TWI413439B - Filament light and light irradiation heat treatment device - Google Patents

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TWI413439B
TWI413439B TW096115109A TW96115109A TWI413439B TW I413439 B TWI413439 B TW I413439B TW 096115109 A TW096115109 A TW 096115109A TW 96115109 A TW96115109 A TW 96115109A TW I413439 B TWI413439 B TW I413439B
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Yoichi Mizukawa
Tetsuya Kitagawa
Shinji Suzuki
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Ushio Electric Inc
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Description

燈絲燈及光照射式加熱處理裝置
本發明是關於燈絲燈及光照射式加熱處理裝置,尤其關於用以加熱處理被處理體之燈絲燈及具備有該燈絲燈之光照射式加熱處理裝置。
於執行半導體製造工程中,例如成膜、氧化、雜質擴散、氮化、膜安定化、矽氧物化、結晶化、離子注入活性化等之各種製程時,利用加熱處理,尤其,例如使半導體晶圓等之被處理體之溫度急速上昇或下降的急速熱處理(以下,也稱為「RTP:Rapid Thermal Processing」),由於可以使成品率或品質提升,故使用該處理為佳。
就以在RTP所使用之加熱處理裝置而言,廣泛利用在由例如光透過性材料所構成之發光管之內部,配置燈絲而所構成之白熱燈等之光源,自此光源照射光,依此不接觸被處理體可以加熱此之光照射式之加熱處理裝置(參照專利文獻1、專利文獻2)。
若藉由如此之光照射式之加熱處理裝置,例如可將被處理體,從數秒至數十秒加熱至1000℃以上之溫度,並且藉由停止光照射,可將被處理體急速冷卻(降溫)。
於使用如此之光照射式之加熱處理裝置,執行例如半導體晶圓之RTP時,於將半導體晶圓加熱至1050℃以上時,則在半導體晶圓產生溫度分佈不均勻,因在半導體晶 圓有產生被稱為「滑動」現象,即是結晶轉移之缺陷,而有可能成為不良品,故為使半導體晶圓之全表面的溫度分佈均勻,必須要執行加熱、高溫保持及冷卻。
而且,即使對例如光照射面全面之物理特性為均勻之半導體晶圓,以放射強度成為均勻之方式,執行光照射之時,因在半導體晶圓之周邊部,也自半導體晶圓之側面等放射熱,故半導體晶圓之周邊部之溫度變低,於半導體晶圓產生溫度分佈之不均勻。
為了解決如此之問題,以使半導體晶圓之周邊部表面中之放射照度比半導體晶圓之中央部表面之放射照度大之方式,來執行光照射,藉此執行補償由於來自半導體晶圓側面等之熱放射而產生溫度下降,使半導體晶圓中之溫度分佈成為均勻。
但是,在以往之加熱處理裝置中,針對被處理體中比起白熱燈之發光長為極小之狹小特定區域,因即使以對應於該特定區域之特性的光強度執行光照射,在特定區域以外之區域亦以相同條件執行光照射,故無法以特定區域和其他區域成為適當溫度狀態之方式來執行溫度調整,即是無法以被處理物之溫度狀態成為均勻之方式,僅對狹小特定區域控制放射照度。
例如,半導體晶圓是藉由濺鍍法等在該表面形成由金屬氧化物等所構成之膜,再者,藉由離子注入摻雜雜質添加物為一般,如此之金屬氧化物之膜厚或雜質離子之密度在半導體晶圓之表面上具有地點性分佈。如此之地點性分 佈不一定是相對於半導體晶圓之中心呈中心對稱,針對例如雜質離子密度,在相對於半導體晶圓之中心呈非中心對稱之狹小特定區域中,有雜質離子密度變化之情形。
於如此之特定區域中,即使以成為與其他區域相同之放射照度之方式來執行光照射之時,溫度上升速度則產生差異,特定區域之溫度和其他區域之溫度不一定要一致,在被處理體之處理溫度產生不期望之溫度分佈,其結果產生難以將所期望之物理特性賦予在被處理體上之問題。
鑒於上述般之情形,本發明者提案具有下述般之構成的當作光照射式加熱處理裝置之光源使用的燈絲燈(參照日本特願2005-191222號說明書)。
該燈絲燈當參照第1圖予以說明時,則是具備兩端被氣密密封的直管狀發光管(11),在該發光管(11)內,以燈絲線圈(14b、15b)延伸於發光管(11)之管軸方向之方式,順序並列配置有由各個由燈絲線圈和用以供給電力至該燈絲線圈之導線所構成之多數(在第1圖為兩個)燈絲體(14、15)。
連結在第1燈絲體(14)中之燈絲線圈(14b)之一端的一端側之導線(14c),是經氣密被埋設於發光管(11)之一端側的密封部(12a)之金屬箔(13a),而電性連接於自密封部(12a)突出至外部之外部導線(18a),再者,被連結於燈絲燈線圈(14b)之另一端的另一端側之導線(14a),是經被埋設於發光管(11)之另一端側之密封部(12b)之金屬箔(13d)而電性連接於外部導線(18d)。在與一端側之導線(14c)中之第2燈絲 燈體(15)之燈絲線圈(15b)相向之部份設置有絕緣管(25)。
再者,連結於第2燈絲體(15)中之燈絲線圈(15b)之一端的一端側之導線(15c),是經被埋設於一端側之密封部(12a)之金屬箔(13b)而電性連接於外部導線(18b),再者,被連結於燈絲線圈(15b)之另一端的另一端側之導線(15a),是經被埋設於另一端側之密封部(12b)之金屬箔(13c)而電性連接於外部導線(18c)。在與另一端側之導線(15a)中之一方的燈絲體(14)之燈絲線圈(14b)相向之部份,設置有絕緣管(25)。
各燈絲體(14、15)各經外部導線而連接於個別的供電裝置,依此,可個別供電至各燈絲體(14、15)中之燈絲(14b、15b)。
再者,(17)為在發光管(11)之內壁和絕緣管(25)之間的位置,並列設置於發光管(11)之管軸方向的環狀固定器,各燈絲(14b、15b)各藉由例如3個固定器(17)而以不與發光管(11)接觸之方式被支撐。
