JP5538906B2 - 急速熱処理チャンバ用のランプ - Google Patents

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Description

関連出願
[0001]本出願は、2007年2月15日に出願された米国特許出願第11/675,150号の利益を主張するもので、その開示内容は、参考として本願にそのまま援用される。
背景
[0002]本発明の実施形態は、一般的に、半導体処理システムに関し、より具体的には、半導体処理システムにおける予熱のためのランンプに関する。
[0003]半導体チップ製作では、半導体基板又はウェハ上に表面構造体を生成し、化学的に変更し又はエッチングするために、急速熱処理(RTP)システムが使用されている。このRTPは、典型的に、ランプヘッドに嵌合されて基板又はウェハに向けられた高強度白熱ランプの配列に依存している。これらのランプは、電気的に電力を供給され、非常に急速にオン及びオフに切り換えることができ、その放射の実質的な部分を基板に向けることができる。その結果、チャンバを実質的に加熱しなくてもウェハを非常に急速に加熱することができると共に、ランプから電力が除去されると、同程度に急速に冷却することができる。
[0004]本出願の譲受人に譲渡され参考の為に本願に援用される米国特許公報第5,155,336号にはRTPシステムの一例が説明されており、このシステムは、半導体処理チャンバと、半導体処理チャンバに配置された熱源アセンブリ又はランプヘッドとを含んでいる。ランプヘッドには、多数のタングステン−ハロゲンランプが配置され、それらのランプは、チャンバ内の基板を約300℃/秒の割合で1200℃程度及びそれより高い温度まで加熱することができる。処理中に、ランプからの赤外線放射が、上部窓、光通路及び下部窓を通して処理チャンバ内の回転する半導体基板へ放射される。このように、ウェハは、必要な処理温度に加熱される。
[0005]図1に示すように、半導体処理に使用するための従来のハロゲンランプ10(タングステン−ハロゲンランプとも称される)は、電球12(管球とも称される)を備え、これは、短い内部リード16と長い内部リード18との間に電気的に結合されたコイル14の形態の放射発生フィラメントを有している。内部リード16及び18は、フォイル22によって外部リード26に結合される。フォイル22は、通常、モリブデンから作られる。内部リード、外部リード及びフォイルは、ランプベース20で所定位置に位置保持される。ランプベースは、製造中に、フォイルエリアにわたって一緒にプレスされ、ランプ電球をハーメチックシールするプレスシールを形成する。電球12は、通常、石英で作られ、典型的に、ハロゲン含有ガスが充填される。
[0006]半導体処理動作中に、このようなランプは、チャンバに置かれた基板を加熱するために処理チャンバ内でパターン化された配列で置かれる。これらのランプは、上述したように、非常に高い温度で動作する。典型的に、ランプからの放射エネルギーのほぼ半分が、多数の反射の後に、関連光パイプの端部から出て行く。また、ランプからの放射エネルギーのほぼ半分が、ランプのベース20及び反射板/ランプヘッド構造体で吸収される。これは、開放空間におけるランプ放射に比して、ランプのベースを非常に高い温度に到達させる。ベースが高温になり過ぎると、平均ランプ寿命が実質的に短縮される。このランプ劣化は、電気エネルギーをフィラメントへ運ぶフォイル22の周りのシールの破裂によって生じる。約300℃より上では、通常モリブデンで作られたフォイルが容易に酸化し、それにより生じるモリブデン酸化物が体積の膨張を引き起こし、石英を破裂させるか又は開路(open circuit)を生じさせる。従って、ランプベース20を冷却する手段を設けることが必要になる。
[0007]更に、ランプベース20から熱を取り去るために精巧な構造体が設計されている。従来の方法によれば、ランプベース20は、多孔性のポッティングコンパウンドを使用して高精度外径ステンレス鋼管内部にカプセル化される。この高精度ステンレス鋼管は、外面(その長さのほとんど)が水冷される別の高精度ステンレス鋼管へ挿入される。電球からの放射エネルギーを反射して除去するために、電球の一部分を囲む反射スリーブが設けられている。この精巧な冷却メカニズムは、長いランプ寿命を許容するのに足る低い温度でランプを動作させる。
[0008]ランプから熱を運び去るのに使用される別の解決策は、ランプ電球の内部で、ランプフィラメント又はコイルとランプベースとの間に熱シールド又は反射プレートを配設することである。熱シールド又は内部反射プレートを含むランプ電球の例が、PCT国際公開公報第WO02/03418号及び米国特許公報第6,744,187号に開示されている。電球内部に熱シールド又は反射プレートを有するランプ電球は有効であるが、これらの解決策は、電球アセンブリに付加的な部品を追加することを要する。
[0009]上述したランプ冷却解決策にも関わらず、ランプ、ランプベース、及びランプヘッド/反射スリーブからの熱の消散を改善するための付加的な方法を提供することが要望されている。
[0010]本発明の一実施形態は、ランプアセンブリにおいて、一対のリードに取り付けられた少なくとも1つの放射発生フィラメントを包囲し、内面、外面を有している電球と、一対のリードを受け入れるよう構成されたランプベースとを備え、ランプアセンブリは、基板熱処理チャンバ内で少なくとも約1100℃までの温度、例えば、1350℃に基板を加熱するのに使用するよう適応され、電球の少なくとも一部分にはランプベースから光を反射又は散乱させるよう適応される表面処置部が施されたランプアセンブリに関する。一実施形態では、表面処置部は、金、銀、窒化硼素及びその組み合わせのような材料を含む被覆を電球の少なくとも一部分の外部に施すことを含む。特定の実施形態では、被覆は、金の塗装である。一実施形態によれば、表面処置部は、電球の下部をカバーする。他の実施形態では、被覆は、粉末シリカ、アルミナ、ジルコニア、又はその組み合わせを含む。
[0011]1つ以上の実施形態において、表面処置部は、電球の一部分の内面における拡散散乱部分を含む。他の実施形態において、表面処置部は、電球の内部に粗面を与える酸処置部を含み、その粗面は、ベースからの光を散乱させ、ランプベースに向かう放射の移動を最小にするように適応される。更に別の実施形態では、表面処置部は、ベースからの光を散乱させ、ランプベースに向かう放射の移動を最小にするための内面における焼結粉末材料の層を含む。この焼結粉末材料は、粉末石英、アルミナ及びその混合物を含み、また、焼結粉末材料は、低融点ガラスのような適当なバインダー、例えば、Bのようなアルカリガラスと混合されてもよい。1つ以上の実施形態において、表面処置部は、注がれた内部反射材料、例えば、窒化硼素を含む。
[0012]1つ以上の実施形態によれば、ランプアセンブリは、ランプベースを包囲するスリーブを更に備え、このスリーブは、その断面積が、電球の断面積の約1.2倍未満である。他の実施形態では、スリーブの断面積は、電球の断面積の約0.95倍未満である。特定の実施形態では、スリーブの断面積は、電球の断面積の約0.42倍未満である。ある実施形態によれば、ランプベース及びスリーブは、実質的に断面形状が同様である。
[0013]本発明の前述した特徴を詳細に理解できるように、概要について簡単に前述した本発明について、幾つかを添付図面に例示している実施形態に関して、以下により特定して説明する。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態のみを例示したもので、従って、本発明の範囲は、それに限定されるものではなく、本発明は、同等の効果を発揮できる他の実施形態も包含できることに注意されたい。
半導体処理に使用するための従来技術のハロゲンランプを示す。 本発明の実施形態によるランプアセンブリの断面図である。 本発明の実施形態によるランプ電球及びランプベースを示す。 本発明の実施形態によるランプアセンブリの斜視図である。
詳細な説明
[0018]本発明の実施形態は、一般に、基板熱処理チャンバにおいて基板を少なくとも約1100℃、例えば、約1350℃までの温度に加熱するのに使用するように適応されるランプアセンブリを提供する。1つ以上の実施形態によれば、半導体基板処理の用途に使用される急速熱処理装置に使用できるランプアセンブリは、電球から熱を流し去り、且つ放射がランプベースに向かって流れるのを防止するように設計される。本発明の実施形態によれば、ランプの寿命が延長されると共に、ランプ電球及びランプベースの過熱による早期のランプ故障が防止されることが予想される。以下の説明において本発明を完全に理解するために特定の細部について述べる。しかしながら、当業者であれば、これらの特定の細部がなくても本発明を実施できることが明らかであろう。他の点では、本発明を不必要に不明瞭にしないために、良く知られた要素は示さない。
[0019]本発明の実施形態によれば、ベースから光を散乱させると共に、ランプベースに向かう放射の移動を最小にするために、ランプ電球の少なくとも一部分に表面処置部が使用される。図2を参照すれば、基板処理チャンバ内の基板を処理するために熱エネルギーを供給するのに使用できるランプアセンブリ120の実施形態が示されている。しかしながら、ここに述べるランプアセンブリ120のこの実施形態及び他の実施形態は、単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するのに使用されるものではない。
