JP4419377B2 - フラッシュランプ光照射装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体基板への光照射を行うフラッシュランプ光照射装置に係わり、更に詳しくは、極めて短時間で半導体基板の活性化等の処理を行うフラッシュランプ光照射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トランジスタの製造工程においては種々の熱処理が行われており、その中でも、浅い拡散層であるｐｎ接合の形成プロセスは重要な熱処理工程といわれる。ｐｎ接合を形成する場合、イオン注入によってシリコン基板中に不純物を導入し、続いて熱処理によって注入された不純物の活性化処理を行うが、かつては、活性化処理に拡散炉を使用する時代もあったが、近年ではハロゲンランプを用いて急速加熱処理が行われるようになってきた。しかし、より近年では一層の高集積化の進展により、ｐｎ接合深さは２０ｎｍオーダーが求められるようになり、最早ハロゲンランプによる急速加熱では薄い拡散層を制御することは困難となってきた。
【０００３】
特開２００２−１９８３２２号公報には、半導体の熱処理方法に関し、高エネルギーを有し、瞬時加熱が可能なフラッシュランプを使用する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１９８３２２号公報（第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年は、シリコン基板の径は１２インチが主流となり、光照射技術において大面積を均一に加熱することが要求されるようになってきた。不均一な加熱はウエーハ面内の不均一な温度分布となり、ウエーハ面内の温度分布が不均一になるとウエーハに結晶欠陥を生じ、半導体素子の性能、歩留まりに大きく影響を及ぼすと言われている。
【０００６】
図１１は、上記公報に開示された熱処理装置に類似する試作されたフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
この装置は、投入エネルギーが約５ｋＪで管径が１３．５ｍｍのキセノンフラッシュランプを１．７ｍｍの間隔（ピッチ間隔１５．２ｍｍ）を置いて３０本平面状に並列配置したもので、これらのフラッシュランプの中心から上部に２６ｍｍ離間させた位置に平面ミラーとして鏡面仕上げしたアルミニウム板を配置し、石英からなる照射窓、チャンバー窓を介してフラッシュランプの中心の下方４１．５ｍｍの位置に基板ステージを設けている。
【０００７】
図１２は、上記のフラッシュランプ光照射装置において、フラッシュランプを一斉に点灯した際のサーモパイル方式のパワーメータで測定した被照射面上の放射照度分布（以下、照度分布と略す。）の一部を示すものである。
同図に示すように、１５．２ｍｍのピッチ間隔で、フラッシュランプ直下では高照度となり、フラッシュランプ間の間隙では低照度となる等間隔で強弱を有する照度分布となる。かかる強弱のある不均一な照度分布は、ウエーハ面上において高低のある温度分布となって現れ、これは、前述したように熱処理後の半導体素子の性能に悪影響を及ぼす。
【０００８】
図１３は、上記フラッシュランプ光照射装置において、３０本のフラッシュランプを並列配置した状態で、中心付近の１本のフラッシュランプ（例えば、右から１５本目）のみを点灯した場合の光学シミュレーションによって解析された被照射面における放射照度分布を示したものである。
同図において、縦軸は被照射面の相対放射照度（％）、横軸は点灯したフラッシュランプからの照射面位置（ｍｍ）を表している。
【０００９】
同図から明らかなように、点灯したフラッシュランプの両側に配置されたフラッシュランプの直下近傍に大きな角状の突出した特異照度分布が観測される。さらに、点灯したフラッシュランプの両側のフラッシュランプ２本分隔てた位置にも、前記の特異照度分布よりは小さいものの、角状の突出した特異照度分布が観測される。これらの特異照度分布は、３０本のフラッシュランプを一斉に点灯した際には、図１２に示したような等間隔の強弱のある不均一な照度分布の発生原因と考えられる。
【００１０】
上記の特異照度分布は、光学シミュレーションによって解析すると反射板方向に放射される光に起因して発生しているものであることが明らかとなった。
【００１１】
図１４は、上記のフラッシュランプ光照射装置の一部を拡大して示した正面断面図である。
同図に示すように、複数のフラッシュランプ１１，１２，１３が並列配置されており、これらのフラッシュランプ１１，１２，１３上には反射板が配置されており、この反射板を基準に対象位置にフラッシュランプ１２の虚像が現れている。フラッシュランプ１２から放射され反射板によって反射された反射光は、前記虚像から放射されるように形成され、その放射光の一部がフラッシュランプ１１とフラッシュランプ１２との間、およびフラッシュランプ１２とフラッシュランプ１３との間を通って直接半導体基板に照射される。
【００１２】
この虚像から放射されるように見える反射光が、各フラッシュランプ間の間隙を通って放射されるために、上記の特異照度分布が発生すると考えられる。即ち、上記の各特異照度分布は、反射板を介して擬似的に反射板上にフラッシュランプ１２の位置と対称位置に形成されたフラッシュランプ１２の虚像から放射されたように見える光が、各フラッシュランプ間の間隙を通って半導体基板面に照射することによって形成されていることが明らかとなった。
【００１３】
さらに、図１５に示すように、フラッシュランプ１２から放射されて反射板に反射され、フラッシュランプの虚像から放射されるように見える反射光が、フラッシュランプの発光管近傍を通過する場合には、発光管によって屈折された光も上記の特異照度分布に相乗され、より一層強調された特異照度分布となることも明らかとなった。
【００１４】
なお、フラッシュランプを所定の間隙を介して配列するために、上記に説明したような特異照度分布が発生することが明らかとなったが、この問題を回避するために、フラッシュランプ相互を密着して配置することも考えらえるが、発光管の管外径精度や取付精度、さらには大電流が流れるフラッシュランプで顕著に表れるローレンツ力等の問題によりフラッシュランプ間を密着して配置することはできない。
【００１５】
本発明の目的は、フラッシュランプを所定の間隙を介して配置しても、等間隔の強弱のある照度分布の発生原因となる特異照度分布を小さくすることができ、より均一な照度分布が得られるフラッシュランプ光照射装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、各々が略円筒状の発光管を有し、略平面状に配置された複数本のフラッシュランプと、該フラッシュランプからの光を被照射面側に反射する反射板とを有するフラッシュランプ光照射装置において、前記反射板は平面状に形成され、前記フラッシュランプの発光時、前記反射板に写るフラッシュランプの虚像の仮想の中心線から前記各フラッシュランプの各発光管の外表面に引いた接線面によって囲まれ発光管間に放射される光が前記反射板を横切る部分に光拡散部が形成され、光拡散部以外が鏡面仕上げされていることを特徴とする。
