DE102007048564A1

DE102007048564A1 - Vorrichtung für eine Bestrahlungseinheit

Info

Publication number: DE102007048564A1
Application number: DE102007048564A
Authority: DE
Inventors: Sven Dr. Linow
Original assignee: Heraeus Noblelight GmbH
Current assignee: Heraeus Noblelight GmbH
Priority date: 2007-10-09
Filing date: 2007-10-09
Publication date: 2009-04-23
Also published as: EP2198668A1; WO2009049752A1; US20100219355A1; CN101822122A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Kammer für die Bestrahlung zumindest eines Substrates, umfassend eine Schleuse zur Einführung und Entnahme des Substrates, einen Substrathalter innerhalb der Kammer, eine Vakuumpumpe und zumindest eine Bestrahlungseinheit zur Bestrahlung des Substrates, wobei die Bestrahlungseinheit zumindest einen Infrarotstrahler mit einem integrierten Reflektor umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Bestrahlung zumindest eines Substrates, wobei die Vorrichtung eine Bestrahlungseinrichtung mit zumindest einem Infrarotstrahler aufweist.
Eine Vielzahl von Prozessen benötigt Vakuum für optimale Bedingungen. Hierzu muss ein Substrat zuerst in das Vakuum eingeschleust werden. Häufig wird dann ein vorbereitender Schritt eingefügt, bevor dass Substrat anschließend im Vakuum behandelt wird. Typische Prozesse sind das Aufbringen von Beschichtungen auf unterschiedlichste Materialien mittels unterschiedlichster Prozesse. Als Substrate dienen hierbei Metallteile oder auch endlose Metallbänder, Glasscheiben, Halbleitersubstrate, etc. Typische Beschichtungsvorgänge sind Chemical Vapour Deposition (CVD) Plasmaätzen, Aufsputtern über Plasmabeschichtungsverfahren etc.
Sehr häufig muss hierzu das Substrat während oder nach dem Einschleusen in die Vakuumapparatur speziell konditioniert werden. Diese Konditionierung umfasst unter anderem ein Aufheizen. Das Aufheizen erfolgt z. B. um die für den Prozess oder das Vakuum schädliche Belegung der Oberfläche mit Wassermolekülen zu vermeiden. Dazu wird das Substrat typisch auf Temperaturen zwischen 140°C und 300°C aufgewärmt, so dass die Wassermoleküle in die Gasphase übertreten können. Für eine Reihe von Beschichtungsverfahren ist auch das Erreichen einer bestimmten Substrattemperatur selbst für den optimalen Ablauf des Prozesses Voraussetzung und muss über die Konditionierung eingestellt werden.
Heizprozesse können auch im Nachgang nach einem Vakuumprozess eingesetzt werden.
Allen diesen Anwendungen gleich ist, dass in einer zumindest zeitlich oder räumlich partiellen Vakuumumgebung eine effektive Aufheizung eines Substrates erfolgen soll, dass die Effizienz der Aufheizung durch die verwendeten Infrarotstrahlern möglichst hoch sein soll, und dass die Reflektivitäten der beteiligten Materialien und Oberflächen der Kammer und der Infrarotstrahlern entscheidend zu der Effizienz und zu den Kosten der Anlage selber beitragen.
Meist sind diese Prozesse Batchprozesse, da Material über Schleusen in den Prozessraum eingebracht werden muss, um dort die Umgebungsbedingungen konstant zu halten. Eine Zusätzliche Schwierigkeit solcher Batchprozesse ist, dass alle Substrate die Heizphase mit der gleichen Temperatur und Konditionierung verlassen müssen. Meist sind die Prozessfenster solcher Anlagen eng gesteckt, so dass bereits geringe Abweichungen dazu führen, dass ein Substrat Ausschuss geworden ist. Trotzdem muss es bei üblichen Anlagen dann noch den Prozessbereich durchlaufen, um ausgeschleust zu werden, so dass erhebliche Kosten entstehen. Ein Heizbereich in einem Vakuumprozess muss also zum einen sehr hohe Aufheizraten aufweisen, um schnelle Durchlaufzeiten zu erreichen, er muss jedoch zugleich sehr schnell reagieren können, um flexibel auf sich ändernde Heizzeiten reagieren zu können. Insbesondere ist ein Überheizen zu vermeiden, wie es z. B. aufgrund von hoher thermischer Masse, bzw. Trägheit entsteht.
