KR20080104956A - 필라멘트 램프 및 광조사식 가열 처리 장치 - Google Patents

Abstract

장치마다 피처리체 상의 방사 분포의 불균형을 해소한 필라멘트 램프 및 광조사식 가열 처리 장치를 제공하는 것이다.

시일링부(2a, 2b)가 형성된 긴 관형상의 발광관(3)의 내부에, 코일 형상의 필라멘트(411~451)와 이 필라멘트에 전력을 공급하는 리드(412a~452a, 412b~452b)가 연결되어 이루어지는 복수의 필라멘트체(41~45)가, 각 필라멘트가 발광관의 관축을 따라 늘어나도록 순차적으로 나란히 설치되어 각 필라멘트체에서의 각각의 리드가 시일링부에 설치된 복수의 각각 도전성 부재(81a~85a, 81b~85b)에 대해 전기적으로 접속되어 각 필라멘트에 대해 각각 독립적으로 급전되는 필라멘트 램프(1)에 대하여, 필라멘트(411~451)의 내측에, 필라멘트체(41~45)의 리드(412a~452a, 412b~452b)가 삽입 통과되어 있는 것을 특징으로 하는 필라멘트 램프이다.

Description

필라멘트 램프 및 광조사식 가열 처리 장치{FILAMENT LAMP AND LIGHT IRRADIATION TYPE HEATING APPARATUS}

본 발명은, 필라멘트 램프 및 광조사식 가열 처리 장치에 관한 것으로서, 특히, 피처리체를 가열하기 위하여 이용되는 필라멘트 램프 및 필라멘트 램프를 이용한 광조사식 가열 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조 공정에 있어서는, 성막, 산화, 질화, 막안정화, 실리사이드화, 결정화, 주입 이온 활성화 등의 여러 가지 프로세스에 있어서 가열 처리가 채용되고 있다. 반도체 제조 공정에서의 수율이나 품질의 향상에는, 급속히 반도체 웨이퍼 등의 피처리체의 온도를 상승시키거나 하강시키거나 하는 급속 열처리(RTP：Rapid Thermal Processing)가 바람직하다. RTP에 있어서는, 백열 램프 등의 광원으로부터의 광조사를 이용한 광조사식 가열 처리 장치(이하, 단순히 가열 처리 장치라고도 함)가 널리 이용되고 있다.

광 투과성 재료로 이루어지는 발광관의 내부에 필라멘트가 배치되어 이루어지는 백열 램프는, 투입 전력의 90％ 이상이 전체 방사되고, 피처리체를 접촉하지 않고 가열하는 것이 가능하기 때문에, 광을 열로서 이용할 수 있는 대표적인 램프 이다. 이러한 백열 램프를, 글래스 기판이나 반도체 웨이퍼의 가열용 열원으로서 사용한 경우, 저항 가열법에 비교하여 피처리체의 온도를 고속으로 승강온시킬 수 있다. 즉, 광조사식 가열 처리에 의하면, 예를 들어, 피처리체를 1000℃ 이상의 온도까지, 수 초에서 수십 초로 승온시키는 것이 가능하고, 광조사 정지 후, 피조사체는 급속히 냉각된다.

여기서, 피처리체가, 예를 들어, 반도체 웨이퍼(실리콘 웨이퍼)일 때, 반도체 웨이퍼를 1050℃ 이상으로 가열할 때에 반도체 웨이퍼에 온도 분포의 불균일이 생기면, 반도체 웨이퍼에 슬립이라 불리는 현상, 즉, 결정 전이의 결함이 발생하여 불량품이 될 우려가 있다. 그 때문에, 광조사식 가열 처리 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼의 RTP를 행하는 경우에는, 반도체 웨이퍼 전면의 온도 분포가 균일하게 되도록, 가열, 고온 유지, 냉각을 행할 필요가 있다. 즉, RTP에 있어서는, 피처리체의 고정밀한 온도 균일성이 요구되고 있다.

광조사식 가열 처리에 있어서, 예를 들어, 반도체 웨이퍼 전면의 물리 특성이 균일한 경우에, 반도체 웨이퍼 전면에서의 방사 조도가 균일해지도록 광조사를 행해도, 반도체 웨이퍼의 온도는 균일하게는 되지 않고, 반도체 웨이퍼 주변부의 온도가 낮아진다. 이것은, 반도체 웨이퍼의 주변부에 있어서, 반도체 웨이퍼 측면 등으로부터 열이 방사되기 때문이다. 이러한 열방출의 결과, 반도체 웨이퍼에는 온도 분포가 생긴다. 상기한 바와 같이, 반도체 웨이퍼를 1050℃ 이상으로 가열할 때, 반도체 웨이퍼에 온도 분포의 불균일이 생기면, 반도체 웨이퍼에 슬립이 발생한다.

따라서, 반도체 웨이퍼의 온도 분포를 균일하게 하려면, 반도체 웨이퍼 측면 등으로부터의 열방사에 의한 온도 저하를 보상하기 위해서, 웨이퍼 주변부 표면에서의 방사 조도를, 웨이퍼 중앙부 표면에서의 방사 조도보다도 커지도록 광조사를 하는 것이 바람직하다.

종래의 가열 처리 장치로서, 특허문헌 1에는, 글래스 기판이나 반도체 웨이퍼의 가열에 백열 램프로부터 방사되는 광을 이용하는 가열 처리 장치가 개시되고 있다.

도 11은, 특허문헌 1에 나타낸 바와 같은 종래 기술에 관련되는 가열 처리 장치(200)의 단면도이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 이 가열 저리장치(200)는 광 투과성 재료로 형성된 챔버(201) 내에 피처리체(202)를 수납하고, 이 챔버(201) 외의 상하 양단에 복수 개의 가열용 백열 램프(203, 204)를 상하로 대향하고, 또한 서로 교차하도록 배치하며, 이들의 가열용 백열 램프(203, 204)에 의해서 피처리체(202)를 양면으로부터 광조사하여 가열하도록 구성되어 있다.

도 12는, 도 11에 나타낸 가열 처리 장치를 간략화하여 상하 양단에 설치되는 가열용 백열 램프(203, 204)와 피처리체(202)를 취출하여 나타낸 사시도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 상하 양단에 설치되는 가열용 백열 램프(203, 204)는, 관축이 교차하도록 배치되어 있으므로, 피처리체(202)를 균일하게 가열할 수 있다. 또, 이 장치에 의하면, 피처리체(202)의 주변부에서의 방열 작용에 의한 온도 저하를 방지할 수 있다. 예를 들어, 피처리체(202)에 대해서, 상단의 양단에 있는 가열용 백열 램프(L1, L2)의 램프 출력을 중앙부의 가열용 램프(L3)의 램프 출력에 비해 크게 하고, 하단의 양단에 있는 가열용 백열 램프(L4, L5)의 램프 출력을 중앙부의 가열용 백열 램프(L6)의 램프 출력에 비해 크게 설정한다. 이것에 의해, 피처리체(202)의 주변부에서의 방열 작용에 의한 온도 저하의 분을 보상하고, 피처리체(202)의 중앙부와 주변부의 온도차를 작게 하여, 피처리체(202)의 온도 분포를 균일하게 하는 것이 가능하다.

그러나, 상기 종래의 가열 처리 장치에 있어서 이하에 나타내는 문제가 생기는 것이 판명되었다. 구체적으로는, 예를 들어, 피처리체(202)가 반도체 웨이퍼인 경우, 반도체 웨이퍼 표면에 스퍼터링법 등에 의해 금속 산화물 등으로 이루어지는 막이 형성되어 있거나, 또한 이온 주입에 의해 불순물 첨가물이 도핑되고 있는 것이 일반적이다. 이러한 금속 산화물의 막두께나 불순물 이온의 밀도에는, 웨이퍼 표면 상에서 장소적인 분포를 가진다. 이러한 장소적인 분포는, 반드시 반도체 웨이퍼의 중심에 대해서 중심 대칭은 아니다. 불순물 이온 밀도를 예로 들면, 예를 들어, 도 12에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼의 중심에 대해 중심 대칭이 아닌 협소한 특정 영역(2021)과 그 외의 영역(2022)에서 불순물 이온 밀도가 상이한 경우가 있다. 이러한 특정 영역(2021)과 그 외의 영역(2022)에 대해서 동일한 방사 조도가 되도록 광조사해도, 특정 영역(2021)과 그 외의 영역(2022)에서는, 온도 상승 속도에 차이가 생기는 일이 있고, 특정 영역(2021)의 온도와 그 외의 영역(2022)의 온도는 반드시 일치하지 않는다.

상기 종래의 가열 처리 장치(200)에 의하면, 피처리체(202)의 주변부에서의 열방사에 의한 온도 저하의 영향을 보상하여 주변부에서의 온도 저하를 방지하고, 피처리체(202)의 온도 분포를 균일하게 하는 것은 비교적 용이하다. 그러나, 예를 들어, 도 12에 나타내는 바와 같이, 전체 길이가 램프의 발광 길이보다도 짧은 반도체 웨이퍼의 협소한 특정 영역(2021)에 대해서는, 이 특정 영역(2021)의 특성에 대응한 광 강도로 광조사를 행한 경우, 특정 영역(2021) 이외의 영역(2022)도 광조사된다. 그 때문에, 특정 영역(2021)과 그 외의 영역(2022)이 적절한 온도 상태가 되도록 제어할 수 없다. 즉, 예를 들어, 양자의 온도가 균일해지도록 협소한 특정 영역(2021)에서의 방사 조도를 제어할 수 없다. 따라서, 피처리체(202)의 처리 온도에 원하지 않은 온도 분포가 생기게 되고, 광 가열 처리 후, 피처리체(202)에 원하는 물리 특성을 부여하는 것이 곤란해진다는 문제가 생긴다.

도 13은, 특허 문헌 2에 나타나는 종래 기술에 따른 열처리 장치(300)의 단면도이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 이 열처리 장치(300)는 램프 하우스(301) 내에 U자형상을 갖고 필라멘트(3021)로의 급전 장치가 발광관의 양단부에 설치되어 있는 더블 엔드 램프(3022)를 지면에 대해 평행 방향 및 수직부 방향으로 복수 개 나열하여 구성되는 제1 램프 유닛(302)과, 제1 램프 유닛(302)의 아래쪽에 배치된, 직선 형상을 갖고 필라멘트(3031)로의 급전 장치가 발광관의 양단부에 설치되어 있는 더블 엔드 램프(3032)를 지면을 따라서 지면과 수직 방향으로 복수 개 나열하여 구성되는 제2 램프 유닛(303)을 구비하고 있고, 제2 램프 유닛(303)의 아래쪽에 배치된 반도체 웨이퍼 등의 피처리체(304)에 대해 가열 처리를 행하는 것이다.

특허 문헌 2에는, 피처리체(304)에 있어서, 다른 부분에 비하여 온도가 낮아지는 경향에 있는, 피처리체(304)를 적재하는 서포트 링(305)과의 접속부의 온도를 상승시키기 위해서, 접속부의 위쪽에 위치하는 제1 램프 유닛(302)에 속하는 U자형상의 램프를 고출력으로 하도록 제어하는 기구를 구비하고 있는 것이 기재되어 있다. 또, 특허 문헌 2에는 이 열처리 장치(300)는, 대략, 이하와 같이 사용하는 것이 기재되어 있다. 우선, 피처리체(304)인 반도체 웨이퍼의 가열 영역을 중심 대칭에서 동심인 복수의 존으로 분할한다. 그리고, 제1, 제2 램프 유닛(302, 303)의 각 램프에 의한 조도 분포를 조합하여, 각 존에 각각 대응하는 반도체 웨이퍼의 중심에 대해 중심 대칭인 합성 조도 분포 패턴을 형성하고, 각 존의 온도 변화에 따른 가열을 행한다는 것이다. 그 때, 램프로부터의 광의 조도 불균일의 영향을 억제하기 위해서, 피처리체(304)인 반도체 웨이퍼를 회전시키고 있다. 즉, 동심에 배치되는 각 존을 개별의 조도로 가열하는 것이 가능해지고 있다.

따라서, 특허 문헌 2에 나타나는 열처리 장치(300)는, 피처리체(304)에서의 협소한 특정 영역이 반도체 웨이퍼의 중심에 대해 중심 대칭인 경우에 대해서는 온도 제어가 가능하다. 그러나, 특정 영역이 반도체 웨이퍼의 중심에 대해 중심 대칭이 아닌 경우에 대해서는, 피처리체(304)인 반도체 웨이퍼를 회전시키고 있으므로, 상기의 문제점을 양호하게 해결할 수 없다.

또, 이 열처리 장치(300)는, 실용상, 이하에 나타내는 문제점이 생길 우려가 있다고 생각된다. 구체적으로는, U자형상을 갖는 램프는, 수평부(3023)와 한 쌍의 수직부(3024)로 구성되어 있지만, 발광에 기여하는 것은 내부에 필라멘트(3021)가 배치되는 수평부(3023)뿐이기 때문에, 개개의 램프는 무시할 수 없을 정도의 공간을 개재하여 이간되어 배치되게 되고, 이 공간의 직하에 대응하는 부분에서는 온도 분포가 생기는 것이라고 생각된다.

즉, 이 열처리 장치(300)는, 각 존에 대응하는, 제1, 제2 램프 유닛(302, 303)의 각 램프에 의한 조도 분포를 조합하여 반도체 웨이퍼 중심 대칭의 합성 조도 분포를 형성했다고 해도, 상기 공간의 직하에 대응하는 부분에서는 조도가 비교적 험난하게 변화(저하)한다. 따라서, 각 존의 온도 변화에 따른 가열을 행하고자 해도, 상기 공간의 직하에 대응하는 부분 근방에서 생기는 온도 분포를 작게 하는 것은, 비교적 어려운 것이라고 생각된다. 또한, 이 가열 처리 장치(300)는, 최근, 램프 유닛을 배치하기 위한 공간(주로 높이 방향)을 최대한 작게 하는 경향이 있기 때문에, U자형상을 갖는 램프를 사용하면, 램프의 수직부(3024)에 대응하는 공간이 필요해지므로, 적은 공간화의 관점에서는 바람직하지 않다.

도 14는, 본건 출원인이 상기의 문제점을 해결하기 위해서 전의 출원에서 제안한, 특허 문헌 3에 나타나는 필라멘트 램프(400)의 사시도이다. 이 필라멘트 램프(400)는 대략 이하와 같이 구성되어 있다. 필라멘트 램프(400)의 발광관(401)의 양단에는, 금속박(4021~4024)이 매설된 시일링부(4031, 4032)가 형성되어 있다. 발광관(401) 내에는, 필라멘트(4041, 4051)와 필라멘트(4041, 4051)에 급전하기 위한 리드(4042~4043, 4052~4053)로 구성되는 필라멘트체(404, 405)가 복수 매설되어 있다(도 14에서는 2개). 여기서, 각 필라멘트체(404, 405)는, 발광관(401) 내에 복수 배치했을 때, 필라멘트(4041, 4051)가 발광관(401)이 길이 방향으로 차례차례 배치되도록 구성되어 있다.

한 쪽의 필라멘트체(404)에서의 필라멘트(4041)의 일단에 연결되는 리 드(4042)는, 발광관(401)의 일단측의 시일링부(4031)에 매설된 금속박(4021)에 전기적으로 접속되어 있다. 또, 한 쪽의 필라멘트체(404)에서의 필라멘트(4041)의 타단에 연결되는 리드(4043)는, 절연체(409)의 관통 구멍(4091)을 통과하여, 다른 쪽의 필라멘트체(405)의 필라멘트(4051)와 대향하는 개소의 외측이 절연관(4044)으로 피복되고, 발광관(401)의 타단측의 시일링부(4032)에 매설된 금속박(4022)에 전기적으로 접속되어 있다. 동일하게 다른 쪽의 필라멘트체(405)에서의 필라멘트(4051)의 일단에 연결되는 리드(4052)는, 발광관(401)의 타단측의 시일링부(4032)에 매설된 금속박(4023)에 전기적으로 접속되어 있다. 또, 다른 쪽의 필라멘트체(405)에서의 필라멘트(4051)의 타단에 연결되는 리드(4053)는, 절연체(409)의 관통 구멍(4092)을 통과하여, 한 쪽의 필라멘트체(404)의 필라멘트(4041)와 대향하는 개소의 외측이 절연관(4054)으로 피복되고, 발광관(401)의 일단측의 시일링부(4031)에 매설된 금속박(4024)에 전기적으로 접속되어 있다.

또, 시일링부(4031, 4032)에 매설된 금속박(4021~4024)에 있어서, 필라멘트체(404, 405)의 리드(4042~4043, 4052~4053)가 접속된 단부와는 반대측의 단부에는, 시일링부(404, 405)로부터 외부에 돌출하도록 외부 리드(4061~4064)가 접속되어 있다. 따라서, 각 필라멘트체(404, 405)에는 금속박(4021~4022, 4023~4024)을 통해 2개의 외부 리드(4061~4062, 4063~4064)가 연결된다. 급전 장치(4071, 4072)는, 외부 리드(4061~4062, 4063~4064)를 통해 각 필라멘트(4041, 4051)마다 접속된다. 이것에 의해, 필라멘트 램프(400)는, 각 필라멘트체(404, 405)에서의 필라멘트(4041, 4051)에 개별적으로 급전 가능해지고 있다.

또한, 각 필라멘트(4041, 4051)는, 발광관(401)의 내벽과 절연관(4044, 4054) 사이에 끼워지도록 설치된 환상의 앵커(408)에 의해서, 발광관(401)과 접촉하지 않도록 지지되고 있다. 여기서, 필라멘트 발광 시에 필라멘트(4041, 4051)와 발광관(401) 내벽이 접촉하면, 접촉 부분에서의 발광관(401)의 광 투과성은 필라멘트(4041, 4051)의 열에 의해 발광관(401)에 실투가 생기기 때문에 손상된다. 앵커(408)는, 이러한 불편을 방지하기 위한 것이다. 앵커(408)는, 각 필라멘트(4041, 4051)에 대해서 발광관(401)의 길이 방향으로 복수 개 배치된다. 또, 필라멘트 램프(400)를 제작할 때, 복수의 필라멘트체(404, 405)가 발광관(401) 내에 용이하게 삽입되도록 앵커(408)는 어느 정도 탄성을 갖고 있다. 또, 발광관(401)의 내벽과 절연관(4044, 4054) 사이의 공간과 앵커(408) 사이에는, 어느 정도의 틈새가 설치되어 있다.

이 필라멘트 램프(400)는, 발광관(401) 내에 복수의 필라멘트(4041, 4051)를 갖고, 각 필라멘트(4041, 4051)의 발광 등의 제어를 개별적으로 행하는 것이 가능한 구조로 되어 있다. 이러한 필라멘트 램프(400)를 병렬로 배열한 광원부를 갖는 광조사식 가열 처리 장치를 이용하면, 종래와 같은, 발광관 내에 1개의 필라멘트를 갖는 필라멘트 램프를 사용하는 경우와 비교하여, 광조사되는 피처리체의 피조사 영역에 대응하여 필라멘트를 고밀도로 배치하는 것이 가능해진다.

그 때문에, 상기와 같은 필라멘트 램프를 이용한 광조사식 가열 처리 장치에 의하면, 복수의 필라멘트에 대하여 개별적으로 급전할 수 있기 때문에, 기판형상의 피처리체 상에서의 특정 영역이 기판 형상에 대하여 비대칭인 경우에 있어서도, 특 정 영역에 대하여 원하는 광강도로 광조사하는 것이 가능해진다. 따라서, 열처리되는 기판형상의 피처리체 상에서의 장소적인 온도 변화의 정도의 분포가 기판 형상에 대하여 비대칭인 경우에 있어서도, 피처리체를 균일하게 가열하는 것이 가능해지고, 피처리체의 전체에 걸쳐서 균일한 온도 분포를 실현할 수 있을 것으로 기대된다.

또한, 상기와 같은 필라멘트 램프를 이용한 광조사식 가열 처리 장치는 특허문헌 2에 기재되어 있는 U자형상을 갖는 램프를 사용하는 광조사식 가열 처리 장치와 비교하여 광조사식 가열 처리 장치에 탑재하는 필라멘트 램프를 직관형상으로 하는 것이 가능하기 때문에, U자형상 램프의 수직부에 대응하는 공간이 불필요해지고, 가열 처리 장치를 소형화할 수 있다고 기대된다.

[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 평 7－37833호

[특허 문헌 2] 일본 공개특허공보 2002－203804호

[특허 문헌 3] 일본 공개특허공보 2006－279008호

본건 발명자 등은, 특허 문헌 3의 도 1에 나타나는 구성에 따라, 도 14에 나타내는 필라멘트 램프를 탑재한 광조사식 가열 처리 장치를 동일 사양으로 복수 제작해, 이 복수의 광조사식 가열 처리 장치의 각각을 동일 가동 조건으로 가동했다. 여기에서, 동일 사양이라는 것은, 각각 광조사식 가열 처리 장치에 있어서, 필라멘트 램프에 배치되는 필라멘트체의 개수 및 램프 유닛에 배치되는 필라멘트 램프의 개수가 동일한 것을 의미한다. 또한, 동일 사양을 가지는 각각 광조사식 가열 처리 장치에 있어서는, 각각 램프 유닛에 배치되는 필라멘트 램프의 배치 방법이 동일하다. 동일 가동 조건이라는 것은, 램프 유닛에 배치되는 각각 필라멘트 램프에 있어서 투입되는 전력이 동일하고, 각각 광조사식 가열 처리 장치에 있어서 피처리체가 배치되는 분위기(예를 들면 가스의 종류, 가스의 압력 등)가 동일하다는 것을 의미한다.

도 14에 나타내는 필라멘트 램프를 탑재한 광조사식 가열 처리 장치에 의하면, 각각 필라멘트에 공급하는 전력을 개별적으로 제어함으로써, 피처리체 상의 방사 조도 분포를 원하는 분포로 하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 동일 사양을 가지는 각각 광조사식 가열 처리 장치를 동일 가동 조건으로 가동시켰다면, 각각 광조사식 가열 처리 장치에 의해 가열 처리된 각각 피처리체에 있어서는, 방사 조도 분포가 일치할 것이다.

그러나, 현실에는, 복수의 각 광조사식 가열 처리 장치에 의해 가열 처리된 각각 피처리체에 있어서는, 방사 조도 분포에 불균형이 생기는 문제가 생겼다. 특히, 발광관 내에 다수의 필라멘트체가 설치된 필라멘트 램프가 탑재됨으로써, 피처리체 상에 있어서 고정밀하게 온도 제어를 실현하려고 하는 광조사식 가열 처리 장치에서는, 상기의 문제가 현저하게 발생했다.

이러한 문제가 생기는 주요인은, 다음과 같이 생각된다. 근년에 있어서는, 피처리체의 온도를 고정밀하게 제어하는 것이 요구되고 있고 이러한 요구에 따르기 위해, 발광관 내부에 다수의 필라멘트를 배치함에 따라, 발광관 내부에 배치되는 리드의 개수가 종래 이상으로 많아지고 있다. 또, 반도체 웨이퍼 등의 피처리체를 급속 가열하기 위해, 필라멘트 램프의 대전력화, 즉, 필라멘트로의 단위 길이당 투입 전력을 종래 이상으로 증가시키는 것이 요구되어 있다. 이러한 요구에 수반하여, 필라멘트에 대전류를 흘리는 것이 필요하게 되므로, 리드가 점등 중에 고온이 되어 발열하거나 용단하는 일이 없도록, 리드 외경이 종래 이상으로 커져 있다. 이러한 사정으로, 발광관 내에 배치된 리드에 의해 필라멘트로부터의 방사광이 차단하게 되는 사태가 종래 이상으로 쉽게 발생하기 때문에, 상기한 바와 같은 문제가 발생하는 것으로 생각된다.

