[发明专利]用于辐照衬底的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于辐照衬底的设备，该设备具有：带有圆形辐照面的用于待辐照的衬底的容纳部；光辐射器，带有至少一个布置在平行于辐照面走向的照明平面中的辐射器管，该辐射器管具有带有一个中部区段和两个端部区段的照明长度，其中中部区段的长度总计为照明长度的至少50%，并且其中容纳部和光辐射器可相对于彼此移动。

此外，本发明涉及根据本发明的用于辐照衬底的设备的应用。

这种设备例如被用于干燥颜料和清漆、用于硬化涂层、用于加热食物产品或用于加工半导体晶圆片。

背景技术

已知的用于辐照衬底的设备包括用于容纳待辐照的衬底的处理室和至少一个光辐射器，所述辐射器经常以红外辐射器的形式来构造。对于处理结果而言，通常重要的是对衬底表面的均匀辐照和在衬底之内的均匀温度分布。

开头所提到的类型的辐照设备从DE 100 51 125 A1中已知，该文献公开了用于半导体晶片的快速加热设备。快速加热设备具有可旋转地支承的用于衬底的容纳部，该容纳部具有圆形的辐照面，以及具有多个红外辐射器，所述红外辐射器具有由石英玻璃构成的、线形的、圆柱形伸展的辐射器管和由钨构成的灯丝，灯丝的端部配备有电连接元件，用于通过馈电线供电。为了保证对衬底的全面均匀的辐照，红外辐射器被布置在两个辐照平面中，即在辐照面之上或之下。在辐照平面中，红外辐射器被平行地并排地保持并且总体上形成平面辐射器。

由红外辐射器的平面的接连排列决定，在辐照设备中相对于待辐照的面设置有多个红外辐射器。此外，辐照设备具有每单位面积非常高的辐射功率。为了实现加热功率的均匀分布，红外辐射器的加热功率因此必须彼此协调。这尤其适用于辐照面的边缘区域。具有红外辐射器的平面的接连排列的辐照设备因此总体上在控制技术上是复杂的。

此外，具有线形的伸展的辐射器管的红外辐射器的这种平面的接连排列也具有设计缺点。尤其在可供用于红外辐射器的定位的空间有限、受约束或难以接近时情况如此。

发明内容

因此，本发明所基于的任务是说明一种用于辐照衬底的设备，该设备能够实现衬底的均匀或旋转对称的辐照，并且此外该设备需要低的设计和控制技术费用。

此外，本发明所基于的任务是说明根据本发明的设备的合适的应用。

在设备方面，该任务从开头所提到的类型的用于辐照衬底的设备出发根据本发明通过如下方式来解决：假如辐射器管的照明长度在小于2π的弧角之上延伸，辐射器管在中部区段中具有连续减小的弯曲。

优选地，辐射器管在中部区段中具有算术螺旋的弯曲。

辐照设备具有相对于彼此可移动地布置的用于待辐照的衬底的容纳部和光辐射器。例如，容纳部和/或光辐射器可围绕旋转轴旋转，使得辐射器辐照具有半径r的圆形辐照面。

为了解释本发明，首先考虑具有仅仅唯一的在辐照面的径向方向上延伸的光辐射器的设备，该光辐射器具有恒定的辐射功率。通过容纳部和辐射器可相对于彼此移动，实现对衬底的位于共同的圆形轨迹上的点的均匀辐照。当然由于辐射器随着与圆形面的中心的径向距离增大以相同的时间间隔越过越来越长的圆形轨迹，所以衬底表面暴露于随圆形轨迹的半径增大而减小的辐照强度。

在现有技术中，这些径向上不同的辐照强度通过如下方式来避免：多个光辐射器平行地并排地布置，使得获得围绕整个辐照面的平面辐射器。该解决方案需要多个辐射器并且不仅在设计上而且在控制技术上是复杂的。

与此不同，在根据本发明的设备中，随着与辐照面的中心的径向距离增大而更高的辐照强度通过如下方式实现：辐射器包括弯曲的辐射器管，所述辐射器管至少在中部区段中具有连续减小的弯曲、优选地算术螺旋的弯曲。辐射器管的该弯曲能够随着径向距离的增大实现有效辐射器长度区段相对于待辐照的部分面的增大，使得可以实现在整个辐照面上对衬底的均匀辐照。

在本发明意义上的光辐射器例如是红外辐射器或发出可见或紫外（UV）辐射的辐射器。根据本发明的光辐射器具有照明长度，该照明长度具有一个中部区段和两个端部区段。端部区段例如可以是弯曲的中部区段的延长或与设备的结构形式或待辐照的衬底适配。在任何情况下，一个光辐射器的整个照明长度至少与辐照面的半径一样大。另一方面，根据本发明的红外辐射器的照明长度越过小于2π弧度（360°）的弧角，由此能够实现根据本发明的设备的特别紧凑的结构形式。该设备可以包括一个或多个辐射器。