專利名稱：加熱裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種加熱器及具備加熱器的加熱裝置，尤其是，涉及 以加熱被處理物為目的、用于將所發(fā)射出的光照射到被處理物的加熱 器及具備該加熱器的加熱裝置。
背景技術：
一般，在半導體制造工序中，在成膜、氧化擴散、雜質擴散、氮 化、膜穩(wěn)定化、硅化物化、結晶化、離子注入活性化等各種處理中采 用加熱處理。為了提高半導體制造工序的合格率和品質，期望急速地 升高或降低半導體晶片等被處理物的溫度的急速熱處理(RTP: Rapid Thermal Processing)。在RTP中，廣泛地使用利用了來自白熾燈等的 光源的光照射的光照射式加熱處理裝置。在由光透射性材料構成的發(fā)光管的內部設置燈絲而構成白熾燈， 可以投入電力的90%以上被全發(fā)射，可以不接觸被處理物進行加熱， 因此是可發(fā)將光作為熱來利用的代表性的燈。將這種白熾燈作為玻璃 基板或半導體晶片的加熱用熱源來使用的情況下，與電阻加熱法相比 可以使被處理物的溫度高速地升降溫。艮P，根據(jù)光照射式加熱處理，例如可將被處理物以十數(shù)秒鐘至數(shù) 十秒鐘升溫至100(TC以上的溫度，而停止光照射之后，被照射體被急 速地冷卻。通常這種光照射式加熱處理是經(jīng)多次重復進行。在此，被處理物為例如半導體晶片時，在加熱半導體晶片之際若 在半導體晶片中產生溫度分布不均勻，則在半導體晶片中產生所謂滑 動現(xiàn)象，即發(fā)生結晶轉移的缺陷而有成為不合格品的可能性。因此， 使用光照射式加熱處理裝置進行半導體晶片的RTP的情況下，需要進 行加熱、高溫保持、冷卻，使半導體晶片整個面的溫度分布均勻。艮卩，
在RTP中，要求被處理物的高精度的溫度均勻性。
作為現(xiàn)有的加熱裝置，在專利文獻l，公開了對玻璃基板或半導體
晶片的加熱中利用從白熾燈發(fā)射出的光的加熱裝置。如圖u所示，該
加熱裝置具有如下結構在由光透射性材料形成的腔內收納被處理物， 在該腔外的上下兩段將多個白熾燈配置成在上下對置且相互交差，而 通過這些白熾燈，從兩面進行光照射來加熱被處理物。
圖12是表示簡化上述裝置并取出設置于上下兩段的加熱用白熾燈 和被處理物的立體圖；如該圖所示地，設于上下兩段的加熱用白熾燈，
配置成管軸交叉，因此可以均勻地加熱被處理物。此外，根據(jù)該裝置， 可以防止由被處理物的邊緣部分的散熱作用所致的溫度下降。例如對
于被處理物，使位于上段兩端的加熱用白熾燈L1、 L2的燈輸出比中央 部的加熱用燈L3的燈輸出大，由此可以提高被處理物的邊緣部分Al 一A2、 B1—B2的溫度，另夕卜，使相對于被處理物位于下段兩端的加熱 用白熾燈L4、 L5的燈輸出比中央部的加熱用燈L6的燈輸出大，由可 提高被處理物的邊緣部A1—B1、 A2—B2的溫度。
專利文獻l:日本特開平7 — 37833號
專利文獻2:日本特開平2002 — 203804號
但是，在上述現(xiàn)有的加熱裝置中已知會產生如下所示的問題。具 體地，例如被處理物為半導體晶片的情況下， 一般在半導體晶片表面 利用濺鍍法等形成有由金屬氧化物構成的膜，另外，通過離子注入摻 雜了雜質添加物，有時在這種金屬氧化物的膜厚及雜質離子的注入情 況中產生偏差，由此，有受到相關主要原因的影響從而在半導體晶片 產生溫度分布的情形。這種溫度分布是并不限定于圖12所示的線狀的 邊緣部分A1—A2、 B1—B2、 A1—B1、 A2—B2等，例如有僅在Al部周邊的窄小區(qū)域產生的情形。
然而，根據(jù)上述現(xiàn)有的加熱裝置，雖可防止被處理物的邊緣部分
A1—A2、 BI—B2、 A1—B1、 A2—B2等的線狀的邊緣部分的溫度下降， 但是，在圖12的A1—A2的線狀的邊緣部分中、Al部周邊與Bl部周 邊分別顯示溫度下降的趨勢時，則無法將該雙方控制在適當?shù)臏囟葼?態(tài)。即，在窄小區(qū)域中無法控制溫度，由于對被處理物的處理溫度產 生溫度分布，所以有會對被處理物損傷所期望的功能的問題。
在此，如圖13所示地，例如在專利文獻2，公開了如下的熱處理 裝置在燈室內具備第一燈組件，將具有U形狀并且對燈絲的供電 裝置被設置在發(fā)光管的兩端部的兩端引線燈，沿與紙面平行方向及垂 直方向地排列多個而構成，及第二燈組件，設置在該第一燈組件下方 側，將具有直線形狀并且燈絲的供電裝置被設置在發(fā)光管的兩端部的 兩端引線燈，沿著紙面在與紙面的垂直方向上排列多個構成；對第二
燈組件下方設置的半導體晶片等的被處理物進行加熱處理。
根據(jù)這種熱處理裝置表示為了提高被處理物中與載置被處理物 的支承環(huán)的連接部的溫度，具備將位于連接部上方的、屬于第一燈組 件的U形狀燈控制為高輸出的裝置，該連接部與其他部分比較處于溫 度降低的趨勢。
在專利文獻2中，表示大致如下地使用這種熱處理裝置。首先，
將被處理物即半導體晶片的加熱區(qū)域分割為中心對稱且同心的多個區(qū)
域(zine)。另外，組合第一、第二燈組件的各燈的照度分布，相對于 與各區(qū)域分別對應的半導體晶片的中心而形成中心對稱的合成照度分 布圖案，根據(jù)各區(qū)域的溫度變化進行加熱。這時，為了抑制來自燈的 光照度偏差的影響，旋轉被處理物即半導體晶片。即，能夠以個別的 照度來加熱同心配置的各區(qū)域。
因此，根據(jù)專利文獻2所示的技術，考慮由于可以進行被處理物 中的窄小區(qū)域的溫度控制，可以良好地解決上述問題點。
考慮這種熱處理裝置在實用上有產生如下所述的問題點的可能 性?？紤]會產生如下的問題具有U字形狀的燈是由水平部與一對垂直部構成，有助于發(fā)光的只有內部設置有燈絲的水平部。并且，設置 于各燈內部的燈絲，與燈水平部的同軸上相鄰接的燈的內部設置的燈 絲之間，隔著構成各垂直部的兩個石英玻璃壁。另外，在水平部與垂 直部的邊界形成曲面而使得水平部與垂直部成為一體之故，因而在相 鄰接的燈絲間，存在具有相當?shù)拈L度的、對發(fā)光無貢獻的空間。因此， 在與該空間正下方對應的部分會產生溫度分布的問題。艮P，即使將對應于各區(qū)域的、第一、第二燈組件的各燈的照度分 布進行組合而形成半導體晶片中心對稱的合成照度分布，在與上述空 間的正下方對應的部分，照度較急峻地變化(下降)。因此，可以想 到即使進行與各區(qū)域的溫度變化相應的加熱，要減少在與上述空間的 正下方對應的部分附近產生的溫度分布也較困難。還有，近年來這種熱處理裝置，有將用于設置燈組件的空間(主 要為高度方向)作成極小的趨勢，所以當使用具有U形狀的燈時，需 要與燈的垂直部對應的空間，因此從節(jié)省高度方向的空間的觀點來說 不理想。發(fā)明內容本發(fā)明是依據(jù)上述事項而做出的，其目的在于，提供一種加熱裝 置，即使被熱處理的基板上的部位性的溫度變化程度的分布，相對于 基板形狀為非對稱的情況下，也可以均勻地加熱基板。另外，即使在 窄小區(qū)域中產生成為失去溫度分布的均勻性的主要原因的溫度變化的 情況下，也可以均勻地加熱被處理物，而且可以小型化。本發(fā)明的加熱裝置，在發(fā)光管的內部沿發(fā)光管的管軸延伸地按順 序并列配置有多根燈絲，且并列配置有多個獨立地對各燈絲供電的加 熱器，其特征在于，使上述各加熱器的各發(fā)光區(qū)域與各加熱器正下方 的被處理物的尺寸相適合。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的加熱器，具有如下的結構在由光透射性材料構成 的發(fā)光管內部設置燈絲而構成，該燈絲在軸方向上被分割成多個，被分割的各燈絲分別獨立地被供電。因此，使用具有本發(fā)明的加熱器的 光照射式加熱裝置來加熱處理被處理物之際，即使在被處理物中，在 窄小區(qū)域溫度分布不均勻，也可以調整對位于該區(qū)域的加熱器的燈絲 的供電。由此，與使用具備具有現(xiàn)有結構的燈絲的加熱器的光照射式 加熱裝置的情況相比較，可以對被處理物上的窄小區(qū)域的溫度進行調 整，從而在遍及被處理物整體可以實現(xiàn)均勻的溫度分布。另外，可僅 上升所需部位的溫度，將需要的電能抑制在最小限度，因此從環(huán)境保 護的觀點來說也優(yōu)秀。而且，構成具有將多個加熱器排列配置的燈組件的加熱裝置，該 加熱器的結構為.在一個發(fā)光管的內部，將多個沿發(fā)光管軸方向被分 割的燈絲，沿著發(fā)光管的軸配置；由此，不會像現(xiàn)有裝置那樣，因隔 著兩個石英玻璃壁等的理由，而在各燈絲之間存在具有相當?shù)拈L度的、 對發(fā)光無貢獻的空間，可以極大地縮小各燈絲間的隔開距離，因此與 現(xiàn)有裝置相比較，可以使被處理物的溫度分布均勻，并且由于設置加 熱器所需的空間(主要為高度方向)縮小，而可以實現(xiàn)加熱裝置的小 型化。另外，根據(jù)具有上述燈組件的加熱裝置，可以將從燈組件僅隔開 預定距離的被處理物上的照度分布設定為精密且任意的分布。因此， 可以將被處理物上的照度分布相對于被處理物形狀設定為非對稱。因 此，即使被熱處理即被處理物的基板上的部位性的溫度變化程度的分 布相對于基板形狀為非對稱時，也可以與此對應地設定被處理物上的 照度分布，可以均勻地加熱被處理物。


圖1是表示本發(fā)明的加熱裝置的正視截面圖；圖2是表示圖1所示的第一燈組件及第二燈組件的排列的俯視圖; 圖3是表示燈組件的概念圖；圖4是表示說明加熱器的各燈絲與電源部的連接例的概念圖； 圖5是表示橫跨多個加熱器對多個燈絲的供電例的概念圖；圖6是表示對一個加熱器的多個燈絲的供電例的概念圖； 圖7是表示用于說明本發(fā)明的第1實施方式的加熱器的圖； 圖8是表示本發(fā)明的第2實施方式的加熱器的立體圖； 圖9是表示本發(fā)明的第3實施方式的加熱器的立體圖； 圖10是表示本發(fā)明的第4實施方式的加熱器的立體圖； 圖11是表示現(xiàn)有的加熱裝置的正視截面圖； 圖12是表示現(xiàn)有的加熱裝置的立體圖； 圖13是表示現(xiàn)有的加熱裝置的正視圖。
具體實施方式
