专利名称：用于快速热处理的灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及灯，尤其涉及和快速热处理(RTP) —起使用的热灯。
背景技术：
快速热处理(RTP)在生产期间的一些时间点需要对产品加热的许多工业中得以 采用。例如，一种这样的产品包括半导体芯片制造中的半导体。在这样的过程中，使用加热 方法(例如，光学加热方法)来快速提升半导体晶片的温度，在一段时间内保持在稳态的高 温，并接着快速冷却。RTP使得可以将晶片非常快地加热到其活化温度(例如，至少1000摄 氏度)。所述活化温度是对应处理步骤(例如，关键材料的沉积、注入、扩散、移除或形成) 得以稳定的温度。必须对每个处理步骤精确实行所述温度和保持该温度的时间阶段。过热 可能会导致杂质渗入底层，而加热不足可能会产生具有不可控特性的层。
RTP在半导体处理中已经被用于半导体晶片的退火。 一种这样的RTP应用是在离 子注入之后对晶片进行退火。用于这些用途的RTP加热器必须具有高度均匀性；也就是说， 在整个晶片表面上的温度必须均匀。在最为熟知的RTP加热器中，灯丝的立体角-这是从 晶片表面看去时由灯丝对着的立体角-极小，处于十分之一弧度的量级。接着，观看因素区 域(view factor area)被定义为由所述灯丝的立体角投射在晶片上的区域(S卩，灯丝的立 体角乘以灯丝与晶片之间的距离)。当对于整个晶片覆盖来说的总立体角为4.pi.弧度时， 十分之一弧度的立体角仅覆盖约1%的晶片。石英容器壁之外的反射体仅对短波长辐射场 的辐射场进行延展。 已知的RTP加热器的寿命相对较短，原因在于那些灯在其灯丝和电源之间具有物 理连接。这样的灯在端部被密封，并且连接灯丝的导线伸入外界以便与电源进行物理连接。 该物理连接由于灯丝输入/输出连接故障而导致高故障率，而灯丝输入/输出连接故障又 是由于在灯正常工作期间连接中的材料的不同热膨胀率而使得接口处出现的压力所致。用 于这些系统的已知钨卤素灯使用了相对纤细的单根灯丝来产生所需热量。例如，一种这样 使用了许多年的灯是1000瓦，240伏的具有150小时额定寿命的钨卤素灯。该灯具有23000 流明的输出，其中色温为3200K以及最高灯泡温度为900°C。 如果这种灯的功率输出和寿命能够增加，同时降低灯的复杂度并且保持或降低成 本，则对于本领域是有益的。
发明内容
因此，本发明的目标是克服现有技术的缺陷。 本发明的另一个目标是加强RTP中所使用的灯的操作。 本发明的又另一个目标是提高钨卤素灯的性能。 在本发明的一个方面，这些目标通过一种用于在快速热处理中使用的灯得以实 现，所述灯包括沿纵轴设置并且具有顶部和底部的灯包壳；具有第一引入线的第一巻曲 线圈灯丝和具有第二引入线的第二巻曲线圈灯丝，所述第一巻曲线圈灯丝与第二巻曲线圈
3灯丝在所述包壳内彼此平行设置并且与所述纵轴平行设置；在远离所述引入线的端部连接 所述第一和第二灯丝的串行连接器；以及位于所述灯包壳的底部附近的电绝缘支撑体，所 述第一引入线、所述第二引入线和所述串行连接器的至少一部分被密封在所述绝缘支撑体 内，由此所述第一和第二引入线以及所述串行连接器的至少一部分为所述第一和第二灯丝 提供仅有的支撑。 令人惊讶的是，当与单线圈灯(SP， 1000瓦和240伏)在相同的温度下工作时，双 灯丝灯(其灯丝具有两倍于单灯丝CC6的厚度，但是具有相同的体积)具有250小时的额 定寿命以及27500流明的流明输出。所获得的流明和寿命完全是出乎预料的，原因在于这 些数值之一的任意增加通常意味着另一个数值的降低。
图1图示了本发明的实施例。
具体实施例方式
