中古ランプアニール炉（ランプ加熱炉）の在庫・価格

ランプアニール炉は、ハロゲンランプなどの赤外線ランプを熱源とし、その放射で試料を直接加熱する熱処理装置である。抵抗加熱炉が炉体全体を温めてから伝導・対流・再放射で試料に熱を伝えるのに対し、ランプ加熱では放射エネルギーが試料に直接吸収されるため、立ち上がりが速く、秒単位の短時間熱処理(RTA、RTP)を実現できる。研究用途では、反射面に金を用いた赤外線ゴールドイメージ炉と呼ばれる形式が広く使われている。
熱源の赤外線ランプは、石英ガラス管にタングステンフィラメントを封入した棒状ランプが一般的で、放射スペクトルのピークは1μm前後の近赤外域にある。エネルギー密度は一般的な抵抗発熱体の10〜15倍程度とされる。ランプの背後には、可視から赤外まで反射率の高い金をコーティングした精密曲面の反射鏡を置き、放射を試料へ集める。反射鏡を支える炉体はアルミニウム合金製で水冷されるため、運転時には冷却水設備が要る。
反射面の形状で加熱の性格が変わる。楕円反射面ではランプを一方の焦点に置き、もう一方の焦点に線状またはスポット状に光を集めるため、棒状試料や小片を高温まで急速に加熱できる。スポット集光型の中には1800℃級に達するものもある。放物反射面では平行光で広い面積を照らすため、板状試料や基板を均一に加熱するのに向く。卓上型の小型装置は、ランプユニットと石英管チャンバ、試料ホルダ、プログラム温度調節器を組み合わせた構成が多い。
性能の目安として、半導体向けRTP装置では昇温速度がおおむね50℃/s以上、条件によっては100〜400℃/s、降温速度は80〜150℃/s程度とされる。研究用の小型炉でも数十℃/sの昇温は一般的で、1000℃前後まで数秒〜十数秒で到達できる。チャンバ壁は低温に保たれるコールドウォール構造となるため、壁からの脱ガスや汚染が少なく、ランプを切れば熱容量の小さい試料はすぐ冷える。不活性ガスや還元ガスを流す、あるいは真空にするなど雰囲気を選べることも利点で、ガスの種類や流量で冷却速度も調整できる。
実務上の注意は温度計測と均一性にある。熱電対を試料に密着させる方式が基本だが、高速昇温では応答遅れや接触不良で実温度とずれやすい。放射温度計は非接触で応答も速い一方、試料の放射率に依存し、ランプ光の迷光が混じると誤差が出るため、波長選択や放射率の校正が欠かせない。透明な試料や光沢の強い金属は赤外線を吸収しにくいので、黒鉛やシリコンのサセプタを介して間接加熱することもある。試料の端部は放熱が大きく中央より低温になりやすいため、ランプ配置やゾーン制御で温度分布を補正する。ランプと反射面は消耗・劣化するので、反射面の汚れや出力の低下を定期的に点検したい。
用途は、半導体のイオン注入後の活性化アニール、シリサイド形成、酸化膜形成、化合物半導体の電極アニールといったウェーハプロセスが代表的である。研究開発では、薄膜の結晶化、金属の急速加熱・急冷試験、セラミックスや磁性材料、熱電材料、触媒の熱処理、熱サイクル試験など、短時間で精密な温度プロファイルを与えたい場面で幅広く使われている。