以下，使用圖1及圖2說明本發(fā)明的加熱裝置的結構例。圖1是 表示本發(fā)明的加熱裝置的結構例的正視截面圖；圖2是表示圖1所示 的第一燈組件10及第二燈組件20的各加熱器1的排列例的俯視圖。如圖1所示地，加熱裝置100具備第一燈組件10、第二燈組件20、 反射板2、第一燈固定臺(未圖示)、第二燈固定臺3、和石英窗4而 構成，將從第一燈組件10及第二燈組件20發(fā)射出的光直接或由反射 板2反射，對固定在固定臺上的被處理物6進行照射，來加熱被處理 物6。反射板2是例如在由無氧銅構成的母材上鍍敷金而成，配置在第 二燈組件20的上方，將從第一燈組件10及第二燈組件20向上方照射 的光反射到被處理物6偵lj。反射板2的截面是圓的一部分、長圓的一 部分、拋物線的一部分或平板狀的情形較多。這種反射板2是通過下 述的冷卻風供給噴嘴81而被空冷。另外，反射板2也可以是被水冷。第一燈固定臺支承著第一燈組件10的各加熱器1 (圖2所示的加 熱器la、 lb、 lc、 ld、 le、 lf、 lg、 lh、 li、 lj)，第二燈固定臺支承 著第二燈組件20的各加熱器1 (圖2所示的加熱器lk、 11、 lm、 ln、 lo、 lp、 lq、 lr、 ls、 lt)。固定臺5最好是由石英、硅(Si)、碳化 硅(SiC)等構成。另外，加熱裝置100具備連接在電源部7的電源供給口 71，連接于冷卻組件8的冷卻風供給噴嘴81，連接于溫度計9的溫度測量部 91。溫度計9具備連接于電源部7的溫度控制部92。加熱裝置100的內部為了防止從冷卻風組件8供給、從冷卻風供 給噴嘴81導入的冷卻風對被處理物6進行冷卻，因此由石英窗4分隔 為燈組件收納空間Sl及處理空間S2。在該燈組件收納空間Sl中，從 冷卻風供給噴嘴81導入冷卻風，向燈組件10及燈組件20中的各加熱 器1吹上冷卻風，來冷卻構成各加熱器1的發(fā)光管(例如下述的發(fā)光管 11)。冷卻風供給噴嘴81的吹出口 82與下述的各加熱器1的密封部 相對置而配置，優(yōu)先冷卻各加熱器1的密封部。這是由于加熱器的密 封部與其他部位比較耐熱性低。一組電源供給口 71與固定第一燈組件10和第二燈組件20的第一 燈固定臺和第二燈固定臺3電連接。第一燈固定臺與第一燈組件10中 的各加熱器的供電裝置(例如下述的外部引線18a—18f等)電連接。 另外，第二燈固定臺3與第二燈組件20中的各加熱器的供電裝置(例 如下述的外部引線18a—18f等)電連接。通過這種結構，對第一燈組 件10及第二燈組件20中的各加熱器1從電源部7進行供電。在圖1 中，表示了一組電源供給口，根據(jù)加熱器的個數(shù)、下述的加熱器內的 燈絲分割數(shù)、和多個加熱器的電路式分割的方法等，決定一組電源供 給口的個數(shù)。與被處理物6的尺寸相應的個數(shù)的溫度測量部91，使用熱電偶或 光纖，與被處理物6抵接或鄰接而分別配置。溫度計9發(fā)送與來自被 處理物6的熱能相應的信息從溫度測量部91，將與該信息相應的電信 號發(fā)送到溫度控制部92。溫度控制部92，根據(jù)被處理物的種類設定目 標溫度，調整從電源部7向各加熱器1供給的供電量，使被處理物6 的溫度與該目標溫度一致。構成加熱裝置的加熱源的多個加熱器，如上所述地采用白熾燈結 構，該白熾燈在由光透射性材料構成的發(fā)光管的內部設置燈絲而成。另外，上述加熱源具有多個燈組件，該燈組件排列配置有多個結 構為將至少一個以上的燈絲排列在發(fā)光管的軸方向上的加熱器。圖3是燈組件的概念圖。燈組件LU例如包括多個加熱器101 、102、 103、 104、 105、 106、 107。各加熱器101、 102、 103、 104、 105、 106、 107例如分別具有多個燈絲F1、 F2、 F3。上述多個燈絲F1、 F2、 F3具有可以分別獨立地被供電的結構。圖 3的情形是21個燈絲可以分別獨立地點燈。另外，當然各加熱器的個數(shù)、各加熱器分別具有的燈絲的個數(shù)， 并不被限定于上述的例子，可以任意地設定。艮口，燈組件LU的各加熱器的燈絲F1、 F2、 F3分別連接在個別的 供電裝置。圖4是表示說明加熱器101的各燈絲與電源部的連接例的 概念圖。如圖4所示地，加熱器IOI的燈絲F1被連接在供電裝置PS1。同 樣地，燈絲F2被連接在供電裝置PS2，燈絲F3被連接在供電裝置PS3。 供電裝置PS1、 PS2、 PS3相當于圖1所示的電源部7。主控制部MC 通過控制供電裝置PS1、 PS2、 PS3的工作，可以個別地控制加熱器101 對燈絲F1、 F2、 F3的供電。通過如此地構成燈組件LU，可以將從燈組件LU僅隔開預定距離 的被處理物上的照度分布設定為精密且任意的分布。因此，可以將被處理物上的照度分布相對于被處理物形狀設定為 非對稱。因此，即使被熱處理即被熱處理的基板中的部位性溫度變化 程度的分布相對于基板形狀為非對稱的情況，也與此對應地可以設定 被處理物上的照度分布，可以均勻地加熱被處理物。另外，在被處理物6的大致中央部中，相鄰的加熱器所具有的燈 絲，可以將從較鄰接配置的多個燈絲發(fā)射出的光的強度分布設定為大 致相等的情況下，對這些多個燈絲的供電，可以使用相同的供電裝置 來進行。例如圖5所示地，在被處理物6的大致中央部，可以將從相鄰的 加熱器103、 104的各燈絲F2、 F2發(fā)射出的光強度分布設定為大致相 等的情況下，也可以由各自獨立的供電裝置PS1A、 PS3A、 PS1B、 PS3B 來進行對加熱器103的燈絲Fl、 F3、及加熱器104的燈絲Fl、 F3的供電，而對加熱器103、 104的各燈絲F2、 F2的供電由同一供電裝置 PS2進行。