專利名稱：退火裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過對(duì)半導(dǎo)體晶片等照射來自LED等發(fā)光元件的光來進(jìn)行退火的退 火裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制造中，對(duì)作為被處理基板的半導(dǎo)體晶片(以下，簡稱為晶片)， 存在成膜處理、氧化擴(kuò)散處理、改性處理、退火處理等各種熱處理。隨著半導(dǎo)體器件的高速 化、高集成化的要求，特別是對(duì)于離子注入后的退火而言，為了將擴(kuò)散抑制到最小限度，而 趨向更高速的升溫降溫。作為這種能夠高速升溫降溫的退火裝置，已提出有以發(fā)光二極管 (LED)作為加熱源利用的裝置(例如JP特表2005-536045號(hào)公報(bào))。然而，在作為上述退火裝置的加熱源采用LED的情況下，對(duì)應(yīng)于急速加熱而需要 產(chǎn)生巨大的光能，為此需要高密度地安裝LED。LED元件是GaAs、GaN等化合物半導(dǎo)體，這些物質(zhì)對(duì)于光的折射率極其大，為2. 5 3. 6左右，即使入射角為0度也能夠反射15%左右，因此直接向空氣中引出時(shí)導(dǎo)致效率變得 極其低。因此，將來自LED元件的光向空氣(真空)中引出時(shí)，可以考慮填充折射率為這些 高折射率物質(zhì)與空氣之間的物質(zhì)，例如透明樹脂。另一方面，由于LED元件的形狀是一邊長度為0. 3 0. 5mm左右且厚度為0. 2mm 左右，因此在將下表面安裝于基板上利用時(shí)，存在四個(gè)的側(cè)表面的面積的總和大于上表面 的面積，從而將來自側(cè)面的光有效地引出的技術(shù)變得重要，但是如上所述，在LED元件的配 置空間內(nèi)僅填充有樹脂的情況下，不能將來自LED元件的側(cè)表面的光充分地引出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種退火裝置，采用LED等發(fā)光元件作為加熱源，其中， 能夠有效地將光引出。根據(jù)本發(fā)明的第一觀點(diǎn)，提供一種退火裝置，具備處理室，其容納被處理體；支 撐部件，其在上述處理室內(nèi)支撐被處理體；加熱源，其被設(shè)置成面向上述支撐部件上的被處 理體的至少一側(cè)的面，并具有對(duì)被處理體照射光的多個(gè)發(fā)光元件；透光部件，其對(duì)應(yīng)于上述 加熱源地設(shè)置，并使來自上述發(fā)光元件的光透射；排氣機(jī)構(gòu)，其對(duì)上述處理室內(nèi)進(jìn)行排氣； 處理氣體供給機(jī)構(gòu)，其向上述處理室內(nèi)供給處理氣體，其中，上述加熱源具有支撐體和在其 之上朝向被處理體側(cè)被安裝的多個(gè)發(fā)光元件，上述發(fā)光元件分別單獨(dú)地被透鏡層覆蓋。在上述第一觀點(diǎn)中，優(yōu)選為上述透鏡層由透明樹脂構(gòu)成。此外，優(yōu)選為上述透鏡層 呈半球狀。上述透鏡層也可以是在上述支撐體上所設(shè)置的薄樹脂層之上形成半球狀樹脂層 而成的。上述半球狀的透鏡層中相鄰的透鏡層彼此可以是接觸的，也可以是相分開的。優(yōu)選為，上述發(fā)光元件的平面形狀是一邊為0. 5mm的正方形，透鏡層的直徑是 0. 6 1. 2mm,更優(yōu)選為上述透鏡層的直徑是0. 8 1. 0mm。根據(jù)本發(fā)明的第二觀點(diǎn)，提供一種退火裝置，具備處理室，其容納被處理體；支撐部件，其在上述處理室內(nèi)支撐被處理體；加熱源，其被設(shè)置成面向上述支撐部件上的被處 理體的至少一側(cè)的面，并具有對(duì)被處理體照射光體的多個(gè)發(fā)光元件；透光部件，其對(duì)應(yīng)于上 述加熱源地設(shè)置，并使來自上述發(fā)光元件的光透射；排氣機(jī)構(gòu)，其對(duì)上述處理室內(nèi)進(jìn)行排 氣；處理氣體供給機(jī)構(gòu)，其向上述處理室內(nèi)供給處理氣體，其中，上述加熱源具有支撐體和 在其之上朝向被處理體側(cè)被安裝的多個(gè)發(fā)光元件，規(guī)定個(gè)數(shù)的上述發(fā)光元件被透鏡層統(tǒng)一 覆蓋。在上述第二觀點(diǎn)中，優(yōu)選為上述透鏡層以由透明樹脂構(gòu)成的部分作為主體。此外， 上述支撐體具有多個(gè)，上述透鏡層對(duì)應(yīng)于各支撐體地設(shè)置有多個(gè)，各透鏡層能夠統(tǒng)一覆蓋 安裝在對(duì)應(yīng)的支撐體上的多個(gè)發(fā)光元件。進(jìn)而，上述透鏡層能夠構(gòu)成為具有光射出側(cè)的面 變?yōu)檎娴腻F度。另外，上述透鏡層能夠?yàn)樵谏鲜鲋误w上設(shè)置的薄層之上形成作為主層 的樹脂層而成的構(gòu)成。該情況下，作為上述主層的樹脂層也可以構(gòu)成為具有光射出側(cè)的面 變?yōu)檎娴腻F度。根據(jù)本發(fā)明的第三觀點(diǎn)，提供一種退火裝置，具備處理室，其容納被處理體；支 撐部件，其在上述處理室內(nèi)支撐被處理體；加熱源，其被設(shè)置成面向上述支撐部件上的被處 理體的至少一側(cè)的面，并具有對(duì)被處理體照射光處理體的多個(gè)發(fā)光元件；透光部件，其對(duì)應(yīng) 于上述加熱源地設(shè)置，并使來自上述發(fā)光元件的光透射；排氣機(jī)構(gòu)，其對(duì)上述處理室內(nèi)進(jìn)行 排氣；處理氣體供給機(jī)構(gòu)，其向上述處理室內(nèi)供給處理氣體，其中，上述加熱源具有支撐體 和在其之上朝向被處理體側(cè)被安裝的多個(gè)發(fā)光元件，上述發(fā)光元件在其光射出面的邊緣部 實(shí)施有倒角。在上述第一 第三觀點(diǎn)中，優(yōu)選為上述支撐體的反射率為0.8以上。也可以是在 上述支撐部件和上述透光部件之間具有空間，且在上述空間內(nèi)設(shè)置有上述加熱源的結(jié)構(gòu)。 進(jìn)而，作為發(fā)光元件，也可以適用LED。
根據(jù)本發(fā)明，由于是典型性地用由透明樹脂構(gòu)成的透鏡層來覆蓋的發(fā)光元件，因 此在從由折射率高的材料構(gòu)成的發(fā)光元件向折射率低的空氣中射出光時(shí)，難于產(chǎn)生全反 射，能夠抑制由全反射引起的效率降低。此外，由于通過這樣設(shè)置透鏡層，也能夠?qū)⑾虬l(fā)光 元件的側(cè)方射出的光有效地引出，因此能夠進(jìn)一步提高光的引出效率。此外，即使是用透鏡層統(tǒng)一覆蓋規(guī)定個(gè)數(shù)的發(fā)光元件的構(gòu)成的情況下，也能夠起 到上述效果。進(jìn)而，通過構(gòu)成為在發(fā)光元件的光射出面的邊緣部實(shí)施倒角，而在從發(fā)光元件的 發(fā)光部引出光時(shí)，能夠使橫向偏離的光向中心方向折射，能夠提高光的引出效率。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的退火裝置的簡要構(gòu)成的剖視圖。圖2是放大表示圖1的退火裝置的加熱源的剖視圖。圖3是放大表示向圖1的退火裝置的LED進(jìn)行供電的部分的剖視圖。圖4是表示圖1的退火裝置的加熱源的仰視圖。圖5是表示具有nl的折射率的物質(zhì)發(fā)光并穿透折射率為π2的透鏡材料后，向η3 =1的空氣透射光時(shí)的模型的圖。圖6是表示透鏡層的形成狀態(tài)的放大圖。
圖7是表示透鏡層的效率上優(yōu)選的方式的圖。圖8A是表示透鏡層的制造上優(yōu)選的方式的圖。圖8B是表示透鏡層的制造上優(yōu)選的另一個(gè)方式的圖。圖9是表示透鏡層的制造上優(yōu)選的又一個(gè)方式的圖。圖10是說明用于掌握半球狀透鏡層的大小與光強(qiáng)度之間的關(guān)系的模擬條件的說 明圖。圖11是表示圖10的模擬結(jié)果的曲線圖。圖12是表示圖10的條件下的透鏡狀樹脂層的直徑與每個(gè)LED的允許電流之間的 關(guān)系的曲線圖。圖13是說明用于掌握在薄樹脂層之上形成半球狀樹脂層而獲得的透鏡層的大小 與光強(qiáng)度之間的關(guān)系的模擬的說明圖；圖14是表示圖13的模擬結(jié)果的曲線圖。圖15是表示圖13的條件下的透鏡層的直徑與每個(gè)LED的允許電流之間的關(guān)系的 曲線圖。圖16是說明用于掌握固定透鏡層的直徑且使相鄰的LED的間隔變化時(shí)的光強(qiáng)度 的變化的模擬的說明圖。圖17是表示圖16的模擬結(jié)果的曲線圖。圖18是表示圖16的條件下的LED間隔與每個(gè)區(qū)域的允許電流之間的關(guān)系的曲線圖。圖19是表示用于通過液滴噴霧紫外線固化法來形成透鏡層的裝置的簡要構(gòu)成的 圖。圖20是用于說明通過液滴噴霧紫外線固化法來形成透鏡層時(shí)的液滴大小的控制 方法的圖。圖21A是用于說明通過微粒子噴霧薄膜層壓法來形成透鏡層時(shí)的工序的圖。圖21B是用于說明通過微粒子噴霧薄膜層壓法來形成透鏡層時(shí)的工序的圖。圖22是用于說明通過液滴涂覆離心力法來形成透鏡層時(shí)的原理的圖。圖23是用于說明通過液滴涂覆離心力法來形成透鏡層的裝置的圖。圖24是放大表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的退火裝置的加熱源的剖視圖。圖25是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的透鏡層的其他例子的示意圖。圖26是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的透鏡層的另一例子的示意圖。圖27是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的透鏡層的又一例子的示意圖。圖28是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的求出了光輸出的具體的加熱源的結(jié)構(gòu)的 剖視圖。圖29是表示在設(shè)置了透鏡層的情況、僅LED的情況、僅設(shè)置了填充樹脂的情況下 模擬了光輸出的結(jié)果的圖。圖30A是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式涉及的退火裝置中所采用的LED的結(jié)構(gòu)的剖 視圖。圖30B是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式涉及的退火裝置中所采用的LED的結(jié)構(gòu)的仰 視圖。
圖31是表示將本發(fā)明的第三實(shí)施方式中所采用的具有倒角部的LED的光輸出與 通常的不具有倒角部的LED的光輸出進(jìn)行比較的模擬結(jié)果的圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。在此，以用于對(duì)向表面內(nèi)注入雜質(zhì) 的晶片進(jìn)行退火的退火裝置為例進(jìn)行說明。圖1是是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的退火裝置的簡要構(gòu)成的剖視圖，圖2 是放大表示圖1的退火裝置的加熱源的剖視圖，圖3是放大表示向圖1的退火裝置的LED 進(jìn)行供電的部分的剖視圖。該退火裝置100氣密地構(gòu)成，并具有 送入晶片W的處理室1。處理室1具有配置晶片W的圓筒狀的退火處理部Ia和同心圓狀地設(shè)置在退火處 理部Ia的外側(cè)的氣體擴(kuò)散部lb。氣體擴(kuò)散部Ib的高度比退火處理部Ia的高，處理室1的 截面呈H狀。處理室1的氣體擴(kuò)散部Ib由腔室2來限定。腔室2的上壁2a及底壁2b上 形成有與退火處理部Ia對(duì)應(yīng)的圓形的孔3a、3b，這些孔3a、3b中分別嵌入有由銅等高導(dǎo)熱 材料形成的冷卻部件4a、4b。冷卻部件4a、4b具有凸緣部5a、5b，并通過密封部件6a、6b使 得凸緣部5a、5b和腔室2的上壁2a及底壁2b緊貼。此外，由該冷卻部件4a、4b來規(guī)定退 火處理部la。處理室1中設(shè)置有在退火處理部Ia內(nèi)水平地支撐晶片W的支撐部件7，該支撐部 件7通過未圖示的升降機(jī)構(gòu)能夠在晶片W的交接時(shí)進(jìn)行升降。此外，在腔室2的頂壁上設(shè) 置有從未圖示的處理氣體供給機(jī)構(gòu)導(dǎo)入規(guī)定的處理氣體的處理氣體導(dǎo)入口 8，在該處理氣 體導(dǎo)入口 8上連接有供給處理氣體的處理氣體配管9。此外，在腔室2的底壁上設(shè)置有排氣 口 10，在該排氣口 10上連接有與未圖示的排氣裝置相連的排氣配管11。進(jìn)而，在腔室2的 側(cè)壁上設(shè)置有用于進(jìn)行晶片W向腔室2的送入送出的送入送出口 12，該送入送出口 12通過 閘閥13而可進(jìn)行開閉。在處理室1內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器14，該溫度傳感器14用于測量被 支撐在支撐部件7上的晶片W的溫度。此外，溫度傳感器14連接于腔室2的外側(cè)的計(jì)測部 15，從該計(jì)測部15向后述的工藝控制器60輸出溫度檢測信號(hào)。冷卻部件4a、4b的與被支撐部件7支撐的晶片W相對(duì)置的面上以與被支撐部件7 支撐的晶片W對(duì)應(yīng)的方式形成有圓形的凹部16a、16b。而且，在該凹部16a、16b內(nèi)以直接接 觸于冷卻部件4a、4b的方式配置有搭載了發(fā)光二極管(LED)的加熱源17a、17b。在冷卻部件4a、4b的與晶片W相對(duì)置的面上，以覆蓋凹部16a、16b的方式螺旋固 定有透光部件18a、18b，該透光部件18a、18b將來自搭載于加熱源17a、17b上的LED的光向 晶片W側(cè)透射。透光部件18a、18b采用將從LED射出的光有效地透射的材料，例如采用石 英。冷卻部件4a、4b中設(shè)置有冷卻介質(zhì)流路21a、21b，其中流動(dòng)著能夠?qū)⒗鋮s部件4a、 4b冷卻至0°C以下、例如-50°C左右的液體狀的冷卻介質(zhì)、例如含氟類惰性液體(商品名 7 口 U f —卜、7 >等)。冷卻部件4a、4b的冷卻介質(zhì)流路21a、21b上連接有冷卻介質(zhì) 供給配管22a、22b和冷卻介質(zhì)排出配管23a、23b，能夠使冷卻介質(zhì)在冷卻介質(zhì)流路21a、21b 中循環(huán)來對(duì)冷卻部件4a、4b進(jìn)行冷卻。并且，腔室2中形成有冷卻水流路25，其中流動(dòng)著常溫的冷卻水，由此防止腔室2 的溫度過度上升。
如圖2放大所示，加熱源17a、17b具有多個(gè)LED陣列34，該多個(gè)LED陣列包括支 撐體32，其由具有絕緣性的高導(dǎo)熱性材料、典型的是AIN陶瓷形成；被支撐體32支撐的多 個(gè)LED33 ；散熱部件50，其經(jīng)錫焊或硬釬焊接合于支撐體32的背面?zhèn)惹矣勺鳛楦邔?dǎo)熱性材 料的Cu構(gòu)成。這些LED陣列34的背面，例如經(jīng)由硅脂或銀膏等導(dǎo)熱性良好的糊螺旋固定 于加熱源17a中的冷卻部件4a的下表面，以及加熱源17b中的冷卻部件4b的上表面。相 鄰的LED陣列34之間通過分隔部件55被分隔。LED陣列34的支撐體32與LED33之間以 全面接觸的狀態(tài)設(shè)置有在銅上鍍金的電極等導(dǎo)電性高的電極35。此外，一個(gè)LED33與相鄰 的LED33的電極35之間是通過金屬線36相連接的。這樣，從冷卻介質(zhì)高效地傳遞到導(dǎo)熱 率高的冷卻部件4a、4b上的冷能，經(jīng)由與它們?nèi)娼佑|的導(dǎo)熱性高的散熱部件50、支撐體 32以及電極35而到達(dá)LED33，因此LED33以極其高的效率被冷卻。各個(gè)LED33例如被由透明樹脂構(gòu)成的透鏡層20覆蓋。透鏡層20具有將從LED33 射出的光引出的功能，還能夠?qū)碜訪ED33的側(cè)表面的光引出。該透鏡層20的形狀只要具 有透鏡功能則沒有特別限定，但是如果考慮到制造的容易性和效率，則優(yōu)選為大致半球狀。 關(guān)于該透鏡層20，將在后面進(jìn)行詳述。支撐體32與透光部件18a、18b之間的空間被抽真空。在冷卻部件4a的上方及冷卻部件4b的下方，分別設(shè)置有用于進(jìn)行向LED33的供 電控制的控制箱37a、37b，它們連接著來自未圖示的電源的配線，從而進(jìn)行向LED33的供 H1^ ο
另一方面，如圖3放大所示，在分別形成于散熱部件50及支撐體32上的孔50a及 32a中插入有供電電極51，該供電電極51通過錫焊連接于電極35。該供電電極51上通過 安裝端52連接有穿過冷卻部件4a、4b內(nèi)部并延伸的電極棒38。每個(gè)LED陣列34上設(shè)置有 多個(gè)、例如8個(gè)(圖1、3中僅示出2個(gè))電極棒38，電極棒38被由絕緣材料構(gòu)成的保護(hù)罩 38a覆蓋。電極棒38延伸至冷卻部件4a的上端部及冷卻部件4b的下端部，并在此處螺旋 固定有支承部件39。在支承部件39與冷卻部件4a、4b之間插裝有絕緣環(huán)40。在此，保護(hù) 罩38a與冷卻部件4a(4b)之間以及保護(hù)罩38a與電極棒38之間的間隙被硬釬焊，從而形 成所謂的饋通(feed through)。如圖1所示，在控制箱37a、37b內(nèi)設(shè)置有多個(gè)控制板42。該控制板42具有連接 對(duì)應(yīng)于電極棒38的供電部件41的連接部42a ；連接來自電源的配線的供電連接器43。如 圖3所示，供電部件41向下方延伸，并與安裝在各電極棒38上的支承部件39相連接。供 電部件41被由絕緣材料構(gòu)成的保護(hù)罩44覆蓋。在供電部件41的前端上設(shè)置有彈簧銷 41a(spring pin)，通過該各個(gè)彈簧銷41a與對(duì)應(yīng)的支承部件39相接觸，從控制箱37a、37b 經(jīng)由供電部件41、電極棒38，供電電極51以及加熱源17a、17b的電極35向各LED33進(jìn)行 供電。通過這樣進(jìn)行供電LED33發(fā)光，并通過利用該光對(duì)晶片W由表背面進(jìn)行加熱來進(jìn)行 退火處理。由于彈簧銷41a利用彈簧向支承部件39側(cè)施力，所以即使在控制板42的安裝 位置偏離等的情況下，也能夠可靠地保證供電部件41與電極棒38的接觸。并且，圖1中描 繪到供電部件41的中途部分為止，省略了電極棒38、供電電極51及它們的連接部的結(jié)構(gòu) 等。此外，圖2中省略了供電電極51。LED陣列34呈六角形，例如被配置成如圖4所示。在一個(gè)LED陣列34上搭載有 1000 2000個(gè)左右的LED33。作為LED33，采用射出的光的波長在紫外光 近紅外光的范圍、優(yōu)選采用0. 36 1. ομπι的范圍的光。作為這種射出0. 36 1. Oym的范圍的光的材 料，可例示以GaN、GaAs, GaP等為基體材料的化合物半導(dǎo)體。如圖1所示，退火裝置100的各構(gòu)成部構(gòu)成為，通過連接于具有微處理器(計(jì)算 機(jī))的工藝控制器60而被控制。例如，通過該工藝控制器60來進(jìn)行上述控制箱37a、37b 的供電控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制、氣體供給控制等。在工藝控制器60上連接有操作者為了管 理退火裝置100而進(jìn)行指令的輸入操作等的鍵盤；將退火裝置100的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況可視化顯示 的由顯示器等構(gòu)成的用戶接口 61。進(jìn)而，在工藝控制器60上連接有存儲(chǔ)部62，該存儲(chǔ)部62 能夠存儲(chǔ)用于通過工藝控制器60的控制來實(shí)現(xiàn)退火裝置100中執(zhí)行的各種處理的控制程 序；用于使退火裝置100的各構(gòu)成部根據(jù)處理?xiàng)l件來執(zhí)行處理的程序即處理配方。處理配 方被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部43中的存儲(chǔ)介質(zhì)中。存儲(chǔ)介質(zhì)可以是如硬盤那樣的固定的部件，也可以 是⑶R0M、DVD、閃存等可攜帶的部件。此外，也可以從其他裝置例如通過專用線路適當(dāng)傳輸 處理配方(recipe)。