專利名稱：燈絲燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燈絲燈，特別是涉及一種用于將以加熱被處理物為目的所放射的光照射到被處理物上的燈絲燈。
背景技術(shù)：
一般在半導(dǎo)體制造工程中，在成膜、氧化擴(kuò)散、雜質(zhì)擴(kuò)散、氮化、膜穩(wěn)定化、硅氧化、結(jié)晶化、離子注入活性化等各種工序中采用加熱處理。對于提升半導(dǎo)體制造工程的成品率或品質(zhì)，優(yōu)選急速使半導(dǎo)體晶片等被處理物的溫度上升或者下降的急速熱處理(RTPRapidThermal Processing)。在RTP中，廣泛采用利用來自白熾燈等光源的光照射的光照射式加熱處理裝置(以下亦簡稱加熱裝置)。
在由透光材料制成的發(fā)光管內(nèi)部設(shè)置燈絲而成的白熾燈投入電力的90％以上會(huì)完全被放射，可以不與被處理物接觸地進(jìn)行加熱，因此是可以將光作為熱使用的代表性燈。將這種白熾燈用作玻璃基板或半導(dǎo)體晶片的加熱用熱源的情形下，與電阻加熱法相比，可以快速使被處理物的溫度升降溫。
即，根據(jù)光照射式加熱處理，例如可使被處理物以十?dāng)?shù)秒至數(shù)十秒升溫到1000℃以上的溫度，光照射停止后，被照射體可以急速冷卻。這種光照射式加熱處理通常要進(jìn)行多次。
在此，當(dāng)被處理物例如是半導(dǎo)體晶片(硅晶片)時(shí)，將半導(dǎo)體晶片加熱到1050℃以上時(shí)，半導(dǎo)體晶片發(fā)生溫度分布不均勻，則半導(dǎo)體晶片會(huì)發(fā)生所謂滑移現(xiàn)象，即產(chǎn)生結(jié)晶轉(zhuǎn)移的缺陷，有成為次品的危險(xiǎn)。因此，使用光照射式加熱處理裝置進(jìn)行半導(dǎo)體晶片的RTP時(shí)，為了使半導(dǎo)體晶片整個(gè)面的溫度分布變均勻，有必要進(jìn)行加熱、高溫保持、冷卻。即，在RTP方面，要求被處理物具有高精度的溫度均勻性。
在此，在光照射式加熱處理中，例如在如半導(dǎo)體晶片整個(gè)面的物理特性均勻的情形下，即使以使半導(dǎo)體晶片整個(gè)面的放射照度均勻的方式進(jìn)行光照射，半導(dǎo)體晶片的溫度還是不會(huì)變均勻，半導(dǎo)體晶片周邊部的溫度會(huì)降低。這是由于在半導(dǎo)體晶片的周邊部，熱從半導(dǎo)體晶片側(cè)面等被放射。這種熱放出的結(jié)果會(huì)在半導(dǎo)體晶片上產(chǎn)生溫度分布。
如上所述，半導(dǎo)體晶片被加熱到1050℃以上時(shí)，一旦半導(dǎo)體晶片上產(chǎn)生溫度分布不均，半導(dǎo)體晶片上就會(huì)發(fā)生滑移。
因而，為了使半導(dǎo)體晶片的溫度分布變均勻，優(yōu)選以如下方式進(jìn)行光照射將晶片周邊部表面的放射照度設(shè)置成比晶片中央部表面的放射照度大，以補(bǔ)償因從半導(dǎo)體晶片側(cè)面等熱放射而引起的溫度下降。
作為現(xiàn)有加熱裝置，在日本專利文獻(xiàn)1中公開了一種利用從白熾燈放射的光加熱玻璃基板或半導(dǎo)體晶片的加熱裝置。該加熱裝置如圖6所示構(gòu)成為，將被處理物收納在用透光材料形成的真空腔內(nèi)，在該真空腔外的上下兩段，以上下相對且互相交叉的方式配置有多根白熾燈，且利用這些白熾燈從兩面進(jìn)行光照射來加熱被處理物。
圖7是將上述裝置簡略化，取出設(shè)在上下兩段的加熱用白熾燈和被處理物所表示的立體圖。如該圖所示，設(shè)置在上下兩段的加熱用白熾燈，被以管軸交叉的方式配置，因此能均勻加熱被處理物。并且，根據(jù)該裝置，能夠防止因被處理物周邊部的放熱作用而降低溫度。例如針對被處理物，將在上段兩端的加熱用白熾L1、L2的燈輸出設(shè)定得比中央部的加熱用燈L3的燈輸出大，且將在下段兩端的加熱用白熾燈L4、L5的燈輸出設(shè)定得比中央部的加熱用白熾燈L6的燈輸出大。由此補(bǔ)償因被處理物周邊部的放熱作用而產(chǎn)生的溫度下降的部份。縮小被處理物中央部與周邊部的溫度差，能夠?qū)⒈惶幚砦锏臏囟确植甲兙鶆颉?br> 日本專利文獻(xiàn)1日本特開平7-37833號日本專利文獻(xiàn)2特開2002-203804號可是，在上述現(xiàn)有加熱裝置中明確知道會(huì)發(fā)生如下所示的問題，具體而言，例如在被處理物為半導(dǎo)體晶片的情形下，一般在半導(dǎo)體晶片表面上利用濺射法等形成金屬氧化物等構(gòu)成的膜，或者利用離子注入摻雜雜質(zhì)添加物。這種金屬氧化物的膜厚或雜質(zhì)離子的密度在晶片表面上具有局部性分布。這種局部性分布未必相對于半導(dǎo)體晶片的中心中心對稱。
如果以雜質(zhì)離子密度為例，例如，如圖7所示，在相對于半導(dǎo)體晶片的中心不是中心對稱的狹小的特定區(qū)域會(huì)有雜質(zhì)離子密度變化等情形。即使在這種特定區(qū)域和其它區(qū)域以相同的放射照度進(jìn)行光照射，在上述特定區(qū)域和其它區(qū)域，溫度上升速度有時(shí)還是會(huì)產(chǎn)生差異，上述特定區(qū)域的溫度和其它區(qū)域的溫度未必一致。
根據(jù)上述現(xiàn)有加熱裝置，補(bǔ)償在被處理物周邊部因熱放射而導(dǎo)致的溫度下降的影響，防止在周邊部的溫度下降，使被處理物的溫度分布變均勻相對容易。但是，例如如圖7所示，在全長比燈的發(fā)光長度短的狹小的特定區(qū)域，即使以與該特定區(qū)域的特性對應(yīng)的光強(qiáng)度進(jìn)行光照射，上述特定區(qū)域以外的區(qū)域也會(huì)被光照射到。因此，不能將上述特定區(qū)域和其它區(qū)域控制成適當(dāng)?shù)臏囟葼顟B(tài)。即，例如無法控制上述狹小的特定區(qū)域的放射照度來使二者的溫度均勻。
因而，會(huì)發(fā)生被處理物的處理溫度產(chǎn)生不需要的溫度分布，在光加熱處理后，難以使被處理物具有所需要的物理特性的問題。
在此，例如日本專利文獻(xiàn)2公開了一種如圖8所示熱處理裝置，該熱處理裝置在燈室內(nèi)具備第1燈單元和第2燈單元，上述第1燈單元由多個(gè)將具有U字形狀且向燈絲供電的裝置設(shè)置在發(fā)光管兩端部而成的雙頭燈相對紙面在平行方向和垂直方向上排列構(gòu)成，第2燈單元由多個(gè)將設(shè)在該第1燈單元下方側(cè)、具有直線形狀且向燈絲供電的裝置設(shè)置在發(fā)光管兩端部而成的雙頭燈沿著紙面排列在與紙面垂直方向上構(gòu)成，用于對設(shè)在第2燈單元下方的半導(dǎo)體晶片等被處理體進(jìn)行加熱處理。
根據(jù)這種熱處理裝置，公開了具有一種為了提高被處理體上具有溫度比其它部分低的傾向的、與承載被處理體的支撐環(huán)連接的連接部的溫度，將位于連接部上方的第1燈單元的U字形狀的燈控制為高輸出的機(jī)構(gòu)。
