JP4285098B2

JP4285098B2 - Flash discharge lamp device

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Publication number: JP4285098B2
Application number: JP2003172411A
Authority: JP
Inventors: 明信中島; 貴文溝尻; 樹志大和田
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2023-06-17
Also published as: JP2005011586A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造や薄膜トランジスタ製造に用いるランプアニール用の閃光放電ランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、閃光放電ランプを用いたアニール装置の開発が進められている。例えば、シリコンウエハ表層に浅い拡散層（ｐｎ接合）を形成（イオン注入した不純物活性化）する工程においてランプアニール装置が使用される。
このアニール工程では特にイオン注入した不純物のプロファイルのくずれや形成したパターンの揮発などの問題を回避し、かつ、不純物の良好な活性化状態を得ることが必要である。
【０００３】
また、液晶表示パネル用の薄膜トランジスタ製造においても、基板上に形成された半導体膜を確実かつ均一に活性化させる必要がある。特にガラス基板による場合はアニール処理を達成しつつ基板への過度の加熱を防止して基板の伸縮や「そり」の発生を抑制しなければならない。
【０００４】
このようなアニール工程では、特に、基板表層或いは基板表面上の薄膜を、下部への熱の浸透を抑制し、均一かつ確実に所定温度に加熱する必要があり、熱源としてのランプは閃光放電ランプが最適である。
閃光放電ランプを用いたアニール装置は、特開２００２−２３１４８８号公報に記載されている。
【０００５】
特開２００２−２３１４８８号公報に記載されているアニール用の閃光放電ランプ装置では、複数の閃光放電ランプを使用しており、ランプと基板表面との距離、ランプの配置及び入力、複数ランプの同時点灯などの諸条件を満たす必要があり、特に、照射面での照度むらを少なくすることが必要であり、閃光放電ランプ同士を近接配置する必要があり、閃光放電ランプのランプ保持機構が工夫されている。
【０００６】
以下、図面を用いて従来の閃光放電ランプ装置のランプ保持機構を説明する。
図７は従来の閃光放電ランプ装置におけるランプ保持機構を説明する図であり、図８は、図７に示すランプ保持機構に閃光放電ランプが保持された時の図７のＸ−Ｘ方向で切断した断面図である。
保持部材４は、セラミックス製の保持部材本体４ａと、金属保持片４ｂよりなるものである。
保持部材本体４ａは、閃光放電ランプ２の発光管２１の側面外形に沿うよう成形されて発光管２１の側面の一部に密接する密接部４ａ１を有するものである。金属保持片４ｂは保持部材本体４ａにネジによって固定された共通する基盤部４ｂ１を有し、この基盤部４ｂ１から立設するように２つの押圧部４ｂ２、４ｂ３を有し、この押圧部４ｂ２、４ｂ３も閃光放電ランプ２の発光管２１の側面外形に沿うように湾曲されている。そして、押圧部４ｂ２、４ｂ３は、対向する密接部４ａ１方向に曲がるようなバネ性を有するものである。
【０００７】
そして、密接部４ａ１と押圧部４ｂ２、４ｂ３の間に発光管２１を挿入すると、押圧部４ｂ２、４ｂ３で発光管２１の側面の一部を押圧し、発光管２１の側面の他の一部が密接部４ａ１に密接し、閃光放電ランプ２を保持部材４で保持するランプ保持機構となる。
【０００８】
図８中、発光管２１の下方には、閃光放電ランプ１の発光管２１に沿って、トリガー線３１を管型のガラス管３２内に封装したトリガー管３が配置されている。
このトリガー管３は、保持部材本体４ａに形成された凹部４ａ２内に嵌め込まれており、この凹部４ａ２の内面と発光管２１の側面との間で保持された構造である。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−２３１４８８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このような閃光ランプ装置では、被処理物を短時間で急速に加熱する必要があり、例えば、被処理物がシリコンウエハの場合、その表面温度を１１００℃、昇温速度を２×１０^４〜２×１０^６℃／ｓとする必要があり、このような発光状態を達成するためには、１本の閃光放電ランプのランプ電流が２０００Ａ程度、ランプエネルギーが５ＫＪ程度となる。
【００１１】
この結果、点灯時、瞬間に閃光放電ランプの発光管内が高圧状態、例えば２０気圧以上に達し、発光管内と外部雰囲気との圧力差による衝撃波が閃光放電ランプから発せられることになり、閃光放電ランプが振動してしまう。
【００１２】
また、複数の閃光放電ランプが一斉に点灯した際には、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加わる。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。そのため、２０００Ａ以上もの大電流が各閃光放電ランプに流れると、各閃光放電ランプには大きなローレンツ力が加わり、閃光放電ランプが振動してしまう。
【００１３】
図９は、ランプ保持機構の金属保持片が閃光放電ランプを保持する構造を示す図であり、図９（イ）は一部拡大斜視図であり、図９（ロ）は発光管の管軸Ｚ方向に沿った一部拡大断面図である。
