JP2016058722A - 熱処理方法及び熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源を熱源とする熱処理装置において、被処理体の表面状態によらず所望の温度に加熱する。【解決手段】複数の発光素子ユニット３０を熱源に用いてウェハＷを熱処理する熱処理方法は、発光素子ユニット３０から第１の照度ＵでウェハＷに光を照射し、ウェハＷの反射率Ｒを求め、ウェハＷの反射率Ｒと、予め求められた、第１の照度ＵにおけるウェハＷの昇温カーブとウェハＷの反射率Ｒとの相関関係Ｑに基づいて、発光素子ユニット３０からの光の照度を、第１の照度Ｕから第２の照度Ｕｘに補正する。【選択図】図５

Description

本発明は、光源を熱源とする熱処理方法及び熱処理装置に関する。

例えば半導体デバイスの製造工程では、例えば基板としての半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上に成膜を行う成膜処理や熱処理などの各種処理が順次行われる。イオン注入後の熱処理においては、拡散を最小限に抑えるためにより高速での昇降温が要求されるが、近年、半導体デバイスの微細化、高集積化に伴い、その要求は特に顕著である。

そこで近年、より高速での昇降温を行なう熱処理装置の熱源として、例えば特許文献１に開示されるように、ＬＥＤ光が用いられる場合がある。ＬＥＤ光を熱源として用いるにあたっては、高速昇温に対応するためにＬＥＤが高密度で配置される。

特開２０１０−１５３７３４号公報

しかしながら本発明者らによれば、ＬＥＤ光を用いた熱処理においては、例えば表面に膜が形成されていないウェハと、表面に所定の膜が形成されたウェハに対して同じ条件でＬＥＤ光を照射した場合、両ウェハ間で到達温度に差が生じることが確認された。

そして、到達温度が所望の温度と異なる場合、ウェハの処理結果に影響を与えるので問題となる。そのため、被処理体の表面状態に左右されることなく、所望の到達温度が得られる熱処理装置が望まれている。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、光源を熱源とする熱処理装置において、被処理体の表面状態によらず所望の温度に加熱することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、複数の発光素子を熱源に用いて被処理体を熱処理する熱処理方法であって、前記発光素子から第１の照度で被処理体に光を照射し、前記被処理体の反射率を求め、前記被処理体の反射率と、予め求められた、前記第１の照度における前記被処理体の昇温カーブと前記被処理体の反射率との関係に基づいて、前記発光素子からの光の照度を、前記第１の照度から第２の照度に補正することを特徴としている。

本発明によれば、被処理体の反射率を求め、当該反射率に基づいて発光素子からの光の照度を第１の照度から第２の照度に補正するので、被処理体の表面状態によらず、所望の温度に加熱することができる。

前記被処理体の反射率は、前記発光素子から前記第１の照度で光を照射したときに、前記被処理体によって反射された光の照度を測定することにより求められてもよい。

前記被処理体によって反射された光の照度の測定は、前記被処理体と前記発光素子との間の空間で行われてもよい。

前記発光素子は前記被処理体の裏面に対向する位置に配置され、前記発光素子からの光の照射は前記被処理体の裏面に対して行われてもよい。

別の観点による本発明は、被処理体に光を照射して熱処理する熱処理装置であって、前記被処理体を支持する支持部材と、前記支持部材に支持された被処理体に対向して設けられ、前記被処理体に光を照射する複数の発光素子と、前記被処理体に対して第１の照度で光を照射するように前記複数の発光素子を制御するように構成された制御部と、を有し、前記制御部は、前記被処理体の反射率と、予め求められた、前記第１の照度における前記被処理体の昇温カーブと前記被処理体の反射率との関係に基づいて、前記発光素子からの光の照度を、前記第１の照度から第２の照度に補正することを特徴としている。

前記被処理体によって反射された前記発光素子からの光の照度を測定する反射光モニタをさらに有し、前記制御部は、前記発光素子から前記第１の照度で光を照射したときに、前記反射光モニタで測定された光の照度に基づいて前記被処理体の反射率を求めてもよい。

前記反射光モニタは、前記被処理体と前記発光素子との間の空間において、前記被処理体によって反射された前記発光素子からの光の照度を測定するように配置されていてもよい。

