結論：スパイクアニールとフラッシュランプアニール（FLA）の違いは？
違いは加熱の時間スケールと、ウェハのどこを加熱するかです。スパイクアニールはRTP装置のランプでウェハ全体を毎秒200℃超で昇降温させ、高温域の滞在を1秒未満に抑えます。フラッシュランプアニール（FLA）は全体を400〜700℃に予熱したうえでキセノン閃光を数ミリ秒だけ当て、表面だけを1200℃級へ持ち上げます。FLAのほうが拡散を抑えられる一方、表裏の温度差による熱応力という固有の課題を抱えます。
比較表
| 観点 | スパイクアニール | フラッシュランプアニール（FLA） |
|---|---|---|
| 時間スケール | 秒オーダー（高温域の滞在1秒未満） | ミリ秒オーダー（数ms級の閃光） |
| 光源・装置 | タングステンハロゲンランプ（RTP装置） | キセノンフラッシュランプ＋予熱ヒーター |
| 加熱される範囲 | ウェハ全体が同じ温度になる | 表面のみ高温、下地は予熱温度のまま |
| ピーク温度 | 1000〜1100℃級 | 表面で1200〜1300℃級 |
| 拡散の抑制 | 従来法より大幅に良いが、秒の壁がある | 極めて急峻なプロファイルを保てる |
| 主な課題 | 微細世代では1秒でも拡散が無視できない | 表裏の温度差による熱応力（反り・割れ） |
| パターン依存性 | 小さい | パターン密度で吸収率が変わり温度がばらつく |
| 他用途 | シリサイド形成・RTO・膜質改善にも使う | 活性化アニール中心 |
「全体を速く」から「表面だけを一瞬」へ
スパイクアニールは、ウェハ全体を高速で昇温・降温させることで高温域の滞在時間を削る方法です。装置側では毎秒200〜250℃という昇降温速度、低熱容量の支持構造、マルチゾーンのランプ制御とパイロメータによる実測が必要になります。これに対しFLAは発想が異なり、熱がウェハ内部へ伝わる前に照射を終えることで、表面だけを高温にします。加熱する体積そのものを小さくしてしまう、という解き方です。
FLAの代償は熱応力
表面が1200℃級、裏面が予熱温度のままという状態は、ウェハ内部に数百℃の温度差が生じることを意味します。熱膨張差によってウェハは反り、条件によっては割れます。そのため予熱温度を上げて温度差を縮める、パルス波形を成形して立ち上がりを緩める、支持方法を工夫するといった対策が装置設計の中心課題になります。加えて、パターン密度によって光の吸収率が変わるため、チップ内で温度がばらつくパターン効果の管理も必要です。
レーザアニールを含めた三段構え
実務では、この2つにレーザアニール（マイクロ秒〜ナノ秒）を加えた三段の選択肢から、必要な活性化率と許容できる熱バジェットに応じて選びます。レーザは小さなビームを走査するため局所的で継ぎ目とスループットの制約がある一方、より短時間・高温を狙えます。スパイクアニールにミリ秒アニールを重ねる複合レシピのように、複数方式を組み合わせるのも一般的です。