用于辐照衬底的设备制造技术

已知的用于辐照衬底的设备具有用于待辐照的衬底的带有圆形辐照面的容纳部和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的第一光辐射器。辐射器管的照明长度包括一个中部区段和两个端部区段，其中中部区段的长度总计为照明长度的至少50%。容纳部和光辐射器能够相对于彼此移动。为了由此为出发点说明一种用于对衬底进行热处理的设备，该设备能够实现对衬底的均匀或旋转对称的加热并且该设备此外需要低的设计和控制技术费用，根据本方法提出：假如辐射器管的照明长度在小于2π的弧角之上延伸，则辐射器管在中部区段中具有连续减小的弯曲。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于辐照衬底的设备
本专利技术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，本专利技术涉及根据本专利技术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。
技术介绍
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 Al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。
技术实现思路
因此，本专利技术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，本专利技术所基于的任务是说明根据本专利技术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专利技术 通过如下方式来解决：假如辐射器管的照明长度在小于2 π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。 为了解释本专利技术，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，在根据本专利技术的设备中，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。 在本专利技术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。根据本专利技术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， 根据本专利技术的红外辐射器的照明长度越过小于2 π弧度（360° )的弧角，由此能够实现根 据本专利技术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。 在根据本专利技术的设备的一种有利的扩展方案中规定，圆形辐照面具 有中心，该中心确定平面极坐标系的极点，该平面极坐标系包括用于描述角度 f的同心圆形式的坐标线和用于描述极坐标系中的坐标的半径r的射线轴，并且辐射器管 在中部区段中的弯曲通过坐标来描述，所述坐标满足如下数学函数： r=k*f并且f〈 2 弧度， 其中k是恒定因子。 平面极坐标系通过固定的点、即极点和固定地选择的轴、即极轴来确定。极点也被 称作坐标原点。极坐标系通过绕着极点走向的同心圆形式的坐标线并且通过从极点径向地 向外走向的射线来描述。 在根据本专利技术的设备中，平面极坐标系的极点通过圆形的辐照面的中心M来确 定。此外，确定极轴，该极轴具有其在极点中的原点并且在该极轴上绘制有辐照面的半径r。 图8示意性地示出了这样的极坐标系。在由极坐标系所张开的平面中的坐标P通过极坐标 P (f，r)、即通过角度f和半径r来描述。 为了解释而假定：极坐标系具有圆形的绕着极点M走向的间距为Ar的坐标线和 η条射线状的坐标线，这些坐标线将平面分成η个部分角Λ f，其中Λ φ =2 π/n。通过坐 标线，极坐标系的平面被划分成部分面（?\、Τ2、Τ3、...），这些部分面的面积依赖于其与极点 的径向距离。 这样形成的部分面具有两个线形的边线和至少一个弯曲的边线。所有部分面共同 的是，第一，这两个线形的边具有长度△ r，并且第二，两个通过这两个线形的边线走向的直 线在中心相受的角度在所有部分面中为Δ ,。 在具有伸长的径向走向的红外辐射器的辐照设备中，沿辐射器管每单位辐射器长 度和单位时间释放恒定的能量，其中红外辐射器沿其辐射器管具有恒定的辐照功率。由于 所辐照的面的大小在径向方向上增大，所以随与中心的径向距离增大，减小的辐照强度射 到衬底表面上。 为了确保均匀的辐照强度，根据本专利技术规定，根据到极点的间距提高由光辐射器 引入相应部分面中的能量。能量输入的提高通过有效地作用于部分面的辐射器长度区段的 延长来进行。这通过辐射器管的向外减小的弯曲来实现。 如在图9中所示，辐射器管的能够实现最大可实现的有效辐射器长度区段的弯曲 近似地借助由有限多的直线段组合成的折线（Polygonzug)来描述。因此，在折线的直线段 例如连接点P 1 U1M f，a2*ArWPP2 ((&1+1) * Λ f，（a2+l) *Ar)(其中 &1和?属 于自然数的集合）时，获得最大的有效辐射器长度区段。划分的数目η越多，折线就越精确 地接近算术螺旋的弧长。 因此，在中部区段中辐射器管的这种导致大的有效辐射器长度区段的最佳弯曲也 可以通过满足如下数学函数的坐标来描述， r=k* φ并且φ〈 2 π弧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于辐照衬底的设备，具有：带有圆形辐照面的用于待辐照的衬底的容纳部；第一光辐射器，具有至少一个布置在平行于所述辐照面走向的照明平面中的辐射器管，所述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，其中所述中部区段的长度总计为所述照明长度的至少50%，并且其中所述容纳部和所述光辐射器能够相对于彼此移动，其特征在于，假如所述辐射器管的照明长度在小于2π弧度的弧角之上延伸，所述辐射器管在所述中部区段中具有连续减小的弯曲。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.26 DE 102012005916.71. 一种用于辐照衬底的设备，具有：带有圆形辐照面的用于待辐照的衬底的容纳部； 第一光辐射器，具有至少一个布置在平行于所述辐照面走向的照明平面中的辐射器管，所 述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，其中所述中部区段的长度 总计为所述照明长度的至少50%，并且其中所述容纳部和所述光辐射器能够相对于彼此移 动，其特征在于，假如所述辐射器管的照明长度在小于2 弧度的弧角之上延伸，所述辐射 器管在所述中部区段中具有连续减小的弯曲。2. 根据权利要求1所述的设备， 其特征在于， 所述辐射器管在所述中部区段中具有算术螺旋的弯曲。3. 根据权利要求1或2之一所述的设备， 其特征在于， 所述圆形辐照面具有中心，该中心确定平面极坐标系的极点，该极坐标系包括同心圆 形式的用于描述角度f的坐标线和用于描述所述极坐标系中的坐标的半径r的射线轴，并 且所述辐射器管在所述中部区段中的弯曲通过坐标来描述，所述坐标满足如下数学函数： r=k*f并且f〈2 31弧度， 其中k是恒定因子。4. 根据权利要求1或2之一所述的设备， 其特征在于， 所述圆形辐照面具有中心，该中心确定平面极坐标系的极点，该极坐标系包括同心圆 形式的用于描述角度f的坐标线和用于描述所述极坐标系中的坐标的半径r的射线轴，并 且所述辐射器管在所述中部区段中具有第一部分长度，在所述第一部分长度中所述辐射器 管的弯曲通过坐标来描述，所述坐标满足如下数学函数： r=k#f并且f〈2 31弧度， 并且包括第二部分长度，在所述第二部分长度中所述辐射器管的弯曲通过坐标来描 述，所述坐标满足如下数学函数： r=k2*f并且f〈2 31弧度， 其中假如h尹k2, 和k2是恒定因子。5. 根据上述权利要求3或4之一所述的设备， 其特征在于， 所述辐射器管的弯曲通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：S利诺夫，L冯里韦尔，
申请(专利权)人：贺利氏特种光源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE