用于辐照衬底的设备的制作方法

用于辐照衬底的设备的制作方法
【专利摘要】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。
【专利说明】用于辐照衬底的设备

【技术领域】
[0001] 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。
[0002] 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。
[0003] 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】
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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】

[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 优选地，辐射器管在中部区段中具有算术螺旋的弯曲。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 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2 π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。
[0017] 在根据本发明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。
[0018] 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。
[0019] 在根据本发明的设备中，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。
[0020] 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。
[0021] 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 ,。
[0022] 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。
[0023] 为了确保均匀的辐照强度，根据本发明规定，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。
[0024] 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。
[0025] 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弧度， 其中k是恒定因子。
[0026] 在根据本发明的设备的一种替代的并且同样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同心圆形式的用于描述 角度f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 段中具有第一部分长度，在该第一部分长度中辐射器管的弯曲通过坐标来描述，所述坐标 满足数学函数： r=k3f并且f〈2 31弧度， 并且包括第二部分长度，在该第二部分长度中辐射器管的弯曲通过如下坐标来描述， 所述坐标满足数学函数： r=k2* f 和φ〈2 π 弧度， 其中假如h尹k2, Ii1和k2是恒定因子。
[0027] 关于极坐标系，参考对权利要求2和图8和图9的解释。
[0028] 通过梯度k的变化决定性地影响待辐照的表面上的强度分布。
[0029] 具有辐射器管的光辐射器能够实现辐照强度在径向方向上的灵活调节，其中该辐 射器管具有第一部分长度和第二部分长度，第一部分长度和第二部分长度具有螺旋的不同 的分别在径向上向外减小的弯曲。这尤其适用于具有长辐射器管的光辐射器。由于辐射器 管的这两个部分长度在其弯曲上不同，所以能量输入可以与相应的待辐照的部分面适配。 这样的适配例如在辐照强度应与衬底形状适配并且应调节径向辐照强度梯度时是必需的。 辐照强度的改变在此可以逐级地或连续地进行。