前記発光素子は前記被処理体の裏面に対向する位置に配置されていてもよい。

本発明によれば、光源を熱源とする熱処理装置において、被処理体の表面状態によらず所望の温度に加熱することができる。

本実施の形態にかかる熱処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 発光素子ユニットの構成の概略を示す平面図である。 熱源の構成の概略を示す平面図である。 制御部の構成の概略を示す説明図である。 制御部における照度の補正方法の概略を示すフロー図である。 表面状態が異なるウェハの昇温カーブである。 他の実施の形態にかかる熱処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 反射光モニタの配置を示す平面図である。 表面状態が異なるウェハを本実施の形態の熱処理装置で昇温した場合の昇温カーブである。

以下、本発明の実施の形態の一例について、図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る熱処理装置１の概略の構成を示す縦断面図である。

熱処理装置１は、被処理体としてのシリコン基板であるウェハＷを載置する載置台１０が設けられた略円筒状の処理容器１１を有している。処理容器１１は、載置台１０上方の熱処理部１２と、載置台１０の外側に設けられたガス拡散部１３を有している。なお、ウェハＷには、予めＳＯＣ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）膜（図示せず）が形成されており、本実施の形態では、このＳＯＣ膜のプラズマ耐性を向上させるために熱処理を行う場合を例にして説明する。

載置台１０の上面にはウェハＷを支持する支持部材としての支持ピン２０が複数設けられている。支持ピン２０の内部には、温度センサ２０ａが内蔵されている。そのため、温度センサ２０ａにより当該ウェハＷを載置する支持ピン２０の温度を測定することで、ウェハＷの温度を模擬的に測定することができる。温度センサとしては例えば熱電対などが用いられる。なお、熱電対などの温度センサ２０ａそのものを支持ピン２０として用いてもよい。また、ウェハＷの温度を模擬的に測定するとは、ウェハＷと接触する支持ピン２０の温度を温度センサ２０ａにより測定することのみならず、ウェハＷを温度センサ２０ａにより支持し、ウェハＷに温度センサ２０ａを接触させることにより測定する場合を含んでいる。

処理容器１１の天板１１ａの下面には、熱源２１が設けられている。熱源２１は、複数の発光素子ユニット３０により構成されている。各発光素子ユニット３０は、載置台１０に載置されたウェハＷに光を照射するように、載置台１０に対向して、換言すれば、支持ピン２０に支持されたウェハＷに対向して設けられている。各発光素子ユニット３０は、電極３１を介して支持板３１ａに支持され、支持板３１ａは天板１１ａに支持されている。天板１１ａの内部には図示しない冷媒管が設けられ、その内部に冷却水を通水することで、各発光素子ユニット３０の冷却が行なわれる。

発光素子ユニット３０は、図２に示すように六角状に形成された支持板３２を有し、当該支持板３２の表面に発光素子３３が多数配置されている。発光素子３３としては、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられる。各発光素子３３の間には反射層３４が形成されており、発光素子３３からの光を反射させることで、載置台１０に向けて有効に光を取り出すことができる。発光素子３３及び反射層３４は支持板３２により支持されている。なお、反射層３４の反射率は例えば０．８以上である。

各発光素子３３は、半球状に形成されたレンズ層（図示せず）で覆われている。レンズ層は屈折率の高いＬＥＤと屈折率が１の空気との中間の屈折率を有し、ＬＥＤから空気中に光が直接射出されることによる全反射を緩和するために設けられる。レンズ層を設けることで各発光素子３３の側面からも光を取り出すことができる。また、側面から取り出された光は反射層３４により反射されて載置台１０に向けて照射される。そして、熱源２１は、例えば図３に示すように、一つの発光素子ユニット３０の六角状の支持板３２の辺が互いに隣接するように配置されて構成されている。このような配置構成とすることで、全ての発光素子ユニット３０が隙間無く配置される。発光素子ユニット３０の間の所定の位置、本実施の形態では発光素子ユニット３０の中央部に、後述する反射光モニタ５１が発光素子ユニット３０を挿通して配置されている。

一つの発光素子ユニット３０には、１０００〜２０００個程度の発光素子３３が搭載されている。発光素子３３として用いられるＬＥＤとしては、光の波長が紫外〜近赤外の範囲、好ましくは３６０〜１０００ｎｍの範囲の、例えばＧａＮ（窒化ガリウム）やＧａＡｓ（ガリウムヒ素）などの化合物半導体が用いられる。なお、加熱対象がシリコン製のウェハである場合、シリコンウェハによる吸収率の高い９５０〜９７０ｎｍ付近の波長を有するＧａＡｓ系の材料からなるＬＥＤを用いることが好ましい。

