CN100380613C - 闪光辐射装置与光加热装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种即使被处理物具有大的被处理面，也可对该被处理物的表面进行高度均匀的加热的闪光辐射装置和采用该装置的光加热装置。所述闪光辐射装置，由分别连接于提供发光能量的主电容的平行排列的多个闪光放电灯构成，将这些闪光放电灯发出的闪光照射在被处理物上。与多个闪光放电灯对应的全部主电容的电容量基本上相同，使与设置在所述多个闪光放电灯排列两端的端部闪光放电灯对应的端部主电容的充电电压，高于与端部闪光放电灯以外的中央部分闪光放电灯对应的中央部分主电容的充电电压。光加热装置中，设有使闪光照射在该箱体内半导体晶片上的所述闪光辐射装置。
Description
技术领域
本发明涉及适合用作对例如半导体晶片进行热处理的加热源的闪光辐射装置，以及装有该种闪光辐射装置的光加热装置。
背景技术
近年来，例如，对半导体晶片进行热处理用作光加热装置，对作为被处理物的半导体晶片的表层部分必须在极短的时间内加热到预定的温度，所以探讨了装有闪光放电灯的闪光辐射装置作为其加热源的应用。
另一方面，作为半导体晶片，主要采用其直径为100～200mm者，另外，甚至采用其直径为300mm或更大者，但是，对于具有这样大的被处理面的半导体晶片，用一个闪光放电灯在短时间内高度均匀地升温至预定温度极其困难。
因此，为了实现采用闪光放电灯的光加热装置，可以采用这样的闪光辐射装置：作为加热源，可以根据半导体晶片的大小，把多个闪光放电灯等间隔地平行配置，并设有这些闪光放电灯共用的反光罩。
但是发现存在这样的问题：在装有这样的闪光辐射装置的光加热装置上，从各闪光放电灯发出的闪光以重叠的状态对被处理面进行照射，但实际上，由于照射在半导体晶片边缘部分的光的光强度，比照射在该半导体晶片中心部分的光的光强度小，结果不能把必要强度的闪光照射在被处理物的整个被处理面上，因而，无法以温度高度均匀的状态对被处理物的整个被处理面进行加热。
解决这种问题的办法之一是，进一步增加闪光辐射装置用的闪光放电灯的个数，但是，随着闪光辐射装置用的闪光放电灯个数增加，装置本身的体积会增大，结果，由于光加热装置体积庞大而变得不实用。
发明内容
本发明旨在解决以上的问题，其目的是提供一种闪光辐射装置和采用该装置的光加热装置，即使被处理物具有大的被处理面，它也能以比较少的闪光放电灯对被处理物的表面进行高度均匀的加热。
本发明的闪光辐射装置，是由分别连接在提供发光能量用的主电容的多个闪光放电灯平行排列、使这些闪光放电灯发出的闪光照射在被处理物上的闪光辐射装置；其特征在于：
与所述多个闪光放电灯对应的全部主电容的电容量基本上相同，
使与设置在所述多个闪光放电灯的排列两端的端部闪光放电灯对应的端部主电容的充电电压，比与端部闪光放电灯以外的中央部分的闪光放电灯对应的中央部分主电容的充电电压高。
本发明的闪光辐射装置，最好装有向中央部分主电容供电的第一直流电源和充电电压比该第一直流电源高的、向端部主电容供应电力的第二直流电源。
本发明的闪光辐射装置，跟向中央部分主电容和端部主电容供电的直流电源和中央部分主电容相连接。
本发明的闪光辐射装置最好设有充电时间控制装置，它通过把中央部分主电容的充电时间控制得比端部主电容的充电时间短，使中央部分主电容的充电电压低于端部主电容的充电电压。
本发明的闪光辐射装置，最好设有放电控制装置，通过控制中央部分各个主电容，释放中央部分主电容所积蓄的电荷，使中央部分主电容的充电电压低于端部主电容的充电电压。
本发明的光加热装置的特征在于设有：放置被处理物即半导体晶片的箱体，以及让闪光照射在该箱体内的半导体晶片上的权利要求1至权利要求4中任一项所述的闪光辐射装置。
依据本发明在闪光辐射装置，由于与各多个闪光放电灯对应的全部主电容的电容量基本上相同，使与端部闪光放电灯对应的主电容的充电电压高于中央部分主电容中任何一个的充电电压，同时被驱动的各端部闪光放电灯发出闪光的波形的半振幅脉冲宽度与各中央部分闪光放电灯发射的闪光波形的半振幅脉冲宽度一致，而且在从各端部闪光放电灯发出闪光的波形中到达发光能量峰值的时间(以下称作“峰值到达时间”)和从各中央部分闪光放电灯发出的闪光波形中的峰值到达时间没有偏差，使得该端部闪光放电灯的闪光能量大于中央部分闪光放电灯的闪光的发光能量，即可使照射在被处理面边缘部分的光的光强度与照射在该被处理面中央部分的光的光强度达到同样程度的大小。
因此，即使被处理物具有大的被处理面，也可以用较少个数的闪光放电灯高度均匀地加热被处理物的表面。
附图说明
图1是表示一例本发明的光加热装置结构的说明图；
图2是表示控制图1的光加热装置中各闪光放电灯动作的闪光放电灯点灯电路的具体示例的说明图；
图3是表示另一例控制本发明光加热装置中各闪光放电灯动作的闪光放电灯点灯电路的说明图；
图4是表示又一例控制本发明光加热装置中各闪光放电灯动作的闪光放电灯点灯电路的说明图；
图5是表示与实验例1相关的闪光波形的说明图；
图6是表示与实验例2相关的实验用光加热装置的闪光辐射装置发出光的波形的说明图；
图7是表示用与实验例2相关的实验用光加热装置加热的半导体晶片表面温度变化的说明图。
图8是半导体晶片表面及半导体晶片边缘部分在断面方向的照度分布图。
【符号说明】
10光加热装置
11箱体
11A气氛气体入口
11B半导体晶片出入口
12支承台
13第一石英窗
14第二石英窗
20闪光辐射装置
22闪光放电灯
22A端部闪光放电灯
22B中央部分闪光放电灯
23反光罩
25闪光放电灯点灯电路
28触发电极
30预热装置
32卤素灯
33反光罩
35卤素灯点灯电路
41触发电路
42开关
44变压器
44A二次线圈
44B一次线圈
45触发用电容
47A端部主电容
47B中央部分主电容
48波形整形用的线圈
49A第二直流电源
49B第一直流电源
51闪光放电灯点灯电路
52直流电源
53控制电路
54闪光放电灯点灯电路
56放电电阻
57控制器
58电压检测器
W半导体晶片
具体实施方式
以下详细说明本发明的实施例。
(第一实施例)
图1是表示一例本发明的光加热装置结构的说明图；
该光加热装置10设有石英玻璃制的箱体11，用以加热作为被处理物的半导体晶片(图1中用W表示)，具有气氛气体入口11A和半导体晶片出入口11B；配置在该箱体11内用以支承半导体晶片的支承台12，12；以及设置在箱体11的顶面(图1的上面)由石英平板制成的第一石英窗13和设置在箱体11底面(图1的下面)由石英平板制成的第二石英窗14。
而且，在箱体11的第二石英窗14的下方(图1的下方)设置预热装置30，另外，在箱体11第一石英窗13的上方(图1上方)设置后述的闪光辐射装置20作为加热源。
此例中，预热装置30设有沿着第二石英窗12等间隔平行排列的多个(在本例中是9个)棒状卤素灯32和这些卤素灯共用的反光罩33，并具有控制各卤素灯32的动作用的卤素灯点灯电路35。
采用这样的光加热装置10，例如，预先使与预热装置30对应的卤素灯32一齐全部处于点灯状态，预热至不使半导体晶片例如掺入的杂质发生热扩散的预定温度之后，立即在使多个卤素灯全部关闭的同时，使闪光辐射装置20动作，发出闪光，以此进行热处理。
闪光辐射装置20设有沿着第一石英窗13等间隔平行排列的多个(在本例中是21个)棒状闪光放电灯22和这些闪光放电灯22共用的反光罩23，并具有控制各闪光放电灯22动作用的闪光放电灯点灯电路25。
闪光放电灯22，例如可以是封入了氙气、两端封闭、内部划分出放电空间的直管型石英玻璃制放电容器和在放电空间内相向配置的阳极和阴极的放电灯，在放电容器外面沿管轴方向延伸地设置的触发电极28。
图2是表示闪光放电灯点灯电路的具体示例的说明图。
闪光辐射装置20具有如下结构：闪光放电灯点灯电路25装有多个通过多个(该图的示例中为4个)闪光放电灯22(参见图1)的各触电极28连接到共用的触发电路41的闪光辐射单元，各闪光辐射单元的触发电路41由构成共同驱动信号发生器的开关42驱动。
这里，在触发电路41中，设有由连接到闪光放电灯22触发电极28的二次线圈44A和连接到触发用电容45的一次线圈44B构成的变压器44，另外，还设有根据照射指令信号进行动作，起驱动信号发生器作用的开关42。
在这种情况下，开关42是共用的，故可同时对各触发电路41发出驱动信号。
构成闪光辐射装置20的闪光放电灯22，与各自相关的提供发光能量的主电容并联，在连接该闪光放电灯22和主电容的各电流通路上连接波形整形用的线圈48。
这样，分别设置在多个闪光放电灯的平行排列两端的单个或多个端部闪光放电灯(在图2中用22A表示)相应的端部主电容47A，连接到向该端部主电容47A供电用的共用的第二直流电源49A，与分别设置在两端的端部闪光放电灯22A以外的中央部分闪光放电灯(图2中用22B表示)对应的中央部分主电容47B，分别连接到向中央部分主电容47B供电的共用的第一直流电源49B。
在图2的示例中，设置在多个闪光放电灯的排列两端的各1个总共2个端部闪光放电灯22A以外的闪光放电灯，均为中央部分闪光放电灯22B，对应于端部闪光放电灯22A的两个端部主电容47A以外的主电容，均为中央部分主电容47B。
所谓端部主电容47A和中央部分主电容47B(以下还简称“主电容”)，例如可以采用充放电用薄膜电容器。
作为构成闪光辐射装置20的主电容，必须采用其电容量基本上相同者。
具体地说，为了使全部主电容的电容量基本上相同，作为主电容最好采用同一制造过程制造的额定值相同者。在这种情况下，电容量的偏差可以在±1％的范围内保持一致。
由于全部主电容的电容量基本上相同，所以从构成闪光辐射装置20的各闪光放电灯22发出的闪光，其波形半振幅脉冲宽度也就一致，而且各个闪光放电灯发出的闪光的峰值到达时间也就一致，以此即可使作为被处理物的半导体晶片的整个被处理面上的升温状态均匀。
于是，从充电电压比第一直流电源49B高的第二直流电源49A供电的端部主电容47A的充电电压，高于从第二直流电源49B供电的中央部分主电容47B的充电电压。
具体地说，端部主电容47A的充电电压，可以是中央部分主电容47B充电电压的1.05～1.5倍。
通过使端部主电容47A的充电电压高于中央部分主电容47B的充电电压，端部闪光放电灯22A发出的闪光的发光能量便大于中央部分闪光放电灯22B发出的闪光的发光能量。
