(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射すべき基板用の円形の被照射面を備えた収容部と、前記被照射面に対して平行に延在する照射平面内に配置される１つの放射チューブを備えたただ１つの第１光学式放射器と、を有する基板照射装置であって、
前記放射チューブは、１つの中央部分と２つの端部部分とを備えた照射ラインを有しており、
前記中央部分の長さは、前記照射ラインの長さの少なくとも５０％を成しており、
前記収容部および前記第１光学式放射器は、互いに相対的に運動可能である基板照射装置において、
前記収容部および／または前記第１光学式放射器は、回転可能であり、
前記放射チューブの前記照射ラインが２πradよりも小さな弧度にわたって延在しているという条件の下で、前記放射チューブは、前記中央部分において連続的に減少する曲率を有している、
基板照射装置。
【請求項２】
前記放射チューブは、前記中央部分においてアルキメデス螺旋の曲率を有する、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記円形の被照射面は、２次元の極座標系の極を定める中心点を有しており、
前記極座標系には、当該極座標系において前記角度φを表すための同心円状の座標曲線と、座標の半径ｒを表すための放射軸と、が含まれており、
前記中央部分における前記放射チューブの湾曲は、つぎの数学的な関数、すなわち、
ｒ＝ｋ＊φ  かつ  φ＜２πrad
を満たす座標によって表され、ただしｋは一定の係数である、
請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記円形の被照射面は、２次元の極座標系の極を定める中心点を有しており、
前記極座標系には、当該極座標系において前記角度φを表すための同心円状の座標曲線と、座標の半径ｒを表すための放射軸と、が含まれており、
前記放射チューブは、前記中央部分において第１部分ラインおよび第２部分ラインを有しており、
前記第１部分ラインにおいて前記放射チューブの湾曲は、以下の数学的な関数、すなわち、
ｒ＝ｋ1＊φかつφ＜２πrad
を満たす座標によって表され、
前記第２部分ラインにおいて前記放射チューブの前記湾曲は、以下の数学的な関数、すなわち、
ｒ＝ｋ2＊φかつφ＜２πrad
を満たす座標によって表され、ただしｋ1およびｋ2は、ｋ1≠ｋ2という条件を満たす一定の係数である、
請求項１または２に記載の装置。
【請求項５】
前記放射チューブの前記湾曲は、当該放射チューブの断面の中心点を通る曲線によって表され、
前記曲線は、前記数学的な関数によって表される前記湾曲から、いずれの個所においても１ｍｍよりも大きく偏差していない、
請求項３または４に記載の装置。
【請求項６】
前記曲線は、前記数学的な関数によって表される前記湾曲から、いずれの個所においても０．３ｍｍよりも大きく偏差していない、
請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記放射チューブの前記照射ラインは、πradよりも小さな弧度にわたって延在している、
請求項１から６までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記端部部分もアルキメデス螺旋の曲率を有する、
請求項１から７までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記第１光学式放射器の前記中央部分の前記長さは、前記照射ラインの長さの少なくとも９０％をなす、
請求項１から８までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記光学式放射器は、半導体ウェハを加工するための赤外線放射器形の光学式放射器である、
請求項１から９までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記光学式放射器は、光学式記憶媒体または半導体ウェハ上でコーティングを硬化するためのガス放電放射器形の光学式放射器である、