为了更好地理解本发明及其另外和其它目标、优势和性能，结合以上所描述的附 图参考以下所公开的内容和所附权利要求。 现在详细参见附图，在图中示出了除其它应用之外可在快速热处理中采用的灯 IO，例如钨卤素灯。灯10具有沿纵轴14设置的包壳12并且具有顶部16和底部18。位于 包壳12内的是具有第一引入线20a的第一巻曲线圈灯丝20和具有第二引入线22a的第二 巻曲线圈灯丝22，第一和第二线圈在所述包壳12内彼此平行设置并且与纵轴14平行设置。 在本发明的优选实施例中，所述第一和第二灯丝20、22具有两倍于正常CC6灯丝的直径的 导线直径，但是体积实质上与单灯丝的相等。更大的直径带来更高的机械稳定性并且有利 于增加寿命。 串行连接器24在远离所述引入线20a、22a的端部20b、22b连接所述第一和第二
灯丝20、22，所述串行连接器24可以是连接到线圈的单独实体或者是线圈本身的整体扩
展。诸如玻璃或石英之类的适当材料的电绝缘支撑体26位于所述灯包壳12的底部18附
近，并且所述第一引入线20a、第二引入线20a和所述串行连接器24的至少一部分24a被密
封在所述绝缘支撑体26内，由此所述第一和第二引入线20a、22a以及所述串行连接器24
的至少一部分24a为所述第一和第二灯丝20、22提供仅有的支撑。该系统省略了之前支撑
灯丝所需要的若干独立支撑管脚，并且降低了材料成本以及制造所述灯的复杂度。 具有两倍于之前所使用的单灯丝的导线直径的双灯丝的灯10为所述灯提供了高
于同等单灯丝灯26%的流明输出以及长于同等单灯丝灯64%的寿命预期。如之前所提到
的，寿命和流明输出都有所增加的灯是极度不同寻常的，原因在于通常认为这两个条件是
互斥的。 虽然已经对本发明目前所认为的优选实施例进行了图示和描述，但是对于本领域 技术人员显而易见的是，可在其中进行各种变化和修改而不会背离所附权利要求所确定的 本发明的范围。
权利要求
一种在快速热处理中使用的灯，包括沿纵轴设置并且具有顶部和底部的灯包壳；具有第一引入线的第一卷曲线圈灯丝和具有第二引入线的第二卷曲线圈灯丝，所述第一卷曲线圈灯丝与第二卷曲线圈灯丝在所述包壳内彼此平行设置并且与所述纵轴平行设置；在远离所述引入线的端部连接所述第一灯丝和第二灯丝的串行连接器；以及位于所述灯包壳的所述底部附近的电绝缘支撑体，所述第一引入线、所述第二引入线和所述串行连接器的至少一部分被密封在所述绝缘支撑体内，由此所述第一引入线和第二引入线以及所述串行连接器的所述至少一部分为所述第一灯丝和第二灯丝提供仅有的支撑。
2. 如权利要求1所述的灯，其中所述灯丝具有两倍于正常CC6灯丝的直径的导线直径。
3. 如权利要求2所述的灯，其中所述灯比类似的具有实质上相等体积的单灯丝的灯具 有更高的流明输出和更长的寿命。
4. 如权利要求3所述的灯，其中所述更高的流明输出实质上等于比所述单灯丝高 26% ，并且所述寿命比所述单灯丝灯约长64% 。
全文摘要
一种可在快速热处理中使用的灯，具有沿纵轴设置的灯包壳并且具有顶部和底部。具有第一引入线的第一卷曲线圈灯丝和具有第二引入线的第二卷曲线圈灯丝，在包壳内彼此平行设置并且与纵轴平行设置。串行连接器连接第一和第二灯丝；并且电绝缘支撑体位于所述灯包壳的底部附近。所述第一引入线、第二引入线和所述串行连接器的至少一部分被密封在绝缘支撑体内，由此第一和第二引入线以及所述串行连接器的至少一部分为第一和第二灯丝提供仅有的支撑。在优选实施例中，第一和第二灯丝具有两倍于正常CC6灯丝的直径的导线直径。
文档编号H01K1/18GK101752199SQ20091025230
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月2日 优先权日2008年12月2日
发明者C·加西亚 申请人:奥斯兰姆施尔凡尼亚公司