[0030] 在根据本发明的设备的另一同样优选的实施方式中规定，辐射器管的弯曲通过穿 过辐射器管的横截面的中心走向的曲线来描述，其中该曲线在任何位置处与通过数学函数 所描述的弯曲的偏差都不大于1mm、优选地不大于〇. 3mm。
[0031] 在适于均匀辐照衬底的辐照设备中具有弯曲的辐射器管的光辐射器的使用以准 确地且可再现地制造弯曲的辐射器管为前提。辐射器管的弯曲可以通过穿过横截面的中心 走向的曲线来描述。该曲线在任何位置处与辐射器管的遵从上述的理想的数学函数的弯曲 的偏差都不大于1_、优选地大于0. 3_。在高要求下，与该理想形状的大于Imm的偏差可 能已经妨碍均匀的辐照分布并且因此可能已经妨碍对衬底的均匀辐照。辐射器管可以用机 器或手工地制造。在手工制造时，辐射器管例如与由石墨构成的卡钳适配，其中实现辐射器 管形状的高精度。
[0032] 已表明的是，辐射器管的照明长度在小于π弧度的弧角之上延伸。
[0033] 为了确保在辐照面上的均匀的辐照强度，所使用的辐射器的弯曲应以高精度制 造。具有在小于η弧度的弧角之上延伸的辐射器管的辐射器可以简单且低成本地以高精 度制造。
[0034] 在根据本发明的设备的一种优选的修改方案中，该设备仅包含唯一的弯曲的光辐 射器。
[0035] 具有仅仅唯一的弯曲的光辐射器的辐照设备可以特别低成本地制造并且此外可 以简单地控制。此外，唯一的辐射器具有仅仅小的空间需求。该辐射器也可以安装在辐照 设备的难以接近的、受约束的部位处并且尤其可以使用在如下辐照设备中，在这些辐照设 备中空间限制例如使平面辐射器的安装变得困难。这样的空间限制例如可以是不仅可以设 置在该设备的中心区域中而且可以设置在该设备的边缘区域中的供气件、支架、轴或马达。
[0036] 在仅使用唯一的辐射器的情况下，由于在辐射器与辐照面之间的相对移动而在每 个辐照周期之间发生冷却。冷却阶段可以通过提高的旋转速度来减小。但是该辐射器受到 限制。
[0037] 因此，根据本发明的设备在其他同样优选的修改方案中具有至少一个另外的光辐 射器，该光辐射器具有在平行于辐照面走向的照明平面中弯曲的辐射器管，该辐射器管包 括照明长度，该照明长度具有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%、优选地至少90%。
[0038] 具有至少两个弯曲的光辐射器的照明设备能够实现短暂的冷却阶段并且同时能 够实现在高辐照强度下对衬底的特别均匀的辐照。所述辐射器可以具有相同或不同的结构 形式。此外，所述辐射器例如可以在灯丝的长度、灯丝材料或所施加的电压方面不同。辐射 器的功率和辐射器管的弯曲优选地与待辐照的衬底适配。
[0039] 已证明为有利的是，第一光辐射器辐照在径向方向上来看内部的辐照面并且至少 一个另外的光辐射器辐照在径向方向上来看外部的辐照面，其中内部的和外部的辐照面至 少部分地重叠。根据本发明，该设备具有至少两个光辐射器，所述光辐射器分别辐照衬底的 至少一个部分面。在最简单的情况下，辐照设备包括第一光辐射器，用于辐照第一内部辐照 面，和第二光辐射器，用于辐照衬底的第二外部辐照面。因为射到衬底上的辐照功率由于几 何效应而尤其在光辐射器的边缘区域中下降，所以该边缘效应可能妨碍衬底的均匀辐照。 因此，为了使辐射器边缘区域对辐照功率的影响最小化，辐射器被布置为使得其辐照面至 少部分地(在径向方向上来看）重叠。
[0040] 已证明为有利的是，辐射面具有中心并且径向上向外走向的射线轴从中心出发， 射线轴与第一辐射器和至少一个另外的辐射器相交。
[0041] 由于在辐射器与辐照面之间的相对移动，在每个辐照周期之间出现无辐照的时间 间隔。为了确保从中心出发在径向方向上均匀辐照衬底，第一辐射器和至少一个另外的辐 射器被布置，使得从中心出发的径向上向外走向的射线轴不仅与第一辐射器而且与另外的 辐射器相交。由此，形成两个相邻的在径向方向上延伸的辐照区。
[0042] 已表明：光辐射器总体上以螺旋的形式被布置。
