JPS6127675B2 - - Google Patents

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JPS6127675B2
JPS6127675B2 JP12194781A JP12194781A JPS6127675B2 JP S6127675 B2 JPS6127675 B2 JP S6127675B2 JP 12194781 A JP12194781 A JP 12194781A JP 12194781 A JP12194781 A JP 12194781A JP S6127675 B2 JPS6127675 B2 JP S6127675B2
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Japan
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lamp
lamps
irradiation
light source
mirror
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Application number
JP12194781A
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Japanese (ja)
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JPS5824787A (en
Inventor
Tetsuharu Arai
Ryushi Igarashi
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Ushio Denki KK
Original Assignee
Ushio Denki KK
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Publication date
Application filed by Ushio Denki KK filed Critical Ushio Denki KK
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Publication of JPS5824787A publication Critical patent/JPS5824787A/en
Publication of JPS6127675B2 publication Critical patent/JPS6127675B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体ウエハー照射加熱炉の構成に
好適な加熱用面光源装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a heating surface light source device suitable for the construction of a semiconductor wafer irradiation heating furnace.

一般に加熱処理を行なうための装置のうち、ラ
ンプよりの放射光を被処理物に照射する照射加熱
炉は、次の如き特長を有する。
Among devices generally used for heat treatment, an irradiation heating furnace that irradiates a workpiece with radiation from a lamp has the following features.

(1) ランプ自体の熱容量が極めて小さいため、加
熱温度の急速な上昇及び低下が可能である。
(1) Since the heat capacity of the lamp itself is extremely small, the heating temperature can be rapidly increased and decreased.

(2) ランプに供給する電力を制御することによ
り、加熱温度の制御を容易に行なうことができ
る。
(2) By controlling the power supplied to the lamp, the heating temperature can be easily controlled.

(3) ランプよりの放射光による非接触加熱である
ので、被処理物を汚染することがない。
(3) Non-contact heating using radiation from a lamp, so there is no contamination of the object to be treated.

(4) 始動後の立ち上がり時間が短く、エネルギー
効率が大いため消費エネルギーが少ない。
(4) The start-up time after startup is short and energy efficiency is high, so energy consumption is low.

(5) 直接通電炉、高周波炉等に比して装置が小型
でコストが低い。
(5) Compared to direct current furnaces, high frequency furnaces, etc., the equipment is smaller and the cost is lower.

そして照射加熱炉は、鋼材等の熱処理及び乾
燥、プラスチツク成型、熱特性試験装置等に利用
されている。特に最近においては、半導体の製造
における加熱が必要とされる工程、例えば不純物
拡散工程、化学的気相成長工程、イオン打ち込み
層の結晶欠陥の回復工程、電気的活性化のための
熱処理工程、更にはシリコンウエハーの表層を窒
化若しくは酸化せしめるための熱処理工程を遂行
する場合の加熱炉として、従来から用いられてい
る電気炉、高周波炉等に代わつて、照射加熱炉の
利用が検討されている。これは照射加熱炉におい
ては、被処理物を汚染し或いは電気的に悪影響を
与えることがないこと、消費電力が小さいこと等
のほか、従来の加熱装置では大面積の被処理物を
均一に加熱することができず、最近における半導
体ウエハーの大面積化に対応することができない
からである。
The irradiation heating furnace is used for heat treatment and drying of steel materials, plastic molding, thermal property testing equipment, etc. Particularly recently, processes that require heating in semiconductor manufacturing, such as impurity diffusion processes, chemical vapor deposition processes, recovery processes for crystal defects in ion implantation layers, heat treatment processes for electrical activation, and The use of an irradiation heating furnace in place of the conventionally used electric furnace, high frequency furnace, etc. is being considered as a heating furnace when carrying out a heat treatment process for nitriding or oxidizing the surface layer of a silicon wafer. This is because the irradiation heating furnace does not contaminate the object to be processed or have a negative electrical effect, has low power consumption, and can evenly heat a large area of the object using conventional heating equipment. This is because it is not possible to cope with the recent increase in the area of semiconductor wafers.

