白熾燈及光照射式加熱處理裝置的製作方法

2023-07-24 03:23:56

專利名稱：白熾燈及光照射式加熱處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明是關於白熾燈及光照射式加熱處理裝置，尤其是關於為了加熱 被處理體所使用的白熾燈及使用白熾燈的光照射式加熱處理裝置。
背景技術：
目前，在進行半導體製造工序中的例如成膜、氧化、氮化、膜穩定化、 矽烷化、結晶化、注入離子活性化等的各種製程時，利用來自光源的光照 射的加熱處理。尤其是，例如將半導體晶片等被處理體的溫度予以急速地
上升或下降的急速加熱處理(以下稱為"RTP (Rapid Thermal Processing)") 能夠提升良率或品質，因此被優選地利用。
在此種RTP用光照射式加熱處理裝置(以下簡稱為"加熱處理裝置") 中，作為光源例如使用白熾燈。
白熾燈通過在由光透射性材料形成的發光管內部配設燈絲而構成，接 通電力的90%以上被全放射，能夠不接觸被處理體地進行加熱。因此，使 用白熾燈作為半導體晶片的加熱用熱源時，與電阻加熱法相比較能急速地 升降溫被處理體的溫度，具體而言，例如可將被處理體以幾秒鐘至幾十秒 鍾升溫至1000。C以上的溫度，而且光照射停止後，可急速地冷卻被處理體。
本發明人等提出了作為此種光照射式加熱處理裝置的光源所使用的具 有如下結構的白熾燈(參照專利文獻l)。
參照圖8來說明該白熾燈，在兩端被端部密封部2a、 2b氣密地密封的
直管狀發光管1內，以在發光管1的管軸方向延伸的方式依次排列配置有 線圈狀燈絲4、 5、 6，而在各燈絲4、 5、 6的兩端，分別連結有饋電用的內 部導線4a、 4b、 5a、 5b、 6a、 6b。
上述的各燈絲的內部導線分別朝兩端密封部延伸，且個別地經由金屬 箔電連接於外部導線。
艮p，各燈絲4、 5、 6的一端側的內部導線4a、 5a、 6a分別經由一端側密封部2a的金屬箔7a、 8a、 9a，電連接於一端側外部導線10a、 lla、 12a。
同樣，另一端側的內部導線4b、 5b、 6b分別經由另一端側密封部2b 的金屬箔7b、 8b、 9b電連接於另一端側外部導線10b、 llb、 12b。
並且，各燈絲4、 5、 6經由這些各外部導線10a、 10b、 lla、 llb、 12a、 12b分別連接於個別的饋電裝置13、 14、 15，由此能夠個別地饋電。
另外，16是覆嵌在各燈絲4、 5、 6的內部導線4b、 5a、 5b、 6a上的 絕緣管，設於與其他燈絲4、 5、 6相對置的部位。
此外，17是在發光管1的內壁與絕緣管16之間的位置排設於發光管1 的管軸方向的環狀簧片(aiichor)。各燈絲4、 5、 6分別藉由例如兩個簧片 被支撐成不與發光管1接觸。
根據使用這種結構的白熾燈的光照射式加熱處理裝置，能夠對多個燈 絲個別地進行饋電，從而能夠個別地進行各燈絲的發光等控制，因此，例 如即使在被熱處理的被處理體上的部位性溫度變化程度的分布相對於被處 理體的形狀呈非對稱的情況下，也能夠按照與該被處理體的特性對應的所 需的放射照度分布進行光照射，結果，能夠均勻地加熱被處理體，因此， 具有能夠在被處理體的被照射面整體上實現均勻的溫度分布的優點。
專利文獻1:日本特開2006-279008號
使用具備這種白熾燈的加熱處理裝置，例如進行上述的半導體晶片等 的RTP時，為了提升生產量，需要提高被處理體的升溫速度，因而需要比 以往還要增加對白熾燈供應的電力。
伴隨於此，在加熱處理裝置用的白熾燈中，需要在燈絲中流動大的電 流，因而需要避免在點燈白熾燈時金屬箔過剩地成為高溫而熔斷的情形。
