KR101103180B1 - 필라멘트 램프 - Google Patents

Abstract

복수의 필라멘트가 발광관의 관축 방향으로 순차적으로 나란히 배치된 필라멘트 램프에 있어서의 중앙부측의 필라멘트의 방사광을 차단하는 일이 없도록 한 필라멘트 램프를 제공하는 것이다.

복수의 필라멘트 중, 양단 시일링부에 아주 가까운 2개의 필라멘트의 내부 리드를, 각각 아주 가까운 시일링부 방향으로 연장하고, 그 동일 시일링부에서 금속박에 접속시켜 시일링하는 것을 특징으로 한다.

Description

필라멘트 램프 {FILAMENT LAMP}

이 발명은 필라멘트 램프에 관한 것이며, 특히 피처리체를 가열하기 위해서이용되는 필라멘트 램프에 관련된 것이다.

반도체 제조 공정에 있어서의, 예를 들면 성막, 산화, 불순물 확산, 질화, 막안정화, 실리사이드화, 결정화, 이온 주입 활성화 등의 다양한 프로세스를 행하는 급속 열처리(이하, 「RTP: Rapid Thermal Processing」이라고도 한다.)에 이용되는 가열 처리 장치로서는, 예를 들면 광투과성 재료로 이루어지는 발광관의 내부에 필라멘트가 배치되어 이루어지는 백열 램프 등의 광원으로부터의 광조사에 의해, 피처리체에 접촉하는 일 없이 이것을 가열할 수 있는 광조사식의 가열 처리 장치가 널리 이용되고 있다(특허 문헌 1, 특허문헌 2 참조).

본 발명자들은, 이러한 광조사식의 가열 처리 장치의 광원으로서 이용되는 다음과 같은 구성을 가지는 필라멘트 램프를 제안하고 있다(특허 문헌 3 참조).

이 필라멘트 램프를, 도 5를 참조하여 설명하면, 양단이 단부 시일링부(2a, 2b)로 기밀하게 시일링된 직관 형상의 발광관(1) 내에는, 코일 형상의 필라멘트(4, 5, 6)가 발광관(1)의 관축 방향으로 연장되도록 순차적으로 나란히 배치되고, 각 필라멘트(4, 5, 6)의 양단에는, 각각 급전용의 내부 리드(4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b)가 연결되어 있다.

상기의 각 필라멘트의 내부 리드는, 각각 양단 시일링부에 연장되고, 개별적으로 금속박을 통하여 외부 리드에 전기적으로 접속되어 있다.

즉, 각 필라멘트(4, 5, 6)의 일단측의 내부 리드(4a, 5a, 6a)는 각각 일단측 시일링부(2a)의 금속박(7a, 8a, 9a)을 통하여, 일단측의 외부 리드(10a, 11a, 12a)에 전기적으로 접속되어 있다.

마찬가지로, 타단측의 내부 리드(4b, 5b, 6b)는 각각 타단측 시일링부(2b)의 금속박(7b, 8b, 9b)를 통하여, 타단측의 외부 리드(10b, 11b, 12b)에 전기적으로 접속되어 있다.

그리고, 각 필라멘트(4, 5, 6)는, 이들 각 외부 리드(10a, 10b, 11a, 11b, 12a, 12b)를 통하여 각각 별개의 급전 장치(13, 14, 15)에 접속되어 있음으로써, 개별적으로 급전 가능하게 되어 있다.

또한, 16, 17, 18은 각각 각 필라멘트(4, 5, 6)의 내부 리드(4b, 5a, 5b, 6a)에 끼워진 절연관으로, 각각 다른 필라멘트(4, 5, 6)에 대향하는 부위에 설치되어 있다.

또, 19, 20, 21은, 발광관(1)의 내벽과 절연관(16, 17, 18) 사이의 위치에 있어서, 발광관(1)의 관축 방향으로 나란히 설치된 환상의 앵커이며, 각 필라멘트(4, 5, 6)는, 각각, 예를 들면 2개의 앵커에 의해 발광관(1)과 접촉하지 않도록 지지되어 있다.

이러한 구성의 필라멘트 램프를 이용한 광조사식 가열 처리 장치에 의하면, 복수의 필라멘트에 대해서 개별적으로 급전할 수 있어 각 필라멘트의 발광 등의 제어를 개별적으로 행할 수 있는 것이기 때문에, 예를 들면 열처리되는 피처리체 상에 있어서의 장소적인 온도 변화의 정도의 분포가 피처리체의 형상에 대해서 비대칭인 경우에도, 당해 피처리체의 특성에 따른 원하는 방사 조도 분포로 광조사할 수 있는 결과, 피처리체를 균일하게 가열할 수 있고, 따라서, 피처리체에 있어서의 피조사면의 전체에 걸쳐 균일한 온도 분포를 실현할 수 있다는 이점을 가진다.