以上のように照射加熱炉は種々の特長を有し、
広く産業界において用いられているが、従来の照
射加熱炉においては、大面積の被処理物を均一
に、しかも昇温が速くて高温に照射加熱すること
ができない欠点がある。即ち、ランプは石英ガラ
ス等より成る封体を具えた、点火源又は線光線を
形成するものであつて単独では二次元的な広がり
をもつた面光源を形成することはできず、従つて
微小領域を均一に加熱することはできても、大面
積領域を均一に加熱することができない。
As mentioned above, the irradiation heating furnace has various features,
Although widely used in industry, conventional irradiation heating furnaces have the disadvantage that they cannot uniformly irradiate and heat a large area of a workpiece to a high temperature because the temperature rises quickly. In other words, a lamp is a device that is equipped with an envelope made of quartz glass or the like and forms an ignition source or a linear beam of light, and cannot be used alone to form a two-dimensional area light source. Although it is possible to uniformly heat a region, it is not possible to uniformly heat a large area.

本発明は以上の如き事情に基いてなされたもの
であつて、平坦な大面積領域に対して均一な照射
エネルギー密度で放射光を照射することのできる
加熱用面光源装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a heating surface light source device that can irradiate synchrotron radiation with uniform irradiation energy density onto a large flat area. shall be.

本発明の特徴は、長形なガラス製の棒状管形封
体内に非発光部と発光部とを交互に具えたフイラ
メントを当該封体の管軸に沿つて設けて成るラン
プの複数を、ミラーに近接して、互にその管軸が
平行となると共に、各ランプの封止部が、当該封
止部を形成するガラスの表面が露出した状態でミ
ラーの端縁よりも外方に突出するよう、一平面上
において並設して成る点にある。
A feature of the present invention is that a plurality of lamps each having a filament provided with alternating non-light-emitting parts and light-emitting parts in a long rod-shaped tubular envelope made of glass are provided along the tube axis of the envelope. in close proximity to each other, their tube axes are parallel to each other, and the sealing portion of each lamp protrudes outward beyond the edge of the mirror with the surface of the glass forming the sealing portion exposed. They are arranged side by side on one plane.