또, 이러한 필라멘트 램프에 있어서는, 발광관 내부에 설치된 복수의 각각의 리드가 서로 단락하지 않고, 각각의 리드가 절연관에서 피복되어 있지만, 이러한 절연관을 배치하는 것도 상기한 문제 발생에 관련되는 것으로 생각된다. 즉, 필라멘트 램프의 점등시에 있어서는, 필라멘트로부터의 방사광이 조사됨으로써, 절연관이 지극히 고온 상태가 되어 절연관이 발광한다는 사태가 발생했다. 이러한 사태가 생기면, 필라멘트 이외의 장소에 새로운 발광체가 출현한 것과 동일한 상태가 되어, 피처리체 상의 방사 조도 분포에 악영향을 줄 가능성이 높은 것으로 생각된다.

본 발명의 목적은, 상기의 문제점을 감안하여, 광조사식 가열 처리 장치마다 피처리체 상의 방사 조도 분포에 불균형이 생기는 것을 해소한 필라멘트 램프 및 광조사식 가열 처리 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해, 다음과 같은 수단을 채용했다.

제1 수단은, 적어도 일단에 시일링부가 형성된 긴 관형상의 발광관 내부에, 코일 형상의 필라멘트와 상기 필라멘트에 전력을 공급하는 리드가 연결되어 이루어지는 복수의 필라멘트체가, 각 필라멘트가 발광관의 관축을 따라 늘어나도록 순차적으로 나란히 설치되어, 각 필라멘트체에 있어서의 각각의 리드가 시일링부에 설치된 복수의 각각 도전성 부재에 대해 전기적으로 접속되고, 각 필라멘트에 대해 각각 독립적으로 급전되는 필라멘트 램프에 있어서, 상기 코일 형상의 필라멘트의 내측에, 상기 각각 필라멘트체의 리드가 삽입 통과되어 있는 것을 특징으로 하는 필라멘트 램프이다.

제2 수단은, 제1 수단에 있어서, 상기 필라멘트의 내측에, 필라멘트의 중심 축을 따라 늘어나는 절연 지지체가 배치되어 당해 절연 지지체로는, 상기 각각 필라멘트체의 리드를 삽입 통과시키기 위한 복수의 통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 필라멘트 램프이다.

제3 수단은, 제1 수단 또는 제2 수단에 있어서, 상기 시일링부는, 봉 형상의 시일용 절연체를 설치함과 더불어, 복수의 도전성 부재를 상기 시일용 절연체의 외주에 간격을 마련하여 배열하고, 상기 발광관과 상기 시일용 절연체가 도전성 부재를 통해 기밀하게 시일링되어 형성되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 램프이다.

제4 수단은, 제1 수단 내지 제3 수단의 어느 1개의 수단에 기재된 필라멘트 램프가 배치되어 이루어지는 광원부를 구비하여 광원부로부터 방사되는 광을 피처리체에 조사하여 피처리체를 가열하는 것을 특징으로 하는 광조사식 가열 처리 장치이다.

제5 수단은, 제1 수단 내지 제3 수단의 어느 1개의 수단에 기재된 필라멘트 램프가 복수 병렬로 배치되어 이루어지는 램프 유닛을 구비하여, 상기 램프 유닛으로부터 방사되는 광을 피처리체에 조사하여 피처리체를 가열하는 것을 특징으로 하는 광조사식 가열 처리 장치이다.

청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 필라멘트의 내측에, 각각 필라멘트체의 리드가 배치되므로, 필라멘트의 외측에 리드가 배치되는 것이 없기 때문에, 발광관 내부에 복수 필라멘트체를 설치했을 경우에도, 필라멘트로부터의 방사광이 리드에 의해 차단되지 않고, 원하는 광방사 조도 분포를 얻을 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 필라멘트의 내측에 배치된 절연 지지체가, 점등시에 필라멘트로부터의 광이 조사되어 고온 상태가 됨으로써, 발광했다고 해도 그 발광에 의한 광의 상당수는 필라멘트로 차단되어 램프 외부에 나오지 않기 때문에 방사 조도 분포에 영향을 주지 않는다. 또, 절연 지지체로부터 방사되어 필 라멘트의 코일의 틈새에서 나온 광은 필라멘트의 내측으로부터 방사된 광이기 때문에, 광학적으로는 실질적으로 필라멘트가 발광하는 것과 동등하다고 생각할 수 있고, 광방사 조도 분포에 악영향을 줄 우려가 없다.

청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 시일링부에 봉 형상의 시일용 절연체를 설치함과 더불어, 복수의 도전성 부재를 당해 시일용 절연체의 외주에 간격을 마련하여 배열하고, 발광관과 시일용 절연체가 양자 사이에 도전성 부재를 통해 기밀하게 시일링되므로, 피처리체에 대해 고정밀하게 온도 제어를 행하기 때문에, 발광관 내부에 다수의 필라멘트체를 설치했다고 해도, 다수의 도전성 부재가 서로 단락하지 않고 시일링부의 크기를 작게 할 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 기재된 필라멘트 램프를 이용함으로써, 광조사식 가열 처리 장치마다 피처리체 상의 방사 조도 분포에 불균형이 생기는 것을 해소한 광조사식 가열 처리 장치를 실현할 수 있다.

청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 내지 청구항 3의 어느 하나의 청구항에 기재된 필라멘트 램프로 구성된 램프 유닛을 이용함으로써, 광조사식 가열 처리 장치마다 피처리체 상의 방사 조도 분포에 불균형이 생기는 것을 해소한 광조사식 가열 처리 장치를 실현할 수 있다.

본 발명의 제1 실시 형태를 도 1로부터 도 6을 이용해 설명한다.

도 1은, 본 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)의 구성을 나타내 는 사시도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 필라멘트 램프(1)는, 양단에 시일링부(2a, 2b)가 형성된, 예를 들면, 석영 유리 등의 광 투과성 재료로 이루어지는 긴 관형상, 예를 들면, 직관 형태의 발광관(3)을 구비한다. 발광관(3)의 내부에는, 할로겐 가스가 봉입됨과 더불어, 예를 들면, 5개의 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)가 설치되어 각각 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)에 있어서의 코일 형상의 각각 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)가 관축방향으로 순차적으로 나란히 늘어나고 절연 지지체(9)의 외측에 설치되어 있다. 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)는, 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)와 필라멘트(41, 42, 43, 44, 45)의 양단에 연결된 급전용의 리드(412a, 422a, 432a, 442a, 452a)와 리드(412b, 422b, 432b, 442b, 452b)에 의해 구성되어 피처리체의 치수·물리 특성 등을 따라 개수가 적절히 조정된다. 또, 절연 지지체(9)와 일체적으로 고정된 절연 지지체 서포트링(97a, 97b)이 발광관(3)의 내벽에 눌러짐으로써, 절연 지지체(9)가 발광관(3) 내부에 지지된다.

발광관(3)의 양단 근방의 내부에는, 봉 형상의 석영 유리로 이루어지는 시일용 절연체(5a, 5b)가 설치되어 있다. 한쪽의 시일용 절연체(5a (5b))의 주위면 상에는 5개의 금속박(61a, 62a, 63a, 64a, 65a, (61b, 62b, 63b, 64b, 65b))이 대략 등간격으로 시일용 절연체(5a (5b))의 길이 방향을 따라 평행하게 설치되어 있다. 각각 금속박(61a, 62a, 63a, 64a, 65a, (61b, 62b, 63b, 64b, 65b))은, 구부러짐을 회피하기 위해 전체 길이가 시일용 절연체(5a (5b))의 전체 길이보다 짧다. 금속박의 개수는, 발광관(3) 내에 설치하는 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)의 개수에 따 라 증감하고, 통상이면 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)의 개수의 2배가 된다. 발광관(3)에는, 시일용 절연체(5a 5b)가 배치되어 있는 개소에 대응하는 발광관(3)의 외주를 버너 등으로 가열함으로써, 발광관(3)과 시일용 절연체(5a (5b)) 사이에 금속박(61a, 62a, 63a, 64a, 65a. (61b, 62b, 63b, 64b, 65b))을 통해 기밀하게 시일된 시일링부(2a (2b))가 형성되어 있다.

시일용 절연체(5a (5b))의 외경은 발광관(3) 내경에 비교하여 작기 때문에, 발광관(3)은, 시일용 절연체(5a (5b))와 밀착하는 부분, 즉, 시일링부(2a (2b))에 대해 축경(縮經)한다. 각 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)에 있어서의 각각의 리드(412a, 422a, 432a, 442a, 452a (412b, 422b, 432b, 442b, 452b))는, 시일링부(2a (2b))에 있어서의 대응하는 금속박(61a, 62a, 63a, 64a, 65a (61b, 62b, 63b, 64b, 65b))을 통해, 발광관(3)의 단부보다 관축방향 바깥쪽에 돌출하여 늘어나는 외부 리드(71a, 72a, 73a, 74a, 75a (71b, 72b, 73b, 74b, 75b))에 전기적으로 접속되어 있다. 각각 외부 리드(71a, 72a, 73a, 74a, 75a (71b, 72b, 73b, 74b, 75b))에는, 각각 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)에 대해 독립적으로 급전되도록 도시하지 않는 급전 장치가 접속되어 있다.

이와 같이, 발광관(3)의 내부에 시일용 절연체(5a (5b))를 배치하여 시일링부(2a (2b))를 형성하면, 발광관(3) 내부에, 다수의 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)를 설치함으로써 다수의 도전성 부재(81a, 82a, 83a, 84a, 85a (81b, 82b, 83b, 84b, 85b))가 배치된 필라멘트 램프(1)라도, 원주 형상의 시일용 절연체(5a (5b))의 측주면(側周面)을 활용하여 다수의 금속박(61a, 62a, 63a, 64a, 65a (61b, 62b, 63b, 64b, 65b))을 서로 접촉하지 않고 설치할 수 있으므로, 시일링부(2a (2b))가 커지는 것을 억제할 수 있다. 특히, 핀치 시일에 의해 평평한 형상의 시일링부를 형성하는 것에 비교하면, 다수의 도전성 부재(81a, 82a, 83a, 84a, 85a (81b, 82b, 83b, 84b, 85b))를 설치했을 경우에도, 시일링부(2a (2b))의 크기를 작게 할 수 있으므로, 공간 간소화의 관점에서 바람직하다. 또한, 각각 금속박(61a, 62a, 63a, 64a, 65a (61b, 62b, 63b, 64b, 65b))은, 치수상 가능하면, 등간격이 아니라, 필라멘트 램프(1)로부터의 광을 좋은 효율로 조사할 수 있도록 배치한 리드 위치에 대응하도록 간격을 조정하여 설치할 수 있다.

각각 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)는, 각각 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)에 대해 1개씩 일체적으로 고정된 환상의 앵커(도시는 생략)가 발광관(3)의 내벽에 눌러짐으로써, 발광관(3)의 내부에 지지된다. 앵커를 마련함으로써, 필라멘트 발광시에 발광관(3)의 내벽에 고온의 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)가 접촉하는 것이 회피되기 때문에, 고온의 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)가 발광관(3)의 내벽에 접촉하는 것에 기인하여 발광관(3)이 실투한다는 문제의 발생이 회피된다.

도 2는, 도 1에 나타낸 필라멘트 램프(1)의 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연 지지체(9)로 이루어지는 발광부의 구성을 나타내는 일부 사시도로서, 도 3은, 도 2에 나타낸 A－A＇선에 의해 필라멘트 램프(1)를 관축방향으로 절단한 일부 단면도이다. 이러한 도면에 나타내는 바와 같이, 필라멘트 램프(1)는, 복수의 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)에 관련되는 각각의 리드(412a, 422a, 432a, 442a, 452a)와 리드(412b, 422b, 432b, 442b, 452b)가 절연 지지체(9)에 지지된 상태에서 발광관(3)의 내부에 배치된다. 예를 들면, 석영 유리 등의 절연 재료로 이루어지는 봉 형상의 절연 지지체(9)는, 관축방향으로 나란한 5개의 코일 형상의 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 모두를 관통하여 관축방향을 따라 늘어나고, 그 중심축이 각각 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 중심 축과 일치한 상태가 되도록 배치되어 있다. 절연 지지체(9)의 내부에는, 각각의 리드(412a, 422a, 432a, 442a, 452a)와 리드(412b, 422b, 432b, 442b, 452b)를 삽입 통과시키기 위한 통로(91, 92, 93, 94, 95)가 리드(412a, 422a, 432a, 442a, 452a)와 리드(412b, 422b, 432b, 442b, 452b)의 개수에 대응하여 설치되어 있고, 각각 통로(91, 92, 93, 94, 95)가, 서로 관축을 따라 평행하게 늘어남과 더불어 각각 단면에 동일주상에 형성된 도출구(913a, 923a, 933a, 943a, 953a)와 도출구(913b, 923b, 933b, 943b, 953b)에 통한다.

