CN101202210A - 闪光放射装置 - Google Patents

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CN101202210A CNA2007101624657A CN200710162465A CN101202210A CN 101202210 A CN101202210 A CN 101202210A CN A2007101624657 A CNA2007101624657 A CN A2007101624657A CN 200710162465 A CN200710162465 A CN 200710162465A CN 101202210 A CN101202210 A CN 101202210A
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Abstract

本发明的目的在于提供一种将闪光放电灯的脉冲电流的时间幅度进一步缩短、能对被处理物进行热处理的闪光放射装置。将从多个闪光放电灯放射的闪光照射到被处理物上的闪光放射装置的特征在于，上述闪光放射装置具有第一闪光放电灯和第二闪光放电灯，第二闪光放电灯的电流的时间幅度小于第一闪光放电灯的电流的时间幅度，在第一闪光放电灯的电流输入之后输入第二闪光放电灯的电流。

Description

闪光放射装置
技术领域
本发明涉及一种闪光放射装置，例如适合于用作用于对半导体晶片等被处理物进行热处理的加热源。
背景技术
近年来，例如用于对作为被处理物的半导体晶片进行热处理的光加热装置，需要在很短时间内将半导体晶片的表层部分加热到预定温度。对使用将闪光放电灯用作加热源的闪光放射装置进行了分析。
作为被处理物的半导体晶片主要使用口径为100～300mm的晶片。很难通过1根闪光放电灯将这种具有较大被处理面的被处理物在短时间内以高均匀性升温至预定温度。因此，使用一种根据被处理物的大小以等间隔平行排列多个闪光放电灯，具有这些闪光放电灯共用的反射器的闪光放射装置。
图16是表示作为现有的具有闪光放射装置的光加热装置，特开2002-198322号公报公开的光加热装置的结构的图。
光加热装置用于对被处理物2进行热处理，包括具有氛围气体导入口41的腔室4、闪光放射装置1、以及预加热单元3。在腔室4内，被处理物2放置在在未图示的支撑台上，从石英窗43照射光，从而对被处理物2进行热处理。闪光放射装置1包括：以等间隔平行排列的多个棒状的闪光放电灯10、和这些闪光放电灯10共用的反射器11。预加热单元3包括：以等间隔平行排列的多个棒状的卤素灯3 1、和这些卤素灯31共用的反射器32。
在这种光加热装置中，预先将与预加热单元3对应的卤素灯31点亮，将被处理物2预加热到导入的杂质不产生热扩散的温度为止。然后，使闪光放射装置1动作，向被处理物2放射闪光，从而进行热处理。
专利文献1：特开2002-198322号公报
现在，在被处理物2的热处理中，使用具有1msec左右的脉冲电流的时间幅度的闪光放电灯10。但是，为了应对要求更加微细化的半导体集成电路的制造工序，优选使用脉冲电流的时间幅度较短的闪光放电灯10对被处理物2照射闪光。然而，为了将闪光放电灯10的脉冲电流的时间幅度缩短，将被处理物2加热到预定的处理温度，必须提高脉冲电流的峰值。过大的负荷施加到闪光放电灯10上，闪光放电灯10的寿命明显缩短。
另一方面，也考虑了通过预加热单元3将被处理物2预加热到比以往高的高温，以减小预加热温度至处理温度的温度差，补偿从闪光放射装置1照射的闪光的不足部分。但是，若被处理物2维持在比以往高的温度下，则导入到被处理物2中的杂质产生热扩散。因此，无法在可能的预加热温度范围内，将闪光放电灯10的脉冲电流的时间幅度进一步缩短，对被处理物2进行热处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够将闪光放电灯的脉冲电流的时间幅度进一步缩短、对被处理物的表面进行热处理的闪光放射装置。
本发明的第一发明的闪光放射装置，将从多个闪光放电灯放射的闪光照射到被处理物上，其特征在于，
上述闪光放射装置具有第一闪光放电灯、和第二闪光放电灯，第二闪光放电灯的电流的时间幅度小于第一闪光放电灯的电流的时间幅度，在第一闪光放电灯的电流输入后输入第二闪光放电灯的电流。
