TWI691030B - 用於燈泡加熱組件的散光器 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露之實施例一般係關於光學透明視窗以及包括該光學透明視窗之處理腔室。光學透明視窗包括在該光學透明視窗上形成的光擴散結構。光擴散結構可包括具有凸出或凹入特徵的扇形或凹陷表面，或磨砂表面。光擴散結構藉由減少燈泡不均勻輻射產生的熱點使基板加熱更為均勻。

Description

用於燈泡加熱組件的散光器
本發明揭露之實施例一般係關於熱處理基板，如半導體基板。
快速熱處理(RTP)腔室通常使用燈泡以提供熱能給基板。燈泡設置在燈頭中，且來自燈泡的能量導向處理腔室中的基板或基板支撐件以提供熱能給基板。由於如燈泡排列的幾何形狀、腔室或燈泡特徵、或是各燈泡放射的場之幾何形狀，來自燈泡的輻射能以非均勻或不一致的方式重疊到基板或基板支撐件。此外，個別燈泡的輻射方式係不一致的。例如，相較於輻射方式的外部分，某些燈泡可傳送更多的熱能給對應輻射方式的中央部分。非均勻輻射導致基板的非均勻加熱，對基板的均勻性有不良影響。
因此，對於更均勻的基板輻射係有需求的。
本發明揭露之實施例一般係關於光學透明視窗與包括該光學透明視窗的處理腔室。光學透明視窗包括在該光學透明視窗上形成的光擴散結構。光擴散結構可包括具有凸出或凹入特徵的扇形或凹陷表面，或磨砂表面。 光擴散結構藉由減少燈泡不均勻輻射產生的熱點使基板加熱更為均勻。
在一個實施例中，處理腔室包括腔室主體、定位在腔室主體內的基板支撐件並經調整以支撐支撐平面中的基板，以及設置在腔室主體內的輻射熱源以將輻射熱導向支撐平面。光學透明視窗設置在基板支撐平面與輻射熱源之間。光學透明視窗包括一或多個在該光學透明視窗上的光擴散結構。
在另一個實施例中，處理腔室包括腔室主體、定位在腔室主體內的基板支撐件並經調整以支撐平面中的基板，以及設置在基板支撐平面下的腔室主體內的輻射熱源。光學透明視窗設置在基板支撐平面與輻射熱源之間。光學透明視窗包括在該光學透明視窗上的一或多個光擴散結構。
在另一個實施例中，處理腔室包括腔室主體、定位在腔室主體中的基板支撐件，以及設置在腔室主體內的輻射熱源並將輻射熱導向基板支撐件。光學透明視窗設置在基板支撐件與輻射熱源之間。光學透明視窗包括在該光學透明視窗上的一或多個光擴散結構。
10:光擴散特徵
100:腔室
102:腔室主體
104:基板支撐件
106:輻射熱源
108:壁
114:視窗
115:板
116:感測器
117:感測器
118:定片組件
120:內部空間
122:致動器組件
124:控制器
126:記憶體
128:支撐電路
130:CPU
132:導程螺絲
134:凸緣
138:馬達
140:基板
144:升舉銷
148:基板出入口
158:螺帽
160:管
164:控制系統
168:驅動線圈組件
170:懸吊線圈組件
181A:入口
181B:出口
182:冷卻劑源
183:第二冷卻劑源
184:冷卻劑通道
186:流體源
190:殼體
280A:光擴散結構
280B:光擴散結構
280C:光擴散結構
380:光擴散結構
本發明揭露之實施例已簡要概述於前，並在以下有更詳盡之討論，可以藉由參考所附圖式中繪示之本發明實施例以作瞭解。然而，值得注意的是，所附圖式只繪 示了本發明的典型實施例，而由於本發明可允許其他等效之實施例，所附圖式並不會視為本發明範圍之限制。
根據揭露的一個實施例，第1圖繪示了處理腔室的截面示意圖。
根據揭露的實施例，第2A-2C圖繪示了光擴散結構。
根據另一個揭露之實施例，第3圖繪示了具有光擴散結構的視窗放大部分示意圖。
為便於理解，在可能的情況下，相同的參考標號用於標定圖示中相同的元件。可以預期的是，一個實施例的元件與特徵可有利地併入其它實施例中而無需贅述。
本發明揭露之實施例一般係關於光學透明視窗以及包括該光學透明視窗的處理腔室。光學透明視窗包括在該光學透明視窗上形成的光擴散結構。光擴散結構可包括具有凸出或凹入特徵的扇形或凹陷表面，或磨砂表面。光擴散結構藉由減少燈泡不均勻輻射產生的熱點使基板加熱更為均勻。
