JP3438624B2 - ランプの黒化検出方法 - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】半導体ウエハ（以下ウエハと
いう）等の成膜、拡散、アニール等のため、被処理物を
急速加熱・高温保持・急速冷却処理する光照射式加熱処
理装置が用いられ、この光源にはフィラメントランプが
使用される。また、半導体リソグラフィー、インクや接
着剤の硬化・乾燥等には、超高圧水銀ランプや高圧水銀
ランプ等の放電ランプが用いられる。本発明は上記フィ
ラメントランプ、放電ランプ等のランプの黒化を目視す
ることなく検出することができるランプの黒化検出方法
に関する。
いう）等の成膜、拡散、アニール等のため、被処理物を
急速加熱・高温保持・急速冷却処理する光照射式加熱処
理装置が用いられ、この光源にはフィラメントランプが
使用される。また、半導体リソグラフィー、インクや接
着剤の硬化・乾燥等には、超高圧水銀ランプや高圧水銀
ランプ等の放電ランプが用いられる。本発明は上記フィ
ラメントランプ、放電ランプ等のランプの黒化を目視す
ることなく検出することができるランプの黒化検出方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程における光照射式加熱処
理は、成膜、拡散、アニールなど、広い範囲にわたって
行われている。いずれの処理も、ウェハを高温に加熱す
るものである。この加熱処理に光照射式加熱処理装置を
使用すれば、ウェハを急速に加熱することができ、１０
００°Ｃ以上にまで数秒間〜数十秒間で昇温させること
ができる。また、光照射を停止すれば、急速に冷却する
ことができる。
理は、成膜、拡散、アニールなど、広い範囲にわたって
行われている。いずれの処理も、ウェハを高温に加熱す
るものである。この加熱処理に光照射式加熱処理装置を
使用すれば、ウェハを急速に加熱することができ、１０
００°Ｃ以上にまで数秒間〜数十秒間で昇温させること
ができる。また、光照射を停止すれば、急速に冷却する
ことができる。
【０００３】図１０は上記した光照射式加熱処理装置の
一例を示す図である。同図において、１０は光照射式加
熱処理装置であり、光照射式加熱処理装置１０内には、
加熱処理用の複数のフィラメントランプ１と、ミラー２
が配置されている。被処理物であるワークＷを加熱処理
するには、被加熱処理物であるウエハ等のワークＷをセ
ラミックス等から形成されるサセプタ３上に載置し、上
記フィラメントランプ１と、ミラー２から構成される処
理室内にセットする。そして、上記フィラメントランプ
１を点灯させることにより、フィラメントランプ１から
放出される光が被処理物に照射され、被処理物が急速加
熱される。
一例を示す図である。同図において、１０は光照射式加
熱処理装置であり、光照射式加熱処理装置１０内には、
加熱処理用の複数のフィラメントランプ１と、ミラー２
が配置されている。被処理物であるワークＷを加熱処理
するには、被加熱処理物であるウエハ等のワークＷをセ
ラミックス等から形成されるサセプタ３上に載置し、上
記フィラメントランプ１と、ミラー２から構成される処
理室内にセットする。そして、上記フィラメントランプ
１を点灯させることにより、フィラメントランプ１から
放出される光が被処理物に照射され、被処理物が急速加
熱される。
【０００４】ところで、上記光照射式加熱処理装置１０
によりウェハを加熱する際、ウェハに温度分布の不均一
が生じると、ウェハにスリップと呼ばれる現象、即ち結
晶転移の欠陥が発生し、不良品となる恐れがある。そこ
で、光照射式加熱処理装置を用いてウェハを加熱処理す
る場合に、ウェハの温度分布が均一になるように、光照
射量を制御する必要がある。光照射式加熱処理装置の光
源は、上記図１０に示したようにフィラメントを有し効
率よく赤外線を放射するランプが用いられる。このよう
なフィラメントランプは、長時間使用すると、フィラメ
ントに含まれる物質、例えばタングステンが徐々に蒸発
し、ランプの封体内部の壁面に蒸着する。このような蒸
着が生じた部分は黒く変色するので、「黒化」と呼ばれ
る。
によりウェハを加熱する際、ウェハに温度分布の不均一
が生じると、ウェハにスリップと呼ばれる現象、即ち結
晶転移の欠陥が発生し、不良品となる恐れがある。そこ
で、光照射式加熱処理装置を用いてウェハを加熱処理す
る場合に、ウェハの温度分布が均一になるように、光照
射量を制御する必要がある。光照射式加熱処理装置の光
源は、上記図１０に示したようにフィラメントを有し効
率よく赤外線を放射するランプが用いられる。このよう
なフィラメントランプは、長時間使用すると、フィラメ
ントに含まれる物質、例えばタングステンが徐々に蒸発
し、ランプの封体内部の壁面に蒸着する。このような蒸
着が生じた部分は黒く変色するので、「黒化」と呼ばれ
る。
【０００５】ランプに黒化が発生すると、その部分はフ
ィラメントからの光が通過しなくなるので、該黒化部分
の直下の光照射面における放射照度が低下し、光照射面
温度が低下する。そうなるとウェハに温度分布の不均一
が生じ、製品不良を引き起こす場合がある。黒化した部
分は、ランプ点灯時フィラメントからの熱エネルギーを
吸収しやすくなり、黒化が生じたままランプ点灯を続け
ると温度が上昇し、やがてランプ封体（ランプのガラス
容器、以下、これを「封体」もしくは「封体ガラス」と
いう）の石英が軟化する温度にまでに達し、封体が変形
し破裂にいたる。したがって黒化が生じたランプは、早
めに新しいランプと交換する必要がある。
ィラメントからの光が通過しなくなるので、該黒化部分
の直下の光照射面における放射照度が低下し、光照射面
温度が低下する。そうなるとウェハに温度分布の不均一
が生じ、製品不良を引き起こす場合がある。黒化した部
分は、ランプ点灯時フィラメントからの熱エネルギーを
吸収しやすくなり、黒化が生じたままランプ点灯を続け
ると温度が上昇し、やがてランプ封体（ランプのガラス
容器、以下、これを「封体」もしくは「封体ガラス」と
いう）の石英が軟化する温度にまでに達し、封体が変形
し破裂にいたる。したがって黒化が生じたランプは、早
めに新しいランプと交換する必要がある。
【０００６】また、前記した半導体リソグラフィー、イ
ンクや接着剤の硬化・乾燥等に使用される放電ランプに
おいても、黒化が発生すると同様に光照射面における放
射照度が低下し、製品不良を引き起こす場合がある。従
来、ランプの黒化の検出は目視により行っていた。即
ち、定期検査時に装置を停止し、光加熱処理室やランプ
ハウスを開放し、光源部のランプの状態を目視により調