특허 문헌 1: 일본 공개특허 공보 평7－37833호

특허 문헌 2: 일본 공개특허 공보 2002－203804호

특허 문헌 3: 일본 공개특허 공보 2006－279008호

상기 종래 기술에 있어서는, 각 필라멘트(4, 5, 6)와 내부 리드(4b, 5a, 5b, 6a)의 방전을 방지하기 위해서 절연관(16, 17, 18)이 끼워지므로, 필라멘트로부터 방사된 광이 이 절연관에 의해 차단되는 경우가 있어, 피처리체의 피조사면에 있어서의 조도 분포가 균일해지지 않고, 그 온도 분포를 균일하게 할 수 없다는 문제가 있었다.

특히, 피처리체의 중앙 바로 윗쪽에 위치하는 중앙부의 필라멘트로부터의 방사광이 차단되는 것은, 피처리체로의 조도 분포의 균일성에 다대한 악영향을 미치는 것이다.

상기에 있어서, 내부 리드에 절연관을 끼운 예를 설명했지만, 절연관이 없는 경우에도 내부 리드에 의해, 방사광이 차단된다는 동일한 문제가 발생한다.

이 발명은, 상기 종래 기술의 문제점을 감안하여, 다수의 코일 형상의 필라멘트가 발광관 내부에 배치된 필라멘트 램프에 있어서, 발광관의 관축 방향에서 중앙부측에 위치하는 필라멘트로부터의 방사광을 가능한 한 차단하는 일 없이 유효하게 이용할 수 있도록 한 필라멘트 램프를 제공하고자 하는 것이다.

이 발명은, 양단에 시일링부가 형성된 발광관의 내부에, 3개 이상의 코일 형상의 필라멘트가 각각 발광관의 관축 방향으로 순차적으로 나란히 배치되고, 각 필라멘트의 양단에 한 쌍의 내부 리드가 연결되고, 각 내부 리드가 시일링부에 매설된 복수의 금속박에 대해 각각 전기적으로 접속된 필라멘트 램프에 있어서, 상기 필라멘트 중, 상기 각 시일링부의 아주 가까이에 배치된 2개의 필라멘트의 양단에 각각 연결된 상기 한 쌍의 내부 리드가, 상기 필라멘트의 아주 가까운 동일 시일링부 방향으로 연장되고, 그 시일링부에서 유지됨과 함께, 상기 2개의 필라멘트의 사이에 배치된 필라멘트의 양단에 연결된 상기 한 쌍의 내부 리드가, 상기 발광관의 관축 방향에 있어서 서로 다른 방향으로 연장되어 양단의 각 시일링부에서 유지되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 시일링부의 근방에는, 각각 상기 각 시일링부를 향해 연장되는 각 내부 리드를 유지하는 유리 브리지가 설치되고, 상기 각 시일링부의 아주 가까이에 배치된 각 필라멘트가, 일단측이 당해 필라멘트에 유지되고, 타단측이 상기 발광관의 관축 방향으로 연장되고 상기 각 유리 브리지에서 유지되는 선형상 앵커를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

이 발명의 필라멘트 램프는, 양단 시일링부의 아주 가까이에 위치하는 필라멘트의 내부 리드를 동일한 시일링부에서 유지하도록 했기 때문에, 중앙측에 위치하는 필라멘트의 근방을 연장하는 내부 리드의 수를 줄일 수 있고, 이 내부 리드에 끼워지는 절연관에 의한 방사광의 차단을 감소시킬 수 있다는 효과를 나타내는 것이다. 이것에 의해, 피처리체의 바로 윗쪽에 위치하는 필라멘트로부터의 방사광이 균일하게 피처리체에 조사되게 된다.

도 1은, 본 발명의 필라멘트 램프의 전체의 구성을 나타내는 사시도, 도 2는 평면도이다. 이하에, 도 1 및 도 2를 이용하여 본 발명의 필라멘트 램프의 구성을 설명한다.

발광관(1) 내에는, 3개의 필라멘트(24, 25, 26)가 관축 방향으로 나란히 배치되어 있다. 일단부의 시일링부(2a)에 아주 가까운 필라멘트(24)의 내부 리드(24a, 24b)는, 시일링부(2a)로부터 연장되어 각각 필라멘트(24)의 단부에 접속되어 있다. 이들 내부 리드(24a, 24b)는 모두, 동일한 시일링부(2a)에 있어서 금속박(27a, 27b)과 접속하도록 유지되어 있다.

한편, 중앙부에 위치하는 필라멘트(25)의 내부 리드(25a, 25b)는 각각 양단의 시일링부(2a, 2b) 방향으로 연장되고, 당해 시일링부에서 금속박(28a, 28b)과 접속하도록 유지되어 있다.

타단측의 시일링부(2b)에 아주 가까운 필라멘트(26)에 관해서도, 상기 필라멘트(24)와 마찬가지로, 그 내부 리드(26a, 26b)는 타단부의 시일링부(2b) 내에서 금속박(29a, 29b)과 접속하도록 유지되어 있다.

금속박(27a, 27b, 28a, 28b, 29a, 29b)에는, 각각 외부 리드(30a, 30b, 31a, 31b, 32a, 32b)가 접속되어 있다.

