在半导体器件的制造中，对于作为被处理基板的半导体晶片(以 下简称晶片)，存在成膜处理、氧化扩散处理、改质处理、退火处理等 各种热处理，但是，伴随着半导体器件的高速化、高集成化的要求， 特别是离子注入后的退火，为了将扩散抑制在最小限度，需要更加高 速的升降温。作为这种能够高速升降温的退火装置，已经提出一种使 用LED(发光二极管)作为加热源的技术方案(例如，专利文献1)
但是，在使用LED作为上述退火装置的加热源的情况下，针对快 速加热，必须产生大量的光能，因此必须高密度地安装LED。
但是，众所周知，LED由于热而发光量下降，通过高密度安装LED， 如果LED本身的发热(投入能量中，未作为光提取的部分)等的影响 增大，那么，无法从LED获得充足的发光量。但是，还未能获得有效 地冷却LED稳定地发挥性能的方法。
另外，由于这种退火装置使用多个LED，因此，供电机构有变复 杂的倾向，期待更加简易的供电机构。

本发明鉴于上述问题而产生，其目的在于，提供一种在作为加热 源使用LED等的发光元件的退火装置中，不会发生因热的影响导致发 光量下降而引起的光能效率低这样的问题，从而能够保持稳定的性能 的退火装置。另外，其目的还在于提供一种能够很容易地向发光元件 供电的退火装置。
为了解决上述课题，在本发明的第一观点中，提供一种退火装置， 其特征在于，包括：收容被处理体的处理室；以面对被处理体的至少 一个面的方式设置的、具有对被处理体照射光的多个发光元件的加热 源；与上述加热源对应设置的、透过来自上述发光元件的光的光透过 部件；以支承上述光透过部件的与上述处理室相反侧、直接接触上述 加热源的方式设置的由高热传导性材料构成的冷却部件；通过冷却介 质冷却上述冷却部件的冷却机构；对上述处理室内排气的排气机构； 和向上述处理室内供给处理气体的处理气体供给机构。
在上述第一观点中，上述加热源具备多个发光元件阵列而构成， 上述发光元件阵列具有：以整个背面侧与上述冷却部件接触的方式设 置的由高热传导性绝缘材料构成的支承体；以与上述支承体全面接触 的方式设置的多个电极；以与上述各个电极全面接触的方式设置的多 个发光元件。在该情况下，上述冷却部件为铜制的，上述支承体为AlN 制的。
另外，能够构成为在上述冷却部件与上述光透过部件之间具有空 间，在上述空间中设置有上述加热源。能够在上述空间中填充有透明 树脂。上述透明树脂能够构成为，在上述冷却部件侧的包括发光元件 的部分设置有相对较硬的树脂，在上述光透过部件侧设置有相对较软 的树脂。
另外，在上述空间内能够填充有非活泼性气体。并且还具备对上 述空间抽真空的抽真空机构、和向上述空间供给非活泼性气体的非活 泼性气体供给机构。
另外，在具有上述发光元件阵列的结构中能够构成为，在上述冷 却部件与上述光透过部件之间具有空间，在上述空间设置有上述加热 源，在上述空间中填充有具有上述发光元件与上述光透过部件之间的 折射率的液体，上述支承体通过热传导层被螺纹固定在上述冷却部件 上。在该情况下，优选上述支承体，以其外框与上述冷却部件接触的 方式设置，其内侧成为反射面，同时设置有液体流通孔。
并且，在上述第一观点中，上述加热源能够构成为具备多个发光 元件阵列，上述发光元件阵列是将下述部件单元化而构成，即：在表 面支承上述多个发光元件的由高热传导性绝缘材料构成的支承体、被 软钎焊或者钎焊在上述支承体的背面侧的由高热传导性材料构成的热 扩散部件、以覆盖被上述支承体支承的多个发光元件的方式设置的由 透明树脂构成的树脂层、和贯通上述热扩散部件和上述支承体而设置 的用于向上述发光元件供电的供电电极，上述发光元件阵列通过高热 传导性膏被螺纹固定在上述冷却部件上。在该情况下，上述冷却部件 和上述热扩散部件是铜制的，上述支承体是AlN制的。
另外，能够构成为在上述发光元件阵列的上述树脂层与上述光透 过部件之间具有空间，具备对该空间抽真空的抽真空机构。上述抽真 空机构能够构成为具有：与上述空间连接的排气通路；在上述排气通 路上设置的缓冲空间；和通过上述排气通路和上述缓冲空间对上述空 间抽真空的泵。
另外，上述冷却部件能够构成为具有安装上述各个发光元件阵列 的多个安装部，上述安装部具有以围绕上述发光元件阵列并且与上述 冷却部件接触的方式设置的具有衬垫功能的框部件。
并且，能够构成为还具有通过上述冷却部件与上述供电电极连接， 从电源向供电电极供电的供电部件。
在本发明的第二观点中，提供一种退火装置，其特征在于，包括： 收容被处理体的处理室；以面对被处理体的至少一个面的方式设置的、 具有对被处理体照射光的多个发光元件的加热源；与上述加热源对应 设置的、透过来自上述发光元件的光的光透过部件；支承上述加热源 的加热源支承部件；从上述加热源支承部件的背面侧通过上述加热源 支承部件对上述发光元件供电的供电机构；对上述处理室内排气的排 气机构；和向上述处理室内供给处理气体的处理气体供给机构。
在上述第二观点中，上述加热源能够构成未具备多个发光元件阵 列，上述发光元件阵列具有：在上述加热源支承部件上设置的支承体； 在上述支承体上形成的多个电极；在上述各个电极上形成的多个发光 元件；和向上述发光元件供电的供电电极，上述供电电极具有与上述 发光元件阵列的供电电极连接并且在上述加热源支承部件中延伸的多 个电极棒、和向各个电极棒供电的多个供电部件。另外，上述电极棒 与上述供电部件之间通过弹簧销接触。
在上述发光元件阵列中设置的多个发光元件被分割配置在多个供 电区域中，上述供电电极与各个供电区域对应设置有多个，多个供电 电极排列成直线状。在该情况下，上述供电电极具有多个负极和共通 的正极。另外，上述供电区域中的多个发光元件中，串联连接的串联 连接组多组平行地设置。
在上述第一和第二观点中，作为上述发光元件，能够使用发光二 极管。
根据本发明的第一观点，按照与加热源直接接触的方式设置由高 热传导性材料构成的冷却部件，使用冷却机构通过冷却介质冷却该冷 却部件，因此，利用热容量比发光元件大的冷却部件能够有效地冷却 发光元件，不会发生因热的影响导致发光量下降而引起的光能效率低 这样的问题，能够保持稳定的性能。
本申请人首先关于通过用冷却介质直接冷却作为发光元件的LED 元件能够解决光能效率的问题的技术提出专利申请(特愿 2006-184457)。但是，在该技术中，虽然由于使液体的冷却介质与LED 直接接触进行冷却，因而能够提高冷却效率，但是，存在以下两个问 题，即为了有效地进行冷却，必须使冷却介质与LED的发光面接触， 在发光面上出现气泡，有可能使照射效率下降这样的问题、或者如果 不向发光面供给通常低温的冷却介质，则冷却效率就会下降，因此， 必须使大量的冷却介质循环这样的问题。对此，在本发明的第一观点 中，利用冷却介质冷却由铜这样的高热传导性材料构成的冷却部件并 蓄积冷热，利用该蓄积的冷热冷却发光元件，因此，即便在退火时不 使大量的冷却介质循环，也能用蓄积的冷热充分地冷却LED。另外， 由于无需使冷却介质与发光元件的发光面接触，因此，也不会产生气 泡问题。
根据本发明的第二观点，从加热源支承部件背面一侧通过上述加 热源支承部件向上述发光元件供电，因此，能够很容易地向多个发光 元件供电。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的退火装置的大致结构的截面图。
图2是图1的退火装置的加热源的放大截面图。
图3是向图1的退火装置的LED供电的部分的放大截面图。
图4是图1的退火装置的控制板的示意图。
图5表示图1的退火装置的LED阵列的具体的LED的排列和供电 方法的图。
图6是用于说明LED的连接方式的示意图。
图7是表示图1的退火装置的加热源的仰视图。
图8是表示图1的退火装置的变形例的主要部分的截面图。
图9是表示图1的退火装置的其它变形例的主要部分的截面图。
图10是表示图1的退火装置的另外的其它变形例的主要部分的截 面图。
