[发明专利]用于使用单端红外发射体将红外辐射注入到真空处理室中的辐照装置

说明书

本发明涉及一种用于将红外辐射注入到真空处理室中的辐照装置，其具有单端红外发射体(1)，所述单端红外发射体(1)包括呈圆玻璃管形式的发射体壳体管(2)，所述单端红外发射体(1)的一个封闭端突出到所述真空处理室中，且所述单端红外发射体(1)具有真空馈通体(3)以用于固持所述发射体壳体管并以气密方式引导所述发射体壳体管穿过所述真空处理室中的开口，其中所述发射体壳体管中布置有呈加热细丝(6)的形式的加热导体及呈电流回路的形式的回路导体(7)，其中所述加热导体在所述发射体壳体管的环绕所述真空馈通体的部分中具有从所述发射体壳体管引出的连接元件(12)。为尤其确保甚至在高加热输出的情况下且在无额外组件或冷却情况下的长IR发射体的安全操作，根据本发明提出将所述加热导体的所述连接元件(12)引导穿过一个管(11)且所述回路导体在所述发射体壳体管(2)的环绕所述真空馈通体(3)的所述部分中具有用于补偿热膨胀的装置(例如弹簧元件(14)或滑动轴承(15))。

技术领域

本发明涉及一种用于使用红外发射体将红外辐射引入到真空处理室中的辐照装置，所述红外发射体在一端上被封盖、包括由玻璃制成的呈圆管形式的发射体壳体管，所述红外发射体的封闭端突出到所述真空处理室中，且所述红外发射体具有真空馈通体以用于固持所述发射体壳体管并以气密方式引导所述发射体壳体管穿过所述真空处理室的开口，其中所述发射体壳体管中布置有被构造为加热细丝的加热导体及被构造为电流回路的回路导体，其中所述加热导体在所述发射体壳体管的被所述真空馈通体环绕的区段中具有从所述发射体壳体管引出的连接元件。

背景技术

已知具有加热导体(下文也称为加热细丝)的灯及红外发射体(简称为“IR发射体”)，所述加热导体由具有高熔点的导电材料制成。此类加热细丝具有笔直导线或薄片金属区段的形状或者蜿蜒形状、带形状、线圈形状或环圈形状。在加热细丝的各端之间施加电压，使得可有电流流动且此会产生热量。因此，红外发射体具有两个电连接元件，其中的一者连接到加热细丝且另一者连接到电流回路。所述连接元件经由密封件(也被称为电流馈通体)从发射体壳体管中引出。

红外发射体在真空中或在具有反应性气氛的真空工艺(其中将在短时间量中对待处理衬底施加显著量的热量)中的操作在使用中对组件及材料表现出了特殊挑战。

对于其中发射体管会暴露于加热细丝的高热输出且可用于高温或具化学侵蚀性的环境中的具有高输出的红外发射体，发射体管通常由含硅量高的玻璃(例如石英玻璃)组成，所述玻璃的显著之处在于极低的热膨胀系数及极高的耐温性。此会引起寻求适合的导电材料来用于加热细丝及其连接件的问题，其中这些材料同时具有大于2000℃的熔点且在从室温到高达石英玻璃的处理温度的温度范围中具有类似的热膨胀系数。气密性电流馈通体具有所谓的“压接件”，其中在石英玻璃发射体管的被压接在一起的端中，使薄钼膜熔化来作为内连接元件与外连接元件之间的导电电触点及中间元件，其通常呈引脚的形式。此外，在石英玻璃管中，会在轴向方向上输送可观的辐射功率—正如在光学滤波器中一样—使得加热导体及电流回路的热膨胀与发射体壳体管的热膨胀相比在结构上可能不能被忽略。在此类发射体中，热量甚至会在管端的区域中积累且此尤其会影响密封件。此处，决定性因素是每发射体长度的功率，使得尤其对于长且高性能发射体，必须将此问题考虑在内。

如果红外发射体被安装在真空处理室的室壁中，那么也将以下考虑在内：在残留物气氛中在从粗略真空转变到精细真空期间且在80伏的电压以上会随着对应加热而在电源线本身中或在电源线与室壁之间产生火花放电。

上述问题的确可通过发射体的相应低的操作功率来抵消，然而，此在处理室中的相应处理工艺所需的加热输出的意义上将是起到反作用的。