專(zhuān)利名稱(chēng)：用于快速熱處理腔室的燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及一種半導(dǎo)體處理系統(tǒng)，特別是一種用于在半 導(dǎo)體處理系統(tǒng)中預(yù)先力口熱(advanced heating )的燈。
背景技術(shù)：
快速熱處理(RTP)系統(tǒng)是利用于半導(dǎo)體芯片制造中，用以在半導(dǎo)體 基板或晶片上產(chǎn)生表面結(jié)構(gòu)，或是化學(xué)改變或蝕刻該表面結(jié)構(gòu)。RTP通常 依賴(lài)一高強(qiáng)度白熾燈(incandescent lamp)陣列，而燈是安裝至燈頭 (lamphead)中并導(dǎo)向基板或晶片。燈可經(jīng)供電而快速地關(guān)閉及開(kāi)啟，并 將大部分的光導(dǎo)向該基板。由此，晶片可被快速地加熱而不會(huì)實(shí)質(zhì)地加熱 腔室，并且一旦將電力自燈移除之后，晶片可以快速地冷卻。
RTP系統(tǒng)的一實(shí)例是描述于美國(guó)專(zhuān)利第5,155,336號(hào)中(其讓與給本 發(fā)明的受讓人，并將其并入本文以做為參考)，該RTP系統(tǒng)包括一半導(dǎo)體 處理腔室以及設(shè)置在半導(dǎo)體處理腔室上的加熱源組件或燈頭。數(shù)個(gè)卣素鴒 絲燈位于燈頭中，且該些燈可以以約300 °C /sec的速率將腔室中的基板加 熱至高達(dá)120(TC或更高的溫度。在處理過(guò)程中，來(lái)自燈的紅外線(xiàn)光是通過(guò) 上方窗、光信道及下方窗而至處理腔室中的旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體基板。以此方式， 晶片可加熱至所需的處理溫度。
如圖1所示，現(xiàn)有的用于半導(dǎo)體處理的卣素?zé)?0 (亦稱(chēng)的為閨素鎢絲 燈)包括燈泡12 (亦稱(chēng)的為燈罩)，卣素?zé)?0具有電性耦接于短內(nèi)導(dǎo)線(xiàn) 16及長(zhǎng)內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)18之間且呈線(xiàn)圈形式的光產(chǎn)生燈絲14。內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)16、 18是 通過(guò)金屬薄片22而連接至外導(dǎo)線(xiàn)26。金屬薄片22通常由鉬制成。內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)16、 18、外導(dǎo)線(xiàn)26及金屬薄片22皆定位在燈座20。在制造過(guò)程中，燈 座20是壓制在一起而位于金屬薄片區(qū)域上方，以形成壓制密封而密封住燈 泡。燈泡12通常由石英制成，并且典型填充有含面素氣體。
在半導(dǎo)體處理操作過(guò)程中，上述燈是以圖案化陣列而放置在處理腔室 中，以加熱設(shè)置在腔室中的基板。如上所述，燈是在極高溫下操作。 一般 來(lái)說(shuō)，約半數(shù)來(lái)自燈的光能是在多次反射后離開(kāi)相關(guān)光管的末端。約半數(shù) 來(lái)自燈的光能則在燈的燈座20以及反射鏡(reflector)/燈頭結(jié)構(gòu)處被吸收。 相較于在開(kāi)放空間照射的燈，上述可能會(huì)導(dǎo)致燈座溫度上升至較高溫。若 燈座溫度過(guò)高，則會(huì)實(shí)質(zhì)降低燈的平均壽命。破壞金屬薄片22(其攜帶電 能至燈絲)周?chē)拿芊鈺?huì)導(dǎo)致燈的品質(zhì)降低。通常由鉬制成的金屬薄片在 高于約300'C的處會(huì)容易氧化，所造成的氧化鉬會(huì)使得體積膨脹而使石英 破裂或造成開(kāi)路。因此，必須要提供可冷卻燈座20的方法。