請求項１から１０までのいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射すべき基板用の円形の被照射面を備えた収容部と、この被照射面に対して平行に延在する照射側平面内に配置される少なくとも１つの放射チューブを備えた光学式放射器とを有する基板照射装置に関しており、この放射チューブは、１つの中央部分および２つの端部部分を備えた照射ラインを有しており、上記の中央部分の長さは、照射ラインの長さの少なくとも５０％をなしており、上記の収容部および光学式放射器は互いに相対的に運動可能である。
【０００２】
本発明はさらに、本発明による基板照射装置の使用方法に関する。
【０００３】
このような装置は、例えば、インクおよび塗料を乾燥させるため、コーティングを硬化させるため、食料製品を加熱するため、または半導体ウェハを処理するために使用される。
【０００４】
従来の技術
公知の基板照射装置には、照射すべき基板を収容するためのプロセスチャンバと、赤外線放射器の形態で形成されることが多い少なくとも１つの光学式放射器とが含まれている。プロセスの成否には一般的に、基板表面を均一に照射することと、基板内での均一な温度分布とが重要である。
【０００５】
冒頭に述べたタイプの照射装置は、DE 100 51 125 A1から公知であり、ここには半導体ウェハ用の高速加熱装置が開示されている。この高速加熱装置は、基板用の円形の照射側平面を備えかつ回転可能に支承された収容部と、石英ガラス製の直線的に円筒形に延在する複数の放射チューブと、タングステン製の白熱ワイヤを備えた複数の赤外線放射器とを有しており、上記の白熱ワイヤの端部には、電流供給ワイヤを介して電流供給のするための電気接続素子が設けられている。基板がすべての方向から均一に照射されることを保証するため、上記の赤外線放射器は、２つの照射平面に配置されており、すなわち、被照射面の上側および下側に配置されているのである。上記の照射平面には、複数の赤外線放射器が平行に並んで保持されており、全体として１つの面放射器を構成している。
【０００６】
複数の赤外線放射器を面状に並べることにより、照明すべき面を基準にすると、上記の照射装置には多数の赤外線放射器が設けられる。さらのこの照射装置は、単位面積当たりに極めて高い放射出力を有する。したがって加熱出力の均一な分布を得るためには、上記の赤外線放射器の加熱パワーを互いに調整しなければならない。このことは、殊に被照射面の縁部領域に当てはまる。したがって赤外線放射器が面状に並んでいる照射装置は、全体として制御技術的に繁雑なのである。
【０００７】
さらに直線的に延在する放射チューブを有する赤外線放射を、上記のように面状に並べることには構造的にも不利である。これは殊に、上記の赤外線放射器の位置決めに利用可能なスペースが限られているか、狭められているまたは手が届きにくい場合が当てはまる。
【０００８】
技術的な課題
したがって本発明の課題は、基板照射装置を提供して、この装置により、均一ないし回転対称に基板の照射を可能にし、さらに必要な構造的および制御技術的なコストが少なくなるようにすることである。
【０００９】
さらに本発明の課題は、本発明による装置の有利な使用方法を提供することである。
【００１０】
本発明の一般的な説明
上記の装置についての課題は、冒頭に述べたタイプの基板照射装置から出発して、本発明により、放射チューブの照射ラインが２πより小さい弧度にわたって延在しているという条件の下で、この放射チューブが中央部分において連続的に減少する曲率を有することによって解決される。
【００１１】
上記の放射チューブは有利には、上記の中央部分においてアルキメデス螺旋の曲率を有する。
【００１２】
上記の照射装置は、互いに相対的に移動可能に配置されている、照射されるべき基板用の収容部および光学式放射器を有している。例えば、この収容部および／または光学式放射器は、回転軸の周りに回転可能であるため、放射器は、半径ｒの円形の被照射面を照射する。
【００１３】
本発明を説明するためにまず、被照射面の半径方向に延在しかつ一定の放射出力を有するただ１つの光学式放射器を備えた装置を考察する。上記の収容部および放射器が互いに相対的に運動可能であることにより、基板の共通の１つの円軌道上にある複数の点は均一に照射される。しかしながら放射器は、円の中心点から半径方向に遠ざかるのに伴い、同じ時間区間内により長い円軌道を走行するため、基板表面では、円軌道の半径が増大するのに伴って照射強度が減少するのである。
