CN1828829A - 加热器及具备加热器的加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种加热器，即使在窄小区域中产生成为失去温度分布的均匀性的主要原因的温度变化时，也可以均匀地加热被处理物，而且可以小型化。本发明的加热器，在由光透射性材料构成的一支发光管内部设置灯丝而构成，其特征在于，上述灯丝在轴方向上被分割为多个，被分割的各灯丝分别独立地被供电。

Description

加热器及具备加热器的加热装置

技术领域

本发明涉及一种加热器及具备加热器的加热装置，尤其是，涉及以加热被处理物为目的、用于将所发射出的光照射到被处理物的加热器及具备该加热器的加热装置。

背景技术

一般，在半导体制造工序中，在成膜、氧化扩散、杂质扩散、氮化、膜稳定化、硅化物化、结晶化、离子注入活性化等各种处理中采用加热处理。为了提高半导体制造工序的合格率和品质，期望急速地升高或降低半导体晶片等被处理物的温度的急速热处理(RTP：RapidThermal Processing)。在RTP中，广泛地使用利用了来自白炽灯等的光源的光照射的光照射式加热处理装置。

在由光透射性材料构成的发光管的内部设置灯丝而构成白炽灯，可以投入电力的90％以上被全发射，可以不接触被处理物进行加热，因此是可发将光作为热来利用的代表性的灯。将这种白炽灯作为玻璃基板或半导体晶片的加热用热源来使用的情况下，与电阻加热法相比可以使被处理物的温度高速地升降温。

即，根据光照射式加热处理，例如可将被处理物以十数秒钟至数十秒钟升温至1000℃以上的温度，而停止光照射之后，被照射体被急速地冷却。通常这种光照射式加热处理是经多次重复进行。

在此，被处理物为例如半导体晶片时，在加热半导体晶片之际若在半导体晶片中产生温度分布不均匀，则在半导体晶片中产生所谓滑动现象，即发生结晶转移的缺陷而有成为不合格品的可能性。因此，使用光照射式加热处理装置进行半导体晶片的RTP的情况下，需要进行加热、高温保持、冷却，使半导体晶片整个面的温度分布均匀。即，在RTP中，要求被处理物的高精度的温度均匀性。

作为现有的加热装置，在专利文献1，公开了对玻璃基板或半导体晶片的加热中利用从白炽灯发射出的光的加热装置。如图11所示，该加热装置具有如下结构：在由光透射性材料形成的腔内收纳被处理物，在该腔外的上下两段将多个白炽灯配置成在上下对置且相互交差，而通过这些白炽灯，从两面进行光照射来加热被处理物。

图12是表示简化上述装置并取出设置于上下两段的加热用白炽灯和被处理物的立体图；如该图所示地，设于上下两段的加热用白炽灯，配置成管轴交叉，因此可以均匀地加热被处理物。此外，根据该装置，可以防止由被处理物的边缘部分的散热作用所致的温度下降。例如对于被处理物，使位于上段两端的加热用白炽灯L1、L2的灯输出比中央部的加热用灯L3的灯输出大，由此可以提高被处理物的边缘部分A1-A2、B1-B2的温度，另外，使相对于被处理物位于下段两端的加热用白炽灯L4、L5的灯输出比中央部的加热用灯L6的灯输出大，由可提高被处理物的边缘部A1-B1、A2-B2的温度。

专利文献1：日本特开平7-37833号

专利文献2：日本特开平2002-203804号

但是，在上述现有的加热装置中已知会产生如下所示的问题。具体地，例如被处理物为半导体晶片的情况下，一般在半导体晶片表面利用溅镀法等形成有由金属氧化物构成的膜，另外，通过离子注入掺杂了杂质添加物，有时在这种金属氧化物的膜厚及杂质离子的注入情况中产生偏差，由此，有受到相关主要原因的影响从而在半导体晶片产生温度分布的情形。这种温度分布是并不限定于图12所示的线状的边缘部分A1-A2、B1-B2、A1-B1、A2-B2等，例如有仅在A1部周边的窄小区域产生的情形。

然而，根据上述现有的加热装置，虽可防止被处理物的边缘部分A1-A2、BI-B2、A1-B1、A2-B2等的线状的边缘部分的温度下降，但是，在图12的A1-A2的线状的边缘部分中、A1部周边与B1部周边分别显示温度下降的趋势时，则无法将该双方控制在适当的温度状态。即，在窄小区域中无法控制温度，由于对被处理物的处理温度产生温度分布，所以有会对被处理物损伤所期望的功能的问题。

在此，如图13所示地，例如在专利文献2，公开了如下的热处理装置：在灯室内具备：第一灯组件，将具有U形状并且对灯丝的供电装置被设置在发光管的两端部的两端引线灯，沿与纸面平行方向及垂直方向地排列多个而构成，及第二灯组件，设置在该第一灯组件下方侧，将具有直线形状并且灯丝的供电装置被设置在发光管的两端部的两端引线灯，沿着纸面在与纸面的垂直方向上排列多个构成；对第二灯组件下方设置的半导体晶片等的被处理物进行加热处理。

根据这种热处理装置表示：为了提高被处理物中与载置被处理物的支承环的连接部的温度，具备将位于连接部上方的、属于第一灯组件的U形状灯控制为高输出的装置，该连接部与其他部分比较处于温度降低的趋势。

在专利文献2中，表示大致如下地使用这种热处理装置。首先，将被处理物即半导体晶片的加热区域分割为中心对称且同心的多个区域(zine)。另外，组合第一、第二灯组件的各灯的照度分布，相对于与各区域分别对应的半导体晶片的中心而形成中心对称的合成照度分布图案，根据各区域的温度变化进行加热。这时，为了抑制来自灯的光照度偏差的影响，旋转被处理物即半导体晶片。即，能够以个别的照度来加热同心配置的各区域。