【００１７】
第２の手段は、各々が略円筒状の発光管を有し、略平面状に配置された複数本のフラッシュランプと、該フラッシュランプからの光を被照射面側に反射する反射板とを有するフラッシュランプ光照射装置において、前記フラッシュランプの発光時、前記反射板に写るフラッシュランプの虚像の仮想の中心線から前記各フラッシュランプの各発光管の外表面に引いた接線面によって囲まれ発光管間に放射される光が前記反射板を少なくとも横切る部分に、開口部を形成したことを特徴とする。
【００１９】
第３の手段は、各々が略円筒状の発光管を有し、略平面状に配置された複数本のフラッシュランプと、該フラッシュランプからの光を被照射面側に反射する反射板とを有するフラッシュランプ光照射装置において、前記フラッシュランプの発光時、前記反射板に写るフラッシュランプの虚像の仮想の中心線から前記各フラッシュランプの各発光管の外表面に引いた接線面によって囲まれる発光管外表面の部分に、光拡散部を形成したことを特徴とする
【００２０】
第４の手段は、第１の手段または第３の手段において、前記光拡散部がフロスト処理により形成されていることを特徴とする。
【００２１】
第５の手段は、第１の手段において、前記反射板がアルミニウム製であり、前記光拡散部がアルマイト処理によって形成されていることを特徴とする。
【００２２】
第６の手段は、第２の手段または第３の手段において、前記略平面状に配置された複数本のフラッシュランプに代えて略凸面状に配置された複数本のフラッシュランプから構成されていることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態を図１ないし図４を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の全体構成を示す正面断面図である。
同図において、１は、各々が略円筒状で、例えば、投入エネルギーが約５ｋＪで管径が１３．５ｍｍの発光管を１．７ｍｍの間隔（ピッチ間隔１５．２ｍｍ）を置いて３０本を略平面状に並列配置したフラッシュランプ、２は各フラッシュランプ１上に設けられたトリガー線、３は、例えば、フラッシュランプ１の中心から上部に２６ｍｍ離間させた位置に配置され、平面状のアルミニウム板等からなる反射板、４は反射板３の一部に形成された光拡散部、５は石英ガラス等で構成された照射窓、６はチャンバー窓、７は基板ステージ、８は照射窓５、チャンバー窓６を介してフラッシュランプ１の中心の下方、例えば、４１．５ｍｍの基板ステージ７上の位置に載置された半導体基板である。
【００２４】
図２は、図１に示したフラッシュランプ光照射装置の一部を拡大して示した正面断面図である。
同図において、１１，１２，１３はそれぞれ３０本のフラッシュランプ１のうち、３本を拡大して示したフラッシュランプ、１１１，１２１，１３１はそれぞれ各フラッシュランプ１１，１２，１３の発光管、９は反射板３によってフラッシュランプ１２との対称位置に形成されたフラッシュランプ１２の虚像、１０はフラッシュランプ１２と平行に形成される虚像９の仮想の中心線である。なお、その他の構成は図１に示す同符号の構成に対応する。
【００２５】
ここで、光拡散部４は、中心線１０から各フラッシュランプ１１，１２，１３の各発光管１１１，１２１，１３１の外表面に引いた接線面によって囲まれ、各発光管１１１，１２１，１３１間に放射される光が反射板３を横切る部分に形成される。
【００２６】
ここで、光拡散部４は、反射板３をサンドブラス後に化学研磨を施すフロスト処理によって形成したり、また反射板３がアルミニウム製である場合は、アルマイト処理によって形成してもよい。
【００２７】
また、光拡散部４の反射率をどの程度に設定するかについては、例えば、正反射率を１０％以下に設定するとよい。このように設定することにより、後述する角状の突出した特異照度分布のピークを１０％以下に減少させることができ、これでも十分実用上使用可能となるものである。
【００２８】
図３は、図１に示すフラッシュランプ光照射装置において、複数本のフラッシュランプを並列配置した状態で、１本のフラッシュランプ、例えばフラッシュランプ１２のみを点灯した場合の光学シミュレーションによって解析された被照射面における放射照度分布を示したものである。
同図において、縦軸は被照射面の相対放射照度（％）、横軸は点灯したフラッシュランプからの照射面位置（ｍｍ）を表している。
【００２９】
同図から明らかなように、フラッシュランプ１２の虚像９の中心線から各発光管１１１，１２１，１３１の外表面に引いた接線面によって囲まれ、各発光管１１１，１２１，１３１間に放射される光が反射板３を横切る部分が光拡散部４で形成されているので、フラッシュランプ１２から放射され反射板３によって反射される光は光拡散部４によって拡散され、光拡散部４が設けてられていない時に発生していた、フラッシュランプ１２の両側に配置されたフラッシュランプ１１，１３の直下近傍に生じていた大きな角状の突出した特異照度分布が小さくなり、さらには、フラッシュランプ１１の両側のフラッシュランプ２本分隔てた位置に発生していた、前記の特異照度分布よりも小さな角状の突出した特異照度分布もより一層小さくなっていることが観測される。
【００３０】
図４は、図１に示したフラッシュランプ光照射装置において、フラッシュランプを一斉に点灯した際のサーモパイル方式のパワーメータで測定した被照射面上の照度分布の一部を示すものである。
同図に示すように、本実施形態の発明によれば、上記に述べたように、光拡散部４を設けたことにより、角状に突出した特異照度分布が小さくなった結果、従来発生していた、ランプ直下では高照度、ランプの間隙では低照度となる等間隔の強弱のある照度分布が小さくなっていることが観測される。
【００３１】
このように、本実施形態の発明によれば、従来のフラッシュランプ光照射装置に比べて、照度分布が均一化され、半導体基板であるウエーハ面上において高低のある温度分布を均一化することができ、熱処理後の半導体素子の性能への悪影響を回避することが可能となる。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態を図５を用いて説明する。
図５は、図１に示したようなフラッシュランプ光照射装置において、その一部を拡大して示した本実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
同図において、２０は反射板３の一部に形成された開口部である。その他の構成は図２に示す同符号の構成に対応する。
【００３３】
ここで、開口部２０は、各フラッシュランプ１１，１２，１３の虚像の中心線から各フラッシュランプ１１，１２，１３の各発光管１１１，１２１，１３１の外表面に引いた接線面によって囲まれ、各発光管１１１，１２１，１３１間に放射される光が反射板３を少なくとも横切る部分に形成される。
【００３４】
本実施形態の発明によれば、開口部２０が形成されているので、第１の実施形態の発明と同様に、フラッシュランプ１２から放射され、反射板３によって反射される光は開口部２０の部分で反射されなくなるため、開口部２０を設けていない時に発生していた、点灯したフラッシュランプ１２の両側に配置されたフラッシュランプ１１，１３の直下近傍に生じていた大きな角状の突出した特異照度分布や、点灯したフラッシュランプ１１の両側のフラッシュランプ２本分隔てた位置に発生していた、前記の特異照度分布よりも小さな角状の突出した特異照度分布をより一層小さくすることが可能となる。
【００３５】
その結果、本実施形態の発明においても、従来のフラッシュランプ光照射装置に比べて、照度分布が均一化され、半導体基板であるウエーハ面上において高低のある温度分布が均一化され、熱処理後の半導体素子の性能への悪影響を回避することが可能となる。
【００３６】
次に、本発明の第３の実施形態を図６を用いて説明する。
図６は、図１に示したようなフラッシュランプ光照射装置において、その一部を拡大して示した本実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【００３７】
同図において、３０は各フラッシュランプ１１，１２，１３の反射板３が設けられる側の発光管１１１，１２１，１３１の外表面に形成された光拡散部である。その他の構成は図２に示す同符号の構成に対応する。
【００３８】
ここで、光拡散部３０は、各フラッシュランプ１１，１２，１３の虚像の中心線から各フラッシュランプ１１，１２，１３の各発光管１１１，１２１，１３１の外表面に引いた接線面によって囲まれた各発光管１１１，１２１，１３１の外表面の部分に形成される。
【００３９】
なお、ここで、光拡散部３０は、発光管の上記外表面をすりガラス状に加工したり、または別途光拡散処理が施されたガラス等からなる光拡散部材を取り付けるようにして形成される。
【００４０】
本実施形態の発明は、各発光管１１１，１２１，１３１の外表面の一部に光拡散部３０が形成されているので、フラッシュランプ１２から反射板３に向けて放射される光が光拡散部３０によって拡散されるので、光拡散部３０が設けられていない時に発生していた、点灯したフラッシュランプ１２の両側に配置されたフラッシュランプ１１，１３の直下近傍に生じていた大きな角状の突出した特異照度分布や、点灯したフラッシュランプ１１の両側のフラッシュランプ２本分隔てた位置に発生していた、前記の特異照度分布よりも小さな角状の突出した特異照度分布をより一層小さくすることが可能となる。
【００４１】
その結果、本実施形態の発明においても、従来のフラッシュランプ光照射装置に比べて、照度分布が均一化され、半導体基板であるウエーハ面上において高低のある温度分布も均一化され、熱処理後の半導体素子の性能への悪影響を回避することが可能となる。
【００４２】
次に、本発明の第４の実施形態を図７および図８を用いて説明する。
図７および図８は、それぞれ図１に示したようなフラッシュランプ光照射装置において、その一部を拡大して示した本実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【００４３】
これらの図において、４０は反射板３の一部に形成され反射板３に対して所定の球面状の傾斜角を有する傾斜面部、４１は反射板３の一部に形成され反射板３に対して所定の傾斜角を有する傾斜面部、９１〜９３は、反射板３の傾斜面部４０によってフラッシュランプ１２との対称位置に形成された複数のフラッシュランプ１２の虚像、１０１〜１０３はフラッシュランプ１２と平行な虚像９１〜９３の仮想の中心線、９４は、反射板３の傾斜面部４１によってフラッシュランプ１２との対称位置に形成されたフラッシュランプ１２の虚像、１０４はフラッシュランプ１２と平行な虚像９４の仮想の中心線であり、その他の構成は図２に示す同符号の構成に対応する。
【００４４】
ここで、これらの傾斜面部４０，４１は、図２において説明したように、虚像９の中心線１０から各フラッシュランプ１１，１２，１３の各発光管１１１，１２１，１３１の外表面に引いた接線面によって囲まれ、各発光管１１１，１２１，１３１間に放射される光が反射板３を横切る部分に形成される。
【００４５】
本実施形態の発明は、まず、図７に示したフラッシュランプ光照射装置においては、傾斜面部４０が半径Ｒからなる球面状の傾斜面を有するので、傾斜面部４０に対するフラッシュランプ１２の虚像９１〜９３は、図示するような位置に、連続的に無数に形成され、この虚像９１〜９３から放射されるように見え、傾斜面部４０によって反射される光は、各発光管１１１，１２１，１３１間の間隙を介して半導体基板８には放射されることはない。
【００４６】
また、図８に示したフラッシュランプ光照射装置においては、傾斜面部４１が所定の平面状の傾斜面を有するので、傾斜面部４１に対するフラッシュランプ１２の虚像９４は、図示するような位置に形成され、虚像９４から放射されるように見え、傾斜面部４１によって反射される光は、各発光管１１１，１２１，１３１間の間隙を介して半導体基板８には放射されることはない。
【００４７】
その結果、傾斜面部４０，４１が設けられていない時に発生していた、点灯したフラッシュランプ１２の両側に配置されたフラッシュランプ１１，１３の直下近傍に生じていた大きな角状の突出した特異照度分布や、点灯したフラッシュランプ１１の両側のフラッシュランプ２本分隔てた位置に発生していた、前記の特異照度分布よりも小さな角状の突出した特異照度分布をより一層小さくすることが可能となる。
【００４８】
そのため、本実施形態の発明においても、従来のフラッシュランプ光照射装置に比べて、照度分布が均一化され、半導体基板であるウエーハ面上において高低のある温度分布が均一化され、熱処理後の半導体素子の性能への悪影響を回避することが可能となる。
【００４９】
図９は、本実施形態の発明において、反射板３に対して傾斜面部４０，４１の傾斜をどの程度に設定すべきかを説明するための図である。
同図において、Ｈｒはフラッシュランプ１１，１２，１３と反射板３間の距離、ｓ（＝ピッチ間隔Ｐ−管径ｄ）はフラッシュランプ１１，１２，１３間の距離、ａ、ｂ、ｃはそれぞれフラッシュランプ１２の反射板３への入射角である。
【００５０】
ここで、光線２が反射板３に入射角ｂで入射した場合、光線２はフラッシュランプ１１，１２，１３間の間隙ｓの中央を通過する。また、間隙幅ｓを考慮すると、光線２の反射板３への入射角度がｂ±ｔａｎ（ｓ／２／Ｈｒ）−１の範囲で、光線２はフラッシュランプ１１，１２，１３の間隙を通過することができる。
【００５１】
つまり、光線２は、フラッシュランプの配置面に対して、ｂ＋ｔａｎ（ｓ／２／Ｈｒ）−１以上傾いている場合、隣のフラッシュランプの間隙を通過することができない。
【００５２】
光線１，３についても、光線２と同様に考えることができ、ａ≒ｃあるので、光線１，３も反射板に対して、ｂ＋ｔａｎ（ｓ／２／Ｈｒ）−１以上傾いている場合、隣のフラッシュランプの隙間を通過することができない。
【００５３】
従って、傾斜面部４０，４１は、フラッシュランプ１１，１２，１３の配置面に対して、少なくともｂ＋ｔａｎ（ｓ／２／Ｈｒ）−１以上傾いていることが必要であることが分かる。
【００５４】
図１０は、図１に示した複数のフラッシュランプが略平面状に配置されているものに代えて、複数のフラッシュランプが略凸面状に配置されたフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【００５５】
上記の各実施形態では、複数のフラッシュランプが略平面状に配置されている場合について説明したが、図１０に示すように、複数のフラッシュランプ１を、被照射面の中央付近では反射板３側に突出し、中央から離れるに従い被照射面に近づくように構成してもよい。
【００５６】
このように構成しても、第１，２，４の実施形態の発明で行ったと同様に、フラッシュランプ１の発光時、反射板３に写るフラッシュランプ１の虚像の仮想の光中心線から各フラッシュランプ１の各発光管の外表面に引いた接線面によって囲まれ発光管間に放射される光が反射板を横切る部分に、光拡散部、開口部または傾斜面部を形成することが可能であり、また、第３の実施形態の発明で行ったと同様に、フラッシュランプの発光時、反射板３に写るフラッシュランプ１の虚像の仮想の中心線から各フラッシュランプの各発光管の外表面に引いた接線面によって囲まれる発光管外表面の部分に光拡散部を形成することが可能である。
【００５７】
図１０に示すフラッシュランプ光照射装置によれば、第１ないし第４の実施形態の発明の効果に加えて、被処理物である半導体基板の中央付近と円周方向とで照射される光量を調節でき、均質な照射光を得ることができる。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項３に記載の発明によれば、従来のフラッシュランプ光照射装置に比べて、照度分布が均一化され、半導体の熱処理工程に利用した場合には、半導体基板であるウエーハ面上において高低のある温度分布を均一化することができ、熱処理後の半導体素子の性能への悪影響を回避することが可能となる。
【００５９】
請求項４に記載の発明によれば、光拡散部をフロスト処理により容易に形成することが可能となる。
【００６０】
請求項５に記載の発明によれば、反射板がアルミニウム製の場合は、光拡散部をアルマイト処理によって容易に形成することが可能となる。
【００６１】
請求項６に記載の発明によれば、略凸面状に配置された複数本のフラッシュランプから構成されたフラッシュランプ光照射装置においても、従来のフラッシュランプ光照射装置に比べて、照度分布が均一化され、半導体の熱処理工程に利用した場合には、半導体基板であるウエーハ面上において高低のある温度分布を均一化することができ、熱処理後の半導体素子の性能への悪影響を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の全体構成を示す正面断面図である。
【図２】図１に示したフラッシュランプ光照射装置の一部を拡大して示した正面断面図である。
【図３】図１に示すフラッシュランプ光照射装置において、複数本のフラッシュランプを並列配置した状態で、１本のフラッシュランプのみを点灯した場合の光学シミュレーションによって解析された被照射面における放射照度分布を示した図である。
【図４】 図１に示したフラッシュランプ光照射装置において、フラッシュランプを一斉に点灯した際のサーモパイル方式のパワーメータで測定した上記の半導体基板上の照度分布の一部を示す図である。
【図５】第２の実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【図６】 第３の実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【図７】第４の実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【図８】第４の実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【図９】第４の実施形態の発明において、反射板３に対して傾斜面部４０，４１の傾斜をどの程度に設定すべきかを説明するための図である。
【図１０】複数のフラッシュランプが略凸面状に配置されたフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【図１１】公報に開示された熱処理装置に類似する試作された光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【図１２】図１１に示したフラッシュランプ光照射装置において、フラッシュランプを一斉に点灯した際のサーモパイル方式のパワーメータで測定した被照射面上の照度分布の一部を示す図である。
【図１３】図１１に示したフラッシュランプ光照射装置において、３０本のフラッシュランプを並列配置した状態で、中心付近の１本のフラッシュランプを点灯した場合の光学シミュレーションによって解析された被照射面における放射照度分布を示した図である。
【図１４】図１１に示したフラッシュランプ光照射装置の一部を拡大して示した正面断面図である。
【図１５】図１１に示したフラッシュランプ光照射装置の一部を拡大して示した正面断面図である。
【符号の説明】
１，１１，１２，１３ フラッシュランプ
１１１，１２１，１３１ 発光管
２ トリガー線
３ 反射板
４ 光拡散部
５ 照射窓
６ チャンバー窓
７ 基板ステージ
８ 半導体基板
９，９１〜９３，９４ 虚像
１０，１０１〜１０３，１０４ 虚像の仮想の中心線
２０ 開口部
３０ 光拡散部
４０，４１ 傾斜面部
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体基板への光照射を行うフラッシュランプ光照射装置に係わり、更に詳しくは、極めて短時間で半導体基板の活性化等の処理を行うフラッシュランプ光照射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トランジスタの製造工程においては種々の熱処理が行われており、その中でも、浅い拡散層であるｐｎ接合の形成プロセスは重要な熱処理工程といわれる。ｐｎ接合を形成する場合、イオン注入によってシリコン基板中に不純物を導入し、続いて熱処理によって注入された不純物の活性化処理を行うが、かつては、活性化処理に拡散炉を使用する時代もあったが、近年ではハロゲンランプを用いて急速加熱処理が行われるようになってきた。しかし、より近年では一層の高集積化の進展により、ｐｎ接合深さは２０ｎｍオーダーが求められるようになり、最早ハロゲンランプによる急速加熱では薄い拡散層を制御することは困難となってきた。
【０００３】
特開２００２−１９８３２２号公報には、半導体の熱処理方法に関し、高エネルギーを有し、瞬時加熱が可能なフラッシュランプを使用する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１９８３２２号公報（第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年は、シリコン基板の径は１２インチが主流となり、光照射技術において大面積を均一に加熱することが要求されるようになってきた。不均一な加熱はウエーハ面内の不均一な温度分布となり、ウエーハ面内の温度分布が不均一になるとウエーハに結晶欠陥を生じ、半導体素子の性能、歩留まりに大きく影響を及ぼすと言われている。
【０００６】
図１１は、上記公報に開示された熱処理装置に類似する試作されたフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
この装置は、投入エネルギーが約５ｋＪで管径が１３．５ｍｍのキセノンフラッシュランプを１．７ｍｍの間隔（ピッチ間隔１５．２ｍｍ）を置いて３０本平面状に並列配置したもので、これらのフラッシュランプの中心から上部に２６ｍｍ離間させた位置に平面ミラーとして鏡面仕上げしたアルミニウム板を配置し、石英からなる照射窓、チャンバー窓を介してフラッシュランプの中心の下方４１．５ｍｍの位置に基板ステージを設けている。
【０００７】
図１２は、上記のフラッシュランプ光照射装置において、フラッシュランプを一斉に点灯した際のサーモパイル方式のパワーメータで測定した被照射面上の放射照度分布（以下、照度分布と略す。）の一部を示すものである。
同図に示すように、１５．２ｍｍのピッチ間隔で、フラッシュランプ直下では高照度となり、フラッシュランプ間の間隙では低照度となる等間隔で強弱を有する照度分布となる。かかる強弱のある不均一な照度分布は、ウエーハ面上において高低のある温度分布となって現れ、これは、前述したように熱処理後の半導体素子の性能に悪影響を及ぼす。
【０００８】
図１３は、上記フラッシュランプ光照射装置において、３０本のフラッシュランプを並列配置した状態で、中心付近の１本のフラッシュランプ（例えば、右から１５本目）のみを点灯した場合の光学シミュレーションによって解析された被照射面における放射照度分布を示したものである。
同図において、縦軸は被照射面の相対放射照度（％）、横軸は点灯したフラッシュランプからの照射面位置（ｍｍ）を表している。
【０００９】
同図から明らかなように、点灯したフラッシュランプの両側に配置されたフラッシュランプの直下近傍に大きな角状の突出した特異照度分布が観測される。さらに、点灯したフラッシュランプの両側のフラッシュランプ２本分隔てた位置にも、前記の特異照度分布よりは小さいものの、角状の突出した特異照度分布が観測される。これらの特異照度分布は、３０本のフラッシュランプを一斉に点灯した際には、図１２に示したような等間隔の強弱のある不均一な照度分布の発生原因と考えられる。
【００１０】
上記の特異照度分布は、光学シミュレーションによって解析すると反射板方向に放射される光に起因して発生しているものであることが明らかとなった。
【００１１】
図１４は、上記のフラッシュランプ光照射装置の一部を拡大して示した正面断面図である。
同図に示すように、複数のフラッシュランプ１１，１２，１３が並列配置されており、これらのフラッシュランプ１１，１２，１３上には反射板が配置されており、この反射板を基準に対象位置にフラッシュランプ１２の虚像が現れている。フラッシュランプ１２から放射され反射板によって反射された反射光は、前記虚像から放射されるように形成され、その放射光の一部がフラッシュランプ１１とフラッシュランプ１２との間、およびフラッシュランプ１２とフラッシュランプ１３との間を通って直接半導体基板に照射される。
【００１２】
この虚像から放射されるように見える反射光が、各フラッシュランプ間の間隙を通って放射されるために、上記の特異照度分布が発生すると考えられる。即ち、上記の各特異照度分布は、反射板を介して擬似的に反射板上にフラッシュランプ１２の位置と対称位置に形成されたフラッシュランプ１２の虚像から放射されたように見える光が、各フラッシュランプ間の間隙を通って半導体基板面に照射することによって形成されていることが明らかとなった。
【００１３】
さらに、図１５に示すように、フラッシュランプ１２から放射されて反射板に反射され、フラッシュランプの虚像から放射されるように見える反射光が、フラッシュランプの発光管近傍を通過する場合には、発光管によって屈折された光も上記の特異照度分布に相乗され、より一層強調された特異照度分布となることも明らかとなった。
【００１４】
なお、フラッシュランプを所定の間隙を介して配列するために、上記に説明したような特異照度分布が発生することが明らかとなったが、この問題を回避するために、フラッシュランプ相互を密着して配置することも考えらえるが、発光管の管外径精度や取付精度、さらには大電流が流れるフラッシュランプで顕著に表れるローレンツ力等の問題によりフラッシュランプ間を密着して配置することはできない。
【００１５】
本発明の目的は、フラッシュランプを所定の間隙を介して配置しても、等間隔の強弱のある照度分布の発生原因となる特異照度分布を小さくすることができ、より均一な照度分布が得られるフラッシュランプ光照射装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、各々が略円筒状の発光管を有し、略平面状に配置された複数本のフラッシュランプと、該フラッシュランプからの光を被照射面側に反射する反射板とを有するフラッシュランプ光照射装置において、前記反射板は平面状に形成され、前記フラッシュランプの発光時、前記反射板に写るフラッシュランプの虚像の仮想の中心線から前記各フラッシュランプの各発光管の外表面に引いた接線面によって囲まれ発光管間に放射される光が前記反射板を横切る部分に光拡散部が形成され、光拡散部以外が鏡面仕上げされていることを特徴とする。
【００１７】
第２の手段は、各々が略円筒状の発光管を有し、略平面状に配置された複数本のフラッシュランプと、該フラッシュランプからの光を被照射面側に反射する反射板とを有するフラッシュランプ光照射装置において、前記フラッシュランプの発光時、前記反射板に写るフラッシュランプの虚像の仮想の中心線から前記各フラッシュランプの各発光管の外表面に引いた接線面によって囲まれ発光管間に放射される光が前記反射板を少なくとも横切る部分に、開口部を形成したことを特徴とする。
【００１９】
第３の手段は、各々が略円筒状の発光管を有し、略平面状に配置された複数本のフラッシュランプと、該フラッシュランプからの光を被照射面側に反射する反射板とを有するフラッシュランプ光照射装置において、前記フラッシュランプの発光時、前記反射板に写るフラッシュランプの虚像の仮想の中心線から前記各フラッシュランプの各発光管の外表面に引いた接線面によって囲まれる発光管外表面の部分に、光拡散部を形成したことを特徴とする
【００２０】
第４の手段は、第１の手段または第３の手段において、前記光拡散部がフロスト処理により形成されていることを特徴とする。
【００２１】
第５の手段は、第１の手段において、前記反射板がアルミニウム製であり、前記光拡散部がアルマイト処理によって形成されていることを特徴とする。
【００２２】
第６の手段は、第２の手段または第３の手段において、前記略平面状に配置された複数本のフラッシュランプに代えて略凸面状に配置された複数本のフラッシュランプから構成されていることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態を図１ないし図４を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の全体構成を示す正面断面図である。
同図において、１は、各々が略円筒状で、例えば、投入エネルギーが約５ｋＪで管径が１３．５ｍｍの発光管を１．７ｍｍの間隔（ピッチ間隔１５．２ｍｍ）を置いて３０本を略平面状に並列配置したフラッシュランプ、２は各フラッシュランプ１上に設けられたトリガー線、３は、例えば、フラッシュランプ１の中心から上部に２６ｍｍ離間させた位置に配置され、平面状のアルミニウム板等からなる反射板、４は反射板３の一部に形成された光拡散部、５は石英ガラス等で構成された照射窓、６はチャンバー窓、７は基板ステージ、８は照射窓５、チャンバー窓６を介してフラッシュランプ１の中心の下方、例えば、４１．５ｍｍの基板ステージ７上の位置に載置された半導体基板である。
【００２４】
図２は、図１に示したフラッシュランプ光照射装置の一部を拡大して示した正面断面図である。
同図において、１１，１２，１３はそれぞれ３０本のフラッシュランプ１のうち、３本を拡大して示したフラッシュランプ、１１１，１２１，１３１はそれぞれ各フラッシュランプ１１，１２，１３の発光管、９は反射板３によってフラッシュランプ１２との対称位置に形成されたフラッシュランプ１２の虚像、１０はフラッシュランプ１２と平行に形成される虚像９の仮想の中心線である。なお、その他の構成は図１に示す同符号の構成に対応する。
【００２５】
ここで、光拡散部４は、中心線１０から各フラッシュランプ１１，１２，１３の各発光管１１１，１２１，１３１の外表面に引いた接線面によって囲まれ、各発光管１１１，１２１，１３１間に放射される光が反射板３を横切る部分に形成される。
【００２６】
ここで、光拡散部４は、反射板３をサンドブラス後に化学研磨を施すフロスト処理によって形成したり、また反射板３がアルミニウム製である場合は、アルマイト処理によって形成してもよい。
【００２７】
また、光拡散部４の反射率をどの程度に設定するかについては、例えば、正反射率を１０％以下に設定するとよい。このように設定することにより、後述する角状の突出した特異照度分布のピークを１０％以下に減少させることができ、これでも十分実用上使用可能となるものである。
【００２８】
図３は、図１に示すフラッシュランプ光照射装置において、複数本のフラッシュランプを並列配置した状態で、１本のフラッシュランプ、例えばフラッシュランプ１２のみを点灯した場合の光学シミュレーションによって解析された被照射面における放射照度分布を示したものである。
同図において、縦軸は被照射面の相対放射照度（％）、横軸は点灯したフラッシュランプからの照射面位置（ｍｍ）を表している。
【００２９】
同図から明らかなように、フラッシュランプ１２の虚像９の中心線から各発光管１１１，１２１，１３１の外表面に引いた接線面によって囲まれ、各発光管１１１，１２１，１３１間に放射される光が反射板３を横切る部分が光拡散部４で形成されているので、フラッシュランプ１２から放射され反射板３によって反射される光は光拡散部４によって拡散され、光拡散部４が設けてられていない時に発生していた、フラッシュランプ１２の両側に配置されたフラッシュランプ１１，１３の直下近傍に生じていた大きな角状の突出した特異照度分布が小さくなり、さらには、フラッシュランプ１１の両側のフラッシュランプ２本分隔てた位置に発生していた、前記の特異照度分布よりも小さな角状の突出した特異照度分布もより一層小さくなっていることが観測される。
【００３０】
図４は、図１に示したフラッシュランプ光照射装置において、フラッシュランプを一斉に点灯した際のサーモパイル方式のパワーメータで測定した被照射面上の照度分布の一部を示すものである。
同図に示すように、本実施形態の発明によれば、上記に述べたように、光拡散部４を設けたことにより、角状に突出した特異照度分布が小さくなった結果、従来発生していた、ランプ直下では高照度、ランプの間隙では低照度となる等間隔の強弱のある照度分布が小さくなっていることが観測される。
【００３１】
このように、本実施形態の発明によれば、従来のフラッシュランプ光照射装置に比べて、照度分布が均一化され、半導体基板であるウエーハ面上において高低のある温度分布を均一化することができ、熱処理後の半導体素子の性能への悪影響を回避することが可能となる。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態を図５を用いて説明する。
図５は、図１に示したようなフラッシュランプ光照射装置において、その一部を拡大して示した本実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
同図において、２０は反射板３の一部に形成された開口部である。その他の構成は図２に示す同符号の構成に対応する。
【００３３】
ここで、開口部２０は、各フラッシュランプ１１，１２，１３の虚像の中心線から各フラッシュランプ１１，１２，１３の各発光管１１１，１２１，１３１の外表面に引いた接線面によって囲まれ、各発光管１１１，１２１，１３１間に放射される光が反射板３を少なくとも横切る部分に形成される。
【００３４】
本実施形態の発明によれば、開口部２０が形成されているので、第１の実施形態の発明と同様に、フラッシュランプ１２から放射され、反射板３によって反射される光は開口部２０の部分で反射されなくなるため、開口部２０を設けていない時に発生していた、点灯したフラッシュランプ１２の両側に配置されたフラッシュランプ１１，１３の直下近傍に生じていた大きな角状の突出した特異照度分布や、点灯したフラッシュランプ１１の両側のフラッシュランプ２本分隔てた位置に発生していた、前記の特異照度分布よりも小さな角状の突出した特異照度分布をより一層小さくすることが可能となる。
【００３５】
その結果、本実施形態の発明においても、従来のフラッシュランプ光照射装置に比べて、照度分布が均一化され、半導体基板であるウエーハ面上において高低のある温度分布が均一化され、熱処理後の半導体素子の性能への悪影響を回避することが可能となる。
【００３６】
次に、本発明の第３の実施形態を図６を用いて説明する。
図６は、図１に示したようなフラッシュランプ光照射装置において、その一部を拡大して示した本実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【００３７】
同図において、３０は各フラッシュランプ１１，１２，１３の反射板３が設けられる側の発光管１１１，１２１，１３１の外表面に形成された光拡散部である。その他の構成は図２に示す同符号の構成に対応する。
【００３８】
ここで、光拡散部３０は、各フラッシュランプ１１，１２，１３の虚像の中心線から各フラッシュランプ１１，１２，１３の各発光管１１１，１２１，１３１の外表面に引いた接線面によって囲まれた各発光管１１１，１２１，１３１の外表面の部分に形成される。
【００３９】
なお、ここで、光拡散部３０は、発光管の上記外表面をすりガラス状に加工したり、または別途光拡散処理が施されたガラス等からなる光拡散部材を取り付けるようにして形成される。
【００４０】
本実施形態の発明は、各発光管１１１，１２１，１３１の外表面の一部に光拡散部３０が形成されているので、フラッシュランプ１２から反射板３に向けて放射される光が光拡散部３０によって拡散されるので、光拡散部３０が設けられていない時に発生していた、点灯したフラッシュランプ１２の両側に配置されたフラッシュランプ１１，１３の直下近傍に生じていた大きな角状の突出した特異照度分布や、点灯したフラッシュランプ１１の両側のフラッシュランプ２本分隔てた位置に発生していた、前記の特異照度分布よりも小さな角状の突出した特異照度分布をより一層小さくすることが可能となる。
【００４１】
その結果、本実施形態の発明においても、従来のフラッシュランプ光照射装置に比べて、照度分布が均一化され、半導体基板であるウエーハ面上において高低のある温度分布も均一化され、熱処理後の半導体素子の性能への悪影響を回避することが可能となる。
【００４２】
次に、本発明の第４の実施形態を図７および図８を用いて説明する。
図７および図８は、それぞれ図１に示したようなフラッシュランプ光照射装置において、その一部を拡大して示した本実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【００４３】
これらの図において、４０は反射板３の一部に形成され反射板３に対して所定の球面状の傾斜角を有する傾斜面部、４１は反射板３の一部に形成され反射板３に対して所定の傾斜角を有する傾斜面部、９１〜９３は、反射板３の傾斜面部４０によってフラッシュランプ１２との対称位置に形成された複数のフラッシュランプ１２の虚像、１０１〜１０３はフラッシュランプ１２と平行な虚像９１〜９３の仮想の中心線、９４は、反射板３の傾斜面部４１によってフラッシュランプ１２との対称位置に形成されたフラッシュランプ１２の虚像、１０４はフラッシュランプ１２と平行な虚像９４の仮想の中心線であり、その他の構成は図２に示す同符号の構成に対応する。
【００４４】
ここで、これらの傾斜面部４０，４１は、図２において説明したように、虚像９の中心線１０から各フラッシュランプ１１，１２，１３の各発光管１１１，１２１，１３１の外表面に引いた接線面によって囲まれ、各発光管１１１，１２１，１３１間に放射される光が反射板３を横切る部分に形成される。
【００４５】
本実施形態の発明は、まず、図７に示したフラッシュランプ光照射装置においては、傾斜面部４０が半径Ｒからなる球面状の傾斜面を有するので、傾斜面部４０に対するフラッシュランプ１２の虚像９１〜９３は、図示するような位置に、連続的に無数に形成され、この虚像９１〜９３から放射されるように見え、傾斜面部４０によって反射される光は、各発光管１１１，１２１，１３１間の間隙を介して半導体基板８には放射されることはない。
【００４６】
また、図８に示したフラッシュランプ光照射装置においては、傾斜面部４１が所定の平面状の傾斜面を有するので、傾斜面部４１に対するフラッシュランプ１２の虚像９４は、図示するような位置に形成され、虚像９４から放射されるように見え、傾斜面部４１によって反射される光は、各発光管１１１，１２１，１３１間の間隙を介して半導体基板８には放射されることはない。
【００４７】
その結果、傾斜面部４０，４１が設けられていない時に発生していた、点灯したフラッシュランプ１２の両側に配置されたフラッシュランプ１１，１３の直下近傍に生じていた大きな角状の突出した特異照度分布や、点灯したフラッシュランプ１１の両側のフラッシュランプ２本分隔てた位置に発生していた、前記の特異照度分布よりも小さな角状の突出した特異照度分布をより一層小さくすることが可能となる。
【００４８】
そのため、本実施形態の発明においても、従来のフラッシュランプ光照射装置に比べて、照度分布が均一化され、半導体基板であるウエーハ面上において高低のある温度分布が均一化され、熱処理後の半導体素子の性能への悪影響を回避することが可能となる。
【００４９】
図９は、本実施形態の発明において、反射板３に対して傾斜面部４０，４１の傾斜をどの程度に設定すべきかを説明するための図である。
同図において、Ｈｒはフラッシュランプ１１，１２，１３と反射板３間の距離、ｓ（＝ピッチ間隔Ｐ−管径ｄ）はフラッシュランプ１１，１２，１３間の距離、ａ、ｂ、ｃはそれぞれフラッシュランプ１２の反射板３への入射角である。
【００５０】
ここで、光線２が反射板３に入射角ｂで入射した場合、光線２はフラッシュランプ１１，１２，１３間の間隙ｓの中央を通過する。また、間隙幅ｓを考慮すると、光線２の反射板３への入射角度がｂ±ｔａｎ（ｓ／２／Ｈｒ）−１の範囲で、光線２はフラッシュランプ１１，１２，１３の間隙を通過することができる。
【００５１】
つまり、光線２は、フラッシュランプの配置面に対して、ｂ＋ｔａｎ（ｓ／２／Ｈｒ）−１以上傾いている場合、隣のフラッシュランプの間隙を通過することができない。
【００５２】
光線１，３についても、光線２と同様に考えることができ、ａ≒ｃあるので、光線１，３も反射板に対して、ｂ＋ｔａｎ（ｓ／２／Ｈｒ）−１以上傾いている場合、隣のフラッシュランプの隙間を通過することができない。
【００５３】
従って、傾斜面部４０，４１は、フラッシュランプ１１，１２，１３の配置面に対して、少なくともｂ＋ｔａｎ（ｓ／２／Ｈｒ）−１以上傾いていることが必要であることが分かる。
【００５４】
図１０は、図１に示した複数のフラッシュランプが略平面状に配置されているものに代えて、複数のフラッシュランプが略凸面状に配置されたフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【００５５】
上記の各実施形態では、複数のフラッシュランプが略平面状に配置されている場合について説明したが、図１０に示すように、複数のフラッシュランプ１を、被照射面の中央付近では反射板３側に突出し、中央から離れるに従い被照射面に近づくように構成してもよい。
【００５６】
このように構成しても、第１，２，４の実施形態の発明で行ったと同様に、フラッシュランプ１の発光時、反射板３に写るフラッシュランプ１の虚像の仮想の光中心線から各フラッシュランプ１の各発光管の外表面に引いた接線面によって囲まれ発光管間に放射される光が反射板を横切る部分に、光拡散部、開口部または傾斜面部を形成することが可能であり、また、第３の実施形態の発明で行ったと同様に、フラッシュランプの発光時、反射板３に写るフラッシュランプ１の虚像の仮想の中心線から各フラッシュランプの各発光管の外表面に引いた接線面によって囲まれる発光管外表面の部分に光拡散部を形成することが可能である。
【００５７】
図１０に示すフラッシュランプ光照射装置によれば、第１ないし第４の実施形態の発明の効果に加えて、被処理物である半導体基板の中央付近と円周方向とで照射される光量を調節でき、均質な照射光を得ることができる。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項３に記載の発明によれば、従来のフラッシュランプ光照射装置に比べて、照度分布が均一化され、半導体の熱処理工程に利用した場合には、半導体基板であるウエーハ面上において高低のある温度分布を均一化することができ、熱処理後の半導体素子の性能への悪影響を回避することが可能となる。
【００５９】
請求項４に記載の発明によれば、光拡散部をフロスト処理により容易に形成することが可能となる。
【００６０】
請求項５に記載の発明によれば、反射板がアルミニウム製の場合は、光拡散部をアルマイト処理によって容易に形成することが可能となる。
【００６１】
請求項６に記載の発明によれば、略凸面状に配置された複数本のフラッシュランプから構成されたフラッシュランプ光照射装置においても、従来のフラッシュランプ光照射装置に比べて、照度分布が均一化され、半導体の熱処理工程に利用した場合には、半導体基板であるウエーハ面上において高低のある温度分布を均一化することができ、熱処理後の半導体素子の性能への悪影響を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の全体構成を示す正面断面図である。
【図２】図１に示したフラッシュランプ光照射装置の一部を拡大して示した正面断面図である。
【図３】図１に示すフラッシュランプ光照射装置において、複数本のフラッシュランプを並列配置した状態で、１本のフラッシュランプのみを点灯した場合の光学シミュレーションによって解析された被照射面における放射照度分布を示した図である。
【図４】 図１に示したフラッシュランプ光照射装置において、フラッシュランプを一斉に点灯した際のサーモパイル方式のパワーメータで測定した上記の半導体基板上の照度分布の一部を示す図である。
【図５】第２の実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【図６】 第３の実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【図７】第４の実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【図８】第４の実施形態の発明に係るフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【図９】第４の実施形態の発明において、反射板３に対して傾斜面部４０，４１の傾斜をどの程度に設定すべきかを説明するための図である。
【図１０】複数のフラッシュランプが略凸面状に配置されたフラッシュランプ光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【図１１】公報に開示された熱処理装置に類似する試作された光照射装置の構成を示す正面断面図である。
【図１２】図１１に示したフラッシュランプ光照射装置において、フラッシュランプを一斉に点灯した際のサーモパイル方式のパワーメータで測定した被照射面上の照度分布の一部を示す図である。
【図１３】図１１に示したフラッシュランプ光照射装置において、３０本のフラッシュランプを並列配置した状態で、中心付近の１本のフラッシュランプを点灯した場合の光学シミュレーションによって解析された被照射面における放射照度分布を示した図である。
【図１４】図１１に示したフラッシュランプ光照射装置の一部を拡大して示した正面断面図である。
【図１５】図１１に示したフラッシュランプ光照射装置の一部を拡大して示した正面断面図である。
【符号の説明】
１，１１，１２，１３ フラッシュランプ
１１１，１２１，１３１ 発光管
２ トリガー線
３ 反射板
４ 光拡散部
５ 照射窓
６ チャンバー窓
７ 基板ステージ
８ 半導体基板
９，９１〜９３，９４ 虚像
１０，１０１〜１０３，１０４ 虚像の仮想の中心線
２０ 開口部
３０ 光拡散部
４０，４１ 傾斜面部
Claims (6)
- 各々が略円筒状の発光管を有し、略平面状に配置された複数本のフラッシュランプと、該フラッシュランプからの光を被照射面側に反射する反射板とを有するフラッシュランプ光照射装置において、
前記反射板は平面状に形成され、前記フラッシュランプの発光時、前記反射板に写るフラッシュランプの虚像の仮想の中心線から前記各フラッシュランプの各発光管の外表面に引いた接線面によって囲まれ発光管間に放射される光が前記反射板を横切る部分に光拡散部が形成され、光拡散部以外が鏡面仕上げされていることを特徴とするフラッシュランプ光照射装置。 - 各々が略円筒状の発光管を有し、略平面状に配置された複数本のフラッシュランプと、該フラッシュランプからの光を被照射面側に反射する反射板とを有するフラッシュランプ光照射装置において、
前記フラッシュランプの発光時、前記反射板に写るフラッシュランプの虚像の仮想の中心線から前記各フラッシュランプの各発光管の外表面に引いた接線面によって囲まれ発光管間に放射される光が前記反射板を少なくとも横切る部分に、開口部を形成したことを特徴とするフラッシュランプ光照射装置。 - 各々が略円筒状の発光管を有し、略平面状に配置された複数本のフラッシュランプと、該フラッシュランプからの光を被照射面側に反射する反射板とを有するフラッシュランプ光照射装置において、
前記反射板は平面状に形成され、前記フラッシュランプの発光時、前記反射板に写るフラッシュランプの虚像の仮想の中心線から前記各フラッシュランプの各発光管の外表面に引いた接線面によって囲まれる発光管外表面の部分に、光拡散部を形成したことを特徴とするフラッシュランプ光照射装置。 - 前記光拡散部がフロスト処理により形成されていることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のフラッシュランプ光照射装置。
- 前記反射板がアルミニウム製であり、前記光拡散部がアルマイト処理によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフラッシュランプ光照射装置。
- 前記略平面状に配置された複数本のフラッシュランプに代えて略凸面状に配置された複数本のフラッシュランプから構成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のフラッシュランプ光照射装置。
Priority Applications (1)
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