天板１１ａの上面には、各発光素子ユニット３０に電流を供給する電源４０が複数配置されている。電源４０は、後述する制御部１５０に接続されており各発光素子ユニット３０へ供給する電流指示値は制御部１５０により個別に制御される。

また、処理容器１１の天板１１ａには、当該処理容器１１内に、図示しない処理ガス供給機構から所定の処理ガスを導入する処理ガス供給管４１が接続されている。処理容器１１のガス拡散部１３の底部には、図示しない排気装置に接続された排気管４２が接続されており、この排気管４２を通じて処理容器１１内を排気することができる。

載置台１０と発光素子ユニット３０との間には、発光素子ユニット３０からウェハＷに向けて照射された光を透過する光透過部材４３が、載置台１０の上面と所定の距離だけ離間して配置されている。光透過部材４３は、天板１１ａの下面から鉛直下方に延下した垂下部１１ｂの下端に、例えばねじ止めなどにより支持されている。垂下部１１ｂは円環状に形成されており、発光素子ユニット３０は、垂下部１１ｂと当該垂下部１１ｂの下端に支持される光透過部材４３により囲まれた空間の内部に収容された状態となっている。なお、光透過部材４３としては、例えば石英などが用いられる。

光透過部材４３の上面、換言すれば光透過部材４３の発光素子ユニット３０側には、発光素子ユニット３０からウェハＷに向けて照射される光の照度を測定する照度モニタ５０が複数配置されている。照度モニタ５０としては、例えばフォトダイオード等の受光素子が用いられる。このように、照度モニタ５０を載置台１０の上面から離して設けられた光透過部材４３に配置することで、照度モニタ５０の影がウェハＷに転写されることを抑制できる。照度モニタ５０は後述する制御部１５０に接続されており、照度モニタ５０で検出された光は、照度モニタ５０で電気信号に変換されて制御部１５０に入力される。なお、ウェハＷへの照度モニタ５０の影の転写防止という観点から、照度モニタ５０は１〜２ｍｍ角程度の小型のセンサを用いることが好ましい。また、配線についても、印刷やめっきにより光透過部材４３の全面に成膜し、エッチングなどにより幅０．２ｍｍ以下程度の配線パターンを形成することが好ましい。なお、照度モニタ５０は必ずしも設ける必要はなく、発光素子ユニット３０への電流指示値から照度を推定してもよい。

また、光透過部材４３の上方であって天板１１ａの下面には、ウェハＷにより反射された発光素子ユニット３０からの光を測定する反射光モニタ５１が、ウェハＷの中央部に対応する位置に設けられている。反射光モニタ５１は、発光素子ユニット３０からの照射光を検出せず、且つウェハＷからの反射光を検出できるように、受光部５１ａが発光素子ユニット３０の下端面より下方に位置するように配置されている。反射光モニタ５１も照度モニタ５０と同様に制御部１５０に接続されている。

制御部１５０は、例えばコンピュータである。制御部１５０は、図４に示すように、照度モニタ５０や反射光モニタ５１からの信号が入力される入力部１５１、入力部１５１から入力されたデータを演算する演算部１５２と、所定のデータを記憶する記憶部１５３、各電源４０やその他機器の動作を制御するための信号を出力する出力部１５４を有している。

演算部１５２の機能について詳述する。図５に示すように演算部１５２では、入力部１５１に入力された反射光モニタ５１で検出された光の照度Ｓを、照度モニタ５０で検出された光の照度Ｕで除することで、ウェハＷで反射される光の割合、即ちウェハＷの反射率Ｒを求める。この際、発光素子ユニット３０からの光の照度は、例えば第１の照度Ｕで一定に制御される。それと共に、予め求められたウェハＷの昇温カーブとウェハＷの反射率Ｒとの相関関係Ｑと、反射光モニタ５１で検出した照度Ｓに基づいて求めた反射率Ｒとに基づいて、ウェハＷを所望の温度に昇温するために補正すべき照度ΔＵを算出する。そして算出した照度ΔＵに基づいて、発光素子ユニット３０に電流を供給する電源４０への電流指令値を算出する。当該算出された電流指令値は、出力部１５４から各電源４０に対して出力される。