此外，本发明的第二发明的特征在于，上述第二闪光放电灯的电流的峰值在第一闪光放电灯的电流从峰值开始变成0为止的期间存在。
此外，本发明的第三发明的特征在于，上述第一闪光放电灯的电流被强制性地断开，上述第二闪光放电灯的电流在上述第一闪光放电灯的电流变成0之前开始输入。
此外，本发明的第四发明的特征在于，在第一发明中，平面状地设置多个上述第一闪光放电灯，在上述第一闪光放电灯和上述被处理物之间平面状地设置多个上述第二闪光放电灯。
根据本发明涉及的闪光放射装置，具有第一闪光放电灯、和第二闪光放电灯，第二闪光放电灯的电流的时间幅度在第一闪光放电灯的电流的时间幅度的一半以下，在第一闪光放电灯的电流输入之后输入第二闪光放电灯的电流，从而可以仅在短时间内将被处理物的表面热处理到处理温度以上。
附图说明
图1是表示光加热装置的结构的说明用剖视图。
图2是表示闪光放电灯的结构的说明图。
图3是表示闪光放电灯的点亮电路的说明图。
图4是表示时间幅度为0.2msec的脉冲电流的波形A的图。
图5是表示时间幅度为1.0msec的脉冲电流的波形B、和被处理物的表面温度T1的图。
图6是表示脉冲电流A、脉冲电流B、以及被处理物的表面温度T2的图。
图7是表示被强制性地断开的脉冲电流的波形B、和被处理物的表面温度T1的图。
图8是表示照射能分布的图。
图9是表示照射能分布的图。
图10是表示点亮电路的图。
图11是表示点亮电路的时序图的图。
图12是表示点亮电路的图。
图13是表示点亮电路的时序图的图。
图14是表示点亮电路的图。
图15是表示点亮电路的时序图的图。
图16是表示光加热装置的结构的图。
具体实施方式
发明人为了对微细的电路进行曝光，使用脉冲电流的时间幅度较短的闪光放电灯10，向被处理物2照射闪光。图1是表示光加热装置的结构的说明用剖视图。
光加热装置用于对被处理物2进行热处理。被处理物2是例如导入有杂质离子的半导体晶片，仅对极表面加热，进行热处理。特别是对在被照射物2的背面形成有由耐热性低的材料制成的电路或配线时的热处理有效。具体而言，有在背面形成有电路或配线的功率半导体器件的热处理，特别是有IGBT的热处理。
光加热装置包括：具有氛围气体导入口41和被处理物出入口42的腔室4；和用于支撑设在腔室4内的被处理物2的支撑用台44。此外，在腔室4的顶面设有由石英平板构成的第一石英窗43a，此外，在腔室4的底面设有由石英平板构成的第二石英窗43b。并且，在第二石英窗43b的下方，设有预加热单元3，在第一石英窗43a的上方，设有作为加热源的闪光放射装置1。在这里，预加热单元3包括：沿着第二石英窗43b以等间隔平行排列的多个棒状的卤素灯31、和这些卤素灯31共用的反射器32，并且具有用于对各卤素灯31的动作进行控制的卤素灯点亮电路33。此外，闪光放射装置1包括：沿着第一石英窗43a以等间隔平行排列的多个棒状的闪光放电灯10、和这些闪光放电灯10共用的反射器11，并且具有用于对各闪光放电灯10的动作进行控制的闪光放电灯点亮电路12。
在这种光加热装置中，预先将与预加热单元3对应的所有卤素灯31同时点亮，从而将被处理物2预加热到导入的杂质不产生热扩散的预加热温度为止后，使闪光放射装置1动作，从而放射闪光，由此进行热处理。
通过这样进行预加热，可以使被处理物2的表面和背面的温度差减小，缓和被处理物2上的热应力，可以防止被处理物2裂开。具体而言，在被处理物2的表面瞬间达到1000℃时，若不进行预加热，则被处理物2的背面是室温(30℃)，被处理物2的表面和背面的温度差变成970℃，但是若进行预加热，例如将被处理物2预先加热到300℃，则被处理物2的表面和背面的温度差可以抑制在700℃。另外，也可以不进行预加热而对被处理物2进行热处理。
图2是表示本发明的闪光放电灯10的结构的说明图。
闪光放电灯10包括：由直管型的石英玻璃或蓝宝石制成的放电容器13，例如封入有氙气，两端被密封，在内部具有放电空间；和在放电空间内相对设置的电极14。
此外，为了改善起动性能，沿着放电容器13的外表面设有在管轴方向上延伸设置的触发线16。触发线16由外径为1mm的镍等金属线构成，沿着发光管的外壁从一个电极14附近到另一电极14附近，在轴线方向上设置，并由触发带(trigger band)进行固定。并且，若在该触发线16上例如施加十几KV的高压，则沿着发光管的内壁感应产生轴线方向的电场，以此为触发电场，在两电极间进行放电而产生闪光发光。另外，也可以不设置触发线16，在闪光放电灯10的电极间施加绝缘破坏电压以上的高电压，从而开始进行放电。
图3是表示本发明的闪光放电灯FL的点亮电路的说明图。图3(a)是与各闪光放电灯FL对应的点亮电路，图3(b)是与多个闪光放电灯FL对应的点亮电路。
在闪光放电灯FL中，作为用于瞬间放电的能源，输入时间幅度短的脉冲电流。如图3(a)所示，闪光放电灯FL的点亮电路由电容器、线圈、触发产生电路、以及升压变压器构成。脉冲电流的时间幅度和能量可以通过电容器的电容C、线圈的电感L、以及充电电压V的值进行调整。通常，脉冲电流的时间幅度取决于电容器的电容C和线圈的电感L的值(LC)，脉冲电流的能量取决于电容器的电容C和充电电压V的值(CV2)。例如，若增大线圈的电感L和充电电压V，则变成脉冲电流的时间幅度长、能量大的波形，若减小电容器的电容C，则变成脉冲电流的时间幅度短、能量小的波形。脉冲电流的波形还与配线长度(电阻)、闪光放电灯FL的大小或放射能(阻抗)有关。根据状况，对电容器的电容C、线圈的电感L、以及充电电压V进行调整，从而确定脉冲电流的波形。此外，也可以在放电电路的中途放入半导体开关，对点亮开始及点亮结束的时序进行控制。在任意时间通过开关强制性地使放电结束，从而调整脉冲电流的时间幅度。
对于如图3(b)所示的多个闪光放电灯FL，在各闪光放电灯FL上连接图3(a)所示的点亮电路，作为充电电压V连接有共用的充电器53。控制部51对充电器53和点亮信号产生部54进行操作，通过点亮信号产生部54输入共用的驱动信号。
在图4中，横轴为时间(msec)，纵轴为电流(A)，表示输入到1根闪光放电灯10中的、时间幅度为0.1msec的脉冲电流A的波形。
为了应对要求微细化的半导体集成电路的制造工序，希望使用脉冲电流A的时间幅度在1msec以下、优选0.0001～0.3msec的闪光放电灯10对被处理物2照射闪光。通常，脉冲电流的时间幅度短的闪光放电灯10能将被处理物2瞬间加热，不容易产生被处理物2的热扩散，因此即使脉冲电流的输入能量减少，也可以将被处理物2的表面加热到预定温度。然而，在闪光放电灯10的时间幅度缩短到1msec以下的脉冲电流A的情况下，为了确保将被处理物2加热到预定温度的能量，脉冲电流A的峰值必须很高。若峰值与脉冲电流A一样高，则热负荷施加到闪光放电灯10的放电容器13的内表面上，在点亮数百次时，不能承受热负荷，产生放电容器13劣化的不良现象。另外，脉冲电流的时间幅度是指，施加脉冲电流的峰值的半值以上的电流的时间区间。
在图5中，横轴为时间(msec)，右纵轴为电流(A)，表示输入到1根闪光放电灯10中的、时间幅度为1.0msec的脉冲电流的波形B；左纵轴为温度(℃)，表示通过输入有脉冲电流B的闪光放电灯10的闪光而被加热的被处理物2的表面温度T1。
即使确保可以将被处理物2加热到预定的处理温度的输入能量，时间幅度长的脉冲电流B的峰值也不会过大，因此在输入有时间幅度长的脉冲电流B的闪光放电灯10中，对放电容器13的热负荷相对较小。此外，脉冲电流B的时间幅度与预加热单元3相比较短，因此即使将被处理物2加热到预加热温度以上，导入到被处理物2中的杂质也不会产生热扩散。
此外，被处理物2的表面温度T1并不对应于脉冲电流的波形B，而是略滞后于脉冲电流的波形B地从由预加热单元3维持的预加热温度450℃开始进行加热。从脉冲电流B的峰值开始减少到0为止的期间，被处理物2的表面温度T1较高。
因此，为了解决如上所述的、使用脉冲电流的时间幅度短的闪光放电灯10照射被处理物2的问题点，在本发明中，考虑将输入有时间幅度长的脉冲电流B的闪光放电灯10点亮，从而对输入有时间幅度短的脉冲电流A的闪光放电灯10进行的被处理物2加热的不充分进行补偿。即，由输入有时间幅度长的脉冲电流B的第一闪光放电灯10b，将被处理物2的表面加热到接近处理温度为止，由输入有时间幅度短的脉冲电流A的第二闪光放电灯10a，短时间加热未达到处理温度的不足部分。可以仅在短时间内将被处理物2的表面加热到处理温度以上，并且时间幅度短的脉冲电流A的输入能量很小即可，因此可以降低时间幅度短的脉冲电流A的峰值，抑制对放电容器13的热负荷，延长闪光放电灯10的寿命。
在图6中，横轴为时间，右纵轴为电流值，表示输入到1根闪光放电灯10中的、时间幅度为0.1msec的脉冲电流的波形A，和输入到1根闪光放电灯10中的、时间幅度为1.0msec的脉冲电流的波形B；左纵轴为温度，表示通过30根输入有脉冲电流A的第二闪光放电灯10a、和29根输入有脉冲电流B的第一闪光放电灯10b两者的闪光加热的被处理物2的表面温度T2。
由输入有时间幅度长的脉冲电流B的第一闪光放电灯10b，将被处理物2的表面温度T2提高到接近处理温度T3为止，由输入有时间幅度短的脉冲电流A的第二闪光放电灯10a，在短时间加热未达到处理温度T3的不足部分。这样，即使分两个阶段对被处理物2照射闪光，由于仅在短时间内将被处理物2加热到处理温度T3以上，因此与由仅利用脉冲电流A输入可以将被处理物2加热到处理温度T3的能量的闪光放电灯10进行加热的情况同样地，可以仅在短时间内在将被处理物2的表面加热到处理温度T3以上。即，可以仅在0.2msec将被处理物2加热到处理温度T3(1100℃)以上，将现有的处理时间1msec大幅缩短。此外，由输入有时间幅度长的脉冲电流B的第一闪光放电灯10b，将被处理物2的表面温度T2预先提高到接近处理温度T3为止，从该状态进一步对被处理物2进行短时间加热，因此可以缓和被处理物2的表面和背面的温度差，减小被处理物上产生的热应力，因此可以防止被处理物2裂开。
在输入有时间幅度短的脉冲电流A的闪光放电灯10中，脉冲电流A的时间幅度越短，越可以在较短时间内将被处理物2的表面加热到处理温度以上。相反，若脉冲电流A的时间幅度、和时间幅度长的脉冲电流B的时间幅度基本相同，则基本上无法得到将时序错开进行重叠照射的效果，与仅利用脉冲电流B的时间幅度的闪光放电灯10进行照射的情况基本没有变化。相反，对点亮的时序进行控制的电路变得复杂，因此成本增加，反而不利。因此，时间幅度短的脉冲电流A的时间幅度，优选在时间幅度长的脉冲电流B的时间幅度的一半以下。
此外，若脉冲电流A的时间幅度在1msec以下，特别是在0.3msec以下，则可以对在现有技术的闪光放射装置中未能处理的微细的电路进行曝光。另一方面，闪光放电灯10开始点亮并产生放电，至少需要0.0001msec以上的时间。
因此，时间幅度短的脉冲电流A的时间幅度必须在时间幅度长的脉冲电流B的时间幅度的一半以下、且在0.0001msec以上，而且在1msec以下，优选在0.3msec以下。
输入有时间幅度长的脉冲电流B的闪光放电灯10将被处理物2加热到高于预加热温度的温度。若将被处理物2在高于预加热温度的温度下维持500msec以上期间，则导入到被处理物2中的离子产生扩散。因此，脉冲电流B的时间幅度必须在500msec以下。此外，若利用输入有时间幅度小于1msec的脉冲电流的闪光放电灯1 0对被处理物2进行加热处理，则为了确保能加热到预定温度的输入能量，必须将脉冲电流B的峰值提高到很高。若脉冲电流B的峰值变高，则闪光放电灯10的放电容器1 3不能承受施加到内表面上的热负荷，产生劣化。特别是，若脉冲电流B的时间幅度在0.3msec以下，则即使采取增加闪光放电灯10的根数等措施，确保将被处理物2的表面加热到接近处理温度T3为止的能量时，放电容器13的热负荷也变大，闪光放电灯10的寿命变得很短，实际上无法使用。
因此，时间幅度长的脉冲电流B的时间幅度必须在0.3msec以上，优选在1msec以上，而且在500msec以下。
输入有时间幅度长的脉冲电流B的第一闪光放电灯10b、和输入有时间幅度短的脉冲电流A的第二闪光放电灯10a的点亮时序也非常重要。这是因为即使在输入有时间幅度长的脉冲电流B的第一闪光放电灯10b未将被处理物2的表面加热到接近处理温度时，将输入有时间幅度短的脉冲电流A的第二闪光放电灯10a点亮，也不能将被处理物2的表面加热到处理温度。因此，如图5所示，需要在被处理物2的表面温度T2上升的区间、即从第一闪光放电灯10b的脉冲电流B的峰值开始减少到0为止的期间，将输入有时间幅度短的脉冲电流A的第二闪光放电灯10a点亮。
另外，由于通过第二闪光放电灯10a使被处理物2的表面温度T2急剧上升，因此优选输入到第二闪光放电灯10a中的脉冲电流A的峰值大于输入到第二闪光放电灯10b中的脉冲电流B的峰值。
但是，在通过开关等将时间幅度长的脉冲电流B强制性地断开时，脉冲电流B的波形和被处理物2的温度的关系不同，因此输入有时间幅度长的脉冲电流B的第一闪光放电灯10b、和输入有时间幅度短的脉冲电流A的第二闪光放电灯10a的点亮时序也不同。
