JP7040899B2 - Heating light source device - Google Patents
Heating light source device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7040899B2 JP7040899B2 JP2017074991A JP2017074991A JP7040899B2 JP 7040899 B2 JP7040899 B2 JP 7040899B2 JP 2017074991 A JP2017074991 A JP 2017074991A JP 2017074991 A JP2017074991 A JP 2017074991A JP 7040899 B2 JP7040899 B2 JP 7040899B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating
- light source
- source device
- light
- light irradiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
この発明は、円板状ワークを加熱するための加熱光源装置に関し、特に、環状の加熱ランプを同心円状に複数配置してなる加熱光源装置に係わるものである。 The present invention relates to a heating light source device for heating a disk-shaped work, and more particularly to a heating light source device in which a plurality of annular heating lamps are arranged concentrically.
半導体の基板処理装置は、基板処理として、半導体ウエハの熱アニールや、熱処理による酸化膜や窒化膜の形成、ドーパントの熱拡散、化学蒸着処理による薄膜形成など、多様な処理が必要となる。このような処理過程において、基板を加熱（例えば３００℃～７００℃）するために、光照射による非接触な加熱手段として、ハロゲンランプ等の加熱光源が設けられている。例えば特許第２９２７８７７号公報（特許文献１）には、基板処理装置の実施態様の一例が記載されている。 The semiconductor substrate processing apparatus requires various processing as substrate processing, such as thermal annealing of semiconductor wafers, formation of oxide films and nitride films by heat treatment, thermal diffusion of dopants, and thin film formation by chemical vapor deposition treatment. In such a processing process, in order to heat the substrate (for example, 300 ° C. to 700 ° C.), a heating light source such as a halogen lamp is provided as a non-contact heating means by light irradiation. For example, Japanese Patent No. 292877 (Patent Document 1) describes an example of an embodiment of a substrate processing apparatus.
この特許文献１に記載された基板処理装置では、処理室内に半導体ウエハが支持固定され、窓用ガラス板を介して、主熱源となるハロゲンランプからウエハに対して光照射が行われるものであって、このとき、ランプには反射ミラーが設けられていて、ランプからの光を反射ミラーで反射して効率的にウエハに照射する構成とされている。
このような構成を実際に装置化したものが図７に示されていて、基板処理装置は、加熱光源装置１０と、その下方に配置された処置室２０とからなる。
In the substrate processing apparatus described in
An actual device of such a configuration is shown in FIG. 7, and the substrate processing device includes a heating
処理室２０は、胴体部２１と、底板２２と、上板２３とからなり、この上板２３と胴体部２１の間には、石英ガラスなどからなる入射窓２４が設けられている。
処置室２０内には、載置台２５上に半導体ウエハなどのワークＷが載置されていて、この処理室２０内は気密に維持されている。
そのため、処理室２０の胴体部２１と底板２２は、Ｏリングなどのシール材２７を介して気密状に取付けられ、また、入射窓２４は、胴体部２１および上板２４との間にＯリングなどのシール材２８、２９を介して気密状に取付けられている。
The
A work W such as a semiconductor wafer is placed on a mounting table 25 in the
Therefore, the
この処理室２０の上方には、入射窓２４に対向して加熱光源装置１０が配置されている。この加熱光源装置１０は、環状の加熱ランプ１１と、当該加熱ランプ１１の背後に設けられた環状の反射鏡１２とで構成された光照射部１３が、同心円状に複数設けられてなる。
この反射鏡１２は、特許第２７２４７４９号公報（特許文献２）にも示されているように、放物面鏡を用いることが常套的であって、このような放物面鏡を用いる場合、フィラメントランプなどからなる加熱ランプ１１は、その発光中心が放物面反射鏡１２の焦点に位置される。これにより、加熱ランプ１１からの光は反射鏡１１により平行光となって反射されて、入射窓２４を介して処理室２０内のワークＷに照射されるものである。
A heating
As shown in Japanese Patent No. 2724749 (Patent Document 2), it is customary to use a parabolic mirror for the
ところで、このような基板処理装置において、しばしば処理室を気密状態にシールするシール材が過熱されて劣化してしまうという問題が生じている。
上記したように、処理室２０においては、その胴体部２１は底板２２との間にシール材２７、入射窓２４と胴体部２１および上板２３との間にシール材２８、２９が介在しているが、これらシール材２７、２８、２９が、加熱光源装置１０の加熱ランプ１１からの光によって過熱劣化するという不具合が発生している。
By the way, in such a substrate processing apparatus, there is often a problem that the sealing material that seals the processing chamber in an airtight state is overheated and deteriorates.
As described above, in the
その現象を図８により説明すると以下の通りである。
加熱ランプ１１が点光源（線光源）である場合は、加熱ランプ１１からの光は、放物面形状の反射鏡１２により反射されて平行光となって下方に出射されるが、加熱ランプ１１がフィラメントランプである場合、その発光中心は反射鏡１２の焦点に位置するものの、発光部分（フィラメント）は、所定の直径を有することから、反射鏡１２による反射光は、厳密な意味での平行光とはならず、一定程度拡散する拡散光Ｌとなることが避けられない。
そのため、反射鏡１２、特に、同心円状の最も外側に位置する光照射部１３の反射鏡１２からの反射光（拡散光Ｌ）が、前記シール材２７、２８、２９部分に照射され、シール材が過熱されてしまい劣化が進行するという問外が生じている。
この現象は、近時処理効率アップのための加熱ランプへの高入力化の傾向により、より深刻なものとなっている。
The phenomenon will be described below with reference to FIG.
When the
Therefore, the reflected light (diffused light L) from the
This phenomenon has become more serious due to the tendency to increase the input to the heating lamp in order to improve the processing efficiency in recent years.
この発明が解決しようとする課題は、ワークを加熱するための環状の加熱ランプと、当該加熱ランプの背後に設けられた環状の反射鏡とで構成された光照射部が、同心円状に複数配置されてなる加熱光源装置において、ワークを収容する処理室に用いられるシール材が光照射部からの光により過熱されて劣化することを防止することができる構造を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is that a plurality of light irradiation units composed of an annular heating lamp for heating a work and an annular reflecting mirror provided behind the heating lamp are arranged concentrically. It is an object of the present invention to provide a structure capable of preventing the sealing material used in the processing chamber accommodating the work from being overheated and deteriorated by the light from the light irradiation unit in the heating light source device.
上記課題を解決するために、この発明に係る加熱光源装置では、加熱ランプの背後の反射鏡は放物面鏡であり、当該反射鏡の焦点に前記加熱ランプの発光中心が配置されており、前記光照射部の少なくとも最も外側に位置する最外光照射部における前記反射鏡の光軸が、前記加熱光源装置の中心軸側に向けて傾斜されていることを特徴とする。
また、前記光照射部の各々の前記反射鏡の光軸が、前記加熱光源装置の中心軸に向けて傾斜されていることを特徴とする。
また、前記最外光照射部の反射鏡には、その外縁において垂直方向に垂下した遮光部が設けられていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, in the heating light source device according to the present invention, the reflecting mirror behind the heating lamp is a parabolic mirror, and the light emitting center of the heating lamp is arranged at the focal point of the reflecting mirror. The optical axis of the reflector in the outermost light irradiation unit located at least on the outermost side of the light irradiation unit is inclined toward the central axis side of the heating light source device.
Further, the optical axis of each of the reflecting mirrors of the light irradiation unit is inclined toward the central axis of the heating light source device.
Further, the reflecting mirror of the outermost light irradiation unit is characterized by being provided with a light-shielding portion that hangs down in the vertical direction at the outer edge thereof.
この発明の加熱光源装置によれば、加熱光源装置の少なくとも最外照射部の反射鏡からの拡散反射光が、加熱光源装置の中心軸方向に向かうため、処理室に用いられたシール材に直接的に照射されることがなく、その過熱による劣化を防止できるものである。
また、ワークに対してその有効照射領域に向けて拡散反射光が集約されて効果的な加熱処理が施される。
According to the heating light source device of the present invention, since the diffuse reflected light from the reflecting mirror of at least the outermost irradiation portion of the heating light source device is directed toward the central axis of the heating light source device, it is directly applied to the sealing material used in the processing chamber. It is possible to prevent deterioration due to overheating without being irradiated.
In addition, diffusely reflected light is concentrated on the work toward the effective irradiation region, and effective heat treatment is performed.
図１に本発明の加熱光源装置を備えた基板処理装置が示されており、加熱光源装置１０においては、環状の加熱ランプ１１と、この加熱ランプ１１の背後に設けられた環状の放物面鏡からなる反射鏡１２とで構成された光照射部１３が、その垂直方向の中心軸Ｘを中心として同心円状に複数配置されている。これにより、光照射部１３の中心軸Ｘは、加熱光源装置１０の中心軸Ｘを形成する。
このとき、加熱ランプ１１は、その発光中心が、背後の反射鏡１２の焦点に位置するように配置されている。
FIG. 1 shows a substrate processing device provided with the heating light source device of the present invention. In the heating
At this time, the light emitting center of the
図２にその詳細が示されていて、複数の環状の加熱ランプ１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）と、この加熱ランプ１１の背後に設けられた複数の環状の放物面鏡からなる反射鏡１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）とで構成された複数の光照射部１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）が同心円状に配置されていて、その複数の光照射部１３のうち、同心円状の最も外側に位置する最外光照射部１３ｃにおける反射鏡１２ｃの光軸Ｙｃが、前記加熱光源装置１０の中心軸Ｘ側に向けて傾斜されている。それ以外の光照射部１３ａ、１３ｂの光軸Ｙａ、Ｙｂは中心軸Ｘと平行とされている。
なお、ここで、反射鏡１２の光軸Ｙとは、図２に見られるように、加熱光源装置１０の中心軸Ｘ（各光照射部１３の中心軸でもある）を含む垂直平面で断面したときの前記反射鏡の光軸をいう。
The details are shown in FIG. 2, a
Here, as seen in FIG. 2, the optical axis Y of the
そして、前記最外光照射部１３ｃの反射鏡１２ｃには、その外縁に垂直方向に垂下した環状の遮光部１５が設けられている。
この遮光部１５は、特に、最外光照射部１３ｃの反射鏡１２ｃからの拡散反射光Ｌの外方に向かう光を遮光するとともに、加熱ランプ１１ｃからの直射光も遮光して、シール部への光照射を抑制する。
The reflecting
In particular, the light-
図３は、他の実施例であって、この例では、全ての光照射部１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）の反射鏡１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）の光軸Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃが加熱光源装置１０の中心軸Ｘに向かって傾斜している。その傾斜の程度（傾斜角）は必ずしも一定である必要はなく、ここでは、外側に行くほど傾斜角が大きくなっている。
FIG. 3 shows another embodiment. In this example, the optical axes Ya, Yb, and Yc of the reflectors 12 (12a, 12b, 12c) of all the light irradiation units 13 (13a, 13b, 13c) are heated. It is inclined toward the central axis X of the
図４は本発明の効果を表す説明図であって、最外光照射部１３ｃの反射鏡１２ｃの光軸Ｙｃが加熱光源装置１０の光軸方向に向かって傾斜していることで、加熱ランプ１１ｃからの光の反射光Ｌは、拡散していても、下方のシール材２７、２８、２９部分に直接照射されることがない。
この効果は、図３の実施例でも同様である。
なお、上記の実施例において、光照射部１３は３つのもの、即ち、環状の加熱ランプ１１が３本のものが示されているが、ワークＷの大きさとの関係でこの数に限定されるものではない。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the effect of the present invention, in which the optical axis Yc of the reflecting
This effect is the same in the embodiment of FIG.
In the above embodiment, three
本発明の効果を実証するための実験を行った。実験に使用された加熱光源装置１０および処置室２０は、図５の通りである。このとき、各光照射部における各反射鏡の傾斜は図３に基づく構造であり、全ての反射鏡の光軸が傾斜している。
＜本発明＞
環状加熱ランプ：フィラメントランプ４本
外径：１０ｍｍ
直径：
第１の環状加熱ランプ： ５５ｍｍ
第２の環状加熱ランプ：１２５ｍｍ
第３の環状加熱ランプ：１９５ｍｍ
第４の環状加熱ランプ：２６５ｍｍ
加熱光源装置の各反射鏡の光軸の傾斜角度：
第１の反射鏡： ３°
第２の反射鏡： ７°
第３の反射鏡：１０°
第４の反射鏡：１４°
＜従来例＞
加熱ランプは本発明と同様。また、加熱光源装置の各反射鏡の光軸は、いずれも加熱光源装置の中心軸と平行（傾斜角度０°）。
An experiment was conducted to demonstrate the effect of the present invention. The heating
<Invention>
Circular heating lamp: 4 filament lamps Outer diameter: 10 mm
diameter:
First annular heating lamp: 55 mm
Second annular heating lamp: 125 mm
Third annular heating lamp: 195 mm
Fourth annular heating lamp: 265 mm
Tilt angle of the optical axis of each reflector of the heating light source device:
First reflector: 3 °
Second reflector: 7 °
Third reflector: 10 °
Fourth reflector: 14 °
<Conventional example>
The heating lamp is the same as that of the present invention. Further, the optical axis of each reflector of the heating light source device is parallel to the central axis of the heating light source device (tilt angle 0 °).
図６に、上記の実験によって得られた本発明および従来例のワーク面相当での照度分布が示されていて、有効照射範囲（ワークの大きさ：φ３００ｍｍ）より外側の裾部での照度が低下しており、これによって、シール材への光照射量が低下することが分かる。 FIG. 6 shows the illuminance distribution of the present invention and the conventional example obtained by the above experiment on the work surface, and the illuminance at the hem outside the effective irradiation range (work size: φ300 mm) is shown. It can be seen that the amount of light irradiation to the sealing material is reduced due to the decrease.
以上説明したように、本発明における加熱光源装置は、環状の加熱ランプと反射鏡とからなる光照射部を同心円状に複数配置し、そのうち、少なくとも最も外側に位置する最外光照射部における反射鏡の光軸が、加熱光源装置の中心軸側に向けて傾斜されていることにより、反射鏡で反射された拡散反射光が中心寄りに収束されて、シール材を照射することが抑制される。これにより、シール材の過熱が抑制されて、その劣化を防止することができる。
また、最外光照射部の反射鏡の外縁に垂直方向に垂下した遮光部が設けられていることで、シール材への光照射を更に効果的に抑制することができる。
As described above, in the heating light source device of the present invention, a plurality of light irradiation units including an annular heating lamp and a reflecting mirror are arranged concentrically, and reflection is performed at least in the outermost light irradiation unit located at least on the outermost side. Since the optical axis of the mirror is tilted toward the central axis side of the heating light source device, the diffused reflected light reflected by the reflector is converged toward the center, and the irradiation of the sealing material is suppressed. .. As a result, overheating of the sealing material can be suppressed and deterioration thereof can be prevented.
Further, by providing a light-shielding portion that hangs down in the vertical direction on the outer edge of the reflecting mirror of the outermost light irradiation portion, it is possible to more effectively suppress the light irradiation to the sealing material.
１０ 加熱光源装置
１１ 加熱ランプ
１２ 反射鏡（放物面鏡）
１３ 光照射部
１５ 遮光部
２０ 処理室
２１ 胴体部
２２ 底板
２３ 上板
２４ 入射窓
２５ 載置台
２７、２８、２９ シール材
Ｗ ワーク
Ｘ 加熱光源装置の中心軸
Ｙ 反射鏡の光軸
10 Heating
13
Claims (2)
前記反射鏡は放物面鏡であり、当該反射鏡の焦点に前記加熱ランプの発光中心が配置されており、
前記光照射部の各々の前記反射鏡の光軸が、前記加熱光源装置の中心軸側に向けて傾斜されていることを特徴とする加熱光源装置。 In a heating light source device in which a plurality of light irradiation units composed of an annular heating lamp and an annular reflecting mirror provided behind the heating lamp are arranged concentrically.