所以，需要增加金屬箔在正交於發光管的管軸的方向上的寬度。根據 圖8的例子加以說明，需要增加金屬箔7a、 7b、 8a、 8b、 9a、 9b在正交於 發光管1的管軸的方向上的寬度。
為了將比以往寬的金屬箔埋設於密封部，需要將密封部的寬度作成比 以往還要寬。可以簡單地想到通過增加發光管的外徑來增加密封部的寬度。
然而，在加熱處理裝置中，為了實現被處理體的高精度的溫度均勻性， 需要對被處理體密接地並列配置大量的白熾燈，因而無法採用增加白熾燈 的發光管的外徑的結構。因此，存在圖8所示的以往的白熾燈不能夠將形成得比以往寬的金屬箔配置在密封部的問題。
如上所述，加熱處理裝置用的白熾燈被要求將配置於密封部的金屬箔的寬度作成比以往寬，而另一方面，白熾燈的發光管的外徑卻被要求與以往的同等或是比以往的小。為了同時滿足這種相反的要求，對以往的白熾燈而言是很困難的。

發明內容
本發明是鑑於上述情況而做出的，其目的在於，將金屬箔的寬度作成比以往寬，以便即使在增加供應於白熾燈的電流的情況下，埋設於密封部的金屬箔也不熔斷，從而提升被處理體的升溫速度。
此外，本發明的目的在於，為了實現被處理體的高精度的溫度均勻性，即使在將白熾燈的發光管外徑作成與以往的同等或是比以往的小的情況下，也能夠將金屬箔可靠地埋設於密封部。
本發明的白熾燈具備直管狀的發光管，該直管狀的發光管具有發光部和在該發光部兩端連續形成的一對扁平密封部，多個線圈狀燈絲分別在發光管的管軸方向上依次排列配設於發光部內部，在該各燈絲的兩端分別連結有一對內部導線，多個金屬箔互相隔離而分別被埋設在各密封部，各內部導線分別連接於各金屬箔，各外部導線分別連接於各金屬箔，其特徵在於，上述密封部構成為比上述發光部的外徑寬，將在正交於上述發光管的管軸的方向的兩端配置的兩個金屬箔的側緣部，用與上述管軸平行地延伸的二直線夾住的寬度，比上述發光部的內徑大。
此外，本發明的光照射式加熱處理裝置的其特徵在於，具有燈單元，該燈單元通過上述多個白熾燈以各自的扁平密封部在大致垂直於被處理體的方向上互相平行延伸的方式排列配置而形成，將從該燈單元所放出的光照射在被處理體而加熱被處理體。
根據本發明的白熾燈，具備形成為比發光管的外徑寬的密封部，而且將在正交於發光管的管軸的方向的兩端配置的金屬箔的側端部用與發光管的管軸平行地延伸的二直線夾住的寬度比上述發光部的內徑大。因此，即使在為了使點燈白熾燈時金屬箔不熔斷而使將各個金屬箔作成較寬的情況
5下，也能夠將與燈絲數同數的金屬箔配置在各密封部。
此外，根據本發明的光照射式加熱處理裝置，各個密封部在大致垂直於被處理體的方向上互相平行延伸地排列配置，由此能夠儘量地減小各白熾燈的互相鄰接的各發光部之間的隔離距離。因此，根據本發明的光照射式加熱處理裝置，能夠實現被處理體的高精度的溫度均勻性。


圖1是表示本發明的白熾燈的整體結構的正視圖。
圖2是表示圖1的白熾燈的主要部分放大圖。圖3是表示發光管的製造方法的模式圖。圖4是表示密封部的製造方法的模式圖。
圖5是表示本發明的光照射式加熱處理裝置的結構的正視剖視圖。
圖6是表示構成燈單元的白熾燈的排列例的立體圖。
圖7是表示構成燈單元的白熾燈的排列例的俯視圖。
圖8是表示以往的白熾燈的結構的立體圖。
附圖標記說明
100:白熾燈20:發光管21:發光部21A:斜度部22a、 22b:密封部24、 25、 26:燈絲
24a、 24b、 25a、 25b、 26a、 26b:內部導線27a、 27b、 28a、 28b、 29a、 29b:金屬箔30a、 30b、 31a、 31b、 32a、 32b:外部導線33、 34、 35:饋電裝置36:絕緣管37:簧片
50:光照射式加熱處理裝置
51-腔52:窗板53:處理臺55:電源部
56A、 56B:電源供應口
60:燈單元61:反射鏡
62A、 62B:固定臺
63:導電臺64:保持臺65:冷卻風單元66:冷卻風供應噴嘴
66A:吹出口
67:冷卻風排出口SI:燈單元收容空間S2:加熱處理空間70:溫度計71:溫度測定部72:溫度控制部75:主控制部77:製程氣體單元78:氣體供應噴嘴
78A:吹出口79:排出口
具體實施例方式
圖1表示本發明的白熾燈的一例子的概略結構。圖2是表示白熾燈的
主要部分放大圖。
該白熾燈100具備發光管20，該發光管20具有發光部21以及連續於其兩端的密封部22a、22b。發光管20例如由石英玻璃等光透射性材料構成，並在內部以規定壓力封入有用於進行滷素循環的滷素氣體及惰性氣體。在發光管20的內部，以分別沿著發光管20的管軸延伸的方式依次排列配設有多個(在圖1的實施例為3個)線圈狀燈絲24、 25、 26。
在發光部21的兩端，形成有以朝向各密封部22a、 22b使得外徑逐漸擴展的方式形成的斜度部21a、 21b。各密封部22a、 22b連續於各斜度部21a、 21b而形成。各斜度部21a、 21b的內部為空洞。
在一端側的密封部22a附近配置的燈絲24的內部導線24a、 24b從密封部22a延伸而分別被連接於燈絲24的端部。這些內部導線24a、 24b都被相同的密封部22a保持而與金屬箔27a、 27b相連接。
配置於中央部的燈絲25的內部導線25a、 25b分別在密封部22a、 22b方向延伸，並在該密封部與金屬箔28a、 28b相連接。
配置於另一端側的密封部22b附近的燈絲26的內部導線26a、 26b從密封部22b延伸而分別被連接於燈絲26的端部。這些內部導線26a、 26b都被相同的密封部22b保持而與金屬箔29a、 29b相連接。
在金屬箔27a、 27b、 28a、 28b、 29a、 29b上分別連接有外部導線30a、30b、 31a、 31b、 32a、 32b。
在外部導線30a、 30b上連接有饋電裝置33，在外部導線31a、 31b上連接有饋電裝置34，在外部導線32a、 32b上連接有饋電裝置35。本發明的白熾燈通過各饋電裝置33 35向各燈絲24 26個別地供應電力。由此，個別地控制著從各燈絲24 26放射的光的強度。
在內部導線24b、 25a、 25b、 26b的周圍分別設有絕緣管36。絕緣管36例如由石英玻璃等絕緣材料構成。
絕緣管36以其外周面抵接於發光部21內壁的方式配置於發光部21內部。這樣，在白熾燈點燈時絕緣管36的熱經由發光部21散熱，因而防止絕緣管36成為高溫狀態。
此外，各燈絲24、 25、 26分別一體地設有兩個環狀簧片37。設於燈絲24、 26的環狀簧片37以被夾在發光部21的內壁與絕緣管36之間的位置的方式，設於發光部21的內部。設於燈絲25的環狀簧片37被配置成抵接於發光部21的內壁的狀態。
各燈絲24、 25、 26藉由環狀簧片37，配置於發光部21的管軸上並被防止朝重力方向下垂，從而不會接觸於發光部21的內壁。因此，點燈白熾燈100時成為高溫的燈絲24 26不會接觸於發光部21的內壁，因而能夠 可靠地防止發光部21透明消失的情形。
在此示出本發明的白熾燈100的結構例。
發光部21的外徑(圖2的DO)為10mm 20mm，發光部21的內徑 (圖2的DI)為8mm 17mm，各密封部22a、 22b的寬度(圖2的WH) 為12mm 22mm，被埋設於各密封部的多個金屬箔的寬度(圖2的WK) 為9mm 18mm，相鄰的金屬箔的間隔(圖2的P)為lmm以上。
