特許 7497450 急速熱アニールランプ用円錐コイル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-31

(45)【発行日】2024-06-10

(54)【発明の名称】急速熱アニールランプ用円錐コイル

(51)【国際特許分類】

   H01K 1/14 20060101AFI20240603BHJP

   H01K 1/18 20060101ALI20240603BHJP

   H05B 3/10 20060101ALI20240603BHJP

   H05B 3/44 20060101ALI20240603BHJP

【ＦＩ】

H01K1/14

H01K1/18 D

H05B3/10 A

H05B3/44

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2022552542

(86)(22)【出願日】2020-11-23

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-13

(86)【国際出願番号】 US2020061821

(87)【国際公開番号】W WO2021178013

(87)【国際公開日】2021-09-10

【審査請求日】2022-11-02

(31)【優先権主張番号】62/984,076

(32)【優先日】2020-03-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ネストロフ， ヴィレン ケー．

(72)【発明者】

【氏名】ラオ， カウシク

(72)【発明者】

【氏名】ラージ， ゴーヴィンダ

【審査官】中尾 太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－１３４７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３４０１８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０５９８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１７２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１１０３３６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０４３３２３８２（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｋ １／１４

Ｈ０１Ｋ １／１８

Ｈ０５Ｂ ３／１０

Ｈ０５Ｂ ３／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱を供給するように構成されたランプであって、
ガスで充填されたハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、上部直径、下部直径、及び長さを有するフィラメントと、
前記フィラメントに電気的に結合された一対の電極と、
前記一対の電極に電気的に結合された一対のピンであって、前記フィラメントにエネルギーを伝達するように構成された一対のピンと
を備え、
前記下部直径は、前記上部直径より前記一対のピンに近く、
前記下部直径の前記長さに対する比は約０．３であり、前記上部直径は前記下部直径より小さい、ランプ。

【請求項2】

前記フィラメントは、約０．０７ｍｍ以下の直径を有するコイル線を含む、請求項１に記載のランプ。

【請求項3】

前記ランプは、約１２５ｍｍから約１３５ｍｍの長さを有する、請求項１に記載のランプ。

【請求項4】

前記フィラメントは、約３ｍｍから約７ｍｍの外径を有する、請求項１に記載のランプ。

【請求項5】

前記ハウジングは、約１１ｍｍから約１７ｍｍの外径を有する、請求項１に記載のランプ。

【請求項6】

前記長さは１５ｍｍ未満であり且つ１０ｍｍを上回り、前記上部直径及び前記下部直径のいずれか一方は約７ｍｍ未満であり且つ約３ｍｍを上回る、請求項１に記載のランプ。

【請求項7】

熱を供給するように構成されたランプであって、
ガスで充填されたハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、下部ベース及び上部ベースを有するフィラメントと、
前記フィラメントに電気的に結合された一対の電極と、
前記一対の電極に電気的に結合された一対のピンと
を備え、
前記一対のピンは、前記フィラメントにエネルギーを伝達するように構成され、
前記下部ベースは、前記上部ベースより前記一対のピンに近く、
前記下部ベースの直径の前記上部ベースの直径に対する比は約３：１以上である、ランプ。

【請求項8】

前記フィラメントは、約０．０５ｍｍ以下の直径を有するコイル線を含む、請求項７に記載のランプ。

【請求項9】

前記ランプは、約１２５ｍｍから約１３５ｍｍの長さを有する、請求項７に記載のランプ。

【請求項10】

前記フィラメントは、約３ｍｍから約７ｍｍの外径を有する、請求項７に記載のランプ。

【請求項11】

前記ハウジングは、約１１ｍｍから約１７ｍｍの外径を有する、請求項７に記載のランプ。

【請求項12】

前記フィラメントは、実質的に円錐台として配向される、請求項７に記載のランプ。

【請求項13】

前記フィラメントは、前記下部ベースに対して約１０度から約２０度の角度で傾斜している側面を有する、請求項１２に記載のランプ。

【請求項14】

ランプであって、
ガスで充填されたハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、下部ベース及び上部ベースを有するフィラメントであって、約０．０３ｍｍから約０．０７ｍｍの直径を有するコイルワイヤを備える、フィラメントと、
前記フィラメントに電気的に結合された一対の電極と、
前記一対の電極に電気的に結合された一対のピンと
を備え、
前記一対のピンは、前記フィラメントにエネルギーを伝達するように構成され、
前記下部ベースは、前記上部ベースより前記一対のピンに近く、
前記下部ベースの直径の前記上部ベースの直径に対する比は約１：３以下である、ランプ。

【請求項15】

前記フィラメントは、約０．０７ｍｍ以下の直径を有するコイル線を含む、請求項１４に記載のランプ。

【請求項16】

前記ランプは、約１２５ｍｍから約１３５ｍｍの長さを有する、請求項１４に記載のランプ。

【請求項17】

前記フィラメントは、約３ｍｍから約７ｍｍの外径を有する、請求項１４に記載のランプ。

【請求項18】

前記ハウジングは、約１１ｍｍから約１７ｍｍの外径を有する、請求項１４に記載のランプ。

【請求項19】

前記フィラメントは、実質的に円錐台として配向される、請求項１４に記載のランプ。

【請求項20】

前記フィラメントは、前記下部ベースに対して約８０度未満であり且つ約６０度を上回る角度で傾斜している側面を有する、請求項１９に記載のランプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

努力傾注分野
［０００１］本明細書に開示される実施例は、処理チャンバに熱を供給するように構成されたランプのフィラメントに関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］急速熱処理チャンバ等の基板処理チャンバにおいて、基板に堆積させた材料の品質は、特に、基板の温度の均一性に依存し得る。熱源の制御は、基板全体の温度の熱プロファイルに影響を与える１つの方法である。従来の急速熱処理用熱源は、ランプ及びリフレクタを含む。熱源の大きさ，形状，角度等の寸法は，基板全体の熱プロファイルに影響を与えるパラメータである。処理チャンバで複数の熱源を使用する場合、このようなパラメータを制御することで、熱プロファイルの全体的な品質、ひいては基板に堆積させた材料の品質に対応することができる。

【0003】

［０００３］これまでに行われてきた、熱プロファイルを制御するために熱源のパラメータを調整する試みは、熱源の形状、長さ、及び材料に限定されている。従来の熱源は、基板全体に熱プロファイルを生じさせるが、これによっては堆積材料の均一な堆積は促進されない。そのため、基板上の堆積材料の中心からエッジまでの均一性を制御するために、作業者は処理チャンバでの他のパラメータの制御に注目してきた。しかし、これらの他のパラメータの制御を行うと、定期的保守に要する時間が長引く結果となった。そのため、定期的な予防保守間の平均時間が長くなることによるチャンバのダウンタイムが原因で、プロセスの歩留まりが逆に低下してしまっていた。

【0004】

［０００４］したがって、予防保守のためのチャンバのダウンタイムを短縮しながら、基板上の中心からエッジまでの堆積均一性を向上させる改良された熱源が必要である。

【発明の概要】

【0005】

［０００５］本明細書で開示される実施例は、処理チャンバに配置された基板を加熱するように構成されたランプに関する。ランプは、熱を供給するように構成される。ランプは、ガスで充填されたハウジングを含む。フィラメントは、ハウジング内に配置される。フィラメントは、上部直径、下部直径、及び長さを有する。一対の電極が、フィラメントに電気的に結合される。一対のピンが、一対の電極に電気的に結合される。一対のピンは、フィラメントにエネルギーを伝達するように構成される。上部直径及び下部直径のいずれか一方の長さに対する比は、約０．３である。上部直径は、下部直径と等しくない。

【0006】

［０００６］別の実施例では、ランプは、熱を供給するように構成される。ランプは、ガスで充填されたハウジングを含む。フィラメントは、ハウジング内に配置される。フィラメントは、下部ベース及び上部ベースを有する。一対の電極が、フィラメントに電気的に結合される。一対のピンが、一対の電極に電気的に結合される。一対のピンは、フィラメントにエネルギーを伝達するように構成される。下部ベースの直径の上部ベースの直径に対する比は、約３：１以上である。

【0007】

［０００７］更に別の実施例では、ランプは、ガスで充填されたハウジングを含む。フィラメントは、ハウジング内に配置される。フィラメントは、下部ベース及び上部ベースを有する。一対の電極が、フィラメントに電気的に結合される。一対のピンが、一対の電極に電気的に結合される。一対のピンは、フィラメントにエネルギーを伝達するように構成される。下部ベースの直径の上部ベースの直径に対する比は、約１：３以下である。