而且，根據(jù)需要，也可以根據(jù)來自用戶接口 61的指示等從存儲(chǔ)部62調(diào) 出任意的配方來使工藝控制器60執(zhí)行，由此在工藝控制器60的控制下，進(jìn)行退火裝置100 中的所希望的處理。下面，對(duì)于透鏡層20進(jìn)行詳細(xì)說明。如上所述，透鏡層20例如由透明樹脂構(gòu)成，并覆蓋各個(gè)LED33，典型的是呈半球 狀。該透鏡層20具有折射率高的LED33與折射率為1的空氣之間的折射率，其是為了緩和 光從LED33向空氣中直接射出產(chǎn)生的全反射而設(shè)置。作為透鏡層20，例如在GaAs的情況 下，折射率大約為3. 4，因此優(yōu)選折射率為1. 84左右的透明樹脂。下面說明其理由。求出如圖5所示的、具有nl的折射率的物質(zhì)發(fā)光并穿透折射率為π2的透鏡材料 后，向η3 = 1的大氣透射光時(shí)的π2的最佳值。透鏡為半圓狀，發(fā)光部相對(duì)于透鏡較小，因此為了簡便起見，若解析成θ 1 0、 Θ2 0、Θ3 0，則反射率R能夠由以下計(jì)算式(1)來表示。[數(shù)學(xué)式1]<formula>formula see original document page 9</formula>由于透射率為1-R，因此從物質(zhì)1向物質(zhì)3透射的透射率T能夠由以下計(jì)算式(2)
來表不。[數(shù)學(xué)式2]<formula>formula see original document page 9</formula>該計(jì)算式(2)為具有極大值的函數(shù)，因此若將T對(duì)n2進(jìn)行偏微分，則變?yōu)槿缬?jì)算 式(3)所示，如果對(duì)其進(jìn)行整理，則變成如計(jì)算式(4)所示。[數(shù)學(xué)式3]
<formula>formula see original document page 10</formula><formula>formula see original document page 10</formula>.........拐點(diǎn)為計(jì)算式⑷的右邊為0時(shí)，如果將其進(jìn)行計(jì)算，則變成以下的計(jì)算式(5)。n2 = (nl ‘ n3)1/2 (5)GaAs的折射率大約為3. 4，因此利用上述計(jì)算式(5)變成n2 = 3. 41/2 = 1. 84。從 而，透鏡層20的折射率為1. 84時(shí)，透射率變得最大。若由于GaAs的折射率大約為3. 4，因此設(shè)定為nl = 3. 4，則沒有透鏡層20時(shí)的透 射率T由上述計(jì)算式(2)變成如下所示。即T = 1- {(3. 4-1) / (3. 4+1)}2 = 0. 702另外，設(shè)nl = 3. 4、n2 = 1. 84時(shí)，存在透鏡層20時(shí)的透射率由上述計(jì)算式(2)變 成如下所示。即T= [1- {(3. 4-1. 84) / (3. 4+1. 84)}2] X [1_ {(1. 84-1) / (1. 84+1)}2] =0. 789從而，通過采用折射率為1. 84的透鏡層20，使向外部引出的光還上升約12%。這種透鏡層20最好由硅酮樹脂構(gòu)成。硅酮樹脂通常折射率為1.4左右而稍小，但 透明度高從而透光率高。近年來還開發(fā)出折射率為1.5左右的硅酮樹脂，通過盡量采用折 射率接近1. 8的硅酮樹脂，而能夠獲得更高的效率。此外，如果是紅外LED，則也可以采用環(huán) 氧樹脂。環(huán)氧樹脂的折射率大致為1.5，能夠有效地將光引出。在LED之上形成有平面狀的樹脂層時(shí)，從LED射出的光中垂直方向的光能夠有效 地引出，但是向側(cè)方或斜向射出的光因反射而會(huì)被支撐體32等吸收，導(dǎo)致不能有效地引 出。LED33通常厚度為0. 2mm左右，且一邊長度為0. 3 0. 5mm左右，因此在將下表面安裝 于基板上來使用時(shí)，存在四個(gè)的側(cè)面的面積的總和大于上表面的面積，因此將向側(cè)方射出 的光有效地引出的技術(shù)變得重要。因此，本實(shí)施方式中，如圖6的放大圖所示，用透鏡層20來覆蓋LED33。由此，還能 夠?qū)⑾騻?cè)方射出的光有效地向外部引出，能夠?qū)腖ED33射出的光有效地弓I出。該情況下，為了將來自LED33的光更有效地引出，最好是透鏡層20比起LED33來 更大，但是如果透鏡層2過大，則LED33能夠排列的個(gè)數(shù)變少，導(dǎo)致單位面積的功率減少。因 此，優(yōu)選為與LED33的大小相應(yīng)地選擇適當(dāng)?shù)拇笮?。如上所述，LED33的一邊長度為0. 3 0. 5mm左右，但已確認(rèn)為0. 5mm見方的情況下是最有效的，此時(shí)透鏡層20的直徑優(yōu)選為 0. 6 1. 2mm左右。通過這樣控制透鏡層20，能夠?qū)⒐獾囊鲂首優(yōu)椴捎闷教沟臉渲瑢?時(shí)的2倍以上。關(guān)于透鏡層20，如上所述的大致半球狀的形狀在效率上而言優(yōu)選，如圖7所示，將 透鏡層20彼此相接觸地進(jìn)行配置在效率上而言優(yōu)選。但是，將透鏡層20直接如上所述地 沒有間隙地配置在支撐體32之上，因樹脂的流動(dòng)等有時(shí)制造變得困難，因此效率多少會(huì)降 低，但是從更易于制造的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選為如圖8A所示，在支撐體32之上整個(gè)面上形成薄 0. 05mm左右的樹脂層20a后形成為半球狀。此外，雖然效率多少會(huì)進(jìn)一步降低，但也可以如圖8B所示地將LED33之間溝槽用樹脂層20b填充，并在其之上形成薄0. 05mm左右的樹脂 層20a后還形成為半球狀。此外，同樣地從更易于制造的觀點(diǎn)來看，也可以如圖9所示，在 相鄰的透鏡層20之間設(shè)置0. 1 0. 4mm左右的間隙。該情況下，與以使相鄰的透鏡層20 相接觸的狀態(tài)進(jìn)行配置的情況相比，效率也多少會(huì)降低。這樣，能夠通過透鏡層20的配置等來提高來自LED33的引出效率，但是該光的引 出效率很大程度上還依賴于支撐體32的反射率。即，朝向支撐體32射出的光根據(jù)支撐體 32的反射率而被反射，該光有助于晶片W的加熱，因此對(duì)支撐體32而言反射率越高越為優(yōu) 選。然而，在本實(shí)施方式中采用的AIN制的支撐體32的情況下，反射率低到0. 2左右，從 LED33向支撐體32射出的光的80%左右被吸收。為了有效地將這種向支撐體32射出的 光也引出，優(yōu)選為用反射率高的材料涂覆支撐體32的表面來提高反射率。例如，如果涂覆 TiO2等白色材料，則能夠使反射率變?yōu)?0%左右。除了采用透鏡層20以外，通過將支撐體 32的反射率提高至80%左右，與設(shè)置了平坦的樹脂層的情況相比，能夠?qū)⒐庖鲂首優(yōu)?5倍左右。然后，說明關(guān)于這種透鏡層20的大小、形狀及配置、以及支撐體的反射率對(duì)到達(dá) 晶片的光強(qiáng)度帶來的影響，進(jìn)行模擬后的結(jié)果。
在此，作為模擬器，采用光學(xué)技術(shù)開發(fā)研究組織(Optical ResearchAssociate)制 造的光學(xué)系統(tǒng)，設(shè)LED的尺寸為0. 5(L) X0.5 (W) X0. 2 (H)mm，使硅酮樹脂制的透鏡層的直 徑、LED的位置變化，并追蹤了到達(dá)離開IOmm的位置上的光線。假定出硅酮樹脂/空氣界 面上的菲涅耳反射損失、折射。此外，將支撐體的反射率設(shè)定為兩個(gè)級(jí)別，即相當(dāng)于AIN的 0.2和相當(dāng)于在AIN上涂覆TiO2時(shí)的0.8。此外，相鄰的LED的反射率設(shè)定為0.2。關(guān)于光 強(qiáng)度，采用了將用平坦的樹脂涂覆LED時(shí)的強(qiáng)度設(shè)為1來進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的光強(qiáng)度。首先，如圖10所示，將透鏡層呈半球狀并配置成相鄰的透鏡層彼此相接觸，并使 透鏡層的直徑在0. 6 1. 4mmΦ變化。將其結(jié)果示于圖11中。如該圖所示，可知通過采用 透鏡層，大概地講，在支撐體的反射率為0. 2時(shí)，能夠獲得采用平坦的樹脂層時(shí)的2倍左右 的光強(qiáng)度，且在支撐體的反射率為0. 8時(shí)，能夠獲得采用平坦的樹脂層時(shí)的5倍左右的較大 的光強(qiáng)度。此外，透鏡層的直徑越大，來自LED的光引出效率越大，因此透鏡層的直徑越大， 單個(gè)LED的光強(qiáng)度越大，但是如果透鏡層的直徑變大，則LED的集成度降低，因此每單位面 積的發(fā)光強(qiáng)度降低。另一方面，如圖12所示，如果透鏡層的直徑變大，則光引出效率變好， LED的溫度上升被抑制，單個(gè)LED的允許電流上升，因此，對(duì)應(yīng)于此，在實(shí)際的裝置上適用使 電流值上升了的LED，對(duì)其用圖11的三角形的曲線來表示。觀察該三角形的曲線，可知在支 撐體的反射率為0. 2時(shí)，透鏡層的直徑為0. 6 1. 2mm的范圍內(nèi)，可獲得光強(qiáng)度1. 5至2. 3 左右的值，且在支撐體的反射率為0. 8時(shí)，透鏡層的直徑為0. 6 1. 2mm的范圍內(nèi)，可獲得 光強(qiáng)度4. 5 5. 5的值。特別是，可知在透鏡層的直徑為0. 8 Imm的范圍內(nèi)，在支撐體的 反射率為0. 2時(shí)，可獲得光強(qiáng)度2. 1 2. 3左右，且在反射率為0. 8時(shí)，可獲得高到5. 5左 右的值。從而，在LED的尺寸為一邊0. 5mm時(shí)，透鏡層的直徑優(yōu)選為0. 6 1. 2mm，更優(yōu)選為 0. 8 1. 0mm。然后，如圖13所示，最初形成厚度0.05mm的薄樹脂層后，形成如圖10所示的半球 狀的樹脂層而作為透鏡層，并使透鏡層的直徑變化至0. 6 1. 2πιπιΦ。將其結(jié)果示于圖14 中。如該圖所示，可知通過在基底上設(shè)置薄樹脂層，使得光強(qiáng)度與僅為半球狀的情況相比稍有降低，大概地講，在支撐體的反射率為0. 2時(shí)，為采用平坦的樹脂層時(shí)的1. 5倍左右，且在 支撐體的反射率為0. 8時(shí)，則為采用平坦的樹脂層時(shí)的3. 5倍左右。此外，與圖11的情況相 同，透鏡層的直徑越大，單個(gè)LED的光強(qiáng)度越大，但是如果透鏡層的直徑變大，則每單位面 積的發(fā)光強(qiáng)度降低。另外，從圖15所示的關(guān)系來看，與圖12的情況相同，在實(shí)際的裝置中 適用對(duì)應(yīng)于單個(gè)LED的允許電流的上升來使電流值上升的LED，對(duì)此用圖14的三角形的曲 線來表示。觀察該三角形的曲線，可知在支撐體的反射率為0. 2時(shí)，透鏡層的直徑為0. 6 1. Omm的范圍內(nèi)，可獲得光強(qiáng)度1. 5至1. 7左右的值，且在支撐體的反射率為0. 8時(shí)，透鏡層 的直徑為0. 6 1. Omm的范圍內(nèi)，可獲得光強(qiáng)度2. 8 3. 6的值。特別是，可知在透鏡層的 直徑為0. 8 Imm的范圍內(nèi)，在支撐體的反射率為0. 2時(shí)，可獲得光強(qiáng)度1. 7左右，且在反 射率為0. 8時(shí)，可獲得高到3. 4 3. 6左右的值。從而可知，通過在基底上設(shè)置薄樹脂層， 效率與只有半球狀的透鏡層時(shí)相比稍有降低，但可獲得相同的傾向，在LED的尺寸為一邊 0. 5mm時(shí)，透鏡層的直徑優(yōu)選為0. 6 1. 0mm，更優(yōu)選為0. 8 1. 0mm。然后，如圖16所示，將如圖10所示的半球狀的透鏡層隔開間隔來形成，并使透鏡 層的直徑為0. 6mm Φ及0. 8mm Φ，使相鄰的LED的間隔變化至0. 6 1. 4mm。并且，使支撐 體的反射率為0.8。將其結(jié)果示于圖17中。如該圖所示，示出了在固定透鏡層的直徑、且使 相鄰接的LED的間隔(S卩，相鄰接的透鏡層之間的間隔)變化時(shí)，其間隔變得越寬，單個(gè)LED 的發(fā)光強(qiáng)度(引出效率)稍有上升，但是單位面積的發(fā)光強(qiáng)度降低的傾向，從圖18所示的 關(guān)系中，對(duì)于對(duì)應(yīng)于單個(gè)LED的允許電流上升地使電流值上升的LED (三角形的曲線)下， 也示出相同的傾向。具體地講，從圖17可知，相鄰接的LED的間隔優(yōu)選為1. Omm以下。此 時(shí)相鄰接的透鏡層之間的間隔為，在透鏡層的直徑為0. 6mmΦ時(shí)為0. 4mm以下，在透鏡層的 直徑為0. 8mm Φ時(shí)為0. 2mm以下。然后，對(duì)于這種透鏡層20的形成方法進(jìn)行說明。由透明樹脂構(gòu)成的透鏡層20如上所述是直徑為Imm以下左右的極其小的物體，在 鋪滿多個(gè)0. 5mm見方的LED33處形成透鏡層并不容易，例如，一般的熱固化樹脂會(huì)流動(dòng)，很 難形成所希望的透鏡形狀。作為沿著排列了多個(gè)的LED33來形成這種極其小的透鏡層20的最佳方法，可例示 出以下三例。即(1)液滴噴霧紫外線固化法；(2)微粒子噴霧薄膜層壓法；(3)液滴涂覆離心力法。首先，關(guān)于(1)的液滴噴霧紫外線固化法，如圖19所示，在具有用于載置的載置臺(tái) 81、使載置臺(tái)81沿X方向移動(dòng)的X平臺(tái)82、使X平臺(tái)82沿Y方向移動(dòng)的Y平臺(tái)83、X軸驅(qū) 動(dòng)馬達(dá)84、Y軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)85的X-Y平臺(tái)80中，將搭載有多個(gè)LED的支撐體32固定載置在 載置臺(tái)81上，并從分配器87向注射器86供應(yīng)硅酮樹脂，從注射器86向支撐體32的LED 滴下硅酮樹脂的液滴，并從相鄰設(shè)置的紫外線燈88照射紫外線而使之瞬間固化。由此，即 使存在鍵合引線也能夠形成為透鏡狀。利用X-Y平臺(tái)80錯(cuò)位的同時(shí)對(duì)多個(gè)LED重復(fù)進(jìn)行 如上所述的操作，由此能夠針對(duì)各LED形成透鏡層。此時(shí)的液滴落下的機(jī)理如圖20所示。液滴落下之前，如(a)所示，在注射器86的 前端上保持硅酮樹脂的液滴89，該狀態(tài)下，表面張力F大于由重力引起的力mg。如(b)所示，液滴的直徑D逐漸變大，mg也隨此變大，當(dāng)F = mg時(shí)，如(c)所示，液滴89落下。在此， 在使注射器的直徑為d，使表面張力為S時(shí)，張力F可表示為F = S · cU。此外，液滴(水滴)的質(zhì)量m為m = (4/3) π (D/2)3。從而，若將其代入到F = mg,則落下時(shí)的直徑D定為D = {(6/g) S · d} “3。S卩，通過上述參數(shù)的選擇，能夠使液滴形成所希望的直徑，能夠?qū)⑼哥R 層的大小任 意地決定。實(shí)際上，在上述理論式中追加補(bǔ)充項(xiàng)來決定條件。然后，對(duì)于(2)的微粒子噴霧薄膜層壓法進(jìn)行說明。該方法中，用壓縮空氣對(duì)液體誘導(dǎo)噴霧，對(duì)其進(jìn)行固化處理，如圖21Α所示，在LED 陣列34上形成薄層91，如圖21B所示，重復(fù)規(guī)定次數(shù)該操作而形成層壓結(jié)構(gòu)，由此能夠沿著 基底的LED33來形成透鏡層20。此時(shí)的由壓縮空氣造成的誘導(dǎo)噴霧能夠以10 μ m左右的微 粒子來進(jìn)行噴射，形狀控制性較高。該情況下，透鏡層20的形狀控制能夠通過層91的厚度 及重復(fù)次數(shù)等來進(jìn)行。然后，對(duì)于(3)的液滴涂覆離心力法進(jìn)行說明。如圖22所示，當(dāng)基板92上落下液體93時(shí)，在作為氣體、液體、固體的基板的三面 邊界上產(chǎn)生的、固體與液體的界面張力Y”固體與氣體的表面張力Yse、氣體與液體的 表面張力Y CL之間，以下關(guān)系成立。Y SG = Y SL+ Y GlCOS Θ從該關(guān)系，可引導(dǎo)出以下式子。即Q=C0s-1KysgIslVygJ換言之，若減少Ya則θ變大，能夠控制液滴的形狀。此外，能夠由離心力來控制 該Υα。因此，在如圖23那樣的截面呈多邊形的旋轉(zhuǎn)體96的各面95上安裝搭載有LED的 支撐體32，當(dāng)利用馬達(dá)97來使該旋轉(zhuǎn)體96旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于從支撐體32朝向外方的離心力作 用，因此通過調(diào)整該轉(zhuǎn)速來調(diào)整離心力，能夠控制Υα。此外，通過利用紫外線燈98來進(jìn)行 固化，可形成所希望的形狀的透鏡狀樹脂層。通過以上的方法，能夠利用比較簡易的設(shè)備來形成透鏡層20，但是作為其他方法， 也可以采用使用砂箱來注入硅酮樹脂的方法。在使用砂箱時(shí)，無需考慮樹脂的流動(dòng)，因此無 須采用上述那樣的在形成薄樹脂層后形成半球狀樹脂層的方法。然后，對(duì)于如上所述的退火裝置100中的退火處理動(dòng)作進(jìn)行說明。首先，打開閘閥13從送入送出口 12送入晶片W，并載置于支撐部件7上。然后， 關(guān)閉閘閥13使處理室1內(nèi)處于封閉狀態(tài)，經(jīng)由排氣口 11并利用未圖示的排氣裝置對(duì)處理 室1內(nèi)進(jìn)行排氣，并且從未圖示的處理氣體供給機(jī)構(gòu)經(jīng)由處理氣體配管9及處理氣體導(dǎo)入 口 8向處理室1內(nèi)導(dǎo)入規(guī)定的處理氣體，例如氬氣或氮?dú)?，并將處理?內(nèi)的壓力維持成例 如100 IOOOOPa的范圍內(nèi)的規(guī)定壓力。另外，冷卻部件4a、4b，使液體狀的冷卻介質(zhì)例如含氟類惰性氣體(商品名7 口 1J f 一卜、力 7 >等)在冷卻介質(zhì)流路21a、21b內(nèi)循環(huán)，使LED元件33冷卻至0°C以下的規(guī) 定溫度，優(yōu)選為冷卻至_50°C以下的溫度。此外，從未圖示的電源經(jīng)由控制箱37a、37b、供電部件41、電極棒38、供電電極51、 電極35，向LED33供應(yīng)規(guī)定的電流使LED33點(diǎn)亮，開始退火處理。此時(shí)，LED33被透鏡層20覆蓋，因此不會(huì)從由如GaAs或GaN那樣的折射率大的材料構(gòu)成的LED33直接向折射率小的空氣中射出光，難于產(chǎn)生由全反射引起的效率降低。此 夕卜，透鏡層20典型的是呈半球狀，因此向LED33的側(cè)方射出的光也能夠有效地向外部引出， 與在LED33上面平面狀地形成樹脂的情況相比，能夠顯著高效地將光引出。此外，通過對(duì)此 時(shí)的透鏡層20的大小及LED的配置間隔進(jìn)行最優(yōu)化，能夠使光的引出效率變得更高。進(jìn)而， 通過提高支撐體32的反射率，從支撐體32反射的光的貢獻(xiàn)變大，因此能夠進(jìn)一步提高光的 引出效率。此外，LED33在保持常溫時(shí)，因LED33自身的發(fā)熱等其發(fā)光量降低，但是本實(shí)施方 式中，在冷卻部件4a、4b中流通冷卻介質(zhì)，如圖2所示，經(jīng)由冷卻部件4a、4b、支撐體32、電 極35來冷卻LED33，因此能夠有效地冷卻LED33。即，將由銅那樣的高導(dǎo)熱性材料構(gòu)成的冷 卻部件4a、4b利用冷卻介質(zhì)來進(jìn)行冷卻，并蓄存冷能，利用該蓄存的冷能來冷卻LED33，但 是冷卻部件4a、4b的熱容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于LED，而且將冷卻部件4a、4b的冷能經(jīng)由導(dǎo)熱性高且全 面接觸的電極35及支撐體32供給至LED33來進(jìn)行冷卻，因此無需使冷卻介質(zhì)大量地進(jìn)行 循環(huán)，就能夠用所蓄存的冷能來充分冷卻LED33。然后，對(duì)于本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的退火裝置中，除了加熱源17a、17b中的透鏡層的形成方式不同以 夕卜，與第一實(shí)施方式相同地構(gòu)成。即，本實(shí)施方式中，采用了用透鏡層統(tǒng)一覆蓋規(guī)定個(gè)數(shù)的 LED33。