相関関係Ｑについて説明する。発光素子ユニット３０から一定の照度でウェハＷに光を照射した場合であっても、ウェハＷの表面状態、より具体的にはウェハＷ表面の反射率Ｒにより、ウェハＷの到達温度は異なったものとなる。そして、ウェハＷの反射率Ｒは、ウェハＷの表面に形成された膜の種類により大きく異なったものとなる。そのため、発光素子ユニット３０からの光の照度が第１の照度で一定であっても、その到達温度及び昇温カーブのプロファイルは、例えば図６に示すように、反射率Ｒにより大きく異なる。そのため、ウェハＷに照射する光の照度ＵをウェハＷの反射率Ｒと相関関係Ｑに基づいて適宜補正する必要がある。なお、図６では、表面に膜が形成されていないシリコンのウェハＷ、表面にそれぞれ反射防止膜、ＴｉＮの膜が形成されたウェハＷ、及び表面にＡｌが蒸着されたウェハＷについての昇温カーブを示している。

相関関係Ｑは、例えば予め行う試験により求められる。具体的には、例えばその内部に熱電対等の温度測定手段を内蔵したウェハＷと略同一径状のダミーウェハの表面に、さまざまな反射率Ｒを有する膜を形成し、各膜が形成されたダミーウェハに熱源２１から第１の照度Ｕで光を照射して得られる昇温カーブ及び当該ダミーウェハを所望の温度まで昇温する、即ち所望の昇温カーブを得るのに必要な熱源２１からの光の照度を、各膜毎に算出することにより求められる。

そして演算部１５２では、ウェハＷの反射率Ｒと、ダミーウェハを用いて予め求められた昇温カーブと反射率Ｒの相関関係Ｑから、当該反射率Ｒを有するウェハＷにおいて、所望のウェハ温度を得るために補正すべき光の照度ΔＵが求められる。この相関関係Ｑは、記憶部１５３に予め記憶されている。

なお、記憶部１５３には、各電源４０やその他機器などを制御して、熱処理装置１を動作させるためのプログラムも格納されている。なお、上記のプログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部１５０にインストールされたものであってもよい。

本実施の形態にかかる熱処理装置１は以上のように構成されており、次に、本実施の形態にかかる熱処理装置１におけるウェハＷの熱処理について説明する。

ウェハＷの熱処理にあたっては、先ず、処理容器１１内にウェハＷが搬入され、載置台１０上に載置されて保持される。次いで、排気管４２を介して処理容器１１内を排気すると共に、処理ガス供給管４１から所定の処理ガスが供給される。それと並行して、天板１１ａ内部の図示しない冷媒管に冷却水が通水される。

次いで、制御部１５０の出力部１５４から各電源４０へ所定の電流指令値が出力され、それにより発光素子ユニット３０から、例えば第１の照度ＵでウェハＷに対して光が照射される。

次いで演算部１５２では、照度モニタ５０及び反射光モニタ５１での測定結果に基づいて、ウェハＷの反射率Ｒが算出される。次いで、反射率Ｒと相関関係Ｑに基づいて、ウェハＷを所望の温度に加熱するために補正すべき照度ΔＵが算出される。次いで、演算部１５２では、この照度ΔＵ及び照度Ｕの和を求め、ウェハＷを所望の温度に加熱するための第２の照度Ｕｘを算出する。その後、この第２の照度Ｕｘに基づいて、各発光素子ユニット３０に電流を供給する電源４０への電流指令値が算出され、当該算出された電流指令値が出力部１５４から電源４０に出力される。なお、演算部１５２では、温度センサ２０ａで測定されたウェハＷの温度と相関のある温度Ｔｃと、ウェハＷに照射された第２の照度Ｕｘに基づいてウェハＷの実温度Ｐを算出し、当該実温度Ｐと、相関関係Ｑと照度モニタ５０で検出された光の照度Ｕから推定されるウェハＷの温度とを比較して、偏差が生じている場合には当該偏差をなくすように更に電流指令値を補正するようにしてもよい。換言すれば、補正後の第２の照度ＵｘでウェハＷを加熱しても、実温度Ｐが所望の昇温カーブに沿って昇温しない場合は、適宜電流指令値を補正してもよい。これにより、各発光素子ユニット３０への電流値が制御され、ウェハＷが所望の温度、本実施の形態では概ね４００℃に制御される。そして、４００℃で１分間加熱が行われ、ウェハＷの熱処理が終了する。この熱処理により、ウェハＷの表面に形成されたＳＯＣ膜（図示せず）のプラズマ耐性が向上する。

