(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状ワークを相対的に回転走査して加熱するための加熱用フィラメントランプにおいて、
前記加熱用フィラメントランプのフィラメントは、前記ワークに対応した円形状照射領域の半径方向の内方から外方にまたがって延在し、半径方向の内方から外方に向かって延びる内方発光部と、半径方向の外方で円周方向に延びる外方発光部とからなり、
前記外方発光部の単位長さ当りの円周方向成分が、前記内方発光部の単位長さ当りの円周方向成分よりも長い
ことを特徴とする加熱用フィラメントランプ。
【請求項２】
前記外方発光部が、円周方向に沿った円弧状領域を有することを特徴とする請求項１に記載の加熱用フィラメントランプ。
【請求項３】
前記内方発光部が、その内方端が円形状照射領域の中心から偏芯した位置に向かって延在していることを特徴とする請求項１に記載の加熱用フィラメントランプ。
【請求項４】
前記フィラメントランプの一対が、内方発光部側で連結されて一体化していることを特徴とする請求項１に記載の加熱用フィラメントランプ。
【請求項５】
前記加熱用フィラメントランプのフィラメントが、発光部と非発光部とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の加熱用フィラメントランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、円板状ワークを加熱するための加熱用フィラメントランプに関し、特に、半導体ウエハに対して相対的に回転して加熱する加熱用フィラメントランプに係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハなどの基板に、酸化膜や金属膜や半導体膜を形成する成膜、アニール、酸化、拡散などの加熱処理を行う加熱源としてフィラメントランプが多用されている。
このような加熱源を用いた加熱装置においては、ワークを回転させて加熱することが一般的であり、例えば、特開２０１０−８６９０８５号公報（特許文献１）にその技術が開示されている。
ところが、直管状のランプを用いた加熱装置においては、ワークの半径方向の内方と外方とで照射にムラが生じやすい。図８にその現象が示されていて、回転するワークＷに直管状ランプ２０で照射した場合、半径方向の内方領域Ａと外方領域Ｂとでは当然に走査速度が異なり、その結果、半径方向の内方領域Ａで加熱温度が高く、外方領域Ｂで低くなる。このように、ワークの加熱温度が不均一になると安定的かつ均一な処理が行われなくなって不良品となってしまうという不具合がある。
【０００３】
このような不具合を解消するものとして、特開平１１−１７６３８９号公報（特許文献２）に示されるような、環状ランプを複数備えた光源が提案されている。図９にその構造が示されていて、複数の環状ランプ３０〜３３が同心円状に配置されている。そして、これらのランプを個別に制御することで加熱温度を均一化しようとするものである。
しかしながら、この技術では円環状ランプを複数配置する必要があるので、各ランプへの配線が極めて複雑になる。
また、ワークの外周領域では熱が発散されるので、外周側に配置されるランプと、内周側に配置されるランプとで、別個に加熱温度を制御することが必要になり、制御機構が複雑となり、かつ手間がかかるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８６９０８５号公報
【特許文献２】特開平１１−１７６３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、円板状ワークを相対的に回転走査して加熱するための加熱用フィラメントランプおよび加熱装置において、円板状ワークの半径方向の内方と外方とで加熱温度が不均一になることがなく、かつ、複雑なランプの温度制御をすることなく、ワークを均一温度に加熱照射することができるような構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明に係る加熱用フィラメントランプでは、前記フィラメントランプが、前記ワークに対応した円形状照射領域の半径方向の内方から外方にまたがって延在し、半径方向の内方から外方に向かって延びる内方発光部と、半径方向の外方で円周方向に延びる外方発光部とからなり、前記外方発光部の単位長さ当りの円周方向成分が、前記内方発光部の単位長さ当りの円周方向成分よりも長くなるようにしたことを特徴とする。
また、前記外方発光部が、円周方向に沿った円弧状領域を有することを特徴とする。
また、前記内方発光部が、円形状照射領域の中心から偏芯した位置に向かって延在していることを特徴とする。
また、前記フィラメントランプの一対が、内方発光部側で連結されて一体化していることを特徴とする。
また、前記フィラメントランプのフィラメントが発光部と非発光部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の加熱用フィラメントランプによれば、円板状ワークにおいて、走査速度の遅い、つまり、移動量の小さい半径方向の内方領域に対応した内方発光部では、フィラメントランプの円周方向成分の長さを小さくし、また、移動量の大きい外方領域に対応した外方発光部では、フィラメントランプの円周方向成分の長さを大きくしてあるので、ランプからワークへの照射量が均一化してワークの温度にムラができず、均一なものとなる。