在日本專利文獻(xiàn)2公開了將這種熱處理裝置大概如下使用。首先，將作為被處理物的半導(dǎo)體晶片的加熱區(qū)域中心對稱地分割為同心的多個(gè)區(qū)。而且，組合利用第1、第2燈單元各燈的照度分布，形成分別對應(yīng)于各個(gè)區(qū)的、相對于半導(dǎo)體晶片的中心中心對稱的合成照度分布圖形，進(jìn)行對應(yīng)于各個(gè)區(qū)的溫度變化的加熱。此時(shí)，為了抑制來自燈的光的照度不均的影響，使作為被處理物的半導(dǎo)體晶片旋轉(zhuǎn)。即，能以個(gè)別的照度來加熱同心配置的各個(gè)區(qū)。
因而，根據(jù)日本專利文獻(xiàn)2所公開的技術(shù)，在被處理體的狹小的特定區(qū)域相對于半導(dǎo)體晶片的中心中心對稱的情況下能夠控制溫度。但對于特定區(qū)域相對于半導(dǎo)體晶片的中心不是中心對稱的情形下，由于使作為被處理物的半導(dǎo)體晶片旋轉(zhuǎn)，因此無法良好解決上述的問題。
并且，可以認(rèn)為這種熱處理裝置在實(shí)用時(shí)會(huì)有產(chǎn)生如下所示問題的可能。具體來說，雖然具有U字形狀的燈由水平部與一對垂直部構(gòu)成，但有助于發(fā)光的只是內(nèi)部設(shè)有燈絲的水平部，各個(gè)燈隔開無法忽視的程度的空間地分離配置，因此在對應(yīng)于該空間的正下方的部分上產(chǎn)生溫度分布。
即，即使將對應(yīng)于各個(gè)區(qū)的第1、第2燈單元各燈的照度分布組合，形成半導(dǎo)體晶片中心對稱的合成照度分布，在對應(yīng)于上述空間正下方的部分上，照度還是會(huì)比較急速地變化(下降)。因而，可以認(rèn)為即使想要進(jìn)行對應(yīng)于各區(qū)的溫度變化的加熱，還是很難縮小在對應(yīng)于上述空間正下方的部分附近所產(chǎn)生的溫度分布。
進(jìn)而，近年來由于傾向于極力縮小用以設(shè)置燈單元的空間(主要為高度方向)，因此這種熱處理裝置如果使用具有U字形狀的燈，就需要有與燈的垂直部對應(yīng)的空間，因此從縮小空間的觀點(diǎn)來看并不優(yōu)選。
發(fā)明人等如后文所述，發(fā)明出一種與現(xiàn)有完全不同構(gòu)造的燈絲燈及使用該燈絲燈的光照射式加熱處理裝置。根據(jù)該光照射式加熱處理裝置，如上所述，能夠克服現(xiàn)有光照射式加熱處理裝置的問題。

發(fā)明內(nèi)容
即，本發(fā)明的目的在于提供一種燈絲燈，即使被熱處理的基板狀被處理物上的局部溫度變化的程度的分布相對于基板形狀為非對稱，或者局部性溫度變化的程度在特定區(qū)域不同的情形下，仍能均勻地加熱被處理物，并用于可小型化的光照射式加熱處理裝置。
本發(fā)明的目的尤其在于在上述光照射式加熱處理裝置所使用的燈絲燈中，即使在封固部埋設(shè)多個(gè)金屬箔時(shí)，也不會(huì)產(chǎn)生密封不良等問題，由此提供可靠性高的燈絲燈。
圖9是用于說明本發(fā)明的燈絲燈的基本結(jié)構(gòu)的立體圖。本發(fā)明的燈絲燈的結(jié)構(gòu)是在發(fā)光管內(nèi)具有多個(gè)燈絲，且能個(gè)別地控制各燈絲的發(fā)光等。如果使用具有并列排列這種燈絲燈的光源部的光照射式加熱處理裝置，與使用在現(xiàn)有發(fā)光管內(nèi)具有一根燈絲的燈絲燈的情形進(jìn)行比較時(shí)，由于可以對多個(gè)燈絲個(gè)別地供電，因此在基板狀的被處理物上的特定區(qū)域相對于基板形狀為非對稱的情形下，仍能對該特定區(qū)域以所需要的光強(qiáng)度進(jìn)行光照射。因而，即使在被熱處理的基板狀被處理物上的局部性溫度變化的程度分布相對于基板形狀為非對稱的情形下，本發(fā)明仍能均勻地加熱被處理物。因此，在被處理物的整體可以實(shí)現(xiàn)均勻的溫度分布。進(jìn)而，在與例如使用日本專利文獻(xiàn)2所記載的具有U字形狀的燈的光照射式加熱處理裝置做比較時(shí)，由于本發(fā)明的光照射式加熱處理裝置可以使使用的燈絲燈呈直管狀，因此不需要與U字形狀燈的垂直部對應(yīng)的空間，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。
對于圖9所示的本發(fā)明的燈絲燈的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。在在本發(fā)明的燈絲燈的發(fā)光管兩端形成埋設(shè)有金屬箔的封固部。在發(fā)光管內(nèi)設(shè)有多個(gè)(圖9為兩個(gè))由燈絲和用以向燈絲供電的引線所構(gòu)成的燈絲體。在此，各燈絲體在發(fā)光管內(nèi)多個(gè)設(shè)置時(shí)，構(gòu)成為燈絲在發(fā)光管的長邊方向上順次配置。
在順次配置在發(fā)光管的長軸方向的燈絲之間設(shè)有例如由石英玻璃構(gòu)成的絕緣體。
在圖9中，與一個(gè)燈絲體的燈絲的一端連接的引線通過設(shè)在絕緣體的通孔，在與另一個(gè)燈絲體的燈絲相對之處的外側(cè)被絕緣管覆蓋，與埋設(shè)在發(fā)光管一端側(cè)的封固部的金屬箔電連接。
與一個(gè)燈絲體的燈絲的另一端連接的引線與埋設(shè)在發(fā)光管另一端側(cè)的封固部的金屬箔電連接。
同樣地，與另一個(gè)燈絲體的燈絲一端連接的引線通過設(shè)置在絕緣體的通孔，并且在與一個(gè)燈絲體的燈絲相對之處的外側(cè)被絕緣管覆蓋，與埋設(shè)在發(fā)光管另一端側(cè)的封固部的金屬箔電連接。與另一個(gè)燈絲體的燈絲的另一端連接的引線與埋設(shè)在發(fā)光管一端側(cè)的封固部的金屬箔電連接。
在埋設(shè)在封固部的金屬箔上，在與連接有燈絲體的引線的端部相反側(cè)的端部上以從封固部向外部突出的方式連接有外部引線。因而，在各燈絲體上通過設(shè)置金屬箔連接有兩條外部引線。
供電裝置通過外部引線與每個(gè)燈絲連接。由此，本發(fā)明的燈絲燈可以個(gè)別供電到各燈絲體的燈絲。
在此，根據(jù)圖9所示的燈絲燈，會(huì)有如下的問題。
燈絲燈利用壓封(ピンチシ一ル)將其兩端部封固。壓封通過進(jìn)行如下步驟來進(jìn)行，例如將外部引線與燈絲體的引線焊接到金屬箔后，固定外部引線，并用燃燒器燒結(jié)金屬箔位于的發(fā)光管端部，并利用制作成所希望的密封部形狀的模具，從兩側(cè)夾金屬箔。
可是，在本發(fā)明人等所考慮的圖9所示的燈絲燈中，在形成于發(fā)光管的端部的封固部，為了向多個(gè)燈絲獨(dú)立供電埋設(shè)有燈絲個(gè)數(shù)2倍數(shù)目的金屬箔。因而，如果燈絲個(gè)數(shù)增加，在金屬箔的個(gè)數(shù)也必然會(huì)增加。
而且，在圖9所示的燈絲燈中，需要多個(gè)金屬箔的情形下(例如4片以上)，金屬箔需要具有某種程度的剖面積，使得不會(huì)因向燈絲供電而被熔斷，并且有必要使各個(gè)金屬箔與其它金屬箔電絕緣，因此如果將多個(gè)金屬箔壓封在矩形狀封固部，密封金屬箔的區(qū)域也會(huì)變大。由此，制造上會(huì)有困難，或者有時(shí)容易產(chǎn)生漏電等密封不良的情形。如果產(chǎn)生漏電等密封不良，就會(huì)引起大氣混入到燈絲燈的發(fā)光管內(nèi)，燈絲氧化并斷線的問題，或同樣地，由于混入的大氣使金屬箔氧化并膨脹，將封固部的石英玻璃撐寬，最后產(chǎn)生發(fā)光管破損的問題，由此燈絲燈變成不能使用的狀態(tài)的問題。
可以認(rèn)為需要多數(shù)金屬箔是在例如需要通過半導(dǎo)體晶片的加熱進(jìn)行高精度的局部性分布控制的情形。
而且，本發(fā)明人為了通過具有不會(huì)產(chǎn)生這種密封不良等問題的密封構(gòu)造，提供可靠性高的燈絲燈，經(jīng)過再三研究，如后所述完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明是在發(fā)光管的內(nèi)部，沿著發(fā)光管的管軸設(shè)置有多個(gè)由燈絲和向該燈絲供電的引線連接而成的燈絲體，在所述發(fā)光管的端部設(shè)有封固部，該封固部設(shè)有多個(gè)分別與所述多個(gè)燈絲體電連接的導(dǎo)電性構(gòu)件，其特征在于，所述封固部設(shè)有棒狀的密封用絕緣體，并且在該密封用絕緣體的外周上設(shè)置間隔地排列有多個(gè)所述導(dǎo)電性構(gòu)件，在所述發(fā)光管與所述密封用絕緣體兩者間通過導(dǎo)電性構(gòu)件氣密密封。
進(jìn)而，在所述燈絲燈中，其特征在于，所述導(dǎo)電性構(gòu)件至少具備與所述燈絲體電連接的金屬箔；和與該金屬箔電連接的外部引線，所述密封用絕緣體上形成有所述外部引線的定位開口。在此，“定位開口”包含有底孔、缺口。
進(jìn)而，其特征在于，在所述密封用絕緣體的至少所述燈絲體側(cè)的端部上形成有錐形部。
根據(jù)本發(fā)明的燈絲燈，在發(fā)光管的內(nèi)部，沿著發(fā)光管的管軸配置多個(gè)由燈絲和向該燈絲供應(yīng)電力的引線連接而成的燈絲體，在發(fā)光管的端部設(shè)有封固部，該封固部設(shè)有多個(gè)與多個(gè)燈絲體分別電連接的導(dǎo)電性構(gòu)件，該封固部上設(shè)置有棒狀密封用絕緣體，并且在該密封用絕緣體的外周上設(shè)置間隔地排列多個(gè)所述導(dǎo)電性構(gòu)件，在所述發(fā)光管與所述密封用絕緣體兩者間通過導(dǎo)電性構(gòu)件氣密密封，因此可將多數(shù)個(gè)金屬箔設(shè)置間隔配置在同一周上。并且，與如圖9所示的燈絲燈的矩形狀的封固部上配置多個(gè)金屬箔的情形相比，可縮小封固部整體的大小，因此不會(huì)產(chǎn)生密封不良等問題，能夠提供可靠性高的燈絲燈。
進(jìn)而，由于密封用絕緣體上形成外部引線的定位開口，因此可將外部引線的位置定位在特定的位置上。
進(jìn)而，由于在密封用絕緣體的至少燈絲體側(cè)的端部形成錐形部，因此在通過導(dǎo)電性構(gòu)件將發(fā)光管與密封用絕緣體氣密密封而成的封固部的端部，增厚構(gòu)成發(fā)光管及密封用絕緣體的石英玻璃的厚度，由此可以提高密封的可靠性。
并且，根據(jù)本發(fā)明的光照射式加熱處理裝置，可以達(dá)到以下效果。
如上述，本發(fā)明的光照射式加熱處理裝置，并列配置有多根上述燈絲燈構(gòu)成作為光源部的燈單元，因此與以往、從發(fā)光管內(nèi)只有一個(gè)燈絲的燈絲燈的光源部放射的光強(qiáng)度分布的設(shè)定只能夠在與發(fā)光管的軸向垂直的方向上進(jìn)行調(diào)整的情形相比，也能夠在發(fā)光管的軸向進(jìn)行調(diào)整。因而，被照射物表面的放射照度分布可以在二維方向上進(jìn)行高精度設(shè)定。
因而，例如，即使對于全長比以往的光照射式加熱處理裝置的光源部所使用的燈絲燈的發(fā)光長度短的狹小的特定區(qū)域，也可以限定在該特定區(qū)域，設(shè)定該特定區(qū)域上的放射照度。并且，也能夠?qū)⒈惶幚砦锷系姆派湔斩确植?，設(shè)定成相對于被處理物形狀非對稱。
即，可對距離燈單元特定距離的相離的被處理物上的放射照度分布進(jìn)行精密的設(shè)定，且設(shè)定成任意分布。
因而，可以進(jìn)行控制使得上述特定區(qū)域及其它區(qū)域的溫度變均勻，或者與作為被處理物的被熱處理的基板上的局部溫度變化的程度的分布相對于基板形狀為非對稱的情形相對應(yīng)地，設(shè)定被處理物上的照度分布，可以例如均勻地加熱被處理物。
進(jìn)而，與使用具有U字形狀的燈的現(xiàn)有例相比，在本發(fā)明的光照射式加熱處理裝置中，使用設(shè)置在發(fā)光管內(nèi)的各燈絲之間的間隔距離可設(shè)為極小的燈絲燈，因此可將作為不發(fā)光空間的燈絲間隔部的影響降到最小，被處理物上的照度分布上不希望產(chǎn)生的差異就變成極小。另外，由于在加熱裝置的高度方向沒有燈的垂直部，因此燈單元內(nèi)不需要有與其對應(yīng)的空間，能夠?qū)⒓訜嵫b置小型化。


圖1是表示本發(fā)明的燈絲燈的實(shí)施方式的一例的圖。
圖2是本發(fā)明涉及的密封用絕緣體附近的放大截面圖。
圖3是用于說明本發(fā)明的燈絲燈的其它實(shí)施方式的俯視圖。
圖4是表示安裝有本發(fā)明的燈絲燈的加熱裝置的結(jié)構(gòu)例的俯視截面圖。
圖5是表示圖4所示的第1燈單元及第2燈單元的各燈絲燈的排列例的俯視圖。
圖6是表示現(xiàn)有加熱裝置的俯視截面圖。
圖7是將圖6所示的加熱裝置簡化，并取出設(shè)置在上下兩段的加熱用白熾燈和被處理物進(jìn)行表示的立體圖。
圖8是表示現(xiàn)有加熱裝置的俯視截面圖。
圖9是用于說明在發(fā)明本發(fā)明的燈絲燈的前階段，由本發(fā)明人發(fā)明的燈絲燈的立體圖。
具體實(shí)施例方式
以下對本發(fā)明的實(shí)施方式加以說明。
A.燈絲燈的結(jié)構(gòu)圖1是表示本發(fā)明的燈絲燈的實(shí)施方式的一例。圖1(a)是立體圖，圖1(b)是沿圖1(a)所示A-A’線切斷的截面圖。
燈絲燈1是由例如石英玻璃等透光材料構(gòu)成，具有發(fā)光管11，該發(fā)光管11沿正交于該管軸方向上的平面切斷時(shí)的剖面具有長圓形狀。所謂“長圓形狀”的意思是指如圖1(b)所示，所述截面的長軸方向的長度a比垂直于長軸方向的長度b大的所有形狀(例如橢圓形狀等)。另外，發(fā)光管11雖然可以是所述剖面為圓形狀的管，但通過采用長圓形狀，很容易在圖1(b)所示的a方向設(shè)置后述的燈絲體和絕緣管。發(fā)光管11向內(nèi)部導(dǎo)入鹵素氣體，并且設(shè)有三個(gè)燈絲體13a、13b、13c，在兩端附近的內(nèi)部設(shè)有棒狀的密封用絕緣體12a和12b。