[0020]一実施形態では、ランプアセンブリ120は、このランプアセンブリ120を収容し且つこのアセンブリ120から熱を伝達するための構造的な基礎をなすスリーブ又は本体24を備えている。スリーブ又は本体24は、収容壁28と、第1及び第2の端部32、36とを備えている。収容壁28は、第1及び第2の端部32、36に開口40a、40bを有する。一実施形態において、収容壁28は、熱伝達を容易にし、更に、反射面をなす金属で構成される。例えば、スリーブ24は、ブラシ掛け又は研磨を行って反射性とすることのできるステンレス鋼を備えてもよい。図示された実施形態において、スリーブ24は、製造し易い円形断面である。しかしながら、以下に更に述べるように、方形、長方形、三角形、及び多アーチ形状を含む他の断面形状も考えられる。1つ以上の実施形態において、スリーブ24の断面形状は、ランプベースの形状に実質的に適合する。スリーブ24の長手軸44は、収容壁28に平行で、更に、スリーブ24の断面に垂直である。
[0021]1つ以上の実施形態において、特に、許容できる表面仕上げをもつポッティングコンパウンドが使用されるときには、スリーブの無い構造とするようにスリーブ24が排除されてもよい。1つ以上の実施形態によれば、充分に円滑な仕上げをもつポッティングコンパウンドは、テフロンのような材料で作られた一時的な型を使用して、材料が硬化するまでポッティングコンパウンドの形状を所望の形態で保持することができる。このようなポッティングコンパウンドは、充填エポキシ或いはリン酸又はケイ酸アルミニウム結合セラミック粉末を含んでもよい。
[0022]図示されたランプアセンブリ120は、スリーブ又は本体24の第1端部32にシールされたランプ要素48を備えている。一般的に、このランプ要素48は、フィラメント56の周りに内部雰囲気を含む光透過性電球又は管球52を含む。この管球52は、管状、円錐、球状、及び多アーチ形状を含む種々の形状を含むことができる。電球又は管球52は、電気コネクタ64の貫通を許容するピンチシール端部又はランプベース60も備え、また、製造中に管球にガスを付加し又は除去するのに使用されてその後にシールされる真空管(図示せず)を含んでもよい。電球又は管球52は、石英、シリカガラス、アルミノシリケートガラス、又は他の適当な光透過性材料で構成される。管球52に収容される内部雰囲気は、例えば、ハロゲン含有ガスを含む。管球52及びランプベースは、半導体基板の急速熱プロセスチャンバに関連した高い温度及び急速な温度変化に耐えるように形成される。例えば、ランプアセンブリは、ウェハを少なくとも約1100℃までの温度及び約1350℃程度の温度に処理することから生じる局部的な環境、並びに約300℃/秒の温度変化に耐えることができなければならない。
[0023]ランプ要素48の管球52内にあるコイルの形態で示された放射発生フィラメント56は、その2つの端部68a、68bが電気コネクタ64に電気的に結合されている。フィラメント56は、抵抗性金属ワイヤ(1つの変形例では、タングステンワイヤ)を備える。フィラメント56は、単一又は複数のコイルや、或いは過剰巻きコイルを含むコイル巻きコイルを有することもできるし、或いは平坦なストリップ、波形の平坦なストリップ又は過剰巻きの平坦なストリップを含むこともでき、その中点又は端末点68a、68bにおいてランプ要素の電気コネクタ64に結合される。フィラメント56の電気的特性は、その単位長さ当たりの重量、直径、及びコイルパラメータのようなパラメータを調整することにより変えることができる。動作中に、フィラメント56は、例えば、約120VAC,rmsの動作電圧で約1kWまでのワット範囲において放射を発生することができる。典型的に、放射は、深紫外線、紫外線、可視光線、赤外線又は近赤外線レンジである。
[0024]ランプ要素の電気コネクタ64は、ランプ要素の管球52の外部の電源からフィラメント56へ電力を供給し、フィラメント56と電源との間の連続的な電気接続を形成する。ランプ要素の電気コネクタ64は、典型的に、モリブデン製ワイヤのような、導電性に優れた金属ワイヤ72又はフォイル76或いはその組み合わせで構成される。また、コネクタ64は、他の金属、例えば、タングステン、ニッケルメッキ鋼、又は電気抵抗が低く且つ高い電流を確実に搬送できる他の金属を備えてもよい。
[0025]管球52のピンチシール端部又はランプベース60は、管球52がランプ要素48の電気コネクタ64の周りで物理的に制限される領域を含む。コネクタ64は、これが管球52に入り込むときにピンチシール端部又はランプベース60を貫通し、それによって所定の位置で保持されて、外部電源をフィラメント56に電気的に結合する。ピンチシール端部又はランプベース60は、管球52の内部雰囲気の圧力及び組成を維持するためにハーメチックシールを形成する。ランプ要素48は、スリーブ又は本体24の第1端部32において少なくとも部分的にシールされる。