【００１４】
従来技術ではこの半径方向に異なる照射強度はつぎのようにして回避される。すなわち、複数の光学式放射器を互いに平行に配置して、被照射面全体にわたる面放射器が得られるようにするのである。この解決手段には多数の放射器が必要であり、構成的にも制御技術的にコストがかかってしまう。
【００１５】
これに対し、本発明による装置では、被照射面の中心点から半径方向に遠ざかるのに伴い高くなる照射強度がつぎのようにして得られる。すなわち、放射器には、湾曲した放射チューブが含まれており、この放射チューブは、少なくとも中央部分において、連続して減少する曲率を有しており、有利にはアルキメデス螺旋の曲率を有するのである。放射チューブのこの曲率により、半径方向から遠ざかるのに伴い、照射すべき部分領域について有効放射器長さ部分が増大するため、被照射面全体にわたって基板の均一な照射を達成することができるのである。
【００１６】
本発明における光学式放射器は、例えば、赤外線放射器または可視または紫外（ＵＶ）の放射を送出する放射器である。本発明による光学式放射は、１つの中央部分および２つの端部部分を備えた照射ラインを有する。上記の端部部分は、例えば湾曲した中央部分の延長部分とすることが可能であるかまたは上記の装置の設計または照射すべき基板に適合させることができる。この場合に光学式放射器の照射ラインの長さ全体は、少なくとも被照射面の半径と同じ大きさである。その一方で本発明による赤外線放射器の照射ラインは、２πrad（３６０°）よりも小さい弧度で延びている。これにより、本発明による装置の殊に小型の設計が可能になる。この装置には、１つまたは複数の放射器が含まれ得る。
【００１７】
本発明による装置の有利な実施形態では、上記の円形の被照射面は、２次元の極座標系の極を定める中心点を有する。この極座標系には、極座標系における角度φを表すための同心円状の複数の座標曲線と、座標の半径ｒを表すための放射軸とが含まれており、上記の中央部分における放射チューブの湾曲は、つぎの数学的な関数を満たす上記の座標によって表される。すなわち、
ｒ＝ｋ＊φ  かつ  φ＜２πrad
であり、ここでｋは一定の係数である。
【００１８】
２次元の極座標系は、固定の点、すなわち極と、固定に選択した極軸とによって決定される。上記の極は、座標原点とも称される。この極座標系は、極を中心として延びる同心円状の座標曲線と、極から半径方向に外側に延びる放射とによって表される。
【００１９】
本発明による装置において、上記の２次元の極座標系の極は、円形の被照射面の中心点Ｍによって決定される。さらに原点を上記の極に有しかつ被照射面の半径ｒ上にプロットされる極軸が定められる。このような極座標源は、図８に略示されている。この極座標系によって構成される平面の座標Ｐは、極座標Ｐ（φ，ｒ）、すなわち角度φと半径ｒとによって表される。
【００２０】
説明のための前提とするのは、上記の極座標系が、極Ｍを中心として延在する、Δｒの間隔の複数の円形の座標曲線と、ｎ個の放射状の座標線とを有することであり、これらの座標線により、上記の平面は、Δφ＝２π／ｎを有するｎ個の部分角領域に分割される。上記の座標曲線および座標線により、上記の極座標系の平面は、部分領域（Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3，…）に分けられ、それらの面積は、極からの半径方向の距離に依存する。
【００２１】
このようにして形成される部分領域は、２つの直線と、少なくとも１つの湾曲した側方の曲線とを有する。すべての部分領域に共通しているのは、第１に、上記の２つの直線状の側が長さΔｒを有していることであり、第２に、これらの２つの直線状の側方の線分を通る２つ直線が中心点において交わる角度が、すべての部分領域においてΔφとなることである。
【００２２】
放射チューブに沿って一定の照射出力を有し、半径方向に長く延びる赤外線放射器を有する照射装置では、上記の放射チューブに沿い、放射器単位長さおよび単位時間当たりに一定のエネルギを放出する。照射される面の大きさは半径方向に増大するため、基板表面上では中心点から半径方向に遠ざかるに伴って照射強度が低下する。
【００２３】