具體地講，例如如圖24所示，一個(gè)LED陣列34的LED33被統(tǒng)一填埋于填埋樹脂層 110中，在其之上設(shè)置有統(tǒng)一覆蓋這些LED33的透鏡層120。透鏡層120具有由石英或樹 脂構(gòu)成的是平坦形狀的平坦透鏡部121 ；在其上面的呈圓錐臺(tái)狀的樹脂制的主透鏡部122。這樣，也可以通過用透鏡層120統(tǒng)一覆蓋多個(gè)作為發(fā)光元件的LED33，而使得在由 折射率高的材料構(gòu)成的LED33向折射率低的空氣中射出光時(shí)，難于產(chǎn)生全反射，而能夠抑 制由全反射引起的效率降低，此外，由于向LED33的側(cè)方射出的光也能夠有效地引出，所以 能夠制成進(jìn)一步提高光引出效率的產(chǎn)品。本實(shí)施方式中為，與第一實(shí)施方式相比光的引出效率稍微低，但是只要在例如每 個(gè)LED陣列34上形成透鏡層120即可，因此與第一實(shí)施方式相比容易制造。并且，從制作容易的觀點(diǎn)來看，透鏡層120具有由石英或樹脂構(gòu)成的是平坦形狀 的平坦透鏡部121 ；在其上面的呈圓錐臺(tái)狀的樹脂制的主透鏡部122，但是如圖25所示，也 可以使整體呈圓錐臺(tái)狀。此外，也可以如圖26所示，使主透鏡部122形成為球面狀，或如圖 27所示，使透鏡層120整體形成為球面狀。然后，對(duì)于將采用透鏡層120時(shí)的針對(duì)對(duì)應(yīng)于晶片W的受光面的光輸出與沒有采 用透鏡層的場合進(jìn)行比較的結(jié)果，進(jìn)行說明。作為LED，采用尺寸為0. 5 (L) X0. 5 (W) X0. 2 (H)謹(jǐn)?shù)腉aAs，將其配置在270mm2的 面上，并將其用硅酮樹脂制的填埋樹脂填埋，在其之上形成透鏡層(總厚度12mm)，求出此 時(shí)的光輸出，并比較了沒有透鏡層時(shí)的光輸出，其中，該透鏡層包括50πιπιΦΧ3πιπι的石英 制的平坦透鏡部；在其之上的底面為50πιπιΦ且上表面為35πιπιΦ、高度為9mm的硅酮樹脂制 的圓錐臺(tái)狀的主透鏡部(錐度大約50度)。首先，借助模擬來進(jìn)行了比較。在此，作為模擬器采用光學(xué)技術(shù)開發(fā)研究組織 (Optical Research Associate)制造的光學(xué)系統(tǒng)，使相鄰的LED的反射率為0. 2，使支撐體 的反射率為0. 8，在只有LED的情況和設(shè)置有透鏡層的情況下，模擬了光輸出。此外，用填埋樹脂填埋LED，對(duì)于沒有設(shè)置透鏡層的情況，也同樣進(jìn)行了模擬。將其結(jié)果示于圖29中。該圖中，作為光輸出，采用了將只有LED的情況下的光輸出設(shè)為1來進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值。如 該圖所示，確認(rèn)了通過設(shè)置透鏡層，可獲得與只有LED的情況相比6倍的光輸出。另一方 面，在只用填埋樹脂填埋而不采用透鏡層的情況下，與只有LED的情況相比，光輸出只有微 小的增加。接著，實(shí)際上在圖28的結(jié)構(gòu)中，使LED發(fā)光并測定了光輸出。其結(jié)果可知，與只有 LED的情況相比，可獲得1. 5倍的光輸出。然后，對(duì)于本發(fā)明的第三實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的退火裝置中，LED的形狀上具有特點(diǎn)，在加熱源17a、17b中可以設(shè)置 也可以不設(shè)置第一實(shí)施方式或第二實(shí)施方式的透鏡層。其他構(gòu)成，與第一及第二實(shí)施方式 相同。本實(shí)施方式的LED33，如圖30A的剖視圖、圖30B的仰視圖所示，在發(fā)光側(cè)的邊角 部上形成有倒角部33a。通過形成這種倒角部33a，而在LED33內(nèi)部發(fā)射出的光向外部射出 時(shí)，在倒角部33a中向中心側(cè)折射。即，倒角部33a具有使朝向橫向的光向中心方向會(huì)聚的 功能。由此，能夠提高光的引出效率，能夠使對(duì)晶片W的光輸出大于不具有倒角部33a的情 況。然后，對(duì)于將本實(shí)施方式的LED的光輸出與通常的不具有倒角部的LED的光輸出 進(jìn)行比較后的模擬結(jié)果進(jìn)行說明。在此，作為模擬器采用光學(xué)技術(shù)開發(fā)研究組織(Optical Research Associate)制造的光學(xué)系統(tǒng)，求出了使 LED 的尺寸為 0. 6 (L) X 0. 6 (W) X0. 6(H) mm、使倒角部為0.2mm時(shí)的相對(duì)于所對(duì)置的受光面的光輸出。將其結(jié)果示于圖31中。該圖 中，作為光輸出，采用了將沒有倒角部的LED的光輸出設(shè)為1進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值。如該圖所 示，可知通過在LED上設(shè)置倒角部，可獲得不設(shè)置倒角部時(shí)的3倍以上的光輸出。另外，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，可進(jìn)行各種變形。例如，在上述實(shí)施方式中， 說明了在作為被處理體的晶片的兩側(cè)設(shè)置具有LED的加熱源的例子，但是也可以是在任意 一側(cè)設(shè)置有加熱源的構(gòu)成。此外，在上述實(shí)施方式中，示出了作為發(fā)光元件采用了 LED的情 況，但也可以采用半導(dǎo)體激光器等其他發(fā)光元件。進(jìn)而，關(guān)于被處理體，也不限定于半導(dǎo)體 晶片，也可以以FPD用玻璃基板等其他器件作為對(duì)象。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明適用于注入雜質(zhì)后的半導(dǎo)體晶片的退火處理等需要急速加熱的用途中。
權(quán)利要求