また、外方発光部において、ワークの円周方向に沿って円弧状領域を設けることにより、外部に放熱されて温度が低下するワークの外周部分において、加熱量を大きくして温度の均一化を図ることができる。
また、フィラメントランプのフィラメントが発光部と非発光部とからなることにより、更に温度のきめ細かな均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の加熱用フィラメントランプ
【図２】図１の模式的形態図
【図３】本発明のフィラメントランプの他の実施例
【図４】本発明のフィラメントランプの他の実施例
【図５】本発明のフィラメントランプの他の実施例
【図６】本発明の加熱装置
【図７】本発明の加熱装置におけるランプ配置の一例
【図８】従来技術を示す上面図
【図９】他の従来技術
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に本発明のフィラメントランプが示されており、図２にその模式的な形態図が示されている。
図１において、フィラメントランプ１は、円形状ワークを加熱照射するランプであって、ランプとワークは、そのいずれか一方が回転走査してワークに光照射して加熱するものである。
前記フィラメントランプ１は、その内部にフィラメント５を備えており、このフィラメント５は、円板状ワークに対応した円形状照射領域Ｘに対して、その半径方向の内方から外方にまたがって延在し、半径方向の内方から外方に向かって延びる内方発光部２と、半径方向の外方で円周方向に延びる外方発光部３とからなる。
図２に示されるように、前記フィラメントランプ１は、その外方発光部３における単位長さ（ΔＬ）当りの円周方向成分（ΔＸ１）が、内方発光部２における単位長さ（ΔＬ）当りの円周方向成分（ΔＸ２）よりも長くなっている。
この円周方向長さ（ΔＸ）は、必ずしも、フィラメント５の内方端から外方端の全長にわたって漸次変化している必要はなく、例えば、内方発光部２における半径方向の内方端側で直線形状であってもよい。
【００１１】
図３に他の実施例が示されていて、内方発光部２は、その内方端が円形状照射領域Ｘの中心Ｏに向かっておらず、該中心Ｏから偏芯した位置に向かう例である。
また、同図においては、フィラメントランプ１の外方発光部３において、その端部側から所定の長さにわたり、円周方向に沿った円弧状領域３ａが形成されている態様も同時に示されている。こうすることにより、熱が逃げ易いワークの外周部で、加熱量を増やして温度低下を避けることができる。
【００１２】
図４に他の実施例が示されていて、前述した図１で示されるフィラメントランプ１の一対が、その内方発光部２において、連結されて一体構造とされたものである。
なお、同図では両側の外方発光部３が互いに向き合う方向に延在するものが示されているが、互いに同じ円周方向に向かう方向に延在して、全体で略Ｓ字形状をなすように形成されていてもよい。
【００１３】
図５に他の実施例が示されていて、フィラメントランプ１内のフィラメント５が、発光部５ａと非発光部５ｂとからなるものである。この構造において、発光部５ａと非発光部５ｂの割合を適宜に選択することにより、更に精密な温度均一性を得ることができる。
【００１４】
図６には、上述した加熱用フィラメントランプ１を組み込んだ加熱装置１０が示されている。
フィラメントランプ１は、ランプホルダ１２の下面に取り付けられて、ランプユニット１１を構成している。
ランプユニット１１の下方には、回転可能なワークステージ１３が配置され、該ワークステージ１３上にワークＷが載置されている。
勿論、ワークステージ１３が回転する代わりに、ランプホルダ１１側が回転する構造であってもよい。
また、ワークＷの上方にランプユニット１１を配置するものを示したが、逆の配置、即ち、ワークステージ１３が上方に配置され、その下方にランプユニット１１が配置されて、ワークＷに対して下方から照射する構造であってもよい。
【００１５】
上記加熱装置１０においては、上記した図１〜４のフィラメントランプ１が搭載されるが、更には、図７に示すような、複数のフィラメントランプ１が配置されるものであってもよい。
即ち、ワークＷの円周方向に適宜間隔で複数の、この例では２つの、フィラメントランプ１、１が配置されている。
【００１６】
以上説明したように、本発明における加熱用フィラメントランプは、円板状ワークに対応した円形状照射領域の半径方向の内方から外方にまたがって延在し、半径方向の内方から外方に向かって延びる内方発光部と、半径方向の外方で円周方向に延びる外方発光部とからなり、前記外方発光部の単位長さ当りの円周方向成分が、前記内方発光部の単位長さ当りの円周方向成分よりも長くしてあることにより、回転移動量の大きな半径方向の外方でランプが対応する領域が大きくなって、単一のランプによってワークでの温度均一性が得られるものである。
【符号の説明】
【００１７】
１    加熱用フィラメントランプ
２    内方発光部
３    外方発光部
３ａ  円弧状領域
５    フィラメント
５ａ  発光部
５ｂ  非発光部
１０  加熱装置
１１  ランプユニット
１２  ランプホルダ
１３  ワークステージ
Ｘ    円形状照射領域
Ｗ    円板状ワーク
【図１】
0005500511.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0005500511.tif 000010