TWI703639B - 用於加熱半導體基板的燈具 - Google Patents

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Abstract

本文所揭示的方法與設備大抵相關於用於處理半導體基板的處理腔室的燈具加熱。更特定而言，本文所揭示的實施例相關於設置並控制用於加熱半導體基板的燈具。在本揭示內容的一些實施例中，精細調諧溫度控制，將燈具陣列內的不同的燈具分成由特定特性所界定的各種子群組或燈具組件來達成。這些各種子群組可基於的特性，諸如燈具設計及(或)處理腔室內的燈具定位。

Description

用於加熱半導體基板的燈具
本文所揭示的實施例一般而言相關於用於處理半導體基板的處理腔室中的燈具加熱。更特定而言，本文所揭示的實施例相關於設置並控制用於加熱半導體基板的燈具。
用於對基板(諸如半導體晶圓及其他材料)進行熱處理的數種處理，涉及快速加熱與冷卻基板。這種處理程序的一種範例，為快速熱處理(RTP)，RTP被使用在半導體裝置製造中，例如用於後離子植入退火。
在快速熱處理(RTP)中，熱能量從輻射源輻射進入處理腔室，並輻射至處理腔室中的半導體基板。以此方式，基板被快速加熱至處理溫度。在半導體處理作業期間內，輻射源可操作在高溫下。不是所有的由輻射源提供的輻射能量都實際上對晶圓加熱。一些輻射能量(例如從點光源朝向除了半導體基板方向以外的方向發射的能量)被腔室的結構性部件吸收。
此外，期望在基板的熱處理期間內，將跨基板的溫度維持一致。一致的跨基板溫度，致能一致的基板熱處理。再者，溫度一致性幫助防止熱應力產生基板傷害，諸如彎曲、缺陷產生、與滑動。
在快速熱處理期間內，燈具時常被使用作為加熱半導體基板的輻射源。時常相對於包含燈具的燈頭的中心徑向地設置燈具。例如，可沿著距離燈頭中心各種半徑處，設置複數個垂直延伸的燈具，這些燈具具有從燈座延伸朝向基板的燈泡。在另一範例中，可沿著距離燈頭中心各種半徑處，設置複數個水平延伸的燈具，這些燈具具有對基板平行延伸（或稍微以斜角延伸朝向基板）的燈泡。儘管這些設置可對所處理的基板上的徑向位置提供適當的溫度控制，在基板的不同角度位置周圍的溫度控制仍然受到不一致性的傷害。一種試圖提供精細溫度控制的作法，涉及使用具有數百個（甚至數千個）燈具的蜂巢式設置，但使用數百或數千個燈具並不是有成本效益的作法。
因此需要改良的燈具加熱設計，以使用在半導體處理腔室中。
本文所揭示的實施例一般而言相關於用於處理半導體基板的處理腔室的燈具加熱。更特定而言，本文所揭示的實施例相關於設置並控制用於加熱半導體基板的燈具。在一個實施例中，提供一種可操作以加熱處理腔室中的基板的設備。設備包含第一燈具模組。第一燈具模組包含兩或更多個燈具組件，兩或更多個燈具組件可操作以提供輻射能量以加熱基板。兩或更多個燈具組件包含第一燈具組件與第二燈具組件。第一燈具組件包含第一組複數個燈具。第一組複數個燈具之每一燈具包含：第一外殼，第一外殼具有第一端與第二端；基座，基座耦接於第一外殼的第一端，以支撐第一外殼；以及第一燈絲，第一燈絲沿著從第一端延伸至第二端的縱軸定位。第一組複數個燈具之每一燈具具有下列特性組中之至少一個特性：第一燈絲具有第一長度；第一燈絲的末端被定位為距第一端第一距離；第一燈絲具有第一數量個線圈；以及第一外殼包含不透明部分，不透明部分定位為距第一端第二距離。第二燈具組件包含第二組複數個燈具。第二組複數個燈具之每一燈具包含：第二外殼，第二外殼具有第一端與第二端；基座，基座耦接於第二外殼的第一端，以支撐第二外殼；以及第二燈絲，第二燈絲沿著從第一端延伸至第二端的縱軸定位。第二組複數個燈具之每一燈具具有下列特性組中之至少一個特性：第二燈絲具有第二長度；第二燈絲的末端被定位為距第一端第三距離；第二燈絲具有第二數量個線圈；以及第二外殼包含不透明部分，不透明部分定位為距第一端第四距離。
在一個實施例中，提供一種可操作以加熱基板的設備。設備包含處理腔室。處理腔室包含：側壁，側壁界定處理區域；以及第一燈具模組，第一燈具模組在處理區域的外部。第一燈具模組包含兩或更多個燈具組件，兩或更多個燈具組件可操作以在設置於處理區域中時提供輻射能量以加熱基板。第一燈具模組包含第一燈具組件與第二燈具組件。第一燈具組件包含第一組複數個燈具以及與第一組複數個燈具耦接的第一電源。第一組複數個燈具之每一燈具包含：第一外殼，第一外殼具有第一端與第二端；基座，基座耦接於第一外殼的第一端，以支撐第一外殼；以及第一燈絲，第一燈絲沿著從第一端延伸至第二端的縱軸定位。第一組複數個燈具之每一燈具具有下列特性組中之至少一個特性：第一燈絲具有第一長度；第一燈絲的末端被定位為距第一端第一距離；第一燈絲具有第一數量個線圈；以及第一外殼包含不透明部分，不透明部分定位為距第一端第二距離。第二燈具組件包含第二組複數個燈具以及與第二組複數個燈具耦接的第二電源。第二組複數個燈具之每一燈具包含：第二外殼，第二外殼具有第一端與第二端；基座，基座耦接於第二外殼的第一端，以支撐第二外殼；以及第二燈絲，第二燈絲沿著從第一端延伸至第二端的縱軸定位。第二組複數個燈具之每一燈具具有下列特性組中之至少一個特性：第二燈絲具有第二長度；第二燈絲的末端被定位為距第一端第三距離；第二燈絲具有第二數量個線圈；以及第二外殼包含不透明部分，不透明部分定位為距第一端第四距離，其中第一組複數個燈具的特性之至少一者，不同於第二組複數個燈具的特性之至少一者。處理腔室進一步包含分隔器，分隔器定位在第一燈具模組與處理區域之間。
在又另一個實施例中，提供一種可操作以加熱基板的設備。設備包含處理腔室。處理腔室包含：側壁，側壁界定處理區域；以及第一燈具模組，第一燈具模組在處理區域的外部。第一燈具模組包含兩或更多個燈具組件，兩或更多個燈具組件可操作以在設置於處理區域中時提供輻射能量以加熱基板。兩或更多個燈具組件包含第一燈具組件與第二燈具組件。第一燈具組件包含第一組複數個燈具以及與第一組複數個燈具耦接的第一電源。第一組複數個燈具之每一燈具包含：第一外殼，第一外殼具有第一端與第二端；基座，基座耦接於第一外殼的第一端，以支撐第一外殼；以及第一燈絲，第一燈絲沿著從第一端延伸至第二端的縱軸定位。第一組複數個燈具之每一燈具具有下列特性組中之至少一個特性：第一燈絲具有第一長度；第一燈絲的末端被定位為距第一端第一距離；以及第一燈絲具有第一數量個線圈。兩或更多個燈具組件包含第二燈具組件。第二燈具組件包含第二組複數個燈具以及與第二組複數個燈具耦接的第二電源。第二組複數個燈具之每一燈具包含：第二外殼，第二外殼具有第一端與第二端；基座，基座耦接於第二外殼的第一端，以支撐第二外殼；以及第二燈絲，第二燈絲沿著從第一端延伸至第二端的縱軸定位。第二組複數個燈具之每一燈具具有下列特性組中之至少一個特性：第二燈絲具有第二長度；第二燈絲的末端被定位為距第一端第三距離；以及第二燈絲具有第二數量個線圈。處理腔室進一步包含分隔器，分隔器定位在第一燈具模組與處理區域之間，其中第一數量個線圈多於第二數量個線圈。
下面的揭示內容，說明輻射源與使用輻射源作為熱能量源的熱處理。下面的說明與第1圖至第12圖闡述了特定的細節，以期通過瞭解揭示內容的各種實施例。下列揭示內容並未闡述說明時常相關於輻射源與熱處理的習知結構與系統的其他細節，以避免不必要地遮蔽各種實施例的說明。
在圖式中圖示的許多細節、尺寸、角度與其他特徵，僅用於說明特定的實施例。因此，其他實施例可具有其他的細節、部件、尺寸、角度與特徵，而並未脫離本揭示內容的精神或範圍。此外，不需下述的許多細節，即可實作揭示內容的進一步實施例。
儘管可實作本文描述的實施例的特定設備不受限制，但是在一些系統中實施這些實施例是特別有益的：諸如RADIANCE® RTP系統、RADIANCEPLUS™ RTP系統、VULCAN™ RTP系統的熱處理系統；諸如RP EPI系統的沈積系統；在諸如CENTURA®平台、ENDURA®平台和VANTAGE®平台的平台上，這些均可從美國加州聖克拉拉市的應用材料公司獲得。此外，可從其他製造者獲得的熱處理系統與沈積系統，亦可受益自本文所說明的實施例。繪製在第1圖、第10圖、第11A圖與第12圖中的處理腔室僅為說明性，並也可在其他處理腔室使用當前的發明性方法並獲得優點，包含對除了磊晶沈積處理以外的處理所配置的處理腔室。
在半導體產業中，期望在熱處理期間內，將跨基板的溫度維持一致。溫度的一致性，致能在熱處理期間內一致的基板處理，諸如薄膜沈積、氧化物長成、與蝕刻。再者，溫度一致性幫助防止熱應力產生基板傷害，諸如彎曲、缺陷產生、與滑動。在快速熱處理期間內，時常使用燈具作為輻射源以在處理期間加熱半導體基板。這些燈具時常被設置在各種陣列中（例如線性或環形）。儘管當前的燈具設置對所處理的基板上的徑向位置提供適當的溫度控制，在基板的不同角度位置周圍的溫度控制仍然受到不一致性的傷害。因此需要精細調諧熱處理腔室內的溫度控制的方法與設備。
修改當前的燈具模組與反射器，呈現了大量的工程挑戰，且通常在成本觀點上是不可行的。本揭示內容的一些實施例，提供精細調諧熱處理腔室內的溫度控制的方法與設備，而不用大量重新設計當前腔室硬體，這提升了基板處理量且同時減少了總和擁有成本。在本揭示內容的一些實施例中，精細調諧溫度控制，係由基於燈具特定特性，將燈具陣列內的不同的燈具分離成各種子群組或燈具組件來達成。對於燈具子群組的選擇準則，係可基於諸如燈具設計及（或）處理腔室內的燈具定位的特性。例如，可使用各種燈具設計及（或）定位，以改變相對於腔室部件（諸如腔室的反射器）的燈絲位置。基於燈具設計的特性的範例，包含但不限於：每一燈具內的燈絲尺寸；每一燈具內的燈絲角度；每一燈具內的燈絲螺旋圈數；每一燈具內的燈絲位置；及（或）燈具外殼的不同區段（包圍燈絲）上的一或更多個熱遮罩的位置。基於燈具定位的特性的範例，包含但不限於：修改燈具插座以影響燈具位置；修改燈具插座以影響每一燈具燈絲的傾斜（例如相對於正交於基板支座的光線的角度）；及（或）由可選傾斜機制將一或更多個燈具定位在可移動台上。共享所選定特性的燈具，可被分成陣列內的子群組或燈具組件，形成燈具串（例如由串聯或並聯的1至5個燈具的串形成的燈具分區）。每一燈具串可由個別的電性驅動電路控制，以在基板處引入目標紅外輻射輪廓調諧範圍。