Es sind verschiedene Ansätze aus dem Stand der Technik bekannt, um Substrate einer Bestrahlung und thermischen Behandlung zu unterziehen. Nur die Erwärmung mittels Strahlung kann im Vakuum und bei empfindlichen Oberflächen erfolgreich eingesetzt werden.
So gibt es beispielsweise Heiz-Elemente, welche ein Edelstahlrohr aufweisen, das von innen elektrisch beheizt ist und so Temperaturen von ca. 600°C erreichen kann. Derartige Metallheizelemente weisen im Vakuum eine genügende chemische Beständigkeit auf, sind kostengünstig, verfügen über hervorragende Eigenschaften für Vakuumprozesse, sind jedoch thermisch extremst träge und können aufgrund der geringen maximalen Obeflächentemperatur keine hohe Leistung abgeben. Liegt zu irgendeiner Zeit im Prozess Sauerstoff im Umfeld dieser Stabheizelemente vor, so laufen diese an und verändern ihr Strahlungsverhalten.
Ferner sind aus dem Stand der Technik Infrarotstrahler, bestehend aus einem vakuumdicht verschlossenen Quarzrohr und darin befindlichen Heizleitern, bekannt. Die Heizleiter bestehen üblicherweise aus Wolfram oder Kohlenstoff. Solche Infrarotstrahler sind meist sehr flink in ihrer thermischen Reaktion, das heißt die Leistung steht schnell zur Verfügung und kann schnell geregelt werden, und erreichen beachtliche Strahlungsleistungen. Zum Erreichen dieser hohen Strahlungsleistungen jedes einzelnen Strahlers sind für Vakuumanwendungen recht hohe Spannungen vonnöten. Sowohl Stabheizelemente, als auch Infrarotstrahler strahlen erst einmal ihre Leistung gleichmäßig in alle Raumrichtungen ab und erreichen dadurch nur eine unbefriedigende Prozesseffizienz.
Ferner sind aus dem Stand der Technik solche Infrarotstrahler in Kombination mit externen Reflektoren bekannt. Als externe Reflektoren dienen dabei meist polierte Bleche aus Edelstahl, aus Molybdän oder Aluminium. Mit solchen externen Reflektoren kann ein gewisser Teil der Leistung der Strahler zurück auf das Substrat gelenkt werden, so dass es zu einer Erhöhung der Effizienz kommt. Diese Bleche absorbieren einen Teil der auftreffenden Strahlung und speichern so große Mengen an Wärme. Weiter laufen sie aufgrund von Restmengen an Sauerstoff oder Prozessgasen (z. B. Selen) oftmals an, was zur starken Reduzierung der Reflektivität und zu einem starken weiteren Aufheizen der Bleche führt. Die Folge ist ebenfalls eine zunehmende thermische Trägheit der Strahlenquelle und damit der Anlage, sowie eine reduzierte Effizienz.
Im Stand der Technik sind unter anderem Reflektoren aus auf das Strahlerrohr aufgesintertem Pulver aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) oder Zirkonoxid (ZrO₂) beschrieben. Diese Reflektoren werden direkt auf das Strahlerrohr aufgebracht und können nicht oxydieren. Derartige Reflektoren aus Aluminium- oder Zirkonoxid neigen zum Abbröseln und sind damit eine Quelle von Unreinheiten. Da sie offenporig sind, können sie beim zyklischen Betrieb große Mengen an Gasen binden und beim Aufheizen wieder freisetzen. In den offenen Poren setzen sich gerne Prozessgase wie beispielsweise Selen ab und zerstören dann die Reflektionswirkung des Materials. Ihre Reflektionswirkung ist mit typischen Werten von 30% begrenzt. Sie sind somit nicht unbedingt für die beschriebenen Anwendungen einsetzbar.
IR-Strahler mit Reflektoren aus Gold sind bekannt, können jedoch nicht eingesetzt werden, da der Goldreflektor sich im Vakuum aufgrund des niedrigen Umgebungsdruckes und der hohen Temperatur des Quarzrohres des Strahlers, dass hier nicht über eine Luftströmung gekühlt werden kann, innerhalb kürzester Zeit zersetzt.
Insbesondere im Druckbereich um 1 mbar, einem Übergangsbereich, der in jeder Vakuum-Schleuse zu einem Zeitpunkt oder an einem Ort erreicht wird, kommt es zu Spannungsüberschlägen und zerstörerischen Gasentladungen, wenn Spannungen von ca. über 100 V bei üblichen Geometrien überschritten werden. Dies begrenzt die Leistung oder die maximale Länge des Heizfilamentes von IR Strahlern.
