(57)【要約】【課題】加熱源としてＬＥＤ等の発光素子を用いたアニール装置において、光を効率的に取り出すことができるアニール装置を提供すること。【解決手段】ウエハＷが収容される処理室１と、ウエハＷの面に面するように設けられ、ウエハＷに対して光を照射する複数のＬＥＤ３３を有する加熱源１７ａ，１７ｂと、加熱源１７ａ，１７ｂに対応して設けられ、発光素子３３からの光を透過する光透過部材１８ａ，１８ｂとを有するアニール装置であって、加熱源１７ａ，１７ｂは、支持体３２上にウエハＷ側に向けて複数の発光素子３３が取り付けられて構成され、発光素子がそれぞれ個別的に透明樹脂からなるレンズ層２０で覆われている。【選択図】図１
2009099925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体が収容される処理室と、
前記処理室内で被処理体を支持する支持部材と、
前記支持部材上の被処理体の少なくとも一方の面に面するように設けられ、被処理体に対して光を照射する複数の発光素子を有する加熱源と、
前記加熱源に対応して設けられ、前記発光素子からの光を透過する光透過部材と、
前記処理室内を排気する排気機構と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と
を具備し、
前記加熱源は、支持体上に被処理体側に向けて複数の発光素子が取り付けられて構成され、前記発光素子がそれぞれ個別的にレンズ層で覆わ
れていることを特徴とするアニール装置。
【請求項２】
前記レンズ層は透明樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載のアニール装置。
【請求項３】
前記レンズ層は半球状をなしていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアニール装置。
【請求項４】
前記レンズ層は、前記支持体上に設けられた薄い樹脂層の上に半球状樹脂層が形成されてなることを特徴とする請求項２に記載のアニール装置。
【請求項５】
前記レンズ層の隣接するもの同士は接触していることを特徴とする請求項３に記載のアニール装置。
【請求項６】
前記レンズ層の隣接するもの同士は離隔していることを特徴とする請求項３に記載のアニール装置。
【請求項７】
前記発光素子の平面形状が一辺が０．５ｍｍの正方形であり、レンズ層の直径が０．６〜１．２ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載のアニール装置。
【請求項８】
前記レンズ層の直径が０．８〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載のアニール装置。
【請求項９】
被処理体が収容される処理室と、
前記処理室内で被処理体を支持する支持部材と、
前記支持部材上の被処理体の少なくとも一方の面に面するように設けられ、被処理体に対して光を照射する複数の発光素子を有する加熱源と、
前記加熱源に対応して設けられ、前記発光素子からの光を透過する光透過部材と、
前記処理室内を排気する排気機構と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と
を具備し、
前記加熱源は、支持体上に被処理体側に向けて複数の発光素子が取り付けられて構成され、前記発光素子の所定個数が一括してレンズ層で覆われていることを特徴とするアニール装置。
【請求項１０】
前記レンズ層は透明樹脂からなる部分を主体とすることを特徴とする請求項９に記載のアニール装置。
【請求項１１】
前記支持体は複数有し、前記レンズ層は各支持体に対応して複数設けられ、各レンズ層は対応する支持体に取り付けられた複数の発光素子を一括して覆うことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のアニール装置。
【請求項１２】
前記レンズ層は、光射出側の面が狭面となるテーパを有することを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載のアニール装置。
【請求項１３】
前記レンズ層は、前記支持体上に設けられた薄い層の上に主層としての樹脂層が形成されてなることを特徴とする請求項９に記載のアニール装置。
【請求項１４】
前記主層としての樹脂層は、光射出側の面が狭面となるテーパを有することを特徴とする請求項１３に記載のアニール装置。
【請求項１５】
被処理体が収容される処理室と、
前記処理室内で被処理体を支持する支持部材と、
前記支持部材上の被処理体の少なくとも一方の面に面するように設けられ、被処理体に対して光を照射する複数の発光素子を有する加熱源と、
前記加熱源に対応して設けられ、前記発光素子からの光を透過する光透過部材と、
前記処理室内を排気する排気機構と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と
を具備し、
前記加熱源は、支持体上に被処理体側に向けて複数の発光素子が取り付けられて構成され、前記発光素子は、その光射出面の縁部に面取りが施されていることを特徴とするアニール装置。
【請求項１６】
前記支持体の反射率が０．８以上であることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載のアニール装置。
【請求項１７】
前記支持部材と前記光透過部材との間に空間を有し、前記空間に前記加熱源が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載のアニール装置。
【請求項１８】
前記発光素子はＬＥＤであることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載のアニール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等に対してＬＥＤ等の発光素子からの光を照射することによりアニールを行うアニール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造においては、被処理基板である半導体ウエハ（以下単にウエハと記す）に対して、成膜処理、酸化拡散処理、改質処理、アニール処理等の各種熱処理が存在するが、半導体デバイスの高速化、高集積化の要求にともない、特にイオンインプランテーション後のアニールは、拡散を最小限に抑えるために、より高速での昇降温が指向されている。このような高速昇降温が可能なアニール装置としてＬＥＤ（発光ダイオード）を加熱源として用いたものが提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