此外，已設(shè)計(jì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)來(lái)將燈座20的熱傳導(dǎo)離開(kāi)。根據(jù)現(xiàn)有方法， 利用多孑L封裝化合物(porous potting compound )將燈座20封進(jìn)灃貪準(zhǔn)夕卜 徑不銹鋼管中。高精準(zhǔn)不銹鋼管是置入另一高精準(zhǔn)不銹鋼管中，且此另一 高精準(zhǔn)不銹鋼管的外表面(針對(duì)其全部長(zhǎng)度)是經(jīng)水冷卻。反射鏡套筒圍 繞燈泡的一部分并設(shè)置以將光能量反射離開(kāi)燈泡。此復(fù)雜的冷卻機(jī)構(gòu)使得 燈可以在足夠低的溫度下操作以延長(zhǎng)燈壽命。
另一用于將熱傳導(dǎo)離開(kāi)燈的方法是在燈泡內(nèi)設(shè)置熱屏障或反射鏡板， 而位于燈絲(或線(xiàn)圈)以及燈座之間。包括有熱屏障或內(nèi)部反射鏡板的燈 泡的實(shí)例是揭露在PCT國(guó)際公開(kāi)號(hào)第WO02/03418號(hào)以及美國(guó)專(zhuān)利第 6,744,187號(hào)中。包括有熱屏障或反射鏡板在其內(nèi)的燈泡可能有效，但該 些方法需要 一 增設(shè)至燈組件的額外部件。
盡管已存在上述的燈冷卻方法，仍亦期望提供額外的方法以促進(jìn)熱自 燈、燈座及燈頭/反射鏡套筒而散逸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一實(shí)施例是關(guān)于一種燈組件，該燈組件包括 一燈泡，是包 圍至少一光產(chǎn)生燈絲，該燈絲附接至一對(duì)導(dǎo)線(xiàn)，該燈泡具有一內(nèi)表面及一外表面； 一燈座，是配置以容納該對(duì)導(dǎo)線(xiàn)；以及一金屬套筒，是圍繞該燈 座，并填充有一封裝化合物(potting compound)，該套筒的壁厚度為至 少約0.020英寸，該封裝化合物的熱傳導(dǎo)系數(shù)是超過(guò)約100 W/(K-m)，該 燈組件是適用于一基板處理腔室中，以將一基板加熱至高達(dá)至少約1100 。C的溫度。根據(jù)一或多個(gè)實(shí)施例，封裝化合物的熱傳導(dǎo)系數(shù)是超過(guò)約150 W/(K-m)，例如大于約200 W/(K-m)。
在一或多個(gè)實(shí)施例中，套筒的壁厚度超過(guò)約0.040英寸，例如超過(guò)約 0.050英寸。套筒可以由銅或鋁制成。根據(jù)一或多個(gè)實(shí)施例，封裝化合物 包括結(jié)合磷酸鎂的氮化鋁。在一實(shí)施例中，封裝化合物包括一環(huán)氧系(epoxy based)封裝化合物，且其更包括銅或銀。
根據(jù) 一 或多個(gè)實(shí)施例，套筒的剖面形狀是實(shí)質(zhì)與燈座的剖面形狀相符。 在一實(shí)施例中，套筒的剖面形狀為實(shí)質(zhì)矩形。
在另一實(shí)施例中，提供一種燈組件，該燈組件包括 一燈泡，是包圍 至少一光產(chǎn)生燈絲，該燈絲附接至一對(duì)導(dǎo)線(xiàn)，該燈泡具有一內(nèi)表面及一外 表面； 一燈座，是配置以容納該對(duì)導(dǎo)線(xiàn)；以及一第一封裝化合物，是圍繞 該燈座，且該第一封裝化合物的熱傳導(dǎo)系數(shù)超過(guò)約100 W/(K-m),該燈組 件是適用于一基板處理腔室中，以將一基板加熱至高達(dá)至少約1100'C的溫 度。在一實(shí)施例中，第一封裝化合物的熱傳導(dǎo)系數(shù)是超過(guò)約150 W/(K-m)， 且可超過(guò)約200 W/(K-m)。