以下図面によつて本発明の一実施例について説
明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例に係る加熱用面光源
装置を用いて構成した半導体ウエハー照射加熱炉
の例を示し、この例においては、第2図にも示す
ように、被処理物が位置される照射空間1の上方
及び下方を蔽うようそれぞれ平板状のミラー2及
び3を配設する。これら主ミラー2及び3の各々
の反射面には、各々半円形の複数の凹溝mが並ん
で形成され、各々該主ミラー2及び3の横方向
(第1図では左右方向であり、第2図では紙面に
直角な方向)にその全長に亘つて伸びている。こ
の主ミラー2及び3の横方向一側縁及び他側縁に
は、第1の風路部材4及び第2の風路部材6をそ
れぞれ接続し、第1の風路部材4に送風器5を接
続するか或いは第2の風路部材6に排風器7を接
続する。前記第1の風路部材4の出口近傍及び第
2の風路部材6の入口近傍にはそれぞれ一方のラ
ンプ支持具8及び他方のランプ支持具9を設け、
これらランプ支持具8及び9により、各々前記主
ミラー2及び3における樋状の凹溝mに沿つて伸
びるよう長尺な棒状のハロゲンランプ10の両端
を支持し、以つてランプ10が照射空間1に面す
る一平面上に位置するよう配設する。更に前記ラ
ンプ支持具8及び9は、前記照射空間1の両側方
を蔽うよう配置した、内面にミラー面を有する側
方ミラー20及び21にネジ24により固定さ
れ、前記側方ミラー20及び21の各々の上縁及
び下縁において第3図に示すように前記凹溝mに
対応した位置に形成したランプ受容溝22と協働
して、凹溝状の押え部23により、ランプ10を
その封止部12,12に近い管形部分において保
持し、以つて第1図に示したようにランプ10の
各封止部12,12が、ランプ保持用の口金部材
等に覆われることなく、当該封止部を形成するガ
ラスの表面が露出した状態で、ミラー2及び3の
両端縁を越えてその外方に突出するよう、即ち第
1の風路部材4及び第2の風路部材6内に露出す
るようにし、この露出した封止部12,12より
伸びる外部リード14,14には、第1の風路部
材4及び第2の風路部材6の壁を、テフロン等の
絶縁材25,25を介して貫通して伸びる電流供
給線26,26を接続する。そして前記主ミラー
2及び3、並びに側方ミラー20及び21には水
冷機構、具体的にはこれら主ミラー2及び3並び
に側方ミラー20及び21の材料部材の内部を通
る導水路Wを形成し、これに冷却水供給機構を接
続する。
FIG. 1 shows an example of a semiconductor wafer irradiation heating furnace constructed using a heating surface light source device according to an embodiment of the present invention. In this example, as also shown in FIG. Flat mirrors 2 and 3 are arranged to cover the upper and lower sides of the irradiation space 1, respectively. A plurality of semicircular concave grooves m are formed in line on the reflective surface of each of these main mirrors 2 and 3, and each of them is arranged in a lateral direction (in FIG. 1, it is a left-right direction, In Figure 2, it extends over its entire length in the direction perpendicular to the plane of the paper. A first air path member 4 and a second air path member 6 are connected to one side edge and the other side edge in the lateral direction of the main mirrors 2 and 3, respectively, and a blower 5 is connected to the first air path member 4. or connect the exhaust fan 7 to the second air path member 6. One lamp support 8 and the other lamp support 9 are provided near the outlet of the first air path member 4 and near the entrance of the second air path member 6, respectively,
These lamp supports 8 and 9 support both ends of a long rod-shaped halogen lamp 10 extending along the gutter-like groove m in the main mirrors 2 and 3, respectively, so that the lamp 10 is placed in the irradiation space 1. It is arranged so that it is located on one plane facing the Further, the lamp supports 8 and 9 are fixed by screws 24 to side mirrors 20 and 21 having mirror surfaces on their inner surfaces, which are arranged so as to cover both sides of the irradiation space 1. As shown in FIG. 3, the lamp 10 is sealed by a groove-shaped holding part 23 in cooperation with a lamp receiving groove 22 formed at a position corresponding to the groove m at each upper edge and lower edge. The lamp 10 is held in a tubular portion close to the sealing parts 12, 12, and as shown in FIG. With the surface of the glass forming the sealing part exposed, it is placed so that it protrudes outward beyond both end edges of the mirrors 2 and 3, that is, inside the first air path member 4 and the second air path member 6. For the external leads 14, 14 extending from the exposed sealing parts 12, 12, the walls of the first air path member 4 and the second air path member 6 are covered with an insulating material 25 such as Teflon. , 25 to connect current supply lines 26, 26 extending therethrough. A water cooling mechanism is formed in the main mirrors 2 and 3 and the side mirrors 20 and 21, specifically, a water conduit W passing through the material members of the main mirrors 2 and 3 and the side mirrors 20 and 21. , connect the cooling water supply mechanism to this.