图11是表示图1的退火装置的另外的变形例的主要部分的截面 图。
图12是表示图1的退火装置的另外的其它变形例的主要部分的截 面图。
图13是表示在图12的退火装置中，对安装LED阵列后的冷却部 件与光透过部件之间的空间进行真空排气的机构的示意图。
图14表示在图12的退火装置中，LED阵列和冷却部件的组装及 LED阵列的安装顺序的图。

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此处，以用于对 表面被注入杂质的晶片进行退火的退火装置为例进行说明。
图1是表示本发明的一实施方式的退火装置的大致结构的截面图， 图2是表示图1的退火装置的加热源的放大截面图，图3是表示对图1 的退火装置的LED供电的部分的放大截面图。该退火装置100具有气 密地构成的晶片W被搬入其中的处理室1。
处理室1具有配置有晶片W的圆柱状的退火处理部1a和在退火处 理部1a的外侧设置成环状的气体扩散部1b。气体扩散部1b的高度比 退火处理部1a高，处理室1的断面形成H形状。处理室1的气体扩散 部1b通过腔室2被规定。在腔室2的上壁2a和底壁2b上形成有与退 火处理部1a对应的圆形的孔3a、3b，在这些孔3a、3b中分别嵌入由 铜等高热传导性材料构成的冷却部件4a、4b。冷却部件4a、4b具有凸 缘部5a、5b，凸缘部5a、5b与腔室2的上壁2a和底壁2b之间借助密 封部件6a、6b被密封。并且退火处理部1a通过该冷却部件4a、4b被 规定。
在处理室1中设置有在退火处理部1a内水平地支承晶片W的支承 部件7，该支承部件7在交接晶片W时能够利用图中未示的升降机构 进行升降。另外，在腔室2的顶壁，设置有从图中未示的处理气体供 给机构导入规定的处理气体的处理气体导入口8，该处理气体导入口8 与供给处理气体的处理气体配管9连接。另外，在腔室2的底壁设置 有排气口10，在该排气口10连接有与图中未示的排气装置相连接的排 气配管11。并且，在腔室2的侧壁设置有用于向腔室2搬入搬出晶片 W的搬入搬出口12，该搬入搬出口12通过闸阀13能够开关。在处理 室1中设置有用于测定被支承在支承部件7上的晶片W的温度的温度 传感器14。另外，温度传感器14与腔室2外侧的测量部15连接，温 度检测信号从该计测部15被输出至后述的工艺控制器60。
在冷却部件4a、4b的与被支承部件7支承的晶片W相对的面上， 以与被支承部件7支承的晶片W对应的方式形成有圆形的凹部16a、 16b。并且，在该凹部16a、16b中配置有按照与冷却部件4a、4b直接 接触的方式搭载有发光二极管(LED)的加热源17a、17b。
在冷却部件4a、4b的与晶片W相对的面上，按照覆盖凹部16a、 16b的方式螺纹固定有使来自被搭载在加热源17a、17b上的LED的光 透过到晶片W侧的光透过部件18a、18b。光透过部件18a、18b采用 高效地透过从LED射出的光的材料，例如使用石英。另外，在由凹部 16a与光透过部件18a形成的空间和由凹部16b与光透过部件18b形成 的空间中填充透明树脂20(参照图1、3)。作为能够应用的透明树脂 20，能够列举硅树脂和环氧树脂。为了在填充树脂时在树脂中不残留 气泡，优选在对空间抽真空的同时填充树脂。
如果考虑到维护，那么，树脂20最好在LED一侧使用硬树脂， 在光透过部件18a、18b一侧使用软树脂。这是因为，例如在更换LED 的一部分的情况下，如果全部是硬树脂则难以取下光透过部件18a、 18b，相反，如果全部是软树脂则在取下光透过部件18a、18b时，LED 被树脂拉扯而被取下，于是，产生难以再利用的问题，与此相反，通 过采用上述的双层构造，容易取下光透过部件18a、18b，而且，在取 下时能够通过硬树脂保护LED。