図９に示すように、閃光放電ランプ２の発光管２１の側面に金属保持片の押圧部４ｂ２が接触した状態で、発光管２１を押圧している。
詳細に説明すると、押圧部４ｂ２は、ＳＵＳ製の平板よりなり、発光管２１の側面形状に沿うような形状に加工された板バネであって、圧接部４ｂ２の押圧面４ｂ２０が発光管２１の側面に接触した状態になっている。そして、押圧面４ｂ２０の発光管２１の管軸Ｚ方向の端部は、発光管２１の表面から略垂直な状態で切り立ったエッジ面４ｂ２１とつながっており、押圧面４ｂ２０とエッジ面４ｂ２１をつなく辺Ｈが発光管２１の表面と接触している。
【００１４】
前述したように、閃光放電ランプを点灯させると、閃光放電ランプが振動するが、その振動によって閃光放電ランプが図９に示す管軸Ｚ方向に動くと、辺Ｈが発光管２１と擦れて引っかかり、ガラス製の発光管２１の表面に傷がつく、さらに、点灯消灯を繰り返すと、辺Ｈと発光管２１が何回も擦れ合い、最終的には、この傷がもとで発光管２１の破壊にいたるという問題が発生する。
【００１５】
さらに、図８に示すように、金属保持片４ｂの押圧部４ｂ２、４ｂ３の押圧する力より、閃光放電ランプ２がＹ−Ｙ方向に振動する力が大きい場合、隣り合う閃光放電ランプ２同士が衝突し発光管２１が破損したり、或いは、閃光放電ランプが保持部材本体４ａから外れてしまうという問題があった。
【００１６】
本願発明の目的は、複数の閃光放電ランプを同一平面上に保持部材を用いて確実に保持することができ、しかも、各閃光放電ランプが破損しない閃光放電ランプ装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の閃光放電ランプ装置は、ガラス製の管型発光管内に一対の電極が配置された複数の閃光放電ランプを同一平面上に保持部材を用いて配置した閃光放電ランプ装置において、前記保持部材は、前記閃光放電ランプが並べられる平面に対して直交する方向に分割された一方の絶縁性ブロックと他方の絶縁性ブロックからなり、前記一方の絶縁性ブロックには、前記閃光放電ランプの発光管がそれぞれ個別に嵌め込まれる嵌合溝を有し、前記他方の絶縁性ブロックには、前記一方の絶縁性ブロックに形成されたそれぞれの嵌合溝に対応する位置に金属製の第１板バネを有し、前記第１板バネで前記閃光放電ランプのそれぞれの発光管を押圧して前記閃光放電ランプを一方の絶縁性ブロックと他方の絶縁性ブロックの間で挟み込んで保持するとともに、前記第１板バネの前記発光管を押圧する押圧面が、前記発光管の管軸方向に沿って伸びるとともに、前記発光管の管軸方向の端部において曲面になって前記発光管から離間していることを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載の閃光放電ランプ装置は、請求項１に記載の閃光放電ランプ装置において、特に、前記閃光放電ランプの発光管に沿って、トリガー線を管型のガラス管内に封装したトリガー管が配置されており、前記一方の絶縁性ブロックは、前記それぞれの嵌合溝内に個別に金属製の第２板バネが設けられており、当該第２板バネで前記トリガー管を押圧して当該トリガー管及び前記閃光放電ランプを一方の絶縁性ブロックと他方の絶縁性ブロックの間で挟み込んで保持するとともに、前記第２板バネの前記トリガー管を押圧する押圧面が、前記トリガー管の管軸方向に沿って伸びるとともに、前記トリガー管の管軸方向の端部において曲面になって前記トリガー管から離間していることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の閃光放電ランプ装置にかかる保持部材の斜視図であり、図２は閃光ランプが装着された一方のブロック１１を紙面において下側からみた要部平面図、図３は図２中のうち１本の閃光放電ランプについてランプ管軸を通る面で切断した縦断面図である。図４は、図２中のＸ−Ｘ方向断面図である。
【００２０】
図１に示すように本発明の閃光放電ランプ装置の保持部材１は、閃光放電ランプが並べられる平面に対して直交する方向に分割された二つの光によって劣化しないセラミック製の絶縁性ブロックよりなる。一方の絶縁ブロック１１には、閃光放電ランプの発光管がそれぞれ個別に嵌め込まれ発光管外径に適合した嵌合溝１３が設けられており、他方の絶縁ブロック１２は略板状であり、これら一方と他方のブロックに閃光放電ランプを挟み込み固定するものである。尚、図１中、符号１５は後述する閃光放電ランプの発光管を押圧するステンレス製のバネ鋼よりなる第１板バネであり、それぞれの嵌合溝１３に対応する位置に１つづつ設けられている。
【００２１】
図２に示すように閃光放電ランプ２，２・・は、発光管２１，２１，・・における排気管残部２１ａよりも外方の端部側が一方の絶縁ブロック１１の嵌合溝１３に嵌合して、略同一平面上に並べられる。また、絶縁ブロック１１には、嵌合溝１３につながる後述する閃光放電ランプの給電用導出部（２５，２７）が導出する貫通孔１４が形成されている。
なお、図２では、閃光放電ランプ２の一端側の保持部材の構造が示されているが、他端側も同じ構造の保持部材によって保持されている。
【００２２】
図３において、閃光放電ランプ２は、発光管２１が石英ガラスからなり、外径φ１０ｍｍ〜φ１５ｍｍ、肉厚１ｍｍ〜２．５ｍｍ、発光管全長５４０ｍｍ〜６００ｍｍであり、内部には、放電ガスとして、例えばキセノンガス、クリプトン、アルゴン、ネオン等の希ガス、セシウム、カリウム、水銀の単体若しくはこれらの混合物が封入され、一方の電極２２につながるリード棒２３が発光管２１の端部２４より気密に導出されている。尚、他方の電極もこれと同様である。
【００２３】
上記閃光放電ランプ２における給電用導出部は、電極２２につながるリード棒２３の端部に、給電用のリード線２５が銀ロウ２６等によって電気的に接続された構造である。ここで、上記装置においては、閃光放電ランプ２の間隔が狭小であることから、隣接するリード棒２３やリード線２５と短絡しないように、発光管２１より導出されたリード棒２３及びリード線２５は絶縁用の熱収縮性の絶縁チューブ２７により被覆されている。
【００２４】
上記閃光ランプ２には、始動性改善のためのトリガー管３が配置されている。係るトリガー管３はトリガー線３１をガラス管３２内に封装したものであり、閃光放電ランプ２の発光管２１に沿って配置されている。
【００２５】
図３、図４を用いて説明を続けると、保持部材１の絶縁ブロック１１の嵌合溝１３の底壁部にトリガー管３を嵌め込むための幅狭の溝１３１が形成されており、この幅狭の溝１３１にはステンレス製のバネ鋼よりなる第２板バネ１６が配設されている。
【００２６】
そして、図３、図４に示すように、絶縁ブロック１１には、閃光放電ランプの発光管２１外径より若干広い幅の嵌合溝１３が形成されている。この嵌合溝１３は向かい合う２つの斜めのテーパー面で発光管２１の外表面に当接するものであり、閃光放電ランプ２の発光管２１の外径にバラツがあっても必ず発光管２１の外表面にテーパー面が当接することにより、発光管２１の外径のバラツキを吸収することができる。
そして、この嵌合溝１３によって、図４中Ｘ−Ｘ方向に、発光管２１が大きく動かないように嵌め込まれている。
また、トリガー管３が嵌合溝１３の底壁部に設けられたトリガー管３を嵌入するための幅狭の溝１３１に嵌め込まれている。
【００２７】
そして、図４に示すように、閃光放電ランプ２の発光管２１を２つの絶縁ブロック１１，１２で挟み込み、第１板バネ１５が発光管２１を紙面下方から上方に向けて押圧し、第２板バネ１６がトリガー管３を紙面上方から下方に向けて押圧し、押圧されたトリガー管３が発光管２１を紙面上方から下方に押圧する構造であるので、第１板バネ１５と第２板バネ１６によって発光管２１を両側から押圧し保持するものであり、図４中Ｙ−Ｙ方向に、発光管２１が動かないように保持されている。
【００２８】
このような保持部材１の構造であるので、閃光放電ランプの点灯時、発光管と外部雰囲気との圧力差によって衝撃波が発生し閃光放電ランプが振動しても、或いは、閃光放電ランプに流れる電流によって閃光放電ランプにローレンツ力が発生しても、図４中、Ｘ−Ｘ方向、Ｙ−Ｙ方向のどちらの方向に対しても閃光放電ランプが動くことを防止できるものである。
【００２９】
図５（イ）は、第１板バネ１５で発光管２１を押圧した状態を示す斜視図であり、図５（ロ）は、発光管の管軸Ｚ方向に沿った一部拡大断面図である。
図５（イ）示すように、第１板バネ１５は、閃光放電ランプ２の発光管２１を押圧する押圧部１５１と、この押圧部１５１に続く絶縁ブロック１１に固定される固定部１５２から構成されている。
また、図５（ロ）に示すように、押圧部１５１の押圧面１５１０が発光管２１の側面に接触した状態になっており、この押圧面１５１０は発光管２１の管軸Ｚ方向に沿って伸びるとともに、発光管２１の管軸Ｚ方向の端部において曲面Ｔ（便宜状、点線で示す部分）になって、発光管２１から離間している。
そして、図４で説明したように、図５中Ｘ−Ｘ方向、Ｙ−Ｙ方向へ閃光放電ランプ２が動くことが防止されているが、管軸Ｚ方向には発光管２１の膨張収縮や振動によって閃光放電ランプが動くものである。
【００３０】
しかしながら、発光管２１が管軸Ｚ方向に動いても、押圧面１５１０は、発光管２１の管軸Ｚ方向の端部において曲面Ｔになって発光管２１から離間しているので、発光管２１の表面に、この曲面Ｔが引っかかることがなく、発光管２１の表面に押圧面１５１０との摩擦による傷が発生せず、発光管２１が破損することがない。
【００３１】
また、図５（イ）に示すように、押圧面１５１０の管軸Ｚ方向と交差する方向の端部は、発光管２１の表面から略垂直な状態で切り立ったエッジ面１５１１とつながっており、押圧面１５１０とエッジ面１５１１をつなく辺Ｈが発光管２１の表面と接触している。
しかし、このエッジ面１５１１が発光管２１の管軸Ｚ方向と平行になっている構造であれば、発光管２１が管軸Ｚ方向に動いても、辺Ｈと発光管２１の表面が引っかからず滑らかに擦れ合う程度となり、発光管２１の表面に傷がつかず、発光管２１が破損することがない。
【００３２】
図６（イ）は、第２板バネ１６でトリガー管３を押圧した状態を示す斜視図であり、図６（ロ）は、トリガー管の管軸Ｚ方向に沿った一部拡大断面図である。
図６（イ）示すように、第２板バネ１５は、トリガー管３を押圧する押圧部１６１と、この押圧部１６１に続く絶縁ブロック１１に固定される固定部１６２から構成されている。
また、図６（ロ）に示すように、押圧部１６１の押圧面１６１０がトリガー管３の側面に接触した状態になっており、この押圧面１６１０は、トリガー管３の管軸Ｚ方向に沿って伸びるとともに、トリガー管３の管軸Ｚ方向の端部において曲面Ｔ（便宜状、点線で示す部分）になって、トリガー管３から離間している。
そして、図４で説明したように、図６中Ｘ−Ｘ方向、Ｙ−Ｙ方向へトリガー管３が動くことが防止されているが、管軸Ｚ方向にはトリガー管３の膨張収縮や振動によってトリガー管が動くものである。
【００３３】
しかしながら、トリガー管３が管軸Ｚ方向に動いても、押圧面１６１０は、トリガー管３の管軸Ｚ方向の端部において曲面Ｔになってトリガー管３から離間しているので、トリガー管３の表面に、この曲面Ｔが引っかかることがなく、トリガー管３の表面に押圧面１６１０との摩擦による傷が発生せず、トリガー管３が破損することがない。
【００３４】