對于各個(gè)燈絲體13a、13b、13c，在一端側(cè)與導(dǎo)電性構(gòu)件150a、150b、150c電連接，另一端側(cè)與導(dǎo)電性構(gòu)件150d、150e、150f電連接。
在圖1所示的燈絲燈中，導(dǎo)電性構(gòu)件150a由與后述引線132b電連接的內(nèi)部引線15a；與內(nèi)部引線15a電連接的金屬箔18a；以及與金屬箔18a電連接的外部引線17a構(gòu)成。其它的導(dǎo)電性構(gòu)件150b至150f，也與150a同樣地分別由各個(gè)內(nèi)部引線、金屬箔、外部引線構(gòu)成。另外，出于燈制作加工上的容易性和加工工程的區(qū)分等的理由設(shè)置內(nèi)部引線15a至15f，但在燈絲的額定電力小，引線的素線徑較細(xì)為好等焊接等的制作加工上的處理較為容易的情況下，也可以不使用內(nèi)部引線，將引線132b直接連接在金屬箔18a上。即上述導(dǎo)電性構(gòu)件150a也可為由與引線132b電連接的金屬箔18a、與金屬箔18a電連接的外部引線17a構(gòu)成。其它導(dǎo)電性構(gòu)件150b至150f也與150a相同。
本發(fā)明的燈絲燈的導(dǎo)電性構(gòu)件具有通過介于燈絲體與后述的供電裝置兩者間，將兩者電連接，由此向燈絲體供電的功能；以及如后文所述，具有通過介于發(fā)光管與密封用絕緣體之間，氣密地進(jìn)行密封的功能。在圖1所示的燈絲燈中，雖然其中一例如后述，發(fā)光管與密封用絕緣體是通過金屬箔而被氣密密封，但導(dǎo)電性構(gòu)件未必必須由內(nèi)部引線、金屬箔、外部引線這三者形成。作為導(dǎo)電性構(gòu)件的其它例子，如上所述，也可以省略內(nèi)部引線，將后述的燈絲體的引線與金屬箔電連接。并且，對于燈絲體，也可采用連接導(dǎo)出到發(fā)光管外部的一根棒狀體或一片金屬箔，并密封該棒狀體或金屬箔的一部分的構(gòu)造。
在密封用絕緣體12a的周面上，在三個(gè)導(dǎo)電性構(gòu)件150a、150b、150c中，以大致等間隔沿著密封用絕緣體12a的長度方向平行地設(shè)置有金屬箔18a、18b、18c。金屬箔18a與內(nèi)部引線15a及外部引線17a連接，金屬箔18b與內(nèi)部引線15b及外部引線17b連接，金屬箔18c與內(nèi)部引線15c及外部引線17c連接。
在密封用絕緣體12b的周面上，在三個(gè)導(dǎo)電性構(gòu)件150d、150e、150f中，以大致等間隔沿著密封用絕緣體12b的長度方向，平行地設(shè)置有金屬箔18d、18c、18f。金屬箔18d與內(nèi)部引線15d及外部引線17d連接，金屬箔18e與內(nèi)部引線15e及外部引線17e連接，金屬箔18f與內(nèi)部引線15f及外部引線17f連接。
燈絲體13a由燈絲131a、與燈絲131a的一端連接的引線132a、及與燈絲131a的另一端連接的引線133a構(gòu)成。燈絲體13b由燈絲131b、引線132b及引線133b構(gòu)成，燈絲體13c由燈絲131c、引線132c及引線133c構(gòu)成。雖然優(yōu)選將燈絲131a、131b及131c配置在同一軸上，但在兼用反射鏡等光學(xué)元件等可補(bǔ)償各燈絲位置偏差的情況下，或被照射物與燈的距離比較離遠(yuǎn)離，各燈絲的位置偏差與被照射物與燈的距離相比充分小，不影響照度分布等情況下，可以不配置在同一軸上。
各燈絲131a、131b及131c通過以被夾持在發(fā)光管11內(nèi)壁與絕緣管16之間的方式設(shè)置的環(huán)狀固定器19，與發(fā)光管11不接觸地被支撐。在此，如果在燈絲發(fā)光時(shí)燈絲131與發(fā)光管11內(nèi)壁接觸，接觸部分的發(fā)光管11的透光性會(huì)因燈絲131的熱而受損。固定器19是為了防止這種問題而設(shè)置的。在各燈絲上沿發(fā)光管的長度方向上設(shè)置多個(gè)固定器19。并且，為了使得制作燈絲燈時(shí)，多個(gè)燈絲體容易插入發(fā)光管內(nèi)，固定器具有一定程度的彈性。
在密封用絕緣體12a與燈絲131a之間、燈絲131a與131b之間、燈絲131b與131c之間、及燈絲131c與密封用絕緣體12b之間，分別設(shè)有用石英玻璃制成的間隔板14a、14b、14c及14d。絕緣體14a、14b、14c及14d為了防止燈絲體13a、13b及13c接觸，分別形成有3個(gè)通孔。
燈絲體13a的引線132a插通設(shè)在間隔板14a上的通孔141a，與配置在密封用絕緣體12a上的內(nèi)部引線15c連接。燈絲體13a的引線133a插通設(shè)在間隔板14b上的通孔141b、與燈絲131b相對的絕緣管16b、設(shè)在間隔板14c上的通孔142c、與燈絲131c相對的絕緣管16c、及設(shè)在間隔板14d上的通孔142d，與配置在密封用絕緣體12b上的內(nèi)部引線15d連接。
燈絲體13b的引線132b插通設(shè)在間隔板14b的通孔142b、插通與燈絲131a相對的絕緣管16a、插通設(shè)在間隔板14a的通孔142a，與配置在密封用絕緣體12a的內(nèi)部引線15a連接。燈絲體13b的引線133b插通設(shè)在間隔板14c上的通孔141c、插通與燈絲131c相對的絕緣管16f、插通設(shè)在間隔板14d的通孔143d，與配置在密封用絕緣體12b的內(nèi)部引線15e連接。
燈絲體13c的引線132c插通設(shè)在間隔板14c的通孔143c，插通與燈絲131b相對的絕緣管16e，插通設(shè)在間隔板14b的通孔143b、插通與燈絲131a相對的絕緣管16d，插通設(shè)在間隔板14a的通孔143a，與配置在密封用絕緣體12a的內(nèi)部引線15b連接。燈絲體13c的引線133c插通設(shè)置在間隔板14d的通孔141d，與配置在密封用絕緣體12b的內(nèi)部引線15f連接。
圖2是密封用絕緣體12a附近的放大截面圖。圖2(a)是用于表示密封構(gòu)造的第1例的燈絲燈的長度方向上的主要部分放大截面圖。圖2(b)是沿圖2(a)所示的B-B’線切斷的徑向截面圖。
圖2(c)至圖2(e)是表示密封構(gòu)造的第2例的圖。圖2(c)是燈絲燈長度方向的主要部分放大截面圖，圖2(d)、(e)是沿圖2(c)所示的C-C’線、D-D’線切斷的徑向截面圖。
圖2(f)、(g)是用來表示密封構(gòu)造的第3、第4例的燈絲燈長度方向的主要部分放大截面圖。
密封用絕緣體由例如石英玻璃等的絕緣材料構(gòu)成。
如圖2(a)所示，密封用絕緣體12a在外周大致沿密封用絕緣體12a的長度方向平行設(shè)置有金屬箔18a。金屬箔18a與內(nèi)部引線15a及外部引線17a連接。并且，金屬箔18a的全長比密封用絕緣體12a短。
通過這樣形成，可以將內(nèi)部引線15a、外部引線17a、金屬箔18a全部密封，金屬箔18a不會(huì)曝露在外部。因而，就不會(huì)在作業(yè)中由于不注意等，發(fā)生因厚30μm左右的薄金屬箔18a斷裂而導(dǎo)致燈絲燈無法點(diǎn)亮的問題。
另外，雖然在圖2(a)中省略了圖示，但在密封用絕緣體12a上，圖1所示的內(nèi)部引線15b、金屬箔18b及外部引線17b和內(nèi)部引線15c、金屬箔18c及外部引線17c與內(nèi)部引線15a、金屬箔18a及外部引線17a同樣配置。內(nèi)部引線15b、金屬箔18b及外部引線17b，和內(nèi)部引線15c、金屬箔18c及外部引線17c具有與內(nèi)部引線15a、金屬箔18a及外部引線17a同樣的形狀、全長。
密封用絕緣體12b也與密封用絕緣體12a相同構(gòu)成。
利用燃燒器等加熱與配置有密封用絕緣體12a之處對應(yīng)的發(fā)光管11的外周，如圖2(b)所示，由此通過金屬箔18a、18b、18c將發(fā)光管11與密封用絕緣體12a氣密密封。由于密封用絕緣體12a的外徑比發(fā)光管11的內(nèi)徑小，因此發(fā)光管11在與密封用絕緣體12a密合的部分，即封固部產(chǎn)生縮徑。
密封構(gòu)造的第2例，是如圖2(c)、(d)所示，對于設(shè)置在圓柱狀密封用絕緣體12a上的缺口121a、121b、121c配置有內(nèi)部引線15a、15b、15c。進(jìn)而，如圖2(c)、(e)所示，對于設(shè)置在密封用絕緣體12a的缺口122a、122b、122c配置有外部引線17a、17b、17c。在金屬箔18a的兩端電連接有內(nèi)部引線15a、外部引線17a，在金屬箔18b的兩端電連接有內(nèi)部引線15b、外部引線17b，在金屬箔18c的兩端電連接有內(nèi)部引線15c、外部引線17c。金屬箔18a、18b、18c的全長比密封用絕緣體12a短。另外，密封用絕緣體12b也是與密封用絕緣體12a相同構(gòu)成。
通過這樣形成，具有通過缺口121a、121b、121c決定內(nèi)部引線15a、15b、15c的位置，通過缺口122a、122b、122c決定外部引線17a、17b、17c的位置的優(yōu)點(diǎn)。
另外，密封用絕緣體12a也可以省略用來配置內(nèi)部引線15a、15b、15c的缺口(在密封用絕緣體12a為121a、121b、121c)。密封用絕緣體12b也同樣地，亦可以省略用來配置內(nèi)部引線15d、15e、15f的缺口。
密封構(gòu)造的第3例如圖2(f)所示，使用在兩端設(shè)有錐形部123a及124a的構(gòu)造的密封用絕緣體12a。內(nèi)部引線15a及外部引線17a具有對應(yīng)于密封用絕緣體12a的錐形部形狀而彎曲的形狀。這種內(nèi)部引線15a及外部引線17a沿著密封用絕緣體12a的錐形部123a及124a設(shè)置。在設(shè)在密封用絕緣體12a外周面的金屬箔18a的兩端，連接有內(nèi)部引線15a及外部引線17a。金屬箔18a的全長比密封用絕緣體12a短。
在密封用絕緣體12a的兩端設(shè)置錐形部，是根據(jù)增厚密封部端部的發(fā)光管厚度，提高密封可靠性的理由。并且，在密封用絕緣體12a上，也可以只在壓力變高的燈絲體側(cè)(在圖的左方)設(shè)置錐形部。
另外，在密封用絕緣體12a上，與內(nèi)部引線15a、金屬箔18a及外部引線17a同樣地設(shè)有圖1所示的內(nèi)部引線15b、金屬箔18b及外部引線17b；和內(nèi)部引線15c、金屬箔18c及外部引線17c。密封用絕緣體12b也是與密封用絕緣體12a相同構(gòu)成。
密封構(gòu)造的第4例如圖2(g)所示，使用在兩端設(shè)有錐形部123a及124a的密封用絕緣體12a；以及全長比密封用絕緣體12a長的金屬箔18a。
密封用絕緣體12a是向形成在燈絲體側(cè)的面上的有底孔125a插入并固定內(nèi)部引線15a，向形成在發(fā)光管外側(cè)的面上的有底孔126a插入并固定外部引線17a。通過這樣形成，根據(jù)有底孔125a的深度決定內(nèi)部引線15a的位置，并根據(jù)有底孔126a的深度決定外部引線17a的位置。
另外，在密封用絕緣體12a上與內(nèi)部引線15a、金屬箔18a及外部引線17a同樣地設(shè)有圖1所示的內(nèi)部引線15b、金屬箔18b及外部引線17b；和內(nèi)部引線15c、金屬箔18c及外部引線17c。密封用絕緣體12b也是與密封用絕緣體12a相同構(gòu)成。
在從發(fā)光管11的兩端部向外方突出的外部引線17a、17b、17c、17d、17e及17f上連接有供電裝置7a、7b、7c，以使燈絲燈1可向各燈絲體13a、13b、13c各別供電。詳細(xì)來說如圖1所示，供電裝置7a連接在外部引線17a與17e之間，供電裝置7b連接在外部引線17b與17f之間，供電裝置7c連接在外部引線17c與17d之間。
另外，雖然在圖1所示的例中表示在發(fā)光管內(nèi)配置有三個(gè)燈絲體的構(gòu)造，但可以根據(jù)需要，增減燈絲體的個(gè)數(shù)，特別是燈絲體個(gè)數(shù)較多的情形下，由于本發(fā)明的構(gòu)造可沿著密封用絕緣體的周面配置多個(gè)金屬箔因而很有效。
圖3是用于說明本發(fā)明的燈絲燈的其它實(shí)施方式的圖。雖然以下針對具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，但與1圖所示的燈絲燈的不同點(diǎn)在于只從發(fā)光管的一端突出外部引線。
燈絲燈2在發(fā)光管21內(nèi)設(shè)有2個(gè)燈絲體23a、23b；與各燈絲體電連接的供電線30a及30b；絕緣體24a、24b、24c絕緣管26a、26b、26c、26d、26e、26f；以及和固定器29a、29b。另外，在發(fā)光管21的兩端附近設(shè)有密封用絕緣體22a、22b。在設(shè)有密封用絕緣體22a、22b之處形成有封固部，通過設(shè)置在密封用絕緣體22a及22b外周的金屬箔，氣密地密封發(fā)光管21和密封用絕緣體22a及22b。
圖3所示的燈絲燈對于各個(gè)燈絲體23a、23b電連接有導(dǎo)電性構(gòu)件250a、250b、250c、250d。
在圖3所示的燈絲燈中，導(dǎo)電性構(gòu)件250a由與燈絲體23a(引線232a)的一端電連接的內(nèi)部引線25a；與內(nèi)部引線25a電連接的金屬箔28a；和與金屬箔28a電連接的外部引線27a構(gòu)成。
導(dǎo)電性構(gòu)件250b由與燈絲體23b(導(dǎo)線232b)的一端電連接的內(nèi)部引線25b；與內(nèi)部引線25b電連接的金屬箔28b；和與金屬箔28b電連接的外部引線27b構(gòu)成。
導(dǎo)電性構(gòu)件250c由與供電線30b電連接的內(nèi)部引線25c；與內(nèi)部引線25c電連接的金屬箔28c；和與金屬箔28c電連接的外部引線27c構(gòu)成。