在这样构成的闪光辐射装置20中，一旦收到照射指令信号，开关42便闭合而导通，结果发出驱动信号，预先贮存在触发用电容中的电荷放电，使变压器44的二次线圈44A中发生触发用的高电压，该触发高电压加在触发电极28上，驱动各闪光放电灯22。
这样，根据从驱动信号发生器发出的驱动信号，同时驱动多个闪光放电灯22，使之一齐处于点灯状态，各个闪光放电灯22发出的闪光以叠加状态对半导体晶片的表面(被处理面)进行照射。
依据这样的光加热装置10，用设有与被处理物即半导体晶片的大小相应的闪光放电灯22的闪光辐射装置20作为加热源，这个闪光辐射装置20的多个闪光放电灯22所对应的全部主电容的电容量基本上相同，多个闪光放电灯22中端部闪光放电灯22A所对应的端部主电容47A的充电电压比中央部分主电容47B中任何一个的充电电压都高，所以被同时驱动的端部闪光放电灯22A各自发出的闪光的波形的半振幅脉冲宽度和中央部分闪光放电灯22B各自的闪光的波形的半振幅脉冲宽度一致，而且端部闪光放电灯22A各自发出的闪光的波形的峰值到达时间和中央部分闪光放电灯22B各自发出的闪光波形中的峰值到达时间不发生偏移，从而，该端部闪光放电灯22A的闪光的发光能量比中央部分闪光放电灯22B的闪光的发光能量大。
其结果是，由于能够使照射在位于紧接在端部闪光放电灯22A下面附近的半导体晶片边缘部分的光的强度，与照射在位于紧接在中央部分闪光放电灯22B下面附近的半导体晶片中央部分的光的强度基本相同，所以即使半导体晶片具有大的被处理面，也可用较少个数的闪光放电灯高度均匀地对半导体晶片进行加热。
实际上，例如，闪光辐射装置20采用装有各以12.7mm的间隔平行排列的外径10.5mm、内径8.5mm的放电容器、电极间距离为280mm的21个闪光放电灯，21个闪光放电灯中两端各配置3个总共6个闪光放电灯作为端部闪光放电灯22A，使与这些端部闪光放电灯22A对应的端部主电容47A的充电电压为中央部分主电容47B充电电压的1.2倍；采用具有以上结构的闪光辐射装置20作为加热源的光加热装置10，即使半导体晶片有例如直径200mm那样大的被处理面，也可以高度均匀地对半导体晶片的表面进行加热，可靠地进行热处理。
(第二实施例)
图3是表示另一例控制本发明光加热装置中各闪光放电灯动作的闪光放电灯点灯电路的说明图。
这种闪光辐射装置采用这样的闪光放电灯点灯电路51：作为闪光放电灯的点灯电路，装有由控制电路53构成的充电时间控制机构，把中央部分主电容47B的充电时间控制得比端部主电容47A的充电时间短，以此使中央部分主电容47B的充电电压低于端部主电容47A的充电电压，除此以外，该装置与第一实施例的闪光辐射装置的结构相同。
在闪光放电灯点灯电路51中，构成充电时间控制机构的控制电路53连接至向构成闪光辐射装置的全部主电容(端部主电容47A和中央部分主电容47B)供电用的共用直流电源52和中央部分主电容47B。
在图3的示例中，在等间隔的多个闪光放电灯的平行排列的两端各设置1个共计2个端部闪光放电灯22A，其余的闪光放电灯均为中央部分闪光放电灯22B，端部闪光放电灯22A对应于2个端部主电容47A，其余的主电容均为中央部分主电容47B。
在这样构成的闪光辐射装置中，端部主电容47A和中央部分主电容47B都连接到共用的直流电源52，全部这些主电容的电容量基本上相同，但是，中央部分主电容47B通过充电时间控制机构连接到直流电源52，故可用该充电时间控制机构把中央部分主电容47B的充电时间控制得比端部主电容47A的充电时间短。以此，可使端部主电容47A的充电电压高于中央部分主电容47B的充电电压。
于是，照射在被处理面边缘部分的光的光强度可以达到与照射在被处理面中央部分的光的强度相同的程度。这样，即使被处理物具有大的被处理面，也可用较少个数的闪光放电灯高度均匀地对被处理物的表面进行加热。
(第三实施例)
图4是表示又一例控制本发明的光加热装置中各闪光放电灯动作的闪光放电灯点灯电路的说明图。
这种闪光辐射装置采用这样的闪光放电灯点灯电路54：作为闪光放电灯的点灯电路，在中央部分各主电容47B上设有放电控制机构，通过释放积蓄在中央部分各主电容47B的电荷，使中央部分主电容47B的充电电压低于端部主电容47A的充电电压；除此以外，本装置与第一实施例的闪光辐射装置的结构相同。
在闪光放电灯点灯电路54中，放电控制机构由分别与中央部分各主电容47B并联的放电电阻56和与该放电电阻56串联的电压检测器58构成。
在图4中，52是向构成闪光辐射装置的全部主电容(端部主电容47A和中央部分主电容47B)供电的共用直流电源，而57是控制电压检测器58动作的多个电压检测器58共用的控制器。
在图4的示例中，在等间隔的多个闪光放电灯的平行排列的两端各设置1个共计2个端部闪光放电灯22A，其余闪光放电灯均为中央部分闪光放电灯22B，端部闪光放电灯22A对应于2个端部主电容47A，其余的主电容均为中央部分主电容47B。
在这样构成的闪光辐射装置中，端部主电容47A和中央部分主电容47B都连接到共用的直流电源52上，全部这些主电容的电容量基本上相同，但是，由于各中央部分主电容47B连接到放电控制机构，故可用这个放电控制机构释放积蓄在中央部分主电容47B的电荷。因此，可使端部主电容47A的充电电压高于中央部分主电容47B的充电电压。
于是，照射在被处理面边缘部分的光的光强度可以达到与照射在被处理面中央部分的光的光强度同样大小，这样，即使被处理物具有大的被处理面，也能用较少个数的闪光放电灯高度均匀地对被处理物的表面进行加热。
尽管以上具体地说明了本发明的实施例，但是本发明并不限于上述示例，而可以有种种改变。
例如，平行排列的多个闪光放电灯中两端的闪光放电灯的个数可以根据被处理物中被处理面的大小适当设定。
这里，在多个闪光放电灯的平行排列的两端各设置多个端部闪光放电灯的场合，两端设置的端部闪光放电灯的个数最好相同。
以上就适用于以半导体晶片作为被处理物进行热处理的光加热装置的情况对本发明的闪光辐射装置进行了说明，但该种闪光辐射装置不限于此。
以下就确认本发明的功效而进行的实验作一说明。
<实验例1>
采用具有外径10.5mm、内径8.5mm的放电容器的、电极间距离为280mm的、由设置在放电容器外面的外径1.0mm的镍丝组成的触发电极的闪光放电灯，如下表1所示，以点灯条件(a)为基准，以主电容充电电压增大的情况作为点灯条件(b)，另外，以主电容的电容量增大的情况作为点灯条件(c)，用电流值测定各点灯条件下发出的闪光的波形。结果如图5所示。
图5中，点灯条件(a)的结果示于曲线(a)，点灯条件(b)的结果示于曲线(b)，点灯条件(c)的结果示于曲线(c)。
表1
| 主电容的电容量(μF) | 主电容的充电电压(V) | |
| 点灯条件(a) | 1200 | 2500 |
| 点灯条件(b) | 1200 | 3000 |
| 点灯条件(c) | 1680 | 2500 |
从以上结果可以确认，增大闪光放电灯的发光能量的手段有两个：(1)增大主电容的电容量，(2)提高主电容的充电电压，但在提高主电容的充电电压的场合，可在所得闪光的波形的半振幅脉冲宽度没有变化、且峰值到达时间没有大的偏移的方式下，使发光能量增大。
另一方面，在增大主电容电容量的情况下，发光能量增大了，但闪光放电灯发出的闪光波形的半振幅脉冲宽度增大，而且峰值到达时延长。
从而确认，为了增大闪光放电灯的发光能量，提高主电容充电电压是一种有效手段。
<实验例2>
按照图1所示的结构，用图2所示的闪光放电灯点灯电路，制成实验用的光加热装置，该装置用装有构成多个闪光放电单元的21个闪光放电灯的闪光辐射装置作为加热源。
在该实验用光加热装置的闪光辐射装置内，采用间隔为12.7mm排列的、备有外径10.5mm、内径8.5mm的放电容器的、电极间距离为200mm的、在放电容器外面设置由外径1.0mm的镍丝组成的触发电极的同一批次制造的21个闪光放电灯，并且，作为主电容，也采用同一批次制造的电容器。
在实验用的光加热装置中，如下表2所示，以点灯条件(1)为基准，在21个闪光放电灯的排列的两端各配置3个总共6个闪光放电灯(以下，在该实验中亦称“端部6个闪光放电灯”)对应的主电容的充电电压提高1.2倍的情况示例作为点灯条件(2)，端部6个闪光放电灯对应的主电容的电容量提高1.4倍后的状态作为点灯条件(3)，端部6个闪光放电灯对应的主电容的电容量提高1.67倍后的状态作为点灯条件(4)，测得表2所示的对直径200mm的半导体晶片部分地照射的光的波形。结果示于图6。
图6中，点灯条件(1)的结果用曲线(1)表示，点灯条件(2)的结果用曲线(2)表示，点灯条件(3)的结果用曲线(3)表示，点灯条件(4)的结果用曲线(4)表示。
表2
| 主电容的容量(μF) | 主电容充电电压(V) | 测定部分 | |
| 点灯条件(1) | 1200 | 2500 | 中央部分 |
| 点灯条件(2) | 1200 | 3000 | 边缘部分 |
| 点灯条件(3) | 1680 | 2500 | 边缘部分 |
| 点灯条件(4) | 2004 | 2500 | 边缘部分 |
在表2中，所谓边缘部分是指径向距离半导体晶片中央部分100mm的部分。
另外，在各个点灯条件(1)～(4)下，对测定光波形的半导体晶片上部分表面的温度变化进行测定，结果示于图7。
在图7中，与点灯条件(1)相关的曲线和与点灯条件(2)相关的曲线完全吻合。
从以上结果可以确认，如图6所示，可以通过提高端部6个闪光放电灯相应的主电容的充电电压，使照射在半导体晶片边缘部分的光波形，与基准点灯条件下照射在半导体晶片中央部分的光波形大体相同。
另外，如图7所示，可以确认，通过提高端部6个闪光放电灯相应的主电容的充电电压，可以使半导体晶片边缘部分表面温度的变化状态，与基准状态下半导体晶片中央部分表面温度的变化状态大体相同。
以下就本发明的具体实施例进行了说明，但本发不限于此。
<实例1>
按照图1所示的结构，用图2所示形式的闪光放电灯点灯电路，制成光加热装置，该装置用装有构成多个闪光放电单元的21个闪光放电灯的闪光辐射装置作为加热源。
在该光加热装置中，闪光辐射装置内，采用同一批次的21个闪光放电灯，后者以12.7mm的间距排列，装有外径10.5mm，内径8.5mm的放电容器，电极间距为280mm，具有配置在放电容器外面的由外径1.0mm的镍丝制成的触发电极，并且，主电容采用同一批次制造的电容器。
而且，在这样结构的光加热装置中，在21个闪光放电灯的排列的两端各配置2个合计4个闪光放电灯，作为端部闪光放电灯，与这些端部闪光放电灯对应的端部主电容的充电电压为2750V，电容量为1200μF，中央部分主电容的充电电压为2500V，电容量为1200μF，以此为点灯条件，测定直径200mm的半导体晶片表面和半导体晶片边缘部分的照度分布。结果示于图8曲线(a)。
此外，测定了照射在半导体晶片中央部分的光的光强度和照射在半导体晶片径向距离中央部分起100mm的边缘部分的光的强度，由此得出半导体晶片边缘部分上的光强度对中央部分的光强度之比。结果示于表3。
<实例2>
在实例1的光加热装置上，端部闪光放电灯对应的端部主电容的充电电压为3000V，除此以外与实例1相同，用本例的方法测定半导体晶片表面和半导体晶片边缘部分的照度分布。结果如图8曲线(b)所示。
并且，用与实例1相同的方法，得出了半导体晶片边缘部分对中央部分的光强度比。结果如表3所示。
<实例3>
在实例1的光加热装置上，在21个闪光放电灯的排列的两端各配置3个合计6个闪光放电灯，作为端部闪光放电灯，用除此以外与实施例1相同的方法，测定半导体晶片表面和半导体晶片边缘部分的照度分布。结果示于图8曲线(c)。
并且，用与实施例1相同的方法得出半导体晶片边缘部分对中央部分的光强度比，结果示于表3。
<实例4>
在实例1的光加热装置上，在21个闪光放电灯的排列的两端各配置3个合计6个闪光放电灯，作为端部闪光放电灯，端部闪光放电灯对应的端部主电容的充电电压为3000V，用除此以外与实施例1相同的方法，测定半导体晶片表面和半导体晶片边缘部分的照度分布。结果示于图8曲线(d)。
另外，用与实例1相同的方法，得出半导体晶片边缘部分对中央部分的光强度比。结果示于表3。
<比较例1>
在实例1的光加热装置上，21个闪光放电灯对应的全部主电容的充电电压为2500V，用除此以外与实施例1相同的方法，测定半导体晶片表面和半导体晶片边缘部分的照度分布。结果示于图8曲线(e)。
另外，用与实施例1相同的方法，得出半导体晶片边缘部分对中央部分的光强度比。结果示于表3。
表3
| 光强度比 | |
| 实施例1 | 0.927 |
| 实施例2 | 0.961 |
| 实施例3 | 0.947 |
| 实施例4 | 0.999 |
| 比较例1 | 0.893 |
从以上结果确认，采用实例1～4相关的光加热装置，和与比较例1相关的光加热装置相比，可以对作为被处理物的半导体晶片表面进行高度均匀的加热。
[发明的效果]
采用本发明的闪光辐射装置，多个闪光放电灯各自对应的全部主电容的电容量基本上相同，由于端部闪光放电灯对应的主电容的充电电压高于中央部分主电容中任何一个的充电电压，所以同时驱动的端部闪光放电灯各自发出的闪光的波形半振幅脉冲宽度，便与中央部分闪光放电灯各自发出的闪光的波形半振幅脉冲宽度一致，而且端部闪光放电灯各自发出的闪光波形到达发光能量峰值的时间(峰值到达时间)，与中央部分闪光放电灯各自闪光的波形中的峰值到达时间并无偏移，由于这些端部闪光放电灯的闪光的发光能量大于中央部分闪光放电灯的闪光的发光能量，所以照射在被处理面边缘部分的光的光强度可以达到与照射在中央部分的光的光强度相同的大小。
因而，即使被处理物具有大的被处理面，也可以用较少个数的闪光放电灯，对被处理物的表面进行高度均匀的加热。
依据本发明的光加热装置，由于采用上述闪光辐射装置作为加热源，即使被处理物具有大的被处理面，对该被处理物的表面也可以进行高度均匀的加热。
Claims (5)
1.一种闪光辐射装置，由分别连接于提供发光能量的主电容的平行排列的多个闪光放电灯构成，它将这些闪光放电灯发出的闪光照射在被处理物上，其特征在于：
设有与所述多个闪光放电灯分别对应的主电容，
全部主电容的电容量相同，
使与设置在所述多个闪光放电灯的两端的端部闪光放电灯对应的端部主电容的充电电压，高于与端部闪光放电灯以外的中央部分闪光放电灯对应的中央部分主电容的充电电压。
2.如权利要求1所述的闪光辐射装置，其特征在于：
装有向中央部分主电容供电的第一直流电源，以及具有比该第一直流电源高的充电电压的、向端部主电容供电的第二直流电源。
3.如权利要求1所述的闪光辐射装置，其特征在于：
设有向中央部分主电容和端部主电容供电的直流电源，以及与中央部分主电容相连接的充电时间控制装置，
所述充电时间控制装置，通过把中央部分主电容的充电时间控制得比端部主电容的充电时间短，把中央部分主电容的充电电压控制成低于端部主电容的充电电压。
4.如权利要求1所述的闪光辐射装置，其特征在于：
为各中央部分主电容设有放电控制装置，通过释放中央部分主电容中积蓄的电荷，把中央部分主电容的充电电压控制成低于端部主电容的充电电压。
5.一种光加热装置，其特征在于：设有放置被处理物即半导体晶片的箱体，以及将闪光照射在该箱体内半导体晶片上的如权利要求1至权利要求4中任一项所述的闪光辐射装置。
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Families Citing this family (22)
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|---|---|---|---|---|
| US6998580B2 (en) * | 2002-03-28 | 2006-02-14 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Thermal processing apparatus and thermal processing method |
| DE10393962B4 (de) * | 2002-12-20 | 2019-03-14 | Mattson Technology Inc. | Verfahren und Vorrichtung zum Stützen eines Werkstücks und zur Wärmebehandlung des Werkstücks |
| JP2005093858A (ja) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 熱処理装置 |
| JP4650608B2 (ja) * | 2004-05-18 | 2011-03-16 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法 |
| JP5294862B2 (ja) | 2005-09-14 | 2013-09-18 | マトソン テクノロジー、インコーポレイテッド | 繰返し可能な熱処理方法および機器 |
| JP2007266351A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 熱処理装置 |
| JP2008016545A (ja) * | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Tokyo Electron Ltd | アニール装置およびアニール方法 |
| JP5214153B2 (ja) | 2007-02-09 | 2013-06-19 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 熱処理装置 |
| WO2008131513A1 (en) * | 2007-05-01 | 2008-11-06 | Mattson Technology Canada, Inc. | Irradiance pulse heat-treating methods and apparatus |
| JP5718809B2 (ja) | 2008-05-16 | 2015-05-13 | マトソン テクノロジー、インコーポレイテッド | 加工品の破壊を防止する方法および装置 |
| JP4687929B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2011-05-25 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法 |
| JP5559656B2 (ja) * | 2010-10-14 | 2014-07-23 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 熱処理装置および熱処理方法 |
| KR101733179B1 (ko) | 2010-10-15 | 2017-05-08 | 맛선 테크놀러지, 인코포레이티드 | 워크피스를 노출할 조사 펄스의 형상을 결정하는 방법, 장치 및 매체 |
| FR2981346B1 (fr) * | 2011-10-18 | 2014-01-24 | Saint Gobain | Procede de traitement thermique de couches d'argent |
| CN103088415B (zh) * | 2011-11-03 | 2015-12-02 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 改善灯加热腔体内温度均匀性的方法 |
| US9449825B2 (en) * | 2012-02-03 | 2016-09-20 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Heat treatment apparatus for heating substrate by irradiation with flashes of light, and heat treatment method |
| JP6184697B2 (ja) * | 2013-01-24 | 2017-08-23 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 熱処理装置および熱処理方法 |
| CN104680897B (zh) * | 2015-01-15 | 2017-03-15 | 四川大学 | 定性观察光热转换的装置 |
| JP6473659B2 (ja) * | 2015-05-13 | 2019-02-20 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 熱処理方法および熱処理装置 |
| JP7287163B2 (ja) * | 2019-07-22 | 2023-06-06 | ウシオ電機株式会社 | 閃光放電ランプの制御方法及び閃光加熱装置 |
| JP7501177B2 (ja) * | 2020-07-10 | 2024-06-18 | ウシオ電機株式会社 | 光加熱装置及び加熱処理方法 |
| US20220322492A1 (en) * | 2021-04-06 | 2022-10-06 | Applied Materials, Inc. | Epitaxial deposition chamber |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04288820A (ja) * | 1991-03-06 | 1992-10-13 | Mitsubishi Electric Corp | ランプ加熱装置 |
| US5228206A (en) * | 1992-01-15 | 1993-07-20 | Submicron Systems, Inc. | Cluster tool dry cleaning system |
| CN1177830A (zh) * | 1996-09-23 | 1998-04-01 | 三星电子株式会社 | 半导体晶片热处理设备 |
| JPH10270807A (ja) * | 1997-03-27 | 1998-10-09 | Shinichiro Uekusa | 発光素子用半導体及びその製造方法 |
| JPH10321547A (ja) * | 1997-05-22 | 1998-12-04 | Kokusai Electric Co Ltd | 熱処理装置 |
| CN1202725A (zh) * | 1997-06-12 | 1998-12-23 | 日本电气株式会社 | 灯退火装置及灯退火方法 |
| CN1230770A (zh) * | 1998-04-02 | 1999-10-06 | 日本电气株式会社 | 半导体晶片退火用的灯管退火炉及方法 |
| US6167194A (en) * | 1998-08-07 | 2000-12-26 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Guard ring of a heating device of the light irradiation type |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3862397A (en) * | 1972-03-24 | 1975-01-21 | Applied Materials Tech | Cool wall radiantly heated reactor |
| US4041278A (en) * | 1975-05-19 | 1977-08-09 | General Electric Company | Heating apparatus for temperature gradient zone melting |
| US4433232A (en) * | 1981-05-29 | 1984-02-21 | Hitachi Heating Appliances Co., Ltd. | Heating apparatus |
| JPS5959876A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-05 | Ushio Inc | 光照射炉の運転方法 |
| JPS59193024A (ja) * | 1983-03-29 | 1984-11-01 | Ushio Inc | 閃光照射装置 |
| US4649261A (en) * | 1984-02-28 | 1987-03-10 | Tamarack Scientific Co., Inc. | Apparatus for heating semiconductor wafers in order to achieve annealing, silicide formation, reflow of glass passivation layers, etc. |