ここにおいて、ランプ10は、第4図に示すよ
うに、石英ガラスより成る管形の封体11と、こ
の封体11の両端における封止部12,12内に
封着された金属箔より成る導電部材13,13
と、この導電部材13,13よりそれぞれ封体1
1外に伸びる外部リード14,14と、前記導電
部材13,13よりそれぞれ封体11内に伸びる
内部リード15,15と、これら内部リード1
5,15間に接続され封体11の管軸に沿つて配
設されたフイラメント16と、フイラメントサポ
ータ17とより成り、前記フイラメント16は、
非発光部Nと発光部Rとを交互に具え、両端には
端部非発光部N′,N′を有する。そして具体的数
値例の一例を挙げると、主ミラー2及び3の凹溝
mの直径d1は20mm、隣接する凹溝mの中心間距離
d2は21mm、ランプ10の全長k1は335mm、封体1
1の管形部分の外径Dは10mm、フイラメント16
の両端非発光部N′,N′の各々の長さk2は37mm、
フイラメント16の両端非発光部N′,N′を除い
た長さk3は230mm、ランプ10の定格は230V−
3200W、照射空間1を介して対向するランプ10
の相互間の離間距離L1は80mm、側方ミラー20
及び21の相互間の離間距離L2は230mmであり、
各凹溝mに対し、その凹溝に係る半円の中心から
底部方向に1〜2mm変位した位置に管軸が位置さ
れることとなるよう、ランプ10が配設される。
第1の風路部材4又は第2の風路部材6に接続さ
れる送風器又は排風器は最大風量が8m3/分のも
のである。よつてランプ10を点灯せしめること
により、主ミラー2及び3並びに側方ミラー20
及び21による反射も加わつて照射空間1にラン
プ10よりの光が放射され、例えば第1図におい
て紙面に直角な方向における開口(第2図参照)
30,31を介して被処理物を例えば通過せしめ
るようベルトコンベア等の移送機構により照射空
間1内に位置せしめることにより、当該被処理物
の加熱処理が行なわれる。
Here, as shown in FIG. 4, the lamp 10 consists of a tube-shaped enclosure 11 made of quartz glass, and metal foil sealed within sealing parts 12, 12 at both ends of the enclosure 11. Conductive members 13, 13
And, from these conductive members 13, 13, the envelope 1 is
1, external leads 14, 14 extending outside the conductive members 13, 13, internal leads 15, 15 extending into the enclosure 11, respectively, and these internal leads 1.
The filament 16 is connected between 5 and 15 and arranged along the tube axis of the enclosure 11, and a filament supporter 17.
It has non-light-emitting parts N and light-emitting parts R alternately, and has end non-light-emitting parts N' and N' at both ends. To give a specific numerical example, the diameter d 1 of the grooves m of the main mirrors 2 and 3 is 20 mm, and the distance between the centers of adjacent grooves m.
d 2 is 21 mm, total length k 1 of lamp 10 is 335 mm, envelope 1
The outer diameter D of the tubular part 1 is 10 mm, and the filament 16
The length k 2 of each non-light emitting part N′, N′ at both ends of is 37 mm,
The length k3 of the filament 16 excluding the non-light emitting parts N' and N' at both ends is 230 mm, and the rating of the lamp 10 is 230V-
3200W, lamps 10 facing each other through irradiation space 1
The distance L 1 between them is 80 mm, and the side mirror 20
and 21, the mutual separation distance L 2 is 230 mm,
For each groove m, the lamp 10 is arranged so that the tube axis is located at a position displaced by 1 to 2 mm toward the bottom from the center of the semicircle associated with the groove m.
The blower or exhaust device connected to the first air path member 4 or the second air path member 6 has a maximum air volume of 8 m 3 /min. Therefore, by lighting the lamp 10, the main mirrors 2 and 3 and the side mirror 20
The light from the lamp 10 is emitted into the irradiation space 1 with the addition of reflection by
The object to be processed is heated by being positioned in the irradiation space 1 by a transfer mechanism such as a belt conveyor so as to pass through the objects 30 and 31, for example.