在冷却部件4a、4b中设置有冷却介质流路21a、21b，在其中流通 能够将冷却部件4a、4b冷却至0℃以下，例如-50℃左右的液体状的冷 却介质，例如流通氟元素类非活泼性液体(商品名称：フロリナ一ト、 ガルデン等)。冷却部件4a、4b的冷却介质流路21a、21b与冷却介质 供给配管22a、22b和冷却介质排出配管23a、23b连接。由此能够使 冷却介质在冷却介质流路21a、21b中循环能够使冷却部件4a、4b冷 却。
此外，在腔室2中形成有冷却水流路25，在其中流通常温的冷却 水，以此防止腔室2的温度过度上升。
如图2放大图所示，加热源17a、17b由在具有绝缘性的高热传导 性材料，典型的是AlN陶瓷构成的支承体32上搭载有很多LED33的 多个LED阵列34构成，这些LED阵列34的背面，在加热源17a上与 冷却部件4a的下面，另外在加热源17b上与冷却部件4b的上面，例 如通过软钎料全面地接触。在LED阵列34的支承体32与LED33之 间，在铜上镀有金的等的导电性高的电极35以全面接触的状态被设置。 另外，一个LED33与邻接的LED33的电极35之间用电线36连接。 于是，由于从冷却介质向热传导率高的冷却部件4a、4b高效传达的冷 热通过全面接触的热传导性高的支承体32、电极35到达LED33，因 此，LED33以极高的效率被冷却。
在冷却部件4a的上方和冷却部件4b的下方分别设置有用于控制 向LED33供电的控制盒37a、37b，它们与来自图中未示的电源的配线 连接，从而控制向LED33的供电。
另一方面，如图3的放大图所示，电极35与通过冷却部件4a、4b 的内部延伸的电极棒38连接(在图2中，电极棒38未表示)。电极棒 38在每个LED阵列34中都设置有多个，例如8个(在图1、3中仅表 示两个)，电极棒38被由绝缘材料构成的保护罩38a覆盖。电极棒38 从接近电极35的部分延伸至冷却部件4a的上端部和冷却部件4b的下 端部，在此承受部件39被螺纹固定。在承受部件39与冷却部件4a、 4b之间安装有绝缘环40。另外，电极棒38的顶端部通过软钎焊与一 个电极35连接。此处，保护罩38a与冷却部件4a(4b)之间、保护罩 38a与电极棒38之间的缝隙被钎焊，形成所谓的馈通。
在控制盒37a、37b内设置有多个控制板42。该控制板42也如图 4(a)、(b)所示，具有与电极棒38对应的供电部件41连接的连接部 42a、和来自电源的配线连接的供电连接器43。供电部件41向下方延 伸，与安装在各个电极棒38上的承受部件39连接。供电部件41被由 绝缘材料构成的保护罩44覆盖。在供电部件41的顶端部设置有弹簧 销(Spring Pin)41a，该各个弹簧销41a与对应的承受部件39接触， 由此从控制盒37a、37b借助供电部件41和电极棒38和加热源17a、 17b的电极35向各个LED33供电。由此，通过供电LED33发光，利 用该光从表面背面加热晶片W，从而进行退火处理。由于弹簧销41a 被弹簧向承受部件39一侧弹压，因此，即使在控制板42的安装位置 发生偏离等情况下，也能够确保供电部件41和电极棒38的接触。此 外，在图4中，表示出三根供电部件41，但是它只是一个例子而已。
LED阵列34如图5所示形成六边形。图5表示出该LED阵列34 的具体的LED33的排列和供电方法。在LED阵列34中，向各个LED33 供给充足的电压，而且，如何减少供电部分的面积损失以增加搭载的 LED33的数量极其重要。首先，为了供给充足的电压，将LED阵列 34分成6个供电区域。具体来讲，用连接相对的两个边的中点的线二 等分六边形的LED阵列34，形成两个区域341、342，将这些区域341、 342分别分成三个供电区域341a、341b、341c和342a、342b、342c。 此时供电区域的分割方法以区域341为例，由六边形的未被二等分的 邻接的两个边和连结这两个边的端部的直线形成的大体呈三角形的区 域是供电区域341a，用与六边形的被二等分的边平行的直线将剩余的 区域大致二等分的区域是供电区域341b、341c。区域342也同样，大 致呈三角形的区域是供电区域342a，将剩余的区域大致被二等分的区 域是供电区域342b、342c。
作为向这些供电区域供电的电极，在区域341一侧，三个负极51a、 51b、51c和共通的一个正极52排列成一条直线，在区域342一侧，三 个负极53a、53b、53c和共通的一个正极54排列成一条直线。排列成 一条直线的原因在于，电极棒38必须设置在冷却部件4a、4b的冷却 介质流路21a、21b之间的区域。
并且，从共通的正极52向供电区域341a、341b、342c供电，从共 通的正极54向供电区域342a、342b、341c供电。
在各个供电区域分别排列大约400个LED33。而且，各个供电区 域的LED33如图6所示按照串联(serial)连接的组两组平行的方式配 置。这样就能够抑制各个LED的参差不齐和电压的参差不齐。
这种构造的LED阵列34例如按照图7所示的方式配置。在一个 LED阵列34中搭载有2000～5000个左右的LED33，在上述的例子中 搭载大约2400个LED33。作为LED33，使用射出的光的波长在紫外 光～接近红外光的范围，优选是0.36～1.0μm的范围的LED。作为射 出这样的0.36～1.0μm范围的光的材料，举例表示是将GaN、GaAs 等作为基底的化合物半导体。
此外，由于冷却部件4a、4b被冷却，因此，供电部件41的配置 区域因其冷热而变成低温，在存在湿度高的空气的情况下，在供电部 件41上结露而有可能引起电故障。因此，通过气体配管45a、45b(参 照图1)向控制盒37a、37b与冷却部件4a、4b之间的空间中导入干燥 气体。
退火装置100的各个构成部，如图1所示构成为与具备微型处理 器(计算机)的工艺控制器60连接并被其控制的结构。例如，通过该 工艺控制器60进行上述控制盒37a、37b的供电控制、驱动系统的控 制、气体供给控制等。在工艺控制器60中连接有工艺管理者为了管理 退火装置100而进行指令输入操作的键盘、可视化显示退火装置100 的工作情况的显示器等构成的用户接口61连接。并且，工艺控制器60 还连接有能够存储用于通过工艺控制器60的控制实现在退火装置100 中执行的各种处理的控制程序、用于根据处理条件使在退火装置100 的各构成部中实施处理的程序即方案的存储部62。方案既可以被存储 在硬盘或半导体存储器中，也可以以被保存在CDROM、DVD等可移 动性的存储介质中的状态下设置在存储部62的规定位置。此外，也可 以从其它的装置，例如通过专用线路适当地传送方案。并且根据需要， 通过来自用户接口61的指示等从存储部62中读取任意的方案并在工 艺控制器60中执行，在工艺控制器60的控制下，在退火装置100中 实施预期的处理。
下面，对于上述退火装置100中的退火处理动作进行说明。首先， 打开闸阀13从搬入搬出口12搬入晶片W，并将其载置在支承部件7 上。然后，关闭闸阀13使处理室1内成为密闭状态，通过排气口11 并利用图中未示的排气装置对处理室1内进行排气，同时从图中未示 的处理气体供给机构通过处理气体配管9和处理气体导入口8将规定 的处理气体、例如氩气或者氮气导入处理室1内，将处理室1内的压 力保持在例如100～10000Pa的范围内的规定压力。
另一方面，冷却部件4a、4b使液体状的冷却介质例如氟元素类非 活泼性液体(商品名称フロリナ一ト(fluorinert)、ガルデン(galden) 等)在冷却介质流路21a、21b中循环，将LED元件33冷却至0℃以 下的规定温度，优选是-50℃以下的温度。
然后，从图中未示的电源通过控制盒37a、37b、供电部件41、电 极棒38、电极35向LED33供给规定的电流，从而使LED33点亮。
此处，LED33在保持常温的情况下，由于LED33本身的发热等其 发光量低下，但是，在本实施方式中，使冷却介质流通冷却部件4a、 4b，如图2所示，由于通过冷却部件4a、4b、支承体32、电极35冷 却LED33，因此能够有效地冷却LED33。