另外，在被處理物6的大致中央部，也可以將從各加熱器的相鄰 的燈絲發(fā)射出的光強度分布設定為大約相等的情況下，對這些相鄰接 的燈絲的供電，也可以用同一的供電裝置來進行。例如圖6所示地，在被處理物6的大致中央部，可以將從加熱器 103的相鄰的燈絲F2、 F3發(fā)射出的光強度分布設定為大約相等的情況 下，或可以將從加熱器104的相鄰的燈絲F2、 F3發(fā)射出的光強度分布 設定為大約相等的情況下，則由各自獨立的供電裝置PS1A、 PS3A、 PS1B、 PS3B來進行對加熱器103的燈絲Fl、 F4、及加熱器104的燈 絲F1、 F4的供電，由同一供電裝置PS2A來進行對加熱器103的相鄰 的燈絲F2、 F3的供電，由同一供電裝置PS2B來進行對加熱器104的 相鄰的燈絲F2、 F3的供電。艮P，將構成燈組件的加熱器的個數(shù)設為n，將各加熱器具有的被分 割的燈絲個數(shù)設為m時，燈組件具備的nXm個燈絲的至少兩個由共 同的供電裝置來供電。另外，燈組件有兩組的情況下，將構成第一燈組件的加熱器的個 數(shù)設為nl，將各加熱器具有的被分割的燈絲個數(shù)設為ml，將構成第二 燈組件的加熱器的個數(shù)設為n2，將各加熱器具有的被分割的燈絲個數(shù) 設為m2時，第一燈組件及第二燈組件具備的nlXml+n2Xm2個燈絲 中的至少兩個由共同的供電裝置來進行供電?？偨Y而言，不是對包含于燈組件的所有燈絲各自個別設置供電裝 置，而根據(jù)期望的照度分布，也可以將多個燈絲連接于一臺供電裝置。 換言之，多個加熱器的電路式的分割方法可以根據(jù)期望的照度分布而 任意地設定。另外，在上述圖4至圖6中表示連接加熱器IOI、 103、 104的 各燈絲F1、 F2、 F3、 F4的兩端與供電裝置PS1、 PS1A、 PS1B、 PS2、 PS2A、 PS2B、 PS3、 PS3A、 PS3B的各供電線，從加熱器101、 103、 104的兩端部以外被拉出。這是為了易于理解燈絲與供電裝置的連接形式而概念性地表示的，實際上，如下述圖7至圖IO所示地，上述各供
電線是均從加熱器101、 103、 104的兩端部被拉出。
例如，在下述的圖7中，連接燈絲14a和供電裝置19a的供電線 采用如下的結構供電線15a、 15d與從分別設于加熱器l兩端的密封 部12a、 12b向外部突出的外部引線18a、 18d經(jīng)由金屬箔13a、 13d連 接，由此從加熱器1的兩端被拉出。同樣地，連接燈絲14b和供電裝 置19b的供電線采用如下結構供電線15b、 15c與從密封部12a、 12b 向外部突出的外部引線18b、 18c經(jīng)由金屬箔13b、 13c連接，由此從 加熱器1的兩端被拉出。
上述加熱裝置IOO所具備的第一燈組件IO、第二燈組件20，是沿 襲燈組件LU的概念，各加熱器1構成為在發(fā)光管的軸方向上排列至少 一個以上的燈絲。
如圖1、圖2所示地，第一燈組件10是在被處理物6的上方沿與 紙面的垂直方向并列配置IO個加熱器I (la、 lb、……lj)而構成，第 二燈組件20是在被處理物6上方與燈組件10上方接觸或隔開配置， 與紙面平行地并列配置IO個加熱器1 (lk、 11、……lt)而構成。
另外，各加熱器1可以是如下的結構應極力減低對被處理物外 的區(qū)域照射無謂的光，該發(fā)光區(qū)域(下述的燈絲全長)與被處理物中 各燈絲橫截的區(qū)域的長度至少對應。所謂「至少對應」是意味著各燈 絲的全長與被處理物中燈絲橫截的區(qū)域的長度相同的情況，還意味著 稍超過被處理物中各燈絲橫截區(qū)域的長度的情形。 '
在此，設定為發(fā)光區(qū)域與被處理物中各燈絲橫截的區(qū)域的長度至 少對應的情況下，也可以調整各加熱器l (la、 lb、……lj) ， (lk、 11、……lt)中的燈絲個數(shù)。例如在圖2中，將加熱器la、 lj中的燈絲 個數(shù)調整為l，將加熱器lb、 li中的燈絲個數(shù)調整為2，將加熱器lc、 lh中的燈絲個數(shù)調整為3。
或者，各加熱器1 (la、 lb、……lj) ， (lk、 11、……lt)中的 燈絲個數(shù)是相同數(shù)，也可以使每一個燈絲的長度在各加熱器1 (la、 lb、……lj) ， (lk、 11、……lt)中不相同。例如將加熱器lb的各燈絲F1、 F2、 F3的長度形成為比加熱器la的各燈絲Fl、 F2、 F3的長 度長，將加熱器lc的各燈絲Fl、 F2、 F3的長度形成為比加熱器lb的 各燈絲F1、 F2、 F3的長度長，從而可以設定為，各燈絲F1、 F2、 F3 的全長度與被處理物中燈絲(Fl、 F2、 F3)橫截的區(qū)域的長度至少對 應。
另外，也可以考慮燈絲的個數(shù)及長度兩者。
另外，被處理物6也可以配置在第一燈組件10與第二燈組件20 之間。
作為第一燈組件10、第二燈組件20的具體結構例，例如可以仍然 采用專利文獻2所記載的第一燈組件的結構。但是，如上所述地，使 用于專利文獻2所記載的第一燈組件的、具有由水平部和一對垂直部 構成的U形狀的燈，是隔著各燈不能忽略的程度的空間而隔開地配置， 因此在與該空間正下方對應的部分，照度會較急峻地變化(降低)。