因此，根据专利文献2所示的技术，考虑由于可以进行被处理物中的窄小区域的温度控制，可以良好地解决上述问题点。

考虑这种热处理装置在实用上有产生如下所述的问题点的可能性。考虑会产生如下的问题：具有U字形状的灯是由水平部与一对垂直部构成，有助于发光的只有内部设置有灯丝的水平部。并且，设置于各灯内部的灯丝，与灯水平部的同轴上相邻接的灯的内部设置的灯丝之间，隔着构成各垂直部的两个石英玻璃壁。另外，在水平部与垂直部的边界形成曲面而使得水平部与垂直部成为一体之故，因而在相邻接的灯丝间，存在具有相当的长度的、对发光无贡献的空间。因此，在与该空间正下方对应的部分会产生温度分布的问题。

即，即使将对应于各区域的、第一、第二灯组件的各灯的照度分布进行组合而形成半导体晶片中心对称的合成照度分布，在与上述空间的正下方对应的部分，照度较急峻地变化(下降)。因此，可以想到即使进行与各区域的温度变化相应的加热，要减少在与上述空间的正下方对应的部分附近产生的温度分布也较困难。

还有，近年来这种热处理装置，有将用于设置灯组件的空间(主要为高度方向)作成极小的趋势，所以当使用具有U形状的灯时，需要与灯的垂直部对应的空间，因此从节省高度方向的空间的观点来说不理想。

发明内容

本发明是依据上述事项而做出的，其目的在于，提供一种加热装置，即使被热处理的基板上的部位性的温度变化程度的分布，相对于基板形状为非对称的情况下，也可以均匀地加热基板。另外，即使在窄小区域中产生成为失去温度分布的均匀性的主要原因的温度变化的情况下，也可以均匀地加热被处理物，而且可以小型化。

本发明的加热器，在由光透射性材料构成的一根发光管的内部设置灯丝而构成，其特征在于，上述灯丝在轴方向上被分割成多个，被分割的各灯丝分别独立地被供电。

另外，其特征在于，在上述各灯丝间设置有绝缘体。

另外，其特征在于，与上述各灯丝电连接的供电线，分别被导出到上述发光管的相反侧端部。

另外，其特征在于，与上述各灯丝电连接的供电线，分别被导出到上述发光管的同一端部。

另外，其特征在于，上述供电线的、与上述灯丝对置的部位被绝缘管覆盖。

另外，其特征在于，上述发光管的截面具有长圆形状。

本发明的加热装置，其特征在于，并列配置多个上述加热器构成。

另外，本发明的加热装置，其特征在于，具有由上述加热器构成的灯组件，将从该灯组件所发射出的光照射到被处理物上来加热被处理物，上述灯组件是并列配置多个上述加热器而构成。

该情况下，将构成上述灯组件的加热器的个数设为n，将各加热器具有的被分割的灯丝个数设为m时，可以构成为上述灯组件所具备的n×m个灯丝中的至少两个由共同的供电装置供电。

或是，本发明的加热装置，其特征在于，具有：第一灯组件，并列配置多个上述加热器而构成，及第二灯组件，并列配置多个上述加热器而构成，将从该第一灯组件及第二灯组件发射出的光照射到被处理物来加热被处理物，上述第一灯组件和上述第二灯组件配置在相互对置的位置：构成上述第一灯组件的各加热器的轴方向和构成上述第二灯组件的各加热器的轴方向相互交叉。

该情况下，可以将被处理物配置在上述第一灯组件和上述第二灯组件之间的空间。

另外，将构成上述第一灯组件的加热器的个数设为n1，将上述加热器具有的被分割的灯丝的个数设为m1，将构成上述第二灯组件的加热器的个数设为n2，将上述加热器具有的被分割的灯丝的个数设为m2时，也可以构成为上述第一灯组件和第二灯组件具备的n1×m1+n2×m2个灯丝中的至少两个由共同的供电装置供电。

另外，本发明的加热装置，其特征在于，对各加热器变更灯丝的全长，以适合于被处理物。

发明效果

根据本发明的加热器，具有如下的结构：在由光透射性材料构成的发光管内部设置灯丝而构成，该灯丝在轴方向上被分割成多个，被分割的各灯丝分别独立地被供电。因此，使用具有本发明的加热器的光照射式加热装置来加热处理被处理物之际，即使在被处理物中，在窄小区域温度分布不均匀，也可以调整对位于该区域的加热器的灯丝的供电。由此，与使用具备具有现有结构的灯丝的加热器的光照射式加热装置的情况相比较，可以对被处理物上的窄小区域的温度进行调整，从而在遍及被处理物整体可以实现均匀的温度分布。另外，可仅上升所需部位的温度，将需要的电能抑制在最小限度，因此从环境保护的观点来说也优秀。

而且，构成具有将多个加热器排列配置的灯组件的加热装置，该加热器的结构为：在一个发光管的内部，将多个沿发光管轴方向被分割的灯丝，沿着发光管的轴配置；由此，不会像现有装置那样，因隔着两个石英玻璃壁等的理由，而在各灯丝之间存在具有相当的长度的、对发光无贡献的空间，可以极大地缩小各灯丝间的隔开距离，因此与现有装置相比较，可以使被处理物的温度分布均匀，并且由于设置加热器所需的空间(主要为高度方向)缩小，而可以实现加热装置的小型化。

