JP2009238552A - フィラメントランプ - Google Patents

Abstract

【課題】複数のフィラメントが発光管の管軸方向に順次に並んで配設されたフィラメントランプにおける中央部側のフィラメントの放射光を遮ることのないようにしたフィラメントランプを提供すること。
【解決手段】 複数のフィラメントのうち、両端封止部に直近する２つのフィラメントの内部リードを、それぞれ直近の封止部方向に延在し、該同一封止部で金属箔に接続して封止することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明はフィラメントランプに関するものであり、特に、被処理体を加熱するために用いられるフィラメントランプに係わるものである。

半導体製造工程における、例えば成膜、酸化、不純物拡散、窒化、膜安定化、シリサイド化、結晶化、イオン注入活性化などの様々なプロセスを行う急速熱処理（以下、「ＲＴＰ：Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」ともいう。）に用いられる加熱処理装置としては、例えば光透過性材料からなる発光管の内部にフィラメントが配設されてなる白熱ランプなどの光源からの光照射によって、被処理体に接触することなくこれを加熱することのできる光照射式の加熱処理装置が広く利用されている（特許文献１、特許文献２参照）。

本発明者等は、このような光照射式の加熱処理装置の光源として用いられる次のような構成を有するフィラメントランプを提案している（特許文献３参照）。

このフィラメントランプを、図５を参照して説明すると、両端が端部封止部２ａ、２ｂで気密に封止された直管状の発光管１内には、コイル状のフィラメント４、５、６が発光管１の管軸方向に伸びるよう順次に並んで配置され、各フィラメント４、５、６の両端には、それぞれ給電用の内部リード４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂが連結されている。

上記の各フィラメントの内部リードは、それぞれ両端封止部に延びて、個別に金属箔を介して外部リードに電気的に接続されている。
即ち、各フィラメント４、５、６の一端側の内部リード４ａ、５ａ、６ａはそれぞれ一端側封止部２ａの金属箔７ａ、８ａ、９ａを介して、一端側の外部リード１０ａ、１１ａ、１２ａに電気的に接続されている。
同様に、他端側の内部リード４ｂ、５ｂ、６ｂはそれぞれ他端側封止部２ｂの金属箔７ｂ、８ｂ、９ｂを介して、他端側の外部リード１０ｂ、１１ｂ、１２ｂに電気的に接続されている。

そして、各フィラメント４、５、６は、これら各外部リード１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂを介してそれぞれ別個の給電装置１３、１４、１５に接続されていることにより、個別に給電可能とされている。
なお、１６、１７、１８はそれぞれ各フィラメント４、５、６の内部リード４ｂ、５ａ、５ｂ、６ａに被嵌された絶縁管で、それぞれ他のフィラメント４、５、６に対向する部位に設けられている。
また、１９、２０、２１は、発光管１の内壁と絶縁管１６、１７、１８との間の位置において、発光管１の管軸方向に並設された環状のアンカーであって、各フィラメント４、５、６は、それぞれ、例えば２個のアンカーによって発光管１と接触しないよう支持されている。

このような構成のフィラメントランプを用いた光照射式加熱処理装置によれば、複数のフィラメントに対して個別に給電できて各フィラメントの発光等の制御を個別に行うことができることから、例えば熱処理される被処理体上における場所的な温度変化の度合いの分布が被処理体の形状に対して非対称である場合であっても、当該被処理体の特性に応じた所望の放射照度分布で光照射することができる結果、被処理体を均一に加熱することができ、従って、被処理体における被照射面の全体にわたって、均一な温度分布を実現することができるという利点を有する。

特開平７−３７８３３号公報 特開２００２−２０３８０４号公報 特開２００６−２７９００８号公報

上記従来技術においては、各フィラメント４、５、６と内部リード４ｂ、５ａ、５ｂ、６ａの放電を防止するために絶縁管１６、１７、１８が被嵌されるので、フィラメントから放射された光がこの絶縁管によって遮られることがあり、被処理体の被照射面における照度分布が均一にならず、その温度分布を均一にすることができないという問題があった。
とりわけ、被処理体の中央直上に位置する中央部のフィラメントからの放射光が遮られることは、被処理体への照度分布の均一性に多大な悪影響を及ぼすものである。
上記において、内部リードに絶縁管を被嵌した例を説明したが、絶縁管がない場合にあっても内部リードによって、放射光が遮られるという同様な不具合が発生する。

この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、多数のコイル状のフィラメントが発光管内部に配設されたフィラメントランプにおいて、発光管の管軸方向で中央部側に位置するフィラメントからの放射光をなるべく遮ることなく有効に利用できるようにしたフィラメントランプを提供せんとするものである。

この発明は、両端に封止部が形成された発光管の内部に、３つ以上のコイル状のフィラメントがそれぞれ発光管の管軸方向に順次に並んで配設され、各フィラメントの両端に一対の内部リードが連結され、各内部リードが封止部に埋設された複数の金属箔に対してそれぞれ電気的に接続されたフィラメントランプにおいて、前記フィラメントのうち、前記各封止部の直近に配置された２つのフィラメントの両端にそれぞれ連結された前記一対の内部リードが、前記フィラメントの直近の同一封止部方向に延在して、該封止部で保持されるとともに、前記２つのフィラメントの間に配置されたフィラメントの両端に連結された前記一対の内部リードが、前記発光管の管軸方向において互いに異なる方向に延在して両端の各封止部で保持されていることを特徴とする。

更には、前記各封止部の近傍には、それぞれ前記各封止部に向けて延在する各内部リードを保持するガラスブリッジが設けられ、前記各封止部の直近に配置された各フィラメントが、一端側が当該フィラメントに保持され、他端側が前記発光管の管軸方向に延在して前記各ガラスブリッジで保持される線状アンカーを備えていることを特徴とする。