上記構成によれば、棒状のランプ10の多数が
その管軸が互に平行となるよう一平面において高
密度に並設されているため、単独ではランプ10
は線光源を形成するものではあるが、照射空間1
内における被処理物に対してはそれら複数のラン
プ10が事実上一平面に沿つた面光源を形成する
こととなると共に、隣接するランプ10相互間の
間隙の幅Sを均等に若しくは適当に設定すること
によつてランプ10の並設方向における照度分布
を均一なものとすることができ、他方、各ランプ
10は、そのフイラメント16が非発光部Nと発
光部Rとを交互に有するものであるので、各ラン
プ10の長さ方向における照度分布をも均一とす
ることができ、結局大面積の被処理物を均一性の
高い照射エネルギー密度で加熱することができ
る。具体的に説明すると、既述の具体例のランプ
10によれば、当該ランプ10の管軸より45mm離
間したレベルにおける照度パターンは第6図イに
示すように、フイラメント16における長さの大
きい端部発光部R′,R′により、両端部の照度が
中央部より高いものとなるが、このランプ10を
既述の数値例の凹溝mと組み合せることにより、
同一のレベルにおける照度パターンは、第6図ロ
に示すように全体に平坦な均一性の高いものとな
る。従つて、前記照射空間1においては、ランプ
10の並設方向にも又ランプ10の長さ方向にも
均一な照射エネルギー密度で照射が行なわれ、被
処理物の全面を均一に加熱することができる。
According to the above configuration, since a large number of bar-shaped lamps 10 are arranged in parallel in a high density on one plane so that their tube axes are parallel to each other, it is difficult to
Although it forms a line light source, the irradiation space 1
For the object to be processed in the interior, the plurality of lamps 10 virtually form a surface light source along one plane, and the width S of the gap between adjacent lamps 10 is set equally or appropriately. By doing so, the illuminance distribution in the direction in which the lamps 10 are arranged side by side can be made uniform.On the other hand, each lamp 10 has a filament 16 having non-light emitting parts N and light emitting parts R alternately. Therefore, the illuminance distribution in the length direction of each lamp 10 can be made uniform, and as a result, a large area of the workpiece can be heated with highly uniform irradiation energy density. To be more specific, according to the lamp 10 of the specific example described above, the illuminance pattern at a level 45 mm away from the tube axis of the lamp 10 is as shown in FIG. Due to the partial light emitting parts R' and R', the illuminance at both ends is higher than that at the center, but by combining this lamp 10 with the groove m in the numerical example described above,
The illuminance pattern at the same level is completely flat and highly uniform, as shown in FIG. 6B. Therefore, in the irradiation space 1, irradiation is performed with a uniform irradiation energy density both in the direction in which the lamps 10 are arranged and in the length direction of the lamps 10, and it is possible to uniformly heat the entire surface of the object to be processed. can.

そして前記ランプ10の各は、従来におけるよ
うに両端封止部を覆うようベースとも称されるキ
ヤツプ状の口金部材を設けてこの口金部材を介し
てランプを支持する方式によらずに、封止部が、
当該封止部を形成するガラスの表面が露出した状
態でミラー2,3の端縁より外方に突出するよう
設けられているため、当該ランプ10より放射さ
れてミラー2又は3で反射された反射光が当該ラ
ンプの封止部12に照射されることがなく、しか
も当該封止部のガラスの表面が露出しているため
に当該封止部12,12の放熱が極めて有効に行
われて過熱されることがなく、封止部12,12
内に封着した導電部材13,13が酸化断線する
ことが防止され、封止部にクラツクが生ずること
が防止され、従つてランプの使用寿命が短縮され
ることがない。この結果、ランプ10を高密度に
配設することができ、上述のように均一な加熱が
達成されることと相まつて、例えば半導体ウエハ
ー照射加熱炉を構成するのに好適な加熱用面光源
装置となる。
Each of the lamps 10 is sealed instead of the conventional method in which a cap-shaped base member, also called a base, is provided to cover both end sealing portions and the lamp is supported via this base member. The department is
Since the surface of the glass forming the sealing part is exposed and protrudes outward from the edges of the mirrors 2 and 3, the light emitted from the lamp 10 and reflected by the mirrors 2 and 3 is The reflected light is not irradiated onto the sealing part 12 of the lamp, and since the glass surface of the sealing part is exposed, heat dissipation from the sealing parts 12, 12 is extremely effective. The sealing parts 12, 12 are not overheated.
The conductive members 13, 13 sealed therein are prevented from being oxidized and disconnected, and cracks are prevented from occurring in the sealing portion, so that the service life of the lamp is not shortened. As a result, the lamps 10 can be arranged in a high density, uniform heating can be achieved as described above, and the surface light source device for heating is suitable for constructing a semiconductor wafer irradiation heating furnace, for example. becomes.