[0043] 光辐射器的螺旋状的布置能够实现待辐照的面的均匀辐照。与具有确定的辐照功 率的唯一的螺旋状的辐射器不同，多个辐射器可以彼此分开地调节，由此总体上实现更高 的辐照功率。这种布置尤其适于大衬底并且达到高辐照强度。
[0044] 在一种有利的扩展方案中规定，在弯曲的辐射器管中布置多个可彼此独立地调整 的加热螺旋线。
[0045] 通过在辐射器管之内的多个可彼此独立地调整的加热螺旋线，每个加热螺旋线并 且因此辐射器长度区段的辐照强度可以例如通过工作电压来影响。这尤其在辐照衬底时是 有利的，所述衬底在三个空间方向上延伸，使得射到辐照面上的辐照强度可以与衬底形状 适配。
[0046] 已证明为有利的是，端部区段也具有算术螺旋的弯曲。
[0047] 在许多辐照设备中，经常恰好在辐照设备的中心区域中或在辐照设备的边缘区域 中只有有限的空间可供辐射器的布置使用，使得辐射器的端部区段必须与可供使用的空间 适配。然而，如果足够的空间可供使用，则已证明为有利的是，端部区段也具有算术螺旋的 弯曲。这样的端部区段尤其适于对衬底的均匀辐照。端部区段的弯曲与中部区段的弯曲相 同或与其不同。
[0048] 已表明：第一光辐射器的中部区段的长度总计为照明长度的至少90%。
[0049] 具有该长度的中部区段的光辐射器在大的角度范围上延伸并且因此特别适于对 衬底的均匀辐照。
[0050] 根据本发明的具有红外辐射器形式的光辐射器的设备尤其适于对半导体晶圆片 的加工。在加工半导体晶圆片时，经常取决于对半导体晶圆片的特别均匀的加热。
[0051 ] 此外，根据本发明的具有气体放电辐射器形式的光辐射器的设备有利地可被用于 硬化光学存储介质或半导体晶圆片上的涂层，其中气体放电辐射器要么优选地发出UV辐 射和短波可见辐射，以便加速或首先激发硬化的化学反应，要么发出可见或甚至近红外辐 射，以便执行这样的过程，这些过程优选地在该波长范围中被激发或控制。优选地，可以使 用氦气、氪气和氣气作为填充气体。

【专利附图】

【附图说明】
[0052] 随后借助实施例和附图更详细地描述本发明。以示意图： 图1示出根据本发明的用于利用弯曲的红外辐射器对衬底进行热处理的设备的第一 实施方式， 图2示出根据本发明的用于对衬底进行热处理的设备的第一实施方式的俯视图，其中 该设备具有弯曲的红外辐射器， 图3示出根据本发明的辐照设备的第二实施方式的俯视图，该辐照设备具有弯曲的红 外辐射器，该红外辐射器在端部区段中具有不同于理想的螺旋形的弯曲， 图4示出根据本发明的辐照设备的第三实施方式的俯视图，该辐照设备具有三个弯曲 的红外辐射器， 图5示出根据本发明的辐照设备的第四实施方式的俯视图，该辐照设备具有四个弯曲 的红外辐射器，所述红外辐射器在端部区段中具有不同于理想的螺旋形的弯曲， 图6示出具有辐射器管的弯曲的红外辐射器，辐射器管的中部区段具有算术螺旋的弯 曲， 图7示出根据本发明的辐照设备的第五实施方式的俯视图，其中红外辐射器具有带有 第一部分长度和第二部分长度的辐射器管，第一部分长度具有第一算术螺旋的弯曲，第二 部分长度具有第二算术螺旋的弯曲， 图8示出用于解释本发明的极坐标系，以及 图9示出用于解释本发明的极坐标系的一部分。

【具体实施方式】
[0053] 图1示意性地示出根据本发明的用于加工半导体晶圆片的辐照设备的横截面，该 设备总体上被分配参考数字10。设备10由包围处理室12的壳体11、红外辐射器13和用于 衬底15的容纳部14构成。容纳部14被可旋转地布置在处理室之内。该容纳部用于容纳 待辐照的衬底15。通过可旋转的容纳部14,容纳部14和红外辐射器13可以相对于彼此移 动，使得红外辐射器13辐照具有半径r的圆形的辐照面。红外辐射器13被布置在平行于 辐照面走向的照明平面中。红外辐射器13的辐射器管弯曲并且具有算术螺旋的弯曲。如 果辐射器管的弯曲通过穿过辐射器管的横截面的中心走向的曲线来描述，则该曲线在任何 位置处与通过数学函数描述的弯曲的偏差都不大于0. 3_。
[0054] 在图2中示意性地示出了根据本发明的用于辐照衬底10的设备的俯视图。该设 备10包括具有中心22的圆形的辐照面21。在平行于辐照面走向的照明平面中布置有红外 辐射器13。红外辐射器13的辐射器管由石英玻璃制成并且总照明长度具有算术螺旋的弯 曲。从辐照面21的中心22出发，弯曲的走向近似地借助折线23以及红外辐射器13的实 际走向来表示。