在上述特愿2006-184457中记载的技术中，由于使液体的冷却介质 与LED直接接触进行冷却，因此能够提高冷却效率，但是为了有效地 进行冷却，必须使冷却介质与LED的发光面接触，在发光面上出现气 泡有可能降低照射效率。另外，如果低温的冷却介质不经常在发光面 上流动，那么冷却效率下降，因此，必须使大量的冷却介质循环。
对此，在本发明中，利用冷却介质冷却由铜这样的高热传导性材 料构成的冷却部件4a、4b并蓄积冷热，利用该蓄积的冷热冷却LED33， 但是，冷却部件4a、4b与LED相比热容量大很多，并且由于通过热 传导性高且全面接触的电极35和支承体32向LED33供给冷却部件4a、 4b的冷热使其冷却，因此在退火时，即便不大量循环冷却介质也能够 利用所蓄积的冷热来充分冷却LED33。另外，由于无需使冷却介质与 LED33的发光面接触，因此也不会产生气泡问题。退火时间每一片晶 片为1秒钟左右，晶片的更换时间为30秒钟左右，因此，能够充分设 计，使得利用晶片的更换时间的30秒钟对冷却部件4a、4b进行冷却， 于是在退火时LED33成为100℃以下。
在利用现有的LED的退火装置中，由于通过由石英等构成的光透 过部件承受被保持为真空状态的处理室内与大气气氛的LED空间的差 压，因此，必须加厚光透过部件，但是，在本实施方式中，处理室1 与大气的差压由金属制造的冷却部件4a、4b承受，因此，能够使光透 过部件18a、18b变薄。通过使光透过部件18a、18b变薄，抑制向该 部件的蓄热，能够充分地实现借助冷却部件4a、4b而被冷却的冷却部 分与处理室1内的加热部分之间的热绝缘。从更好地改善热绝缘的观 点来看，用热传导率小的树脂或陶瓷等螺纹固定光透过部件18a、18b 较好。而且，通过使光透过部件18a、18b变薄，高效地从晶片W向 冷却部件4a、4b热辐射，因此，降温特性得到改善。
另外，作为LED阵列34的支承体32使用AlN，由此能够反射发 光时的LED的波长，并且吸收来自被加热至1000℃的晶片W的辐射 热，由此也能够改善升温降温特性。
并且，借助供电部件41和电极棒38从冷却部件4a、4b的背面侧 向LED阵列34的LED33供电，因此，能够比较简便地向多个LED33 供电。另外，由于使用弹簧销41a使供电部件41与承受部件39接触， 因此，即使在控制板42的安装位置发生偏离等情况下，利用弹簧的作 用力，能够简单且准确地使供电部件41与电极棒38接触。
下面，对上述实施方式的退火装置的几个变形例子进行说明。
在图8的例子中，冷却部件4a、4b与光透过部件18a、18b之间的 空间封入Ar气46，而代替封入树脂。在此情况下，通过馈通，由于也 考虑很少量的大气流入，因此，优选对LED阵列34实施防湿涂层。
在图9的例子中，设置对冷却部件4a、4b与光透过部件18a、18b 之间的空间抽真空的真空泵48，和向该空间中导入Ar气等的气体导入 机构49，使空间内成为规定的真空气氛。
在图10的例子中，取代用电线36连接电极35与LED33，而是在 LED33的发光面上设置ITO(Indium Tin Oxide)或IZO(Indium Zinc Oxide)等透明电极50，使该透明电极50和光透过部件18a、18b接合。
另外，根据冷却介质的沸点调整冷却时冷却介质的温度，这样就 能够产生沸腾传热。沸腾传热使冷却介质变成比沸点高的温度，除了 利用冷却介质的温度进行冷却之外，也能够产生基于蒸发潜热的冷却， 实现极其有效的冷却。
图11的例子是考虑了有效获取光和维修性的情况。
为了有效地获取光，优选使从固体发光的材料的折射率逐渐向空 间的折射率变化。因此，在上述图1的例子中，采用在LED33的周围 填充硅等的树脂，并且设置有由石英构成的光透过部件的结构。但是， 在该情况下，当为了进行维护取下光透过部件18a、18b时，凝胶状的 树脂与光透过部件18a、18b一同被剥落，正常的LED也有可能被破 坏，存在维护性差这样的缺点。为了实现图1所示的退火装置，需要 使用数十万个LED，由于其全部不可能长期工作，因此，优选以适当 的单元单位进行更换为前提进行装置设计。
如果只考虑维护性，那么，优选如上述的图8中所示的气体填充， 但是折射率不逐渐变化，从光效率这一点来看并不优选。
在此，在图11的例子中，在LED所在的空间内，对一种气体不 溶解或者难以溶解的液体，折射率具有LED和构成光透过部件的石英 的中间值，且蒸汽压低的、例如フロリナ一ト(fluorinert)、ガルデン (galden)、ノベック等的液体71预先进行脱气处理并进行填充。在此 情况下，在对这些液体进行脱气加以使用的基础上，作为单纯的填充 材料，不需要冷却功能，因此，难以产生气泡，因而由气泡导致照射 效率下降的可能性很小。
另外，在本例子中，在LED阵列34的背面形成银膏或硅脂等的 热传导性高的热传导层72，将LED阵列34通过螺钉73安装在冷却部 件4a、4b上。由此，在维护和更换时，取下光透过部件18a、18b排 出液体71，通过卸除螺钉73就能够简单地取下LED阵列34。在此情 况下，也可以单独使用螺钉73，但是优选在螺钉73上设置有垫片或者 杨氏模量高的Si3N4等构成的板簧。
另外，在本例子中，在LED阵列34中设置有到达光透过部件18a、 18b的外框74，其具有作为反射板和光透过部件18a、18b的支承部件 的功能，由此，就能进一步提高光效率，使光透过部件18a、18b变得 更薄。此外，在外框74上以液体71遍及LED33所存在的整个空间的 方式形成液体流通孔75。液体71的填充在安装光透过部件18a、18b 后采用适当的方法进行。
在图12的例子中，对不降低冷却效率，进一步提高维护性、特别 是更换LED的便利性的例子进行说明。
如上所述，当以高功率使LED发光时，其冷却是非常需要的，因 此，必须通过软钎焊等将LED牢固地接合在冷却面上。另一方面，在 使用LED对晶片进行快速加热的装置的情况下，LED的修理更换非常 重要，期待具有比图11的构造更好的更换便利性。
因此，在图12的例子中，具有将下列部件构成单元的结构的LED 阵列34’被排列有多个从而构成加热源17a(或者17b)，上述部件为： 支承多个LED33的由高热传导性绝缘材料的AlN构成的支承体32； 被软钎焊或者钎焊在支承体32的背面侧的由高热传导性材料的铜构成 的热扩散部件81；以覆盖被支承体32支承的多个LED33的方式设置 的例如硅类的透明树脂(树脂透镜或者树脂铸模)构成的树脂层82； 以及被插入分别形成于热扩散部件81和支承体32上的通孔81a和32a 中、并且贯通它们而设置的用于向LED33供电的供电电极83。并且， LED阵列34’通过硅脂或银膏等的热传导性好的膏利用螺钉84被固 定在冷却部件4a或者4b上。冷却部件4a(或者4b)与热扩散部件81 之间用密封环89密封。
在供电电极83，在与热扩散部件81的背面侧对应的位置设置有安 装口85，由此，贯通冷却部件4a以及4b(图中仅表示4a)的供电部 件41’在安装口85处与供电电极83连接。
在冷却部件4a和4b上设置有用于安装各LED34’的多个安装部 86。该安装部86具有框部件87，该框部件87具有与光透过部件18a 或者18b接触的衬垫功能。该框部件87以围绕LED阵列34’的安装 区域的方式设置。并且，在被安装在安装部86上的LED阵列34’的 树脂层82与光透过部件18a(或者18b)之间存在空间88，该空间被 保持为真空状态。