The reflector is a parabolic mirror, and the light emitting center of the heating lamp is arranged at the focal point of the reflector.
A heating light source device characterized in that the optical axis of each of the reflecting mirrors of the light irradiation unit is inclined toward the central axis side of the heating light source device.
The heating light source device according to claim 1 , wherein the reflecting mirror in the outermost light irradiation unit is provided with a light-shielding portion that hangs down in a vertical direction at the outer edge thereof.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017074991A JP7040899B2 (en) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | Heating light source device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017074991A JP7040899B2 (en) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | Heating light source device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018181925A JP2018181925A (en) | 2018-11-15 |
| JP7040899B2 true JP7040899B2 (en) | 2022-03-23 |
Family
ID=64277080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017074991A Active JP7040899B2 (en) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | Heating light source device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7040899B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220397706A1 (en) * | 2021-06-09 | 2022-12-15 | Applied Materials, Inc. | Axisymmetric heating assembly layout with double ended lamp |
| CN115083962A (en) * | 2022-06-17 | 2022-09-20 | 南京原磊纳米材料有限公司 | Semiconductor reaction chamber heating equipment and method |
| WO2025069286A1 (en) * | 2023-09-27 | 2025-04-03 | 株式会社日立ハイテク | Wafer processing device |
| US20250358906A1 (en) * | 2024-05-20 | 2025-11-20 | Applied Materials, Inc. | Reflector configurations for energy focusing in processing chambers, and related chamber kits and methods |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS647519A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | Annealing device |
| JPH0845863A (en) * | 1994-07-27 | 1996-02-16 | Touyoko Kagaku Kk | Single-wafer heat treatment equipment for semiconductor substrates |
| JP2003022982A (en) * | 2001-07-09 | 2003-01-24 | Tokyo Electron Ltd | Heat treatment equipment |
-
2017
- 2017-04-05 JP JP2017074991A patent/JP7040899B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2018181925A (en) | 2018-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7040899B2 (en) | Heating light source device | |
| JP6840138B2 (en) | Wafer heating diode laser for processing | |
| TWI512884B (en) | Improved edge ring lip | |
| US4535228A (en) | Heater assembly and a heat-treatment method of semiconductor wafer using the same | |
| US9029739B2 (en) | Apparatus and methods for rapid thermal processing | |
| TWI692012B (en) | Rotating substrate laser annealing | |
| TWI663628B (en) | Absorbing lamphead face | |
| TW200949950A (en) | Heat treatment apparatus | |
| TW201730969A (en) | Heat treatment device | |
| JP7008509B2 (en) | Heat shield ring for high growth rate EPI chambers | |
| CN105493231A (en) | circular light array | |
| KR20140043272A (en) | Filament lamp for heating and heating apparatus | |
| KR102748288B1 (en) | EPI chamber where whole wafer laser heating takes place | |
| JP2002151412A (en) | Semiconductor manufacturing equipment | |
| JP2018517299A (en) | Processing chamber with reflector | |
| TWI613715B (en) | Reflective liner | |
| KR102347317B1 (en) | Lamp cross-section for reduced coil heating | |
| CN105143505B (en) | Absorptive lamp head surface | |
| JPH10321547A (en) | Heat treatment equipment | |
| KR100970013B1 (en) | Heat treatment device | |
| JP2003022982A (en) | Heat treatment equipment | |
| JP2003031517A (en) | Heat treatment apparatus for substrate | |
| CN216671562U (en) | Apparatus for thermally processing substrate | |
| JP2002110580A (en) | Light irradiation type heat treating apparatus for wafers | |
| KR20020028824A (en) | Light illuminating type heating processing apparatus and method therefor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200317 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210201 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210210 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210303 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210526 |
|
| C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20210712 |
|
| C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20211022 |
|
| C23 | Notice of termination of proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C23 Effective date: 20220203 |
|
| C03 | Trial/appeal decision taken |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C03 Effective date: 20220309 |
|
| C30A | Notification sent |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C3012 Effective date: 20220309 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220310 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7040899 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |