[发明专利]白炽灯及光照射式加热处理装置

说明书

技术领域

本发明是关于白炽灯及光照射式加热处理装置，尤其是关于为了加热被处理体所使用的白炽灯及使用白炽灯的光照射式加热处理装置。

背景技术

目前，在进行半导体制造工序中的例如成膜、氧化、氮化、膜稳定化、硅烷化、结晶化、注入离子活性化等的各种制程时，利用来自光源的光照射的加热处理。尤其是，例如将半导体晶片等被处理体的温度予以急速地上升或下降的急速加热处理(以下称为“RTP(Rapid Thermal Processing)”)能够提升良率或品质，因此被优选地利用。

在此种RTP用光照射式加热处理装置(以下简称为“加热处理装置”)中，作为光源例如使用白炽灯。

白炽灯通过在由光透射性材料形成的发光管内部配设灯丝而构成，接通电力的90％以上被全放射，能够不接触被处理体地进行加热。因此，使用白炽灯作为半导体晶片的加热用热源时，与电阻加热法相比较能急速地升降温被处理体的温度，具体而言，例如可将被处理体以几秒钟至几十秒钟升温至1000℃以上的温度，而且光照射停止后，可急速地冷却被处理体。

本发明人等提出了作为此种光照射式加热处理装置的光源所使用的具有如下结构的白炽灯(参照专利文献1)。

参照图8来说明该白炽灯，在两端被端部密封部2a、2b气密地密封的直管状发光管1内，以在发光管1的管轴方向延伸的方式依次排列配置有线圈状灯丝4、5、6，而在各灯丝4、5、6的两端，分别连结有馈电用的内部导线4a、4b、5a、5b、6a、6b。

上述的各灯丝的内部导线分别朝两端密封部延伸，且个别地经由金属箔电连接于外部导线。

即，各灯丝4、5、6的一端侧的内部导线4a、5a、6a分别经由一端侧密封部2a的金属箔7a、8a、9a，电连接于一端侧外部导线10a、11a、12a。

同样，另一端侧的内部导线4b、5b、6b分别经由另一端侧密封部2b的金属箔7b、8b、9b电连接于另一端侧外部导线10b、11b、12b。

并且，各灯丝4、5、6经由这些各外部导线10a、10b、11a、11b、12a、12b分别连接于个别的馈电装置13、14、15，由此能够个别地馈电。

另外，16是覆嵌在各灯丝4、5、6的内部导线4b、5a、5b、6a上的绝缘管，设于与其他灯丝4、5、6相对置的部位。

此外，17是在发光管1的内壁与绝缘管16之间的位置排设于发光管1的管轴方向的环状簧片(anchor)。各灯丝4、5、6分别藉由例如两个簧片被支撑成不与发光管1接触。

根据使用这种结构的白炽灯的光照射式加热处理装置，能够对多个灯丝个别地进行馈电，从而能够个别地进行各灯丝的发光等控制，因此，例如即使在被热处理的被处理体上的部位性温度变化程度的分布相对于被处理体的形状呈非对称的情况下，也能够按照与该被处理体的特性对应的所需的放射照度分布进行光照射，结果，能够均匀地加热被处理体，因此，具有能够在被处理体的被照射面整体上实现均匀的温度分布的优点。

专利文献1：日本特开2006-279008号

使用具备这种白炽灯的加热处理装置，例如进行上述的半导体晶片等的RTP时，为了提升生产量，需要提高被处理体的升温速度，因而需要比以往还要增加对白炽灯供应的电力。

伴随于此，在加热处理装置用的白炽灯中，需要在灯丝中流动大的电流，因而需要避免在点灯白炽灯时金属箔过剩地成为高温而熔断的情形。

所以，需要增加金属箔在正交于发光管的管轴的方向上的宽度。根据图8的例子加以说明，需要增加金属箔7a、7b、8a、8b、9a、9b在正交于发光管1的管轴的方向上的宽度。

为了将比以往宽的金属箔埋设于密封部，需要将密封部的宽度作成比以往还要宽。可以简单地想到通过增加发光管的外径来增加密封部的宽度。

然而，在加热处理装置中，为了实现被处理体的高精度的温度均匀性，需要对被处理体密接地并列配置大量的白炽灯，因而无法采用增加白炽灯的发光管的外径的结构。

因此，存在图8所示的以往的白炽灯不能够将形成得比以往宽的金属箔配置在密封部的问题。

如上所述，加热处理装置用的白炽灯被要求将配置于密封部的金属箔的宽度作成比以往宽，而另一方面，白炽灯的发光管的外径却被要求与以往的同等或是比以往的小。为了同时满足这种相反的要求，对以往的白炽灯而言是很困难的。

发明内容