【0008】

［０００８］上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、一部が添付の図面に例示されている本明細書の実施例を参照しながら、上記に要約した本開示をより具体的に説明する。しかしながら、添付の図面は実施例を単に示すものであり、したがって、本開示の範囲を限定するものと見なすべきではないことに留意されたい。したがって、添付の図面は他の等しく有効な実施例も許容するものである。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】基板に材料を堆積させるように構成された例示的な処理チャンバの概略断面図である。

【図2】図１の処理チャンバで使用することができる例示的なランプの正面平面図である。

【図3】一実施例に係る図２のランプで使用することができるフィラメントの拡大断面図である。

【図4】別の実施例に係る図２のランプで使用することができる別のフィラメントの拡大断面図である。

【図5】図２～図４の例示的なランプで用いられるフィラメントの一部の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［００１４］理解を容易にするために、可能な限り、共通の特徴である同一要素を示すのに同一の参照番号を使用している。一実施例の要素及び特徴は、更に詳述することなく、他の実施例に有益に組み込まれ得ると考えられる。

【0011】

［００１５］本明細書に開示される実施例は、処理チャンバに配置された基板に熱を供給するように構成された熱源、例えば１又は複数のランプに関する。処理中、材料は、様々な技法を用いて、処理チャンバに配置された基板に堆積され得る。処理チャンバの内部領域に隣接して位置決めされたランプは、堆積材料が基板に堆積されている間、基板を加熱する放射エネルギーを放出するように構成される。

【0012】

［００１６］急速熱処理は、処理チャンバで材料を堆積させる１つの技法である。処理チャンバは、可変電力によって制御されるランプを使用して、基板を加熱する。ランプは、可視領域から近赤外領域までの放射線を提供することができる。基板がランプからの放射線を吸収することで、基板の温度が上昇し、堆積プロセスへの適合性が高まる。各ランプは、電流がそこを通って流れると光と熱を放射する材料でできたフィラメントを含む。ランプのフィラメントは、フィラメントの寿命が延びるように選択されたガス環境下に配置される。

【0013】

［００１７］基板上の堆積材料の厚さの均一性は、処理中の基板表面全体の基板温度プロファイルの均一性に相関する。ランプは熱を放射するため、各ランプのランプフィラメントの形状寸法は、ランプ全体の放射プロファイルに相関し、その結果、基板温度プロファイルに影響を及ぼし得る。フィラメントの傾斜とフィラメントの断面を含む各ランプのランプフィラメントの形状寸法は、基板全体の単位平方メートル当たりの局所放射線照射（Ｗ／ｍ^２）に影響を与える。したがって、各ランプフィラメントの形状寸法を使用して、ランプによって提供される放射プロファイルの均一性を制御することができ、したがって、これを使用して基板の温度プロファイルを制御することもできる。処理中の基板の温度プロファイルを制御することで、基板への材料の均一な堆積が可能になる。更に、各ランプフィラメントの形状寸法を制御することで、堆積材料の中心からエッジまでの厚さを精密に制御することができる。

【0014】

［００１８］有利には、フィラメントの形状寸法等の制御パラメータを用いることによって、処理チャンバを所望の堆積結果を達成するように微調整することが可能になる。更に、作業者は、定期的保守手順中に、又は特定のプロセス実行のためにランプを交換することによって、放射プロファイルを容易に変更することができる。更に、異なるランプ、すなわち異なるフィラメントを有するランプを用いて、膜堆積の均一性に悪影響を及ぼす可能性のある他のチャンバでの処理のばらつきを補正することができる。

【0015】

［００１９］図１は、基板１３０に材料を堆積させるように構成された例示的な処理チャンバ１００の概略断面図である。図１は、処理チャンバ１００で基板１３０を加熱するためのランプヘッドアセンブリ１１６における光源（例えば、ランプ１３６）の使用に関する背景を提供するものである。一実施例では、処理チャンバ１００は、急速熱処理（ＲＴＰ）チャンバとして構成される。本明細書に示す処理チャンバ１００は例示のためのものであり、本開示の概念は、処理のために基板１３０を加熱するために放射エネルギーを放出するためのランプ１３６等の光源を使用するいかなる熱処理チャンバにも利益をもたらし得ることを理解されたい。基板１３０の上方の処理チャンバ１００の内部領域１１２に隣接して位置決めされたランプ管１３７に配置されたランプ１３６を図示したが、ランプ１３６は、代替的に、基板１３０の下方、又は上方及び下方の処理チャンバ１００に位置決めされ得る。図１の実施例では、複数のランプ管１３７が、処理チャンバ１００の内部領域１１２内に配置されている。内部領域１１２は、概して、処理チャンバ１００の側壁及び本体（図示したが番号はふっていない）によって囲まれた空間であり、窓１２０によってランプ管１３７及びランプ１３６から分離されている。内部領域１１２は、大気圧未満の圧力に保持されていてよい。

【0016】

［００２０］ランプヘッドアセンブリ１１６に、複数のランプ管１３７が配置される。ランプヘッドアセンブリ１１６は、窓１２０に重なっている。窓１２０は、ランプヘッドアセンブリ１１６を処理チャンバ１００の内部領域１１２から分離させる。基板ハンドリング装置１１４は、ロータチャンネル１２２内に配置されたロータ１２４と、ロータ１２４上に載置されている又は他の方法でロータ１２４に結合されている支持シリンダ１２６とを含む。支持シリンダ１２６は、シリコン石英でコーティングされていてよい。ロータ１２４は、磁気浮上していてよい。支持シリンダ１２６に、エッジリング１２８が載置されている。エッジリング１２８は、シリコンでコーティングされた炭化ケイ素でできていてよい。エッジリング１２８は、処理中に基板１３０を支持するように構成される。

【0017】

［００２１］ランプヘッドアセンブリ１１６は、ランプ管１３７と、ランプ１３６とを含む。ランプ１３６は、ランプ管１３７の一端に配置される。ランプ管１３７は、ランプ収容管１４０内に挿入されるように構成される。あるいは、複数のランプ１３６が、ランプ収容管１４０のそれぞれの内部に収容され得る。各ランプ収容管１４０は、銀又は金のコーティングであってよい反射内面を含み得る。ランプ収容管１４０は、鏡面リフレクタ１８８で裏打ちされていてよい。一実装態様では、ランプ１３６は、タングステンハロゲンランプ等の放射線発光電球である。

【0018】

［００２２］処理チャンバ１００の雰囲気及びランプヘッドアセンブリ１１６の雰囲気は、制御され得る。例えば、図１に示すように、ランプヘッドアセンブリ１１６と流体連結している第１のチャネル１６９を通して、ランプヘッドアセンブリ１１６の圧力を制御する、例えば、低下させるために、第１の真空ポンプ１６８が設けられる。第２のチャネル１７１を通して、ランプヘッドアセンブリ１１６の圧力を制御する、例えば、低下させるために、第２の真空ポンプ１７０が設けられる。一実装態様では、鏡面リフレクタ１８８の変色を防止するために、ランプ１３６周囲の雰囲気を制御して、鏡面リフレクタ１８８に使用される銀上の硫化物形成物質又は硫化触媒物質の量を実質的に最小限に抑える。鏡面リフレクタ１８８の変色を防止する１つの方法は、雰囲気にＨ_２Ｓ及び水分（Ｈ_２Ｏ）が実質的に含まれないようにすることである。例えば、第１のチャネル１６９を通してヘリウムを流すことにより、大気がランプ１３６周囲のエリアに入ることを実質的に防止することができる。別の実施例では、ランプ１３６周囲の大気からＨ_２Ｓ及び水分を除去するために、第１のチャネル１６９にフィルタ及び／又はゲッタが配置され得る。例えば、酸化鉄等の金属酸化物を含む硫化物ゲッタは、ランプ１３６周囲のエリアに大気が入ることを実質的に防止する。

【0019】

［００２３］図２は、図１の処理チャンバ１００で使用することができる例示的なランプ１３６の正面平面図である。ランプ１３６は、ベース２０４と、ハウジング２０８と、ピン部２１２とを有する。一実施例では、ハウジング２０８は、概ね円筒形状のドームであってよく、円筒の一端が半球状の端部を有していてよい。また、ランプ１３６は、ハウジング２０８の一端に先端部２１６を有していてよい。幾つかの実施例では、ハウジング２０８は、石英、又は他の適切な材料でできている。

【0020】

［００２４］ランプ１３６は、ハウジング２０８内に配置されたフィラメント２２４を含む。フィラメント２２４は、外径２２０を有する。フィラメント２２４は、ワイヤ５０８（図５に示す）から形成される。フィラメント２２４は、ハウジング２０８の内部でＹ方向２７０に延在するコイル状部２２８を含む。異なる言い方をすれば、フィラメント２２４のコイル状部２２８は、ランプ１３６の長軸にアライメントされたＹ方向２７０に延在する。コイル状部２２８は、実質的に螺旋状であるが、他の形状も有し得る。フィラメント２２４は、アース線２３０に取り付けられる。

【0021】

［００２５］ピン部２１２は、第１のピン２３４及び第２のピン２３８を含む。第１のピン２３４及び第２のピン２３８は、ランプ収容管１４０内に配置された電極２４０に結合されるように構成される。ベース２０４は、フィラメント２２４及び／又はアース線２３０を第１のピン２３４及び第２のピン２３８に結合するために必要な電極、回路、及び他の構成要素を含み得る。

【0022】

［００２６］ランプ１３６の長さ２４２は、先端部２１６の遠位端とピン部２１２の底部（ピン２３４、２３８を除く）との間に画定される。ランプ１３６の長さ２４２は、約１２０ｍｍから１３５ｍｍである。一実施例では、長さ２４２は、約１２５ｍｍである。第１のピン２３４と第２のピン２３８との間の幅２４６は、約６ｍｍから約８ｍｍである。ハウジング２０８は、約１１ｍｍから約１７ｍｍの外径２５０を有する。フィラメント２２４のコイル状部２２８の外径２２０は、約３ｍｍから約７ｍｍである。特定の用途においては、他の形状寸法も用いられ得ると考えられる。

【0023】

［００２７］工程では、電流をフィラメント２２４に印加して、フィラメント２２４に光と熱を放射させる。本開示の幾つかの実施例では、フィラメントは、タングステン又は他の適切な導体でできている。タングステンフィラメントは、最大約３４２２℃の温度の赤外線を放射する。本開示の範囲から逸脱することなく、他の金属が用いられ得ることを理解されたい。ハウジング２０８（例えば、石英電球）は、フィラメント２２４の寿命を延ばすように構成された少なくとも１つのガスで充填される。ガスは、１又は複数の希ガス等の低レベルの反応性を有していてよい。また、他のガスも電球に存在し得る。ガス（複数可）は、フィラメント２２４が崩壊する速度を低下させ、したがって、ランプ１３６の寿命を延ばす。

【0024】

［００２８］図３は、フィラメント３０３の別の実施例を有するランプ１３６を例示するランプヘッドアセンブリ１１６の拡大部分断面図である。図１に示すように、ランプ収容管１４０に配置されたランプ１３６が図示されている。ランプ収容管１４０の開放端は、窓１２０に隣接して位置し、基板１３０の方に面している。一実装態様では、ランプ収容管１４０内の窓１２０に隣接する開放端に、鏡面リフレクタ３００が配置される。図１及び図３を参照すると、鏡面リフレクタ３００は、ランプ収容管１４０とは別個の部品であってよい。あるいは、鏡面リフレクタ３００は、ランプ収容管１４０と一体の部品であってよい。鏡面リフレクタ３００は、鏡面リフレクタ３００がランプ１３６にアライメントされるようにランプ収容管１４０に固定される。前述したように、鏡面リフレクタ３００は、金又は銀でコーティングされていてよい。

【0025】

［００２９］フィラメント３０３の第１のコネクタ３０１は、ベース２０４（図２に示す）を通して第１のピン２３４に電気的に結合される。第２のコネクタ３０２は、アース線２３０の一部から形成される。フィラメント３０３に電気的に結合されたアース線２３０は、フィラメント３０３から第２のコネクタ３０２までの垂直方向の長さ、すなわちＹ方向２７０に沿って延在する。図３の実施例では、フィラメント３０３は、実質的に円錐台の形状である。円錐の先端を高さ（例えば、長さ３０９）に垂直な切り口で切り落とし、下部ベース３０４及び上部ベース３０５を形成することにより、直円錐から錐台を形成することができる。ｚ方向３５０は、ｘ方向２６０及びｙ方向２７０の両方と直交している。ｘ方向２６０及びｚ方向３５０を含むｘ－ｚ平面に沿ってとられた下部ベース３０４及び上部ベース３０５の断面は、実質的に円形で、互いに同一平面上にある。ｘ方向２６０及びｙ方向２７０を含むｘ－ｙ平面に沿ってとられたフィラメント３０３の断面は、実質的に二等辺四辺形の形状である。そのため、下部ベース３０４及び上部ベース３０５は、実質的に平行である。フィラメント３０３の側面３１０の長さは、その反対側の側面の長さと実質的に等しい。図３に示すように、上部ベース３０５は、下部ベース３０４よりもハウジング２０８の先端部２１６により近い。フィラメント３０３は、フィラメント３０３の狭い方の直径が、フィラメント３０３の広い方の直径よりも基板１３０に近くなるように配向される。狭い方の直径は、上部ベース３０５によって表される。広い方の直径は、下部ベース３０４である。

【0026】

［００３０］下部ベース３０４の直径は、約１１ｍｍから約１６ｍｍであってよい。上部ベース３０５の直径は、約１ｍｍから約６ｍｍであってよい。下部ベース３０４と上部ベース３０５の直径の比は約７対１であり得るが、直径比は約７対１に限定されず、約３対１から約７対１の比を含み得る。フィラメント３０３の長さ３０９は約１８ｍｍから約２２ｍｍであってよい。フィラメント３０３の側面３１０は、約１９ｍｍから約２３ｍｍの長さを有し得る。側面３１０が傾斜している角度３０７は、約１０度から約２０度である。従って、下部ベース３０４と側面３１０との間の相補的な角度は、約６０度から約８０度である。フィラメント３０３の側面３１０は、フィラメント３０３の中心線（図示せず）に向かってテーパ状になっている。この配向によれば、フィラメント３０３の側面３１０は、ハウジング２０８の先端部２１６に向かってテーパ状になっている。

【0027】

［００３１］ランプの光学効率を高めるために、ランプ収容管１４０は、挿入管３０６を含み得る。挿入管３０６は、ランプ１３６からの放射エネルギーを基板１３０に向かって反射及びコリメートして、基板１３０のエリア（図１に示す）に放射する。挿入管３０６は、鏡面リフレクタ３００とランプ１３６との間に設けられる。挿入管３０６は、付着層（図示せず）を介して鏡面リフレクタ３００に取り付けられ得る。あるいは、挿入管３０６及び／又は鏡面リフレクタ３００は、挿入管３０６を鏡面リフレクタ３００と取り外し可能に係合又は係合解除するための適切な保持／係合特徴を含み得る。例えば、適切な保持／係合特徴は、バネ仕掛けのボール、バネ接点／ピン、スライダ、ノッチ、溝、又は同様のものを含み得る。

【0028】

［００３２］挿入管３０６は、ランプ１３６を囲むように配置される。挿入管３０６は、挿入管３０６の全長にわたって一定の内径を有していてよい。挿入管３０６の外面は、鏡面リフレクタ３００の形状に従うプロファイルを有し得る。一実装態様では、挿入管３０６は、上部３１２及び下部３１６を有する。上部３１２は円錐形であってよく、下部３１６は円筒形であってよい。挿入管３０６は、鏡面リフレクタ３００の下部３１６に従うプロファイルを有する円筒形の下部３２０と、鏡面リフレクタの円錐形の上部３１２に従うプロファイルを有するテーパ状の上部３２４とを含み得る。テーパ状の上部３２４は、円筒形の下部３２０と一体に統合され得る。一実装態様では、テーパ状の上部３２４は、概して、円筒形の下部３２０の長手方向に沿って円筒形の下部３２０から上方又は外方に延在する。

【0029】

［００３３］挿入管３０６のテーパ状の上部３２４は、約１度から４５度であり得るテーパ角３３６によって画定される。例えば、テーパ角３３６は、約３度から約２０度であり得る。別の実施例では、テーパ角３３６は、約６度から約１０度であり得る。本明細書に記載のテーパ角３３６は、テーパ状の上部３２４の第２の外面３３２の長手方向と、円筒形の下部３２０の第３の外面３３４の長手方向との間の角度を指す。本明細書に記載のテーパ角３３６の説明は、本開示の他の実装態様にも等しく適用されるべきであることに留意されたい。

【0030】

［００３４］テーパ角３３６が増加すると、ランプ収容管１４０から反射する又は漏れ出るエネルギーの量が増加し、それによってランプ１３６の光学効率が増加する。光学効率は、ターゲット上のエネルギーをソースエネルギーで割ったものによって表され得る。テーパ角３３６は、均一な照明、任意の所望の空間強度プロファイル、又は所望のランプ効率を得るために経験的に最適化され得る。

【0031】

［００３５］挿入管３０６の内面３０８は、管状又は円筒形に形成され得る。一実装態様では、挿入管３０６は断面が円形である。挿入管３０６は、矩形、正方形、三角形、又は任意の適切な多角形等の異なる形状の断面を有し得る。内面３０８の直径は、内面３０８とランプのベース２０４の第１の外面３２８との間に間隙３４０を有するランプ１３６を収容するのに十分であるべきである。一実施例では、間隙３４０は約０．５ｍｍから約３ｍｍである。内面３０８及び間隙３４０の直径は、ランプ１３６の大きさに応じて変化し得る。鏡面リフレクタ３００、挿入管３０６、及びランプ１３６は、一旦ランプ収容管１４０に組み立てられる又は位置決めされると、概して同心又は同軸である。

【0032】

［００３６］フィラメントの形状寸法、配向、テーパ角３３６、及び他のランプパラメータは、鏡面リフレクタ３００内の光及び熱の影効果及び内部反射を有利に低減させる。このように、下部ベース３０４の直径と上部ベース３０５の直径との間の比を調整することによって、基板１３０全体の熱プロファイルを微調整することができる。フィラメント３０３によって生じる光及び熱の放射を集中させることにより、基板１３０全体の中心からエッジまでの熱プロファイルの均一性が向上する。フィラメント３０３の放射プロファイルは、約０．７５から約５のばらつきを有し得る。放射プロファイルは、ガウス分布によって表され得る。下部ベース３０４の上部ベース３０５に対する比が増加すると、放射プロファイルのばらつきが増加する。放射プロファイルのばらつきが増加すると、放射プロファイルは、従来のランプ（図示せず）によって生じる放射プロファイルに対して「平坦化」される。フィラメント３０３を用いると、放射プロファイルは実質的に凸状となる。放射の強度は、フィラメント３０３の外径２２０と比較して、フィラメント３０３の中心線に沿ってより大きくなっている。上部ベース３０５の直径は、約１ｍｍから約６ｍｍであってよい。下部ベース３０４の直径は、約１１ｍｍから約１６ｍｍであってよい。下部ベース３０４の直径の上部ベース３０５の直径に対する比は、約７対１であり得る。しかしながら、比は、記載された比率に限定されず、約３対１から約７対１の比を含み得る。フィラメント３０３の長さ３０９は、約２２ｍｍ以下であってよい。フィラメント３０３の側面３１０は、約２３ｍｍ以下の長さを有し得る。従来のランプは、従来のランプの中心線に沿って放射をコリメートする。放射プロファイルの強度は、中心線に沿って最も高く、放射強度は、フィラメントの半径が増加するにつれて減少する。従来のランプの放射プロファイルにより、堆積材料が従来のランプの中心線に沿って蓄積され、その結果、基板１３０に材料が不均一に堆積される。例えば、従来のランプにおいて、放射プロファイルのばらつきは０．５未満であり得る。

【0033】

［００３７］図４は、図１のランプ１３６において使用することができる別のフィラメント４０３の拡大断面図である。フィラメント４０３は、図３に示すフィラメント３０３と同様のものであるが、フィラメント４０３の配向は、フィラメント３０３の配向に対して実質的に反転している。

【0034】

［００３８］第１のコネクタ３０１は、フィラメント４０３のワイヤから形成される。第１のコネクタ３０１は、第１のピン２３４（図２に示す）に電気的に結合される。第２のコネクタ３０２は、アース線２３０の一部から形成される。フィラメント２２４に電気的に結合されたアース線２３０は、垂直方向の長さ（すなわち、Ｙ方向２７０）に沿って延在する。フィラメント４０３は、実質的に反転した円錐台の形状である。フィラメント４０３は、下部ベース４０４と上部ベース４０５とを有する。ｘ方向２６０に沿ってとられた下部ベース４０４及び上部ベース４０５の断面は、実質的に円形であり、互いに同一平面上にある。ｚ方向３５０に沿ってとられたフィラメント４０３の断面は、実質的に二等辺四辺形の形態である。このように、下部ベース４０４及び上部ベース４０５は、実質的に平行である。フィラメント４０３の側面４０９の長さは、その反対側の側面の長さと実質的に等しい。図４に示すように、上部ベース４０５は、下部ベース４０４よりもハウジング２０８の先端部２１６により近い。フィラメント４０３は、フィラメント４０３の広い方の直径が、フィラメント４０３の狭い方の直径よりも基板１３０に近くなるように配向される。狭い方の直径は、下部ベース４０４で表される。広い方の直径は、上部ベース４０５である。

【0035】

［００３９］フィラメント４０３は、基板１３０全体の中心からエッジまでの熱プロファイルの均一性を高める。フィラメント４０３の放射プロファイルは、約０．７５から約５のばらつきを有し得る。しかし、フィラメント４０３の放射プロファイルは、実質的に凹状である。放射の強度は、フィラメント４０３の中心線よりも、フィラメント４０３の外径２２０に沿っての方が大きい。上記の実施例と同様に、下部ベース４０４の直径の上部ベース４０５の直径に対する比が増加すると、放射プロファイルのばらつきが増加する。放射プロファイルのばらつきが増加すると、放射プロファイルは、従来のランプによって生じる放射プロファイルに対して平坦化及び反転する。従って、フィラメント４０３によって生じる放射プロファイルは、フィラメント３０３によって生じる放射プロファイルに対して実質的に反転している。

【0036】

［００４０］下部ベース４０４の直径は、約１ｍｍから約６ｍｍであってよい。上部ベース４０５の直径は、約１１ｍｍから約１６ｍｍであってよい。下部ベース４０４の直径の上部ベース４０５の直径に対する比は、約１から７であり得るが、比はこの比率に限定されず、約１から３～約１から７までの比を含み得る。上記のように、フィラメント４０３の長さ３０９は、約２１．０ｍｍ以下であってよい。フィラメント４０３の側面４０９は、約２２．５ｍｍ以下の長さを有し得る。側面４０９が傾斜している角度４０７は、約１００から１１０度である。従って、下部ベース４０４と側面４０９との間の相補的な角度は、約７０度から約８０度である。フィラメント４０３の側面４０９は、フィラメント４０３の中心線（図示せず）から離れる方向にテーパ状となっている。このように、フィラメント４０３の側面４０９は、ハウジング２０８の先端部２１６から離れる方向にテーパ状となっている。

【0037】

［００４１］図５は、図２から図４の例示的なランプ１３６において用いられるフィラメント２２４のコイル状部２４８の一部の拡大図である。図５では、フィラメント２２４のセグメント５０４が図示されている。セグメント５０４の説明は、必然的にフィラメント２２４、３０３、及び４０３を表し、フィラメント２２４、３０３、及び４０３の説明は、セグメント５０４にも帰属することを理解されたい。フィラメントのセグメント５０４は、ワイヤ５０８でできている。幾つかの実施例では、ワイヤ５０８は、中心軸５０１から実質的に一定の半径５１２で巻かれている。中心軸５０１は実質的に螺旋状であり、セグメント５０４がフィラメント２２４の長さに沿って延在する場合、ｙ方向２７０（図２に示す）に延在するランプ１３６の長軸の周りに巻き付けられたワイヤ５０８の中心軸５０１によって、フィラメント２２４のコイル状部２２８が形成される。ワイヤ５０８は、約０．０３から約０．０７ｍｍの厚さ（すなわち、直径）を有し得る。

【0038】

［００４２］本明細書に開示されるのは、処理チャンバで加熱された基板上に誘発される温度プロファイルを調整するように構成されたフィラメントを有するランプである。前述の内容は特定の実施例を対象としているが、以下の特許請求の範囲によって決定されるその基本的な範囲から逸脱することなく、他の実施例を考案することが可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】