第1圖為根據本文所述一或更多個實施例的沈積腔室100的示意截面圖。在一個實施例中，沈積腔室100為化學氣相沈積（CVD）腔室或磊晶沈積腔室。沈積腔室100包含可受益自本文所揭示的實施例的環形燈具陣列。沈積腔室100包含由抗處理材料（諸如鋁或不銹鋼，例如316 L不銹鋼）製成的外殼結構101。外殼結構101包圍沈積腔室100（諸如腔室130，可為石英）的各種功能元件，且沈積腔室100包含上腔室容積105與下腔室容積124，上腔室容積105與下腔室容積124一起提供處理容積118。反應物質被由氣體分佈組件150提供至腔室130，且處理副產品被由出口通口138從處理容積118移除，出口通口138通常與真空源（未圖示）連通。
基板支座117經調適以接收基板125，基板125被傳送至處理容積118。基板支座117被沿著沈積腔室100的縱軸102設置（且通常正交於縱軸102）。基板支座（可為受體）可由抗處理材料製成，諸如陶瓷、碳化矽、或塗有矽材料的石墨材料（諸如碳化矽）。來自前驅反應物材料的反應物質，被施加至基板125的表面116，且隨後可從表面116移除副產品。
可由輻射源，諸如上燈具模組110與下燈具模組114A、114B，提供基板125及（或）處理容積118的加熱。上燈具模組110與下燈具模組114A、114B被定位為各自鄰接於上分隔器與下分隔器103。分隔器103與104之每一者可為視窗，且分隔器103與104之每一者可由石英製成。下燈具模組114A包含外燈具陣列127。下燈具模組114B包含內燈具陣列127。下燈具模組114A、114B，以及上燈具模組110中的燈具127，可為適合用於半導體處理的任何類型的燈具，例如諸如2 kW燈具、3 kW燈具等等。下燈具模組114A、114B，以及上燈具模組110中的燈具127，在此被設置在環形陣列設計中。每一陣列內的燈具127在此被分成如本文所說明的可個別控制式子群組或燈具組件。
上燈具模組110包含周邊反射器結構128，周邊反射器結構128使每一燈具127對處理容積118機械附接，並作為反射表面129以增強每一燈具127產生的輻射的指向性、分佈、或放置。下燈具模組114A、114B亦包含周邊反射器結構132，周邊反射器結構132使每一燈具127對處理容積118機械附接，並作為反射表面133以增強每一燈具127產生的輻射的指向性。對於第1圖的沈積腔室100，周邊反射器結構128與周邊反射器結構132可由剛性耐熱材料（諸如鋁或黃銅）製成。此外，反射表面129、133可塗有對於燈具發射的紅外輻射具有良好反射品質的材料，諸如金或銅。
在一個實施例中，上燈具模組110與下燈具模組114A、114B包含紅外（IR）燈具。來自上燈具模組110與下燈具模組114A、114B的非熱性能量或輻射，行進穿過上腔室容積105的上分隔器104，並穿過下腔室容積124的下分隔器103。在處理期間，基板125設置在基板支座117上。上燈具模組110與下燈具模組114A、114B為紅外（IR）輻射源（例如輻射熱），且在作業中產生跨基板125的預定溫度分佈。燈具模組110、114A與114B之每一者，可被分成一或更多個燈具組件，其中燈具組件中的每一燈具共享所指定的特性。
沈積腔室100進一步包含：一或更多個燈具驅動器160，以供電燈具組件的燈具；控制器162，用於控制燈具驅動器的作業；以及一或更多個電源164，用於經由一或更多個燈具驅動器160供電每一燈具組件中的燈具。在此，一或更多個燈具驅動器160將交流（AC）功率轉換成直流（DC）功率，並將DC功率電壓下調。一或更多個燈具驅動器160將下調功率分配至每一燈具模組110、114A、114B內的所指定的燈具組件。一或更多個燈具驅動器160的配置，可根據所使用的燈具類型而變化。雖然僅圖示一個燈具驅動器160，但可提供任何數量的燈具驅動器（1601 ...160n ）， 每一燈具驅動器對應於燈具模組110、114A、114B之每一者中的燈具組件或燈具子群組（可為燈具組件中的燈具的子集）。在一些實施例中，燈具驅動器包含整流器與直流對直流（DC/DC）轉換器之至少一者，整流器與AC電源耦接以將AC輸入波形轉換成DC電壓，DC/DC轉換器減少DC功率電壓。一或更多個電源164為交流（AC）電源以產生AC輸入波性，或為直流（DC）電源。
用於上腔室容積105的冷卻氣體，在需要時進入通過入口通口112，並退出通過反射器結構的出口通口113。前驅反應物材料，以及用於沈積腔室100的稀釋、淨化與通風氣體，通過氣體分配組件150進入處理容積118，並通過出口通口138從處理容積118退出。雖然上分隔器104被圖示為彎曲或凸形，但上分隔器104可為平面或凹形。
處理容積118中用於激活反應物質並幫助吸附反應物並解吸附來自基板125的表面116的處理副產品的輻射，通常在約0.8 µm至約1.2 µm的範圍內，例如在約0.95 µm至約1.05 µm之間，且具有根據所要磊晶長成的薄膜成分來提供的各種波長的組合。
成分氣體經由氣體分配組件150進入處理容積118。氣體流動自氣體分配組件150，並經由流動路徑通過出口通口138退出，如大抵由箭號122圖示。成分氣體的組合（用於清潔/鈍化基板表面或形成矽及（或）所要磊晶長成的含鍺薄膜），通常在進入處理容積前被混合。處理容積118中的總和壓力，可由出口通口138上的閥（未圖示）調整，出口通口138被由真空幫浦抽吸。至少一部分的處理容積118的內部表面被襯墊131覆蓋。在一個實施例中，襯墊131包含不透明的石英材料。以此方式，腔室壁與處理容積118中的熱絕緣。
處理容積118中的表面的溫度，可由冷卻氣體流結合來自定位在上分隔器104上方的上燈具模組110的輻射，而控制在約200°C至約600°C的溫度範圍內（或更大），冷卻氣體通過入口通口112進入並通過出口通口113退出。下腔室容積124中的溫度，可藉由調整鼓風機單元（未圖示）的速度與來自設置在下腔室容積124下方的下燈具模組114A、114B的輻射，控制在約200°C至約600°C的溫度範圍內（或更大）。處理容積118中的壓力可位於約0.1托至約600托之間，諸如在約5托至約30托之間。
基板125的暴露表面116上的溫度，可由對下腔室容積124中的下燈具模組114A、114B調整功率來控制，或可由對上覆上腔室容積105的上燈具模組與下腔室容積124中的下燈具模組114A、114B兩者調整功率來控制。處理容積118中的功率密度，可在約40 W/cm2 至約400 W/cm2 之間，諸如在約80 W/cm2 至約120 W/cm2 之間。
在一個實施例中，氣體分配組件150被設置為垂直於基板125或沈積腔室100的縱軸102（或被設置在相對於基板125或沈積腔室100的縱軸102的徑向方向106中）。在此定向中，氣體分配組件150經調適以在跨基板125表面116（或平行於基板125表面116）的徑向方向106中流動處理氣體。在一個處理應用中，處理氣體在引入沈積腔室100處被預熱，以起始在引入處理容積118之前預熱氣體，及（或）將氣體中的特定鍵結斷開。以此方式，可獨立於基板125的熱溫度而修改表面反應動力模式。
在作業中，要形成Si與SiGe包覆層或選擇性薄膜的前驅物，被從一或更多個氣體源140A與140B提供至氣體分配組件150。IR燈具156（第1圖中僅圖示一個）可用於加熱在氣體分佈組件150內（以及沿著箭頭122圖示的流動路徑）的前驅物。氣體源140A、140B可被以經配置以協助氣體分配組件150內的引入區的方式而耦接至氣體分配組件150，引入區諸如徑向外部區與徑向內部區，徑向外部區引入氣體於引入區的外圓周部分上，徑向內部區在外部區之間，在從俯視角度看來引入氣體朝向基板中心。氣體源140A、140B可包含閥（未圖示）以控制對區引入的速率。
氣體源140A、140B可包含矽前驅物，諸如矽烷，包含矽烷（SiH4 ）、乙矽烷（Si2 H6 ）、二氯矽烷（SiH2 Cl2 ）、六氯乙矽烷（Si2 Cl6 ）、二溴矽烷（SiH2 Br2 ）、高階矽烷、其衍生物、以及他們的組合。氣體源140A、140B亦可包含含鍺前驅物，諸如鍺烷（GeH4 ）、二鍺烷（Ge2 H6 ）、四氯化鍺（GeCl4 ）、二氯鍺烷（GeH2 Cl2 ）、其衍生物及其組合。矽前驅物及（或）含鍺前驅物可與氯化氫（HCl）、氯氣（Cl2 ）、溴化氫（HBr）及其組合結合使用。氣體源140A、140B可包含在氣體源140A、140B之一者或兩者中的矽前驅物與含鍺前驅物之一或更多者。
在此受激發狀態中，前驅物材料通過穿孔板154開口或複數個孔158（第1圖僅圖示一者）進入處理容積118，穿孔板154在一個實施例中為石英材料且具有形成為穿過其中的孔158。穿孔板154對IR能量為實質上通透的，並可由透明石英材料製成。在其他實施例中，穿孔板154可為對IR能量為實質上通透的任何材料，並可抵抗處理化學材料與其他處理化學材料。受激活的前驅物材料通過穿孔板154中的複數個孔158，並通過複數個通道152（第1圖僅圖示一者），流動朝向處理容積118。來自IR燈具156的光子與非熱性能量的一部分，由氣體分佈組件150的內部表面上設置的反射材料及（或）表面協助，而亦傳輸通過孔158、穿孔板154、與複數個通道152，因此與前驅物材料的流動路徑交會，如箭頭122所示。以此方式，可從沿著流動路徑引入處理容積118的點，維持前驅物材料的震動性能量。
第2圖為根據本揭示內容的一或更多個實施例的燈具200的一個範例的示意圖。在一個實施例中，燈具200為紅外（IR）燈具。可使用燈具200代替本文所說明的燈具之任意者。燈具200可大抵包含具有內部容積204的燈具外殼202。燈具外殼202可由通透或半通透的材料製成，諸如石英、玻璃、或其他適合的材料。燈具外殼202具有耦接於基座203的第一端220，以及相對於第一端220的第二端230。
燈絲206被設置在內部容積204內，以在電流被提供至燈具200的燈絲206時提供熱能量。燈絲206包含主體205，主體205設置在燈絲206的第一端211與第二端213之間。燈絲206在第一端211耦接至第一導體208。在一些實施例中，燈絲206可由一或更多個支撐結構（未圖示）支撐，支撐結構從設置在內部容積204內的一或更多個支撐基座209延伸。在一些實施例中，第一受體桿210（為傳導性）被設置在燈具外殼202內燈絲206之下。本文所使用的之下（beneath），表示直接在燈絲206之下或與燈絲206成一角度（例如在下方並偏向一側）兩種情況，只要燈絲在於使用期間內（或隨著時間經過而）下垂到足夠的程度時可接觸第一受體桿210，且並非意為限制燈具200的定向。第一受體桿210可耦接在燈絲206的第二端213與第二導體212之間。在典型的作業期間內，電流經由第一導體208流入燈具、通過燈絲206、沿著第一受體桿210、並經由第二導體212退出燈具。
在一些實施例中，燈絲206包含緊密圍繞的線，此線隨後被捲成複數個線圈218。複數個線圈218可形成燈絲206的主體205。然而使用其他的燈絲配置，諸如迴路、螺旋、或其他適合的線圈型配置。作為範例，提升提供線圈218與次級線圈（未圖示）的燈絲的長度與電流路徑，可提升通過燈絲206的電阻，這可允許燈絲操作在較低的電流下。燈絲206可由鎢（W）或另一適合的燈絲材料製成。
在一些實施例中，內部容積204可由惰性氣體填充，例如氬、氦等，還有鹵素氣體，諸如溴或溴化氫。在存在時，在燈具200的使用期間內，鹵素氣體可防止燈絲材料沈積到燈具外殼202的內部表面216上，藉由協助燈絲材料在燈絲206上再沈積。
燈絲200可進一步包含基座203，第一與第二導體208、212設置為通過基座203。基座203可對燈具200提供支撐，諸如藉由被固持在插座組件或其他類似的結構中。基座203可由任何非傳導性、適合支撐燈具的材料製成，例如陶瓷，諸如氧化鋁（Al2 O3 ）等等。
第3圖為根據本揭示內容的一或更多個實施例的環形燈具陣列300的俯視圖。在一些實施例中，一或更多個燈具（例如前述模組110、114A、114B中的燈具）被由適合在處理腔室（例如前述沈積腔室100）內提供目標溫度輪廓的任何方式來設置或配置，以協助在沈積腔室內進行處理。例如在一些實施例中，上燈具模組110或下燈具模組114A、114B中的燈具群組之一或更多者，可例如被設置在陣列中，諸如第3圖繪製的環形陣列。在這種實施例中，燈具的環形燈具陣列300的每一燈具200，與各別的插座304耦接以提供功率至燈具200。插座304由處理腔室的任何部分支撐（或耦接），例如（諸如）前述周邊反射器結構128或周邊反射器結構132，可在任何其他適合的位置以由選定方式定位燈具，以在使用期間協助將熱能量從燈具提供至處理腔室。陣列內的燈具200被分成個別可控制式燈具組件或子群組，如本文進一步說明的。
第4圖為根據本揭示內容的一或更多個實施例的一對燈具410A、410B的示意圖。燈具410A、410B可類似於第2圖繪製的燈具200。燈具410A、410B中的燈絲設計與位置，可用於線性燈具中，例如第11A圖與第11B圖說明的線性燈具1115。在一個實施例中，燈具410A、410B為紅外（IR）燈具。燈具對410A、410B之每一者，可用於本文所說明的任何實施例。燈具410A可被包含在第一燈具組件或第一燈具子群組中，其中第一燈具組件內的燈具共享共同特性，諸如燈具內燈絲的位置。燈具410A可連接至第一燈具驅動器160A與第一電源164A。在一個實施例中，燈具410A與同一燈具組件中的其他燈具串聯連接或並聯連接。燈具410B可被包含在第二燈具組件或第二燈具子群組中，其中第二燈具組件內的燈具共享共同特性，諸如燈具內燈絲的位置，其中燈具410A內的燈絲位置不同於燈具410B內的燈絲位置。燈具410B可連接至第二燈具驅動器160B與第二電源164B。在一個實施例中，燈具410B與同一燈具組件中的其他燈具串聯連接或並聯連接。
燈具410A包含燈具外殼202A，燈具外殼202A具有耦接於基座203A的第一端220A以及在第一端220A遠端處的第二端230A。燈具410A進一步包含燈絲206A（示意圖示），燈絲206A具有第一端211A以及在第一端211A遠端處的第二端213A。燈具410B包含燈具外殼202B，燈具外殼202B具有耦接於基座203B的第一端220B以及在第一端220B遠端處的第二端230B。燈具410B進一步包含燈絲206B（示意圖示），燈絲206B具有第一端211B以及在第一端211B遠端處的第二端213B。如第4圖繪製，燈絲206A的第一端211A被定位在距離燈具外殼202A的第一端220A一第一距離「x」處，且燈絲206B的第一端211B被定位在距離燈具外殼202B的第一端220B一第一距離「y」處，其中第一距離「x」大於第二距離「y」。因此，燈絲206A、206B被放置在他們各自的燈具外殼202A、202B內的不同位置處。
第5圖為根據本揭示內容的一或更多個實施例的另一對燈具510A、510B的示意圖。燈具對510A、510B之每一者，可用於本文所說明的任何實施例。燈具510A、510B可類似於第2圖繪製的燈具200。燈具510A、510B中的燈絲設計與位置，可用於線性燈具中，例如第11A圖與第11B圖說明的線性燈具1115。在一個實施例中，燈具510A、510B為紅外（IR）燈具。燈具510A可被包含在第一燈具組件或第一燈具子群組中，其中第一燈具組件內的燈具共享共同特性，諸如燈具內燈絲的長度。燈具510A可連接至第一燈具驅動器160A與第一電源164A。在一個實施例中，燈具510A與同一燈具組件中的其他燈具串聯連接或並聯連接。燈具510B可被包含在第二燈具組件或第二燈具子群組中，其中第二燈具組件內的燈具共享共同特性，諸如燈具內燈絲的長度，其中燈具510A內的燈絲長度不同於燈具510B內的燈絲長度。燈具510B可連接至第二燈具驅動器160B與第二電源164B。在一個實施例中，燈具510B與同一燈具組件中的其他燈具串聯連接或並聯連接。
如第5圖繪製的，燈具510A的燈絲206A（示意圖示）具有第一長度「x」。燈具510B的燈絲206B（示意圖示）具有第二長度「y」。第一長度「x」大於第二長度「y」。
第6圖為根據本揭示內容的一或更多個實施例的另一對燈具的示意圖。燈具610A、610B可類似於第2圖繪製的燈具200。燈具610A、610B中的燈絲設計與位置，可用於線性燈具中，例如第11A圖與第11B圖說明的線性燈具1115。在一個實施例中，燈具610A、610B為紅外（IR）燈具。燈具對610A、610B之每一者，可用於本文所說明的任何實施例。燈具610A可被包含在第一燈具組件或第一燈具子群組中，其中第一燈具組件內的燈具共享共同特性，諸如燈具內燈絲的角度。燈具610A可連接至第一燈具驅動器160A與第一電源164A。在一個實施例中，燈具610A與同一燈具組件中的其他燈具串聯連接或並聯連接。燈具610B可被包含在第二燈具組件或第二燈具子群組中，其中第二燈具組件內的燈具共享共同特性，諸如燈具內燈絲的角度，其中燈具510A內的燈絲角度不同於燈具510B內的燈絲角度。燈具410B可連接至第二燈具驅動器160B與第二電源164B。在一個實施例中，燈具610B與同一燈具組件中的其他燈具串聯連接或並聯連接。
如第6圖繪製的，燈具610A的燈絲206A（示意圖示）相對於燈具外殼202A具斜角（或部分具斜角），使得穿過燈絲206A的縱軸「L1」相對於穿過燈具外殼202A的縱軸「L2」具斜角。燈具610B的燈絲206B（示意圖示）平行於燈具外殼202B，使得穿過燈絲206B的縱軸「L」平行於穿過燈具外殼202B的縱軸。
第7圖為根據本揭示內容的一或更多個實施例的另一對燈具710A、710B的示意圖。燈具710A、710B可類似於第2圖繪製的燈具200。燈具710A、710B中的燈絲設計與位置，可用於線性燈具中，例如第11A圖與第11B圖說明的線性燈具1115。在一個實施例中，燈具710A、710B為紅外（IR）燈具。燈具對710A、710B之每一者，可用於本文所說明的任何實施例。燈具710A可被包含在第一組燈具或第一燈具子群組中，其中第一燈具組件內的燈具共享共同特性，諸如覆蓋燈具外殼202A一部分的熱遮罩720A燈具內的燈絲角度。熱遮罩720A提供屏幕，以阻擋從燈絲206A發出的一些輻射。熱遮罩被定位在距離燈具外殼202A的第一端220A第一距離「x」處。燈具710A可連接至第一燈具驅動器160A與第一電源164A。在一個實施例中，燈具710A與同一燈具組件中的其他燈具串聯連接或並聯連接。燈具710B可被包含在第二燈具組件中，其中第二組燈具或第二燈具子群組內的燈具共享共同特性，諸如覆蓋燈具外殼202B一部分的熱遮罩720B。熱遮罩720B提供屏幕，以阻擋從燈絲206B發出的一些輻射。熱遮罩被定位在距離燈具外殼202B的第一端220B第二距離「y」處。熱遮罩720A的定位不同於熱遮罩720B的定位。在一個實施例中，第二距離「y」大於第一距離「x」。燈具710B可連接至第二燈具驅動器160B與第二電源164B。在一個實施例中，燈具710B與同一燈具組件中的其他燈具串聯連接或並聯連接。
