(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々、発光エネルギーを供給するための主コンデンサに接続された複数の、直管型の放電容器を備える同一の閃光放電ランプが平行に配列されてなり、同時に駆動される当該複数の閃光放電ランプから放射される閃光を被処理物に照射する閃光放射装置において、
前記複数の閃光放電ランプに対応するすべての主コンデンサの電気容量が同一であり、  前記複数の閃光放電ランプのうちの両端に配置されている端部閃光放電ランプに対応する端部主コンデンサの充電電圧が、端部閃光放電ランプ以外の中央部閃光放電ランプに対応する中央部主コンデンサの充電電圧よりも大きいものとされていることを特徴とする閃光放射装置。
【請求項２】
中央部主コンデンサに電力を供給する第１の直流電源と、当該第１の直流電源より大きな充電電圧を有し、端部主コンデンサに電力を供給する第２の直流電源とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の閃光放射装置。
【請求項３】
中央部主コンデンサおよび端部主コンデンサに電力を供給する直流電源と、中央部主コンデンサとに接続されており、
中央部主コンデンサの充電時間を、端部主コンデンサの充電時間よりも短く制御することにより、中央部主コンデンサの充電電圧を、端部主コンデンサの充電電圧より小さく制御する充電時間制御機構が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の閃光放射装置。
【請求項４】
中央部主コンデンサの各々に対して、中央部主コンデンサに蓄積されている電荷を放電することにより、中央部主コンデンサの充電電圧を、端部主コンデンサの充電電圧より小さく制御する放電制御機構が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の閃光放射装置。
【請求項５】
被処理物である半導体ウエハが配置されるチャンバーと、当該チャンバー内の半導体ウエハに閃光を照射する請求項１〜請求項４のいずれかに記載の閃光放射装置とを備えてなることを特徴とする光加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハなどを熱処理するための加熱源として好適に用いられる閃光放射装置、および当該閃光放射装置を備えた光加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば半導体ウエハを熱処理するための光加熱装置としては、被処理物である半導体ウエハの表層部分を極めて短時間に所定の温度に加熱することが必要とされていることから、その加熱源として閃光放電ランプを備えた閃光放射装置を用いることが検討されている。
【０００３】
一方、半導体ウエハとしては、その口径が１００〜２００ｍｍのものが主として用いられており、また、その口径が３００ｍｍと更に大きなものも用いられるに至っているが、このような大きな被処理面を有する半導体ウエハを、１本の閃光放電ランプによって短時間で所定の温度に高い均一性で昇温させることは極めて困難である。
【０００４】
そこで、閃光放電ランプを用いた光加熱装置を実現するためには、加熱源として、半導体ウエハの大きさに応じた多数の閃光放電ランプが等間隔で平行に配列されており、これらの閃光放電ランプに共通のリフレクタを備えた閃光放射装置を用いればよい。
しかしながら、このような閃光放射装置を備えた光加熱装置においては、各閃光放電ランプから放射された閃光が重畳された状態で被処理面に対して照射されるが、実際上、半導体ウエハの周縁部に照射される光の光強度が、この半導体ウエハの中央部に照射される光の光強度に比して小さくなるため、結局、被処理物の被処理面全面に必要とされる強度の閃光が照射されず、従って、被処理物を、被処理面全面にわたって温度均一性の高い状態で加熱することができない、という問題があることが判明した。
【０００５】
このような問題を解決する１つの方法としては、閃光放射装置に用いる閃光放電ランプの本数をより一層多くする手段があるが、閃光放射装置に用いる閃光放電ランプの本数を多くすることに伴って装置自体が大型化し、その結果、光加熱装置が大型のものとなってしまうため、実用的ではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、被処理物が大きな被処理面を有するものであっても、比較的少数の閃光放電ランプにより、被処理物の表面を高い均一性で加熱することのできる閃光放射装置およびこれを用いた光加熱装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の閃光放射装置は、各々、発光エネルギーを供給するための主コンデンサに接続された複数の、直管型の放電容器を備える同一の閃光放電ランプが平行に配列されてなり、同時に駆動される当該複数の閃光放電ランプから放射される閃光を被処理物に照射する閃光放射装置において、
前記複数の閃光放電ランプに対応するすべての主コンデンサの電気容量が同一であり、  前記複数の閃光放電ランプのうちの両端に配置されている端部閃光放電ランプに対応する端部主コンデンサの充電電圧が、端部閃光放電ランプ以外の中央部閃光放電ランプに対応する中央部主コンデンサの充電電圧よりも大きいものとされていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の閃光放射装置は、中央部主コンデンサに電力を供給する第１の直流電源と、当該第１の直流電源より大きな充電電圧を有し、端部主コンデンサに電力を供給する第２の直流電源とを備えていることが好ましい。
【０００９】
本発明の閃光放射装置は、中央部主コンデンサおよび端部主コンデンサに電力を供給する直流電源と、中央部主コンデンサとに接続されており、
中央部主コンデンサの充電時間を、端部主コンデンサの充電時間よりも短く制御することにより、中央部主コンデンサの充電電圧を、端部主コンデンサの充電電圧より小さく制御する充電時間制御機構が備えられていることが好ましい。
【００１０】
本発明の閃光放射装置は、中央部主コンデンサの各々に対して、中央部主コンデンサに蓄積されている電荷を放電することにより、中央部主コンデンサの充電電圧を、端部主コンデンサの充電電圧より小さく制御する放電制御機構が備えられていることが好ましい。
【００１１】
本発明の光加熱装置は、被処理物である半導体ウエハが配置されるチャンバーと、当該チャンバー内の半導体ウエハに閃光を照射する請求項１〜請求項４のいずれかに記載の閃光放射装置とを備えてなることを特徴とする。
【００１２】
【作用】
本発明の閃光放射装置によれば、複数の閃光放電ランプが同一であってその各々に対応するすべての主コンデンサの電気容量が同一であり、端部閃光放電ランプに対応する端部主コンデンサの充電電圧が、中央部主コンデンサのいずれの充電電圧よりも大きいものとされているため、同時に駆動された端部閃光放電ランプの各々から放射される閃光の波形の半値幅が、中央部閃光放電ランプの各々における閃光の波形の半値幅と揃ったものとなり、しかも端部閃光放電ランプの各々から放射される閃光の波形において発光エネルギーがピークに達するまでの時間（以下、「ピーク到達時間」ともいう。）と、中央部閃光放電ランプの各々の閃光の波形におけるピーク到達時間とにずれが生じることなしに、この端部閃光放電ランプの閃光の発光エネルギーが、中央部閃光放電ランプの閃光の発光エネルギーに比して大きくなることから、被処理面の周縁部に照射される光の光強度を、この被処理面の中央部に照射される光の光強度と同程度の大きさとすることができる。
従って、被処理物が大きな被処理面を有するものであっても、比較的少数の閃光放電ランプにより、被処理物の表面を高い均一性で加熱することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の光加熱装置の構成の一例を示す説明図である。
この光加熱装置１０は、被処理物である半導体ウエハ（図１においてはＷで示す。）を熱処理するためのものであって、雰囲気ガス導入口１１Ａと、半導体ウエハ出入口１１Ｂとを有する石英ガラス製のチャンバー１１と、当該チャンバー１１内に配置された、半導体ウエハを支持するための支持用台１２、１２とを備えてなり、チャンバー１１の天井面（図１において上面）には、石英の平板よりなる第１石英窓１３が設けられ、また、チャンバー１１の底面（図１において下面）には、石英の平板よりなる第２石英窓１４が設けられている。
【００１５】
