(57)【要約】【課題】ハロゲンランプの影響によるフラッシュランプの劣化を抑制することができる技術を提供することを目的とする。【解決手段】保持部２に保持された基板Ｗに向けて、ハロゲンランプ３１から光を照射して予備加熱処理を行い、フラッシュランプ４１から閃光を照射してフラッシュ加熱処理を行う。ハロゲンランプ３１から出射されてフラッシュランプ４１へと向かう光の一部Ｌ１は、周縁光遮光部材６に形成された窓孔６１を通過して、保持部２に保持された基板Ｗへ入射し、そのエネルギーが基板Ｗの予備加熱に使われる。一方、それ以外の光Ｌ２は周縁光遮光部材６によって遮光される。したがって、ハロゲンランプ３１から出射された光が直接にフラッシュランプ４１に入射することはなく、フラッシュランプ４１の管壁の昇温を抑制することができる。ひいては、フラッシュランプ４１の劣化を抑えることができる。【選択図】図１
2014135507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して光を照射することによって当該基板を加熱する熱処理装置であって、
内部に密閉空間を形成するチャンバーと、
前記チャンバーの内部において、前記チャンバー内に搬入された基板を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された基板と所定の距離だけ離間した位置から前記基板に向けて光を照射する複数のハロゲンランプを備える第１の光照射手段と、
前記保持手段に保持された基板と所定の距離だけ離間した位置から前記基板に向けて閃光を照射する複数のフラッシュランプを備える第２の光照射手段と、
前記チャンバーの内部に設けられ、前記第１の光照射手段と前記保持手段との間に挿入され、前記第１の光照射手段から出射され、前記第２の光照射手段へと向かう光の一部を通過させて前記保持手段に保持された基板に入射させつつ、それ以外の光を遮光する周縁光遮光手段と、
を備え、
前記周縁光遮光手段が、前記フラッシュランプの管壁を形成する材質の吸収領域の光を透過しない材質で、形成されることを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
基板に対して光を照射することによって当該基板を加熱する熱処理装置であって、
内部に密閉空間を形成するチャンバーと、
前記チャンバーの内部において、前記チャンバー内に搬入された基板を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された基板と所定の距離だけ離間した位置から前記基板に向けて光を照射する複数のハロゲンランプを備える第１の光照射手段と、
前記保持手段に保持された基板と所定の距離だけ離間した位置から前記基板に向けて閃光を照射する複数のフラッシュランプを備える第２の光照射手段と、
前記チャンバーの内部に設けられ、前記第２の光照射手段と前記保持手段との間に挿入され、前記第１の光照射手段から出射され、前記保持手段に保持された基板に入射せずに前記第２の光照射手段へと向かう光を遮光する周縁光遮光手段と、
を備え、
前記周縁光遮光手段が、前記フラッシュランプの管壁を形成する材質の吸収領域の光を透過しない材質で、形成されることを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の熱処理装置であって、
前記周縁光遮光手段が、
前記保持手段に保持された基板と平行に挿入された板状部材、
を備え、
前記板状部材が、
その表面領域に形成され、当該表面領域に正投影された前記基板の投影像と同一以下のサイズの窓孔、
を備えることを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の熱処理装置であって、
前記窓孔が、前記基板の投影像と同一サイズである、熱処理装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の熱処理装置であって、
前記板状部材と、前記保持手段に保持された基板との間の離間距離が３０mm以下であることを特徴とする熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウェハーや液晶表示装置用ガラス基板等（以下、単に「基板」と称する）に光を照射することにより該基板を熱処理する熱処理装置、特に閃光を照射して基板を瞬間的に加熱する熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、イオン注入後の基板のイオン活性化工程においては、ハロゲンランプを使用したランプアニール装置が一般的に使用されていた。このようなランプアニール装置においては、基板を、例えば、１０００℃ないし１１００℃程度の温度に加熱（アニール）することにより、基板のイオン活性化を実行している。そして、このような熱処理装置においては、ハロゲンランプより照射される光のエネルギーを利用することにより、毎秒数百度程度の速度で基板を昇温する構成となっている。
【０００３】
一方、近年、半導体デバイスの高集積化が進展し、ゲート長が短くなるにつれて接合深さも浅くすることが望まれている。しかしながら、毎秒数百度程度の速度で基板を昇温する上記ランプアニール装置を使用して基板のイオン活性化を実行した場合においても、基板に打ち込まれたボロンやリン等のイオンが熱によって深く拡散するという現象が生ずることが判明した。このような現象が発生した場合においては、接合深さが要求よりも深くなり過ぎ、良好なデバイス形成に支障が生じることが懸念される。
【０００４】
このため、キセノンフラッシュランプ等を使用して基板の表面に閃光を照射することにより、イオンが注入された基板の表面のみを極めて短時間（数ミリセカンド以下）に昇温させる技術が提案されている。キセノンフラッシュランプの放射分光分布は紫外域から近赤外域であり、従来のハロゲンランプよりも波長が短く、シリコンの基板の基礎吸収帯とほぼ一致している。よって、キセノンフラッシュランプから基板に閃光を照射したときには、透過光が少なく基板を急速に昇温することが可能である。また、数ミリセカンド以下の極めて短時間の閃光照射であれば、基板の表面近傍のみを選択的に昇温できることも判明している。このため、キセノンフラッシュランプによる極短時間の昇温であれば、イオンを深く拡散させることなく、イオン活性化のみを実行することができるのである。このようなキセノンフラッシュランプを使用した熱処理装置の構成例は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００５】
キセノンフラッシュランプによるフラッシュ加熱を行う前には、ホットプレートやハロゲンランプ等を使用して基板の予備加熱が行われる。ホットプレートは、安全かつある程度は均一に基板を昇温できるという利点があるものの、昇温可能な温度に限界があるため、適用範囲に限界がある。一方、ハロゲンランプを使用すれば６００度以上の昇温が実現可能である。フラッシュ加熱前に、基板を予備的に６００度以上の高温領域まで昇温させておくことができれば、フラッシュ加熱に求められる昇温幅をその分小さくすることができる。すなわち、キセノンフラッシュランプによって基板に与えるべきエネルギーを小さくすることができる。これによって、フラッシュ加熱において基板に生じる熱応力を小さくすることが可能となり、フラッシュ加熱における基板の割れの発生を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１４０３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、予備加熱をハロゲンランプを使用して行う装置構成の場合、予備加熱時にハロゲンランプから照射される光線をキセノンフラッシュランプの管壁が吸収してしまい、これにより管壁が昇温してしまうという問題があった。キセノンフラッシュランプの寿命はその管壁の温度で決まってしまうため、管壁が昇温するとフラッシュランプが著しく劣化してしまう。
【０００８】
この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ハロゲンランプおよびフラッシュランプを用いて基板を熱処理する熱処理装置において、ハロゲンランプの影響によるフラッシュランプの劣化を抑制することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、基板に対して光を照射することによって当該基板を加熱する熱処理装置であって、内部に密閉空間を形成するチャンバーと、前記チャンバーの内部において、前記チャンバー内に搬入された基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板と所定の距離だけ離間した位置から前記基板に向けて光を照射する複数のハロゲンランプを備える第１の光照射手段と、前記保持手段に保持された基板と所定の距離だけ離間した位置から前記基板に向けて閃光を照射する複数のフラッシュランプを備える第２の光照射手段と、前記チャンバーの内部に設けられ、前記第１の光照射手段と前記保持手段との間に挿入され、前記第１の光照射手段から出射され、前記第２の光照射手段へと向かう光の一部を通過させて前記保持手段に保持された基板に入射させつつ、それ以外の光を遮光する周縁光遮光手段と、を備え、前記周縁光遮光手段が、前記フラッシュランプの管壁を形成する材質の吸収領域の光を透過しない材質で、形成される。
【００１０】
請求項２の発明は、基板に対して光を照射することによって当該基板を加熱する熱処理装置であって、内部に密閉空間を形成するチャンバーと、前記チャンバーの内部において、前記チャンバー内に搬入された基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板と所定の距離だけ離間した位置から前記基板に向けて光を照射する複数のハロゲンランプを備える第１の光照射手段と、前記保持手段に保持された基板と所定の距離だけ離間した位置から前記基板に向けて閃光を照射する複数のフラッシュランプを備える第２の光照射手段と、前記チャンバーの内部に設けられ、前記第２の光照射手段と前記保持手段との間に挿入され、前記第１の光照射手段から出射され、前記保持手段に保持された基板に入射せずに前記第２の光照射手段へと向かう光を遮光する周縁光遮光手段と、を備え、前記周縁光遮光手段が、前記フラッシュランプの管壁を形成する材質の吸収領域の光を透過しない材質で、形成される。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の熱処理装置であって、前記周縁光遮光手段が、前記保持手段に保持された基板と平行に挿入された板状部材、を備え、前記板状部材が、その表面領域に形成され、当該表面領域に正投影された前記基板の投影像と同一以下のサイズの窓孔、を備える。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３に記載の熱処理装置であって、前記窓孔が、前記基板の投影像と同一サイズである。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項３または４に記載の熱処理装置であって、前記板状部材と、前記保持手段に保持された基板との間の離間距離が３０mm以下である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜５の発明によると、第１の光照射手段から出射されて第２の光照射手段へと向かう光は、保持手段に保持された基板もしくは周縁光遮光手段のいずれかで遮光されるので、第２の光照射手段まで到達しない。これによって、ハロゲンランプから出射された光線の影響によるフラッシュランプの劣化が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】熱処理装置の構成を示す側断面図である。
【図２】熱処理装置の構成を示す縦断面図である。
【図３】熱処理装置の構成を示す縦断面図である。
【図４】熱処理装置にて実行される処理の流れを示す図である。
【図５】変形例に係る熱処理装置の構成を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明の実施の形態に係る熱処理装置について図面を参照しながら説明する。この発明の実施の形態に係る熱処理装置１００は、略円形の基板Ｗに閃光（フラッシュ光）を照射してその基板Ｗを加熱するフラッシュランプアニール装置である。
【００１７】
〈１．熱処理装置の全体構成〉
はじめに、この発明の実施の形態に係る熱処理装置の全体構成について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、熱処理装置１００の構成を示す側断面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）は、熱処理装置１００を図１の矢印Ｑ１方向および矢印Ｑ２方向からそれぞれみた縦断面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）は、熱処理装置１００を図１の矢印Ｑ３方向からみた縦断面図であり、後述する保持部２に基板Ｗが保持されていない状態および保持されている状態をそれぞれ示している。
【００１８】
熱処理装置１００は、６枚の反射板１１によって６角形の筒状に形成された反射体１を備える。各反射板１１は反射率が十分に高い部材（例えば、アルミニウム等）により形成されている。もしくは、内側表面に反射率を高めるコーティング（例えば、金の非拡散コーティング）がなされている。後述する光照射部３，４から照射された光線の一部は、反射板１１の内側表面で反射されて後述する保持部２に保持される基板Ｗに入射する。これによって、光照射部３，４から発生した光エネルギーが無駄なく基板Ｗの熱処理に用いられることになる。
【００１９】
また、熱処理装置１００は、反射体１の筒内部において基板Ｗを水平に保持する保持部２を備える。保持部２は、基板Ｗの直径よりも若干大きな直径を有するリング状の部材であり、その内側端面には、基板Ｗの裏面を点で支持する支持部材２１が複数個（例えば４個）形成されている。保持部２に保持される基板Ｗは、これら複数個の支持部材２１によって裏面側から支持される。
【００２０】
また、熱処理装置１００は、反射体１の筒内部に配置され、保持部２に保持される基板Ｗに光を照射することにより基板Ｗを加熱する２つの光照射部３，４を備える。
【００２１】
第１の光照射部（第１光照射部３）は、保持部２に保持された基板Ｗの下側であって基板Ｗと１００mm以上離間した位置から、基板Ｗに向けて光を照射する。そして、その光エネルギーによって基板Ｗを所定の予備加熱温度（例えば、６００度）まで昇温させる。第１光照射部３は、複数のハロゲンランプ３１およびリフレクタ３２を有する。複数のハロゲンランプ３１は、それぞれが長尺の円筒形状を有する棒状ランプであり、それぞれの長手方向が互いに平行となるように平面状に配列されている。リフレクタ３２は、複数のハロゲンランプ３１の下方にそれら全体を覆うように設けられ、その表面はブラスト処理により粗面化加工が施されて梨地模様を呈する。
【００２２】
ハロゲンランプ３１は、ガラス管内部に配設されたフィラメントに通電することでフィラメントを白熱化させて発光させるフィラメント方式の光源である。ガラス管内部には、窒素やアルゴン等の不活性ガスにハロゲン元素（ヨウ素、臭素等）を微量導入したものが封入されている。ハロゲン元素を導入することによって、フィラメントの折損を抑制しつつフィラメントの温度を高温に設定することが可能となる。したがって、ハロゲンランプ３１は、通常の白熱電球に比べて寿命が長くかつ強い光を連続的に照射できるという特徴を有する。
【００２３】
第２の光照射部（第２光照射部４）は、保持部２に保持された基板Ｗの上側であって基板Ｗと１００mm以上離間した位置から、基板Ｗ（より具体的には、第１光照射部３により予備加熱された基板Ｗ）に向けて閃光を照射する。そして、その光エネルギーによって基板Ｗの表面を短時間に昇温させる。第２光照射部４は、複数（例えば、３０本）のキセノンフラッシュランプ（以下、単に「フラッシュランプ」という）４１およびリフレクタ４２を有する。複数のフラッシュランプ４１は、それぞれが長尺の円筒形状を有する棒状ランプであり、それぞれの長手方向が互いに平行となるように平面状に配列されている。リフレクタ４２は、複数のフラッシュランプ４１の上方にそれら全体を覆うように設けられ、その表面はブラスト処理により粗面化加工が施されて梨地模様を呈する。
【００２４】
キセノンフラッシュランプ４１は、その内部にキセノンガスが封入されその両端部にコンデンサーに接続された陽極および陰極が配設されたガラス管と、該ガラス管の外周面上に巻回されたトリガー電極とを備える。キセノンガスは電気的には絶縁体であることから、通常の状態ではガラス管内に電気は流れない。しかしながら、トリガー電極に高電圧を印加して絶縁を破壊した場合には、コンデンサーに蓄えられた電気がガラス管内に瞬時に流れ、そのときのジュール熱でキセノンガスが加熱されて光が放出される。このキセノンフラッシュランプ４１においては、予め蓄えられていた静電エネルギーが０．１ミリセカンドないし１０ミリセカンドという極めて短い光パルスに変換されることから、連続点灯の光源に比べて極めて強い光を照射し得るという特徴を有する。
【００２５】
なお、光照射部３，４と保持部２との間には、光照射部３，４のそれぞれと保持部２に保持された基板Ｗとを分離された空間におくための雰囲気遮断部材を設けてもよい。ただし、この雰囲気遮断部材は光を透過させる部材（例えば、石英）を用いて形成する必要がある。雰囲気遮断部材を設けることによって、光照射部３，４にて発生したパーティクル等によって保持部２に保持された基板Ｗが汚染されるのを防止することができる。
【００２６】
また、熱処理装置１００は、反射体１を覆う六角筒形状のチャンバー５を備える。チャンバー５は、反射体１を包囲する六角筒状のチャンバー側部５１と、チャンバー側部５１の上部を覆うチャンバー蓋部５２、および、チャンバー側部５１の下部を覆うチャンバー底部５３によって構成される。チャンバー側部５１には、基板Ｗの搬入および搬出を行うための搬送開口部５１１が形成されている。搬送開口部５１１は、軸５１２を中心に回動するゲートバルブ５１３により開閉可能とされる。搬送開口部５１１は、反射体１の側壁面をも貫通して形成されており、ゲートバルブ５１３が開放位置（図１の仮想線位置）におかれることによって、搬送開口部５１１を通じて反射体１の筒内部に基板Ｗを搬出入することが可能となる（矢印ＡＲ５）。一方、ゲートバルブ５１３が閉鎖位置（図１の実線位置）におかれると、チャンバー５の内部が密閉空間とされる。
【００２７】
また、熱処理装置１００は、第１光照射部３のハロゲンランプ３１から出射され、第２光照射部４のフラッシュランプ４１へと向かう光の一部を通過させて、保持部２に保持された基板に入射させつつ、それ以外の光を遮光する周縁光遮光部材６を備える。周縁光遮光部材６については、後により具体的に説明する。
【００２８】
また、熱処理装置１００は、上記の各構成を制御する制御部９１と、ユーザインターフェイスである操作部９２および表示部９３を備える。操作部９２および表示部９３はチャンバー５の外部に配置され、ユーザから各種の指示をチャンバー５の外部にて受け付ける。制御部９１は、操作部９２および表示部９３から入力された各種の指示に基づいて熱処理装置１００の各構成を制御する。
【００２９】
〈２．周縁光遮光部材６〉
周縁光遮光部材６について引き続き図１〜図３を参照しながらより具体的に説明する。周縁光遮光部材６は、図１に示すように、保持部２と第１光照射部３との間であって、保持部２に保持された基板Ｗと所定距離だけ離間した位置に挿入された板状部材であり、その表面が保持部２に保持される基板Ｗの表面と略平行となるような姿勢でチャンバー５の内壁面に固設される。
【００３０】
なお、保持部２に保持された基板Ｗと周縁光遮光部材６との離間距離ｄはなるべく小さく（例えば、３０mm以下）することが望ましい。ハロゲンランプ３１から出射された光の一部はフラッシュランプ４１に向けて直進し、他の一部は反射板１１等によって反射されながらフラッシュランプ４１まで到達しようとするところ、基板Ｗと周縁光遮光部材６との離間距離ｄが大きくなると、基板Ｗと周縁光遮光部材６との間を縫ってフラッシュランプ４１に到達する反射光が多くなってしまう。逆に、保持部２に保持された基板Ｗとなるべく近い位置に周縁光遮光部材６を設けると、基板Ｗと周縁光遮光部材６とが全体として一枚の壁のようになるので、直接光だけでなく反射光がフラッシュランプ４１に到達することをも防止できる。
【００３１】
周縁光遮光部材６は、その周縁とチャンバー側部５１との間からハロゲンランプ３１より出射された光が漏れるのを防ぐべく、その周縁全体がチャンバー側部５１の内壁面に着接されている（図２（ｂ）参照）。さらに、周縁光遮光部材６の表面領域には、保持部２に保持された基板Ｗが当該表面領域に形成する正投影像Ｗｉと略同一のサイズの窓孔６１が形成されている。ただし、ここでいう「略同一」は、窓孔６１が、１〜２mmの誤差をもって正投影像Ｗｉよりも小さなサイズであってもよいことを意味する。つまり、窓孔６１は、正投影像Ｗｉと同一のサイズであることが望ましいが、これより小さくてもよく、例えば、図２（ｂ）および図３（ａ）に示すように正投影像Ｗｉの周縁から約１〜２mmだけ内側に窓孔６１の周縁がくるようなサイズであってもよい。
【００３２】
また、周縁光遮光部材６は、フラッシュランプ４１の管壁を形成する材質である石英ガラスの吸収領域（主として赤外領域）の光を透過しない材質（例えば、炭化シリコン（SiC）、アルミナ（Al2O3）、石英等）で形成する。
【００３３】
ハロゲンランプ３１から出射されてフラッシュランプ４１に向かう光（特に、フラッシュランプ４１の管壁を形成する材質の吸収領域の光）のうち、一部は、窓孔６１を通じて保持部２に保持された基板Ｗに入射して、基板Ｗに吸収される（光線Ｌ１）。その他は、周縁光遮光部材６により遮光される（光線Ｌ２）。したがって、ハロゲンランプ３１から出射されてフラッシュランプ４１に向かう光がフラッシュランプ４１の管壁まで到達することはない。これによって、フラッシュランプ４１の管壁が光を吸収して昇温してしまうことを抑制できる。すなわち、フラッシュランプ４１の劣化を防止することができる。
【００３４】
特に、周縁光遮光部材６を、基板Ｗよりも暖まりやすい材質（例えば、炭化シリコン）から形成すれば、ハロゲンランプ３１からの光照射によって、周縁光遮光部材６が基板Ｗよりも速やかに昇温することになる。したがってこの場合、基板Ｗの周縁領域を、周縁光遮光部材６を介して間接的に暖めることができる。基板Ｗの周縁領域を暖めることによって、基板Ｗの割れを抑制できるという効果も得られる。
【００３５】
また特に、周縁光遮光部材６を基板Ｗよりも暖まりにくい材質（例えば、アルミナ）から形成すれば、ハロゲンランプ３１からの光照射によって、周縁光遮光部材６が基板Ｗよりも緩やかに昇温することになる。したがって、この場合、基板Ｗの周縁領域の昇温を他領域よりも緩やかなものとすることができる。
【００３６】
また特に、周縁光遮光部材６を、可視領域の光を透過しない部材で形成すれば、ハロゲンランプ３１から照射された可視領域の光は、周縁光遮光部材６もしくは基板Ｗにより遮光されるので、保持部２に保持された基板Ｗと第２光照射部４との間の空間に漏れ出すことがない。例えば、カメラを用いて保持部２に保持された基板Ｗの表面温度を検出する装置構成においてこのような周縁光遮光部材６を採用した場合、温度検出用のカメラにハロゲンランプ３１からの光が入射することがないので、適正な温度検出を行うことができる。
【００３７】
〈３．熱処理装置の動作〉
次に、熱処理装置１００における基板Ｗの処理手順について図４を参照しながら説明する。図４は、熱処理装置１００にて実行される処理の流れを示す図である。ここで処理対象となる基板Ｗはイオン注入法により不純物が添加された半導体基板であり、添加された不純物の活性化が熱処理装置１００による熱処理により行われる。なお、以下の処理動作は、制御部９１が所定のタイミングで各構成を制御することによって行われる。
【００３８】
はじめに、イオン注入後の基板Ｗを熱処理装置１００内に搬入する（ステップＳ１）。より具体的には、制御部９１が駆動手段（図示省略）を制御して、ゲートバルブ５１３を開放位置におく。これにより搬送開口部５１１が開放される。続いて、装置外部の搬送ロボットが、イオン注入後の基板Ｗを搬送開口部５１１を通じてチャンバー５内に搬入して、保持部２上に載置する。基板Ｗが保持部２上に載置されると、制御部９１が再び駆動手段（図示省略）を制御して、ゲートバルブ５１３を閉鎖位置におく。これにより搬送開口部５１１が閉鎖され、チャンバー５内部が密閉空間とされる。
【００３９】
続いて、保持部２に保持された基板Ｗを予備加熱する（ステップＳ２）。より具体的には、制御部９１が第１光照射部３を制御して、保持部２に保持された基板Ｗに向けて光を照射させる。この光エネルギーによって基板Ｗが所定の予備加熱温度まで昇温される。このとき、第１光照射部３のハロゲンランプ３１から放射される光は直接に、もしくは、反射板１１や反射カバー３２等で反射されながら、保持部２に保持された基板Ｗへと向かい、これらの光照射により基板Ｗの予備加熱が行われる。
【００４０】
すなわち、ハロゲンランプ３１から出射されてフラッシュランプ４１へと向かう光の一部（例えば光線Ｌ１（図１））は、周縁光遮光部材６に形成された窓孔６１を通過して、保持部２に保持された基板Ｗへ入射し、そのエネルギーが基板Ｗの予備加熱に使われる。一方、それ以外の光（例えば光線Ｌ２（図１））は周縁光遮光部材６によって遮光される。したがって、ハロゲンランプ３１から出射されてフラッシュランプ４１に向かう光がフラッシュランプ４１の管壁まで到達することはない。また、周縁光遮光部材６が保持部２に保持された基板Ｗと近接する位置に配置されているので、上述の通り、直進光だけでなく反射光もフラッシュランプ４１に到達しにくい。
【００４１】
予備加熱が完了すると、続いて、保持部２に保持された基板Ｗをフラッシュ加熱する（ステップＳ３）。より具体的には、制御部９１が第２光照射部４を制御して、保持部２に保持された基板Ｗに向けて閃光（フラッシュ光）を照射させる。この光エネルギーによって基板Ｗが所定の処理加熱温度まで昇温される。このとき、第２光照射部４のフラッシュランプ４１から放射される光の一部は直接に保持部２に保持された基板Ｗへと向かい、他の一部は一旦反射板１１や反射カバー４２により反射されてから基板Ｗへと向かう。これらの閃光照射により基板Ｗのフラッシュ加熱が行われる。
【００４２】
なお、フラッシュ加熱は、フラッシュランプ４１からの閃光照射により行われるため、基板Ｗの表面温度を短時間で上昇することができる。すなわち、第２光照射部４のフラッシュランプ４１から照射される閃光は、予め蓄えられていた静電エネルギーが極めて短い光パルスに変換された、照射時間が０．１ミリ秒ないし１０ミリ秒程度の極めて短く強い閃光である。そして、フラッシュランプ４１からの閃光照射によりフラッシュ加熱される基板Ｗの表面温度は、瞬間的に所定の処理温度（例えば、１０００℃ないし１１００℃程度）まで上昇し、基板Ｗに添加された不純物が活性化された後、表面温度が急速に下降する。このように、熱処理装置１００では、基板Ｗの表面温度を極めて短時間で昇降することができるため、基板Ｗに添加された不純物の熱による拡散（この拡散現象を、基板Ｗ中の不純物のプロファイルがなまる、ともいう）を抑制しつつ不純物の活性化を行うことができる。なお、添加不純物の活性化に必要な時間はその熱拡散に必要な時間に比較して極めて短いため、０．１ミリセカンドないし１０ミリセカンド程度の拡散が生じない短時間であっても活性化は完了する。
【００４３】
また、フラッシュ加熱の前に第１光照射部３により基板Ｗを予備加熱しておくことにより、フラッシュランプ４１からの閃光照射によって基板Ｗの表面温度を処理温度まで容易に上昇させることができる。特に、この実施の形態においては、ハロゲンランプ３１を用いて予備加熱を行うので、ホットプレート等を用いた場合に比べて高温（例えば、６００度以上）領域まで基板Ｗを予備昇温させておくことができる。これにより、フラッシュ加熱における昇温幅を小さくすることが可能となり、フラッシュ加熱における基板の割れの発生を防止することができる。
【００４４】
フラッシュ加熱が終了すると、基板Ｗを熱処理装置１００内から搬出する（ステップＳ４）。より具体的には、制御部９１が駆動手段（図示省略）を制御してゲートバルブ５１３を開放位置におく。続いて、装置外部の搬送ロボットが、基板Ｗを搬送開口部５１１を通じてチャンバー５内から搬出する。以上で、熱処理装置１００における基板Ｗの処理が終了する。
【００４５】
〈４．効果〉
上記の実施の形態によると、周縁光遮光部材６が、第１光照射部３のハロゲンランプ３１から出射されて第２光照射部４のフラッシュランプ４１へと向かう光の一部（例えば光線Ｌ１（図１））を通過させて保持部２に保持された基板Ｗに入射させつつ、それ以外の光（例えば光線Ｌ２（図１））を遮光する。つまり、ハロゲンランプ３１から出射される直進光のうち、一部の光Ｌ１は基板Ｗにより、他の光Ｌ２は周縁光遮光部材６により、それぞれ遮光されることになるので、ハロゲンランプ３１からの直進光がフラッシュランプ４１に到達することがない。また、周縁光遮光部材６が保持部２に保持された基板Ｗと近接する位置に配置されているので、直進光だけでなく反射光もフラッシュランプ４１に到達しにくい。これにより、フラッシュランプ４１の管壁の昇温（より具体的には、ハロゲンランプ３１からの光線を吸収することによる昇温）を抑えることができる。ひいては、フラッシュランプ４１の劣化を抑えることができる。
【００４６】
〈５．変形例〉
上記の実施の形態に係る熱処理装置１００においては、周縁光遮光部材６は、保持部２と第１光照射部３との間に挿入されるとしたが、保持部２と第２光照射部４との間に挿入されてもよい。図５は、この変形例に係る熱処理装置１００ａの構成を示す側断面図を示す図である。なお、図５中において、上記の実施の形態に係る熱処理装置１００と同じ構成要素については同じ符号を付して示している。
【００４７】
この変形例に係る熱処理装置１００ａは、第１光照射部３のハロゲンランプ３１から出射され、保持部２に保持された基板Ｗに入射せずに第２光照射部４のフラッシュランプ４１へと向かう光を遮光する周縁光遮光部材６ａを備える。
【００４８】
周縁光遮光部材６ａは、上記の実施の形態に係る熱処理装置１００の備える周縁光遮光部材６と同様の構成を有している。ただし、周縁光遮光部材６が保持部２と第１光照射部３との間に挿入されているのに対し、周縁光遮光部材６ａは、保持部２と第２光照射部４との間に挿入される点が相違する。すなわち、周縁光遮光部材６ａは、保持部２と第２光照射部４との間であって、保持部２に保持された基板Ｗと所定距離だけ離間した位置に挿入された板状部材であり、その表面が保持部２に保持される基板Ｗの表面と略平行となるような姿勢でチャンバー５の内壁面に固設される。なお、上記の実施の形態について説明したのと同じ理由により、この変形例においても、保持部２に保持された基板Ｗと周縁光遮光部材６ａとの離間距離ｄはなるべく小さくすることが望ましい。
【００４９】
この変形例においても、ハロゲンランプ３１から出射されてフラッシュランプ４１に向かう光のうち、一部は、保持部２に保持された基板Ｗに入射して、基板Ｗに吸収される（例えば光線Ｌ１）。その他は、周縁光遮光部材６ａにより遮光される（例えば光線Ｌ２）。したがって、ハロゲンランプ３１から出射されてフラッシュランプ４１に向かう光がフラッシュランプ４１の管壁まで到達することはない。これによって、フラッシュランプ４１の管壁が光を吸収して昇温してしまうことを抑制し、フラッシュランプ４１の劣化を防止することができる。
【００５０】
その他の変形例について説明する。上記の実施の形態に係る熱処理装置１００においては、保持部２に保持された基板Ｗと周縁光遮光部材６との離間距離ｄはなるべく小さくすることが望ましいとしたが、特に、離間距離ｄが「０」であってもよい。すなわち、基板Ｗに対する熱処理（ステップＳ２，ステップＳ３（図４））を開始する前に、基板Ｗと周縁光遮光部材６とを同一平面上に位置させる構成としてもよい。この構成を実現するには、例えば、保持部２の支持部材２１を昇降可能とする構成（例えば、支持部材２１にこれを昇降駆動する駆動機構等を接続する構成）を設ければよい。例えば、上記の変形例に係る周縁光遮光部材６ａの場合、熱処理を行う前に、支持部材２１を上昇させることによって支持部材２１に支持された基板Ｗを周縁光遮光部材６ａと同一の平面まで上昇させて、離間距離ｄを「０」とすることができる。また、周縁光遮光部材６ａを昇降可能とする構成を設けてもよい。この場合、熱処理を行う前に、周縁光遮光部材６ａを保持部２に保持された基板Ｗと同一の平面まで降下させて、離間距離ｄを「０」とすることができる。
【００５１】
また、上記の実施の形態においては、反射体１は６枚の反射板１１によって６角形の筒状に形成されているが、反射体１の形状はこれに限らず、ｎ枚（ただし、ｎは３以上の整数）の反射板１１によって任意の多角形の筒状に形成することができる。また、１枚の反射板１１によって円筒状に形成することもできる。
【００５２】
また、上記の実施の形態においては、２つの光照射部３，４の両方が、保持部２に保持された基板Ｗから１００mm以上離間した位置に配置されるとしたが、必ずしも両方の光照射部３，４を基板Ｗから１００mm以上離間させなくともよい。
【００５３】
また、上記の実施の形態においては、第１光照射部３および第２光照射部４のそれぞれは、複数の棒状光源（ハロゲンランプ３１、フラッシュランプ４１）を備える構成としたが、光源は必ずしも棒状でなくともよい。例えば、渦巻き形状の光源を用いてもよい。また、複数個の点光源を規則的に配置してもよい。また、互いに異なる直径を有する複数個の円環状の光源を同心円に配置してもよい。
【００５４】
また、上記の実施の形態においては、保持部２は、リング状の部材により基板Ｗを支持する構成としたが、基板Ｗを保持する態様はこれに限らない。例えば、平板状の部材（例えば、石英により形成されたステージ）により基板Ｗを支持（面支持）する構成としてもよい。また、このような平板状の部材にさらに複数個の支持ピンを設け、これら複数個の支持ピンにより基板Ｗを支持（点支持）する構成としてもよい。また、各種形状のハンドにより支持する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１  反射体
２  保持部
３  第１光照射部
４  第２光照射部
５  チャンバー
６，６ａ  周縁光遮光部材
３１  ハロゲンランプ
４１  フラッシュランプ
６１  窓孔
１００，１００ａ  熱処理装置
Ｗ  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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