ところで、本発明の実施例ではないが、第1の
風路部材4に送風器5を設けると共に第2の風路
部材6に排風器7を設ける構成においては、各ラ
ンプ10は、第1の風路部材4の出口近傍に位置
する一端から封体11の長さ方向に沿つて流れる
送風器5による風と、第2の風路部材6の入口近
傍に位置する他端を通つて封体11の長さ方向に
沿つて流れる排風器7による風とにより、封体1
1の全長に亘つて強制的に冷却れ、同時に主ミラ
ー2及び3もその全長に亘つて強制的に冷却さ
れ、従つて送風器5及び排風器7の風量を同一若
しくは互に近似したものとしておくことにより、
照射空間1内に被処理物がある場合においても又
ない場合においても、封体11及び主ミラー2及
び3の冷却状態に大きな変動を招くことがなくそ
れらを常に良好に安定して冷却することができ
る。また、ランプ10の封止部12,12は側方
ミラー20及び21を越えてその外方に位置され
ているため他のランプよりの直射光の照射を受け
ないこと、ランプ10がフイラメント16の端部
非発光部N′,N′を取り囲む管壁部分において、
水冷機構を有する側方ミラー20及び21、並び
にこれと協働するランプ支持具8及び9により保
持されているため、当該ランプ10の封体11の
中央部よりの熱伝導が阻止されること、及び封止
部12,12が第1の風路部材4及び第2の風路
部材6内に露出して位置するため有効に冷却され
ることから、当該ランプ10の封止部12,12
における劣化が著しく抑制される。従つて当該ラ
ンプ10が大出力のものであつても、又隣接する
ものの離間距離を小さくして高密度に配設して
も、それらランプ10の封体11や封止部12,
12が過度の高温になることが防止され、それら
ランプ10の使用寿命が短縮されることはない。
By the way, although this is not an embodiment of the present invention, in a configuration in which a blower 5 is provided in the first air path member 4 and an exhaust fan 7 is provided in the second air path member 6, each lamp 10 The air from the blower 5 flows along the length of the enclosure 11 from one end located near the outlet of the second air duct member 4, and the other end of the second air duct member 6, located near the entrance, passes through the seal. Due to the wind from the exhaust fan 7 flowing along the length direction of the body 11, the envelope 1
1, and at the same time the main mirrors 2 and 3 are also forcibly cooled over their entire length, so that the air volume of the blower 5 and the exhaust fan 7 are the same or similar to each other. By keeping it as
To always cool the envelope 11 and the main mirrors 2 and 3 in a good and stable manner without causing large fluctuations in the cooling state of the envelope 11 and the main mirrors 2 and 3, whether or not there is an object to be processed in the irradiation space 1. I can do it. Further, since the sealing parts 12 and 12 of the lamp 10 are located outside of the side mirrors 20 and 21, they are not exposed to direct light from other lamps, and the lamp 10 is not exposed to the filament 16. In the tube wall portion surrounding the end non-light emitting portions N′ and N′,
Since the lamp 10 is held by the side mirrors 20 and 21 having a water cooling mechanism and the lamp supports 8 and 9 that cooperate with the side mirrors 20 and 21, heat conduction from the center of the envelope 11 of the lamp 10 is prevented; The sealing parts 12, 12 of the lamp 10 are effectively cooled because the sealing parts 12, 12 are exposed and located inside the first air passage member 4 and the second air passage member 6.
The deterioration of is significantly suppressed. Therefore, even if the lamps 10 have a high output, or even if adjacent lamps are arranged in a high density with a small distance between them, the envelopes 11 and sealing portions 12 of the lamps 10,
12 are prevented from reaching excessively high temperatures, and the service life of the lamps 10 is not shortened.

ここで、第1図に示した例の装置における昇温
テスト例を挙げると、各ランプ10に定格の1/2
の1600Wの電力を供給した場合の加熱温度変化
を、厚さ450μmの4インチ平方のシリコンウエ
ハーに熱電対を接着して測定したところ、測定温
度変化は第5図に示すように、ランプ10の点灯
後10秒間を経過するまでに1400℃もの高温に達
し、又定格である3200Wの電力を供給した場合
は、点灯後3秒間を経過するまでに1400℃に達
し、何れの場合にも最終的には短時間でシリコン
ウエハーの表層は全面に亘つて溶融した。このよ
うに、シリコンウエハーを溶融せしめ得る程に高
い温度が得られることは半導体の製造プロセスに
おいては極めて重要であり、これにより、従来の
照射炉によつては不可能であつた大面積、短時間
昇温を達成することが可能となる。
Here, to give an example of a temperature increase test using the example device shown in FIG. 1, each lamp 10 is
When a thermocouple was glued to a 4-inch square silicon wafer with a thickness of 450 μm, the heating temperature change when 1600 W of power was supplied to the lamp 10 was measured. It reaches a high temperature of 1400℃ within 10 seconds after lighting, and when the rated power of 3200W is supplied, it reaches 1400℃ within 3 seconds after lighting, and in both cases the final In a short time, the entire surface layer of the silicon wafer melted. As described above, it is extremely important in the semiconductor manufacturing process to be able to obtain temperatures high enough to melt silicon wafers, and this allows for the production of large areas and short It becomes possible to achieve a temperature increase over time.

また、本発明の実施例ではないが、ランプ10
を支持するランプ支持具8及び9は、それらを直
接水冷する水冷機構によつても強制的に冷却する
ことができ、ランプ10よりの熱によつて変形す
る等の悪影響を防止することができる。このよう
にランプ10をその管形部分において支持するこ
とは、当該支持された管壁部分が封体内部の最冷
点となり、ハロゲンランプにあつてはその最冷点
の温度がハロゲンサイクルを維持する上で必要と
される20℃以上の温度とされなければならない
が、大出力のハロゲンランプにおいては、上記最
冷点の温度は120℃以下となることはなく、従つ
てハロゲンサイクルが阻害されることはない。併
せて、半導体の照射炉による熱処理においては、
ランプに口金が設けられているとそれより発生す
る接着剤屑等の塵埃が半導体の特性に重大な悪影
響を与えることとなるが、封止部12,12が裸
のままでよいので、そのような問題が生ずること
もない。
Although not an embodiment of the present invention, the lamp 10
The lamp supports 8 and 9 that support the lamp 10 can also be forcibly cooled by a water cooling mechanism that directly cools them, and can prevent adverse effects such as deformation due to heat from the lamp 10. . Supporting the lamp 10 in its tubular portion in this manner means that the supported tube wall portion becomes the coldest point inside the envelope, and in the case of a halogen lamp, the temperature of the coldest point maintains the halogen cycle. However, in high-output halogen lamps, the temperature at the coldest point will never drop below 120°C, so the halogen cycle will be inhibited. It never happens. In addition, in the heat treatment of semiconductors using an irradiation furnace,
If the lamp is provided with a cap, dust such as adhesive debris generated by the cap will have a serious adverse effect on the characteristics of the semiconductor, but since the sealing parts 12, 12 can be left bare, such dust can be avoided. No problems will arise.

本発明加熱用面光源装置は、長形なガラス製の
棒状管形封体内に非発光部と発光部とを交互に具
えたフイラメントを当該封体の管軸に沿つて設け
て成るランプの多数を、ミラーに近接して、互に
その管軸が平行となると共に各ランプの封止部
が、当該封止部を形成するガラスの表面が露出し
た状態でミラーの端縁よりも外方に突出するよ
う、一平面上において並設して成るものであるか
ら、事実上面光源が構成されて大面積領域に対し
て均一な照度エネルギー密度で放射光を照射する
ことができ、大面積の被処理物を均一な照射エネ
ルギー密度で短時間のうちに加熱することができ
ると共に、ランプ特にその封止部の過熱が良好に
防止されてランプの使用寿命が短縮されることが
ない。
The heating surface light source device of the present invention comprises a plurality of lamps each comprising a long glass rod-shaped tube-shaped enclosure and a filament having alternating non-light-emitting parts and light-emitting parts arranged along the tube axis of the enclosure. are placed close to the mirror so that their tube axes are parallel to each other, and the sealing part of each lamp is placed outward from the edge of the mirror with the surface of the glass forming the sealing part exposed. Since they are arranged side by side on one plane so that they protrude, they effectively form a surface light source and can irradiate a large area with synchrotron radiation with uniform illuminance energy density. The object to be treated can be heated in a short time with uniform irradiation energy density, and overheating of the lamp, especially its sealing part, is well prevented, so that the service life of the lamp is not shortened.