導(dǎo)電性構(gòu)件250d由與供電線30a電連接的內(nèi)部引線25d；與內(nèi)部引線25d電連接的金屬箔28d；和與金屬箔28d電連接的外部引線27d構(gòu)成。
在圖3所示的燈絲燈，也與圖1所示燈絲燈同樣地，導(dǎo)電性構(gòu)件不一定必須由內(nèi)部引線、金屬箔、外部引線這三者構(gòu)成，也可以由金屬箔與外部引線這兩者構(gòu)成。
密封用絕緣體22a向設(shè)置在燈絲體側(cè)端面的4個(gè)有底孔，分別插入并固定有內(nèi)部引線25a、25b、25c、25d，向設(shè)置在發(fā)光管外方側(cè)端面的4個(gè)有底孔，分別插入并固定有外部引線27a、27b、27c及27d。在密封用絕緣體12a的外周上，以大致等間隔沿著密封用絕緣體12的長度方向，配置有4片金屬箔28a、28b、28c及28d。金屬箔28a與內(nèi)部引線25a及外部引線27a連接，金屬箔28b與內(nèi)部引線25b及外部引線27b連接，金屬箔28c與內(nèi)部引線25c及外部引線27c連接，金屬箔28d與內(nèi)部引線25d及外部引線27d連接。
密封用絕緣體22b向設(shè)置在燈絲體側(cè)端面的4個(gè)有底孔，分別插入并固定有內(nèi)部引線25e、25f、25g、25h，向設(shè)置在發(fā)光管外方側(cè)端面的有底孔，固定有導(dǎo)電性連接部31a及31b。通過金屬箔28e及28f與導(dǎo)電性連接部31a連接，內(nèi)部引線25e與25f電連接。并且，金屬箔28g及28h與導(dǎo)電性連接部31b連接，由此內(nèi)部引線25g與25h電連接。
燈絲體23a由燈絲231a、與燈絲231a一端連接的引線232a、以及與燈絲231a另一端的引線233a構(gòu)成。燈絲體23b與燈絲體23a同樣地，由燈絲231b、引線232b、引線233b構(gòu)成。雖然優(yōu)選燈絲231a與231b配置在同一軸上，但在由于兼用反射鏡等光學(xué)元件等而可補(bǔ)償各燈絲的位置偏移的情況下，或被照射物與燈的距離比較遠(yuǎn)離，各燈絲的位置偏移與被照射物與燈的距離相比足夠小，不影響照度分布等的情況下，也可以不配置在同一軸上。
絕緣體24a、24b及24c分別設(shè)有4個(gè)用于使各燈絲體的引線232a、233a、232b及233b，以及各供電線30a、30b通過的通孔。絕緣體24a配置在燈絲231a與密封用絕緣體22a之間，絕緣體24b配置在燈絲231a與燈絲231b之間，絕緣體24c配置在燈絲231b與密封用絕緣體22b之間。
燈絲體23a的引線232a插通設(shè)置在絕緣體24a的通孔241a，與插入并固定到密封用絕緣體12a的內(nèi)部引線25a連接。燈絲體23a的引線233a插通設(shè)置在絕緣體24b的通孔241b、與燈絲231b相對配置的絕緣管26f及設(shè)置在絕緣體24c的通孔244c，與插入并固定到密封用絕緣體12b的內(nèi)部引線25h連接。
供電線30a的一端與固定在密封用絕緣體12b的內(nèi)部引線25g連接，另一端按照如下順序插通到設(shè)在絕緣體24c的通孔243c、與燈絲231b相對的絕緣管26d、設(shè)在絕緣體24b上的通孔244b、與燈絲231a相對的絕緣管26c、及設(shè)在絕緣體24a上的通孔244a，固定到被固定在密封用絕緣體12a上的內(nèi)部引線25d。
內(nèi)部引線25g與25h電連接，由此燈絲體23a與供電線30a電連接。
燈絲體23b的引線232b按照順序插通設(shè)在絕緣體24b的通孔242b、與燈絲231a相對的絕緣管26b、及設(shè)在絕緣體24a的通孔242a與插入并固定到密封用絕緣體12a的內(nèi)部引線25b連接。燈絲體23b的引線233b插通設(shè)在絕緣體24c的通孔241c，與插入并固定到密封用絕緣體12b內(nèi)部引線25e連接。
供電線30b一端與插入并固定到密封用絕緣體22b的內(nèi)部引線25f連接，按照順序插通設(shè)在絕緣體24c的通孔242c、與燈絲231b相對的絕緣管26e、設(shè)在絕緣體24b的通孔243b、與燈絲231a相對的絕緣管26a、及設(shè)置在絕緣體24a的通孔243a，與插入并固定到密封用絕緣體22a的內(nèi)部引線25c連接。
內(nèi)部引線25e與25f電連接，由此燈絲體23b與供電線30b電連接。
燈絲燈2為了可以向各燈絲體23a、23b分別供電，在從發(fā)光管11的一端向外方突出的外部引線27a、27b、27c、27d上連接有供電裝置7a、7b。詳細(xì)來說，供電裝置7a連接在外部引線27a與27d之間，供電裝置7b連接在外部引線27b與27c之間。
B.加熱裝置的結(jié)構(gòu)圖4是表示安裝有本發(fā)明的燈絲燈的加熱裝置的結(jié)構(gòu)例的俯視截面圖。圖5是表示圖4所示的第1燈單元10及第2燈單元20的各燈絲燈的排列例的俯視圖。
如圖4所示，加熱裝置100具有腔300。腔300的內(nèi)部通過石英窗4分割成燈單元容納空間S1與加熱處理空間S2。將從燈單元容納空間S1中容納的第1燈單元10、第2燈單元20放出的光，經(jīng)由石英窗4照射到設(shè)置在加熱處理空間S2的被處理物6，由此加熱被處理物6。容納在燈單元容納空間S1的第1燈單元10、第2燈單元20例如將10根燈絲燈1以特定的間隔并列配置構(gòu)成。2個(gè)燈單元10、20互相相對配置。另外，構(gòu)成燈單元10的燈絲燈1的中心軸向如圖5所示，配置成與構(gòu)成燈單元20的燈絲燈1的中心軸互相交叉。
燈單元10、20由具有多個(gè)發(fā)光部分的燈絲燈1例如僅離開預(yù)定距離，并列排列而成。燈絲燈1如上所述，各燈絲體的燈絲大致配置在同一軸上。而且，通過使各燈絲體的燈絲個(gè)別地發(fā)光，或個(gè)別地對各燈絲體調(diào)整供電，由此能構(gòu)將被處理物6上的光強(qiáng)度分布任意設(shè)定，并高精度進(jìn)行設(shè)定。
在第1燈單元10的上方配置有反射鏡200。反射鏡200是例如在由無氧銅制成的母材上涂布金的構(gòu)造，反射截面具有圓的一部分、橢圓的一部分、拋物線的一部分或平板狀等形狀。反射鏡200將從第1燈單元10及第2燈單元20向上方照射的光，反射到被處理物6側(cè)。即，在加熱裝置100，從第1燈單元10及第2燈單元20放出的光直接或被反射鏡200反射，照射到被處理物6上。
在燈單元容納空間S1中，來自冷卻風(fēng)單元8的冷卻風(fēng)從設(shè)置在腔300的冷卻風(fēng)供應(yīng)噴嘴81的吹出口82被導(dǎo)入。導(dǎo)入到燈單元容納空間S1的冷卻風(fēng)，吹送到第1燈單元10及第2燈單元20的各燈絲燈，冷卻構(gòu)成各燈絲燈的發(fā)光管11。在此，各燈絲燈1的封固部的耐熱性比其它部位低。因此，冷卻風(fēng)供應(yīng)噴嘴81的吹出口82與各燈絲燈1的封固部相對配置，優(yōu)選構(gòu)成為優(yōu)先冷卻各燈絲燈1的封固部。吹送到各燈絲燈1并通過熱交換變成高溫的冷卻風(fēng)從設(shè)置在腔300的冷卻風(fēng)排出口83排出。另外，要考慮到冷卻風(fēng)的流向，不會(huì)使被熱交換而變成高溫的冷卻風(fēng)反過來加熱各燈絲燈1。
上述冷卻風(fēng)以反射鏡200也會(huì)同時(shí)被冷卻的方式設(shè)定風(fēng)的流向。另外，在反射鏡200由省略圖示的水冷機(jī)構(gòu)水冷等時(shí)，不一定需要將風(fēng)的流向設(shè)置成也同時(shí)冷卻反射鏡200。
可是，由于來自被加熱的被處理物6的輻射熱，在石英窗4產(chǎn)生蓄熱。被處理物6會(huì)因?yàn)閺谋恍顭岬氖⒋?二維放射的熱線受到不希望的加熱作用。這種情況下，會(huì)產(chǎn)生被處理物6的溫度控制性的冗長化(例如，被處理物的溫度變得比設(shè)定溫度高的超越量)，或蓄熱的石英窗4自身的溫度不勻?qū)е卤惶幚砦?的溫度均勻性下降等問題。另外，很難提高被處理物6的降溫速度。
因而，為了抑制該些問題，優(yōu)選如圖4所示，將冷卻風(fēng)供應(yīng)噴嘴81的吹出口82也設(shè)置在石英窗4附近，利用來自冷卻風(fēng)單元8的冷卻風(fēng)冷卻石英窗4。
第1燈單元10的各燈絲燈1由一對第1固定臺(tái)500、501支撐。第1固定臺(tái)由導(dǎo)電性構(gòu)件所形成的導(dǎo)電臺(tái)51和陶瓷等絕緣構(gòu)件所形成的保持臺(tái)52構(gòu)成。保持臺(tái)52設(shè)置在腔300的內(nèi)壁，保持導(dǎo)電臺(tái)51。構(gòu)成上述第1燈單元10的燈絲燈1的根數(shù)設(shè)為n1，上述燈絲燈1具有的燈絲體的個(gè)數(shù)設(shè)為m1，向各燈絲體全部獨(dú)立供電時(shí)，一對第1固定臺(tái)500、501的組數(shù)為n1×m1組。另一方面，第2燈單元20的各燈絲燈1由第2固定臺(tái)支撐。第2固定臺(tái)與第1固定臺(tái)同樣地，由導(dǎo)電臺(tái)和保持臺(tái)構(gòu)成。構(gòu)成上述第2燈單元20的燈絲燈1的根數(shù)設(shè)為n2，上述燈絲燈具有的燈絲體的個(gè)數(shù)設(shè)為m2，向各燈絲體全部獨(dú)立供電時(shí)，一對第2固定臺(tái)的組數(shù)為n2×m2組。
在腔300內(nèi)設(shè)有與來自電源部7的供電裝置的供電線連接的一對電源供應(yīng)端口71、72。另外，雖然在圖4表示一組電源供應(yīng)端口71、72，但一組電源供應(yīng)端口的個(gè)數(shù)可以根據(jù)燈絲燈1的個(gè)數(shù)、各燈絲燈內(nèi)的燈絲體的個(gè)數(shù)等決定。
在圖4的例中，電源供應(yīng)端口71與第1燈固定臺(tái)500的導(dǎo)電臺(tái)51電連接。另外，電源供應(yīng)端口72與第1燈固定臺(tái)501的導(dǎo)電臺(tái)51電連接。第1燈固定臺(tái)500的導(dǎo)電臺(tái)51例如與外部引線17a(參照圖1)電連接。第1燈固定臺(tái)501的導(dǎo)電臺(tái)51例如與外部導(dǎo)線17e(參照圖1)電連接。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以從電源部7的供電裝置7a向第1燈單元10的一個(gè)燈絲燈1的燈絲131b供電。
另外，燈絲燈1的其它燈絲體13a、13c、以及第1燈單元10的其它燈絲燈1的各燈絲、第2燈單元20的各燈絲燈1的各燈絲，均從其它一對電源供應(yīng)端口71、72分別同樣電連接。
另一方面，在加熱處理空間S2上設(shè)有固定著被處理物6的處理臺(tái)5。例如，被處理物6為半導(dǎo)體晶片時(shí)，處理臺(tái)5優(yōu)選是由鉬和鎢、鉭等高融點(diǎn)金屬材料或碳化硅(SiC)等陶瓷材料，或是由石英、硅(Si)制成的薄板的環(huán)狀體，在其圓形開口部的內(nèi)周部形成支撐半導(dǎo)體晶片的階梯部的防護(hù)環(huán)構(gòu)造。
作為被處理物6的半導(dǎo)體晶片配置成半導(dǎo)體晶片嵌入上述圓環(huán)狀防護(hù)環(huán)的圓形開口部，以上述階梯部支撐。處理臺(tái)5本身也因光照射變成高溫，輔助性地放射加熱面對的半導(dǎo)體晶片的外周緣，補(bǔ)償從半導(dǎo)體晶片外周緣的熱放射。由此，能夠抑制從半導(dǎo)體晶片外周緣的熱放射等導(dǎo)致的半導(dǎo)體晶片周緣部的溫度下降。
在設(shè)置在處理臺(tái)5上的被處理物6的光照射面的背面?zhèn)龋瑴囟葴y定部91抵接或靠近被處理物6設(shè)置。溫度測定部91用于監(jiān)視被處理物6的溫度分布，根據(jù)被處理物6的尺寸設(shè)定個(gè)數(shù)、配置。溫度測定部91例如使用熱電偶或放射溫度計(jì)。由溫度測定部91監(jiān)視的溫度信息送到溫度計(jì)9。溫度計(jì)9根據(jù)各溫度測定部91送出的溫度信息，算出各溫度測定部91的測定地點(diǎn)的溫度，并且將所算出的溫度信息通過溫度控制部92送到主控制部3。主控制部3根據(jù)被處理物6上的各測定地點(diǎn)的溫度信息，向溫度控制部92送出使被處理物6上的溫度為特定的溫度且變均勻的指令。溫度控制部92根據(jù)該指令，控制由電源部7向各燈絲燈1的燈絲體供應(yīng)的電力。
例如，主控制部3從溫度控制部92得到了某一測定地點(diǎn)的溫度比特定溫度低的溫度信息時(shí)，向溫度控制部92發(fā)出使向該燈絲體的供電量增加的指令，以增加從該測定地點(diǎn)附近的燈絲體的發(fā)光部放射的光。溫度控制部92根據(jù)從主控制部3送出的指令，增加從電源部7供應(yīng)到與該燈絲體連接的電源供應(yīng)端口71、72的電力。
主控制部3在燈單元10、20的燈絲燈1亮燈時(shí)，向冷卻風(fēng)單元8送出指令，由此使發(fā)光管11、石英窗4不會(huì)變成高溫狀態(tài)。
并且，根據(jù)加熱處理的種類，也可以在加熱處理空間S2中連接將工序氣體進(jìn)行導(dǎo)入、排氣的工序氣體單元800。例如，進(jìn)行熱氧化工序時(shí)，在加熱處理空間S2連接用以將氧氣及用來清洗加熱處理空間S2的清洗氣體(例如氮?dú)?進(jìn)行導(dǎo)入、排氣的工序氣體單元800。來自工序氣體單元800的工序氣體、清洗氣體從設(shè)置在腔300的氣體供應(yīng)噴嘴84的吹出口85被導(dǎo)入加熱處理空間S2。并且，由排出口86進(jìn)行排氣。
根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置，可以達(dá)到以下的效果。
如上所述，本發(fā)明作為加熱裝置的光源部的燈單元，在發(fā)光管內(nèi)部，沿著發(fā)光管的管軸設(shè)置有多個(gè)由燈絲和向該燈絲供電的引線連接而成的燈絲體，在發(fā)光管的端部設(shè)有封固部，該封固部設(shè)有多個(gè)分別與所述多個(gè)燈絲體電連接的導(dǎo)電性構(gòu)件，因此并列配置有多個(gè)可對各燈絲獨(dú)立供電的燈絲燈。
以往，通過調(diào)整向多個(gè)并列排置在光源部的各燈絲燈供電的電力來進(jìn)行從光源部放射的光強(qiáng)度分布的設(shè)定。即，上述光強(qiáng)度分布的設(shè)定只能在與發(fā)光管的軸方向垂直的方向做調(diào)整。
安裝在作為本發(fā)明的加熱裝置的光源部的燈單元的燈絲燈能夠?qū)⑾虬l(fā)光管內(nèi)部上述配置的燈絲供電的電力個(gè)別地調(diào)整，因此上述光強(qiáng)度分布的設(shè)定在發(fā)光管的軸方向也能調(diào)整。因而，被照射物表面的放射照度分布也可以在二維方向上做高精度設(shè)定。
例如，對于全長比現(xiàn)有加熱裝置的光源部所用的燈絲燈的發(fā)光長短的、狹小的特定區(qū)域，也可以限定在該特定區(qū)域，設(shè)定該特定區(qū)域上的放射照度。即，可在該特定區(qū)域及其它區(qū)域設(shè)定對應(yīng)于各個(gè)特性的放射照度分布。因而，能夠進(jìn)行控制，使得上述特定區(qū)域及其它區(qū)域的溫度變均勻。同樣地，抑制被處理物上發(fā)生局部性溫度分布，能夠在被處理物整體得到均勻的溫度分布。
例如，可以考慮在圖5所示的被處理物6中，當(dāng)燈絲燈1b與燈絲燈1m至1o交叉處正下方的區(qū)域(也稱為區(qū)域1)的溫度比被處理物6的其它區(qū)域(也稱為區(qū)域2)的溫度低的情況下，或者事先明確判斷出區(qū)域1的溫度上升程度比區(qū)域2的溫度上升程度還小的情況。在這種情況下，通過在燈絲燈1b具有的各燈絲中，增加向?qū)?yīng)于區(qū)域1的燈絲的供電量，由此確實(shí)地防止在區(qū)域1與區(qū)域2之間產(chǎn)生溫度分布，可在被處理物6整體得到均勻的溫度分布。另外，在圖5中，圖示在各燈絲燈內(nèi)部的線段表示各燈絲的配置位置。
即，根據(jù)在光源部安裝有多個(gè)上述燈絲燈的本發(fā)明的加熱裝置，能夠?qū)⒕嚯x燈單元特定距離的被處理物上的放射照度分布精密且任意地進(jìn)行設(shè)定。因而，也可將被處理物上的放射照度分布針對被處理物形狀設(shè)定成非對稱。因此，在作為被處理物的被熱處理的基板上的局部性溫度變化的程度的分布相對基板形狀為非對稱的時(shí)候，也能夠與其對應(yīng)地設(shè)定被處理物上的照度分布，可以將被處理物例如均勻的加熱。
進(jìn)而，在本發(fā)明的加熱裝置中，使用能夠極力縮小配置在發(fā)光管內(nèi)的各燈絲之間的間隔距離的燈絲燈，因此可以減少不發(fā)光的各燈絲間的間隔部的影響，還能極力縮小在被處理物上的照度分布中不希望的差異。并且，由于在加熱裝置的高度方向，設(shè)置有由多個(gè)管狀的燈絲燈形成的燈單元的空間也很小，因此可使加熱裝置小型化。
另一方面，使用圖8所示現(xiàn)有具有U字形狀的燈時(shí)，水平部與垂直部的邊界部分具有相當(dāng)大的全長，光不會(huì)放射到該部分的正下方，因此會(huì)產(chǎn)生在被處理物上的差異變大的問題。除此之外，由于發(fā)光管為具有垂直部分的U字形狀，因此在加熱裝置的之高度方向上需要相應(yīng)的空間，因此無法使加熱裝置小型化。
特別是本發(fā)明的加熱裝置在發(fā)光管的端部具有封固部，該封固部上設(shè)置有棒狀的密封用絕緣體，并且在該密封用絕緣體的外周設(shè)置間隔地排列多個(gè)金屬箔，且通過在發(fā)光管與密封用絕緣體兩者間通過導(dǎo)電性構(gòu)件而氣密密封，因此可將多個(gè)金屬箔設(shè)置間隔地配置在同一周上。并且，與如圖9所示的燈絲燈、在矩形狀的封固部上配置多個(gè)金屬箔的情況相比，能夠縮小封固部整體的大小，因此不會(huì)發(fā)生密封不良等問題，能夠提供可靠性高的燈絲燈。
權(quán)利要求
1.一種燈絲燈，在發(fā)光管內(nèi)部，沿著發(fā)光管的管軸設(shè)置有多個(gè)由燈絲和向該燈絲供電的引線連接而成的燈絲體，在所述發(fā)光管的端部設(shè)有封固部，該封固部設(shè)有多個(gè)分別與所述多個(gè)燈絲體電連接的導(dǎo)電性構(gòu)件，其特征在于所述封固部，設(shè)置有棒狀的密封用絕緣體，并且在該密封用絕緣體的外周上設(shè)置間隔地排列有多個(gè)所述導(dǎo)電性構(gòu)件，在所述發(fā)光管和所述密封用絕緣體兩者間通過導(dǎo)電性構(gòu)件氣密密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈絲燈，其特征在于所述導(dǎo)電性構(gòu)件至少具備與所述燈絲體電連接的金屬箔；和與該金屬箔電連接的外部引線，所述密封用絕緣體上形成有所述外部引線的定位開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈絲燈，其特征在于在所述密封用絕緣體的至少所述燈絲體側(cè)的端部上形成有錐形部。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供一種燈絲燈，即使被處理物上的局部性溫度變化程度分布相對于基板形狀為非對稱或局部性溫度變化程度在特定區(qū)域不同時(shí)，仍能均勻地加熱被處理物，并可用于小型光照射式加熱處理裝置，特別在光照式加熱處理裝置所用的燈絲燈中，即使在封固部埋設(shè)多個(gè)金屬箔時(shí)，也不會(huì)產(chǎn)生密封不良等問題，提供可靠性高的燈絲燈。在發(fā)光管內(nèi)部，沿著發(fā)光管管軸設(shè)有多個(gè)由燈絲和向該燈絲供電的引線連接而成的燈絲體，在所述發(fā)光管端部設(shè)有封固部，該封固部設(shè)有多個(gè)分別與多個(gè)燈絲體電連接的導(dǎo)電性構(gòu)件，封固部設(shè)有棒狀的密封用絕緣體，并且在該密封用絕緣體的外周設(shè)置間隔地排列多個(gè)導(dǎo)電性構(gòu)件，發(fā)光管與密封用絕緣體兩者間通過導(dǎo)電性構(gòu)件氣密密封。
文檔編號H01L21/02GK1975987SQ20061016352
公開日2007年6月6日 申請日期2006年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月30日
發(fā)明者水川洋一, 稻岡數(shù)浩, 北川鐵也 申請人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會(huì)社