JP6295729B2 - 閃光放電ランプ照射装置 - Google Patents

Description

本発明は閃光放電ランプ照射装置に関する。

特許文献１のフラッシュランプ装置は、フラッシュランプと、フラッシュランプにエネルギーを供給するためのコンデンサと、コンデンサとフラッシュランプの間に接続されたコイルと、フラッシュランプに巻回されたトリガ電極と、トリガ電極に接続されたトリガ回路を備える。コンデンサが充電された状態でトリガ回路がトリガ電極に高電圧を印加すると、フラッシュランプが絶縁破壊され、コンデンサからの電流が投入される。これにより、フラッシュランプにはコンデンサの容量とコイルのインダクタンスによって決まるパルス状のランプ電流が流れ、閃光点灯が行われる。

特許文献２の熱処理装置は、上記のような構成において、フラッシュランプに直列接続されたＩＧＢＴ等のスイッチング素子を更に備え、スイッチング素子が所定のパルス幅及びパルス間隔でオン／オフされる。これにより、スイッチング素子のオン期間に対応する幅のパルス電流がフラッシュランプに流れ、半導体ウェハー等の被照射体においては、ランプ電流に追従する温度プロファイルによる熱処理が行われる。すなわち、スイッチング素子のオン期間を調整することにより温度プロファイルが制御される。

特許４１４０２７９号公報 特開２００９−７０９４８号公報

しかし、特許文献１の装置においては、高いピークで短い幅のパルスからなるランプ電流を生成することが難しく、そのため高温かつ短時間の照射による適切な温度プロファイルを実現することができない。特に、装置が半導体ウェハーのイオンの活性化に用いられる場合には、イオンの拡散熱を抑制しつつイオンを高活性化させるための高温かつ短時間の熱処理が望まれるが、上記のような長い幅のパルス電流では短時間の熱処理はできない。ここで、コンデンサの静電容量及びコイルのインダクタンスを小さくすれば（すなわち、共振周波数を高くすれば）高いピークの細いパルスが形成されることになる。しかし、実際には、コンデンサからランプへの配線におけるインピーダンスの影響により、電流ピークの上昇は制限される。また、コンデンサの充電電圧を高くして電流ピークを高くしようとすると、幅の太いパルス電流による高温かつ長時間の照射が行われることになる。このような調整されない温度プロファイルは、半導体ウェハー等の処理対象物において急激な温度上昇がもたらし、処理対象物の歪み、割れ等の原因となる。

また、特許文献２の装置においては、ランプ電流の経路にスイッチング素子が挿入されるため、このスイッチング素子の部品調達及びコストの観点から装置の大容量化（高電圧大電流化）が難しく、実現できたとしても装置の保守が容易でないという問題がある。近年、処理対象物である半導体ウェハーの更なる微細化に伴い、照射における電流ピークの増大化が要求されるようになってきている。例えば、閃光照射装置において、ランプ電圧４０００Ｖ、ランプ電流１０００Ａ、好ましくは４０００Ａ以上が必要となる場合があるが、このような耐電圧及び電流容量をもつスイッチング素子は、市場で入手できるラインナップが限られ、非常に高コストとなる。また、フラッシュランプの閃光点灯の目的上、スイッチング素子には短時間に大電流が通電されるため、そのパワーサイクルに起因してスイッチング素子の短寿命化も問題となる。そして、スイッチング素子は回路基板上でスナバ回路、ゲート回路といった周辺回路に接続されているため、その取外し及び新品素子の実装による交換が難しい。

そこで、本発明は、高温かつ短時間の照射による所望の温度プロファイルを実現するとともに、装置の大容量化及び保守の容易化を可能とする閃光放電ランプ照射装置を提供することを課題とする。

本発明の閃光放電ランプ照射装置は、ｎ≧１のｎについて、ｎ個の蓄電素子と、ｎ個の蓄電素子の各々に並列接続されたｎ本のメイン照射用閃光放電ランプと、ｎ個の蓄電素子の各々に並列接続されたｎ個の放電要素と、ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプの各々に近接配置されたｎ個のトリガ導体部と、ｎ個の放電要素の各々を絶縁破壊可能なｎ個のトリガ要素と、ｎ個の第１のトリガ導体部に高電圧を印加してｎ本のメイン照射用閃光放電ランプを絶縁破壊させるための第１のイグナイタと、ｎ個のトリガ要素に高電圧を印加してｎ個の放電要素を絶縁破壊させるための第２のイグナイタと、第１のイグナイタを作動させた後に、ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプの閃光放電中に第２のイグナイタを作動させるように構成された制御部を備える。

本発明の閃光放電ランプ照射装置によると、メイン照射用閃光放電ランプと放電要素が共通の蓄電素子に並列接続される構成において、メイン照射用閃光放電ランプが絶縁破壊された後、その閃光放電中に放電要素が絶縁破壊される。これにより、メイン照射用閃光放電ランプの閃光放電中にランプ電流が分流されるとともに蓄電素子の放電が加速され、メイン照射用閃光放電ランプのランプ電流が急峻に減少してその電流波形が短い幅のパルスとなる。しかも、少なくともメイン照射用ランプと蓄電素子の間にスイッチング素子が接続されていないので高いピークによる大電流化が可能となる。したがって、高温かつ短時間の照射による所望の温度プロファイルが実現され、装置の大容量化が可能となるとともに保守の困難が回避される。

ここで、制御部が、ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプのいずれかに流れる電流がピークに達した後に第２のイグナイタを作動させるように構成されることが好ましい。これにより、高いピークのパルス電流が確保される。

さらに、制御部が、ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプのいずれかに流れる電流がピークの半値に達する前に第２のイグナイタを作動させるように構成されることが好ましい。これにより、高いピークでかつ短い幅のパルスを生成することができ、処理対象物における高温かつ短時間の温度プロファイルによる加熱処理がより好適に実現される。

またさらに、制御部が、第１のイグナイタを作動させた後にｎ本のメイン照射用閃光放電ランプのいずれかが点灯しなかった場合に、第２のイグナイタを作動させないように構成されることが好ましい。これにより、メイン照射用閃光放電ランプの始動不良時に、放電要素による放電だけが行われるといった不要な電力消費を回避することができる。

また、ｎ個の放電要素の各々が分流用閃光放電ランプからなることが好ましい。この構成によると、閃光放電ランプの交換により容易に保守が行われるので、保守容易性が確保される。また、第２のイグナイタを第１のイグナイタと同様の構成とすることができるので、装置の設計が容易となる。

また、ｎ個のトリガ要素の各々を、分流用閃光放電ランプの各々に近接配置されたトリガ導体部とすることができる。この構成によると、トリガ要素をメイン照射用閃光放電ランプに対するトリガ導体部と同様の構成とすることができるので、装置の設計が容易となる。

更に、ｎ個の放電要素の各々の放電時のインピーダンスがｎ本のメイン照射用閃光放電ランプの各々の放電時のインピーダンスよりも低いことが好ましい。この構成によると、放電要素による分流がより急峻な態様となり、メイン照射用閃光放電ランプにおける電流パルス幅のさらなる短縮化が可能となる。

また、ｎ個の放電要素の各々が、並列接続された複数の分流用閃光放電ランプからなる構成としてもよい。この構成によると、上述した放電要素の低インピーダンス化による効果に加えて、分流用閃光放電ランプの負荷が軽減されてその寿命が長くなることにより（すなわち、その交換サイクルが長くなることにより）、保守の容易性が高まる。

また、ｎ個の放電要素が、ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプによる被照射対象物から遮蔽されるように配置されるようにしてもよい。この構成によると、放電要素の発光態様又は発光の有無が問題とならないため、放電要素の設計自由度が高まる。

本発明の第１の実施形態による閃光放電ランプ照射装置を示す図である。 第１の実施形態による閃光放電ランプ照射装置の一変形例を示す図である。 第１の実施形態による閃光放電ランプ照射装置の動作を説明する図である。 第１の実施形態による閃光放電ランプ照射装置の動作を説明する図である。 本発明の第２の実施形態による閃光放電ランプ照射装置を示す図である。 本発明の第２の実施形態による閃光放電ランプ照射装置におけるランプ配置の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態による閃光放電ランプ照射装置におけるランプ配置の他の例を示す図である。 本発明の変形例による閃光放電ランプ照射装置を示す図である。 本発明の変形例による閃光放電ランプ照射装置を示す図である。

実施形態１．
図１に、本発明の第１の実施形態による閃光放電ランプ照射装置１００（以下、「照射装置１００」という）を示す。照射装置１００は、充電回路１、コンデンサ２、コイル３、ダイオード４、メイン照射用閃光放電ランプ５（以下、「ランプ５」という）、分流用閃光放電ランプ６（以下、「ランプ６」という）、トリガ導体部７及び８、イグナイタ９及び１０、制御部１１並びに電圧検出回路１２を備える。コンデンサ２に対してダイオード３が並列接続されるとともに、コイル３を介してランプ５及び６が並列接続される。ランプ５及び６には、それぞれトリガ導体部７及び８が近接配置され（例えば、巻回され）、トリガ導体部７及び８はそれぞれイグナイタ９及び１０に接続される。充電回路１、イグナイタ９及びイグナイタ１０は制御部１１に接続される。

なお、本明細書において、「並列接続」とは、接続される部品の両端ノードの電位が同一である場合（例えば、コンデンサ２とダイオード４の接続態様）のみならず、接続される部品の間にコイル等の低インピーダンス部品が挿入される場合（例えば、コンデンサ２とランプ５及び６の接続態様）も含むものとする。

充電回路１は昇圧コンバータを含む。商用電源等の交流電源が入力される場合には、充電回路１は、例えば、交流電圧を全波整流する全波整流器、全波整流出力を平滑する平滑コンデンサ、平滑電圧を高周波で交流変換するフルブリッジ回路、交流変換出力を昇圧する昇圧トランス、及び昇圧トランスの２次出力を整流する整流回路を含む。充電回路１に直流電源が入力される場合には、上記の全波整流器が不要となる。本実施形態では、昇圧出力は４０００Ｖ程度であるものとする。

コンデンサ２は、充電回路１からの昇圧出力を蓄電する蓄電素子として機能する。したがって、充電が完了した時点で４０００Ｖ程度の電圧が保持される。本実施形態では、蓄電素子としてコンデンサ２（例えば、オイルコンデンサ）を示すが、蓄電素子は電気二重層コンデンサ、バッテリ、電解コンデンサ等であってもよい。なお、図面においては、１つのコンデンサを図示しているが、充電電圧、コンデンサの電圧定格、静電容量等を考慮して、複数のコンデンサが並列接続、直列接続又は直並列接続される構成が採用されてもよい。

コイル３は、コンデンサ２からランプ５へのランプ電流経路上に挿入され、これにより、コンデンサ２からランプ５に流れるランプ電流のパルス波形が調整される。すなわち、必要なランプ電流波形（パルスのピーク値及び時間幅）に応じてコイル３のインダクタンス値が適切に選択される。ただし、本実施形態においては、詳細を後述するように、ランプ電流波形の時間幅がコンデンサ２の静電容量及びコイル３のインダクタンス値から受ける影響は小さい。逆に、ランプ電流における高いピーク値を確保するためには、コンデンサ２からランプ５への配線のインダクタンスのみで充分な場合もあり、この場合にはコイル３はなくてもよい。

ダイオード４は、コンデンサ２とコイル３との共振作用により発生し得る逆電圧を防止するためにコンデンサ２に並列接続される。ただし、逆電圧が発生しない、または小さい場合には、ダイオード４は接続されなくてもよい。

ランプ５は、キセノンランプ等の閃光放電に適したランプであり、処理対象物（被照射対象物）を照射して加熱するためのランプである。ランプ５は、４０００Ｖの電圧が印加された状態で絶縁破壊されると４０００Ａ程度のピークのランプ電流が通電されるように設計されているものとする。なお、本例では、１本のランプ５を示しているが、複数のランプが直列接続されていてもよい。

ランプ６も、キセノンランプ等の閃光放電ランプであればよい。詳細を後述するように、ランプ６は、ランプ５に通電される電流を分流する役割を持つ。言い換えると、ランプ６は、ランプ５の放電中にコンデンサ２の電荷を放電する役割を持つ。このように、放電要素をランプとすると、その交換により容易に保守が行われるので、保守が容易性である。また、放電要素をランプ５と同種の閃光放電ランプによって構成すると、トリガ導体部８及びイグナイタ１０を、ランプ５に対するトリガ導体部７及びイグナイタ９と同様の構成とすることができ、装置の設計が容易となる。

ただし、ランプ６は、ランプ５と同じ仕様である必要はなく、より急峻な態様で電流が分流されるように、ランプ５よりも放電時のインピーダンスが低いものであってもよい。したがって、図１では１本のランプ６を図示しているが、インピーダンスを低下させるために、図２に示すように複数のランプ６が並列接続されていてもよいし、ランプ６の内径をランプ５の内径よりも大きくする等してもよい。このようにランプ６のインピーダンスを小さくすることにより、ランプ５の電流におけるパルス幅の更なる短縮化が可能となる。ただし、ランプの寿命（交換サイクル）を考慮すると、複数のランプ６を並列接続する方が、ランプ６の内径を大きくするよりも現実的であり、保守の容易化により貢献する。

トリガ導体部７はランプ５に巻回されたトリガ線からなり、イグナイタ９から給電される。イグナイタ９は、作動されると高電圧パルスをトリガ導体部７に印加することができる。イグナイタ９は、例えば、トランスと、トランスの１次巻線に直列接続された１次コンデンサ及びスイッチ素子と、１次コンデンサを充電する充電用回路を含み、トランスの２次巻線がトリガ導体部７に接続される構成とすることができる。１次コンデンサが充電された状態でスイッチ素子が導通すると１次コンデンサからの放電電流によりトランスの１次巻線に１次パルス電圧が発生する。１次パルス電圧がトランスの巻数比に応じて昇圧され、トランスの２次巻線に発生する昇圧された２次パルス電圧がトリガ導体部７に印加される。本実施形態では、トリガ導体部８及びイグナイタ１０の構成は、上述したトリガ導体部７及びイグナイタ９の構成と同様であるものとする。

制御部１１は、充電回路１、イグナイタ９及びイグナイタ１０を制御する。制御部１１は、例えば装置外部から点灯指令を受けると、充電回路１に充電開始信号を出力してコンデンサ２を充電させる。例えば分圧抵抗（高抵抗素子）からなる電圧検出回路１２によって検出されるコンデンサ２の充電電圧が所定値（本例では、４０００Ｖ）に達すると、充電回路１は充電を停止し、充電完了信号を制御部１１に出力する。なお、電圧検出回路１２による電圧検出値が制御部１１に直接入力されるようにして（破線参照）、電圧検出値が所定値に達した時点で制御部１１が充電完了信号を充電回路１に出力して充電動作を停止させるようにしてもよい。制御部１１は、充電完了信号を受信又は出力すると、まず第１の始動信号をイグナイタ９に出力してそれを作動させ、所定時間経過後（ランプ５の閃光放電中）に第２の始動信号をイグナイタ１０に出力してそれを作動させる。

図３に、照射装置１００におけるイグナイタ９及び１０の作動タイミングとランプ５及び６に流れるランプ電流との関係を示す。横軸に第１の始動信号の出力時からの経過時間を示し、縦軸にランプ電流を示す。曲線Ｉ１（実線）はランプ５のランプ電流を示し、曲線Ｉ２（破線）はランプ６のランプ電流を示し、曲線Ｉ３（点線）はランプ６による分流放電がなかったとした場合のランプ５のランプ電流を示す。なお、時刻０の時点でコンデンサ２は充電済みであるものとする。また、本実施形態では、ランプ５の発光のみが処理対象物への照射に寄与するものとして説明する。

時刻０において、第１の始動信号が出力されてイグナイタ９が作動され、ランプ５にランプ電流Ｉ１が流れ始める。ランプ電流Ｉ１がピーク値Ｉｐ（例えば、４０００Ａ）に達した直後付近の時刻に第２の始動信号が出力されてイグナイタ１０が作動される。これにより、ランプ６にランプ電流Ｉ２が流れ始め、同時にランプ電流Ｉ１は急峻に減少する。その後、ランプ電流Ｉ１は漸減していく。ランプ電流のパルス幅を、半値幅（ランプ電流がＩｐ／２以上となる幅）で規定する場合、図示されるように、ランプ電流Ｉ１のピーク直後にランプ電流Ｉ２が開始される場合には、ランプ電流波形Ｉ１のパルス幅ｔ１は、ランプ６を放電させなかったとした場合のランプ電流波形Ｉ３のパルス幅ｔ３の半分未満となる。

制御部１１がイグナイタ９に第１の始動信号を出力してからイグナイタ１０に第２の始動信号を出力するまでの時間は、予め実験、計算又はシミュレーションによって求めておくことができる。図４に示すように、制御部１１が第２の始動信号を出力するタイミングは任意に決定できる。図４の曲線Ｉ１、Ｉ４、Ｉ５及びＩ６は、それぞれ異なるタイミングで第２の始動信号が出力された場合にランプ５に流れるランプ電流を示す。曲線Ｉ１は図３のランプ電流Ｉ１と同じである。曲線Ｉ４はランプ電流Ｉ１のピークよりも前の時点で第２の始動信号が出力された場合のランプ電流であり、曲線Ｉ５及びＩ６はランプ電流Ｉ１のピークよりも後の時点で第２の始動信号が出力された場合のランプ電流である。このように本実施形態によると、ランプ５の電流（図３に示すランプ電流Ｉ３）のある時点以降を「削る」ようにしてパルス幅を短縮することができる。これにより、処理対象物において、所望の時間幅のパルス照射による適切な温度プロファイルを実現することができる。

ただし、ランプ電流Ｉ１、Ｉ５及びＩ６のように、ランプ５のランプ電流のピーク以降でランプ６のランプ電流Ｉ２が流れ始めるように、第２の始動信号が出力されることが好ましい。これにより、高いピークのパルス電流が確保される。そして、遅くとも、ランプ５のランプ電流がピークの半値となる時（Ｉｐ／２以下となる時点）までに第２の始動信号が出力されることが望ましい。これにより、高いピークでかつ短い幅のパルスを生成することができ、処理対象物における高温かつ短時間の温度プロファイルがより好適に実現される。また、ランプ電流Ｉ１のように、ランプ５のランプ電流のピーク直後付近でランプ６のランプ電流Ｉ２が流れ始めるように、第２の始動信号が出力されることが更に好ましい。これにより、高温かつ短時間の温度プロファイルを最適化できる。

なお、第２の始動信号の出力タイミングについて、電流検出手段を設け、検出される出力電流がピーク付近に達した時点で、制御部１１がイグナイタ１０に第２の始動信号を出力するようにしてもよい。この場合にはランプ５のランプ電流がピークに達する前に第２の始動信号が出力されることになるが、ピーク値の再現性を得ることができる。この態様は、例えば図４のランプ電流Ｉ４のような電流波形を再現するのに有用である。電流検出手段は、例えば、コイル３に設けられた補助巻線に発生する電圧によって出力電流値を検出するものであればよい。

あるいは、制御部１１が、検出される出力電流の微分値を演算し、その微分値が０以下となった時点で第２の始動信号を出力するようにしてもよい。これにより、確実にランプ５のランプ電流のピーク直後付近でランプ６にランプ電流Ｉ２が流れ始めることになり、ランプ電流Ｉ１のような、ピーク直後に削られる高いピークでかつ短い幅のパルス電流波形を再現することができる。また、検出電流の微分値が０となってから所定時間経過後に第２の始動信号が出力されるようにしてもよい、これにより、図４のランプ電流Ｉ５又はＩ６のような電流波形が再現される。

また別法として、制御部１１が、コンデンサ２の電圧が所定値以下となった時点で第２の始動信号を出力するようにしてもよい。この場合、電圧検出回路１２によって検出されるコンデンサ２の電圧検出値は、充電回路１を介して、又は直接に制御部１１に入力されるようにすればよい。これにより、第２の始動信号のタイミングを決定するための検出回路として、充電完了信号を生成するための検出回路を使用できるので追加の回路が不要となる点で好ましい。そして、ランプ５の電流がピークとなる時点に対応するコンデンサ２の電圧（電流ピーク時電圧）を予め取得しておき、充電完了後に電圧検出値が電流ピーク時電圧となった時点で第２の始動信号が出力されるようにすればよい。

またさらに、制御部１１が、ランプ５が始動不良（不点灯）となった場合に第２の始動信号を出力しない（ランプ６を点灯させない）構成としてもよい。例えば、制御部１１は、第１の始動信号を出力したにもかかわらず電圧検出回路１２で検出されるコンデンサ２の電圧が低下しなかった場合に、ランプ５の始動不良が発生したものと判定することができる。また、コイル３に補助巻線が追加される場合には、制御部１１は、第１の始動信号を出力したにもかかわらず補助巻線の電流が検出されない場合に、ランプ５に始動不良が発生したものと判定することができる。これにより、ランプ５が点灯されないにもかかわらずランプ６だけが点灯されるといった不要な電力消費を回避することができる。

また、図２においては、並列接続される複数のランプ６及びトリガ導体部８の組に対して１つのイグナイタ１０が接続されて複数のランプ６が同じタイミングで絶縁破壊される態様を想定している。一方、複数のランプ６及びトリガ導体部８の組に対してそれぞれ個別のイグナイタが接続され、異なるタイミングで複数のランプ６が絶縁破壊されるようにしてもよい。この場合、それぞれのイグナイタを作動させるタイミングを適宜ずらすことによって、ランプ５のランプ電流の急峻な降下以降の漸減プロファイルを調整することができる。これにより、処理対象物における一層高精度な温度プロファイルを実現することができる。

以上のように、本実施形態の照射装置１００によると、メイン照射用のランプ５と放電要素としてのランプ６が共通のコンデンサ２に並列接続される構成において、ランプ５が絶縁破壊された後、その閃光放電中にランプ６が絶縁破壊される。これにより、ランプ５の閃光放電中にその電流が分流されるとともにコンデンサ２の放電が加速され、ランプ５のランプ電流が急峻に減少することにより、短いパルス幅のランプ電流が得られる。しかも、ランプ５及び６とコンデンサ２の間にスイッチング素子が接続されていないので高いピークによる大電流化が可能となる。したがって、高温かつ短時間の照射による所望の温度プロファイルを実現するとともに、照射装置１００の大容量化及び保守の容易化を実現できる。

実施形態２．
第１の実施形態ではメイン照射用の閃光放電ランプが１本の場合を例示したが、本実施形態ではメイン照射用の閃光放電ランプがｎ本の場合を示す。なお、以降の説明はｎ≧１のｎについて成立するが、ｎ＝１の場合は上記第１の実施形態と同じ構成となるので、以下、ｎ≧２の場合について説明する。

図５に本発明の第２の実施形態による閃光放電ランプ照射装置２００（以下、「照射装置２００」という）を示す。なお、本実施形態において、第１の実施形態（図１）の構成要素と同様の構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。照射装置２００は、並列接続されたｎ段の点灯ユニット５０−１〜５０−ｎ、点灯ユニット５０−１〜５０−ｎに共通の充電回路１、イグナイタ９、イグナイタ１０及び制御部１１を有する。点灯ユニット５０−１〜５０−ｎの各々は同一の構成を有し、コンデンサ２、コイル３、ダイオード４、ランプ５、ランプ６、トリガ導体部７及び８、並びにダイオード１３を含む。

点灯ユニット５０−１〜５０−ｎの各々の低電位側ライン（コンデンサ４の低電位側電極）は相互に共通接続されて充電回路１の負極端子に接続され、高電位側ライン（コンデンサ４の高電位側電極）はダイオード１３を介して充電回路１の正極端子に接続される。なお、それぞれの負極端子の電位が等しくなるように接続されることを条件として複数の充電回路１が設けられる構成としてもよい。この場合、１つの点灯ユニットに対して１つの充電回路が接続されてもよいし、グループ分けされた点灯ユニットの１グループに対して１つの充電回路が接続されるようにしてもよい。

また、図５においては、電圧検出回路１２は点灯ユニット５０−１のみに設けられているが、点灯ユニット５０−１〜５０−ｎの一部又は全部に電圧検出回路が接続されていてもよい。いずれの場合においても、制御部１１は、いずれかの点灯ユニットにおいてランプ５の始動不良を検出した場合には全ての点灯ユニットのランプ６を点灯させない（すなわち、第２の始動信号を出力しない）ようにすることができる。なお、本実施形態でも、充電回路１と制御部１１とは相互に信号の送受信が可能であるものとする。

本実施形態では、トリガ導体部７は全点灯ユニットを横断して相互に直列接続されて一連のトリガ線として構成されている。これにより、始動回路９の構成が簡素なものとなる。一方、トリガ導体部７は相互に並列接続されて個別のトリガ線として構成されていてもよい。トリガ導体部８についても同様のことがいえる。

充電回路１、イグナイタ９、イグナイタ１０及び制御部１１の動作は第１の実施形態と同様である。すなわち、制御部１１は、充電回路１にコンデンサ２を設定電圧（例えば、４０００Ｖ）まで充電させた後に、まず第１の始動信号を出力してイグナイタ９を作動させ、所定時間経過後（ランプ５の閃光放電中）に第２の始動信号を出力してイグナイタ１０を作動させる。これにより、照射装置２００は、例えば図３に示したランプ電流Ｉ１によって生成される光量のｎ倍の光量を出射することができる。すなわち、照射装置２００は、ランプ電流Ｉ１と同じ時間幅でかつランプ電流Ｉ１のｎ倍のピークのパルス的な照射を行うことができる。なお、制御部１１からイグナイタ１０への第１及び第２の始動信号のそれぞれの出力タイミングは、点灯ユニット５０−１〜５０−ｎのいずれかの点灯ユニットについて設定されていればよい。

図６に本実施形態におけるランプ５及び６の配置の一例を示す。以降において、点灯ユニット５０−ｋ（１≦ｋ≦ｎ）に属するランプ５及びランプ６をそれぞれランプ５−ｋ及びランプ６−ｋというものとする。本例では、点灯ユニット５０−１〜５０−５に、それぞれランプ５−１〜５−５及びランプ６−１〜６−５が含まれ、ランプ６−１〜６−５は処理対象物への照射に寄与しない。照射装置２００は載置部２１及び反射板２２を有し、半導体ウェハー等の処理対象物２０（被照射対象物）が載置部２１に載置され、載置部２１及び処理対象物２０に対して反射板２２が対向配置される。ランプ５−１〜５−５は処理対象物２０と反射板２２の間に配置され、ランプ６−１〜６−５は反射板２２の背面側に配置されて処理対象物２０から遮蔽される。したがって、処理対象物における温度プロファイルはランプ５−１〜５−５の照射のみによって決まる。これにより、詳細を後述するように、放電要素の発光態様又は発光の有無が問題とならないため、放電要素の発光特性、数量、形状等の設計自由度が高まる。

図７に本実施形態におけるランプ５及び６の配置の他の例を示す。本例では、分流用のランプ６も処理対象物への照射に補助的に寄与する。点灯ユニット５０−１〜５０−４には、それぞれランプ５−１〜５−４及びランプ６−１〜６−４が含まれ、点灯ユニット５０−５にはランプ５−５並びに並列接続されたランプ６−５ａ及びランプ６−５ｂ（図２参照）が含まれる。なお、照射の対称性を担保するために、ランプ５−５がメイン照射用ランプ群の中心に、ランプ６−５ａ及び６−５ｂが分流用ランプ群の両端に配置される。照射装置２００は載置部２１及び反射板２２を有し、処理対象物２０が載置部２１に載置され、載置部２１及び処理対象物２０に対して反射板２２が対向配置される。処理対象物２０と反射板２２の間に、ランプ５−１〜５−５及びランプ６−１〜６−５ｂが配置される。ランプ６−１〜６−５ｂは、ランプ５−１〜５−５の背面側であって反射板２２の前面側、すなわちランプ５−１〜５−５と反射板２２の間に配置される。この場合、ランプ５−１〜５−５の電流ピーク後のランプ６−１〜６−５ｂの補助的な照射によって、処理対象物２０における、特にランプ５−１〜５−５による照射の漸減時の温度プロファイルが調整される。また、所望の温度プロファイルが得られるようにランプ６−１及び６−５ｂのそれぞれの位置が適宜調整される。

以上のように、複数のメイン照射用ランプが設けられた照射装置２００においても、第１の実施形態の照射装置１００と同様の効果が得られ、すなわち、高温かつ短時間の照射による所望の温度プロファイルを実現しつつも、照射装置２００の大容量化及び保守の容易化が可能となる。

＜変形例＞
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。

（１）分流用の放電要素に関する変形
上記各実施形態においては、放電要素として閃光放電ランプ（ランプ６）を示したが、放電要素は、その外部から電界又は磁界を付加することによって絶縁破壊されるものであれば他の構成要素であってもよい。すなわち、放電要素は、コンデンサ２の放電経路においてスイッチング素子等と介在させることなく配置され、所望のタイミングで絶縁破壊されてコンデンサ２の電荷を消費できるものであればよい。特に、図６に示したように、放電要素の発光がメイン照射用のランプ５による照射に寄与しない場合には、放電要素の発光の態様又は発光の有無は問題とならない。このような観点から、例えば、放電要素として、閃光放電ランプの代わりに他の種類の放電灯、スパークギャップ等が採用されてもよい。

図８に、放電要素としてスパークギャップが採用される場合の例を示す。本例では、コンデンサ２に、電界歪み型ギャップスイッチ等のスパークギャップ６１が並列接続される。スパークギャップ６１の電極付近にトリガ電極８１（トリガ要素）が配置され、トリガ電極８１はイグナイタ１０に接続される。スパークギャップ６１は、ランプ５付近に配置されていてもよいし、コンデンサ２付近に配置されてもよい。

（２）トリガ要素に関する変形
上記各実施形態においては、ランプ６のトリガ要素としてトリガ導体部８を示したが、トリガ要素はランプ６を絶縁破壊できるものであれば他の形態であってもよい。例えば、図９に示すように、トリガ要素は、ランプ６に２次巻線が直列接続されたパルストランス８２であってもよい。パルストランス８２はイグナイタ１０に接続され、又はイグナイタ１０の一部を構成する。特に、図２に示すように、複数のランプ６が並列接続される場合には、１つの電流経路あたりの電流が少ないのでパルストランス８２への負荷は大きくならない。

（３）閃光放電ランプ照射装置の用途に関する変形
上記各実施形態では、照射装置１００及び２００が半導体製造工程において半導体ウェハー等の加熱処理に用いられることが想定されているが、用途はこれに限定されない。本発明の閃光放電ランプ照射装置は、導電性インクの光焼成処理、殺菌処理、接着材硬化処理等、閃光点灯による照射を必要とする種々の処理に適用可能である。

（４）信号送受信の形態に関する変形
上記各実施形態では、制御部１１がイグナイタ９及びイグナイタ１０に個々の始動信号を出力する構成を示したが、制御部１１がイグナイタ９に始動信号を出力し、その後イグナイタ９がイグナイタ１０に更なる始動信号を出力するようにしてもよい。このような形態も、イグナイタ９を作動させた後にイグナイタ１０を作動させることに帰着する。また、上記各実施形態では、制御部１１と充電回路１との信号伝送（充電開始信号、充電完了信号）並びに制御部１１とイグナイタ９及びイグナイタ１０との信号伝送（第１の始動信号、第２の始動信号）は有線接続によるものを想定したが、これらの信号伝送の全部又は一部は無線接続によって行われてもよい。

２ コンデンサ（蓄電素子）
５ メイン照射用閃光放電ランプ
６ 分流用閃光放電ランプ（放電要素）
７ トリガ導体部
８ トリガ導体部（トリガ要素）
９、１０ イグナイタ
１１ 制御部
６１ スパークギャップ（放電要素）
８１ トリガ電極（トリガ要素）
８２ パルストランス（トリガ要素）
１００、２００ 閃光放電ランプ照射装置

Claims (8)

1. 閃光放電ランプ照射装置であって、ｎ≧１のｎについて、
   ｎ個の蓄電素子と、
   前記ｎ個の蓄電素子の各々に並列接続されたｎ本のメイン照射用閃光放電ランプと、
   前記ｎ個の蓄電素子の各々に並列接続されたｎ個の放電要素と、
   前記ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプの各々に近接配置されたｎ個のトリガ導体部と、
   前記ｎ個の放電要素の各々を絶縁破壊可能なｎ個のトリガ要素と、
   前記ｎ個の第１のトリガ導体部に高電圧を印加して前記ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプを絶縁破壊させるための第１のイグナイタと、
   前記ｎ個のトリガ要素に高電圧を印加して前記ｎ個の放電要素を絶縁破壊させるための第２のイグナイタと、
   前記第１のイグナイタを作動させた後に、前記ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプの閃光放電中に前記第２のイグナイタを作動させるように構成された制御部と
   を備え、
   前記制御部が、前記第１のイグナイタを作動させた後に前記ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプのいずれかが点灯しなかった場合に、前記第２のイグナイタを作動させないように構成された、閃光放電ランプ照射装置。
2. 閃光放電ランプ照射装置であって、ｎ≧１のｎについて、
   ｎ個の蓄電素子と、
   前記ｎ個の蓄電素子の各々に並列接続されたｎ本のメイン照射用閃光放電ランプと、
   前記ｎ個の蓄電素子の各々に並列接続されたｎ個の放電要素と、
   前記ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプの各々に近接配置されたｎ個のトリガ導体部と、
   前記ｎ個の放電要素の各々を絶縁破壊可能なｎ個のトリガ要素と、
   前記ｎ個の第１のトリガ導体部に高電圧を印加して前記ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプを絶縁破壊させるための第１のイグナイタと、
   前記ｎ個のトリガ要素に高電圧を印加して前記ｎ個の放電要素を絶縁破壊させるための第２のイグナイタと、
   前記第１のイグナイタを作動させた後に、前記ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプの閃光放電中に前記第２のイグナイタを作動させるように構成された制御部と
   を備え、
   前記ｎ個の放電要素の各々が、並列接続された複数の分流用閃光放電ランプからなる、閃光放電ランプ照射装置。
3. 閃光放電ランプ照射装置であって、ｎ≧１のｎについて、
   ｎ個の蓄電素子と、
   前記ｎ個の蓄電素子の各々に並列接続されたｎ本のメイン照射用閃光放電ランプと、
   前記ｎ個の蓄電素子の各々に並列接続されたｎ個の放電要素と、
   前記ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプの各々に近接配置されたｎ個のトリガ導体部と、
   前記ｎ個の放電要素の各々を絶縁破壊可能なｎ個のトリガ要素と、
   前記ｎ個の第１のトリガ導体部に高電圧を印加して前記ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプを絶縁破壊させるための第１のイグナイタと、
   前記ｎ個のトリガ要素に高電圧を印加して前記ｎ個の放電要素を絶縁破壊させるための第２のイグナイタと、
   前記第１のイグナイタを作動させた後に、前記ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプの閃光放電中に前記第２のイグナイタを作動させるように構成された制御部と
   を備え、
   前記ｎ個の放電要素が、前記ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプによる被照射対象物から遮蔽されるように配置された閃光放電ランプ照射装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の閃光放電ランプ照射装置において、前記制御部が、前記ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプのいずれかに流れる電流がピークに達した後に前記第２のイグナイタを作動させるように構成された閃光放電ランプ照射装置。
5. 請求項４に記載の閃光放電ランプ照射装置において、前記制御部が、前記ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプのいずれかに流れる電流がピークの半値に達する前に前記第２のイグナイタを作動させるように構成された閃光放電ランプ照射装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の閃光放電ランプ照射装置において、前記ｎ個の放電要素の各々が分流用閃光放電ランプからなる、閃光放電ランプ照射装置。
7. 請求項６に記載の閃光放電ランプ照射装置において、前記ｎ個のトリガ要素の各々が、前記分流用閃光放電ランプの各々に近接配置されたトリガ導体部からなる、閃光放電ランプ照射装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の閃光放電ランプ照射装置において、前記ｎ個の放電要素の各々の放電時のインピーダンスが前記ｎ本のメイン照射用閃光放電ランプの各々の放電時のインピーダンスよりも低い、閃光放電ランプ照射装置。

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