ところで、上記アニール装置の加熱源としてＬＥＤを用いる場合には、急速加熱に対応して多大な光エネルギーを発生させる必要があり、そのためにＬＥＤを高密度実装する必要がある。
【０００４】
ＬＥＤ素子はＧａＡｓ、ＧａＮなどの化合物半導体であり、これらの物質の光に対する屈折率が２．５〜３．６程度と極めて大きく、入射角が０度でも１５％程度反射するため、そのまま空気に取り出した場合には効率が極めて低くなってしまう。そのため、ＬＥＤ素子からの光を空気（真空）中に取出す場合は、屈折率がこれら高屈折率物質と空気との間の物質、例えば透明樹脂を充填することが考えられる。
【０００５】
一方、ＬＥＤ素子の形状は一辺の長さが０．３〜０．５ｍｍ程度であり厚さが０．２ｍｍ程度であるから、下面を基板に取り付けて用いる場合には、４つある側面の面積の合計のほうが上面の面積よりも大きくなり、側面からの光を効率良く取り出すことが重要となるが、上述のように、ＬＥＤ素子の配置空間に単に樹脂を充填した場合には、ＬＥＤ素子の側面からの光を十分に取り出すことができない。
【特許文献１】特表２００５−５３６０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、加熱源としてＬＥＤ等の発光素子を用いたアニール装置において、光を効率的に取り出すことができるアニール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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、被処理体が収容される処理室と、前記処理室内で被処理体を支持する支持部材と、前記支持部材上の被処理体の少なくとも一方の面に面するように設けられ、被処理体に対して光を照射する複数の発光素子を有する加熱源と、前記加熱源に対応して設けられ、前記発光素子からの光を透過する光透過部材と、前記処理室内を排気する排気機構と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構とを具備し、前記加熱源は、支持体上に被処理体側に向けて複数の発光素子が取り付けられて構成され、前記発光素子がそれぞれ個別的にレンズ層で覆われていることを特徴とするアニール装置を提供する。
【０００８】
上記本発明において、前記レンズ層は透明樹脂からなることが好ましい。また、前記レンズ層は半球状をなしていることが好ましい。前記レンズ層は、前記支持体上に設けられた薄い樹脂層の上に半球状樹脂層が形成されてなるものとすることもできる。上記半球状のレンズ層の隣接するもの同士は接触していてもよいし、離隔していてもよい。
【０００９】
前記発光素子の平面形状が、一辺が０．５ｍｍの正方形であり、レンズ層の直径が０．６〜１．２ｍｍであることが好ましく、前記レンズ層の直径が０．８〜１．０ｍｍであることがより好ましい。
【００１０】
本発明の第２の観点では、被処理体が収容される処理室と、前記処理室内で被処理体を支持する支持部材と、前記支持部材上の被処理体の少なくとも一方の面に面するように設けられ、被処理体に対して光を照射する複数の発光素子を有する加熱源と、前記加熱源に対応して設けられ、前記発光素子からの光を透過する光透過部材と、前記処理室内を排気する排気機構と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と
を具備し、前記加熱源は、支持体上に被処理体側に向けて複数の発光素子が取り付けられて構成され、前記発光素子の所定個数が一括してレンズ層で覆われていることを特徴とするアニール装置を提供する。
【００１１】
上記第２の観点において、前記レンズ層は透明樹脂からなる部分を主体とすることが好ましい。また、前記支持体は複数有し、前記レンズ層は各支持体に対応して複数設けられ、各レンズ層は対応する支持体に取り付けられた複数の発光素子を一括して覆うようにすることができる。さらに、前記レンズ層は、光射出側の面が狭面となるテーパを有する構成とすることができる。さらにまた、前記レンズ層は、前記支持体上に設けられた薄い層の上に主層としての樹脂層が形成されてなる構成とすることができる。この場合に、前記主層としての樹脂層は、光射出側の面が狭面となるテーパを有する構成とすることができる。
【００１２】
本発明の第３の観点では、被処理体が収容される処理室と、前記処理室内で被処理体を支持する支持部材と、前記支持部材上の被処理体の少なくとも一方の面に面するように設けられ、被処理体に対して光を照射する複数の発光素子を有する加熱源と、前記加熱源に対応して設けられ、前記発光素子からの光を透過する光透過部材と、前記処理室内を排気する排気機構と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構とを具備し、前記加熱源は、支持体上に被処理体側に向けて複数の発光素子が取り付けられて構成され、前記発光素子は、その光射出面の縁部に面取りが施されていることを特徴とするアニール装置を提供する。
【００１３】
上記第１〜第３の観点において、前記支持体の反射率が０．８以上であることが好ましい。前記支持部材と前記光透過部材との間に空間を有し、前記空間に前記加熱源が設けられている構造とすることができる。さらに、発光素子としては、ＬＥＤを好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、発光素子を典型的には透明樹脂からなるレンズ層で覆うようにしたので、屈折率の高い材料で構成されている発光素子から屈折率の小さい空気中に光が射出される場合に全反射が生じ難く、全反射による効率低下を抑制することができる。また、このようにレンズ層を設けることにより、発光素子の側方へ射出される光も有効に取り出すことができるので光の取り出し効率を一層高いものとすることができる。
【００１５】
また、発光素子の所定個数が一括してレンズ層で覆われた構成の場合にも、上記効果を奏することができる。
【００１６】
さらに、発光素子の光射出面の縁部に面取りが施されている構成とすることにより、発光素子の発光部から光を取り出す際に、横に逃げる光を中心方向に屈折させることができ、光の取り出し効率を高いものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。ここでは、表面に不純物が注入されたウエハをアニールするためのアニール装置を例にとって説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係るアニール装置の概略構成を示す断面図、図２は図１のアニール装置の加熱源を拡大して示す断面図、図３は図１のアニール装置のＬＥＤへ給電する部分を拡大して示す断面図である。このアニール装置１００は、気密に構成され、ウエハＷが搬入される処理室１を有している。
【００１８】
処理室１は、ウエハＷが配置される円柱状のアニール処理部１ａとアニール処理部１ａの外側にドーナツ状に設けられたガス拡散部１ｂを有している。ガス拡散部１ｂはアニール処理部１ａよりも高さが高くなっており、処理室１の断面はＨ状をなしている。処理室１のガス拡散部１ｂはチャンバー２により規定されている。チャンバー２の上壁２ａおよび底壁２ｂにはアニール処理部１ａに対応する円形の孔３ａ，３ｂが形成されており、これら孔３ａ，３ｂにはそれぞれ銅等の高熱伝導性材料からなる冷却部材４ａ，４ｂが嵌め込まれている。冷却部材４ａ，４ｂはフランジ部５ａ，５ｂを有し、フランジ部５ａ，５ｂとチャンバー２の上壁２ａおよび底壁２ｂにシール部材６ａ，６ｂを介して密着されている。そして、この冷却部材４ａ，４ｂによりアニール処理部１ａが規定されている。
【００１９】
処理室１には、アニール処理部１ａ内でウエハＷを水平に支持する支持部材７が設けられており、この支持部材７は図示しない昇降機構によりウエハＷの受け渡しの際に昇降可能となっている。また、チャンバー２の天壁には、図示しない処理ガス供給機構から所定の処理ガスが導入される処理ガス導入口８が設けられ、この処理ガス導入口８には処理ガスを供給する処理ガス配管９が接続されている。また、チャンバー２の底壁には排気口１０が設けられ、この排気口１０には図示しない排気装置に繋がる排気配管１１が接続されている。さらに、チャンバー２の側壁には、チャンバー２に対するウエハＷの搬入出を行うための搬入出口１２が設けられており、この搬入出口１２はゲートバルブ１３により開閉可能となっている。処理室１には、支持部材７上に支持されたウエハＷの温度を測定するための温度センサー１４が設けられている。また、温度センサー１４はチャンバー２の外側の計測部１５に接続されており、この計測部１５から後述するプロセスコントローラ６０に温度検出信号が出力されるようになっている。
【００２０】
冷却部材４ａ，４ｂの支持部材７に支持されたウエハＷに対向する面には、支持部材７に支持されているウエハＷに対応するように円形の凹部１６ａ，１６ｂが形成されている。そして、この凹部１６ａ，１６ｂ内には、冷却部材４ａ，４ｂに直接接触するように発光ダイオード（ＬＥＤ）を搭載した加熱源１７ａ，１７ｂが配置されている。
【００２１】
冷却部材４ａ，４ｂのウエハＷと対向する面には、凹部１６ａ，１６ｂを覆うように、加熱源１７ａ，１７ｂに搭載されたＬＥＤからの光をウエハＷ側に透過する光透過部材１８ａ，１８ｂがねじ止めされている。光透過部材１８ａ，１８ｂはＬＥＤから射出される光を効率良く透過する材料が用いられ、例えば石英が用いられる。
【００２２】
冷却部材４ａ，４ｂには冷却媒体流路２１ａ，２１ｂが設けられており、その中に、冷却部材４ａ，４ｂを０℃以下、例えば−５０℃程度に冷却することができる液体状の冷却媒体、例えばフッ素系不活性液体（商品名フロリナート、ガルデン等）が通流される。冷却部材４ａ，４ｂの冷却媒体流路２１ａ，２１ｂには冷却媒体供給配管２２ａ，２２ｂと、冷却媒体排出配管２３ａ，２３ｂが接続されている。これにより、冷却媒体を冷却媒体流路２１ａ，２１ｂに循環させて冷却部材４ａ，４ｂを冷却することが可能となっている。
【００２３】
なお、チャンバー２には冷却水流路２５が形成されており、この中に常温の冷却水が通流するようになっており、これによりチャンバー２の温度が過度に上昇することを防止している。
【００２４】
加熱源１７ａ，１７ｂは、図２に拡大して示すように、絶縁性を有する高熱伝導性材料、典型的にはＡｌＮセラミックスからなる支持体３２と、支持体３２に支持された多数のＬＥＤ３３と、支持体３２の裏面側に半田付けまたはろう接合された高熱伝導性材料であるＣｕで構成された熱拡散部材５０とで構成された複数のＬＥＤアレイ３４を有しており、これらＬＥＤアレイ３４の裏面が、加熱源１７ａでは冷却部材４ａの下面に対し、また加熱源１７ｂでは冷却部材４ｂの上面に対し、例えばシリコングリースや銀ペースト等の熱伝導性の良好なペーストを介してねじ止めされている。隣接するＬＥＤアレイ３４の間は仕切り部材５５で仕切られている。ＬＥＤアレイ３４の支持体３２とＬＥＤ３３との間には銅に金メッキしたもの等の導電性の高い電極３５が全面接触した状態で設けられている。また、一つのＬＥＤ３３と隣接するＬＥＤ３３の電極３５との間はワイヤ３６にて接続されている。このように、冷却媒体から熱伝導率の高い冷却部材４ａ，４ｂに高効率で伝達した冷熱が、全面で接触している熱伝導性が高い熱拡散部材５０、支持体３２、電極３５を介してＬＥＤ３３に到達するので、極めて高効率でＬＥＤ３３が冷却される。
【００２５】
個々のＬＥＤ３３は例えば透明樹脂からなるレンズ層２０で覆われている。レンズ層２０はＬＥＤ３３から射出する光を取り出す機能を有するものであり、ＬＥＤ３３の側面からの光も取り出すことができる。このレンズ層２０の形状はレンズ機能を有すれば特に限定されるものではないが、製造の容易性および効率を考慮すると、略半球状が好ましい。このレンズ層２０については後で詳細に説明する。
【００２６】
支持体３２と光透過部材１８ａ，１８ｂとの間の空間は真空引きされている。
【００２７】
冷却部材４ａの上方および冷却部材４ｂの下方には、それぞれＬＥＤ３３への給電制御を行うための制御ボックス３７ａ，３７ｂが設けられており、これらには図示しない電源からの配線が接続され、ＬＥＤ３３への給電を制御するようになっている。
【００２８】
一方、図３に拡大して示すように、熱拡散部材５０および支持体３２にそれぞれ形成されたホール５０ａおよび３２ａには給電電極５１が挿入されており、この給電電極５１が電極３５に半田付けにより接続されている。この給電電極５１には冷却部材４ａ，４ｂの内部を通って延びる電極棒３８が取り付けポート５２において接続されている。電極棒３８は、ＬＥＤアレイ３４毎に複数個、例えば８個（図１、３では２個のみ図示）設けられており、電極棒３８は絶縁材料からなる保護カバー３８ａで覆われている。電極棒３８は、冷却部材４ａの上端部および冷却部材４ｂの下端部まで延び、そこで受け部材３９がねじ止めされている。受け部材３９と冷却部材４ａ，４ｂとの間には絶縁リング４０が介装されている。ここで、保護カバー３８ａと冷却部材４ａ（４ｂ）との間、保護カバー３８ａと電極棒３８との間の隙間はろう付けされており、いわゆるフィードスルーを形成している。