また、図６（イ）に示すように、押圧面１６１０の管軸Ｚ方向と交差する方向の端部は、トリガー管３の表面から略垂直な状態で切り立ったエッジ面１６１１とつながっており、押圧面１６１０とエッジ面１６１１をつなく辺Ｈがトリガー管３の表面と接触している。
しかし、このエッジ面１６１１がトリガー管３の管軸Ｚ方向と平行になっている構造であれば、トリガー管３が管軸Ｚ方向に動いても、辺Ｈとトリガー管３の表面が引っかからず滑らかに擦れ合う程度となり、トリガー管３の表面に傷がつかず、トリガー管３が破損することがない。
【００３５】
なお、上述した本発明の閃光放電ランプ装置は、トリガー管を押圧する第２板バネを有しているが、第２板バネは必ずしも必要ではなく、第１板バネによって発光管を押圧し、発光管に当接しているトリガー管を絶縁ブロックの嵌合溝に板バネなして直接押圧して、発光管及びトリガー管を第１板バネと絶縁ブロックで挟持することにより、閃光放電ランプを保持部材で保持することもできる。
【００３６】
さらには、閃光放電ランプの両側を保持部材で保持しているが、閃光放電ランプの一端側の第１板バネと第２バネ板バネによる保持力を、他端側の第１板バネと第２バネ板バネによる保持力より弱くすることにより、保持部材が固定されている閃光放電ランプ装置のケーシングが熱膨張しても、閃光放電ランプに対してケーシングが相対的に動くことになり、閃光放電ランプに負荷がかかることを防止でき、閃光放電ランプの破損を防止できる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明の閃光放電ランプ装置によれば、保持部材の嵌合溝に複数の閃光放電ランプの発光管を個別に嵌め込み狭持する構造であるので、閃光放電ランプの発光管軸と交差する方向の動きを防止でき、しかも、それぞれの嵌合溝に嵌め込まれた発光管を第１板バネで押圧し、発光管に接する押圧面が、発光管の管軸方向に沿って伸びるとともに、発光管の管軸方向の端部において曲面になって発光管から離間しているので、発光管の表面がこの押圧面に引っかからず、発光管の表面に押圧面との摩擦による傷が発生せず、発光管の破損を防止できるとともに、同一平面上に複数の閃光放電ランプを保持部材を用いて保持することができる。
【００３８】
さらには、第２板バネで発光管の管軸に沿って設けられたトリガー管を押圧し、トリガー管に接する押圧面が、トリガー管の管軸方向に沿って伸びるとともに、トリガー管の管軸方向の端部において曲面になってトリガー管から離間しているので、トリガー管の表面がこの押圧面に引っかからず、トリガー管の表面に押圧面との摩擦による傷が発生せず、トリガー管の破損を防止できるとともに、第１板バネと第２板バネによって、トリガー管及ぶ発光管を両側から押圧して保持することができ、同一平面上に複数の閃光放電ランプを保持部材を用いて確実に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の閃光放電ランプ装置にかかる保持部材の斜視図である。
【図２】図１に示す保持部材に閃光放電ランプが装着された状態の一部分の要部平面図である。
【図３】図２中のうち１本の閃光放電ランプについてランプ管軸を通る面で切断した縦断面図である。
【図４】図２中のＸ−Ｘ方向断面図である。
【図５】第１板バネで、発光管を押圧した状態を示す説明図である。
【図６】第２板バネで、トリガー管を押圧した状態を示す説明図である。
【図７】従来の閃光放電ランプ装置におけるランプ保持機構を説明する図である。
【図８】図７に示すランプ保持機構に閃光放電ランプが保持された時の図７のＸ−Ｘ方向で切断した断面図である。
【図９】従来のランプ保持機構の金属片が閃光放電ランプを保持する構造を示す一部拡大斜視図である。
【符号の説明】
１保持部材
１１絶縁性ブロック
１２絶縁性ブロック
１３嵌合溝
１４貫通孔
１５第１板バネ
１５１圧接部
１５２固定部
１５１０押圧面
１５１１第１バネのエッジ面
１６第２板バネ
１６１圧接部
１６２固定部
１６１０押圧面
１６１１第２バネのエッジ面
２閃光放電ランプ
２１発光管
３トリガー管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flash discharge lamp apparatus for lamp annealing used in semiconductor manufacturing and thin film transistor manufacturing.
[0002]
[Prior art]
Recently, an annealing apparatus using a flash discharge lamp has been developed. For example, a lamp annealing apparatus is used in a process of forming a shallow diffusion layer (pn junction) on the surface layer of a silicon wafer (activating an ion-implanted impurity).
In this annealing process, it is particularly necessary to avoid problems such as the profile of the ion-implanted impurity and the volatilization of the formed pattern, and to obtain a good activated state of the impurity.
[0003]
Also in manufacturing a thin film transistor for a liquid crystal display panel, it is necessary to reliably and uniformly activate a semiconductor film formed on a substrate. Particularly in the case of using a glass substrate, it is necessary to prevent the substrate from being excessively heated and to prevent the substrate from expanding and contracting and warping while achieving an annealing process.
[0004]
In such an annealing process, in particular, it is necessary to heat the substrate surface layer or the thin film on the surface of the substrate to a lower temperature and to uniformly and surely heat it to a predetermined temperature. A lamp as a heat source is a flash discharge lamp. Is the best.
An annealing apparatus using a flash discharge lamp is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-231488.
[0005]
In the flash discharge lamp apparatus for annealing described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-231488, a plurality of flash discharge lamps are used. The distance between the lamp and the substrate surface, the arrangement and input of the lamps, and the simultaneous use of the plurality of lamps. It is necessary to satisfy various conditions such as lighting, in particular, it is necessary to reduce unevenness in illuminance on the irradiated surface, it is necessary to place the flash discharge lamps close to each other, and the lamp holding mechanism of the flash discharge lamp has been devised. ing.
[0006]
Hereinafter, a lamp holding mechanism of a conventional flash discharge lamp apparatus will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 is a view for explaining a lamp holding mechanism in a conventional flash discharge lamp device, and FIG. 8 is a sectional view taken along the line XX in FIG. 7 when the flash discharge lamp is held by the lamp holding mechanism shown in FIG. FIG.
The holding member 4 includes a ceramic holding member body 4a and a metal holding piece 4b.
The holding member main body 4 a has a close contact portion 4 a 1 that is shaped along the outer shape of the side surface of the arc tube 21 of the flash discharge lamp 2 and is in close contact with a part of the side surface of the arc tube 21. The metal holding piece 4b has a common base portion 4b1 fixed to the holding member main body 4a with screws, and has two pressing portions 4b2, 4b3 so as to stand up from the base portion 4b1, and the pressing portions 4b2, 4b3 is also curved so as to follow the outer side shape of the arc tube 21 of the flash discharge lamp 2. And press part 4b2, 4b3 has a spring property which bends in the close part 4a1 direction which opposes.
[0007]
When the arc tube 21 is inserted between the close contact portion 4a1 and the pressing portions 4b2, 4b3, the pressing portions 4b2, 4b3 press a part of the side surface of the arc tube 21, and the other part of the side surface of the arc tube 21 The lamp holding mechanism is in close contact with the close contact portion 4a1 and holds the flash discharge lamp 2 with the holding member 4.
[0008]
In FIG. 8, a trigger tube 3 in which a trigger wire 31 is sealed in a tubular glass tube 32 is disposed along the arc tube 21 of the flash discharge lamp 1 below the arc tube 21.
The trigger tube 3 is fitted into a recess 4a2 formed in the holding member main body 4a, and is configured to be held between the inner surface of the recess 4a2 and the side surface of the arc tube 21.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-231488
[Problems to be solved by the invention]
In such a flash lamp device, it is necessary to heat the object to be processed rapidly in a short time. For example, when the object to be processed is a silicon wafer, the surface temperature is 1100 ° C., and the temperature rising rate is 2 × 10 ⁴ to. There needs to be 2 × 10 ⁶ ℃ / s, in order to achieve such a light-emitting state is about the lamp current of one flash discharge lamp 2000A, lamp energy is about 5 KJ.
[0011]
As a result, at the time of lighting, the inside of the arc tube of the flash discharge lamp reaches a high pressure state, for example, 20 atmospheres or more, and a shock wave due to the pressure difference between the inside of the arc tube and the external atmosphere is emitted from the flash discharge lamp. Will vibrate.
[0012]
Further, when a plurality of flash discharge lamps are turned on all at once, Lorentz force is applied to each flash discharge lamp by the currents that flow through the other flash discharge lamps. The magnitude of the Lorentz force is proportional to the current of the flash discharge lamp and inversely proportional to the distance between the flash discharge lamps. Therefore, when a large current of 2000 A or more flows through each flash discharge lamp, a large Lorentz force is applied to each flash discharge lamp, and the flash discharge lamp vibrates.
[0013]
9 is a view showing a structure in which the metal holding piece of the lamp holding mechanism holds the flash discharge lamp, FIG. 9 (a) is a partially enlarged perspective view, and FIG. 9 (b) is a tube axis of the arc tube. It is a partially expanded sectional view along the Z direction.
As shown in FIG. 9, the arc tube 21 is pressed while the pressing portion 4 b 2 of the metal holding piece is in contact with the side surface of the arc tube 21 of the flash discharge lamp 2.
More specifically, the pressing portion 4b2 is a flat spring made of a SUS flat plate and processed into a shape along the shape of the side surface of the arc tube 21, and the pressing surface 4b20 of the press contact portion 4b2 is It is in contact with the side. Then, the end portion of the pressing surface 4b20 in the tube axis Z direction of the arc tube 21 is connected to the edge surface 4b21 that is substantially perpendicular to the surface of the arc tube 21, and connects the pressing surface 4b20 and the edge surface 4b21. Side H is in contact with the surface of arc tube 21.
[0014]
As described above, when the flash discharge lamp is turned on, the flash discharge lamp vibrates. When the flash discharge lamp moves in the direction of the tube axis Z shown in FIG. If the surface of the arc tube 21 made of glass is scratched, and lighting and extinguishing are repeated, the side H and the arc tube 21 rub against each other many times. The problem of destruction occurs.
[0015]
Furthermore, as shown in FIG. 8, when the force that the flash discharge lamp 2 vibrates in the Y-Y direction is larger than the pressing force of the pressing portions 4b2, 4b3 of the metal holding piece 4b, the adjacent flash discharge lamps 2 are There is a problem that the arc tube 21 is damaged due to collision or the flash discharge lamp is detached from the holding member body 4a.
[0016]
An object of the present invention is to provide a flash discharge lamp device that can securely hold a plurality of flash discharge lamps on the same plane by using a holding member and that does not damage each flash discharge lamp.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, a flash discharge lamp device according to claim 1, wherein a plurality of flash discharge lamps each having a pair of electrodes arranged in a glass tube-type arc tube are arranged on the same plane using a holding member. In the flash discharge lamp apparatus, the holding member is composed of one insulating block and the other insulating block divided in a direction orthogonal to a plane on which the flash discharge lamps are arranged, and the one insulating block Includes a fitting groove into which each of the arc tubes of the flash discharge lamp is individually fitted, and the other insulating block corresponds to each fitting groove formed in the one insulating block. has a metal of the first plate spring in position, each of the presses the arc tube of one of the flash discharge lamp insulating block and the other insulating said flash discharge lamp in the first plate spring It holds sandwiched between the lock pressing surface which presses the arc tube of the first leaf spring, along with extending along the tube axis direction of the light emitting tube, at the end of the tube axis direction of the arc tube A curved surface is separated from the arc tube.
[0018]
The flash discharge lamp device according to claim 2 is the flash discharge lamp device according to claim 1, particularly, a trigger tube in which a trigger wire is sealed in a tube-shaped glass tube along an arc tube of the flash discharge lamp. The one insulating block is provided with a second metal leaf spring individually in each fitting groove, and the trigger plate is pressed by the second leaf spring. The trigger tube and the flash discharge lamp are sandwiched and held between one insulating block and the other insulating block, and a pressing surface for pressing the trigger tube of the second leaf spring includes a tube of the trigger tube. It extends along the axial direction, and is curved at the end of the trigger tube in the tube axis direction so as to be separated from the trigger tube.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view of a holding member according to the flash discharge lamp device of the present invention. FIG. 2 is a plan view of a principal portion of one block 11 on which a flash lamp is mounted as viewed from below, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of one of the flash discharge lamps of FIG. 2 cut along a plane passing through the lamp tube axis. FIG. 4 is a cross-sectional view in the XX direction in FIG.
[0020]
As shown in FIG. 1, the holding member 1 of the flash discharge lamp device of the present invention is made of a ceramic insulating block that is not deteriorated by two lights divided in a direction orthogonal to the plane on which the flash discharge lamps are arranged. . One insulating block 11 is provided with a fitting groove 13 adapted to fit the outer diameter of the light emitting tube by individually fitting the light emitting tubes of the flash discharge lamp, and the other insulating block 12 is substantially plate-shaped. A flash discharge lamp is sandwiched and fixed between one and the other block. In FIG. 1, reference numeral 15 denotes a first leaf spring made of stainless steel spring that presses the arc tube of a flash discharge lamp, which will be described later, and is provided one at a position corresponding to each fitting groove 13. ing.
[0021]
As shown in FIG. 2, the flash discharge lamps 2, 2,... Are fitted in the fitting grooves 13 of one insulating block 11 on the outer end side of the exhaust pipe remaining portion 21a in the arc tubes 21, 21,. Then, they are arranged on substantially the same plane. Further, the insulating block 11 is formed with a through hole 14 led out by a power feeding lead-out portion (25, 27) of a flash discharge lamp, which will be described later, connected to the fitting groove 13.
In FIG. 2, the structure of the holding member on one end side of the flash discharge lamp 2 is shown, but the other end side is also held by the holding member having the same structure.
[0022]
In FIG. 3, the flash discharge lamp 2 has an arc tube 21 made of quartz glass, an outer diameter of φ10 mm to φ15 mm, a thickness of 1 mm to 2.5 mm, and a total length of the arc tube of 540 mm to 600 mm. For example, a rare gas such as xenon gas, krypton, argon, neon, cesium, potassium, mercury alone or a mixture thereof is sealed, and the lead rod 23 connected to one electrode 22 is led out from the end 24 of the arc tube 21 in an airtight manner. Has been. The same applies to the other electrode.
[0023]
The power supply lead-out portion in the flash discharge lamp 2 has a structure in which a power supply lead wire 25 is electrically connected to the end of a lead rod 23 connected to the electrode 22 by a silver solder 26 or the like. Here, in the above apparatus, since the interval between the flash discharge lamps 2 is narrow, the lead rod 23 and the lead wire 25 led out from the arc tube 21 are not short-circuited with the adjacent lead rod 23 or the lead wire 25. Is covered with a heat-shrinkable insulating tube 27 for insulation.
[0024]
The flash lamp 2 is provided with a trigger tube 3 for improving startability. The trigger tube 3 is obtained by sealing a trigger wire 31 in a glass tube 32 and is disposed along the arc tube 21 of the flash discharge lamp 2.
[0025]
3 and 4, the narrow groove 131 for fitting the trigger tube 3 is formed in the bottom wall portion of the fitting groove 13 of the insulating block 11 of the holding member 1. A second plate spring 16 made of stainless spring steel is disposed in the narrow groove 131.
