(57)【要約】【課題】Ｕ字型に曲がったダブルエンドタイプの、内部にフィラメントを有するランプである発熱光源において、フィラメントにはたるみが発生しないようにテンションがかけられているとともに、管の曲がった部分において、フィラメントが管壁に接近することない発熱光源を提供すること。【解決手段】フィラメントが収納される容器は、一側面に開口を有し、容器の両端には、容器の長手方向と直交する方向に、フィラメントの両側が導出される導出管が設けられている。フィラメントにはサポータが２個以上取り付けられており、フィラメントは、サポータが、サポータ係止部により支持されることで容器内に固定される。サポータ係止部の間隔は、サポータを支持したとき、フィラメントに十分なテンションが加わるような間隔で設けられている。【選択図】    図１
2005197101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側面に開口を有しフィラメントが収納される容器と、
上記容器の両端に、該容器の長手方向と直交して設けられた、上記フィラメントの両側が導出される導出管と、
上記容器の開口に溶着された、上記フィラメントからの放射光を透過するふた部材とを備え、
上記容器内に収納されるフィラメントには、２個以上のサポータが取り付けられており、
上記サポータは、上記フィラメントにテンションがかかるように、離間して設けられている、上記容器内のサポータ係止部により支持されている
ことを特徴とする発熱光源。
【請求項２】
上記サポータ係止部は、板状の部材が上記容器の内面に接合されたものであることを特徴とする請求項１に記載の発熱光源。
【請求項３】
上記ふた部材が平板であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発熱光源。
【請求項４】
上記容器の長手方向の両端は、該容器の長手方向と直交する平面であることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の発熱光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体ウエハやディスプレイパネルに使用されるガラス基板等の基板を加熱処理するための発熱光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部にフィラメントを有するハロゲンランプを発熱光源とし、半導体ウエハやディスプレイパネルに使用されるガラス基板等の基板を加熱処理する技術が良く知られている。
例えば、特許文献１には、半導体ウエハであるシリコン基板を急速に加熱するＲＴＰシステム用熱処理装置が記載されている。同公報における熱処理装置は、加熱源として複数のハロゲンランプを用いている。
【０００３】
同公報において使用されるハロゲンランプは、ランプの両端２ヶ所に電極部を有するダブルエンドタイプと呼ばれる形のものであるが、同公報図１に示されるように、外形がＵの字状で、タングステンのフィラメントを内蔵し、被処理体（シリコン基板）と平行に配置される照射領域を構成する直管部と、その直管部の両端に設けられた直立状管部とで構成されている。
【０００４】
上記公報においては、このようなＵ字型のランプを複数個、直管部の端部同士を隣り合わせて円環状に並べ、加熱源としている。ランプの外形がＵの字状であるので、ランプの照射領域を構成する直管部のみが被処理体に対向し、被処理体を均一な分布で効率よく加熱することができる。
【０００５】
このような、ランプを加熱源とする熱処理装置は、シリコン基板以外の、例えばディスプレイパネル用のガラス基板の処理にも用いることができるし、急速加熱以外の、例えば被処理体を一定温度で加熱する場合にも用いることができる。
【特許文献１】特開２００３-５９８５３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記公報図１に示されるような、直管部と直管部の両端に設けられた直立状管部とで構成されているＵ字型に曲がったランプ（以下Ｕ字型ランプと呼ぶ場合がある）の製造には、次のような問題がある。
ハロゲンランプの内部のフィラメントには、点灯中にたるみが生じないように、テンションをかけた状態でランプに取り付けられていなくてはならない。しかし、Ｕ字型ランプにおいては、管を曲げた後ではフィラメントにテンションをかけることができないので、以下のような手順でランプを製作する。
【０００７】
まず、ガラス管の中にフィラメントを挿入し、該フィラメントにテンションをかけて両端をシールした、直管状のランプを製作する。その後、所定の部分で管を曲げる。
図５にフィラメントにテンションをかけた状態で管を９０°に曲げた場合のフィラメントの様子を示す。この時、ガラス管は９０°に曲がるが、内部のフィラメントは９０°には曲がらず、図５（ａ）に示すように、曲げた部分においてフィラメントがガラス管の曲がった部分の管壁に極端に接近した状態になる。
【０００８】
このようなフィラメントがガラス管の管壁に接近した状態でランプを点灯すると、フィラメントの熱によりガラス管が局部的に高温となり、管に穴があくことがあり、不具合の原因になる。
この対策として、管の曲がった部分において、フィラメントをサポータで支えることも考えられるが、図５（ｂ）に示すように、サポータフィラメントにより押さえつけられ変形してしまうので、十分な解決手段にはならない。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、Ｕ字型に曲がったダブルエンドタイプの、内部にフィラメントを有するランプである発熱光源において、フィラメントには、点灯中たるみが生じないようにテンションがかけられているとともに、管の曲がった部分において、フィラメントが管壁に接近することなく、ランプ点灯中に、管が局部的に高温となり、穴があくことのない発熱光源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る発熱光源は次のような特徴を有する。フィラメントが収納される容器は、一側面に開口を有し、容器の両端には、容器の長手方向と直交する方向に、フィラメントの両側が導出される導出管が設けられている。フィラメントには、フィラメントを支えるサポータが２個以上取り付けられており、容器の内部には、サポータ係止部が２ヵ所以上設けられている。
フィラメントは、開口部から容器内部に挿入され、フィラメントに取り付けられている２個あるいはそれ以上のサポータが、サポータ係止部により支持されて容器内に固定される。サポータ係止部の間隔は、サポータが支持されたとき、フィラメントに十分なテンションが加わるような間隔で設けられている。
フィラメントを容器内部に固定後、容器の開口には、フィラメントからの放射光を透過するふた部材が溶着される。
【００１１】
フィラメントに設けるサポータは、フィラメント全体にテンションを与えるために、少なくともフィラメントが点灯時に発光する部分の両側に、一つずつ、合計２個必要であり、容器に設けるサポータ係止部もそれに対応して一つずつ、合計２個必要である。
フィラメントが長い場合は、サポータの数を３個以上設けても良く、サポータ係止部も、サポータの数に応じて増やしても良い。しかし、フィラメントにテンションが十分にかけられるのであれば、サポータ係止部は、サポータの数を２個の場合と同様に、両側に一つずつのみでも良い。
【００１２】
なお、サポータ係止部は、容器内面に形成した凹部や凸部であっても良いし、板状部材を容器の内面に接合したものであっても良い。
また、容器の開口に溶着するふた部材は平板であっても良い。フィラメントが収納される容器の両端は、容器の長手方向と直交する平面であっても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る発熱光源によれば、フィラメントに２個以上のサポータを取り付け、該サポータを、フィラメントにテンションがかかるような間隔で容器に設けた係止部により支持されるので、フィラメントの直線状の発光領域のみにテンションがかかり、フィラメントが曲がる部分にはテンションがかからない。したがって、管の曲がった部分において、フィラメントが管壁に接近することない。これにより、ランプ点灯中に、管の曲がった部分において、管が局部的に高温となることがなく、穴があくことを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に本発明の発熱光源であるランプの概略構成を示す。図1は発熱光源であるランプの概略構成を示す斜視図、図２（ａ）（ｂ）は同ランプの平面図と側断面図、図３は同ランプの完成斜視図である。
図1に示すように、フィラメント１０の両端には、モリブデン箔１２と、電極棒１３が取り付けられ、電極部１４が構成される。フィラメント１０の発光部の両側には、サポータ１１，１１’が取り付けられている。サポータは、リングアンカーとも呼ばれ、容器の内壁に接し、フィラメント１０が容器の内壁に接触しないように支持する。
【００１５】
フィラメント１０を配置するガラス製の容器２０は、フィラメント１０の発光部の長さに応じた長辺を有する直方体であり、一側面に開口２１を有する。容器２０の開口２１と対向する側の両端２ヶ所には、フィラメント１０の電極部が導出される導出管２２が設けられている。
また、容器２０の長手方向、即ち容器内のフィラメント１０の伸びる方向の両端は、該容器の長手方向と直交する平面とされている。
さらに、容器２０の内壁には、フィラメント１０に設けたサポータ１１，１１’に対応して、フィラメント１０にテンションがかかるような間隔で、サポータの係止部である凹部２３，２３’が設けられている。
【００１６】
フィラメント１０を容器２０に取り付けるにおいては、まず、フィラメント１０の両電極部１４を、両導出管２２に挿入する。次に、図１中点線で示すように、フィラメント１０が伸びる方向（外側）にサポータ１１，１１’を引っ張り、サポータ係止部である凹部２３，２３’に引っ掛けて支持する。上記したように、サポータ係止部である凹部２３，２３’は、フィラメント１０にテンションがかかるような間隔で設けられているので、フィラメント１０は、両サポータ１１，１１’間にはテンションがかかっているが、サポータ１１，１１’から電極部１４までの間にはテンションはかからない状態で容器２０内に固定される。
【００１７】
図２に、図１のランプにおいてフィラメント１０が容器２０内部に固定された状態を示す。図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は側断面図である。同図に示されるように、フィラメント１０の両側に設けたサポータ１１，１１’は、サポータ係止部である凹部２３，２３’に挿入されることにより支持され、フィラメント１０はテンションがかかった状態で固定される。
【００１８】
導出管２２の電極部１４をピンチシールする。また、図１に戻り、図中二点鎖線で示すように、平面の板状のふた部材２４を容器２０の開口２１にかぶせ、非酸化雰囲気にて高温で圧力を加えて溶着する。ふた部材２４は、容器と同じ材質である石英を用いても良いが、フィラメント１０からの放射光を透過するものであれば、他の材質のものを使用してもよい。
導出管２２に設けられている排気管２５から容器２０内部のエアーを排気し、ハロゲンガスを封入する。
【００１９】
図３にこのようにして製作したランプの完成斜視図を示す。このようなランプを、複数、ふた部材２４が被処理物に対向するように並べ、加熱装置の加熱源とする。
上記したように、容器２０の長手方向の両側面は、容器の長手方向と直交する平面であるので、該ランプを並べる時、隣り合う２つのランプの発光部どうしの間隔、即ち発光していない部分を狭くすることができる。したがって、被処理物を効率よく加熱することができる。
【００２０】
本発明の発熱光源であるランプの構造は、上記以外に種々のバリエーションが考えられる。
例えば、容器２０の開口２１に溶着するふた部材２４は、図１では平面の板状部材としたが、他の形状、例えば断面が半円形の樋状の部材であっても良い。ただし、平面の板状部材とすると、ランプのフィラメント１０を被処理物に接近させることができ、したがって、被処理物を効率よく加熱することができる。
【００２１】
図４に、発熱光源であるランプの他の構成を示す。同図に示すように、フィラメント１０を収納する容器２０は直方体ではなく、断面が半円形の樋状であっても良い。その場合、容器２０の内壁に、反射膜３０をコーティングにより設ければ、フィラメント１０からの光が、すべてふた部材２４の方向に反射するようになるで、被処理物を効率よく加熱できるとともに、別途反射ミラーを設ける必要がなくなる。
【００２２】
また、容器２０内壁に設けるサポータの係止部は、凹部ではなく凸部であっても良い。また、図４に示すような、フィラメント１０が通るくぼみを有する板状部材４０，４０’であって、容器２０の内面に接合されているものであっても良い。この場合は、サポータ１１，１１’を該板状部材４０，４０’の外側に引っ掛けて支持する。内壁に凹部を設ける場合に比べて、構成部品は増えるがサポータ１１，１１’の支持が頑丈になる。
【００２３】
なお、フィラメントに設けるサポータの数は、フィラメントの発光領域全体にテンションを与えるため、少なくとも点灯時発光する領域の両側に必要であるが、その間にその他いくつか設けても良い。
これに対し、サポータ係止部は、発光領域の両側に設けたサポータを支持するために、これに対応して少なくとも２個所に必要であるが、該２ヶ所のみで、フィラメントの発光領域全体にテンションがかけられるのであれば、それ以外には設けなくても良い。
フィラメントが長くなる場合には、サポータを３個以上設けるとともに、サポータ係止部も増やし、フィラメントに対し分割してテンションをかけるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の発熱光源であるランプの概略構成を示す図である。
【図２】フィラメントが容器内に固定された状態を示す図である。
【図３】ランプの完成斜視図である。
【図４】本発明に係る発熱光源の他の構成を示す図である。
【図５】フィラメントにテンションをかけた状態で管を９０°に曲げた場合のフィラメントの様子を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０    フィラメント
１１，１１’    サポータ
１２    モリブデン箔
１３    電極棒
１４    電極部
２０    容器
２１    開口
２２    導出管
２３，２３’    凹部
２４    ふた部材
２５    排気管
３０    反射膜
４０，４０’    板状部材
５０    ガラス管
【図１】
2005197101.tif 000003
【図２】
2005197101.tif 000004
【図３】
2005197101.tif 000005
【図４】
2005197101.tif 000006
【図５】
2005197101.tif 000007