另外，根据具有上述灯组件的加热装置，可以将从灯组件仅隔开预定距离的被处理物上的照度分布设定为精密且任意的分布。因此，可以将被处理物上的照度分布相对于被处理物形状设定为非对称。因此，即使被热处理即被处理物的基板上的部位性的温度变化程度的分布相对于基板形状为非对称时，也可以与此对应地设定被处理物上的照度分布，可以均匀地加热被处理物。

附图说明

图1是表示本发明的加热装置的正视截面图；

图2是表示图1所示的第一灯组件及第二灯组件的排列的俯视图；

图3是表示灯组件的概念图；

图4是表示说明加热器的各灯丝与电源部的连接例的概念图；

图5是表示横跨多个加热器对多个灯丝的供电例的概念图；

图6是表示对一个加热器的多个灯丝的供电例的概念图；

图7是表示用于说明本发明的第1实施方式的加热器的图；

图8是表示本发明的第2实施方式的加热器的立体图；

图9是表示本发明的第3实施方式的加热器的立体图；

图10是表示本发明的第4实施方式的加热器的立体图；

图11是表示现有的加热装置的正视截面图；

图12是表示现有的加热装置的立体图；

图13是表示现有的加热装置的正视图。

具体实施方式

以下，使用图1及图2说明本发明的加热装置的结构例。图1是表示本发明的加热装置的结构例的正视截面图；图2是表示图1所示的第一灯组件10及第二灯组件20的各加热器1的排列例的俯视图。

如图1所示地，加热装置100具备第一灯组件10、第二灯组件20、反射板2、第一灯固定台(未图示)、第二灯固定台3、和石英窗4而构成，将从第一灯组件10及第二灯组件20发射出的光直接或由反射板2反射，对固定在固定台上的被处理物6进行照射，来加热被处理物6。

反射板2是例如在由无氧铜构成的母材上镀敷金而成，配置在第二灯组件20的上方，将从第一灯组件10及第二灯组件20向上方照射的光反射到被处理物6侧。反射板2的截面是圆的一部分、长圆的一部分、抛物线的一部分或平板状的情形较多。这种反射板2是通过下述的冷却风供给喷嘴81而被空冷。另外，反射板2也可以是被水冷。

第一灯固定台支承着第一灯组件10的各加热器1(图2所示的加热器1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、1j)，第二灯固定台支承着第二灯组件20的各加热器1(图2所示的加热器1k、1l、1m、1n、1o、1p、1q、1r、1s、1t)。固定台5最好是由石英、硅(Si)、碳化硅(SiC)等构成。

另外，加热装置100具备：连接在电源部7的电源供给口71，连接于冷却组件8的冷却风供给喷嘴81，连接于温度计9的温度测量部91。温度计9具备连接于电源部7的温度控制部92。

加热装置100的内部为了防止从冷却风组件8供给、从冷却风供给喷嘴81导入的冷却风对被处理物6进行冷却，因此由石英窗4分隔为灯组件收纳空间S1及处理空间S2。在该灯组件收纳空间S1中，从冷却风供给喷嘴81导入冷却风，向灯组件10及灯组件20中的各加热器1吹上冷却风，来冷却构成各加热器1的发光管(例如下述的发光管11)。冷却风供给喷嘴81的吹出口82与下述的各加热器1的密封部相对置而配置，优先冷却各加热器1的密封部。这是由于加热器的密封部与其他部位比较耐热性低。

一组电源供给口71与固定第一灯组件10和第二灯组件20的第一灯固定台和第二灯固定台3电连接。第一灯固定台与第一灯组件10中的各加热器的供电装置(例如下述的外部引线18a-18f等)电连接。另外，第二灯固定台3与第二灯组件20中的各加热器的供电装置(例如下述的外部引线18a-18f等)电连接。通过这种结构，对第一灯组件10及第二灯组件20中的各加热器1从电源部7进行供电。在图1中，表示了一组电源供给口，根据加热器的个数、下述的加热器内的灯丝分割数、和多个加热器的电路式分割的方法等，决定一组电源供给口的个数。

与被处理物6的尺寸相应的个数的温度测量部91，使用热电偶或光纤，与被处理物6抵接或邻接而分别配置。温度计9发送与来自被处理物6的热能相应的信息从温度测量部91，将与该信息相应的电信号发送到温度控制部92。温度控制部92，根据被处理物的种类设定目标温度，调整从电源部7向各加热器1供给的供电量，使被处理物6的温度与该目标温度一致。

构成加热装置的加热源的多个加热器，如上所述地采用白炽灯结构，该白炽灯在由光透射性材料构成的发光管的内部设置灯丝而成。

另外，上述加热源具有多个灯组件，该灯组件排列配置有多个结构为将至少一个以上的灯丝排列在发光管的轴方向上的加热器。

图3是灯组件的概念图。灯组件LU例如包括多个加热器101、102、103、104、105、106、107。各加热器101、102、103、104、105、106、107例如分别具有多个灯丝F1、F2、F3。

上述多个灯丝F1、F2、F3具有可以分别独立地被供电的结构。图3的情形是21个灯丝可以分别独立地点灯。

另外，当然各加热器的个数、各加热器分别具有的灯丝的个数，并不被限定于上述的例子，可以任意地设定。

即，灯组件LU的各加热器的灯丝F1、F2、F3分别连接在个别的供电装置。图4是表示说明加热器101的各灯丝与电源部的连接例的概念图。

如图4所示地，加热器101的灯丝F1被连接在供电装置PS1。同样地，灯丝F2被连接在供电装置PS2，灯丝F3被连接在供电装置PS3。供电装置PS1、PS2、PS3相当于图1所示的电源部7。主控制部MC通过控制供电装置PS1、PS2、PS3的工作，可以个别地控制加热器101对灯丝F1、F2、F3的供电。

通过如此地构成灯组件LU，可以将从灯组件LU仅隔开预定距离的被处理物上的照度分布设定为精密且任意的分布。

因此，可以将被处理物上的照度分布相对于被处理物形状设定为非对称。因此，即使被热处理即被热处理的基板中的部位性温度变化程度的分布相对于基板形状为非对称的情况，也与此对应地可以设定被处理物上的照度分布，可以均匀地加热被处理物。

另外，在被处理物6的大致中央部中，相邻的加热器所具有的灯丝，可以将从较邻接配置的多个灯丝发射出的光的强度分布设定为大致相等的情况下，对这些多个灯丝的供电，可以使用相同的供电装置来进行。

例如图5所示地，在被处理物6的大致中央部，可以将从相邻的加热器103、104的各灯丝F2、F2发射出的光强度分布设定为大致相等的情况下，也可以由各自独立的供电装置PS1A、PS3A、PS1B、PS3B来进行对加热器103的灯丝F1、F3、及加热器104的灯丝F1、F3的供电，而对加热器103、104的各灯丝F2、F2的供电由同一供电装置PS2进行。

另外，在被处理物6的大致中央部，也可以将从各加热器的相邻的灯丝发射出的光强度分布设定为大约相等的情况下，对这些相邻接的灯丝的供电，也可以用同一的供电装置来进行。

例如图6所示地，在被处理物6的大致中央部，可以将从加热器103的相邻的灯丝F2、F3发射出的光强度分布设定为大约相等的情况下，或可以将从加热器104的相邻的灯丝F2、F3发射出的光强度分布设定为大约相等的情况下，则由各自独立的供电装置PS1A、PS3A、PS1B、PS3B来进行对加热器103的灯丝F1、F4、及加热器104的灯丝F1、F4的供电，由同一供电装置PS2A来进行对加热器103的相邻的灯丝F2、F3的供电，由同一供电装置PS2B来进行对加热器104的相邻的灯丝F2、F3的供电。

即，将构成灯组件的加热器的个数设为n，将各加热器具有的被分割的灯丝个数设为m时，灯组件具备的n×m个灯丝的至少两个由共同的供电装置来供电。

另外，灯组件有两组的情况下，将构成第一灯组件的加热器的个数设为n1，将各加热器具有的被分割的灯丝个数设为m1，将构成第二灯组件的加热器的个数设为n2，将各加热器具有的被分割的灯丝个数设为m2时，第一灯组件及第二灯组件具备的n1×m1+n2×m2个灯丝中的至少两个由共同的供电装置来进行供电。

总结而言，不是对包含于灯组件的所有灯丝各自个别设置供电装置，而根据期望的照度分布，也可以将多个灯丝连接于一台供电装置。换言之，多个加热器的电路式的分割方法可以根据期望的照度分布而任意地设定。

另外，在上述图4至图6中表示：连接加热器101、103、104的各灯丝F1、F2、F3、F4的两端与供电装置PS1、PS1A、PS1B、PS2、PS2A、PS2B、PS3、PS3A、PS3B的各供电线，从加热器101、103、104的两端部以外被拉出。这是为了易于理解灯丝与供电装置的连接形式而概念性地表示的，实际上，如下述图7至图10所示地，上述各供电线是均从加热器101、103、104的两端部被拉出。

例如，在下述的图7中，连接灯丝14a和供电装置19a的供电线采用如下的结构：供电线15a、15d与从分别设于加热器1两端的密封部12a、12b向外部突出的外部引线18a、18d经由金属箔13a、13d连接，由此从加热器1的两端被拉出。同样地，连接灯丝14b和供电装置19b的供电线采用如下结构：供电线15b、15c与从密封部12a、12b向外部突出的外部引线18b、18c经由金属箔13b、13c连接，由此从加热器1的两端被拉出。

上述加热装置100所具备的第一灯组件10、第二灯组件20，是沿袭灯组件LU的概念，各加热器1构成为在发光管的轴方向上排列至少一个以上的灯丝。

如图1、图2所示地，第一灯组件10是在被处理物6的上方沿与纸面的垂直方向并列配置10个加热器1(1a、1b、……1j)而构成，第二灯组件20是在被处理物6上方与灯组件10上方接触或隔开配置，与纸面平行地并列配置10个加热器1(1k、1l、……1t)而构成。

另外，各加热器1可以是如下的结构：应极力减低对被处理物外的区域照射无谓的光，该发光区域(下述的灯丝全长)与被处理物中各灯丝横截的区域的长度至少对应。所谓「至少对应」是意味着各灯丝的全长与被处理物中灯丝横截的区域的长度相同的情况，还意味着稍超过被处理物中各灯丝横截区域的长度的情形。

在此，设定为发光区域与被处理物中各灯丝横截的区域的长度至少对应的情况下，也可以调整各加热器1(1a、1b、……1j)，(1k、1l、……1t)中的灯丝个数。例如在图2中，将加热器1a、1j中的灯丝个数调整为1，将加热器1b、1i中的灯丝个数调整为2，将加热器1c、1h中的灯丝个数调整为3。

或者，各加热器1(1a、1b、……1j)，(1k、1l、……1t)中的灯丝个数是相同数，也可以使每一个灯丝的长度在各加热器1(1a、1b、……1j)，(1k、1l、……1t)中不相同。例如将加热器1b的各灯丝F1、F2、F3的长度形成为比加热器1a的各灯丝F1、F2、F3的长度长，将加热器1c的各灯丝F1、F2、F3的长度形成为比加热器1b的各灯丝F1、F2、F3的长度长，从而可以设定为，各灯丝F1、F2、F3的全长度与被处理物中灯丝(F1、F2、F3)横截的区域的长度至少对应。

另外，也可以考虑灯丝的个数及长度两者。

另外，被处理物6也可以配置在第一灯组件10与第二灯组件20之间。

作为第一灯组件10、第二灯组件20的具体结构例，例如可以仍然采用专利文献2所记载的第一灯组件的结构。但是，如上所述地，使用于专利文献2所记载的第一灯组件的、具有由水平部和一对垂直部构成的U形状的灯，是隔着各灯不能忽略的程度的空间而隔开地配置，因此在与该空间正下方对应的部分，照度会较急峻地变化(降低)。

因此，可以个别地点亮各灯，或个别地调整对各灯的供电来任意地设定被处理物上的照度分布，也因上述空间的影响，被处理物上的照度分布设定被显著地限制，实用上成为问题的可能性较大。另外，若使用具有U形状灯，则需要与灯的垂直部对应的空间，因此，从小空间化的观点上不理想。

在此，发明人等为了回避因上述专利文献2所记载的第一灯组件的结构产生的实用上的不便，而创作了以下所示的新结构的加热器。

以下，使用图7说明本发明的第一实施方式的加热器。图7(a)是表示立体图；图7(b)是表示由图7(a)所示的A-A’线截断的截面图；

如图7所示地，加热器1具备发光管11，该发光管11例如由石英玻璃等的光透射性材料构成，由正交于该轴方向的平面来截断的情况下截面具有长圆形状。所谓「长圆形状」是指上述截面的长度方向的长度a，比与长度方向垂直的方向上的长度b大的所有形状(例如椭圆形状等)。另外，发光管1也可以是上述截面为圆形状。

发光管11在一端侧埋设有金属箔13a、13b，通过收缩密封而形成了密封部12a，在另一端埋设有金属箔13c、13d与一端侧同样形成了密封部12b，气密地密封发光管内部。在发光管11的内部，在同一轴上沿着发光管11的轴隔开空间L1而设有例如由钨构成、在发光管11的轴方向上被分割为两个灯丝14a、14b。

该空间L1是灯丝14a、14b不存在的空间即非发光区域，因此空间L1的全长过大的情况下，在被处理物上的照射光的强度分布产生偏差。因此，空间L1的全长是尽量小较为理想。然而，空间L1的全长过小的情况下，则在长度方向上相对置的灯丝14a与14b之间容易发生不期望的放电。因此，空间L1的全长需要大到某种程度。根据这些知识，进行了实验的结果，要做成能够极力减小被处理物上的照射光的强度分布的偏差，且在长度方向上对置的灯丝14a与14b之间不发生不期望的放电，可知空间L1的全长被设定在2mm～8mm的范围较理想。空间L1的全长被设定在2mm～5mm的范围最理想，例如为5mm。

本发明的加热器的特征在于，上述被分割成两个灯丝分别独立地供电，详细如下所述。

灯丝14a在一端侧与连接在金属箔13a的供电线15a电连接，而在另一端侧与连接在金属箔13d的供电线15d电连接。详细地，供电线15d与灯丝14b相对置的部位的外侧，被例如由石英玻璃构成的绝缘管16b覆盖，被连接于灯丝19a的另一端侧。由此，可确实地防止在对置的灯丝14b与供电线15d之间发生不期望的放电。

灯丝14b作成与灯丝14a同样，在一端侧与连接在金属箔13c的供电线15c电连接，在另一端侧与连接在金属箔13b的供电线15b电连接。供电线15b的与灯丝14a相对置的部位，被例如由石英玻璃构成的绝缘管16a覆盖，被连接在灯丝14b的另一端侧。

这种灯丝14a及14b由锚(anchor)17来支承，该锚17在发光管11的轴方向上设有多个，夹持在发光管11的内壁与绝缘管16a或16b之间。

另外，分别从密封部12a向外部导出的外部引线18a和18b与密封部12a侧的金属箔13a和13b电连接，外部引线18c和18d也同样地与密封部12b侧的金属箔13c和13d分别电连接。由此，灯丝14a与外部引线18a和18d电连接，灯丝14b与外部引线18b和18c电连接。

另外，上述结构的加热器1在外部引线18a与18d之间连接有第一供电装置19a，在外部引线18b与18c之间连接有第二供电装置19b，灯丝14a及14b分别通过个别的供电装置独立地供电，由此加热器进行点灯驱动。供电装置19a及19b是可变电源，例如如下述那样，灯丝14a正下方的被处理物的温度比灯丝14b的正下方的被处理物的温度低的情况下，增加对灯丝14a的供电，由此可以调整为增加从灯丝14a发射出的光量。

上述的第一供电装置19a、第二供电装置19b，与图1所示的加热装置的电源部7对应。在此，加热器1(1a、…、1j、1k、…、1t)各自为如图7所示的结构，在各灯丝上分别连接有供电装置的情况下，40个供电装置相当于上述的电源部7。

另外，各供电装置可以对灯丝供给DC电力，也可以供给AC电力。

根据如上述的本发明的第一实施方式的加热器，如图7所示地，与灯丝14a电连接的一对外部引线18a及18d从连续于发光管两端的密封部12a及12b分别导出到外部，与灯丝14b电连接的一对外部引线18b及18c从密封部12a及12b分别导出至外部，由此，对加热器施加高电压时，一对外部引线不在相同的密封部，因此具有难以发生绝缘电阻不良或漏电等不良状况等的效果。

在此，考量第一供电装置19a、第二供电装置19b对各灯丝14a及14b供给DC电力的情形。第一供电装置19a的高电压侧与外部引线18a连接，第二供电装置19b的低电压侧与外部引线18b连接的情况下，外部引线18a及外部引线18b的电位差增大。因此，根据情况，在密封部12a中，也不能说没有发生绝缘电阻不良、漏电等不良状况的可能性。因此，对存在于相同密封部的各灯丝的各外部引线的供电，期望设定为不增大各外部引线之间的电位差。

图7所示的加热器的情况，例如构成为将第一供电装置19a的高电压侧连接于外部引线18a，将第二供电装置19b的高电压侧连接于外部引线18b。

另一方面，考量第一供电装置19a、第二供电装置19b向各灯丝14a及14b供给AC电力的情形。在此，从第一供电装置19a向一对外部引线18a及18d施加的电压的电压波形的相位，与从第二供电装置19b向一对外部引线18b及18c施加的电压的电压波形的相位产生偏差的情况下，在某一时间点，密封部12a的外部引线18a与外部引线18b的电位差、密封部12b的外部引线18c与外部引线18d的电位差增大。因此，根据情况，在密封部12a及12b中，也不能说没有发生绝缘电阻不良或漏电等的不良状况的可能性。

因此，外部引线18a与外部引线18b的双方、或外部引线18c与外部引线18d的双方被接地较理想。

另外，供电线15b及15d，由绝缘管16a及16b覆盖着与灯丝14a及14b对置的部位，因此，在对置的灯丝14a及14b之间可以确实地防止发生不期望的放电。

另外，如图7所示，发光管由正交于其轴方向的平面来截断的情况的截面具有长圆形状，由此可以容易实现如下结构：在纵方向(图7(b)所示的a方向)上，沿着发光管的轴方向并列配置灯丝14a和14b、覆盖供电线15b和15d的绝缘管16a及16b。

另外，根据具备本发明的第1实施方式的加热器的加热装置，通过具备结构为在由光透射性材料构成的发光管11的内部设置有灯丝14、被分割的各灯丝14a及14b分别独立地被供电的加热器10，具有以下效果。

即，图2所示的被处理物6中，事先已知例如加热器1b与加热器1m至1o交叉的部位的正下方的周边区域(以下也称为区域1)的温度，比被处理物6中的其他区域(以下也称为区域2)的温度低的情况下，或者，区域1中的温度上升程度比区域2的温度上升程度小的情况下，增加对与加热器1b的区域1对应的灯丝的供电来增加来自灯丝的发光光量，由此，确实地防止在区域1与区域2之间产生温度分布，可以在被处理物6整体实现均匀的温度分布。

而且，构成将如下结构的加热器1并列配置多个而成的加热装置，该加热器在一个发光管11的内部，沿着发光管的轴在同一轴上配置有多个在发光管的轴方向上被分割的灯丝，由此，将各灯丝14a与14b之间的空间L1的全长，可以做成极力缩小被处理物上的照射光的强度分布偏差、并且在长度方向上相对置的灯丝14a与14b之间不发生不期望的放电的范围，即、2～8mm的范围，特别理想是极为缩小到2mm～5mm的范围，因此，与现有装置相比，可以使被处理物6的温度分布均匀，而且通过缩小设置加热器所需的空间(主要为高度方向)，因此可以使加热装置小型化。

另外，被处理物6为具有圆形状的半导体晶片时，考量将半导体晶片表面分割成径向的宽度大致相同、同心状的多个圆环状虚拟区域的情形。另外，最内侧的区域形成圆形区域。该情况下，位于包含半导体晶片的边缘部分的最外侧的圆环状虚拟区域的、区域外侧的圆直径，与其他圆环状虚拟区域相比较成为最大。因此，位于最外侧的圆环状虚拟区域的面积，与其他圆环状虚拟区域相比较最大。

另一方面，边缘部分附近是产生来自端面的散热并且与支承半导体晶片的固定台5相接触的部分。因此，比其他接近于中心的圆环状虚拟区域更容易散热，结果容易产生温度分布。因此，位于最外侧的圆环状虚拟区域与其他虚拟区域相比较，半导体芯片容易成为不合格品。尤其是，如上述那样，位于最外侧的圆环状虚拟区域与其他区域相比较面积为最大，因此，不能忽略成为不合格品的半导体芯片的数量的多少。

因此，对具有本发明的加热器的加热源进行控制，对发射的光强度分布进行变更设定，以便位于最外侧的圆环状虚拟区域的温度分布变小，使容易产生温度变化的部位即半导体晶片的边缘部分的温度分布均匀，由此成为可以供给多数优质的半导体芯片。

若在被处理物中各加热器1的各灯丝横截的区域与各灯丝的全长相同，则上述各灯丝横截的区域的端部，相当于灯丝与供电线的边界部分。供电线不发光，所以与对该区域的光照射有关的是加热器发光的部分和不发光的部分。另一方面，该区域以外的光照射仅与加热器的发光部分有关。作为结果，照射在该区域的光量与照射在该端部以外的区域的光量相比较变小，被处理物的边缘部分的温度比上述区域的其他部位更加下降，由此具有产生温度分布的可能性。

另一方面，如各灯丝的全长大幅度超过该区域，向加热器投入过多的能量，所以光能的利用效率降低。

在此，在各加热器1中，使其灯丝的全长与在被处理物中各灯丝横截的区域的长度至少对应，尤其是，各灯丝的全长设定成稍超过在被处理物中各灯丝横截的区域的长度，由此，可以使发射出的光强度小的灯丝端部远离被处理物的边缘部分，另外，可以极力减少对被处理物以外的区域照射无谓的光。因此，不用担心产生如上述的问题。