상세하게 설명하면, 절연 지지체(9)에 설치된 복수의 각각의 통로(91, 92, 93, 94, 95)는, 관축을 따라 늘어나고 절연 지지체(9)의 단면에 형성된 도출구(913a, 923a, 933a, 943a, 953a)에 통하는 수평 통로(911a, 921a, 931a, 941a, 951a)와 수평 통로(911a, 921a, 931a, 941a, 951a)로 연속적으로 관축직교 방향으로 굴곡하여 늘어나고, 절연 지지체(9)의 측면으로 형성된 도출구(913c, 923c, 933c, 943c, 953c)에 통하는 연직 통로(912a, 922a, 932a, 942a, 952a)와 도출구(913b, 923b, 933b, 943b, 953b)에 통하는 수평 통로(911b, 921b, 931b, 941b, 951b)와 수평 통로(911b, 921b, 931b, 941b, 951b)에 연속적으로 관축직교 방향으 로 굴곡하여 늘어나고 절연 지지체(9)의 측면으로 형성된 도출구(913d, 923d, 933d, 943d, 953d)에 통하는 연직 통로(912b, 922b, 932b, 942b, 952b)로 이루어지므로, 이러한 수평 통로와 연직 통로는 관축방향의 단면이 L자 모양으로 형성되어 있다. 복수의 각 통로(91, 92, 93, 94, 95)는, 관축방향에 있어서, 연직 통로(912a, 922a, 932a, 942a, 952a)와 연직 통로(912b, 922b, 932b, 942b, 952b)는 서로 맞이하는 상태로 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 전체 길이에 상당하는 거리를 두고 대향한다.

도 2에 있어서는, 절연 지지체(9)는, 관축방향에 있어서 각각 대향하는 5대의 통로(91, 92, 93, 94, 95)를 구비하여 각각 단면에 동일 원주상에 나란한 5개의 도출구(913a, 923a, 933a, 943a, 953a)와 도출구(913b, 923b, 933b, 943b, 953b)가 형성됨과 더불어, 관축방향에 대해 각각 대향하는 5대의 도출구, 즉, 10개의 도출구(913c, 923c, 933c, 943c, 953c)와 도출구(913d, 923d, 933d, 943d, 953d)가 측면으로 형성되어 있다. 또한, 절연 지지체(9)는, 각각의 리드(412, 422, 432, 442, 452)를 서로 단락하지 않고 절연 지지체(9)의 외부로 도출할 수 있도록, 각각 단면에 형성되는 복수의 도출구(913a, 923a, 933a, 943a, 953a)와 도출구(913b, 923b, 933b, 943b, 953b)가 동일 원주상에 위치하는 것이 바람직하다.

이러한 절연 지지체(9)는, 예를 들면, 석영 유리 등의 절연 재료로 이루어지는 봉재에 대해 절삭 가공을 하거나 또는, 성형 금형에 대해 용융한 석영 유리 등의 용융액을 흘려 넣은 후에 용융액을 냉각함으로써, 상기한 리드(412, 422, 432, 442, 452)를 삽입 통과하는 복수의 통로(91, 92, 93, 94, 95)를 구비한 구성이 되 도록 형성된다.

절연 지지체(9)에 지지되는 각각 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)는, 각 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 일단부에 접속됨과 더불어 관축직교 방향으로 늘어나는 연직 리드부(4121a, 4221a, 4321a, 4421a, 4521a)와 연직 리드부(4121a, 4221a, 4321a, 4421a, 4521a)에 연속적으로 관축방향으로 늘어나는 수평 리드부(4122a, 4222a, 4322a, 4422a, 4522a)로 이루어지는 갈고랑 모양으로 형성된 한쪽 리드(412a, 422a, 432a, 442a, 452a)와 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 타단부에 접속됨과 더불어 관축직교 방향으로 늘어나는 연직 리드부(4121b, 4221b, 4321b, 4421b, 4521b)와 연직 리드부(4121b, 4221b, 4321b, 4421b, 4521b)에 연속적으로 관축방향으로 늘어나는 수평 리드부(4122b, 4222b, 4322b, 4422b, 4522b)로 이루어지는 갈고랑 모양으로 형성된 다른쪽 리드(412b, 422b, 432b, 442b, 452b)를 구비한다.

각각 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)는, 이러한 절연 지지체(9)에 대해, 각각 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)에 대해 동축상에 절연 지지체(9)를 배치한 상태로, 다음과 같이 해서 설치되어 있다. 한쪽의 리드(412a, 422a, 432a, 442a, 452a)는, 절연 지지체(9)의 측면의 도출구(913c, 923c, 933c, 943c, 953c)에 수평 리드부(4122a, 4222a, 4322a, 4422a, 4522a)의 선단을 삽입하고, 수평 리드부(4122a, 4222a, 4322a, 4422a, 4522a) 선단을 절연 지지체(9)의 한쪽 단면의 도출구(913a, 923a, 933a, 943a, 953a)로부터 절연 지지체(9) 밖으로 돌출함과 더불어, 연직 리드부(4121a, 4221a, 4321a, 4421a, 4521a) 선단을 절연 지지체(9)의 측 면의 도출구(913c, 923c, 933c, 943c, 953c)로부터 절연 지지체(9) 밖으로 돌출시킴으로써, 절연 지지체(9)에 설치되어 있다.

이와 같이, 다른 쪽의 리드(412b, 422b, 432b, 442b, 452b)는, 절연 지지체(9)의 측면의 도출구(913d, 923d, 933d, 943d, 953d)에 수평 리드부(4122b, 4222b, 4322b, 4422b, 4522b)의 선단을 삽입하고, 수평 리드부(4122b, 4222b, 4322b, 4422b, 4522b)의 선단을 절연 지지체(9)의 한쪽 단면의 도출구(913b, 923b, 933b, 943b, 953b)로부터 절연 지지체(9) 밖으로 돌출함과 더불어, 연직 리드부(4121b, 4221b, 4321b, 4421b, 4521b)의 선단을 절연 지지체(9)의 측면 도출구(913d, 923d, 933d, 943d, 953d)로부터 절연 지지체(9) 밖으로 돌출시킴으로써, 절연 지지체(9)에 설치되어 있다.

절연 지지체(9)에 대한 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)의 설치는, 상기한 바와 같이, 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 양단에 리드(412a, 422a, 432a, 442a, 452a)와 리드(412b, 422b, 432b, 442b, 452b)를 미리 접속하여 구성한 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)를 절연 지지체(9)에 설치하는 방법으로 한정되지 않고, 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)와 리드(412a, 422a, 432a, 442a, 452a)와 리드(412b, 422b, 432b, 442b, 452b)를 각각 절연 지지체(9)에 배치한 후에, 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 양단에 리드(412a, 422a, 432a, 442a, 452a)와 리드(412b, 422b, 432b, 442b, 452b)를 접속하는 방법에 의해 행할 수도 있다.

또, 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 소선경이, 예를 들면, φ0.5㎜ 이하로 비교적 유연한 경우, 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)와 연직 리드 부(4121a, 4221a, 4321a, 4421a, 4521a, 4121b, 4221b, 4321b, 4421b, 4521b)와 수평 리드부(4122a, 4222a, 4322a, 4422a, 4522a, 4122b, 4222b, 4322b, 4422b, 4522b)를 연속한 이음매가 없는 1개의 소선으로 형성하여, 수평 리드부(4122a, 4222a, 4322a, 4422a, 4522a)를 절연 지지체(9)의 측면의 도출구(913c, 923c, 933c, 943c, 953c)에 삽입하여, 수평 리드부(4122b, 4222b, 4322b, 4422b, 4522b)를 절연 지지체(9)의 측면의 도출구(913d, 923d, 933d, 943d, 953d)로부터 삽입하여 장착하도록 해도 된다.

도 4는, 도 3에 나타낸 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연 지지체(9)로 이루어지는 발광부의 구성과 다른 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연 지지체(9)로 이루어지는 발광부의 구성을 지면과 평행한 면에서 절단한 일부 단면도이다.

도 4에 나타내는 발광부는, 도 3에 나타낸 수평 통로(911a, 911b), 수평 통로(921a, 921b), 수평 통로(931a, 931b), 수평 통로(941a, 941b), 및 수평 통로(951a, 951b)의 각각 1개의 수평 통로(911), 수평 통로(921), 수평 통로(931), 수평 통로(941), 및 수평 통로(951)로 구성한 점으로 상위하다. 이와 같이, 각 수평 통로(911, 921, 931, 941, 951)를 1개의 관통공 형상으로 하면, 절연 지지체(9)의 수평 통로(911, 921, 931, 941, 951)를 드로잉(drawing) 또는 사출 성형 등의 저렴하고 대량 생산에 적합한 수법에 의해 제작하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 코스트와 가공 시간을 필요로 하는 절삭 가공을 대폭 줄일 수 있고 제조 코스트를 절감시킬 수 있다. 특히, 절연 지지체(9)의 전체 길이가 200㎜를 초과하는 긴 램프 에서는 코스트 삭감 효과는 현저하다.

도 5(a)는, 도 3에 나타낸 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연 지지체(9)로 이루어지는 발광부의 구성과 다른 필라멘트체(41, 42) (필라멘트체(43, 44, 45)는 도시하지 않음)와 절연 지지체(9)로 이루어지는 발광부의 구성을 나타내는 일부 정면도이며, 도 5(b)는, 도 5(a)에 나타낸, 필라멘트체(41, 42)(필라멘트체(43, 44, 45)는 도시하지 않음)로 절연 지지체(9)로 이루어지는 발광부의 구성을 지면과 평행한 면에서 절단한 일부 단면도이다.

이들의 도면에 나타내는 바와 같이, 절연 지지체(9)는, 관축을 따라 늘어나고 절연 지지체(9)의 한쪽 단면에 형성된 도출구(913a, 923a)(도출구(933a, 943a, 953a)는 도시하지 않음)에 통하는 수평 통로(911a, 921a)(수평 통로(931a, 941a, 951a)는 도시하지 않음)와 수평 통로(911a, 921a)(수평 통로(931a, 941a, 951a)는 도시하지 않음)에 연속적으로 관축직교 방향으로 개구하여 관축을 따라 늘어나는, 절연 지지체(9)의 측면으로 형성된 수평 개구홈(961, 962)(수평 개구홈(963, 964, 965)는 도시하지 않음)과 수평 개구홈(961, 962)(수평 개구홈(963, 964, 965)은 도시하지 않음)을 통해 관축을 따라 늘어나는 수평 통로(911b)(수평 통로(921b, 931b, 941b, 951b)는 도시하지 않음)와 수평 통로(911b)(수평 통로(921b, 931b, 941b, 951b)는 도시하지 않음)를 통해 절연 지지체(9)의 한쪽 단면에 형성된 도시하지 않는 도출구(913b, 923b, 933b, 943b, 953b)로 구성된다. 이러한 절연 지지체(9)는, 예를 들면, 석영 유리 등의 절연 재료로 이루어지는 봉재에 대해 절삭 가공을 하거나 또는, 성형 금형에 대해 용융한 석영 유리 등의 용융액을 흘려 넣은 후에 용융액을 냉각함으로써, 리드를 삽입 통과하는 복수의 통로를 구비한 구성이 되도록 형성된다.

절연 지지체(9)에 지지되는 각각 필라멘트체(41, 42), (필라멘트체(43, 44, 45)는 도시하지 않음) 중, 각 필라멘트(411)(필라멘트(421, 431, 441, 451)는 도시하지 않음)는, 필라멘트(411a, 411b)로 구성되어 필라멘트(411b)는 절연 지지체(9)에 감기도록 설치되어 있으므로, 필라멘트(411a)는 절연 지지체(9)에 접촉하지 않도록 지지할 수 있다. 또한, 그 외의 도시하지 않는 필라멘트(421, 431, 441, 451)도, 필라멘트(411)와 같이 하여, 필라멘트(421a, 421b), 필라멘트 램프(431a, 431b), 필라멘트 램프(441a, 441b), 필라멘트 램프(451a, 451b)로 구성된다.

