(57)【要約】 【課題】  より簡単な構造からなり、組立て作業も簡単な赤外線均熱加熱装置を提供する。【解決手段】  赤外線ランプ２を内蔵し、複合型反射ミラーからなる赤外線加熱機構部１と、上記赤外線ランプ２で発生した赤外線を集光して赤外線を透過、伝送する透明石英円柱３とからなる赤外線均熱加熱装置であって、上記透明石英円柱３の赤外線放出端３Ｂに、中央部に切欠凹部７を形成して構成した均熱機構１０を設けてある。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線ランプを内蔵し、複合型反射ミラーからなる赤外線加熱機構部と、上記赤外線ランプで発生した赤外線を集光して赤外線を透過、伝送する透明石英円柱とからなる赤外線均熱加熱装置であって、上記透明石英円柱の赤外線放出端に、中央部に切欠凹部を形成して構成した均熱機構を設けてある赤外線均熱加熱装置。
【請求項２】
上記均熱機構の切欠凹部を透明石英円柱の赤外線放出端に直接形成してある上記請求項１に記載の赤外線均熱加熱装置。
【請求項３】
短い透明石英円柱の一端の中央部に切欠凹部を形成して均熱治具を構成し、この均熱治具を上記透明石英円柱の赤外線放出端に取り付けてなる上記請求項１に記載の赤外線均熱加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェハー等新素材を真空中又は各種ガス雰囲気下で高速で均一な温度分布で加熱するために使用する赤外線均熱加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
５０φ程度の中面積の円板状材料を高速に、均一な温度分布で加熱処理する赤外線・均温熱処理装置は公知である（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−３０３６７２
【０００３】
この公知の赤外線均熱加熱装置は、複合型反射ミラーと赤外線ランプからなり、複合型反射ミラーは中空の円錐状反射ミラーと円筒状反射ミラーとを組み合わせてなり、赤外線ランプから放射される赤外線が、直進光と、円錐状反射ミラーで反射される反射光と、円筒状反射ミラーで反射される斜反射光とを含み、加熱物を照射加熱するようにしてあり、加熱物を照射加熱する赤外線の照射域に円板状均熱機構を配置し、赤外線ランプより直進放射された赤外線と水平方向に放射し円錐状反射ミラーで反射した赤外線の放射強度を均一化して加熱物を照射し、加熱物全体を略均一に加熱するようにしてあり、上記円板状均熱機構が、周囲が薄い透明支持板であり、この透明支持板に支持された透明支持板より厚みのある中央部均熱円板からなっており、上記複合型反射ミラーの下方に、上部に透明円板を設けた真空チャンバーを配置し、この真空チャンバー中に加熱物を入れ、上記赤外線ランプから放射した赤外線が上記透明円板を透過し加熱物を照射して加熱物全体を略均一な温度分布に加熱するようにしてあり、上記真空チャンバー内に、上記透明円板に固着して透明円柱を設けて構成してある。
【０００４】
この公知の赤外線均熱加熱装置は、上記した通り、加熱物を照射加熱する赤外線の照射域に、円板状均熱機構を配置し、赤外線の放射強度を均一化して加熱物を照射し、加熱物全体を略均一に加熱するようにしてある。具体的には周囲が薄い透明支持板によって支持される厚みのある中央部均熱円板を、複合型反射ミラーの円筒状反射ミラーの下部と真空チャンバーの上部蓋との間に上記薄い透明支持板を挟持して支持している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記公知の赤外線均熱加熱装置は、上記した通り、円板状均熱機構が、周囲が薄い透明支持板によって支持される厚みのある中央部均熱円板によって構成され、この円板状均熱機構を複合型反射ミラーの円筒状反射ミラーの下部と真空チャンバーの上部蓋との間に薄い透明支持板を挟持して支持する構造となっていた。
この構造は、厚みのある中央部均熱円板の周りに薄い透明支持板を設けたものであり、このような構造からなる円板状均熱機構は、具体性がなく実現性がない。また、実現性があってもその組立て作業は面倒である。
そこで、本発明は、より簡単な構造からなり、組立て作業も簡単な赤外線均熱加熱装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのために、本発明赤外線均熱加熱装置は、赤外線ランプを内蔵し、複合型反射ミラーからなる赤外線加熱機構部と、上記赤外線ランプで発生した赤外線を集光して赤外線を透過、伝送する透明石英円柱とからなる赤外線均熱加熱装置であって、上記透明石英円柱の赤外線放出端に、中央部に切欠凹部を形成して構成した均熱機構を設けてある。
【０００７】
また、本発明赤外線均熱加熱装置は、上記均熱機構の切欠凹部を透明石英円柱の赤外線放出端に直接形成してあるものである。
さらに、本発明赤外線均熱加熱装置は、短い透明石英円柱の一端の中央部に切欠凹部を形成して均熱治具を構成し、この均熱治具を上記透明石英の赤外線放出端に取り付けてなるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の赤外線均熱加熱装置は、赤外線ランプを内蔵し、複合型反射ミラーからなる赤外線加熱機構部と、上記赤外線ランプで発生した赤外線を集光して赤外線を透過、伝送する透明石英円柱とからなる赤外線均熱加熱装置であって、上記透明石英円柱の赤外線放出端に、中央部に切欠凹部を形成して構成した均熱機構を設けてあるから、透明石英円柱の放出端から放出されて加熱物に達する赤外線の強度は、放出端の中央部の切欠凹部から放出される赤外線が加熱物にまで達する距離が、放出端の周囲から加熱物にまで達する距離より長くなるから、赤外線の強度が減衰され、上記放出端の周囲と中心部が均一になり、加熱物を均一に加熱することができる効果がある。
【０００９】
また、本発明の赤外線均熱加熱装置は、上記均熱機構の切欠凹部を透明石英円柱の赤外線放出端に直接形成してあるから、透明石英円柱の放出端の加工だけで本発明装置を提供できる効果がある。
さらに、本発明赤外線均熱加熱装置は、短い透明石英円柱の一端の中央部に切欠凹部を形成して均熱治具を構成し、この均熱治具を上記透明石英の赤外線放出端に取り付けてなるから、既存の赤外線均熱加熱装置に取り付けて簡単に使用できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図６及び図７にそれぞれ異なる実施例の赤外線均熱加熱装置を一部を省略して示してある。これら赤外線均熱加熱装置は、赤外線ランプ２を内蔵し、複合型反射ミラーからなる赤外線加熱機構部１と上記赤外線ランプ２で発生した赤外線を集光して、この赤外線を透過、伝送する透明石英円柱３とからなる。
【００１１】
図６に示した実施例は、赤外線加熱機構部１を回転楕円反射ミラーで構成し、この回転楕円反射ミラーは、赤外線放射側１／２回転楕円反射ミラー４と赤外線集光側１／２回転楕円反射ミラー５とからなり、赤外線ランプ２で発生した赤外線が、赤外線放射側１／２回転反射ミラー４及び赤外線集光側１／２回転反射ミラー５を介して透明石英円柱３の入射端３Ａから透明石英円柱３に入射し、透明石英円柱３内を伝送して、透明石英円柱３の放出端３Ｂから放出して、真空又は各種ガス雰囲気下にある真空チャンバー６内に載置する加熱物Ｐを照射するものである。
【００１２】
図７に示した実施例は、赤外線加熱機構部１を、上部に位置する中空の円錐状反射ミラー１４とこの円錐状反射ミラー１４に連接する中空の円筒状反射ミラー１５とを組み合せて構成してある。そして円錐状反射ミラー１４の中心部に設けた赤外線ランプ２からの赤外線を透明石英円柱３の入射端３Ａから透明石英円柱３に入射し、透明石英円柱３内を伝送して、透明石英円柱３の放出端３Ｂから放出して、真空又は各種ガス雰囲気下にある真空チャンバー６内に載置する加熱物Ｐを照射するものである。
【００１３】
従来の赤外線加熱装置の透明石英円柱３の放出端は、図４に示すように平坦面となっていた。そのために透明石英円柱３の中央部と周囲部とでは赤外線の放射量が相違し、透明石英円柱３の中央部の赤外線放出量が周囲部より多かった。従って図５に示す赤外線照射の強度分布のように中央部分の強度が強く、周囲部分の強度が弱かった。
【実施例１】
【００１４】
本発明では、図１に示すように上記透明石英円柱３の赤外線放出端３Ｂに、中央部に切欠凹部７を形成して構成した均熱機構１０を設けてある。一例をあげれば、透明石英円柱３の直径が２０φであり、切欠凹部７の穴径は１０φであり、切欠凹部７の深さは１０ｍｍである。
赤外線ランプ２で発生した赤外線は、透明石英円柱３内で殆んど減衰することなく、入射端３Ａから放出端３Ｂまで伝送されるが、放出端３Ｂより放出されると減衰が大きくなる。従って放出端から加熱物までの距離が短いと減衰量が少なく、距離が長いと減衰量が多くなる。
本発明の場合、赤外線の量の多い中央部分に切欠凹部７を形成してあるから、この中央部分の切欠凹部７からの赤外線の減衰量が多くなり、放出端３Ｂから放出される赤外線の量は平均化される。
【実施例２】
【００１５】
図２に別の実施例２を示してある。この実施例では、短い透明石英円柱１３の一端の中央部に切欠凹部７を形成して均熱器具１１を構成してあり、この均熱器具１１を通常の透明石英円柱３の放出端３Ｂに取り付けて構成してある。この取り付け手段は公知の取り付け手段であれば何でもよいが、図示した実施例では、短い透明石英円柱１３の上部の周囲を立ち上げて立ち上げ部１６を設け、この立ち上げ部１６内に透明石英円柱３の先端を嵌入し、これらを石英製ネジ７で取り付けてある。
【００１６】
このようにすれば、上記した通り放出端の中央部から放出される赤外線の減衰を大きくし、放出端３Ｂから放出される赤外線放射の強度を図３に示すように平均し、加熱物Ｐを平均して加熱する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明赤外線均熱加熱装置の一実施例の要部の説明図。
【図２】同じく別の実施例の要部の説明図。
【図３】本発明赤外線均熱加熱装置の赤外線照射の強度分布を示す図。
【図４】本発明装置の要部に相当する従前装置の部分の説明図。
【図５】図４に示す従前装置の赤外線照射の強度分布を示す図。
【図６】赤外線均熱加熱装置の一例を一部を省略して示した断面正面図。
【図７】赤外線均熱加熱装置の別の例を一部を省略して示した断面正面図。
【符号の説明】
【００１８】
１  赤外線加熱機構部
２  赤外線ランプ
３  透明石英円柱
３Ａ  入射端
３Ｂ  放出端
４  赤外線放射側１／２回転楕円反射ミラー
５  赤外線集光側１／２回転楕円反射ミラー
６  真空チャンバー
７  切欠凹部
１０  均熱機構
１１  均熱器具
１３  短い透明石英円柱
１４  円錐状反射ミラー
１５  円筒状反射ミラー
１６  立ち上げ部
１７  石英製ネジ
Ｐ    加熱物
【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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