安置於下圓頂相反側的上圓頂。上圓頂包含中央窗口部分及週邊凸緣，該週邊凸緣繞中央窗口部分之圓周嚙合中央窗口部分，其中該中央窗口部分及該週邊凸緣由光學透明材料形成。

100‧‧‧處理腔室

102‧‧‧腔室主體

104‧‧‧支撐系統

106‧‧‧控制器

112‧‧‧上部分

114‧‧‧下部分

115‧‧‧中央窗口部分

116‧‧‧上圓頂

117‧‧‧底部部分

119‧‧‧週邊凸緣

120‧‧‧氣室

121‧‧‧週邊凸緣

122‧‧‧O形環

123‧‧‧預熱環

125‧‧‧基板

126‧‧‧支座

127‧‧‧支座支撐桿

129‧‧‧致動器

130‧‧‧下圓頂

131‧‧‧護罩

132‧‧‧基板支撐組件

133‧‧‧起模頂桿

135‧‧‧燈

136‧‧‧高溫計

137‧‧‧支撐銷

138‧‧‧聚焦射束

140‧‧‧下襯墊

142‧‧‧起模頂桿接觸件

150‧‧‧處理氣體

155‧‧‧反射器

156‧‧‧主體

157‧‧‧頂部部分

159‧‧‧螺紋特徵

160‧‧‧桿

161‧‧‧開口

180‧‧‧背側

260‧‧‧桿

262‧‧‧實心圓碟

264‧‧‧支撐主體

270‧‧‧支撐臂

272‧‧‧虛設臂

273‧‧‧外圓周

274‧‧‧錐形基座

278‧‧‧連接表面

280‧‧‧開口

281‧‧‧末端

282‧‧‧開口

283‧‧‧彎頭

383‧‧‧頂點

384‧‧‧側壁

385‧‧‧厚度

386‧‧‧寬度

387‧‧‧厚度

502‧‧‧折射元件

504‧‧‧熱輻射

506‧‧‧二次熱輻射

因此，為了可詳細理解本發明之上文所敍述的特徵，可參考實施例更具體描述上文簡要概述之本發明，一些實施例圖示於隨附圖式中。然而，應注意，隨附圖式僅圖示出本發明之典型實施例，且因此該等圖式不欲視為本發明範疇之限制，因為本發明可允許其他同等有效之實施例。

第1A圖圖示根據本發明之一實施例之處理腔室之橫截面視圖。

第1B圖係根據本發明之另一實施例之熱處理腔室之橫截面視圖。

第1C圖係第1B圖之反射器之透視圖，該圖圖示具有圍繞頂部部分之週邊延行之螺紋特徵的頂部部分。

第2圖圖示根據本發明之一實施例的支座支撐桿之透視圖。

第3圖圖示根據本發明之一實施例的支撐主體之局部剖視圖。

第4A圖至第4E圖圖示根據本發明之實施例的支撐臂之剖視圖。

第5A圖圖示根據本發明之另一實施例的支座支撐桿之透視圖。

第5B圖圖示其上安置有折射元件的支座支撐桿之透視橫截面視圖。

為了促進理解，在可能的情況下，相同元件符號已用於代表諸圖共用之相同元件。應設想，在一實施例中所揭示之元件可有利地用於其他實施例而無需贅述。

本發明之實施例大體而言係關於支座支撐桿及含有支座支撐桿的處理腔室。支座支撐桿上支撐支座，該支座又在處理期間支撐基板。設計支座支撐桿以藉由為支座支撐桿提供旋轉中心附近的覆蓋導向支座及/或基板之高溫計感測路徑的實心圓碟，來減小支座及/或基板之溫度量測的變化。由於實心圓碟覆蓋高溫計溫度讀數路徑，即使當旋轉支座支撐桿時，高溫計讀數仍顯示較少干擾。實心圓碟僅覆蓋旋轉中心附近的高溫計聚焦射束，因此支座支撐桿具有相對較低的熱質量，此能夠實現處理腔室之快速升溫及降溫速率。在一些實施例中，可在實心圓碟頂部上可移除地放置定製折射元件以跨越支座及/或基板再分佈二次熱分佈，以便最佳化磊晶處理之厚度一致性。