そして、チャンバー１１の第２石英窓１４の下方（図１において下方）には、予備加熱手段３０が設けられており、また、チャンバー１１の第１石英窓１３の上方（図１において上方）には、後述する閃光放射装置２０が加熱源として設けられている。
この例においては、予備加熱手段３０は、第２石英窓１４に沿って等間隔で平行に配列された複数（この例においては９本）の棒状のハロゲンランプ３２と、これらのハロゲンランプに共通のリフレクタ３３とを備え、各ハロゲンランプ３２の動作を制御するためのハロゲンランプ点灯用回路３５を有している。
【００１６】
このような光加熱装置１０によれば、例えば、予め、予備加熱手段３０に対応するハロゲンランプ３２のすべてを一斉に点灯状態とすることにより、半導体ウエハを、例えば導入された不純物の熱拡散が生じない所定の温度にまで予備加熱した後、直ちに、複数のハロゲンランプ３２のすべてを消灯させると共に、閃光放射装置２０を動作させることによって閃光を放射し、これにより、熱処理が行われる。
【００１７】
閃光放射装置２０は、第１石英窓１３に沿って等間隔で平行に配列された複数（この例においては２１本）の棒状の閃光放電ランプ２２と、これらの閃光放電ランプ２２に共通のリフレクタ２３とを備え、各閃光放電ランプ２２の動作を制御するための閃光放電ランプ点灯用回路２５を有している。
【００１８】
閃光放電ランプ２２としては、例えば、キセノンガスが封入されてなるものであって、両端が封止され、内部に放電空間を区画する直管型の石英ガラス製の放電容器と、放電空間内において対向配置された陽極および陰極とを備えるものであって、放電容器の外面に沿って管軸方向に伸びるよう配設されたトリガ電極２８が設けられている。
【００１９】
図２は、閃光放電ランプの点灯用回路の具体例を示す説明図である。
閃光放射装置２０における閃光放電ランプ点灯用回路２５は、複数（図の例では４本）の閃光放電ランプ２２（図１参照）の各々がトリガ電極２８を介して共通のトリガ回路４１に接続されてなる閃光放射ユニットを複数備え、各閃光放射ユニットのトリガ回路４１が共通の駆動信号発生器を形成するスイッチ４２により駆動される構成を有するものである。
【００２０】
ここに、トリガ回路４１は、閃光放電ランプ２２のトリガ電極２８に接続された二次側コイル４４Ａと、トリガ用コンデンサ４５に接続された一次側コイル４４Ｂとにより構成されるトランス４４を備えており、また、照射指令信号に基づいて動作され、駆動信号発生器として機能するスイッチ４２を有している。
この場合においては、スイッチ４２が共通のものであることから、各トリガ回路４１に対して同時に駆動信号を発信することができる。
【００２１】
閃光放射装置２０を構成する閃光放電ランプ２２は、各々、発光エネルギーを供給するための関連する主コンデンサに並列に接続されており、この閃光放電ランプ２２と主コンデンサとを接続する電流路の各々には波形整形用コイル４８が接続されている。
【００２２】
そして、平行に配列された複数の閃光放電ランプのうちの両端に各々配置された単数または複数の端部閃光放電ランプ（図２においては「２２Ａ」で示す。）に対応する端部主コンデンサ４７Ａは、当該端部主コンデンサ４７Ａに電力を供給するための共通の第２の直流電源４９Ａに接続されており、両端に各々に配置されている端部閃光放電ランプ２２Ａ以外の中央部閃光放電ランプ（図２においては「２２Ｂ」で示す。）に対応する中央部主コンデンサ４７Ｂの各々は、中央部主コンデンサ４７Ｂに電力を供給するための共通の第１の直流電源４９Ｂに接続されている。
図２の例において、複数の閃光放電ランプのうちの両端の各々に１本ずつ配置されている合計２本の端部閃光放電ランプ２２Ａ以外の閃光放電ランプは、すべて中央部閃光放電ランプ２２Ｂであり、端部閃光放電ランプ２２Ａに対応する２個の端部主コンデンサ４７Ａ以外の主コンデンサは、すべて中央部主コンデンサ４７Ｂである。
【００２３】
端部主コンデンサ４７Ａおよび中央部主コンデンサ４７Ｂ（以下、単に「主コンデンサ」ともいう。）としては、例えば充放電用フィルムコンデンサを用いることができる。
【００２４】
閃光放射装置２０を構成する主コンデンサとしては、その電気容量が同一のものを用いる必要がある。
具体的に、すべての主コンデンサの電気容量を同一のものとするためには、主コンデンサとして、同一の製造工程で作製された、同一の仕様を有するものを用いることが好ましい。この場合には、電気容量のばらつきを±１％の範囲内において揃えることができる。
【００２５】
そして、複数の閃光放電ランプ２２が同一のものであるので、すべての主コンデンサの電気容量を同一とすることにより、閃光放射装置２０を構成する閃光放電ランプ２２の各々から放射される閃光の波形を半値幅が揃ったものとすることができ、しかも閃光放電ランプ２２の各々から放射される閃光におけるピーク到達時間を揃ったものとすることができるため、被処理物である半導体ウエハの被処理面全面における昇温態様を均一なものとすることができる。
【００２６】
そして、第１の直流電源４９Ｂより大きな充電電圧を有する第２の直流電源４９Ａから電力が供給される端部主コンデンサ４７Ａの充電電圧は、第１の直流電源４９Ｂから電力が供給される中央部主コンデンサ４７Ｂの充電電圧よりも大きいものとされている。
具体的には、端部主コンデンサ４７Ａの充電電圧は、中央部主コンデンサ４７Ｂの充電電圧の１．０５〜１．５倍とするとよい。
【００２７】
端部主コンデンサ４７Ａの充電電圧が、中央部主コンデンサ４７Ｂの充電電圧より大きいことにより、端部閃光放電ランプ２２Ａから放射される閃光の発光エネルギーが、中央部閃光放電ランプ２２Ｂからの閃光の発光エネルギーに比して大きくなる。
【００２８】
このような構成の閃光放射装置２０においては、照射指令信号を受信すると、スイッチ４２が閉成して導通する結果、駆動信号が発信され、予めトリガ用コンデンサ４５に蓄積されていた電荷が放電されることによってトランス４４の二次側コイル４４Ａにトリガ用高電圧が発生し、このトリガ用高電圧がトリガ電極２８に印加されて閃光放電ランプ２２の各々が駆動される。
このようにして、駆動信号発生器から発信される駆動信号に基づいて複数の閃光放電ランプ２２が同時に駆動されて一斉に点灯状態となり、各閃光放電ランプ２２から放射された閃光が重畳された状態で半導体ウエハの表面（被処理面）に対して照射される。
【００２９】
以上のような光加熱装置１０によれば、被処理物である半導体ウエハの大きさに応じた閃光放電ランプ２２を備えた閃光放射装置２０を加熱源としており、この閃光放射装置２０の複数の閃光放電ランプ２２が同一であると共に、当該閃光放電ランプ２２に対応するすべての主コンデンサの電気容量が同一であり、複数の閃光放電ランプ２２のうちの端部閃光放電ランプ２２Ａに対応する端部主コンデンサ４７Ａの充電電圧が、中央部主コンデンサ４７Ｂのいずれの充電電圧よりも大きいものであるため、同時に駆動された端部閃光放電ランプ２２Ａの各々から放射される閃光の波形の半値幅が、中央部閃光放電ランプ２２Ｂの各々における閃光の波形の半値幅と揃ったものとなり、しかも端部閃光放電ランプ２２Ａの各々から放射される閃光の波形におけるピーク到達時間と、中央部閃光放電ランプ２２Ｂの各々の閃光の波形におけるピーク到達時間とにずれが生じることなしに、この端部閃光放電ランプ２２Ａの閃光の発光エネルギーが、中央部閃光放電ランプ２２Ｂの閃光の発光エネルギーに比して大きくなる。
【００３０】
その結果、端部閃光放電ランプ２２Ａの直下付近に位置する半導体ウエハの周縁部に照射される光の光強度を、中央部閃光放電ランプ２２Ｂの直下付近に位置する半導体ウエハの中央部に照射される光の光強度と同程度の大きさとすることができるため、半導体ウエハが大きな被処理面を有するものであっても、比較的少数の閃光放電ランプにより、半導体ウエハの表面を高い均一性で加熱することができる。
【００３１】
実際上、例えば、各々、１２．７ｍｍの間隔で平行に配列された、外径１０．５ｍｍ、内径８．５ｍｍの放電容器を備え、電極間距離が２８０ｍｍである２１本の閃光放電ランプ２２を用い、２１本の閃光放電ランプのうちの両端の各々に３本ずつ配置されている合計６本の閃光放電ランプを端部閃光放電ランプ２２Ａとして、この端部閃光放電ランプ２２Ａに対応する端部主コンデンサ４７Ａの充電電圧を、中央部主コンデンサ４７Ｂの充電電圧の１．２倍とした構成の閃光放射装置２０を加熱源とする光加熱装置１０を用いることにより、半導体ウエハが、例えば口径が２００ｍｍである大きな被処理面を有するものであっても、半導体ウエハの表面を高い均一性で加熱する熱処理を確実に行うことができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の光加熱装置の他の例における各閃光放電ランプの動作を制御する閃光放電ランプ点灯用回路を示す説明図である。
この閃光放射装置は、閃光放電ランプ点灯用回路として、中央部主コンデンサ４７Ｂの充電時間を、端部主コンデンサ４７Ａの充電時間よりも短く制御することにより、中央部主コンデンサ４７Ｂの充電電圧を、端部主コンデンサ４７Ａの充電電圧より小さく制御する制御回路５３よりなる充電時間制御機構を備えている閃光放電ランプ点灯用回路５１を用いていること以外は第１の実施の形態における閃光放射装置と同様の構成を有するものである。
閃光放電ランプ点灯用回路５１において、充電時間制御機構を構成する制御回路５３は、閃光放射装置を構成するすべての主コンデンサ（端部主コンデンサ４７Ａおよび中央部主コンデンサ４７Ｂ）に電力を供給するための共通の直流電源５２と、中央部主コンデンサ４７Ｂとに接続されている。
【００３３】
図３の例において、等間隔で平行に配列された複数の閃光放電ランプのうちの両端の各々に１本ずつ配置されている合計２本の端部閃光放電ランプ２２Ａ以外の閃光放電ランプは、すべて中央部閃光放電ランプ２２Ｂであり、端部閃光放電ランプ２２Ａに対応する２個の端部主コンデンサ４７Ａ以外の主コンデンサは、すべて中央部主コンデンサ４７Ｂである。
【００３４】
このような構成の閃光放射装置においては、端部主コンデンサ４７Ａと、中央部主コンデンサ４７Ｂとが共通の直流電源５２に接続されており、これらのすべての主コンデンサの電気容量が同一であるが、中央部主コンデンサ４７Ｂが充電時間制御機構を介して直流電源５２に接続されていることから、この充電時間制御機構によって中央部主コンデンサ４７Ｂの充電時間を、端部主コンデンサ４７Ａの充電時間に比して小さくすることができる。これにより、端部主コンデンサ４７Ａの充電電圧を、中央部主コンデンサ４７Ｂの充電電圧よりも大きいものとすることができる。
従って、被処理面の周縁部に照射される光の光強度を、この被処理面の中央部に照射される光の光強度と同程度の大きさとすることができ、これにより、被処理物が大きな被処理面を有するものであっても、比較的少数の閃光放電ランプにより、被処理物の表面を高い均一性で加熱することができる。
【００３５】
（第３の実施の形態）
図４は、本発明の光加熱装置の更に他の例における各閃光放電ランプの動作を制御する閃光放電ランプ点灯用回路を示す説明図である。
この閃光放射装置は、閃光放電ランプ点灯用回路として、中央部主コンデンサ４７Ｂの各々に、中央部主コンデンサ４７Ｂに蓄積されている電荷を放電することによって中央部主コンデンサ４７Ｂの充電電圧を、端部主コンデンサ４７Ａの充電電圧より小さく制御する放電制御機構を備えている閃光放電ランプ点灯用回路５４を用いていること以外は第１の実施の形態における閃光放射装置と同様の構成を有するものである。
閃光放電ランプ点灯用回路５４において、放電制御機構は、中央部主コンデンサ４７Ｂの各々に並列に接続された放電抵抗５６と、この放電抵抗５６に直列に接続された電圧検出器５８とよりなるものである。
図４において、５２は、閃光放射装置を構成するすべての主コンデンサ（端部主コンデンサ４７Ａおよび中央部主コンデンサ４７Ｂ）に電力を供給するための共通の直流電源であり、５７は、電圧検出器５８の動作を制御するための、複数の電圧検出器５８に共通の制御器である。
【００３６】
図４の例において、等間隔で平行に配列された複数の閃光放電ランプのうちの両端の各々に配置されている合計２本の端部閃光放電ランプ２２Ａ以外の閃光放電ランプは、すべて中央部閃光放電ランプ２２Ｂであり、端部閃光放電ランプ２２Ａに対応する２個の端部主コンデンサ４７Ａ以外の主コンデンサは、すべて中央部主コンデンサ４７Ｂである。
【００３７】
このような構成の閃光放射装置においては、端部主コンデンサ４７Ａと、中央部主コンデンサ４７Ｂとが共通の直流電源５２に接続されており、これらのすべての主コンデンサの電気容量が同一であるが、中央部主コンデンサ４７Ｂの各々に、放電制御機構が接続されていることから、この放電制御機構によって中央部主コンデンサ４７Ｂに蓄積された電荷を放電することができる。これにより、端部主コンデンサ４７Ａの充電電圧を、中央部主コンデンサ４７Ｂの充電電圧よりも大きいものとすることができる。
従って、被処理面の周縁部に照射される光の光強度を、この被処理面の中央部に照射される光の光強度と同程度の大きさとすることができ、これにより、被処理物が大きな被処理面を有するものであっても、比較的少数の閃光放電ランプにより、被処理物の表面を高い均一性で加熱することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、平行に配列された複数の閃光放電ランプにおける端部閃光放電ランプの本数は、被処理物における被処理面の大きさに応じて適宜に設定することができる。
ここに、平行に配列された複数の閃光放電ランプの両端の各々に、複数の端部閃光放電ランプを配置する場合には、両端の各々に配置された端部閃光放電ランプが同数であることが好ましい。
【００３９】
以上においては、本発明の閃光放射装置を、半導体ウエハを被処理物として熱処理する光加熱装置に適用した場合について説明したが、当該閃光放射装置は、これに限定されるものではない。
【００４０】
以下、本発明の作用効果を確認するために行った実験について説明する。
＜実験例１＞
外径１０．５ｍｍ、内径８．５ｍｍの放電容器を備え、電極間距離が２８０ｍｍであり、放電容器の外面に配設された、外径１．０ｍｍのニッケル線よりなるトリガ電極を有する閃光放電ランプを用い、下記表１に示すように、点灯条件（ａ）を基準とし、主コンデンサの充電電圧を大きくした場合の例を点灯条件（ｂ）、また、主コンデンサの電気容量を大きくした場合の例を点灯条件（ｃ）として各点灯条件において放射される閃光の波形を電流値によって測定した。結果を図５に示す。
図５において、点灯条件（ａ）の結果を曲線（ａ）、点灯条件（ｂ）の結果を曲線（ｂ）、点灯条件（ｃ）の結果を曲線（ｃ）で示す。
【００４１】
【表１】
0004029613.tif 000002
【００４２】
以上の結果から、閃光放電ランプの発光エネルギーを大きくするためには、（１）主コンデンサの電気容量を大きくする手段、（２）主コンデンサの充電電圧を大きくする手段の２つの手段があるが、主コンデンサの充電電圧を大きくした場合には、得られる閃光の波形の半値幅が変化することなく、しかもピーク到達時間が大きくずれることなく、発光エネルギーが大きくなることが確認された。一方、主コンデンサの電気容量を大きくした場合には、発光エネルギーは大きくなるが、閃光放電ランプから放射される閃光の波形の半値幅が大きくなり、しかも、ピーク到達時間が大きくなることが確認された。
従って、閃光放電ランプの発光エネルギーを大きくするためには、主コンデンサの充電電圧を大きくすることが有効な手法であることが確認された。
【００４３】
＜実験例２＞
図１に示す構成に従い、図２に示すような形式の閃光放電ランプ点灯用回路により、複数の閃光放電ユニットを構成する２１本の閃光放電ランプを備えた閃光放射装置を加熱源とする実験用光加熱装置を作成した。
この実験用光加熱装置においては、閃光放射装置に、１２．７ｍｍの間隔で配列した、外径１０．５ｍｍ、内径８．５ｍｍの放電容器を備え、電極間距離が２００ｍｍであり、放電容器の外面に配設された、外径１．０ｍｍのニッケル線よりなるトリガ電極を有する、同一ロットの２１本の閃光放電ランプを用い、また、主コンデンサとしては、同一のロットのものを用いた。
【００４４】
このような実験用光加熱装置において、下記表２に示すように、点灯条件（１）を基準とし、２１本の閃光放電ランプのうちの両端の各々に３本ずつ配置されている合計６本の閃光放電ランプ（以下、この実験例２において「端部６本の閃光放電ランプ」ともいう。）に対応する主コンデンサの充電電圧を１．２倍とした場合の例を点灯条件（２）、端部６本の閃光放電ランプに対応する主コンデンサの電気容量を１．４倍とした場合の例を点灯条件（３）、端部６本の閃光放電ランプに対応する主コンデンサの電気容量を１．６７倍とした場合の例を点灯条件（４）として各点灯条件において口径が２００ｍｍの半導体ウエハにおける表２に示される部分に照射される光の波形を測定した。結果を図６に示す。
図６において、点灯条件（１）の結果を曲線（１）、点灯条件（２）の結果を曲線（２）、点灯条件（３）の結果を曲線（３）、点灯条件（４）の結果を曲線（４）で示す。
【００４５】
【表２】
0004029613.tif 000003
【００４６】
表２において、周縁部とは、半導体ウエハの中央部から径方向に１００ｍｍ離れた部分を示す。
【００４７】
また、点灯条件（１）〜（４）の各々において、光の波形を測定した半導体ウエハにおける部分の表面温度の変化を測定した。結果を図７に示す。
図７において、点灯条件（１）に係る曲線と、点灯条件（２）に係る曲線とは完全に一致している。
【００４８】
以上の結果から、図６に示すように、端部６本の閃光放電ランプに対応する主コンデンサの充電電圧を大きくすることにより、半導体ウエハの周縁部においては、基準の点灯条件において半導体ウエハの中央部に照射される光の波形とほぼ同形の波形を有する光を照射することができることが確認された。
また、図７に示すように、端部６本の閃光放電ランプに対応する主コンデンサの充電電圧を大きくすることにより、半導体ウエハの周縁部においては、その表面温度が、基準の点灯条件における半導体ウエハの中央部の表面温度の変化とほぼ同様の変化状態となることが確認された。
【００４９】
【実施例】
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明がこれによって制限されるものではない。
【００５０】
＜実施例１＞
図１に示す構成に従い、図２に示すような形式の閃光放電ランプ点灯用回路により、複数の閃光放電ユニットを構成する２１本の閃光放電ランプを備えた閃光放射装置を加熱源とする光加熱装置を作成した。
この光加熱装置においては、閃光放射装置に、１２．７ｍｍの間隔で配列した、外径１０．５ｍｍ、内径８．５ｍｍの放電容器を備え、電極間距離が２８０ｍｍであり、放電容器の外面に配設された、外径１．０ｍｍのニッケル線よりなるトリガ電極を有する、同一のロットの２１本の閃光放電ランプを用い、また、主コンデンサとしては、同一ロットのものを用いた。
【００５１】
そして、このような構成の光加熱装置において、２１本の閃光放電ランプのうちの両端の各々に２本ずつ配置されている合計４本の閃光放電ランプを端部閃光放電ランプとして、この端部閃光放電ランプに対応する端部主コンデンサの充電電圧を２７５０Ｖ、電気容量を１２００μＦとし、中央部主コンデンサの充電電圧を２５００Ｖ、電気容量を１２００μＦとした点灯条件により、口径２００ｍｍの半導体ウエハの表面および半導体ウエハの周辺における照度分布を測定した。結果を図８の曲線（ａ）に示す。
【００５２】
また、半導体ウエハの中央部に照射される光の光強度と、この半導体ウエハの中央部から径方向に１００ｍｍ離れた周縁部に照射される光の光強度とを測定し、これにより、半導体ウエハの中央部における光強度に対する周縁部における光強度の比を得た。結果を表３に示す。
【００５３】
＜実施例２＞
実施例１における光加熱装置において、端部閃光放電ランプに対応する端部主コンデンサの充電電圧を３０００Ｖとしたこと以外は実施例１と同様の方法によって半導体ウエハの表面および半導体ウエハの周辺における照度分布を測定した。結果を図８の曲線（ｂ）に示す。
また、実施例１と同様の方法によって半導体ウエハの中央部に対する周縁部の光強度比を得た。結果を表３に示す。
【００５４】
＜実施例３＞
実施例１における光加熱装置において、２１本の閃光放電ランプのうちの両端の各々に３本ずつ配置されている合計６本の閃光放電ランプを端部閃光放電ランプとしたこと以外は実施例１と同様の方法によって半導体ウエハの表面および半導体ウエハの周辺における照度分布を測定した。結果を図８の曲線（ｃ）に示す。
また、実施例１と同様の方法によって半導体ウエハの中央部に対する周縁部の光強度比を得た。結果を表３に示す。
【００５５】
＜実施例４＞
実施例１における光加熱装置において、２１本の閃光放電ランプのうちの両端の各々に３本ずつ配置されている合計６本の閃光放電ランプを端部閃光放電ランプとして、端部閃光放電ランプに対応する端部主コンデンサの充電電圧を３０００Ｖとしたこと以外は実施例１と同様の方法によって半導体ウエハの表面および半導体ウエハの周辺における照度分布を測定した。結果を図８の曲線（ｄ）に示す。
また、実施例１と同様の方法によって半導体ウエハの中央部に対する周縁部の光強度比を得た。結果を表３に示す。
【００５６】
＜比較例１＞
実施例１における光加熱装置において、２１本の閃光放電ランプに対応するすべての主コンデンサの充電電圧を２５００Ｖとしたこと以外は実施例１と同様の方法によって半導体ウエハの表面および半導体ウエハの周辺における照度分布を測定した。結果を図８の曲線（ｅ）に示す。
また、実施例１と同様の方法によって半導体ウエハの中央部に対する周縁部の光強度比を得た。結果を表３に示す。
【００５７】
【表３】
0004029613.tif 000004
【００５８】
以上の結果から、実施例１〜４に係る光加熱装置によれば、比較例１に係る光加熱装置に比して、被処理物である半導体ウエアの表面を高い均一性で加熱することができることが確認された。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の閃光放射装置によれば、複数の閃光放電ランプが同一であってその各々に対応するすべての主コンデンサの電気容量が同一であり、端部閃光放電ランプに対応する端部主コンデンサの充電電圧が、中央部主コンデンサのいずれの充電電圧よりも大きいものとされているため、同時に駆動された端部閃光放電ランプの各々から放射される閃光の波形の半値幅が、中央部閃光放電ランプの各々における閃光の波形の半値幅と揃ったものとなり、しかも端部閃光放電ランプの各々から放射される閃光の波形において発光エネルギーがピークに達するまでの時間（ピーク到達時間）と、中央部閃光放電ランプの各々の閃光の波形におけるピーク到達時間とにずれが生じることなしに、この端部閃光放電ランプの閃光の発光エネルギーが、中央部閃光放電ランプの閃光の発光エネルギーに比して大きくなることから、被処理面の周縁部に照射される光の光強度を、この被処理面の中央部に照射される光の光強度と同程度の大きさとすることができる。
従って、被処理物が大きな被処理面を有するものであっても、比較的少数の閃光放電ランプにより、被処理物の表面を高い均一性で加熱することができる。
【００６０】
本発明の光加熱装置によれば、加熱源として上記の閃光放射装置を用いているため、被処理物が大きな被処理面を有するものであっても、当該被処理物の表面を高い均一性で加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光加熱装置の構成の一例を示す説明図である。
【図２】図１の光加熱装置における各閃光放電ランプの動作を制御する閃光放電ランプの点灯用回路の具体例を示す説明図である。
【図３】本発明の光加熱装置の他の例における各閃光放電ランプの動作を制御する閃光放電ランプ点灯用回路を示す説明図である。
【図４】本発明の光加熱装置の更に他の例における各閃光放電ランプの動作を制御する閃光放電ランプ点灯用回路を示す説明図である。
【図５】実験例１に係る閃光の波形を示す説明図である。
【図６】実験例２に係る実験用光加熱装置の閃光放射装置から放射される光の波形を示す説明図である。
【図７】実験例２に係る実験用光加熱装置によって加熱された半導体ウエハの表面温度の変化を示す説明図である。
【図８】半導体ウエハの表面および半導体ウエハの周辺における断面方向の照度分布図である。
【符号の説明】
１０    光加熱装置
１１    チャンバー
１１Ａ  雰囲気ガス導入口
１１Ｂ  半導体ウエハ出入口
１２    支持用台
１３    第１石英窓
１４    第２石英窓
２０    閃光放射装置
２２    閃光放電ランプ
２２Ａ    端部閃光放電ランプ
２２Ｂ    中央部閃光放電ランプ
２３    リフレクタ
２５    閃光放電ランプ点灯用回路
２８    トリガ電極
３０    予備加熱手段
３２    ハロゲンランプ
３３    リフレクタ
３５    ハロゲンランプ点灯用回路
４１    トリガ回路
４２    スイッチ
４４    トランス
４４Ａ    二次側コイル
４４Ｂ    一次側コイル
４５    トリガ用コンデンサ
４７Ａ    端部主コンデンサ
４７Ｂ    中央部主コンデンサ
４８    波形整形用コイル
４９Ａ    第２の直流電源
４９Ｂ    第１の直流電源
５１    閃光放電ランプ点灯用回路
５２    直流電源
５３    制御回路
５４    閃光放電ランプ点灯用回路
５６    放電抵抗
５７    制御器
５８    電圧検出器
Ｗ    半導体ウエハ
【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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