【００２９】
図１に示すように、制御ボックス３７ａ，３７ｂ内には、複数の制御ボード４２が設けられている。この制御ボード４２は、電極棒３８に対応する給電部材４１が接続される接続部４２ａと、電源からの配線が接続される給電コネクタ４３を有している。図３に示すように、給電部材４１は下方に延び、各電極棒３８に取り付けられた受け部材３９に接続されている。給電部材４１は絶縁材料からなる保護カバー４４で覆われている。給電部材４１の先端にはポゴピン（スプリングピン）４１ａが設けられており、この各ポゴピン４１ａが対応する受け部材３９に接触することにより、制御ボックス３７ａ，３７ｂから給電部材４１、電極棒３８、給電電極５１および加熱源１７ａ，１７ｂの電極３５を介して各ＬＥＤ３３に給電されるようになっている。このようにして給電されることによりＬＥＤ３３が発光し、その光によりウエハＷを表裏面から加熱することによりアニール処理が行われる。ポゴピン４１ａはスプリングにより受け部材３９側に付勢されているので、制御ボード４２の取り付け位置がずれている等の場合にも確実に給電部材４１と電極棒３８のコンタクトがとれるようになっている。なお、図１には給電部材４１の途中までが描かれており、電極棒３８、給電電極５１やこれらの接続部の構造等は省略している。また、図２には給電電極５１が省略されている。
【００３０】
ＬＥＤアレイ３４は六角状をなし、例えば図４に示すように配置される。一つのＬＥＤアレイ３４には、１０００〜２０００個程度のＬＥＤ３３が搭載される。ＬＥＤ３３としては、射出される光の波長が紫外光〜近赤外光の範囲、好ましくは０．３６〜１．０μｍの範囲のものが用いられる。このような０．３６〜１．０μｍの範囲の光を射出する材料としてはＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＰ等をベースとした化合物半導体が例示される。
【００３１】
アニール装置１００の各構成部は、図１に示すように、マイクロプロセッサ（コンピュータ）を備えたプロセスコントローラ６０に接続されて制御される構成となっている。例えば、上記制御ボックス３７ａ，３７ｂの給電制御や、駆動系の制御、ガス供給制御等がこのプロセスコントローラ６０で行われる。プロセスコントローラ６０には、工程管理者がアニール装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、アニール装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース６１が接続されている。さらに、プロセスコントローラ６０には、アニール装置１００で実行される各種処理をプロセスコントローラ６０の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じてアニール装置１００の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわちレシピを格納することが可能な記憶部６２が接続されている。レシピはハードディスクや半導体メモリーに記憶されていてもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性の記憶媒体に収容された状態で記憶部６２の所定位置にセットするようになっていてもよい。さらに、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース６１からの指示等にて任意のレシピを記憶部６２から呼び出してプロセスコントローラ６０に実行させることで、プロセスコントローラ６０の制御下で、アニール装置１００での所望の処理が行われる。
【００３２】
次に、レンズ層２０について詳細に説明する。
上述したように、レンズ層２０は例えば透明樹脂からなり、個々のＬＥＤ３３を覆い、典型的には半球状をなしている。このレンズ層２０は、屈折率の高いＬＥＤ３３と屈折率が１の空気との間の屈折率を有しており、ＬＥＤ３３から空気中に光が直接射出されることによる全反射を緩和するために設けられる。レンズ層２０としては、例えばＧａＡｓの場合、屈折率が約３．４なので屈折率が１．８４程度の透明樹脂が好ましい。
【００３３】
その理由を以下に説明する。
図５に示すような、ｎ１の屈折率を持つ物質が発光して屈折率がｎ２のレンズ材を透過して、ｎ３＝１の大気へ光を透過するときのｎ２の最適値を求める。
【００３４】
レンズは半円であり、発光部はレンズに対して小さいので、簡単のため、θ１≒０、θ２≒０、θ３≒０として解析すると、反射率Ｒは以下の（１）式で表すことができる。
【数１】
2009099925.tif 000003
透過率は１−Ｒとなるから、物質１から物質３への透過率Ｔは、以下の（２）式で表すことができる。
【数２】
2009099925.tif 000004
この（２）式は極大値をもつ関数になるのでＴをｎ２について偏微分すると（３）式に示すようになり、これを整理すると（４）式に示すようになる。
【数３】
2009099925.tif 000005
変曲点は（４）式の右辺が０であるから、これを計算すると、以下の（５）式となる。
ｎ２＝（ｎ１・ｎ３）１／２      ……（５）
ＧａＡｓの屈折率は約３．４なので上記（５）からｎ２＝３．４１／２＝１．８４となる。したがって、レンズ層２０の屈折率が１．８４のときに透過率が最大となる。
【００３５】
レンズ層２０がない場合の透過率Ｔは、ＧａＡｓの屈折率が約３．４なのでｎ１＝３．４として、上記（２）式より、
Ｔ＝１−｛（３．４−１）／（３．４＋１）｝２＝０．７０２
となる。
一方、レンズ層２０が存在する場合の透過率は、ｎ１＝３．４、ｎ２＝１．８４とすると、上記（２）式より、
Ｔ＝［１−｛（３．４−１．８４）／（３．４＋１．８４）｝２］×［１−｛（１．８４−１）／（１．８４＋１）｝２］＝０．７８９
となる。
したがって、屈折率が１．８４のレンズ層２０を用いることにより、外部へ取り出す光が約１２％も上昇する。
【００３６】
このようなレンズ層２０は、シリコーン樹脂で構成することが好適である。シリコーン樹脂は通常、屈折率が１．４付近であり若干小さいが、透明度が高く光透過率が高い。最近では屈折率が１．５程度のシリコーン樹脂も開発されており、できるだけ１．８に近いシリコーン樹脂を用いることにより、より高い効率を得ることができる。また、赤外ＬＥＤであれば、エポキシ樹脂も用いることができる。エポキシ樹脂は屈折率がほぼ１．５であり、効率良く光を取り出すことができる。