此外，將具有上述規格的白熾燈100的最大額定電流值的數值例表示 於以下。
(實施例1) WK=9mm
各金屬箔28a、 28b的寬度-3mm 各金屬箔27a、 27b、 29a、 29b的寬度-2mm 相鄰的金屬箔的間隔P-lmm 燈絲25的最大額定電流-12A 燈絲24、 26的最大額定電、流-10A
(實施例2) WK=18mm
各金屬箔28a、 28b的寬度-6mm 各金屬箔27a、 27b、 29a、 29b的寬度二5mm 相鄰的金屬箔的間隔P-lmm 燈絲25的最大額定電流-20A 燈絲24、 26的最大額定電流46A
這樣，本發明的白熾燈為了提高被處理體的升溫速度，而對各燈絲最 大接通10A 20A的大電流。因此，各金屬箔27a、 27b、 28a、 28b、 29a、 29b形成得較寬，以便在點燈白熾燈時不熔斷。
此外，這種白熾燈為了更精密地控制被處理體的溫度，優選將多個(至 少3個)燈絲配置於發光部21內。
艮P，可以預想到對單一的密封部配置多個且寬的金屬箔，但是如上所 述，不增大發光部21的外徑。
9因此，將發光部的外徑維持成與以往的同等並且使各密封部22a的寬
度比發光部21的外徑大是很重要的。
使用圖2說明用於對應這種期望的發光管的製造方法。
圖3是表示本發明的白熾燈的發光管的製造方法的模式圖。發光管是
在管軸方向上將外徑互不相同的多個玻璃管焊著連結而進行製作的。 (第1次序)
圖3 (A)是表示製作第1玻璃管的次序。夾住直管狀的第1玻璃管 22'的一端， 一面將氮氣體等的惰性氣體從第1玻璃管的一端側的開口導 入在玻璃管內部， 一面使第1玻璃管繞管軸中心旋轉。在該狀態下，使用 燃燒器加熱第1玻璃管22'的端部使之縮徑，在第1玻璃管的端部形成縮 徑部22a'。
(第2次序)
圖3 (B)是表示在上述第1玻璃管上連結第2玻璃管的次序。第2玻 璃管21，的外徑比第1玻璃管22，的小。將直管狀第2玻璃管21，的一端 部配置成對接於上述第l玻璃管的縮徑部22a'。在該狀態下，用燃燒器加 熱並焊著第l玻璃管的縮徑部22a'和第2玻璃管21，的一端部。 (第3次序)
與(1) 一樣，製作具有與第l玻璃管相同結構的第3玻璃管22-'。 (第4次序)
圖3 (C)是表示將第3玻璃管22，連結於上述第2玻璃管21，的另 一端的次序。將第3玻璃管的縮徑部22a'對接配置在第2次序所製作的第 2玻璃管21'的另一端側的開口端。在該狀態下，用燃燒器加熱焊著第3 玻璃管的縮徑部22a'和第2玻璃管21，的另一端。
這樣，製作發光管結構體20',該發光管結構體20'的結構為第l及 第3玻璃管22，連續於外徑比第1及第3玻璃管小的第2玻璃管21'兩端。
圖4是表示將固定件(mount)插入在發光管結構體的內部，製作被氣 密地密封的密封部的次序的模式圖。在圖4中，為了說明方便，省略了簧 片37。
(第1次序)
圖4 (A)示出了固定件101的結構。固定件101是具備燈絲24、
1025、 26、內部導線24a、 24b、 25a、 25b、 26a、 26b、金屬箔27a、 27b、 28a、 28b、 29a、 29b、外部導線30a、 30b、 31a、 31b、 32a、 32b及絕緣管36。
固定件如下所述地被製作。在各燈絲24、 25、 26的兩端連接各內部導 線24a、 24b、 25a、 25b、 26a、 26b，以覆蓋各內部導線24b、 25a、 25b、 26b的外周的方式配置絕緣管36。將各內部導線24a、 24b、 25a、 25b、 26a、 26b的端部連接於各金屬箔27a、 27b、 28a、 28b、 29a、 29b。各外部導線 30a、 30b、 31a、 31b、 32a、 32b的端部事先連接於各金屬箔27a、 27b、 28a、 28b、 29a、 2%的端部。 (第2次序)