[0055] 辐照面的半径为150mm。红外辐射器的特色在于在230V的额定电压下2000W的标 称功率和344_的照明长度。辐射器管的外部尺寸为14x14mm。辐射器管的弯曲可以通过 数学公式1=12〇111111/11*零=38.2111111*零来描述。辐射器管的照明长度包括10/8 11弧度=3.93 弧度的弧长。
[0056] 在图3中示意性地示出的根据本发明的用于硬化光学存储介质或半导体晶圆片 上的涂层的辐照设备3的俯视图具有辐照面31，其中在边缘区域32a中以及在中心区域 32b中由于由支架、轴和马达造成的空间限制而没有空间可供UV辐射器使用。在图3中以 阴影线示出这些区域。UV辐射器33的弯曲简化地作为折线示出。为了确保对边缘区域32a 和中心区域32b的充分且均匀的辐照，UV辐射器33在辐射器管的照明长度的端部区段34、 35中的形状不同于算术螺旋的形状。在照明长度的中部区段中保留了算术螺旋的形状。辐 射器管的照明长度包括10/8 π弧度=3. 93弧度的弧长。
[0057] 辐射器管的照明长度为330mm长。照明长度的中部区段具有253mm的长度，端部 区段35具有53mm的长度以及中心端部区段34具有23. 6mm的长度。辐照面的半径为135 mm。红外辐射器33的特色在于在230V的额定电压下2000W的标称功率。辐射器管的外部 尺寸为lOxlOmm。
[0058] 图4示意性地示出根据本发明的用于对衬底40进行热处理的设备的俯视图，该设 备具有三个弯曲的红外辐射管41、42、43。红外辐射器41、42、43以螺旋的形式布置。不仅 红外辐射器41和43而且红外辐射器42和43在其端部区段中重叠。
[0059] 红外辐射器42、42、43分别辐照圆形的或环形的辐照面。示例性地绘出了从辐照 面的中心向外走向的射线轴44,该射线轴不仅与辐射器43相交而且与辐射器41相交。在 一种替代的实施方式中规定，内部辐射器43辐照内部的辐照面而外部的辐射器43辐照外 部的辐照面，其中内部的辐照面和外部的辐照面在径向方向上来看重叠。
[0060] 辐照面的半径为150mm。红外辐射器41和42的特色在于在230V的额定电压下 1910W的标称功率和382 mm的照明长度。辐射器管的外部尺寸为IOxlOmm。红外辐射器43 具有476mm的照明长度。该红外辐射器在230V的额定电压下具有2380W的标称功率。红 外辐射器41、42、43的辐射器管的弯曲可以通过数学公式r =19. Imm* φ来描述。
[0061] 在图5中示出了根据本发明的具有四个红外辐射器53、54、55、56的辐照设备50。 该设备50包括圆形的辐照面51，其中在边缘区域52a中以及在中心区域52b中由于由支 架、轴和马达造成的空间限制而没有空间可供红外辐射器使用。在图5中以阴影线示出了 这些区域。为了尽管如此仍然确保对这些区域52a、52b的充分且均匀的辐照，红外辐射器 53、54、55、56在其辐射器管的照明长度的各一个端部区段57、58、59、60中的形状与算术螺 旋的形状不同。在每个辐射器的照明长度的中部区段和对应的端部区段中分别保留了算术 螺旋的形状。
[0062] 辐照面的半径为135 mm。红外辐射器53和56的特色在于在230V的额定电压下 1875W的标称功率和375mm (--?)的照明长度。辐射器管的外部尺寸为IOxlOmm。红外辐 射器54、55具有246mm的照明长度并且在230V的额定电压下具有1230W的标称功率。红 外辐射器53、54、55、56的辐射器管的弯曲在中部区段中可以通过数学公式r=19. lmm* f来 描述，其中红外辐射器53、56的照明长度具有π弧度的弧长并且红外辐射器54、55的照明 长度具有3/2 π弧度的弧长。
[0063] 图6示意性地示出根据本发明的红外辐射器的空间图示和侧视图，该红外辐射器 总体上被分配参考数字1。红外辐射器1具有由石英玻璃构成的弯曲的辐射器管2、由钨构 成的螺旋线形式的加热元件(未示出）和两个为辐射器管2的"挤压部"形式的气密的密封 件3a、3b，馈电件5a、5b穿过所述密封件被引导到辐射器管2中。