각각 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)는, 이러한 절연 지지체(9)에 대해, 각각 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451) 중, 필라멘트(411)를 예를 들어 설명하면, 필라멘트(411)에 대해 동축상에 절연 지지체(9)를 배치한 상태에서, 다음과 같이 해서 설치되어 있다. 한쪽의 리드(412a)는, 절연 지지체(9)의 측면의 수평 개구홈(961)에서 수평 리드부(4122a)의 선단을 삽입하고, 수평 리드부(4122a)의 선단을 절연 지지체(9)의 한쪽 단면의 도출구(913a)로부터 절연 지지체(9) 밖으로 돌출함과 더불어, 연직 리드부(4121a)의 선단을 절연 지지체(9)의 수평 개구홈(961)으로부터 절연 지지체(9) 밖으로 돌출함으로써, 절연 지지체(9)에 설치되어 있다. 이와 같이, 다른쪽의 리드(412b)는, 절연 지지체(9)의 측면의 수평 개구홈(961)에 수평 리드부(4122b)의 선단을 삽입하고, 수평 리드부(4122b)의 선단을 절연 지지체(9)의 한쪽 단면의 도출구(913b)로부터 절연 지지체(9) 밖으로 돌출함과 더불어, 연직 리 드부(4121b)의 선단을 절연 지지체(9)의 측면의 수평 개구홈(961)으로부터 절연 지지체(9) 밖으로 돌출함으로써, 절연 지지체(9)에 설치되어 있다. 절연 지지체(9)에 필라멘트체(41)를 설치할 때에, 수평 개구홈(961)으로부터 필라멘트체(41)의 수평 리드부(4122a, 4122b)를 삽입하여 설치하므로 설치 작업이 용이하게 된다.

도 6(a)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연지지체(9)로 이루어지는 발광부의 구성과 다른 필라멘트체(41, 42, 45) 필라멘트체(43, 44)는 도시하지 않음)와 절연 지지체(9)로 이루어지는 발광부의 구성을 나타내는 일부 사시도로서, 도 6(b)은, 도 6(a)에 나타낸, 필라멘트체(41, 42, 45) 필라멘트체(43, 44)는 도시하지 않음)와 절연 지지체(9)로 이루어지는 발광부의 구성을 A－A'면에서 절단한 일부 단면도이다.

이들 도면에 나타내는 바와 같이, 절연 지지체(9)로는, 절연 지지체(9)의 한쪽 단면측으로부터 관축직교 방향으로 개구하여 관축을 따라 필라멘트(411, 421, 451)(필라멘트(431, 441)는 도시하지 않음)를 지지하는 절연 지지체(9)의 개소까지 늘어나는 수평 개구홈(961a, 962a, 963a, 964a, 965a)과 절연 지지체(9)의 다른 쪽의 단면측으로부터 관축직교 방향으로 개구하여 관축을 따라 필라멘트(411, 421, 451)(필라멘트(431, 441)는 도시하지 않음)를 지지하는 절연 지지체(9)의 개소까지 늘어나는 수평 개구홈(961b, 963b, 964b)(수평 개구홈(962b, 965b)은 도시하지 않음)이 형성된다. 이러한 절연 지지체(9)는, 예를 들면, 석영 유리 등의 절연 재료로 이루어지는 봉재에 대해 절삭 가공을 하거나 또는, 성형 금형에 대해 용융한 석영 유리 등의 용융액을 흘려 넣은 후에 용융액을 냉각함으로써 형성된다.

각각 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)는, 이러한 절연 지지체(9)에 대해, 각각 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451) 중, 필라멘트(411)를 예를 들어 설명하면, 필라멘트(411)에 대해 동축상에 절연 지지체(9)를 배치한 상태에서, 다음과 같이 해서 장착되어 있다. 한쪽의 리드(412a)는, 절연 지지체(9)의 한쪽 단면측으로부터 형성된 수평 개구홈(961a)에 수평 리드부(4122a)를 설치함으로써 절연 지지체(9)에 설치되어 있다. 이와 같이 다른 쪽의 리드(412b)는, 절연 지지체(9)의 다른 쪽의 단면측으로부터 형성된 수평 개구홈(961b)에 수평 리드부(4122b)를 설치함으로써 절연 지지체(9)에 설치되어 있다. 절연 지지체(9)에 필라멘트(411)를 설치할 때에, 개구된 수평 개구홈(961a, 961b)에 필라멘트체(41)의 수평 리드부(4122a, 4122b)를 배치, 설치하므로 설치 작업이 용이하게 된다.

또한, 상기에서는 수평 개구홈(961a)과 수평 개구홈(961b)은 연결하지 않는 별개의 홈으로서 형성시켰지만, 수평 리드부(4122a)와 수평 리드부(4122b)에 의해 필라멘트(411)가 충분한 강도로 관축방향으로 어긋나지 않게 고정되어 있는 경우는, 수평 개구홈(961a)과 수평 개구홈(961b)을 연속된 1개의 수평 개구홈으로서 형성시켜도 좋다. 이 경우는 홈의 형성을 금형을 사용한 드로잉법 등으로 제작할 수 있게 되고, 가공 코스트를 삭감할 수 있다.

본 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)의 구체적인 사양의 일례를 이하에 나타낸다.

발광관(3)은, 외경이 φ6㎜~φ40㎜ 정도, 전체 길이는 수십㎜~800㎜ 정도이며, 피처리체의 크기, 필라멘트 램프(1)로부터 피처리체까지의 거리, 램프 유닛 내 에서의 램프 배치에 의해 결정된다. 각각 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)는, 직경이 φ0.05㎜~1㎜ 정도의 소선을 이용한다. 본 실시예에서는, φ300㎜의 실리콘 웨이퍼를 거리 50㎜에서 조사할 경우에 있어서, 발광관 외경 28㎜, 전체 길이 560㎜, 필라멘트 소선경 0.5㎜를 사용하여, 1개의 필라멘트의 최대 전체 길이가 140㎜, 외경이 φ8㎜로 형성된 필라멘트 양단에, 외경이 필라멘트 소경보다도 대경인, 예를 들면, φ0.8㎜의 리드가 접속된다. 필라멘트 외경은 φ8㎜에 한정하지 않고, 필요 전력과 필라멘트 온도에 따라, φ4㎜ 정도~φ20㎜ 정도가 된다. 필라멘트 1개당의 최대 정격 전류값은, 필요한 피처리물의 승온 특성과 시일링부(2)의 금속박(61, 62, 63, 64, 65)의 허용 전류값에 따라 결정되고 본 실시예에서는 25A이다. 절연 지지체(9)의 외경은, 필라멘트 내경이나 필라멘트의 수에 의해 결정되고 φ2~φ18㎜ 정도가 되어, 전체 길이는 필라멘트의 길이의 총합보다 길고 한쪽 발광관(3) 내에 들어가는 길이로 설정한다. 본 실시예에서는, 외경 φ3.5㎜, 전체 길이 460㎜의 석영 유리제의 봉재로 구성되어 각각 통로(91, 92, 93, 94, 95)의 직경은 리드(412, 422, 432, 442, 452)가 관통하도록 리드(412, 422, 432, 442, 452)보다 큰 직경으로, 예를 들면, φ1㎜이다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)에 의하면, 기본적으로는, 복수의 각각 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)에 대해, 시일링부(2a, 2b)에 설치된 각각 도전성 부재(81a, 82a, 83a, 84a, 85a) 및 도전성 부재(81b, 82b, 83b, 84b, 85b)를 통해 독립적으로 급전되는 구성이기 때문에, 열처리되는 피처리체 상에 있어서의 장소적인 온도 변화의 정도 분포가 기판 형상에 대 해 비대칭인 경우에 대해서도, 피처리체를 균일하게 가열할 수 있기 때문에, 피처리체 전체에 걸쳐 균일한 온도 분포를 실현할 수 있다.

게다가, 각각 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 내부에 설치된 절연 지지체(9)에 의해, 예를 들면, 필라멘트(411)의 내부에 설치된 절연 지지체(9)에 있어서, 필라멘트(411) 이외의 다른 필라멘트(421, 431, 441, 451)에 관련되는 각각의 리드(422, 432, 442, 452)가 서로 단락하지 않고 지지되므로, 발광관(3)의 내부에 복수 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)가 설치되는 구성이라도, 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 외측에 리드(412, 422, 432, 442, 452)가 배치되지 않기 때문에, 각각의 리드(412, 422, 432, 442, 452) 사이의 절연을 확보하는 것이 용이하면서, 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)로부터의 방사광이 리드(412, 422, 432, 442, 452)에 의해 차단되지 않고, 원하는 광방사 조도 분포를 얻을 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.

또, 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 내부에 배치된 절연 지지체(9)가 점등시에 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)로부터의 광이 조사되어 고온 상태가 됨으로써 발광했다고 해도, 그 발광에 의한 광의 상당수는 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)에서 차단되어 램프 외부로 나오지 않기 때문에 방사 조도 분포에 영향을 주지 않는다. 또, 절연 지지체(9)로부터 방사되어 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 코일의 틈새를 나온 광은 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451) 내부, 즉, 중심으로부터 방사된 광이기 때문에, 광학적으로는 실질적인 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)가 발광하는 것과 동등하다고 생각할 수 있으므로, 광방사 조 도 분포에 악영향을 줄 우려가 없다.

본 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)의 구성은, 이상과 같은 효과를 기대할 수 있기 때문에, 피처리체를 급속히 가열하여 또한, 좋은 정밀도로 온도 제어하는 것을 목적으로 하는 것으로 특히 유효하다. 상세하게는, 본 발명의 구성은, 필라멘트 1개당 흐르는 25A의 대전류에 견딜 수 있도록, 외경이 φ0.8㎜의 리드를 구비하는 필라멘트체가, 발광관(3) 내에 4개 이상 설치되어 있는 것에 있어서, 특히 유효하다.

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태를 도 7을 이용해 설명한다.

도 7은, 본 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)의 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연 지지체(10)로 이루어지는 발광부의 구성을 나타내는 사시도이다. 본 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)는, 도 1에 나타낸 필라멘트체와 절연 지지체로 이루어지는 발광부를 대신하여, 도 7에 나타낸 필라멘트체와 절연 지지체로 이루어지는 발광부를 적용함으로써 가능하게 된다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 필라멘트 램프(1)의 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연 지지체(10)로 이루어지는 발광부는, 관축을 따라 늘어나는 중심부재(101) 주위에, 관축을 따라 늘어나는 복수의 절연관(1021a, 1022a, 1023a, 1024a, 1025a)과 절연관(1021b, 1022b, 1023b, 1024b, 1025b)을 동일 원주상으로 배치한 구성을 가지는 절연 지지체(10)를 이용하는 이외, 도 2에 나타낸 구성과 같은 구성을 가진다. 절연 지지체(10)는, 관축을 따라 늘어나는 봉 형상의 중심부재(101)와 중심부재(101)와 평행하게 늘어나고 중심부재(101)의 측면으로 배치된 복수의 절연관(1021a, 1022a, 1023a, 1024a, 1025a)과 절연관(1021b, 1022b, 1023b, 1024b, 1025b)으로 구성되어 있다. 중심부재(101)는 석영 유리, 알루미나 등의 세라믹스, 텅스텐이나 몰리브덴 등의 고융점 금속으로 이루어지고, 복수의 절연관(1021a, 1022a, 1023a, 1024a, 1025a, 1021b, 1022b, 1023b, 1024b, 1025b)은 석영 유리, 알루미나 등의 세라믹스로 이루어지는 본 실시예에서는, 양자 모두 석영 유리를 이용했다.