一種退火裝置，其特征在于，具備處理室，其容納被處理體；支撐部件，其在上述處理室內(nèi)支撐被處理體；加熱源，其被設(shè)置成面向上述支撐部件上的被處理體的至少一側(cè)的面，并具有對(duì)被處理體照射光的多個(gè)發(fā)光元件；透光部件，其對(duì)應(yīng)于上述加熱源地設(shè)置，并使來自上述發(fā)光元件的光透射；排氣機(jī)構(gòu)，其對(duì)上述處理室內(nèi)進(jìn)行排氣；處理氣體供給機(jī)構(gòu)，其向上述處理室內(nèi)供給處理氣體，其中，上述加熱源具有支撐體和在其之上朝向被處理體側(cè)被安裝的多個(gè)發(fā)光元件，上述發(fā)光元件分別單獨(dú)地被透鏡層覆蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的退火裝置，其特征在于，上述透鏡層由透明樹脂構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的退火裝置，其特征在于，上述透鏡層呈半球狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的退火裝置，其特征在于，上述透鏡層是在上述支撐體上所設(shè) 置的薄樹脂層之上形成半球狀樹脂層而成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的退火裝置，其特征在于，上述透鏡層中相鄰的透鏡層彼此接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的退火裝置，其特征在于，上述透鏡層中相鄰的透鏡層彼此分 開。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的退火裝置，其特征在于，上述發(fā)光元件的平面形狀是一邊為 0. 5mm的正方形，透鏡層的直徑是0. 6 1. 2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的退火裝置，其特征在于，上述透鏡層的直徑是0.8 1. 0mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的退火裝置，其特征在于，上述支撐體的反射率是0.8以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的退火裝置，其特征在于，在上述支撐部件和上述透光部件之 間具有空間，在上述空間內(nèi)設(shè)置有上述加熱源。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的退火裝置，其特征在于，上述發(fā)光元件是LED。
12.一種退火裝置，其特征在于，具備 處理室，其容納被處理體； 支撐部件，其在上述處理室內(nèi)支撐被處理體；加熱源，其被設(shè)置成面向上述支撐部件上的被處理體的至少一側(cè)的面，并具有對(duì)被處 理體照射光的多個(gè)發(fā)光元件；透光部件，其對(duì)應(yīng)于上述加熱源地設(shè)置，并使來自上述發(fā)光元件的光透射；排氣機(jī)構(gòu)，其對(duì)上述處理室內(nèi)進(jìn)行排氣；處理氣體供給機(jī)構(gòu)，其向上述處理室內(nèi)供給處理氣體，其中，上述加熱源具有支撐體和在其之上朝向被處理體側(cè)被安裝的多個(gè)發(fā)光元件，規(guī)定個(gè)數(shù) 的上述發(fā)光元件被透鏡層統(tǒng)一覆蓋。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的退火裝置，其特征在于，上述透鏡層以由透明樹脂構(gòu)成的 部分作為主體。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的退火裝置，其特征在于，上述支撐體有多個(gè)，上述透鏡層對(duì) 應(yīng)于各支撐體地設(shè)置有多個(gè)，各透鏡層統(tǒng)一覆蓋安裝在對(duì)應(yīng)的支撐體上的多個(gè)發(fā)光元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的退火裝置，其特征在于，上述透鏡層具有光射出側(cè)的面變?yōu)檎娴腻F度。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的退火裝置，其特征在于，上述透鏡層是在上述支撐體上所 設(shè)置的薄層之上形成作為主層的樹脂層而成的。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的退火裝置，其特征在于，作為上述主層的樹脂層具有光射 出側(cè)的面變?yōu)檎娴腻F度。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的退火裝置，其特征在于，上述支撐體的反射率為0.8以上。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的退火裝置，其特征在于，在上述支撐部件和上述透光部件 之間具有空間，在上述空間內(nèi)設(shè)置有上述加熱源。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的退火裝置，其特征在于，上述發(fā)光元件是LED。
21.一種退火裝置，其特征在于，具備處理室，其容納被處理體；支撐部件，其在上述處理室內(nèi)支撐被處理體；加熱源，其被設(shè)置成面向上述支撐部件上的被處理體的至少一側(cè)的面，并具有對(duì)被處 理體照射光的多個(gè)發(fā)光元件；透光部件，其對(duì)應(yīng)于上述加熱源地設(shè)置，并使來自上述發(fā)光元件的光透射；排氣機(jī)構(gòu)，其對(duì)上述處理室內(nèi)進(jìn)行排氣；處理氣體供給機(jī)構(gòu)，其向上述處理室內(nèi)供給處理氣體，其中，上述加熱源具有支撐體和在其之上朝向被處理體側(cè)被安裝的多個(gè)發(fā)光元件，上述發(fā)光 元件在其光射出面的邊緣部實(shí)施有倒角。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的退火裝置，其特征在于，上述支撐體的反射率為0.8以上。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的退火裝置，其特征在于，在上述支撐部件和上述透光部件 之間具有空間，在上述空間內(nèi)設(shè)置有上述加熱源。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的退火裝置，其特征在于，上述發(fā)光元件是LED。
全文摘要
本發(fā)明的退火裝置具有處理室(1)，其容納晶片(W)；加熱源(17a、17b)，其被設(shè)置成面向晶片(W)的面，并具有對(duì)晶片(W)照射光的多個(gè)LED(33)；透光部件(18a、18b)，其對(duì)應(yīng)于上述加熱源(17a、17b)地設(shè)置，并使來自發(fā)光元件(33)的光透射，其中，加熱源(17a、17b)構(gòu)成為在支撐體(32)上朝向晶片(W)側(cè)安裝有多個(gè)發(fā)光元件(33)，發(fā)光元件分別單獨(dú)地被由透明樹脂構(gòu)成的透鏡層(20)覆蓋。
文檔編號(hào)H01L21/26GK101828251SQ200880102499
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者宮下大幸, 河西繁, 田中澄, 米田昌剛, 鈴木智博 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社