[0064] 馈电件由外部的馈电线和内部的馈电线以及钥箔构成。内部的馈电线伸入辐射器 管中并且被用于加热元件的电接触。
[0065] 辐射器管2具有照明长度7,该照明长度由一个中部区段8和两个端部区段9a、9b 构成。中部区段8相对于整个照明长度7的长度为90%。在中部区段8中，辐射器管具有算 术螺旋的弯曲。辐射器管2的照明长度7包括1/1 π弧度的弧长。金涂层形式的反射器5 被施加到辐射器管2的表面上，使得由灯丝产生的辐射从辐射器管2的区域6出射。
[0066] 红外辐射器1的特色在于在230V的额定电压下IOOOW的标称功率、400 mm的照明 长度7。辐射器管2的外部尺寸为10x10mm。
[0067] 图7示出根据本发明的辐照设备70的第五实施方式的俯视图，该辐照设备具有唯 一的红外辐射器71。红外辐射器71的弯曲简化地作为折线示出。红外辐射器71的辐射器 管具有带有高螺旋梯度（Spiralensteigung)的第一部分长度72和带有减小的螺旋梯度的 第二部分长度73。
[0068] 通过不同螺旋梯度的两个部分长度可逐级地调节射到辐照面上的辐照功率。在图 7中示意性地示出了根据半径r的辐照设备70的功率P (r)。从该图示中可获悉，随着螺 旋梯度减小，可以获得更高的辐照功率。
[0069] 辐照面的半径为150 mm。红外辐射器71的特色在于在400 V的额定电压下2805W 的标称功率和467.5 _的照明长度。辐射器管的外部尺寸为IOxlOmm。辐射器管的第一部 分长度的弯曲可以通过数学公式r=38. 2mm* f来描述，辐射器管的第二部分长度的弯曲遵 循数据关系r=19. 1mm*-。辐射器管的照明长度包括13/8 π弧度的弧长。
【权利要求】
1. 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穿过所述辐射器管的横截面的中心走向的曲线来描述，其 中该曲线在任何位置处与通过数学函数所描述的弯曲的偏差都不大于1_、优选地不大于 0. 3mm〇
6. 根据上述权利要求之一所述的设备， 其特征在于， 所述辐射器管的照明长度在小于n弧度的弧角之上延伸。
7. 根据上述权利要求之一所述的设备， 其特征在于， 该设备仅仅包含唯一的弯曲的光辐射器。
8. 根据上述权利要求1至6之一所述的设备， 其特征在于， 该设备具有至少一个另外的光辐射器，所述至少一个另外的光辐射器具有在平行于辐 照面走向的照明平面中弯曲的辐射器管，所述辐射器管包括照明长度，所述照明长度具有 一个中部区段和两个端部区段，其中所述中部区段的长度总计为所述照明长度的至少50%、 优选地至少90%。
9. 根据权利要求8所述的设备， 其特征在于， 所述第一光辐射器辐照在径向方向上来看内部的辐照面并且所述至少一个另外的光 辐射器辐照在径向方向上来看外部的辐照面，其中内部的和外部的辐照面至少部分地重 叠。
10. 根据上述权利要求8或9之一所述的设备， 其特征在于， 所述辐射面具有中心并且径向上向外走向的射线轴从中心出发，所述射线轴与第一辐 射器和至少一个另外的辐射器相交。
11. 根据权利要求8至10之一所述的设备， 其特征在于， 所述光辐射器总体上以螺旋的形式来布置。
12. 根据上述权利要求之一所述的设备， 其特征在于， 所述端部区段也具有算术螺旋的弯曲。
13. 根据上述权利要求之一所述的设备， 其特征在于， 所述第一光辐射器的中部区段的长度总计为所述照明长度的至少90%。
14. 根据上述权利要求1至13之一所述的用于辐照衬底的设备的应用，该设备具有红 外辐射器形式的光辐射器，该设备用于加工半导体晶圆片。
15. 根据上述权利要求1至13之一所述的用于辐照衬底的设备的应用，该设备具有气 体放电辐射器形式的光辐射器，该设备用于硬化光学存储介质或半导体晶圆片上的涂层。
【文档编号】H01L21/67GK104350589SQ201380016519
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年1月18日 优先权日:2012年3月26日
【发明者】S.利诺夫, L.冯里韦尔 申请人:贺利氏特种光源有限责任公司