(57)【要約】【課題】従来の赤外線加熱ランプ管の平行配置方式ではより高い温度分布の均一性の要求を満たすことができないという問題を解決する赤外線加熱ランプ管装置を提供する。【解決手段】赤外線加熱ランプ管装置は、取付底板１と、取付底板１に設置されている複数の赤外線加熱ランプ管２を備える。複数の赤外線加熱ランプ管２は、取付底板１の中心を円心として円周方向に沿って放射状に配列され、それぞれの赤外線加熱ランプ管２の延長線は、いずれも取付底板１の中心に指向する。本発明に係る赤外線加熱ランプ管装置は、赤外線加熱ランプ管２を取付底板１の中心を円心として円周方向に沿って放射状に配列することにより、より良好な温度の均一性の制御を実現し、より高いプロセスの均一性の要求を満たすことができる。【選択図】図１
2019106354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付底板と、前記取付底板に設置されている複数の赤外線加熱ランプ管とを備え、
複数の前記赤外線加熱ランプ管は、前記取付底板の中心を円心として円周方向に沿って放射状に配列され、複数の前記赤外線加熱ランプ管のそれぞれの延長線は、いずれも前記取付底板の中心に指向することを特徴とする赤外線加熱ランプ管装置。
【請求項２】
前記赤外線加熱ランプ管は少なくとも２組に分けられ、
各組の前記赤外線加熱ランプ管の前記取付底板の中心に指向する一端はそれぞれ円形を形成するように配置され、各円形は内側から外側へ順次に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の赤外線加熱ランプ管装置。
【請求項３】
各組の前記赤外線加熱ランプ管の前記取付底板の中心から離れた一端は、円形または矩形を形成するように配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の赤外線加熱ランプ管装置。
【請求項４】
前記赤外線加熱ランプ管のそれぞれは、前記取付底板に円周方向に沿って均等に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の赤外線加熱ランプ管装置。
【請求項５】
前記赤外線加熱ランプ管は、Ｌ字型の構造であることを特徴とする、請求項１に記載の赤外線加熱ランプ管装置。
【請求項６】
前記赤外線加熱ランプ管の前記取付底板の中心に指向する一端には、前記赤外線加熱ランプ管を支持するためのブラケットが設けられ、
前記ブラケットは前記取付底板に取り付けられていることを特徴とする、請求項５に記載の赤外線加熱ランプ管装置。
【請求項７】
前記取付底板には、前記赤外線加熱ランプ管が貫通する取付貫通孔が設けられ、
前記赤外線加熱ランプ管の前記取付底板の中心から離れた一端が前記取付貫通孔を貫通していることを特徴とする、請求項５に記載の赤外線加熱ランプ管装置。
【請求項８】
前記赤外線加熱ランプ管は、前記取付貫通孔を密閉するように接続されていることを特徴とする、請求項７に記載の赤外線加熱ランプ管装置。
【請求項９】
前記赤外線加熱ランプ管に接続され、それぞれの前記赤外線加熱ランプ管又はそれぞれの組の前記赤外線加熱ランプ管を制御するためのパワーコンディショナーを更に備えることを特徴とする、請求項２に記載の赤外線加熱ランプ管装置。
【請求項１０】
前記赤外線加熱ランプ管のそれぞれの前記取付底板での設置高さは一致していることを特徴とする、請求項１に記載の赤外線加熱ランプ管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線加熱ランプ管技術分野に関し、特に、赤外線加熱ランプ管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトエレクトリックデバイス、太陽デバイス及び半導体デバイスは、通常、様々な製造プロセスにより基板表面を処理して製造される。エピタキシャル膜又は材料は、化学気相成長ＣＶＤプロセス又は有機金属ＣＶＤプロセスにより基板に成長又は堆積される方法が幅広く適用され、エピタキシャル膜又は材料は、通常、特定のデバイス、例えば、フォトエレクトリックデハイス、太陽デバイス等に対して、いずれも成分の異なる複数の層を含む。
【０００３】
ＣＶＤ技術は、通常、反応タイプ又は圧力によって分類され、低圧ＣＶＤ、常圧ＣＶＤ、プラズマ強化ＣＶＤ、及び有機金属ＣＶＤ等を含む。それらの共通の特徴は、プロセス堆積に使用されるチャンバが大気から隔離され、内部において薄膜堆積プロセスに使用されるウェハ基板が、一定のプロセス温度まで加熱される必要がある。従って、高温で、温度の均一性をどのように維持するかは、プロセスの結果に大きな影響を与える。
【０００４】
平板式反応チャンバに対して、ウェハキャリアがウェハキャリアのトラックに沿ってウェハ基板をプロセス堆積チャンバ内に移送することにより、ウェハ基板を支持するためのウェハサセプタの下面が加熱ランプアセンブリから放射されたエネルギーに曝されるとともに、ウェハ基板がウェハサセプタによりプロセス温度まで加熱される。赤外線加熱ランプアセンブリは、ウェハキャリアのトラックの下方に配置され、取付高さが同じである複数の赤外線加熱ランプ管を含む。それぞれのランプ管は、独立して電源に接続して制御されることができ、即ち、それぞれのランプ管に流れる電気量は、コントローラにより独立して調整することができる。
【０００５】
しかしながら、従来の赤外線加熱ランプ管は、一般的に、ランプ管の加熱領域がウェハ領域全体、ひいてはキャリアプレート領域をカバーするように、平行配置方式を採用している。このような赤外線加熱ランプ管の平行配置方式は、それぞれのランプ管の電気量を独立的に調整して、ランプ管から放射されるエネルギーを制御することができるが、ランプ管の平行配置方向の温度分布のみを調整することができ、ランプ管の配置方向と垂直な方向の温度分布を調整することができず、即ち、それぞれのランプ管の長さ方向でパワーを調整することができず、当該方向の温度分布を調整することもできない。この欠陥は、従来の制御技術では温度分布がより高い均一性の要求を依然として満たすことができない原因となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来の赤外線加熱ランプ管の平行配置方式ではより高い温度分布の均一性の要求を満たすことができない問題を解決する赤外線加熱ランプ管装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記技術問題を解決するために、本発明は、取付底板、及び前記取付底板に設置されている複数の赤外線加熱ランプ管を備え、前記複数の赤外線加熱ランプ管は、前記取付底板の中心を円心として円周方向に沿って放射状に配列され、それぞれの前記赤外線加熱ランプ管の延長線は、いずれも前記取付底板の中心に指向する赤外線加熱ランプ管装置を提供する。
【０００８】
更に、前記赤外線加熱ランプ管は少なくとも２組に分けられ、各組の前記赤外線加熱ランプ管の前記取付底板の中心に指向する一端はそれぞれ円形を形成するように配置され、各円形は内側から外側へ順次に配置されている。
【０００９】
具体的には、各組の前記赤外線加熱ランプ管の前記取付底板の中心から離れた一端は、円形または矩形を形成するように配置されている。
【００１０】
具体的には、前記赤外線加熱ランプ管のそれぞれは、前記取付底板に円周方向に沿って均等に配置されている。更に、前記赤外線加熱ランプ管は、Ｌ字型の構造である。
【００１１】
具体的には、前記赤外線加熱ランプ管の前記取付底板の中心に指向する一端には、前記赤外線加熱ランプ管を支持するためのブラケットが設けられ、前記ブラケットは前記取付底板に取り付けられている。
【００１２】
具体的には、前記取付底板には、前記赤外線加熱ランプ管が貫通する取付貫通孔が設けられ、前記赤外線加熱ランプ管の前記取付底板の中心から離れる一端が前記取付貫通孔を貫通している。
【００１３】
更に、前記赤外線加熱ランプ管は、前記取付貫通孔を密閉するように接続されている。
【００１４】
具体的には、前記赤外線加熱ランプ管に接続され、それぞれの前記赤外線加熱ランプ管又はそれぞれの組の前記赤外線加熱ランプ管を制御するためのパワーコンディショナーを更に備える。
【００１５】
具体的には、前記赤外線加熱ランプ管のそれぞれの前記取付底板での設置高さは一致している。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る赤外線加熱ランプ管装置によれば、複数の赤外線加熱ランプ管は、取付底板の中心を円心として円周方向に沿って放射状に配列され、このような赤外線加熱ランプ管の配置構造は、より良好な温度の均一性の制御を実現し、より高いプロセスの均一性の要求を満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例に係る赤外線加熱ランプ管装置の構造の模式図である。