圖4 (B)示出了將按照圖4 (A)的次序製作的固定件配置在按照圖 3的次序製作的發光管結構體的內部，來製作密封部的次序。
將固定件101插入在發光管結構件20'內。固定件101被配置成金屬 箔27a、 27b、 28a位於一端側的玻璃管22，內部，而金屬箔28b、 29a、 29b 位於另一端側的玻璃管22'內部。
此外，使用火焰等將發光管結構體20'的玻璃管22'加熱至所期望的 溫度為止，進行夾在金屬模中而被壓潰的所謂壓緊密封，由此，通過各金 屬箔固定件被氣密地密封的扁平板狀的密封部。
如圖2所示，如上述所述那樣製作的本發明的白熾燈，在將與發光管 20的管軸L平行地延伸的二直線設為T1、 T2，將該二直線T1、 T2夾著在 正交於發光管的管軸的方向上配置於密封部22a的兩端側的金屬箔27b及 28a的側緣部的寬度設為WK，將發光部21的內徑設為Dl時，則滿足以 下的關係。
(關係l) WK>DI
此外，如上所述地製作的本發明的白熾燈，在將密封部22a的正交於 發光管20的管軸L的方向的寬度設為WH，而將發光部21的外徑設為DO 時，則構成以下的關係2。 (關係2) WH>DO
雖然省略說明，但密封部22b側也構成都滿足上述的關係1及2。
如上所述，本發明的白熾燈通過在管軸方向上連結外徑互相不同的多 個玻璃管，而使用在作為發光部的小徑部兩端形成作為密封部的一對大徑部的發光管進行製作。
這樣，即使在使用多個且寬的金屬箔的情況下，由於在發光管兩端形 成有大徑部，因而通過利用該大徑部，也能夠可靠地製作配置有多個且寬 的金屬箔的密封部。因此，能夠提高被處理體的升溫速度，因而即使在對 配置於發光管內的多個燈絲分別供應大電流的情況下，由於各個金屬箔較 寬，因而也不用擔心金屬箔會熔斷。
而且，通過使用如上所述地製作的發光管，儘管密封部較寬，發光部 的外徑也能夠形成為與以往相同程度，因而如下所述，可將多個白熾燈配 置成密接於被處理體。因此，不會有損於被處理體的溫度均勻性。
此外，在該白熾燈中，燈絲的個數沒有特別的限制。燈絲的個數可以 根據被處理體的尺寸、物理特性等適當地加以變更。

圖5是表示本發明的光照射式加熱處理裝置的一例子的概略結構的正 視剖視圖，圖6是表示構成圖5所示光照射式加熱處理裝置的燈單元的白 熾燈的排列例子的立體圖，圖7是與被處理體一起表示構成圖5所示光照 射式加熱處理裝置的燈單元的白熾燈的排列例子的俯視圖。
該光照射式加熱處理裝置50具備腔51，該腔51的內部空間被例如由 石英形成的窗板52上下地區劃而形成燈單元收容空間Sl及加熱處理空間 S2，在燈單元收容空間Sl配置有由多個上述白熾燈100構成的燈單元60， 而且在該燈單元60的上方配置有朝被處理體W側反射從該燈單元60朝上 方照射的光的反射鏡61，由此形成光源部。
如圖6所示，例如8個上述白熾燈100按照燈中心軸互相位於同一平 面位準，並且以各密封部22a、 22b在大致垂直於被處理體W的方向上互 相平行延伸的方式，隔離規定間隔地排列配置，從而構成燈單元60。
通過這樣構成燈單元60，能夠防止形成為比發光部21的外徑寬的各 密封部22a、 22b互相接觸，而且能夠儘量地減小鄰接的發光部21之間的 隔離距離。因此，能夠相對被處理體W排列配置多個白熾燈，因而能夠實 現被處理體W的高精度的溫度均勻性。
燈單元60整體的發光區域通過調整被配設在發光部21內的燈絲數， 或是將燈絲數作成互相相同而調整每一個燈絲的長度，或是調整燈絲數及長度的雙方而被設定，以便至少對應於在被處理體w中橫跨各燈絲(在圖