상세하게 설명하면, 절연 지지체(10)는, 서로 관축방향의 전체 길이가 다른 5종류의 절연관(1021a, 1022a, 1023a, 1024a, 1025a)과 절연관(1021b, 1022b, 1023b, 1024b, 1025b)의 2그룹(즉, 합계로 10개의 절연관)이, 이하와 같이 하고, 중심부재(101)의 측면으로 배치되어 있다. 즉, 5개의 절연관(1021a, 1022a, 1023a, 1024a, 1025a)으로 이루어지는 첫째 그룹이, 각각 단부가 중심부재(101)의 일단면과 동일 평면상에 있어서 동일 원주상에 위치함과 더불어, 서로 중심부재(101)와 평행하게 관축을 따라 늘어나도록 중심부재(101)의 측면 상에 배치된 상태에서, 각각 측면에 접하고 환상의 구속 부재(103a)가 감겨지도록 중심부재(10)에 대해 일체적으로 고정된다. 이와 같이 하여, 5개의 절연관(1021b, 1022b, 1023b, 1024b, 1025b)으로 이루어지는 둘째 그룹이, 각각 단부가 중심부재(101)의 타단면과 동일 평면상에 있어서 동일 원주상에 위치함과 더불어, 서로 중심부재(101)와 평행하게 관축을 따라 늘어나도록 중심부재(101)의 측면상에 배치된 상태에서, 각각 측면에 접하여 환상의 구속 부재(103b)가 감겨짐으로써 중심부재(101)에 대해 일체적으로 고정된다.

또한, 중심부재(101)의 측면상에 설치되는 10개의 절연관은, 첫째 그룹의 각각 절연관(1021a, 1022a, 1023a, 1024a, 1025a)과 둘째 그룹의 각각 절연관(1021b, 1022b, 1023b, 1024b, 1025b)이, 관축방향에 있어서 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 전체 길이에 상당하는 틈새(필라멘트 설치부)를 두고 대향함과 더불어, 대향하는 첫째 그룹의 절연관(1021a, 1022a, 1023a, 1024a, 1025a)과 둘째 그룹의 절연관(1021b, 1022b, 1023b, 1024b, 1025b)의 관축방향에 있어서 전체 길이의 총합이, 각각 대향 개소에서 균등하게 되도록 배치되어 있다. 즉, 지면 앞에 위치하는 절연관을 기준으로 했을 때, 절연 지지체(10)의 시계 회전 방향에 있어서, 첫째 그룹의 전체 길이가 최단의 절연관(1021a)과 둘째 그룹에 있어서의 전체 길이가 최장의 절연관(1021b), 첫째 그룹에 있어서의 전체 길이가 2번째로 짧은 절연관(1022a)과 둘째 그룹에 있어서의 전체 길이가 2번째로 긴 절연관(1022b), 첫째 그룹에 있어서의 전체 길이가 중간의 절연관(1023a)과 둘째 그룹에 있어서의 전체 길이가 중간의 절연관(1023b), 첫째 그룹에 있어서의 전체 길이가 2번째로 긴 절연관(1024a)과 둘째 그룹에 있어서의 전체 길이가 2번째로 짧은 절연관(1024b), 첫째 그룹에 있어서의 전체 길이가 최장의 절연관(1025a)과 둘째 그룹에 있어서의 전체 길이가 최단의 절연관(1025b)이, 이 차례로, 각각 관축방향에 대해 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 전체 길이에 상당하는 틈새를 두고 대향한다.

이와 같이 하여, 10개의 절연관(1021a, 1022a, 1023a, 1024a, 1025a, 1021b, 1022b, 1023b, 1024b, 1025b)이 중심부재(101)의 측면으로 배치된 절연 지지체(10)는, 관축방향에 대해 대향하는 1대의 절연관 사이에 존재하는 틈새로 이루어지는 5 개소의 필라멘트 설치부가, 관축방향에 대해 순차적으로 나란히 형성된다.

또한, 도 7에 있어서, 전체 길이가 다른 첫째 그룹의 5종류의 절연관(1021a, 1022a, 1023a, 1024a, 1025a)이, 지면 앞에 위치하는 절연관을 기준으로 했을 때, 절연 지지체(10)의 시계 회전 방향에 있어서, 절연관의 관축방향의 전체 길이가 순차적으로 커지도록 중심부재(101)의 측면으로 배치되어 있지만, 반드시 이 구성으로 한정되는 것이 아니다. 이와 반대로, 전체 길이가 다른 첫째 그룹의 5종류의 절연관이, 지면 앞에 위치하는 절연관을 기준으로 했을 때, 절연 지지체(10)의 시계 회전 방향에 있어서, 절연관의 관축방향의 전체 길이가 순차적으로 작아지도록 중심부재(101)의 측면으로 배치되어 있어도 좋다. 또, 전체 길이가 다른 5종류의 절연관이 랜덤하게 중심부재(101)의 측면으로 배치되어 있어도 좋다. 또한, 중심부재(101)를 없애고 복수의 절연관만으로 절연 지지체(10)를 구성할 수도 있다.

필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)는, 도 2로부터 도 5에 나타내는 것과 같이, 수평 리드부(4122a, 4222a, 4322a, 4422a, 4522a, 4122b, 4222b, 4322b, 4422b, 4522b)와 연직 리드부(4121a, 4221a, 4321a, 4421a, 4521a, 4121b, 4221b, 4321b, 4421b, 4521b)로 이루어지는 갈고랑 모양의 리드(412a, 422a, 432a, 442a, 452a, 412b, 422b, 432b, 442b, 452b)가 사용된다. 각각 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)는, 각각 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)에 대해 동축상에 절연 지지체(10)의 중심부재(101)가 배치된 상태에서, 다음과 같이 하여 절연 지지체(10)에 대해 설치되어 서로 단락하지 않도록 절연 지지체(10)에 의해 지지된다.

상세하게 설명하면, 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 일단에 접속된 한 쪽의 리드(412a, 422a, 432a, 442a, 452a)는, 수평 리드부(4122a, 4222a, 4322a, 4422a, 4522a)의 선단이, 절연관(1021a, 1022a, 1023a, 1024a, 1025a)의 타단측으로부터 일단 측을 향해 관통하고, 절연관(1021a, 1022a, 1023a, 1024a, 1025a)의 일단측에서 돌출하여 관축방향으로 늘어나도록 인출되어 또한, 연직 리드부(4121a, 4221a, 4321a, 4421a, 4521a)가 관축직교 방향으로 늘어남으로써, 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)가 절연관(1021a, 1022a, 1023a, 1024a, 1025a)에 접촉하지 않는 상태로 절연 지지체(10)에 설치되어 있다. 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 타단에 접속된 한쪽의 리드(412b, 422b, 432b, 442b, 452b)는, 수평 리드부(4122b, 4222b, 4322b, 4422b, 4522b)의 선단이, 절연관(1021b, 1022b, 1023b, 1024b, 1025b)의 일단측으로부터 타단 측을 향해 관통하고, 절연관(1021b, 1022b, 1023b, 1024b, 1025b)의 타단측에서 돌출하여 관축방향으로 늘어나도록 인출되고 또한, 연직 리드부(4121b, 4221b, 4321b, 4421b, 4521b)가 관축직교 방향으로 늘어남으로써, 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)가 절연관(1021b, 1022b, 1023b, 1024b, 1025b)에 접촉하지 않는 상태에서 절연 지지체(10)에 설치되어 있다. 각각 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)에 접속된 각각의 리드는, 각별의 각각 절연관을 통과함으로써, 서로 단락하지 않는다.

또한, 본 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)에 의하면, 기본적으로는, 제1 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)와 동일한 효과를 기대할 수 있고 게다가, 절연 지지체(10)의 제조를, 제1 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)의 절연 지지체(9) 이상으로 용이하게 행할 수 있기 때문에 절연 지지체의 제조에 필요로 하는 코스트를 절감할 수 있다.

다음, 본 발명의 제3 실시 형태를 도 8을 이용해 설명한다.

도 8은, 본 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)의 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연 지지체(12)로 이루어지는 발광부의 구성을 나타내는 사시도이다. 본 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)는, 도 1에 나타낸 필라멘트체와 절연 지지체로 이루어지는 발광부를 대신하고, 도 8에 나타낸 필라멘트체와 절연 지지체로 이루어지는 발광부를 적용함으로써 가능하게 된다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 필라멘트 램프(1)의 필라멘트체와 절연 지지체로 이루어지는 발광부는, 서로 관축을 따라 늘어남과 더불어 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)의 직경 방향으로 방사 형상으로 퍼지는 구획벽(1221, 1222, 1223, 1224, 1225)을 구비하는 구성의 절연 지지체(12)를 이용하는 이외는, 도 2에 나타낸 구성과 같은 구성을 가진다.

절연 지지체(12)는, 직경 방향의 단면이 원 형상으로 형성되어 관축을 따라 늘어나는 중앙부(121)에 연속한, 둘레방향으로 서로 이간하여 관축을 따라 늘어남과 더불어, 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 직경 방향으로 방사 형상으로 늘어나는 복수의 구획벽(1221, 1222, 1223, 1224, 1225)을 구비한 구성이다. 이러한 절연 지지체(12)는, 인접하는 한 쌍의 구획벽(1221, 1222)과 중앙부(121), 인접하는 한 쌍의 구획벽(1222, 1223)과 중앙부(121), 인접하는 한 쌍의 구획벽(1223, 1224)과 중앙부(121), 인접하는 한 쌍의 구획벽(1224, 1225)과 중앙부(121), 인접하는 한 쌍의 구획벽(1225, 1221)과 중앙부(121)에 의해 형성되는 필라멘트체의 개 수와 같은수의 리드 설치부를 구비하여 복수의 구획벽(1221, 1222, 1223, 1224, 1225)의 정점을 묶어 형성되는 가상 원의 직경이 필라멘트 직경에 대체로 일치한다. 절연 지지체(12)는, 예를 들면, 석영 유리 등으로 이루어지는 봉 형상의 절연 재료에 대해 절삭 가공을 하거나 또는, 성형 금형에 대해 용융한 석영 유리를 흘려 넣은 후에 용융액을 냉각함으로써, 원하는 형상으로 할 수 있다.

각각 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)는, 각각 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)에 대해 동축상에 절연 지지체(12)의 중앙부(121)가 배치된 상태에서, 각각 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)에 접속되는 한 쌍의 리드(412a)와 리드(412b), 리드(422a)와 리드(422b), 리드(432a)와 리드(432b), 리드(442a)와 리드(442b), 및 리드(452a)와 리드(452b)의 쌍방이, 동일한 리드 설치 영역에 각별하게 배치되고, 서로 단락하지 않도록 절연 지지체(12)에 설치되어 있다. 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)의 구성은, 도 2에서 도 6에 나타낸 것과 같이 구성된다.

상세하게 설명하면, 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 일단에 접속된 한쪽의 리드(412a, 422a, 432a, 442a, 452a)는, 연직 리드부(4121a, 4221a, 4321a, 4421a, 4521a)가 중앙부(121)를 향해 관축직교 방향으로 늘어남과 더불어, 인접하는 한 쌍의 구획벽 사이의 리드 설치 영역에 배치된 수평 리드부(4122a, 4222a, 4322a, 4422a, 4522a)의 일단이, 절연 지지체(12)의 일단으로부터 돌출하여 관축을 따라 늘어나도록 배치된다. 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 타단에 접속된 한쪽의 리드(412b, 422b, 432b, 442b, 452b)는, 연직 리드부(4121b, 4221b, 4321b, 4421b, 4521b)가 중앙부(121)를 향해 관축직교 방향으로 늘어남과 더불어, 필라멘 트(411, 421, 431, 441, 451)의 전체 길이에 상당하는 틈새를 두고 한쪽의 리드(412a, 422a, 432a, 442a, 452a)와 동일한 리드 설치 영역에 배치된 수평 리드부(4122b, 4222b, 4322b, 4422b, 4522b)가, 관축을 따라 구획벽(1221, 1222, 1223, 1224, 1225)과 평행하게 당해 리드 설치 영역을 늘어나고, 타단부가 절연 지지체(12)의 타단으로부터 돌출하여 늘어나도록 배치된다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)는, 기본적으로는, 제1 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)와 동일한 효과를 기대할 수 있고, 게다가, 절연 지지체(12)에 설치된 구획벽(1221, 1222, 1223, 1224, 1225)에 대해 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)가 접촉해 지지됨으로써, 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)를 원하는 위치에 고정밀하게 배치할 수 있음과 더불어, 필라멘트(411, 421, 431, 441, 451)의 연직 방향으로의 늘어내려감을 회피할 수 있다.