Die EP 1 228 668 A1 beschreibt IR-Strahler, welche in zusätzliche Hüllrohre aus Quarzglas eingebracht werden, wobei diese Hüllrohre gegenüber den Rezipienten vakuumdicht abgedichtet sind. Dadurch wird ermöglicht, dass jeder der einzelnen Strahler bei hohen Spannungen betrieben werden kann. Prinzipiell kann bei ausreichender Kühlung auch auf dem einzelnen Strahler ein hocheffizienter Gold-Reflektor aufgebracht werden. Nachteil dieser Vorrichtung ist jedoch, dass sich eine Kühlung der einzelnen Strahler oder des Rohres als schwierig erweist, da sich in Richtung des durchströmenden Kühlfluides (Luft) immer ein Temperaturgradient im Strahler oder im Hüllrohr einstellt. Dadurch bilden sich Temperaturgradienten im Substrat aus, welche nicht erwünscht sind und sich negativ auswirken, oder gar zum Ausschuss führen.
Der Einsatz IR transparenter Kühlfluide für eine solche Geometrie und Strahleranordnung ist in der DE 10 2004 002 357 beschrieben. Nachteilig ist der hohe technische Aufwand für die Verwirklichung eines zusätzlichen gasdichten, bei niedrigem Druck zu betreibenden Kühlkreislauf.
In der EP 1 071 310 A1 ist eine Vorrichtung zum homogenen Aufheizen von Siliziumwavern im Vakuum beschrieben. Hierbei wird eine Vielzahl von runden Infrarotstrahlern vor einem externen Reflektor angeordnet und mittels gerichteter Luftströmung gekühlt. Dabei sind die Strahler und die Luftkühlung mittels eines Fensters gegenüber der eigentlichen Prozesskammer mit ihrem Substrat abgetrennt.
In der EP 1 089 949 B1 wird eine Kammer beschrieben, bei der das Substrat zusammen mit dem Infrarotstrahler zwischen zwei Reflektoren angeordnet ist. Die Reflektoren bestehen dabei aus dünnem Blech, bevorzugt aus Aluminium. Die Kühlung des Reflektors wird dadurch erreicht, dass dieser rückwärtig geschwärzt ist, so dass über Strahlung ein Wärmetransport vom Reflektor zur gekühlten Wand erfolgen kann. Eine zusätzliche Steuerung der Temperatur des Substrates erfolgt durch das Zugeben eines wärmeleitenden Gases, so dass zusätzlich zum Wärmetransport durch Strahlung ein Wärmetransport über Wärmeleitung und freie Konvektion, die Wärme von Substratreflektor und Strahler an die gekühlte Kammerwand abgeführt werden kann.
Die oben genannten Vorrichtungen haben alle den Nachteil, dass sie eine große thermische Trägheit aufweisen und somit nicht unbedingt für das schnelle Aufheizen und Halten einer Probe bei definierter Temperatur geeignet sind.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die oben genannten Nachteile vermeidet und ein schnelles Aufheizen sowie ein anschließendes langes Halten des Substrates bei einer definierten Temperatur ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bereits mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Kammer für die Bestrahlung zumindest eines Substrates umfasst zumindest eine Schleuse zur Einführung und Entnahme des Substrates, einen Substrathalter innerhalb der Kammer, eine Vakuumpumpe und zumindest eine Bestrahlungseinheit zur Bestrahlung des Substrates wobei die Bestrahlungseinheit zumindest einen Infrarotstrahler mit einem integrierten Reflektor aufweist.
Eine derartige Vorrichtung ermöglicht, dass die Kammer gegenüber den bisher bekannten Kammern wesentlich kleiner ausgebildet werden kann, da der Infrarotstrahler bereits mit einem integrierten Reflektor versehen ist, und somit auf einen externen Reflektor und Gegenreflektor, welche meist viel Platz benötigen, verzichtet werden kann.
Es hat sich ferner gezeigt, dass der Einsatz eines derartigen Strahlers in einer solchen Kammer dazu führt, dass die Kammer hinsichtlich ihrer thermischen Reaktionsgeschwindigkeit besser ausgebildet werden kann und somit bessere Ergebnisse beim Bestrahlen des Substrates erreicht werden. Auch ist mit einem derartigen Strahler ein Heizen und Kühlen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht und gleichzeitig wird die thermische Trägheit minimiert.