在一個實施例中，熱遮罩720A、720B（集合稱為720）為設置在燈具外殼202上的吸收性塗層。吸收性塗層可為任何塗層，能夠吸收輻射或阻擋輻射。在一個實施例中，吸收性塗層為碳黑塗料或包含石墨的成分。碳黑塗料的範例，可包含可從位於美國北卡羅來納州Cary市的Lord Corporation獲得的AEROGLAZE Z306聚氨酯塗料。另外的範例包括840系列的HiE-Coat TM高溫塗層，包括840-C、840-CM、840-M塗層，可從位於美國紐約州Valley Cottage的Aremco Products, Inc獲得。吸收性塗層可由各種技術來沈積，包含塗漆、絲網印刷、陽極氧化、化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）或其他沈積技術。吸收性塗層可選擇性吸收波長，或可吸收廣泛的各種波長。吸收性塗層可由一或更多層組成。在一個實施例中，吸收性塗層包含1到6層碳黑塗料。
在另一實施例中，熱遮罩720A、720B（集合稱為720）為不透明黑塗層。在一個實施例中，不透明黑塗層為矽與二氧化矽的黑色混合物。在第7圖繪製的實施例中，熱遮罩720為圍繞燈具外殼202的帶。
第8圖為根據本揭示內容的一或更多個實施例的另一對燈具810A、810B的示意圖。燈具810A、810B可類似於第2圖繪製的燈具200。燈具810A、810B中的燈絲設計與位置，可用於線性燈具中，例如第11A圖與第11B圖說明的線性燈具1115。在一個實施例中，燈具810A、810B為紅外（IR）燈具。燈具對810A、810B之每一者，可用於本文所說明的任何實施例。燈具810A可被包含在第一組燈具或第一燈具子群組中，其中第一燈具組件內的燈具共享共同特性，諸如燈絲相對於燈具插座的位置。燈具810A可連接至第一燈具驅動器160A與第一電源164A。在一個實施例中，燈具810A與同一燈具組件中的其他燈具串聯連接或並聯連接。燈具810B可被包含在第二組燈具或第二燈具子群組中，其中第二燈具組件內的燈具共享共同特性，諸如燈絲相對於燈具插座的位置，其中燈具810A內的燈絲206A（示意圖示）相對於各別插座820A的位置，不同於燈具810B內的燈絲206B（示意圖示）相對於各別插座820B的位置。燈具810B可連接至第二燈具驅動器160B與第二電源164B。在一個實施例中，燈具810B與同一燈具組件中的其他燈具串聯連接或並聯連接。
在一些實施例中，可藉由修改插座820A、820B來調整燈絲的位置，燈具810A、810B被定位在插座820A、820B中。例如，一些插座可深於其他插座，這允許將燈具較深地插入燈具各自的插座。在一些實施例中，可由間隔墊或軸環修改插座，以允許較淺地定位燈具。例如第8圖繪製的，插座820A包含軸環830，軸環830允許將燈具810A較淺地定位在插座820A內。
燈具810A包含燈具外殼202A，燈具外殼202A具有耦接於基座203A的第一端220A以及在第一端220A遠端處的第二端230A。燈具810A進一步包含燈絲206A（示意圖示），燈絲206A具有第一端211A以及在第一端211A遠端處的第二端213A。燈具810B包含燈具外殼202B，燈具外殼202B具有耦接於基座203B的第一端220B以及在第一端220B遠端處的第二端230B。燈具810B進一步包含燈絲206B（示意圖示），燈絲206B具有第一端211B以及第二端213B。如第8圖繪製，燈絲206A的第一端211A被定位在距離插座820A一第一距離「x」處，且燈絲206B的第一端211B被定位在距離插座820B一第二距離「y」處，其中第一距離「x」小於第二距離「y」。因此，燈絲206A、206B被放置在他們各自的插座820A、820B內的不同位置處。
第9圖為根據本揭示內容的一或更多個實施例的可調式燈具910的示意圖。可調式燈具910耦接於可調式台920。在一些實施例中，可調式台920可為三軸可調式台，三軸可調式台可在x軸、y軸與z軸中調整（正交於頁面）。在一些實施例中，可調式台920包含傾斜機制，以傾斜可調式燈具910。
可調式燈具910可類似於第2圖繪製的燈具200。可調式燈具910可用於本文所說明的任何實施例。可調式燈具910可被包含在第一組燈具或第一燈具子群組中，其中第一燈具組件內的燈具共享共同特性，諸如燈絲相對於使用可調式台920的處理腔室的一部分（例如反射器）的位置。可調式燈具910可連接至燈具驅動器160與電源164。
第10圖圖示說明根據一個實施例的處理腔室1000的示意截面圖，處理腔室1000經配置以用於背側加熱與低壓磊晶沈積。處理腔室包含燈具陣列，燈具陣列可受益自本文揭示的實施例。處理腔室1000用於處理其中的一或更多個基板，包含將材料沈積至基板125的上表面上。處理腔室1000包含燈具陣列1002以加熱設置在處理腔室1000內的基板支座1006的背側1004，以及其他部件。基板支座1006可為如圖示的碟形基板支座，或可為具有中心開口的環形基板支座，基板支座從基板邊緣支撐基板，以協助將基板暴露至燈具1002的熱輻射。
基板支座1006位於處理腔室1000內，在上圓頂1028與下圓頂1014之間。上圓頂1028、下圓頂1014以及設置在上圓頂1028與下圓頂1014之間的基座環1036，大抵界定出處理腔室1000的內部區域。可透過裝載通口（在此視圖中未圖示）將基板125（未按比例繪製）傳入處理腔室1000並放置到基板支座1006上。
由中心軸1032支撐基板支座1006，在裝載與卸載期間內（且在一些實例中為在基板125的處理期間內），中心軸1032沿著垂直方向1034移動基板125。在第10圖中基板支座1006被圖示於升高的處理位置中，但可由耦接於中心軸1032的致動器（未圖示）垂直移動到處理位置下方的裝載位置。在降到處理位置下方時，升舉銷（未圖示）延伸到基板支座1006表面的上方，以接觸基板125並支撐基板125於基板支座1006上方。機器人（未圖示）隨後進入處理腔室1000，以接合基板並透過裝載通口從處理腔室1000移除基板125，並將新的基板放置到銷的頂端上。基板支座1006隨後被垂直致動至處理位置，以將基板125放置到基板支座1006的前側1010上（且基板的裝置側1016面朝上）。
在位於處理位置時，基板支座1006將處理腔室1000的內部容積，分割成基板125上方的處理氣體區域1056，以及基板支座1006下方的淨化氣體區域1058。在處理期間內，可由中心軸1032旋轉基板支座1006，以最小化處理腔室1000內熱與處理氣體流空間性異常的效應，且因此使基板125的處理均勻。可由碳化矽或以碳化矽塗佈的石墨形成基板支座1006，以吸收來自燈1002的輻射能量，並將輻射能量傳導至基板125。
一般而言，上圓頂1028的中央視窗部分以及下圓頂1014的底部，係由光學通透的材料製成，諸如石英。上圓頂1028的厚度與曲度可經配置，以提供較扁平的幾何形狀，而使處理腔室中的流動一致度均勻。
燈具陣列1002被設置為鄰接下圓頂1014且在下圓頂1014下方，以經指定的最佳方式圍繞中心軸1032，以在處理氣體通過時獨立控制基板125各區域的溫度，從而協助將材料沈積至基板125的上表面上。雖然本文未詳細討論，但所沈積的材料可包含、砷化鎵、氮化鎵或氮化鎵鋁。在一些實施例中，輻射加熱燈陣列（諸如燈具1002）可被設置在上圓頂1028上。
燈具1002可經配置以包含燈泡，燈泡經配置以將基板125加熱至約攝氏200度至約攝氏1600度的範圍內的溫度。每一燈具1002耦接至電力分配板（未圖示），透過電力分配板供應電力至每一燈具1002。燈具1002被放置在燈頭1045內，在（例如）將冷卻流體引入位於燈1002之間的管道1049的處理期間內（或之後），燈頭1045可被冷卻。燈頭1045傳導性並輻射性地冷卻下圓頂1014，此部分係由於燈頭1045緊密接近下圓頂1014。燈頭1045亦可冷卻燈具周圍的燈壁以及反射器壁（未圖示）。或者，下圓頂1014可由對流作法冷卻。根據應用，燈頭1045可或可不接觸下圓頂1014。
可選的，圓形遮罩1067可設置在基板支座1006周圍，並由襯墊組件1063環繞。圓形遮罩1067防止或最小化來自燈具1002的熱/光雜訊洩漏至基板125的裝置側1016，同時對處理氣體提供了預熱分區。圓形遮罩1067可以由CVD SiC、塗佈有SiC的燒結石墨、生長的SiC、不透明石英、經塗佈的石英或任何類似的合適的材料製成，此種材料能耐受通過處理和淨化氣體的化學分解。
襯墊組件1063的尺寸被設置為槽式層疊於基座環1036的內側圓周之內，或被基座環1036的內側圓周圍繞。襯墊組件1063遮蔽處理容積（亦即處理氣體區域1056以及淨化氣體區域1058）使其不受處理腔室1000的基座環1036的金屬壁的影響。金屬壁可與前驅物反應，且在處理容積中產生污染物。雖然襯墊組件1063被圖示為單一主體，但襯墊組件1063可包含具有不同配置的一或更多個襯墊。
