WO2024252783A1 - 光加熱方法、ＳｉＣ半導体用の光加熱装置、ＬＥＤ光源装置 - Google Patents

光加熱方法、ＳｉＣ半導体用の光加熱装置、ＬＥＤ光源装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2024252783A1
WO2024252783A1 PCT/JP2024/014663 JP2024014663W WO2024252783A1 WO 2024252783 A1 WO2024252783 A1 WO 2024252783A1 JP 2024014663 W JP2024014663 W JP 2024014663W WO 2024252783 A1 WO2024252783 A1 WO 2024252783A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
heating
led
light source
workpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2024/014663
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
隆博 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ushio Denki KK
Original Assignee
Ushio Denki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ushio Denki KK filed Critical Ushio Denki KK
Priority to JP2025525965A priority Critical patent/JPWO2024252783A1/ja
Publication of WO2024252783A1 publication Critical patent/WO2024252783A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P34/00—Irradiation with electromagnetic or particle radiation of wafers, substrates or parts of devices

Definitions

  • the present invention relates to an optical heating method, and in particular to an optical heating method for a workpiece including a SiC semiconductor.
  • the present invention also relates to an optical heating device for SiC semiconductors and an LED light source device used in the optical heating device.
  • various heat treatments such as film formation, oxidation diffusion, modification, and annealing are performed on objects to be treated, including semiconductor wafers.
  • Light is often used to carry out these heat treatments. Heating an object to be treated using light in this way is called “light heating.”
  • the light used for heating is also called “heating light.”
  • Patent Document 1 As an example of a semiconductor heating device that uses optical heating, the technology described in Patent Document 1 below is known.
  • the device in Patent Document 1 uses an LED lamp that emits heating light with a wavelength of 810 nm to 980 nm as the light source.
  • SiC has a larger band gap than conventional Si, and has a high dielectric breakdown field strength, and is expected to reduce environmental impact through lower loss, smaller size, and lighter weight.
  • SiC transmits most of the light emitted from halogen lamps used as heating light sources in semiconductor manufacturing processes, and LED lamps such as those described in Patent Document 1, making it difficult to heat efficiently.
  • Patent Document 1 does not specifically consider the case where SiC wafers are used as the object to be heated. For this reason, Patent Document 1 does not mention at all that there is a suitable wavelength range of light for heat-treating SiC wafers.
  • the present invention aims to provide an optical heating method capable of efficiently heating a workpiece containing a SiC semiconductor.
  • the present invention also aims to provide an optical heating device suitable for heating a workpiece containing a SiC semiconductor and an LED light source device for use in the optical heating device.
  • the light heating method according to the present invention comprises the steps of:
  • the method is characterized by including a step (a) of irradiating a workpiece including a SiC semiconductor with heating light having a peak wavelength in the range of 370 nm to 460 nm emitted from an LED light source through a window member to heat the workpiece.
  • the heating light preferably has a peak wavelength within a range of 370 nm to 420 nm.
  • SiC comes in a variety of crystal structures, including 4H-SiC (band gap 3.3 eV), 6H-SiC (band gap 3 eV), and 3C-SiC (band gap 2.2 eV).
  • 4H-SiC band gap 3.3 eV
  • 6H-SiC band gap 3 eV
  • 3C-SiC band gap 2.2 eV
  • the transmittance of light gradually increases in the wavelength range longer than about 420 nm, and almost all light in the wavelength range longer than 500 nm is transmitted.
  • Broad halogen lamp light with a peak at a wavelength of about 1 ⁇ m transmits SiC over a wide wavelength range.
  • Figure 1 is a graph showing the relationship between wavelength and absorptance in SiC.
  • the graph shown in Figure 1 is calculated based on reflectance characteristic data and transmittance characteristic data for SiC.
  • Figure 1 shows that the absorptance is 40% or more when the wavelength is in the range of 370 nm to 460 nm.
  • high heating efficiency can be achieved by irradiating it with heating light from an LED light source with a peak wavelength in the range of 370 nm to 460 nm.
  • the absorption rate is 50% or more in the wavelength range of 370 nm to 420 nm.
  • higher heating efficiency can be achieved by irradiating and heating with heating light from an LED light source with a peak wavelength in the range of 370 nm to 420 nm.
  • the light emission efficiency is prone to variation, as is recognized particularly for GaN-based epitaxial (AlGaN) LED elements. For this reason, from the perspective of more reliably achieving higher heating efficiency, it is preferable to use light with a wavelength of 370 nm or more as the heating light.
  • the window member is made of a material having a high transmittance to the heating light as described above. This transmittance is preferably 50% or more, more preferably 70% or more, and particularly preferably 80% or more.
  • synthetic quartz, fused quartz, sapphire, magnesium fluoride (MgF 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), or barium fluoride (BaF 2 ) is preferably used.
  • Figure 2 is a graph showing the tendency of the light absorbance characteristics of resins used in semiconductor photoresists, as shown in the above-mentioned non-patent document 1.
  • Resins used in semiconductor photoresists include novolac resin, methacrylic resin, and PHS resin. As shown in Figure 2, these resins are characterized by showing relatively high absorbance for light with a wavelength of 300 nm or less, and novolac resin and PHS resin in particular suddenly show high absorbance for light with a wavelength of 300 nm or less.
  • semiconductor photoresist is used as a photoresist mask when ion implantation is performed on the SiC substrate.
  • important indices for the resin used in semiconductor photoresist include light transparency, chemical resistance, and solubility in developing solution, and light transparency is adjusted according to the spectrum of light emitted from the light source.
  • the resins used in semiconductor photoresists exhibit high absorbance for light with wavelengths of 300 nm or less.
  • the light source even light emitted from an LED element, to have a certain degree of bandwidth, and from the standpoint of further reducing absorption by the resin, it is preferable for the peak wavelength of the emitted heating light to be at least 370 nm or more.
  • the above-mentioned light heating method uses heating light with a peak wavelength in the range of 370 nm to 460 nm, a wavelength range that is significantly shorter than conventional methods.
  • the heating light can be absorbed by the workpiece to an extent that it can exert a heating effect, even if the workpiece contains a SiC semiconductor. This allows the workpiece to be heated without contact.
  • the above-mentioned light heating method uses heating light with a peak wavelength in the range of 370 nm to 460 nm, so the effects of absorption by semiconductor photoresist are reduced compared to when using heating light with a peak wavelength in a shorter wavelength band.
  • the light heating method includes: During the execution of the step (a), a step (b) may be included in which a radiation thermometer having a sensitivity wavelength range of a predetermined wavelength range of 0.6 ⁇ m to 5 ⁇ m receives light emitted from the object to be treated, thereby measuring the temperature of the object to be treated.
  • Semiconductor light-emitting elements such as LED elements, are known to emit light in a wavelength range (main emission wavelength range) that includes the peak wavelength and has a relatively high emission intensity, as well as light in a wavelength range longer than the main emission wavelength range and with a relatively low emission intensity. While the emission intensity of this long-wavelength light is very low compared to the intensity of the main emission wavelength range, it is slightly higher than the intensity of the tail when approximated by a Gaussian distribution. This long-wavelength light is derived from defects or impurity levels in the active layer that inevitably occur during the manufacture of semiconductor light-emitting elements, and is referred to as "deep light.”
  • the wavelength range of the deep light emitted from this light source which has a relatively high intensity, overlaps with the sensitivity wavelength range of the radiation thermometer.
  • some of the light from the heating light source is received by the radiation thermometer, which may result in an erroneous detection of the temperature of the workpiece.
  • a radiation thermometer with a sensitivity wavelength range of 0.6 ⁇ m to 5 ⁇ m can measure the temperature of the workpiece from a relatively low temperature range of 200°C to 500°C, allowing for more precise temperature adjustment. From the perspective of accurately detecting the temperature from the initial stage after heating of the workpiece begins, it is more preferable for the sensitivity wavelength range of the radiation thermometer to be 0.7 ⁇ m to 4 ⁇ m, and especially preferable for it to be 1 ⁇ m to 3 ⁇ m.
  • the upper limit of the sensitivity wavelength range of the radiation thermometer may be set appropriately according to the melting point of the SiC contained in the workpiece. However, this does not exclude the use of a radiation thermometer capable of measuring a temperature range higher than the melting point to measure the temperature of the workpiece.
  • the light heating device of the present invention is A light heating device for a SiC semiconductor, an LED light source that emits heating light having a peak wavelength in the range of 370 nm to 460 nm; and a window member through which the heating light emitted from the LED light source passes and guides the light to an object to be treated that includes a SiC semiconductor.
  • the optical heating device described above can efficiently heat SiC semiconductors used in power semiconductor devices without contact when processing them.
  • the light heating device is a chamber for accommodating the object to be processed; A support member for supporting the object to be processed within the chamber may also be provided.
  • the LED light source includes a plurality of LED substrates on which a plurality of LED elements are mounted,
  • the LED boards may be arranged in line symmetry, point symmetry, or rotational symmetry when viewed in a normal direction to the surface of the LED board.
  • the above configuration homogenizes the light intensity distribution on the workpiece, making it possible to heat the workpiece uniformly.
  • the LED light source device is characterized in that it includes an LED light source used in the optical heating device for the SiC semiconductor.
  • the present invention provides an optical heating method capable of efficiently heating a workpiece containing a SiC semiconductor.
  • the present invention also provides an optical heating device suitable for heating a workpiece containing a SiC semiconductor.
  • FIG. 1 is a graph showing the relationship between wavelength and absorptance in SiC. 1 is a graph showing the tendency of the light absorbance characteristics of a resin used in a semiconductor photoresist.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an embodiment of a light heating device. 1 is an example of the spectrum of heating light emitted from an LED light source and having a peak wavelength of 395 nm.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of an LED light source as viewed from the ⁇ Z side.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating a schematic configuration of an LED substrate.
  • the optical heating method according to the present invention includes a step (a) of irradiating a workpiece containing a SiC semiconductor with heating light having a peak wavelength in the range of 370 nm to 460 nm emitted from an LED light source through a window member to heat the workpiece.
  • This optical heating method will be described below with reference to a drawing of an optical heating device, which is one embodiment of the method.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of one embodiment of the optical heating device 1.
  • the optical heating device 1 shown in FIG. 3 includes a chamber 10 that houses a workpiece W1 containing a SiC semiconductor, an LED light source 2, and a radiation thermometer 14.
  • the LED light source 2 includes a plurality of LED elements 11 and a support substrate 12 on which the LED elements 11 are placed. More specifically, the LED light source 2 in this embodiment includes a plurality of LED boards 20 on which a plurality of LED elements 11 are mounted, and these plurality of LED boards 20 are placed on the support substrate 12.
  • an X-Y-Z coordinate system will be referred to where appropriate, in which a plane parallel to the main surfaces (W1a, W1b) of the workpiece W1 is defined as the X-Y plane, and the normal direction of this X-Y plane is defined as the Z direction.
  • the LED light source 2 and the workpiece W1 face each other in the Z direction.
  • Figure 3 corresponds to a schematic cross-sectional view of the light heating device 1 cut in the X-Z plane.
  • the LED light source 2 emits heating light L1 with a peak wavelength in the range of 370 nm to 460 nm.
  • the peak wavelength of the heating light L1 emitted by the LED light source 2 refers to the wavelength that exhibits the highest light intensity (light output) on the emission spectrum.
  • the LED light source 2 has a main emission wavelength in the range of 370 nm to 460 nm. Specifically, it is preferable to adopt an LED light source 2 in which the wavelength band showing a light intensity of 50% or more of the peak intensity of the heating light L1 falls within the range of 370 nm to 460 nm. Furthermore, it is more preferable to adopt a light source in which the wavelength band showing a light intensity of 50% or more of the peak intensity of the heating light L1 falls within the range of 370 nm to 420 nm. This makes the LED light source 2 a light source more suitable for heat treatment of a workpiece including a SiC semiconductor.
  • the LED light source 2 has a majority of the emission wavelength of the radiated heating light L1 in the range of 370 nm to 460 nm. Specifically, it is preferable to adopt an LED light source 2 in which the wavelength band showing 90% or more of the peak intensity of the heating light L1 falls within the range of 370 nm to 460 nm. Furthermore, it is more preferable to adopt a light source in which the wavelength band showing 90% or more of the light intensity of the peak intensity of the heating light L1 falls within the range of 370 nm to 420 nm. This makes the LED light source 2 a light source more suitable for heat treatment of a workpiece including a SiC semiconductor.
  • FIG. 4 shows an example of the spectrum of heating light L1 emitted from the LED light source 2 and having a peak wavelength of 395 nm. Note that in FIG. 4, the vertical axis is expressed in logarithm.
  • the light intensity is about 0.1% to 0.3% of the light intensity at the peak wavelength (area A1 in Figure 4). This is light originating from impurity levels or defect levels that is inevitably generated when the light source is an LED, and corresponds to the "deep light” mentioned above.
  • the LED light source 2 provided in the light heating device 1 has a much shorter emission wavelength range than the LED lamp provided in the device of the above-mentioned Patent Document 1.
  • the chamber 10 has a support member 13 on the inside.
  • the support member 13 supports the workpiece W1 so that the main surface W1a and the main surface W1b of the workpiece W1 are arranged on the X-Y plane.
  • the main surface W1b of the workpiece W1 is arranged to face the LED light source 2. That is, circuit elements, wiring, etc. are formed on the main surface W1a or the main surface W1b, and the main surface W1b is the surface to which the heating light L1 emitted from the LED light source 2 is irradiated.
  • the present invention does not exclude the case where the workpiece W1 is a bare substrate on which wiring, etc. is not formed, and the main surface W1a of the workpiece W1 is arranged to face the LED light source 2.
  • the support member 13 may support the workpiece W1 in any manner as long as its main surface W1a is disposed on the X-Y plane.
  • the support member 13 may have multiple pin-shaped protrusions that support the workpiece W1 at points.
  • the chamber 10 has a first window 10a facing the main surface W1a of the workpiece W1 supported by the support member 13, and a second window 10b facing the main surface W1b.
  • the first window 10a is a window that is used by the radiation thermometer 14 to measure the temperature of the main surface W1a of the workpiece W1.
  • the radiation thermometer 14 is a thermometer that measures the surface temperature of an object to be measured by receiving light emitted from the object to be measured.
  • the sensitivity wavelength range of the radiation thermometer 14 is a predetermined wavelength range that falls within the range of 0.6 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the first window 10a is made of a material that transmits light that falls within the sensitivity wavelength range of the radiation thermometer 14.
  • the first window 10a is made of general quartz glass, calcium fluoride, or the like.
  • the sensitivity wavelength range of the radiation thermometer 14 provided in the optical heating device 1 is located on the longer wavelength side than the main emission wavelength range of the heating light L1 emitted from the LED light source 2. More preferably, the lower limit of the sensitivity wavelength range of the radiation thermometer 14 is on the longer wavelength side than the wavelength showing the maximum intensity of the deep light contained in the heating light L1. As described above, the intensity of deep light is about 0.1% to 0.3% of the peak intensity of the heating light L1, but if the wavelength of this deep light is included in the sensitivity wavelength range of the radiation thermometer 14, there is a possibility that the temperature of the workpiece W1 will be erroneously detected.
  • the emission wavelength of the LED light source 2 can be set to a shorter wavelength, or the lower limit of the sensitivity wavelength range of the radiation thermometer 14 can be set to a longer wavelength.
  • the sensitivity wavelength range of the radiation thermometer 14 is shifted to the longer wavelength side, the relative detection ability of the detection element included in the radiation thermometer 14 decreases, making it difficult to measure the temperature with high accuracy. For this reason, when heating the workpiece W1 while measuring the temperature with high accuracy within the low temperature range, it is preferable to set the emission wavelength of the LED light source 2 to a shorter wavelength.
  • the second window 10b is a window member for guiding the heating light L1 emitted from the LED light source 2 to the main surface W1b of the workpiece W1.
  • the peak wavelength of the heating light L1 is in the range of 370 nm to 460 nm.
  • the second window 10b is made of a material that has a transmittance of 50% or more for this heating light L1.
  • the second window 10b is made of synthetic quartz.
  • the material of the second window 10b may be selected appropriately depending on the peak wavelength of the heating light L1.
  • FIG. 5 is a schematic plan view of the LED light source 2 as viewed from the -Z side.
  • the LED light source 2 is configured by arranging a plurality of light source regions 12a, each including a plurality of LED elements 11, on the main surface of the support substrate 12. More specifically, the light source regions 12a are formed on an LED substrate 20. The plurality of LED substrates 20 are then placed on the main surface of the support substrate 12.
  • a plurality of LED substrates 20 forming the light source region 12a are arranged in a regular pattern.
  • the arrangement pattern of the LED substrates 20 is not limited, but it is preferable that the LED substrates 20 are arranged symmetrically when viewed in the Z direction. Typically, it is preferable that the LED substrates 20 are arranged with line symmetry, point symmetry, or rotational symmetry when viewed in the Z direction. This allows the heating light L1 to be uniformly irradiated to the main surface W1b of the workpiece W1.
  • FIG. 6 is a plan view showing a schematic configuration of the LED board 20.
  • the LED board 20 includes a plurality of LED elements 11, an anode electrode 30a, and a cathode electrode 30b.
  • the plurality of LED elements 11 are electrically connected to the anode electrode 30a and the cathode electrode 30b.
  • a Zener diode 30c is mounted on the LED board 20. This Zener diode 30c is connected in parallel to the plurality of LED elements 11 between the anode electrode 30a and the cathode electrode 30b.
  • the Zener diode 30c is arranged to prevent the LED elements 11 from deteriorating due to static electricity or surge current.
  • the multiple LED elements 11 mounted on the LED board 20 are connected in series and parallel. That is, some of the multiple LED elements 11 are connected in series to each other to form an LED element group 11s, and these LED element groups 11s are connected in parallel.
  • All of the multiple LED elements 11 emit heating light L1 with a peak wavelength in the range of 370 nm to 460 nm. It is preferable that the peak wavelengths of the heating light L1 emitted from these multiple LED elements 11 are substantially identical. “Substantially identical” here means that wavelength deviations due to element variations during the manufacturing process are tolerated. Typically, it is acceptable for the wavelength deviation to be within ⁇ 5 nm.
  • the peak wavelength of the heating light L1 emitted from the LED light source 2 is in the range of 370 nm to 460 nm, so this heating light L1 is absorbed by the workpiece W1 even if the workpiece W1 contains a SiC semiconductor. This allows non-contact heating of the workpiece W1.
  • the temperature of the workpiece W1 can be detected by receiving the light emitted from the workpiece W1 with the radiation thermometer 14.
  • the sensitivity wavelength range of the radiation thermometer 14 is set to the longer wavelength side than the wavelength showing the maximum intensity of the deep light contained in the heating light L1, it is possible to prevent erroneous detection of the temperature of the workpiece W1 due to receiving light derived from deep light.
  • a controller not shown
  • the light output of the LED light source 2 it is possible to heat the workpiece W1 containing SiC with high accuracy.
  • the main emission wavelength range which includes the peak wavelength of the heating light L1 is clearly outside the sensitivity wavelength range of the radiation thermometer 14.
  • the peak wavelength of the heating light L1 is within the range of 370 nm to 420 nm. In this case, even if the LED light source 2 is installed in the atmosphere, the effect of suppressing the amount of ozone generated can be obtained.
  • Figure 5 illustrates an example in which the light source area 12a is square-shaped, but this shape is merely one example.
  • Figure 6 illustrates an example in which the LED board 20 is rectangular-shaped, but this shape is merely one example.
  • the multiple LED boards 20 are arranged in a staggered pattern on the support substrate 12, but the arrangement pattern of the multiple LED boards 20 is arbitrary. As another example, the multiple LED boards 20 may be arranged in a ring shape around the center 12c of the support substrate 12.
  • the multiple LED element groups 11s mounted on the LED substrate 20 are all composed of the same number of LED elements 11, but the number of LED elements 11 included in the LED element groups 11s may be different, taking into consideration differences in voltage drops that occur depending on the distance from the anode electrode 30a and the cathode electrode 30b.
  • the first window 10a for measuring the temperature with the radiation thermometer 14 is provided at a position facing the main surface W1a on the opposite side to the main surface W1b where the heating light L1 is irradiated on the workpiece W1.
  • the position of the first window 10a is arbitrary.
  • the first window 10a may be provided on the side wall of the chamber 10, or on the main surface W1b side.
  • the sensitivity wavelength range of the radiation thermometer 14 is adjusted so as to be significantly different from the main emission wavelength range of the heating light L1 and not to overlap with the wavelength range in which the deep light shows maximum intensity.
  • the wavelength range of this reflected light is different from the sensitivity wavelength range of the radiation thermometer 14, so that even if the radiation thermometer 14 receives the reflected light, there is little risk of misrecognizing the temperature of the workpiece W1.
  • LED heating device 2 LED light source 10: Chamber 10a: First window 10b: Second window 11: LED element 11s: LED element group 12: Support substrate 12a: Light source region 12c: Center of support substrate 13: Support member 14: Radiation thermometer 20: LED substrate 30a: Anode electrode 30b: Cathode electrode 30c: Zener diode L1: Heating light W1: Workpieces W1a, W1b: Main surface of workpiece

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

ＳｉＣ半導体を含む被処理体を効率よく加熱することのできる光加熱方法を提供する。　ＳｉＣ半導体を含む被処理体に対し、ＬＥＤ光源から出射されたピーク波長が３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内の加熱光を、窓部材を介して照射して前記被処理体を加熱する工程（ａ）を有する。

Description

光加熱方法、ＳｉＣ半導体用の光加熱装置、ＬＥＤ光源装置
　本発明は、光加熱方法に関し、特にＳｉＣ半導体を含む被処理体に対する光加熱方法に関する。また、本発明は、ＳｉＣ半導体用の光加熱装置及び当該光加熱装置に用いられるＬＥＤ光源装置に関する。
　半導体の製造プロセスでは、半導体ウェハを初めと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。
　光加熱を利用した半導体加熱装置としては、例えば下記特許文献１の技術が知られている。特許文献１の装置では、８１０ｎｍ～９８０ｎｍの波長の加熱光を発するＬＥＤランプが光源として利用されている。
特開２０２０－００９９２７号公報
「フォトレジスト材料における高分子材料技術」　征矢野　晃雅　日本ゴム協会誌　第８５巻　第２号（２０１２）　ｐ．３３～ｐ．３９
　近年、従来のデバイスよりも高電圧、大電流に対応した、パワー半導体デバイスの開発が進められている。このため、従来のデバイスではＳｉが一般的に利用されていたが、最近のデバイスでは、小型で高耐圧特性を示すデバイスを実現するために、ＳｉＣの利用が検討されている。
　ＳｉＣは、従来のＳｉに比べてバンドギャップが大きく、高い絶縁破壊電界強度などを有し、低損失化、小型化、軽量化といった環境負荷軽減への期待がある。ところが、ＳｉＣは、半導体の製造プロセスにおいて加熱用の光源として用いられるハロゲンランプや、上記特許文献１に記載されているようなＬＥＤランプから発せられる光のほとんどを透過してしまい、効率よく加熱できないという課題があった。なお、上記特許文献１において、ＳｉＣウェハを加熱対象物とした場合の検討は特段なされていない。このため、上記特許文献１には、ＳｉＣウェハを加熱処理するために好適な光の波長範囲が存在すること等は、全く言及されていない。
　本発明は、上記の課題に鑑み、ＳｉＣ半導体を含む被処理体を効率よく加熱することのできる光加熱方法を提供することを目的とする。また、本発明は、ＳｉＣ半導体を含む被処理体の加熱に適した光加熱装置及び当該光加熱装置に用いられるＬＥＤ光源装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る光加熱方法は、
　ＳｉＣ半導体を含む被処理体に対し、ＬＥＤ光源から出射されたピーク波長が３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内の加熱光を、窓部材を介して照射して前記被処理体を加熱する工程（ａ）を有することを特徴とする。
　上記光加熱方法において、
　前記加熱光は、ピーク波長が３７０ｎｍ～４２０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
　本発明者は、ＳｉＣを含む被処理体の加熱方法について鋭意検討していたところ、以下のことを見い出した。ＳｉＣには結晶構造の違いで４Ｈ－ＳｉＣ（バンドギャップ３．３ｅＶ）、６Ｈ－ＳｉＣ（バンドギャップ３ｅＶ）、３Ｃ－ＳｉＣ（バンドギャップ２．２ｅＶ）などがある。バンドギャップが３ｅＶの６Ｈ－ＳｉＣの場合、波長４２０ｎｍ付近より長波長域において、徐々に光に対する透過率が高くなり、波長５００ｎｍ以上より長波長域の光はほとんど透過してしまう。波長１μｍ付近にピークを有するブロードなハロゲンランプ光では広い波長域においてＳｉＣを透過してしまう。
　図１は、ＳｉＣにおける波長と吸収率の関係を示すグラフである。図１に示すグラフは、ＳｉＣの反射率特性データ、及び透過率特性データに基づいて算出したグラフである。図１によれば、波長が３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内において吸収率が４０％以上を示すことが分かる。つまり、被処理体が、ＳｉＣを含む場合においても、ＬＥＤ光源からピーク波長が３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内である加熱光を照射して加熱することで、高い加熱効率が実現される。
　また、波長が３７０ｎｍ～４２０ｎｍの範囲内において吸収率が５０％以上を示すことが分かる。つまり、被処理体が、ＳｉＣを含む場合においても、ＬＥＤ光源からピーク波長が３７０ｎｍ～４２０ｎｍの範囲内である加熱光を照射して加熱することで、より高い加熱効率が実現される。なお、３６０ｎｍ以上３７０ｎｍ未満の波長域に関しては、特に、ＧａＮ系エピ（ＡｌＧａＮ）のＬＥＤ素子において認識されているような、発光効率がバラつきやすいという課題が存在する。このため、より高い加熱効率をより確実に実現する観点から、加熱光として波長が３７０ｎｍ以上の光を利用することが好ましい。
　窓部材は、上述したような加熱光に対する透過率が高い材料で構成される。この透過率は、５０％以上であるのが好ましく、７０％以上であるのがより好ましく、８０％以上であるのが特に好ましい。窓部材の材料としては合成石英、溶融石英、サファイア、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）、又はフッ化バリウム（ＢａＦ2）が好適に採用される。このような材料で窓部材を構成することにより、窓部材において加熱光が大幅に吸収されることがなく、ＬＥＤ光源からの加熱光を効率的に被処理体の加熱に利用できる。
　図２は、上記非特許文献１において示されている、半導体用フォトレジストに用いられる樹脂の光に対する吸光度特性の傾向を示すグラフである。半導体用フォトレジスト用いられる樹脂としては、ノボラック樹脂（Ｎｏｖｏｌａｃ　Ｒｅｓｉｎ）、メタクリル樹脂（Ｍｅｔｈｔｃｒｙｌ　Ｒｅｓｉｎ）、ＰＨＳ樹脂（ＰＨＳ　Ｒｅｓｉｎ）等が用いられる。これらの樹脂は、図２に示すように、波長が３００ｎｍ以下の光に対して相対的に高い吸光度を示す特徴があり、特に、ノボラック樹脂、ＰＨＳ樹脂は、波長が３００ｎｍ以下の光に対して急に高い吸光度を示すようになる。
　半導体用フォトレジストは、例えば、被処理体がＳｉＣ基板であった場合に、ＳｉＣ基板に対いてイオン注入を行う際のフォトレジストマスクとして用いられる。このため、半導体用フォトレジストに用いられる樹脂としては、光透過性、耐薬品性、現像液への溶解性等が重要な指標となるが、光透過性に関しては、光源から発せられる光のスペクトルに応じて調整される。
　しかしながら、上述したように、半導体用フォトレジストに用いられる樹脂の多くは、波長が３００ｎｍ以下の光に対して高い吸光度を示す。このような事情から、光源としては、ＬＥＤ素子から出射される光であってもある程度の帯域幅を有することと、樹脂による吸収をより低減する観点から、発する加熱光のピーク波長が少なくとも３７０ｎｍ以上であることが好ましい。
　上記光加熱方法では、ピーク波長が３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内である、従来よりもかなり短い波長域の加熱光が利用される。この波長域の加熱光が利用されることで、被処理体がＳｉＣ半導体を含む場合であっても、加熱作用を奏することのできる程度に被処理体において加熱光が吸収され得る。これにより、被処理体を非接触で加熱できる。
　また、上記光加熱方法では、ピーク波長が３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内である加熱光が利用されるため、より短い波長帯にピーク波長を示す加熱光を用いる場合と比較して、半導体用フォトレジストによる吸収の影響が低減される。
　上記光加熱方法は、
　前記工程（ａ）の実行中に、０．６μｍ～５μｍの範囲内に属する所定の波長域を感度波長域とする放射温度計が、前記被処理体から放射される光を受光することで、前記被処理体の温度を計測する工程（ｂ）を有していても構わない。
　ＬＥＤ素子に代表される半導体発光素子からは、ピーク波長を含み発光強度が相対的に高い波長域（主発光波長域）の光に加えて、主発光波長域よりも長波長側において、発光強度が相対的に低い波長域の光が発せられることが知られている。この長波長側の光は、発光強度自体は主発光波長域の強度と比較して非常に低いながらも、ガウシアン分布で近似した場合における裾の強度よりは少し高い強度を示す。この長波長側の光は、半導体発光素子の製造時に不可避的に発生した活性層中の欠陥又は不純物準位由来の光であり、「ディープ光」と称される。
　例えば、加熱用光源としてピーク波長が４００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲内に位置する光源を用いた場合、この光源から出射されるディープ光のうちの強度が比較的高い波長域が、放射温度計の感度波長域に重なりを有してしまう。この結果、加熱用光源からの光の一部が放射温度計に受光されることで、被処理体の温度を誤検知するおそれがある。
　感度波長域が０．６μｍ～５μｍであるような放射温度計によれば、被処理体の温度を２００℃～５００℃といった比較的低温の範囲から測定することができるため、より精密な温度調整が可能となる。被処理体に対する加熱が開始されてからの初期段階から、精度良く温度を検出する観点からは、放射温度計の感度波長域は、０．７μｍ～４μｍとするのがより好ましく、１μｍ～３μｍとするのが特に好ましい。
　なお、放射温度計の感度波長域の上限は、被処理体に含まれるＳｉＣの融点に応じて適宜設定されてもよい。ただし、このことは、前記融点より高い温度範囲が計測可能な放射温度計を用いて被処理体の温度を計測することを排除するものではない。
　本発明の光加熱装置は、
　ＳｉＣ半導体用の光加熱装置であって、
　ピーク波長が３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内の加熱光を発するＬＥＤ光源と、
　前記ＬＥＤ光源から出射された前記加熱光を通過させてＳｉＣ半導体を含む被処理体に導く窓部材とを備えたことを特徴とする。
　上記光加熱装置によれば、パワー半導体デバイスに利用されるＳｉＣ半導体の処理の際に、非接触でありながらも効率的に加熱を行うことができる。
　前記光加熱装置は、
　前記被処理体を収容するチャンバと、
　前記チャンバ内で前記被処理体を支持する支持部材とを備えるものとしても構わない。
　上記光加熱装置において、
　前記ＬＥＤ光源は、複数のＬＥＤ素子が搭載されたＬＥＤ基板を複数枚備え、
　複数の前記ＬＥＤ基板は、前記ＬＥＤ基板の面に対する法線方向に見たときに、線対称、点対称又は回転対称に配置されていても構わない。
　上記構成によれば、被処理体に対する光強度分布が均質化されるため、被処理体に対する均質な加熱が可能となる。
　また、本発明に係るＬＥＤ光源装置は、上記ＳｉＣ半導体用の光加熱装置に用いられるＬＥＤ光源を含むことを特徴とする
　本発明によれば、ＳｉＣ半導体を含む被処理体を効率よく加熱することのできる光加熱方法が提供される。また、本発明によれば、ＳｉＣ半導体を含む被処理体の加熱に適した光加熱装置が実現される。
ＳｉＣにおける波長と吸収率の関係を示すグラフである。 半導体用フォトレジストに用いられる樹脂の光に対する吸光度特性の傾向を示すグラフである。 光加熱装置の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。 ＬＥＤ光源から出射されるピーク波長が３９５ｎｍの加熱光のスペクトルの一例である。 ＬＥＤ光源を－Ｚ側から見たときの模式的な平面図である。 ＬＥＤ基板の構成を模式的に示す平面図である。
　本発明に係る光加熱方法は、ＳｉＣ半導体を含む被処理体に対し、ＬＥＤ光源から出射されたピーク波長が３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内の加熱光を、窓部材を介して照射して前記被処理体を加熱する工程（ａ）を有する。以下では、この光加熱方法に関し、同方法を実施する一形態である光加熱装置の図面を参照しながら説明する。
　なお、以下の各図面は、いずれも模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比や個数は、実際の寸法比や個数と必ずしも一致していない。
　図３は、光加熱装置１の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。図３に示す光加熱装置１は、ＳｉＣ半導体を含む被処理体Ｗ１が収容されるチャンバ１０と、ＬＥＤ光源２と、放射温度計１４とを備える。ＬＥＤ光源２は、複数のＬＥＤ素子１１と、ＬＥＤ素子１１が載置された支持基板１２とを備える。なお、より詳細には、この実施形態におけるＬＥＤ光源２は、複数のＬＥＤ素子１１が搭載されたＬＥＤ基板２０を複数備えており、これらの複数のＬＥＤ基板２０が、支持基板１２上に載置されている。
