JP4386174B2 - フラッシュランプ - Google Patents
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Description
このようなアニール技術としては、特開2002−198322号公報や特開2001−319887号公報に開示されたものが知られている。
発光管内面の白濁は、フラッシュランプを点灯する際のパルス幅、即ち、閃光パルス波形の尖高値の1/2の高さにおける時間幅にも関係する。パルス幅を短くすると、プラズマの温度が上がり、光のピーク強度も高くなる。特に、シリコンウエハをランプアニールするためには、短いパルス幅で点灯する方が被処理物に対して良好な結果が得られるため、短パルス化することが望まれるが、例えば、パルス幅が300μs以下と短いパルス幅で点灯すると、発光管内表面が異常に加熱され、より一層白濁化する問題が発生する。
また、パルス幅が300μs以下、例えば、200μsで点灯させた場合は、点灯回数が5万回でも、照度維持率が80%以下となり、さらに寿命が短くなり、工業的に利用できなくなる。
即ち、ランプアニールにおいては、短いパルス幅で点灯する方が被処理物に対して良好な結果が得られるので、短パルス化することが望まれるが、石英ガラス製の発光管を用いたフラッシュランプではこれを実現することができない。
同図に示すように、このアルミナ製発光管100のランプ封止技術は、コバール製のキャップ101をアルミナ製発光管100の端部に被せ、アルミナ製発光管100の表面をMo−Mn系合金でメタライズしたメタライズ部102を形成し、銀ロウ103でコバール金属に固着するものである。なお、ここで、電極104はタングステン製、電極部材105はNi線であり、電極部材105は銀ロウ103でキャップ101の底部から導出する箇所で固着封止される。
同図に示すように、このアルミナ製発光管100は、アルミナ製のキャップ106で封止する方法が採用されており、アルミナ製キャップ106をアルミナ製発光管100の端部に被せフリットガラス107で封止し、さらにアルミナ製キャップ106と膨張係数の近い金属であるNb(ニオブ)管105をアルミナ製キャップ106に貫通し、貫通部をフリットガラス107で封止するものである。
また、200μs程度の短時間に大電流を流すことに起因する振動やフラッシュランプの発光で過熱されたランプ周辺の空気の膨張に起因する振動がランプに生じる。
図6に示したベースのないフラッシュランプでは発光管を保持しなければならず、バネ等でランプを挟み込むことが多いが、強く挟み込むと発光管が破損するため、挟み込みが弱くならざるを得ず、前述の振動でランプが動くことになる。これにより、発光管を保持する灯具側の部材が削れ、粉体ゴミが発生したり、発光管表面が傷つき破損するおそれがある。
第1の手段は、リード線が接続された電極部材が気密に貫通保持されたセラミック製キャップにより、透光性セラミック製発光管の両端開口部が気密に封止されたフラッシュランプにおいて、前記セラミック製キャップは、前記透光性セラミック製発光管の外方側に該透光性セラミック製発光管の外径より小径の部分を延在させると共に、該セラミック製キャップに略円筒形状のセラミック製ベースを装着し、該セラミック製ベースと前記セラミック製キャップ間に弾性部材を設け、該弾性部材により前記セラミック製キャップを前記セラミック製ベースに保持させることを特徴とするフラッシュランプである。
図1は、本実施形態の発明に係るフラッシュランプの端部の構成を示す断面図である。
同図において、1はフラッシュランプ、2は透光性セラミック製発光管、3はアルミナ製キャップ、4は、例えば、ステアタイト等からなるセラミック製ベース、5はタングステン製の電極、6はニオブ等の導電体からなる電極部材、7は透光性セラミック製発光管2とアルミナ製キャップ3間をシールする第1のフリットガラス、8はアルミナ製キャップ3と電極部材6間をシールする第2のフリットガラス、9はアルミナ製キャップ3とセラミック製ベース4間に充填された弾性部材としてのシリコーンゴム、10はリード線、11は電極部材6とリード線10を接続するロウ付け、12はリード線被覆、13,14はUV遮蔽部材である。
なお、透光性セラミック製発光管2としては、透光性アルミナやイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)等が用いられ、透光性アルミナとしては多結晶アルミナや単結晶であるサファイアが用いられる。
同図において、15は、透光性セラミック製発光管2内で発生した発光光がアルミナ製キャップ3を透過してシリコーンゴム9に照射されないようにするために設けられた遮光用ワッシャである。その他の構成は図1に示した同符号の構成に対応する。
同図に示すように、遮光用ワッシャ15を設けることによって、透光性セラミック製発光管2内で発生した発光光は遮断され、アルミナ製キャップ3を透過することができないので、シリコーンゴム9の劣化を防止することができる。
図3は、本実施形態の発明に係るフラッシュランプの端部の構成を示す断面図である。
同図において、16はセラミック製キャップ4の内周面上に配置された、例えば、銅(Cu)製のばね材である。その他の構成は図1に示した同符号の構成に対応するので説明を省略する。
本実施形態の発明は、第1の実施形態の発明と比べて、アルミナ製キャップ3とセラミック製ベース4間に弾性部材として充填されたシリコーンゴム9に代えて、ばね材16を用いた点で相違する。
ばね材16によっても、セラミック製キャップ3をセラミック製ベース4側からの衝撃に対してに弾性的に保持することができる。
同図に示す符号は、図1に示した同符号の構成に対応するので説明を省略する。
シリコンウエハのアニール処理において、不純物イオンを活性化させる場合、ウエハ表面温度は約1100℃に上げて、高低差2%以下で加熱するのが望ましい。直径300mmのウエハ全体を均一に加熱するためには、例えば、フラッシュランプ1を30本程度並べて照射し、フラッシュランプ1と図示していないシリコウエハとは約40mm程度離すことにより、ほぼ均一な照度分布が得られる。所望の昇温速度を得るためには、シリコンウエハに短パルス幅で強いエネルギーで照射する必要があり、そのとき、各フラッシュランプ1には数千A以上のピーク電流が流れ、各フラッシュランプ1には大きな振動が加わる。しかし、本発明に係るフラッシュランプ1を採用することにより、フラッシュランプ点灯時の振動を吸収することができ、また、灯具内でのフラッシュランプ1の擦れによる粉体ごみの発生も防止し、アルミナ製キャップ3から導出部のフリット溶着部での割れを防止することができる。
2 透光性セラミック製発光管
3 アルミナ製キャップ
31 嵌合部
32 当接部
33 突出部
4 セラミック製ベース
5 電極
6 電極部材
7 第1のフリットガラス
8 第2のフリットガラス
9 シリコーンゴム
10 リード線
11 ロウ付け
12 リード線被覆
13,14 UV遮蔽部材
15 遮光用ワッシャ
16 ばね材
Claims (3)
- リード線が接続された電極部材が気密に貫通保持されたセラミック製キャップにより、透光性セラミック製発光管の両端開口部が気密に封止されたフラッシュランプにおいて、
前記セラミック製キャップは、前記透光性セラミック製発光管の外方側に該透光性セラミック製発光管の外径より小径の部分を延在させると共に、該セラミック製キャップに略円筒形状のセラミック製ベースを装着し、該セラミック製ベースと前記セラミック製キャップ間に弾性部材を設け、該弾性部材により前記セラミック製キャップを前記セラミック製ベースに保持させることを特徴とするフラッシュランプ。 - 前記弾性部材は、シリコーンゴムであることを特徴とする請求項1に記載のフラッシュランプ。
- 前記セラミック製キャップにUV遮光機能を具備させたことを特徴とする請求項2に記載のフラッシュランプ。
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