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公開番号2025096813
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-30
出願番号2023212751
出願日2023-12-18
発明の名称加熱処理方法、光加熱装置
出願人ウシオ電機株式会社
代理人弁理士法人ユニアス国際特許事務所
主分類H01L 21/26 20060101AFI20250623BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】誘電体層を透過する加熱光によって、当該誘電体層を備えた被処理体を、より確実に所望の温度にまで加熱することができる加熱処理方法、及び光加熱装置を提供する。
【解決手段】少なくとも一つの透過層が積層されてなる、加熱光の主たる発光波長域の光を透過する積層体と、加熱光の主たる発光波長域の光を吸収する吸収体とを備えた被処理体に対して、透過層の厚みをt_i、透過層の屈折率をn_iとしたときに、ピーク波長が所定の式を満たす波長λと実質的に同一である加熱光を、積層体の主面に対して照射する。
【選択図】図3B
特許請求の範囲【請求項１】
被処理体に加熱光を照射して加熱処理する方法であって、
少なくとも一つの透過層が積層されてなる、前記加熱光の主たる発光波長域の光を透過する積層体と、前記加熱光の主たる発光波長域の光を吸収する吸収体とを備えた前記被処理体に対して、前記透過層の厚みをｔ
i
、前記透過層の屈折率をｎ
i
としたときに、ピーク波長が下記（１）式を満たす波長λと実質的に同一である前記加熱光を、前記積層体の主面に対して照射することを特徴とする加熱処理方法。
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（ただし、ｉは積層体を構成する各透過層の照射面側からの積層順に対応する１以上の自然数であり、ｍは、１以上の自然数である。）
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記透過層の少なくとも一つがＨｆを含有する誘電体層である前記被処理体に対して、前記加熱光を照射することを特徴とする請求項１に記載の加熱処理方法。
【請求項３】
強誘電体層からなる前記透過層と、透明導電層からなる前記透過層とを備える前記被処理体に対して、前記加熱光を照射することを特徴とする請求項１に記載の加熱処理方法。
【請求項４】
ＬＥＤ素子、又はＬＤ素子から出射された前記加熱光を前記被処理体に照射することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の加熱処理方法。
【請求項５】
前記ＬＥＤ素子、又は前記ＬＤ素子から出射されて、光学素子によって発散角が縮小された前記加熱光を前記被処理体に照射することを特徴とする請求項４に記載の加熱処理方法。
【請求項６】
半値半幅がλ／１０以下である前記加熱光を前記被処理体に対して照射することを特徴とする請求項１に記載の加熱処理方法。
【請求項７】
被処理体に加熱光を照射して加熱処理する装置であって、
前記加熱光を出射する加熱用光源と、
少なくとも一つの透過層が積層されてなる、前記加熱光の主たる発光波長域の光を透過する積層体と、前記加熱光の主たる発光波長域の光を吸収する吸収体とが積層された前記被処理体を、前記積層体と前記加熱用光源とが対向するように支持する支持部材とを備え、
前記加熱用光源は、前記透過層の厚みをｔ
i
、前記透過層の屈折率をｎ
i
としたときに、ピーク波長が下記（１）式を満たす波長λと実質的に同一である前記加熱光を出射する光源であることを特徴とする光加熱装置。
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19
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（ただし、ｉは積層体を構成する各透過層の照射面側から数えた積層順に対応する自然数であり、ｍは、１以上の自然数である。）
【請求項８】
前記加熱用光源を着脱可能とする装着部を備え、前記被処理体が備える前記積層体の構造に応じて、前記加熱用光源が交換可能に構成されていることを特徴とする請求項７に記載の光加熱装置。
【請求項９】
点灯制御部を備え、
前記加熱用光源が、ピーク波長が異なる光を出射する複数の発光素子を有しており、前記点灯制御部が、前記被処理体が備える前記積層体の構造に応じて、選択的に前記発光素子を点灯制御することを特徴とする請求項７に記載の光加熱装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱処理方法、光加熱装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体の製造プロセス等では、半導体ウェハを代表する被処理体に対して、成膜処理、酸化拡散処理、改質処理、又はアニール処理等の種々の熱処理が行われる。これらの熱処理の実行の際には、光が用いられることが多い。このように、光を用いて被処理体を加熱することを「光加熱」と称する。また、加熱に用いられる光を「加熱光」と称する。光加熱による加熱処理は、被処理体を非接触で加熱できるという利点があることから、近年では、基板上に形成された誘電体層の加熱処理にも用いられている。
【０００３】
ここで、誘電体層は、組成によって光に対する透過スペクトルが大きく異なる。このため、下記特許文献１に記載されているように、光加熱による誘電体層の加熱処理では、被処理体である誘電体層の透過スペクトルに基づいて、透過率が低い波長帯域に高い強度を示す光を加熱光として適宜選択する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第５３９９９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
誘電体層は、組成にもよるが、一部には広い波長範囲（例えば、可視光領域全域）にわたって、比較的高い透過率を示す層である場合がある。この場合、誘電体層が加熱光を吸収せず、高い照度の加熱光を長時間にわたって照射しても、期待させる温度にまで加熱できないという事態が生じ得る。
【０００６】
そこで、本発明者らは、誘電体層を加熱処理する方法として、誘電体層を加熱するのではなく、誘電体層が形成されている基板、又は加熱光を吸収可能な層を加熱することで、間接的に誘電体層を加熱処理する方法について検討していた。
【０００７】
そして、本発明者らは、誘電体層が形成されている基板を加熱する方法について、鋭意研究を行ってきたところ、単に被処理体が備える各層の透過率、及び吸収率に基づいて選択した波長帯の加熱光を照射するだけでは、誘電体層が所望の温度にまで加熱されない場合が多いことを見出した。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、誘電体層を透過する加熱光によって、当該誘電体層を備えた被処理体を、より確実に所望の温度にまで加熱することができる加熱処理方法、及び光加熱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】
【０００９】
本発明の加熱処理方法は、
被処理体に加熱光を照射して加熱処理する方法であって、
少なくとも一つの透過層が積層されてなる、前記加熱光の主たる発光波長域の光を透過する積層体と、前記加熱光の主たる発光波長域の光を吸収する吸収体とを備えた前記被処理体に対して、前記透過層の厚みをｔ
i
、前記透過層の屈折率をｎ
i
としたときに、ピーク波長が下記（１）式を満たす波長λと実質的に同一である前記加熱光を、前記積層体の主面に対して照射することを特徴とする。
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161
（ただし、ｉは積層体を構成する各透過層の照射面側からの積層順に対応する１以上の自然数であり、ｍは、１以上の自然数である。）
【００１０】
本明細書における「主たる発光波長域」とは、発光スペクトルにおけるピーク強度に対し、強度が半分となる波長のうち最大の波長と最小の波長をそれぞれ上限、下限とする波長域を指す。
（【００１１】以降は省略されています）

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