(57)【要約】【課題】大幅なコスト増加を抑制しつつも、各チャンバーにて独立してフラッシュ加熱処理を行うことができる熱処理装置を提供する。【解決手段】熱処理装置は、２つの熱処理チャンバーを備える。第１の熱処理チャンバーにはフラッシュランプＦＬ１が設けられ、第２の熱処理チャンバーにはフラッシュランプＦＬ２が設けられている。フラッシュランプＦＬ１，ＦＬ２には共通の電源部３００から電力が供給される。電源部３００は、フラッシュランプＦＬ１，ＦＬ２に対して共通のコンデンサ３０１を備える。また、電源部３００は、フラッシュランプＦＬ１専用のコイル３０２ａ、ＩＧＢＴ３０３ａおよびダイオード３０４ａを備えるとともに、フラッシュランプＦＬ２専用のコイル３０２ｂ、ＩＧＢＴ３０３ｂおよびダイオード３０４ｂを備える。【選択図】図７
2014135338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にフラッシュ光を照射することによって該基板を加熱する熱処理装置であって、
基板を収容する空間を有する第１チャンバーと、
基板を収容する空間を有する第２チャンバーと、
第１フラッシュランプを備え、前記第１チャンバーに収容された基板にフラッシュ光を照射する第１フラッシュ光照射部と、
第２フラッシュランプを備え、前記第２チャンバーに収容された基板にフラッシュ光を照射する第２フラッシュ光照射部と、
前記第１フラッシュランプおよび前記第２フラッシュランプに対して電力を供給する電源部と、
を備え、
前記電源部は、
前記第１フラッシュランプおよび前記第２フラッシュランプに対して共通のコンデンサと、
前記コンデンサから前記第１フラッシュランプに供給する電荷を断続する第１スイッチング素子と、
前記コンデンサから前記第２フラッシュランプに供給する電荷を断続する第２スイッチング素子と、
を備え、
前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子の駆動を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の熱処理装置において、
前記電源部は、
前記コンデンサ、前記第１フラッシュランプ、前記第１スイッチング素子と直列に接続された第１コイルと、
前記コンデンサ、前記第２フラッシュランプ、前記第２スイッチング素子と直列に接続された第２コイルと、
をさらに備えることを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の熱処理装置において、
前記電源部は、
前記第１スイッチング素子が前記第１フラッシュランプへの電荷供給を遮断した直後に、前記第１コイルに蓄えられた磁気エネルギーによって生じる電流を前記第１フラッシュランプへと導く第１ダイオードと、
前記第２スイッチング素子が前記第２フラッシュランプへの電荷供給を遮断した直後に、前記第２コイルに蓄えられた磁気エネルギーによって生じる電流を前記第２フラッシュランプへと導く第２ダイオードと、
をさらに備えることを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子は絶縁ゲートバイポーラトランジスタであることを特徴とする熱処理装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記制御部は、
前記第１フラッシュランプおよび前記第２フラッシュランプのうちのいずれか一方に電荷を供給して発光させ、その発光が停止した後に他方に電荷を供給して発光させるように前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子を制御することを特徴とする熱処理装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記制御部は、
前記第１フラッシュランプおよび前記第２フラッシュランプのうちのいずれか一方に電荷を供給して発光させた後、その電荷供給を停止して他方に電荷を供給して発光させ、さらその後当該一方に電荷を再供給して当該一方の発光を継続させ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】
本発明は、半導体ウェハー等の薄板状精密電子基板（以下、単に「基板」と称する）に対してフラッシュ光を照射することによって該基板を加熱する熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいて、不純物導入は半導体ウェハー内にｐｎ接合を形成するための必須の工程である。現在、不純物導入は、イオン打ち込み法とその後のアニール法によってなされるのが一般的である。イオン打ち込み法は、ボロン（Ｂ）、ヒ素（Ａｓ）、リン（Ｐ）といった不純物の元素をイオン化させて高加速電圧で半導体ウェハーに衝突させて物理的に不純物注入を行う技術である。注入された不純物はアニール処理によって活性化される。この際に、アニール時間が数秒程度以上であると、打ち込まれた不純物が熱によって深く拡散し、その結果接合深さが要求よりも深くなり過ぎて良好なデバイス形成に支障が生じるおそれがある。
【０００３】
そこで、極めて短時間で半導体ウェハーを加熱するアニール技術として、近年フラッシュランプアニール（ＦＬＡ）が注目されている。フラッシュランプアニールは、キセノンフラッシュランプ（以下、単に「フラッシュランプ」とするときにはキセノンフラッシュランプを意味する）を使用して半導体ウェハーの表面にフラッシュ光を照射することにより、不純物が注入された半導体ウェハーの表面のみを極めて短時間（数ミリ秒以下）に昇温させる熱処理技術である。
【０００４】
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、シリコンの半導体ウェハー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半導体ウェハーにフラッシュ光を照射したときには、透過光が少なく半導体ウェハーを急速に昇温することが可能である。また、数ミリ秒以下の極めて短時間のフラッシュ光照射であれば、半導体ウェハー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、不純物を深く拡散させることなく、不純物活性化のみを実行することができるのである。
【０００５】
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についても、ウェハー１枚あたりの処理時間を短くしてスループットを高めたいという要望が強い。しかし、フラッシュランプアニール装置では、フラッシュ光の照射時間自体は極めて短いものの、半導体ウェハーが相当に高温にまで加熱されるため、冷却に長時間を要することとなっていた。冷却速度を高める手法として熱処理後の半導体ウェハーにヘリウムガスを吹き付けることも考えられるが、十分な効果を得ることは困難であった。
【０００６】
そこで、フラッシュランプアニール装置に複数の熱処理用チャンバーを設けてウェハー１枚あたりの処理時間を短くする技術（いわゆるマルチチャンバーシステム）が提案されている。例えば、特許文献１には、搬送チャンバーの周囲に複数の熱処理チャンバーを設ける構成が開示されている。また、特許文献２には、フラッシュランプアニール装置に複数の熱処理チャンバーを設けるとともに、それらに専用の光照射部を設け、複数の光照射部に共通の電力供給部を備える構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３１９７５４号公報
【特許文献２】特開２００７−０３５９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示されるように、複数の熱処理用チャンバーのそれぞれについて専用の光照射部と電源とを搭載した場合には、それらが非常に高価であるために大幅なコスト増になるという問題があった。また、特許文献２に開示されるように、２つの光照射部に共通の電力供給部を設けた場合には、コスト増は抑制することができるものの、２つの光照射部に交互に電力供給を行うこととなるため、２つの熱処理用チャンバーにて同時に熱処理を行うことができなかった。複数の熱処理用チャンバーを設けた装置構成においては、各熱処理用チャンバーにて独立して加熱処理を行えた方がプロセスの都合上好ましい。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、大幅なコスト増加を抑制しつつも、各チャンバーにて独立してフラッシュ加熱処理を行うことができる熱処理装置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】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板にフラッシュ光を照射することによって該基板を加熱する熱処理装置であって、基板を収容する空間を有する第１チャンバーと、基板を収容する空間を有する第２チャンバーと、第１フラッシュランプを備え、前記第１チャンバーに収容された基板にフラッシュ光を照射する第１フラッシュ光照射部と、第２フラッシュランプを備え、前記第２チャンバーに収容された基板にフラッシュ光を照射する第２フラッシュ光照射部と、前記第１フラッシュランプおよび前記第２フラッシュランプに対して電力を供給する電源部と、を備え、前記電源部は、前記第１フラッシュランプおよび前記第２フラッシュランプに対して共通のコンデンサと、前記コンデンサから前記第１フラッシュランプに供給する電荷を断続する第１スイッチング素子と、前記コンデンサから前記第２フラッシュランプに供給する電荷を断続する第２スイッチング素子と、を備え、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子の駆動を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る熱処理装置において、前記電源部は、前記コンデンサ、前記第１フラッシュランプ、前記第１スイッチング素子と直列に接続された第１コイルと、前記コンデンサ、前記第２フラッシュランプ、前記第２スイッチング素子と直列に接続された第２コイルと、をさらに備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る熱処理装置において、前記電源部は、前記第１スイッチング素子が前記第１フラッシュランプへの電荷供給を遮断した直後に、前記第１コイルに蓄えられた磁気エネルギーによって生じる電流を前記第１フラッシュランプへと導く第１ダイオードと、前記第２スイッチング素子が前記第２フラッシュランプへの電荷供給を遮断した直後に、前記第２コイルに蓄えられた磁気エネルギーによって生じる電流を前記第２フラッシュランプへと導く第２ダイオードと、をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子は絶縁ゲートバイポーラトランジスタであることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記制御部は、前記第１フラッシュランプおよび前記第２フラッシュランプのうちのいずれか一方に電荷を供給して発光させ、その発光が停止した後に他方に電荷を供給して発光させるように前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子を制御することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記制御部は、前記第１フラッシュランプおよび前記第２フラッシュランプのうちのいずれか一方に電荷を供給して発光させた後、その電荷供給を停止して他方に電荷を供給して発光させ、さらその後当該一方に電荷を再供給して当該一方の発光を継続させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１から請求項６の発明によれば、第１フラッシュランプおよび第２フラッシュランプに対して電力を供給する電源部に、第１フラッシュランプおよび第２フラッシュランプに対して共通のコンデンサと、コンデンサから第１フラッシュランプに供給する電荷を断続する第１スイッチング素子と、コンデンサから第２フラッシュランプに供給する電荷を断続する第２スイッチング素子と、を備えるため、高価なコンデンサを追加することなくスイッチング素子を追加して２つのフラッシュ光照射部に対応しており、大幅なコスト増加を抑制しつつも、各チャンバーにて独立してフラッシュ加熱処理を行うことができる。
【００１７】
特に、請求項３の発明によれば、電源部に、第１スイッチング素子が第１フラッシュランプへの電荷供給を遮断した直後に、第１コイルに蓄えられた磁気エネルギーによって生じる電流を第１フラッシュランプへと導く第１ダイオードと、第２スイッチング素子が第２フラッシュランプへの電荷供給を遮断した直後に、第２コイルに蓄えられた磁気エネルギーによって生じる電流を第２フラッシュランプへと導く第２ダイオードと、を備えるため、スイッチング素子を保護するとともに、エネルギーを効率的に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る熱処理装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】第１フラッシュ加熱部の構成を示す縦断面図である。
【図３】第１フラッシュ加熱部のガス路を示す断面図である。
【図４】保持部の構成を示す断面図である。
【図５】ホットプレートを示す平面図である。
【図６】図２の第１フラッシュ加熱部の構成を示す縦断面図である。
【図７】電源部の回路構成を示すブロック図である。
【図８】第１実施形態にて２つのＩＧＢＴに印加されるパルス信号の波形を示す図である。
【図９】第１実施形態における２つのフラッシュランプの発光出力を示す図である。
【図１０】第２実施形態にて２つのＩＧＢＴに印加されるパルス信号の波形を示す図である。
【図１１】第２実施形態における２つのフラッシュランプの発光出力を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係る熱処理装置１００の全体構成を示す平面図である。熱処理装置１００は、基板として円板形状の半導体ウェハーＷにフラッシュ光を照射してその半導体ウェハーＷを加熱するフラッシュランプアニール装置である。処理対象となる半導体ウェハーＷのサイズは特に限定されるものではないが、例えばφ３００ｍｍやφ４５０ｍｍである。熱処理装置１００に搬入される前の半導体ウェハーＷには不純物が注入されており、熱処理装置１００による加熱処理によって注入された不純物の活性化処理が実行される。なお、図１および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。
【００２１】
熱処理装置１００は、未処理の半導体ウェハーＷを外部から装置内に搬入するとともに処理済みの半導体ウェハーＷを装置外に搬出するためのインデクサ部１０１、未処理の半導体ウェハーＷの位置決めを行うアライメント部１３０、加熱処理後の半導体ウェハーＷの冷却を行う冷却部１４０、半導体ウェハーＷにフラッシュ加熱処理を施す第１フラッシュ加熱部１６０および第２フラッシュ加熱部２６０並びにアライメント部１３０、冷却部１４０、第１フラッシュ加熱部１６０および第２フラッシュ加熱部２６０に対して半導体ウェハーＷの搬送を行う搬送ロボット１５０を備える。また、熱処理装置１００は、第１フラッシュ加熱部１６０および第２フラッシュ加熱部２６０に対して電力供給を行う電源部３００を備える。さらに、熱処理装置１００は、上記の各処理部に設けられた動作機構、搬送ロボット１５０および電源部３００を制御して半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理を進行させる制御部３を備える。
【００２２】
インデクサ部１０１は、複数のキャリアＣ（本実施形態では２個）を並べて載置するロードポート１１０と、各キャリアＣから未処理の半導体ウェハーＷを取り出すとともに、各キャリアＣに処理済みの半導体ウェハーＷを収納する受渡ロボット１２０とを備えている。未処理の半導体ウェハーＷを収容したキャリアＣは無人搬送車（ＡＧＶ、ＯＨＴ）等によって搬送されてロードポート１１０に載置されるともに、処理済みの半導体ウェハーＷを収容したキャリアＣは無人搬送車によってロードポート１１０から持ち去られる。なお、キャリアＣの形態としては、半導体ウェハーＷを密閉空間に収納するＦＯＵＰ(front opening unified pod)の他に、ＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納した半導体ウェハーＷを外気に曝すＯＣ(open cassette)であっても良い。
【００２３】
受渡ロボット１２０は、複数のキャリアＣの並び方向に沿ったスライド移動、鉛直方向軸周りでの旋回動作および昇降動作が可能とされている。また、受渡ロボット１２０は、移載ハンド１２１を備えており、その移載ハンド１２１を前後に進退移動させる。これにより、受渡ロボット１２０は、２つのキャリアＣに対して半導体ウェハーＷの出し入れを行うとともに、アライメント部１３０および冷却部１４０に対して半導体ウェハーＷの受け渡しを行う。
【００２４】
アライメント部１３０は、半導体ウェハーＷを回転させて続くフラッシュ加熱に適切な向きに向ける処理部である。アライメント部１３０は、アルミニウム合金製の筐体であるアライメントチャンバー１３１の内部に、半導体ウェハーＷを水平姿勢に支持して回転させる機構、および、半導体ウェハーＷの周縁部に形成されたノッチやオリフラ等を光学的に検出する機構などを設けて構成される。受渡ロボット１２０からアライメントチャンバー１３１へはウェハー中心が所定の位置に位置するように半導体ウェハーＷが渡される。アライメント部１３０では、インデクサ部１０１から受け取った半導体ウェハーＷの中心部を回転中心として鉛直方向軸まわりで回転させ、ノッチ等を光学的に検出することによって半導体ウェハーＷの位置決めを行う。
【００２５】
熱処理装置１００の主要部である第１フラッシュ加熱部１６０および第２フラッシュ加熱部２６０は、予備加熱を行った半導体ウェハーＷにキセノンフラッシュランプからの閃光（フラッシュ光）を照射してフラッシュ加熱処理を行う処理部である。第１フラッシュ加熱部１６０と第２フラッシュ加熱部２６０とは互いに全く同一の構成である。第１フラッシュ加熱部１６０は、第１熱処理チャンバー１６１と、複数のフラッシュランプＦＬ１（第１フラッシュランプ）を内蔵する第１フラッシュ光照射部１６２と、を備える。第２フラッシュ加熱部２６０は、第２熱処理チャンバー２６１と、複数のフラッシュランプＦＬ２（第２フラッシュランプ）を内蔵する第２フラッシュ光照射部２６２と、を備える。第１フラッシュ加熱部１６０の第１熱処理チャンバー１６１と、第２フラッシュ加熱部２６０の第２熱処理チャンバー２６１とは、搬送ロボット１５０から等しい距離に配置されている。第１フラッシュ加熱部１６０および第２フラッシュ加熱部２６０の構成については後に詳述する。
【００２６】
冷却部１４０は、アルミニウム合金製の筐体であるクールチャンバー１４１の内部に、金属製の冷却プレートの上面に石英板を載置して構成されている。第１フラッシュ加熱部１６０または第２フラッシュ加熱部２６０にてフラッシュ加熱処理が施された直後の半導体ウェハーＷは温度が高いため、冷却部１４０にて上記石英板上に載置されて冷却される。
【００２７】
搬送ロボット１５０は、鉛直方向に沿った軸の周りにて旋回可能とされるとともに、複数のアームセグメントからなる２つのリンク機構を有し、それら２つのリンク機構の先端にはそれぞれ半導体ウェハーＷを保持する搬送ハンド１５１ａ，１５１ｂが設けられる。一対の搬送ハンド１５１ａ，１５１ｂは上下に所定のピッチだけ隔てて配置され、リンク機構によりそれぞれ独立して同一水平方向に直線的にスライド移動可能とされている。また、搬送ロボット１５０は、２つのリンク機構が設けられるベースを昇降移動することにより、所定のピッチだけ離れた状態のまま２つの搬送ハンド１５１ａ，１５１ｂを昇降移動させる。
【００２８】
また、搬送ロボット１５０による半導体ウェハーＷの搬送空間として搬送ロボット１５０を収容する搬送チャンバー１７０が設けられている。搬送チャンバー１７０には、アライメント部１３０のアライメントチャンバー１３１、冷却部１４０のクールチャンバー１４１、第１フラッシュ加熱部１６０の第１熱処理チャンバー１６１、および、第２フラッシュ加熱部２６０の第２熱処理チャンバー２６１が連結されている。搬送ロボット１５０がアライメントチャンバー１３１、クールチャンバー１４１、第１熱処理チャンバー１６１または第２熱処理チャンバー２６１を受け渡し相手として半導体ウェハーＷの受け渡し（出し入れ）を行う際には、まず、両搬送ハンド１５１ａ，１５１ｂが受け渡し相手と対向するように旋回し、その後（または旋回している間に）いずれかの搬送ハンドが受け渡し相手と半導体ウェハーＷを受け渡し可能な高さ位置に昇降移動する。そして、搬送ハンド１５１ａ（または１５１ｂ）を水平方向に直線的にスライド移動させて受け渡し相手と半導体ウェハーＷの受け渡しを行う。
【００２９】
搬送チャンバー１７０とアライメントチャンバー１３１、クールチャンバー１４１、第１熱処理チャンバー１６１および第２熱処理チャンバー２６１との間にはそれぞれゲートバルブが設けられる（図１ではいずれも図示省略）。また、アライメントチャンバー１３１およびクールチャンバー１４１とインデクサ部１０１との間にもそれぞれ図示省略のゲートバルブが設けられている。熱処理装置１００内にて半導体ウェハーＷが搬送される際には、適宜これらのゲートバルブが開閉される。また、アライメントチャンバー１３１、クールチャンバー１４１および搬送チャンバー１７０の内部が清浄に維持されるようにそれぞれに高純度の窒素ガスが適宜供給され、余剰の窒素ガスは適宜排気される。
【００３０】
次に、第１フラッシュ加熱部１６０および第２フラッシュ加熱部２６０について説明する。第１フラッシュ加熱部１６０と第２フラッシュ加熱部２６０とは互いに全く同一の構成を備えており、以下では第１フラッシュ加熱部１６０について説明するが、第２フラッシュ加熱部２６０についても同様である。図２は、第１フラッシュ加熱部１６０の構成を示す縦断面図である。第１フラッシュ加熱部１６０は、半導体ウェハーＷを収容する略円筒形状の第１熱処理チャンバー１６１と、複数のフラッシュランプＦＬ１を内蔵する第１フラッシュ光照射部１６２と、を備える。
【００３１】
第１熱処理チャンバー１６１は、第１フラッシュ光照射部１６２の下方に設けられており、略円筒状の内壁を有するチャンバー側部６３、および、チャンバー側部６３の下部を覆うチャンバー底部６２によって構成される。また、チャンバー側部６３およびチャンバー底部６２によって囲まれる空間が熱処理空間６５として規定される。熱処理空間６５の上方は上部開口６０とされており、上部開口６０にはチャンバー窓６１が装着されて閉塞されている。
【００３２】
第１熱処理チャンバー１６１の天井部を構成するチャンバー窓６１は、石英により形成された円板形状部材であり、フラッシュランプＦＬ１から出射されたフラッシュ光を熱処理空間６５に透過する石英窓として機能する。第１熱処理チャンバー１６１の本体を構成するチャンバー底部６２およびチャンバー側部６３は、例えば、ステンレススチール等の強度と耐熱性に優れた金属材料にて形成されており、チャンバー側部６３の内側面の上部のリング６３１は、光照射による劣化に対してステンレススチールより優れた耐久性を有するアルミニウム（Ａｌ）合金等で形成されている。
【００３３】
また、熱処理空間６５の気密性を維持するために、チャンバー窓６１とチャンバー側部６３とはＯリングによってシールされている。すなわち、チャンバー窓６１の下面周縁部とチャンバー側部６３との間にＯリングを挟み込むとともに、クランプリング９０をチャンバー窓６１の上面周縁部に当接させ、そのクランプリング９０をチャンバー側部６３にネジ止めすることによって、チャンバー窓６１をＯリングに押し付けている。
【００３４】
チャンバー底部６２には、保持部７を貫通して半導体ウェハーＷをその下面（フラッシュランプＦＬ１からフラッシュ光が照射される側とは反対側の面）から支持するための複数（本実施の形態では３本）の支持ピン７０が立設されている。支持ピン７０は、例えば石英により形成されており、第１熱処理チャンバー１６１の外部から固定されているため、容易に取り替えることができる。
【００３５】
チャンバー側部６３は、半導体ウェハーＷの搬入および搬出を行うための搬送開口部６６を有し、搬送開口部６６は、軸６６２を中心に回動するゲートバルブ１８５により開閉可能とされる。ゲートバルブ１８５が搬送開口部６６を開放すると、第１熱処理チャンバー１６１内の熱処理空間６５と搬送チャンバー１７０とが連通状態となる。
【００３６】
チャンバー側部６３における搬送開口部６６とは反対側の部位には熱処理空間６５に処理ガス（本実施形態では、窒素ガス（Ｎ２））を導入する導入路８１が形成され、その一端は弁８２を介して図示省略の給気機構に接続され、他端はチャンバー側部６３の内部に形成されるガス導入バッファ８３に接続される。また、搬送開口部６６には熱処理空間６５内の気体を排出する排出路８６が形成され、弁８７を介して図示省略の排気機構に接続される。
【００３７】
図３は、第１熱処理チャンバー１６１をガス導入バッファ８３の位置にて水平面で切断した断面図である。図３に示すように、ガス導入バッファ８３は、図２に示す搬送開口部６６の反対側においてチャンバー側部６３の内周の約１／３に亘って形成されており、導入路８１を介してガス導入バッファ８３に導かれた処理ガスは、複数のガス供給孔８４から熱処理空間６５内へと供給される。
【００３８】
図２に戻り、第１フラッシュ加熱部１６０は、第１熱処理チャンバー１６１の内部において半導体ウェハーＷを水平姿勢にて保持しつつフラッシュ光照射前にその保持する半導体ウェハーＷの予備加熱を行う略円板状の保持部７と、保持部７を第１熱処理チャンバー１６１の底面であるチャンバー底部６２に対して昇降させる保持部昇降機構４と、を備える。図２に示す保持部昇降機構４は、略円筒状のシャフト４１、移動板４２、ガイド部材４３（本実施の形態ではシャフト４１の周りに３本配置される）、固定板４４、ボールネジ４５、ナット４６およびモータ４０を有する。第１熱処理チャンバー１６１の下部であるチャンバー底部６２には保持部７よりも小さい直径を有する略円形の下部開口６４が形成されており、ステンレススチール製のシャフト４１は、下部開口６４を挿通して、保持部７（厳密には保持部７のホットプレート７１）の下面に接続されて保持部７を支持する。
【００３９】
移動板４２にはボールネジ４５と螺合するナット４６が固定されている。また、移動板４２は、チャンバー底部６２に固定されて下方へと伸びるガイド部材４３により摺動自在に案内されて上下方向に移動可能とされる。また、移動板４２は、シャフト４１を介して保持部７に連結される。
【００４０】
モータ４０は、ガイド部材４３の下端部に取り付けられる固定板４４に設置され、タイミングベルト４０１を介してボールネジ４５に接続される。保持部昇降機構４により保持部７が昇降する際には、駆動部であるモータ４０が制御部３の制御によりボールネジ４５を回転し、ナット４６が固定された移動板４２がガイド部材４３に沿って鉛直方向に移動する。この結果、移動板４２に固定されたシャフト４１が鉛直方向に沿って移動し、シャフト４１に接続された保持部７が図２に示す半導体ウェハーＷの受渡位置と図６に示す半導体ウェハーＷの処理位置との間で滑らかに昇降する。
【００４１】
移動板４２の上面には略半円筒状（円筒を長手方向に沿って半分に切断した形状）のメカストッパ４５１がボールネジ４５に沿うように立設されており、仮に何らかの異常により移動板４２が所定の上昇限界を超えて上昇しようとしても、メカストッパ４５１の上端がボールネジ４５の端部に設けられた端板４５２に突き当たることによって移動板４２の異常上昇が防止される。これにより、保持部７がチャンバー窓６１の下方の所定位置以上に上昇することはなく、保持部７とチャンバー窓６１との衝突が防止される。
【００４２】
また、保持部昇降機構４は、第１熱処理チャンバー１６１の内部のメンテナンスを行う際に保持部７を手動にて昇降させる手動昇降部４９を有する。手動昇降部４９はハンドル４９１および回転軸４９２を有し、ハンドル４９１を介して回転軸４９２を回転することより、タイミングベルト４９５を介して回転軸４９２に接続されるボールネジ４５を回転して保持部７の昇降を行うことができる。
【００４３】
チャンバー底部６２の下側には、シャフト４１の周囲を囲み下方へと伸びる伸縮自在のベローズ４７が設けられ、その上端はチャンバー底部６２の下面に接続される。一方、ベローズ４７の下端はベローズ下端板４７１に取り付けられている。べローズ下端板４７１は、鍔状部材４１１によってシャフト４１にネジ止めされて取り付けられている。保持部昇降機構４により保持部７がチャンバー底部６２に対して上昇する際にはベローズ４７が収縮され、下降する際にはべローズ４７が伸張される。そして、保持部７が昇降する際にも、ベローズ４７が伸縮することによって熱処理空間６５内の気密状態が維持される。
【００４４】
図４は、保持部７の構成を示す断面図である。保持部７は、半導体ウェハーＷを予備加熱（いわゆるアシスト加熱）するホットプレート（加熱プレート）７１、および、ホットプレート７１の上面（保持部７が半導体ウェハーＷを保持する側の面）に設置されるサセプタ７２を有する。保持部７の下面には、既述のように保持部７を昇降するシャフト４１が接続される。サセプタ７２は石英（あるいは、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等であってもよい）により形成され、その上面には半導体ウェハーＷの位置ずれを防止するピン７５が設けられる。サセプタ７２は、その下面をホットプレート７１の上面に面接触させてホットプレート７１上に設置される。これにより、サセプタ７２は、ホットプレート７１からの熱エネルギーを拡散してサセプタ７２上面に載置された半導体ウェハーＷに伝達するとともに、メンテナンス時にはホットプレート７１から取り外して洗浄可能とされる。
【００４５】
ホットプレート７１は、ステンレススチール製の上部プレート７３および下部プレート７４にて構成される。上部プレート７３と下部プレート７４との間には、ホットプレート７１を加熱するニクロム線等の抵抗加熱線７６が配設され、導電性のニッケル（Ｎｉ）ロウが充填されて封止されている。また、上部プレート７３および下部プレート７４の端部はロウ付けにより接着されている。
【００４６】
図５は、ホットプレート７１を示す平面図である。図５に示すように、ホットプレート７１は、保持される半導体ウェハーＷと対向する領域の中央部に同心円状に配置される円板状のゾーン７１１および円環状のゾーン７１２、並びに、ゾーン７１２の周囲の略円環状の領域を周方向に４等分割した４つのゾーン７１３〜７１６を備え、各ゾーン間には若干の間隙が形成されている。また、ホットプレート７１には、支持ピン７０が挿通される３つの貫通孔７７が、ゾーン７１１とゾーン７１２との隙間の周上に１２０°毎に設けられる。
【００４７】
６つのゾーン７１１〜７１６のそれぞれには、相互に独立した抵抗加熱線７６が周回するように配設されてヒータが個別に形成されており、各ゾーンに内蔵されたヒータにより各ゾーンが個別に加熱される。保持部７に保持された半導体ウェハーＷは、６つのゾーン７１１〜７１６に内蔵されたヒータにより加熱される。また、ゾーン７１１〜７１６のそれぞれには、熱電対を用いて各ゾーンの温度を計測するセンサ７１０が設けられている。各センサ７１０は略円筒状のシャフト４１の内部を通り制御部３に接続される。
【００４８】
ホットプレート７１が加熱される際には、センサ７１０により計測される６つのゾーン７１１〜７１６のそれぞれの温度が予め設定された所定の温度になるように、各ゾーンに配設された抵抗加熱線７６への電力供給量が制御部３により制御される。制御部３による各ゾーンの温度制御はＰＩＤ(Proportional,Integral,Derivative)制御により行われる。なお、各ゾーンの設定温度は、基準となる温度から個別に設定されたオフセット値だけ変更することが可能とされる。
【００４９】
６つのゾーン７１１〜７１６にそれぞれ配設される抵抗加熱線７６は、シャフト４１の内部を通る電力線を介して電力供給源（図示省略）に接続されている。電力供給源から各ゾーンに至る経路途中において、電力供給源からの電力線は、マグネシア（マグネシウム酸化物）等の絶縁体を充填したステンレスチューブの内部に互いに電気的に絶縁状態となるように配置される。なお、シャフト４１の内部は大気開放されている。
【００５０】
次に、第１フラッシュ光照射部１６２は、第１熱処理チャンバー１６１の上方に設けられている。第１フラッシュ光照射部１６２は、筐体５１の内側に、複数本（本実施形態では３０本）のキセノンフラッシュランプＦＬ１からなる光源と、その光源の上方を覆うように設けられたリフレクタ５２と、を備えたランプハウスである。また、第１フラッシュ光照射部１６２の筐体５１の底部にはランプ光放射窓５３が装着されている。第１フラッシュ光照射部１６２の床部を構成するランプ光放射窓５３は、石英により形成された板状部材である。第１フラッシュ光照射部１６２が第１熱処理チャンバー１６１の上方に設置されることにより、ランプ光放射窓５３がチャンバー窓６１と相対向することとなる。第１フラッシュ光照射部１６２は、第１熱処理チャンバー１６１内にて保持部７に保持される半導体ウェハーＷにランプ光放射窓５３およびチャンバー窓６１を介してフラッシュランプＦＬ１からフラッシュ光を照射することにより半導体ウェハーＷを加熱する。
【００５１】
複数のフラッシュランプＦＬ１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保持部７に保持される半導体ウェハーＷの主面に沿って（つまり水平方向に沿って）互いに平行となるように平面状に配列されている。よって、フラッシュランプＦＬ１の配列によって形成される平面も水平面である。
【００５２】
また、リフレクタ５２は、複数のフラッシュランプＦＬ１の上方にそれら全体を覆うように設けられている。リフレクタ５２の基本的な機能は、複数のフラッシュランプＦＬ１から出射されたフラッシュ光を保持部７の側に反射するというものである。リフレクタ５２はアルミニウム合金板にて形成されており、その表面（フラッシュランプＦＬに臨む側の面）はブラスト処理により粗面化加工が施されている。このような粗面化加工を施しているのは、リフレクタ５２の表面が完全な鏡面であると、複数のフラッシュランプＦＬ１からの反射光の強度に規則パターンが生じて半導体ウェハーＷの表面温度分布の均一性が低下するためである。
【００５３】
上記の構成以外にも第１フラッシュ加熱部１６０は、半導体ウェハーＷの熱処理時にフラッシュランプＦＬ１およびホットプレート７１から発生する熱エネルギーによる第１熱処理チャンバー１６１および第１フラッシュ光照射部１６２の過剰な温度上昇を防止するため、様々な冷却用の構造を備えている。例えば、第１熱処理チャンバー１６１のチャンバー側部６３およびチャンバー底部６２には水冷管（図示省略）が設けられている。また、第１フラッシュ光照射部１６２は、内部に気体流を形成して排熱するための気体供給管５５および排気管５６が設けられて空冷構造とされている（図２，６参照）。また、チャンバー窓６１とランプ光放射窓５３との間隙にも空気が供給され、第１フラッシュ光照射部１６２およびチャンバー窓６１を冷却する。
【００５４】
上述したように、第２フラッシュ加熱部２６０の構成は第１フラッシュ加熱部１６０の構成と同じである。第２フラッシュ加熱部２６０は、半導体ウェハーＷを収容する略円筒形状の第２熱処理チャンバー２６１と、複数のフラッシュランプＦＬ２を内蔵する第２フラッシュ光照射部２６２と、を備える。第２熱処理チャンバー２６１、第２フラッシュ光照射部２６２およびフラッシュランプＦＬ２は、上記の第１熱処理チャンバー１６１、第１フラッシュ光照射部１６２およびフラッシュランプＦＬ１と同一の要素である。
【００５５】
図７は、電源部３００の回路構成を示すブロック図である。電源部３００は、フラッシュランプＦＬ１およびフラッシュランプＦＬ２に対して電力供給を行い、第１フラッシュ加熱部１６０および第２フラッシュ加熱部２６０に対して共通に設けられている。電源部３００は、１個のコンデンサ３０１と、２個のコイル３０２ａ，３０２ｂと、２個のＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）３０３ａ，３０３ｂと、２個のダイオード３０４ａ，３０４ｂと、を備える。
【００５６】
図７に示すように、第１フラッシュ光照射部１６２のフラッシュランプＦＬ１と、コンデンサ３０１と、コイル３０２ａと、ＩＧＢＴ３０３ａとが直列に接続されている。ＩＧＢＴ３０３ａのコレクタとフラッシュランプＦＬ１とを結線する配線と、コイル３０２ａとコンデンサ３０１とを結線する配線と、を結ぶ配線にダイオード３０４ａが設けられている。また、第２フラッシュ光照射部２６２のフラッシュランプＦＬ２と、コンデンサ３０１と、コイル３０２ｂと、ＩＧＢＴ３０３ｂとが直列に接続されている。ＩＧＢＴ３０３ｂのコレクタとフラッシュランプＦＬ２とを結線する配線と、コイル３０２ｂとコンデンサ３０１とを結線する配線と、を結ぶ配線にダイオード３０４ｂが設けられている。
【００５７】
このように本実施形態の電源部３００においては、第１フラッシュ光照射部１６２のフラッシュランプＦＬ１および第２フラッシュ光照射部２６２のフラッシュランプＦＬ２に対して１個のコンデンサ３０１が共通に設けられている。その一方、コイル３０２ａ、ＩＧＢＴ３０３ａおよびダイオード３０４ａはフラッシュランプＦＬ１専用に設けられた素子である。また、コイル３０２ｂ、ＩＧＢＴ３０３ｂおよびダイオード３０４ｂはフラッシュランプＦＬ２専用に設けられた素子である。
【００５８】
第１フラッシュ光照射部１６２のフラッシュランプＦＬ１は、その内部にキセノンガスが封入されその両端部に陽極および陰極が配設された棒状のガラス管（放電管）９２ａと、該ガラス管９２ａの外周面上に付設されたトリガー電極９１ａと、を備える。トリガー電極９１ａにはトリガー回路２００から高電圧を印加することができる。また、第２フラッシュ光照射部２６２のフラッシュランプＦＬ２は、ガラス管９１ａと同様の棒状のガラス管９２ｂと、該ガラス管９２ｂの外周面上に付設されたトリガー電極９１ｂと、を備える。トリガー電極９１ｂにはトリガー回路２００から高電圧を印加することができる。トリガー回路２００がトリガー電極９１ａ，９１ｂに高電圧を印加するタイミングは制御部３によって制御される。
【００５９】
ＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂは、ゲート部にＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field effect transistor）を組み込んだバイポーラトランジスタであり、大電力を取り扱うのに適したスイッチング素子である。ＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂのゲートには制御部３からパルス信号が印加される。ＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂのゲートに所定値以上の電圧（Highの電圧）が印加されるとＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂがオン状態となり、所定値未満の電圧（Lowの電圧）が印加されるとＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂがオフ状態となる。すなわち、ＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂのオンオフ駆動は制御部３によって制御される。フラッシュランプＦＬ１を含む回路はＩＧＢＴ３０３ａによってオンオフされ、コンデンサ３０１からフラッシュランプＦＬ１に供給される電荷が断続される。また、フラッシュランプＦＬ２を含む回路はＩＧＢＴ３０３ｂによってオンオフされ、コンデンサ３０１からフラッシュランプＦＬ２に供給される電荷が断続される。
【００６０】
コンデンサ３０１には、図外の電源ユニットから所定の電圧が印加され、その印加電圧（充電電圧）に応じた電荷が充電される。コンデンサ３０１が充電された状態でＩＧＢＴ３０３ａがオン状態となってフラッシュランプＦＬ１のガラス管９２ａの両端電極に高電圧が印加されたとしても、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９２ａ内に電気は流れない。しかしながら、トリガー回路２００がトリガー電極９１ａに高電圧を印加して絶縁を破壊した場合には両端電極間の放電によってフラッシュランプＦＬ１のガラス管９２ａ内に電流が瞬時に流れ、そのときのキセノンの原子あるいは分子の励起によって光が放出される。同様に、トリガー回路２００がトリガー電極９１ｂに高電圧を印加して絶縁を破壊した場合には両端電極間の放電によってフラッシュランプＦＬ２のガラス管９２ｂ内に電流が瞬時に流れ、そのときのキセノンの原子あるいは分子の励起によって光が放出される。
【００６１】
次に、本発明に係る熱処理装置１００による半導体ウェハーＷの処理動作について説明する。この熱処理装置１００において処理対象となる半導体ウェハーＷは、パターン形成後にイオン注入法により不純物（イオン）が添加されたシリコンの半導体基板である。その不純物の活性化がフラッシュ光照射加熱処理（アニール）により実行される。以下に説明する熱処理装置１００の処理手順は、制御部３が熱処理装置１００の各動作機構を制御することにより進行する。
【００６２】
熱処理装置１００では、まず、不純物注入後の半導体ウェハーＷがキャリアＣに複数枚収容された状態でインデクサ部１０１のロードポート１１０に載置される。そして、受渡ロボット１２０がキャリアＣから半導体ウェハーＷを１枚ずつ取り出し、アライメント部１３０のアライメントチャンバー１３１に搬入する。アライメント部１３０では、半導体ウェハーＷをその中心部を回転中心として鉛直方向軸まわりで回転させ、ノッチ等を光学的に検出することによって半導体ウェハーＷの位置決めを行う。
【００６３】
次に、搬送ロボット１５０が上側の搬送ハンド１５１ａによってアライメントチャンバー１３１から位置決めが行われた半導体ウェハーＷを搬出する。半導体ウェハーＷを取り出した搬送ロボット１５０は第１フラッシュ加熱部１６０を向くように旋回する。そして、搬送ロボット１５０が未処理の半導体ウェハーＷを第１熱処理チャンバー１６１に搬入する。このときに、先行する加熱処理済みの半導体ウェハーＷが第１熱処理チャンバー１６１に存在している場合には、下側の搬送ハンド１５１ｂによって当該加熱処理済みの半導体ウェハーＷを取り出してから上側の搬送ハンド１５１ａによって未処理の半導体ウェハーＷを第１熱処理チャンバー１６１に搬入してウェハー入れ替えを行う。
【００６４】
続いて、搬送ロボット１５０は、次にアライメント部１３０にて位置決めが行われた半導体ウェハーＷをアライメントチャンバー１３１から搬出して第２フラッシュ加熱部２６０の第２熱処理チャンバー２６１に搬入する。すなわち、第１実施形態においては、搬送ロボット１５０は、第１フラッシュ加熱部１６０の第１熱処理チャンバー１６１と第２フラッシュ加熱部２６０の第２熱処理チャンバー２６１とに交互に未処理の半導体ウェハーＷを搬入する。
【００６５】
第１熱処理チャンバー１６１または第２熱処理チャンバー２６１に搬入された半導体ウェハーＷにはフラッシュ加熱処理が行われる。第１フラッシュ加熱部１６０および第２フラッシュ加熱部２６０における半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理についてはさらに後述する。
【００６６】
第１フラッシュ加熱部１６０でのフラッシュ加熱処理終了後、搬送ロボット１５０が第１熱処理チャンバー１６１から半導体ウェハーＷを取り出して冷却部１４０に向くように旋回する。また、第２フラッシュ加熱部２６０でのフラッシュ加熱処理終了後、搬送ロボット１５０が第２熱処理チャンバー２６１から半導体ウェハーＷを取り出して冷却部１４０に向くように旋回する。そして、搬送ロボット１５０がフラッシュ加熱後の半導体ウェハーＷをクールチャンバー１４１に搬入する。
【００６７】
冷却部１４０では、フラッシュ加熱処理後の半導体ウェハーＷの冷却処理が行われる。フラッシュ加熱直後の半導体ウェハーＷの温度は比較的高温であるため、これを冷却部１４０にて常温近傍にまで冷却するのである。所定の冷却処理時間が経過した後、受渡ロボット１２０が冷却後の半導体ウェハーＷをクールチャンバー１４１から搬出し、キャリアＣへと返却する。キャリアＣに所定枚数の処理済み半導体ウェハーＷが収容されると、そのキャリアＣはインデクサ部１０１のロードポート１１０から搬出される。
【００６８】
以下、第１フラッシュ加熱部１６０における半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理について説明する。第１フラッシュ加熱部１６０においては、半導体ウェハーＷが搬入されるのに先立って保持部７が図６に示す処理位置から図２に示す受渡位置に下降する。「処理位置」とは、フラッシュランプＦＬ１から半導体ウェハーＷにフラッシュ光照射が行われるときの保持部７の位置であり、図６に示す保持部７の第１熱処理チャンバー１６１内における位置である。また、「受渡位置」とは、第１熱処理チャンバー１６１に半導体ウェハーＷの搬出入が行われるときの保持部７の位置であり、図２に示す保持部７の第１熱処理チャンバー１６１内における位置である。第１フラッシュ加熱部１６０における保持部７の基準位置は処理位置であり、処理前にあっては保持部７は処理位置に位置しており、これが処理開始に際して受渡位置に下降するのである。図２に示すように、保持部７が受渡位置にまで下降するとチャンバー底部６２に近接し、支持ピン７０の先端が保持部７を貫通して保持部７の上方に突出する。
【００６９】
この状態でゲートバルブ１８５が開いて搬送開口部６６が開放され、搬送ロボット１５０が未処理の半導体ウェハーＷを搬送開口部６６から第１熱処理チャンバー１６１内に進入させる。搬送ロボット１５０は、３本の支持ピン７０の上方にまで半導体ウェハーＷを保持する搬送アーム１５１ａを進出させた後、搬送アーム１５１ａを若干下降させる。このときに、搬送アーム１５１ａに保持されていた半導体ウェハーＷは３本の支持ピン７０に受け渡される。
【００７０】
半導体ウェハーＷが第１熱処理チャンバー１６１内に搬入されて３本の支持ピン７０に載置されると、搬送ロボット１５０が搬送アーム１５１ａを第１熱処理チャンバー１６１から退出させる。そして、ゲートバルブ１８５により搬送開口部６６が閉鎖された後、保持部昇降機構４により保持部７が受渡位置からチャンバー窓６１に近接した処理位置にまで上昇する。保持部７が受渡位置から上昇する過程において、半導体ウェハーＷは支持ピン７０から保持部７のサセプタ７２へと渡され、サセプタ７２の上面に載置・保持される。保持部７が処理位置にまで上昇するとサセプタ７２に保持された半導体ウェハーＷも処理位置に保持されることとなる。
【００７１】
ホットプレート７１の６つのゾーン７１１〜７１６のそれぞれは、各ゾーンの内部（上部プレート７３と下部プレート７４との間）に個別に内蔵されたヒータ（抵抗加熱線７６）により所定の温度まで加熱されている。保持部７が処理位置まで上昇して半導体ウェハーＷが保持部７と接触することにより、その半導体ウェハーＷはホットプレート７１に内蔵されたヒータによって予備加熱されて温度が次第に上昇する。
【００７２】
この処理位置にて約６０秒間の予備加熱が行われ、半導体ウェハーＷの温度が予め設定された予備加熱温度Ｔ１まで上昇する。予備加熱温度Ｔ１は、半導体ウェハーＷに添加された不純物が熱により拡散する恐れのない、２００℃ないし８００℃程度、好ましくは３５０℃ないし５５０℃程度とされる。
【００７３】
約６０秒間の予備加熱時間が経過した後、保持部７が処理位置に位置したまま第１フラッシュ光照射部１６２のフラッシュランプＦＬ１からフラッシュ光を照射する。フラッシュランプＦＬ１がフラッシュ光照射を行うに際しては、予め電源部３００のコンデンサ３０１に電荷を蓄積しておく。そして、コンデンサ３０１に電荷が蓄積された状態にて、制御部３からＩＧＢＴ３０３ａにパルス信号を出力してＩＧＢＴ３０３ａをオンオフ駆動する。
【００７４】
上記のパルス信号の波形は、パルス幅の時間（オン時間）とパルス間隔の時間（オフ時間）とをパラメータとして順次設定したレシピを制御部３の入力部から入力することによって規定することができる。このような入力部としては、キーボードやタッチパネル等の種々の公知の入力機器を採用することができる。フラッシュランプＦＬ１についてのオン時間およびオフ時間を設定したレシピをオペレータが制御部３に入力すると、それに従って制御部３はオンオフを繰り返すパルス波形を設定し、そのパルス波形に従ったパルス信号をＩＧＢＴ３０３ａのゲートに出力する。その結果、ＩＧＢＴ３０３ａのゲートには１以上のパルスを含むパルス信号が印加され、ＩＧＢＴ３０３ａのオンオフ駆動が制御されることとなる。具体的には、ＩＧＢＴ３０３ａのゲートに入力されるパルス信号がオンのときにはＩＧＢＴ３０３ａがオン状態となり、パルス信号がオフのときにはＩＧＢＴ３０３ａがオフ状態となる。
【００７５】
また、ＩＧＢＴ３０３ａのゲートに入力されるパルス信号がオンになるタイミングと同期して制御部３がトリガー回路２００を制御してトリガー電極９１ａに高電圧（トリガー電圧）を印加する。コンデンサ３０１に電荷が蓄積された状態にてＩＧＢＴ３０３ａのゲートにパルス信号が入力され、かつ、そのパルス信号がオンになるタイミングと同期してトリガー電極９１ａに高電圧が印加されることにより、パルス信号がオンのときにはガラス管９２ａ内の両端電極間で電流が流れ、そのときのキセノンの原子あるいは分子の励起によって光が放出される。
【００７６】
このようにしてフラッシュランプＦＬ１が発光を開始し、保持部７に保持された半導体ウェハーＷの表面にフラッシュ光が照射される。フラッシュランプＦＬ１のフラッシュ光照射時間はＩＧＢＴ３０３ａに入力されるパルス信号のオン時間によって規定される。すなわち、制御部３に設定入力するパルスのオン時間によってフラッシュランプＦＬ１の照射時間を自在に調整することができるのである。もっとも、フラッシュランプＦＬ１の照射時間は長くても１秒以下である。
【００７７】
フラッシュランプＦＬ１からのフラッシュ光照射によりフラッシュ加熱される半導体ウェハーＷの表面温度は、瞬間的に１０００℃ないし１１００℃程度の処理温度Ｔ２まで上昇し、半導体ウェハーＷに注入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。フラッシュ加熱によれば、半導体ウェハー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、半導体ウェハーＷに注入された不純物の熱による拡散を抑制しつつ不純物の活性化を行うことができる。なお、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、１秒以下の拡散が生じない短時間であっても活性化は完了する。
【００７８】
フラッシュ加熱が終了し、処理位置における約１０秒間の待機の後、保持部７が保持部昇降機構４により再び図２に示す受渡位置まで下降し、半導体ウェハーＷが保持部７から支持ピン７０へと渡される。続いて、ゲートバルブ１８５により閉鎖されていた搬送開口部６６が開放され、搬送ロボット１５０が下側の搬送アーム１５１ｂを搬送開口部６６から第１熱処理チャンバー１６１内に進入させる。搬送ロボット１５０は、３本の支持ピン７０によって支持される半導体ウェハーＷの下方にまで搬送アーム１５１ｂを進出させた後、搬送アーム１５１ｂを上昇させる。これにより、支持ピン７０に載置されていた半導体ウェハーＷは搬送アーム１５１ｂに受け渡される。その後、搬送ロボット１５０は、フラッシュ加熱処理後の半導体ウェハーＷを支持した搬送アーム１５１ｂを第１熱処理チャンバー１６１から退出させて半導体ウェハーＷを搬出する。
【００７９】
以上は第１フラッシュ加熱部１６０における半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理についての説明であったが、第２フラッシュ加熱部２６０における半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理についても同様である。第２フラッシュ加熱部２６０にて第２フラッシュ光照射部２６２のフラッシュランプＦＬ２から半導体ウェハーＷにフラッシュ光を照射するときには、コンデンサ３０１に電荷が蓄積された状態にて、制御部３からＩＧＢＴ３０３ｂにパルス信号を出力してＩＧＢＴ３０３ｂをオンオフ駆動する。
【００８０】
上記と同様に、フラッシュランプＦＬ２についてのオン時間およびオフ時間を設定したレシピをオペレータが制御部３に入力すると、それに従って制御部３はオンオフを繰り返すパルス波形を設定し、そのパルス波形に従ったパルス信号をＩＧＢＴ３０３ｂのゲートに出力する。その結果、ＩＧＢＴ３０３ｂのゲートには１以上のパルスを含むパルス信号が印加され、ＩＧＢＴ３０３ｂのオンオフ駆動が制御されることとなる。また、ＩＧＢＴ３０３ｂのゲートに入力されるパルス信号がオンになるタイミングと同期して制御部３がトリガー回路２００を制御してトリガー電極９１ｂに高電圧を印加する。
【００８１】
これによりフラッシュランプＦＬ２が発光を開始し、第２熱処理チャンバー２６１内にて保持部７に保持された半導体ウェハーＷの表面にフラッシュ光が照射される。フラッシュランプＦＬ２のフラッシュ光照射時間はＩＧＢＴ３０３ｂに入力されるパルス信号のオン時間によって規定される。すなわち、制御部３に設定入力するパルスのオン時間によってフラッシュランプＦＬ２の照射時間を自在に調整することができるのである。もっとも、フラッシュランプＦＬ２の照射時間も長くて１秒以下である。
【００８２】
第１実施形態においては、搬送ロボット１５０は、第１フラッシュ加熱部１６０の第１熱処理チャンバー１６１と第２フラッシュ加熱部２６０の第２熱処理チャンバー２６１とに交互に未処理の半導体ウェハーＷを搬入する。第１フラッシュ加熱部１６０にて半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理が行われている間に第２熱処理チャンバー２６１に対する半導体ウェハーＷの入れ替えが行われ、第２フラッシュ加熱部２６０にて半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理が行われている間に第１熱処理チャンバー１６１に対する半導体ウェハーＷの入れ替えが行われる。
【００８３】
図８は、第１実施形態にて２つのＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂに印加されるパルス信号の波形を示す図である。図８の上段にはＩＧＢＴ３０３ａに印加されるパルス信号の波形を示し、図８の下段にはＩＧＢＴ３０３ｂに印加されるパルス信号の波形を示す。このようなパルス信号の波形は、フラッシュランプＦＬ１およびフラッシュランプＦＬ２のそれぞれについてオン時間およびオフ時間を設定したレシピを制御部３に設定入力することによって作成することができる。また、図９は、第１実施形態における２つのフラッシュランプＦＬ１，ＦＬ２の発光出力を示す図である。図９の実線にてフラッシュランプＦＬ１の発光出力を示し、点線にてフラッシュランプＦＬ２の発光出力を示す。
【００８４】
時刻ｔ１１にＩＧＢＴ３０３ａのゲートに入力されるパルス信号がオンになり、それと同期してトリガー電極９１ａに高電圧が印加されることにより、ガラス管９２ａ内に電流が流れてフラッシュランプＦＬ１が発光を開始する。ＩＧＢＴ３０３ａに入力されるパルス信号は時刻ｔ１２までオンの状態を継続する。時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの間は、コンデンサ３０１からフラッシュランプＦＬ１に電荷が供給され続け、ガラス管９２ａ内に流れる電流値は増加する。その結果、フラッシュランプＦＬ１の発光出力も時刻ｔ１１から時刻ｔ１２にかけて増大する。
【００８５】
時刻ｔ１２にＩＧＢＴ３０３ａのゲートに入力されるパルス信号がオフになり、コンデンサ３０１からフラッシュランプＦＬ１への電荷の供給がＩＧＢＴ３０３ａによって遮断される。これにより、ガラス管９２ａ内に流れる電流値が急速に減少し、フラッシュランプＦＬ１の発光出力も急速に減少してゼロになる（フラッシュランプＦＬ１が発光を停止する）。図９の実線にて示すような発光出力にてフラッシュランプＦＬ１が発光し、第１フラッシュ加熱部１６０における半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理が行われる。
【００８６】
フラッシュランプＦＬ１の発光が停止した後、所定時間が経過した時刻ｔ１３にＩＧＢＴ３０３ｂのゲートに入力されるパルス信号がオンになり、それと同期してトリガー電極９１ｂに高電圧が印加されることにより、ガラス管９２ｂ内に電流が流れてフラッシュランプＦＬ２が発光を開始する。ＩＧＢＴ３０３ｂに入力されるパルス信号は時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までオンの状態を継続する。時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの間は、コンデンサ３０１からフラッシュランプＦＬ２に電荷が供給され続け、ガラス管９２ｂ内に流れる電流値は増加する。その結果、フラッシュランプＦＬ２の発光出力も時刻ｔ１３から時刻ｔ１４にかけて増大する。
【００８７】
時刻ｔ１４にＩＧＢＴ３０３ｂのゲートに入力されるパルス信号がオフになり、コンデンサ３０１からフラッシュランプＦＬ２への電荷の供給がＩＧＢＴ３０３ｂによって遮断される。これにより、ガラス管９２ｂ内に流れる電流値が急速に減少し、フラッシュランプＦＬ２の発光出力も急速に減少してゼロになる（フラッシュランプＦＬ２が発光を停止する）。図９の点線にて示すような発光出力にてフラッシュランプＦＬ２が発光し、第２フラッシュ加熱部２６０における半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理が行われる。以降、このようなフラッシュランプＦＬ１の発光とフラッシュランプＦＬ２の発光とが繰り返される。なお、図８および図９では、図示の便宜上、時刻ｔ１１〜ｔ１２および時刻ｔ１３〜ｔ１４を長く描いているが、時刻ｔ１１〜ｔ１２および時刻ｔ１３〜ｔ１４はそれぞれ１秒以下であるのに対して、時刻ｔ１２〜ｔ１３は数１０秒である。
【００８８】
第１実施形態においては、第１フラッシュ加熱部１６０にてフラッシュランプＦＬ１から半導体ウェハーＷにフラッシュ光が照射されて加熱処理が行われている間は、第２フラッシュ加熱部２６０のフラッシュランプＦＬ２は発光を停止している。そして、この間に第２フラッシュ加熱部２６０の第２熱処理チャンバー２６１に対する半導体ウェハーＷの入れ替えが行われる。逆に、第２フラッシュ加熱部２６０にてフラッシュランプＦＬ２から半導体ウェハーＷにフラッシュ光が照射されて加熱処理が行われている間は、第１フラッシュ加熱部１６０のフラッシュランプＦＬ１は発光を停止している。そして、この間に第１フラッシュ加熱部１６０の第１熱処理チャンバー１６１に対する半導体ウェハーＷの入れ替えが行われる。このように、第１実施形態では、フラッシュランプＦＬ１およびフラッシュランプＦＬ２のうちのいずれか一方に電荷を供給して発光させ、その発光が停止した後に他方に電荷を供給して発光させるようにし、第１フラッシュ加熱部１６０および第２フラッシュ加熱部２６０にて交互に半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理を行っている。
【００８９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の熱処理装置の構成は第１実施形態と全く同様である。第２実施形態における半導体ウェハーＷの処理手順についても第１実施形態と概ね同様である。第２実施形態が第１実施形態と相違するのは、第１フラッシュ加熱部１６０および第２フラッシュ加熱部２６０にて並行して半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理を行っている点である。
【００９０】
第２実施形態においても、搬送ロボット１５０は、第１フラッシュ加熱部１６０の第１熱処理チャンバー１６１と第２フラッシュ加熱部２６０の第２熱処理チャンバー２６１とに交互に未処理の半導体ウェハーＷを搬入する。但し、第２実施形態では、第１熱処理チャンバー１６１および第２熱処理チャンバー２６１の双方に半導体ウェハーＷが存在している状態でほぼ同時にフラッシュ加熱処理が行われる。
【００９１】
図１０は、第２実施形態にて２つのＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂに印加されるパルス信号の波形を示す図である。図８と同様に、図１０の上段にはＩＧＢＴ３０３ａに印加されるパルス信号の波形を示し、下段にはＩＧＢＴ３０３ｂに印加されるパルス信号の波形を示す。図１０に示すように、第２実施形態では、短時間のうちに２つのＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂに交互に複数のパルスを印加している。このようなパルス信号の波形も、フラッシュランプＦＬ１およびフラッシュランプＦＬ２のそれぞれについてオン時間およびオフ時間を設定したレシピを制御部３に設定入力することによって容易に作成することができる。また、図１１は、第２実施形態における２つのフラッシュランプＦＬ１，ＦＬ２の発光出力を示す図である。図１１の実線にてフラッシュランプＦＬ１の発光出力を示し、点線にてフラッシュランプＦＬ２の発光出力を示す。
【００９２】
時刻ｔ２１にＩＧＢＴ３０３ａのゲートに入力されるパルス信号がオンになり、それと同期してトリガー電極９１ａに高電圧が印加されることにより、ガラス管９２ａ内に電流が流れてフラッシュランプＦＬ１が発光を開始する。続いて、時刻ｔ２２にはＩＧＢＴ３０３ｂのゲートに入力されるパルス信号がオンになり、それと同期してトリガー電極９１ｂに高電圧が印加されることにより、ガラス管９２ｂ内に電流が流れてフラッシュランプＦＬ２が発光を開始する。
【００９３】
フラッシュランプＦＬ２が発光を開始する時刻ｔ２２には、ＩＧＢＴ３０３ａのゲートに入力されるパルス信号が一旦オフになり、コンデンサ３０１からフラッシュランプＦＬ１への電荷の供給がＩＧＢＴ３０３ａによって遮断される。その後、短時間（数ミリ秒以下）のうちにＩＧＢＴ３０３ａのゲートに入力されるパルス信号が再度オンになるとともに、ＩＧＢＴ３０３ｂのゲートに入力されるパルス信号がオフになってコンデンサ３０１からフラッシュランプＦＬ２への電荷の供給がＩＧＢＴ３０３ｂによって遮断される。さらにその後、短時間のうちにＩＧＢＴ３０３ａのゲートに入力されるパルス信号がオフになるとともに、ＩＧＢＴ３０３ｂのゲートに入力されるパルス信号が再度オンになる。このように、第２実施形態においては、短時間のうちに２つのＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂが交互にオンオフを繰り返すのである。
【００９４】
時刻ｔ２１にＩＧＢＴ３０３ａのゲートに入力されるパルス信号がオンとなり、時刻ｔ２２にそのパルス信号がオフになったとしても、短時間のうちの再度パルス信号がオンになった場合には、そのときまでフラッシュランプＦＬ１の発光が継続しており、トリガー電極９１ａに高電圧が印加しなくてもガラス管９２ａ内に電流が流れ続ける。これは、時刻ｔ２２にパルス信号がオフになってＩＧＢＴ３０３ａがオフ状態となっても、フラッシュランプＦＬ１と、ダイオード３０４ａと、コイル３０２ａとで閉じた回路が形成されていることによるものである。すなわち、時刻ｔ２１での急激な通電によってコイル３０２ａに蓄えられた磁気エネルギーに起因して生じる電流が時刻ｔ２２以降も短時間であればガラス管９２ａ内に流れ続けてガラス管９２ａ内のプラズマ状態が維持され、フラッシュランプＦＬ１が発光を継続しているのである。このため、一旦オフになったパルス信号が再度オンになったときに、トリガー電極９１ａに高電圧が印加しなくてもガラス管９２ａ内に電流が流れ続けるのである。その結果、ＩＧＢＴ３０３ａが短時間のうちにオンオフを繰り返した場合には、フラッシュランプＦＬ１のガラス管９２ａ内に電流が流れ続けてフラッシュランプＦＬ１は連続して発光し、その電流値は次第に増加する。なお、ＩＧＢＴ３０３ａがオフ状態となったときにガラス管９２ａに流れる電流の向きはＩＧＢＴ３０３ａがオン状態のときと同じになるようにダイオード３０４ａによって整流される。
【００９５】
同様に、時刻ｔ２２にＩＧＢＴ３０３ｂのゲートに入力されるパルス信号がオンとなり、その後パルス信号がオフになったとしても、短時間のうちの再度パルス信号がオンになった場合には、そのときまでフラッシュランプＦＬ２の発光が継続しており、トリガー電極９１ｂに高電圧が印加しなくてもガラス管９２ｂ内に電流が流れ続ける。これは、時刻ｔ２２での急激な通電によってコイル３０２ｂに蓄えられた磁気エネルギーに起因して生じる電流がＩＧＢＴ３０３ｂがオフ状態となった以降も短時間であればガラス管９２ｂ内に流れ続けてガラス管９２ｂ内のプラズマ状態が維持され、フラッシュランプＦＬ２が発光を継続しているためである。ＩＧＢＴ３０３ｂが短時間のうちにオンオフを繰り返した場合には、フラッシュランプＦＬ２のガラス管９２ｂ内に電流が流れ続けてフラッシュランプＦＬ２は連続して発光し、その電流値は次第に増加する。なお、ＩＧＢＴ３０３ｂがオフ状態となったときにガラス管９２ｂに流れる電流の向きはＩＧＢＴ３０３ｂがオン状態のときと同じになるようにダイオード３０４ｂによって整流される。
【００９６】
以上のようにして、ＩＧＢＴ３０３ａのゲートに入力される最初のパルスがオンになる時刻ｔ２１から最後のパルスがオフになる時刻ｔ２３までの間、ガラス管９２ａ内に流れる電流値は増加し、図１１の実線にて示すように、フラッシュランプＦＬ１の発光出力も時刻ｔ２１から時刻ｔ２３にかけて増大する。時刻ｔ２３にＩＧＢＴ３０３ａのゲートに入力される最後のパルスがオフになると、その後はコンデンサ３０１からフラッシュランプＦＬ１に電荷が再供給されないため、ガラス管９２ａ内に流れる電流値が急速に減少し、フラッシュランプＦＬ１の発光出力も急速に減少してゼロになる（フラッシュランプＦＬ１が発光を停止する）。図９の実線にて示すような発光出力にてフラッシュランプＦＬ１が発光し、第１フラッシュ加熱部１６０における半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理が行われる。
【００９７】
一方、ＩＧＢＴ３０３ｂのゲートに入力される最初のパルスがオンになる時刻ｔ２２から最後のパルスがオフになる時刻ｔ２４までの間、ガラス管９２ｂ内に流れる電流値は増加し、図１１の点線にて示すように、フラッシュランプＦＬ２の発光出力も時刻ｔ２２から時刻ｔ２４にかけて増大する。時刻ｔ２４にＩＧＢＴ３０３ｂのゲートに入力される最後のパルスがオフになると、その後はコンデンサ３０１からフラッシュランプＦＬ２に電荷が再供給されないため、ガラス管９２ｂ内に流れる電流値が急速に減少し、フラッシュランプＦＬ２の発光出力も急速に減少してゼロになる（フラッシュランプＦＬ２が発光を停止する）。図９の点線にて示すような発光出力にてフラッシュランプＦＬ２が発光し、第２フラッシュ加熱部２６０における半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理が行われる。なお、時刻ｔ２１〜ｔ２３および時刻ｔ２２〜ｔ２４はそれぞれ１秒以下である。
【００９８】
このように、第２実施形態においては、フラッシュランプＦＬ１およびフラッシュランプＦＬ２のうちのいずれか一方に電荷を供給して発光させた後、その電荷供給を停止して他方に電荷を供給して発光させ、さらにその後当該一方に電荷を再供給して当該一方の発光を継続させている。すなわち、短時間のうちに２つのＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂに交互に複数のパルスを印加することによって、第１フラッシュ加熱部１６０のフラッシュランプＦＬ１および第２フラッシュ加熱部２６０のフラッシュランプＦＬ２をほぼ同時期に連続して発光させている。こうして第２実施形態では、第１フラッシュ加熱部１６０および第２フラッシュ加熱部２６０にて並行して半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理を行っているのである。
【００９９】
＜本発明に係る熱処理技術の利点＞
以上のように、第１実施形態では、第１フラッシュ加熱部１６０および第２フラッシュ加熱部２６０にて交互に半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理を行うことができるため、１つの熱処理チャンバーを備えた従来の熱処理装置よりも半導体ウェハーＷの１枚あたりの処理時間を短くして熱処理装置１００のスループットを向上させることができる。一方、第２実施形態では、第１フラッシュ加熱部１６０および第２フラッシュ加熱部２６０にて並行して半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理を行うことができるため、従来の熱処理装置よりも半導体ウェハーＷの１枚あたりの処理時間を短くして熱処理装置１００のスループットを向上させることができる。
【０１００】
また、２つの熱処理チャンバー１６１，２６１を備えた熱処理装置１００であれば、１つの熱処理チャンバーを備えた熱処理装置を２台設置するのと比較してフットプリント（装置が占有する面積）を小さくすることができる。このため、限られた面積のクリーンルームに設置するのに好適である。
【０１０１】
また、熱処理装置１００は、第１フラッシュ加熱部１６０および第２フラッシュ加熱部２６０に対して共通の電源部３００を備えている。電源部３００には、コイル、ＩＧＢＴおよびダイオードは２つのフラッシュランプに対応して２個ずつ設けられているものの、コンデンサ３０１についてはフラッシュランプＦＬ１およびフラッシュランプＦＬ２に対して共通に１個のみ設けられている。つまり、従来の熱処理装置の電源装置に、高エネルギーフラッシュ発光用の高価なコンデンサを追加することなく、１個のコイル、ＩＧＢＴおよびダイオードを追加するだけで２つのフラッシュ加熱部１６０，２６０に対応可能な電源部３００を構成することができるのである。このため、熱処理装置１００に２つのフラッシュ加熱部１６０，２６０を備えることによる大幅なコスト増加を抑制することができる。
【０１０２】
また、電源部３００に、フラッシュランプＦＬ１用のＩＧＢＴ３０３ａおよびフラッシュランプＦＬ２用のＩＧＢＴ３０３ｂを設け、ＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂによってコンデンサ３０１からフラッシュランプＦＬ１およびフラッシュランプＦＬ２にそれぞれ供給する電荷を自在に断続している。このため、第１実施形態のように第１フラッシュ加熱部１６０および第２フラッシュ加熱部２６０にて交互に半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理を行うこともでき、第２実施形態のように第１フラッシュ加熱部１６０および第２フラッシュ加熱部２６０にて並行して半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理を行うこともできる。すなわち、フラッシュランプＦＬ１専用のＩＧＢＴ３０３ａおよびフラッシュランプＦＬ２専用のＩＧＢＴ３０３ｂを設けることにより、第１フラッシュ加熱部１６０の第１熱処理チャンバー１６１および第２フラッシュ加熱部２６０の第２熱処理チャンバー２６１のそれぞれにて独立して適宜のフラッシュ加熱処理を行うことができる。
【０１０３】
また、電源部３００には、フラッシュランプＦＬ１用のダイオード３０４ａおよびフラッシュランプＦＬ２用のダイオード３０４ｂを設けている。ダイオード３０４ａは、ＩＧＢＴ３０３ａがコンデンサ３０１からフラッシュランプＦＬ１への電荷供給を遮断した直後に、コイル３０２ａに蓄えられた磁気エネルギーに起因して生じる電流をフラッシュランプＦＬ１へと導く役割を果たす。同様に、ダイオード３０４ｂは、ＩＧＢＴ３０３ｂがコンデンサ３０１からフラッシュランプＦＬ２への電荷供給を遮断した直後に、コイル３０２ｂに蓄えられた磁気エネルギーに起因して生じる電流をフラッシュランプＦＬ２へと導く役割を果たす。
【０１０４】
このようなダイオード３０４ａ，３０４ｂを設けることによって、コイル３０２ａ，３０２ｂに蓄えられた磁気エネルギーに起因して生じる電流をフラッシュランプＦＬ１，ＦＬ２に流すことができ、その磁気エネルギーによって生じる電圧からＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂを保護することができる。また、フラッシュランプＦＬ１，ＦＬ２への電荷供給を遮断した直後にコイル３０２ａ，３０２ｂに蓄えられた磁気エネルギーをフラッシュランプＦＬ１，ＦＬ２の発光に寄与させることができ、エネルギーの効率的な利用を行うことができる。さらに、第２実施形態のように、短時間のうちにＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂがオンオフを繰り返す場合には、ＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂがオフとなっている間もフラッシュランプＦＬ１，ＦＬ２に電流を流してガラス管９２ａ，９２ｂ内のプラズマ状態を維持することができる。
【０１０５】
＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態においては、フラッシュランプＦＬ１，ＦＬ２に専用のコイル３０２ａ，３０２ｂを設けていたが、２つのフラッシュランプＦＬ１，ＦＬ２に共通の１個のコイルを設けるようにしても良い。すなわち、２つのフラッシュランプＦＬ１，ＦＬ２に対して１個のコイルおよびコンデンサを設けるのである。このようにしてもより安価に上記各実施形態と同様の処理を行うことができるが、フラッシュランプＦＬ１，ＦＬ２に専用のコイル３０２ａ，３０２ｂを設けるようにした方が対象とするフラッシュランプＦＬ１，ＦＬ２を確実に発光させることができる。
【０１０６】
また、２つのＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂに印加されるパルス信号の波形は図８または図１０に示したものに限定されず、適宜のものとすることができる。例えば、第２実施形態の図１０において、ＩＧＢＴ３０３ａに入力されるパルス信号がオフになってから所定時間を隔ててＩＧＢＴ３０３ｂに入力されるパルス信号がオンになるようにしても良い。或いは、ＩＧＢＴ３０３ａおよびＩＧＢＴ３０３ｂに入力されるパルス信号が同時にオンになるようにしても良い。但し、ＩＧＢＴ３０３ａおよびＩＧＢＴ３０３ｂに入力されるパルス信号が同時にオンになると、フラッシュランプＦＬ１，ＦＬ２のいずれか一方に偏って電流が流れることがあるため、上記実施形態のように２つのＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂはいずれか一方が排他的にオンになるのが好ましい。
【０１０７】
また、熱処理装置１００に３個以上のフラッシュ加熱部を設けるようにしても良い。熱処理装置１００にＮ個（Ｎは２以上の自然数）のフラッシュ加熱部を設けた場合には、共通の電源部３００に、１個のコンデンサと、Ｎ個のコイルと、Ｎ個のＩＧＢＴと、Ｎ個のダイオードと、を備える。
【０１０８】
また、上記各実施形態においては、フラッシュ光照射前にホットプレート７１によって半導体ウェハーＷを予備加熱していたが、これ代えて、ハロゲンランプからの光照射によって半導体ウェハーＷを予備加熱するようにしても良い。
【０１０９】
また、上記各実施形態においては、スイッチング素子としてＩＧＢＴ３０３ａ，３０３ｂを用いていたが、これに代えてゲートに入力された信号レベルに応じて回路をオンオフできる他のトランジスタを用いるようにしても良い。もっとも、フラッシュランプの発光には相当に大きな電力が消費されるため、大電力の取り扱いに適したＩＧＢＴやＧＴＯ(Gate Turn Off)サイリスタをスイッチング素子として採用するのが好ましい。
【０１１０】
また、上記実施形態においては、第１フラッシュ光照射部１６２および第２フラッシュ光照射部２６２に３０本のフラッシュランプＦＬ１，ＦＬ２を備えるようにしていたが、これに限定されるものではなく、フラッシュランプＦＬ１，ＦＬ２の本数は任意の数とすることができる。また、フラッシュランプＦＬ１，ＦＬ２はキセノンフラッシュランプに限定されるものではなく、クリプトンフラッシュランプであっても良い。
【０１１１】
また、本発明に係る熱処理装置によって処理対象となる基板は半導体ウェハーに限定されるものではなく、液晶表示装置などのフラットパネルディスプレイに用いるガラス基板や太陽電池用の基板であっても良い。
【符号の説明】
【０１１２】
３  制御部
１００  熱処理装置
１０１  インデクサ部
１３０  アライメント部
１４０  冷却部
１５０  搬送ロボット
１６０  第１フラッシュ加熱部
１６１  第１熱処理チャンバー
１６２  第１フラッシュ光照射部
２６０  第２フラッシュ加熱部
２６１  第２熱処理チャンバー
２６２  第２フラッシュ光照射部
２００  トリガー回路
３００  電源部
３０１  コンデンサ
３０２ａ，３０２ｂ  コイル
３０３ａ，３０３ｂ  ＩＧＢＴ
３０４ａ，３０４ｂ  ダイオード
ＦＬ１，ＦＬ２  フラッシュランプ
Ｗ  半導体ウェハー
【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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【図６】
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【図７】
2014135338.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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