다음, 본 발명의 제4 실시 형태를 도 9 및 도 10을 이용하여 설명한다.

도 9는, 본 실시 형태의 발명에 관련되는 광조사식 가열 처리 장치를 나타내는 정면 단면도이다. 도 10은, 도 9에 나타낸 제1 램프 유닛 및 제2 램프 유닛의 구성을 나타내는 평면도이다. 본 실시 형태의 발명에 관련되는 광조사식 가열 처리 장치(100)는, 제1 실시 형태로부터 제3 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)의 어느 하나를 탑재하여 구성된다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 이 광조사식 가열 처리 장치(100)는, 석영창(101)에 의해 램프 유닛 수용 공간 S1과 가열 처리 공간 S2으로 분할된 챔 버(102)를 가진다. 램프 유닛 수용 공간 S1에 배치된 제1 램프 유닛(103) 및 제2 램프 유닛(104)으로부터 방출되는 광을, 석영창(101)을 통해 가열 처리 공간 S2에 설치하는 피처리체(105)에 조사함으로써, 피처리체(105)의 가열 처리가 실행된다.

램프 유닛 수용 공간 S1에 수용되는 제1 램프 유닛(103)과 제2 램프 유닛(104)은, 예를 들면, 10개의 각각의 필라멘트 램프(1)를 소정의 간격으로 병렬로 배치하여 구성되어 서로 대향하도록 배치된다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 제1 램프 유닛(103)을 구성하는 필라멘트 램프(1)의 관축방향은, 제2 램프 유닛(104)을 구성하는 필라멘트 램프(1)의 관축방향에 대해 교차하도록 배치된다. 또한, 반드시 도 9에 나타내는 바와 같이 2단의 램프 유닛을 설치할 필요는 없고, 1단의 램프 유닛만을 구비하는 구성이 되어도 좋다.

제1 램프 유닛(103)의 위쪽에는 반사경(106)이 배치된다. 반사경(106)은, 예를 들면, 무산소동으로 이루어지는 모재에 금을 코팅한 구조로서, 반사 단면이, 원의 일부, 타원의 일부, 포물선의 일부 또는 평판 형태 등의 형상을 가진다. 반사경(106)은, 제1 램프 유닛(103) 및 제2 램프 유닛(104)으로부터 위쪽을 향해 조사된 광을 피처리체(105) 측으로 반사한다. 즉, 제1 램프 유닛(103) 및 제2 램프 유닛(104)으로부터 방출된 광은, 직접 또는 반사경(106)으로 반사되고, 피처리체(105)에 조사된다.

램프 유닛 수용 공간 S1에는, 냉각풍 유닛(107)으로부터의 냉각풍이 챔버(102)에 설치된 냉각풍 공급 노즐(108)의 분출구(109)로부터 도입된다. 램프 유닛 수용 공간 S1에 도입된 냉각풍은, 제1 램프 유닛(103) 및 제2 램프 유닛(104)에 있어서의 각 필라멘트 램프(1)에 분무되어 각 필라멘트 램프(1)를 구성하는 발광관을 냉각한다. 여기에서, 각 필라멘트 램프(1)의 시일링부는 다른 개소에 비교해 내열성이 낮다. 그 때문에, 냉각풍 공급 노즐(108)의 분출구(109)는, 각 필라멘트 램프(1)의 시일링부에 대향해 배치하고, 각 필라멘트 램프(1)의 시일링부를 우선적으로 냉각하도록 구성하는 것이 바람직하다.

각 필라멘트 램프(1)에 분무되고, 열교환에 의해 고온이 된 냉각풍은 챔버(102)에 설치된 냉각풍 배출구(110)로부터 배출된다. 또한, 냉각풍의 흐름은, 열교환되어 고온이 된 냉각풍이 반대로 각 필라멘트 램프(1)를 가열하지 않도록 고려된다. 상기 냉각풍은, 반사경(106)도 동시에 냉각하도록 바람의 흐름이 설정된다. 또한, 반사경(106)이 도시를 생략한 수냉 기구에 의해 수냉될 경우는, 반드시 반사경(106)도 동시에 냉각하도록 바람의 흐름을 설정하지 않아도 된다.

그런데, 가열되는 피처리체(105)로부터의 복사열에 의해 석영창(101)으로의 축열이 발생한다. 축열된 석영창(101)에서 2차적으로 방사되는 열선에 의해, 피처리체(105)는 원하지 않는 가열 작용을 받을 때가 있다. 이 경우, 피처리체(105)의 온도 제어성의 용장화(예를 들면, 설정 온도에서 피처리체(105)의 온도가 고온이 되는 오버 슛)나, 축열되는 석영창(101) 자체의 온도 격차에 기인하는 피처리체(105)에 있어서의 온도 균일성의 저하 등의 문제가 발생한다. 또, 피처리체(105)의 강온 속도의 향상이 어려워진다. 따라서, 이러한 문제를 억제하기 위해, 도 9에 나타내는 냉각풍 공급 노즐(108)의 분출구(109)를 석영창(101)의 근방에도 마련하고 냉각풍 유닛(107)으로부터의 냉각풍에 의해 석영창(101)을 냉각하도록 하는 것 이 바람직하다.

제1 램프 유닛(103)의 각 필라멘트 램프(1)는, 한 쌍의 제1 고정대(111, 112)에 의해 지지된다. 제1 고정대(111, 112)는 도전성 부재로 형성된 도전대(113)와 세라믹스 등의 절연부재로 형성된 유지대(114)로 이루어진다. 유지대(114)는, 챔버(102)의 내벽에 설치되어 도전대(113)를 유지한다. 제1 램프 유닛(103)을 구성하는 필라멘트 램프(1)의 개수를 n1, 필라멘트 램프(1)가 가지는 필라멘트체의 개수를 m1로서 각 필라멘트체 모두가 독립적으로 전력이 공급될 경우, 한 쌍의 제1 고정대(111, 112)의 조수는, nl×m1조가 된다. 한편, 제2 램프 유닛(104)의 각 필라멘트 램프(1)는, 제2 고정대에 의해 지지된다. 제2 고정대는, 제1 고정대(111, 112)와 같이, 도전대, 유지대로 이루어진다. 제2 램프 유닛(104)을 구성하는 필라멘트 램프(1)의 개수를 n2, 필라멘트 램프(1)가 가지는 필라멘트체의 개수를 m2로서 각 필라멘트 모두에 독립적으로 전력이 공급될 경우, 한 쌍의 제2 고정대의 조수는, n2×m2그룹이 된다.

챔버(102)로는, 전원부(115)의 급전 장치로부터의 급전선이 접속되는 한 쌍의 전원 공급 포트(116, 117)가 설치된다. 또한, 도 9에서는 1조의 전원 공급 포트(116, 117)를 나타내고 있지만, 필라멘트 램프(1)의 개수, 각 필라멘트 램프(1) 내의 필라멘트체의 개수 등을 따라, 전원 공급 포트의 개수는 결정할 수 있다. 도 9에서는, 전원 공급 포트(116, 117)는, 제1 램프 고정대(111, 112)의 도전대(113)와 전기적으로 접속된다. 제1 램프 고정대(111, 112)의 도전대(113)는, 예를 들면, 외부 리드와 전기적으로 접속된다. 이와 같이 구성함으로써, 전원부(115)에 있어서 의 급전 장치로부터, 제1 램프 유닛(103)에 있어서의 1개의 필라멘트 램프(1)의 필라멘트체로의 급전이 가능하게 된다. 또한, 필라멘트 램프(1)의 다른 필라멘트체, 또, 제1 램프 유닛(103)에 있어서의 다른 필라멘트 램프(1)의 각 필라멘트, 제2 램프 유닛(104)의 각 필라멘트 램프(1)의 각 필라멘트에 대해서도, 다른 한 쌍의 전원 공급 포트에서, 각각 동일한 전기적인 접속이 이루어진다.

또, 가열 처리 공간 S2에는, 피처리체(105)가 고정되는 처리대(118)가 설치되어 있다. 예를 들면, 피처리체(105)가 반도체 웨이퍼인 경우, 처리대(118)는, 몰리브덴이나 텅스텐, 탄탈과 같은 고융점 금속재료나 실리콘 카바이드(Sic) 등의 세라믹 재료, 또는 석영, 실리콘(Si)으로 이루어지는 박판의 환상체이고, 그 원형 개구부의 내주부에 반도체 웨이퍼를 지지하는 단차부가 형성되어 있는 가이드 링 구조인 것이 바람직하다. 피처리체(105)인 반도체 웨이퍼는, 상기한 링 형상의 가이드 링의 원형 개구부에 반도체 웨이퍼를 끼워넣도록 배치되어 상기 단차부에서 지지된다. 처리대(118)는, 스스로도 광조사에 의해 고온이 되어 대면(對面)하는 반도체 웨이퍼의 바깥 둘레를 보조적으로 방사 가열하여, 반도체 웨이퍼의 바깥 둘레로부터의 열방사를 보상한다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼의 바깥 둘레로부터의 열방사 등에 기인하는 반도체 웨이퍼 둘레부의 온도 저하가 억제된다.

처리대(118)에 설치되는 피처리체(105)의 광조사면의 뒤면 측에는, 온도 측정부(119)는 피처리체(105)에 접촉 또는 근접하여 설치되어 있다. 온도 측정부(119)는, 피처리체(105)의 온도 분포를 모니터링하기 위한 것이고, 피처리체(105)의 치수에 따라 개수, 배치가 설정된다. 온도 측정부(119)는, 예를 들면, 열전대나 방사 온도계가 사용된다. 온도 측정부(119)에 의해 모니터링된 온도 정보는, 온도계(120)로 송출된다. 온도계(120)는 각 온도 측정부(119)에 의해 송출된 온도 정보에 근거하여, 각 온도 측정부(119)의 측정 지점에 있어서의 온도를 산출함과 더불어, 산출된 온도 정보를 온도 제어부(121)를 통해 주제어부(122)로 송출한다. 주제어부(122)는, 피처리체(105) 상의 각 측정 지점에 있어서의 온도 정보에 근거하여, 피처리체(105) 상의 온도가 소정의 온도에서 균일하게 되도록 지령을 온도 제어부(121)로 송출한다. 온도 제어부(121)는, 이 지령에 근거하여, 전원부(115)로부터 각 필라멘트 램프(1)의 필라멘트체로 공급되는 전력을 제어한다. 예를 들면, 주제어부(122)는, 어느 측정 지점의 온도가 소정 온도에 비교하여 낮다는 온도 정보를 온도 제어부(121)로부터 얻은 경우, 당해 측정 지점에 근접하는 필라멘트체의 발광부로부터 방사되는 광이 증가하도록, 당해 필라멘트체에 대한 급전량을 증가시키도록 온도 제어부(121)에 대해 지령을 송출한다. 온도 제어부(121)는, 주제어부(122)로부터 송출된 지령에 근거하여, 전원부(115)로부터 당해 필라멘트체에 접속된 전원 공급 포트(116, 117)에 공급되는 전력을 증가시킨다.

주제어부(122)는, 제1 및 제2 램프 유닛(103, 104)에 있어서의 필라멘트 램프(1)의 점등 중, 냉각풍 유닛(107)에 지령을 송출함으로써, 발광관, 석영창(101)이 고온 상태가 되지 않도록 한다. 또, 가열 처리의 종류에 따라, 가열 처리 공간 S2에는, 프로세스 가스를 도입·배기하는 프로세스 가스 유닛(123)을 접속해도 좋다. 예를 들면, 열산화 프로세스를 행할 경우는, 가열 처리 공간 S2에 산소 가스, 및, 가열 처리 공간 S2를 퍼지하기 위한 퍼지 가스(예를 들면, 질소 가스)를 도입 ·배기하는 프로세스 가스 유닛을 접속한다. 프로세스 가스 유닛(123)으로부터의 프로세스 가스, 퍼지 가스는 챔버(102)에 설치된 가스 공급 노즐(124)의 분출구(125)로부터 가열 처리 공간 S2로 도입된다. 또, 배기는 배출구(126)로부터 행하게 된다.

