(57)【要約】【課題】複数本の閃光放電ランプを平面状に互いに並行となるように配置された閃光放電ランプ装置において、最外側に配置される閃光放電ランプに生起されるローレンツ力を軽減すること。【解決手段】複数の閃光放電ランプ１が、平面状に並行に配列され、かつ隣接する閃光放電ランプに流れる電流の向きが互いに逆向きとなるように配列された閃光放電ランプ装置において、複数の閃光放電ランプ１のうち最外側に位置する閃光放電ランプ１−１，１−２の外側に沿って、当該最外側に位置する閃光放電ランプ１−１，１−２の電流の向きと逆向きの電流を流す導電体１１−１，１１−２を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の閃光放電ランプが、平面状に並行に配列され、かつ隣接する閃光放電ランプに流れる電流の向きが互いに逆向きとなるように配列された閃光放電ランプ装置において、
前記複数の閃光放電ランプのうち最外側に位置する閃光放電ランプの外側に沿って、当該最外側に位置する閃光放電ランプの電流の向きと逆向きの電流を流す導電体を設けたことを特徴とする閃光放電ランプ装置。
【請求項２】
前記導電体は、前記最外側に位置する閃光放電ランプに電流を供給するリード線からなることを特徴とする請求項１に記載の閃光放電ランプ装置。
【請求項３】
前記導電体と前記最外側に位置する閃光放電ランプとの離間距離は、各閃光放電ランプの離間距離より大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の閃光放電ランプ装置。    
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体基板への光照射を行う閃光放電ランプ装置に係わり、更に詳しくは、極めて短時間で半導体基板の活性化等の処理や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の製造工程の結晶化の処理を行う閃光放電ランプ装置に関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来、トランジスタの製造工程においては、種々の熱処理が行われており、その中でも、浅い拡散層であるｐｎ接合の形成プロセスは重要な熱処理工程といわれている。ｐｎ接合を形成する場合、イオン注入によってシリコン基板中に不純物を導入し、続いて熱処理によって注入された不純物の活性化処理を行うが、かつては活性化処理に拡散炉が使用しされていたが、ハロゲンランプを使用して急速加熱処理が行われるようになってきた。しかし、近年では一層の高集積化の進展により、ｐｎ接合深さは２０ｎｍオーダーが求められるようになり、ハロゲンランプによる急速加熱では薄い拡散層を制御することは困難となってきた。
【０００３】
そこで、より近年では、極めて短時間で加熱処理を行うために、点灯時間が極めて短く高い照射エネルギーが得られる閃光放電ランプを用い、被処理物の大きさに応じてその配列本数を適宜設定して構成してなる閃光放電ランプ装置が用いられるようになってきた。
【０００４】
図６、図７および図８は、従来技術に係る閃光放電ランプ装置を示す図である。    
図６は、閃光放電ランプ装置における閃光放電ランプの配列構成を示す平面図、図７は図６のＸ−Ｘ線から見た断面図である。
【０００５】
これらの図に示すように、複数本の閃光放電ランプ１は、平面状に互いに並行となるように配置されると共に、それぞれの閃光放電ランプ１に流れる電流の方向が隣接する閃光放電ランプ１に流れる電流の方向と逆向きとなるように配置されている。また各閃光放電ランプ１の後方には反射鏡６が設けられ、各閃光放電ランプ１の管型封体４内には、陽極２と陰極３が配置され、その外表面には同一形状のトリガ電極５が管軸に沿って配設されている。このトリガ電極５は直線部５１とこの直線部５１を保持するために設けられ管型封体４の外周を囲むように配設された複数個の保持部５２とから構成されている。
【０００６】
図８は、この閃光放電ランプ装置の回路構成を示す図であり、１つのランプ用直流電源７に対して、ランプ用コンデンサ８と、閃光放電ランプ１と波形整形用コイル９との直列回路とがそれぞれ並列接続され、それらの並列回路が複数の閃光放電ランプ１に対応して複数個、例えば３０個配設されるように構成されている。また各トリガ電極５には各トリガ回路１０からトリガ電圧が印加されるように構成されている。
各閃光放電ランプ１は、各トリガ回路１０から各トリガ電極５にトリガ電圧が印加されると、ランプ用直流電源７によって各ランプ用コンデンサ８に充電された電荷が各閃光放電ランプ１を介して放電することによって点灯するように構成されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２３１４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、複数の閃光放電ランプを平面状に配列すると共にそれらの極性を同一方向に配列し、各閃光放電ランプを一斉に点灯した場合には、互いに他の閃光放電ランプに流れる電流によって各閃光放電ランプにローレンツ力が印加されてしまう。このローレンツ力の大きさは、閃光放電ランプの電流に比例すると共に各閃光放電ランプ間の距離に反比例する。通常、閃光放電ランプの管型封体は細長く、中央部には大きなモーメント力が加わり、管型封体に紫外線による歪みや熱歪みが存在する場合には、このような過大なローレンツ力により管型封体が破損するおそれがあった。
【０００９】
そこで、上記従来技術に示すように、各閃光放電ランプ１を各閃光放電ランプ１に流れる電流の方向が隣接する閃光放電ランプ１に流れる電流の方向と逆向きとなるように配置することにより、隣接する閃光放電ランプ１同士によって生起されるローレンツ力が互いに軽減され、各閃光放電ランプ１の各管型封体に加えられるローレンツ力を十分小さくすることができる。
【００１０】
しかし、上記従来技術に示すように閃光放電ランプ１を配列しても、図８に示すように、複数の平面状に配置された閃光放電ランプ１のうち両端に位置する閃光放電ランプ１−１，１−２、即ち、最外側に位置する閃光放電ランプ１−１，１−２には、その閃光放電ランプの外側にはローレンツ力を打ち消すための閃光放電ランプが存在しない。そのため、この最外側の閃光放電ランプ１−１，１−２に加えられるローレンツ力を軽減することができず、最外側の閃光放電ランプ１−１，１−２の管型封体を破損するおそれがあった。
【００１１】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、複数本の閃光放電ランプを平面状に互いに並行となるように配列すると共に、それぞれの閃光放電ランプに流れる電流の方向が隣接する閃光放電ランプに流れる電流の方向と逆向きとなるように配列した閃光放電ランプ装置において、最外側に配置される閃光放電ランプに生起されるローレンツ力を軽減することを可能にした閃光放電ランプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、複数の閃光放電ランプが、平面状に並行に配列され、かつ隣接する閃光放電ランプに流れる電流の向きが互いに逆向きとなるように配列された閃光放電ランプ装置において、前記複数の閃光放電ランプのうち最外側に位置する閃光放電ランプの外側に沿って、当該最外側に位置する閃光放電ランプの電流の向きと逆向きの電流を流す導電体を設けたことを特徴とする。
【００１３】
第２の手段は、第１の手段において、前記導電体は、前記最外側に位置する閃光放電ランプに電流を供給するリード線からなることを特徴とする。
【００１４】
第３の手段は、第１の手段または第２の手段において、前記導電体と前記最外側に位置する閃光放電ランプとの離間距離は、各閃光放電ランプの離間距離より大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、複数の閃光放電ランプが、平面状に並行に配列され、かつ隣接する閃光放電ランプに流れる電流の向きが互いに逆向きとなるように配列された閃光放電ランプ装置において、前記複数の閃光放電ランプのうち最外側に位置する閃光放電ランプの外側に沿って、当該最外側に位置する閃光放電ランプの電流の向きと逆向きの電流を流す導電体を設けたので、導電体に最外側の閃光放電ランプに流れる電流の向きと逆向きの電流を流すことにより、最外側の閃光放電ランプの各管型封体に加えられるローレンツ力を十分小さくすることができ、管型封体の破損を防止することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、導電体は、最外側に位置する閃光放電ランプに電流を供給するリード線からなるので、リード線に最外側の閃光放電ランプに流れる電流の向きと逆向きの電流が流れることにより、最外側の閃光放電ランプの各管型封体に加えられるローレンツ力を十分小さくすることができ、管型封体の破損を防止することができる。また、最外側に位置する閃光放電ランプに電流を供給するリード線を利用しているので、閃光放電ランプ装置を簡潔に構成することができる。また、最外側の閃光放電ランプに電流が流れるタイミングと各リード線に電流が流れるタイミングの差をほぼ一致させることができ、最外側の閃光放電ランプの各管型封体に加えられるローレンツ力をタイミング良く小さくすることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、導電体と最外側に位置する閃光放電ランプとの離間距離は、各閃光放電ランプの離間距離より大きくしたので、最外側の閃光放電ランプに印加される力を低下させることができ、ある位置関係においては印加される力をほぼ０にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の第１の実施形態を図１および図２を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係る閃光放電ランプ装置における閃光放電ランプと導電体の配置構成を示す側面断面図、図２は、本実施形態の発明に係る閃光放電ランプ装置の回路構成を示す図である。
これらの図において、１は、例えば、外径φ１３ｍｍ（内径φ１０ｍｍ）の透明石英ガラスからなる閃光放電ランプ、１−１，１−２は平面状に並行に配列され複数の閃光放電ランプ１のうち、最外側に配列された閃光放電ランプ、５はトリガー電極、５ａは、例えば、φ１ｍｍのタングステンからなるトリガワイヤ、５ｂは、例えば、外径φ４．２ｍｍ（内径１．８ｍｍ）からなる、閃光放電ランプ１から放射される光や熱によりトリガワイヤ５ａが酸化したり、飛散したりすることを防止するために設けられたガラス管、１１−１は平面状に配列された複数の閃光放電ランプ１のうち、最外側に配列された閃光放電ランプ１−１の外側に沿って配列された、例えば、外径φ５ｍｍの金属の棒状体等からなり、閃光放電ランプ１−１に流れる電流の向きと逆向きの電流を流す導電体、１１−２は平面状に配列された複数の閃光放電ランプ１のうち、最外側に配列された閃光放電ランプ１−２の外側に沿って配列された、例えば、金属の棒状体等からなり、閃光放電ランプ１−２に流れる電流の向きと逆向きの電流を流す導電体、１２−１，１２−２は導電体用コンデンサ、１３−１，１３−２は導電体用波形整形用コイル、１４−１，１４−２は導電体用通電スイッチ、１５は導電体用直流電源、１６はランプ用点灯スイッチ、１７は導電体１１−１、１１−２を装置の内部に固定するセラミック等からなる絶縁性の保持部材である。
なお、その他の構成は、図８に示した同符号の構成に対応するので説明を省略する。
【００１９】
本発明の閃光放電ランプ装置は、図２に示すように、１つのランプ用直流電源７に対して、ランプ用コンデンサ８と、閃光放電ランプ１と波形整形用コイル９との直列回路とがそれぞれ並列接続され、それらの並列回路が複数の閃光放電ランプ１に対応して複数個配設されているのと同様に、１つの導電体用直流電源１５に対して、導電体用コンデンサ１２−１と、導電体１１−１と導電体用波形整形用コイル１３−１と導電体用通電スイッチ１４−１との直列回路とがそれぞれ並列接続されると共に、導電体用コンデンサ１２−２と、導電体１１−２と導電体用波形整形用コイル１３−２と導電体用通電スイッチ１４−２との直列回路とがそれぞれ並列接続されるように構成されている。
【００２０】
各導電体１１−１，１１−２は、導電体用直流電源１５によって各導電体用コンデンサ１２−１，１２−２に充電された電荷が放電されることによって通電される。
各導電体１１−１，１１−２に流れる電流のピーク電流値や半値幅は、各導電体用波形整形用コイル１３−１，１３−２と導電体１１−１，１１−２自身の有する抵抗成分、または図示していないが、各導電体１１−１，１１−２と直列に抵抗を接続することにより適宜選択することができる。
導電体用直流電源１５、導電体用コンデンサ１２−１，１２−２、導電体用波形整形用コイル１３−１，１３−２、導電体１１−１，１１−２の抵抗等を適宜設定することにより、各導電体１１−１，１１−２に流れる電流波形を最外側の閃光放電ランプ１−１，１−２に流れる電流波形と逆向きの略同一の電流波形を得ることができる。
【００２１】
なお、各閃光放電ランプ１−１，１−２の発光のタイミングと各導電体１１−１，１１−２に流れ電流のタイミングとの同期をとるために、例えば、導電体用通電スイッチ１４−１、１４−２とランプ点灯用スイッチ１６に半導体スイッチを用い、点灯信号の出力でこれらの半導体スイッチを駆動させる等の手段がとられる。
【００２２】
このように、本発明の閃光放電ランプ装置によれば、複数本の閃光放電ランプ１は、平面状に互いに並行となるように配置されると共に、それぞれの閃光放電ランプ１に流れる電流の方向が隣接する閃光放電ランプ１に流れる電流の方向と逆向きとなるように配置されているので、最外側の閃光放電ランプ１１−１，１１−２を除く閃光放電ランプ１は、その各管型封体に加えられるローレンツ力を十分小さくすることができ、管型封体の破損を防止することができる。また、最外側の閃光放電ランプ１−１，１−２は、導電体１１−１，１１−２に閃光放電ランプ１−１，１−２に流れる電流の向きと逆向きの電流を流すことにより、閃光放電ランプ１−１，１−２の各管型封体に加えられるローレンツ力を十分小さくすることができ、管型封体の破損を防止することができる。
【００２３】
次に、本発明の第２の実施形態を図３および図４を用いて説明する。
図３は、本実施形態の発明に係る閃光放電ランプ装置における閃光放電ランプとリード線の配置構成を示す側面断面図、図４は、本実施形態の発明に係る閃光放電ランプ装置の回路構成を示す図である。
これらの図において、１８−１は最外側に配列された閃光放電ランプ１−１の外側に配設された閃光放電ランプ１−１に流れる電流の向きと逆向きの電流が流れるように配置した閃光放電ランプ１−１から引き回されたリード線、１８−２は最外側に配列された閃光放電ランプ１−２の外側に配設された閃光放電ランプ１−２に流れる電流の向きと逆向きの電流が流れるように配置した閃光放電ランプ１−２から引き回されたリード線、１９は、例えば、セラミックパイプからなるリード線１８−１，１８−２を保護する保護管、２０はリード線１８−１、１８−２を装置の内部に固定するアルミニウム等からなる金属性の保持部材である。
なお、その他の構成は、図８に示した同符号の構成に対応するので説明を省略する。
【００２４】
本発明の閃光放電ランプ装置によれば、複数本の閃光放電ランプ１は、平面状に互いに並行となるように配置されると共に、それぞれの閃光放電ランプ１に流れる電流の方向が隣接する閃光放電ランプ１に流れる電流の方向と逆向きとなるように配置されているので、最外側の閃光放電ランプ１−１，１−２を除く各閃光放電ランプ１の各管型封体に加えられるローレンツ力を十分小さくすることができ、管型封体の破損を防止することができる。また、最外側の閃光放電ランプ１−１，１−２は、リード線１８−１，１８−２に閃光放電ランプ１−１，１−２に流れる電流の向きと逆向きの電流が流れることにより、閃光放電ランプ１−１，１−２の各管型封体に加えられるローレンツ力を十分小さくすることができ、管型封体の破損を防止することができる。
【００２５】
また、本発明の閃光放電ランプ装置においては、最外側の閃光放電ランプ１−１，１−２に流れる電流を流すリード線１８−１，１８−２を利用しているので、第１の実施形態の発明のように別体の導電体等種々の回路素子や電源が必要でなく、閃光放電ランプ装置を簡潔に構成することができる。また、閃光放電ランプ１−１，１−２に電流が流れるタイミングと各リード線１８−１、１８−２に電流が流れるタイミングの差が極めて小さくなり、両者のタイミングをほぼ一致させることができるので、最外側の閃光放電ランプ１−１，１−２の各管型封体に加えられるローレンツ力をタイミング良く小さくすることができる。
【００２６】
図５は、上記各実施形態の発明に係る閃光放電ランプ装置において、最外側の閃光放電ランプと導電体（リード線）の中心間距離に対する最外側の閃光放電ランプに印加される力の関係を示したグラフである。
同図において、横軸は最外側の閃光放電ランプと導電体（リード線）の中心間距離（ｍｍ）、縦軸は導電体（リード線）がない場合の最外側の閃光放電ランプに印加される力を１００としたときの、最外側の閃光放電ランプに印加される力（相対値）である。
同図に示す１５．２ｍｍは、平面状に複数配列された各閃光放電ランプの中心間距離である。
なお、この実施例の条件は、ランプ外径；φ１３ｍｍ、導電体（リード線）；セラミックパイプφ５．２ｍｍ×φ８ｍｍ内にランプリード線φ５ｍｍを挿入したもの、ランプ本数；３０本、ランプ電流；ピーク値２５００Ａである。
【００２７】
このグラフに示すように、導電体（リード線）と最外側の閃光放電ランプとの離間距離は、各閃光放電ランプの離間距離より大きくすると、最外側の閃光放電ランプに印加される力が低下し、ある位置関係においては、印加される力をほぼ０にすることができる。これは、最外側の閃光放電ランプに印加されるローレンツ力が、他の閃光放電ランプからの力と導電体（リード線）からの力とが相殺し合い、最外側の閃光放電ランプにかかるローレンツ力が０になった場合を示している。しかし、導電体（リード線）と最外側の閃光放電ランプとの離間距離が、各閃光放電ランプ間の離間距離より大きくなり過ぎると、最外側の閃光放電ランプにかかるローレンツ力が大きくなる傾向にある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施形態の発明に係る閃光放電ランプ装置における閃光放電ランプと導電体の配置構成を示す側面断面図である。
【図２】第１の実施形態の発明に係る閃光放電ランプ装置の回路構成を示す図である。
【図３】第２の実施形態の発明に係る閃光放電ランプ装置における閃光放電ランプとリード線の配置構成を示す側面断面図である。
【図４】第２の実施形態の発明に係る閃光放電ランプ装置の回路構成を示す図である。
【図５】各実施形態の発明に係る閃光放電ランプ装置において、最外側の閃光放電ランプと導電体（リード線）の中心間距離に対する最外側の閃光放電ランプに印加される力の関係を示したグラフである。
【図６】従来技術に係る閃光放電ランプ装置における閃光放電ランプの配列構成を示す平面図である。
【図７】図６のＸ−Ｘ線から見た断面図である。
【図８】従来技術に係る閃光放電ランプ装置の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  閃光放電ランプ
１−１，１−２  最外側の閃光放電ランプ
２  陽極
３  陰極
４  管型封体
５  トリガ電極
５ａ  トリガワイヤ
５ｂ  ガラス管        
５１  直線部
５２  保持部
６  反射鏡
７  ランプ用直流電源
８  ランプ用コンデンサ
９  波形整形用コイル
１０  トリガ回路
１１−１，１１−２  導電体
１２−１，１２−２  導電体用コンデンサ
１３−１，１３−２  導電体用波形整形用コイル
１４−１，１４−２  導電体用通電スイッチ
１５  導電体用直流電源
１６  ランプ用点灯スイッチ
１７，２０  保持部材
１８−１，１８−２  リード線
１９  保護管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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