可在購自美國加州聖克拉拉市應用材料公司的Applied CENTURA^® RP EPI腔室中實施本文所揭示之實施例。應設想，購自其他製造商的其他腔室亦可受益於本文所揭示之實施例。

第1A圖係根據本發明之一實施例之熱處理腔室100之橫截面視圖。處理腔室100包括腔室主體102、支撐系統104及控制器106。腔室主體102包括上部分112及下部分114。上部分112包括上圓頂116與基板125之間的腔室主體102內部的區域。下部分114包括下圓頂130與基板125之底部之間的腔室主體102內部的區域。沉積處理大體上發生在上部分112內部的基板125之上表面上。

處理腔室100包括複數個熱源(諸如燈135)，該等熱源適於將熱能提供至安置於處理腔室100內部的組件。舉例而言，可調整燈135以將熱能提供至基板125、支座126及/或預熱環123。下圓頂130可由諸如石英之光學透明材料形成以促進熱輻射從中通過。在一實施例中，應設想，可安置燈135以穿過上圓頂116以及下圓頂130提供熱能。

腔室主體102包括在內部形成的複數個氣室120。舉例而言，第一氣室120可適於提供處理氣體150穿過第一氣室進入腔室主體102之上部分112中，同時第二氣室120可適於自上部分112排出處理氣體150。以此方式，處理氣體150可平行於基板125之上表面流動。藉由燈135促進處理氣體150熱分解至基板125上以在基板125上形成磊晶層。

在腔室主體102之下部分114中安置基板支撐組件 132。圖示基板支撐件132支撐基板125在處理位置中。基板支撐組件132包括由光學透明材料形成的支座支撐桿127及藉由支座支撐桿127支撐的支座126。在護罩131內部安置支座支撐桿127之桿160，起模頂桿接觸件142與該桿耦接。支座支撐桿127係可旋轉。護罩131大體固定在適當位置，且因此在處理期間不旋轉。

穿過在支座支撐桿127中形成的開口280(第2圖所示)安置起模頂桿133。起模頂桿133係垂直可致動及適於接觸基板125之底側以將基板125自處理位置(如圖所示)升至基板移除位置。支座支撐桿127由石英製成，而支座126由碳化矽或塗覆有碳化矽的石墨製成。

支座支撐桿127係可旋轉以便在處理期間促進基板125之旋轉。藉由與支座支撐桿127耦接的致動器129促進支座支撐桿127之旋轉。支撐銷137將支座支撐桿127耦接至支座126。在第1A圖之實施例中，使用間隔120度的三個支撐銷137(圖示兩個)將支座支撐桿127耦接至支座126。

高溫計136適於藉由感測自支座126或基板125之背側發射的輻射來量測支座126及/或基板125之溫度。隨後基於支座或基板之表面發射率將高溫計讀數轉換成的度。高溫計136發射聚焦射束138，該聚焦射束導向穿過下圓頂130及穿過支座支撐桿127。高溫計136量測支座126之溫度(例如，當支座126由碳化矽形成時)或基板125之溫度(例如，當支座126由石英形成時或當不存在支座且諸如藉由環以另一方式支撐基板125時)。應將注意，大體上將起模頂桿接 觸件142與聚焦射束138鄰接安置且不旋轉，且因此起模頂桿接觸件142在處理期間不干擾高溫計聚焦射束138。

在耦接至腔室主體102的下襯墊140上可移除地安置預熱環123。在腔室主體102之內部容積週圍安置預熱環123及當基板125處於處理位置時圍繞基板125。在處理期間，藉由燈135加熱預熱環123。在處理氣體穿過與預熱環123鄰接的氣室120進入腔室主體102時，預熱環123促進處理氣體之預熱。

上圓頂116之中央窗口部分115及下圓頂130之底部部分117可由諸如石英之光學透明材料形成以導向來自燈之輻射而無明顯吸收。上圓頂116之週邊凸緣119(繞中央窗口部分之圓周嚙合中央窗口部分)、下圓頂130之週邊凸緣121(繞底部部分之圓周嚙合底部部分)可全部由不透明石英形成以保護接近週邊凸緣的O形環122避免直接曝露於熱輻射中。

在一些情況中，包括週邊凸緣119的整個上圓頂116可全部由諸如石英之光學透明材料形成。在某些實例中，上圓頂116及下圓頂130兩者及各別週邊凸緣119、121可全部由諸如石英之光學透明材料形成。使得週邊凸緣119、121光學透明可為有利的。磊晶沉積係將諸如Si、Ge或摻雜物之原子敷設在基板表面上以產生單個結晶層之複雜製程。若使用透明石英圓頂及不透明週邊凸緣，則上圓頂及下圓頂結構之性質可引發自圓頂之邊緣至週邊凸緣的高熱溫度梯度。此原因在於，在高沉積溫度下，基 板上方的圓頂溫度可升高至約342℃，而週邊凸緣附近區域的溫度可下降約100℃且自此區域快速下降，此情況引發可觀的沉積顆粒及對於需要極其嚴格溫度控制之磊晶處理為不良的。

全透明圓頂為腔室氣體之區域中的圓頂/凸緣提供10℃差值之內的熱一致性。藉由用全透明石英來建構上圓頂及下圓頂，石英之熱傳導率相當高，產生跨越表面之極為均勻的溫度輪廓。舉例而言，已觀察到，在高沉積溫度下，在中心處量測之圓頂溫度為342℃，而在週邊凸緣之內緣處量測之溫度為335℃。由於改良的傳導性，因此將熱暫態穩定時間大大改良兩倍至三倍。此將允許對於ZII/V以及SiGe及SiC應用等實行更好的處理控制。

支撐系統104包括用於執行及監測預決定處理的組件，該等預決定處理諸如處理腔室100中的磊晶薄膜之生長。支撐系統104包括氣體面板、氣體分佈管道、真空及排氣子系統、電源及處理控制儀器中之一或更多者。將控制器106耦接至支撐系統104及該控制器適於控制處理腔室100及支撐系統104。控制器106包括中央處理單元(central processing unit；CPU)、記憶體及支援電路。可執行控制器106中常駐的指令以控制處理腔室100之操作。處理腔室100適於在腔室中執行一或更多個薄膜形成或沉積處理。舉例而言，可在處理腔室100內部執行碳化矽磊晶生長處理。應設想，可在處理腔室100內部執行其他處理。

第1B圖係根據本發明之另一實施例之熱處理腔室 100之橫截面視圖。第1B圖實質上與第1A圖相同，不同之處在於將反射器155安置在頂部圓頂116上方。反射器155可具有圓柱形主體156，該主體具有自主體156之外圓周逐漸張開的頂部部分157。頂部部分157可在外表面處具有螺紋特徵以幫助破壞及/或重定向來自處理腔室100之中心處的燈135之能量輻射。螺紋特徵可促進跨越支座126或基板125再分佈能量輻射以便最佳化磊晶處理之厚度一致性。第1C圖係反射器155之透視圖，該圖圖示具有螺紋特徵159的頂部部分157，該等螺紋特徵繞頂部部分157之整個圓周延行或在反射器155之圓柱形主體之任何所欲位置處延行。在一些實施例中，螺紋特徵159可繞頂部部分157之圓周或反射器155之圓柱形主體以任何所欲位準斷續地延伸。反射器155在反射器155之底部處可具有一或更多個開口161(僅部分地圖示一者)以允許來自高溫計的一或更多個高溫計聚焦射束穿過。可在反射器155上方安置高溫計。在一實例中，反射器155之底部具有在對應於高溫計之位置的位置處排列的三個開口。取決於高溫計之數目涵蓋更多或更少開口。

第2圖圖示根據本發明之一實施例的支座支撐桿127之透視圖。支座支撐桿127包括桿260，該桿具有圓柱形形狀及經耦接至支撐主體264。可將桿260螺栓連接、螺紋連接或以另一方式連接至支撐主體264。支撐主體264包括實心圓碟262及自實心圓碟262之外圓周273延伸的複數個錐形基座274。實心圓碟262可具有圓錐形形狀或具有能夠覆蓋高溫計溫度讀數路徑之表面積的任何所欲形狀。在一實例中， 至少三個支撐臂270自錐形基座274中的一些延伸及至少三個虛設臂272自錐形基座274中的一些延伸。錐形基座274促進將支撐臂270及虛設臂272連接至實心圓碟262。