图7是表示脉冲电流A1、A2、A3；通过开关等强制性地断开的脉冲电流B；以及由输入有脉冲电流B的闪光放电灯10加热的被处理物2的表面温度T1的图。
由于脉冲电流B在达到峰值之前被强制性地断开，变成0，因此被处理物2的表面温度T1被逐渐加热，在脉冲电流B为峰值时达到最大温度，然后急剧冷却。以脉冲电流B断开时为界，被处理物2的表面温度T1具有大致对称的关系。因此，被处理物2的表面温度T1上升的区间在第一闪光放电灯10b的脉冲电流B的峰值附近，优选在此期间将输入有时间幅度短的脉冲电流A的第二闪光放电灯10a点亮并使它们重叠。脉冲电流A1与脉冲电流B断开前很久以前之间开始输入，因此在断开脉冲电流B之前存在脉冲电流A1的峰值。脉冲电流A2在脉冲电流B断开时附近开始输入，因此脉冲电流B的峰值和脉冲电流A2的峰值的时序一致。脉冲电流A3在脉冲电流B的断开前不久开始输入，因此在脉冲电流B被断开之后存在脉冲电流A3的峰值。即，若第二闪光放电灯10a的脉冲电流A在第一闪光放电灯10b的脉冲电流B变成0之前开始输入，则可以在被处理物2的表面温度高时使其与第二闪光放电灯10a重叠，从而将被处理物2的表面加热到处理温度。若使用本发明的闪光放射装置，则可以不对被处理物2的背面上形成的栅极、发射电路或配线带来热损伤地对表面进行热处理，例如可以进行形成在集电极侧上的PN接合部的活性化处理。
图8是表示平行设置多个输入有时间幅度长的脉冲电流B的第一闪光放电灯10b，并且在该被处理物2侧平行设置多个输入有时间幅度短的脉冲电流A的第二闪光放电灯10a时的照射能分布的图。
第一闪光放电灯10b由石英玻璃制的放电容器13构成，第二闪光放电灯10a由蓝宝石制的放电容器13构成。这是因为石英玻璃具有抗热冲击性强的特征，蓝宝石具有耐热性高的特征。在输入到闪光放电灯10中的输入能量像时间幅度长的脉冲电流B那样大的情况下，在放电容器13中产生的热冲击变大，因此优选使用石英玻璃制的放电容器13。另一方面，输入到闪光放电灯10中的脉冲电流的峰值像时间幅度短的脉冲电流A那样高的情况下，放电容器13的温度变高，因此优选使用蓝宝石制的放电容器13。
多个输入有时间幅度长的脉冲电流B的第一闪光放电灯10b与被处理物2平行地设置成平面状，向被处理物2均匀地放射闪光，将被处理物2的表面加热到接近处理温度。接下来，点亮输入有时间幅度短的脉冲电流A的第二闪光放电灯10a，以短时间加热未达到被处理物2的处理温度的不足部分。多个第二闪光放电灯10a也与被处理物2平行地设置成平面状，因此可以向被处理物2均匀地放射闪光，将被处理物2的表面加热到处理温度。此外，第二闪光放电灯10a被设置成比第一闪光放电灯10b靠被处理物2侧，因此来自第二闪光放电灯10a的闪光不会被遮挡，可以有效且均匀地进行照射。若多个第一闪光放电灯10b与被处理物2平行地设置成平面状，在第一闪光放电灯10b的被处理物2侧，多个第二闪光放电灯10a与被处理物2平行地设置成平面状，则变成波动少的照射能分布。
图9是表示将多个输入有时间幅度长的脉冲电流B的第一闪光放电灯10b、和多个输入有时间幅度短的脉冲电流A的第二闪光放电灯10a交替地平行设置时的照射能分布的图。
图6所示的多个输入有时间幅度长的脉冲电流B的第一闪光放电灯10b与被处理物2平行地设置成平面状，向被处理物2均匀地放射闪光，将被处理物2的表面加热到接近处理温度。接下来，在第一闪光放电灯10b的脉冲电流B从峰值开始减少到0为止的期间，点亮输入有时间幅度短的脉冲电流A的第二闪光放电灯10a，在短时间加热未达到被处理物2的处理温度的不足部分。第二闪光放电灯10a隔着一根闪光放电灯平行地以平面状设置多个，因此向被处理物2照射的照射能容易产生不平滑。如图9所示，在将多个第一闪光放电灯10b和多个第二闪光放电灯10a交替地平行设置时，与如图8所示的多个第一闪光放电灯10b与被处理物2平行地以平面状设置、在第一闪光放电灯10b的被处理物2侧，多个第二闪光放电灯10a与被处理物2平行地以平面状设置时相比，变成产生波动的照射能分布。
另外，以上说明表示的是第一闪光放电灯10b和第二闪光放电灯10a分别设置多个闪光放电灯10的情况，但是在分别仅用1根也可以将被处理物2充分加热时，也可以用1根闪光放电灯形成第一闪光放电灯10b，用1根闪光放电灯形成第二闪光放电灯10a，用总计2根闪光放电灯10构成闪光放射装置1。
图10是表示将第一闪光放电灯FLB、和第二闪光放电灯FLA分开点亮的点亮电路的图，图11是表示图10所示点亮电路的时序图的图。
第一闪光放电灯FLB由产生时间幅度长的脉冲电流B的脉冲电流B产生电路52b点亮，第二闪光放电灯FLA由产生时间幅度短的脉冲电流A的脉冲电流A产生电路52a点亮。对电容器的电容CA、CB，线圈的电感LA、LB，以及充电器53的充电电压VA、VB等进行调整，从而确定脉冲电流A和脉冲电流B的波形。优选脉冲电流A的时间幅度为0.001～1msec、峰值的电流密度为1200～5100A/cm2，脉冲电流B的时间幅度为0.3～500msec、峰值的电流密度为600～5100A/cm2。其中，峰值的电流密度是指，电流波形的峰值除以与放电方向大致垂直地切断放电容器13的放电容器13内部的剖面面积的值。
接下来，利用图11对图10所示点亮电路的动作进行说明。由控制部51向点亮信号产生部54发送点亮指令信号，点亮信号产生部54接收该信号，分别向与脉冲电流B产生电路52b连接的各触发线16发送触发产生信号56b，使第一闪光放电灯FLB点亮。即，脉冲电流B产生电路52b若接收到触发产生信号56b，则产生触发电压，利用升压变压器升压后，向触发线16施加高压电压。由此，在第一闪光放电灯FLB的电极间产生触发放电，第一闪光放电灯FLB开始放电。
此外，点亮信号产生部54在向与脉冲电流A产生电路52a连接的触发线16发送触发产生信号56b的同时，使计时器电路起动。通过计时器电路，滞后点亮滞后时间TAB，分别向与脉冲电流A产生电路52a连接的各触发线16发送触发产生信号56a，使第二闪光放电灯FLA点亮。由此，将第一闪光放电灯FLB和第二闪光放电灯FLA分开点亮，可以仅在短时间内将被处理物2的表面加热到处理温度以上。另外，第二闪光放电灯FLA的点亮滞后时间TAB是根据脉冲电流A和脉冲电流B的波形预先求出，对计时器电路进行调整，以实现该滞后时间TAB。
第一闪光放电灯FLB和第二闪光放电灯FLA熄灭后，充电开始的信号由控制部51发送到充电器A53a、充电器B53b，在充分充电后，控制部51发送充电结束的信号。充电器A53a、充电器B53b的充电完成后，控制部51向点亮信号产生部54再次发送点亮指令信号，从而可以将第一闪光放电灯FLB和第二闪光放电灯FLA再次点亮。
图12是表示通过开关将第一闪光放电灯FLB、和第二闪光放电灯FLA对波形进行控制地点亮的点亮电路的图，图13是表示图12所示点亮电路的时序图的图。
第一闪光放电灯FLB由产生时间幅度长的脉冲电流B的脉冲电流B产生电路52b点亮，第二闪光放电灯FLA由产生时间幅度短的脉冲电流A的脉冲电流A产生电路52a点亮。在这里，脉冲电流的时间幅度由开关的接通/断开来控制。在电感LA、LB和闪光放电灯FLA、FLB之间***有开关元件SA、SB。闪光放电灯点亮并经过预定时间后，将开关元件SA、SB断开，强制性地停止闪光放电灯的放电，可以操纵脉冲电流的时间幅度。在这里，脉冲电流B在达到峰值之前被强制性地断开。
接下来，利用图13对图12所示点亮电路的动作进行说明。由控制部51向点亮信号产生部54发送点亮指令信号，点亮信号产生部54接收该信号，分别向与脉冲电流B产生电路52b连接的各触发线16发送触发产生信号56b，使第一闪光放电灯FLB点亮。此外，点亮信号产生部54在发送触发产生信号56b的同时向放电控制部B55b发送信号，使放电控制部B55b的计时器电路起动。放电控制部B55b的计时器电路测量第一闪光放电灯FLB从点亮到熄灭为止的点亮时间TBE。放电控制部B55b在经过点亮时间TBE后，将开关元件SB断开，强制性地停止第一闪光放电灯FLB的放电，使脉冲电流B变成预定的时间幅度。
此外，点亮信号产生部54在向与脉冲电流B产生电路52b连接的触发线16发送触发产生信号56b的同时，使点亮信号产生部54内部的计时器电路起动。进而，向放电控制部A55a发送信号，使放电控制部A55a的计时器电路起动。放电控制部A55a的计时器电路测量将第二闪光放电灯FLA的点亮滞后时间TAB和第二闪光放电灯FLA从点亮到熄灭为止的时间TAE相加的时间TAB+TAE。通过点亮信号产生部54的计时器电路，滞后TAB时间，分别向与脉冲电流A产生电路52a连接的各触发线16发送触发产生信号56a，使第二闪光放电灯FLA点亮。并且，由放电控制部A55a，在经过点亮时间TAE后，将开关元件SA断开，强制性地停止第二闪光放电灯FLA的放电，使脉冲电流A变成预定的时间幅度。
由此，将第一闪光放电灯FLB和第二闪光放电灯FLA分开点亮，可以仅在短时间内将被处理物2的表面加热到处理温度以上。
图14是表示以预燃(simmer)放电方式将第一闪光放电灯FLB、和第二闪光放电灯FLA点亮的点亮电路的图，图15是表示图14所示点亮电路的时序图的图。
第一闪光放电灯FLB由产生时间幅度长的脉冲电流B的脉冲电流B产生电路52b点亮，第二闪光放电灯FLA由产生时间幅度短的脉冲电流A的脉冲电流A产生电路52a点亮。预燃放电方式是指，在非点亮时也流过微弱的电流，可以高速将灯点亮的方式。此外，在预燃放电方式中，可以用开关元件SA、SB对放电的开始和结束的时序进行控制。
为了将图12所示点亮电路设成预燃放电方式，从点亮信号产生部54经由预燃(simmer)电路SIA、SIB，增设与开关元件SA、SB连接的电路。若点亮信号产生部54从控制部51接收到点亮指令信号，则向预燃电路SIA、SIB发送预燃放电点亮信号。接收到预燃放电点亮信号的预燃电路开始进行预燃放电。预燃放电开始之后，可以将开关元件SA、SB变成接通状态，开始进行主放电，将开关元件SA、SB变成断开状态，结束放电。预燃放电在主放电中也继续进行，在将开关元件SA、SB变成断开状态时，预燃放电也结束。另外，也可以不中断预燃放电地再次开始主放电。
接下来，利用图15对图14所示点亮电路的动作进行说明。若由控制部51向点亮信号产生部54发送点亮指令信号，则预燃放电点亮信号57b发送到脉冲电流B产生电路52b的预燃电路SIB。接收到预燃放电点亮信号57b的预燃电路SIB开始进行预燃放电。预燃放电开始之后，主放电点亮信号58b从点亮信号产生部54发送到放电控制部B55b，放电控制部B55b将开关元件SB变成接通状态，使第一闪光放电灯FLB点亮。放电控制部B55b在将开关元件SB变成接通状态的同时使计时器电路起动，测量第一闪光放电灯FLB从点亮到熄灭为止的点亮时间TBE。放电控制部B55b在经过点亮时间TBE后，将开关元件SB断开，强制性地停止第一闪光放电灯FLB的放电，使脉冲电流B变成预定的时间幅度。
此外，点亮信号产生部54在向脉冲电流B产生电路52b的放电控制部B55b发送主放电点亮信号58b的同时，使点亮信号产生部54内部的计时器电路起动。在经过第二闪光放电灯FLA的点亮滞后时间TAB之前，预燃放电点亮信号57b发送到预燃电路SIB，开始进行预燃放电。并且，在第二闪光放电灯FLA的点亮滞后时间TAB之后，主放电点亮信号58a从点亮信号产生部54发送到放电控制部A55a，放电控制部A55a将开关元件SA变成接通状态，使第二闪光放电灯FLA点亮。放电控制部A55a在将开关元件SA变成接通状态的同时，使计时器电路起动，测量第二闪光放电灯FLA从点亮到熄灭为止的点亮时间TAE。放电控制部A55a在经过点亮时间TAE后，将开关元件SA断开，强制性地停止第二闪光放电灯FLA的放电，使脉冲电流A变成预定的时间幅度。
由此，将第一闪光放电灯FLB和第二闪光放电灯FLA分开点亮，仅在短时间内将被处理物2加热到处理温度以上，可以对微细的电路进行曝光。
接下来，对实施例进行说明。
[实施例1]
表示将硅晶片用作被处理物的情况。
该闪光放射装置的结构如下表示。
(第一闪光放电灯)放电容器：内径10mm、发光长度500mm、29根
(第二闪光放电灯)放电容器：内径10mm、发光长度500mm、30根
将29根第一闪光放电灯平行设置，在该被处理物侧，将30根第二闪光放电灯平行设置。通过预加热单元将被处理物预加热到表面温度达到500℃，将第一闪光放电灯的脉冲电流的时间幅度设为0.7msec，第二闪光放电灯的脉冲电流的时间幅度设为0.1msec。
此时确认：以怎样的时序开始点亮第二闪光放电灯时，与设置59根脉冲电流的时间幅度为0.1msec的闪光放电灯从而将被处理物活性化的情况相比，能以峰值更小的脉冲电流将被处理物活性化。其中，以被处理物达到400Ω/□以下为实现活性化的条件。这是以40keV的加速电压将5×1015cm-2的量的杂质导入到硅中的12英尺硅晶片的活性化条件。此外，用热量计测量照射能。
其结果，若在第一闪光放电灯的脉冲电流B从峰值开始减少到0为止的期间，使输入有时间幅度短的脉冲电流A的第二闪光放电灯点亮，则与仅用脉冲电流的时间幅度为0.1msec的闪光放电灯将被处理物活性化的情况相比，能以峰值更小的脉冲电流将被处理物活性化。这是因为，第一闪光放电灯将被处理物的表面加热到接近处理温度，使第二闪光放电灯点亮，从而将被处理物的表面加热到处理温度。特别是，若在第一闪光放电灯的脉冲电流B从峰值开始减少到峰值的60％之前、即在从输入电流开始到0.6～0.9msec期间，使第二闪光放电灯点亮，则以满足实现处理的条件的方式即使点亮数万次以上，也不产生放电容器的劣化，可以延长闪光放电灯的寿命。
[实施例2]
作为实施例1的比较例，表示通过输入有单一脉冲电流的闪光放电灯对被处理物进行加热的情况。
该闪光放射装置的结构如下表示。
(闪光放电灯)放电容器：内径10mm、发光长度500mm、59根
以时间幅度为0.05、0.1、0.3、0.5、0.7、1.0、5.0、以及50msec的单一脉冲电流将闪光放电灯同时点亮。其结果，脉冲电流的时间幅度在0.3msec以下时，以满足实现处理的条件的方式进行点亮的情况下，在点亮数百～数千次时，闪光放电灯的放电容器的表面明显劣化，亮度明显降低。若确保单一脉冲电流能将被处理物加热到预定温度的能量，则在电流的时间幅度为0.3msec时，脉冲电流的峰值的电流密度变成5100A/cm2，在脉冲电流的时间幅度为0.2msec时，脉冲电流的峰值的电流密度变成5700A/cm2，在脉冲电流的时间幅度为0.05msec时，脉冲电流的峰值的电流密度变成8900A/cm2。这是因为，由于脉冲电流的峰值的电流密度达到5100A/cm2以上，因此放电容器的温度过高，超过耐热温度，表面明显劣化。
[实施例3]
使用与实施例1相同的闪光放射装置，向第一闪光放电灯输入1、1.5、2、3、5、10、以及20msec这些不同时间幅度的脉冲电流，向第二闪光放电灯输入时间幅度为1msec的脉冲电流。从第一闪光放电灯的脉冲电流B的峰值开始减少，达到峰值的80％时，从开始输入分别经过0.2、0.8、1.4、2.6、5、11、以及23msec之后，以使第二闪光放电灯的脉冲电流A达到峰值的方式将其点亮。在该条件下对100张被处理物进行加热，确认被处理物是否裂开。表1表示该试验结果。
表1
脉冲电流B的时间幅度(msec)   被处理物裂开的张数
1   10
1.5   7
2   1
3   1
5   1
10   1
20   1
由此，若将输入有时间幅度为1msec的脉冲电流的第一闪光放电灯与输入有时间幅度为1msec的脉冲电流的第二闪光放电灯重叠点亮，则与现有的闪光放射装置同样地，将被处理物2加热到处理温度的时间为1msec左右，但是被处理物裂开的频度降低。若将第一闪光放电灯的脉冲电流的时间幅度设为第二闪光放电灯的2倍以上、即将脉冲电流的时间幅度设在2msec以上，则可以使被处理物裂开的频度达到现有的闪光放射装置的十分之一。
另外，在向第一闪光放电灯输入1msec时间幅度的脉冲电流，向第二闪光放电灯输入1msec以下的时间幅度的脉冲电流的情况下，被处理物裂开的程度与向第一闪光放电灯和第二闪光放电灯这两者输入时间幅度为1msec的脉冲电流时相同。确认了被处理物裂开的频度与现有的闪光放射装置的程度相同，是可以实际应用的闪光放射装置。

Claims (4)

1.一种闪光放射装置，将从多个闪光放电灯放射的闪光照射到被处理物上，其特征在于，
上述闪光放射装置具有第一闪光放电灯和第二闪光放电灯，第二闪光放电灯的电流的时间幅度小于第一闪光放电灯的电流的时间幅度，在第一闪光放电灯的电流输入之后输入第二闪光放电灯的电流。
2.根据权利要求1所述的闪光放射装置，其特征在于，
上述第二闪光放电灯的电流的峰值在第一闪光放电灯的电流从峰值开始变成0为止的期间存在。
3.根据权利要求1所述的闪光放射装置，其特征在于，
上述第一闪光放电灯的电流被强制性地断开，上述第二闪光放电灯的电流在上述第一闪光放电灯的电流变成0之前开始输入。
4.根据权利要求1所述的闪光放射装置，其特征在于，
平面状地设置多个上述第一闪光放电灯，在上述第一闪光放电灯和上述被处理物之间以平面状设置多个上述第二闪光放电灯。
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