因此，可以個別地點亮各燈，或個別地調整對各燈的供電來任意 地設定被處理物上的照度分布，也因上述空間的影響，被處理物上的 照度分布設定被顯著地限制，實用上成為問題的可能性較大。另外， 若使用具有U形狀燈，則需要與燈的垂直部對應的空間，因此，從小 空間化的觀點上不理想。
在此，發(fā)明人等為了回避因上述專利文獻2所記載的第一燈組件 的結構產生的實用上的不便，而創(chuàng)作了以下所示的新結構的加熱器。
以下，使用圖7說明本發(fā)明的第一實施方式的加熱器。圖7(a) 是表示立體圖；圖7 (b)是表示由圖7 (a)所示的A—A，線截斷的 截面如圖7所示地，加熱器l具備發(fā)光管ll，該發(fā)光管ll例如由石英 玻璃等的光透射性材料構成，由正交于該軸方向的平面來截斷的情況 下截面具有長圓形狀。所謂「長圓形狀」是指上述截面的長度方向的 長度a，比與長度方向垂直的方向上的長度b大的所有形狀(例如橢圓 形狀等)。另外，發(fā)光管l也可以是上述截面為圓形狀。
發(fā)光管11在一端側埋設有金屬箔13a、 13b,通過收縮密封而形成了密封部12a，在另一端埋設有金屬箔13c、 13d與一端側同樣形成了 密封部12b，氣密地密封發(fā)光管內部。在發(fā)光管ll的內部，在同一軸 上沿著發(fā)光管11的軸隔開空間Ll而設有例如由鎢構成、在發(fā)光管11 的軸方向上被分割為兩個燈絲14a、 14b。
該空間Ll是燈絲14a、 14b不存在的空間即非發(fā)光區(qū)域，因此空 間L1的全長過大的情況下，在被處理物上的照射光的強度分布產生偏 差。因此，空間L1的全長是盡量小較為理想。然而，空間L1的全長 過小的情況下，則在長度方向上相對置的燈絲14a與14b之間容易發(fā) 生不期望的放電。因此，空間L1的全長需要大到某種程度。根據(jù)這些 知識，進行了實驗的結果，要做成能夠極力減小被處理物上的照射光 的強度分布的偏差，且在長度方向上對置的燈絲14a與14b之間不發(fā) 生不期望的放電，可知空間Ll的全長被設定在2mm 8mm的范圍較理 想?？臻gL1的全長被設定在2mm 5mm的范圍最理想，例如為5mm。
本發(fā)明的加熱器的特征在于，上述被分割成兩個燈絲分別獨立地 供電，詳細如下所述。
燈絲14a在一端側與連接在金屬箔13a的供電線15a電連接，而在 另一端側與連接在金屬箔13d的供電線15d電連接。詳細地，供電線 15d與燈絲14b相對置的部位的外側，被例如由石英玻璃構成的絕緣管 16b覆蓋，被連接于燈絲19a的另一端側。由此，可確實地防止在對置 的燈絲14b與供電線15d之間發(fā)生不期望的放電。
燈絲14b作成與燈絲14a同樣，在一端側與連接在金屬箔13c的 供電線15c電連接，在另一端側與連接在金屬箔13b的供電線15b電 連接。供電線15b的與燈絲14a相對置的部位，被例如由石英玻璃構 成的絕緣管16a覆蓋，被連接在燈絲14b的另一端側。
這種燈絲14a及14b由錨(anchor) 17來支承，該錨17在發(fā)光管 11的軸方向上設有多個，夾持在發(fā)光管11的內壁與絕緣管16a或16b 之間。
另外，分別從密封部12a向外部導出的外部引線18a和18b與密 封部12a側的金屬箔13a和13b電連接，外部引線18c和18d也同樣地與密封部12b側的金屬箔13c和13d分別電連接。由此，燈絲14a與 外部引線18a和18d電連接，燈絲14b與外部引線18b和18c電連接。
另外，上述結構的加熱器1在外部引線18a與18d之間連接有第 一供電裝置19a，在外部引線18b與18c之間連接有第二供電裝置19b， 燈絲14a及14b分別通過個別的供電裝置獨立地供電，由此加熱器進 行點燈驅動。供電裝置19a及19b是可變電源，例如如下述那樣，燈 絲14a正下方的被處理物的溫度比燈絲14b的正下方的被處理物的溫 度低的情況下，增加對燈絲14a的供電，由此可以調整為增加從燈絲 14a發(fā)射出的光量。
上述的第一供電裝置19a、第二供電裝置19b，與圖1所示的加熱 裝置的電源部7對應。在此，加熱器l (la、…、lj、 lk、、 It)各 自為如圖7所示的結構，在各燈絲上分別連接有供電裝置的情況下， 40個供電裝置相當于上述的電源部7。
另外，各供電裝置可以對燈絲供給DC電力，也可以供給AC電力。
根據(jù)如上述的本發(fā)明的第一實施方式的加熱器，如圖7所示地， 與燈絲14a電連接的一對外部引線18a及18d從連續(xù)于發(fā)光管兩端的 密封部12a及12b分別導出到外部，與燈絲14b電連接的一對外部引 線18b及18c從密封部12a及12b分別導出至外部，由此，對加熱器 施加高電壓時， 一對外部引線不在相同的密封部，因此具有難以發(fā)生 絕緣電阻不良或漏電等不良狀況等的效果。
在此，考量第一供電裝置19a、第二供電裝置19b對各燈絲14a及 14b供給DC電力的情形。第一供電裝置19a的高電壓側與外部引線18a 連接，第二供電裝置19b的低電壓側與外部引線18b連接的情況下， 外部引線18a及外部引線18b的電位差增大。因此，根據(jù)情況，在密 封部12a中，也不能說沒有發(fā)生絕緣電阻不良、漏電等不良狀況的可 能性。因此，對存在于相同密封部的各燈絲的各外部引線的供電，期 望設定為不增大各外部引線之間的電位差。
圖7所示的加熱器的情況，例如構成為將第一供電裝置19a的高 電壓側連接于外部引線18a，將第二供電裝置19b的高電壓側連接于外部引線18b。
另一方面，考量第一供電裝置19a、第二供電裝置19b向各燈絲 14a及14b供給AC電力的情形。在此，從第一供電裝置19a向一對外 部引線18a及18d施加的電壓的電壓波形的相位，與從第二供電裝置 19b向一對外部引線18b及18c施加的電壓的電壓波形的相位產生偏差 的情況下，在某一時間點，密封部12a的外部引線18a與外部引線18b 的電位差、密封部12b的外部引線18c與外部引線18d的電位差增大。 因此，根據(jù)情況，在密封部12a及12b中，也不能說沒有發(fā)生絕緣電 阻不良或漏電等的不良狀況的可能性。
因此，外部引線18a與外部引線18b的雙方、或外部引線18c與 外部引線18d的雙方被接地較理想。
另外，供電線15b及15d，由絕緣管16a及16b覆蓋著與燈絲14a 及14b對置的部位，因此，在對置的燈絲14a及14b之間可以確實地 防止發(fā)生不期望的放電。
另外，如圖7所示，發(fā)光管由正交于其軸方向的平面來截斷的情 況的截面具有長圓形狀，由此可以容易實現(xiàn)如下結構在縱方向(圖7 (b)所示的a方向)上，沿著發(fā)光管的軸方向并列配置燈絲14a和14b、 覆蓋供電線15b和15d的絕緣管16a及16b。
另外，根據(jù)具備本發(fā)明的第1實施方式的加熱器的加熱裝置，通 過具備結構為在由光透射性材料構成的發(fā)光管11的內部設置有燈絲 14、被分割的各燈絲14a及14b分別獨立地被供電的加熱器10，具有 以下效果。
艮口，圖2所示的被處理物6中，事先已知例如加熱器lb與加熱器 lm至lo交叉的部位的正下方的周邊區(qū)域(以下也稱為區(qū)域l)的溫度， 比被處理物6中的其他區(qū)域(以下也稱為區(qū)域2)的溫度低的情況下， 或者，區(qū)域l中的溫度上升程度比區(qū)域2的溫度上升程度小的情況下， 增加對與加熱器lb的區(qū)域1對應的燈絲的供電來增加來自燈絲的發(fā)光 光量，由此，確實地防止在區(qū)域1與區(qū)域2之間產生溫度分布，可以 在被處理物6整體實現(xiàn)均勻的溫度分布。而且，構成將如下結構的加熱器1并列配置多個而成的加熱裝置， 該加熱器在一個發(fā)光管U的內部，沿著發(fā)光管的軸在同一軸上配置有
多個在發(fā)光管的軸方向上被分割的燈絲，由此，將各燈絲14a與14b 之間的空間L1的全長，可以做成極力縮小被處理物上的照射光的強度 分布偏差、并且在長度方向上相對置的燈絲14a與14b之間不發(fā)生不 期望的放電的范圍，即、2 8mm的范圍，特別理想是極為縮小到 2mm 5mm的范圍，因此，與現(xiàn)有裝置相比，可以使被處理物6的溫 度分布均勻，而且通過縮小設置加熱器所需的空間(主要為高度方向)， 因此可以使加熱裝置小型化。
另外，被處理物6為具有圓形狀的半導體晶片時，考量將半導體 晶片表面分割成徑向的寬度大致相同、同心狀的多個圓環(huán)狀虛擬區(qū)域 的情形。另外，最內側的區(qū)域形成圓形區(qū)域。該情況下，位于包含半 導體晶片的邊緣部分的最外側的圓環(huán)狀虛擬區(qū)域的、區(qū)域外側的圓直 徑，與其他圓環(huán)狀虛擬區(qū)域相比較成為最大。因此，位于最外側的圓 環(huán)狀虛擬區(qū)域的面積，與其他圓環(huán)狀虛擬區(qū)域相比較最大。
另一方面，邊緣部分附近是產生來自端面的散熱并且與支承半導 體晶片的固定臺5相接觸的部分。因此，比其他接近于中心的圓環(huán)狀 虛擬區(qū)域更容易散熱，結果容易產生溫度分布。因此，位于最外側的 圓環(huán)狀虛擬區(qū)域與其他虛擬區(qū)域相比較，半導體芯片容易成為不合格 品。尤其是，如上述那樣，位于最外側的圓環(huán)狀虛擬區(qū)域與其他區(qū)域 相比較面積為最大，因此，不能忽略成為不合格品的半導體芯片的數(shù) 量的多少。
因此，對具有本發(fā)明的加熱器的加熱源進行控制，對發(fā)射的光強 度分布進行變更設定，以便位于最外側的圓環(huán)狀虛擬區(qū)域的溫度分布 變小，使容易產生溫度變化的部位即半導體晶片的邊緣部分的溫度分 布均勻，由此成為可以供給多數(shù)優(yōu)質的半導體芯片。
若在被處理物中各加熱器1的各燈絲橫截的區(qū)域與各燈絲的全長 相同，則上述各燈絲橫截的區(qū)域的端部，相當于燈絲與供電線的邊界 部分。供電線不發(fā)光，所以與對該區(qū)域的光照射有關的是加熱器發(fā)光的部分和不發(fā)光的部分。另一方面，該區(qū)域以外的光照射僅與加熱器 的發(fā)光部分有關。作為結果，照射在該區(qū)域的光量與照射在該端部以 外的區(qū)域的光量相比較變小，被處理物的邊緣部分的溫度比上述區(qū)域 的其他部位更加下降，由此具有產生溫度分布的可能性。
另一方面，如各燈絲的全長大幅度超過該區(qū)域，向加熱器投入過 多的能量，所以光能的利用效率降低。
在此，在各加熱器1中，使其燈絲的全長與在被處理物中各燈絲 橫截的區(qū)域的長度至少對應，尤其是，各燈絲的全長設定成稍超過在 被處理物中各燈絲橫截的區(qū)域的長度，由此，可以使發(fā)射出的光強度 小的燈絲端部遠離被處理物的邊緣部分，另外，可以極力減少對被處 理物以外的區(qū)域照射無謂的光。因此，不用擔心產生如上述的問題。
接著，使用圖8說明本發(fā)明的第2實施方式的加熱器。圖8是表
示本發(fā)明的第2實施方式的加熱器的立體圖；另外，在圖8中，對于 與圖7相同或相當部分以相同符號表示。
如圖8所示地，第2實施方式的加熱器40，是在軸方向上被分割 的兩個燈絲Ma和14b，沿著發(fā)光管11的軸設置于相同軸上。在燈絲 14a與14b之間，例如由石英玻璃構成的絕緣體41以存有空間的方式 介于燈絲14a與14b之間。另外，絕緣體41與燈絲14a及14b也可以 相抵接。供電線15d是經(jīng)過設于絕緣體41上的貫通孔42，而且與燈絲 14b對置的部位外側由絕緣管16b覆蓋， 一端側與金屬箔13d電連接， 而另一端側與燈絲14a電連接。供電線15b經(jīng)過設于絕緣體41的貫通 孔43，而且與燈絲14a對置的部位外側由絕緣管16a覆蓋， 一端側與 金屬箔13b電連接，而另一端側與燈絲14b電連接。
絕緣體41的軸方向的厚度L2是在燈絲14a與14b之間不會發(fā)生 不期望的放電的lmm 3mm的范圍，例如為2mm。在絕緣體41與燈 絲14a及/或14b之間存有空間的情況下，能夠極力減小被處理物上 的照射光的強度分布的偏差，并且，燈絲14a與14b的隔開距離L3是 3mm 8mm的范圍較理想，特別理想的是3mm 5mm的范圍，例如 為5mm，以便在長度方向上相對置的燈絲14a與14b之間不會發(fā)生不期望的放電。
根據(jù)這種第2實施方式的加熱器40，也具有與第1實施方式的加
熱器同樣的效果。即，在具備加熱器40的加熱裝置中，可以具有對被 處理物6的整體實現(xiàn)均勻的溫度分布、可以小型化等的效果。
而且，通過絕緣體41介于燈絲14a及14b之間，可確實地防止在 燈絲14a及14b之間產生不期望的放電。另外，連接在燈絲14a及14b 的供電線15d及15b，經(jīng)過設置于絕緣體41的貫通孔42及貫通孔43， 由此，供電線15d與15b由絕緣體41隔開，因此，可以確實地防止兩 供電線接觸而短路。
另外，下面使用圖9說明本發(fā)明的第3實施方式的加熱器。圖9 是表示本發(fā)明的第3實施方式的加熱器的立體圖；另外，在圖9中， 對于與圖7相同以及相當部分以相同符號表示。
如圖9所示地，加熱器50，在發(fā)光管11的內部隔著絕緣體53對 置設置有兩個燈絲組合體51及52，在發(fā)光管11的軸方向上被分割的 兩個燈絲14a與14b，沿著發(fā)光管11的軸設置于同一軸上。絕緣體53 以存有空間的方式設置在燈絲14a及14b之間。燈絲14a與14b的隔 開距離L4可以極力減小被處理物上的照射光的強度分布偏差，并且， 為3mm 8mm的范圍較理想，特別理想的是3mm 5mm的范圍，例 如為5mm，以便在長度方向上相對置的燈絲14a與14b之間不會發(fā)生 不期望的放電。
燈絲組合體51包括燈絲14a、供電線15a、供電線15b、絕緣管 16a，該組合體的供電線15b與燈絲14a相連接側端部彎曲形成為匚形 狀，與燈絲14a對置的部位即連接于匚形狀部分的直線部分由絕緣管 16a覆蓋。
燈絲組合體52包括燈絲14b、供電線15c、供電線15d、絕緣管 16b，該組合體的供電線15d與燈絲14b連接側的端部彎曲形成為匚形 狀，與燈絲"b對置的部位即與匚形狀部分連接的直線部分由絕緣管 16b覆蓋。
電連接于燈絲14a的外部引線18a及18b從密封部12a分別導出到外部，電連接于燈絲14b的外部引線18c及18d從密封部12b分別導 出到外部。
另外，如圖9所示地，加熱器50具有如下結構供電裝置19a電 連接在外部引線18a與18b之間，另外，供電裝置19b電連接在外部 引線18c與18d之間，而通過個別的供電裝置分別獨立地進行對燈絲 14a及14b的供電。
根據(jù)這種第3實施方式的加熱器50，也可具有與第1實施方式的 加熱器同樣的效果。即，在具備加熱器50的加熱裝置中，可以具有被 處理物6的整體上實現(xiàn)均勻的溫度分布的、可小型化等的效果。
而且，根據(jù)加熱器50，由密封部12a側的外部引線18a及18b對 燈絲14a供電，由密封部12b側的外部引線18c及18d對燈絲14b供 電，由此，在介于燈絲14a與14b之間的絕緣體53不設置用于通過供 電線的貫通孔，也沒有兩供電線短路的可能性，因此，可減低制作加 熱器所需的費用。
另外，在加熱器50中，電連接在燈絲14a的一對外部引線18a和 18b從同一密封部12a分別導出到外部，電連接于燈絲14b的一對外部 引線18c及18d從同一密封部12b分別導出到外部。因此，對加熱器 施加高電壓的時候，需要考量絕緣結構、漏電對策等。
另外，使用圖10說明本發(fā)明的第4實施方式的加熱器。圖10是 表示本發(fā)明的第4實施方式的加熱器的正視圖；另外，在圖10中，針 對與圖7相同及相當部分以同一符號表示。
如圖IO所示地，加熱器60的發(fā)光管11在一端側埋設金屬箔13a、 13b及13c并收縮密封來形成了密封部12a，在另一端側埋設金屬箔 13d、 13e、 13f并收縮密封來形成了密封部12b，發(fā)光管內部氣密地被 密封。在這種發(fā)光管11的內部，在軸方向上被分割成三個燈絲14a、 14b、 14c沿著發(fā)光管11的軸設置于同一軸上。在燈絲14a與14b之間 介設有絕緣體61a，在燈絲14b與14c之間介設有絕緣體61b。又在金 屬箔13a、 13b、 13c、 13d、 13e及13f，分別電連接有外部引線18a、 18b、 18c、 18d、 18e及18f。燈絲14a在一端側與連接在金屬箔13a的供電線15a電連接，在另 一端側與連接在金屬箔13f的供電線15f電連接。詳細地，供電線15f 經(jīng)過設置于絕緣體61a的貫通孔611a、與燈絲14b對置的絕緣管16c、 設置于絕緣體61b的貫通孔611b、及與燈絲14c對置的絕緣管16f，同 金屬箔13f連接。
燈絲14b在一端側經(jīng)過設置于絕緣體61a的貫通孔612a、及與燈 絲14a對置的絕緣管16a，并且與連接在金屬箔13b的供電線15b電連 接。在燈絲14b的另一端側，經(jīng)過設置于絕緣體61b的貫通孔612b， 及與燈絲14c對置的絕緣管16e，同連接在金屬箔13c的供電線15e電 連接。
燈絲14c，在一端側與連接在金屬箔13c的供電線15c電連接，在 另一端側與連接在金屬箔13d的供電線15d電連接。詳細地，供電線 15c經(jīng)過設置于絕緣體61b的貫通孔613b、與燈絲14b對置的絕緣管 16d、設置于絕緣體61a的貫通孔613a、及與燈絲14a對置的絕緣管16b， 同金屬箔13c連接。
加熱器60在外部引線18a與18f之間連接有第一供電裝置62，在 外部引線18b與18e之間連接有第二供電裝置63，在外部引線18c與 18d之間連接有第三供電裝置64。即，燈絲14a、 14b及14c通過分別 由個別的供電裝置獨立地被供電，加熱器進行點燈軀動。供電裝置62、 63及64是可變電源，根據(jù)需要可以調整供電量。
在此，上述的供電裝置62、 63、 64，與圖l所示的加熱裝置的電 源部7相對應。在此，加熱器l (la、…、lj， lk、…、lt)各自為如 圖IO所示的結構，在各燈絲上分別連接有供電裝置的情況下，60個供 電裝置相當于上述電源部7。
另外，各供電裝置可以對燈絲供給DC電力，也可以供給AC電力。
根據(jù)這種第4實施方式的加熱器，在軸方向被分割成三個燈絲14a、 14b及14c，沿著發(fā)光管11的軸設置于同一軸上，并且可以由個別的 供電裝置調整對各該燈絲的供電量，因而可以自如地調整從各該燈絲 發(fā)射出的光量。由此，與上述實施方式1至3的加熱器相比較，可以調整更窄小區(qū)域的溫度，所以具有可以更加提高被處理物6的溫度分 布的均勻性的效果。
另外，與第1至第3實施方式的加熱器同樣地，具有可以小型化 加熱裝置等的效果。
以下，表示具備本發(fā)朋的加熱器的加熱裝置的數(shù)值例。本發(fā)明并 不被限定于以下表示的數(shù)值例。
發(fā)光管11由石英玻璃構成，在包含與發(fā)光管的軸正交的平面的截
面中，圖7 (b)所示的a為llmm，該圖所示的b為8mm。另外，發(fā) 光管11是管厚為lmm、全長(加上兩密封部12的長度)為447mm的 直管狀。
燈絲14是將線徑0.53mm的鎢線以0.66mm的間距巻繞，來構成 外徑3.86mm的線圈狀，燈絲14a及14b的全長分別為200mm。
絕緣管16是由石英玻璃構成、外徑為2mm、內徑為lmm、全長 為205mm的直管狀。
另外，根據(jù)上述第1至第4實施方式的加熱器，表示了被分割的 各燈絲設置于同一軸上的形態(tài)，本發(fā)明并不被限定于此。即，本發(fā)明 也可以采用被分割的各燈絲未設置于同一軸上的結構。
2權利要求
1.一種加熱裝置，在發(fā)光管的內部沿發(fā)光管的管軸延伸地按順序并列配置有多根燈絲，且并列配置有多個獨立地對各燈絲供電的加熱器，其特征在于，使上述各加熱器的各發(fā)光區(qū)域與各加熱器正下方的被處理物的尺寸相適合。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種加熱裝置，即使在窄小區(qū)域中產生成為失去溫度分布的均勻性的主要原因的溫度變化時，也可以均勻地加熱被處理物，而且可以小型化。本發(fā)明的加熱裝置，在發(fā)光管的內部沿發(fā)光管的管軸延伸地按順序并列配置有多根燈絲，且并列配置有多個獨立地對各燈絲供電的加熱器，其特征在于，使上述各加熱器的各發(fā)光區(qū)域與各加熱器正下方的被處理物的尺寸相適合。
文檔編號H01L21/00GK101295632SQ20081009964
公開日2008年10月29日 申請日期2006年3月2日 優(yōu)先權日2005年3月2日
發(fā)明者關匡平, 吉岡正樹, 水川洋一, 金津桂太, 鈴木信二 申請人:優(yōu)志旺電機株式會社