支撐臂270可包括從中穿過形成的開口280。開口280可與連接表面278鄰接定位，將該連接表面連接至錐形基座274中之一者。開口280允許起模頂桿從中通過。支撐臂270之末端281亦可包括用於接收銷137(第1A圖所示)的開口282。開口280及282大體上平行於彼此，且亦大體上平行於桿260。每個支撐臂270可包括向上彎曲的彎頭283用於定向開口282以接收銷137(第1A圖所示)。在一實施例中，彎頭283形成鈍角。繞實心圓碟262之外圓周273以平均間隔隔開支撐臂270。在第2圖所示之實施例中，支撐臂270彼此間隔約120度。

支撐主體264亦可包括複數個虛設臂272。每個虛設臂經耦接至錐形基座274及自錐形基座274直線延伸。虛設臂272在彼此以相等間隔(例如，約120度)隔開。在第2圖所示之實施例中，虛設臂272與支撐臂270中之各者間隔60度以上定位及繞實心圓碟262彼此交替。虛設臂272大體上不接觸或以其他方式支撐支座。當桿旋轉時，虛設臂促進處理期間基板之溫度均勻分佈。

在處理期間，支座支撐桿127吸收來自用於加熱支座及/或基板的燈之熱能。吸收的熱自支座支撐桿127輻射。由支座支撐桿127(特別是支撐臂270)輻射的輻射熱被支座及/或基板吸收。由於支撐臂270與支座或基板相對較近的位 置，熱容易輻射至支座或支撐桿，引發與支撐臂270鄰接的區域溫度上升。然而，使用虛設臂270促進自支座支撐桿270至支座及/或基板之更加均勻的熱輻射，且因此減小熱點之發生。舉例而言，使用虛設臂272產生支座之均勻輻射，而非與支撐臂272鄰接的三個局部熱點。

另外，消除如一些先前方法中所使用與支座鄰接的支撐環增加了跨越基板的熱一致性。支座支撐桿127不包括耦接支座支撐桿之終端的環形圈，因此改良了熱均勻性。使用此種環可導致鄰近該環(例如，支座之圓周附近)的溫度梯度增加。此外，消除支撐臂270與虛設臂272之間之材料減小了支座支撐桿127之質量。因此，減小的質量促進支座支撐桿127之旋轉，及(例如，由於熱質量減小)亦減小自支座支撐桿127至支座之不良熱輻射的量。支座支撐桿127之減小的質量亦幫助實現基板上的更快升溫及冷卻。更快升溫及冷卻促進產量及生產力提高。

第2圖圖示一實施例；然而，亦涵蓋額外實施例。在另一實施例中，應設想，實心圓碟262、支撐臂272及虛設臂274可由諸如石英之一整塊材料形成，而非由個別組件形成。在另一實施例中，應設想，可增加支撐臂270之數目。舉例而言，可使用約四或六個支撐臂270。在另一實施例中，應設想，可增加或減少虛設臂274之數目，及該數目可包括零。在另一實施例中，虛設臂272可包括彎頭及垂直導向末端以促進與支撐臂270的進一步對稱，且因此，提供對基板及支座更加均勻的加熱。應將注意，包括虛設臂272上的彎 頭之實施例或包括額外虛設臂272或支撐臂270之實施例可不良地導致熱質量增加。在另一實施例中，實心圓碟262可為半球形或由平面切開的球體之區段。

第3圖圖示根據本發明之一實施例的支撐主體264之局部剖視圖。實心圓碟262可包括具有第一厚度的頂點283。頂點383適於與桿(諸如第1A圖所示之桿160)耦接。實心圓碟262另外包括具有第二厚度385之側壁384，該第二厚度小於頂點283之第一厚度。相對減小的厚度減少了支撐主體264之熱質量，因此促進處理期間的加熱更加均勻。第二厚度385可為實質恆定厚度，但涵蓋變化厚度385。實心圓碟262之側壁384大體上具有足以覆蓋高溫計溫度讀數路徑的表面積。因此，側壁384允許高溫計聚焦射束138(第1A圖所示)從中通過。當支座支撐桿127在處理期間旋轉時，高溫計聚焦射束138不斷穿過側壁384。儘管在高溫計聚焦射束之路徑內部安置側壁384，但是即使當支撐桿127旋轉時該路徑仍保持恆定。因此，穿過支撐桿127至支座的高溫計聚焦射束之量為一致的。因此，可經由支撐桿127之360度旋轉精確地決定使用高溫計聚焦射束138之溫度量測。