在一實(shí)施例中，該燈組件可包括一第二封裝化合物，該第二封裝化合 物是鄰近該燈泡，該第二封裝化合物相對(duì)于該第一封裝化合物而具有較低 的熱傳導(dǎo)系數(shù)及較高的反射性。在部分實(shí)施例中，第一封裝化合物包括一 環(huán)氧系氮化鋁化合物，以及第二封裝化合物包括一氧化鋯系(zirconia based)封裝化合物。根據(jù)一實(shí)施例，第二封裝化合物是存在于厚度小于 約1毫米(mm)的一層中。


為讓本發(fā)明的上述特征更明顯易懂，可配合參考實(shí)施例說(shuō)明，其部分 乃繪示如附圖式。須注意的是，雖然所附圖式揭露本發(fā)明特定實(shí)施例，但
7其并非用以限定本發(fā)明的精神與范圍，任何熟習(xí)此技藝者，當(dāng)可作各種的 更動(dòng)與潤(rùn)飾而得等效實(shí)施例。
圖1,繪示現(xiàn)有的用于半導(dǎo)體處理中的卣素?zé)簟?br> 圖2 ，繪示根據(jù)本發(fā)明的 一 實(shí)施例的燈組件的剖面視圖。 圖3，繪示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的燈組件的立體視圖。
具體實(shí)施例方式
在下方描述中，所提出的特定細(xì)節(jié)是用于提供對(duì)本發(fā)明的全盤(pán)了解。 然而，應(yīng)了解熟悉該技術(shù)領(lǐng)域的人士可在不包括該些特定細(xì)節(jié)下而實(shí)施的。 在其它實(shí)例中，并不顯示出熟知的組件，以避免對(duì)本發(fā)明造成不必要的混淆。
本發(fā)明的實(shí)施例 一般是提供適用于基板熱處理腔室中以將基板加熱至 至少約110CTC (例如高達(dá)約1350'C)的燈組件。根據(jù)一或多個(gè)實(shí)施例，
度的熱流出并穿過(guò)封裝化合物，以相對(duì)于現(xiàn)存燈泡而能更快速地冷卻燈泡。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可期望燈的壽命會(huì)延長(zhǎng)，且可預(yù)防因?yàn)闊襞菁盁糇?的過(guò)度加熱所導(dǎo)致的過(guò)早燈泡失效。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，增加圍繞燈組件的管或套筒的熱傳導(dǎo)系數(shù) (thermal conductivity),及/或增加管或套筒的厚度，用以促使將熱傳導(dǎo) 離開(kāi)燈泡。在現(xiàn)存的燈組件中，圍繞燈組件的套筒一般由不銹鋼制成。根 據(jù)一或多個(gè)實(shí)施例，銅或鋁是用作為圍繞燈組件的套筒，以增加套筒的熱 傳導(dǎo)系數(shù)(相較于現(xiàn)有燈組件)。在另一實(shí)施例中，可使用具有較高熱傳 導(dǎo)系數(shù)的封裝化合物，以促進(jìn)將熱傳導(dǎo)離開(kāi)燈泡及燈座。在現(xiàn)存燈組件中， 于現(xiàn)存燈組件中所使用的封裝化合物的熱傳導(dǎo)系數(shù)為1-2 W/ (K-m)。根 據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，燈組件中所使用的封裝化合物的熱傳導(dǎo)系數(shù)超過(guò)約 100 W/( K-m )，例如超過(guò)150 W/( K-m ),且更特定為超過(guò)200 W/( K-m )。 通過(guò)單獨(dú)增加套筒的熱傳導(dǎo)系數(shù)或是結(jié)合增加套筒的厚度及增加封裝化合 物的熱傳導(dǎo)系數(shù)，會(huì)大幅地促進(jìn)熱傳導(dǎo)離開(kāi)燈泡及燈座而至流經(jīng)不銹鋼外 殼(圍繞數(shù)個(gè)燈組件)的冷卻流體?，F(xiàn)請(qǐng)參照?qǐng)D2，是顯示燈組件120的一實(shí)施例，其可用于供應(yīng)熱能至 基板處理腔室中的基板。此處所述的燈組件120的該實(shí)施例及其它實(shí)施例 僅作為示例用，然而，不應(yīng)用于限制本發(fā)明的范疇。