| US4698486A (en) * | 1984-02-28 | 1987-10-06 | Tamarack Scientific Co., Inc. | Method of heating semiconductor wafers in order to achieve annealing, silicide formation, reflow of glass passivation layers, etc. |
| US4859832A (en) * | 1986-09-08 | 1989-08-22 | Nikon Corporation | Light radiation apparatus |
| JPH0961745A (ja) | 1995-08-28 | 1997-03-07 | Asahi Optical Co Ltd | 光学式読取装置 |
| JP4299959B2 (ja) | 2000-08-14 | 2009-07-22 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
| US6476910B1 (en) | 2000-08-29 | 2002-11-05 | The Regents Of The University Of California | Light scattering apparatus and method for determining radiation exposure to plastic detectors |
| US7534977B2 (en) * | 2000-12-28 | 2009-05-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Heat treatment apparatus and method of manufacturing a semiconductor device |
| JP2003197556A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-07-11 | Ushio Inc | 光加熱装置 |
-
2001
- 2001-12-25 JP JP2001391406A patent/JP4029613B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-11-06 TW TW091132709A patent/TWI231948B/zh not_active IP Right Cessation
- 2002-12-23 US US10/326,144 patent/US6798142B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-12-24 KR KR1020020083327A patent/KR100618027B1/ko active IP Right Grant
- 2002-12-25 CN CNB021596328A patent/CN100380613C/zh not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04288820A (ja) * | 1991-03-06 | 1992-10-13 | Mitsubishi Electric Corp | ランプ加熱装置 |
| US5228206A (en) * | 1992-01-15 | 1993-07-20 | Submicron Systems, Inc. | Cluster tool dry cleaning system |
| CN1177830A (zh) * | 1996-09-23 | 1998-04-01 | 三星电子株式会社 | 半导体晶片热处理设备 |
| JPH10270807A (ja) * | 1997-03-27 | 1998-10-09 | Shinichiro Uekusa | 発光素子用半導体及びその製造方法 |
| JPH10321547A (ja) * | 1997-05-22 | 1998-12-04 | Kokusai Electric Co Ltd | 熱処理装置 |
| CN1202725A (zh) * | 1997-06-12 | 1998-12-23 | 日本电气株式会社 | 灯退火装置及灯退火方法 |
| CN1230770A (zh) * | 1998-04-02 | 1999-10-06 | 日本电气株式会社 | 半导体晶片退火用的灯管退火炉及方法 |
| US6167194A (en) * | 1998-08-07 | 2000-12-26 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Guard ring of a heating device of the light irradiation type |
Also Published As
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