實心圓碟262可具有小於基板之表面積(一側)的表面積(一側)。舉例而言，實心圓碟262可具有比基板之彼表面積小約90%、小約80%、小約70%、小約60%、小約50%、小約40%、小約30%、小約20%或小約10%的表面積。在一實例中，實心圓碟262具有比基板之表面積(一側)小約30%至80%的表面積(一側)。在一實例中，實心圓碟262 可具有約60毫米之半徑以確保高溫計聚焦射束從中通過。在此實施例中，高溫計聚焦射束穿過具有實質恆定厚度的側壁384。

相比之下，先前已知的支座支撐件具有中斷高溫計聚焦射束的臂。因此，當支座支撐件旋轉時，射束將經歷不同傳送路徑之區域(例如，穿過支座支撐臂或與支座支撐臂鄰接)。先前方法之不同路徑導致不精確的溫度量測期，因為難以精確校準經由不同介質傳送使用之高溫計。相比之下，支座支撐桿127促進高溫計聚焦射束傳送之一致路徑，且因此增加使用高溫計聚焦射束138的溫度量測之精確性。

支撐主體264亦包括自實心圓碟262之外圓周273延伸的複數個錐形基座274。隨著錐形基座274之寬度386減小(例如，隨著錐形基座274自實心圓碟262向外延伸)，錐形基座之高度或厚度387增加。錐形基座之厚度387增加補償了由減小的寬度386引起的錐形基座之結構強度減小。另外，維持了類似慣性彎曲矩。在一實例中，厚度385為約3毫米至約5毫米，諸如約3.5毫米。厚度387可處於約3毫米至約12毫米之範圍內。應設想，可視需要調整厚度387及385。

第4A圖至第4E圖圖示根據本發明之實施例的支撐臂之剖視圖。第4A圖圖示支撐臂270之橫截面視圖。該橫截面為六邊形。支撐臂270之相對尺寸最大化支撐臂270之慣性矩，同時最小化支撐臂270之面積(且因此最小化支撐臂之質量)。在一實例中，基座B可為約8毫米，而高度H可為約9.5毫米。應將注意，支撐臂270之連接表面278具有矩 形橫截面以促進支撐臂270至錐形基座之耦接。

第4B圖至第4E圖圖示根據其他實施例的支撐臂之額外剖視圖。第4B圖圖示支撐臂270B之剖視圖。支撐臂270B具有矩形橫截面。第4C圖圖示支撐臂270C之剖視圖。支撐臂270C具有菱形橫截面。第4D圖圖示支撐臂270D之剖視圖。支撐臂270D具有相對尺寸與第4A圖所示之橫截面不同的六邊形橫截面。第4E圖圖示支撐臂270E之剖視圖。支撐臂270E具有圓形橫截面。進一步涵蓋具有包括多邊形橫截面的其他形狀的支撐臂。

第5A圖圖示根據本發明之實施例的支座支撐桿127之透視圖。支座支撐桿127實質上與第2圖所示之支座127相同，但不同之處在於在實心圓碟262之頂部上另外安置光學折射元件502。折射元件502適於跨越支座126之背側(第1A圖)再分佈熱/光輻射以便最佳化磊晶處理之厚度一致性。第5B圖圖示其上安置有折射元件502的支座支撐桿127之透視橫截面視圖。第5B圖亦圖示支座126與折射元件502之間的模擬二次熱輻射。

為折射元件502定大小以實質匹配實心圓碟262之圓周，使得在處理期間旋轉支座支撐桿127的同時折射元件502完全被支撐及固定安置在實心圓碟262上而無移動。折射元件502可具有任何所欲尺寸。可配置折射元件502以充分覆蓋高溫計溫度讀數路徑以避免對高溫計讀數之任何可能干擾。可替換折射元件502以便維護。折射元件502可為使用多個臂的任何支座支撐桿之簡單附件。在各種實例中，折射 元件502可由透明石英或諸如玻璃或透明塑膠之任何適宜材料形成。