在一實(shí)施例中，燈組件120包括一套筒或主體24，其是提供結(jié)構(gòu)的基 礎(chǔ)以容設(shè)燈組件120并將熱傳輸至燈組件120之外。套筒或主體24包括 一包圍壁28以及第一與第二端32、 36。包圍壁28在第一與第二端32、 36具有開(kāi)口40a、 40b。在一實(shí)施例中，包圍壁28包括一金屬，其利于熱 傳輸并可提供反射表面。舉例來(lái)說(shuō)，套筒24可包括不銹鋼，其可經(jīng)過(guò)摩擦 或拋光而為反射性。熱模型顯示更具傳導(dǎo)性的套筒材料(例如銅或鋁)會(huì) 更增進(jìn)熱傳并減少鄰近燈管的熱。再者，增加套筒的壁厚度而不增加管的 總外徑可更增進(jìn)熱傳送遠(yuǎn)離燈泡。在非限制性的實(shí)例中，用于RTP腔室的 燈泡的套筒外徑可以為約0.619英寸，內(nèi)徑為約0.592英寸，而使套筒壁 厚度為約0.013英寸。熱模型亦顯示增加管的壁厚度至大于約0.020英寸 (特別是大于約0.040英寸，且更特別是大于約0.050英寸)會(huì)大幅地促 進(jìn)熱流離開(kāi)燈泡并降低燈泡的溫度。熱模型是用于判定改變套筒材料、封 裝化合物的熱傳導(dǎo)系數(shù)及套筒厚度對(duì)于溫度的效應(yīng)。在RTP腔室的不同位 置分析其溫度?？纱_定的是，利用一具有較高傳導(dǎo)系數(shù)的套筒材料，并結(jié) 合較大的套筒厚度及/或具有較高傳導(dǎo)系數(shù)的封裝化合物，會(huì)使得燈管內(nèi)或 鄰近燈管的部分位置處的溫度降低約75°C ~約100°C。在一實(shí)施例中，管 是由高傳導(dǎo)系數(shù)的金屬構(gòu)成，并且管之外殼內(nèi)含有少量或是不含有封裝化 合物。在此實(shí)施例中，管為一實(shí)質(zhì)立方體，并具有供電線(xiàn)通過(guò)的導(dǎo)管，且 在部分實(shí)例中，燈泡及插頭是置入管的相對(duì)端。在RTP腔室的早期世代中， 燈泡是容設(shè)在燈頭的冷卻劑浸濕區(qū)域(coolant-wetted region )中，并且相 信來(lái)自燈泡的大多數(shù)能量是橫向地(徑向地)傳導(dǎo)離開(kāi)燈泡，并通過(guò)石英 部件、氣隙及燈頭鋼管而至冷卻劑。在使用工具的工藝的態(tài)樣中，認(rèn)為來(lái) 自燈泡/線(xiàn)圈的少量的熱會(huì)透過(guò)封裝化合物而通過(guò)密封區(qū)域，并接著橫向地 至冷卻劑。使用可輕易獲得的具有較低熱傳導(dǎo)系數(shù)的封裝材料并非是一個(gè) 問(wèn)題。在RTP腔室的現(xiàn)今世代中，所需求的是較高的工藝溫度，且燈泡延 伸超過(guò)燈頭的冷卻劑浸濕區(qū)域，故改善的軸向熱傳輸是有利的。在所示的實(shí)施例中，套筒24具有圓形的剖面，而其是易于制造。然而， 如下將描述者，亦可以為其它的剖面形狀，包括正方形、矩形、三角形及 多拱形。在一或多個(gè)實(shí)施例中，套筒24的形狀是實(shí)質(zhì)符合燈座的形狀。套 筒24的縱軸44是平行于包圍壁28,并垂直于套筒24的剖面。
所示的燈組件120包括安裝在套筒或主體24的第一端32的燈組件 48。 一般來(lái)說(shuō)，燈組件48包括光穿透燈泡或燈罩52，其含有在燈絲56 周?chē)膬?nèi)部大氣。燈罩52可包括多種形狀，例如管狀、圓錐狀、球狀及多 拱形。燈泡或燈罩52亦包括一收縮密封端(pinch seal end )或燈座60, 其允許電連接器64通過(guò)其中，另外，燈泡或燈罩52亦包括一真空管(圖 中未示)，而其用于在制造過(guò)程中自燈罩52移除氣體或添加入氣體，且燈 罩52會(huì)接著被密封。燈泡或燈罩52包括石英、硅石玻璃(silica glass)、 鋁硅酸鹽玻璃或其它適合的光穿透材料。包含在燈罩52內(nèi)的內(nèi)部大氣例如 包括含卣素氣體。燈罩52及燈座是經(jīng)制造而可耐受與半導(dǎo)體基板快速熱處 理腔室相關(guān)的高溫及快速溫度改變。舉例來(lái)說(shuō)，燈組件應(yīng)可耐受源自將晶 片處理至高達(dá)至少約110(TC的溫度、且高達(dá)約1350。C的溫度以及溫度改 變?yōu)榧s30CTC /sec的局部環(huán)境。