由於來自基板支座1006的基板125背側加熱，可執行使用光學高溫計1018以在基板支座上進行溫度測量/控制。光學高溫計1018所進行的此溫度測量，亦可在具有未知發射率的基板125裝置側1016上完成，因為以此方式加熱基板前側1010是無關於發射率的。因此，光學高溫計1018僅可感測從基板支座1006傳導的來自受熱基板125的輻射，而將來自燈1002的直接到達光學高溫計1018的背景輻射最小化。
可選地，可在上圓頂1028的外側放置反射器1022，以將輻射離基板125的光反射回基板125上。可使用夾持環1030將反射器1022固持至上圓頂1028。可由諸如鋁或不銹鋼的金屬製成金屬反射器1022。藉由以高反射性塗層（諸如金）塗佈反射器面積，可提升反射的效率。反射器1022可具有連接至冷卻源（未圖示）的一或更多個管道1026。管道1026連接至形成在反射器1022的一側上的通道（未圖示）以冷卻反射器1022。通道經配置以承載流體流（諸如溫度受控制的水），並可由覆蓋反射器1022的部分或整體表面的任何目標型樣，沿著反射器1022側水平延伸。
供應自處理氣體供應源1072的處理氣體，被透過處理氣體入口1074引入處理氣體區域1056，處理氣體入口1074形成在基座環1036的側壁中。處理氣體入口1074經配置以由大抵徑向向內的方向引導處理氣體。在薄膜形成處理中，基板支座1006位於處理位置（鄰接於處理氣體入口1074且高度約與處理氣體入口1074相同），允許處理氣體沿著流動路徑1073以層流(laminar flow)方式流動跨越基板125的上表面。處理氣體通過氣體出口1078退出處理氣體區域1056（沿著流動路徑1075），氣體出口1078位於與處理氣體入口1074相對的處理腔室1000側上。可由耦合至氣體出口1078的真空幫浦1080，協助通過氣體出口1078移除處理氣體。處理氣體入口1074與氣體出口1078每一者經配置為槽狀開口，大抵延伸至少基板支座1006的直徑，以允許處理氣體被分配到基板的整體寬度上。由於處理氣體入口1074與氣體出口1078彼此對稱且彼此相對，並大約設置在相同高度，相信處理氣體入口1074與氣體出口1078的這種平行設置在與上圓頂1028結合時，致能大抵平面的跨基板125的均勻氣體流。可藉由旋轉基板支座1006來旋轉基板125來提供進一步的徑向一致性。
從淨化氣體源1062通過淨化氣體入口1064（或通過處理氣體入口1074）供應淨化氣體至淨化氣體區域1058，淨化氣體入口1064形成於處理氣體入口1074下方的基座環1036的側壁中。若圓形遮罩1067或預熱環（未圖示）被使用，則圓形遮罩或預熱環可被設置在處理氣體入口1074與淨化氣體入口1064之間。在任一情況中，淨化氣體入口1064經配置以在大抵徑向向內的方向（相對於基板支座1006）中引導淨化氣體。在薄膜形成處理期間內，基板支座1006可位於一位置，使得淨化氣體沿著流動路徑1065以層流方式流動跨越基板支座1006的背側1004。在不受任何特定理論的束縛的前提之下，淨化氣體的流動被相信為防止（或實質避免）處理氣體流進入淨化氣體區域1058，或減少處理氣體擴散進入淨化氣體區域1058（亦即在基板支座1006之下的區域）。淨化氣體沿著流動路徑1066退出淨化氣體區域1058，並通過氣體出口1078排氣出處理腔室，氣體出口1078位於與淨化氣體入口1064相對的處理腔室1000側上。
第11A圖圖示說明根據一個實施例的單一基板沈積反應器1100，包含石英處理或反應腔室1105。在一些實施例中，腔室1105為單一基板處理腔室。沈積反應器1100包含線性燈具陣列，線性燈具陣列可受益自本文所揭示的實施例。沈積反應器1100可被利用於進行對於數種不同材料的CVD，包含如本文所揭示的SiGe與Ge薄膜。再者，所圖示說明的沈積反應器1100可受益自本文所說明的燈具設計與燈具定位。
沈積反應器1100可大抵具有矩形方盒的形狀。複數個輻射熱源被支撐在腔室1105外側，以提供熱能量進腔室1105，而不會被腔室1105的壁以無法接受的程度吸收。儘管係於用於處理半導體基板的「冷牆（cold wall）」CVD反應器的背景內容下說明實施例，將瞭解到本文所說明的方法將可結合其他加熱/冷卻系統來利用，諸如採用感應式或電阻式加熱的系統。
輻射熱源包含線性燈具1110的上加熱組件。在一個實施例中，線性燈具1110為長管形輻射加熱元件。線性燈具1110的上加熱組件較佳地被設置在平行間隔關係中，並實質平行於通過腔室1105的反應氣體流動路徑（由箭頭1112圖示）。下加熱組件包含類似的定位在腔室1105下方、且定向為橫向於線性燈具1110的上加熱組件的線性燈具1115。藉由分別在上與下線性燈具1110、1115上方與下方的粗糙鏡面反射板（未圖示），一部分的輻射熱被擴散性地反射入腔室1105。此外，複數個點式燈具1120供應集中的熱至基板支撐結構的底側（說明於下文），以抵銷延伸通過腔室1105底部、將熱導離基板支座（且因此冷卻基板支座）的支撐結構部分所產生的散熱效應。在一些實施例中，線性燈具1110、1115之每一者為高強度鎢絲燈具，產生通過腔室1105的壁發送而不會被以無法接受的程度吸收的輻射熱能量。如已知於半導體處理設備領域中的，各種線性燈具1110、1115與點式燈具1120的功率可被獨立或分區控制，回應於溫度感測器所偵測到的基板溫度改變。
包含基板125的工件，被圖示為在腔室內1105內被支撐於基板支撐結構1130上。在一個實施例中，基板125為矽基板。所圖示說明的基板支撐結構1130，包含基板固持件1132與多腳支撐結構（support spider）1134，基板125停置在基板固持件1132上。多腳支撐結構1134被裝設至軸1136，軸1136向下延伸通過管1138，管1138延伸通過腔室下壁。管1138與淨化氣體源連通，在基板處理期間淨化氣體可流動通過管1138。淨化氣體禁止處理氣體進入腔室1105下區段。淨化氣體亦可在基板125之下水平流動。
複數個溫度感測器被定位為接近基板125。溫度感測器可為各種形式，諸如光學高溫計或熱電偶。在所圖示說明的實施例中，溫度感測器包含熱電偶，以任何適合的方式懸掛在基板固持件1132之下的熱電偶包含第一或中心熱電偶1140。中心熱電偶1140穿過接近基板固持件1132的多腳支撐結構1134。沈積反應器1100進一步包含亦接近基板125的複數個次級或周邊的熱電偶，包含前緣或前熱電偶1145、後緣或後熱電偶1150、以及側熱電偶（未圖示）。周邊熱電偶之每一者被容納在滑動環1152，滑動環1152圍繞基板固持件1132與基板125。中心與周邊熱電偶之每一者連接至溫度控制器，溫度控制器回應於熱電偶的讀數而設定供應至各種線性燈具1110、1115與點式燈具1120的功率。
除了容納周邊熱電偶以外，滑動環1152在高溫處理期間內吸收並發射輻射熱。滑動環1152因此補償基板邊緣處較多的熱損失或吸收的現象。藉由將邊緣損失最小化，滑動環1152可減少跨基板125的輻射溫度不均勻的風險。滑動環1152可由任何適合的手段來懸掛。例如，所圖示說明的滑動環1152停置在支撐部件1154上，支撐部件1154從前腔室分隔器1156與後腔室分隔器1158延伸。分隔器1156、1158較佳由石英製成。在一些設置中，後腔室分隔器1158可被省略。
所圖示說明的腔室1105包含入口通口1160以注入反應氣體與載體氣體，並可通過入口通口1160接收基板125。出口通口1164位於腔室1105的相對側上，且基板支撐結構1130定位在入口通口1160與出口通口1164之間。
入口部件1165被裝至腔室1105，經適配以圍繞入口通口1160，並包含水平長形槽1167，可通過水平長形槽1167插入基板125。大抵垂直的入口1168接收來自氣體源的氣體，並使這種氣體連通於槽1167與入口通口1160。儘管未個別圖示說明於第11A圖，但氣體源可包含氫、矽和鍺前驅物，以及控制器（例如預編程的電腦），控制器控制如本文所述的一系列步驟，包括在Si及（或）Ge沉積之前的冷卻步驟期間內使表面活性化合物流入腔室。垂直入口1168可包含氣體注入器，氣體注入器經設計以最大化對於單一基板反應器的氣體流的均勻性。
出口部件1170類似地裝設至腔室1105，使得排氣開口1172對準出口通口1164並導至排氣導管1174。排氣導管1174相應地可連通於適合的真空手段（未圖示），以從腔室1105排出處理氣體。在一個實施例中，處理氣體被吸引通過腔室1105並向下流至洗滌器（未圖示）。真空幫浦較佳地被包含，以幫助吸引處理氣體通過腔室1105，並清除腔室以進行減壓處理（例如在大氣壓力之下但在超高真空壓力範圍之上），如下文所討論的。
所圖示的沈積反應器1100亦包含激勵物質源1176，定位在沈積反應器1100的上游處。所圖示說明的實施例的激勵物質源1176包含遠端電漿產生器，沿著氣體線1178。在圖示說明的實施例中，來自RPS能量源的微波能量，耦接於沿著氣體線1178的施加器中的流動氣體。前驅氣體源1180耦接於氣體線1178，以引入激勵物質源1176。載體氣體源1182亦耦接於氣體線1178。亦可提供一或更多個分支線1184以用於額外的反應劑。如在本技術領域中所熟知的，氣體源1180、1182可包含氣槽、起泡器等等，取決於反應劑物質的形式與揮發性。每一氣體線可被提供為具有個別的質量流控制器（MFC）與閥（如圖示），以允許選擇相對量的載體與反應劑物質引入激勵物質源1176，且因此引入腔室1105。激勵物質源1176可用於電漿增強沈積，但也可用於在腔室1105中沒有基板時激勵蝕刻劑用於清洗過量沈積的腔室1105。
經設計以用於處理200 mm基板的腔室1105的總和容量，例如小於約30升，諸如小於約20升，且在一個實施例中小於約10升。所圖示說明的腔室1105具有約7.5升的容量。因為所圖示說明的腔室1105被分隔器1156、1158、基板固持件1132、滑動環1152、與從管1138流出的淨化氣體來分段，處理氣體所流動通過的等效容積約為總和容積的一半（例如在圖示說明的實施例中約為3.77升）。瞭解到腔室1105的容積可為不同，取決於腔室1105被設計以容納的基板的尺寸。例如，若腔室1105為用於300 mm基板的單一基板處理腔室，則腔室通常具有小於約100升的容量，諸如約60升，且在一個實施例中小於約30升。在一個範例中，用於處理300 mm基板的腔室1105具有約24升的總和容量，且等效容積為約12升。
含Ge層的沈積溫度，通常在約攝氏250度至約攝氏600度的範圍中，例如約300度至約450度。例如，較低的沈積溫度傾向為更適當的，由於前驅物的熱穩定性降低。腔室1105中的總和壓力，位於約10-5托至約800托的範圍中。在一些實施例中，壓力為約200毫托至約760托，諸如約1托至約200托，例如約1托至約60托。
第11B圖為使用在第11A圖的線性燈具陣列中的線性燈具1115的示意截面圖。線性燈具1115可受益自本文所說明的燈具設計與燈具定位實施例之任意者。可使用線性燈具1115代替線性燈具1110。線性燈具1115包含燈具外殼1104，燈具外殼1104具有耦接於第一基座1103A的第一端1106A，以及在第一端1106A遠端處並與第二基座1103B耦接的第二端1106B。線性燈具1115進一步包含燈絲1107，燈絲1107具有第一端1111與在第一端1111遠端處的第二端1113。在一些實施例中，燈絲1107沿著燈具外殼1104的縱軸延伸，縱軸從第一端1106A延伸至第二端1106B。每一線性燈具1115的第一基座1103A與第二基座1103B之每一者，連接至腔室1105上的相對位置。可於第一端1106A與第二端1106B對每一線性燈具1115提供電性連結。
第12圖繪製根據本揭示內容的實施例的快速熱處理系統（RTP）。示例性的RTP腔室可包含位於美國加州聖塔克拉拉市的應用材料公司（Applied Materials, Inc.）所販售的RADIANCE® 或 RADIANCEPlus腔室。RTP系統可包含處理腔室1200，處理腔室1200具有燈頭1201以處理基板1206。燈頭1201可包含如第12圖繪製的燈具陣列。燈具陣列可受益自本文所揭示的實施例。
基板1206被裝設在處理腔室1200內部於基板支座1208上，並由燈具1201加熱，燈具1201被設置在相對於基板支座1208的位置。燈頭1201產生輻射，輻射被導至基板1206的前側1207。或者（未圖示），燈頭1201可經配置以加熱基板1206背側，例如諸如藉由被設置在基板1206之下，或藉由將輻射導向基板1206的背側。輻射通過視窗組件1214進入處理腔室1200。視窗組件1214可為水冷石英視窗組件。裝設在水冷基座1216上的反射器1202，被定位在基板1206下方。水冷基座1216可為不銹鋼基座。水冷基座1216包含循環管路1246，冷卻劑透過循環管路1246循環以冷卻反射器1202。在一些實施例中，反射器1202由鋁製成，並具有高度反射性表面塗層1220。可高於攝氏23度的水，被循環通過水冷基座1216，以保持反射器1202的溫度在受熱基板1206的溫度之下。或者，可提供在相同或不同溫度下的其他冷卻劑。例如，防凍劑（例如，乙二醇，丙二醇等）或其他熱傳輸流體，可被循環通過水冷基座1216及（或）水冷基座1216可耦接於冷水機（未圖示）。基板1206的底側或背側，以及反射器1202的頂部，形成反射腔1218。反射腔1218增強基板1206的有效發射率。
在基板1206局部區域處的溫度，被由複數個溫度感測器測量，諸如感測器1252a、1252b、與1252c。每一溫度感測器包含光管1226，光管1226穿過導管1224，導管1224從水冷基座1216的背側延伸通過反射器1202的頂部。光管1226可為藍寶石光管。在一些實施例中，光管1226直徑為約0.125吋，且管道1224稍微較大。光管1226被定位在管道1224內，使得光管1226的最上端齊平於（或稍微低於）反射器1202上表面。光管1226的另一端耦接至可撓光纖1225，可撓光纖1225從反射腔1218發送取樣光至高溫計1228。
高溫計1228連接至控制器1250，控制器1250回應於測量到的基板溫度而控制供應至燈頭1201的功率。在一些實施例中，諸如對於200 mm晶圓，燈頭1201可使用187個燈具，以從鎢-鹵素燈具傳輸高度準直的輻射至處理腔室1200。在一些實施例中，諸如對於300 mm晶圓，燈具1201可使用409個光源。本文所揭示的光源的數量與配置為示例性，並可使用其他的數量與配置。
燈具可分組為多個分區。分區可被控制器個別調整，以允許控制對基板1206不同區域的輻射加熱。
如上文所指示的，所說明的實施例使用散佈在反射器1202上的測量或溫度感測器，以測量在不同半徑下的基板1206的溫度。在熱處理期間內，基板1206被例如旋轉於約240 rpm。因此，每一感測器實際上取樣基板1206上對應環形環區域的溫度輪廓，且一者測量基板1206的中心處的溫度。
基板支座1208可經配置以為固定的，或可旋轉基板1206。基板支座1208經配置為支撐環1234，支撐環1234在基板的外圍周圍接觸基板1206，因此使得基板1206的整體底側暴露出，除了外圍附近的小環形區域以外。支撐環1234亦稱為邊緣環，且這兩個用詞在說明書中可互換使用。在一些實施例中，支撐環1234具有從內邊緣至外邊緣約一吋（2.5公分(cm)）的徑向寬度。為了在處理期間最小化將發生在基板1206邊緣處的熱不連續性，支撐環1234由相同或類似於基板1206的材料構成，例如矽或碳化矽。
支撐環1234停置在可旋轉式管形石英圓柱體1236上，圓柱體1236塗佈了矽而使其在高溫計1228的頻率偵測範圍中為不透明的。石英圓柱體1236上的矽塗層作為擋板，以阻擋來自外部源的可污染強度測量結果的輻射。石英圓柱體1236的底部係由環形上軸承1241固定，環形上軸承1241停置在複數個球形軸承1237上，球形軸承1237相應地被固定在固定的環形下軸承座圈1239內。在一些實施例中，球形軸承1237係由鐵製成，並塗佈了氮化矽，以減少作業期間內形成的粒子。環形上軸承1241磁性耦接於致動器（未圖示），在熱處理期間內，致動器旋轉石英圓柱體1236、支撐環1234與基板1206。
被裝入腔室主體中的淨化環1245，圍繞石英圓柱體1236。在一些實施例中，淨化環1245具有內部環形腔1247，內部環形腔1247向上開向環形上軸承141之上的一區域。內部環形腔1247透過通路1249連接至氣體供應源（未圖示）。在處理期間內，淨化氣體通過淨化環1245流入腔室。氣體通過排氣通口排氣，排氣通口耦接於真空幫浦（未圖示）。
在一些實施例中，支撐環1234具有大於石英圓柱體1236半徑的外徑，使得支撐環1234延伸出石英圓柱體1236之外。環形延伸到石英圓柱體1236以外的支撐環1234，與位於支撐環1234之下的淨化環1245合作以作為擋板，擋板防止雜散光進入在基板1206背側的反射腔1218。為了進一步減少雜散光進入反射腔1218的可能性，支撐環1234與淨化環1245亦可被塗佈材料（例如黑或灰材料），此料吸收燈頭1201產生的輻射。
視窗組件1214被設置在處理腔室1200的上部分中，以允許燈頭1201提供的光能量進入處理腔室1200。在一些實施例中，視窗組件1214包含上視窗1254與下視窗1256。上視窗1254與下視窗1256每一者包含對燈頭1201提供的能量為通透的材料，以允許來自燈頭1201的輻射通過上視窗1254與下視窗1256進入處理腔室1200。在一些實施例中，上視窗1254與下視窗1256為石英。然而，上視窗1254與下視窗1256亦可由不同的材料製成。
一般而言，上視窗1254與下視窗1256經配置以允許燈頭1201提供的最大能量通過其中。在一些實施例中，上視窗1254及（或）下視窗1256的厚度可被改變，以控制通過其中的能量量值。例如，在一些實施例中，上視窗的厚度可在約3至約8 mm之間。在一些實施例中，下視窗的厚度可在約3至約8 mm之間。
在處理期間，處理氣體被通過視窗組件1214引入處理腔室1200於基板1206之上。視窗組件1214被用於從上方更均勻地散佈處理氣體至基板1206，相較於利用側邊注入氣體系統的處理腔室（例如從處理腔室的側邊將氣體輸送入處理腔室的處理容積）。
下視窗1256被設置在上視窗1254之下，並與上視窗1254間隔開而界定間隙1258於其間。間隙1258形成氣室以接收並流動來自入口1230的處理氣體於其中。在一些實施例中，間隙位於約1-5 mm之間。下視窗1256包含一或更多個出口1259以將處理氣體從氣室（例如間隙1258）輸送到處理腔室1200的處理容積中。一或更多個出口1259的尺寸、幾何形狀、數量、與位置，可被選擇性地選定，以協助處理氣體流的目標型樣。