根據本發明揭露之一個實施例，第1圖繪示了處理腔室100的截面示意圖。處理腔室100可係RTP腔室並包括基板支撐件104、具有壁108的腔室主體102、底部110，以及界定內部空間120的頂部112。壁108可包括至少一個基板出入口148以便於基板140的進出(其中的一部分示於第1圖中)。出入口可與移送室(未圖示出) 或裝載鎖定腔室(未圖示出)耦接並可選擇性以閥密封，如流量閥(未圖示出)。在一個實施例中，基板支撐件104係環形且腔室100包括設置在基板支撐件104內直徑中的輻射熱源106。輻射熱源106可係如燈頭並可包括複數個燈泡。在本發明揭露的一個實施例中，腔室100包括板115，結合氣體分配出口將氣體平均分配到基板上以允許快速且受控的基板加熱與冷卻。
板115可係吸收性區域、反射性區域，或是吸收性與反射性區域的組合。在一個實施例中，板115可具有部分在高溫計觀測範圍內而部分在高溫計觀測範圍外的區域。在高溫計的觀測範圍內的區域可係直徑大約一英吋的圓形，如果必要的話可係其他形狀或尺寸。在探針觀測範圍內的區域可係高溫計所觀測波長範圍上的高反射性。在高溫計的波長範圍與可視區外，板115的範圍可以從最小化輻射熱損耗的反射性到最大化輻射熱損耗的吸收性，以允許較短的熱暴露。
板115被分隔開並與輻射熱源106相對。板115包括與入口181A及出口181B耦接的一或多個冷卻劑通道184。入口181A及出口181B可經由閥和適當管道而與冷卻劑源182耦接且冷卻劑源182與控制器124相連以利於壓力的控制與設置在控制器中的流體流動的控制。流體可係水、乙烯二醇、氮(N2)、氦(He)，或其他用作熱交換媒介的流體。
在所示的實施例中，基板支撐件104在內部空間120內選擇性地調整磁懸浮與旋轉。在處理期間，所示的基板支撐件104可在上升與下降時旋轉，也可在處理前、處理時、處理後於上升或下降時不旋轉。磁懸浮與(或)磁旋轉可因沒有移動部分或減少移動部分而防止或最小化顆粒產生，該等移動部分通常需要上升(下降)與(或)旋轉基板支撐件。
處理腔室100亦包括由對熱與各種波長光透明的材料製成的視窗114，該各種波長可包括紅外線(IR)光譜，來自輻射熱源106的光子通過該光譜可加熱該基板140。在一個實施例中，視窗114可由石英材料製成，雖然可使用其他光透明材料，如藍寶石。視窗114亦可包括與視窗114上表面耦接的複數個升舉銷144，該複數個升舉銷經調整以選擇性接觸與支撐基板140，以便於進出腔室100傳送基板。各複數個升舉銷144經配置以最小化來自輻射熱源106的能量吸收且可由用於視窗114的相同材料製成，例如石英材料。複數個升舉銷144可被定位並以徑向互相分隔以利於與傳送機械臂(未圖示出)耦接的端效器(end effector)之通道。或者，端效器與(或)機械臂可作水平與垂直移動以利於基板140的傳送。
在一個實施例中，輻射熱源106包括從殼體形成燈泡組件，該殼體包括冷卻劑組件中的複數個蜂巢狀管160，冷卻劑組件與第二冷卻劑源183耦接。第二冷卻劑 源183可係水、乙烯二醇、氮(N2)與氦(He)中的一個或是其組合。殼體壁108與底部110可由銅材料或具有適合冷卻劑通道的其他適合材料製成，該適合的冷卻劑在殼體壁內形成用於來自第二冷卻劑源183的冷卻劑流。冷卻劑冷卻腔室100的殼體使得殼體比基板140冷。各管160可包括反射體與高密度燈泡組件或紅外線發射器，從而形成蜂巢狀的管排列。此種管密集六方排列以高功率密度與良好的空間解析度提供輻射能量源。在一個實施例中，輻射熱源106提供充足的輻射能以熱處理基板，例如，將設置在基板140上的矽層退火處理。輻射熱源106可進一步包括環狀區域，其中由控制器124提供給複數個管160的電壓可變化以改善來自管160的能量之徑向分佈。基板140加熱的動態控制可被一或多個溫度感測器117影響，溫度感測器117經調整以測量橫過基板140的溫度。
在所示的實施例中，可選的定片(stator)組件118外接腔室主體102的壁108並與一或多個致動器組件122耦接，致動器組件122控制沿著腔室主體102外部的定片組件118的上升。在一個實施例中，腔室100包括徑向設置在腔室主體附近的三致動器組件122，例如，在腔室主體102附近大約120度角。定片組件118與設置在腔室主體102的內部空間120內的基板支撐件104磁耦接。基板支撐件104可包含或包括功能為轉軸的磁性部分，因而產生磁軸承組件以舉升與(或)旋轉基板支撐件104。在一個實施例中，基板支撐件104的至少一 部分被與流體源186耦接的凹槽(未圖示出)部分圍繞，流體源包括水、乙烯二醇、氮(N2)、氦(He)，或以上的組合物，經調整作為用於基板支撐件的熱交換媒介。定片組件118亦可包括殼體190以密封定片組件118的各種部分與元件。在一個實施例中，定片組件118包括堆疊在懸吊線圈組件170上的驅動線圈組件168。驅動線圈組件168經調整以旋轉與(或)升起(降下)基板支撐件104，而懸吊線圈組件170可經調整用於被動地將基板支撐件104置於處理腔室100內。或者，旋轉與置中功能可由具有單一線圈組件的定片執行。
在一個實施例中，各致動器組件122一般包含耦接於兩凸緣134之間的精密導程螺絲132，凸緣134自腔室主體102的壁108延伸。導程螺絲132具有螺帽158，當螺絲旋轉時，螺帽158沿著導程螺絲132軸向前進。接合器136於定片組件118與螺帽158之間耦接，使得當導程螺絲132旋轉時，接合器136沿著導程螺絲132移動而以接合器136控制在界面的定片組件118之上升。因此，當致動器組件122其中的一個的導程螺絲132旋轉以產生其他致動器組件122的螺帽158間的相對位移，定片組件118的水平面相對於腔室主體102的中心軸改變。
在一個實施例中，馬達138，如步進馬達或伺服馬達，與導程螺絲132耦接以提供可控制的旋轉以回應控制器124的訊號。或者，其他類型的致動器組件122可 用於控制定片組件118的線性位置，如氣壓缸、液壓缸、滾珠螺桿、螺線管、線性致動器與凸輪隨動器，還有別的。
大氣控制系統164亦可與腔室主體102耦接。大氣控制系統164一般包括用於控制腔室壓力的減壓閥與真空泵。大氣控制系統164可額外包括用於提供處理氣體或其他氣體給內部空間120的氣體源。大氣控制系統164亦可調整以輸送用於熱沉積過程、熱蝕刻過程與腔室元件即時清洗的處理氣體。大氣控制系統與氣體輸送系統聯合運作。
處理腔室100亦包括控制器124，控制器124一般包括中央處理單元(CPU)130、支撐電路128與記憶體126。CPU 130可係可以在工業裝置中用於控制各式動作與副處理器的任意形式電腦處理器中的一種。記憶體126，或電腦可讀取媒體可係一或多個容易取得之記憶體，如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、軟碟、硬碟，或任何其他的數位儲存格式，本地端的或是遠端的，並與CPU 130耦接。支撐電路128與CPU 130耦接而用傳統方式支撐控制器124。這些電路包括快取、電源供應器、時脈電路、輸入/輸出電路與子系統，以及類似物。
處理腔室100亦包括一或多個感測器116，感測器116一般經調整以偵測腔室主體102的內部空間120內的基板支撐件104(或基板140)的上升。感測器116可與腔室主體102和(或)處理腔室100的其他部分 耦接，並經調整以提供介於基板支撐件104與腔室主體102的頂部112和(或)底部110之間的輸出指標性距離，並亦可偵測基板支撐件104與(或)基板140的錯位。
一或多個感測器116與控制器124耦接，控制器124接收來自感測器116的輸出量測並提供一個訊號或多個訊號給一或多個致動器組件122以升起或降下基板支撐件104的至少一部分。控制器124可使用從感測器116所得的位置量測以調整各致動器組件122的定片組件118之上升，使得坐於定片組件118上的基板支撐件104與基板140的上升與平坦度皆可相對於處理腔室100的中心軸與(或)輻射熱源106作調整。例如，控制器124可提供訊號而藉由一個致動器組件122修正基板支撐件104軸錯位的動作以升起基板支撐件，或控制器可提供訊號給全部致動器組件122以利於基板支撐件104的同步垂直移動。
一或多個感測器116可係超音波、雷射、電感、電容，或可偵測腔室主體102內基板支撐件104鄰近區域的其他類型感測器。雖然腔室主體102內與附近的其他位置可係適合的，例如與腔室100外的定片組件118耦接，但是感測器116可與頂部112附近的腔室主體102或與壁108接觸的腔室主體102耦接。在一個實施例中，一或多個感測器116與定片組件118耦接並經調整以穿過壁108而感測基板支撐件104(或基板140)的上升與 (或)定位。在此實施例中，壁108可包括較薄的截面以便於穿過壁108的位置感測。
處理腔室100亦包括一或多個溫度感測器117，溫度感測器117可經調整以在處理前、處理時、處理後感測基板140的溫度。雖然腔室主體102內或附近的其他位置可被使用，但溫度感測器117穿過頂部112而設置。溫度感測器117可係光學高溫計，例如，具有光纖探針的高溫計。感測器117可經調整與頂部112耦接配置以感測基板的整個直徑，或基板的部分。感測器117可包括界定與基板直徑實質相等的感測區域或與基板半徑實質相等的感測區域之方式。例如，複數個感測器117可與頂部112以徑向配置或線性配置耦接以啟用橫過基板半徑或直徑的感測區域。在一個實施例中，複數個感測器117可設置在從頂部112中心附近延伸到頂部112周圍部分的一直線上。在此方法中，基板半徑可由感測器117監測，感測器117將在旋轉期間啟用基板直徑的感測。
雖然板115與輻射熱源106經描述係分別定位在內部空間120的上部分與下部分，板115與輻射熱源106的位置可互換。例如，板115可調整尺寸並經配置以定位在基板支撐件104的內半徑內，且輻射熱源106可與頂部112耦接。在此排列中，石英視窗114可定位在輻射熱源106與基板支撐件104間，如鄰近於處理腔室100上部分中的輻射熱源106。雖然當背側面向輻射熱源106 時，基板140可易於吸收熱，但基板140可以以面向上的方向或面向下的方向作定向配置。
根據本發明揭露的實施例，第2A-2C圖繪示了光擴散結構。第2A圖繪示了第1圖所示的視窗114的放大部分示意圖。視窗114包括視窗114上的光擴散結構280A。在一個實施例中，光擴散結構280A設置在視窗114的上表面上。光擴散結構280A擴散從輻射熱源(如第1圖所示的輻射熱源106)發射的輻射能。在一個實施例中，光擴散結構280A可減少透射通過視窗114的輻射能之量約百分之二十或更少。例如，藉由減少如不需要的燈泡輻射重疊的非均勻輻射或個別燈泡的非均勻輻射方式產生的非均勻性，輻射能的擴散利於熱處理期間熱點的減少或橫過基板的溫度非均勻性之減少。
在一個實施例中，基板上的溫度非均勻性可使用模式軟體作經驗性地測定或估算，並接著以光擴散結構280A可設計視窗114以減少溫度非均勻性。光擴散結構280A可個別設置在一或多個燈泡上，或可實質設置在視窗114的整個表面上。光擴散結構280A可係如凸透鏡、凹透鏡、菲涅爾透鏡、凸出部、凹入的凹部，或視窗114上的磨紗部。第2B、2C圖繪示了可用於光擴散結構280A的部分之示範性光擴散結構。
根據本發明揭露的一個實施例，第2B圖繪示了光擴散結構280B。光擴散結構280B係凸部，如從視窗114表面延伸的凸圓頂。光擴散結構280B係擴散或重 分配來自輻射熱源(如燈泡)的光以促成較均勻的基板輻射。在一個實施例中，光擴散結構280B可具有約1毫米至10毫米的高度與(或)半徑，且間隔約0.1毫米至2毫米。
根據本發明揭露的一個實施例，第2C圖繪示了光擴散結構280C。光擴散結構280C係凹入視窗114的負凹部。在一個實施例中，光擴散結構280C可係凹入的且(或)具有約1毫米(mm)至10毫米的半徑。凹入的凹部可與另一個分隔約0.1毫米至約2毫米。光擴散結構280C可由如雷射切割視窗114形成。
第2A-2C圖繪示了光擴散結構的某些實施例；然而，亦考慮額外的實施例。在另一個實施例中，考慮光擴散結構可被設置在視窗114的頂表面上、視窗114的底表面上，或皆在視窗114的頂表面上與底表面上。當光擴散結構280B設置在視窗114的底表面上時，最好將光擴散結構280B定位以容納定位在光擴散結構280B附近的燈泡。例如，光擴散結構280B可被定位以容納光擴散結構280B間的管160(示於第1圖中)。在另一個實施例中，考慮可改變光擴散結構的尺寸與密度。在一個示範例中，可選擇光擴散結構的尺寸與密度以提供10-20度的高斯擴散。此外，光擴散結構可對一或多個燈泡局部化，例如在分散的群體中，或光擴散結構可實質覆蓋視窗114的整個表面。
在一個實施例中，一或多個光擴散結構可中心定位在輻射熱源內的各燈泡上。此實施例減少在基板上形成的熱點，熱點因燈泡輻射方式中心附近的高能輸出而直接在燈泡上方。在無光擴散結構的處理腔室中，由於各燈泡的中心熱點落在共同半徑上，在處理期間當基板旋轉時，徑向熱點在基板附近的特定半徑上形成。因此，基板的旋轉無法減少因燈泡輸出原有的非均勻性產生的熱點。然而，選定燈泡上的光擴散結構分散配置可以減少在處理期間由燈泡形成的熱點(或徑向熱點)。
表1繪示了旋轉基板上的輻射相對標準差之比較。表1提供平面視窗114(無光擴散特徵)、具有視窗114上表面上的光擴散結構280B之視窗114，以及具有在視窗114上表面上的光擴散結構280C之視窗114間的比較。光擴散結構280B具有約1.5毫米的高度與約0.1毫米的間隔，而光擴散結構280C具有約1.5毫米的深度與約0.1毫米的間隔。燈泡與基板間的間隔可係約10毫米至50毫米，如約20毫米至30毫米。如所示，使用光擴散結構可得到較低的相對標準差(例如，較均勻的輻射)。
Figure 107105175-A0305-02-0014-1
根據本發明揭露的另一個實施例，第3圖繪示了具有光擴散結構380的視窗114之放大部分示意圖。光擴散結構380係紋理，應用於視窗114以形成磨砂玻璃，且可應用於底表面(例如，鄰近的燈泡)或視窗114的頂表面(例如，相對的燈泡)。如所繪示的，光擴散結構380在視窗114上局部化，例如，在單一燈泡上。然而，考慮視窗114的整個表面可係磨砂的。視窗114的頂表面、視窗114的底表面可係磨砂的，或視窗114的兩個表面都可係磨砂的。
在一個示範例中，光擴散結構380在視窗114的分散部分上形成。為便於分散式光擴散結構380的形成，視窗114的表面以所需的方式用蠟或其他抗侵蝕的材料塗層。接著視窗114的暴露部分被暴露於蝕刻劑(如氟化氫(HF))一段預定時間以蝕刻視窗114，生成磨砂視窗。接著可移除蝕刻劑與蠟。在一個實施例中，其中視窗114的整個表面將係磨砂的，可省去蠟的使用。值得注意的是可藉由使用較強的酸與(或)較長的暴露時間以調整蝕刻的量與磨砂範圍。視窗114較大的磨砂範圍一般導致通過磨砂區域的光透射有較大的減少。或者或更甚者，考慮光擴散結構380可藉由暴露視窗114上的光罩而形成，並對視窗114的暴露區域噴砂。
在另一實施例中，磨砂玻璃可藉由沉積促進光擴散的光學透明構件表面上的一或多個顆粒，並接著將沈積的顆粒選擇性燒結而形成。例如，矽硼混合物、氧化矽 或類似物可沉積在光學透明構件(如視窗114)上並接著燒結。或者或更甚者，玻璃焊劑可設置在光學透明構件上並接著燒結。在此示範例中，如果顆粒沉積在視窗114的頂表面上，顆粒對於處理大氣可係惰性的。
本發明實施例一般描述在光學透明視窗上形成的光擴散結構，考慮光擴散結構可在分別的光學元件上形成，該光學元件接著定位在光學透明視窗上或附近。在此實施例中，促成現有的光學透明視窗改進。此外，在此實施例中，亦促成可逆性。例如，在第2A圖中，光擴散結構280A可係來自視窗114的分隔元件。在另一示範例中，示於第3圖中的光擴散結構380可在分隔的光學元件(如光學透明構件)上形成，分隔的光學元件接著被定位在視窗114上、視窗114下，或與視窗114接觸。
本發明揭露的好處一般包括在熱處理期間有較均勻的基板輻射。較均勻的輻射產生較均勻的基板溫度，因此增加處理基板的均勻性。
雖然前述係針對本發明揭露的實施例，但在不背離本發明說明書的基本範圍與本發明申請專利範圍界定的範圍下，可設計本發明的其他與進一步之實施例。
114‧‧‧視窗
380‧‧‧光擴散結構

Claims (19)

  1. 一種處理腔室，包括：一腔室主體；一基板支撐件，該基板支撐件定位在該腔室主體內；一輻射熱源，該輻射熱源設置在該腔室主體內且在該基板支撐件下方，以將輻射熱導向該基板支撐件；及一光學透明視窗，該光學透明視窗設置在該基板支撐件與該輻射熱源之間，該光學透明視窗包括在該光學透明視窗上的一或多個光擴散結構，該一或多個光擴散結構包括在該光學透明視窗的一表面上所形成的一或多個負凹部，其中該一或多個負凹部中的每一個負凹部都以一半徑凹入該光學透明視窗的該表面，該半徑小於該光學透明視窗的一高度。
  2. 如請求項1所述之處理腔室，其中該光學透明視窗的該表面面向該基板支撐件。
  3. 如請求項1所述之處理腔室，其中該光學透明視窗的該表面面向該輻射熱源。
  4. 如請求項1所述之處理腔室，其中該一或多個光擴散結構設置在該光學透明視窗的基本上一整個 表面上方。
  5. 如請求項1所述之處理腔室，其中該半徑在1毫米到10毫米的範圍內。
  6. 如請求項1所述之處理腔室，其中該一或多個負凹部具有0.1毫米到2毫米的一間隔。
  7. 如請求項1所述之處理腔室，其中該一或多個負凹部中心地定位在該輻射熱源中的複數個燈泡中之每個燈泡上方。
  8. 一種處理腔室，包括：一腔室主體；一基板支撐件，該基板支撐件定位在該腔室主體內並且適於在一平面中支撐一基板；一輻射熱源，該輻射熱源設置在該腔室主體內，以將輻射熱導向該基板支撐件；及一光學透明視窗，該光學透明視窗設置在該基板支撐件與該輻射熱源之間，該光學透明視窗包括在該光學透明視窗上的一或多個光擴散結構，該一或多個光擴散結構包括在該光學透明視窗的一表面上所形成的一或多個負凹部，其中該一或多個負凹部中的每一個負凹部都以一半徑凹入該光學透明視窗的該表面，該半徑小於該光學透明視窗的一高度。
  9. 如請求項8所述之處理腔室，其中該光學透明視窗的該表面面向該基板支撐件。
  10. 如請求項8所述之處理腔室，其中該光學透明視窗的該表面面向該輻射熱源。
  11. 如請求項8所述之處理腔室，其中該半徑在1毫米到10毫米的範圍內。
  12. 如請求項8所述之處理腔室，其中該一或多個負凹部具有0.1毫米到2毫米的一間隔。
  13. 如請求項8所述之處理腔室，其中該一或多個負凹部中心地定位在該輻射熱源中的複數個燈泡中之每個燈泡上方。
  14. 一種處理腔室，包括：一腔室主體；一基板支撐件，該基板支撐件定位在該腔室主體內；一輻射熱源，該輻射熱源設置在該腔室主體內，以將輻射熱導向該基板支撐件；一光學透明視窗，該光學透明視窗設置在該基板支撐件與該輻射熱源之間；及一或多個光擴散結構，該一或多個光擴散結構設置在該光學透明視窗的一表面上，該一或多個光擴散結構中之每一個光擴散結構包括一負凹部，該負凹部以 一半徑凹入該光學透明視窗的該表面，該半徑小於該光學透明視窗的一高度。
  15. 如請求項14所述之處理腔室，其中該一或多個光擴散結構係設置在該光學透明視窗的該表面上的分隔元件。
  16. 如請求項14所述之處理腔室，其中該一或多個光擴散結構形成在一分隔的光學元件上，該分隔的光學元件設置在該光學透明視窗的該表面上。
  17. 如請求項14所述之處理腔室，其中該一或多個光擴散結構形成在一分隔的光學元件上，該分隔的光學元件設置鄰近於該光學透明視窗的該表面。
  18. 如請求項14所述之處理腔室，其中該光學透明視窗的該表面面向該基板支撐件。
  19. 如請求項14所述之處理腔室，其中該半徑在1毫米到10毫米的範圍內。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020030047A1 (en) * 2000-08-17 2002-03-14 Shouqian Shao Heat treatment apparatus having a thin light-transmitting window
US8111978B2 (en) * 2008-07-11 2012-02-07 Applied Materials, Inc. Rapid thermal processing chamber with shower head

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5452396A (en) * 1994-02-07 1995-09-19 Midwest Research Institute Optical processing furnace with quartz muffle and diffuser plate
JP2000349038A (ja) * 1999-06-02 2000-12-15 Kokusai Electric Co Ltd 基板処理装置
DE10025628A1 (de) * 2000-05-24 2001-11-29 Sgl Carbon Ag Abwickelbare Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
KR20030003780A (ko) * 2001-07-02 2003-01-14 삼성전자 주식회사 급속 열처리 장치
US6849831B2 (en) * 2002-03-29 2005-02-01 Mattson Technology, Inc. Pulsed processing semiconductor heating methods using combinations of heating sources
JP2004031867A (ja) * 2002-06-28 2004-01-29 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置
US6862404B1 (en) * 2003-09-08 2005-03-01 Wafermasters Focused photon energy heating chamber
US7509035B2 (en) * 2004-09-27 2009-03-24 Applied Materials, Inc. Lamp array for thermal processing exhibiting improved radial uniformity
US7378618B1 (en) * 2006-12-14 2008-05-27 Applied Materials, Inc. Rapid conductive cooling using a secondary process plane
JP2009164525A (ja) * 2008-01-10 2009-07-23 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置
US8390150B2 (en) * 2008-07-15 2013-03-05 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Field device interface with network protection mechanism
US8314371B2 (en) * 2008-11-06 2012-11-20 Applied Materials, Inc. Rapid thermal processing chamber with micro-positioning system
US7874559B1 (en) * 2009-08-10 2011-01-25 Tzu-Hsiang Tseng Playing card dispensing and opening system
US10410890B2 (en) * 2013-06-21 2019-09-10 Applied Materials, Inc. Light pipe window structure for thermal chamber applications and processes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020030047A1 (en) * 2000-08-17 2002-03-14 Shouqian Shao Heat treatment apparatus having a thin light-transmitting window
US8111978B2 (en) * 2008-07-11 2012-02-07 Applied Materials, Inc. Rapid thermal processing chamber with shower head

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