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公開番号2025178648
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-09
出願番号2024085380
出願日2024-05-27
発明の名称光加熱装置、光源ユニット
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 21/268 20060101AFI20251202BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】固体光源が発する加熱用の光が、処理対象物で反射して固体光源に照射されることが抑制された光加熱装置、及び当該光加熱装置に搭載される光源ユニットを提供する。
【解決手段】本発明に係る光加熱装置は、処理対象物を支持する支持ユニットと、前記処理対象物に対して光を照射する光源ユニットと、を備え、前記光源ユニットは、前記処理対象物の主面に対して傾斜する傾斜面を有するヒートシンクと、前記傾斜面に支持された基板と、前記基板上に載置され、前記処理対象物の主面に直交する第一方向に見たときに、前記処理対象物よりも実質的に外側に位置する複数の固体光源と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
処理対象物を支持する支持ユニットと、
前記処理対象物に対して光を照射する光源ユニットと、を備え、
前記光源ユニットは、
前記処理対象物の主面に対して傾斜する傾斜面を有するヒートシンクと、
前記傾斜面に支持された基板と、
前記基板上に載置され、前記処理対象物の主面に直交する第一方向に見たときに、前記処理対象物よりも実質的に外側に位置する複数の固体光源と、を有することを特徴とする、光加熱装置。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記処理対象物の主面と対向して配置され、前記処理対象物の主面で反射された光を前記処理対象物側に反射する反射部材を有することを特徴とする、請求項１に記載の光加熱装置。
【請求項３】
前記ヒートシンクは、前記処理対象物の主面に対する角度が互いに異なる複数の前記傾斜面を有し、
前記光源ユニットは、それぞれの前記傾斜面に支持され、前記処理対象物の主面に対する角度が互いに異なる複数の前記基板を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の光加熱装置。
【請求項４】
前記基板は、前記第一方向に見たときに、前記処理対象物を取り囲むように配置されたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の光加熱装置。
【請求項５】
前記処理対象物の主面の中心を前記第一方向に通る中心軸の近傍が、前記処理対象物に対して連通することを特徴とする、請求項１又は２に記載の光加熱装置。
【請求項６】
前記固体光源はＬＤ素子を含んで構成され、
前記光源ユニットは前記ＬＤ素子が発する光を拡散する拡散レンズを有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の光加熱装置。
【請求項７】
前記反射部材の反射面は、前記固体光源が発する光に対して拡散性を示すことを特徴とする、請求項２記載の光加熱装置。
【請求項８】
複数の前記基板を有し、
複数の前記基板の全部が、前記処理対象物の主面に対して傾斜されたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の光加熱装置。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の光加熱装置に搭載される光源ユニット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理対象物に対して光を照射することで、処理対象物を加熱する光加熱装置に関する。また、本発明は、当該光加熱装置に搭載される光源ユニットに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスでは、半導体ウェハ等の処理対象物に対して、成膜処理、酸化拡散処理、改質処理、アニール処理といった様々な処理が実行される。これらの処理では、非接触での処理が可能という理由で、処理対象物の主面に対して加熱用の光（以下、「加熱光」という場合がある。）を照射する加熱方法が多く採用されている。ここで、「主面」とは、板状の物体を構成する表面のうち、他の面よりもはるかに面積の大きい面を指す。
【０００３】
加熱光の光源としては、ハロゲンランプや、ＬＥＤ素子等の固体光源が挙げられる。これらのうち、処理対象物の高速昇温が可能であるという理由で、固体光源が採用されつつある。例えば、下記特許文献１では、処理対象物の主面に対向するように複数のＬＥＤ素子を配置して、処理対象物に加熱光を照射する光加熱装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－５８７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加熱光の光源として固体光源を採用することで、処理対象物の吸収波長に適した加熱光を発する固体光源を選択でき、処理対象物の高速昇温が可能となる。また、特許文献１に示すように、処理対象物の主面に対向する位置に光源を配置すれば、例えば、処理対象物の中央領域に対向する光源の出力と、処理対象物の周端領域に対向する光源の出力を異ならせることで、処理対象物の主面内の温度を均一にしやすくなる。
【０００６】
ところで、処理対象物の主面に照射された加熱光のうち、一部の加熱光は、処理対象物の主面で反射される。したがって、光源が処理対象物に対して対向して配置されている場合、処理対象物の主面で反射された加熱光は光源に向かうように反射され、そのまま光源に照射される。このとき、光源がＬＥＤ素子又はレーザダイオード（ＬＤ）素子等の固体光源であった場合、処理対象物で反射された加熱光の照射によって固体光源の温度が上昇し、発光効率の低下や短寿命化に繋がるおそれがある。
【０００７】
さらに、近年、高速昇温を実現しつつ、より高い温度で処理対象物を加熱処理したいという要求が高まっている。したがって、処理対象物の温度を高めるために、例えば固体光源の出力を高めて、より多くの加熱光を処理対象物に照射することが考えられる。しかし、従来の構成では、処理対象物と対向する位置に固体光源が配置されており、処理対象物で反射された加熱光が固体光源に照射されるため、固体光源の出力を高めると、固体光源の発光効率の低下や短寿命化がより顕著になる。つまり、処理対象物の主面に対向する位置に光源が配置された従来の光加熱装置では、固体光源の出力を高めにくい。
【０００８】
上記に鑑みて、本発明は、固体光源が発する加熱用の光が、処理対象物で反射して固体光源に照射されることが抑制された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】
本発明に係る光加熱装置は、
処理対象物を支持する支持ユニットと、
前記処理対象物に対して光を照射する光源ユニットと、を備え、
前記光源ユニットは、
前記処理対象物の主面に対して傾斜する傾斜面を有するヒートシンクと、
前記傾斜面に支持された基板と、
前記基板上に載置され、前記処理対象物の主面に直交する第一方向に見たときに、前記処理対象物よりも実質的に外側に位置する複数の固体光源と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本明細書において、「複数の固体光源が処理対象物よりも実質的に外側に位置する」とは、複数の固体光源のうち、８０％以上の固体光源が、前記第一方向に見たときに処理対象物の外側に位置することをいうものとして構わない。
（【００１１】以降は省略されています）

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