このように本発明においては、従来複写機用ラ
ンプとして開発され、複写機用としてのみ用いら
れていた部分発光型線状光源形成用ランプを用い
て、その両端の封止部を、当該封止部を形成する
ガラスの表面が露出した状態でしかもミラーの端
縁より外方に突出させるという構成を採用するこ
とにより、当該ランプの封止部の過熱の問題が解
決してランプを高密度に配置することができるよ
うにしたものであり、特に半導体ウエハー照射加
熱炉に好適な加熱用面光源装置である。
In this way, in the present invention, a partially emitting type linear light source forming lamp, which has been developed as a copying machine lamp and used only for copying machines, is used, and the sealing portions at both ends of the lamp are By adopting a structure in which the surface of the glass forming the part is exposed and protrudes outward from the edge of the mirror, the problem of overheating of the sealing part of the lamp is solved and the lamp can be made with high density. This heating surface light source device is particularly suitable for a semiconductor wafer irradiation heating furnace.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の加熱用面光源装置を組込んで
なる半導体ウエハー照射加熱炉の一例を示す説明
用断面図、第2図は第1図のランプ及びミラーに
ついての横方向から見た説明用断面図、第3図は
ランプの支持についての説明図、第4図は本発明
において用いられるランプの説明図、第5図は加
熱用面光源装置の具体的装置における加熱温度変
化についての特性曲線図、第6図イ及びロはそれ
ぞれ第4図のランプ単独及びミラーと組み合せた
場合の照度パターンを示す特性曲線図である。 1……照射空間、2,3……主ミラー、4……
第1の風路部材、5……送風器、6……第2の風
路部材、7……排風器、8,9……ランプ支持
具、10……ハロゲンランプ、12……封止部、
16……フイラメント、20,21……側方ミラ
ー、23……押え部、m……凹溝。
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing an example of a semiconductor wafer irradiation heating furnace incorporating the heating surface light source device of the present invention, and FIG. 2 is an explanation of the lamp and mirror of FIG. 1 viewed from the side. 3 is an explanatory diagram of lamp support, FIG. 4 is an explanatory diagram of the lamp used in the present invention, and FIG. 5 is a characteristic of heating temperature changes in a specific heating surface light source device. Curve diagrams and FIGS. 6A and 6B are characteristic curve diagrams showing the illuminance pattern of the lamp shown in FIG. 4 alone and in combination with a mirror, respectively. 1...Irradiation space, 2, 3...Main mirror, 4...
First air path member, 5...Blower, 6...Second air path member, 7...Blower, 8, 9...Lamp support, 10...Halogen lamp, 12...Sealing Department,
16...Filament, 20, 21...Side mirror, 23...Press portion, m...Concave groove.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 長形なガラス製の棒状管形封体内に非発光部
と発光部とを交互に具えたフイラメントを当該封
体の管軸に沿つて設けて成るランプの多数を、ミ
ラーに近接して、互にその管軸が平行となると共
に、各ランプの封止部が、当該封止部を形成する
ガラスの表面が露出した状態でミラーの端縁より
も外方に突出するよう、一平面上において並設し
て成ることを特徴とする加熱用面光源装置。
1. A large number of lamps each comprising a long glass rod-shaped tubular enclosure and a filament having alternating non-light-emitting parts and light-emitting parts arranged along the tube axis of the enclosure are placed close to a mirror, The tube axes of the lamps are parallel to each other, and the sealing portion of each lamp is placed on one plane so that it protrudes outward beyond the edge of the mirror with the surface of the glass forming the sealing portion exposed. A heating surface light source device characterized in that the heating surface light source device is arranged in parallel.
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