　以下の説明においては、図３に示すように、被処理体Ｗ１の主面（Ｗ１ａ，Ｗ１ｂ）と平行な面をＸ-Ｙ平面とし、このＸ-Ｙ平面の法線方向をＺ方向とする、Ｘ-Ｙ-Ｚ座標系が適宜参照される。図３に示すように、ＬＥＤ光源２と被処理体Ｗ１とは、Ｚ方向に対向している。この表記法を用いて記載すると、図３は、光加熱装置１をＸ-Ｚ平面で切断したときの模式的な断面図に対応する。
　なお、以下では、方向を表現する際に正負の向きを区別する場合には、「＋Ｚ方向」、「－Ｚ方向」のように、正負の符号を付して記載され、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｚ方向」と記載される。
　ＬＥＤ光源２は、ピーク波長が３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内の加熱光Ｌ１を発する。なお、本明細書において、ＬＥＤ光源２が発する加熱光Ｌ１のピーク波長とは、発光スペクトル上において最も高い光強度（光出力）を示す波長を指す。
　また、ＬＥＤ光源２は、主たる発光波長が３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内であることがより望ましい。具体的には、加熱光Ｌ１のピーク強度に対して５０％以上の光強度を示す波長帯域が３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内に収まるＬＥＤ光源２を採用することが望ましい。さらには、加熱光Ｌ１のピーク強度に対して５０％以上の光強度を示す波長帯域が３７０ｎｍ～４２０ｎｍの範囲内に収まる光源を採用することがより望ましい。これにより、ＬＥＤ光源２は、ＳｉＣ半導体を含む被処理体の加熱処理により適した光源となる。
　また、ＬＥＤ光源２は、放射される加熱光Ｌ１の大半の発光波長が３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内であることがより望ましい。具体的には、加熱光Ｌ１のピーク強度に対して９０％以上を示す波長帯域が３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内に収まるＬＥＤ光源２を採用することが望ましい。さらには、加熱光Ｌ１のピーク強度に対して９０％以上の光強度を示す波長帯域が３７０ｎｍ～４２０ｎｍの範囲内に収まる光源を採用することがより望ましい。これにより、ＬＥＤ光源２は、ＳｉＣ半導体を含む被処理体の加熱処理により適した光源となる。
　図４は、ＬＥＤ光源２から出射されるピーク波長が３９５ｎｍの加熱光Ｌ１のスペクトルの一例である。なお、図４において、縦軸は対数表記されている。
　図４に示すスペクトルによれば、ピーク波長よりも長波長側の５５０ｎｍ～６００ｎｍ付近において、ピーク波長の光強度に対して０．１％～０．３％程度の光強度が示されている（図４内の領域Ａ１）。これは、光源がＬＥＤである場合に、不可避的に発生する、不純物準位又は欠陥準位由来の光であり、上述した「ディープ光」に対応する。
　光加熱装置１が備えるＬＥＤ光源２は、上述した特許文献１の装置が備えるＬＥＤランプと比較して、発光波長域がかなり短い。
　図３に示すように、チャンバ１０は、内側に支持部材１３を備える。支持部材１３は、被処理体Ｗ１の主面Ｗ１ａ及び主面Ｗ１ｂがＸ-Ｙ平面上に配置されるように、被処理体Ｗ１を支持する。なお、図３では、被処理体Ｗ１の主面Ｗ１ｂが、ＬＥＤ光源２に対面するように配置される。すなわち、主面Ｗ１ａ又は主面Ｗ１ｂには、回路素子や配線等が形成されており、主面Ｗ１ｂはＬＥＤ光源２から出射される加熱光Ｌ１が照射される面である。ただし、本発明は、配線等が形成されていないベア状態の基板を被処理体Ｗ１とする場合、被処理体Ｗ１の主面Ｗ１ａが、ＬＥＤ光源２に対面するように配置される場合を排除するものではない。
　支持部材１３による被処理体Ｗ１の支持態様は、その主面Ｗ１ａがＸ-Ｙ平面上に配置される限りにおいて任意である。例えば、支持部材１３がピン状の突起を複数備え、その突起により被処理体Ｗ１を点で支持するものであっても構わない。
　図３に示すように、チャンバ１０は、支持部材１３で支持された状態の被処理体Ｗ１の主面Ｗ１ａに対向する、第一窓１０ａと、主面Ｗ１ｂに対向する第二窓１０ｂとを備える。
　第一窓１０ａは、放射温度計１４が被処理体Ｗ１の主面Ｗ１ａの温度を計測するために利用される窓である。放射温度計１４は、測定対象物から放射される光を受光することで、当該測定対象物の表面温度を計測する温度計である。本実施形態において、放射温度計１４の感度波長域は、０．６μｍ～５μｍの範囲内に属する所定の波長域である。つまり、第一窓１０ａは、この放射温度計１４の感度波長域に属する光を透過する部材で構成されている。一例として、第一窓１０ａは、一般的な石英ガラス、又はフッ化カルシウム等で構成される。
　光加熱装置１が備える放射温度計１４の感度波長域は、ＬＥＤ光源２から出射される加熱光Ｌ１の主発光波長域よりも、長波長側に位置する。より好ましくは、放射温度計１４の感度波長域の下限値は、加熱光Ｌ１に含まれるディープ光の強度の最大値を示す波長よりも長波長側であるのが好ましい。上述したように、ディープ光の強度は、加熱光Ｌ１のピーク強度に対して０．１％～０．３％程度ではあるが、このディープ光の波長が放射温度計１４の感度波長域に含まれている場合には、被処理体Ｗ１の温度を誤検知する可能性があるためである。
　なお、ＬＥＤ光源２から出射される加熱光Ｌ１のピーク波長が短波長になるほど、ディープ光の最大強度を示す波長も短波長側にシフトする。このため、ディープ光の波長域と放射温度計１４の感度波長域との重なりを可能な限りなくすためには、ＬＥＤ光源２の発光波長を短波長にするか、放射温度計１４の感度波長域の下限値を長波長にする方法が挙げられる。ただし、放射温度計１４の感度波長域を長波長側にシフトさせると、放射温度計１４に含まれる検出素子の比検出能力が低下するために、高精度な温度計測が困難になる。このため、低温領域の範囲内で高精度に温度を計測しながら被処理体Ｗ１の加熱を行う場合には、ＬＥＤ光源２の発光波長を短波長にするのが好ましい。