[0026]また、ランプアセンブリ120は、ランプアセンブリ120の第2端部36からランプ要素48へ電力を伝送するための1つ以上の伝送ワイヤ80も備えている。一実施形態において、ランプアセンブリ120は、ランプ要素48の一対の電気コネクタ64の1つに各々が接続される一対の伝送ワイヤ80を備えている。この伝送ワイヤ80は、電気抵抗が比較的低い導電性ワイヤである。一実施形態において、伝送ワイヤ80の電気抵抗は、約0.1オーム以下である。伝送ワイヤ80は、その一端が、半田接続、溶接接続、物理的磨滅(abrasion)、音波結合、或いは安定した比較的に低抵抗の電気的接続を確立する他の形式の接続により、ランプ要素48の電気コネクタ64に電気的に接続される。また、伝送ワイヤ80は、それらの動きや曲げを許容する弾力性も有する。例えば、1つの変形例では、伝送ワイヤ80は、ヤング率が約30GPaから約130GPaである。これは、伝送ワイヤ80をランプアセンブリの組立中及び動作中に曲げたり操作したりするのを許容しながらも、それらの形状を保つに充分な量の剛性を保有することも許容する。
[0027]ランプアセンブリ120は、スリーブ又は本体24内にポッティングコンパウンド84を備え、これは、ランプアセンブリ120の発熱要素とスリーブ又は本体24との間の熱伝達を促進する。発熱要素は、例えば、ランプ要素48及び伝送ワイヤ80を含むことができる。ポッティングコンパウンド84は、熱エネルギーをスリーブ又は本体24へ伝達し、次いで、スリーブ又は本体24が熱をランプアセンブリ120から伝達することができる。一実施形態において、ポッティングコンパウンド84は、少なくとも、ランプ要素48のピンチシール端部又はランプベース60と、スリーブ又は本体24の収容壁28との間にある。例えば、ポッティングコンパウンド84は、実質的に全ピンチシール端部又はランプベース60の周りにあって、収容壁28までの全域に延びることができる。また、ポッティングコンパウンド84は、ランプ要素48のピンチシール端部又はランプベース60を越えて延びることもでき、例えば、一実施形態において、ポッティングコンパウンド84は、スリーブ又は本体24の第2端部36に向けて延びる。一実施形態において、ポッティングコンパウンド84は、スリーブ又は本体24の全長の約90%に延びる。
[0028]ポッティングコンパウンド84は、有効に熱を伝達するために充分な熱伝導率をもつ材料で構成される。例えば、一実施形態において、ポッティングコンパウンド84は、熱伝導率が約1W/(K−m)から約1.6W/(K−m)の材料で構成される。ポッティングコンパウンド84は、水分含有量を減少するか又は除去するためにランプアセンブリ120の製造中に加熱される。例えば、一実施形態において、加熱後に、ポッティングコンパウンド84は、水分含有量が0.1重量%以下である。残りの水分含有量は、一般的に、ランプ動作中に放出可能である。また、ポッティングコンパウンド84は、熱的に連続する領域においてランプアセンブリ120への一体化を容易にするに充分なほど順応している。一実施形態において、ポッティングコンパウンド84は、リン酸マグネシウム結合のケイ酸ジルコニウムを備え、これは、ランプ要素48、例えば、管球52及びピンチシール端部又はランプベース60に非常に良く適合し、しかも、ランプの管球52やピンチシール端部又はランプベース60に応力が生じるほど密接に結合しないので、効果的である。別の実施形態において、ポッティング材料84は、リン酸アルミニウム結合のシリカ、ジルコニア、窒化アルミニウム、又はアルミナ充填材を含む。別の実施形態において、ポッティング材料84は、ケイ酸アルカリ結合のシリカ、アルミナ、又はジルコニア充填材を含む。
[0029]ランプアセンブリ120は、スリーブ又は本体24の第2端部36に位置されたプラグ88を備えている。このプラグは、外部電源に接続され、ランプヘッドと外部電気コネクタとの間の不整列を調整する。プラグ88は、堅牢な材料又はエラストマー材料で作られてもよい。更に、プラグは、図示されたように、スリーブ又は本体24の端部36に対して固定されるか又はそこに挿入されてもよいし、或いは端部36に対して柔軟に位置されてもよい。プラグ88が柔軟に位置されるときには、プラグは、長手軸44に垂直な方向にスリーブ又は本体24の第2端部36に対して移動することができる。プラグ88の柔軟な位置付けは、製造を容易にするための幾つかの効果を有するが、エラストマープラグ88をスリーブ又は本体24の端部36に固定することが望ましい場合もある。プラグ88は、伝送ワイヤ80に電力を伝達する電気コネクタ92を有する。プラグ88は、ポッティングコンパウンド84から水分含有量を除去するのに必要な温度に耐えることのできる材料を備える。一実施形態において、プラグの材料は、少なくとも約165℃で少なくとも約15時間露出させることに耐えることができる。プラグは、堅牢な材料で作られてもよいし、柔軟な材料で作られてもよい。堅牢な材料は、典型的に、柔軟な材料よりも、プラグ88を高い温度に長時間露出させるのを許容する。例えば、エラストマーのような柔軟な材料は、柔軟性のために要求される弱い内部結合が一般的に熱的安定性を下げるために、堅牢な材料のように比較的に高い温度への露出に一般的に耐えることはないが、本発明の実施形態によれば、それらを使用することができる。例えば、柔軟なプラグに使用されるエラストマー材料であるサントプレン(Santoprene)201−64は、その柔軟性及び他の特性が劣化し始めるまでに、約150℃で約15時間耐えることができる。
[0030]また、プラグ88は、一対の電気コネクタ92も備えることができ、これは、基板処理チャンバの受け入れレセプタクルに嵌合する形状にされ、更に、伝送ワイヤ80に電気的に接続される。この電気コネクタ92は、レセプタクルから伝送ワイヤ80へと電力を伝達し、次いで、伝送ワイヤがランプ要素48へ電力を伝達する。プラグの電気コネクタ92は、金属のような導電性材料を備える。例えば、1つの変形例では、コネクタ92は、鉄合金、ニッケル、又は銅、或いはその混合物を備える。1つの態様では、コネクタ92は、1つの材料が別の材料の上にメッキ又は堆積されるような材料の組み合わせを備えてもよい。
[0031]プラグ88は、第1のプラグ要素104を備え、これは、プラグの電気コネクタ92を保持すると共にランプアセンブリの伝送ワイヤ80を受け入れるための構造上の基礎をなす。この第1のプラグ要素104は、ランプアセンブリ120の本体24に直接取り付けられるように示されていないが、1つ以上の実施形態において、プラグがスリーブ又は本体24に取り付けられてもよい。第1のプラグ要素104は、プラグの電気コネクタ92及び伝送ワイヤ80を受け入れて少なくとも部分的にカプセル化するための主本体108を有する。また、プラグ要素104は、延長部112も有し、これは、比較的サイズが大きいことのあるプラグの電気コネクタ92を更に支持すると共に高電圧動作に対して付加的な絶縁を与えるものである。第1のプラグ要素104の形状及びサイズについて他の態様も考えられる。
[0032]図3を参照すれば、図2に示すランプ要素48がランプアセンブリ120から除去されて示されている。ランプ要素は、仮想線で示すフィラメント56の周りに内部雰囲気を含む光透過性電球又は管球52と、ピンチシール端部又はランプベース60とを備えている。図3に示すように、電球又は管球52の下部に表面処置部53が示されている。この表面処置部53は、電球又は管球52の外部にあるものとして示されているが、この表面処置部は、電球又は管球52の内部の下部にあってもよい。表面処置部53は、ランプベース或いはピンチシール端部又はランプベース60から適当な距離を延ばすことができる。1つ以上の実施形態において、表面処置部53は、ランプベース60から電球52の軸方向長さの少なくとも約10%を延ばす。他の実施形態において、表面処置部は、ランプベースから電球の軸方向長さの少なくとも約20%、30%又は40%を延ばす。
[0033]一実施形態において、表面処置部は、ランプベースの少なくとも一部分の外部における被覆を含む。この被覆は、金、銀、窒化硼素、及びその組み合わせのような適当な被覆でも可能である。特定の実施形態において、被覆は、金の塗装を含む。他の適当な被覆は、アレムコ社から入手できるCorr−PaintTM20xxシリーズ保護被覆、ホルツ社から入手できるSimoniz Sperex高温塗装、及びハイテクサーマルソルーションズ社から入手できるINSL−X高温#AL−2402を含む。また、この被覆は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、及びこれらの材料の組み合わせのような粉末材料を備えてもよい。他の実施形態において、物理的又は化学的な気相堆積のような気相堆積方法により反射性被覆を施すこともできる。
[0034]1つ以上の実施形態によれば、表面処置部は、電球の一部分の内面における拡散散乱部分を備える。この拡散散乱部分は、光を散乱させる粗面を与えるように処置された内面の一部分でもよい。例えば、表面処置部は、電球の内部に粗面を与えるための酸処置部を含み、この粗面が、ベースから光を散乱させ且つランプベースに向けた放射の移動を最小にするよう適応される。他の実施形態において、表面処置部は、ベースから光を散乱させ且つランプベースに向けた放射の移動を最小にするための内面における焼結粉末材料の層を備える。焼結粉末材料は、粉末石英、アルミナ及びその混合物を備えてもよく、また、焼結粉末材料は、低融点ガラスのように適したバインダー、例えば、Bのようなアルカリガラスと混合されてもよい。1つ以上の実施形態において、表面処置部は、注がれた内部反射材料、例えば、窒化硼素を含む。電球の内部及び外部に対する他の表面処置部も、ランプのベースからの光を散乱し且つランプベースに向かう放射の流れを最小にするものであれば、本発明の範囲内に包含される。本発明の実施形態によれば、ランプ電球の外部及び/又は内部における表面処置部は、コイルからの放射をランプベースから離れるように向け、ベース及びプレスシールを低い動作温度に維持し、これは、ランプ寿命を長くすることが予想される。
[0035]従来のランプアセンブリでは、図2に示すスリーブ又は本体は、ランプ電球又は管球52より断面積が実質的に大きくなるような直径を有する。従来のランプアセンブリでは、スリーブ又は管は、外径が0.619インチと測定され、一方、電球の外径は最大約0.457インチである。従って、スリーブ又は管の面積比は、電球の断面積の少なくとも約1.85倍である。
[0036]スリーブ又は管の断面積を実質的に減少することにより、ランプベースからの熱の流れを改善して、ランプベース及び電球を低い温度に維持することができる。ここに例示する実施形態において、スリーブは、その断面積が、電球の断面積の約1.2倍未満である。他の実施形態において、スリーブの断面積は、電球の断面積の約0.95倍未満である。特定の実施形態において、スリーブの断面積は、電球の断面積の約0.42倍未満である。
[0037]当業者であれば、電球の面積と管の面積との比を、部品の断面形状に基づいて容易に計算できることが明らかであろう。ある実施形態によれば、ランプベース及びスリーブは、断面形状が実質的に同様である。図4を参照すれば、ランプアセンブリ220が示され、スリーブ224は、断面形状が実質的に長方形であり、これは、ランプベース260と、コネクタ292が延び出たプラグ208との断面形状に適合する。電球又は管球252は、実質的に円形断面である。ここに例示する実施形態において、ランプ電球又は管球252の外径Dは、最大0.457インチであり、断面積は、0.164平方インチである。スリーブ224は、長さLが0.571で、幅Wが0.270であり、それにより得られる断面積は、0.154平方インチである。従って、スリーブ224の断面積と電球の断面積との比は、約0.95未満である。上述したように、スリーブと電球の断面積との比は、約1.20未満であるのが望ましく、ある実施形態によれば、その比は、約0.42未満の低さである。
[0038]本明細書全体を通じて、「一実施形態」、「ある実施形態」、「1つ以上の実施形態」又は「実施形態」を言及するときには、その実施形態に関連して述べる特定の特徴、構造、材料、又は特性が本発明の少なくとも1つの実施形態に包含されることを意味する。従って、本明細書全体にわたり種々の場所で「1つ以上の実施形態」、「ある実施形態」、「一実施形態」又は「実施形態」のような句が現れたときには、必ずしも、本発明の同じ実施形態を言及していない。更に、特定の特徴、構造、材料又は特性は、1つ以上の実施形態において、適当な仕方で結合することができる。
[0039]以上の説明は、例示に過ぎず、それに限定されるものではないことを理解されたい。当業者であれば、以上の説明を検討したときに、多数の他の実施形態が明らかとなろう。それ故、本発明の範囲は、特許請求の範囲、並びにその権利が及ぶ等効物の全範囲に基づいて決定されなければならない。
24…スリーブ又は本体、28…収容壁、32、36…端部、44…長手軸、48…ランプ要素、52…電球又は管球、53…表面処置部、56…フィラメント、60…ピンチシール端部又はランプベース、64…電気コネクタ、72…金属ワイヤ、76…フォイル、80…伝送ワイヤ、84…ポッティングコンパウンド、88…プラグ、92…電気コネクタ、104…第1のプラグ要素、120…ランプアセンブリ、208…プラグ、220…ランプアセンブリ、224…スリーブ、260…ランプベース、292…コネクタ

Claims (8)

  1. ランプアセンブリにおいて、
    一対の電気コネクタに取り付けられた少なくとも1つの放射発生フィラメントを包囲し、内面及び外面を有している石英電球と、
    上記一対の電気コネクタを含むランプベースと、
    を備え、
    上記ランプアセンブリは、基板熱処理チャンバ内で少なくとも約1100℃までの温度に基板を加熱するのに使用するように適応され、
    上記電球の少なくとも一部分には、上記内面における拡散散乱部分を含む上記電球の下部の上記ランプベースから延び出た表面処置部が備えられ、
    上記拡散散乱部分は、1つ以上の焼結粉末材料の層、又は、上記電球の内部に粗面を与えるための酸処置部を含み、
    上記表面処置部は上記ランプベースに向けた放射の移動を最小にする、
    ランプアセンブリ。
  2. 上記表面処置部は、上記電球の少なくとも下部の外部における被覆をさらに含み、
    上記被覆は、アルミニウム、金、銀、窒化硼素及びその組み合わせより成るグループから選択される、請求項1に記載のランプアセンブリ。
  3. 上記被覆は、高温塗装部を含む、請求項2に記載のランプアセンブリ。
  4. 上記表面処置部は、上記電球の少なくとも下部の外部における被覆を含み、この被覆は、粉末シリカ、アルミナ、ジルコン、又はその組み合わせより成るグループから選択される、請求項1に記載のランプアセンブリ。
  5. 上記焼結粉末材料は、粉末石英、アルミナ又はその混合物を含み、かつ、上記焼結粉末材料は、バインダーと混合される、請求項1に記載のランプアセンブリ。
  6. 上記ランプベースを包囲するスリーブを更に備え、このスリーブは、その断面積が上記電球の断面積の約1.2倍未満である、請求項1に記載のランプアセンブリ。
  7. 上記スリーブの断面積は、上記電球の断面積の約0.95倍未満であり、上記ランプベース及び上記スリーブは、断面形状が実質的に似ている、請求項6に記載のランプアセンブリ。
  8. 上記スリーブの断面積は、上記電球の断面積の約0.42倍未満である、請求項6に記載のランプアセンブリ。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0811980D0 (en) * 2008-07-07 2008-07-30 Ceramaspeed Ltd Radiant electric heater
CN102062903B (zh) * 2009-11-13 2013-08-28 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 光纤耦合连接器
DE102009047746A1 (de) * 2009-12-09 2011-06-16 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Lampe
JP6038503B2 (ja) * 2011-07-01 2016-12-07 株式会社日立国際電気 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
US10405375B2 (en) * 2013-03-11 2019-09-03 Applied Materials, Inc. Lamphead PCB with flexible standoffs
US9613835B2 (en) * 2013-03-15 2017-04-04 Applied Materials, Inc. Heating lamp assembly
WO2014150071A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Applied Materials, Inc. Tubular light source having overwind
CN104995991B (zh) * 2013-03-15 2019-05-17 应用材料公司 简化的灯具设计
CN106133888B (zh) 2013-12-19 2019-10-01 应用材料公司 用于可替换的灯的适配器
US10026630B2 (en) * 2014-05-27 2018-07-17 Applied Materials, Inc. Retention and insulation features for lamp
US11057963B2 (en) 2017-10-06 2021-07-06 Applied Materials, Inc. Lamp infrared radiation profile control by lamp filament design and positioning

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2179455A (en) * 1937-10-07 1939-11-07 Spacth Charles Electric lamp
US2859369A (en) * 1954-06-15 1958-11-04 Gen Electric Incandescent light source
US3093769A (en) * 1959-05-15 1963-06-11 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Mixed-light electric lamp
US3588564A (en) 1968-04-01 1971-06-28 Sylvania Electric Prod Electric lamp with heat reflector
DE2616893A1 (de) * 1976-04-15 1977-11-03 Patra Patent Treuhand Bestrahlungslampe
US4864184A (en) * 1987-11-23 1989-09-05 Gte Products Corporation Lamp construction and method of manufacture
JP2940047B2 (ja) 1989-02-14 1999-08-25 株式会社日本自動車部品総合研究所 熱処理装置および熱処理方法
US5155336A (en) 1990-01-19 1992-10-13 Applied Materials, Inc. Rapid thermal heating apparatus and method
US5723937A (en) * 1993-03-22 1998-03-03 General Electric Company Light-scattering coating, its preparation and use
US5754044A (en) * 1994-12-05 1998-05-19 Tanielian; Aram Magnetooptic system for article defects and flaws detection
US5754055A (en) 1996-01-04 1998-05-19 Mission Research Corporation Lubricating fluid condition monitor
US6771895B2 (en) 1999-01-06 2004-08-03 Mattson Technology, Inc. Heating device for heating semiconductor wafers in thermal processing chambers
US6310323B1 (en) 2000-03-24 2001-10-30 Micro C Technologies, Inc. Water cooled support for lamps and rapid thermal processing chamber
US6805466B1 (en) 2000-06-16 2004-10-19 Applied Materials, Inc. Lamphead for a rapid thermal processing chamber
WO2002003418A1 (en) 2000-06-30 2002-01-10 Applied Materials, Inc. Lamp for a rapid thermal processing chamber
US6437290B1 (en) 2000-08-17 2002-08-20 Tokyo Electron Limited Heat treatment apparatus having a thin light-transmitting window
JP2002134430A (ja) 2000-10-24 2002-05-10 Tokyo Electron Ltd 指向性を高める高反射率の膜を有するランプ及び熱処理装置
US6707011B2 (en) 2001-04-17 2004-03-16 Mattson Technology, Inc. Rapid thermal processing system for integrated circuits
US6600138B2 (en) 2001-04-17 2003-07-29 Mattson Technology, Inc. Rapid thermal processing system for integrated circuits
JP3563373B2 (ja) * 2001-06-14 2004-09-08 株式会社日本フォトサイエンス 放電灯および紫外線照射装置並びにその運用方法
US20030067260A1 (en) * 2001-10-09 2003-04-10 Miller Donald J.E. Flat light
US6744187B1 (en) * 2001-12-05 2004-06-01 Randal L. Wimberly Lamp assembly with internal reflector
US7522822B2 (en) * 2004-01-06 2009-04-21 Robert Trujillo Halogen lamp assembly with integrated heat sink
US7147359B2 (en) 2004-06-25 2006-12-12 Applied Materials, Inc. Lamp assembly having flexibly positioned rigid plug
US7563512B2 (en) 2004-08-23 2009-07-21 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Component with a reflector layer and method for producing the same
US7509035B2 (en) * 2004-09-27 2009-03-24 Applied Materials, Inc. Lamp array for thermal processing exhibiting improved radial uniformity
US20060240680A1 (en) 2005-04-25 2006-10-26 Applied Materials, Inc. Substrate processing platform allowing processing in different ambients

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