接着，使用图8说明本发明的第2实施方式的加热器。图8是表示本发明的第2实施方式的加热器的立体图；另外，在图8中，对于与图7相同或相当部分以相同符号表示。

如图8所示地，第2实施方式的加热器40，是在轴方向上被分割的两个灯丝14a和14b，沿着发光管11的轴设置于相同轴上。在灯丝14a与14b之间，例如由石英玻璃构成的绝缘体41以存有空间的方式介于灯丝14a与14b之间。另外，绝缘体41与灯丝14a及14b也可以相抵接。供电线15d是经过设于绝缘体41上的贯通孔42，而且与灯丝14b对置的部位外侧由绝缘管16b覆盖，一端侧与金属箔13d电连接，而另一端侧与灯丝14a电连接。供电线15b经过设于绝缘体41的贯通孔43，而且与灯丝14a对置的部位外侧由绝缘管16a覆盖，一端侧与金属箔13b电连接，而另一端侧与灯丝14b电连接。

绝缘体41的轴方向的厚度L2是在灯丝14a与14b之间不会发生不期望的放电的1mm～3mm的范围，例如为2mm。在绝缘体41与灯丝14a及/或14b之间存有空间的情况下，能够极力减小被处理物上的照射光的强度分布的偏差，并且，灯丝14a与14b的隔开距离L3是3mm～8mm的范围较理想，特别理想的是3mm～5mm的范围，例如为5mm，以便在长度方向上相对置的灯丝14a与14b之间不会发生不期望的放电。

根据这种第2实施方式的加热器40，也具有与第1实施方式的加热器同样的效果。即，在具备加热器40的加热装置中，可以具有对被处理物6的整体实现均匀的温度分布、可以小型化等的效果。

而且，通过绝缘体41介于灯丝14a及14b之间，可确实地防止在灯丝14a及14b之间产生不期望的放电。另外，连接在灯丝14a及14b的供电线15d及15b，经过设置于绝缘体41的贯通孔42及贯通孔43，由此，供电线15d与15b由绝缘体41隔开，因此，可以确实地防止两供电线接触而短路。

另外，下面使用图9说明本发明的第3实施方式的加热器。图9是表示本发明的第3实施方式的加热器的立体图；另外，在图9中，对于与图7相同以及相当部分以相同符号表示。

如图9所示地，加热器50，在发光管11的内部隔着绝缘体53对置设置有两个灯丝组合体51及52，在发光管11的轴方向上被分割的两个灯丝14a与14b，沿着发光管11的轴设置于同一轴上。绝缘体53以存有空间的方式设置在灯丝14a及14b之间。灯丝14a与14b的隔开距离L4可以极力减小被处理物上的照射光的强度分布偏差，并且，为3mm～8mm的范围较理想，特别理想的是3mm～5mm的范围，例如为5mm，以便在长度方向上相对置的灯丝14a与14b之间不会发生不期望的放电。

灯丝组合体51包括灯丝14a、供电线15a、供电线15b、绝缘管16a，该组合体的供电线15b与灯丝14a相连接侧端部弯曲形成为匚形状，与灯丝14a对置的部位即连接于匚形状部分的直线部分由绝缘管16a覆盖。

灯丝组合体52包括灯丝14b、供电线15c、供电线15d、绝缘管16b，该组合体的供电线15d与灯丝14b连接侧的端部弯曲形成为匚形状，与灯丝14b对置的部位即与匚形状部分连接的直线部分由绝缘管16b覆盖。

电连接于灯丝14a的外部引线18a及18b从密封部12a分别导出到外部，电连接于灯丝14b的外部引线18c及18d从密封部12b分别导出到外部。

另外，如图9所示地，加热器50具有如下结构：供电装置19a电连接在外部引线18a与18b之间，另外，供电装置19b电连接在外部引线18c与18d之间，而通过个别的供电装置分别独立地进行对灯丝14a及14b的供电。

根据这种第3实施方式的加热器50，也可具有与第1实施方式的加热器同样的效果。即，在具备加热器50的加热装置中，可以具有被处理物6的整体上实现均匀的温度分布的、可小型化等的效果。

而且，根据加热器50，由密封部12a侧的外部引线18a及18b对灯丝14a供电，由密封部12b侧的外部引线18c及18d对灯丝14b供电，由此，在介于灯丝14a与14b之间的绝缘体53不设置用于通过供电线的贯通孔，也没有两供电线短路的可能性，因此，可减低制作加热器所需的费用。

另外，在加热器50中，电连接在灯丝14a的一对外部引线18a和18b从同一密封部12a分别导出到外部，电连接于灯丝14b的一对外部引线18c及18d从同一密封部12b分别导出到外部。因此，对加热器施加高电压的时候，需要考量绝缘结构、漏电对策等。

另外，使用图10说明本发明的第4实施方式的加热器。图10是表示本发明的第4实施方式的加热器的正视图；另外，在图10中，针对与图7相同及相当部分以同一符号表示。

如图10所示地，加热器60的发光管11在一端侧埋设金属箔13a、13b及13c并收缩密封来形成了密封部12a，在另一端侧埋设金属箔13d、13e、13f并收缩密封来形成了密封部12b，发光管内部气密地被密封。在这种发光管11的内部，在轴方向上被分割成三个灯丝14a、14b、14c沿着发光管11的轴设置于同一轴上。在灯丝14a与14b之间介设有绝缘体61a，在灯丝14b与14c之间介设有绝缘体61b。又在金属箔13a、13b、13c、13d、13e及13f，分别电连接有外部引线18a、18b、18c、18d、18e及18f。

灯丝14a在一端侧与连接在金属箔13a的供电线15a电连接，在另一端侧与连接在金属箔13f的供电线15f电连接。详细地，供电线15f经过设置于绝缘体61a的贯通孔611a、与灯丝14b对置的绝缘管16c、设置于绝缘体61b的贯通孔611b、及与灯丝14c对置的绝缘管16f，同金属箔13f连接。

灯丝14b在一端侧经过设置于绝缘体61a的贯通孔612a、及与灯丝14a对置的绝缘管16a，并且与连接在金属箔13b的供电线15b电连接。在灯丝14b的另一端侧，经过设置于绝缘体61b的贯通孔612b，及与灯丝14c对置的绝缘管16e，同连接在金属箔13c的供电线15e电连接。

灯丝14c，在一端侧与连接在金属箔13c的供电线15c电连接，在另一端侧与连接在金属箔13d的供电线15d电连接。详细地，供电线15c经过设置于绝缘体61b的贯通孔613b、与灯丝14b对置的绝缘管16d、设置于绝缘体61a的贯通孔613a、及与灯丝14a对置的绝缘管16b，同金属箔13c连接。

加热器60在外部引线18a与18f之间连接有第一供电装置62，在外部引线18b与18e之间连接有第二供电装置63，在外部引线18c与18d之间连接有第三供电装置64。即，灯丝14a、14b及14c通过分别由个别的供电装置独立地被供电，加热器进行点灯躯动。供电装置62、63及64是可变电源，根据需要可以调整供电量。

在此，上述的供电装置62、63、64，与图1所示的加热装置的电源部7相对应。在此，加热器1(1a、…、1j，1k、…、1t)各自为如图10所示的结构，在各灯丝上分别连接有供电装置的情况下，60个供电装置相当于上述电源部7。

另外，各供电装置可以对灯丝供给DC电力，也可以供给AC电力。

根据这种第4实施方式的加热器，在轴方向被分割成三个灯丝14a、14b及14c，沿着发光管11的轴设置于同一轴上，并且可以由个别的供电装置调整对各该灯丝的供电量，因而可以自如地调整从各该灯丝发射出的光量。由此，与上述实施方式1至3的加热器相比较，可以调整更窄小区域的温度，所以具有可以更加提高被处理物6的温度分布的均匀性的效果。

另外，与第1至第3实施方式的加热器同样地，具有可以小型化加热装置等的效果。

以下，表示具备本发明的加热器的加热装置的数值例。本发明并不被限定于以下表示的数值例。

发光管11由石英玻璃构成，在包含与发光管的轴正交的平面的截面中，图7(b)所示的a为11mm，该图所示的b为8mm。另外，发光管11是管厚为1mm、全长(加上两密封部12的长度)为447mm的直管状。

灯丝14是将线径0.53mm的钨线以0.66mm的间距卷绕，来构成外径3.86mm的线圈状，灯丝14a及14b的全长分别为200mm。

绝缘管16是由石英玻璃构成、外径为2mm、内径为1mm、全长为205mm的直管状。

另外，根据上述第1至第4实施方式的加热器，表示了被分割的各灯丝设置于同一轴上的形态，本发明并不被限定于此。即，本发明也可以采用被分割的各灯丝未设置于同一轴上的结构。

Claims (14)

1.一种加热器，在由光透射性材料构成的一根发光管内部设置灯丝而构成，其特征在于，

上述灯丝在轴方向上被分割为多个，被分割的各灯丝分别独立地被供电。

2.如权利要求1所述的加热器，其特征在于，在上述各灯丝之间设置有绝缘体。

3.如权利要求1所述的加热器，其特征在于，与上述各灯丝电连接的供电线分别被导出到上述发光管的相反侧端部。

4.如权利要求1所述的加热器，其特征在于，与上述各灯丝电连接的供电线分别被导出到上述发光管的同一端部。

5.如权利要求3所述的加热器，其特征在于，上述供电线的与上述灯丝相对置的部位被绝缘管覆盖。

6.如权利要求4所述的加热器，其特征在于，上述供电线的与上述灯丝相对置的部位被绝缘管覆盖。

7.如权利要求1所述的加热器，其特征在于，上述发光管的截面具有长圆形状。

8.一种加热装置，其特征在于，将权利要求1所述的加热器并列配置多个而成。

9.一种加热装置，其特征在于，具有由权利要求1所述的加热器构成的灯组件，将从该灯组件发射出的光照射到被处理物上来加热被处理物，上述灯组件是并列配置多个上述加热器而构成。

10.一种加热装置，其特征在于，具有：第一灯组件，并列配置多个权利要求1所述的加热器而构成；及第二灯组件，并列配置多个权利要求1所述的加热器而构成；将从该第一灯组件和第二灯组件发射出的光照射到被处理物来加热被处理物，

上述第一灯组件与上述第二灯组件配置在相互对置的位置；

构成上述第一灯组件的各加热器的轴方向与构成上述第二灯组件的各加热器的轴方向相互交叉。

11.如权利要求10所述的加热装置，其特征在于，被处理物配置在上述第一灯组件与上述第二灯组件之间的空间。

12.如权利要求9所述的加热装置，其特征在于，将构成上述灯组件的加热器的个数设为n，将各加热器具有的被分割的灯丝个数设为m时，上述灯组件具备的n×m个灯丝中的至少两个由共同的供电装置供电。

13.如权利要求10所述的加热装置，其特征在于，将构成上述第一灯组件的加热器的个数设为n1，将上述加热器具有的被分割的灯丝的个数设为m1，将构成上述第二灯组件的加热器的个数设为n2，将上述加热器具有的被分割的灯丝的个数设为m2时，上述第一灯组件与第二灯组件具备的n1×m1+n2×m2个灯丝中的至少两个由共同的供电装置供电。

14.如权利要求8或9所述的加热装置，其特征在于，对各加热器变更灯丝的全长，以适合于被处理物。

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