【図２】本発明の実施例に係る赤外線加熱ランプ管装置の平面図である。
【図３】本発明の実施例に係る赤外線加熱ランプ管装置の赤外線加熱ランプ管の構造の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の目的、技術案及び利点をより明確にするために、図面を参照しながら、以下に本発明の実施例を説明する。以下の実施例は本発明における技術的特徴を明確かつ完全に説明するものであるが、説明する実施例がすべての実施例ではないことは明らかであり、本発明の実施例の一部に過ぎない。本発明における実施例に基づいて、当業者が、創造的な作業を行うことなく得るすべての他の実施例は、本発明の保護範囲に属する。
【００１９】
図１〜３に示すように、本発明の実施例は赤外線加熱ランプ管装置を提供し、当該赤外線加熱ランプ管装置は、取付底板１と、取付底板１に設置されている複数の赤外線加熱ランプ管２とを備え、複数の赤外線加熱ランプ管２は取付底板１の中心を円心として円周方向に沿って放射状に配列され、それぞれの赤外線加熱ランプ管２の延長線は、いずれも取付底板１の中心に指向する。
【００２０】
そのうち、各赤外線加熱ランプ管２は、取付底板１に周方向に沿って均等に配置され、すなわち、任意の隣接する２つの赤外線加熱ランプ管２の間に形成される角度は等しい。
【００２１】
本実施例に係る赤外線加熱ランプ管装置は、プロセス堆積チャンバの内部に取り付けられ、ウェハ基板を載置するためのウェハキャリアは、赤外線加熱ランプ管装置に平行して、プロセス位置まで水平に搬送され、この時、ウェハキャリアは、ちょうど赤外線加熱ランプ管装置の真上に位置する。赤外線加熱ランプ管の放射エネルギーを受けることにより、ウェハサセプタは、ウェハ基板をプロセス温度まで加熱する。本実施例に係る赤外線加熱ランプ管装置は、複数の赤外線加熱ランプ管２を取付底板１の中心を円心として円周方向に沿って放射状に配列することにより、チャンバ内の温度分布の均一性を向上させる。更に、赤外線加熱ランプ管２は、少なくとも２組に分けられ、各組の赤外線加熱ランプ管２の取付底板１の中心に指向する一端はそれぞれ円形を形成するように配置され、各円形は内側から外側へ順次に配置されている。各組の赤外線加熱ランプ管２の取付底板１の中心から離れたもう一端は、円形または矩形に形成されている。
【００２２】
本実施例では、赤外線加熱ランプ管は、第１組の赤外線加熱ランプ管２０１、第２組の赤外線加熱ランプ管２０２、第３組の赤外線加熱ランプ管２０３、第４組の赤外線加熱ランプ管２０４及び第５組の赤外線加熱ランプ管２０５の５組に分けられている。各組の赤外線加熱ランプ管同士は、交差して配置することができ、かつ、それぞれの組における赤外線加熱ランプ管の設置数は実際のニーズに応じて調整することができる。
【００２３】
そのうち、第１組の赤外線加熱ランプ管２０１の取付底板１の中心に指向する一端は、第１の円形を形成するように配置され、第２組の赤外線加熱ランプ管２０２の取付底板１の中心に指向する一端は、第２の円形を形成するように配置され、第３組の赤外線加熱ランプ管２０３の取付底板１の中心に指向する一端は、第３の円形を形成するように配置され、第４組の赤外線加熱ランプ管２０４の取付底板１の中心に指向する一端は、第４の円形を形成するように配置され、第５組の赤外線加熱ランプ管２０５の取付底板１の中心に指向する一端は、第５の円形を形成するように配置され、第１の円形、第２の円形、第３の円形、第４の円形及び第５の円形は内側から外側へ順次に配置されている。そのうち、第１組の赤外線加熱ランプ管２０１及び第２組の赤外線加熱ランプ管２０２によって取付底板１の中心領域を加温することが提供され、第３組の赤外線加熱ランプ管２０３及び第４組の赤外線加熱ランプ管２０４によって取付底板１の中間領域を加温することが提供され、第５組の赤外線加熱ランプ管２０５によって取付底板１の周辺領域を加温することが提供されることにより、取付底板１の加熱領域全体が構成されている。
【００２４】