例如，一或更多個出口1259之每一者的截面，可為圓形、矩形、正方形、橢圓形、槽狀、多邊形等等、或以上之結合者。一或更多個出口1259之每一者可具有截面，截面經配置以控制從出口1259流出的處理氣體的流動速率及（或）方向。在一些實施例中，一或更多個出口1259的至少一些可具有截面，截面沿著平行於氣體流動方向的軸而改變。例如在一些實施例中，一或更多個出口1259的至少一些，可具有擴張的截面，以協助流動通過其中的處理氣體的發散。例如，一或更多個出口1259的至少一些可具有第一寬度與第二寬度，第一寬度接近下視窗1256的上表面，第二寬度接近下視窗1256的面向基板支座的下表面，第一寬度小於第二寬度。在一些實施例中，一或更多個出口1259的至少一些，可具有漸縮（tapering）的截面，以協助提供流動通過其中的處理氣體的較高速率。例如，一或更多個出口1259的至少一些可具有第一寬度與第二寬度，第一寬度接近下視窗1256的上表面，第二寬度接近下視窗1256的面向基板支座的下表面，第一寬度大於第二寬度。在一些實施例中，一或更多個出口1259的至少一些可具有非垂直中心軸，以協助由對於基板的非正交角度，來引導流動於其中的處理氣體流。
一或更多個出口1259可被由任何適合的配置分散在下視窗1256中，以對基板1206達成目標處理氣體分佈。目標分佈可為均勻或非均勻的，取決於處理腔室中執行的處理。例如，一或更多個出口1259可被選定以二維方式跨下視窗1256表面散佈。在一些實施例中，一或更多個出口1259可跨下視窗1256整體表面均勻散佈。在一些實施例中，一或更多個出口1259可被分組成一或更多個目標分區，諸如外區、中區與內區。在一或更多個出口1259的這種配置中，基板支座1208可為固定的或沿著中心軸旋轉。
在一個處理應用中，燈頭經調適以將基板1206上的緩衝層加熱至足以使緩衝層放鬆（relax）的溫度。足以使緩衝層放鬆的溫度，可取決於一些因素，包含但不限於：緩衝層材料與所使用的基板材料；對基板材料的相對應變；以及處理的持續期間。燈頭1201可經調適以將形成在基板1206上的緩衝層，加熱至約攝氏10度至約攝氏1800度的範圍內的溫度，諸如約攝氏400度至約攝氏600度。燈頭1201可耦接於電力分配板（未圖示），電力透過電力分配板供應至燈頭1201的每一燈頭。在由（例如）冷卻流體處理的期間內（或處理之後），燈頭1201可被冷卻。
冷卻腔室1242被上腔室壁與下腔室壁以及圓柱壁界定。諸如水的冷卻劑被經由入口1243引入腔室，且被經由出口1244移除。
控制器1250接收來自溫度感測器1252a-c的資料，並基於接收到的資料，個別調整供應至燈頭1201的每一燈頭（或個別的燈頭組或燈頭分區）的功率。控制器1250可包含電力供應器，電力供應器獨立供電各種燈頭或燈頭分區。控制器1250可由目標溫度輪廓來配置，並基於比較從溫度感測器1252a-c接收的資料，控制器1250調整對燈頭及（或）燈頭分區的功率，以使所觀測到的熱資料符合目標溫度輪廓。控制器1250亦可調整對燈頭及（或）燈頭分區的功率，以使得一個基板的熱處理符合另一基板的熱處理，在腔室效能隨著時間而飄移時。
總的來說，本揭示內容的用於精細調諧熱處理腔室內的溫度控制、而不用大量重新設計當前腔室硬體的方法與設備的一些益處，這提升了基板處理量，同時減少了總和擁有成本。在本揭示內容的一些實施例中，精細調諧溫度控制，係由基於燈具特定特性，將燈具陣列內的不同的燈具分離成各種子群組或燈具組件來達成。對於燈具子群組的選擇準則，係可基於諸如燈具設計及（或）處理腔室內的燈具定位的特性。例如，可使用各種燈具設計及（或）定位，以改變相對於腔室部件（諸如腔室的反射器）的燈絲位置。基於燈具設計的特性的範例，包含但不限於：每一燈具內的燈絲尺寸；每一燈具內的燈絲角度；每一燈具內的燈絲螺旋圈數；每一燈具內的燈絲位置；及（或）燈具外殼的不同區段（包圍燈絲）上的一或更多個熱遮罩的位置。基於燈具定位的特性的範例，包含但不限於：修改燈具插座以影響燈具位置；修改燈具插座以影響每一燈具燈絲的傾斜（例如相對於正交於基板支座的光線的角度）；及（或）由可選傾斜機制將一或更多個燈具定位在可移動台上。共享所選定特性的燈具，可被分成陣列內的子群組或燈具組件，形成燈具串（例如由串聯或並聯的1至5個燈具的串形成的燈具分區）。每一燈具串可由個別的電性驅動電路控制，以在基板處引入目標紅外輻射輪廓調諧範圍。
在介紹本揭示內容或本揭示內容實施例的示例性態樣的要素時，冠詞「一(a)」、「一(an)」、「該(the)」、「該(said)」意為表示存在一或更多個此要素。
用詞「包含」、「包括」與「具有」意為包含性的，且表示除了所列出的要素外可存在額外的要素。
雖然前述內容係關於本揭示內容的實施例，但可發想其他與進一步的實施例而不脫離前述內容的基板範圍，且前述內容的範圍係由下列申請專利範圍判定。
100‧‧‧處理腔室101‧‧‧外殼結構102‧‧‧縱軸103‧‧‧下分隔器104‧‧‧上分隔器105‧‧‧上腔室容積106‧‧‧輻射方向110‧‧‧上燈具模組112‧‧‧入口通口113‧‧‧出口通口114A‧‧‧下燈具模組114B‧‧‧下燈具模組116‧‧‧表面117‧‧‧基板支座118‧‧‧處理容積122‧‧‧箭頭124‧‧‧下腔室容積125‧‧‧基板127‧‧‧燈具128‧‧‧周邊反射器結構129‧‧‧反射表面130‧‧‧腔室131‧‧‧襯墊132‧‧‧周邊反射器結構133‧‧‧反射表面138‧‧‧出口通口140A‧‧‧氣體源140B‧‧‧氣體源141‧‧‧環形上軸承150‧‧‧氣體分配組件152‧‧‧通道154‧‧‧穿孔板156‧‧‧紅外燈具158‧‧‧孔160A‧‧‧第一燈具驅動器160B‧‧‧第二燈具驅動器160‧‧‧燈具驅動器162‧‧‧控制器164A‧‧‧第一電源164B‧‧‧第二電源164‧‧‧電源200‧‧‧燈具202A‧‧‧燈具外殼202B‧‧‧燈具外殼202‧‧‧燈具外殼203A‧‧‧基座203B‧‧‧基座203‧‧‧基座204‧‧‧內部容積205‧‧‧主體206A‧‧‧燈絲206B‧‧‧燈絲206‧‧‧燈絲208‧‧‧第一導體209‧‧‧支撐基座210‧‧‧第一受體桿211A‧‧‧第一端211B‧‧‧第一端211‧‧‧第一端212‧‧‧第二導體213A‧‧‧第二端213B‧‧‧第二端213‧‧‧第二端216‧‧‧內部表面218‧‧‧線圈220A‧‧‧第一端220B‧‧‧第一端220‧‧‧第一端230A‧‧‧第二端230B‧‧‧第二端230‧‧‧第二端300‧‧‧環形燈具陣列304‧‧‧插座410A‧‧‧燈具410B‧‧‧燈具510A‧‧‧燈具510B‧‧‧燈具610A‧‧‧燈具610B‧‧‧燈具710A‧‧‧燈具710B‧‧‧燈具720A‧‧‧熱遮罩720B‧‧‧熱遮罩720‧‧‧熱遮罩810A‧‧‧燈具810B‧‧‧燈具820A‧‧‧插座820B‧‧‧插座830‧‧‧軸環910‧‧‧可調式燈具920‧‧‧可調式台1000‧‧‧處理腔室1002‧‧‧燈具1004‧‧‧背側1006‧‧‧基板支座1010‧‧‧前側1014‧‧‧下圓頂1016‧‧‧裝置側1018‧‧‧光學高溫計1022‧‧‧反射器1026‧‧‧通道1028‧‧‧上圓頂1030‧‧‧夾持環1032‧‧‧中心軸1034‧‧‧垂直方向1036‧‧‧基座環1045‧‧‧燈頭1049‧‧‧通道1056‧‧‧處理氣體區域1058‧‧‧淨化氣體區域1062‧‧‧淨化氣體源1063‧‧‧襯墊組件1064‧‧‧淨化氣體入口1065‧‧‧流動路徑1066‧‧‧流動路徑1067‧‧‧圓形遮罩1072‧‧‧處理氣體供應源1073‧‧‧流動路徑1074‧‧‧處理氣體入口1075‧‧‧流動路徑1078‧‧‧氣體出口1080‧‧‧真空幫浦1100‧‧‧沉積反應器1103A‧‧‧第一基座1103B‧‧‧第二基座1104‧‧‧燈具外殼1105‧‧‧腔室1106A‧‧‧第一端1106B‧‧‧第二端1107‧‧‧燈絲1110‧‧‧線性燈具1111‧‧‧第一端1112‧‧‧箭頭1113‧‧‧第二端1115‧‧‧線性燈具1120‧‧‧點式燈具1130‧‧‧基板支撐結構1132‧‧‧基板固持件1134‧‧‧多腳支撐結構1136‧‧‧軸1138‧‧‧管1140‧‧‧中心熱電偶1145‧‧‧前熱電偶1150‧‧‧後熱電偶1152‧‧‧滑動環1154‧‧‧支撐部件1156‧‧‧前腔室分隔器1158‧‧‧後腔室分隔器1160‧‧‧入口通口1164‧‧‧出口通口1165‧‧‧入口部件1167‧‧‧腔室分隔器1168‧‧‧垂直入口1170‧‧‧出口部件1172‧‧‧排氣開口1174‧‧‧排氣導管1176‧‧‧源1178‧‧‧氣體線1180‧‧‧氣體源1182‧‧‧載體氣體源1184‧‧‧分支線1200‧‧‧處理腔室1201‧‧‧燈頭1202‧‧‧反射器1206‧‧‧基板1208‧‧‧基板支座1214‧‧‧視窗組件1216‧‧‧水冷基座1218‧‧‧反射腔1220‧‧‧高度反射性表面塗層1224‧‧‧導管1225‧‧‧可撓光纖1226‧‧‧光管1228‧‧‧高溫計1230‧‧‧入口1234‧‧‧支撐環1236‧‧‧石英圓柱體1237‧‧‧球形軸承1239‧‧‧下軸承座圈1241‧‧‧環形上軸承1242‧‧‧冷卻腔室1243‧‧‧入口1244‧‧‧出口1245‧‧‧淨化環1246‧‧‧循環管路1247‧‧‧內部環形腔1249‧‧‧通路1250‧‧‧控制器1252a‧‧‧感測器1252b‧‧‧感測器1252c‧‧‧感測器1254‧‧‧上視窗1256‧‧‧下視窗1258‧‧‧間隙1259‧‧‧出口
可參考多個實施例以更特定地說明以上簡要總結的本揭示內容，以更詳細瞭解本揭示內容的上述特徵，附加圖式圖示說明了其中一些具體實施例。然而應注意到，附加圖式僅圖示說明本揭示內容的典型實施例，且因此不應被視為限制本揭示內容的範圍，因為揭示內容可允許其他等效的實施例。