7中以實線表示於白熾燈100的內部)24 26的區域的長度。
例如若被處理體W為圓形狀的半導體晶片，則將半導體晶片的表面分
割成以其形狀中心作為中心的同心狀的多個圓環狀的領域Z1、 Z2 (最內側
的領域Z1是圓形)，而在各領域Z1、 Z2分別以與半導體晶片的物理特性
等相對應的條件進行各白熾燈100所涉及的燈絲24 26的點燈控制，由此
得到所期望的光放射照度分布。
反射鏡61例如是在無氧銅所成的母材上施以鍍金而得到的，反射剖面
為例如為可從圓的一部分、橢圓的一部分、拋物線的一部分或是平板狀等
中選擇的形狀。
燈單元60的各白熾燈100通過一對固定臺62A、 62B支撐。固定臺 62A、 62B具有由導電性構件構成的導電臺63及由陶瓷等絕緣構件構成的 保持臺64，保持臺64設於腔51的內壁，保持導電臺63。
在將構成燈單元60的白熾燈100的個數設為nl，而將白熾燈100所 具有的燈絲的個數設為ml時，則在向各燈絲的全部獨立地進行供電的情況 下，需要nlXml組的一對固定臺62A、 62B。
在腔51設有連接有來自電源部55的饋電裝置的饋電線的一對電源供 應口 56A、 56B，該一對電源供應口 56A、 56B的組數對應於白熾燈100的 個數、各白熾燈100內的燈絲的個數等進行設定。
在該實施例中，電源供應口 56A與一方的固定臺62A的導電臺63電 連接，該固定臺62A的導電臺63與一白熾燈的一燈絲的一端側的外部導線 電連接。此外，電源供應口 56B與另一方的固定臺62B的導電臺63電連 接，該固定臺62B的導電臺63與燈絲的另一端側的外部導線電連接。
由此，電源部55的饋電裝置上電連接有構成燈單元60的一個白熾燈 100的燈絲24。此外，該白熾燈100的其他燈絲25、 26也通過其他的一對 電源供應口同樣電連接於各個饋電裝置。
此外，構成白熾燈60的其他白熾燈100的各燈絲也分別同樣電連接於 對應的饋電裝置。
通過這樣構成，選擇地使各白熾燈10的燈絲髮光，或是個別地調整對 各燈絲的供應電力的大小，由此，能夠任意且高精度地設定被處理體W上的放射照度分布。另外，也可僅對燈單元的一個白熾燈選擇性地進行點燈 控制。
在上述光照射式加熱處理裝置50中，從電源部55對燈單元60的各白 熾燈100的各個燈絲供應被控制成適當大小的電力，而成為點燈狀態。由 此，從各白熾燈100放射的光，直接地或是朝著反射鏡61放射的光被反射 鏡61反射，經由窗板52被照射在固定於加熱處理空間S2的被處理體W， 而進行被處理體W的加熱處理。
在該光照射式加熱處理裝置50中，設有進行被處理體W的加熱處理 之際冷卻各白熾燈100的冷卻機構。
具體而言，來自設於腔51外部的冷卻風單元65的冷卻風經由設於腔 51的冷卻風供應噴嘴66的吹出口 66A被導入至燈單元收容空間Sl ，該冷 卻風被吹附於燈單元60的各白熾燈100，由此使得各白熾燈100的發光管 20被冷卻，然後，利用熱交換成為高溫的冷卻風從形成於腔51的冷卻風排 出口 67被排出至外部。
這種冷卻機構由於各白熾燈100的各密封部22的耐熱性比其他部位 低，因而優選冷卻風供應噴嘴66的吹出口 66A被形成為對置於各白熾燈 100的密封部22，從而能夠優先冷卻各白熾燈100的密封部22。
此外，被導入至燈單元收容空間Sl的冷卻風的流動被設定成，經熱交 換成為高溫的冷卻風不會相反地加熱各白熾燈100的方式，並且也同時地 冷卻反射鏡61。此外，在反射鏡61構成為利用未圖示的水冷機構進行水冷 的情況下，不將冷卻風的流動設定成同時冷卻反射鏡61也可以。
此外，在該光照射式加熱處理裝置50中，在窗板52的附近位置也形 成冷卻風供應噴嘴66的吹出口 66A,通過來自冷卻風單元65的冷卻風冷 卻窗板52。由此，能夠可靠地防止發生由於從因來自被加熱的被處理體W 的輻射熱而被蓄熱的窗板52 二次放射出的熱線，使被處理體W受到不期 望的加熱作用而使被處理體W的溫度控制性的冗長化(例如被處理體的溫 度比設定溫度還要高溫的超過規定)，或者起因於被蓄熱的窗板52自身的 溫度偏差的被處理體W的溫度均勻性低下或被處理體W的降溫速度低下 等不良狀況。
在腔51的加熱處理空間S2，設有固定被處理體W的處理臺53。處理臺53在例如被處理體W為半導體晶片時優選為如鉬或鎢、鉭的 高融點金屬材料或碳化矽(SiC)等的陶瓷材料，或石英、矽(Si)所構成 的薄板環狀體，在其圓形開口部的內周部形成有支撐半導體晶片的階梯部 從而成為保護環結構。
處理臺53由於處理臺53自身也因光照射成為高溫，因而相對置的半 導體晶片的外周緣輔助性地被放射加熱，由此，起因於來自半導體晶片的 外周緣的熱放射等的半導體晶片的周緣部的溫度降低被得以補償。
在被設置於處理臺53的被處理體W的背面側，用於監控被處理體W 的溫度分布的例如熱電偶或放射溫度計所成的多個溫度測定部71抵接或靠 近被處理體W地設置，各溫度設定部71被連接於溫度計70。在此，溫度 測定部71的個數及配置位置沒有特別的限制，能夠對應於被處理體W的 尺寸加以設定。
溫度計70具有下述功能，即，基於由各溫度測定部71監控的溫度信 息，算出各溫度測定部71的測定地點的溫度，而且將所算出的溫度信息經 由溫度控制部72發送至主控制部75。
主控制部75具有下述功能，即，基於被處理體W上的各測定地點的 溫度信息，向溫度控制部72發送指令，使得被處理體W上的溫度以規定
溫度成為均勻的分布狀態。
溫度控制部72具有下述功能，即，基於來自主控制部75的指令，控 制從電源部55向各白熾燈100的燈絲供應的電力的大小。
主控制部75例如在從溫度控制部72得到某一測定地點的溫度比規定 溫度低的溫度信息時，則向溫度控制部72發出指令，以增加對該燈絲的饋 電量，以便增加從對該測定地點進行光照射的從燈絲放射的光，溫度控制 部72基於從主控制部75送出的指令，增加從電源部55向被連接於該燈絲 的電源供應口56A、 56B供給的電力。
此外，主控制部75在對燈單元60的白熾燈100進行點燈時，向冷卻 風單元65發送指令，冷卻風單元65基於該指令供應冷卻風，使得發光管 20、反射鏡61及窗板52不會成為高溫狀態。
此外，在該光照射式加熱處理裝置50中連接有製程氣體單元77，該 製程氣體單元77將與加熱處理的種類相對應的製程氣體導入，排出加熱處例如，進行熱氧化製程時，在加熱處理空間S2連接有導入，排出氧氣 及用於淨化加熱處理空間S2的淨化氣體(例如氮氣)的製程氣體單元77。
來自製程氣體單元77的製程氣體、淨化氣體經由設於腔51的氣體供 應噴嘴78的吹出口 78A而被導入至加熱處理空間S2內，而且經由排出口 79被排出至外部。
根據該光照射式加熱處理裝置50，基本上能夠發揮如下效果。
艮P，多個燈絲在發光管20內以沿著其管軸方向延伸的方式依次排列配 設，並且對各燈絲獨立饋電的加熱處理裝置100排列配置多個，從而構成 燈單元60。由此，能夠針對發光管的管軸方向及與此垂直的方向的兩方向 調整光強度分布，因而能夠在二維方向上高精度地設定被處理體W表面的 放射照度分布。
例如能夠僅限定在全長比白熾燈100的發光長度短的窄小的特定區 域，設定該特定領域上的放射照度，因而能夠在該特定領域和其他領域中 設定與各自的特性對應的放射照度分布。
例如假定預先得知圖7所示的被處理體W的圓環狀領域Z2內的白熾 燈IOOA及白熾燈100B的正下方區域(也稱為區域1)的溫度比被處理體 W的其他區域(也稱為區域2)的溫度低，或是區域1的溫度上升程度比 區域2的溫度上升程度小的情況。
在該情況下，通過對白熾燈IOOA及白熾燈IOOB所具有的各燈絲中的 對應於區域1的燈絲增加饋電量，能夠溫度調整成使得領域1與領域2的 溫度均勻。因此能夠用均勻的溫度分布對被處理體W整體進行加熱處理。
此外，能夠精密且任意分布地設定從燈單元60隔離規定距離的被處理 體W上的放射照度分布，結果，能夠相對被處理體W的形狀非對稱地設 定被處理體W上的放射照度分布。因此，即使在被處理體W的部位性的 溫度變化程度的分布相對被處理體W的形狀為非對稱的情況下，對應於此， 也能夠設定被處理體W上的放射照度分布，能夠以均勻的溫度分布狀態加 熱被處理體W。
此外，能夠將白熾燈100構成為使配置在發光管20內的各燈絲24 26彼此間的隔離距離極小，因而能夠儘可能地減小被處理體W上的放射照
16度分布的不期望的偏差。
此外，在本發明的光照射式加熱處理裝置中，被加熱處理的被處理體 並不限於半導體晶片者，例如也可示例出太陽能電池面板用的多結晶矽基 板、玻璃基板，或陶瓷基板、液晶顯示元件用的玻璃基板等。
尤其是，太陽能電池面板用的各種材質的基板多用四邊形基板，用於 這種被處理體的加熱處理的光照射式加熱處理裝置的大部分在使四邊形基 板水平移動的同時，通過管軸在與基板移動方向正交的方向上延伸而配置 的單一白熾燈或各個管軸在與基板移動方向正交的方向上延伸而排列設置 的多個白熾燈，照射帶狀光，從而進行加熱處理。
在這種情況下，通過使用配設有3個以上燈絲的本發明的白熾燈，能 夠補償平行於基板的移動方向的兩邊部(帶狀的兩端部)的溫度降低，並 且能夠調整基板中央部(帶狀中央部)的放射照度分布，因而能夠可靠地 進行更高精度的溫度控制。
1權利要求
1.一種白熾燈，具備發光管，該發光管具有直管狀的發光部以及在該發光部兩端連續形成的一對扁平的密封部，多個線圈狀燈絲分別在發光管的管軸方向依次排列配設於發光部內部，在該各燈絲的兩端分別連結有一對內部導線，多個金屬箔互相隔離而分別被埋設在各密封部，各內部導線分別連接於各金屬箔，各外部導線分別連接於各金屬箔，其特徵在於，上述密封部構成為比上述發光部的外徑寬，將在正交於上述發光管的管軸的方向的兩端配置的兩個金屬箔的側緣部用與上述管軸平行地延伸的二直線夾住的寬度，比上述發光部的內徑大。
2. —種光照射式加熱處理裝置，其特徵在於，具有燈單元，多個權利要求1所述的白熾燈以各自的扁平的密封部在 垂直於被處理體的方向上互相平行延伸的方式排列配置而形成該燈單元； 將從該燈單元放出的光照射在被處理體而加熱被處理體。
全文摘要
本發明涉及白熾燈及光照射式加熱處理裝置，目的在於使金屬箔的寬度比以往的寬，以便即使增加對白熾燈供應的電流，埋設於密封部的金屬箔也不熔斷，由此提高被處理體的升溫速度。白熾燈具備直管狀發光管，發光管具有發光部及在發光部兩端連續形成的一對扁平密封部，多個線圈狀燈絲在發光部內部分別在發光管管軸方向依次排列配設，各燈絲的兩端分別連結一對內部導線，多個金屬箔互相隔離而分別被埋設在各密封部，各內部導線分別連接於各金屬箔，各外部導線分別連接於各金屬箔，其中，上述密封部寬於上述發光部的外徑，將在正交於上述發光管的管軸的方向的兩端配置的兩個金屬箔的側緣部用與上述管軸平行延伸的二直線夾住的寬度比上述發光部的內徑大。
文檔編號H01K1/40GK101661868SQ20091016349
公開日2010年3月3日 申請日期2009年8月21日 優先權日2008年8月26日
發明者水川洋一, 谷野賢二 申請人:優志旺電機株式會社