如此構成之燈絲燈因構成在發光管內具有多數燈絲,可個別執行各燈絲發光等之控制的構造,故於當作光照射式加熱處理裝置之加熱用光源使用時,藉由並列配置多數根燈絲,則可對應於被處理體之被照射區域而高密度配置燈絲。因此,若藉由如此之光照射式加熱處理裝置,由於可以個別對多數燈絲供電,可以個別執行各燈絲之發光等 之控制,故即使例如被熱處理之被處理體上之地點性溫度變化程度之分佈相對於被處理體之形狀呈非對稱之時,亦可以以因應該被處理體之特性之所期望之放射照度分佈來執行光照射,其結果可以均勻加熱被處理體,因此可以在被處理體之被照射面全體,實現均勻溫度分佈。
〔專利文獻1〕日本特開7-37833號公報
〔專利文獻2〕日本特開2002-203804號公報
近年來,對於光照射式加熱處理裝置,更要求成品率提升(處理效率提升)或品質提升。
對於如此之要求,在具備有將上述構成之燈絲燈當作光源之構造中,必須使半導體晶圓之升溫更佳急速,可考慮例如可以藉由將每單位長度投入至燈絲的投入電力增加成以往以上來對應。
但是,已知於單對燈絲增加投入電力之時,如在相鄰燈絲體之導線間容易產生不期望之放電,當長時間形成如此不期望之放電時會產生燈絲或是導線溶斷的不良狀況。
再者,如上述般,為了使被處理體之被照射面之溫度分佈均勻,雖然各個燈絲體是以燈絲互相接近之狀態(燈絲之配設間隔小的狀態)被配設為佳,但是於構成如此之時,上述問題則更顯著。
本發明是鑒於以上事情而所創作出者,其目的為提供 可以確實取得所期望之放射照度分佈,並且即使於將大電力投入至燈絲時,亦可以確實防止在相鄰之燈絲體中之燈絲間或是導線間產生不期望之放電,可以確實防止燈絲或是導線破損的燈絲燈。
再者,本發明之其他目的,是提供具備上述燈絲燈,可以均勻加熱被處理體之光照射式加熱處理裝置。
本發明之燈絲燈是在至少一端形成有密封部之直管狀的發光管內部,以各燈絲延伸於發光管之管軸方向的方式,在管軸方向順序並列配置各個由連結線圈狀之燈絲和供給電力至該燈絲之導線而所構成之多數燈絲體,各燈絲體中之各個導線分別與配設於密封部之多數導電性構件電性連接,具備有個別獨立對各燈絲供給電力的供電機構,其特徵為:供電機構為交流電力供給源,以相鄰燈絲體之互相接近的端部彼此成為同相位之方式,連線於上述導電性構件。
本發明之燈絲燈中,供電機構可以使用對各燈絲體供給三相交流電力者。
再者,本發明之燈絲燈是在至少一端形成有密封部之直管狀的發光管內部,以各燈絲延伸於發光管之管軸方向的方式,在管軸方向順序並列配置各個連結線圈狀之燈絲和供給電力至該燈絲之導線而所構成之多數燈絲體,各燈絲體中之各個導線分別與配設於密封部之多數導電性構件 電性連接,具備有個別獨立對各燈絲供給電力的供電機構,其特徵為:供電機構為直流電力供給源,以相鄰燈絲體之互相接近的端部彼此成為同極性之方式,連線於上述導電性構件。
本發明之燈絲燈中,放電抑制氣體是被封入於發光管內之構成為佳。
再者,本發明之燈絲燈中,可以構成各燈絲體中之導線具備有鉤狀部而構成,以在被挾持於燈絲織線圈間距間之狀態突出延伸於該燈絲之徑方向外方之方式被卡合,前端部具有延伸燈絲之線圈軸方向之徑方向部份,被連結於鄰接燈絲之互相接近的端部之各個導線,藉由形成有由該導線中之鉤狀部被卡合之被卡合部進行定位之定位機構的共通支撐構件被支撐,藉此燈絲相對於發光管被定位,於夾著上述支撐構件而互相相向延伸之各個鉤狀部前端,形成有球狀部。
本發明之光照射式加熱處理裝置,其特徵為:具有多數根並列配置上述燈絲燈而所構成之燈單元,將該燈單元所釋放之光照射至被處理體而加熱被處理體。
若藉由申請專利範圍第1項所涉及之燈絲燈,基本上因可以獨立控制各燈絲之發光狀態,故可以確實取得所期望之放射照度分佈,而且,因藉由以相鄰燈絲體中互相接 近之端部彼此成為相同相位之方式,供給交流電力,而在該些之間所產生之電位差變小或成為零,故可以確實防止因在相鄰燈絲間或是相鄰導線間產生不期望之放電而引起燈絲或導線溶斷。
因此,可以將例如200W/cm以上之大電力投入至燈絲,依此可以實現更高速之半導體晶圓之升溫特性。
若藉由申請專利範圍第2項所涉及之燈絲燈,因可以依據供電機構使用將三相交流電力供給至燈絲體者,使電性連接於各相之燈絲燈之各數予以分散而連接,故比起單相之時,由於流動於同一相之電流值變少,可以減少供電裝置所要求之電流值,故可以降低供電所涉及之成本。
若藉由申請專利範圍第3項所涉及之燈絲燈,基本上因可以獨立控制各燈絲之發光狀態,故可以確實取得所期望之放射照度分佈,而且,因藉由以相鄰燈絲體中互相接近之端部彼此成為相同極性之方式,供給直流電力,而在該些之間所產生之電位差變小或成為零,故可以確實防止因在相鄰燈絲間或是相鄰導線間產生不期望之放電而引起燈絲或導線溶斷。
若藉由申請專利範圍第4項所記載之燈絲燈,依據放電抑制氣體封入至發光管內,隨著將互相不同大小之電流投入至各燈絲而調整被處理體上之狹小區域的溫度,即使相鄰燈絲體中之導線間產生電位差之時,因放電抑制氣體為絕緣破壞性電壓高者,故可以更確實防止發生不期望之放電。
若藉由申請專利範圍第5項所涉及之燈絲燈,因在導線之鉤狀部前端形成球狀部,致使放電難以集中在導線之端部,故可以確實防止在相鄰導線間發生不期望之放電。
再者,因藉由導線之鉤狀部卡合於支撐構件而被支撐,限制相對於燈絲之徑方向的變位及燈絲之周方向的變位,並且藉由球狀部卡合於支撐構件而限制朝向燈絲體之管軸方向之移動,故可以更確實執行燈絲之定位,並可以高精度且容易將各燈絲配置在發光管之所期望之位置,並可以防止燈絲體之位置經時性變位,可以在長期間之間確實維持初期性能。
若藉由本發明之光照射式加熱處理裝置,因依據具備由多數上述燈絲燈所構成之燈單元,可精密並且以任意分佈設定自燈絲僅分離特定距離之被處理體上之照度分佈,故即使在被處理體中地點性溫度變化的程度分佈,相對於被處理體之形狀呈非對稱之時,亦可對應於此,設定被處理體上之照度分佈,可以將被處理體均勻加熱。
而且,各燈絲燈因構成可將大電力投入至燈絲,故可以謀求更提升成品率及品質。
第1圖是表示本發明之燈絲燈之一例中之構成概略的說明用斜視圖。
該燈絲燈10具備有形成兩端被熔接而形成密封部12a、12b之例如由石英玻璃等之光透過性材料所構成之直 管狀之發光管11,在該發光管11之內部,於發光管11之管軸方向順序並列配置有多數例如兩個燈絲體14、15,並且封入鹵氣及後述特定之放電抑制氣體。
第1燈絲體14是如第2圖所示般,藉由燈絲線圈14b和連結於該燈絲線圈14b之另一端部的供電用之導線14a及燈絲線圈14b之一端部的導線14c而構成。
第1燈絲體14中之導線14a是藉由1條線條材所形成,藉由並行延伸於所連結之燈絲14b之線圈軸14b的線圈狀之燈絲連結部141a;連續於該燈絲連結部141a之一端部而延伸於燈絲連結部141a之徑方向的徑方向部143a;和連續於該徑方向部143a而延伸於燈絲連結部141a之線圈軸方向之線狀導線本體部142a而所構成。
燈絲連結部141a具有適合於燈絲線圈14b之線圈內徑的外徑。
再者,第1燈絲體14中之導線14c具有與導線14a相同之構成,為了方便對和導線14a相同之構成部份,以「c」代替「a」,賦予相同符號。
在第1燈絲體14中,如第3圖所示般,藉由將燈絲線圈14b之另一端部塞進導線14a之徑方向143a,燈絲連結部141a則被插入至燈絲線圈14b之另一端部之內部空間內,該外周面則以抵接狀態被配置在燈絲線圈14b之內面,並且徑方向部143a則在線圈14b之線圈間距間,成為以突出至燈絲線圈14b之徑方向外方之方式被挾持的狀態,依此達成導線14a和燈絲線圈14b之連結。
再者,即使針對一端側之導線14c也同樣,燈絲連結部141c以抵接狀態被配置在燈絲線圈14b之內部,並且徑方向部143c在燈絲線圈14b之線圈間距間,成為以突出於燈絲線圈14b之徑方向外方之方式被挾持之狀態,依此達成導線14c和燈絲線圈14b之連結。
再者,第2燈絲體15為具有與第1燈絲體14相同之構成,藉由燈絲線圈15b和連結於該燈絲線圈15b之另一端部的供電用之導線15a及連結於燈絲線圈15b之一端部的導線15c而構成。
第1燈絲體14中之另一端側之導線14a是經由氣密埋設於發光管11之另一端側之密封部12b之金屬箔13d,而電性被連接於外部導線18d。再者,一端側之導線14c是以不接觸於第2燈絲體15之方式沿著發光管11之管軸而延伸,經被氣密埋設在發光管11之一端側之密封部12a的金屬箔13a而電性連接於外部導線18a。
第2燈絲體15中之另一端側之導線15a,是以不接觸於第1燈絲體14之方式沿著發光管11之管軸而延伸,經被氣密埋設於發光管11之另一端側之密封部12b之金屬箔13c而電性連接於外部導線18c。再者,一端側之導線15c是經氣密埋設於發光管11之一端側之密封部12a的金屬箔13b而電性連接於外部導線18b。
在該燈絲燈10中,在燈絲體之導線的與其他燈絲體中之燈絲及導線相向之處,設置有由例如石英等之絕緣材料所構成之絕緣管。藉由設置絕緣管,可以確實防止後述 被安裝於燈絲之固定器17和導線接觸而造成電性短路。
具體而言,第1燈絲體14之一端側的導線14c,是在與第2燈絲體15之燈絲線圈15b相向之處,設置絕緣管25,再者,第2燈絲體15中之另一端側之導線15a,是在與第1燈絲體14之燈絲線圈14b相向之處,設置絕緣管25。
在該燈絲燈10中,在發光管11之內壁和絕緣管25之間的位置,設置有並列設置於發光管11之管軸方向之多數環狀固定器17各燈絲線圈14b、15b各藉由例如3個固定器而被支撐成不與發光管11接觸。
固定器17於製作燈絲燈10時,具有可以容易將多數燈絲體插入並配設在發光管11內程度的彈性。
在上述構成之燈絲燈10中,各燈絲體14、15所涉及之外部導線分別以第1燈絲體14及第2燈絲體15中互相鄰接之端部彼此成為同相位之方式,例如藉由供電線電性連接於例如供給單相交流電力之供電裝置73。
當針對各燈絲體14、15和供電裝置73之連線狀態,具體予以說明時,則如第4圖所示般,第1燈絲體14所涉及之燈絲線圈14b之一端經電力控制手段74a電性連接於供電裝置73之高壓側(H),並且另一端經電力控制手段74a電性連接於屬於供電裝置73之低壓側(L)之接地側(G)。再者,鄰接於第1燈絲線圈14b之一端側的第2燈絲體15所涉及之燈絲線圈15b之另一端是經電力控制手段74b而電性連接於供電裝置73之高壓側(H),並 且,一端側之導線15c是經電力控制手段74b而電性連接於接地側(G),因此,可以藉由經電力控制手段74a、74b個別將電力供給至各燈絲線圈14b、15b,個別執行各燈絲線圈14b、15b之發光狀態之控制。
在該燈絲燈10中,電力控制手段74a、74b是使用例如矽控整流器(SCR),可以在各燈絲線圈14b、15b之最大額定電流值之0~100%之範圍內,調整供給至各燈絲體14、15之電流量。
再者,即使構成第1燈絲體14所涉及之燈絲線圈14b之一端電性連接於供電裝置73之接地側(G),並且另一端電性連接於供電裝置73之高壓側(H),鄰接於第1燈絲線圈14b之一端側的第2燈絲體15所涉及之燈絲線圈15b之另一端電性被連接於供電裝置73之接地側(G),並且一端電性連接於供電裝置73之高壓側(H)亦可。
如上述般,在上述燈絲燈10中,於發光管11內施加用以執行鹵循環之鹵氣,封入絕緣破壞電壓值之高放電抑制氣體。依此,即使在第1燈絲體14及第2燈絲體15之互相接近的端部彼此產生電位差之時,亦可以確實防止不期望之放電發生。
當作放電抑制氣體是可以使用例如氮氣、氬、氪等之稀有氣體或使用氮和稀有氣體之混合氣體,即使該些中,由於比起其他氣體絕緣破壞電壓值高,故又以使用氮氣體為更佳。
稀有氣體之封入量是以在常溫大約為0.8×105 ~1× 106 Pa之範圍內為佳。
在上述燈絲燈10中,當藉由電力控制手段74a、74b對各燈絲體14、15供給被控制成適當大小之電力時,各燈絲線圈14b、15b則在該一端部和另一端部之間產生電位差,電流流動於各燈絲線圈14b、15b而成為發光狀態。在該狀態中,第1燈絲體14所涉及之燈絲線圈14b之一端部和第2燈絲體15所涉及之燈絲線圈15b之另一端部互相成為電位差小之狀態或是成為同電位之狀態。例如,供給與各燈絲線圈14b、15b中之最大額定電流值同等之電流之時,成為第1燈絲體14所涉及之燈絲線圈14b之一端部和第2燈絲體15所涉及之燈絲線圈15b之另一端部互相成為同電位之狀態。
而且,若藉由上述構成之燈絲燈10,因可以獨立控制各燈絲14b、15b之發光狀態,故可以確實取得所期望之放射照度分佈,並且因藉由以第1燈絲體14及第2燈絲體15中互相接近之端部彼此成為同相位之方式供給交流電力,產生在該些之間的電位差變小或成為零,故可以確實防止在燈絲14b、15b間或是相鄰之導線14c、15a間產生不期望之放電,其結果可以確實防止如燈絲線圈或是導線溶斷般的不良狀況發生。
再者,導線14a、14c中之燈絲連結部141a、141c是被插入至燈絲線圈14b之內部空間內而以抵接狀態被配置,並且成為徑方向部143a、143c被挾持於線圈間距間之狀態而連結燈絲線圈14b和導線14a、14c,依此因成為 限制相對於燈絲線圈14b之軸方向的變位及相對於燈絲線圈14b之徑方向的變位之狀態,故即使為連結素線徑及線圈捲徑大的燈絲線圈14b和導線14a、14c之時,亦可以確實將導線14a、14c之線徑增大成適合燈絲線圈14b之內徑,或是確實連結兩者。例如,再者,針對第2燈絲體15也相同。
因此,可以將例如200W/cm以上的大電力投入至燈絲線圈14b、15b,一面為可以以成為所期望之發光狀態之方式急速開啟各燈絲線圈14b、15b之構成,一面確實防止在鄰接之燈絲間產生短路。
再者,隨著將互相不同大小之電流供給至各燈絲線圈14b、15b,產生電位差之時,又因藉由特定放電抑制氣體封入至發光管內11內之構成,放電抑制氣體為絕緣破壞電壓高者,故可以更確實防止因該電位差產生不期望放電之情形,因此,可以確實取得所期望之放射照度分佈。
以上之燈絲燈10是如第5圖所示般,可以使用供給三相交流電力者當作供電裝置75。
供電裝置75具備有互相電位不同之R、S、T之3個端子,各燈絲14b、15b相對於該些兩個端子,是以第1燈絲體14及第2燈絲體15中之互相鄰接之端部彼此成為同相位之方式,電性被連接。
針對該實施例中之各燈絲體14、15和供電裝置75之連線狀態,具體說明時,第1燈絲體14所涉及之燈絲線圈14b之一端經電力控制手段74a電性連接於供電裝置75 之S端子,並且另一端則經電力控制手段74a電性連接於供電裝置75之R端子。再者,鄰接於第1燈絲線圈14b之一端側的第2燈絲體15所涉及之燈絲線圈15b之另一端經電力控制手段74b電性連接於供電裝置75之S端子,並且,一端經電力控制手段74b電性連接於供電裝置75之T端子。即是,第1燈絲體14所涉及之燈絲線圈14b連接於R-S相,第2燈絲體15所涉及之燈絲線圈15b被連接於S-T相,藉此,經電力控制手段74a、74b個別將電力供給至各燈絲線圈14b、15b,則可以個別執行各燈絲線圈14b、15b之發光狀態的控制。
若藉由如此構成之燈絲燈,則可以取得與上述相同之效果,並且因藉由使用供給三相交流電力之供電裝置75,可以使電性連接於各相之燈絲個數予以分散而連接,故比起單相,流動於同一相之電流值變少,因可以使供電裝置所要求之電流值成為較小,故可以降低供電所涉及之成本。
再者,在本發明之燈絲燈中,燈絲體之數量可以因應目的而適當變更,例如第6圖所示般,可以成為配設3個燈絲體14、15、16之構成。
該燈絲燈10是熔接兩端部而形成有密封部12a、12b之例如由石英例如由石英玻璃等之光透過性材料所構成之直管狀之發光管11,在該發光管11之內部,以燈絲圈延伸於管軸方向之方式,於發光管11之管軸方向順序並列配置有各具有與第2圖所示相同構成之3個燈絲體14、 15、16。
第1燈絲體14、第2燈絲體15及第3燈絲體16之各個之一端側的導線14c、15c、16c分別經被氣密埋設於一端側之密封部12b之金屬箔13d、13e、13f而電性連接於外部導線18d、18e、18f,另一端側之導線14a、15a、16a各經由被氣密埋設於另一端側密封部12a之金屬箔13a、13b、13c而電性連接於外部導線18a、18b、18c。
在該燈絲燈10中,各燈絲體14、15、16所涉及之外部導線分別以第1燈絲體14及第2燈絲體15中之互相鄰接的端部彼此成為同相位,並且第2燈絲體15及第3燈絲體16中之互相鄰接彼此成為同相位之方式,藉由供電線電性連接於供給三相交流電力之供電裝置75。
當針對各燈絲體14、15、16和供電裝置75之連線狀態予以說明時,則如第7圖所示般,第1燈絲體14所涉及之燈絲線圈14b之一端,經由電力控制手段74a被電性連接於供電裝置75之S端子,並且另一端經電力控制手段74a被電性連接於供電裝置75之R端子。再者,第2燈絲體15所涉及之燈絲線圈15b之一端經電力控制手段74b被電性連接於供電裝置75之T端子,並且另一端經電力控制手段74b被電性連接於供電裝置75之S端子。並且,第3燈絲體16所涉及之燈絲線圈16b之一端經電力手段74c被電性連接於供電裝置75之R端子,並且另一端經電力控制手段74c被電性連接於供電裝置75之T端子。即是,第1燈絲體14所涉及之燈絲線圈14b被連 接於R-S相,第2燈絲體15所涉及之燈絲線圈15b被連接於S-T相,第3燈絲體16所涉及之燈絲線圈16b被連接於T-R相,依此對各燈絲線圈14b、15b、16b,經電力控制手段74a、74b、74c,個別供給電力,則可以個別執行各燈絲線圈14b、15b、16b之發光狀態之控制。
即使在該燈絲燈10中,除了在發光管11內加入用以執行鹵循環之鹵氣外,也以封入有絕緣破壞電壓值之高放電抑制氣體為佳。依此,即使在相鄰燈絲體中之互相接近之端部彼此產生電位差時,亦可以更確實防止不期望之放電發生。可以使用上述實施例中所例示者來當作放電抑制氣體。
上述燈絲燈10中,當藉由電力控制手段74a、74b、74c被控制成適當大小之電力被供給至各燈絲體14、15、16時,各燈絲線圈14b、15b、16b是在其一端部和另一端部之間產生電位差,電流流動於各燈絲線圈14b、15b、16b,成為發光狀態。在該狀態中,第1燈絲體14所涉及之燈絲線圈14b之一端部或是導線,和第2燈絲體15所涉及之燈絲線圈15b之另一端部或是導線互相成為電位差小之狀態或是成為同電位之狀態,並且第2燈絲體15所涉及之燈絲線圈15b之一端部或是導線,和第3燈絲體16所涉及之燈絲線圈16b之另一端或是導線互相成為電位差小之狀態或是成為同電位之狀態。
而且,若藉由上述構成之燈絲燈10,得到與上述燈絲燈相同之效果,即是可以獨立控制各燈絲14b、15b、16b之發光狀態,故可以確實取得所欲之放射照度分佈,而 且,藉由以相鄰之燈絲體中之互相接近的端部彼此成為同相位之方式供給三相交流電力,即使將大電力投入至燈絲之時,因產生在該些之間的電位差成為小或零,故可以確實防止在相鄰燈絲間或是相鄰導線間發生不期望的放電,其結果,可以確實防止如燈絲線圈或是導線熔斷般的不良狀況發生。
再者,藉由將互相不同大小之電流供給至各燈絲線圈14b、15b、15c,即使在互相接近之燈絲體14、15、16之端部彼此產生電位差之時,藉由又在發光管11內封入有特定放電抑制氣體,故放電抑制氣體為絕緣破壞電壓高者,故可以更確實防止因該電位差產生不期望之放電。
並且,在本發明之燈絲燈中,可以設為第8圖所示之構成。
該燈絲燈10是在第6圖所示之構成的燈絲燈中,各燈絲體之構成為不同,並且除在發光管11之內部中鄰接燈絲間之位置,對管軸呈垂直設置有各由石英玻璃等之絕緣材料所構成之多數板狀支撐構件19a、19b、19c、19d外,具有與第6圖所示燈絲燈相同之構成。
第1燈絲體14是如第9圖所示般,藉由燈絲線圈14b和連結於該燈絲線圈14b之另一端部的供電用之導線14a,及連結於燈絲線圈14b之一端部的導線14c而所構成。
第1燈絲體14中之另一端側導線14a是藉由1條線條材所形成,具有現狀之導線本體部142a和延伸於與該 導線本體部142a正交之方向(所連結的燈絲線圈之徑方向)的徑方向部份之鉤狀部140a。
鉤狀部140a是藉由彎曲成連續於導線本體部142a而延伸於與導線本體部142a正交之方向的徑方向部143a;連續於該徑方向部143a之線圈軸與導線本體部142a並行而延伸之線圈狀燈絲連結部141a;和連續於該燈絲連結部141a而延伸於與該線圈軸方向正交之方向,彎曲成前端延伸於線圈軸之L字狀部144a而構成。
燈絲連結部141a具有適合於燈絲線圈14b之線圈內徑的外徑。
導線14a中之L字狀部144a形成有該前端部藉由例如雷射等被加熱溶解而不具有邊緣部份之球狀部145a。
第1燈絲體14中之一端側之導線14c具有與導線14a相同之構成,為了方便,在與導線14a相同之構成部份,將「a」取代「c」賦予相同符號。
在第1燈絲體14中,藉由將燈絲線圈14b之其他端塞進導線14a之L字狀部144a,燈絲連結部141a則被插入至燈絲線圈14b之另一端部之內部空間內,該外周面則以抵接狀態被配置在燈絲線圈14b之內面,並且徑方向部143a則在線圈14b之線圈間距間,成為以突出至燈絲線圈14b之徑方向外方之方式被挾持的狀態,依此達成導線14a和燈絲線圈14b之連結。
再者,即使針對導線14c也同樣,燈絲連結部141c以抵接狀態被配置在燈絲線圈14b之內部,並且L字狀部 144c在燈絲線圈14b之線圈間距間,成為以突出於燈絲線圈14b之徑方向外方之方式被挾持之狀態,依此達成導線14c和燈絲線圈14b之連結。
再者,即使針對第2燈絲體15及第3燈絲體16,也設為與第1燈絲體14相同之構成,藉由燈絲線圈15b(16b),和連結於該燈絲線圈15b(16b)之一端部的導線15a(16a)及燈絲線圈15b(16b)之一端部的導線15c(16c)構成為具有與第1燈絲體14相同之構成。
在支撐構件19a,如第10圖所示般,在略中央部形成有開口197,並且在該周邊部,於互相在圓周方向以每等間隔分離的位置上,形成有構成用以定位燈絲體之定位機構之多數例如6個缺口部191、192、193、194、195、196。
形成開口197雖然非必須,但是藉由於支撐構件19a設置開口197,則可增大支撐構件和燈絲線圈之間隔,可以減輕支撐構件之熱負荷。
再者,即使針對其他支撐構件19b、19c、19d亦可以成為相同構成。
第1燈絲體14是另一端側之導線14a中之L字狀部144a被卡合於支撐構件19a之缺口部196,並且導線本體部142a被插通於與該缺口部196對角之位置的缺口部193內,以燈絲線圈14b在支撐構件19a之一面側延伸於相對於支撐構件19a呈垂直方向之姿勢被安裝,再者,即使針對一端側之導線14c也相同,一端側之導線14c中之L字 狀部144c被卡合於支撐構件19b之缺口部之一個,並且導線本體部142c被插通於與該缺口部對角之位置的缺口部內,燈絲線圈14b在支撐構件19b之另一面側,以延伸於相對於支撐構件19b呈垂直方向的姿勢被安裝,依此,第1燈絲體14相對於發光管11是以定位狀態被支撐。
第1燈絲體14中之另一端側之導線14a是經氣密被埋設於發光管11之另依端側之密封部12a之金屬箔13a而被電性連接於外部導線18a。
再者,一端側之導線14c穿過支撐構件19c、19d中無助於第2燈絲體15及第3燈絲體16所涉及之導線之鉤狀部之定位的缺口部內,沿著發光管11之管軸延伸,經被氣密埋設於發光管11之一端側之密封部12b之金屬箔13d而電性連接於外部導線18d。
第2燈絲體15是另一端側之導線15a中之鉤狀部,在支撐燈絲體14之一端部的支撐構件19b之一面側,被卡合於無助於第1燈絲體14所涉及之導線14c定位的其他缺口部,並且導線本體部152a被插通於與該缺口部對角之位置的缺口部內,燈絲線圈15b以延伸於相對於支撐構件19b呈垂直方向的姿勢被安裝,一端側之導線15c中之鉤狀部相對於支撐構件同樣被安裝,依此第2燈絲體15是在對發光管11定位之狀態被支撐。
第2燈絲體15中之另一端側之導線15a穿過支撐構件19a中無助於第1燈絲體14所涉及之導線14a之定位的缺口部191(參照第10圖)內,沿著發光管11之管軸 而延伸,經由被氣密埋設於發光管11之另一端側的密封部的金屬箔13b而電性連接於外部導線18b。
再者,一端側之導線15c穿過支撐構件19d中無助於第3燈絲體16所涉及之導線16c之定位的缺口部內,沿著發光管11之管軸延伸,經被氣密埋設於發光管11之一端側之密封部12b的金屬箔13e而電性連接於外部導線18e。
第3燈絲體16是另一端導線16a之鉤狀部在支撐第2燈絲體15的支撐構件19c之一面側,被卡合於支撐構件19c之殘留缺口部,並且導線本體部穿過與該缺口部對角之位置的缺口部內,燈絲線圈16b以延伸於相對於支撐構件19c呈垂直方向之姿勢被安裝,一端側之導線16c中之鉤狀部相對於支撐構件19d同樣被安裝,依此,第3燈絲體16是以定位於發光管11之狀態被支撐。
第3燈絲體16中之另一端側之導線16a穿過支撐構件19b及支撐構件19a中,無助於其他燈絲體14、15所涉及之導線14a、14c、15a之定位的缺口部(例如,支撐構件19a中之缺口部195,參照第10圖)內,沿著發光管11之管軸延伸,經被氣密埋設於發光管11之另一端側之密封部12a的金屬箔13c,而電性連接於外部導線18c。
燈絲體16之一端側之導線16c經被氣密埋設於發光管11之一端側之密封部12b的金屬箔13f而電性連接於外部導線18f。
在該燈絲燈10中,各燈絲體14、15、16所涉及之外 部導線分別以成為第1燈絲體14及第2燈絲體15中互相鄰接之端部彼此成為同相位,並且第2燈絲體15及第3燈絲體16中互相鄰接之端部彼此成為同相位之方式,藉由供電線而電性連接於供給三相交流電力之供電裝置75,具體而言,如第11圖所示般,第1燈絲體14所涉及之燈絲線圈14b被連接於R-S相,第2燈絲體15所涉及之燈絲圈15b被連接於S-T相,第3燈絲體16所涉及之燈絲線圈16b被連接於T-R相,依此藉由經無圖示之電力控制手段個別對各燈絲線圈14b、15b、16b供給電力,則可以個別執行各燈絲線圈14b、15b、16b之發光狀態的控制。
然而,若藉由上述構成之燈絲燈10,因可以取得與上述燈絲燈10相同之效果,即是獨立控制各燈絲14b、15b、16b之發光狀態,故可以確實取得所期望之放射照度分布,而且藉由以相鄰燈絲體中互相接近的端部彼此成為同相位之方式,供給三相交流電力,即使對燈絲投入大電力之時,因產生於該些間之電位差也變小或成為零,故可以確實防止相鄰之燈絲間或是相鄰之導線間發生不期望之放電,其結果可以確實防止如燈絲線圈或是導線熔斷般的不良狀況發生。
再者,藉由將互相不同大小之電流供給至各燈絲線圈14b、15b、16b,即使在互相接近之燈絲體14、15、16之端部彼此產生電位差之時,藉由又在發光管11內封入有特定放電抑制氣體,故放電抑制氣體為絕緣破壞電壓高者,故可以更確實防止因該電位差產生不期望之放電。
並且,燈絲體中之導線由於藉由形成有依據被卡合部所產生之定位機構的支撐構件而被支撐,該被卡合部是由其鉤狀部被卡合的缺口部所構成,更限制燈絲線圈之圓周方向之變位(移動),故可以更加確實執行燈絲體之定位。
因此,可以將各燈絲線圈14b、15b、16b高精度且容易配置在發光管11內之期待位置,並且可以防止各燈絲線圈14b、15b、16b之位置由於重力等之影響而經時性變位,可以在長期間下確實維持初期性能。
再者,因即使由於燈絲線圈14b、15b、16b斷線等之不測的事態,產生必須更換燈絲燈之構成構件之一部份時,亦可以以高再現性且高精度在發光管11內配置各燈絲線圈14b、15b、16b,故可以確保燈絲體之交換前後的放射照度分部之再現性。
如此一來,在藉由共通支撐構件支撐兩個相鄰燈絲體之構成上,雖然成為被該支撐構件卡合之導線的鉤狀部接近於其他燈絲體之狀態,但是因藉由在導線之鉤狀部之前端形成球狀部,在導線之端部集中放電,故可以確實防止在相鄰導線間發生不期望之放電。
在上述中,雖然針對對多數燈絲體分別供給交流電力之構成予以說明,但是在本發明之燈絲燈中,可以設為對各燈絲體供給直流電力之構成。以下,以第1圖所示之燈絲燈(燈絲體之數量為兩個之構成)中,對各燈絲體供給直流電力供給直流電力之構成為例予以說明。
第12圖是概略性表示本發明中之燈絲燈之其他的構成例中之燈絲體和供電裝置之連線狀態的說明圖。
該燈絲燈中,第1燈絲體14所涉及之一端側之導線14c是被連接於第1直流供電裝置78a之高壓側(正極側),另一端側之導線14a則被連接於第1直流供電裝置78a之低壓側(負極側)。
再者,第2燈絲體15所涉及之一端側之導線15c是被連接於第2直流供電裝置78b之低壓側(負極側),另一端側之導線15a是被連接於第2直流供電裝置78b之高壓側(正極側)。
因此,在第1燈絲體14及第2燈絲體15中之互相接近的端部彼此成為同極性之狀態,藉由個別之直流供電裝置78a、78b對各燈絲線圈14b、15b投入直流電力。
若藉由上述構成之燈絲燈,則取得與將交流電力供給至各燈絲體之構成相同之效果,即是即使藉由以第1燈絲體14及第2燈絲體15中互相接近之端部彼此成為同極性之方式供給直流電力,將大電力投入至燈絲之時,因產生於該些之間的電位差變小或成為零,故可以確實防止燈絲線圈14b、15b間或是導線14c、15a間發生不期望之放電,其結果,可以確實防止如燈絲線圈或是導線熔斷般之不良狀態。
再者,即使於藉由將互相不同大小之電流供給至各燈絲而在相鄰之燈絲體中之導線間產生電位差之時,藉由又在發光管內封入有放電抑制氣體,故放電抑制氣體為絕緣 破壞電壓高者,故可以更確實防止不期望之放電發生。
以上,雖然針對本發明之燈絲燈之實施形態予以說明,但是並不限定於上述實施形態,可以施加各種變更。
例如,燈絲體之數量不限定,可以因應目的適當變更。若增加燈絲體之數量,則可以更加精密對被處理體控制放射照度分佈,例如,於執行要求高精度之溫度控制之擴散工程時,則以5個以上為佳,尤其於針對300mm以上之大口徑的半導體晶圓執行處理時,則以7至9個為佳。
並且,被氣密埋設於密封部之導電性構件並不限於金屬箔,即使為板狀體亦可。
如以述般,本發明之燈絲燈構成可獨立控制被配設於發光管內之多數燈絲之發光狀態,再者,由於可以消除在燈絲間產生不期望之放電,構成可對燈絲體投入大電力,故藉由構成由多數該燈絲燈所形成之燈元件,當作光照射式加熱處理之加熱用光源即為有用。以下,針對本發明之光照射式加熱處理裝置予以說明。
〔光照射式加熱處理裝置〕
第13圖表示本發明之光照射式加熱處理裝置之一例中的構成之概略的正面剖面圖,第14圖是表示構成第13圖所示之光照射式加熱處理裝置之光源部的第1燈單元及第2燈單元中之燈絲燈之配列例的平面圖。
該光照射式加熱處理裝置100是藉由內部空間藉由以 石英所構成之窗板4被區劃呈上下而形成燈單元收容空間S1及加熱處理空間S2之腔室300。
在燈單元收容空間S1,例如10根上述燈絲燈10在燈中心軸位於互相同一平面位準之狀態下,以特定間隔分離而被並設所構成之第1燈單元200A,和例如10根上述燈絲燈10在燈中心軸位於互相同一平面位準之狀態下,以特定間隔分離而被並設所構成之第2燈單元200B,是被配置成在並列於上下方向之位置互相相向。
構成第1燈單元200A之各燈絲燈10,和構成第2燈單元200B之各燈絲燈10,成為燈中心軸互相交叉之狀態。
在第1燈單元200A之上方,配置有使自第1燈單元200A及第2燈單元200B朝向上方照射之光朝被處理體W側反射之反射鏡201。
反射鏡201是在例如無氧銅所構成之母材上塗層金而形成,反射斷面具有由例如圓的一部份、橢圓的一部份、拋物線之一部份或是平板狀等所選出之形狀。
第1燈單元200A之各燈絲燈10是藉由一對第1固定台650、651支撐。
第1固定台650、651是藉由由導電性構件所構成之導電台66,和由陶瓷等之絕緣構件所構成之保持台67所構成,保持台67是被設置在腔室300之內壁,保持導電台66。
將構成第1燈單元200A之燈絲燈10之根數設為 n1,將燈絲燈10所具有之燈絲體之個數設為m1時,於獨立供給電力至所有各燈絲體之時,則需要n1×m1組之一對第1固定台650、651。
第2燈單元200B之各燈絲燈10是藉由無圖示之第2固定台被支撐,第2固定台與第1固定台相同,藉由導電台和保持台所構成。
將構成第2燈單元200B之燈絲燈10之根數設為n2,將燈絲燈10所具有之燈絲體之個數設為m2時,於獨立供給電力至所有各燈絲體之時,則需要n2×m2組之一對第2固定台。
在腔室300設置有連接分別來自構成電源部7之多數供電裝置之供電線的一對電源供給埠71、72,該一對電源供給埠71、72之組數,是因應燈絲燈10之個數、各燈絲燈10內之燈絲體之個數等而設定。
在該實施例中,電源供給埠71是電性連接於第1燈固定台650之導電台66,該第1燈固定台650之導電台66是與例如被連接於連結在燈絲線圈14b另一端部之導線14a的外部導線電性連接。
再者,電源供給埠72是與第1燈固定台651之導電台66電性連接,該第1燈固定台651之導電台66是與連接於連結在燈絲線圈14b一端側之導線14c的外部導線電性連接。
依此,對電源部7之供電裝置7a,電性連接第1燈單元200A中之一個燈絲燈10所涉及之燈絲線圈14b。
再者,即使針對該燈絲燈10中之其他燈絲線圈15b、16b,也藉由其他一對電源供給埠71、75,各相對於供電裝置為相同之電性連接。
然後,即使針對構成第1燈單元200A之其他燈絲燈之各燈絲線圈,及構成第2燈單元200B之燈絲燈之各燈絲線圈,各也相對於供電裝置為相同之電性連接。
藉由成為如此之構成,依據選擇性使各燈絲線圈予以發光,或依據個別調整供給至各燈絲線圈之供給電力之大小,則可以任意並且高精度設定被處理體W上之放射照度分佈。
在該光照射式加熱處理裝置100中,設置有於執行被處理體W之加熱處理時,冷卻各燈絲燈之冷卻機構。
具體而言,來自設置在腔室300之外部之冷卻風單元8之冷卻風,經被設置在腔室30之冷卻風供給噴嘴81之吹出口82,導入至燈單元收容空間S1,該冷卻風藉由被吹在第1燈單元200A及第2燈單元200B中之各燈絲燈10,冷卻構成各燈絲燈10之發光管11,之後,使藉由熱交換成為高溫之冷卻風自形成在腔室300之冷卻風排出口排出至外部。
如此之冷卻機構因各燈絲燈10之密封部12a、12b比其他各處耐熱性低,故冷卻風供給噴嘴81之吹出口82形成與各燈絲燈之密封部12a、12b相向,構成各燈絲燈之密封部12a、12b優先冷卻為佳。
並且,被導入至燈單元收容空間S1之冷卻風之流 動,是被設定成被熱交換而成為高溫之冷卻風不逆向加熱各燈絲燈,再者也同時冷卻反射鏡201。再者,於藉由省略圖示之水冷機構水冷反射鏡201之構成時,即使以不一定要同時冷卻反射鏡201之方式,來設定冷卻風之流向亦可。
再者,在該光照射式加熱裝置100中,冷卻風供給噴嘴81之吹出口82也形成在窗板4附近之位置,成為藉由來自冷卻風單元8之冷卻風冷卻窗板4之構成。依此,可以確實防止發生由於從依據來自被加熱之被處理體W的輻射熱而蓄熱之窗板4二次性被放射之熱線,被處理體W接受不期望之加熱作用,而使被處理體W之溫度控制性冗長化(例如由於設定溫度被處理物之溫度成為高溫之超射(overshoot),或因蓄熱之窗板4本身溫度偏差所引起之被處理體W之溫度均勻性下降,或是被處理體W之降溫速度下降等之不良狀況。
在腔室300中之加熱處理空間S2,設置有固定被處理體W之處理台5。
處理台5是例如被處理體W為半導體晶圓之時,為由鉬、鎢或鉭般之高熔點金屬材料或碳化矽(SiC)等之陶瓷材料、或是石英、矽(Si)所構成之薄板環狀體,以藉由在該圓形開口部之內周部形成支撐半導體晶圓之階差部而所形成的護環構造來構成為佳。
處理台5因處理台5本身也因光照射成為高溫,故對面之半導體晶圓之外周緣輔助性被放射加熱,依此補償因 來自半導體晶圓之外周緣的熱放射等所引起之半導體晶圓之周緣部溫度下降。
在被設置在處理台5之被處理體W之背面側,抵接或接近於被處理體W設置有用以監視被處理體W之溫度分佈的例如由熱電對或放射溫度計所構成之多數溫度測量部91,各溫度測量部91連接於溫度計9。在此,溫度測量部91之個數及配置位置並不特別限定,可以因應被處理體W之尺寸而設定。
溫度計9具有根據藉由各溫度測量部91所監視之溫度資訊,算出各溫度測量部91之測量地點之溫度,並且經溫度控制部92將所算出之溫度資訊送出至主控制部3之機能。
主控制部3具有根據被處理體W上之各測量地點之溫度資訊,以被處理體W上之溫度在特定溫度成為均勻分布狀態之方式,將指令送至溫度控制部92之功能。
溫度控制部92具有根據來自主控制部3之指令,控制來自電源部7之被供給至各燈絲燈之燈絲線圈的電力之大小的機能。
主控制部3於自溫度控制部92取得例如某測量地點之溫度比特定溫度低之溫度資訊時,則以增加自對該測量點及該附近位置執行光照射之燈絲線圈所放射出之光的方式,使增加對該燈絲線圈供給的供電量,對溫度控制部92送出指令,溫度控制部92是根據自主控制部3所送出之指令,使自電源部7被供給於連接於該燈絲線圈之電源供 給埠71、72的電力增加。
再者,主控制部3是在燈單元200A、200B中之燈絲燈10點燈時,將指令送出至冷卻風單元,冷卻風單元8是根據該指令,供給不使發光管11、反射鏡201及窗板4不成為高溫狀態之冷卻風。
在該光照射式加熱處理裝置100,連接有將因應加熱處理之種類的製程氣體導入或排氣至加熱處理空間S2內的製程氣體單元800。
例如,於執行熱氧化製程之時,連接將氣氧氣體導入或排氣至加熱處理空間S2,及將用以排出加熱處理空間S2之排出氣體(氮氣體)予以導入或排氣之製程氣體單元800。
來自製程氣體單元800之製程氣體、排出氣體經被設置在腔室300之氣體供給噴嘴84之吹出口85,而被導入至加熱處理空間S2內,並且經排出口86而被排出至外部。
上述光照射式加熱處理裝置100中,對於構成第1燈單元200A及構成第2燈單元200B之各燈絲燈之各個燈絲線圈,自電源部7供給被控制成適當大小之電力而成為點燈狀態,依此自燈絲燈所放射出之光直接或藉由反射鏡201被反射,經窗板4照射至被設置在加熱處理空間S2之被處理體W,執行被處理體W之加熱處理。
而且,若藉由上述構成之光照射式加熱處理裝置100,構成第1燈單元200A及第2燈單元200B之燈絲 燈,因是被設為防止相鄰之燈絲體中互相接近的部份彼此產生不期望之放電的構成,故第1燈單元200A及第2燈單元200B分別構成在發光管內,於發光管之長邊方向順序並列配置多數燈絲體,多數並列配置對各燈絲獨立供電之燈絲燈10,藉此可以針對發光管之軸方向及與此垂直之方向的兩方向調整光強度分佈,因此,可以高精度設定被照射體W之表面的放射照度分佈。
因例如僅限定於全長比燈絲燈之發光長短的狹小特定區域,可以設定該特定區域上之放射照度,故在該特定區域和其他區域中,可以設定對應於各個特性之放射照度分佈。例如,於事先判斷第14圖所示之被處理體W中,燈絲燈10A和燈絲燈10B或10C交叉之處的正下方之區域(也稱「區域1」)的溫度,比被處理體W中之其他區域(也稱為「區域2」)之溫度低時,或是區域1中之溫度上昇之程度比區域2中之溫度上昇之程度小時,藉由增加供給至燈絲燈10A所涉及之各燈絲線圈中,對應於區域1之燈絲線圈的供電量,可以將溫度調整成區域1和區域2之溫度成為均勻。並且,在第14圖中,各燈絲燈之內部所圖示之線份,是表示各燈絲線圈之配置位置。因此,可以在被處理體W之全體以均勻之溫度分佈執行加熱處理。並且,在第14圖中,雖然僅以1條直線表示各燈絲燈10內之燈絲線圈之配置位置,但是該表示多數並列之燈絲線圈的總全長,省略多數燈絲線圈之1條1條表示。
再者,可以精密且任意分佈設定自燈單元200A、 200B僅以特定距離分離之被處理體W上之放射照度分佈,其結果也可將被處理體W上之放射照度設定成相對於被處體體W之形狀呈非對稱。因此,即使被處理體W所涉及之地點性溫度變化之程度分佈相對於被處理體W之形狀呈非對稱之時,亦可以對應於此,設定被處理體W上之放射照射分佈,可以以均勻溫度分佈狀態加熱被處理體W。
並且,由於燈絲燈10為可以確實防止在燈絲間發生不期望之放電,極縮小被配置在發光管內之各燈絲彼此之分離距離的構成,故可以縮小不發光之各燈絲間之分離部的影響,並可極縮小被處理體上之照度分佈之不期望的偏差。
10‧‧‧燈絲燈
11‧‧‧發光管
12a、12b‧‧‧密封部
13a、13b、13c、13d、13e、13f‧‧‧金屬箔
14‧‧‧第1燈絲體
15‧‧‧第2燈絲體
16‧‧‧第3燈絲體
14a、15a、16a‧‧‧導線
14b、15b、16b‧‧‧燈絲線圈
14c、15c、16c‧‧‧導線
140a、140c‧‧‧鉤狀部
141a、141c‧‧‧燈絲連結部
142a、142c‧‧‧導線本體部
143a、143c‧‧‧徑方向部
144a、144c‧‧‧L字狀部
145a、145c‧‧‧球狀部
17‧‧‧固定部
18a、18b、18c、18d、18e、18f‧‧‧外部導線
19a、19b、19c、19d‧‧‧支撐構件
191、192、193、194、195、196‧‧‧缺口部
197‧‧‧開口
25‧‧‧絕緣管
73‧‧‧供電裝置
74a、74b、74c‧‧‧電力控制手段
75‧‧‧供電裝置
74a、74b、74c‧‧‧電力控制手段
75‧‧‧供電裝置
78a‧‧‧第1直流供電裝置
78b‧‧‧第2直流供電裝置
3‧‧‧主控制部
4‧‧‧窗板
5‧‧‧處理台
7‧‧‧電源部
7a‧‧‧第1供電裝置
71、72‧‧‧一對電源供給埠
650、651‧‧‧一對第1固定台
66‧‧‧導電台
67‧‧‧保持台
8‧‧‧冷卻風單元
800‧‧‧製程氣體單元
81‧‧‧冷卻風供給噴嘴
82‧‧‧吹出口
83‧‧‧冷卻風排出口
84‧‧‧氣體供給噴嘴
85‧‧‧吹出口
86‧‧‧排出口
9‧‧‧溫度計
91‧‧‧溫度測量部
92‧‧‧溫度控制部
100‧‧‧光照射式加熱處理裝置
200A‧‧‧第1燈單元
200B‧‧‧第2燈單元
201‧‧‧反射鏡
300‧‧‧腔室
S1‧‧‧燈單元收容空間
W‧‧‧被處理體
第1圖是表示本發明之燈絲燈之一例中之構成的概略的說明用斜視圖。
第2圖是表示燈絲體之一構成例的正面圖。
第3圖是表示燈絲體之導線和燈絲的連結部之放大剖面圖。
第4圖是概略表示各燈絲體和供電裝置之連線狀態之一例的說明圖。
第5圖是概略性表示使用向多數燈絲體分別供給三相交流電力的供電裝置之時,各燈絲體和供電裝置之連線狀態之一例的說明圖。
第6圖是表示本發明之燈絲燈之其他例中之構成概略的說明用斜視圖。
第7圖是概略性表示第6圖所示之燈絲燈中,各燈絲體和供電裝置之連線狀態的說明圖。
第8圖是表示本發明之燈絲燈之又一其他例之構成概略的說明用斜視圖。
第9圖是表示第8圖所示之燈絲燈中之燈絲體之構成例的正面圖。
第10圖是放大表示燈絲體和支撐構件之連結部的斜視圖。
第11圖是概略性表示第8圖所示之燈絲燈中,各燈絲體和供電裝置之連線裝置之一例的說明圖。
第12圖是概略性表示使用向多數燈絲體分別供給直流電力的供電裝置之時,各燈絲體和供電裝置之連線狀態之一例的說明圖。
第13圖是表示本發明之光照射式加熱處理裝置之一例中之構成的概略的正面剖面圖。
第14圖是表示構成第13圖所示之光照射式加熱處理裝置之光源部的第1燈單元及第2燈單元中,各燈絲燈之配列例的平面圖。
14b、15b‧‧‧燈絲線圈
73‧‧‧供電裝置
74a、74b‧‧‧電力控制手段

Claims (6)

  1. 一種燈絲燈,在至少一端形成有密封部之直管狀的發光管內部,以各燈絲延伸於發光管之管軸方向的方式,在管軸方向順序並列配置各個由連結線圈狀之燈絲和供給電力至該燈絲之導線而所構成之多數燈絲體,各燈絲體中之各個導線分別與配設於密封部之多數導電性構件電性連接,具備有個別獨立對各燈絲供給電力的供電機構,其特徵為:供電機構為交流電力供給源,以相鄰燈絲體之互相接近的端部彼此成為同相位之方式,連線於上述導電性構件。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之燈絲燈,其中,供電機構為對各燈絲體供給三相交流電力者。
  3. 一種燈絲燈,在至少一端形成有密封部之直管狀的發光管內部,以各燈絲延伸於發光管之管軸方向的方式,在管軸方向順序並列配置各個連結線圈狀之燈絲和供給電力至該燈絲之導線而所構成之多數燈絲體,各燈絲體中之各個導線分別與配設於密封部之多數導電性構件電性連接,具備有個別獨立對各燈絲供給電力的供電機構,其特徵為:供電機構為直流電力供給源,以相鄰燈絲體之互相接近的端部彼此成為同極性之方式,連線於上述導電性構件。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中之任一項所記載之 燈絲燈,其中,放電抑制氣體是被封入於發光管內。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中之任一項所記載之燈絲燈,其中,各燈絲體中之導線是具備有鉤狀部而構成,以在被挾持於燈絲之線圈間距間之狀態突出延伸於該燈絲之徑方向外方之方式被卡合,前端部具有延伸燈絲之線圈軸方向之徑方向部份,被連結於鄰接燈絲之互相接近的端部之各個導線,藉由形成有由該導線中之鉤狀部被卡合之被卡合部進行定位之定位機構的共通支撐構件被支撐,藉此燈絲相對於發光管被定位,於夾著上述支撐構件而互相相向延伸之各個鉤狀部前端,形成有球狀部。
  6. 一種光照射式加熱處理裝置,其特徵為:具有多數根並列配置申請專利範圍第1項至第5項中之任一項所記載之燈絲燈而所構成之燈單元,將該燈單元所釋放之光照射至被處理體而加熱被處理體。
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