均一な照射強度を保証するため、本発明では、上記の極との間隔に依存して、上記の光学式放射器によって各部分領域に入力されるエネルギを増大させる。入力されるエネルギの増大は、上記の部分領域に有効に作用する放射器長さ部分を長くすることによって行われる。これは、放射チューブの曲率を外に向かって減少させることによって達成される。
【００２４】
図９に示したように、最大限の達成可能な有効放射器長さ部分を可能にする放射チューブの湾曲は、近似的に有限個の線分によって構成される折れ線のチェーンによって表すことができる。これによれば、この折れ線のチェーンの線分により、例えば、点Ｐ1（ａ1*Δφ，ａ2*Δｒ）とＰ2（(ａ1+1)*Δφ，(ａ2+1)*Δｒ）とが接続される。ただしａ1およびａ2は、自然数の集合に属する。分割の数が大きければ大きいほど、上記の折れ線のチェーンにより、アルキメデス螺旋の弧長が一層正確に近似される。
【００２５】
したがって大きな有効放射器長部分が得られる、中央部分における放射チューブの最適な湾曲は、つぎの数学的な関数、すなわち、
ｒ＝ｋ＊φ  かつ  φ＜２πrad
を満足する座標によって表すこともでき、ここでｋは一定の係数である。
【００２６】
択一的かつ同程度に有利な本発明の装置の実施形態では、上記の円形の被照射面が、２次元の極座標系の極を定める中心点を有しており、この極座標系には、この極座標系において座標の、角度φを表すための同心円状の座標曲線と、半径ｒを表すための放射軸とが含まれており、また上記の放射チューブは、中央部分に、数学的な関数
ｒ＝ｋ1＊φ  かつ  φ＜２πrad
を満たす座標によって放射チューブの湾曲が表される第１部分ラインを有しており、かつ、数学的な関数
ｒ＝ｋ2＊φ  かつ  φ＜２πrad
を満たす座標によって放射チューブの湾曲が表される第２部分ラインが含まれており、ここでｋ1およびｋ2は、ｋ1≠ｋ2という条件を満たす一定の係数である。
【００２７】
上記の極座標系については、請求項２ならびに図８および９の説明を参照されたい。
【００２８】
傾きｋを変化させることにより、照射すべき表面における強度分布に大きな影響が及ぼされる。
【００２９】
それぞれ半径方向に外側に向かって減少しかつ異なる螺旋の曲率を有する第１部分ラインおよび第２部分ラインを有する放射チューブを備えた光学式放射器により、半径方向に照射強度をフレキシブルに調整することができる。これは、殊に長い放射チューブを有する光学式放射器に当てはまる。放射チューブの上記の２つの部分ラインの曲率が異なることにより、それぞれ照射すべき部分領域にエネルギ入力を適合させることができる。このような適合は、例えば、照射強度を基板形状に適合させたい場合および半径方向の照射強度勾配を設定したい場合に必要である。ここでは照射強度の変化は、段階的または連続的に行うことができる。
【００３０】
本発明の装置の同様に有利な別の実施形態では、上記の放射チューブの湾曲は、この放射チューブの断面の中心点を通る曲線によって表され、この曲線は、上記の数学的な関数によって表される湾曲から、いずれの個所においても１ｍｍよりも大きく偏差しておらず、有利には０．３ｍｍよりも大きく偏差していない。
【００３１】
基板を均一に照射するのに適している照射装置において、湾曲した放射チューブを有する光学式放射器を使用するための前提条件は、湾曲した放射チューブを正確かつ再現可能に作製することである。放射チューブの湾曲は、上記の断面の中心点を通る１つの曲線によって表すことができる。この曲線は、いずれの個所においても、上記の理想の数学的な関数にしたがう放射チューブの湾曲から１ｍｍよりも大きく偏差してはおらず、有利には０．３ｍｍよりも大きく偏差していない。要求が高い場合には、上記の理想形状からの１ｍｍよりも大きい偏差は、これだけで均一な照射に影響を及ぼし、ひいては基板の均一な照射に損ない得る。上記の放射チューブは機械によってまたは手で作製することができる。手で作製する場合、放射チューブは、例えば、グラファイト製のゲージに適合され、放射ビーム形状の高い精度が得られる。
【００３２】
πradより小さい弧度にわたって放射チューブの照射ラインが延在する場合に有効であることが実証されている。
【００３３】
被照射面上に均一な照射強度を保証するため、使用する放射器の湾曲を高い精度で作製する必要がある。πradよりも小さい弧長にわたって延在する放射チューブを有する放射器は、高い精度で簡単かつコスト的に有利に作製することができる。
【００３４】
本発明による装置の有利な変形形態において、この装置にはただ１つの湾曲した光学式放射器だけが含まれている。
【００３５】
ただ１つの湾曲した光学式放射器だけを有する照射装置は、殊にコスト的に有利に作製でき、さらに簡単に駆動制御可能である。この他にただ１つの放射器は、所要スペースが小さい。この放射器は、照射装置の手の届きにくい狭い個所に設置することができ、また殊に、スペース上の制限により、例えば面放射器の設置が困難な照射装置に使用可能である。このようなスペース上の制限には、装置の中央領域にも縁部領域にも共に設けることのできる、例えばガス供給管、保持部、軸またはモータがあり得る。
【００３６】
ただ１つの放射器を使用する際には、放射器と照射平面との間の相対運動により、各照射サイクル間に冷却が行われる。この冷却フェーズは、回転速度を上げることによって短くすることができるが、これには限界がある。
【００３７】
したがって本発明による装置は、同様に有利な別の変形実施形態において、被照射面に対して平行に延在する照射平面内の、湾曲している放射チューブを備えた少なくとも１つの別の光学式放射器を有しており、この放射チューブには、１つの中央部分および２つの端部部分を有する照明ラインが含まれている。ここでこの中央部分の長さは、上記の照射ラインの長さの少なくとも５０％を、有利に少なくとも９０％をなす。
【００３８】
少なくとも２つの湾曲した光学式放射器を有する照射装置により、高い照射強度で基板の殊に均一な照射が可能になり、同時短い冷却フェーズが可能になる。これらの放射器は、同じまたは異なる設計を有し得る。さらにこれらの放射器は、例えば、フィラメント、フィラメント材料の長さ、または印加される電圧が異なり得る。放射器のパワーおよび放射チューブの湾曲は有利には、照射すべき基板に適合される。
【００３９】
有利であることが判明しているのは、第１光学式放射器が、半径方向に見て内側の被照射面を照射し、別の少なくとも１つの光学式放射器が、半径方向に見て外側の被照射面を照射する場合であり、ここで上記の内側および外側の被照射面が少なくとも部分的に重なっている。本発明によれば、上記の装置は少なくとも２つの光学式放射器を有しており、これらの放射器はそれぞれ、基板の少なくとも１つの部分領域を照射する。最も簡単なケースでは、上記の照射装置には、上記の基板の、内側の第１の被照射面を照射するための第１光学式放射器と、外側の第２の被照射面を照射するための第２光学式放射器とが含まれている。基板に当たる照射出力は、幾何学的な作用により、殊に光学式放射器の縁部領域において低下するため、この縁部の作用により、基板の均一な照射が損なわれることがある。したがって放射器縁部領域が、照射出力に及ぼす影響を最小化するため、上記の複数の放射器を配置して、それらの被照射面が部分的に（半径方向に見て）重なり合うようにする。
【００４０】
有利であることが判明しているのは、上記の被照射面が中心点を有し、かつ、この中心点を起点として半径方向外側に延びる複数の放射軸が、上記の第１の放射器と、別の少なくとも１つの放射器と交差する場合である。
【００４１】
放射器と被照射面との間の相対運動により、照射が行われない時間インターバルが各照射サイクル間に発生する。上記の中心点から出発して半径方向に基板の均一な照射を保証するため、第１放射器と、別の少なくとも１つの放射器とを配置して、上記の中心点から出発して半径方向に外側に延びる放射軸が、上記の第１放射器も別の放射器共にも交差するようにする。これにより、半径方向に延びる隣接した２つの被照射ゾーンが形成される。
【００４２】
有効であることが実証されたのは、上記の光学式放射器が全体として螺旋形に配置される場合である。
【００４３】
光学式放射器を螺旋形に配置することにより、照射すべき面を均一に照射することができる。照射出力が確定しているただ１つの螺旋形の放射器とは異なり、複数の放射器は互いに独立して制御することができ、これによって全体として一層大きな照射出力が達成される。このような配置構成は殊に、大きな基板に、また高い照射強度を得るのに適している。
【００４４】
有利な実施形態では、上記の湾曲した放射器チューブに互いに独立して制御可能な複数のフィラメントが配置される。