[0026]
3 and 4, the insulating block 11 is formed with a fitting groove 13 having a width slightly wider than the outer diameter of the arc tube 21 of the flash discharge lamp. The fitting groove 13 is in contact with the outer surface of the arc tube 21 with two diagonally tapered surfaces facing each other. Even if the outer diameter of the arc tube 21 of the flash discharge lamp 2 varies, the fitting groove 13 is always outside the arc tube 21. When the tapered surface comes into contact with the surface, variations in the outer diameter of the arc tube 21 can be absorbed.
The arc tube 21 is fitted by the fitting groove 13 in the XX direction in FIG.
The trigger tube 3 is fitted in a narrow groove 131 for fitting the trigger tube 3 provided in the bottom wall portion of the fitting groove 13.
[0027]
Then, as shown in FIG. 4, the arc tube 21 of the flash discharge lamp 2 is sandwiched between the two insulating blocks 11 and 12, and the first leaf spring 15 presses the arc tube 21 upward from the lower side of the drawing, Since the leaf spring 16 presses the trigger tube 3 from the upper side to the lower side in the drawing, and the pressed trigger tube 3 presses the arc tube 21 from the upper side to the lower side in the drawing, the first plate spring 15 and the second plate The arc tube 21 is pressed and held by the spring 16 from both sides, and the arc tube 21 is held so as not to move in the YY direction in FIG.
[0028]
With such a structure of the holding member 1, even when the flash discharge lamp is turned on, even if a shock wave is generated due to a pressure difference between the arc tube and the external atmosphere and the flash discharge lamp vibrates, or the current flowing through the flash discharge lamp Thus, even if a Lorentz force is generated in the flash discharge lamp, it is possible to prevent the flash discharge lamp from moving in either the XX direction or the YY direction in FIG.
[0029]
FIG. 5A is a perspective view showing a state in which the arc tube 21 is pressed by the first leaf spring 15, and FIG. 5B is a partially enlarged cross-sectional view along the tube axis Z direction of the arc tube. is there.
As shown in FIG. 5A, the first leaf spring 15 includes a pressing portion 151 that presses the arc tube 21 of the flash discharge lamp 2 and a fixing portion 152 that is fixed to the insulating block 11 following the pressing portion 151. Has been.
Further, as shown in FIG. 5B, the pressing surface 1510 of the pressing portion 151 is in contact with the side surface of the arc tube 21, and the pressing surface 1510 is along the tube axis Z direction of the arc tube 21. While extending, it becomes a curved surface T (for convenience, a portion indicated by a dotted line) at the end of the arc tube 21 in the tube axis Z direction and is separated from the arc tube 21.
4, the flash discharge lamp 2 is prevented from moving in the XX direction and the YY direction in FIG. 5, but the arc tube 21 expands and contracts in the tube axis Z direction. The flash discharge lamp moves by vibration.
[0030]
However, even if the arc tube 21 moves in the tube axis Z direction, the pressing surface 1510 becomes a curved surface T at the end of the arc tube 21 in the tube axis Z direction and is separated from the arc tube 21. The curved surface T is not caught on the surface of the arc tube 21, the surface of the arc tube 21 is not scratched by friction with the pressing surface 1510, and the arc tube 21 is not damaged.
[0031]
Further, as shown in FIG. 5 (a), the end of the pressing surface 1510 in the direction intersecting the tube axis Z direction is connected to an edge surface 1511 that stands up from the surface of the arc tube 21 in a substantially vertical state. The side H is in contact with the surface of the arc tube 21 by connecting the pressing surface 1510 and the edge surface 1511.
However, if the edge surface 1511 is parallel to the tube axis Z direction of the arc tube 21, even if the arc tube 21 moves in the tube axis Z direction, the side H and the surface of the arc tube 21 are not caught. As a result, the surface of the arc tube 21 is not damaged and the arc tube 21 is not damaged.
[0032]
6 (a) is a perspective view showing a state in which the trigger tube 3 is pressed by the second leaf spring 16, and FIG. 6 (b) is a partially enlarged cross-sectional view along the tube axis Z direction of the trigger tube. is there.
As shown in FIG. 6A, the second leaf spring 15 includes a pressing portion 161 that presses the trigger tube 3 and a fixing portion 162 that is fixed to the insulating block 11 following the pressing portion 161.
Further, as shown in FIG. 6B, the pressing surface 1610 of the pressing portion 161 is in contact with the side surface of the trigger tube 3, and the pressing surface 1610 is along the tube axis Z direction of the trigger tube 3. And at the end of the trigger tube 3 in the tube axis Z direction, a curved surface T (for convenience, a portion indicated by a dotted line) is separated from the trigger tube 3.
As described with reference to FIG. 4, the trigger tube 3 is prevented from moving in the XX direction and the YY direction in FIG. 6, but the expansion and contraction and vibration of the trigger tube 3 are prevented in the tube axis Z direction. The trigger tube moves.
[0033]
However, even if the trigger tube 3 moves in the tube axis Z direction, the pressing surface 1610 becomes a curved surface T at the end of the trigger tube 3 in the tube axis Z direction and is separated from the trigger tube 3. The curved surface T is not caught on the surface of the trigger tube 3, the surface of the trigger tube 3 is not scratched by friction with the pressing surface 1610, and the trigger tube 3 is not damaged.
[0034]
Further, as shown in FIG. 6 (a), the end of the pressing surface 1610 in the direction intersecting the tube axis Z direction is connected to an edge surface 1611 that stands upright from the surface of the trigger tube 3, The side H is in contact with the surface of the trigger tube 3 by connecting the pressing surface 1610 and the edge surface 1611.
However, if the edge surface 1611 is structured to be parallel to the tube axis Z direction of the trigger tube 3, even if the trigger tube 3 moves in the tube axis Z direction, the side H and the surface of the trigger tube 3 are not caught. As a result, the surface of the trigger tube 3 is not damaged and the trigger tube 3 is not damaged.
[0035]
Note that the flash discharge lamp device of the present invention described above has the second leaf spring that presses the trigger tube, but the second leaf spring is not necessarily required, and the arc tube is pressed by the first leaf spring, Hold the flash discharge lamp by pressing the trigger tube in contact with the arc tube directly into the fitting groove of the insulation block without a leaf spring, and holding the arc tube and trigger tube between the first leaf spring and the insulation block It can also be held by a member.
[0036]
Furthermore, although both sides of the flash discharge lamp are held by the holding members, the holding force by the first leaf spring and the second spring leaf spring on one end side of the flash discharge lamp is increased with the first leaf spring on the other end side and the first leaf spring. By making it weaker than the holding force of the two spring leaf springs, even if the casing of the flash discharge lamp device to which the holding member is fixed is thermally expanded, the casing moves relative to the flash discharge lamp. It is possible to prevent the discharge lamp from being loaded, and to prevent the flash discharge lamp from being damaged.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the flash discharge lamp device of the present invention, the arc tube of the flash discharge lamp has a structure in which the arc tubes of the plurality of flash discharge lamps are individually fitted and held in the fitting grooves of the holding member. The movement in the direction crossing the axis can be prevented, and the arc tube fitted in each fitting groove is pressed by the first leaf spring, and the pressing surface in contact with the arc tube is along the tube axis direction of the arc tube. As it extends and becomes curved at the end of the arc tube in the tube axis direction and is separated from the arc tube, the surface of the arc tube does not catch on this pressing surface, and the surface of the arc tube is scratched by friction with the pressing surface. The arc tube can be prevented from being damaged, and a plurality of flash discharge lamps can be held on the same plane using the holding member.
[0038]
Furthermore, the trigger plate provided along the tube axis of the arc tube is pressed by the second leaf spring, and the pressing surface in contact with the trigger tube extends along the tube axis direction of the trigger tube, and the tube axis of the trigger tube Since it is curved at the end of the direction and separated from the trigger tube, the surface of the trigger tube does not get caught by this pressing surface, the surface of the trigger tube is not scratched by friction with the pressing surface, and the trigger tube In addition to preventing breakage, the first plate spring and the second plate spring can hold the trigger tube and the arc tube from both sides and securely hold multiple flash discharge lamps on the same plane using the holding member. Can be held in.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a holding member according to a flash discharge lamp device of the present invention.
2 is a partial plan view of a part of the holding member shown in FIG. 1 in a state where a flash discharge lamp is mounted. FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of one flash discharge lamp in FIG. 2 cut along a plane passing through the lamp tube axis.
4 is a cross-sectional view in the XX direction in FIG. 2;
FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which the arc tube is pressed by a first leaf spring.
FIG. 6 is an explanatory view showing a state in which a trigger tube is pressed by a second leaf spring.
FIG. 7 is a diagram illustrating a lamp holding mechanism in a conventional flash discharge lamp device.
8 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. 7 when a flash discharge lamp is held by the lamp holding mechanism shown in FIG.
FIG. 9 is a partially enlarged perspective view showing a structure in which a metal piece of a conventional lamp holding mechanism holds a flash discharge lamp.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Holding member 11 Insulating block 12 Insulating block 13 Fitting groove 14 Through-hole 15 1st leaf | plate spring 151 Pressing part 152 Fixing part 1510 Pressing surface 1511 Edge surface 16 of 1st spring 2nd leaf | plate spring 161 Pressing part 162 Fixing part 1610 Press surface 1611 Edge surface 2 of second spring 2 Flash discharge lamp 21 Arc tube 3 Trigger tube

Claims

In a flash discharge lamp device in which a plurality of flash discharge lamps each having a pair of electrodes arranged in a glass tube-type arc tube are arranged on the same plane using a holding member,
The holding member is composed of one insulating block and the other insulating block divided in a direction perpendicular to a plane on which the flash discharge lamps are arranged,
The one insulating block has fitting grooves into which the arc tubes of the flash discharge lamp are individually fitted, respectively.
The other insulating block has a first leaf spring made of metal at a position corresponding to each fitting groove formed in the one insulating block,
While pressing each arc tube of the flash discharge lamp with the first leaf spring to hold the flash discharge lamp sandwiched between one insulating block and the other insulating block ,
A pressing surface for pressing the arc tube of the first leaf spring extends along the tube axis direction of the arc tube, and becomes a curved surface at an end portion in the tube axis direction of the arc tube so as to be separated from the arc tube. A flash discharge lamp device.

The flash discharge lamp device according to claim 1,
A trigger tube in which a trigger wire is sealed in a tubular glass tube is disposed along the arc tube of the flash discharge lamp,
The one insulating block is provided with a second metal leaf spring individually in each fitting groove, and the trigger tube and the flash are pressed by pressing the trigger tube with the second leaf spring. While holding the discharge lamp between one insulating block and the other insulating block ,
A pressing surface for pressing the trigger tube of the second leaf spring extends along the tube axis direction of the trigger tube, and becomes a curved surface at an end portion in the tube axis direction of the trigger tube so as to be separated from the trigger tube. A flash discharge lamp device.