査し、黒化があればそのランプを交換していた。
ンクや接着剤の硬化・乾燥等に使用される放電ランプに
おいても、黒化が発生すると同様に光照射面における放
射照度が低下し、製品不良を引き起こす場合がある。従
来、ランプの黒化の検出は目視により行っていた。即
ち、定期検査時に装置を停止し、光加熱処理室やランプ
ハウスを開放し、光源部のランプの状態を目視により調
査し、黒化があればそのランプを交換していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記光照射式加熱処理
装置等においては、ランプは光加熱処理室やランプハウ
ス内に収められていて外から見ることはできない。した
がって定期検査と定期検査の間にランプの黒化が発生し
ても、それを検出することができない。このため、ラン
プの黒化により、前記したように放射照度が低下し製品
の不良が発生したり、あるいは、ランプが加熱しランプ
の破損等が生じる場合がある。
装置等においては、ランプは光加熱処理室やランプハウ
ス内に収められていて外から見ることはできない。した
がって定期検査と定期検査の間にランプの黒化が発生し
ても、それを検出することができない。このため、ラン
プの黒化により、前記したように放射照度が低下し製品
の不良が発生したり、あるいは、ランプが加熱しランプ
の破損等が生じる場合がある。
【０００８】上記問題を防ぐためには、ランプの黒化を
リアルタイムかそれに近い状態（光照射式加熱処理装置
が動作している状態）で検出する必要があるが、従来、
ランプの黒化をリアルタイムかそれに近い状態で検出す
る方法がなかった。本発明は上記した事情に鑑みなされ
たものであって、本発明の第１の目的は、目視によるこ
となく、ランプの黒化をリアルタイムもしくはそれに近
い状態で検出することができるランプの黒化検出方法を
提供することである。本発明の第２の目的は、ランプの
封体の温度に係わらずランプ封体の黒化をリアルタイム
もしくはそれに近い状態で検出することができるランプ
の黒化検出方法を提供することである。
リアルタイムかそれに近い状態（光照射式加熱処理装置
が動作している状態）で検出する必要があるが、従来、
ランプの黒化をリアルタイムかそれに近い状態で検出す
る方法がなかった。本発明は上記した事情に鑑みなされ
たものであって、本発明の第１の目的は、目視によるこ
となく、ランプの黒化をリアルタイムもしくはそれに近
い状態で検出することができるランプの黒化検出方法を
提供することである。本発明の第２の目的は、ランプの
封体の温度に係わらずランプ封体の黒化をリアルタイム
もしくはそれに近い状態で検出することができるランプ
の黒化検出方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】固体は、固体発光の原理
によりその温度に応じたその固体特有の分光放射エネル
ギーを放射する。ランプの封体から放射されるこの分光
放射エネルギーは、ランプが黒化していない時と黒化し
た時とでは異なる。したがって、ランプの封体から放射
される分光放射エネルギーの変化を検出することによ
り、ランプの黒化を目視によることなく検出することが
できる。
によりその温度に応じたその固体特有の分光放射エネル
ギーを放射する。ランプの封体から放射されるこの分光
放射エネルギーは、ランプが黒化していない時と黒化し
た時とでは異なる。したがって、ランプの封体から放射
される分光放射エネルギーの変化を検出することによ
り、ランプの黒化を目視によることなく検出することが
できる。
【００１０】しかし、分光放射エネルギーは、物体の温
度によっても変化する。したがって、ランプヘの入力が
変化しランプ封体温度が変化するランプにおいては、特
定の１波長において封体から放射される放射エネルギー
に変化が生じても、その変化が黒化によるものなのか、
ランプ封体温度の変化によるものなのか、区別できない
場合がある。そこで、このような場合には、ランプの封
体から放射される放射エネルギーを、異なる２つの波長
（域）において測定し、比率を求める。その比率をラン
プが黒化していない場合の値と比較し、変化量が所定の
値以上になった時、ランプに黒化が生じたものとする。
これにより、ランプ封体温度が変化しても、ランプの黒
化を目視によることなく検出することができる。
度によっても変化する。したがって、ランプヘの入力が
変化しランプ封体温度が変化するランプにおいては、特
定の１波長において封体から放射される放射エネルギー
に変化が生じても、その変化が黒化によるものなのか、
ランプ封体温度の変化によるものなのか、区別できない
場合がある。そこで、このような場合には、ランプの封
体から放射される放射エネルギーを、異なる２つの波長
（域）において測定し、比率を求める。その比率をラン
プが黒化していない場合の値と比較し、変化量が所定の
値以上になった時、ランプに黒化が生じたものとする。
これにより、ランプ封体温度が変化しても、ランプの黒
化を目視によることなく検出することができる。
【００１１】ところで、フィラメントランプの場合、ラ
ンプ点灯中は、発光部から非常に大きな分光放射エネル
ギーが放射され、これにより封体から放射される分光放
射エネルギーがノイズレベルに埋もれてしまう場合があ
る。そこで、ランプを消灯した後で、封体が冷却する前
に分光放射エネルギーを測定すれば、発光部から放射さ
れる分光放射エネルギーに影響されることなく、ランプ
の黒化を検出することができる。また、放電ランプの場
合は、発光部の分光放射エネルギー分布が輝線となる場
合がある。この場合には、封体から放射される分光放射
エネルギーを測定する波長域を、ランプ発光部から放射
される輝線波長を避けて選定し、発光部から放射される
分光放射エネルギーが、封体から放射される分光放射エ
ネルギーに対してノイズレベルと見なせるような波長域
とすれば、発光部から放射される分光放射エネルギーに
影響されることなく、ランプの黒化を検出することがで
きる。
ンプ点灯中は、発光部から非常に大きな分光放射エネル
ギーが放射され、これにより封体から放射される分光放
射エネルギーがノイズレベルに埋もれてしまう場合があ
る。そこで、ランプを消灯した後で、封体が冷却する前
に分光放射エネルギーを測定すれば、発光部から放射さ
れる分光放射エネルギーに影響されることなく、ランプ
の黒化を検出することができる。また、放電ランプの場
合は、発光部の分光放射エネルギー分布が輝線となる場
合がある。この場合には、封体から放射される分光放射
エネルギーを測定する波長域を、ランプ発光部から放射
される輝線波長を避けて選定し、発光部から放射される
分光放射エネルギーが、封体から放射される分光放射エ
ネルギーに対してノイズレベルと見なせるような波長域
とすれば、発光部から放射される分光放射エネルギーに
影響されることなく、ランプの黒化を検出することがで
きる。
【００１２】以上に基づき、本発明においては、次のよ
うにして前記課題を解決する。 （１）ランプの封体から放射される放射エネルギーを、
異なる２つの波長（域）において測定し、比率を求め
る。その比率をランプが黒化していない場合の値と比較
し、変化量が所定の値以上になった時、ランプに黒化が
生じたものとする。 （２）上記（１）（２）において、ランプの消灯後で、
ランプが冷却する前にランプ封体から放射される放射エ
ネルギーを測定する。 （３）上記（１）（２）において、ランプの発光部から
放射される放射エネルギーが、封体から放射される放射
エネルギーに比べて充分に低い領域の波長を選び、ラン
プの封体から放射される放射エネルギーを測定する。
うにして前記課題を解決する。 （１）ランプの封体から放射される放射エネルギーを、
異なる２つの波長（域）において測定し、比率を求め
る。その比率をランプが黒化していない場合の値と比較
し、変化量が所定の値以上になった時、ランプに黒化が
生じたものとする。 （２）上記（１）（２）において、ランプの消灯後で、
ランプが冷却する前にランプ封体から放射される放射エ
ネルギーを測定する。 （３）上記（１）（２）において、ランプの発光部から
放射される放射エネルギーが、封体から放射される放射
エネルギーに比べて充分に低い領域の波長を選び、ラン
プの封体から放射される放射エネルギーを測定する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、光
照射式加熱処理装置の光源として用いられるフィラメン
トランプについて説明する。なお、本発明の適用対象
は、上記フィラメントランプに限定されるものではな
く、前記したように超高圧水銀ランプや、高圧水銀ラン
プにも適用することができる。 （１）実施例１：ランプが黒化していないときと黒化し
たときの分光放射エネルギーの違いによるランプの黒化
検出 光照射式加熱処理装置の光源として用いられるフィラメ
ントを有するハロゲンランプは、その封体温度が、定格
電力を入力して点灯したとき約８００°Ｃ（１０７３
Ｋ）になるように、ランプ及び装置の冷却機構を設計す
る。ところで、固体発光の原理により、固体はその温度
に応じたその固体特有の分光放射エネルギーを有する。
分光放射エネルギーは温度と波長の関数である。
照射式加熱処理装置の光源として用いられるフィラメン
トランプについて説明する。なお、本発明の適用対象
は、上記フィラメントランプに限定されるものではな
く、前記したように超高圧水銀ランプや、高圧水銀ラン
プにも適用することができる。 （１）実施例１：ランプが黒化していないときと黒化し
たときの分光放射エネルギーの違いによるランプの黒化
検出 光照射式加熱処理装置の光源として用いられるフィラメ
ントを有するハロゲンランプは、その封体温度が、定格
電力を入力して点灯したとき約８００°Ｃ（１０７３
Ｋ）になるように、ランプ及び装置の冷却機構を設計す
る。ところで、固体発光の原理により、固体はその温度
に応じたその固体特有の分光放射エネルギーを有する。
分光放射エネルギーは温度と波長の関数である。
【００１４】図１に８００°Ｃ（１０７３Ｋ）におけ
る、黒体の分光放射エネルギーＭo （λ，Ｔ）と、フィ
ラメントランプの封体に使用されるガラスの分光放射エ
ネルギーＭQ （λ，Ｔ）とを示す。横軸は波長（μ
ｍ）、縦軸は放射エネルギー（Ｗ／ｍ3 ）である。ま
た、図１の波長１．５〜５μｍ付近を拡大したものを図
２に示す。封体ガラスの分光放射エネルギー（Ｍ
Q （λ，Ｔ））は、黒体放射の分光放射エネルギーＭo
（λ，Ｔ）に、封体ガラスの各波長成分における分光放
射率（エミッシビティ）のε（λ，Ｔ）を乗じることに
より計算できる。（ガラスの分光放射率については、例
えば「Special emissivity and absorption coeffient
ofsilica glass at extremely high temperatures in t
he semitransparent 」,Infrared Phisycs Vol.19,pp46
5-469,Pergamon Press Ltd,1979 」を参照）。
る、黒体の分光放射エネルギーＭo （λ，Ｔ）と、フィ
ラメントランプの封体に使用されるガラスの分光放射エ
ネルギーＭQ （λ，Ｔ）とを示す。横軸は波長（μ
ｍ）、縦軸は放射エネルギー（Ｗ／ｍ3 ）である。ま
た、図１の波長１．５〜５μｍ付近を拡大したものを図
２に示す。封体ガラスの分光放射エネルギー（Ｍ
Q （λ，Ｔ））は、黒体放射の分光放射エネルギーＭo
（λ，Ｔ）に、封体ガラスの各波長成分における分光放
射率（エミッシビティ）のε（λ，Ｔ）を乗じることに
より計算できる。（ガラスの分光放射率については、例
えば「Special emissivity and absorption coeffient
ofsilica glass at extremely high temperatures in t
he semitransparent 」,Infrared Phisycs Vol.19,pp46
5-469,Pergamon Press Ltd,1979 」を参照）。
【００１５】ここで、ランプが８００°Ｃ（１０７３
Ｋ）で点灯している場合を想定する。上記したように封
体ガラスからは、図１、図２のＭQ （λ，Ｔ）で示した
分光放射エネルギーを放射する。一方、この温度でラン
プ封体に黒化が生じた場合、封体ガラスの内壁に蒸着し
た物質も８００°Ｃ（１０７３Ｋ）における分光放射エ
ネルギーを放射する。ただし、ランプ外部から観察した
蒸着物質の分光放射エネルギー（Ｍn ’（λ，Ｔ））
は、封体ガラスを介することになるので、蒸着物質の分
光放射エネルギー（Ｍn （λ，Ｔ））に、その温度での
封体ガラスの各波長での透過率（Ｉλ／Ｉo λ）を乗じ
たものになる。
Ｋ）で点灯している場合を想定する。上記したように封
体ガラスからは、図１、図２のＭQ （λ，Ｔ）で示した
分光放射エネルギーを放射する。一方、この温度でラン
プ封体に黒化が生じた場合、封体ガラスの内壁に蒸着し
た物質も８００°Ｃ（１０７３Ｋ）における分光放射エ
ネルギーを放射する。ただし、ランプ外部から観察した
蒸着物質の分光放射エネルギー（Ｍn ’（λ，Ｔ））
は、封体ガラスを介することになるので、蒸着物質の分
光放射エネルギー（Ｍn （λ，Ｔ））に、その温度での
封体ガラスの各波長での透過率（Ｉλ／Ｉo λ）を乗じ
たものになる。
【００１６】このことから、図３（ａ）に示すようにラ
ンプが黒化していない時のランプの封体ガラス１ａから
放射される分光放射エネルギーはＭQ （λ，Ｔ）である
が、ランプが黒化したときは、図３（ｂ）に示すように
ＭQ （λ，Ｔ）＋Ｍn ’（λ，Ｔ）となる。したがっ
て、黒化していない時と黒化した時とでは、封体から放
射される分光放射エネルギーは異なることになる。した
がって、この分光放射エネルギーの変化を検出すれば、
ランプの黒化を検出することができる。
ンプが黒化していない時のランプの封体ガラス１ａから
放射される分光放射エネルギーはＭQ （λ，Ｔ）である
が、ランプが黒化したときは、図３（ｂ）に示すように
ＭQ （λ，Ｔ）＋Ｍn ’（λ，Ｔ）となる。したがっ
て、黒化していない時と黒化した時とでは、封体から放
射される分光放射エネルギーは異なることになる。した
がって、この分光放射エネルギーの変化を検出すれば、
ランプの黒化を検出することができる。
【００１７】図４に、図２の同じ波長範囲における、８
００°Ｃ（１０７３Ｋ）での封体ガラスから放射される
分光放射エネルギーを示す。同図において、は黒化し
ていない時の分光放射エネルギー（ＭQ （λ，Ｔ））で
あり、は黒化した時の分光放射エネルギー（Ｍ
Q （λ，Ｔ）＋Ｍn'（λ，Ｔ））である。ここで、蒸着
物質からの封体ガラスを介した分光放射エネルギーＭn'
（λ，Ｔ）は、次のようにして求めた。黒化を生じせし
める蒸着物質はランプのフィラメントに用いられるタン
グステンとし、黒体放射の分光放射エネルギーＭ
o （λ，Ｔ）に、タングステンの分光放射率と該波長に
おける封体ガラス透過率とを乗じて求めた。なお、封体
ガラスの厚さは１ｍｍとした。図４に示すように、封体
ガラスが黒化した時、黒化していない時と比べると、特
に波長３．５μｍ以下の領域で、封体から放射される分
光放射エネルギーが１桁以上大きくなる。したがって、
この波長域で分光放射エネルギーを測定できる検出器に
よって、分光放射エネルギーを検出することにより、ラ
ンプの黒化を検出することができる。
００°Ｃ（１０７３Ｋ）での封体ガラスから放射される
分光放射エネルギーを示す。同図において、は黒化し
ていない時の分光放射エネルギー（ＭQ （λ，Ｔ））で
あり、は黒化した時の分光放射エネルギー（Ｍ
Q （λ，Ｔ）＋Ｍn'（λ，Ｔ））である。ここで、蒸着
物質からの封体ガラスを介した分光放射エネルギーＭn'
（λ，Ｔ）は、次のようにして求めた。黒化を生じせし
める蒸着物質はランプのフィラメントに用いられるタン
グステンとし、黒体放射の分光放射エネルギーＭ
o （λ，Ｔ）に、タングステンの分光放射率と該波長に
おける封体ガラス透過率とを乗じて求めた。なお、封体
ガラスの厚さは１ｍｍとした。図４に示すように、封体
ガラスが黒化した時、黒化していない時と比べると、特
に波長３．５μｍ以下の領域で、封体から放射される分
光放射エネルギーが１桁以上大きくなる。したがって、
この波長域で分光放射エネルギーを測定できる検出器に
よって、分光放射エネルギーを検出することにより、ラ
ンプの黒化を検出することができる。
【００１８】具体的な測定は次のように行う。
新品の黒化していないランプの封体から放射される
放射エネルギーと、黒化したランプの封体から放射され
る放射エネルギーとを実測する。両者において検出され
る分光放射エネルギー値が、測定誤差やノイズの範囲を
大きく超えて大きく変化する波長を、分光放射エネルギ
ーを測定する測定波長とする。 上記で決めた波長において分光放射エネルギーを検
出できる検出器を準備する。実際には、検出器の前にバ
ンドパスフィルタをいれて、測定波長を含むある波長域
の分光放射エネルギーを測定することになる。
放射エネルギーと、黒化したランプの封体から放射され
る放射エネルギーとを実測する。両者において検出され
る分光放射エネルギー値が、測定誤差やノイズの範囲を
大きく超えて大きく変化する波長を、分光放射エネルギ
ーを測定する測定波長とする。 上記で決めた波長において分光放射エネルギーを検
出できる検出器を準備する。実際には、検出器の前にバ
ンドパスフィルタをいれて、測定波長を含むある波長域
の分光放射エネルギーを測定することになる。
【００１９】 新品（未使用）のランプを装置に取り
つけて点灯し、その時の、即ち黒化していない状態の、
封体から放射される分光放射エネルギーを測定する。 黒化したランプを装置に取りつけて点灯し、その時
の封体から放射される分光放射エネルギーを測定する。 両者の測定値より、どの程度測定値が変化すれば黒
化とするかを判断する基準値を適当に決める。以上で測
定準備が終わる。 装置が稼動している時に、上記検出器によりランプ
封体から放射される分光放射エネルギーを常にリアルタ
イムで測定し、検出値が基準値を越えたとき黒化を検出
したとし、ランプを交換する。
つけて点灯し、その時の、即ち黒化していない状態の、
封体から放射される分光放射エネルギーを測定する。 黒化したランプを装置に取りつけて点灯し、その時
の封体から放射される分光放射エネルギーを測定する。 両者の測定値より、どの程度測定値が変化すれば黒
化とするかを判断する基準値を適当に決める。以上で測
定準備が終わる。 装置が稼動している時に、上記検出器によりランプ
封体から放射される分光放射エネルギーを常にリアルタ
イムで測定し、検出値が基準値を越えたとき黒化を検出
したとし、ランプを交換する。
【００２０】図５は前記光照射式加熱処理装置の光源と
して用いられるフィラメントランプの黒化を検出する測
定系の構成例を示す図である。同図において、１はラン
プ、１ａは封体、１ｂはフィラメント、２はミラーであ
り、ミラー２には貫通穴２ａが設けられ、ランプ１から
放射される分光放射エネルギーは、上記貫通穴２ａに設
けられた光ファイバ５ａを介して分光放射エネルギー検
出器５の本体部５ｂに送られる。本体部５ｂには分光放
射エネルギーを測定する検出素子５ｃとバンドパスフィ
ルタ５ｄが設けられている。バンドパスフィルタは、前
記したように、測定する波長域の分光放射エネルギーの
みを検出素子５ｃに導入するために設けられたものであ
り、図６にバンドパスフィルタ５ｄの波長特性の一例を
示す。黒体の放射エネルギーと石英の放射エネルギー
は、前記図１に示した波長特性を有するので、バンドパ
スフィルタ５ｄとしては、図６に示すように半値巾が
０．５μｍ程度のものを使用するのが望ましい。
して用いられるフィラメントランプの黒化を検出する測
定系の構成例を示す図である。同図において、１はラン
プ、１ａは封体、１ｂはフィラメント、２はミラーであ
り、ミラー２には貫通穴２ａが設けられ、ランプ１から
放射される分光放射エネルギーは、上記貫通穴２ａに設
けられた光ファイバ５ａを介して分光放射エネルギー検
出器５の本体部５ｂに送られる。本体部５ｂには分光放
射エネルギーを測定する検出素子５ｃとバンドパスフィ
ルタ５ｄが設けられている。バンドパスフィルタは、前
記したように、測定する波長域の分光放射エネルギーの
みを検出素子５ｃに導入するために設けられたものであ
り、図６にバンドパスフィルタ５ｄの波長特性の一例を
示す。黒体の放射エネルギーと石英の放射エネルギー
は、前記図１に示した波長特性を有するので、バンドパ
スフィルタ５ｄとしては、図６に示すように半値巾が
０．５μｍ程度のものを使用するのが望ましい。
【００２１】分光放射エネルギーを測定する手段として
は、例えば放射温度計を利用することができる。放射温
度計は、所定の波長域において物体からの分光放射エネ
ルギーをとらえることができるので、黒化を検出するこ
とができる。図５では一つのランプの分光放射エネルギ
ーを測定する場合の例について示したが、ランプを複数
有する装置においては、分光放射エネルギー検出器５は
ランプの本数分設けられる。上記した構成の測定系を用
いて上記〜の測定を行うことにより、目視によるこ
となくリアルタイムで各ランプの黒化を検出することが
でき、ランプに黒化が発生したとき、ランプを交換する
ことが可能である。
は、例えば放射温度計を利用することができる。放射温
度計は、所定の波長域において物体からの分光放射エネ
ルギーをとらえることができるので、黒化を検出するこ
とができる。図５では一つのランプの分光放射エネルギ
ーを測定する場合の例について示したが、ランプを複数
有する装置においては、分光放射エネルギー検出器５は
ランプの本数分設けられる。上記した構成の測定系を用
いて上記〜の測定を行うことにより、目視によるこ
となくリアルタイムで各ランプの黒化を検出することが
でき、ランプに黒化が発生したとき、ランプを交換する
ことが可能である。
【００２２】なお、フィラメントランプの場合、ランプ
点灯中は、発光部すなわちフィラメントから非常に大き
な分光放射エネルギーが放射される。フィラメントから
封体を介して放射される分光放射エネルギーはＭn'
（λ，Ｔ）であるので、これがバックグランドとなり、
封体から放射される分光放射エネルギー（ＭQ （λ，
Ｔ）、または、ＭQ （λ，Ｔ）＋Ｍn'（λ，Ｔ））がノ
イズレベルに埋もれてしまう場合がある。この場合は、
ランプを消灯して、封体から放射される分光放射エネル
ギーを測定すれば良い。消灯するとフィラメントは熱容
量が小さいのですぐに冷却される。しかし、封体はガラ
スであるので熱容量が大きく冷えにくい。したがって、
ランプを消灯してしばらくの問は、封体から点灯中と同
等の分光放射エネルギーが放射されていると考えられ
る。この時間を利用して測定を行なう。
点灯中は、発光部すなわちフィラメントから非常に大き
な分光放射エネルギーが放射される。フィラメントから
封体を介して放射される分光放射エネルギーはＭn'
（λ，Ｔ）であるので、これがバックグランドとなり、
封体から放射される分光放射エネルギー（ＭQ （λ，
Ｔ）、または、ＭQ （λ，Ｔ）＋Ｍn'（λ，Ｔ））がノ
イズレベルに埋もれてしまう場合がある。この場合は、
ランプを消灯して、封体から放射される分光放射エネル
ギーを測定すれば良い。消灯するとフィラメントは熱容
量が小さいのですぐに冷却される。しかし、封体はガラ
スであるので熱容量が大きく冷えにくい。したがって、
ランプを消灯してしばらくの問は、封体から点灯中と同
等の分光放射エネルギーが放射されていると考えられ
る。この時間を利用して測定を行なう。
【００２３】また、放電ランプの場合、発光部の分光放
射エネルギー分布が図７に示すように、輝線の場合があ
る。このように、発光部の分光放射エネルギー分布が輝
線の場合は、発光部から放射される分光放射エネルギー
が、封体から放射される分光放射エネルギーに対し、ノ
イズレベルとみなせるような（輝線波長以外の）波長域
を選べば、発光部から大きな分光放射エネルギーが放射
されるランプ点灯中であっても、封体から放射される分
光放射エネルギーを測定することができる。
射エネルギー分布が図７に示すように、輝線の場合があ
る。このように、発光部の分光放射エネルギー分布が輝
線の場合は、発光部から放射される分光放射エネルギー
が、封体から放射される分光放射エネルギーに対し、ノ
イズレベルとみなせるような（輝線波長以外の）波長域
を選べば、発光部から大きな分光放射エネルギーが放射
されるランプ点灯中であっても、封体から放射される分
光放射エネルギーを測定することができる。
【００２４】（２）実施例２：異なる２つの波長（域）
において測定した放射エネルギーの比率の比較によるラ
ンプの黒化検出。 上記（１）で説明した特定の１波長（域）における発光
エネルギーの変化のみを測定する場合、以下のことを注
意する必要がある。分光放射エネルギーは、プランクの
放射則により物体の温度によって変化する。図８は、前
記図４に４００°Ｃ（６２３Ｋ）において黒化していな
い時と黒化した時の、封体から放射される分光放射エネ
ルギーを書き加えたものである。が４００°Ｃ（６２
３Ｋ）において黒化していない時、が４００°Ｃ（６
２３Ｋ）において黒化した時である。各分光放射エネル
ギーは、図４を作成した時と同様の手順で求めた。例え
ば、波長３．５μｍでの封体から放射される放射エネル
ギーは、４００°Ｃにおいてランプの封体ガラスに黒化
が生じたときの値と、ランプの封体温度が黒化しない状
態で８００°Ｃになった場合の値とほぼ一致する。
において測定した放射エネルギーの比率の比較によるラ
ンプの黒化検出。 上記（１）で説明した特定の１波長（域）における発光
エネルギーの変化のみを測定する場合、以下のことを注
意する必要がある。分光放射エネルギーは、プランクの
放射則により物体の温度によって変化する。図８は、前
記図４に４００°Ｃ（６２３Ｋ）において黒化していな
い時と黒化した時の、封体から放射される分光放射エネ
ルギーを書き加えたものである。が４００°Ｃ（６２
３Ｋ）において黒化していない時、が４００°Ｃ（６
２３Ｋ）において黒化した時である。各分光放射エネル