參看第5B圖，折射元件502可在第一側(面向支座)上具有凸表面以將二次熱輻射506偏轉離開支座(諸如第1A圖之支座126)之中心區域。折射元件502之第二側(遠離支座)可為凹面或接近平面。儘管圖示凸凹折射元件502，但亦可使用平凸折射元件(亦即，一表面為凸面且另一表面為平面)、凹凸折射元件或與如圖所示之凸凹折射元件光學等效之任何其他光學元件。折射元件502可具有恆定厚度或具有不同橫截面的厚度以提供獨立調整旋鈕以操縱支座126之背側上的熱分佈。應設想，可將折射元件502形成為所欲透鏡以促進自燈發射之輻射能之準直及均勻化。

在處理期間，來自燈(例如，第1A圖之燈135)的熱輻射撞擊支座126之背側180及藉由支座126反射(圖示為熱輻射504)回到折射元件502。折射元件502之凸表面隨後將該等二次熱輻射偏轉回到支座126。該等二次熱輻射在支座126與折射元件502之間來回反射，一些輻射穿過折射元件502。二次熱輻射之反射角可取決於折射元件之輪廓在凸表面之不同半徑處變化。在如圖所示之實施例中，二次熱輻射中的一些將因折射元件502之凸表面偏轉離開支座126之中心區域。將一些二次熱輻射506偏轉離開支座126之中心區域可為有利的，因為實心圓碟262上方的中心區域可因實心圓碟262之圓錐形或碗形而遭受過熱，該形狀將大多數二次輻射反射向支座126之中心區域。在折射元件502的幫助下， 可跨越支座126及基板再分佈二次熱輻射。因此，獲得基板上更加均勻的熱輪廓。基板上之均勻熱輪廓產生磊晶處理之所欲沉積厚度，又導致高品質且更加有效的製造元件。

折射元件502之凸表面可具有(例如)約200毫米至約1200毫米加或減300毫米之所欲曲率半徑。折射元件502之凹表面可具有與凸表面之彼曲率半徑相同或不同的曲率半徑。折射元件之曲率半徑可取決於支座及/或基板而變化。可單獨調節折射元件502之凸表面之直徑及/或曲率半徑，乃至實心圓碟262之形狀及直徑或上述組合，以操縱熱分佈以便有效加熱整個基板或基板上的特定半徑區域。

本發明之益處大體而言包括在處理期間支座及基板之更加精確的溫度量測，特別是當使用旋轉支座支撐桿時。本發明之支座支撐桿促進在支座支撐桿旋轉時一致的高溫計射束傳送。因此，減小由高溫計射束之傳送路徑變化引起的溫度量測變化。此外，所揭示之支座支撐件之減小的質量改良了基板溫度均勻性及增加了處理升溫及降溫次數。

儘管上文所述係針對本發明之實施例，但是可在不脫離本發明之基本範疇的情況下設計出本發明之其他及進一步實施例，且由以下申請專利範圍決定本發明之範疇。

126‧‧‧支座

127‧‧‧支座支撐桿

180‧‧‧背側

264‧‧‧支撐主體

270‧‧‧支撐臂

272‧‧‧虛設臂

502‧‧‧折射元件

504‧‧‧熱輻射

506‧‧‧二次熱輻射

Claims (17)

1. 一種用於一處理腔室之支座支撐桿，該支座支撐桿包含：一支撐桿；以及耦接到該支撐桿的一支撐主體，該支撐主體包含：一實心圓碟；自該實心圓碟向外延伸的複數個基座；自該複數個基座中的一些延伸的至少三個支撐臂，其中該等支撐臂中之各者包括一彎頭，該彎頭向上彎曲到該支撐臂的一遠端；以及自該複數個基座中的一些延伸的至少三個虛設臂，其中該等虛設臂中之各者為一線性臂。
2. 如請求項1所述之支座支撐桿，其中該等支撐臂彼此以相等間隔隔開。
3. 如請求項1所述之支座支撐桿，其中該等基座中之各者之一厚度隨該等基座中之各者之一寬度減小而增加。
4. 如請求項1所述之支座支撐桿，其中該等支撐臂中之各者包括從中穿過的一開口用於接收一起模頂桿。
5. 如請求項1所述之支座支撐桿，該支座支撐桿進一步包含： 一折射透鏡，可移除地安置在該實心圓碟上，其中該折射透鏡由一光透明材料所形成。
6. 如請求項5所述之支座支撐桿，其中該折射透鏡具有一恆定的厚度，且該折射透鏡在一第一側上具有一凸表面或一凹表面及在與該第一側相對的一第二側上具有一凸表面或一凹表面。
7. 如請求項6所述之支座支撐桿，其中該折射透鏡之該凹表面具有約200毫米至約1200毫米之一曲率半徑。
8. 一種用於加熱一基板的處理腔室，該處理腔室包含：安置於該處理腔室內的一基板支撐件；安置於該基板支撐件下方的一下圓頂；安置於該下圓頂相反側的一上圓頂，該上圓頂包含：一中央窗口部分；以及一週邊凸緣，該週邊凸緣繞該中央窗口部分之一圓周嚙合該中央窗口部分，其中該中央窗口部分及該週邊凸緣由一光透明材料形成；以及耦接至該基板支撐件的一支撐桿，該支撐桿包含：一桿；以及耦接到該桿的一支撐主體，該支撐主體包含：一實心圓碟；自該實心圓碟向外延伸的複數個基座； 自該複數個基座中的一些延伸的複數個支撐臂，其中該等支撐臂中之各者包括一彎頭，該彎頭向上彎曲到該支撐臂的一遠端；以及自該複數個基座中的一些延伸的複數個虛設臂，其中該等虛設臂中之各者為一線性臂。
9. 如請求項8所述之處理腔室，其中該實心圓碟具有比該基板之該表面積(一側)小約30%至80%的一表面積(一側)。
10. 如請求項8所述之處理腔室，其中該支撐桿進一步包含：一折射透鏡，可移除地安置在該實心圓碟上，其中該折射透鏡由透明石英、玻璃或透明塑膠所形成，且其中為該折射透鏡定大小以匹配該實心圓碟之一外圓周。
11. 如請求項10所述之處理腔室，其中該折射透鏡在面向該基板支撐件之一背側的一第一側上具有一凸表面或一凹表面，且其中該折射透鏡在背向該基板支撐件之該背側的一第二側上具有一凸表面或一凹表面。
12. 如請求項8所述之處理腔室，該處理腔室進一步包含：安置於該上圓頂上方的一反射器，該反射器在自身外表面上具有一或更多個螺紋特徵，且該一或更多個螺紋特徵繞該反射器之一圓周延伸。
13. 一種用於一處理腔室的支座支撐桿，該支座支撐桿包含：一支撐桿；一支撐主體，該支撐主體耦接該支撐桿，該支撐主體包含：一實心圓碟；複數個基座，該複數個基座從該實心圓碟的一外圓周以均勻的間隔向外延伸；複數個支撐臂，該複數個支撐臂從該複數個基座中的一些延伸，其中該等支撐臂中之各者包括一彎頭，該彎頭向上彎曲到該支撐臂的一遠端；以及複數個虛設臂，該複數個虛設臂從該複數個基座中的一些延伸，其中該等虛設臂中之各者為一線性臂；以及一折射透鏡，該折射透鏡可移除地被該實心圓碟支撐，且該折射透鏡定大小以與該實心圓碟的一圓周匹配。
14. 如請求項13所述的基座支撐桿，其中該複數個支撐臂彼此以相等間隔隔開。
15. 如請求項14所述的基座支撐桿，其中該複數個虛設臂彼此以相等間隔隔開，且該至少三個支撐臂和該至少三個虛設臂交替地位於該實心圓碟周圍。
16. 如請求項13所述的基座支撐桿，其中該折射透鏡在一第一側上具有一凸表面或一凹表面，且在與該第一側相對的一第二側上具有一凸表面或一凹表面。
17. 如請求項16所述的基座支撐桿，其中該折射透鏡的該凹表面具有約200毫米至約1200毫米之一曲率半徑。