Als Kammer kann hierbei jede Kammer dienen, die für die Aufnahme und thermische Behandlung eines Substrates geeignet ist, wie beispielsweise in der EP 1089 949 B1 beschrieben.
Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn der Reflektor aus einem Material besteht, dass zumindest im dichten Zustand für insbesondere Strahlung im nahen und mittleren Infrarot breitbandig transparent ist, jedoch als opakes Material ausgebildet ist. Dieser Reflektor weist besonders hohe Reflektivität auf und verfügt über sehr gute Eigenschaften im Hinblick auf mechanische Stabilität und Vakuumtauglichkeit.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Reflektor eine geschlossenporige Struktur aufweist.
Vorteilhaft ist es, wenn auf der Rückseite des Infrarotstrahlers eine Beschichtung aufgebracht ist und die Beschichtung dabei eine hohe Absorption im fernen Infrarotbereich aufweist. Es hat sich gezeigt, dass hierzu eine Beschichtung, die Quarzglas umfasst, sich besonders dafür eignet.
Dieses Material weist eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit auf.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung führt dazu, dass beispielsweise die gekühlte Vakuumkammer als einziger zusätzlicher Reflektor der Vorrichtung ausgebildet ist.
Dies trägt wiederum zu Materialeinsparungen und somit zu einer Kostenreduzierung bei.
Der oben beschriebene Reflektor ist somit optimal für die Anwendung in einer Vakuumkammer geeignet, da er hocheffizient und vakuumtauglich ist. Er weist ferner eine minimale Neigung zur Abgabe von Gasen auf, da er nahezu keine aufnehmen kann.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat sich ferner gezeigt, dass Anlaufen und/oder Oxidation einer solchen Kammer vermieden werden kann, da keinerlei Komponenten vorliegen, die bei einer Temperatur vorliegen, bei der sie Anlaufen oder oxidieren können.
Vorteilhaft ist es, wenn der Strahler aus der Kammer entnehmbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform und unter Bezugnahme der beigefügten Figuren näher erläutert.
Dabei zeigt in schematischer Darstellung:
1 das axiale Abstrahlverhalten eines typischen IR Strahlers mit Al2O3 Beschichtung.
2 das axiale Abstrahlverhalten von typischen kurzwelligen IR Strahlern für verschiedene Reflektortypen.
3 das axiale Abstrahlverhalten von typischen Carbon IR Strahlern für verschiedene Reflektortypen.
4 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
5 zeigt eine Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Um das Abstrahiverhalten von Reflektortypen bewerten zu können, wurde eine Vorrichtung genutzt, die mittels eines Thermopile-Sensors breitbandig die gesamte eintreffende Strahlungsleistung detektiert. Dieser Sensor wird in einem Kreis um die Strahlerachse herum geführt und so alle 5° ein Messwert aufgenommen. Die Messungen werden an Luft durchgeführt. Aus diesen Messungen kann zudem eine Reflektivität R des Reflektors im Betrieb berechnet werden, die definiert ist, als
wobei I_gesamt die gesamte abgegebene Intensität ist und I_Reflektor die von der Reflektorseite abgegebene Intensität, summiert über die jeweiligen Messungen; n_gesamt ist die Anzahl der gesamten Messungen und n_Reflektor die Anzahl der Messungen auf der Reflektorseite. I_Nutzseite ist die summierte Intensität und n_Nutzseite die Zahl der Messstellen auf der Nutzseite.
In der 1 ist das Messergebnis für einen handelsüblichen Halogen Rundrohrstrahler mit 180° Beschichtung des Rohres mit aufgesprühtem Al₂O₃ Pulver als IR Reflektor dargestellt. Die Reflektivität beträgt für diese Daten 32% und ist im Vakuum, wo das Al₂O₃ aufgrund fehlender konvektiver Kühlung heisser ist, noch geringer. Die Beschichtung ist im Bild oben angeordnet.
In der 2 sind für mechanisch stabilere Zwillingsrohrstrahler eine Reihe von Reflektortypen verglichen, wobei immer Wolfram als Heizfilament verwendet wurde.
Dabei geben die Linien jeweils das Messergebnis für unterschiedliche Reflektortypen wieder:

Linie 21: → ein Zwillingsrohr ohne Reflektor
Linie 22: → ein Edelstahl-Reflektor
Linie 23: → ein Aluminium-Reflektor
Linie 24: → einen erfindungsgemäßen Reflektor auf einem Zwillingsrohr
Linie 23: → einen erfindungsgemäßen Reflektor auf einem Zwillingsrohr und vor einem Aluminium-Reflektor.

Zwillingsrohr bezeichnet einen IR Strahler ohne Reflektor. Ein solcher Strahler wurde sodann vor einem neuwertigen Hochglanz Edelstahl Reflektor und neuwertigen Hochglanz Aluminium Reflektor vermessen, wobei dann nur jeweils über 180° vor dem Reflektor gemessen werden konnte. Weiter wurde eine Bestrahlungseinheit mit einem Strahler und mit einem Reflektor über 360°, sowie eine Bestrahlungseinheit mit einem Strahler und mit einem Reflektor vor einem neuwertigen Hochglanz Aluminium Reflektor vermessen. Alle Reflektorschichten sind im Bild oben angebracht zwischen 3 Uhr und 9 Uhr.
Als Reflektivitäten ergeben sich 50% für den reinen Edelstahl 22, 61% für Aluminium 23, 74% für für den Reflektor der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinheit 24 und 87% für den Reflektor und Aluminium der erfindungsgemäßen Bestrahlungeeinheit 25. Es wurde bei den 180° Messungen jeweils die I_gesamt aus der Messung ohne Reflektor verwendet. Die Reflektivitäten der metallischen Reflektoren fallen geringer als die theoretischen Werte aus, da ein erheblicher Anteil der Strahlung zurück auf den Strahler reflektiert wird.
In der 3 sind für mechanisch stabilere Zwillingsrohrstrahler eine Reihe von Reflektortypen verglichen, wobei Carbon als Heizfilament verwendet wurde.
Dabei geben die Linien jeweils das Messergebnis für unterschiedliche Reflektortypen wieder:

Linie 31: → ein Zwillingsrohr ohne Reflektor
Linie 32: → ein Edelstahl-Reflektor
Linie 33: → ein Aluminium-Reflektor
Linie 34: → einen erfindungsgemäßen Reflektor auf einem Zwillingsrohr
Linie 33: → einen erfindungsgemäßen Reflektor und Aluminium-Reflektor.

Zwillingsrohr bezeichnet einen IR Strahler ohne Reflektor. Ein solcher Strahler wurde sodann vor einem neuwertigen Hochglanz (Edelstahl) Reflektor und neuwertigen Hochglanz (Aluminium) Reflektor vermessen, wobei dann nur jeweils über 180° vor dem Reflektor gemessen werden konnte. Weiter wurde eine Bestrahlungseinheit mit einem Strahler und mit einem Reflektor über 360°, sowie eine Bestrahlungseinheit mit einem Strahler und mit einem Reflektor vor einem neuwertigen Hochglanz (Aluminium) Reflektor vermessen. Alle Reflektorschichten sind im Bild oben angebracht zwischen 3 Uhr und 9 Uhr.
Als Reflektivitäten ergeben sich 61% für den reinen Edelstahl 32, 63% für Aluminium 33, 64% für den Reflektor der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinheit 34 und 91% für den Reflektor und Aluminium der erfindungsgemäßen Bestrahlungeeinheit 35. Es wurde bei den 180° Messungen jeweils die I_gesamt aus der Messung ohne Reflektor verwendet. Die Reflektivitäten der metallischen Reflektoren fallen geringer als die theoretischen Werte aus, da ein erheblicher Anteil der Strahlung zurück auf den Strahler reflektiert wird.
Da die meisten Substrate eine Winkelabhängigkeit der Reflektivität aufweisen und diese für flache Winkel zunimmt, so stehen für eine effektive Aufheizung nur die in einem Winkelbereich von ca. 45° um die Normale zum Substrat eintreffenden Beiträge zur Verfügung. Aus diesem Grunde sind die Bestrahlungseinheit mit einem Strahler und mit einem Reflektor wie in der Erfindung beschrieben noch effektiver, da sie nicht nur eine deutlich höhere Effektivität aufweisen, wie neuwertige externe Reflektoren, sondern sogar noch die Strahlung vorrangig auf den prozessrelevanten Winkelbereich beschränken.