ギーは、図４を作成した時と同様の手順で求めた。例え
ば、波長３．５μｍでの封体から放射される放射エネル
ギーは、４００°Ｃにおいてランプの封体ガラスに黒化
が生じたときの値と、ランプの封体温度が黒化しない状
態で８００°Ｃになった場合の値とほぼ一致する。
【００２５】特に光照射式加熱処理装置においては、ウ
ェハが所定の温度で温度分布が均一になるように、常に
ランプヘの入力を変化させて光照射量を制御する。ラン
プヘの入力が変化することによりランプ封体温度も変化
する。このため、特定の１波長において、封体から放射
される放射エネルギーに変化が生じても、その変化が黒
化によるものなのか、ランプ封体温度の変化によるもの
なのか、区別できない場合がある。すなわち、上記のよ
うにランプの封体温度が変化するような装置において
は、黒化の検出が困難な場合がある。
ェハが所定の温度で温度分布が均一になるように、常に
ランプヘの入力を変化させて光照射量を制御する。ラン
プヘの入力が変化することによりランプ封体温度も変化
する。このため、特定の１波長において、封体から放射
される放射エネルギーに変化が生じても、その変化が黒
化によるものなのか、ランプ封体温度の変化によるもの
なのか、区別できない場合がある。すなわち、上記のよ
うにランプの封体温度が変化するような装置において
は、黒化の検出が困難な場合がある。
【００２６】このような場合には、以下に説明するよう
に、黒化によるランプ封体の分光放射エネルギーの変化
と、封体温度の変化による分光放射エネルギーの変化と
を区別して検出することにより、ランプの黒化を検出す
る。ランプの封体から放射される放射エネルギーを、異
なる２つの波長（域）において測定し、比率を求める。
その比率をランプが黒化していない場合の値と比較し、
変化量が所定の値以上になった時、ランプに黒化が生じ
たものとし、ランプを交換する。
に、黒化によるランプ封体の分光放射エネルギーの変化
と、封体温度の変化による分光放射エネルギーの変化と
を区別して検出することにより、ランプの黒化を検出す
る。ランプの封体から放射される放射エネルギーを、異
なる２つの波長（域）において測定し、比率を求める。
その比率をランプが黒化していない場合の値と比較し、
変化量が所定の値以上になった時、ランプに黒化が生じ
たものとし、ランプを交換する。
【００２７】すなわち、前記した図８から分かるよう
に、温度が変化した時、放射される分光放射エネルギー
の大きさは変わるが、黒化していない場合の封体から放
射される放射エネルギーのグラフの傾き（即ち、異なる
２つの波長における、封体から放射される放射エネルギ
ーの比率）（図８の，）、黒化した場合の封体から
放射される放射エネルギーのグラフの傾き（即ち、異な
る２つの波長における、封体から放射される放射エネル
ギーの比率）（図８の，）は、それぞれにおいてほ
とんど変わらない。したがって、グラフの傾きを検出す
るようにすれば、ランプ封体の温度には依存することな
く、黒化を検出することができる。
に、温度が変化した時、放射される分光放射エネルギー
の大きさは変わるが、黒化していない場合の封体から放
射される放射エネルギーのグラフの傾き（即ち、異なる
２つの波長における、封体から放射される放射エネルギ
ーの比率）（図８の，）、黒化した場合の封体から
放射される放射エネルギーのグラフの傾き（即ち、異な
る２つの波長における、封体から放射される放射エネル
ギーの比率）（図８の，）は、それぞれにおいてほ
とんど変わらない。したがって、グラフの傾きを検出す
るようにすれば、ランプ封体の温度には依存することな
く、黒化を検出することができる。
【００２８】例えば、前記図８に示した特性を持つラン
プの場合、次のようにして、黒化を検出することができ
る。黒化が生じても封体から放射される放射エネルギー
の大きさがあまり変化しない波長（λ2 ）と、黒化が生
じたとき放射エネルギーの大きさが大きく変化する波長
（λ１）とにおいて、封体から放射される放射エネルギ
ーＭQ （λ１，Ｔ）、ＭQ （λ２，Ｔ）を測定しその比
ＭQ （λ１，Ｔ）／ＭQ （λ2 ，Ｔ）を算出する。例え
ば、波長３．５μｍにおける封体から放射される放射エ
ネルギーと、２．５μｍにおける封体から放射される放
射エネルギーとを測定する。
プの場合、次のようにして、黒化を検出することができ
る。黒化が生じても封体から放射される放射エネルギー
の大きさがあまり変化しない波長（λ2 ）と、黒化が生
じたとき放射エネルギーの大きさが大きく変化する波長
（λ１）とにおいて、封体から放射される放射エネルギ
ーＭQ （λ１，Ｔ）、ＭQ （λ２，Ｔ）を測定しその比
ＭQ （λ１，Ｔ）／ＭQ （λ2 ，Ｔ）を算出する。例え
ば、波長３．５μｍにおける封体から放射される放射エ
ネルギーと、２．５μｍにおける封体から放射される放
射エネルギーとを測定する。
【００２９】図８より、４００°Ｃにおいて、黒化して
いない場合、封体から放射される放射エネルギーは、波
長３．５μｍおいて約１×１０8 Ｗ／ｍ3 、波長２．５
μｍにおいて約２×１０6 Ｗ／ｍ3 である。その比率
は、１×１０8 ／２×１０6 ＝５０である。黒化した場
合、波長３．５μｍおいて約１．６×１０9 Ｗ／ｍ3 、
波長２．５μｍにおいて約７．５×１０8 Ｗ／ｍ3 であ
る。したがって比率は同様に計算して、２．１である。
一方、 ８００°Ｃにおいて、黒化していない場合、波
長３．５μｍにおいて約１．６×１０9 Ｗ／ｍ3 、波長
２．５μｍにおいて約６．５×１０7 Ｗ／ｍ3、比率は
２４．６である。黒化した場合は波長３．５μｍにおい
て約１．６×１０10Ｗ／ｍ3 、波長２．５μｍにおいて
約１．８×１０10Ｗ／ｍ3 、比率は０．９である。上記
をまとめると波長３．５μｍにおける分光放射エネルギ
ーと、波長２．５μｍにおける分光放射エネルギーの比
率は表１のようになる。
いない場合、封体から放射される放射エネルギーは、波
長３．５μｍおいて約１×１０8 Ｗ／ｍ3 、波長２．５
μｍにおいて約２×１０6 Ｗ／ｍ3 である。その比率
は、１×１０8 ／２×１０6 ＝５０である。黒化した場
合、波長３．５μｍおいて約１．６×１０9 Ｗ／ｍ3 、
波長２．５μｍにおいて約７．５×１０8 Ｗ／ｍ3 であ
る。したがって比率は同様に計算して、２．１である。
一方、 ８００°Ｃにおいて、黒化していない場合、波
長３．５μｍにおいて約１．６×１０9 Ｗ／ｍ3 、波長
２．５μｍにおいて約６．５×１０7 Ｗ／ｍ3、比率は
２４．６である。黒化した場合は波長３．５μｍにおい
て約１．６×１０10Ｗ／ｍ3 、波長２．５μｍにおいて
約１．８×１０10Ｗ／ｍ3 、比率は０．９である。上記
をまとめると波長３．５μｍにおける分光放射エネルギ
ーと、波長２．５μｍにおける分光放射エネルギーの比
率は表１のようになる。
【００３０】
【表１】
【００３１】黒化が生じた場合の、封体から放射される
放射エネルギー比率の変化は、温度変化による放射エネ
ルギー比率の変化に比べて一桁大きく変化する。したが
って、この場合には、ランプが新品時の比率に対し例え
ば１０倍変化した時、黒化が生じたとすればよい。以上
のように、適切な２つの波長において、封体から放射さ
れる放射エネルギー比率の変化を測定することにより、
ランプの温度変化に依存せず黒化を検出することができ
る。
放射エネルギー比率の変化は、温度変化による放射エネ
ルギー比率の変化に比べて一桁大きく変化する。したが
って、この場合には、ランプが新品時の比率に対し例え
ば１０倍変化した時、黒化が生じたとすればよい。以上
のように、適切な２つの波長において、封体から放射さ
れる放射エネルギー比率の変化を測定することにより、
ランプの温度変化に依存せず黒化を検出することができ
る。
【００３２】互いに異なる２つの波長域において分光放
射エネルギーを測定し、ランプの黒化を検出する測定系
としては、前記図５と同様なものを使用することがで
き、本実施例においては、図９に示すように、分光放射
エネルギー検出器５に、第１の本体部５ｂ、第２の本体
部５ｂ’を設け、ランプ１が放射する分光放射エネルギ
ーを分岐した光ファイバ５ａを介して第１の本体部５
ｂ、第２の本体部５ｂ’に導く。第１の本体部５ｂに設
けた第１のバンドパスフィルタ５ｄは、第１の波長
（域）λ１の分光放射エネルギーのみを通過させる波長
特性を持ち、また、第２の本体部５ｂ’に設けた第２の
バンドパスフィルタ５ｄ’は第２の波長（域）λ２の分
光放射エネルギーのみを通過させる波長特性を持ち、第
１、第２のバンドパスフィルタ５ｄ，５ｄ’を通過した
光は、第１、第２の検出素子５ｃ，５ｃ’に入射する。
射エネルギーを測定し、ランプの黒化を検出する測定系
としては、前記図５と同様なものを使用することがで
き、本実施例においては、図９に示すように、分光放射
エネルギー検出器５に、第１の本体部５ｂ、第２の本体
部５ｂ’を設け、ランプ１が放射する分光放射エネルギ
ーを分岐した光ファイバ５ａを介して第１の本体部５
ｂ、第２の本体部５ｂ’に導く。第１の本体部５ｂに設
けた第１のバンドパスフィルタ５ｄは、第１の波長
（域）λ１の分光放射エネルギーのみを通過させる波長
特性を持ち、また、第２の本体部５ｂ’に設けた第２の
バンドパスフィルタ５ｄ’は第２の波長（域）λ２の分
光放射エネルギーのみを通過させる波長特性を持ち、第
１、第２のバンドパスフィルタ５ｄ，５ｄ’を通過した
光は、第１、第２の検出素子５ｃ，５ｃ’に入射する。
【００３３】上記分光放射エネルギー検出器５により測
定する２つの波長（域）λ１，λ２は、次のようにして
定める。すなわち、新品の黒化していないランプの封体
からの分光放射エネルギーを、ランプ温度を変化させて
測定し、また、黒化したランプの封体からの分光放射エ
ネルギーをランプ温度を変化させて測定し、互いに異な
る２つの波長における放射エネルギー比が、黒化してい
ないときと黒化しているときとでは大きく変化する領域
を調べて決める。
定する２つの波長（域）λ１，λ２は、次のようにして
定める。すなわち、新品の黒化していないランプの封体
からの分光放射エネルギーを、ランプ温度を変化させて
測定し、また、黒化したランプの封体からの分光放射エ
ネルギーをランプ温度を変化させて測定し、互いに異な
る２つの波長における放射エネルギー比が、黒化してい
ないときと黒化しているときとでは大きく変化する領域
を調べて決める。
【００３４】例えば、一方の波長帯を黒化の有無にかか
わらず放射エネルギーがあまり変化しない領域（例えば
図８の波長４．５μｍ以上）とし、もう一方の波長帯を
黒化の有無により放射エネルギーが大きく変化する領域
（例えば図８の波長３．５μｍ以下）とすれば、黒化の
有無において分光放射エネルギーの曲線の傾きが大きく
変化するので好ましい。そして、どの程度のエネルギー
比変化が生じれば黒化とするか、判断する数値を適当に
決める。以上で測定準備が終わる。
わらず放射エネルギーがあまり変化しない領域（例えば
図８の波長４．５μｍ以上）とし、もう一方の波長帯を
黒化の有無により放射エネルギーが大きく変化する領域
（例えば図８の波長３．５μｍ以下）とすれば、黒化の
有無において分光放射エネルギーの曲線の傾きが大きく
変化するので好ましい。そして、どの程度のエネルギー
比変化が生じれば黒化とするか、判断する数値を適当に
決める。以上で測定準備が終わる。
【００３５】上記のように構成した測定系により、装置
が稼働している時に上記検出器により測定対象物の分光
放射エネルギーを所定の２つの波長で測定し、割り算素
子等により測定した分光放射エネルギー比率を常にリア
ルタイムで求め、求めた比率をランプ新品時の比率と比
べることにより、黒化の発生を検出することができる。
が稼働している時に上記検出器により測定対象物の分光
放射エネルギーを所定の２つの波長で測定し、割り算素
子等により測定した分光放射エネルギー比率を常にリア
ルタイムで求め、求めた比率をランプ新品時の比率と比
べることにより、黒化の発生を検出することができる。
【００３６】なお、測定のタイミングは、実施例１と同
様、ランプ点灯中において封体から放射される分光放射
エネルギーの測定が困難な場合は、ランプを消灯して測
定すれば良い。また、放電ランプのように発光部の分光
放射エネルギー分布が輝線の場合は、ランプ発光部から
放射される輝線波長を避けて、分光放射エネルギーが封
体から放射される分光放射エネルギーに比べて小さい、
２つの波長域を選べば、ランプ点灯中であっても、封体
から放射される分光放射エネルギーを測定することがで
きる。
様、ランプ点灯中において封体から放射される分光放射
エネルギーの測定が困難な場合は、ランプを消灯して測
定すれば良い。また、放電ランプのように発光部の分光
放射エネルギー分布が輝線の場合は、ランプ発光部から
放射される輝線波長を避けて、分光放射エネルギーが封
体から放射される分光放射エネルギーに比べて小さい、
２つの波長域を選べば、ランプ点灯中であっても、封体
から放射される分光放射エネルギーを測定することがで
きる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
以下の効果を得ることができる。 （１）封体から放射される分光放射エネルギー変化を測
定し、ランプの黒化を検出しているので、ランプの黒化
を目視によらずリアルタイムあるいはそれに近い状態で
検出することができる。例えば、ランプによるワークの
急速加熱処理プロセスの中で、ランプの黒化を速やかに
検出することができる。このため、ランプの放射照度の
低下による製品不良を最小限にすることができる。特
に、互いに異なる２つの波長域において、封体より放射
される分光放射エネルギーの比率を測定し、黒化を検出
しているので、ランプの温度変化に依存することなくラ
ンプの黒化を検出することができる。
以下の効果を得ることができる。 （１）封体から放射される分光放射エネルギー変化を測
定し、ランプの黒化を検出しているので、ランプの黒化
を目視によらずリアルタイムあるいはそれに近い状態で
検出することができる。例えば、ランプによるワークの
急速加熱処理プロセスの中で、ランプの黒化を速やかに
検出することができる。このため、ランプの放射照度の
低下による製品不良を最小限にすることができる。特
に、互いに異なる２つの波長域において、封体より放射
される分光放射エネルギーの比率を測定し、黒化を検出
しているので、ランプの温度変化に依存することなくラ
ンプの黒化を検出することができる。
【００３８】（２）ランプ消灯後に封体より放射される
分光放射エネルギーを測定するようにすれば、ランプ点
灯中においては、ランプ発光部から放射される分光放射
エネルギーにより、封体より放射される分光放射エネル
ギーを測定することが困難な場合でも、封体より放射さ
れる分光放射エネルギーを測定することができ、黒化を
検出することができる。 （３）ランプの発光部が、輝線の分光放射エネルギーを
放射する場合には、発光部から放射される分光放射エネ
ルギーが、封体から放射される分光放射エネルギーに対
し、ノイズレベルとみなせるような（輝線波長以外の）
波長域を選べば、ランプ点灯中であっても、封体から放
射される分光放射エネルギーを測定することができる。
分光放射エネルギーを測定するようにすれば、ランプ点
灯中においては、ランプ発光部から放射される分光放射
エネルギーにより、封体より放射される分光放射エネル
ギーを測定することが困難な場合でも、封体より放射さ
れる分光放射エネルギーを測定することができ、黒化を
検出することができる。 （３）ランプの発光部が、輝線の分光放射エネルギーを
放射する場合には、発光部から放射される分光放射エネ
ルギーが、封体から放射される分光放射エネルギーに対
し、ノイズレベルとみなせるような（輝線波長以外の）
波長域を選べば、ランプ点灯中であっても、封体から放
射される分光放射エネルギーを測定することができる。
【図１】８００°Ｃにおける黒体の分光放射エネルギー
とフィラメントランプの封体に使用されるガラスの分光
放射エネルギーを示す図である。
とフィラメントランプの封体に使用されるガラスの分光
放射エネルギーを示す図である。
【図２】図１の波長１．５〜５μｍ付近を拡大した図で
ある。
ある。
【図３】黒化していない時および黒化しているときのラ
ンプの封体から放射される分光放射エネルギーを説明す
る図である。
ンプの封体から放射される分光放射エネルギーを説明す
る図である。
【図４】図２の同じ波長範囲における８００°Ｃ（１０
７３Ｋ）での封体ガラスから放射される分光放射エネル
ギーを示す図である。
７３Ｋ）での封体ガラスから放射される分光放射エネル
ギーを示す図である。
【図５】フィラメントランプの黒化を検出する測定系の
構成例を示す図である。
構成例を示す図である。
【図６】バンドパスフィルタの波長特性の一例を示す図
である。
である。
【図７】放電ランプの発光部の分光放射エネルギー分布
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
【図８】図４に４００°Ｃにおいて黒化していない時と
黒化した時の封体から放射される分光放射エネルギーを
書き加えた図である。
黒化した時の封体から放射される分光放射エネルギーを
書き加えた図である。
【図９】２つの波長域において分光放射エネルギーを測
定する測定系の構成例を示す図である。
定する測定系の構成例を示す図である。
【図１０】光照射式加熱処理装置の一例を示す図であ
る。
る。
１ ランプ
１ａ 封体
２ ミラー
２ａ 貫通穴
５ａ 光ファイバ
５ 分光放射エネルギー検出器
５ｂ，５ｂ’本体部
５ｃ，５ｃ’検出素子
５ｄ，５ｄ’バンドパスフィルタ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−323531（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−302976（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−129132（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01M 11/00 - 11/08
G01J 1/00 - 1/60
G01J 5/00 - 5/62
Claims (3)
- 【請求項１】 ランプの封体から放射される放射エネル
ギーを異なる２つの波長において測定して、２つの波長
における放射エネルギーの比率を求め、 ランプを最初に点灯させたときに測定される上記放射エ
ネルギーから求めた比率に対する使用開始後に測定され
る上記放射エネルギーから求めた比率の変化量を求め、
該変化量に基づいてランプの黒化を検出することを特徴
とするランプの黒化検出方法。 - 【請求項２】 ランプの消灯後に放射エネルギーを測定
することを特徴とする請求項１のランプ黒化検出方法。 - 【請求項３】 ランプの発光部から放射される放射エネ
ルギーが、封体から放射される放射エネルギーに比べて
充分に低い領域の波長において、ランプの封体から放射
される放射エネルギーを測定することを特徴とする請求
項１または請求項２のランプ黒化検出方法。
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| US09/452,387 US6365899B1 (en) | 1998-12-01 | 1999-12-01 | Process for determination of blackening of a lamp |
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