또, 발광관(1)의 내부의 시일링부(2a, 2b) 근방에는, 유리 브리지(35, 35)가 설치되어 있다. 그 유리 브리지(35)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 원기둥 형상 유리 부재(35a)로 이루어지며, 그 사이에 상기 내부 리드(24a, 24b, 25a)가 협지됨과 함께, 앵커(36, 37)를 협지하고 있다. 그 앵커 (36, 37)의 선단의 링부(36a, 37a)는, 각각 필라멘트(24)를 길이 방향으로 거의 3등분하도록 필라멘트(24)에 대해 부착되어 있다.

또, 38은 중앙부의 필라멘트(25)를 지지하는 링 형상 앵커이다.

또한, 상기 구조에 있어서는, 내부 리드(24b, 25a, 25b, 26b)에는 절연관을 끼우고 있지 않은 구조를 나타냈지만, 도 5에 나타내는 종래 기술과 같이 끼우는 구조여도 되는 것은 물론이다.

상기와 같은 구성으로 함으로써, 중앙부의 필라멘트(25)의 근방에는 내부 리드가 연장되는 일이 없고, 피처리체의 바로 윗쪽에 위치하는 필라멘트(25)로부터의 조사광이 내부 리드나, 이것에 끼워지는 절연관에 의해 차단되는 일이 없어, 균일한 조사가 달성된다.

또한, 양단 시일링부의 근방에 위치하는 필라멘트(24, 26)의 근방을 연장하는 내부 리드의 갯수에 관해서는, 종래 기술과 동수이며, 이러한 필라멘트는 일반적으로 피처리체를 재치(載置)하는 재치대의 주변의 가이드 링(도시하지 않음)에 대응하게 되어, 그 내부 리드에 의해 받는 영향은 적다.

상기 실시예에 있어서는, 필라멘트수가 3개인 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 4개인 경우에 있어서도 적용될 수 있다. 상세한 설명은 생략하지만, 상기 실시예와 마찬가지로, 이 경우에도, 양단의 시일링부 근방에 위치하는 필라멘트(24, 26)의 내부 리드를 도 2의 실시예와 같이, 각각 동일 시일링부(2a, 2b) 방향으로 연장하여 그 시일링부에서 금속박에 접속하면 된다. 다른 중앙측의 필라멘트(25, 40)의 양단의 내부 리드는 각각이 양단의 시일링부(2a, 2b)에 연장되어 시일링된다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 필라멘트수는 그 이상, 예를 들면, 5개인 경우에도 마찬가지이며, 양단의 시일링부 근방에 위치하는 2개의 필라멘트의 내부 리드를 동일한 구성으로 하면 된다.

이와 같이 구성함으로써, 축방향에서 중앙측에 위치하는 필라멘트의 근방을 연장하는 내부 리드의 수를, 모든 필라멘트의 내부 리드를 서로 다른 방향의 시일링부에 연장시킨 종래 기술에 비해, 2개(양단 시일링부 근방의 필라멘트수의 상당) 줄일 수 있어, 방사광의 차광을 감소시킬 수 있는 것이다.

도 1은 이 발명의 필라멘트 램프의 제1 실시예를 나타내는 사시도.

도 2는 도 1의 평면도.

도 3은 도 1의 부분 설명도.

도 4는 이 발명의 필라멘트 램프의 제2 실시예의 평면도.

도 5는 종래 기술을 나타낸다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 발광관

2a, 2b 시일링부

24, 25, 26, 40 필라멘트

24a, 24b, 25a, 25b, 26a, 26b 내부 리드

30a, 30b, 31a, 31b, 32a, 32b 외부 리드

27a, 27b, 28a, 28b, 29a, 29b 금속박

35 유리 브리지

36, 37 선형상 앵커

Claims (2)

1. 양단에 시일링부가 형성된 발광관의 내부에, 3개 이상의 코일 형상의 필라멘트가 각각 발광관의 관축 방향으로 순차적으로 나란히 배치되고, 각 필라멘트의 양단에 한 쌍의 내부 리드가 연결되고, 각 내부 리드가 시일링부에 매설된 복수의 금속박에 대해서 각각 전기적으로 접속된 필라멘트 램프에 있어서,

   상기 필라멘트 중, 상기 각 시일링부의 아주 가까이에 배치된 2개의 필라멘트의 양단에 각각 연결된 상기 한 쌍의 내부 리드가, 상기 필라멘트의 아주 가까운 동일 시일링부 방향으로 연장되고, 그 시일링부에서 유지됨과 함께,

   상기 2개의 필라멘트의 사이에 배치된 필라멘트의 양단에 연결된 상기 한 쌍의 내부 리드가, 상기 발광관의 관축 방향에 있어서 서로 다른 방향으로 연장되어 양단의 각 시일링부에서 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 필라멘트 램프.
2. 청구항 1에 있어서

   상기 각 시일링부의 근방에는, 각각 상기 각 시일링부를 향해 연장되는 각 내부 리드를 유지하는 유리 브리지가 설치되고,

   상기 각 시일링부의 아주 가까이에 배치된 각 필라멘트가, 일단측이 당해 필라멘트에 유지되고, 타단측이 상기 발광관의 관축 방향으로 연장되고 상기 각 유리 브리지에서 유지되는 선형상 앵커를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 필라멘트 램프.

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