第1圖為根據本揭示內容的一或更多個實施例的包含環形燈具陣列的熱處理腔室的一個實施例的示意截面圖；
第2圖為根據本揭示內容的一或更多個實施例的燈具的示意圖；
第3圖為根據本揭示內容的一或更多個實施例的環形燈具陣列的俯視圖；
第4圖為根據本揭示內容的一或更多個實施例的一對燈具的示意圖；
第5圖為根據本揭示內容的一或更多個實施例的另一對燈具的示意圖；
第6圖為根據本揭示內容的一或更多個實施例的另一對燈具的示意圖；
第7圖為根據本揭示內容的一或更多個實施例的另一對燈具的示意圖；
第8圖為根據本揭示內容的一或更多個實施例的另一對燈具的示意圖；
第9圖為根據本揭示內容的一或更多個實施例的可調式燈具的示意圖；
第10圖為包含環形燈具陣列的熱處理腔室的另一實施例的示意截面圖；
第11A圖為包含線性燈具陣列的熱處理腔室的另一實施例的示意截面圖；
第11B圖為使用在第11A圖的線性燈具陣列中的線性燈具的示意截面圖；以及
第12圖為包含線性燈具陣列的熱處理腔室的又另一實施例的示意截面圖。
為了協助瞭解，已盡可能使用相同的元件符號標定圖式中共有的相同元件。已思及到，一個實施例的元件與特徵，可無需進一步的敘述即可被有益地併入其他實施例中。
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160A:第一燈具驅動器
160B:第二燈具驅動器
164A:第一電源
164B:第二電源
202A:燈具外殼
202B:燈具外殼
203A:基座
203B:基座
206A:燈絲
206B:燈絲
211A:第一端
211B:第一端
213A:第二端
213B:第二端
220A:第一端
220B:第一端
230A:第二端
230B:第二端
410A:燈具
410B:燈具

Claims (20)

  1. 一種用於加熱半導體基板的燈具，包含：一第一燈具模組，包含：兩或更多個燈具組件，該兩或更多個燈具組件可操作以提供輻射能量以加熱一基板，該兩或更多個燈具組件包含：一第一燈具組件，該第一燈具組件包含：一第一組複數個燈具，其中該第一組複數個燈具之每一燈具包含：一第一外殼，該第一外殼具有一第一端與一第二端；一第一基座，該第一基座耦接於該第一外殼的該第一端，以支撐該第一外殼；以及一第一燈絲，該第一燈絲沿著從該第一外殼的該第一端延伸至該第一外殼的該第二端的一第一縱軸定位，其中該第一組複數個燈具之每一燈具具有下列第一組特性中之至少一個特性：該第一燈絲具有一第一長度；該第一燈絲的一末端被定位為距該第一外殼的該第一端一第一距離；該第一燈絲具有一第一數量個線圈；以及該第一外殼包含一不透明部分，該不透明部分定位為距該第一外殼的該第一端一第二距離； 以及一第二燈具組件，該第二燈具組件包含：一第二組複數個燈具，其中該第二組複數個燈具之每一燈具包含：一第二外殼，該第二外殼具有一第一端與一第二端；一第二基座，該第二基座耦接於該第二外殼的該第一端，以支撐該第二外殼；以及一第二燈絲，該第二燈絲沿著從該第二外殼的該第一端延伸至該第二外殼的該第二端的一第二縱軸定位，其中該第二組複數個燈具之每一燈具具有下列第二組特性中之至少一個特性：該第二燈絲具有一第二長度；該第二燈絲的一末端被定位為距該第二外殼的該第一端一第三距離；該第二燈絲具有一第二數量個線圈；以及該第二外殼包含一不透明部分，該不透明部分定位為距該第二外殼的該第一端一第四距離；其中該第一組複數個燈具的該第一組特性中之至少一個特性，不同於該第二組複數個燈具的該第二組特性中之至少一個特性。
  2. 如請求項1所述之燈具，其中該第一組複數 個燈具與該第二組複數個燈具的該等燈具，被設置在一第一環形陣列中。
  3. 如請求項2所述之燈具，該設備進一步包含一第二燈具模組，該第二燈具模組具有一第三組複數個燈具，該第三組複數個燈具設置在一第二環形陣列中，該第二環形陣列與該第一環形陣列同心。
  4. 如請求項1所述之燈具，其中該第一距離大於該第三距離。
  5. 如請求項1所述之燈具，其中該第二距離大於該第四距離。
  6. 如請求項1所述之燈具，其中該第一數量個線圈多於該第二數量個線圈。
  7. 如請求項1所述之燈具，其中該第一長度大於該第二長度。
  8. 如請求項1所述之燈具，其中該第一燈絲相對於該第二燈絲成斜角。
  9. 如請求項1所述之燈具，其中該第一組複數個燈具被串聯接線，且該第二組複數個燈具被串聯接線。
  10. 如請求項1所述之燈具，其中該第一組複數個燈具被並聯接線，且該第二組複數個燈具被並聯接線。
  11. 一種用於加熱半導體基板的燈具，包含：一處理腔室，包含：一側壁，該側壁界定一處理區域；一第一燈具模組，該第一燈具模組在該處理區域的外部，該第一燈具模組包含：兩或更多個燈具組件，該兩或更多個燈具組件可操作以在設置於該處理區域中時提供輻射能量以加熱一基板，該兩或更多個燈具組件包含：一第一燈具組件，該第一燈具組件包含：一第一組複數個燈具，其中該第一組複數個燈具之每一燈具包含：一第一外殼，該第一外殼具有一第一端與一第二端；一第一基座，該第一基座耦接於該第一外殼的該第一端，以支撐該第一外殼；以及一第一燈絲，該第一燈絲沿著從該第一外殼的該第一端延伸至該第一外殼的該第二端的一第一縱軸定位，其中該第一組複數個燈具之每一燈具具有下列第一組特性中之至少一個特性：該第一燈絲具有一第一長度；該第一燈絲的一末端被定位為距該第一外殼的該第一端一第一距離；該第一燈絲具有一第 一數量個線圈；以及該第一外殼包含一不透明部分，該不透明部分定位為距該第一外殼的該第一端一第二距離；以及一第一電源，該第一電源耦接於該第一組複數個燈具；以及一第二燈具組件，該第二燈具組件包含：一第二組複數個燈具，其中該第二組複數個燈具之每一燈具包含：一第二外殼，該第二外殼具有一第一端與一第二端；一第二基座，該第二基座耦接於該第二外殼的該第一端，以支撐該第二外殼；以及一第二燈絲，該第二燈絲沿著從該第二外殼的該第一端延伸至該第二外殼的該第二端的一第二縱軸定位，其中該第二組複數個燈具之每一燈具具有下列第二組特性中之至少一個特性：該第二燈絲具有一第二長度；該第二燈絲的一末端被定位為距該第二外殼的該第一端一第三距離；該第二燈絲具有一第二數量個線圈；以及該第二外殼包含一不透明部分，該不透明部分定位為距該第二外殼的該第一端一第四距離； 一第二電源，該第二電源耦接於該第二組複數個燈具；以及一分隔器，該分隔器定位在該第一燈具模組與該處理區域之間，其中該第一組複數個燈具的該第一組特性中之至少一個特性，不同於該第二組複數個燈具的該第二組特性中之至少一個特性。
  12. 如請求項11所述之燈具，其中該第一組複數個燈具與該第二組複數個燈具的該等燈具，被設置在一第一環形陣列中。
  13. 如請求項12所述之燈具，該設備進一步包含一第二燈具模組，該第二燈具模組具有一第三組複數個燈具，該第三組複數個燈具設置在一第二環形陣列中，該第二環形陣列與該第一環形陣列同心。
  14. 如請求項11所述之燈具，其中該第一長度大於該第二長度。
  15. 如請求項11所述之燈具，其中該第一燈具組件進一步包含一第一燈具驅動器，該第一燈具驅動器耦接於該第一組複數個燈具與該第一電源。
  16. 如請求項15所述之燈具，其中該第二燈具組件進一步包含一第二燈具驅動器，該第二燈具驅動器耦接於該第二組複數個燈具與該第二電源。
  17. 一種用於加熱半導體基板的燈具，包含： 一處理腔室，包含：一側壁，該側壁界定一處理區域；一第一燈具模組，該第一燈具模組在該處理區域的外部，該第一燈具模組包含：兩或更多個燈具組件，該兩或更多個燈具組件可操作以在設置於該處理區域中時提供輻射能量以加熱一基板，該兩或更多個燈具組件包含：一第一燈具組件，該第一燈具組件包含：一第一組複數個燈具，其中該第一組複數個燈具之每一燈具包含：一第一外殼，該第一外殼具有一第一端與一第二端；一第一基座，該第一基座耦接於該第一外殼的該第一端，以支撐該第一外殼；以及一第一燈絲，該第一燈絲沿著從該第一外殼的該第一端延伸至該第一外殼的該第二端的一第一縱軸定位，其中該第一組複數個燈具之每一燈具具有下列第一組特性中之至少一個特性：該第一燈絲具有一第一長度；該第一燈絲的一末端被定位為距該第一外殼的該第一端一第一距離；以及該第一燈絲具有一第一數量個線圈；以及 一第一電源，該第一電源耦接於該第一組複數個燈具；以及一第二燈具組件，該第二燈具組件包含：一第二組複數個燈具，其中該第二組複數個燈具之每一燈具包含：一第二外殼，該第二外殼具有一第一端與一第二端；一第二基座，該第二基座耦接於該第二外殼的該第一端，以支撐該第二外殼；以及一第二燈絲，該第二燈絲沿著從該第二外殼的該第一端延伸至該第二外殼的該第二端的一第二縱軸定位，其中該第二組複數個燈具之每一燈具具有下列第二組特性中之至少一個特性：該第二燈絲具有一第二長度；該第二燈絲的一末端被定位為距該第二外殼的該第一端一第三距離；以及該第二燈絲具有一第二數量個線圈；一第二電源，該第二電源耦接於該第二組複數個燈具；以及一分隔器，該分隔器定位在該第一燈具模組與該處理區域之間，其中該第一數量個線圈多於該第二數量個線圈。
  18. 如請求項17所述之燈具，其中該第一組複數個燈具與該第二組複數個燈具的該等燈具，被設置在一環形陣列中。
  19. 如請求項17所述之燈具，其中該第一長度大於該第二長度。
  20. 如請求項17所述之燈具，其中該第一燈具組件進一步包含一第一燈具驅動器，該第一燈具驅動器耦接於該第一組複數個燈具與該第一電源。
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