位于燈組件4 8的燈罩5 2內(nèi)的光產(chǎn)生燈絲5 6 (顯示為線(xiàn)圏形式)具有 二端68a、 68b,而該些端68a、 68b是電性連接至電連接器64。燈絲56 包括電阻金屬線(xiàn)，且在一實(shí)例中為鵠金屬線(xiàn)。燈絲56可以為單一線(xiàn)圈或多 個(gè)線(xiàn)圏，或是包括纏繞數(shù)過(guò)多的線(xiàn)圏(overwound coils)的纏繞線(xiàn)圈，或 者是包括平面帶(strip)、波狀平面帶或是纏繞數(shù)過(guò)多的平面帶，且燈絲 56在其中間點(diǎn)或是末端68a、 68b連接至燈組件電連接器64。可通過(guò)調(diào)整 燈絲56本身的參數(shù)而對(duì)燈絲56的電學(xué)特性作一調(diào)整，該些參數(shù)例如為其 單位長(zhǎng)度的重量、直徑及線(xiàn)圏參數(shù)。在操作過(guò)程中，燈絲56可以產(chǎn)生介于
例如高達(dá)約化W的瓦特?cái)?shù)范圍的光(在約120 VAC,rms的操作電壓下)。
典型地，該光是處于深紫外光、紫外光、可見(jiàn)光、紅外線(xiàn)或近紅外線(xiàn)范圍。 燈組件電連接器64自位于燈組件燈罩52外側(cè)的電源供應(yīng)電力至燈絲 56,以在燈絲56及電源之間形成電性連接。燈組件電連接器64—般包括 金屬線(xiàn)72或金屬薄片76或是其部分組合，而金屬線(xiàn)72及金屬薄片76具有良好的電傳導(dǎo)系數(shù)，例如鉬金屬線(xiàn)。電連接器64亦可包括其它金屬，例 如鵠、鎳鍍鋼或是其它具有低電阻及可靠攜帶高電流的能力的金屬。
燈罩52的收縮密封端或燈座60包括一區(qū)域，在該區(qū)域中，燈罩52 是實(shí)質(zhì)壓縮于燈組件48的電連接器64的周?chē)?。電連接器64在其進(jìn)入燈 罩52以將外部電源電性連接至燈絲56時(shí)，電連接器64會(huì)通過(guò)收縮密封 端或燈座60，并通過(guò)收縮密封端或燈座60而定位。收縮密封端或燈座60 形成密封，以維持燈罩52內(nèi)的內(nèi)部大氣的壓力及組成。燈組件48是至少 部分安裝在套筒或主體24的第一端32中。
燈組件120亦包括一或多個(gè)傳輸線(xiàn)80，以將電力由燈組件120的第 二端36傳送至燈組件48。在一實(shí)施例中，燈組件120包括一對(duì)傳輸線(xiàn)80， 而每一個(gè)傳輸線(xiàn)80是連接至燈組件48的一對(duì)電連接器64的其中一者。 傳輸線(xiàn)80包括電導(dǎo)線(xiàn)，其具有較低的電阻。在一實(shí)施例中，傳輸線(xiàn)80的 電阻不會(huì)大于約0.1歐姆(ohms)。傳輸線(xiàn)80通過(guò)焊接、熔接、物理性 磨蝕(physical abrasion)、音波耦接或是其它可建立專(zhuān)交j氐電阻的電性連 接的連接形式而電性連接于燈組件48的電連接器64的一端。傳輸線(xiàn)80 亦具有彈性以允許其本身的動(dòng)作及彎折。舉例來(lái)說(shuō)，在一實(shí)例中，傳輸線(xiàn) 80的楊氏模數(shù)(Young's Modulus)為約30 GPa -約130 GPa。此允許 在燈組件的組裝及操作過(guò)程中，可以彎折及操作傳輸線(xiàn)80,但亦允許其保 有足夠的硬度以維持其形狀。
燈組件120包括設(shè)置于套筒或主體24內(nèi)的封裝化合物84,其促進(jìn)燈 組件120的熱產(chǎn)生組件以及套筒或主體24之間的熱傳輸。熱產(chǎn)生組件例 如包括燈組件48及傳輸線(xiàn)80。封裝化合物84將熱能傳輸至套筒或主體 24,而其可接著將熱傳送至燈組件120外。在一實(shí)施例中，封裝化合物84 是至少位于燈組件48的收縮密封端或燈座60以及套筒或主體24的包圍 壁28之間。舉例來(lái)說(shuō)，封裝化合物84可實(shí)質(zhì)位于收縮密封端或燈座60 的周?chē)?，且一路延伸至包圍?8。封裝化合物84亦可延伸超過(guò)燈組件48 的收縮密封端或燈座60,舉例來(lái)說(shuō)，在一實(shí)施例中，封裝化合物84延伸 而朝向套筒或主體24的第二端36。參照上述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，具 有高傳導(dǎo)系數(shù)的封裝化合物例如為其熱傳導(dǎo)系數(shù)超過(guò)100 W/(m-K)，特別超過(guò)150 W/(m-K),又特別超過(guò)200 W/(m-K)的封裝化合物。 一尤其適合 的化合物為主成分是氮化鋁的封裝化合物。 一適當(dāng)封裝化合物的實(shí)例為購(gòu) 自Aremco的Ceramacast產(chǎn)品號(hào)675。其它適當(dāng)?shù)姆庋b化合物可包括填 充氧化鋁的封裝化合物或是環(huán)氧系封裝化合物。
在 一 實(shí)施例中，相對(duì)于高熱傳導(dǎo)系數(shù)的封裝化合物而具有較高反射性 的低熱傳導(dǎo)系數(shù)的封裝化合物薄層是用于包圍住燈泡，以促使熱反射遠(yuǎn)離 燈泡。舉例來(lái)說(shuō)，厚度為至少約1mm且熱傳導(dǎo)系數(shù)為1-2 W/(m-K)的鋯石 系(zircon based)封裝化合物可用于包圍鄰近燈座60的燈泡，且管的其 它部位可填充有較高傳導(dǎo)系數(shù)的化合物。
如該技術(shù)領(lǐng)域所熟知，針對(duì)水凝性封裝化合物，在燈組件120的制造 過(guò)程中，封裝化合物84是經(jīng)加熱以移除或減少其水含量。舉例來(lái)說(shuō)，在一 實(shí)施例中，封裝化合物84經(jīng)加熱后的水含量不超過(guò)0.1% (以重量計(jì))。 殘留的水含量在燈的操作過(guò)程中可釋出。封裝化合物84亦可充分展延，以 利于其在熱連續(xù)區(qū)域結(jié)合至燈組件120中。
燈組件120包括位于套筒或主體24的第二端36的插頭88。插頭88 是與外部電源產(chǎn)生連接，且可調(diào)節(jié)燈頭與外部電連接器之間的未對(duì)準(zhǔn)情形。 插頭88可以由硬質(zhì)材料或彈性體材料制成。再者，插頭88可以相對(duì)于套 筒或主體24的第二端36而固定，或是如圖所示而插入主體24的第二端 36中，亦或是其可相對(duì)于套筒或主體24的第二端36而彈性定位。當(dāng)插頭 88為彈性定位時(shí)，插頭88可以朝垂直于縱軸44的方向而相對(duì)于套筒或主 體24的第二端36移動(dòng)。雖然彈性定位插頭88具有部分優(yōu)點(diǎn)，例如，易 于制造，但是仍期望彈性體插頭88固定至套筒或主體24的第二端36。插 頭88具有電連接器92,其將電能傳送至傳輸線(xiàn)80。插頭88包括可耐受 將水分自封裝化合物84移除所需的溫度的材料。在一實(shí)施例中，封裝材料 可耐受暴露于至少約165。C下至少約15小時(shí)。插頭88可以由硬質(zhì)材料或 彈性材料制成。硬質(zhì)材料通常相對(duì)于彈性材料而可使插頭88暴露在較高溫 度下較長(zhǎng)的時(shí)間。彈性材料(例如彈性體) 一般無(wú)法暴露于如同硬質(zhì)材料 所耐受的較高溫度，此乃因?yàn)閺椥允切枰^弱的內(nèi)部鍵結(jié)，而其亦通常會(huì) 造成較低的熱穩(wěn)定性，但是它們?nèi)钥捎糜诒景l(fā)明的實(shí)施例中。舉例來(lái)說(shuō)，
12用于彈性插頭的彈性體材料Santoprene 201-64可耐受約150。C的溫度約 15小時(shí)(在其彈性及其它特性開(kāi)始降低之前)?？捎糜趶椥圆孱^的其它彈 性體為鈾催化硅，其可耐受超過(guò)180'C的溫度約15小時(shí)，例如GE LIM 9070。
插頭88亦可包括一對(duì)電連接器92，其經(jīng)成形而與基板處理室中的容 設(shè)插座為緊配，并且電性連接至傳輸線(xiàn)80。電連接器92將來(lái)自插座的電 力傳送至傳輸線(xiàn)80，其會(huì)接著將電力傳送至燈組件48。插頭88的電連接 器92包括一電傳導(dǎo)材料，例如金屬。舉例來(lái)說(shuō)，在一實(shí)例中，電連接器 92包括鐵合金、鎳或銅或其混合物。在一態(tài)樣中，電連接器92可包括材 料的組合，其中一材料是電鍍或沉積在另一材料上。
插頭88包括第一插頭組件104，該第一插頭組件104是提供結(jié)構(gòu)基 礎(chǔ)以承接電連接器92及容設(shè)燈組件傳輸線(xiàn)80。所示的第一插頭組件104 并未直接附接至燈組件120的主體24，但是在一或多個(gè)實(shí)施例中，插頭 88可附接至套筒或主體24。第一插頭組件104具有一主體108以容納及 至少包圍電連接器92及傳輸線(xiàn)80。插頭組件104亦可具有延伸部112， 其具有相對(duì)較大的尺寸而可進(jìn)一步支撐電連接器92,且可以針對(duì)高壓操作 而提供額外絕緣。第一插頭組件104的形狀及尺寸的其它變化亦為可能。
參照?qǐng)D3，其示出燈組件220的立體視圖，其中套筒224的剖面為實(shí) 質(zhì)矩形，而其與燈座260及插頭208的剖面形狀相符，插頭208具有自其 延伸的連接器292。燈泡或燈罩252的剖面為實(shí)質(zhì)圓形。如該技術(shù)領(lǐng)域所 知，燈組件220可置入水或其它流體冷卻的不銹鋼外殼中，而該外殼是用 于冷卻燈組件。如上所討論者，通過(guò)調(diào)整套筒壁厚度、套筒的熱傳導(dǎo)系數(shù) 及封裝化合物的熱傳導(dǎo)系數(shù)的一或多者，則可改善熱傳輸至冷卻流體，因 而增進(jìn)燈泡壽命。
在說(shuō)明書(shū)中所述參照"一實(shí)施例"、"部分實(shí)施例"、"一或多個(gè)實(shí) 施例"是指參照實(shí)施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)、材料或特色可包括在本 發(fā)明的至少一實(shí)施例中。因此，本說(shuō)明書(shū)中的各處所出現(xiàn)的用語(yǔ)，例如"在 一或多個(gè)實(shí)施例中"、"在部分實(shí)施例中"、"在一實(shí)施例中"，其并非 一定要參照本發(fā)明的相同實(shí)施例。再者，在一或多個(gè)實(shí)施例中，特定的特征、結(jié)構(gòu)、材料或特色可以采任何適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合。
應(yīng)了解上方說(shuō)明是欲作為說(shuō)明性而非限制性。在閱讀本說(shuō)明書(shū)之后， 許多其它的實(shí)施例對(duì)于熟習(xí)此技術(shù)的人員是明顯的。因此，本發(fā)明的范疇 是參照所附申請(qǐng)專(zhuān)利范圍以及申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所界定的等效范圍而決定。
權(quán)利要求
1.一種燈組件，包括燈泡，包圍至少一光產(chǎn)生燈絲，該燈絲附接至一對(duì)導(dǎo)線(xiàn)，該燈泡具有內(nèi)表面及外表面；燈座，配置以容納該對(duì)導(dǎo)線(xiàn)；以及金屬套筒，圍繞該燈座，并填充有封裝化合物(potting compound)，該套筒的壁厚度為至少約0.013英寸，該封裝化合物的熱傳導(dǎo)系數(shù)超過(guò)約100W/(K-m)，該燈組件適用于一基板處理腔室中，以將一基板加熱至高達(dá)至少約1100℃的溫度。
2. 如權(quán)利要求1所述的燈組件，其中該封裝化合物的熱傳導(dǎo)系數(shù)超過(guò) 約150 W/(K-m)。
3. 如權(quán)利要求1所述的燈組件，其中該封裝化合物的熱傳導(dǎo)系數(shù)超過(guò) 約200 W/(K-m)。
4. 如權(quán)利要求2所述的燈組件，其中該套筒的壁厚度超過(guò)約0.040 英寸。
5. 如權(quán)利要求3所述的燈組件，其中該套筒的壁厚度超過(guò)約0.050 英寸。
6. 如權(quán)利要求1所述的燈組件，其中該套筒由銅或鋁制成。
7. 如權(quán)利要求1所述的燈組件，其中該封裝化合物包括結(jié)合磷酸鎂的 氮化鋁。
8. 如權(quán)利要求1所述的燈組件，其中該封裝化合物包括一環(huán)氧系(epoxy based )去于裝4匕合物。
9. 如權(quán)利要求8所述的燈組件，其中該環(huán)氧系封裝化合物更包括銅或銀。
10. 如權(quán)利要求1所述的燈組件，其中該套筒的剖面形狀是實(shí)質(zhì)與該 燈座的剖面形狀相符。
11. 如權(quán)利要求10所述的燈組件，其中該套筒的剖面形狀為實(shí)質(zhì)矩
12. —種燈組件，包括燈泡，包圍至少一光產(chǎn)生燈絲，該燈絲附接至一對(duì)導(dǎo)線(xiàn)，該燈泡具有 內(nèi)表面及外表面；燈座，配置以容納該對(duì)導(dǎo)線(xiàn)；以及第一封裝化合物，圍繞該燈座，且該第一封裝化合物的熱傳導(dǎo)系數(shù)超 過(guò)約100 W/(K-m)，該燈組件適用于一基板處理腔室中，以將一基板加熱 至高達(dá)至少約110CTC的溫度。
13. 如權(quán)利要求12所述的燈組件，其中該封裝化合物的熱傳導(dǎo)系數(shù) 超過(guò)約150 W/(K-m)。
14. 如權(quán)利要求12所述的燈組件，其中該封裝化合物的熱傳導(dǎo)系數(shù) 超過(guò)約200 W/(K-m)。
15. 如權(quán)利要求12所述的燈組件，其更包括一圍繞該封裝化合物的 銅或鋁套筒。
16. 如權(quán)利要求15所述的燈組件，其更包括一第二封裝化合物，該第二封裝化合物鄰近該燈泡，相對(duì)于該第一封裝化合物而言，該第二封裝 化合物具有較低的熱傳導(dǎo)系數(shù)及較高的反射性。
17. 如權(quán)利要求16所述的燈組件，其中該第一封裝化合物包括一環(huán) 氧系氮化鋁化合物，以及該第二封裝化合物包括一氧化鋯系(zirconia based)封裝化合物。
18. 如權(quán)利要求16所述的燈組件，其中該第二封裝化合物存在于厚 度小于約1毫米(mm)的一層中。
19. 如權(quán)利要求15所述的燈組件，其中該金屬套筒的壁厚度至少為 約0.020英寸。
20. 如權(quán)利要求16所述的燈組件，其中該金屬套筒的壁厚度至少為 約0.040英寸。
全文摘要
本發(fā)明是揭露一種適用于一基板熱處理腔室中以將基板加熱至高達(dá)至少約1100℃的溫度的燈組件。在一實(shí)施例中，燈組件包括一燈泡，該燈泡包圍住至少一光產(chǎn)生燈絲，且燈絲附接至一對(duì)導(dǎo)線(xiàn)；一燈座，是配置以容納該對(duì)導(dǎo)線(xiàn)；以及一套筒，其壁厚度為至少約0.013英寸，且包括熱傳導(dǎo)系數(shù)大于約100W/(K-m)的一封裝化合物(potting compound)。
文檔編號(hào)F26B19/00GK101617190SQ200880005300
公開(kāi)日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2008年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月15日
發(fā)明者J·M·瑞尼西, K·索拉吉 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料股份有限公司