如图13所示，在冷却部件4a上，形成有当将光透过部件18a安装 在冷却部件4a上时以和与凹部16a对应形成的空间92相邻的方式设 置的通道93，另外在冷却部件4a上以与通道93连接的方式连接有排 气管94，这些通道93与排气管94构成排气通路。并且，在排气管94 的中途设置有具有直径比排气管94大的缓冲空间的缓冲部件95，经由 这些通道93、排气管94、缓冲部件95利用排气装置96对空间88进 行真空排气，从而变成真空状态。冷却部件4b也同样。由于空间88 极窄，因此即使进行通常的排气，也难以使压力下降，但是通过设置 这样的缓冲空间，即便在狭窄的空间中也能够很容易地进行真空排气。 此外，在框部件87上形成有抽真空用的孔91，通过该孔91就能够对 所有的空间88进行抽真空。
在图1的实施方式中，在冷却部件4a(4b)与光透过部件18a(18b) 之间填充有树脂，但是填充量增多会给填充带来困难，同时也会发生 因气泡等使LED的效率下降等问题。因此，在本例中，树脂层82按 照覆盖LED33的厚度设置，通过对剩余的空间抽真空，这样就能够避 免上述这些问题。
下面，参照图14，对LED阵列34’和冷却部件4a(4b)的组装、 以及LED阵列34’的安装步骤进行说明。
首先，从AlN制的板材切出六边形的支承体32，形成作为供电电 极和螺钉的插入孔的通孔32a(图14a)。接着，通过使用软钎料膏的 软钎焊，将具有与支承体32相同的形状，并且在与通孔32a对应的位 置形成有通孔81a的铜制热扩散部件81的表面粘贴在支承体32的背 面(图14b)。然后，在通孔32a、81a中按照贯通支承体32和热扩散 部件81的方式插入供电电极83，将其软钎焊在支承体32上(图14c)。
然后，在支承体32的表面涂覆软钎料膏，在其上载置有LED33 的状态下，通过在批处理炉中实施热处理而进行软钎焊(图14d)，进 一步利用电线36进行焊接(图14e)。下面，为了LED33的保护和调 整折射率，以覆盖LED33的方式利用透明树脂(树脂透镜或者树脂铸 模)形成树脂层82，同时，在供电电极83与通孔81a之间的空间中填 充环氧类树脂形成真空密封，完成LED阵列34’(图14f)。另一方面， 与此同时进行组装冷却部件4a(4b)(图14g)。
之后，在冷却部件4a(4b)上安装LED阵列34’(图14h)。并且 在供电电极83上连接供电部件41’，同时利用螺钉84固定LED阵列 34’(图14i)。
按照以上的步骤，LED阵列34’的安装结束，之后，安装光透过 部件18a、18b，变成图12的状态。
像这样，图12所示的退火装置，将LED阵列34’单元化，用螺 钉84将其安装在冷却部件4a(4b)，因此，安装和拆卸较容易，在更 换LED33时，能够很容易地更换每一个LED阵列34’，因此，能够极 大地提高维护性。另外，利用软钎焊(膏状焊料Cream Solder)使AlN 制的支承体32与铜制的热扩散部件81面接触，在热扩散部件81和冷 却部件4a(4b)之间利用硅脂或银膏等高热传导性膏使其面接触，因 此，热阻抗低，冷却LED33的能力高。
另外，对于冷却部件4a(4b)与光透过部件18a(18b)之间的空 间，用树脂层82仅覆盖LED33的安装部分，对其余的空间8抽真空， 因此，如上所述，能够避免全部用树脂覆盖时的困难，同时，能够缓 和没有树脂层82对整个空间抽真空时的LED33与真空的折射率之差 引起的效率下降。即，通过设置树脂层82，成为LED33、树脂层82、 空间88的折射率顺次降低的构造，难以发生因折射率的急速变化引起 的全反射，效率也不会下降。
本发明并非局限于上述实施方式，可以有各种各样的变形。例如， 在上述实施方式中，对在作为被处理体的晶片的两侧设置具有LED的 加热源的例子进行了说明，但是，也可以在任一侧设置加热源。另外， 在上述实施方式中，表示了作为发光元件使用LED的情况，也可以使 用半导体激光器等其它发光元件。而且，对于被处理体，并非局限于 半导体晶片，也可以是FPD用玻璃基板等其它被处理体作为对象。
本发明适合于被注入杂质后的半导体晶片的退火处理等需要快速 加热的用途。
专利文献1：特表2005-536045号公报