Anwendungsbeispiel 1
In der 4 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Querschnitt dargestellt. In einer Vakuumkammer 1 wird ein Substrat 2 mittels geeigneter Vorrichtungen 3 auf Rollen senkrecht zur Bildebene vorwärtstransportiert. Die Beladeschleuse, wie auch weitere Prozesskammern sind nicht abgebildet. Der Gasdruck innerhalb der Kammer 1 wird mittels geeigneter Pumpen 4 bei geschlossener Schleuse zur Atmosphäre geregelt. Die Bestrahlungseinheit mit einem Strahler 5 mit einer Reflektorschicht 6 sind oberhalb des Substrates 2 angeordnet. In der gesamten Wand der Kammer sind Kühlkanäle 7 eingebracht, die es erlauben, die Kammerwand auf einer konstanten Temperatur zu halten. Die Kammerinnenwände sind aus blankem, bevorzugt poliertem Metall (Aluminium oder Edelstahl) ausgeführt. Hierzu wird die fertige Kammer 1 abschließend von innen bearbeitet. Die so ausgestattete Kammer 1 ist extrem einfach in der Herstellung und sehr zugänglich, da nur weinige Komponenten in ihrem Inneren angeordnet sind. Zugleich weist sie eine sehr hohe Effizienz in der Aufheizung auf, da fast keine Strahlung primär die Kammerwand oder andere Einbauteile erreicht und erwärmt. Die Kammerwand behält ihre relativ hohe Reflektivität (je nach Material und Strahler > 65%), da sie gekühlt ist und so nicht anlaufen kann. Da außer dem Strahler 5 selber nahezu keine Massen in der Kammer 1 vorhanden sind, die aufgeheizt, oder abgekühlt werden müssen, ist die gesamte Apparatur thermisch sehr flink. Die Strahler bestehen fast ausschließlich aus Quarzglas, dass eine Masse von 2,2 g/cm³, bzw. dem erfindungsgemäßen Reflektor, der etwa eine Dichte von 1,75 g/cm³ aufweist. Typisch ab einer Materialstärke von 3 mm ist das Substrat 2 selbst thermisch der trägste Teil der Apparatur, dies ist so gewünscht.
Die 5 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der die Strahlungskühlung zwischen Strahler 5 und Kammer 1, sowie Substrat 2 optimiert wurde. Hierzu sind die beiden großen Flächen 9 zusätzlich mit einer durchsichtigen oder transluzenten Schicht 8 beschichtet worden, die ähnliche Absorptionseigenschaften zeigt, wie Quarzglas. Damit wird die Nutzstrahlung im Bereich zwischen 400 nm und 4000 nm im wesentlichen zurück in die Kammer 1 reflektiert, da die Schicht 8 die Strahlung auf die metallisch reflektierende Kammerwand durchlässt, zugleich wird jedoch die bei höheren Wellenlängen auftretende Strahlung effektiv von der Kammer über die Schicht 8 absorbiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1228668 A1 [0014]
- DE 102004002357 [0015]
- EP 1071310 A1 [0016]
- EP 1089949 B1 [0017, 0025]

Claims

Vorrichtung mit einer Kammer für die Bestrahlung zumindest eines Substrates umfassend – mindestens eine Schleuse zur Einführung und Entnahme des Substrates – ein Substrathalter innerhalb der Kammer – eine Vakuumpumpe – und zumindest eine Bestrahlungseinheit zur Bestrahlung des Substrates, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungseinheit zumindest einen Infrarotstrahler mit einem integrierten Reflektor umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor aus einem breitbandig im sichtbaren und infraroten transparenten, jedoch opak ausgeführtem Material ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Reflektors im nicht opakem Zustand im Wellenlängenbereich von 780 nm bis 2200 nm, bevorzugt von 400 nm bis 2700 nm und besonders bevorzugt von 400 nm bis 5000 nm transparent ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rückseite des Infrarotstrahlers eine Beschichtung aufgebracht ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine hohe Emissivität im fernen Infrarotbereich aufweist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung Quarzglas umfasst.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor als vakuumtauglicher Reflektor ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarotstrahler aus der Kammer entnehmbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer eine Wand aufweist, welche als Reflektor ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahler aus der Kammer entnehmbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teile der inneren Kammerwand mit einer durchsichtigen oder transluzenten Schicht versehen sind, die im fernen Infraroten oberhalb von 2200 nm, bevorzugt 2700 nm und besonders bevorzugt oberhalb von 5000 nm eine hohe Absorption aufweist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung der Kammerwand im Wesentlichen aus Glas, Quarzglas oder Al₂O₃ besteht.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat in der Kammer vor oder während der Bestrahlung automatisch bewegt werden kann.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotstrahler so angeordnet sind, dass eine möglichst homogene Verteilung der in das Substrat eindringenden und das Substrat erwärmenden Strahlung über die Fläche des Substrates erreicht wird.