이상과 같은 본 발명의 광조사식 가열 처리 장치(100)에 의하면, 이하의 효과를 가질 수 있다. 광조사식 가열 처리 장치(100)의 광원부인 램프 유닛(103, 104)에 탑재되는 필라멘트 램프(1)에는, 발광관 내부에 제1 실시 형태로부터 제3 실시 형태로 나타낸 필라멘트체와 절연 지지체로 이루어지는 발광부가 배치되어 있고, 필라멘트에 급전하는 전력을 개별적으로 조정하는 것이 가능하므로, 상기 광강도 분포의 설정은, 발광관의 축방향에 대해서도 조정 가능하다. 따라서, 피처리체(105) 표면에 있어서의 방사 조도 분포도, 2차원 방향으로 고정밀하게 설정하는 것이 가능하게 된다. 예를 들면, 종래의 광조사식 가열 처리 장치의 광원부에 이용하던 필라멘트 램프의 발광장보다 전체 길이가 짧은 협소한 특정 영역(도 10에 나타내는 영역 1)에 대해서도, 이 특정 영역(영역 1)으로 한정하고, 이 특정 영역(영역 1) 상의 방사 조도를 설정하는 것이 가능하다. 즉, 이 특정 영역(영역 1)과 그 외의 영역(도 10에 나타내는 영역 2)에 있어서, 각각 특성에 대응한 방사 조도 분포를 설정하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 상기 특정 영역(영역 1) 및 그 외의 영역(영역 2)의 온도가 균일하게 되도록 제어하는 것이 가능하게 된다. 이와 같이 하여, 피처리체(105)에 장소적인 온도 분포가 발생하는 것을 억제하여, 피처리체(105) 전체에 걸쳐 균일한 온도 분포를 얻는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 광조사식 가열 처리 장치에 있어서는, 발광관 내에 배치되는 각 필라멘트끼리의 이간 거리를 지극히 작게 할 수 있는 필라멘트 램프(1)를 사용하는 것으로, 발광하지 않는 각 필라멘트 사이의 이간부의 영향을 작게 할 수 있고 피처리체(105) 상에서의 조도 분포의 원하지 않는 불균형을 지극히 작게 하는 것이 가능하다. 또, 광조사식 가열 처리 장치(100)의 높이 방향에 대해 복수의 관 형상의 필라멘트 램프(1)로 이루어지는 램프 유닛(103, 104)을 설치하는 스페이스도 작게 할 수 있기 때문에, 광조사식 가열 처리 장치를 소형화할 수 있다.

게다가, 이 광조사식 가열 처리 장치에 탑재된 필라멘트 램프(1)에 의하면, 제1 실시 형태로부터 제3 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)에 대해 설명한 것처럼, 필라멘트의 각각 내측에 설치된 절연 지지체에 의해, 당해 필라멘트 이외의 다른 필라멘트에 관련되는 각각의 리드가 서로 단락하지 않고 지지되므로, 발광관의 내부에 복수의 필라멘트체가 설치되는 구성이라도, 필라멘트의 외측에 리드가 배치되는 일이 없기 때문에, 각각의 리드 사이의 절연을 확보하는 것이 용이하면서, 필라멘트로부터의 방사광이 리드에 의해 차단되는 일이 없고, 원하는 광방사 조도 분포를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 광조사식 가열 처리 장치에 대해서는, 복수의 필라멘트 램프(1)가 병렬로 배치되어 구성된 램프 유닛(103, 104)을 가열용 광원으로서 이용할 경우에 대해 설명했지만, 반드시 램프 유닛을 구성할 필요는 없고, 단일의 필라멘트 램프(1)에 의해 광원부가 구성된 것도 좋다.

또한, 본 발명의 광조사식 가열 처리 장치에 대해 가열 처리되는 피처리 체(105)는, 반도체 웨이퍼로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 태양 전지 패널용의 다결정 실리콘 기판이나 유리 기판 또는 세라믹스 기판, 액정 표시용의 유리 기판 등에도 적용할 수 있다.

특히, 태양 전지 패널용의 각종 재질의 기판에는 사각형 기판이 다용(多用)되어 있고, 이러한 피처리체의 가열 처리에 이용되는 광조사식 가열 처리 장치의 대부분은, 사각형 기판을 수평 이동시키면서, 관축이 기판 이동 방향과 직교하는 방향으로 늘어나도록 배치된 단일의 필라멘트 램프에 의해, 또는, 각각관축이 기판 이동 방향과 직교하는 방향으로 늘어나도록 별설된 복수개의 필라멘트 램프에 의해, 띠 형상의 광을 조사해 가열 처리를 행하는 구성으로 되어 있다. 이러한 경우에는, 4개 이상의 필라멘트체가 설치된, 본 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)가 이용됨으로써, 기판의 이동 방향으로 평행한 2변부(띠 형상의 양단부)의 온도 저하를 보상하면서, 기판 중앙부(띠 형상의 중앙부)의 방사 조도 분포를 조정할 수 있으므로, 보다 고정밀한 온도 제어를 확실히 행할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 필라멘트 램프(1)의 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연 지지체(9)로 이루어지는 발광부의 구성을 나타내는 일부 사시도이다.

도 3은 도 2에 나타낸 A－A＇선에 의해 필라멘트 램프(1)를 관축방향으로 절단된 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연 지지체(9)로 이루어지는 발광부의 구성을 나타내는 일부 단면도이다.

도 4는 도 3에 나타낸 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연 지지체(9)로 이루어지는 발광부의 구성과 다른 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연 지지체(9)로 이루어지는 발광부의 구성을 나타내는 일부 단면도이다.

도 5는 도 3에 나타낸 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연 지지체(9)로 이루어지는 발광부의 구성과 다른 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연 지지체(9)로 이루어지는 발광부의 구성을 나타내는 일부 정면도 및 일부 단면도이다.

도 6은 도 3에 나타낸 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연 지지체(9)로 이루어지는 발광부의 구성과 다른 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연 지지체(9)로 이루어지는 발광부의 구성을 나타내는 일부 사시도 및 일부 단면도이다.

도 7은 제2 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)의 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연 지지체(10)로 이루어지는 발광부의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 8은 제3 실시 형태의 발명에 관련되는 필라멘트 램프(1)의 필라멘트체(41, 42, 43, 44, 45)와 절연 지지체(12)로 이루어지는 발광부의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 9는 제4 실시 형태의 발명에 관련되는 광조사식 가열 처리 장치를 나타내는 정면 단면도이다.

도 10은 도 9에 나타낸 제1 램프 유닛(103) 및 제2 램프 유닛(104)의 구성을 나타내는 평면도이다.

도 11은 종래 기술에 관련되는 가열 처리 장치(200)의 단면도이다.

도 12는 도 11에 나타낸 가열 처리 장치(200)를 간략화해 상하 양단에 설치되는 가열용 백열 램프(203, 204)와 피처리체(202)를 꺼내 나타낸 사시도이다.

도 13은 종래 기술에 관련되는 열처리 장치(300)의 단면도이다.

도 14는 본건 출원인이 선출원으로 제안한 필라멘트 램프(400)의 사시도이다.

[부호의 설명]

1 필라멘트 램프

2a, 2b 시일링부

3 발광관

41, 42, 43, 44, 45 필라멘트체

411, 421, 431, 441, 451 필라멘트

411a, 411b, 421a, 421b, 431a, 431b, 441a, 441b, 451a, 451b 필라멘트

412, 422, 432, 442, 452 리드

412a, 422a, 432a, 442a, 452a 리드

412b, 422b, 432b, 442b, 452b 리드

4121a, 4221a, 4321a, 4421a, 4521a 연직 리드부

4121b, 4221b, 4321b, 4421b, 4521b 연직 리드부

4122a, 4222a, 4322a, 4422a, 4522a 수평 리드부

4122b, 4222b, 4322b, 4422b, 4522b 수평 리드부

5a, 5b 시일용 절연체

61a, 62a, 63a, 64a, 65a 금속박

61b, 62b, 63b, 64b, 65b 금속박

71a, 72a, 73a, 74a, 75a 외부 리드

71b, 72b, 73b, 74b, 75b 외부 리드

81a, 82a, 83a, 84a, 85a 도전성 부재

81b, 82b, 83b, 84b, 85b 도전성 부재

9 절연 지지체

91, 92, 93, 94, 95 통로

911, 921, 931, 941, 951 수평 통로

911a, 921a, 931a, 941a, 951a 수평 통로

911b, 921b, 931b, 941b, 951b 수평 통로

912a, 922a, 932a, 942a, 952a 연직 통로

912b, 922b, 932b, 942b, 952b 연직 통로

913a, 923a, 933a, 943a, 953a 도출구

913b, 923b, 933b, 943b, 953b 도출구

913c, 923c, 933c, 943c, 953c 도출구

913d, 923d, 933d, 943d, 953d 도출구

961, 962, 963, 964, 965 수평 개구홈

961a, 962a, 963a, 964a, 965a 수평 개구홈

961b, 962b, 963b, 964b, 965b 수평 개구홈

97a, 97b 절연 지지체 서포트 링

10 절연 지지체

101 중심부재

1021a, 1022a, 1023a, 1024a, 1025a 절연관

1021b, 1022b, 1023b, 1024b, 1025b 절연관

103a, 103b 구속 부재

12 절연 지지체

121 중앙부

1221, 1222, 1223, 1224, 1225 구획벽

100 광조사식 가열 처리 장치

101 석영창

102 챔버

103 제1 램프 유닛

104 제2 램프 유닛

105 피처리체

106 반사경

107 냉각풍 유닛

108 냉각풍 공급 노즐

109 분출구

110 냉각풍 배출구

111, 112 제1 고정대

113 도전대

114 유지대

115 전원부

116, 117 전원 공급 포트

118 처리대

119 온도 측정부

120 온도계

121 온도 제어부

122 주제어부

123 프로세스 가스 유닛

124 가스 공급 노즐

125 분출구

126 배출구

S1, S2 램프 유닛 수용 공간

Claims (5)

1. 적어도 일단에 시일링부가 형성된 긴 관형상의 발광관 내부에, 코일 형상의 필라멘트와 이 필라멘트에 전력을 공급하는 리드가 연결되어 이루어지는 복수의 필라멘트체가, 각 필라멘트가 발광관의 관축을 따라 늘어나도록 순차적으로 나란히 설치되고, 각 필라멘트체에 있어서의 각각의 리드가 시일링부에 설치된 복수의 각각의 도전성 부재에 대해 전기적으로 접속되어 각 필라멘트에 대해 각각 독립적으로 급전되는 필라멘트 램프에 있어서,

   상기 코일 형상의 필라멘트 내측에, 상기 각각의 필라멘트체의 리드가 삽입 통과되어 있는 것을 특징으로 하는 필라멘트 램프.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 필라멘트 내측에, 필라멘트의 중심축을 따라 늘어나는 절연 지지체가 배치되고, 당해 절연 지지체에는, 상기 각각의 필라멘트체의 리드를 삽입 통과시키기 위한 복수의 통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 필라멘트 램프.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 시일링부는, 봉 형상의 시일용 절연체를 설치함과 더불어, 복수의 도전성 부재를 상기 시일용 절연체의 외주에 간격을 두고 배열하고, 상기 발광관과 상기 시일용 절연체가 도전성 부재를 통하여 기밀하게 시일링되어 형성되는 것을 특 징으로 하는 필라멘트 램프.
4. 청구항 1에 기재된 필라멘트 램프가 배치되어 이루어지는 광원부를 구비하고, 이 광원부로부터 방사되는 광을 피처리체에 조사하여 피처리체를 가열하는 것을 특징으로 하는 광조사식 가열 처리 장치.
5. 청구항 1에 기재된 필라멘트 램프가 복수 병렬로 배치되어 이루어지는 램프 유닛을 구비하고, 이 램프 유닛으로부터 방사되는 광을 피처리체에 조사하여 피처리체를 가열하는 것을 특징으로 하는 광조사식 가열 처리 장치.

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