　第二窓１０ｂは、ＬＥＤ光源２から出射された加熱光Ｌ１を、被処理体Ｗ１の主面Ｗ１ｂに導くための窓部材である。上述したように、加熱光Ｌ１のピーク波長は、３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内である。第二窓１０ｂは、この加熱光Ｌ１に対する透過率が５０％以上である材料で構成される。一例として、第二窓１０ｂは合成石英で構成される。ただし、第二窓１０ｂの材料は、加熱光Ｌ１のピーク波長に応じて適宜選択されてもよい。
　図５は、ＬＥＤ光源２を－Ｚ側から見たときの模式的な平面図である。図５に示すように、ＬＥＤ光源２は、支持基板１２の主面上に、複数のＬＥＤ素子１１を含む複数の光源領域１２ａが配列されて構成されている。より詳細には、光源領域１２ａはＬＥＤ基板２０上に形成されている。そして、複数のＬＥＤ基板２０が支持基板１２の主面上に載置されている。
　図５に示すＬＥＤ光源２では、光源領域１２ａを形成するＬＥＤ基板２０が、複数枚、規則的に配列されている。本発明において、ＬＥＤ基板２０の配列パターンは限定されないが、Ｚ方向に見たときに、各ＬＥＤ基板２０が対称性を有して配列されるのが好ましい。典型的には、Ｚ方向に見たときに、各ＬＥＤ基板２０は線対称、点対称、又は回転対称に配列されるのが好ましい。これにより、被処理体Ｗ１の主面Ｗ１ｂに対して加熱光Ｌ１が均質に照射される。
　図６は、ＬＥＤ基板２０の構成を模式的に示す平面図である。図６に示すように、ＬＥＤ基板２０は、複数のＬＥＤ素子１１と、アノード電極３０ａ及びカソード電極３０ｂとを備える。複数のＬＥＤ素子１１は、アノード電極３０ａ及びカソード電極３０ｂに対して電気的に接続されている。なお、図６に示す例では、ＬＥＤ基板２０上にはツェナーダイオード３０ｃが搭載されている。このツェナーダイオード３０ｃは、アノード電極３０ａとカソード電極３０ｂとの間において、複数のＬＥＤ素子１１と並列に接続されている。ツェナーダイオード３０ｃは、静電気やサージ電流によってＬＥＤ素子１１が劣化することを防ぐために配置されている。
　図６に示す例では、ＬＥＤ基板２０に搭載された複数のＬＥＤ素子１１は、直並列に接続されている。すなわち、複数のＬＥＤ素子１１の一部は、相互に直列に接続されることでＬＥＤ素子群１１ｓを構成し、このＬＥＤ素子群１１ｓ同士が並列に接続されている。
　複数のＬＥＤ素子１１は、いずれもピーク波長が３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内の加熱光Ｌ１を発する素子である。これらの複数のＬＥＤ素子１１から発せられる加熱光Ｌ１のピーク波長は、実質的に同一であるのが好ましい。ここでいう「実質的に同一」とは、製造過程における素子ばらつきに起因した波長のズレを許容する趣旨である。典型的には、波長のズレが±５ｎｍ以内であるものとしても構わない。
　光加熱装置１によれば、ＬＥＤ光源２から出射される加熱光Ｌ１のピーク波長が３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内であるため、被処理体Ｗ１がＳｉＣ半導体を含む場合であっても、この加熱光Ｌ１が被処理体Ｗ１において吸収される。これにより、被処理体Ｗ１に対して非接触による加熱を行うことができる。
　更に、この光照射工程の実行時に、放射温度計１４によって被処理体Ｗ１から放射される光を受光することで、被処理体Ｗ１の温度を検知できる。上述したように、放射温度計１４の感度波長域を、加熱光Ｌ１に含まれるディープ光の最大強度を示す波長よりも長波長側とすることで、ディープ光由来の光を受光することによる被処理体Ｗ１の温度の誤検知を防止できる。すなわち、放射温度計１４による検知結果を、ＬＥＤ光源２の光出力を制御する制御器（不図示）に対してフィードバックすることで、ＳｉＣを含む被処理体Ｗ１に対して、高精度な加熱が可能となる。なお、加熱光Ｌ１のピーク波長を含む主発光波長域は、明らかに放射温度計１４の感度波長域から外れている。
　なお、加熱光Ｌ１のピーク波長は、３７０ｎｍ～４２０ｎｍの範囲内とするのがより好適である。この場合、ＬＥＤ光源２を大気中に設置した場合であっても、オゾン生成量を抑制する効果が得られる。
　［別実施形態］
　以下において、別実施形態について説明する。
　〈１〉図５では、光源領域１２ａが正方形状である場合が例示されているが、この形状はあくまで一例である。同様に、図６では、ＬＥＤ基板２０が長方形状である場合が例示されているが、この形状はあくまで一例である。
　図５では、支持基板１２上に、複数のＬＥＤ基板２０が千鳥格子状に配列されているが、複数のＬＥＤ基板２０の配列パターンは任意である。他の例として、複数のＬＥＤ基板２０が、支持基板１２の中心１２ｃの周囲に環状に配列されても構わない。
　図６では、ＬＥＤ基板２０に搭載されている複数のＬＥＤ素子群１１ｓは、全て同じ数のＬＥＤ素子１１で構成されているが、アノード電極３０ａやカソード電極３０ｂからそれぞれの距離に応じて生じる電圧降下の差等を考慮して、ＬＥＤ素子群１１ｓに含まれるＬＥＤ素子１１の数を異ならせても構わない。
　〈２〉図３に示す光加熱装置１では、放射温度計１４によって温度計測をするための第一窓１０ａが、被処理体Ｗ１に対して加熱光Ｌ１が照射される主面Ｗ１ｂとは反対側の主面Ｗ１ａに対向する位置に設けられていた。しかし、本発明において、第一窓１０ａの位置は任意である。例えば、第一窓１０ａはチャンバ１０の側壁に設けられていても構わないし、主面Ｗ１ｂ側に設けられていても構わない。
　後者の場合、上述したように、放射温度計１４による感度波長域は、加熱光Ｌ１の主発光波長域からは大きく外れていると共に、ディープ光が最大強度を示す波長域とも重なりが生じないように調整される。これにより、被処理体Ｗ１の主面Ｗ１ｂで、仮に加熱光Ｌ１が反射された場合であっても、この反射光の波長域が放射温度計１４による感度波長域から外れているため、反射光を放射温度計１４が受光しても、被処理体Ｗ１の温度を誤認識するリスクが小さい。
１　　　：光加熱装置
２　　　：ＬＥＤ光源
１０　　：チャンバ
１０ａ　：第一窓
１０ｂ　：第二窓
１１　　：ＬＥＤ素子
１１ｓ　：ＬＥＤ素子群
１２　　：支持基板
１２ａ　：光源領域
１２ｃ　：支持基板の中心
１３　　：支持部材
１４　　：放射温度計
２０　　：ＬＥＤ基板
３０ａ　：アノード電極
３０ｂ　：カソード電極
３０ｃ　：ツェナーダイオード
Ｌ１　　：加熱光
Ｗ１　　：被処理体
Ｗ１ａ，Ｗ１ｂ　：被処理体の主面
 

Claims (7)

  1. 　ＳｉＣ半導体を含む被処理体に対し、ＬＥＤ光源から出射されたピーク波長が３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内の加熱光を、窓部材を介して照射して前記被処理体を加熱する工程（ａ）を有することを特徴とする、光加熱方法。
  2. 　前記加熱光は、ピーク波長が３７０ｎｍ～４２０ｎｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載の光加熱方法。
  3. 　前記工程（ａ）の実行中に、０．６μｍ～５μｍの範囲内に属する所定の波長域を感度波長域とする放射温度計が、前記被処理体から放射される光を受光することで、前記被処理体の温度を計測する工程（ｂ）を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の光加熱方法。
  4. 　ＳｉＣ半導体用の光加熱装置であって、
    　ピーク波長が３７０ｎｍ～４６０ｎｍの範囲内の加熱光を発するＬＥＤ光源と、
    　前記ＬＥＤ光源から出射された前記加熱光を通過させて、ＳｉＣ半導体を含む被処理体に導く窓部材とを備えたことを特徴とする、ＳｉＣ半導体用の光加熱装置。
  5. 　前記被処理体を収容するチャンバと、
    　前記チャンバ内で前記被処理体を支持する支持部材とを備えたことを特徴とする、請求項４に記載のＳｉＣ半導体用の光加熱装置。
  6. 　前記ＬＥＤ光源は、複数のＬＥＤ素子が搭載されたＬＥＤ基板を複数枚備え、
    　複数の前記ＬＥＤ基板は、前記ＬＥＤ基板の面に対する法線方向に見たときに、線対称、点対称又は回転対称に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載のＳｉＣ半導体用の光加熱装置。
  7. 　請求項４～６のいずれか１項に記載のＳｉＣ半導体用の光加熱装置に用いられるＬＥＤ光源を含む光源装置。
PCT/JP2024/014663 2023-06-07 2024-04-11 光加熱方法、ＳｉＣ半導体用の光加熱装置、ＬＥＤ光源装置 Ceased WO2024252783A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2025525965A JPWO2024252783A1 (ja) 2023-06-07 2024-04-11

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023-093745 2023-06-07
JP2023093745 2023-06-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024252783A1 true WO2024252783A1 (ja) 2024-12-12

Family

ID=93795369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/014663 Ceased WO2024252783A1 (ja) 2023-06-07 2024-04-11 光加熱方法、ＳｉＣ半導体用の光加熱装置、ＬＥＤ光源装置

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2024252783A1 (ja)
TW (1) TW202514758A (ja)
WO (1) WO2024252783A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007141896A (ja) * 2005-11-14 2007-06-07 Tokyo Electron Ltd 加熱装置、熱処理装置及び記憶媒体
JP2022076258A (ja) * 2020-11-09 2022-05-19 ウシオ電機株式会社 温度測定方法、温度測定装置及び光加熱装置
JP2022187280A (ja) * 2021-06-07 2022-12-19 ウシオ電機株式会社 光加熱装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007141896A (ja) * 2005-11-14 2007-06-07 Tokyo Electron Ltd 加熱装置、熱処理装置及び記憶媒体
JP2022076258A (ja) * 2020-11-09 2022-05-19 ウシオ電機株式会社 温度測定方法、温度測定装置及び光加熱装置
JP2022187280A (ja) * 2021-06-07 2022-12-19 ウシオ電機株式会社 光加熱装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2024252783A1 (ja) 2024-12-12
TW202514758A (zh) 2025-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101101132B1 (ko) 발광소자 검사장치 및 이를 이용한 발광소자 검사방법
US20170011922A1 (en) Apparatus and method for light-irradiation heat treatment
KR102504970B1 (ko) 기판 지지 장치, 열처리 장치, 기판 지지 방법, 열처리 방법
CN1556910A (zh) 通过优化电磁能的吸收加热半导体晶片的系统和方法
CN101256929A (zh) 白炽灯及光照射式加热处理装置
KR20220007520A (ko) 광 가열 장치 및 가열 처리 방법
CN111668135B (zh) 热处理方法及热处理装置
CN112349587B (zh) 热处理方法
KR20200033733A (ko) 열처리 방법 및 열처리 장치
CN107818926B (zh) 热处理装置
US10134612B2 (en) Semiconductor manufacturing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
US20230187237A1 (en) Optical heating method and optical heating apparatus for heating wide band gap semiconductor
WO2024252783A1 (ja) 光加熱方法、ＳｉＣ半導体用の光加熱装置、ＬＥＤ光源装置
US10475674B2 (en) Light irradiation type heat treatment apparatus and method for manufacturing heat treatment apparatus
JP2025047216A (ja) 光加熱方法、ｎ型ＳｉＣ半導体用の光加熱装置
CN111799171B (zh) 热处理方法及热处理装置
KR101046057B1 (ko) 발광소자 검사장치 및 이를 이용한 발광소자 검사방법
KR101092027B1 (ko) 박막 형성장치, 이를 이용한 박막 형성방법 및 상기 박막 형성장치를 이용한 발광다이오드 제조방법
KR20170031827A (ko) 투명 플레이트 및 그를 포함하는 기판 처리 장치
US12525490B2 (en) Heat treatment apparatus and heat treatment method
JP7631457B1 (ja) 光加熱方法、ｎ型ＳｉＣ半導体用の光加熱装置
US20250391662A1 (en) Method and System for Efficient Photoelectrochemical Etching of Silicon Carbide and Silicon Carbide on Insulator Using LED Lamp
JP5280717B2 (ja) 熱処理装置
JP2003234303A (ja) 熱処理装置
WO2024006225A3 (en) Edge exposure apparatus, method of making and using the same

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24819022

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2025525965

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2025525965

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE