(57)【要約】  第１の熱処理方法は、工作物の面に入射する放射フラッシュを作る放射装置に関連する少なくとも１つの熱効率パラメータを監視し、熱効率パラメータの監視に応じて、放射装置が放射フラッシュを作るのに用いる制御情報を自動的に更新する段階を含む。第２の方法は、面の加熱パラメータの測定に応じて工作物の面に入射する放射フラッシュの加熱効果を予測し、予測加熱効果に応じて放射フラッシュを事前に調整する段階を含む。第３の方法は、面に入射する放射フラッシュの最初の部分の間の工作物の面の温度を測定し、この温度に応じて放射フラッシュの残りの部分の電力を制御する段階を含む。
2009508337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）  工作物の面に入射する放射フラッシュを作る放射装置に関連する少なくとも１つの熱効率パラメータを監視する段階と、
ｂ）  熱効率パラメータの監視に応じて、前記放射フラッシュを作る放射装置が用いる制御情報を自動的に更新する段階と、
ことを含む方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、前記監視する段階は放射フラッシュにより起こる工作物の面の実際の温度上昇の測定に応じて少なくとも１つの熱効率パラメータを計算する段階を含む前記方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の方法であって、前記監視する段階は、前記面に到着するフラッシュの放射エネルギのエネルギ密度を監視する段階を含む前記方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の方法であって、前記自動的に更新する段階は、少なくとも１つの記憶済みの効率パラメータを自動的に更新する段階を含む前記方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の方法であって、前記自動的に更新する段階は、放射フラッシュの出力エネルギを自動的に変える段階を含む前記方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法であって、前記自動的に変える段階は、放射フラッシュを作るのに用いる蓄積電荷の量を自動的に変える段階を含む前記方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法であって、さらに、
ａ）  前記面の加熱パラメータの測定に応じて工作物の面への放射フラッシュの加熱効果を予測する段階と、
ｂ）  予測加熱効果に応じて放射フラッシュを事前調整する段階と、
を含む前記方法。
【請求項８】
ａ）  工作物の面に入射する放射フラッシュの加熱効果を前記面の加熱パラメータの測定に応じて予測する段階と、
ｂ）  予測加熱効果に応じて放射フラッシュを事前調整する段階と、
ｃ）  工作物の面に入射する事前調整済みの放射フラッシュを生成する段階と、
ｄ）  前記面に入射する放射フラッシュの最初の部分の間の工作物の面の温度を測定する段階と、
ｅ）  前記温度に応じて放射フラッシュの残りの部分の電力を制御する段階と、
を含む方法。
【請求項９】
請求項７または８記載の方法であって、前記予測する段階は、複数の同様の工作物の各面に入射する同様の放射フラッシュの各加熱効果を各面の各加熱パラメータの各測定に応じて予測する段階を含む前記方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法であって、前記工作物は、見かけ上同じである前記方法。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれかに記載の方法であって、前記放射フラッシュの加熱効果を予測する段階は、前記面のピーク温度を予測する段階を含む前記方法。
【請求項１２】
請求項７から１０のいずれかに記載の方法であって、前記放射フラッシュの加熱効果を予測する段階は、前記面が吸収する放射フラッシュのエネルギの量を予測する段階を含む前記方法。
【請求項１３】
請求項７から１２のいずれかに記載の方法であって、さらに、前記面の加熱パラメータを測定する段階を含む前記方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の方法であって、前記加熱パラメータを測定する段階は、前記面の反射率を測定する段階を含む前記方法。
【請求項１５】
請求項１３記載の方法であって、前記加熱パラメータを測定する段階は、前記面の放射率を測定する段階を含む前記方法。
【請求項１６】
請求項１３から１５のいずれかに記載の方法であって、前記測定する段階は、放射フラッシュに対応する波長スペクトル内の加熱パラメータを測定する段階を含む前記方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法であって、前記測定する段階は、前記スペクトルの複数の各波長での加熱パラメータの複数の値を測定する段階を含む前記方法。
【請求項１８】
請求項１３から１７のいずれかに記載の方法であって、前記加熱パラメータを測定する段階は、加熱パラメータ内の小規模の角変動を補償する段階を含む前記方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の方法であって、前記補償する段階は、前記面の十分大きな領域にわたって加熱パラメータを測定して小規模の角変動を事実上平均化する段階を含む前記方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法であって、前記面は、半導体ウェーハの素子面を含み、また十分大きな領域にわたって前記加熱パラメータを測定する段階は、少なくとも約１ｃｍ幅の領域にわたって加熱パラメータを測定する段階を含む前記方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の方法であって、前記測定する段階は、少なくとも約２ｃｍ幅の領域にわたって加熱パラメータを測定する段階を含む前記方法。
【請求項２２】
請求項１８記載の方法であって、前記測定する段階は、光ファイバ・プローブで加熱パラメータを測定する段階を含む前記方法。
【請求項２３】
請求項１５記載の方法であって、前記放射率を測定する段階は、放射フラッシュの波長を含む放射スペクトルで前記面を照射する段階を含む前記方法。
【請求項２４】
請求項２３記載の方法であって、前記照射する段階は、放射フラッシュの放射源以外の照射源が作る放射スペクトルで前記面を照射する段階を含む前記方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の方法であって、さらに、前記照射源は、放射フラッシュの放射源の放射スペクトルをシミュレートするよう構成されたフィルタを含む前記方法。
【請求項２６】
請求項２３から２５のいずれかに記載の方法であって、前記事前調整する段階は、第１の工作物の第１の面に入射する将来の放射フラッシュを第２の工作物の同様の面に現在の放射フラッシュを入射させるのと同時に事前調整する段階を含む前記方法。
【請求項２７】
請求項７から１３のいずれかに記載の方法であって、前記加熱効果を予測する段階は、前記面の放射率の測定値および放射フラッシュが前記面に伝達するエネルギの量に応じて加熱効果を予測する段階を含む前記方法。
【請求項２８】
請求項１７記載の方法であって、前記加熱効果を予測する段階は、前記スペクトルの複数の各波長での加熱パラメータの複数の値と、前記フラッシュが前記面に伝達する各波長での放射の各量を表す複数の放射の値とを畳み込む段階を更に含む前記方法。
【請求項２９】
請求項２８記載の方法であって、前記畳み込む段階は、複数の各波長での前記面の複数の吸収率の値と、前記フラッシュが前記面に伝達する各波長での放射エネルギの各量を表す複数の放射エネルギの値とを畳み込む段階を含む前記方法。
【請求項３０】
請求項２９記載の方法であって、さらに、前記加熱効果を予測する段階は、畳み込みから得られる複数の吸収エネルギの値を合計する段階を含む前記方法。
【請求項３１】
請求項７から３０のいずれかに記載の方法であって、前記事前調整する段階は、放射フラッシュを生成するのに用いる蓄積電気エネルギの量を事前調整する段階を含む前記方法。
【請求項３２】
請求項３１記載の方法であって、前記蓄積電気エネルギは、コンデンサ・バンクに蓄積された電荷を含む前記方法。
【請求項３３】
請求項１から６のいずれかに記載の方法であって、さらに、
ａ）  工作物の面に入射する放射フラッシュを生成する段階と、
ｂ）  前記面に入射する放射フラッシュの最初の部分の間の工作物の面の温度を測定する段階と、
ｃ）  前記温度に応じて放射フラッシュの残りの部分の電力を制御する段階と、
を含む前記方法。
【請求項３４】
請求項８から３３のいずれかに記載の方法であって、前記放射フラッシュは、工作物の熱伝導時間より短い継続時間を有する前記方法。
【請求項３５】
請求項８から３３のいずれか一項記載の方法であって、前記放射フラッシュは、エネルギを前記面に少なくとも約１ＭＷの速度で伝達する前記方法。
【請求項３６】
請求項８から３３のいずれかに記載の方法であって、前記最初の部分は、約１ｍｓより短い継続時間を有する前記方法。
【請求項３７】
請求項８から３３のいずれかに記載の方法であって、前記最初の部分は、約１／２ｍｓより短い継続時間を有する前記方法。
【請求項３８】
請求項８から３３のいずれかに記載の方法であって、前記測定する段階は、放射フラッシュの最初の部分の間の複数の各時刻に前記面の温度の複数の測定値を得ることを含む前記方法。
【請求項３９】
請求項８から３３のいずれかに記載の方法であって、前記測定する段階は、前記温度を高速放射計で測定することを含む前記方法。
【請求項４０】
請求項３９記載の方法であって、前記放射計は、ＩｎＧａＡｓフォトダイオードを含む前記方法。
【請求項４１】
請求項８から３３のいずれかに記載の方法であって、さらに、前記温度と予想温度とを比較することを含む前記方法。
【請求項４２】
請求項３８記載の方法であって、さらに、複数の温度測定値の少なくとも１つと予想温度軌跡とを比較することを含む前記方法。
【請求項４３】
請求項８から３３のいずれかに記載の方法であって、前記制御する段階は、放射フラッシュの残りの部分を変更して前記面のピーク温度を下げることを含む前記方法。
【請求項４４】
請求項４３記載の方法であって、前記変更する段階は、放射フラッシュの残りの部分のエネルギ出力を減らすことを含む前記方法。
【請求項４５】
請求項４４記載の方法であって、前記減らす段階は、放射フラッシュの放射源および放射源の電源と通信するグローバ回路を点火することを含む前記方法。
【請求項４６】
請求項４４記載の方法であって、前記減らす段階は、フラッシュ・ランプまたはコンデンサ・バンクに並列に接続するグローバ回路を点火することを含む前記方法。
【請求項４７】
請求項８から３３のいずれかに記載の方法であって、前記制御する段階は、放射フラッシュの残りの部分を変更して前記面のピーク温度を上げることを含む前記方法。
【請求項４８】
請求項４７記載の方法であって、前記制御する段階は、放射フラッシュの残りの部分のピーク電力出力を増やすことを含む前記方法。
【請求項４９】
請求項４８記載の方法であって、前記増やす段階は、放射フラッシュの放射源および放射源の電源と通信する誘導グローバー回路を点火することを含む前記方法。
【請求項５０】
請求項４８記載の方法であって、前記放射フラッシュは、放電電流により電力を供給されたアーク・ランプが作り、放電電流は、第１のインダクタンスを有する第１の電気路を通して流れて放射フラッシュの最初の部分を作り、また前記増やす段階は、第１のインダクタンスより小さな第２のインダクタンスを有する第２の電気路を通して放電電流を流すことを含む前記方法。
【請求項５１】
請求項５０記載の方法であって、前記増やす段階は、アーク・ランプを通してコンデンサを放電することを更に含む前記方法。
【請求項５２】
請求項１から５１のいずれか一項記載の方法であって、さらに、前記工作物に入射する放射フラッシュを作る放射装置に電気パルスを供給する段階を含み、前記パルスの立ち下り時間は、パルスの立ち上がり時間より短い前記方法。
【請求項５３】
請求項５２記載の方法であって、前記パルスは、のこぎり歯形パルスを含む前記方法。
【請求項５４】
請求項５２または５３記載の方法であって、前記供給する段階は、パルスを立ち上がり時間から立ち下り時間に急に移行させることを含む前記方法。
【請求項５５】
請求項５４記載の方法であって、前記移行させる段階は、クローバ回路を点火してパルスを立ち上がり時間から立ち下り時間に移行させることを含む前記方法。
【請求項５６】
請求項５４または５５記載の方法であって、前記移行させる段階は、放射装置の両端を短絡してパルスを立ち上がり時間から立ち下り時間に移行させることを含む前記方法。
【請求項５７】
工作物の面に入射する放射フラッシュを作る放射装置に関連する少なくとも１つの熱効率パラメータを監視する手段と、
熱効率パラメータの監視に応じて放射フラッシュを作る放射装置が用いる制御情報を自動的に更新する手段と、
を含む機器。
【請求項５８】
請求項５７記載の機器であって、さらに、
前記工作物の面に入射する放射フラッシュの加熱効果を前記面の加熱パラメータの測定値に応じて予測する手段と、
予測加熱効果に応じて放射フラッシュを事前調整する手段と、
を含む前記機器。
【請求項５９】
請求項５７または５８記載の機器であって、さらに、
前記工作物の面に入射する放射フラッシュを生成する手段と、
前記面に入射する放射フラッシュの最初の部分の間に工作物の面の温度を測定する手段と、
前記温度に応じて放射フラッシュの残りの部分の電力を制御する手段と、
を含む前記機器。
【請求項６０】
請求項５７から５９のいずれかに記載の機器であって、さらに、
前記工作物に入射する放射フラッシュを作る放射装置に電気パルスを供給する手段を含み、前記パルスの立ち下り時間は、パルスの立ち上がり時間より短い前記機器。
【請求項６１】
ａ）  前記工作物の面に入射する前記放射フラッシュを作る放射装置に関連する少なくとも１つの熱効率パラメータを監視する測定装置と、
ｂ）  前記測定装置と通信するプロセッサ回路であって、前記熱効率パラメータの監視に応じて、前記放射フラッシュを作る放射装置が用いる制御情報を自動的に更新するプロセッサ回路と、
を備える機器。
【請求項６２】
請求項６１記載の機器であって、前記工作物の面に入射する放射フラッシュを作る放射装置を更に含み、前記プロセッサ回路は、放射装置と通信し、前記プロセッサ回路は、
１）  前記面の加熱パラメータの測定値に応じて放射フラッシュの加熱効果を予測し、
２）  予測加熱効果に応じて放射フラッシュを事前調整する、
よう構成される前記機器。
【請求項６３】
請求項６１または６２記載の機器であって、
前記測定装置は、前記面に入射する放射フラッシュの最初の部分の間の工作物の面の温度を測定し、前記プロセッサ回路は、測定装置および放射装置と通信し、前記プロセッサ回路は、前記温度に応じて放射フラッシュの残りの部分の電力を制御する前記機器。
【請求項６４】
請求項６１から６３のいずれかに記載の方法であって、前記機器は、工作物の面に入射する放射フラッシュを作る放射装置に電気パルスを供給する電気パルス供給装置を備え、前記パルスの立ち下がり時間は前記パルスの立ち上がり時間より短い前記機器。
【請求項６５】
熱処理装置を制御して請求項１から５６のいずれかに記載の方法を実行するプロセッサ回路を含む機器。
【請求項６６】
熱処理装置を制御して請求項１から５６のいずれかに記載の方法を実行するようプロセッサ回路に指示する命令コードを記憶するコンピュータ読取り可能な媒体。
【請求項６７】
プロセッサ回路が実行すると請求項１から５６のいずれかに記載の方法を実行するコード手段を備えるコンピュータ・プログラム。
【請求項６８】
媒体内で実現される信号であって、熱処理装置を制御して請求項１から５６のいずれかに記載の方法を実行するようプロセッサ回路に指示するコード・セグメントを備える信号。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００５年９月１４日出願の米国特許出願第６０／７１６，４８８号からの優先権の利益をクレームする。
本発明は、熱処理に関するものであって、より特定すると、工作物を熱処理する方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多くの応用が工作物の熱処理に関係する。例えば、共有米国特許第６，５９４，４４６号は、半導体ウェーハを焼きなます種々の方法を開示している。例えば、ウェーハを通る熱伝導率より遅い傾斜速度でウェーハ全体を中間温度まで予熱し、次にウェーハの素子側を熱伝導率よりかなり速い速度で加熱する。これは、素子側に放射フラッシュを当てることにより行う。一例として、基板側をアーク・ランプで照射してウェーハ全体を、例えば、４００℃／秒などの速度で加熱することにより、ウェーハを、例えば、７００℃などの中間温度まで予熱する。次に、フラッシュ・ランプから１ミリ秒フラッシュなどの高強度のフラッシュを素子側に当てて、素子側だけを、例えば、１３００℃などの焼きなまし温度まで加熱する。フラッシュ中は、素子側を高速加熱（１０5℃／ｓ程度）するために、ウェーハのバルクは、中間温度に留まり、フラッシュの後にヒート・シンクとして作用して素子側を冷却する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ウェーハ毎の性能の変動を最小にするには、一貫して再現可能または繰返し可能な熱プロセスで、できるだけウェーハ毎に同じ熱サイクルに近くなるように各ウェーハを確実に処理することが望ましい。
熱処理装置の効率は、時間と共に変わることがある。例えば、装置の効率は、構成要素の劣化や汚染や老化により低下したり、構成要素の交換により向上したりすることがある。本発明の実施の形態の第１の態様は、この問題を補償することに関する。
【０００４】
更に、工作物自体の熱パラメータ（照射を受ける面の放射率など）が繰返し性に大きな影響を与えることがある。例えば、工作物が半導体ウェーハであって照射を受ける面がウェーハの素子側の場合は、異なるウェーハの素子側は、異なる放射率を有する傾向がある。見かけが同じウェーハのグループの間でもかかる放射率の差があることが分かっている。或る装置内に用いられている設備の正確さに依存して、これらのウェーハ毎の放射率の変動は、ウェーハが受ける熱サイクルの意図しないウェーハ毎の変動の大きな原因になり得る。本発明の例示の実施の形態の第２の態様は、この問題に関する。
【０００５】
本発明の実施の形態の第３の態様は、放射フラッシュを実施中のフラッシュの実時間フィードバック制御に関する。個々の工作物への連続的なフラッシュの加熱効果の差は、かかるフィードバック制御を行うことにより、うまく補償できることがある。
本発明の実施の形態の第４の態様は、工作物の面に入射する放射フラッシュを作る放射装置に適切な形の電気パルスを供給することに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの態様または実施の形態では、工作物の面に入射する放射フラッシュを作る放射装置に関連する少なくとも１つの熱効率パラメータを監視することを含む方法を提供する。この方法は、更に、この熱効率パラメータの監視に応じて、放射フラッシュを作る放射装置が用いる制御情報を自動的に更新することを含む。
装置の熱効率パラメータの自動監視に応じて放射フラッシュを作るのに用いる制御情報を自動的に更新することにより、この装置は、例えば、劣化や汚染や老化または装置の構成要素の交換などにより装置の効率が時間と共に変わるのを正しく自動的に補償することができる。このように自動調整装置を備えることにより、頻繁に手動で再較正する必要がなくなる。
【０００７】
本発明の別の態様または実施の形態では、面の加熱パラメータの測定に応じて、工作物の面に入射する放射フラッシュの加熱効果を予測することを含む方法を提供する。この方法は、更に、この予測加熱効果に応じて放射フラッシュを事前調整することを含んでよい。
このようにして放射フラッシュを事前調整することにより、測定加熱パラメータ（加熱面の反射率を含んでよい）の工作物の間の変動を補償するようにフラッシュを事前調整することができる。したがって、工作物の間の熱サイクルの繰返し性は、向上する。更に、かかる方法により、熱特性がまだ決定されていない工作物の熱処理を容易にすることができる。
【０００８】
本発明の別の態様または実施の形態では、面に入射する放射フラッシュの最初の部分の間の工作物の面の温度を測定し、この温度に応じて放射フラッシュの残りの部分の電力を制御することを含む方法を提供する。
【０００９】
望ましければ、この後者の電力制御の態様と放射フラッシュの事前調整に関する前の態様とを組み合わせてよい。かかる実施の形態の利点として、放射フラッシュの事前調整を用いて、フラッシュの残りの部分の電力を制御するときに行うフラッシュ電力の調整の大きさを事実上、小さくすることができる。これらの２つの態様をこのように組み合わせることにより誤差を訂正することができる。他の方法では、これは、後者の電力制御の態様で自分自身を訂正するときに非常に大きくなることがある。また、これらの２つの態様をこのように組み合わせることにより、フラッシュ自身の残りの部分の間の電力制御の介入の程度を少なくして一貫した熱サイクルを実現して、パルスの波形および温度対時間曲線をサイクルの間で更に一貫させることもできる。または、望ましくは、この電力制御の態様は、かかる事前調整なしに行ってよい。
【００１０】
本発明の別の態様または実施の形態では、工作物を熱処理する方法を提供する。この方法は、工作物に入射する放射フラッシュを作る放射装置に、パルスの立ち下がり時間がパルスの立ち上がり時間より短い電気パルスを供給することを含む。
本発明の別の態様または実施の形態では、熱処理装置を制御してここに述べた方法の任意の１つ以上を実行するよう構成したプロセッサ回路を含む機器を提供する。
本発明の別の態様または実施の形態では、ここに述べた種々の機能の１つまたは全てを実行する手段を含む機器を提供する。
【００１１】
本発明の別の態様または実施の形態では、ここに述べた方法の任意の１つ以上を実行するようプロセッサ回路に指示する命令コードを記憶するコンピュータ読取り可能媒体を提供する。
本発明の別の態様または実施の形態では、プロセッサ回路が実行すると、ここに述べた方法の任意の１つ以上を実行するコード手段を備えるコンピュータ・プログラムを提供する。
【００１２】
本発明の別の態様または実施の形態では、媒体内に実現される信号であって、ここに述べた方法の任意の１つ以上を実行するようプロセッサ回路に指示するコード・セグメントを含む信号を提供する。
ここに述べた機能の任意の組合せを実行させるために、かかる機器、媒体、または信号を含む任意の数のかかる実施の形態を提供する。
【００１３】
本発明の別の態様または実施の形態では、望ましければ、ここに述べた別の態様の任意の組合せまたは部分的な組合せを１つの実施の形態にまとめてよい。例えば、監視した熱効率パラメータに応じて制御情報を自動的に更新することに関する態様と、予測加熱効果に応じて放射フラッシュを事前調整することに関する態様の任意の１つ以上とを組み合わせて、フラッシュの最初の部分の間に測定した表面温度に応じてフラッシュの残りの部分の電力を制御し、またその立下り時間が立ち上がり時間より短い電気パルスを放射装置に供給してよい。１つの例示の実施の形態では、ここに述べた態様の全てを実施してよい。更に一般に、ここに述べた態様の１つ１つとここに述べた他の態様の任意の１つ以上とを組み合わせてよい。または望ましくは、残りの態様を用いずに本発明の態様の任意の１つを特定の実施の形態だけで実施してよい。
本発明の他の態様および特徴は、添付の図面と共に本発明の特定の実施の形態に関する以下の説明を見れば、当業者に明らかになる。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る高速熱処理（ＲＴＰ）装置を全体的に１００で示す。この実施の形態では、装置１００は、工作物１０６の面１０４に入射する放射フラッシュを作る放射装置１８０と、測定装置１０２と、測定装置１０２および放射装置１８０と通信するプロセッサ回路１１０とを含む。この実施の形態では、測定装置１０２は、放射装置１８０に関連する少なくとも１つの熱効率パラメータを監視し、プロセッサ回路１１０は、熱効率パラメータの監視に応じて、放射装置１８０が放射フラッシュを作るのに用いる制御情報を自動的に更新する。
【００１５】
この実施の形態では、測定装置１０２は、工作物１０６の面１０４に入射する放射フラッシュの最初の部分の間の面１０４の温度も測定する。この実施の形態では、プロセッサ回路１１０は、この測定温度に応じて放射フラッシュの残りの部分の電力を制御する。
この実施の形態では、プロセッサ回路１１０は、面１０４の加熱パラメータの測定値に応じて放射フラッシュの加熱効果を予測する。この実施の形態では、プロセッサ回路１１０は、また予測加熱効果に応じて放射フラッシュの事前調整を行う。
【００１６】
高速熱処理室
この実施の形態では、装置１００は、工作物１０６を熱処理するのに用いる。この実施の形態では、工作物１０６は、半導体ウェーハ１２０を含む。より特定すると、この実施の形態のウェーハ１２０は、例えば、マイクロプロセッサなどの半導体チップの製造に用いる３００ｍｍ径のシリコン半導体ウェーハである。この実施の形態では、工作物１０６の第１の面１０４は、ウェーハ１２０の上側、すなわち、素子側１２２を含む。同様に、この実施の形態の工作物１０６の第２の面１１８は、ウェーハ１２０の裏側、すなわち、基板側１２４を含む。
【００１７】
この実施の形態では、ウェーハ１２０のかかる熱処理を行うため、ウェーハを高速熱処理室１３０内に支持する。この実施の形態では、室１３０は、共有特許協力条約公開第ＷＯ０３/０６０４４７号（これをここに援用する）に開示されているものとほぼ同様であり、工作物の上と下に放射線吸収領域を含む。室１３０は、上部および底部の選択的に放射線を吸収する壁１３２および１３４と、側壁とを含む。側壁の２つを１３６および１３８で示し、他の２つは、図示の都合上、取り除いている。この実施の形態では、側壁１３６および１３８は（図示していない別の側壁も）鏡のように反射するダイアモンドで削ったアルミニウム表面を含み、選択的に吸収する水冷窓を含む上部壁１３２および下部壁１３４と協働する。
【００１８】
この実施の形態では、室１３０は、工作物１０６を内部に支持する空洞を有する内壁１４０を更に含む。この実施の形態では、特許協力条約公開第ＷＯ２００４／０５７６５０号（これをここに援用する）に開示されているものと同様の工作物支持装置（図示せず）により、工作物は、その空洞内に支持される。または、工作物は、例えば、複数の水晶ピン（図示せず）などを用いる従来の方法で支持してよい。より一般に、工作物を支持する他の適当な手段を代わりに用いてよい。
【００１９】
内壁１４０は、特定の応用に依存して放射線を吸収または反射してよい。反射面の方がエネルギ効率が良いが、放射線吸収面は、熱の均一度が高い。または両極端の中間をとって、例えば、陽極酸化アルミニウムなど、部分的に反射し部分的に吸収する面などを用いてよい。同様に、望ましくは、室１３０の種々の反射面の代わりに完全にまたは部分的に放射線を吸収する面を用いてよい。好ましくは、室の全ての面を冷却装置１４４により冷却する。この実施の形態では、これは循環水冷装置を含む。
【００２０】
この実施の形態では、工作物１０６の面１０４の反射率のために、面１０４は、パターン化された鏡として作用して室１３０の一部（図示せず）の映像を測定装置１０２に反射する。この実施の形態では、室１３０のこの映像の部分は、できるだけ黒にして、面１０４で反射される電磁放射線を測定装置１０２が検出しないようにする。
【００２１】
この実施の形態では、装置１００は、ウェーハ１２０を予熱する予熱装置１５０を更に含む。この実施の形態の予熱装置１５０は、室１３０の底壁１３４の下に配置した高強度アーク・ランプ１５２および反射装置１５４を含む。この実施の形態では、底壁１３４はフィルタを事実上含み、これを通して、予熱装置１５０のアーク・ランプ１５２および反射装置１５４は、電磁放射線を放射してウエーハ１２０を加熱する。より特定すると、この実施の形態の底壁１３４は、水冷窓１５６を含む。更に特定すると、この実施の形態の水冷窓１５６は、その間に冷却チャネルを形成する２枚の平行な間隔をあけた水晶ガラスを含み、これを通して冷却装置１４４により水をポンプ送りする。この実施の形態では、水冷窓は、アーク・ランプ１５２から工作物１０６への放射線の大部分を透過させるが、１４５０ｎｍの放射線は吸収する。
【００２２】
装置１００は、更に、診断用照明源１６０などの複数の追加の測定装置と、例えば、映像装置１６２および高速放射計１６４などの放射線検出器を含む。望ましくは、これは、前に述べた共有ＰＣＴ公開第ＷＯ０３／０６０４４７号に述べられているように用いてよい。この実施の形態では、測定装置１０２、映像装置１６２および高速放射計１６４は、１４５０ｎｍの診断波長で動作し、ウエーハ温度およびその光学的特性の測定を容易にする。
【００２３】
この実施の形態では、装置１００は、更に、工作物１０６の第１の面の１０４に入射する放射フラッシュを作る放射装置１８０を含む。より特定すると、この実施の形態の放射装置１８０は、フラッシュ・ランプ装置を含む。更に特定すると、この実施の形態の放射装置１８０は、室１３０の上壁１３２のすぐ上に配置された第１、第２、第３、第４のフラッシュ・ランプ１８２，１８３，１８５，１８７と反射装置１８４とを含む。または、３つ以下のフラッシュ・ランプ、例えば、１つのフラッシュ・ランプなどを用いてよい。逆に、５つ以上のフラッシュ・ランプ、例えば、非常に多数のフラッシュ・ランプのアレイなどを用いてよい。または別の態様として、例えば、マイクロ波フラッシュまたはパルス発生器などの他のタイプの放射装置をフラッシュ・ランプの代わりに用いてよい。この実施の形態では、上壁１３２は、上に述べた水冷窓１５６と同様の水冷窓１８５を含む。
【００２４】
この実施の形態では、放射装置１８０は、更に、フラッシュ・ランプ１８２，１８３，１８５，１８７に電力を供給して放射フラッシュを作る電源装置１８８を含む。この実施の形態では、電源装置１８８は、個々のフラッシュ・ランプ１８２，１８３，１８５，１８７にそれぞれ電力を供給する個々の電源装置１８９，１９１，１９３，１９５を含む。または、望ましくは、フラッシュ・ランプ１８２，１８３，１８５，１８７は、単一の共通電源で電力を供給してよい。
【００２５】
この実施の形態では、ウェーハ１２０を室１３０内に挿入する前に、ウェーハの素子側１２２に、ウェーハの素子側の表面領域内に不純物原子、すなわち、ドーパントを導入するイオン注入プロセスを行う。イオン注入プロセスでは、ウェーハの表面領域の水晶格子構造に傷をつけ、注入したドーパント原子を電気的に不活性な格子間位置内に残す。ドーパント原子を格子の置換位置に移して電気的に活性にするため、またイオン注入中に起こる結晶格子構造の傷を修復するため、ウェーハの素子側の表面領域を高温に加熱して焼きなます。
【００２６】
この実施の形態では、かかる焼きなましは、共有米国特許第６，５９４，４４６号および第６，９４１，０６３号（両特許をここに援用する）、および上に述べたＰＣＴ公開第ＷＯ０３／０６０４４７号に開示されている方法と同様にして行う。例えば、焼きなまし方法の第１の段階は、ウェーハを通る熱伝導時間より遅い速度でウェーハを中間温度まで予熱して、ウェーハ全体を比較的均一に中間温度まで加熱することを含んでよい。この実施の形態では、この予熱段階では、ウェーハの裏側、すなわち、基板側１２４をアーク・ランプ１５２で照射して、ウェーハを１００℃／秒から４００℃／秒などの傾斜速度で、例えば、７００℃などの中間温度まで加熱する。
【００２７】
予熱段階の後、ウェーハの上側、すなわち、ウェーハを通る熱伝導時間よりかなり速い速度で実質的に一層高い焼きなまし温度まで素子側１２２を急加熱して、ウェーハの上側の表面領域だけは最終の焼きなまし温度まで加熱してウェーハのバルクは、比較的冷たい中間温度の近くに留めておく。この実施の形態では、この第２の段階で放射装置１８０からの高電力フラッシュを、例えば、１ミリ秒程度の比較的短時間、上側の面に当てる。これにより、より冷たいウェーハのバルクは、ヒート・シンクとして作用して、上側の面の急冷却を容易にする。
【００２８】
かかるウェーハの十分な熱処理を確実に行うため、また室１３０内で次々に処理する同様のウェーハに一貫した繰返し可能な熱処理を行うため、この実施の形態では、ここに詳細に説明したように、第２の段階の間（すなわち、高速放射フラッシュの間）素子側温度を実時間で監視する。
【００２９】
基板側の予熱装置
この実施の形態では、アーク・ランプ１５２は、カナダ、バンクーバのマットソン・テクノロジ・カナダ社（Ｍａｔｔｓｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃａｎａｄａ，  Ｉｎｃ．）製の５００ｋＷの水壁アルゴン・プラズマ・アーク・ランプである。かかるアーク・ランプの例は、共有米国特許第４，７００，１０２号、第４，９３７，４９０号および第６，６２１，１９９号に開示されており、これらをここに援用する。上に示した米国特許に説明されているように、かかるアーク・ランプは、タングステン・フィラメント・ランプ源に比べて半導体の焼きなまし用として多くの利点を有する。温度を更に高くするには、単一のアーク・ランプ１５２の代わりに多数のアーク・ランプを用いてよい。または、例えば、フラッシュ・ランプ、タングステン・フィラメント・ランプ源、これらのランプ源のアレイなどの他のタイプの予熱装置を代わりに用いてよい。
【００３０】
ＲＴＰシステム・コンピュータ（ＲＳＣ）
図１および図２に関連して、ＲＴＰシステム・コンピュータ（ＲＳＣ）１１２を図２に詳細に示す。この実施の形態では、ＲＳＣは、プロセッサ回路１１０を含む。これは、この実施の形態ではマイクロプロセッサ２１０を含む。しかし、より一般に、この明細書では、「プロセッサ回路」という用語は、ここに述べる機能を実行することができる任意のタイプの装置または装置の組合せを広く含むものであって、例えば、他のタイプのマイクロ・プロセッサ、マイクロ・コントローラ、他の集積回路、他のタイプの回路または回路の組合せ、論理ゲートまたはゲート・アレイまたは任意の種類のプログラム可能な装置を、例えば、単独で、または同じ場所でまたは互いに離れた場所にある他の同様の装置と組み合せて含む（制限なしに）。追加のタイプのプロセッサ回路は、この明細書を見れば当業者に明らかであり、任意のかかる他のタイプのプロセッサ回路を代わりに用いることは、本発明の範囲から逸れるものではないと考える。
【００３１】
この実施の形態では、マイクロ・プロセッサ２１０は、この実施の形態でハード・ディスク・ドライブを含む記憶装置２２０と通信する。記憶装置２２０は、マイクロ・プロセッサ２１０を構成し、またプログラムしてここに述べる種々の機能を実行する複数のルーチンを記憶するのに用いる。例えば、主高速熱処理（ＲＴＰ）ルーチン２２１、事前調整ルーチン２２２、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４、シミュレーション・ルーチン２２６、熱分析ルーチン２３０およびドリフト制御ルーチン２３６を含み、また望ましくは、追加のルーチン（図示せず）を含んでよい。この実施の形態では、記憶装置２２０は、マイクロ・プロセッサ２１０が受けまたは用いる種々のタイプのデータを記憶するのに用いてもよい。例えば、電荷ルックアップ・テーブル２２８、電流削減ルックアップ・テーブル２３２、電流増強ルックアップ・テーブル２３４および工作物パラメータ記憶２４０などである。
【００３２】
この実施の形態では、マイクロ・プロセッサ２１０は、この実施の形態でランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）を含むメモリ装置２６０とも通信してよい。この実施の形態では、記憶装置２２０に記憶する種々のルーチンは、マイクロ・プロセッサ２１０が測定、計算、または用いる種々の特性、すなわち、パラメータを記憶するＲＡＭ内の種々のレジスタまたは記憶を定義するようマイクロ・プロセッサ２１０を構成する。これらは、基準反射率記憶２６１、基準照明強度記憶２６２、基準広帯域強度レジスタ２６３、工作物広帯域強度レジスタ２６４、工作物照射強度記憶２６５、測定反射強度記憶２６６、工作物反射率記憶２６７、工作物放射率記憶２６８、放射エネルギ記憶２７０、吸収エネルギ記憶２７２、エネルギ・インディケータ・レジスタ２７４、基準エネルギ・インディケータ・レジスタ２７６、充電パラメータ記憶２７８、素子側温度記憶２８０、予想温度記憶２８２、ＲＴＰパラメータ記憶２８４、効率パラメータ記憶２８６、温度誤差レジスタ２８８、フラッシュ干渉効果レジスタ２９０ならびに他の記憶および／またはレジスタ（図示せず）を含む。
【００３３】
この実施の形態のマイクロ・プロセッサ２１０は、更に、図１に示す装置１００の種々の装置と通信する入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース２５０と通信する。種々の装置は、例えば、測定装置１０２および放射装置１８０ならびに予熱装置１５０、診断照射源１６０、映像装置１６２、高速放射計１６４および種々のユーザ入出力装置（図示せず）（キーボード、マウス、モニタ、ＣＤ−ＲＯＭドライブおよびフロッピ・ディスケット・ドライブなどの１つ以上のディスク・ドライブおよびプリンタなど）を含む。この実施の形態では、入出力インターフェース２５０は、光ファイバ網（図示せず）を介して、これらの装置（例えば高速放射計１６４、測定装置１０２など）の少なくとも一部と通信する光電変換器を含む。これについて、かかる光通信は、予熱装置１５０および放射装置１８０が必要とする大電流や急速放電により生じる電磁妨害および電気雑音により生じる種々の困難を防ぐことが認識される。
【００３４】
素子側の放射装置
図１に戻って、一般に放射装置１８０は、工作物１０６の面１０４（この実施の形態ではウェーハ１２０の素子側１２２）を照射する。この実施の形態では、放射装置１８０は、図１に示すフラッシュ・ランプ１８２，１８３，１８５，１８７および反射装置１８４を含む。より特定すると、この実施の形態の各フラッシュ・ランプ１８２は、共有米国特許出願公開第ＵＳ２００５／０１７９３５４号およびＰＣＴ公開第ＷＯ２００５/０７８７６２号（共にここに援用する）に述べられているものと同様のカナダ、バンクーバのマットソン・テクノロジ・カナダ社製の液体冷却フラッシュ・ランプを含む。これについて、この特定のタイプのフラッシュ・ランプは、従来のフラッシュ・ランプに比べて、例えば、熱処理の一貫性および繰返し性の向上を含む多くの利点を有することが分かっている。または、他のタイプのフラッシュ・ランプを代わりに用いてよい。または別の態様として、例えば、マイクロ波フラッシュまたはマイクロ波パルス発生器などの他のタイプの放射装置をフラッシュ・ランプの代わりに用いてよい。より一般に、望ましくは、他の加熱装置を放射装置１８０の代わりに用いてよい。
【００３５】
この実施の形態では、放射装置１８０は、ウェーハ１２０の熱伝導時間より短い継続時間を有する放射フラッシュを素子側１２２に当てる。この実施の形態では、ウェーハの熱伝導時間は、１０ｍｓから１５ｍｓ程度である。したがって、この実施の形態では、放射装置１８０は１０ｍｓ以下の程度の継続時間を有する放射フラッシュを作る。より特定すると、この実施の形態の放射装置は、１ｍｓ程度の継続時間を有する放射フラッシュを作る。
【００３６】
このため、この実施の形態では、放射装置１８０は、更に図１に示す電源装置１８８を含む。より特定すると、この実施の形態の電源装置１８８の各電源装置１８９，１９１，１９３，１９５は、フラッシュ・ランプ１８２，１８３，１８５，１８７のそれぞれの電源装置として働き、パルス放電ユニットを含む。これは、事前に充電した後で急速に放電して、各フラッシュ・ランプに入力電力の「スパイク」を供給して望ましい放射フラッシュを作る。更に特定すると、この実施の形態では、各パルス放電ユニットは、一対の７．９ｍＦのコンデンサ（図示せず）（パルス放電ユニット当たり１５．８ｍＦ）を含む。これは、３５００Ｖで充電して最大９６．７７５ｋＪの電気エネルギを蓄積し、この蓄積エネルギをそれぞれのフラッシュ・ランプに、例えば、０．５ｍｓから１．５ｍｓなどの短時間に放電することができる。このように、この実施の形態の放射装置１８０は、最大３８７．１ｋＪの電気エネルギを蓄積し、１ｍｓ程度の継続時間のフラッシュでフラッシュ・ランプ１８２，１８３，１８５，１８７を通してかかるエネルギを放電することができる。または、これより大きなまたは小さな電源または他のタイプの電源を代わりに用いてよい。
【００３７】
この実施の形態では、各電源装置１８９，１９１，１９３，１９５は、放射フラッシュを作るパルス放電をフィードバック制御し、パルス放電ユニットおよび各フラッシュ・ランプと通信する電力制御回路を含む。これについては、後で説明する。または、望ましくは、複数のフラッシュ・ランプに単一の電源装置から、および／または単一の電力制御回路から電力を供給してよい。または別の態様として、単一の電源装置および制御回路を持つ単一のフラッシュ・ランプを代わりに用いてよい。
【００３８】
電力制御回路
図１および図３に関連して、例示の電力制御回路を図３に全体的に３００で示す。この実施の形態では、電源装置１８８の個々の電源装置１８９，１９１，１９３，１９５は、それぞれ、各フラッシュ・ランプ１８２，１８３，１８５，１８７と通信し、３００で示す電力制御回路を含む。または、望ましくは、代わりに単一の電力制御回路を単一の共通電源または多重の電源と組み合わせて、また同様に単一のフラッシュ・ランプまたは多重のフラッシュ・ランプと組み合わせて、用いてよい。また別の態様として、他のタイプの電力制御回路を代わりに用いてよい。
【００３９】
この実施の形態では、電力制御回路３００は、電源ユニット３０２およびフラッシュ・ランプ（この例では、フラッシュ・ランプ１８２）と電気的に通信する。この実施の形態では、電源ユニット３０２は、プロセッサ回路１１０と通信し、プロセッサ回路で制御して、コンデンサ・バンク３２８を充電する最大３５００Ｖの調整可能なＤＣ電圧を作る。この実施の形態では、コンデンサ・バンク３２８は、２つの並列の７．９ｍＦのコンデンサを含む（すなわち、１５．８ｍＦの有効静電容量を与える）。したがって、３５００Ｖで充電すると、コンデンサ・バンク３２８は、９６．７７５ｋＪの電気エネルギを蓄積する。
【００４０】
この実施の形態では、電力制御回路３００は、第１のダイオード３０４および第２のダイオード３０６と、第１の抵抗器３０８および第２の抵抗器３１０（この実施の形態では２０ｋΩの抵抗器）を含む。この実施の形態では、電力制御回路３００は、更に、抵抗器３１２、ダンプ・リレー３１４および別の抵抗器３１６を含む。この実施の形態の抵抗器３１２は、６０Ωの抵抗器を含み、抵抗器３１６は、５Ωの抵抗器を含む。この実施の形態では、安全のためにコンデンサ・バンクを放電しなければならない場合には、ダンプ・リレー３１４を用いて抵抗器３１２を通してコンデンサ・バンクを安全に放電する。
【００４１】
この実施の形態の電力制御回路３００は、全体的に３２０で示す第１の電力削減回路と、全体的に３３０で示す電力増強回路とを含む。一般に、この実施の形態の電力削減回路３２０は、プロセッサ回路１１０から受ける制御信号に応じて、フラッシュ・ランプ１８２に供給する電流の量を減らすことによりフラッシュ・ランプの電力出力を減らす。逆に、この実施の形態の電力増強回路３３０は、プロセッサ回路１１０から受ける制御信号に応じて、フラッシュ・ランプ１８２に供給する電流の量を増やすことによりフラッシュ・ランプのピーク電力出力を増やす。
【００４２】
この実施の形態では、電力削減回路３２０は、放射フラッシュの放射源および放射源の電源と通信するクローバ回路を含む。より特定すると、この実施の形態のクローバ回路は、コンデンサ・バンク３２８に並列に接続する。更に特定すると、この実施の形態のクローバ回路（すなわち、電力削減回路３２０）は、スイッチング回路、インダクタ３２４および抵抗器３２６を含む。この実施の形態のスイッチング回路は、この実施の形態では半導体スイッチである単一のスイッチ要素を含む。より特定すると、この実施の形態の半導体スイッチは、サイリスタ、すなわちシリコン制御整流器３２２であり、そのゲートは、プロセッサ回路１１０と通信する。この実施の形態では、インダクタ３２４は、５．２μＨのインダクタンス、抵抗器３２６は、３９ｍΩの抵抗を有する。
【００４３】
この実施の形態では、電力削減回路３２０のサイリスタ３２２は、プロセッサ回路１１０からサイリスタ３２２のゲートに制御信号を受けて導通状態になってフラッシュ・ランプ１８２に供給する電流を減少させるまでは非導通状態である。より詳細については後で説明する。
【００４４】
この実施の形態の電力増強回路３３０は、放射フラッシュの放射源（この実施の形態ではフラッシュ・ランプ１８２）および放射源の電源（この実施の形態ではコンデンサ・バンク３２８）と通信する誘導クローバ回路を含む。より特定すると、この実施の形態の電力増強回路３３０は、サイリスタ３３２およびインダクタ３３４（この実施の形態では１．５μＨのインダクタンスを有する）を含む。
【００４５】
この実施の形態では、電力制御回路３００は、更に、サイリスタ３３６、インダクタ３３８、抵抗器３４０およびフリーホイール・ダイオード３４２を含む。この実施の形態では、抵抗器３４０は、５ｍΩの抵抗を有し、インダクタ３３８は、４．７μＨのインダクタンス（電力増強回路３３０のインダクタ３３４のインダクタンス１．５μＨより大きい）を有する。
この実施の形態では、サイリスタ３３６およびサイリスタ３３２の制御ゲートは、共にプロセッサ回路１１０と通信し、プロセッサ回路１１０がゲート電圧を与えるまでは、それぞれ非導通状態にある。
【００４６】
後で詳細に説明するが、プロセッサ回路１１０は、サイリスタ３３６にゲート電圧を与えて、コンデンサ・バンク３２８がフラッシュ・ランプ１８２、抵抗器３４０およびインダクタ３３８を通して放電を開始すると放射フラッシュを開始する。このように、フラッシュを開始してアーク電流がピークに向かって増加するに従って、増加する電流に抗して自己誘導起電力（ｅｍｆ）（ε＝−Ｌ（ｄｉ／ｄｔ））がインダクタ内に発生するので、フラッシュ・ランプ１８２を通って放電する電流の増加速度は、４．７μＨのインダクタ３３８により事実上、制限される。電力増強が必要な場合は、プロセッサ回路１１０は、サイリスタ３３２にゲート電圧を与えて、これを導通状態にする。これにより電流は、１．５μＨのインダクタ３３４を通って流れる。その自己誘導ｅｍｆ（電流の増加に抗する）は、インダクタンスが小さいので、インダクタ３３８の自己誘導ｅｍｆより小さい。したがって、電力制御回路のこれらの構成要素の全体の電流制限効果が減少し、アーク電流は、より高いピークに向かってより速く増加する。この実施の形態では、サイリスタ３３２を適当なときに点火すると、フラッシュ・ランプ１８２に供給されるピーク電流が事実上、増加するので、フラッシュ・ランプ１８２からの放射フラッシュが入射する工作物１０６の面１０４のピーク温度は、事実上高くなる。ただし、電流（したがって放射フラッシュの電力）は、サイリスタ３３２を点火しない場合よりやや速く減少する。
【００４７】
この実施の形態では、電力制御回路３００は、更に、図３に全体的に３５０で示す第２の電力削減回路を含む。一般に、この実施の形態の第２の電力削減回路３５０は、プロセッサ回路１１０から受けた制御信号に応じてフラッシュ・ランプ１８２に供給する電流の量を減らすことによりフラッシュ・ランプの電力出力を減らす回路である。この実施の形態では、第２の電力削減回路３５０は、第１の電力削減回路３２０と同様であり、放射フラッシュの放射源および放射源の電源と通信するクローバ回路を含む。しかし、第１の電力削減回路とは異なり、この実施の形態の第２の電力削減回路３５０は、コンデンサ・バンク３２８ではなくフラッシュ・ランプ１８２に並列に接続する。より特定すると、この実施の形態の第２の電力削減回路３５０は、スイッチング回路、インダクタ３５４および抵抗器３５６を含む。この実施の形態のスイッチング回路は、この実施の形態では半導体スイッチである単一のスイッチ要素を含む。より特定すると、この実施の形態の半導体スイッチは、サイリスタ、すなわち、シリコン制御整流器３５２であり、そのゲートは、プロセッサ回路１１０と通信する。この実施の形態では、インダクタ３５４は、５．２μＨのインダクタンス、抵抗器３５６は、３９ｍΩの抵抗を有する。
【００４８】
この実施の形態では、第２の電力削減回路３５０のサイリスタ３５２は、プロセッサ回路１１０からサイリスタ３５２のゲートに制御信号を受けて導通状態になってフラッシュ・ランプ１８２に供給する電流を減少させるまでは非導通なのである。より詳細については後で説明する。
【００４９】
第１の測定装置（フラッシュ・フィードバック制御およびドリフト制御用）
図１および図４に関連して、測定装置を図４に全体的に１０２で示す。この実施の形態では、測定装置１０２は、広いダイナミック・レンジおよび超高速時間応答を有するよう設計され、共有ＰＣＴ公開第ＷＯ０３／０６０４４７号に開示されているものと一般に同様の超高速放射計４００を含む。この実施の形態の超高速放射計４００は、１４５０ｎｍの狭帯域フィルタ４０２、光学的スタック４０４、高速ＩｎＧａＡｓ  ＰＩＮフォトダイオード４０６、フォトダイオード４０６の温度を２０ミリケルビン以内に制御する統合熱電クーラ４０８、増幅器４１０およびアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４１２を含む。
【００５０】
この実施の形態では、増幅器４１０は、５００ｋＨｚの３ｄＢ電気帯域幅を有し、非常に低雑音で高速の差動トランス・インピーダンス増幅器を含む。増幅器４１０は、フォト・ダイオード出力信号を調整して増幅し、増幅された信号をＡ／Ｄ変換器４１２に供給する。Ａ／Ｄ変換器４１２は、増幅されたフォト・ダイオード信号の１６ビットのサンプルを１ＭＨｚのサンプリング速度で作る。
【００５１】
この実施の形態では、Ａ／Ｄ変換器４１２は、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース４６０を介してＲＳＣ１１２のプロセッサ回路１１０と通信する。この実施の形態では、入出力インターフェース４６０は、光電変換器を含み、かかる通信信号を光ファイバ網（図示せず）で送信および受信することを可能にするので、フラッシュの時間的付近での顕著な電磁妨害および電気雑音の悪影響を避けることができる。この実施の形態では、ほとんどの測定に関する計算は、測定装置１０２のオン・ボード回路ではなくプロセッサ回路１１０が行う。しかし、かかる測定に関する計算を測定装置１０２の光学的オン・ボード・プロセッサ回路（図示せず）で、またはより一般に、任意の他の局所または遠方のプロセッサ回路またはプロセッサ回路の組合せで行ってよい。
【００５２】
この実施の形態では、超高速放射計４００は、更に、超高速放射計の種々の内部構成要素へのかかる妨害の影響を減らす遮蔽４７０を含む。
望ましくは、超高速放射計４００は、熱的に制御され、非常に安定な較正信号および基準信号を作るのに用いることができる内部基準素子４５０も含むことができる。かかる実施の形態では、かかる較正信号および基準信号に応じて放射計４００は、Ａ／Ｄ変換器４１２から受ける１６ビットのサンプルを調整するオン・ボード回路も含み、超高速放射計の種々の電子構成要素内で起こる可能性のある予測できないドリフトがあれば動的に補償してよい。
【００５３】
図１に戻って、この実施の形態では、測定装置１０２（より特定すると超高速放射計４００）は、工作物１０６の第１の面１０４（より特定すると、ウェーハ１２０の素子側１２２）の現在の温度を測定する。この実施の形態では、装置１００は、この実施の形態では第１の面１０４と放射装置１８０との間にあるフィルタ装置（より特定すると水冷窓１８６）を事実上、含む。これについて、水冷窓１８６は、フラッシュ・ランプ１８２，１８３，１８５，１８７が作る放射線のほとんどを工作物１０６の第１の面１０４（この実施の形態ではウェーハ１２０の素子側１２２）に透過させて素子側を加熱し、同時に１４５０ｎｍの波長の放射線を吸収する。
【００５４】
逆に、１４５０ｎｍの狭帯域フィルタ４０２のために、超高速放射計は、１４５０ｎｍのすぐ近くの放射線だけに応答する。したがって、超高速放射計は、面１０４（素子側１２２）からの熱放射だけを検出し、放射装置が作り、面１０４が反射する放射線は、全く検出しない。また水冷窓１８６は、素子側１２２が熱として放出する波長（代表的に１４００ｎｍ以上）の放射線のほとんどを吸収するので、冷やすのが望ましい不適当なときに、かかる波長がウェーハに反射して素子側を望ましくなく、かつ、不均一に加熱しそうになることを防ぐ。（しかし、超高速放射計は、少量の「室の戻り」を検出する。すなわち、診断波長で素子側が熱として放出する放射線の少量が窓１８６の下側の水晶ガラスにより素子側に反射することがあり、かかる反射された熱放出のごく一部が再び放射計に反射する。望ましくは、例えば、共有ＰＣＴ公開第ＷＯ０３／０６０４４７号に開示されているのと同様の方法、または任意の他の適当な方法を用いて、室の戻りを考慮に入れてよい。）
【００５５】
第２の測定装置（フラッシュ事前調整測定用）
図１および図５に関連して、第２の測定装置を図５に全体的に５００で示す。この実施の形態の第２の測定装置５００は、工作物１０６の面１０４に放射フラッシュが当たる前に面１０４の加熱パラメータの最初の測定値を得るのに用いる。
【００５６】
この実施の形態では、第２の工作物の同様の面に現在の放射フラッシュを入射させると同時に、第１の工作物の第１の面に入射する将来の放射フラッシュを事前調整する。より特定すると、この実施の形態の第２の測定装置５００は、図１に示す室１３０の外に配置し、この実施の形態では、高速熱処理のために工作物１０６を室１３０内に取りつける前に面１０４の加熱パラメータを測定する。このように、１つの工作物の面１０４の加熱パラメータは、室１３０の外で測定し、他方で第２のウェーハは、室内で熱処理するので、室１３０の処理量は、落ちない。または、望ましくは、面１０４をもとの場所で測定するために第２の測定装置またはそのバリエーションを室１３０内に配置してよい。
【００５７】
この実施の形態では、第２の測定装置５００で測定する加熱パラメータは、面１０４の放射率を含む。この実施の形態では、これは、面１０４の反射率を測定することにより間接に測定する。これについて、所定の波長では、工作物１０６の放射率εW、反射率ＲWおよび透過率ＴWは、関係εW（λ）＝１−ＲW（λ）−ＴW（λ）を満足する。工作物がシリコン・ウェーハであるこの実施の形態では、水が冷たい（例えば、室温の）とき、ウェーハは、放射フラッシュの全ての波長に対して完全に不透明ではないので、少なくとも或る波長で透過率ＴWは、非ゼロである。
【００５８】
しかし、この実施の形態では、アーク・ランプを用いて放射フラッシュを作ると透過率の影響は、最小になる。なぜなら、かかるアーク・ランプが作る放射エネルギの９５％以上が冷たいシリコンの１．２μｍの禁止帯幅吸収より低いからである。これに比べて、例えば、代表的なタングステン源の場合は、わずかに４０％である。したがって、放射フラッシュのスペクトルで測定するとき、工作物の透過率は、ほとんどの該当する波長で無視できる。放射フラッシュを事前調整する目的からすると、この実施の形態では透過率を無視してよく、したがって放射率は、εW（λ）＝１−ＲW（λ）で近似してよい。このように、関心のある加熱パラメータ、すなわち、面１０４の放射率εW（λ）は、面の反射率ＲW（λ）を測定することにより間接的に測定することができる。または、加熱パラメータは、面１０４の反射率と見てよく、これは、この実施の形態では直接測定する。
【００５９】
この実施の形態では、第２の測定装置５００は、照射源５０２、検出器５０４、プローブ５０６および第２の検出器５１６を含む。より特定すると、この実施の形態のプローブ５０６は、光ファイバ・プローブで、照射源５０２と光学的に通信する２つの光ファイバ５０８、５１０と、検出器５０４と通信する光ファイバ５１２と、第２の検出器５１６と通信する光ファイバ５１４とを含む。または、別の数の光ファイバを代わりに用いてよい。より一般に、他のタイプの測定装置を代わりに用いてよい。
【００６０】
この実施の形態では、照射源５０２は、重水素ハロゲン光源を含む。これについて、かかる光源は、放射装置１８０が作る放射フラッシュの波長に対応する波長（紫外線、可視線、赤外線の波長）でかなりの強度を含むことが分かっている。
【００６１】
または、照射源は、低強度アーク・ランプを含んでよい（その強度は、放射フラッシュを作るのに用いる高強度フラッシュ・ランプに比べて「低い」）。例えば、照射源５０２は、早まって面１０４を高温まで加熱しないようにするために、十分低い光出力パワーを持つ低強度アーク・ランプを含んでよい。低強度アーク・ランプは、連続波（ＤＣ）アーク・ランプまたは、例えば、キセノン・フラッシュ・ランプなどのフラッシュ・ランプを含んでよい。望ましくは、照射源５０２は、放射フラッシュを作るのに用いる高強度フラッシュ・ランプの放射スペクトルをシミュレートするフィルタを備えてよい。かかるフィルタにより、全パワーが非常に低くても、照射源５０２は、放射装置１８０の出力スペクトルをシミュレートすることができる。例えば、照射源がキセノン・フラッシュ・ランプの場合は、低強度キセノン・フラッシュ・ランプの容器は、かかる効果を達成する干渉フィルタを備えてよい。または、他のタイプの照射源を代わりに用いてよい。
【００６２】
または、更に別の態様では別個の照射源を省いてよい。例えば、或る実施の形態の検出器５０４は、自分自身の照射源を含んでよい。または、望ましくは、面１０４の照射は、別の工作物に入射する現在の放射フラッシュの一部を工作物１０６の面１０４に向けることを含んでよい。例えば、光ファイバ５０８、５１２は、室１３０と光学的に通信するので、室１３０内の第１の工作物の面１０４を加熱するのに用いる放射フラッシュの小部分は、室の外側に逸れて、第１の工作物の処理が完了した後に室１３０で処理する予定の室１３０の外にある第２の工作物の面１０４を照射してよい。かかる実施の形態では、室１３０から逸れて第２の工作物の面１０４を照射する放射は、濾波してまたは１つ以上のレンズにより大きな表面領域に拡散して、面１０４上の強度を事実上、減らしてよい。
【００６３】
この実施の形態では、検出器５０４は、分光計を含む。より特定すると、この実施の形態の検出器は、カナダ、ＢＣ、バーナビ（Ｂｕｒｎａｂｙ）のフォトン・コントロール社（Ｐｈｏｔｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｉｎｃ．）製のモデルＰＳ００１  スペクトロ・メータを含む。この実施の形態では、検出器５０４は、面１０４が受ける放射フラッシュに対応する波長スペクトル全体で工作物１０６の面１０４の反射率を測定する。より特定すると、この実施の形態の波長スペクトル範囲は、１８０ｎｍから１４００ｎｍで、分光計は、１８０ｎｍから１４００ｎｍの範囲の複数の離散的波長で反射率Ｒ（λ）を測定する。更に特定すると、この実施の形態の波長スペクトルは、１８０ｎｍから１４００ｎｍの範囲に均一に間隔をとった２０４８の離散的波長λ＝{λ0，λ1，λ2，．．．，λ2047，}を含む。または、望ましくは、スペクトルの境界を変えてよい。例えば、或る実施の形態では、１１００ｎｍより長い波長のスペクトルの一部は、かかる波長で放射装置１８０が作るエネルギが比較的少量なので無視してよい。同様に、スペクトル内の離散的な波長の数を変えて、希望に応じて、より多数またはより少数の離散的な波長を含んでもよい。したがって、一般化のために、この実施の形態では２０４８の離散的な波長をここではλ＝{λ1，λ2，．．．，λN}で表す。
【００６４】
または、望ましくは、検出器５０４は、例えば、放射フラッシュの波長スペクトルのかなりの部分にわたる広帯域反射率の値などの単一の反射率の値を作ってよい。かかる単一の反射率の値は、照射源５０２が放射装置１８０の波長スペクトルをシミュレートする実施の形態や、例えば、上に述べたように放射装置１８０からの放射を用いて反射率測定の目的で面１０４を照射する場合に用いてよい。
【００６５】
この実施の形態では、第２の検出器５１６は、広帯域放射検出器を含む。第２の検出器５１６は、光ファイバ５１４を介して照射源５０２から電磁放射線を受け、照射源５０２からの電磁放射線の関心のあるスペクトル全体にわたる広帯域強度を表す単一のデータ値を作る。
この実施の形態では、ＲＳＣ１１２のプロセッサ回路１１０は、第２の測定装置５００と、より特定すると、照射源５０２および検出器５０４と、光ファイバ網（図示せず）を介して通信する。
【００６６】
動作  −−  概観
この実施の形態では、高速熱処理サイクルの一貫性および繰返し性を高めるために複数の方法を組み合わせて用いる。
第１の方法では、工作物１０６の面１０４に入射する放射フラッシュの加熱効果を面１０４の加熱パラメータの測定に応じて予測する。次に、開始する前に、予測加熱効果に応じて放射フラッシュを事前調整する。したがって、例えば、加熱パラメータは、工作物１０６の面１０４の放射率を含んでよく、また見かけが同じ２つの工作物が実際には少し異なる放射率を有する場合は、放射フラッシュのエネルギ出力を事前調整して、２つの工作物の面が吸収する放射フラッシの異なる割合を補償してよい。
【００６７】
第２の方法では、工作物１０６の面１０４の温度を面１０４に入射する放射フラッシュの最初の部分の間で測定する。この温度に応じて、放射フラッシュの残りの部分の電力を制御する。したがって、望ましい時間より速くまたは遅く面１０４が加熱されていることを、例えば、放射フラッシュの最初の部分の間（例えば、フラッシュの最初の０．３ｍｓから０．５ｍｓの間など）の面１０４の温度の実時間測定値が示す場合は、放射フラッシュの残りの部分の電力を減らしまたは増やして、面１０４の温度が望ましい温度軌道に一層、密接に追従するようにする。
【００６８】
第３の方法では、放射装置１８０に関連する少なくとも１つの熱効率パラメータを監視し、これに応じて、放射装置が放射フラッシュを作るのに用いる制御情報を自動的に更新する。これについて、例えば、電極、容器または冷却液などのフラッシュ・ランプ構成要素や装置１００の窓１８６またはその他の構成要素の汚れまたは劣化のために、装置１００の熱効率は、時間と共に低下する可能性がある。逆に、例えば、劣化した電極または他の構成要素を交換した場合または汚れた冷却液または窓を掃除または交換した場合は、例えば、装置の熱効率が向上する可能性がある。したがって、この実施の形態では、放射フラッシュを作るのに用いる制御情報を自動的に更新して、装置の熱効率のこのような変化を補償する。
【００６９】
第４の方法では、その立ち上がり時間より短い立下り時間を有する電気パルスを放射装置（より特定すると、この実施の形態ではフラッシュ・ランプ１８２，１８３，１８５，１８７）に供給して、工作物１０６の面１０４に入射する放射フラッシュを作る。
或る特定の実施の形態では、これらの全ての方法を組み合わせて用いてよいが、例示の別の実施の形態では、これらの方法の任意の１つを用いて、残りの任意または全ての方法を必ずしも用いなくてよい。これらの方法の全てを組み合せると、誤差は、最小また再現性は最大になる。ただし、これらの方法の１つ以上の部分的な組合せでも、極端な再現性を必要としない応用には十分である。
【００７０】
主高速熱処理ルーチン  −−  概観
図１および図２に関連して、この実施の形態の主ＲＴＰルーチン２２１は、プロセッサ回路１１０に装置１００を制御して工作物１０６に望ましい熱サイクルを行うよう指示する。このため、この実施の形態の主ＲＴＰルーチン２２１は、プロセッサ回路１１０に望ましい熱サイクルを定義するユーザ指定のパラメータを受けて記憶するよう指示する。このパラメータは、例えば、キーボードなどのユーザ入力装置（図示せず）を用いてユーザが入力してよい。より特定すると、この実施の形態のユーザ指定のパラメータは、特有の工作物タイプ識別子ＷID、放射フラッシュを開始する直前に工作物１０６全体を加熱すべき望ましい中間温度ＴINTおよび工作物１０６の面１０４だけを加熱して工作物のバルクは中間温度ＴINTまたはその近くに実質的に保つときの望ましい温度ジャンプΔＴを含む。プロセッサ回路１１０は、このユーザ指定のパラメータをＲＴＰパラメータ記憶２８４内に記憶するよう指示される。
【００７１】
この実施の形態では、工作物タイプ識別子ＷIDは、装置１００が熱処理のために事前に特性化した、複数の異なるタイプの工作物の特定の１つを識別する。より特定すると、この実施の形態の工作物パラメータ記憶２４０は、これらの異なるタイプの事前に特性化した工作物毎の定義済みの熱処理パラメータを含む。更に特定すると、この実施の形態のユーザ指定の温度ジャンプΔＴと電源装置１８８に蓄積すべき電荷の対応する量との関係は、ΔＴ＝ＳTE＊ｌｎ（ＥCH）＋ＯTEで近似してよい。したがって、この実施の形態の工作物パラメータ記憶２４０は、複数の工作物特性化レコードを記憶する。かかる各レコードは、特有の工作物タイプ識別子ＷIDを記憶するフィールドを含み、各フィールドは、そのタイプの工作物の所定の特性化の値ＳTEおよびＯTEを記憶し、また別のフィールドは、その工作物タイプの特性化の値ＳTEおよびＯTEを生成して記憶したときの装置１００の効率を表す効率の値ＣTEを記憶する。
【００７２】
この実施の形態では、工作物パラメータ記憶２４０の各レコードは、更に、特定の工作物のタイプに対応する基準エネルギ・インディケータの値ＥREFを記憶するフィールドを含む。これについては、後で事前調整ルーチン２２２に関係してより詳細に説明する。または、この実施の形態の目的では温度ジャンプと電荷との対数関係は、経験的観察と一致するが、他の適当な近似または関数関係を代わりに用いてよく、また他の対応する特性化の値を記憶してよい。例えば、指定された温度ジャンプΔＴとこのジャンプを達成するために必要な電荷ＥCHとの関係を定義するのに、指定された中間温度ＴINTを考慮に入れてもよい。同様に、シリコンが吸収するより、むしろ反射する傾向がある紫外線波長では電荷が大きいほど大きな放射を作る傾向があることも、望ましくは、所定の関数関係において考慮してよい。
【００７３】
この実施の形態では、主ＲＴＰルーチン２２１は、ＲＴＰパラメータ記憶２８４に記憶されている工作物タイプ識別子ＷIDを用いて、工作物パラメータ記憶２４０の対応するレコードの位置を見つけてアドレス指定するようプロセッサ回路１１０に指示する。プロセッサ回路１１０は、次に、見つけた特性化の値ＳTEおよびＯTEおよび指定された温度ジャンプΔＴを用いて、電源装置１８８（より特定すると、そのコンデンサ・バンク）に蓄積すべき電気エネルギＥCHNの対応する量を次式で計算して望ましい放射フラッシュを作るよう指示される。
【数１】
2009508337.tif 000003
【００７４】
ＷID、ＴINT、およびΔＴ以外のパラメータを用いて望ましい熱サイクルを定義してよい。例えば、処理する工作物が事前に特性化したウェーハ・タイプの１つでない場合は、識別子ＷIDを省いてよい。この場合は、ユーザ指定のパラメータは、望ましい中間温度ＴINTと、放電フラッシュを作るために電源装置１８８内に蓄積すべき電気エネルギＥCHNの望ましい量とを含んでよい。このように特性化していないウェーハ・タイプについては、望ましい中間温度ＴINTおよび望ましい温度ジャンプΔＴを指定し、プロセッサ回路は、デフォルトの工作物タイプを参照して望ましい電気エネルギおよび電圧を決定し、このデフォルトの工作物タイプと実際の工作物１０６との放射率に差があれば、事前調整ルーチン２２を実行して補償してよい。これについては、後でより詳細に説明する。
【００７５】
この実施の形態では、次に、蓄積した電荷の値ＥCHNを調整して、現在の工作物タイプについて特性化の値ＳTEおよびＯTEを生成した後で生じた装置効率のドリフトがあれば補償する。このため、この実施の形態の主ＲＴＰルーチン２２１は、工作物パラメータ記憶２４０の現在アドレス指定されたレコードからの効率の値ＣTE（レコードを生成したときの装置１００の効率を表す）と、装置１００の現在の効率を表す現在の効率の値Ｃeff(N)とに応じて電気エネルギＥCHNを調整するようプロセッサ回路１１０に指示する。この実施の形態では、後者の現在の効率の値Ｃeff(N)は、効率パラメータ記憶２３８、２８６に記憶されている。これについては、ドリフト制御ルーチン２３６（段階３）に関して後でより詳細に説明する。このように、主ＲＴＰルーチン２２１は、プロセッサ回路１１０に効率調整済みの電気エネルギの値を次式で計算するよう指示する。
【数２】
2009508337.tif 000004
主ＲＴＰルーチン２２１は、この調整済みの電気エネルギの値ＥADJを充電パラメータ記憶２７８に記憶するようプロセッサ回路１１０に指示する。望ましければドリフト訂正は省略してよい。
【００７６】
この実施の形態では、プロセッサ回路１１０は、各電源装置１８９，１９１，１９３，１９５のコンデンサ・バンクを充電して電気エネルギの値ＥADJの望ましい量を蓄積する電圧を表す対応するコンデンサ充電電圧の値Ｖを充電パラメータ記憶２７８に記憶するよう指示される。この電圧Ｖは、効率調整済みの電気エネルギの値ＥADJをフラッシュ・ランプの数で割り、また各フラッシュ・ランプのコンデンサ・バンクが理想的なコンデンサである（Ｅ＝０．５ＣＶ2、すなわち、Ｖ＝（２Ｅ／Ｃ）0.5）と仮定して計算してよい。または、コンデンサ・バンクの非理想的な態様があれば補償するため、後者の値ＥADJを用いて電荷ルックアップ・テーブル２２８をアドレス指定して対応する充電電圧Ｖを見つけることにより効率調整済みのエネルギの値から充電電圧を決定してよい。
【００７７】
この実施の形態では、熱サイクルを開始する前に、主ＲＴＰルーチン２２１は、プロセッサ回路１１０に事前調整ルーチン２２２を実行するよう指示する。後で（段階１）より詳細に説明するが、事前調整ルーチン２２２は、処理する実際の工作物１０６の放射率を測定し、工作物１０６と工作物パラメータ記憶２４０内に記憶されているタイプの工作物のレコードを作るのに用いた工作物の放射率との差があれば補償するようプロセッサ回路１１０に指示する。適当であれば、充電パラメータ記憶２７８に記憶されている電気エネルギの値ＥADJおよび電圧Ｖを更に調整してよい。これについては、事前調整ルーチン２２２に関して後でより詳細に説明する。
【００７８】
事前調整ルーチン２２２を実行した後、主ＲＴＰルーチン２２１は、プロセッサ回路１１０に装置１００を制御して熱サイクルを行うよう指示する。より特定すると、この実施の形態の主ＲＴＰルーチン２２１は、予熱装置１５０を制御すると共に、高速放射計１６４から受ける温度測定信号を監視して、ＲＴＰパラメータ記憶２８４に記憶されている望ましい中間温度ＴINTまで工作物１０６を予熱するようプロセッサ回路１１０に指示する。プロセッサ回路１１０は、電源装置１８８を制御して、各電源装置１８９，１９１，１９３，１９５のコンデンサ・バンクを充電パラメータ記憶２７８で指定された充電電圧Ｖまで充電して、充電パラメータ記憶２７８に指定された電気エネルギの値ＥADJの望ましい調整済みの量を蓄積する。
【００７９】
中間温度に達すると、主ＲＴＰルーチン２２１は、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４の実行を開始するようプロセッサ回路１１０に指示する。ルーチン２２４は、電源装置１８８に信号を送って、蓄積された電気エネルギーの放電を開始して放射フラッシュを作るようプロセッサ回路１１０に指示する。フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４の実行および放射フラッシュの生成は、好ましくは中間温度に達したとき、またはその直後に開始して、中間温度の滞在時間を最小にする。
【００８０】
熱サイクルが完了すると、主ＲＴＰルーチン２２１は、ドリフト制御ルーチン２３６を実行し、装置効率に変化があれば実際に測定して、次の熱サイクルを実行するときに装置がかかる変化を補償するようプロセッサ回路１１０に指示する。
【００８１】
段階１：  予測および事前調整
図１、図２および図５に関連して、この実施の形態のプロセッサ回路１１０は、工作物１０６の面１０４に入射する放射フラッシュの加熱効果を面１０４の加熱パラメータの測定値に応じて予測するようプログラムまたは構成される。プロセッサ回路１１０は、予測加熱効果に応じて放射フラッシュを事前調整するよう構成される。この実施の形態では、加熱効果は、面１０４の放射率の測定値および放射フラッシュが面１０４に伝達するエネルギの量に応じて予測する。
【００８２】
より特定すると、この実施の形態のプロセッサ回路１１０は、複数の同様の工作物の各面に入射する同様の放射フラッシュの各加熱効果を面の各熱パラメータの測定値に応じて予測するよう構成され、また更に、工作物毎のフラッシュを予測加熱効果に応じて事前調整するよう構成される。更に特定すると、この実施の形態の工作物の見かけは同じである。これについて、複数の工作物は、見かけが同じでも、その面１０４は、実際には異なる放射率を有し、したがって異なる割合の放射フラッシュを吸収してよいことが分かっている。したがって、工作物毎に放射フラッシュ自体が実際には同じであっても、見かけが同じ工作物の間のかかる放射率の変動により、面１０４の異なる温度軌跡やピーク温度などの異なる加熱効果が生じる傾向がある。
【００８３】
例えば、図６は、２つの工作物の面の放射率の差が比較的小さくても、同じフラッシュを当てたときに、その面が到達するピーク温度にかなりの影響を与えることを示す。したがって、この実施の形態では、かかる異なる加熱効果を予測して、開始する前に放射フラッシュを事前調整してかかる変動を補償することを試みる。この実施の形態の方法は、工作物の見かけが同一または同様でない場合にも同様に適用してよい。例えば、処理する工作物が熱処理パラメータを事前に特性化して工作物パラメータ記憶２４０に記憶した工作物のタイプの１つに属していないときは、放射率を測定し、工作物の面への放射フラッシュの加熱効果を予測し、事前に特性化した工作物のタイプへのかかるフラッシュの予想加熱効果と比較することにより、放射フラッシュをかかる工作物について事前調整してよい。
【００８４】
かかる予測および事前調整を行うため、この実施の形態の図２に示す事前調整ルーチン２２２は、図５に示す第２の測定装置５００と協力して面１０４の加熱パラメータを測定するようプロセッサ回路１１０（より特定すると、マイクロ・プロセッサ２１）をプログラムまたは構成する。より特定すると、この実施の形態の加熱パラメータは、面１０４の放射率を含む。これは、この実施の形態では、面の反射率を測定することにより間接的に測定する（前に述べたように、この実施の形態では、放射フラッシュの波長が短いために工作物の放射率は、無視してよく、したがって、放射率はεW（λ）＝１−ＲW（λ）で近似してよい）。この実施の形態では、加熱パラメータは、放射フラッシュに対応する波長スペクトル（この実施の形態では１８０ｎｍと１４００ｎｍとの間のスペクトル）で測定する。より特定すると、この実施の形態では、加熱パラメータの複数の値は、スペクトルの複数の各波長λ＝{λ1，λ2，．．．，λN}で測定する。
【００８５】
このため、この実施の形態では、照射源５０２が作る照射スペクトルの強度を表す値の集合をまずメモリ装置２６０の基準照射強度記憶２６２に記憶する。この実施の形態では、これは、基準片（図示せず）を用いて行う。しかし、他の方法を代わりに用いてよい（例えば、照射強度を直接測定するために分光計（図示せず）を追加して）。この実施の形態では、基準片は、放射フラッシュに対応するスペクトルの複数の波長λ＝{λ1，λ2，．．．，λN}について既知の反射率ＲREF（λ）を有する。この実施の形態では、基準片は、工作物１０６と同じ外形寸法を有する反射性の高い磨いたアルミニウムのウェーハを含む。ただし、既知の反射率を持つ任意の他の適当な基準片を代わりに用いてよい。
【００８６】
複数の反射率の値ではなく、広帯域反射率の値などの単一の反射率の値だけを用いる実施の形態では、既知の対応する単一の反射率の値を有する基準片で十分である。この実施の形態では、波長λ＝{λ1，λ2，．．．，λN}での基準片の既知の反射率ＲREF（λ）をメモリ装置２６０の基準反射率記憶２６１に記憶する。事前調整ルーチン２２２は、記憶装置２２０などの不揮発性記憶の位置からこれらの値を基準反射率記憶２６１にロードするようプロセッサ回路１１０に指示してよく、またはこれらの既知の反射率の値を別の方法で得るようプロセッサ回路１１０に指示（例えば、それが記憶されている値または位置を手で入力するようＲＳＣ１１２のユーザに指示するなど）してよい。
【００８７】
この実施の形態では、事前調整ルーチン２２２は、照射源５０２、検出器５０４、５１６およびプローブ５０６を制御して基準片の上面を照射して基準片から反射される照射の強度を測定するよう次にプロセッサ回路１１０に指示する。プロセッサ回路１１０は、各波長λ＝{λ1，λ2，．．．，λN}で基準片から反射される放射の測定強度の複数の測定値ＲREF（λ）を検出器５０４から受け、基準片に入射する照射源５０２からの照射の照射強度ＩREF（λ）を計算する（すなわち、波長λ＝{λ1，λ2，．．．，λN}毎にＩREF（λ）＝ＭREF（λ）／ＲREF（λ））。次に照射強度の値ＩREF（λ）をメモリ装置２６０の基準照射強度記憶２６２に記憶する。更に、この実施の形態のプロセッサ回路１１０は、基準片に入射する照射スペクトルの広帯域強度を表す単一の値Ｉ0REFを検出器５１６から受け、この値を基準広帯域強度レジスタ２６３に記憶する。後でより詳細に説明するように、これらの記憶済みの値ＩREF（λ）およびＩ0REFは、工作物１０６の面１０４に入射する照射スペクトルＩW（λ）を決定するのに用いる。
【００８８】
この実施の形態では、照射源５０２が作る照射スペクトルは、スペクトル的に安定、すなわち、スペクトル内の任意の１つの波長での照射強度とスペクトル内の任意の他の波長での照射強度との比は一定であり、基準片を照射したときと後で工作物を照射したときとで変わらないと仮定する。しかし、照射強度の絶対的な大きさは、変わってよい（例えば、工作物に入射する照射強度は、基準片に入射する照射強度に比べて全ての波長でやや大きく、または全ての波長でやや小さいことがある）。
【００８９】
長い時間尺度にわたって照射源５０２に影響を与える可能性のある「ドリフト」（すなわち、他の波長に対する１つ以上の波長での比例的強度に影響を与える可能性のある緩やかな変化）があれば補償するため、基準片を用いて後で照射強度を再測定し、基準照射強度記憶２６２および基準広帯域強度レジスタ２６３の内容をこれに従ってリフレッシュしてよい。かかる再較正は、計画をたてて定期的に行ってよく、または、例えば、熱処理中に観測した温度測定値が不一致であることを示したときに行ってよい。望ましくは、かかる再較正は、各順次の工作物の各反射率を測定する前に行ってよい。しかし、処理室１３０の処理量を落とさないよう十分速く行うことができるのでなければ、較正の目的で照射強度をかかる頻度で再測定することは実施の形態によっては不都合である。
または、上に述べたように、工作物に入射する照射強度を任意の他の適当な方法で測定または予測してよい。
【００９０】
この実施の形態では、事前調整ルーチン２２２は、次にプロセッサ回路１１０に加熱パラメータを測定するよう指示する。この実施の形態では、これは、照射フラッシュに対応するスペクトルの複数の波長λ＝{λ1，λ2，．．．，λN}での面１０４の放射率εW（λ）である。この実施の形態では、放射率εW（λ）は、面１０４の反射率ＲW（λ）を測定することにより間接的に測定する。
【００９１】
この実施の形態では、加熱パラメータを測定することは、加熱パラメータ内の小規模の角変動を補償することを含む。より特定すると、この実施の形態では、補償することは、面の十分大きな領域にわたって加熱パラメータを測定して小規模の角変動を事実上、平均することを含む。したがって、工作物１０６の面１０４が半導体ウェーハ１２０の素子側１２２を含むこの実施の形態では、十分大きな領域にわたって加熱パラメータを測定することは、少なくとも約１ｃｍ幅の領域にわたって加熱パラメータを測定することを含む。より特定すると、この実施の形態の加熱パラメータは、工作物１０６の面１０４上の少なくとも約２ｃｍ幅の領域にわたって、光ファイバ・プローブ５０６を用いて測定する。
【００９２】
これについて、面１０４上に形成される素子の構造的寸法に比べて大きいかかる領域にわたって反射率を測定すると、かかる素子からの反射の角依存性を平均または補償して、面１０４の小さな部分にわたって測定するのに比べて測定誤差が小さくなることが分かった。または、測定領域が１ｃｍより小さくても面１０４上の素子の寸法に比べてまだ大きいので、反射の小規模の角変動を平均するのに十分大きい。または更に別の態様として、例えば、測定領域は、２ｃｍより大きくてよく、また面１０４全体を含んでよい。または、かかる誤差を小さくする他の方法を代わりに用いてよい。例えば、半球反射率を測定するのに積分球を用いてよい。しかし、積分球は、測定対象に近接するために汚染の可能性があるので、或る特定の実施の形態では望ましくないかもしれない。
【００９３】
したがって、この実施の形態のプロセッサ回路１１０は、照射源５０２を制御して、放射フラッシュの波長λ＝{λ1，λ2，．．．，λN}を含む放射スペクトルで工作物１０６の面１０４上の約２ｃｍ幅の領域を照射するよう指示される。この実施の形態では照射源５０２は、重水素ハロゲン源を含むことが思い出される。このように、この実施の形態の面１０４は、放射フラッシュを作る放射装置１８０以外の照射源が作る放射スペクトルで照射される。
【００９４】
この実施の形態では、工作物１０６の面１０４を照射源５０２で照射するので、事前調整ルーチン２２２は、照射源５０２が作る広帯域照射強度ＩOWを表す信号を検出器５１６から受けるようプロセッサ回路１１０に指示する。プロセッサ回路は、照射強度を工作物広帯域強度レジスタ２６４に記憶するよう指示される。同時に、この実施の形態の事前調整ルーチン２２２は、各波長λ＝{λ1，λ2，．．．， N}で工作物１０６の面１０４が反射する放射スペクルの測定反射強度ＭW（λ）を表す信号を検出器５０４から受けるようプロセッサ回路１１０に指示する。プロセッサ回路１１０は、測定反射強度ＭW（λ）を反射強度記憶２６６に記憶するよう指示される。
【００９５】
この実施の形態では、波長λ毎に事前調整ルーチン２２２は、その波長での面１０４の照射強度の値ＩW（λ）および反射率ＲW（λ）を計算するようプロセッサ回路１１０に指示する。面１０４に入射する照射の強度を表す照射強度の値ＩW（λ）を計算するため、プロセッサ回路は、工作物広帯域強度レジスタ２６４内に記憶されていると照射強度ＩOWと基準広帯域強度レジスタ２６３内に記憶されていると照射強度ＩOREFとの比を基準照射強度記憶２６２に記憶されている値ＩREF（λ）に掛ける（すなわち、ＩW（λ）＝ＩREF（λ）＊ＩOW／ＩOREF）よう指示される。プロセッサ回路は、得られた工作物照射強度の値ＩW（λ）を照射強度記憶２６５に記憶するよう指示される。
【００９６】
特定の波長での面１０４の反射率ＲW（λ）を計算するため、事前調整ルーチン２２２は、反射強度記憶２６６内に記憶されているその波長の測定反射強度の値ＭW（λ）を工作物照射強度記憶２６５に記憶されているその波長の対応する照射強度の値ＩW（λ）で割る（すなわち、ＲW（λ）＝ＭW（λ）／ＩW（λ））ようプロセッサ回路１１０に指示する。プロセッサ回路１１０は、波長λ＝{λ1，λ2，．．．， N}毎の対応する反射率の値ＲW（λ）をメモリ装置２６０の工作物反射率記憶２６７に記憶するよう指示される。
【００９７】
この実施の形態では、プロセッサ回路１１０は、次に、対応する工作物放射率の値を計算して工作物放射率記憶２６８に記憶するよう指示される。この実施の形態では、工作物は、不透明と仮定するので、透過率は、ゼロである。したがって、反射率の値ＲW（λ）毎に、対応する記憶する放射率の値は、放射率εW（λ）＝１−ＲW（λ）である。
【００９８】
望ましくは、放射率および／または反射率の値を訂正して温度差を補償してよい。これについて、前述の反射率の測定は、処理室１３０の外で室温で行ってよいが、面１０４に最初に放射フラッシュを当てるときの工作物１０６の温度は、かなり高い（例えば、摂氏数百度）ことがあり、フラッシュで実際に加熱するとき面１０４の温度は、更に高くなる（例えば、シリコンの融点の近く）。放射率および反射率は、温度と共に緩く変化するので、望ましくは、記憶済みの放射率および／または反射率に訂正を行って、面１０４に放射フラッシュを当てたときと測定したときとで面１０４の放射率および反射率が上に述べた温度差のために少し異なるという事実を補償してよい。面１０４の温度に差があるために記憶済みの放射率および／または反射率の値に行う訂正は、種々の工作物について経験的に決定してよい。または、かかる訂正は、一般に小さく、また後で説明するように段階２のフラッシュの実時間フィードバック制御の機能に含まれるので、望ましくは、かかる訂正は、省いてよい。
【００９９】
この実施の形態では、次に事前調整ルーチン２２２は、プロセッサ回路１１０に放射フラッシュの加熱効果を予測するよう指示する。これは、面１０４のピーク温度を予測することを事実上、含む。
この実施の形態では、放射フラッシュの加熱効果を予測することは、面１０４が吸収する放射フラッシュのエネルギの量を予測することを含む。より特定すると、この実施の形態の事前調整ルーチン２２２は、面１０４の放射率の測定値と放射フラッシュが面１０４に伝達するエネルギの量とに応じて加熱効果を予測するようプロセッサ回路１１０を構成する。
【０１００】
このため、この実施の形態では、事前調整ルーチン２２２は、スペクトルの複数の各波長での加熱パラメータの複数の値と、フラッシュが面に伝達する各波長での放射の各量を示す複数の放射の値とを畳み込むようプロセッサ回路１１０を構成する。より特定すると、この実施の形態の加熱パラメータの複数の値は、工作物放射率記憶２６８に記憶されている複数の放射率の値を含む。これは、この実施の形態では、工作物の対応する反射率の値を測定することにより測定したものである。したがって、この実施の形態のプロセッサ回路１１０は、複数の各波長λ＝{λ1，λ2，．．．， N}での面１０４の複数の吸収率の値と、フラッシュが面１０４に伝達する各波長での放射エネルギの各量を表す複数の放射エネルギの値とを畳み込むよう指示される。
【０１０１】
この実施の形態では、畳み込みのための吸収率の値は、工作物放射率記憶２６８に記憶されている放射率の値ε（λ）である。畳み込みのための放射エネルギの値に関して、この実施の形態では、複数の放射エネルギの値ＩFLASH（λ）の初期値を装置１００の光学的および幾何学的性質に基づいてシミュレートする。または、前のフラッシュ（最新のフラッシュなど）の一連の測定放射エネルギの値ＩFLASH（λ）と同じ値に、または一連の前のフラッシュについての放射エネルギの値の平均（例えば、最新のＮ回のフラッシュにわたる移動平均など）と同じ値に、複数の放射エネルギの値ＩFLASH（λ）の初期値を設定してよい。かかる実施の形態では、放射エネルギの値は、放射フラッシュを直接測定することにより得てよい。望ましくは、別個の機器（測定装置１０２と同様の追加の測定装置など）を設けてフラッシュの放射を直接測定し、装置１００の影響を補償して、面１０４に実際に到着するフラッシュ・エネルギを表す値ＩFLASH（λ）を決定してよい。または、複数の放射エネルギの値ＩFLASH（λ）の初期値を、例えば、記憶装置２２０または他の場所に記憶してよい。
【０１０２】
この実施の形態では、シミュレーション・ルーチン２２６の指示の下にプロセッサ回路１１０は、放射フラッシュが面１０４に伝達した放射エネルギを表す複数の放射エネルギの値のシミュレーションを行う。この実施の形態では、シミュレーション・ルーチン２２６は、米国、カリフォルニア、パサディナのオプティカル・リサーチ・アソシエーツ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ）社製のＬＩＧＨＴＴＯＯＬＳ（ＴＭ）３Ｄ固体モデリングおよび照明分析ソフトウエアを含む。後者のソフトウエアは、システム１００の光学的および幾何学的特性を分析し、面１０４に実際に到着する放射フラッシュのエネルギの量ＩFRASH（λ）を計算する。例えば、この実施の形態の電光変換効率（すなわち、コンデンサ・バンクの蓄積された電気エネルギを放射フラッシュの電磁エネルギに変換する効率）は、約４４％である。同様に、作られる全放射フラッシュの中の一部は、室壁、水窓または他のシステム構成要素に吸収され、放射フラッシュの全エネルギの一部（この実施の形態では約３６％）だけが実際に面１０４に到着する。
【０１０３】
したがって、この実施の形態の蓄積された電気エネルギを面１０４に入射する電磁エネルギに変換する全効率は、０．４４＊０．３６＝０．１６である。したがって、この実施の形態では、放射装置１８０は、最大３８７．１ｋＪ＊０．１６＝約６ｘ１０4Ｊの電磁エネルギを工作物１０６の面１０４に伝達することができる。この実施の形態では、シミュレーション・ルーチン２２６は、上記の電気的および光学的エネルギーの損失を考慮に入れて波長毎に装置１００を分析して、各波長λ＝{λ1，λ2，．．．， N}で工作物１０６の面１０４に到着する放射フラッシュのエネルギーの各量ＩFRASH（λ）を計算するようプロセッサ回路１１０に指示する。シミュレーション・ルーチン２２６は、得られた放射エネルギの値ＩFRASH（λ）を放射エネルギー記憶２７０内に記憶するようプロセッサ回路１１０に指示する。望ましくは、放射エネルギの値ＩFRASH（λ）は、後で用いるために記憶装置２２０に記憶してもよい。
【０１０４】
この実施の形態では、事前調整ルーチン２２２は、工作物放射率記憶２６８内に記憶されている放射率の値ε（λ）と、放射エネルギ記憶２７０に記憶されている放射エネルギの値ＩFRASH（λ）とを畳み込んで、放射フラッシュの加熱効果を予測するようプロセッサ回路に指示する。より特定すると、この実施の形態の畳み込みは、Ｅi＝Σj（ε）j＊（ＩFRASH）i-jである。
プロセッサ回路１１０は、これらの値Ｅiをメモリ装置２６０の吸収エネルギ記憶２７２に記憶するよう指示される。
【０１０５】
この実施の形態では、加熱効果を予測することは、更に、畳み込みから得られる複数の吸収エネルギの値を合計することを含む。より特定すると、この実施の形態の事前調整ルーチン２２２は、吸収エネルギ記憶２７２に記憶されている全てのエネルギの値Ｅiを合計してエネルギ・インディケータの値ＥTOTを作り、このエネルギ・インディケータの値をメモリ装置２６０のエネルギ・インディケータ・レジスタ２７４に記憶するようプロセッサ回路１１０に指示する。
【０１０６】
次にプロセッサ回路１１０は、このエネルギ・インディケータの値と、前に記憶済みの基準エネルギ・インディケータの値ＥREFを事実上、比較するよう指示される。この実施の形態では、前に記憶済みの基準エネルギ・インディケータの値ＥREFは、工作物１０６ではなく基準片（図示せず）について、エネルギ・インディケータの値ＥTOTと同じ方法で計算する。より特定すると、主ＲＴＰルーチン２２１に関して前に説明したように、この実施の形態の基準片は、現在の工作物タイプ（ＷID）についてレコードを工作物パラメータ記憶２４０に作るのに用いた工作物であって、このレコードからプロセッサ回路は、電気エネルギおよび電圧の値ＥCHN、ＥADJおよびＶを計算するのにプロセッサ回路が用いた特性化の値ＯTEおよびＳTEを得た。このように、この実施の形態の基準エネルギ・インディケータの値ＥREFは、工作物１０６用の工作物タイプ識別子（ＷID）に対応する工作物パラメータ記憶のレコードに記憶する。
【０１０７】
または、工作物１０６を事前に特性化せず、また工作物タイプ識別子ＷIDを持たない場合は、デフォルトのまたは一般的な工作物タイプについての工作物パラメータ記憶２４０のレコードを用いて、上に説明したように主ＲＴＰルーチン２２１の指示の下に特性化の値ＯTEおよびＳTEを取り出し、この同じレコードを用いて、事前調整ルーチンの指示の下に基準エネルギ・インディケータの値ＥREFを取り出す。
【０１０８】
この実施の形態では、次に事前調整ルーチン２２２は、プロセッサ回路１１０に放射フラッシュを事前調整するよう指示する。より特定すると、この実施の形態のプロセッサ回路は、放射フラッシュを作るのに用いる蓄積電気エネルギの量を事前調整するよう指示される。この実施の形態では、蓄積電気エネルギは、コンデンサ・バンクに蓄積された電荷を含む。より特定すると、この実施の形態の事前調整すべき蓄積電気エネルギは、電源装置１８８に、更に特定すると、４つの個々の電源装置１８９，１９１，１９３，１９５のコンデンサ・バンクに蓄積された電荷である。
この実施の形態では、電源装置１８８の蓄積電気エネルギは、工作物１０６についてのエネルギ・インディケータの値ＥTOTと基準片の前に記憶済みのエネルギ・インディケータの値ＥREFとの比較に応じて事前調整する。これについては、後でより詳細に説明する。
【０１０９】
この実施の形態では、電源装置１８８（より特定すると、そのコンデンサ・バンク）の蓄積電気エネルギの量ＥADJと放射フラッシュを作る対応するコンデンサ充電電圧Ｖとは、主ＲＴＰルーチン２２１の指示の下にプロセッサ回路１１０が決定し、望ましい熱サイクルを定義し処理する工作物のタイプを識別するユーザ指定のパラメータに応じて、充電電圧Ｖおよび対応する電気エネルギＥADJを充電パラメータ記憶２７８に記憶することが思い出される。
【０１１０】
この実施の形態では、事前調整ルーチン２２２は、プロセッサ回路１１０に放射フラッシュを事前調整するよう指示する。このため、この実施の形態のプロセッサ回路は、ＲＴＰパラメータ記憶２８４に記憶されているユーザ指定または定義済みのパラメータΔＴを読み取る。これは、望ましい温度ジャンプの大きさを定義し、ΔＴにＥREF／ＥTOTを掛けて、放射率訂正済みの温度ジャンプ・パラメータΔＴECを得る。次に、主ＲＴＰルーチン２２１に関して上に説明したのと同じ方法で、放射率訂正済みの温度ジャンプ・パラメータΔＴECおよび工作物の特性化の値ＯTEおよびＳTEを用いて放射率訂正済みの電気エネルギの値ＥCHN_ECを得る。すなわち、
【数３】
2009508337.tif 000005
【０１１１】
同様に、主ＲＴＰルーチン２２１に関して上に説明したように、工作物の特性化の値ＯTEおよびＳTEを生成して記憶した後に装置１００の効率の劣化または変化があれば、訂正するため、事前調整ルーチン２２２は、更に新しい放射率訂正済みの電荷の値を用いて、放射率訂正済みかつ効率調整済みの電気エネルギの値を計算するようプロセッサ回路に指示する。すなわち、
【数４】
2009508337.tif 000006
【０１１２】
この実施の形態では、事前調整ルーチン２２２は、更に主ＲＴＰルーチン２２１に関して上に説明したのと同じ方法で、放射率訂正済み、かつ、効率調整済みの電気エネルギの値ＥCHN_ECを用いて、計算または電荷ルックアップ・テーブル２２８を参照することにより、対応する放射率訂正済み、かつ、効率調整済みの充電電圧ＶECを決定するようプロセッサ回路に指示する。（または、効率ドリフト訂正を省く実施の形態では、放射率訂正済みの充電電圧をＥADJ_ECではなくＥCHN_ECから決定してよい。）次に、放射率訂正済み、かつ、効率調整済みの充電電圧ＶECおよび電気エネルギＥADJ_ECを充電パラメータ記憶２７８に書き込み、以前に主ＲＴＰルーチン２２１の命令の下にプロセッサ回路が記憶したＥADJおよびＶの値に上書きする。したがって、新しい調整済みの充電電圧の値ＶECは、処理のために工作物１０６を室１３０に取りつけたときに電源装置１８８のコンデンサ・バンクを充電するのに用いる放射率訂正済みの電圧を指定し、他方で、新しいＥADJ_ECの値は、装置の効率を監視するのに用いる対応する放射率訂正済みの電気エネルギを指定する（後で説明するように、段階３で）。
【０１１３】
工作物１０６のエネルギ・インディケータの値ＥTOTが工作物パラメータ記憶２４０の対応するレコードを作るのに用いた基準片のエネルギ・インディケータの値ＥREFより大きい場合は、工作物１０６は、基準工作物より大きな割合の放射フラッシュのエネルギを吸収する傾向があり、その結果、工作物１０６の面１０４を所定の温度まで加熱するのに必要な放射エネルギは、基準片の同様な面を同じ温度まで加熱するのに必要な放射エネルギより小さい。このような場合は、ΔＴECは、ΔＴより小さい。言い換えると、放射率訂正済みの充電電圧ＶECは、基準片の温度をΔＴではなく、わずかにΔＴECだけジャンプさせるのに必要だったはずの電圧に対応する。工作物の面１０４は、工作物パラメータ記憶２４０の現在、用いているレコードが対応する基準片の面に比べて放射率が大きいことから考えて、一次の訂正として、基準片の面をわずかΔＴECだけ加熱するはずの同じ充電電圧ＶECは、面１０４をΔＴの温度ジャンプだけ加熱すると予想される。
【０１１４】
したがって、このような場合は、面１０４がΔＴの温度ジャンプをするのに必要な充電電圧は、基準片の面が同じ温度ジャンプをするのに必要な充電電圧より小さい。逆に、工作物パラメータ記憶２４０の現在、用いているレコードが対応する基準片のエネルギ・インディケータの値ＥFEFに比べて工作物１０６のエネルギ・インディケータの値ＥTOTが小さい場合は、調整済みのインデクスΔＴECは、ユーザ指定または定義済みの値ΔＴより大きく、また対応する電圧ＶECは、基準片の面がΔＴの温度ジャンプをするのに必要であるはずの電圧Ｖより高い。一次訂正として、この充電電圧ＶECでは、面１０４は、ΔＴの望ましい温度ジャンプをすると予想される。
【０１１５】
段階２：  フラッシュの実時間フィードバック制御
図１および図２に関連して、この実施の形態では、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４は、測定装置１０２と協力して、工作物１０６の面１０４に入射する放射フラッシュの最初の部分の間面１０４の温度を測定するようプロセッサ回路１１０を構成する。フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４は、更に放射装置１８０と協力して、最初の部分の間の温度に応じて放射フラッシュの残りの部分の電力を制御するようプロセッサ回路１１０を構成する。
【０１１６】
この実施の形態では、放射フラッシュは、工作物の熱伝導時間（この実施の形態では約１ｘ１０1ｍｓ程度）より短い継続時間を有する。より特定すると、この実施の形態の放射フラッシュは、約２ｍｓより短い継続時間を有する。更に特定すると、この実施の形態の放射フラッシュは、約１ｍｓ程度の継続時間を有する。
【０１１７】
この実施の形態では、放射フラッシュは、これまで実時間フィードバック制御を行った一般的な放射フラッシュよりかなり強力になる傾向がある。これについて、この実施の形態の放射フラッシュは、少なくとも約１ＭＷの速度でエネルギを面に伝達する。より特定すると、この実施の形態の放射フラッシュは、少なくとも約１０ＭＷの速度で、更に特定すると、少なくとも約３０ＭＷの速度で、更に特定すると、少なくとも約６０ＭＷの速度でエネルギを面に伝達する。例えば、電源装置１８８の４つのコンデンサ・バンクを全て３５００Ｖで充電して全体で３８７．１ｋＪの電気エネルギを蓄積した場合、またはこの電気エネルギを１ｍｓと２ｍｓの間の継続時間を有するフラッシュで放電した場合は、電源装置１８８から放電される電気エネルギの速度は、１９３．５ＭＷと３８７ＭＷの間である。
【０１１８】
この電気エネルギを、例えば、４４％の効率で１７０．３２４ｋＪの電磁放射エネルギに変換した場合は、１−２ｍｓの継続時間にわたる放射フラッシュの電力は８５．１ＭＷと１７０．３ＭＷの間である。装置１００がこの電磁エネルギを面１０４に、例えば、３６％の効率で当てた場合は、約６１．３ｋＪのエネルギが３０．７ＭＷ（２ｍｓのフラッシュの場合）から約６１．３ＭＷ（１ｍｓのフラッシュの場合）の平均速度で面１０４に伝達される。または、望ましくは、より低いエネルギ伝達速度の場合は、コンデンサ・バンクを最大電荷より低く充電してよい。逆に、望ましくは、より大きなエネルギ伝達速度を与えるには、より大きな静電容量および／または充電電圧を持つコンデンサ・バンクを代わりに用いてよい。
【０１１９】
この実施の形態では、フラッシュの最初の部分（この間に面１０４の温度を測定する）は、約１ｍｓより短い継続時間を有する。より特定すると、この実施の形態の最初の部分は、約０．５ｍｓより短い、または更に特定すると、約６ｘ１０2ｍｓより短い継続時間を有する。更に特定すると、この実施の形態の放射フラッシュは、約１．５ｍｓ程度の継続時間を有し、フラッシュの最初の部分は、約４ｘ１０2ｍｓの継続時間を有する。これについて、この実施の形態では、フラッシュの最初の部分の継続時間は、２つの競合する要因のバランスをとって選択する。すなわち、より正確な温度測定データを得たいという希望（この場合は、より多くの温度測定データを得るために最初の部分は長い方がよい）と、望ましいピーク温度を達成するためにフラッシュの残りの部分の制御を十分速く行えるようにしたいという競合する希望（この場合は最初の部分は短い方がよい）である。
【０１２０】
後者の関心に関して、或る例示の実施の形態では、フラッシュ・ランプに供給するピーク・アーク電流を調整して増やしまたは減らすと、面１０４のピーク温度は、高くまたは低くなるが、ピーク・アーク電流がすでに起こった後に調整する（したがって、ピーク・アーク電流は増えまたは減らない）と、電流パルスの形に依存して、面１０４の時間的温度プロフィールは、変わるが、ピーク温度は、余り変わらないことが分かった（例えば、電流ピークの後で図７に示すものと同様のベル形の電流パルスを変えてもピーク表面温度は、余り変わらないが、フラット・トップ形の電流ピークが到着した後で別のフラット・トップ形の電流パルス（図示せず）を変えると、確かにピーク工作物の表面温度に影響を与えることがある）。
【０１２１】
この実施の形態では、面１０４のピーク温度の調整に十分な時間を与えるには、最初の部分を十分短くして、制御するフラッシュの残りの時間がアーク電流のピークの前に始まるように定義することが望ましい。したがって、例えば、別の実施の形態では、最初の部分は、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４の指示の下にプロセッサ回路１１０の介入により制御しなかった場合の放射フラッシュの継続時間の約半分以下または約四分の一以下の継続時間を有してよい。
【０１２２】
この実施の形態では、放射フラッシュの最初の部分の間に面１０４の温度を測定することは、放射フラッシュの最初の部分の間に複数の各時刻に面の温度の複数の測定値を得ることを含む。これは、例えば、少なくとも１ｘ１０4Ｈｚの速度または少なくとも１ｘ１０5Ｈｚの速度で温度をサンプリングすることを含む。したがって、この実施の形態では、放射フラッシュの最初の部分が、例えば、０．４ｍｓの継続時間を有する場合は、１０5Ｈｚの後者の速度で面１０４の温度をサンプリングすると、放射フラッシュの最初の部分の間に面１０４の４０個の温度測定値を得る。
【０１２３】
この実施の形態では、放射フラッシュを作るために、主ＲＴＰルーチン２２１は、プロセッサ回路１１０にフラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４の実行を開始するよう指示する。制御ルーチン２２４は、電源装置１８８に信号を送って、蓄積された電気エネルギーの放電を開始して放射フラッシュを作らせるようプロセッサ回路に指示する。同時に、プロセッサ回路は、測定装置１０２と協力してフラッシュの最初の部分の間素子側の温度を測定し、またフラッシュの残りの部分をこれに従って制御するよう指示される。
【０１２４】
この実施の形態では、面１０４の温度測定値は、放射計（この実施の形態では高速放射計）で得る。より特定すると、この実施の形態の放射計は、ＩｎＧａＡｓフォト・ダイオードを含む超高速放射計４００を含む。この実施の形態では、超高速放射計４００は、１ＭＨｚの速度で面１０４の温度をサンプリングすることが思い出される。したがって、この実施の形態では、素子側の表面温度を１０5Ｈｚの遅い速度で事実上サンプリングするために、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４は、超高速放射計４００から入出力４６０を介して受けた１０個目毎のサンプルをメモリ装置２６０の素子側温度記憶２８０に記憶するようプロセッサ回路１１０に指示する。したがって、この実施の形態では、プロセッサ回路１１０は、面１０４の新しい温度測定値を１０μｓ毎に受けて記憶する。この実施の形態では、プロセッサ回路１１０は、放射フラッシュの開始後経過した時間の量を表す時間インデクスの値（例えば、ｔ＝０、ｔ＝１０μｓ、ｔ＝２０μｓ、ｔ＝３０μｓなど）と関連してかかる各温度測定値を記憶する。この実施の形態では、最初のかかる表面温度測定値（ｔ＝０）は、放電の開始と同時に得る。
【０１２５】
フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４は、引き続きプロセッサ回路１１０に面１０４の新しい温度測定値を１０μｓ毎に得て記憶するよう指示する。この実施の形態では、例として、フラッシュの最初の部分は、０．４ｍｓの継続時間を有すると仮定するので、フラッシュの最初の部分が終わるまでに面１０４の４０個の温度測定値を素子側温度記憶２８０に記憶する。
この実施の形態では、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４は、次にプロセッサ回路１１０に測定温度と予想温度とを事実上比較するよう指示する。より特定すると、この実施の形態のプロセッサ回路は、複数の記憶済みの温度測定値の少なくとも１つと予想温度軌跡とを比較するよう指示される。
【０１２６】
この実施の形態では、予想温度軌跡は、工作物１０６に対して行う熱サイクルを開始する前に予め計算して記憶する。このため、この実施の形態のプロセッサ回路１１０は、熱分析ルーチン２３０を実行して、望ましい熱サイクルを定義するユーザ指定または定義済みパラメータに基づいて予想温度軌跡を計算する。この実施の形態では、熱分析ルーチン２３０は、米国、マサチューセッツ、ハーバードのハーバード・サーマル社（Ｈａｒｖａｒｄ  Ｔｈｅｒｍａｓｌ  Ｉｎｃ．）製のＴＡＳ熱分析ソフトウエア（ＴＡＳ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ）を含む。または、他の熱分析ルーチンを代わりに用いてよい。より一般に、工作物１０６の面１０４の予想温度または温度軌跡を決定する他の方法を代わりに用いてよい。得られた予想温度データは、メモリ装置２６０の予想温度記憶２８２に記憶する。
【０１２７】
この実施の形態では、フラッシュの最初の部分の終わり（この実施の形態ではフラッシュの開始から約０．４ｍｓ後）に、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４は、素子側温度記憶２８０内に記憶されている複数の温度測定値の少なくとも１つと、予想温度記憶２８２内に記憶されている予想温度軌跡データとを比較するようプロセッサ回路１１０に指示する。より特定すると、この実施の形態のプロセッサ回路１１０は、最新の温度測定値（この例では、ｔ＝４００μｓでの温度測定値）と、この最新の温度測定値を得た時刻の予想温度記憶２８２に記憶されている対応する予想温度値とを比較する。更に特定すると、この実施の形態のプロセッサ回路は、測定温度から予想温度を引いた値に等しい差の値を計算して、得られた差の値を温度誤差レジスタ２８８に記憶する。
【０１２８】
または、実際の測定温度と予想温度とを比較する他の方法を代わりに用いてよい。例えば、望ましくは、突出したピーク温度は、測定温度データから外挿してよく、また予想ピーク温度（すなわち、予想温度記憶２８２に記憶されている最高の温度の値）と比較してよい。かかる突出したピーク温度を外挿するのに必要な処理時間を最小にするため、熱サイクルを開始する前に、プロセッサ回路１１０は、熱分析ルーチン２３０の指示の下に多数の可能な温度軌跡を予め計算しまた予め記憶してよい。その後の放射フラッシュの間、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４は、実際の測定温度データに最も密接に対応する特定の記憶済みの温度軌跡を見つけて、識別された温度軌跡のピーク温度の値を取り出し、取り出したピーク温度の値と予想温度記憶２８２に記憶されているピーク温度の値とを比較するようプロセッサ回路に指示してよい。
【０１２９】
また、実際の測定温度と予想温度との比較は、単一のデータ点に基づいて行う必要はない。例えば、望ましくは、測定温度の値の全集合について一次導関数（変化の速度）および二次導関数（加速／減速の速度）などの量を計算して比較に用いてよい。望ましくは、曲線の当てはめ技術を用いてよいが、放射フラッシュの残りの部分を変えることができるように十分速く比較を行う必要があることを考えると、曲線の当てはめ技術の複雑さは、利用可能な機器に依存して、特定の実施の形態で利用可能な処理速度によって制限される。
【０１３０】
この実施の形態では、実際の測定温度と予想温度との比較の結果、面１０４の加熱が速すぎて望ましいピーク温度を超える（この例では、温度誤差レジスタ２８８に記憶されている温度差の値が正になる）可能性があることが分かった場合は、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４は、プロセッサ回路１１０に放射フラッシュの残りの部分を変更して面１０４のピーク温度を下げるよう指示する。より特定すると、この実施の形態の変更は、放射フラッシュの残りの部分のエネルギ出力を減らすことを含む。更に特定すると、この実施の形態のプロセッサ回路１１０は、比較の結果（この実施の形態では、温度誤差レジスタ２８８の内容）を用いて電流削減ルックアップ・テーブル２３２をアドレス指定して、各電源装置１８９，１９１，１９３，１９５の回路の電力削減回路をいつ活動化するかを決定する。
【０１３１】
２つの別個の電力削減回路３２０、３５０を含む実施の形態では、電流削減ルックアップ・テーブル２３２は、電力削減回路３２０と３５０のどちらを活動化するかを示す２進フラグを含んでよい。後者は、より大きな電力削減を短時間に行うことができる。または、単一の電力削減回路だけを含む実施の形態では、かかるフラグは省いてよい。この実施の形態では、該当する電力削減回路をいつ活動化するかを指定するのに加えて、電流削減ルックアップ・テーブル２３２のアドレス指定されたレコードは、フラッシュ介入効果インディケータＦも指定する。ドリフト制御ルーチン２３６の指示の下にプロセッサ回路が後で用いるために、プロセッサ回路１１０は、インディケータＦをフラッシュ介入効果レジスタ２９０に一時的に記憶するよう指示される。これについては、後でより詳細に説明する。
【０１３２】
図２、図３、図７に関連して、この実施の形態では、各電力削減回路３２０は、コンデンサ・バンク３２８に並列に接続するクローバ回路を含むことが思い出される。この実施の形態では、コンデンサ・バンク３２８は、放射フラッシュを作るのに用いる電気エネルギを蓄積する。フラッシュを開始する前は、図３に示すサイリスタ３２２，３３２，３３６は、全て非導通状態である。これとダイオード３４２が設けられていることとにより、コンデンサ・バンク３２８の放電が妨げられる。放射フラッシュを開始するには、プロセッサ回路１１０は、ゲート電圧をサイリスタ３３６に与えて導通状態にする。これによりコンデンサ・バンク３２８は、フラッシュ・ランプ１８２、抵抗器３４０、インダクタ３３８、およびサイリスタ３３６を通して蓄積電気エネルギの放電を開始する。
【０１３３】
フラッシュの最初の部分からの測定値と上に述べた比較の結果、電力削減回路３２０を用いてフラッシュの残りの部分の電力出力を減らすべきであるとプロセッサ回路１１０が決定した場合は、プロセッサ回路１１０は、上に述べた電流削減ルックアップ・テーブル２３２のアドレス指定されたレコードが指定する時刻にゲート電圧をサイリスタ３２２に与えてサイリスタを非導通状態から導通状態に移行させることにより、放射フラッシュの残りの部分を変更する。したがって、事実上コンデンサ・バンク３２８の両端が短絡されて、コンデンサ・バンク３２８は、サイリスタ３２２、インダクタ３２４および抵抗器３２６を通して部分的に放電し、同時に、フラッシュ・ランプ１８２、抵抗器３４０、インダクタ３３８およびサイリスタ３３６を通して部分的な放電が続く。したがってクローバ回路を点火すると、電流がサイリスタ３２２、インダクタ３２４およびサイリスタ３２６を通って流れ始め、アーク電流（すなわち、フラッシュ・ランプを通って流れる電流）は、これに対応して減少する。
【０１３４】
図７は、時間に対するアーク電流を表す種々の曲線を全体的に７００で示す。これは、コンデンサ・バンク３２８を２５００Ｖで充電し、次にサイリスタ３３６を点火して急に放電して放射フラッシュを作る場合に関する。第１の曲線７０２は、電流を削減しないとき（すなわち、電力削減回路３２０を活動化しないとき）の放射フラッシュの継続時間中のアーク電流を表す。第２の曲線７０４は、放射フラッシュを開始してから１．３ｍｓ後に電力削減回路を活動化した場合のアーク電流を表し、第３の曲線７０６は、放射フラッシュを開始してから１ｍｓ後に電力削減回路を活動化した場合のアーク電流を表し、第４の曲線７０８は、放射フラッシュを開始してから０．８ｍｓ後に電力削減回路を活動化した場合のアーク電流を表し、第５の曲線７１０は、放射フラッシュを開始してから０．６ｍｓ後に電力削減回路を活動化した場合のアーク電流を表し、第６の曲線７１２は、放射フラッシュを開始してから０．４ｍｓ後に電力削減回路を活動化した場合のアーク電流を表し、第７の曲線７１４は、放射フラッシュを開始してから０．３ｍｓ後に電力削減回路を活動化した場合のアーク電流を表す。
【０１３５】
図７に示す例では、放射フラッシュを開始してから約０．６ｍｓ経過する前に電力削減回路３２０を活動化すると、ピーク・アーク電流が減少すると共に全体のエネルギ出力が減少するという効果を有し、これらの効果により、面１０４は、そうでないときに比べて到達するピーク温度が低くなる傾向がある。対照的に、放射フラッシュを開始してから約０．７ｍｓ後に最大温度に到達した後に電力削減回路３２０を活動化すると、フラッシュのその後の電力は、減少するがピーク・アーク電流に余り影響を与えず、その結果、冷却速度は、やや速くなるが、面１０４のピーク温度は、余り下がらない。
【０１３６】
第２の電流削減回路３５０を活動化すべきであることを温度誤差レジスタ２８８に記憶されている温度差の値に対応する電流削減ルックアップ・テーブル２３２の内容が示した場合は、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４は、プロセッサ回路１１０に第２の電流削減回路３５０を活動化させて放射フラッシュの残りの部分のエネルギ出力を減らすよう指示する。このため、この実施の形態のプロセッサ回路１１０は、上に説明したように電流削減ルックアップ・テーブル２３２のアドレス指定したレコードが指定する時刻にゲート電圧をサイリスタ３５２に与えて、サイリスタを初期の非導通状態から導通状態に移行させる。第２の電流削減回路３５０は、フラッシュ・ランプ１８２より低いインピーダンスを有するので、コンデンサ・バンク３２８が供給する電流は、フラッシュ・ランプ１８２を通るのではなくインダクタ３５４および抵抗器３５６を通って放電する。
【０１３７】
この実施の形態では、第１の電流削減回路３２０がコンデンサ・バンク３２８に並列に接続するのとは対照的に、第２の電流削減回路３５０は、フラッシュ・ランプ１８２に並列に接続することが思い出される。第１の電流削減回路３２０を活動化するとコンデンサ・バンク３２８の両端は、事実上短絡するが、電流がフラッシュ・ランプ１８２を通り、インダクタ３３８を通り、フリー・ホイール・ダイオード３４２を通って戻るのは妨げない。対照的に、第２の電流削減回路３５０を活動化すると、フラッシュ・ランプ１８２自身の両端が事実上短絡する。第１の電流削減回路３２０と比較すると、第２の電流削減回路３５０を活動化することにより立ち下り時間が速くなり、すなわち、フラッシュ・ランプ１８２を通って流れる電流は、より速く減少し、放射フラッシュの電力は、これに従って、より速く減少する。しかし、これと同時に、第２の電流削減回路３５０を活動化すると装置の構成要素に一層大きなストレスがかかり、第１の電流削減回路３２０より一層大きな電気エネルギを浪費することがある。したがって、第２の電流削減回路３５０は、第１の電流削減回路３２０の補助用または交換用として用いる。または、望ましくは、第２の電力削減回路は、省いてもよい。
【０１３８】
逆に、素子側温度記憶２８０の測定温度の値と予想温度記憶２８２に記憶されている予想温度軌跡とを比較した結果、面１０４の加熱が遅すぎて望ましいピーク温度に到達しそうにない（この例では、温度誤差レジスタ２８８に記憶されている温度差の値が負である）ことが分かった場合は、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４は、プロセッサ回路１１０に放射フラッシュの残りの部分を変更して面１０４のピーク温度を高くするよう指示する。より特定すると、この実施の形態では、フラッシュの残りの部分を制御することは、放射フラッシュの残りの部分のピーク電力出力を増やすことを含む。この実施の形態では、ピーク電力出力を増やすことは、電力増強回路を活動化すること（この実施の形態では誘導クローバ回路を点火すること）を含む。
【０１３９】
より特定すると、この実施の形態のプロセッサ回路１１０は、この比較の結果（この実施の形態では、温度誤差レジスタ２８８の内容）を用いて電流増強ルックアップ・テーブル２３４をアドレス指定して、各個別の電源装置１８９，１９１，１９３，１９５の電力増強回路３３０をいつ活動化するかを決定する。この実施の形態では、電力増強回路３３０をいつ活動化するかを指定することに加えて、電流増強ルックアップ・テーブル２３４のアドレス指定されたレコードは、フラッシュ介入効果インディケータＦも指定する。ドリフト制御ルーチン２３６の指示の下にプロセッサ回路が後で用いるために、プロセッサ回路１１０は、インディケータＦをフラッシュ干渉効果レジスタ２９０に一時的に記憶するよう指示される。これについては、後でより詳細に説明する。
【０１４０】
これについて、この実施の形態では、図３に示す電力増強回路３３０は、誘導クローバ回路を含むことが思い出される。前に説明したように、この実施の形態では、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４は、プロセッサ回路にゲート電圧をサイリスタ３３６に与えることにより放射フラッシュを開始するよう指示する。これにより、コンデンサ・バンク３２８は、フラッシュ・ランプ１８２、抵抗器３４０、インダクタ３３８およびサイリタス３３６を通して放電を開始する。この方法では、フラッシュ・ランプ１８２を通して放電する電流の増加率に対抗して、４．７μＨのインダクタ３３８の自己誘導ｅｍｆ（ε＝−Ｌ（ｄｉ／ｄｔ））が事実上、発生する。
【０１４１】
温度の測定値と予想値とを比較した結果、電流増強ルックアップ・テーブル２３４で識別される特定の時刻での電力増強が望ましいことが分かった場合は、プロセッサ回路１１０は、ゲート電圧をサイリスタ３３２に与えて、これを導通状態にする。これにより、１．５μＨのインダクタ３３４を通って電流が流れる（インダクタ３３８よりインダクタンスが低いために低い自己誘導ｅｍｆを有する）ので、電力制御回路のこの構成要素の全体の電流制限効果が減少する。これにより、アーク電流は、より高いピークまでより速く上昇し、そのため面１０４のピーク温度は、より高くなる。このように、この実施の形態の放射フラッシュは、電流放電により駆動されるアーク・ランプ（この実施の形態ではフラッシュ・ランプ１８２および他のフラッシュ・ランプ）により作られ、この放電は、第１のインダクタンスを有する第１の電気路（この実施の形態は、インダクタ３３８を通る）を通って流れて放射フラッシュの最初の部分を作り、また面１０４のピーク温度を高めることは、第１のインダクタンスより低い第２のインダクタンスを有する第２の電気路（この実施の形態は、インダクタ３３４を通る）を通して電流放電を行うことを含む。
【０１４２】
図８は、時間に対するアーク電流を表す種々の曲線を全体的に８００で示す。これも、コンデンサ・バンク３２８を２５００Ｖで充電し、次に急に放電して放射フラッシュを作る場合に関する。第１の曲線８０２は、電力を増強しないとき（すなわち、電力増強回路３３０を活動化しないとき）の放射フラッシュの継続時間中のアーク電流を表す。第２の曲線８０４は、放射フラッシュを開始してから０．８ｍｓ後に電力増強回路を活動化した場合のアーク電流を表し、第３の曲線８０６は、放射フラッシュを開始してから０．７ｍｓ後に電力増強回路を活動化した場合のアーク電流を表し、第４の曲線８０８は、放射フラッシュを開始してから０．６ｍｓ後に電力増強回路を活動化した場合のアーク電流を表し、第５の曲線８１０は、放射フラッシュを開始してから０．５５ｍｓ後に電力増強回路を活動化した場合のアーク電流を表し、第６の曲線８１２は、放射フラッシュを開始してから０．５ｍｓ後に電力増強回路を活動化した場合のアーク電流を表し、第７の曲線８１４は、放射フラッシュを開始してから０．４５ｍｓ後に電力増強回路を活動化した場合のアーク電流を表し、第８の曲線８１６は、放射フラッシュを開始してから０．４ｍｓ後に電力増強回路を活動化した場合のアーク電流を表す。
【０１４３】
図８に示す例では、放射フラッシュを開始してから０．６ｍｓ経過する前に電力増強回路３３０を活動化すると、ピーク・アーク電流を増やす効果を有するが、アーク電流は、ピークの後に一層急速に低下する傾向があり、かかる効果により、面１０４は、そうでないときに比べて高いピーク温度に到達する傾向がある。対照的に、放射フラッシュを開始してから約０．６ｍｓ経過した後に電力増強回路３３０を活動化するとピーク・アーク電流は、余り増えず、その結果、面１０４のピーク温度は、余り高くなりそうにない。
【０１４４】
特定の実施の形態では、電力増強回路および電力削減回路を両方とも有する必要はないことが認識される。例えば、別の実施の形態は、例えば、３５０で示すような単一の電力削減回路だけを含んでよく、電力増強回路は、省いてよい。かかる実施の形態では、コンデンサ・バンク３２８は、常に過充電されるので、面１０４の測定温度軌跡は、常に予想温度軌跡を超え、その結果、温度の測定値と予想値との比較に基づいて電流削減ルックアップ・テーブル２３２を参照することにより決まる時刻に電力削減回路３５０を必ず点火する。
【０１４５】
この実施の形態では、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４は、引き続き超高速放射計から１０μｓ毎に面１０４の新しい温度測定値を受けて、この各温度測定値とこれに関連する時間インデクスの値とを素子側温度記憶２８０内に記憶し、そのピーク温度に到達した後冷却する工作物１０６の面１０４の完全な温度曲線をレコードするようプロセッサ回路１１０に指示する。このように、実際の温度ジャンプΔＴは、測定温度の値から計算することができる（ΔＴ＝ＴMAX−Ｔ0）。
【０１４６】
段階３：  ドリフト制御
この実施の形態では、ドリフト制御ルーチン２３６は、工作物１０６の面１０４に入射する放射フラッシュを作る放射装置（この実施の形態では装置１００）に関連する少なくとも１つの熱効率パラメータを監視するようプロセッサ回路１１０に指示する。ドリフト制御ルーチン２３６は、更に熱効率パラメータの監視に応じて、放射フラッシュを作る放射装置が用いる制御情報を自動的に更新するようプロセッサ回路１１０に指示する。したがって、装置１００の熱効率が時間と共に徐々に変化する場合は、ドリフト制御ルーチン２３６は、かかる変化を自動的に補償するようにプロセッサ回路を事実上構成する。
【０１４７】
この実施の形態では、熱効率パラメータを監視することは、放射フラッシュにより生じた工作物１０６の面１０４の実際の温度増加ΔＴの測定値に応じて熱効率パラメータを計算することを含む。または、フラッシュの放射エネルギのエネルギー密度（例えば、面１０４に到着するフラッシュのエネルギ密度など）または他のタイプの熱効率パラメータを監視してよい。
【０１４８】
この実施の形態では、制御信号を自動的に更新することは少なくとも１つの記憶済みの効率パラメータを自動的に更新することを含み、また、放射フラッシュのエネルギ出力パラメータを自動的に変えることを含む。より特定すると、この実施の形態では、エネルギ出力パラメータを変えることは、放射フラッシュの出力エネルギを自動的に変えることを含む。この実施の形態では、これは、放射フラッシュを作るのに用いる蓄積電荷の量を自動的に変えることにより達成される。更に特定すると、この実施の形態の蓄積電荷は、装置効率の値Ｃeff(N)を更新することにより自動的に変わる。この実施の形態では、プロセッサ回路１１０は、主ＲＴＰルーチン２２１および事前調整ルーチン２２２の指示の下にこれを用いて、放射フラッシュを作るために電源装置１８８に蓄積すべき望ましい電気エネルギを計算する。
【０１４９】
これについて、この実施の形態では、主ＲＴＰルーチン２２１は、望ましい熱サイクルを定義するユーザ指定のパラメータ（例えば、ＷID、ＴINT、およびΔＴを含んでよい）に応じて、放射フラッシュを作るために電源装置１８８に蓄積すべきエネルギを表す電気エネルギ・レベルＥCHNを計算して、この値ＥCHNを充電パラメータ記憶２７８に記憶するようプロセッサ回路１１０に指示することが思い出される。また、この実施の形態では、主ＲＴＰルーチン２２１は、最新の記憶済みのこの装置効率の値Ｃeff(N)に応じて、対応する効率調整済みの電気エネルギ・レベルＥADJを決定することもプロセッサ回路１１０に指示することが思い出される。同様に、この実施の形態は、フラッシュの事前調整を含むので、事前調整ルーチン２２２の指示の下にプロセッサ回路１１０は、やはり装置効率の値Ｃeff(N)を用いて、放射率補正済み、かつ、効率調整済みの電気エネルギの値ＥADJ_ECを計算し、主ＲＴＰルーチンの指示の下に計算したＥADJの前の値を上書きすることが思い出される。
【０１５０】
したがって、放射フラッシュを作るのに用いる電気エネルギの量を自動的に変えるため、この実施の形態のプロセッサ回路１１０は、各熱サイクルを実行した後でドリフト制御ルーチン２３６の指示の下に装置効率の値Ｃeff(N)を更新して、主ＲＴＰルーチンおよび／または事前調整ルーチンの指示の下にプロセッサ回路が次の熱サイクルのための計算する電気エネルギに自動的に影響を及ぼす。または、望ましくは、装置効率の値の更新の頻度を少なくしてよい。例えば、装置効率の値の更新は、所定回数のサイクルの後または所定の時間間隔の後に、または測定温度ジャンプ誤差が最小しきい値を超え始めたときに、または装置ユーザの選択に従って、または任意の他の適当な方法で行ってよい。
【０１５１】
前に説明したように、放射装置１８０は、電気エネルギから電磁エネルギへの変換の効率を特性化する電光変換効率Ｃeo（例えば、４４％（０．４４）など）を有する。この装置は、工作物の面１０４に放射フラッシュの電磁エネルギを伝達するときのシステムの効率を特性化する光効率Ｃo（例えば、３６％（０．３６）など）も有する。したがって、蓄積された電気エネルギを電磁エネルギとして面１０４に伝達するときの装置１００の複合効率は、
Ｃeff＝Ｃeo＊Ｃo
である。ただし、Ｃeffは、全体効率、Ｃeoは、放射装置１８０の電光変換効率、Ｃoは、放射を面１０４に伝達するときの装置１００の光効率である。（この実施の形態では、Ｃeff＝０．４４＊０．３６＝０．１６である。）
【０１５２】
実際には装置効率Ｃeffは、一定ではなく、むしろ時間と共に変わってよい。例えば、水晶窓または容器の老化または劣化により、その透過度は、低下し、そのため光効率Ｃoは、低下する。同様に、放射装置１００の電光変換効率Ｃeoも時間と共に劣化しまたはその他の変化をすることがある。
【０１５３】
一次近似として、Ｃeffは、「ショット」すなわち、放射フラッシュの回数Ｎと共に直線的に変わり、したがってＮ回のショットの後のＣeffは、式ｙ＝ｍｘ＋ｂの形で次のように表してよいと仮定してよい。
Ｃeff(N)＝Ｓd(n-1)＊Ｎ＋Ｏd(n-1)
ただし、
Ｓd(n-1)は、最新の効率劣化傾斜（最初に或る推定値に設定する）、
Ｎは、ショット回数、すなわち、作られた放射フラッシュの数、
Ｏd(n-1)は、最新の効率オフセットの値（最初に或る推定値に設定する）。
【０１５４】
この実施の形態では、効率劣化傾斜の値Ｓd(n-1)は、最初はゼロに設定するが、後で説明するように、ドリフト制御ルーチン２３６を実行する度に自分自身を調整する（例えば、装置効率が徐々に低下する場合は、ゼロに近い負の値になる）。同様に、効率オフセットの値Ｏd(n-1)は、最初は現在の装置効率の推定値に設定する（例えば、この実施の形態では、Ｎ＝０のときのＯd(n-1) の初期値は、Ｃeff＝０．１６に設定してよい）。これについては、前に詳細に説明した。
【０１５５】
この実施の形態では、ドリフト制御ルーチン２３６は、各フラッシュ、すなわち、「ショット」の後に傾斜の値Ｓd(n)およびオフセットの値Ｏd(n)を更新するようプロセッサ回路１１０に指示する。各ショットで、プロセッサ回路１１０は、測定装置１０２（または、より特定すると、素子側の面１０４の温度を測定する超高速放射計４００）と協力して、放射フラッシュの結果、工作物の面１０４で起こる実際の温度ジャンプを表す測定温度ジャンプの値ΔＴMを事実上、測定して記憶するよう指示される。この測定温度ジャンプの値を識別するため、ドリフト制御ルーチン２３６は、フラッシュ中の面１０４のピーク温度を表す素子側温度記憶２８０に記憶されている最高温度の値を識別し、この値から素子側温度記憶２８０に記憶されている時間インデクスの値ｔ＝０における初期温度の値を引くようプロセッサ回路１１０に指示する。（これについて、時間インデクスの値ｔ＝０は、放射フラッシュを開始した時刻に対応し、そのときの測定素子側温度は、理想的には、フラッシュを開始する前に工作物１０６を予熱しておくべきユーザ指定の中間温度ＴINTに等しいはずである。）この実施の形態では、プロセッサ回路１１０は、測定温度ジャンプの値ΔＴMを効率パラメータ記憶２３８に記憶するよう指示される。
【０１５６】
または、測定装置１０２を用いるのではなく、他の適当な測定装置を代わりに用いて熱効率パラメータを監視してよい。例えば、監視するパラメータが温度ジャンプではなく放射エネルギ密度である実施の形態では、室１３０の内壁１４０に取り付けた別個の光測定器（図示せず）でエネルギ密度を測定してよい。
【０１５７】
この実施の形態では、ドリフト制御ルーチン２３６は、測定温度ジャンプの値ΔＴMと、工作物１０６に対応する工作物パラメータ記憶２４０からの工作物パラメータＯTEおよびＳTEとを用いて、実際の測定温度ジャンプに対応する有効電気エネルギの値ＥCHMを計算するようプロセッサ回路１１０に指示する。すなわち、
【数５】
2009508337.tif 000007
【０１５８】
次にドリフト制御ルーチン２３６は、プロセッサ回路１１０に完了したばかりの特定の熱サイクルの効率Ｃmeff(N) を計算するよう指示する。この実施の形態では、プロセッサ回路は、この効率の値を次式で計算するよう指示される。
【数６】
2009508337.tif 000008
ただし、
ＥCHMは、上に示した式で計算し、
ＥADJ_ECは、充電パラメータ記憶２７８に記憶されている効率調整済みかつ放射率訂正済みの電気エネルギの値であって、事前調整ルーチン２２２の指示の下にプロセッサ回路が計算したもので、放射フラッシュを作るのに用いるコンデンサ・バンクの充電電圧を決定するのに用いたものであり、
ＣTEは、工作物１０６に対応する工作物パラメータ記憶２４０のレコードから工作物特性化の値ＳTEおよびＯTEを計算して記憶したときの装置効率であり、
Ｆは、前にここで説明したように、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４の指示の下にプロセッサ回路がフラッシュ介入効果レジスタ２９０に記憶したフラッシュ介入効果インディケータである。
【０１５９】
この実施の形態では、後者のフラッシュ介入効果インディケータＦは、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４の指示の下にプロセッサ回路が電力削減回路３２０、３５０のどちらかを活動化した場合に、電力削減回路をいつ活動化したかに依存して、放射フラッシュを作るためにフラッシュ・ランプに供給する全電気エネルギがＥADJ_ECより小さく、またフラッシュ・ランプに供給するピーク電力も減少した可能性があるという事実を補償するのに用いる。したがって、この実施の形態では、電流削減ルックアップ・テーブル２３２の各レコードは、フラッシュ介入効果インディケータＦに関する値（この実施の形態では経験的に決定される）を含む。同様に、この実施の形態では、電流増強ルックアップ・テーブル２３４の各レコードもフラッシュ介入効果インディケータＦに関する対応する値を含む。
【０１６０】
または、フラッシュ・フィードバック制御を省いた実施の形態では、フラッシュ介入効果インディケータＦを上の式から除く。同様に、前に、ここで説明したように、事前調整（放射率補償）を行わない実施の形態では、上の式のＥADJ_ECの代わりに、主ＲＴＰルーチン２２１の指示の下にプロセッサ回路１１０が計算して充電パラメータ記憶２７８に記憶した元の電気エネルギの値ＥADJを用いる。したがって、事前調整ルーチン２２２もフラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４も含まない例示の簡単な別の実施の形態では、完了したばかりの特定の熱サイクルの効率Ｃmeff(N)は、
【数７】
2009508337.tif 000009
で計算する。
【０１６１】
この実施の形態では、次に傾斜の値Ｓd(n)およびオフセットの値Ｏd(n)を更新する。この実施の形態では、これは、最新のＭ個のかかる測定効率Ｃmeff(N)に移動一次最小自乗（ＬＬＳ）当てはめを行うことにより得られる。すなわち、
【数８】
2009508337.tif 000010
【０１６２】
上の傾斜およびオフセットの計算を行うのに用いるサンプル数Ｍは、ドリフト制御ルーチンのフィルタ特性を決定する。一般に、サンプル数Ｍが少なすぎる場合は「ジッタ」（すなわち、連続した実行の間の効率の訂正が望ましくないほど大きい）の原因になることがある。逆にサンプル数Ｍが多すぎる場合は、時間と共に変わる効率の訂正が遅すぎることがある。この実施の形態では、Ｍは、好ましくは１００未満である。より特定すると、この実施の形態では、Ｍ＝７５である。または、１００より大きいか、または小さい他のＭの値を代わりに用いてよい。
【０１６３】
または、効率パラメータを更新するのに移動一次最小自乗当てはめ以外の方法を用いてよい。例えば、移動平均または指数加重移動平均などの他のフィルタリング法を代わりに用いてよい。より一般に、装置効率の劣化は、ｙ＝ｍｘ＋ｂまたはＣ＝ＳＮ＋Ｏの形の一次劣化として近似する必要はなく、他の関数関係および更新方法を代わりに用いてよい。
【０１６４】
次にプロセッサ回路１１０は、更新された傾斜の値およびオフセットの値を用いて、改訂された総合効率の値Ｃeff(N)を上に述べたように計算するよう指示される。この実施の形態では、プロセッサ回路は、更新された傾斜、オフセットおよび効率の値を効率パラメータ記憶２３８、２８６に記憶するよう指示される。前に、ここで主ＲＴＰルーチン２２１に関してより詳細に説明したように、次の熱サイクルのための充電エネルギおよび電圧の値を設定するときに、プロセッサ回路１１０は、主ＲＴＰルーチン２２１の指示の下にこの更新された効率の値Ｃeff(N)を考慮に入れる。
【０１６５】
好ましくは、更新された効率パラメータＳd(n)、Ｏd(n)、Ｃeff(N)を記憶する前に、ドリフト制御ルーチン２３６は、プロセッサ回路１１０にこれらの更新されたパラメータとその最新の値とを比較するよう指示し、これらのパラメータのどれかの変化がしきい値最大調整値を超える場合は、プロセッサ回路は、上に計算した実際の（より大きい）調整によるのではなく最大しきい値調整だけにより、該当する効率パラメータを調整するよう指示される。この方法は、効率の値がサイクル毎に極端に大きく変わるのを防ぐのを助け、これにより、特定のサイクルで突出した異常が起こっても、これが次のサイクルに極端に大きな影響を与えるのを防ぐ。
【０１６６】
これまでは、工作物１０６は、事前に特性化したタイプの１つの工作物であって、その特性化の値ＳTE、ＯTE、ＣTEは、工作物パラメータ記憶２４０の対応するレコードに記憶されていると仮定した。しかし、処理した工作物が事前に特性化したタイプの１つでなくてかかる特性化の値が利用できない熱サイクルでは、現在の装置効率の値は、他の方法で更新してよい。例えば、装置効率のサイクル毎の変化は、効率パラメータ記憶２３８、２８６に記憶されている最新の更新済みの効率劣化傾斜の値Ｓdで正確に特性化されるので、単一のサイクルでは、Ｃeff(N)＝Ｃeff(N-1)＋Ｓd(N-1)であると仮定してよい。更新済みの装置効率の値Ｃeff(N)は、効率パラメータ記憶２３８、２８６に記憶してよい。ただし、この場合は、効率劣化傾斜の値は、更新する必要はない。
【０１６７】
この実施の形態では、装置効率パラメータを上に述べたように更新した後、ドリフト制御ルーチン２３６は、プロセッサ回路１００に更新済みの装置効率の値Ｃeff(N)と定義済みの最小装置効率しきい値ＣMINとを比較するよう指示する。現在の装置効率の値Ｃeff(N)が最小装置効率しきい値ＣMINに到達した場合またはそれより低くなった場合は、ドリフト制御ルーチンは、プロセッサ回路に装置１００のユーザに信号を送って装置の整備および保全を行うべきであることを示すよう指示する。
【０１６８】
他の態様および代替態様
図１、図９、図１０に関連して、この実施の形態のプロセッサ回路１１０は、放射装置１８０および電源装置１８８と協力して、図１０に１０１０で示すような電気パルスを工作物１０６に入射する放射フラッシュを作る放射装置に供給するよう構成される。この実施の形態では、電気パルス１０１０は、立ち上り時間（ｔ1−ｔ0）より短い立ち下り時間（ｔ3−ｔ1）を有する。
【０１６９】
これについて、図９および図１０に関連して、フラッシュ・ランプ１８２を通って放電して工作物の面１０４に入射する放射フラッシュを作るアーク電流の一例を全体的に９１０で示し、工作物の面１０４の温度を全体的に９２０で示す。図９に示すように同じ時間線の上にプロットすると、温度は、アーク電流より遅れる（図９に示す例では、ピーク表面温度９２２は、ピーク・アーク電流９１２より約０．４ｍｓ遅れる）。この例では、アーク電流９１０は、アーク電流が減少するに従って電流不安定時間領域９１４を有し、その結果、工作物の面１０４の温度９２０の温度不安定時間領域９２４を生じる。熱処理の繰返し性を更に改善するため、この実施の形態の装置１００は、これらの不安定領域を減らすよう構成される。
【０１７０】
このため、この実施の形態のプロセッサ回路１１０および電源装置１８８は、図１０に示す電気パルス１０１０と同様の電気パルスを放射装置１８０の各フラッシュ・ランプに供給するよう構成される。これについて、電気パルス１０１０は立ち上り時間より速い立ち下り時間を有するので、電気パルス１０１０不安定領域１０１４は、はるかに急な傾斜を有し、したがって、図９に示すアーク電流９１０の対応する不安定領域９１４より短い継続時間（ｔ3−ｔ2）を有する。したがって、工作物表面温度１０２０の対応する不安定時間領域１０２４も図９に示す不安定領域９２４より急な傾斜および短い継続時間を有する。したがって、図１０に示す電気パルス１０１０を用いると、これらの領域内の電流および温度の不安定性が減少するので、装置１００を用いる熱プロセスの繰返し性が改善される。
【０１７１】
この実施の形態では、パルス１０１０は、一般にのこぎり波形パルスを含む。望ましくは、パルスののこぎり波形を一層鋭くしてよい。例えば、ほとんど方形の入力波形が利用できる場合は、インダクタを用いてかかる波形を立ち上り時間より短い立ち下り時間を有する一般に三角パルスに変換してよい。
【０１７２】
この実施の形態では、プロセッサ回路は、パルス１０１０を立ち上り時間から立ち下り時間に急に移行させるよう構成される。より特定すると、この実施の形態のプロセッサ回路は、クローバ回路を点火してパルスを立ち上り時間から立ち下り時間に移行させるよう構成される。この実施の形態では、クローバ回路は、フラッシュ・ランプに並列に接続する。したがって、この目的で用いるクローバ回路は、図３に３５０で示すものと同様の電力削減回路を含んでよく、または後で説明する図１２および図１３に示すものと同様の電力削減回路を含んでよい。かかるクローバ回路を点火すると、事実上、放射装置の両端を短絡して、パルスを立ち上り時間から立ち下り時間に移行させる。
【０１７３】
図１、図２、図３、図１１に関連して、本発明の別の実施の形態に係る電力制御回路を図１１に全体的に１１００で示す。この実施の形態では、電力制御回路１１００は、図３に示す電力制御回路３００といくらか似ており、第１の電力増強回路３３０を含む。しかし、電力制御回路３００とは異なり、電力制御回路１１００は、第２の電力増強回路１１０４も含む。回路１１０４は、更に補助コンデンサ１１０６およびダイオード１１０８を含む。この実施の形態では、コンデンサ１１０６は、６６７μＦの静電容量を有する。この実施の形態では、放射フラッシュを開始するとき、サイリスタ３３２は、非導通状態にあり、ダイオード１１０８が設けられていることと共に、コンデンサ１１０６がフラッシュ・ランプ１８２を通して放電するのを防ぐ。
【０１７４】
しかし、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４の指示の下にプロセッサ回路１１０がフラッシュの残りの部分のピーク電力出力を増やすことが望ましいと決定した場合は、プロセッサ回路は、ゲート電圧をサイリスタ３３２に与えて導通状態にし、その結果、上に述べたような電流増強効果を生じる。しかし、前に説明した電流増強効果に加えて、サイリスタ３３２を導通状態にすると補助コンデンサ１１０６がフラッシュ・ランプ１８２およびインダクタ３３４を通して放電するので、追加の電流増強を与える。したがって、この実施の形態において放射フラッシュのピーク電力出力を増やすことは、フラッシュ・ランプ１８２およびインダクタ３３４を通して補助コンデンサを放電することを含む。
【０１７５】
上に述べた各実施の形態は、プロセッサ回路１１０が電流をうまく制御するのにサイリスタを用いたが、他の固体素子（より一般に他の適当な回路）を代わりに用いてよい。例えば、望ましくは、サイリスタ３２２、３３２、３３６、３５２の代わりに絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いてよい。これについて、一般にＩＧＢＴにはサイリスタほど多くの電流を流すことはできないが、一層大きな電流容量を持つＩＧＢＴが次第に広く利用できるようになっている。また、ＩＧＢＴは、スイッチ・オフできるという別の利点を有する。これに比べてサイリスタは、ゲート電圧を与えて導通状態にすると、サイリスタを通って流れる電流がしきい値保持電流を超えている限り、ゲート電圧を取り去っても導通を続ける。
【０１７６】
上に述べた主な実施の形態は、複数の電力制御回路（すなわち、２つの電力削減回路３２０、３５０と電力増強回路３３０）を含むが、他の実施の形態はかかる電力制御回路を１つだけ、または他のタイプの回路を含んでよい。
【０１７７】
例えば、或る別の実施の形態では、電力削減回路３５０だけは、備えるが、電力削減回路３２０および電力増強回路３３０は、除く。かかる実施の形態では、望ましくは、工作物パラメータ記憶２４０に記憶されている工作物特性化の値を変更して、放射フラッシュを作るのに用いる電荷が望ましいピーク温度を達成するのに常に十分であって、電力削減回路３５０による介入を常に必要とするようにしてよい。これについて、かかる実施の形態は、高度な応用によっては特に優れているかも知れない。例えば、イオン／ドーパントを活動化する半導体ウェーハの焼きなましでは、ウェーハの素子側のピーク温度の変動は、プロセス結果（活動化および拡散）に強く影響を与えるが、実施の形態によっては温度対時間曲線の形の変動も大きいことがある。
【０１７８】
例えば、対象とする特定の繰返し性および一貫性の要求に依存して、同じピーク温度の１００℃以内の温度対時間曲線の形が異なると大きな変動の原因になることがある。温度対時間曲線は、放射フラッシュを生成する電気パルスの電流対時間曲線から一般に遅れるが、形が異なることもあり、電流パルス波形の比較的小さな変化がウェーハの素子側の温度対時間曲線の形の大きな変動の原因になることがある。したがって、電力削減回路３５０による介入を常に必要とする実施の形態は、かかる介入を時には必要とするが常には必要としない実施の形態に比べて、ウェーハ毎により一貫した電流パルス波形（したがって、より一貫した温度対時間曲線の形）を作るという利点を有する。
【０１７９】
同様に、別の実施の形態では電力削減回路３２０だけを備える。望ましくは、工作物パラメータ記憶２４０に記憶されている工作物特性化の値を同様にして変更して、電力削減回路３２０による介入を常に必要とするようにしてよい。
逆に、別の実施の形態では、図３に示す電力増強回路３３０だけ、または図１１に示すその変更した回路を備えてよい。望ましくは、かかる実施の形態では、工作物パラメータ記憶２４０に記憶されている工作物特性化の値を変更して、放射フラッシュを作るのに用いる電荷が望ましいピーク温度を達成するのにやや不十分であって、電力増強回路３３０による介入を常に必要とするようにしてよい。
【０１８０】
上に述べた特定の実施の形態を用いてサイクル毎に一貫した熱サイクルおよび一貫したピーク温度を達成してよいが、実施の形態によっては、見かけが同じ工作物についても少し異なるピーク温度を意図的に求めて、プロセスの最終結果の一貫性を向上させるのが望ましいことがある。これについて、或る実施の形態のプロセス結果が単にピーク温度だけでなく温度対時間曲線の形により大きく影響されることがある場合は、ここに述べた種々のパルス変更回路を用いてパルス波形を変えると、同じピーク温度を達成しても温度対時間曲線が異なる場合は、少し異なるプロセス結果が実際に得られることがある。例えば、半導体ウェーハの素子側にイオン／ドーパントの活動化および拡散が起こる応用では、対象とする特定の繰返し性および一貫性の要求に依存して、同じピーク温度の１００℃以内の温度対時間曲線の形が異なると大きな変動の原因になることがある。
【０１８１】
かかる実施の形態では、ウェーハの素子側がピーク温度に向かって予想以上に速く加熱していて（例えば、素子側の放射率が予想以上に大きいために）電流削減回路による介入が予想より早く必要であることを実時間の素子側温度測定値が示す場合は、望ましいピーク温度を正確に達成しても、素子側の温度対時間曲線の形が変わるとイオン／ドーパントの活動化および拡散の結果が少し異なることがある。したがって、かかる実施の形態では、該当するパルス変更回路を活動化するタイミングを調整して、素子側のピーク温度を前に定義済みの望ましいピーク温度から意図的にずらして、望ましいピーク温度からのずれが予想温度対時間曲線の形からのずれを補償することにより、より一貫した全体的なイオン／ドーパントの活動化および拡散結果を達成してよい。かかる調整は、例えば、各工作物タイプに対応する経験的に決定されるルックアップ・テーブルにより行ってよい。
【０１８２】
または、繰返し性および一貫性の要求が余り厳しくない他の実施の形態では、特定の応用では温度対時間曲線の形の変動の影響がピーク温度の変動に比べて非常に小さいことがあり、この場合は、前者を無視してよい。
【０１８３】
別の実施の形態では、他のタイプの電力削減回路および／または電力増強回路を備えてよい。例えば、図１、図２、図３、図１２に関連して、本発明の別の実施の形態に係る電力制御回路を図１２に全体的に１２００で示す。この実施の形態では、電力制御回路１２００は、電力削減回路１２０２を含む。この実施の形態では、電力削減回路１２０２は、図３に示す電力削減回路３５０にいくらか似ているが、抵抗器３５６を省いている。このように、この実施の形態の電力削減回路１２０２は、クローバ回路を含み、これは、スイッチング回路およびインダクタ１２０６を含む。この実施の形態では、スイッチング回路は、単一のスイッチ要素１２０４を含む。より特定すると、この実施の形態のスイッチ要素１２０４は、半導体スイッチである。更に特定すると、この実施の形態のスイッチ要素１２０４は、サイリスタである。ただし、例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート・バーポーラ・トランジスタ）などの他のタイプのスイッチを代わりに用いてよい。或るタイプのサイリスタは、過度の電流増加速度で壊れることがあるので、この実施の形態のインダクタ１２０６は、電流の増加速度ｄＩ／ｄｔを事実上制限して、スイッチ要素１２０４が壊れる可能性を防ぐ。
【０１８４】
この実施の形態では、インダクタ１２０６のインダクタンス（インダクタ３５４のインダクタンスと同じである必要はない）は、この後者の目的にかなうようにできるだけ低く選択し、またフラッシュ・ランプ１８２よりはるかに低いインダクタンスを与える。この実施の形態では、サイリスタ３３６を導通状態にするとコンデンサ・バンク３２８は、フラッシュ・ランプ１８２を通して放電を開始して放射フラッシュを作る。フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４に関して上に述べたように、面１０４の加熱が速すぎて望ましいピーク温度を超える可能性があることをフラッシュの最初の部分の間の工作物の面１０４の温度測定値が示す場合は、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４の指示の下にプロセッサ回路が決定する時刻にプロセッサ回路は、ゲート電圧をスイッチ要素１２０４に与えて、スイッチ要素１２０４を非導通状態から導通状態に移行させる。これにより、コンデンサ・バンク３２８に蓄積された残留電荷は、フラッシュ・ランプ１８２を通るのではなくスイッチ要素１２０４およびインダクタ１２０６を通って放電を開始する。電力削減回路１２０２をこのように活動化すると、電力削減回路３５０より早く放射フラッシュが終了するという利点を有する。
【０１８５】
図１、図２、図３、図１２、図１３に関連して、本発明の更に別の実施の形態に係る電力制御回路を図１３に全体的に１３００で示す。この実施の形態では、電力制御回路１３００は、電力削減回路１３０２を含む。この実施の形態では、電力削減回路１３０２は、図１２に示す電力削減回路１２０２にいくらか似ているが、インダクタ１２０６を省いている。このように、この実施の形態の電力削減回路１３０２は、クローバ回路を含み、これは、スイッチング回路から成る。より特定すると、この実施の形態のスイッチング回路は、単一のスイッチ要素１３０４から成る。この実施の形態では、スイッチ要素は、半導体スイッチである。より特定すると、この実施の形態のスイッチ要素１３０４は、サイリスタである。ただし、例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート・バーポーラ・トランジスタ）などの他のタイプのスイッチを代わりに用いてよい。
【０１８６】
これについて、サイリスタおよびＩＧＢＴは、歴史的に過度の電流増加速度に対する感度が高い傾向があったが、かかる過度の電流増加速度に対して一層大きな許容度を持つサイリスタおよびＩＧＢＴが一層多く利用できるようになっている。したがって、特定の実施の形態における電流の大きさおよびその変化の速度に依存して、スイッチ要素１３０４は、スイッチ要素１３０４を単独で設けてよく、フラッシュ・フィードバック制御ルーチン２２４の指示の下にプロセッサ回路１１０がこれを導通状態にしたときに急な電流増加速度から保護するインダクタを必要としない。十分な強さを持つ単一のスイッチ要素１３０４が特定の応用で利用できない場合は、種々のシステム変更を行ってよい。例えば、より多数のフラッシュ・ランプおよび電力制御回路を備えて、各電力削減回路１３０２の全電流および電流増加速度を低くしてよい。
【０１８７】
または更に別の実施の形態として、単一のスイッチ要素１３０４で構成するのではなく、電力削減回路１３０２のスイッチング回路を複数のスイッチ要素で構成してよい。例えば、単一のサイリスタまたは単一のＩＧＢＴではなく、スイッチング回路は、複数のサイリスタを互いに並列または複数のＩＧＢＴを互いに並列に備えてよい。したがって例示の別の実施の形態では、スイッチング回路は、例えば、５ｋＡのピーク電流毎に１つのＩＧＢＴを設けるように選んだ多数の並列のＩＧＢＴを含んでよい。
同様に、再び図１２に関連して、望ましくは、複数の並列のスイッチ要素を単一のスイッチ要素１２０４の代わりに用いてよい。
【０１８８】
図１２および図１３には、各電力削減回路１２０２、１３０２をフラッシュ・ランプ１８２に並列に接続するように示したが、例えば、図３に示す電力削減回路３２０の接続と同様に、これらの電力削減回路のどちらかをコンデンサ・バンク３２８に並列に接続してよい。電力削減回路をコンデンサにではなくフラッシュ・ランプに並列に接続すると、放電および得られる放射フラッシュの立ち下り時間が速くなり、その結果、面１０４の冷却が速くなり、ドーパント拡散および工作物内の熱ストレスが小さくなるという利点を有し、またフラッシュ・ランプの電極の寿命が長くなることがある。ただし、これらの利点の重要性または欠点は応用および実施の形態によって異なってよい。
【０１８９】
４つのフラッシュ・ランプを用いて例示の実施の形態を説明したが、望ましくは、例えば、１つの少数のフラッシュ・ランプを代わりに用いてよい。逆に、例えば、３０個、４０個またはそれ以上などの多数のフラッシュ・ランプを代わりに用いてよい。同様に、異なるタイプのフラッシュ・ランプを代わりに用いてよい。例えば、望ましくは、放射フラッシュは、マイクロ波パルス発生器で生成してよい。
図２に戻って、望ましくは、熱処理のために室１３０内に現在支持している工作物に関する情報を記憶するための「現在」の領域と、現在室の外で測定していて「現在」の工作物の処理が終わったときに室１３０内に挿入して処理する工作物に関する情報を記憶する「次」の領域とに処理量を高めるためにメモリ装置２６０を分割してよい。
【０１９０】
より一般に、本発明の特定の実施の形態について記述しまた図示したが、かかる実施の形態は、本発明の例に過ぎず、添付の特許請求の範囲に関して解釈される本発明を制限するものではないと考えるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１９１】
以下の図面は本発明の実施の形態を示す。
【図１】２つの垂直の前側の壁を取り去った本発明の第１の実施の形態に係る高速熱処理（ＲＴＰ）装置の斜視図である。
【図２】図１に示す装置の高速熱処理装置コンピュータ（ＲＳＣ）のブロック図である。
【図３】図１に示す装置の電力制御回路の回路図である。
【図４】図１に示す装置の超高速放射計のブロック図である。
【図５】図１に示す装置の第２の測定装置の表現である。
【図６】工作物放射率の１０％の変動が工作物の表面温度に与える影響を示すグラフである。
【図７】フラッシュ中の異なる時刻に電力削減回路を活動化したときの放射フラッシュを作るのに用いる図１に示す放射装置のアーク電流を示すグラフである。
【図８】フラッシュ中の異なる時刻に電力増強回路を活動化したときの放射フラッシュを作るのに用いる図１に示す放射装置のアーク電流を示すグラフである。
【図９】第１のアーク電流および対応する工作物の表面温度軌跡を示すグラフである。
【図１０】第２のアーク電流および対応する工作物の表面温度軌跡を示すグラフである。
【図１１】本発明の別の実施の形態に係る電力制御回路の回路図である。
【図１２】本発明の更に別の実施の形態に係る電力制御回路の回路図である。
【図１３】本発明のまた更に別の実施の形態に係る電力制御回路の回路図である。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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