この発明のフィラメントランプは、両端封止部の直近に位置するフィラメントの内部リードを同一の封止部で保持するようにしたため、中央側に位置するフィラメントの近傍を延在する内部リードの数を減らすことができ、この内部リードに被嵌される絶縁管による放射光の遮断を減少することができるという効果を奏するものである。これにより、被処理体の直上に位置するフィラメントからの放射光が均一に被処理体に照射されることになる。

図１は、本発明のフィラメントランプの全体の構成を示す斜視図、図２は平面図である。以下に、図１および図２を用いて本発明のフィラメントランプの構成を説明する。
発光管１内には、３つのフィラメント２４、２５、２６が管軸方向に並んで配置されている。一端部の封止部２ａに直近するフィラメント２４の内部リード２４ａ、２４ｂは、封止部２ａから延在してそれぞれフィラメント２４の端部に接続されている。これら内部リード２４ａ、２４ｂは共に、同一の封止部２ａにおいて金属箔２７ａ、２７ｂと接続するように保持されている。
一方、中央部に位置するフィラメント２５の内部リード２５ａ、２５ｂはそれぞれ両端の封止部２ａ、２ｂ方向に延在し、当該封止部で金属箔２８ａ、２８ｂと接続するように保持されている。
他端側の封止部２ｂに直近するフィラメント２６に関しても、上記フィラメント２４と同様に、その内部リード２６ａ、２６ｂは他端部の封止部２ｂ内で金属箔２９ａ、２９ｂと接続するように保持されている。
金属箔２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂには、それぞれ外部リード３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂが接続されている。

また、発光管１の内部の封止部２ａ、２ｂ近傍には、ガラスブリッジ３５、３５が設けられている。該ガラスブリッジ３５は、図３に示すように、一対の円柱状ガラス部材３５ａからなり、その間に前記内部リード２４ａ、２４ｂ、２５ａが狭持されると共に、アンカー３６、３７を狭持している。該アンカー３６、３７の先端のリング部３６ａ、３７ａは、それぞれフィラメント２４を長手方向にほぼ３等分するようにフィラメント２４に対して取り付けられている。
また、３８は中央部のフィラメント２５を支えるリング状アンカーである。
なお、上記構造においては、内部リード２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ｂには絶縁管を被嵌させていない構造を示したが、図５に示す従来技術のように被嵌させる構造であってもよいことは勿論である。

上記のような構成とすることにより、中央部のフィラメント２５の近傍には内部リードが延在することがなく、被処理体の直上に位置するフィラメント２５からの照射光が内部リードや、これに被嵌される絶縁管によって遮られることがなく、均一照射が達成される。
なお、両端封止部の近傍に位置するフィラメント２４、２６の近傍を延在する内部リードの本数に関しては、従来技術と同数であって、これらのフィラメントは一般に被処理体を載置する載置台の周辺のガードリング（図示せず）に対応することになり、該内部リードにより受ける影響は少ない。

上記実施例においては、フィラメント数が３本の場合について説明したが、これに限られず、図４に示すように、４本の場合においても適用されうる。詳細な説明は省くが、上記実施例と同様に、この場合にも、両端の封止部近傍に位置するフィラメント２４、２６の内部リードを図２の実施例のごとく、それぞれ同一封止部２ａ、２ｂ方向に延在して同封止部で金属箔に接続すればよい。他の中央側のフィラメント２５、４０の両端の内部リードはそれぞれが両端の封止部２ａ、２ｂに延在して封止される。

以上の説明で分かるように、フィラメント数はそれ以上、例えば、５本の場合であっても同様で、両端の封止部近傍に位置する２つのフィラメントの内部リードを同様な構成とすればよい。

このように構成することにより、軸方向で中央側に位置するフィラメントの近傍を延在する内部リードの数を、全てのフィラメントの内部リードを互いに別方向の封止部に延在させた従来技術に比べて、２本（両端封止部近傍のフィラメント数の相当）減ずることができて、放射光の遮光を減少することができるものである。

この発明のフィラメントランプの第１実施例を表す斜視図。 図１の平面図。 図１の部分説明図。 この発明のフィラメントランプの第２実施例の平面図。 従来技術を表す。

符号の説明

１ 発光管
２ａ、２ｂ 封止部
２４、２５、２６、４０ フィラメント
２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂ 内部リード
３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ 外部リード
２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ 金属箔
３５ ガラスブリッジ
３６、３７ 線状アンカー

Claims (2)

1. 両端に封止部が形成された発光管の内部に、３つ以上のコイル状のフィラメントがそれぞれ発光管の管軸方向に順次に並んで配設され、各フィラメントの両端に一対の内部リードが連結され、各内部リードが封止部に埋設された複数の金属箔に対してそれぞれ電気的に接続されたフィラメントランプにおいて、
   前記フィラメントのうち、前記各封止部の直近に配置された２つのフィラメントの両端にそれぞれ連結された前記一対の内部リードが、前記フィラメントの直近の同一封止部方向に延在して、該封止部で保持されるとともに、
   前記２つのフィラメントの間に配置されたフィラメントの両端に連結された前記一対の内部リードが、前記発光管の管軸方向において互いに異なる方向に延在して両端の各封止部で保持されていることを特徴とするフィラメントランプ。
2. 前記各封止部の近傍には、それぞれ前記各封止部に向けて延在する各内部リードを保持するガラスブリッジが設けられ、
   前記各封止部の直近に配置された各フィラメントが、一端側が当該フィラメントに保持され、他端側が前記発光管の管軸方向に延在して前記各ガラスブリッジで保持される線状アンカーを備えていることを特徴とする請求項１に記載のフィラメントランプ。

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