赤外線加熱ランプ管装置は、赤外線加熱ランプ管に接続され、それぞれの赤外線加熱ランプ管又はそれぞれの組の赤外線加熱ランプ管を制御するためのパワーコンディショナーを更に備える。加熱領域の中心領域、中間領域及び周辺領域の温度勾配は、異なる領域の赤外線加熱ランプ管に対する独立したパワー調整制御により実現することができる。従って、パワーコンディショナーによるそれぞれの赤外線加熱ランプ管のパワー調整、又はパワーコンディショナーによるそれぞれの組の赤外線加熱ランプ管のパワー調整により、加熱領域全体に対する周方向の温度分布の均一性の制御を実現することができる。
【００２５】
各赤外線加熱ランプ管２の取付底板１での設置高さは一致しており、かつ赤外線加熱ランプ管２の設置高さはウェハキャリアのトラックと平行である。それぞれの赤外線加熱ランプ管２は、独立的に又は領域的に電源に接続することができ、それぞれの赤外線加熱ランプ管２又は領域の温度分布を独立的に調整する目的を達成するために、それぞれの赤外線加熱ランプ管２又はある領域における赤外線加熱ランプ管２に流れる電流量をパワーコンディショナーにより独立して調整する。
【００２６】
異なる組における赤外線加熱ランプ管の長さ及びパワー設定は、ウェハキャリアの形状に応じて異なっていてもよい。取付底板１は、矩形または円形の構造を採用することができ、それに対応して、各赤外線加熱ランプ管２の取付底板１の中心から離れた一端は、取付底板１の形状に合わせた矩形または円形を形成するように配置される。
【００２７】
現在使用されているウェハキャリアの形状はほとんどが矩形であるため、本実施例では、取付底板１は矩形の構造を採用し、それに対応して、各赤外線加熱ランプ管２の取付底板１の中心から離れた一端は、取付底板１の形状に合わせた矩形を形成するように配置され、これにより、それぞれの赤外線加熱ランプ管２の長さ寸法が必要に応じて調整される。
【００２８】
本実施例では、赤外線加熱ランプ管２は、Ｌ字型の構造であり、赤外線加熱ランプ管２の加熱フィラメントは単一端が引き出されるものである。
【００２９】
赤外線加熱ランプ管２の取付底板１の中心から離れた一端はフィラメントの引き出し端であり、赤外線加熱ランプ管２のフィラメントの引き出し端はコールド端であり、当該一端は取付底板１を貫通している必要がある。取付底板１には、赤外線加熱ランプ管２が貫通する取付貫通孔が設けられている。
【００３０】
赤外線加熱ランプ管２は、取付貫通孔を密閉するように接続され、赤外線加熱ランプ管装置全体がプロセスチャンバに取り付けられる時には、密閉接続の方式により大気から隔離される。本実施例では、取付貫通孔と赤外線加熱ランプ管２との間にＯシールリングを配して密閉することにより取り付けられている。
【００３１】
赤外線加熱ランプ管２の取付底板１の中心に指向する一端は、赤外線加熱ランプ管２を支持するためのブラケットが設けられ、ブラケットは取付底板１に取り付けて固定される。当該ブラケットは、金属材料で製造されてもよく、耐熱性の非金属材料、例えば、セラミックスで製造されてもよい。
【００３２】
以上のように、本実施例に係る赤外線加熱ランプ管装置によれば、複数の赤外線加熱ランプ管は、取付底板の中心を円心として円周方向に沿って放射状に配列され、このような赤外線加熱ランプ管の配置構造は、より良好な温度の均一性の制御を実現し、より高いプロセスの均一性の要求を満たすことができる。
【００３３】
最後に、上記実施例は本発明の技術的特徴を説明するためのものに過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するためのものではない。前述の実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、当業者であれば、前述の実施例に記載された技術的特徴を修正し、又はその一部の技術的特徴を等価的に置き換えることができ、これらの修正又は置き換えが、対応する技術的特徴の本質を本発明の各実施例の技術的特徴の趣旨及び範囲から逸脱させるものではないと理解できるはずである。
【符号の説明】
【００３４】
１  取付底板
２  赤外線加熱ランプ管
２０１  第１組の赤外線加熱ランプ管
２０２  第２組の赤外線加熱ランプ管
２０３  第３組の赤外線加熱ランプ管
２０４  第４組の赤外線加熱ランプ管
２０５  第５組の赤外線加熱ランプ管
【図１】
2019106354.tif 000003
【図２】
2019106354.tif 000004
【図３】
2019106354.tif 000005