【００４５】
上記の放射チューブ内の互いに独立して制御可能な複数のフィラメントにより、例えば、動作電圧を介して各フィラメントに影響を及ぼし、ひいては放射器ライン部分の照射強度に影響を及ぼすことができる。このことは殊に３つの空間方向に延在する複数の基板を照射する際に有利であり、被照射面に当たる照射強度を基板形状に適合させることができる。
【００４６】
有利であることが示されたのは、上記の端部部分もアルキメデス螺旋の曲率を有することである。
【００４７】
多くの照射装置においてまさに上記の照射装置の中央領域においてまたは縁部領域においては上記の放射器を配置するため、限られたスペースしか利用できないことが多いため、この放射器の端部部分を、上記の利用可能なスペースに適合させなければならない。しかしながら十分なスペースが利用可能な場合には、端部部分もアルキメデス螺旋の曲率を有すると有利であることが判明している。このような端部部分は、殊に基板を均一に照射するのに適している。これらの端部部分の湾曲は、中央部分の湾曲と同じであるか、またはこれらとは異なる。
【００４８】
有効であることは実証されているのは、第１光学式放射器の中央部分の長さが、上記の照射ラインの長さの少なくとも９０％をなすことである。
【００４９】
この長さの中央部分を有する光学式放射器は、広い角度領域にわたって延在し、したがって基板を均一に照射するのに殊に適している。
【００５０】
赤外線放射器の形態の光学式放射器を備えた本発明の装置は殊に、半導体ウェハを処理するのに適している。半導体ウェハを処理する際にはこの半導体ウェハを殊に均一に加熱することが多い。
【００５１】
さらにガス放電放射器の形態の光学式放射器を有する本発明の装置は、光学式記憶媒体または半導体ウェハ上でコーティングを硬化させるのに有利に使用可能であり、ここではこのガス放電放射器が、有利にはＵＶビームないしは波長の短い可視のビームを送出して硬化の化学反応を加速させないしはトリガするか、または、可視ビームを送出するかないしは近赤外線ビームも送出して、この波長領域においてトリガされるかないしは制御されるプロセスを実行する。有利には充填ガスとして、アルゴン、クリプトンまたはキセノンを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】湾曲した赤外線放射器を有する、本発明による基板温度処理装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】湾曲した赤外線放射器を有する、本発明による基板温度処理装置の第１実施形態の平面図である。
【図３】理想の螺旋形状から偏差する湾曲を端部部分に有し、かつ、湾曲した赤外線放射器を備えた本発明による照射装置の第２実施形態の平面図である。
【図４】湾曲した３つの赤外線放射器を有する、本発明による照射装置の第３実施形態の平面図である。
【図５】理想の螺旋形状から偏差する湾曲を端部部分に有し、かつ、湾曲した４つの赤外線放射器を備えた本発明による照射装置の第４実施形態の平面図である。
【図６】中央部分がアルキメデス螺旋の曲率を有する放射チューブを備えた、湾曲した赤外線放射を示す図である。
【図７】第１のアルキメデス螺旋の曲率を有する第１の部分ラインと、第２のアルキメデス螺旋の曲率を有する第２の部分ラインと備えた放射チューブを備えた赤外線放射器を有する、本発明による照射装置の第５実施形態の平面図である。
【図８】本発明を説明するための極座標系を示す図である。
【図９】本発明を説明するための極座標系の部分図を示す図である。
【００５３】
実施例
以下では、実施例および図面に基づき、本発明を詳しく説明する。
【００５４】
図１には、半導体ウェハを処理するための本発明による照射装置の概略断面図が示されており、この照射装置には全体として参照符号１０が割り当てられている。装置１０は、プロセスチャンバ１２を包囲するケーシング１１と、赤外線放射器１３と、基板１５を収容するための収容部１４とから構成されている。収容部１４は、プロセスチャンバ内で回転可能に配置されている。この収容部は、照射すべき基板１５を収容するのに使用される。この回転可能な収容部１４により、収容部１４と、赤外線放射器１３とは互いに相対的に運動できるため、赤外線放射器１３は、半径ｒの円形の被照射面を照射する。赤外線放射器１３は、被照射面に平行に延在する照射平面内に配置されている。赤外線放射器１３の放射チューブは、湾曲しており、かつ、アルキメデス螺旋の曲率を有する。この放射チューブの湾曲が、この放射チューブの断面の中心点を通る曲線によって表される場合、この曲線は、いずれの点においても、上記の数学的な関数によって表される湾曲から０．３ｍｍよりも大きく偏差することはない。
【００５５】
図２には、基板を照射する本発明の装置１０の概略平面図が示されている。装置１０には、中心点２２を有する円形の被照射面２１が含まれている。この被照射面に平行に延在する照射平面には、赤外線放射器１３が配置されている。赤外線放射器１３の放射チューブは石英ガラスから作製されており、かつ、照射ライン全体はアルキメデス螺旋の曲率を有する。被照射面２１の中心点２２から出発して、上記の湾曲の経過が近似的に折れ線のチェーン２３によって示されており、また赤外線放射器１３の実際の経過が示されている。
【００５６】
被照射面の半径は１５０ｍｍである。この赤外線放射器は、２３０Ｖの公称電圧における２，０００Ｗの公称出力により、また３４４ｍｍの照射ラインの長さによって特徴付けられる。放射チューブの全体寸法は、１４×１４ｍｍである。放射チューブの湾曲は、数学的な式ｒ＝１２０ｍｍ／π＊φ＝３８．２ｍｍ＊φによって表すことができる。放射チューブの照射ラインには、１０／８πrad＝３．９３radの弧長が含まれる。
【００５７】
光学式記憶媒体または半導体ウェハ上でコーティングを硬化させるための本発明による照射装置３０の、図３に略示した平面図は、被照射面３１を有しており、ここでは縁部領域３２ａおよび中央領域３２ｂにおいて、保持部、軸およびモータによる空間的な制限に起因して、ＵＶ放射器用のスペースを得ることができない。これらの領域は図３においてハッチングで示されている。ＵＶ放射器３３のカーブは、単純化して折れ線のチェーンとして示されている。縁部領域３２ａおよび中央領域３２ｂの十分かつ均一な照射を保証するため、ＵＶ放射器３３の形状は、放射チューブの照射ラインの端部部分３４，３５において、アルキメデス螺旋の形状から偏差している。照射ラインの中央部分では、アルキメデス螺旋の形状が保たれている。この放射チューブの照射ラインには、１０／８πrad＝３．９３radの弧長が含まれている。
【００５８】
放射チューブの照射ラインの長さは、３３０ｍｍである。この照射ラインの中央部分の長さは２５３ｍｍであり、端部部分３５の長さは５３ｍｍであり、また中央の端部部分３４の長さは２３．６ｍｍである。被照射面の半径は１３５ｍｍである。赤外線放射器３３は、２３０Ｖの公称電圧における２，０００Ｗの公称出力によって特徴付けられる。放射チューブの全体寸法は、１０×１０ｍｍである。
【００５９】
図４には、湾曲した３つの赤外線放射器４１，４２，４３を有しかつ基板４０を温度処理するための、本発明による装置の平面図が略示されている。赤外線放射器４１，４２，４３は螺旋状に配置されている。赤外線放射器４１および４３も、赤外線放射器４２および４３も共にその端部部分において二重になっている。
【００６０】
赤外線放射器４１，４２，４３はそれぞれ、円形ないしはリング状の被照射面を照射する。ここでは、例えば、被照射面の中心点から外側に延びる放射軸４４が書き込まれており、この放射軸は、放射器４３とも放射器４１とも共に交差する。択一的な実施形態では、内側の放射器４３によって内側の被照射面が、また外側の放射器４３によって外側の被照射面が照射されるようにし、ここでこれらの内側および外側の被照射面は、半径方向に見ると重なっている。
【００６１】
被照射面の半径は１５０ｍｍである。赤外線放射器４１および４２は、２３０Ｖの公称電圧における１，９１０Ｗの公称電力と、３８２ｍｍの照射ラインの長さとによって特徴付けられる。放射チューブの全体寸法は１０×１０ｍｍである。赤外線放射器４３は、４７６ｍｍの照射ラインを有する。この赤外線放射器は、２３０Ｖの公称電圧において２，３８０Ｗの公称出力を有する。赤外線放射器４１，４２，４３の放射チューブの湾曲は、数学的な式ｒ＝１９．１ｍｍ＊φによって表すことができる。
【００６２】
図５には、４つの赤外線放射器５３，５４，５５，５６を有する本発明の照射装置５０が示されている。装置５０には円形の被照射面５１が含まれており、ここでは縁部領域５２ａおよび中央領域５２ｂにおいて、保持部、軸およびモータによるスペース上の起因して、赤外線放射器用のスペースを得ることができない。これらの領域は、図５においてハッチングで示されている。それにもかかわらず、これらの領域５２ａ，５２ｂの十分かつ均一な照射を保証するため、赤外線放射器５３，５４，５５，５６の形状は、放射チューブの照射ラインの各端部部分５７，５８，５９，６０において、アルキメデス螺旋の形状から偏差させている。各放射器の照射ラインの中央領域および対応する端部部分ではそれぞれ、アルキメデス螺旋の形状が維持されている。
【００６３】
被照射面の半径は１３５ｍｍである。赤外線放射器５３および５６は、２３０Ｖの公称電圧における１，８７５Ｗの公称電力と、３７５ｍｍの照射ラインとによって特徴付けられる。放射チューブの全体寸法は１０×１０ｍｍである。赤外線放射器５４および５５は、２４６ｍｍの照射ラインおよび２３０Ｖの公称電圧における１，２３０Ｗの公称電力を有する。赤外線放射器５３，５４，５５，５６の放射チューブのカーブは、中央領域において数学的な式ｒ＝１９．１ｍｍ＊φによって表すことができ、赤外線放射器５３，５６の照射ラインは、πradの弧長を有しており、赤外線放射器５４，５５の照射ラインは、３／２πradの弧長を有する。
【００６４】
図６には、本発明による赤外線放射器の立体図および側面図が略示されており、この赤外線放射器には全体として参照符号１が割り当てられている。赤外線放射器１は、石英ガラス製の湾曲した放射チューブ２と、（図示しない）タングステン製のコイル状の加熱素子と、放射チューブ２の「圧潰部」状の気密の２つのシーリング３ａ，３ｂとを有しており、これらのシーリングを貫通して放射チューブ２に給電線路５ａ，５ｂがガイドされている。
【００６５】
上記の給電線路は、外側および内側の給電ワイヤと、モリブデンシートとから構成されている。内側の給電ワイヤは、放電チューブ内に延びており、上記の加熱素子の電気的な接触接続に使用される。
【００６６】
放射チューブ２は、１つの中央部分８と、２つの端部部分９ａ，９ｂとから構成される照射ライン７を有している。照射ライン７全体に対する中央部分８の長さは９０％である。放射チューブは、中央部分８にアルキメデス螺旋の曲率を有する。放射チューブ２の照射ライン７には、１．１πradの弧長が含まれている。放射チューブ２の表面には金コーティングの形態の反射器５が被着されているため、フィラメントによって形成されるビームは、放射チューブ２の領域６から出射する。
【００６７】
赤外線放射器１は、２３０Ｖの公称電圧における１，０００Ｗの公称出力により、また４００ｍｍの照射ライン７によって特徴付けられる。放射チューブ２の全体寸法は１０×１０ｍｍである。
【００６８】
図７にはただ１つの赤外線放射器７１を有する、本発明による照射装置７０の第５実施形態の平面図が示されている。赤外線放射器７１のカーブは簡略化して折れ線のチェーンで示されている。赤外線放射器７１の放射チューブは、螺旋ピッチの大きな第１部分ライン７２と、螺旋ピッチの小さな第２部分ライン７３とを有する。
【００６９】
螺旋ピッチの異なるこれらの２つの部分ラインにより、被照射面に当たる照射出力を段階的に調整可能である。図７では、半径ｒに依存して照射装置７０の出力Ｐ(ｒ)が略示されている。この図からわかるのは、螺旋ピッチが小さくなるのにつれて、大きな照射出力が得られることである。
【００７０】
被照射面の半径は１５０ｍｍである。赤外線放射器７１は、４００Ｖの公称電圧における２，８０５Ｗの公称出力と、４６７．５ｍｍの照射ラインとによって特徴付けられる。放射チューブの全体寸法は、１０×１０ｍｍである。この放射チューブの第１部分ラインのカーブは、数学的な式ｒ＝３８．２ｍｍ＊φによって表され、放射チューブの第２部分ラインのカーブは、数学的な関係ｒ＝１９．１ｍｍ＊φにしたがう。放射チューブの照射ラインには、１３／８πの弧長が含まれている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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