【００３７】
ＬＥＤの上に平面状の樹脂層を形成した場合には、ＬＥＤから射出された光のうち垂直方向の光は効率良く取り出すことができるが、側方や斜めに射出された光は反射により支持体３２等に吸収されてしまい、効率良く取り出すことはできない。ＬＥＤ３３は通常、厚さが０．２ｍｍ程度で一辺の長さが０．３〜０．５ｍｍ程度であるため、下面を基板に取り付けて用いる場合には、４つある側面の面積の合計のほうが上面の面積よりも大きくなるため、側方へ射出される光を高効率で取り出すことが重要となる。
【００３８】
そこで、本実施形態では、図６の拡大図に示すように、ＬＥＤ３３をレンズ層２０で覆うようにした。これにより、側方へ射出された光も有効に外部に取り出すことができ、ＬＥＤ３３から射出された光を効率良く取り出すことが可能となる。
【００３９】
この場合に、ＬＥＤ３３からの光をより効率的に取り出すには、ＬＥＤ３３に対してレンズ層２０が大きいほうがよいが、レンズ層２０が大きすぎるとＬＥＤ３３の並べることができる個数が少なくなり、単位面積当たりのパワーが減少してしまう。このため、ＬＥＤ３３の大きさに対応して適切な大きさにすることが好ましい。ＬＥＤ３３は、上述したように、一辺の長さが０．３〜０．５ｍｍ程度であるが、０．５ｍｍ角のものが最も効率が良いことが確認されており、その場合にはレンズ層２０の直径は０．６〜１．２ｍｍ程度が好ましい。このようにレンズ層２０を制御することにより、光の取り出し効率を平坦な樹脂層を用いた場合の２倍以上にすることが可能となる。
【００４０】
レンズ層２０は、上述したように略半球状のものが効率上好ましく、図７に示すように、レンズ層２０同士が接触して配置されることが効率上好ましい。しかし、支持体３２上に直接このようにレンズ層２０を隙間無く配置することは、樹脂の流れ等により製造が困難になる場合があるため、効率が若干低下するが、製造をより容易にする観点から図８（ａ）に示すように、薄い０．０５ｍｍ程度の樹脂層２０ａを支持体３２上に全面に形成した上に半球状に形成することが好ましい。またさらに効率は若干低下するが、図８（ｂ）に示すようにＬＥＤ３３間の溝を樹脂層２０ｂで埋め、その上に薄い０．０５ｍｍ程度の樹脂層２０ａを形成した上に半球状に形成することもできる。また、同様に、製造をより容易にする観点から、図９に示すように、隣接するレンズ層２０の間に０．１〜０．４ｍｍ程度の隙間を設けるようにすることもできる。この場合にも、隣接するレンズ層２０を接触させた状態で配置する場合よりも効率は若干低下する。
【００４１】
このようにレンズ層２０の配置等によってＬＥＤ３３からの光の取り出し効率を高めることができるが、この光の取り出し効率は、さらに支持体３２の反射率にも大きく左右される。すなわち、支持体３２に向かって射出された光は支持体３２の反射率に応じて反射し、これがウエハＷの加熱に寄与することとなるため、支持体３２は反射率が高いほど好ましい。しかし、本実施形態で用いられているＡｌＮ製の支持体３２の場合には反射率が０．２程度と低く、ＬＥＤ３３から支持体３２に向けて射出された光の８０％程度は吸収されてしまう。このような支持体３２に向けて射出された光も有効に取り出すためには、支持体３２の表面を反射率の高い材料でコーティングして、反射率を高くすることが好ましい。例えば、ＴｉＯ２等の白色の材料をコーティングすれば、反射率を８０％程度にすることができる。レンズ層２０を用いることに加えて、支持体３２の反射率を８０％程度に上昇させるこれにより、平坦な樹脂層を設けた時に比べて光取り出し効率を５倍程度にすることが可能となる。
【００４２】
次に、このようなレンズ層２０の大きさ、形状および配置、ならびに支持体の反射率のウエハに到達する光強度に及ぼす影響についてシミュレーションした結果について説明する。
ここではシミュレータとしてオプチカルリサーチアソシエート社製のライトツールズを用い、ＬＥＤのサイズを０．５（Ｌ）×０．５（Ｗ）×０．２（Ｈ）ｍｍとし、シリコーン樹脂製のレンズ層の径、ＬＥＤの位置を変化させ、１０ｍｍ離れた位置に到達する光線を追跡した。シリコーン樹脂／空気界面でのフレネル反射ロス、屈折を仮定した。また、支持体の反射率としてはＡｌＮに相当する０．２と、ＡｌＮにＴｉＯ２をコートした場合に相当する０．８の２水準に設定した。また、隣接するＬＥＤの反射率は０．２とした。光強度に関しては、ＬＥＤを平坦な樹脂でコートした場合の強度を１として規格化したものを用いた。
【００４３】
まず、図１０に示すように、レンズ層を半球状にして隣接するもの同士が接するように配置し、レンズ層の径を０．６〜１．４ｍｍφまで変化させた。その結果を図１１に示す。この図に示すように、レンズ層を用いることにより、概略的に、支持体の反射率が０．２において、平坦な樹脂層を用いた場合の２倍程度、支持体の反射率が０．８において、平坦な樹脂層を用いた場合の５倍程度の大きな光強度が得られることがわかる。また、ＬＥＤからの光取り出し効率はレンズ層の径が大きくなるほど大きくなるから、ＬＥＤ１個当たりの光強度はレンズ層の径が大きくなるほど大きくなるが、レンズ層の径が大きくなると、ＬＥＤの集積度が低下するから、単位面積当たりの発光強度が低下する。一方、図１２に示すように、レンズ層の径が大きくなると光取り出し効率が良くなりＬＥＤの温度上昇が抑制され１個当たりの許容電流が上昇するので、これに対応して電流値を上昇させたものが実際の装置に適用され、これが図１１の三角で示されている。この三角のプロットを見ると、支持体の反射率が０．２のときにレンズ層の径が０．６〜１．２ｍｍの範囲で光強度が１．５から２．３程度までの値が得られ、支持体の反射率が０．８のときにレンズ層の径が０．６〜１．２ｍｍの範囲で光強度が４．５〜５．５の値が得られることがわかる。特に、レンズ層の径が０．８〜１ｍｍの範囲において、支持体の反射率が０．２のときに光強度が２．１〜２．３程度、反射率が０．８のときには５．５程度と高い値が得られることがわかる。したがって、ＬＥＤのサイズが１辺０．５ｍｍの場合には、レンズ層の径は０．６〜１．２ｍｍが好ましく、０．８〜１．０ｍｍがより好ましいことがわかる。
【００４４】
次に、図１３に示すように、最初に厚さ０．０５ｍｍの薄い樹脂層を形成した上に、図１０のような半球状の樹脂層を形成し、レンズ層とし、レンズ層の径を０．６〜１．２ｍｍφまで変化させた。その結果を図１４に示す。この図に示すように、下地に薄い樹脂層を設けたことにより、半球状のもののみの場合よりも光強度が若干低下し、概略的に、支持体の反射率が０．２において平坦な樹脂層を用いた場合の１．５倍程度、支持体の反射率が０．８において平坦な樹脂層を用いた場合の３．５倍程度となることがわかる。また、図１１の場合と同様、ＬＥＤ１個当たりの光強度はレンズ層の径が大きくなるほど大きくなるが、レンズ層の径が大きくなると、単位面積当たりの発光強度が低下する。一方、図１５に示す関係から、図１２の場合と同様、１個当たりの許容電流の上昇に対応して電流値を上昇させたものが実際の装置に適用され、これが図１４の三角で示されている。この三角のプロットを見ると、支持体の反射率が０．２のときにレンズ層の径が０．６〜１．０ｍｍの範囲で光強度が１．５から１．７程度までの値が得られ、支持体の反射率が０．８のときにレンズ層の径が０．６〜１．０ｍｍの範囲で光強度が２．８〜３．６の値が得られることがわかる。特に、レンズ層の径が０．８〜１ｍｍの範囲において、支持体の反射率が０．２のときに光強度が１．７程度、反射率が０．８のときには３．４〜３．６程度と高い値が得られることがわかる。したがって、薄い樹脂層を下地に設けることにより、半球状のみのレンズ層よりも効率が若干落ちるものの、同様の傾向が得られ、ＬＥＤのサイズが１辺０．５ｍｍの場合には、レンズ層の径は０．６〜１．０ｍｍが好ましく、０．８〜１．０ｍｍがより好ましいことがわかる。
【００４５】
次に、図１６に示すように、図１０のような半球状のレンズ層を、間隔をおいて形成し、レンズ層の径を０．６ｍｍφおよび０．８ｍｍφとし、隣接するＬＥＤの間隔を０．６〜１．４ｍｍまで変化させた。なお、支持体の反射率は０．８とした。その結果を図１７に示す。この図に示すように、レンズ層の径を固定し、隣接するＬＥＤの間隔（すなわち、隣接するレンズ層の間の間隔）を変化させた場合には、その間隔が広くなるほどＬＥＤ１個あたりの発光強度（取り出し効率）は若干上昇するものの、単位面積当たりの発光強度が低下する傾向を示し、図１８に示す関係から１個当たりの許容電流の上昇に対応して電流値を上昇させたもの（三角のプロット）についても同様の傾向を示す。図１７から、具体的には隣接するＬＥＤの間隔は１．０ｍｍ以下が好ましいことがわかる。この場合の隣接するレンズ層の間の間隔は、レンズ層の径が０．６ｍｍφでは０．４ｍｍ以下、０．８ｍｍφでは０．２ｍｍ以下である。
【００４６】
次に、このようなレンズ層２０の形成方法について説明する。
透明樹脂からなるレンズ層２０は、上述したように直径が１ｍｍ以下程度の極めて小さいものであり、０．５ｍｍ角のＬＥＤ３３が多数敷き詰められたところに形成することは容易ではなく、例えば、一般的な熱硬化樹脂では流れてしまい、望みのレンズ形状を形成することが困難である。
【００４７】
このように極めて小さいレンズ層２０を多数並べられたＬＥＤ３３に沿って形成するための好適な手法としては、
（１）液滴噴霧紫外線硬化法
（２）微粒子噴霧薄膜積層法
（３）液滴コート遠心力法
の３つが例示される。
【００４８】
まず、（１）の液滴噴霧紫外線硬化法については、図１９に示すように、載置する載置ステージ８１、載置ステージ８１をＸ方向に移動させるＸステージ８２、Ｘステージ８２をＹ方向に移動させるＹステージ８３、Ｘ軸駆動モータ８４、Ｙ軸駆動モータ８５を備えたＸ−Ｙステージ８０に多数のＬＥＤ３３を搭載した支持体３２を載置ステージ８１に載置固定し、ディスペンサ８７からシレンジ８６にシリコーン樹脂を供給し、シレンジ８６からシリコーン樹脂の液滴を支持体３２のＬＥＤ３３に滴下させ、隣接して設けられた紫外線ランプ８８から紫外線を照射して瞬時に硬化させる。これにより、ボンディングワイヤが存在していてもレンズ状に形成することが可能である。以上のような操作をＸ−Ｙステージ８０にて位置をずらしつつ多数のＬＥＤ３３に対して繰り返すことにより、各ＬＥＤに対するレンズ層の形成が可能となる。
【００４９】
この時の液滴落下のメカニズムは図２０に示すようなものとなる。液滴が落下する前は、図２０の（ａ）に示すように、シレンジ８６の先端にはシリコーン樹脂の液滴８９が保持されており、この状態では表面張力Ｆは重力による力ｍｇよりも大きい。（ｂ）に示すように、徐々に液滴の径Ｄが大きくなり、それにともなってｍｇが大きくなって、Ｆ＝ｍｇとなると、（ｃ）に示すように液滴８９は落下する。ここでシレンジの直径をｄとし、表面張力をＳとした場合に、張力Ｆは、
Ｆ＝Ｓ・ｄπ
と表すことができる。
また、液滴（水滴）の質量ｍは、
ｍ＝（４／３）π（Ｄ／２）３となる。
したがって、Ｆ＝ｍｇにこれらを代入すると、落下するときの直径Ｄは、
Ｄ＝｛（６／ｇ）Ｓ・ｄ｝１／３
と決まる。
すなわち、上記パラメータの選択により、液滴を所望の径にすることができ、レンズ層２０の大きさを任意に決定することができる。実際には、上記理論式へ補整項を加えて条件設定する。
【００５０】
次に、（２）の微粒子噴霧薄膜積層法について説明する。
この方法は、圧縮空気で液体を誘導噴霧し、これをキュア処理して図２１の（ａ）に示すように、ＬＥＤアレイ３４に薄い層９１を形成し、図２１の（ｂ）のように、この操作を所定回数繰り返して積層構造を形成することにより、下地のＬＥＤ３３に沿ってレンズ層２０を形成することができる。この際の圧縮空気による誘導噴霧は、１０μｍ程度の微粒子で噴射することができ、形状制御性が高い。この場合に、レンズ層２０の形状制御は、層９１の厚さや繰り返し数等によって行うことができる。
【００５１】
次に、（３）の液滴コート遠心力法について説明する。
図２２に示すように、基板９２上に液体９３を落下させると、気体、液体、固体である基板の３面の境界に発生する、固体と液体の界面張力：γＳＬ、固体と気体の表面張力：γＳＧ、気体と液体の表面張力：γＧＬとの間には以下の関係が成り立つ。
γＳＧ＝γＳＬ＋γＧＬｃｏｓθ
この関係から、
θ＝ｃｏｓ−１｛（γＳＧ−γＳＬ）／γＧＬ｝
が導かれる。
【００５２】
つまり、γＧＬを小さくするとθは大きくなり、液滴の形状を制御することができる。そして、このγＧＬは遠心力により制御することができる。このため、図２３のような断面多角形の回転体９６の各面９５にＬＥＤを搭載した支持体３２を取り付け、モータ９７によりこの回転体９６を回転させると、支持体３２から外方へ向かう遠心力が作用するから、その回転数を調整することにより遠心力を調整し、γＧＬを制御することができる。そして紫外線ランプ９８により硬化させることにより、所望の形状のレンズ状樹脂層が形成される。
【００５３】
以上の方法により、比較的簡易な設備によりレンズ層２０を形成することができるが、その他の方法として型枠を用いてシリコーン樹脂を流し込む方法を用いることもできる。型枠を使う場合には、樹脂の流れを考慮する必要はないので、上述したような薄い樹脂層を形成した上に半球状樹脂層を形成するといった手法を採用する必要はない。
【００５４】
次に、以上のようなアニール装置１００におけるアニール処理動作について説明する。
まず、ゲートバルブ１３を開にして搬入出口１２からウエハＷを搬入し、支持部材７上に載置する。その後、ゲートバルブ１３を閉じて処理室１内を密閉状態とし、排気口１１を介して図示しない排気装置により処理室１内を排気するとともに、図示しない処理ガス供給機構から処理ガス配管９および処理ガス導入口８を介して所定の処理ガス、例えばアルゴンガスまたは窒素ガスを処理室１内に導入し、処理室１内の圧力を例えば１００〜１００００Ｐａの範囲内の所定の圧力に維持する。
【００５５】
一方、冷却部材４ａ，４ｂは、冷却媒体流路２１ａ，２１ｂに液体状の冷却媒体、例えばフッ素系不活性液体（商品名フロリナート、ガルデン等）を循環させ、ＬＥＤ素子３３を０℃以下の所定の温度、好ましくは−５０℃以下の温度に冷却される。
【００５６】
そして、図示しない電源から制御ボックス３７ａ，３７ｂ、給電部材４１、電極棒３８、給電電極５１、電極３５を介して、ＬＥＤ３３に所定の電流を供給してＬＥＤ３３を点灯させ、アニール処理を開始する。
【００５７】
このとき、ＬＥＤ３３はレンズ層２０で覆われているため、ＧａＡｓやＧａＮのような屈折率の大きな材料で構成されているＬＥＤ３３から直接屈折率の小さい空気中に光が射出されることがなく全反射による効率低下が生じ難い。また、レンズ層２０は、典型的には半球状をなしているため、ＬＥＤ３３の側方へ射出された光も外部に有効に取り出すことができ、ＬＥＤ３３の上に平面状に樹脂層を形成する場合よりも著しく高効率で光を取り出すことができる。また、この場合のレンズ層２０の大きさやＬＥＤの配置間隔を最適化することにより、光の取り出し効率をより高いものとすることができる。さらに、支持体３２の反射率を高くすることにより、支持体３２から反射した光の寄与が大きくなるため、光の取り出し効率を一層高めることができる。
【００５８】
また、ＬＥＤ３３は、常温に保持した場合には、ＬＥＤ３３自身の発熱等によりその発光量が低下するが、本実施形態では、冷却部材４ａ，４ｂに冷却媒体を通流させ、図２に示すように、冷却部材４ａ，４ｂ、支持体３２、電極３５を介してＬＥＤ３３を冷却するので、ＬＥＤ３３を効率的に冷却することができる。すなわち、銅のような高熱伝導性材料からなる冷却部材４ａ，４ｂを冷却媒体により冷却して冷熱を蓄積し、この蓄積した冷熱によりＬＥＤ３３を冷却するが、冷却部材４ａ，４ｂはＬＥＤに比べて遙かに熱容量が大きく、かつ冷却部材４ａ，４ｂの冷熱を熱伝導性が高くかつ全面接触した電極３５および支持体３２を介してＬＥＤ３３に供給して冷却するので、冷却媒体を多量に循環させることなく蓄積された冷熱で十分にＬＥＤ３３を冷却することができる。
【００５９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
本実施形態のアニール装置は、加熱源１７ａ，１７ｂにおけるレンズ層の形成態様が異なっている他は、第１の実施形態と同様に構成されている。すなわち、本実施形態では、ＬＥＤ３３の所定個数が一括してレンズ層で覆われている構成を採用している。具体的には、例えば図２４に示すように、一つのＬＥＤアレイ３４のＬＥＤ３３が一括して埋込樹脂層１１０に埋め込まれており、その上にこれらＬＥＤ３３を一括して覆うレンズ層１２０が設けられている。レンズ層１２０は、石英または樹脂からなる平坦形状をなす平坦レンズ部１２１と、その上の円錐台状をなす樹脂製の主レンズ部１２２とを有している。
【００６０】
このように、発光素子であるＬＥＤ３３を複数個一括してレンズ層１２０で覆うことによっても、屈折率の高い材料で構成されているＬＥＤ３３から屈折率の小さい空気中に光が射出される場合に全反射が生じ難く、全反射による効率低下を抑制することができ、また、ＬＥＤ３３の側方へ射出される光も有効に取り出すことができるので光の取り出し効率を一層高いものとすることができる。
【００６１】
本実施形態では、第１の実施形態よりも光の取り出し効率は若干低くなるものの、レンズ層１２０を例えばＬＥＤアレイ３４毎に形成すればよく、第１の実施形態よりも製造が容易である。
【００６２】
なお、レンズ層１２０は、制作の容易性の観点から、石英または樹脂からなる平坦形状をなす平坦レンズ部１２１と、その上の円錐台状をなす樹脂製の主レンズ部１２２とからなるものとしたが、図２５に示すように、全体を円錐台状としてもよい。また、図２６に示すように、主レンズ部１２２を球面状にしてもよいし、図２７に示すように、レンズ層１２０全体を球面状にしてもよい。
【００６３】
次に、レンズ層１２０を用いた場合のウエハＷに対応する受光面に対する光出力を、レンズ層を用いない場合と比較した結果について説明する。
ＬＥＤとしてサイズが０．５（Ｌ）×０．５（Ｗ）×０．２（Ｈ）ｍｍのＧａＡｓを用い、これを２７０ｍｍ２の面に配置し、これをシリコーン樹脂製の埋込樹脂で埋め込んで、その上に、５０ｍｍφ×３ｍｍの石英製の平坦レンズ部と、その上の底面が５０ｍｍφ、上面が３５ｍｍφで高さが９ｍｍのシリコーン樹脂製の円錐台状の主レンズ部（テーパ：約５０度）とからなるレンズ層（合計厚さ１２ｍｍ）を形成し、その際の光出力を求め、レンズ層を設けない場合の光出力を比較した。
【００６４】
まず、シミュレーションにより比較した。ここでは、シミュレータとしてオプチカルリサーチアソシエート社製のライトツールズを用い、隣接するＬＥＤの反射率を０．２、支持体の反射率を０．８とし、ＬＥＤのみの場合とレンズ層を設けた場合とで光出力をシミュレートした。また、埋込樹脂でＬＥＤを埋め込み、レンズ層を設けない場合についても同様にシミュレーションを行った。その結果を図２９に示す。この図では、光出力としてＬＥＤのみの場合の光出力を１として規格化した値を用いている。この図に示すように、レンズ層を設けることにより、ＬＥＤのみの場合よりも６倍もの光出力が得られることが確認された。一方、埋込樹脂で埋め込んだだけでレンズ層を用いない場合には、ＬＥＤのみの場合よりも光出力が僅かに増加しただけであった。
【００６５】
次いで、実際に図２８の構造において、ＬＥＤを発光させて光出力を測定した。その結果、ＬＥＤのみの場合に比べて１．５倍の光出力が得られることが確認された。
【００６６】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
本実施形態のアニール装置は、ＬＥＤの形状に特徴があり、加熱源１７ａ，１７ｂは第１の実施形態または第２の実施形態のレンズ層を設けても設けなくてもよい。他の構成については第１および第２の実施形態と同様である。
【００６７】
本実施形態のＬＥＤ３３は、図３０の（ａ）断面図、（ｂ）底面図に示すように、発光側の角部に面取り部３３ａが形成されている。このように面取り部３３ａを形成することにより、ＬＥＤ３３の内部で発光した光が外部に射出する際に、面取り部３３ａにおいて中心側へ屈折する。すなわち、面取り部３３ａは、横方向に向かう光を中心方向に集める機能を有する。これにより、光の取り出し効率を高くすることができ、ウエハＷに対する光出力を面取り部３３ａがない場合よりも大きくすることができる。
【００６８】
次に、本実施形態のＬＥＤの光出力を通常の面取り部を有しないＬＥＤの光出力と比較したシミュレーション結果について説明する。ここではシミュレータとしてオプチカルリサーチアソシエート社製のライトツールズを用い、ＬＥＤのサイズを０．６（Ｌ）×０．６（Ｗ）×０．６（Ｈ）ｍｍとし、面取り部を０．２ｍｍとした場合の、対向する受光面に対する光出力を求めた。その結果を図３１に示す。この図では、光出力として面取り部を有しないＬＥＤの光出力を１として規格化した値を用いている。この図に示すように、ＬＥＤに面取り部を設けることにより、面取り部を設けない場合の３倍以上の光出力が得られることが確認された。
【００６９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、被処理体であるウエハの両側にＬＥＤを有する加熱源を設けた例について説明したが、いずれか一方に加熱源を設けたものであってもよい。また、上記実施形態では発光素子としてＬＥＤを用いた場合について示したが、半導体レーザー等他の発光素子を用いてもよい。さらに、被処理体についても、半導体ウエハに限らず、ＦＰＤ用ガラス基板などの他のものを対象にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、不純物が注入された後の半導体ウエハのアニール処理等、急速加熱が必要な用途に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアニール装置の概略構成を示す断面図。
【図２】図１のアニール装置の加熱源を拡大して示す断面図。
【図３】図１のアニール装置のＬＥＤへ給電する部分を拡大して示す断面図。
【図４】図１のアニール装置の加熱源を示す底面図。
【図５】ｎ１の屈折率を持つ物質が発光して屈折率がｎ２のレンズ材を透過して、ｎ３＝１の大気へ光を透過する際のモデルを示す図。
【図６】レンズ層の形成状態を示す拡大図。
【図７】レンズ層の効率上好ましい形態を示す図。
【図８】レンズ層の製造上好ましい形態を示す図。
【図９】レンズ層の製造上好ましい他の形態を示す図。
【図１０】半球状のレンズ層の大きさと光強度との関係を把握するためのシミュレーションの条件を説明する説明図。
【図１１】図１０のシミュレーションの結果を示すグラフ。
【図１２】図１０の条件におけるレンズ状樹脂層の径とＬＥＤ１個あたりの許容電流との関係を示すグラフ。
【図１３】薄い樹脂層の上に半球状樹脂層を形成して得られたレンズ層の大きさと光強度との関係を把握するためのシミュレーションを説明する説明図。
【図１４】図１３のシミュレーションの結果を示すグラフ。
【図１５】図１３の条件におけるレンズ層の径とＬＥＤ１個あたりの許容電流との関係を示すグラフ。
【図１６】レンズ層の径を固定し、隣接するＬＥＤの間隔を変化させた場合の光強度の変化を把握するためのシミュレーションを説明する説明図。
【図１７】図１６のシミュレーションの結果を示すグラフ。
【図１８】図１６の条件におけるＬＥＤ間隔と１ゾーンあたりの許容電流との関係を示すグラフ。
【図１９】液滴噴霧紫外線硬化法によりレンズ層を形成するための装置の概略構成を示す図。
【図２０】液滴噴霧紫外線硬化法によりレンズ層を形成する際における液滴の大きさの制御方法を説明するための図。
【図２１】微粒子噴霧薄膜積層法によりレンズ層を形成する際の手順を説明するための図。
【図２２】液滴コート遠心力法によりレンズ層を形成する際の原理を説明するための図。
【図２３】液滴コート遠心力法によりレンズ層を形成する装置を説明するための図。
【図２４】本発明の第２の実施形態に係るアニール装置の加熱源を拡大して示す断面図。
【図２５】本発明の第２の実施形態におけるレンズ層の他の例を示す模式図。
【図２６】本発明の第２の実施形態におけるレンズ層のさらに他の例を示す模式図。
【図２７】本発明の第２の実施形態におけるレンズ層のさらに別の例を示す模式図。
【図２８】本発明の第２の実施態様における光出力を求めた具体的な加熱源の構造を示す断面図。
【図２９】レンズ層を設けた場合と、ＬＥＤのみの場合と、埋め込み樹脂のみ設けた場合とで光出力をシミュレートした結果を示す図。
【図３０】本発明の第３の実施形態に係るアニール装置に用いられるＬＥＤの構造を示す断面図および底面図。
【図３１】本発明の第３の実施形態に用いた面取り部を有するＬＥＤの光出力を通常の面取り部を有しないＬＥＤの光出力と比較したシミュレーション結果を示す図。
【符号の説明】
【００７２】
１；処理室
１ａ；アニール処理部
１ｂ；ガス拡散部
２；チャンバー
４ａ，４ｂ；冷却部材
８；処理ガス導入口
９；処理ガス配管
１０；排気口
１１；排気配管
１２；搬入出口
１６ａ，１６ｂ；凹部
１７ａ，１７ｂ；加熱源
１８ａ，１８ｂ；光透過部材
２０；レンズ層
３２；支持体
３３；ＬＥＤ（発光素子）
３３ａ；面取り部
３４；ＬＥＤアレイ
３５；電極
３６；ワイヤ
３７ａ，３７ｂ；制御ボックス
３８；電極棒
３９；受け部材
４１；給電部材
４１ａ；ポゴピン（スプリングピン）
４２；制御ボード
５１；給電電極
６０；プロセスコントローラ
６１；ユーザーインターフェース
６２；記憶部
１００；アニール装置
１１０；埋込樹脂層
１２０；レンズ層
１２１；平坦レンズ部
１２２；主レンズ部
Ｗ…半導体ウエハ（被処理体）
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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