以上の実施の形態によれば、ウェハＷの反射率Ｒを求め、当該反射率Ｒと、予め求めた相関関係Ｑに基づいて発光素子ユニット３０からの光の照度を第１の照度Ｕから第２の照度Ｕｘに補正するので、ウェハＷの表面状態、即ちウェハＷの表面に形成された膜の反射率Ｒによらず、ウェハＷを所望の温度に加熱することができる。

なお、以上の実施の形態では、反射率Ｒを照度モニタ５０及び反射光モニタ５１の測定結果に基づいて算出したが、反射率Ｒの算出方法は本実施の形態の内容に限定されない。

例えば、熱処理装置１の外部に設けられた反射率測定装置（図示せず）により、予めウェハＷの表面の反射率Ｒを測定しておき、当該ウェハＷの熱処理を行う前に反射率Ｒを記憶部１５３に入力しておいてもよい。また、発光素子ユニット３０からの光の照度Ｕと電源４０への電流指令値との関係は既知であるので、単に反射光モニタ５１での測定値と電源４０への電流指令値との関係から反射率Ｒを算出するようにしてもよい。

以上の実施の形態では、ウェハＷの上方から光を照射してウェハＷを加熱したが、ウェハＷの下方から光を照射してウェハＷを加熱してもよい。なお、ウェハＷの下方から光を照射する場合の熱処理装置の構成については後述する。

以上の実施の形態では、反射光モニタ５１をウェハＷの中央部に対応する位置に設けたが、反射光モニタ５１の配置は本実施の形態の内容に限定されるものではなく、例えばウェハＷの外周部近傍の対応する位置に設けてもよい。但し、光の反射は、ウェハＷの表面のみではなく処理容器１１の側面でも起こり、ウェハＷの外周部近傍で測定すると、処理容器１１からの反射も含まれるものとなる可能性がある。したがって、反射光モニタ５１は、ウェハＷの中央部近傍に設けることが好ましい。

また、以上の実施の形態では、反射光モニタ５１を一つだけ設けたが、反射光モニタ５１は複数設けられていてもよい。かかる場合、各反射光モニタ５１に応じて、それぞれ反射率Ｒを算出し、当該反射光モニタ５１の位置に対応する発光素子ユニット３０の出力を個別に制御してもよい。そうすることで、例えばウェハＷ面内で反射率が異なる部位があった場合であっても、ウェハＷ面内を均一に昇温することができる。

ウェハＷ面内で反射率が異なる場合として、例えばウェハＷに形成された膜の膜厚がウェハＷ面内において均一になっていない場合などが挙げられる。以下、ウェハＷ面内で反射率が異なる場合における発光素子ユニット３０の出力の制御について、例えば図７に示す熱処理装置１００を用いた場合を例にして説明する。なお図７では、上述したウェハＷの下方から光を照射する熱処理装置１００を描図しており、先ずこの熱処理装置１００について説明する。また以下において、熱処理装置１と実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

熱処理装置１００においては、処理容器１１の底部に発光素子ユニット３０が配置され、発光素子ユニット３０の上方に光透過部材４３が設けられている。この光透過部材４３により処理容器１１内の空間は上下に仕切られ、処理容器１１内は、ウェハＷに対して熱処理を行う熱処理部１１０と、発光素子ユニット３０を収容する熱源収容部１１１に区画されている。

光透過部材４３の上面にはウェハＷを支持する支持ピン１１２が複数配置され、光透過部材４３上でウェハＷを支持可能に構成されている。なお、支持ピン１１２は必ずしも必要ではなく、光透過部材４３の上面に直接ウェハＷを載置してもよい。

また、光透過部材４３には、処理容器１１の底部を貫通して設けられた排気管４２が貫通接続されており、この排気管４２を通じて処理容器１１の熱処理部１１０の雰囲気を排気することができる。

処理容器１１の底部には、反射光モニタ５１が複数配置されている。反射光モニタ５１は、発光素子ユニット３０からの照射光を検出せず、且つウェハＷからの反射光を検出できるように、受光部５１ａが発光素子ユニット３０の上端面より上方に位置するように配置されている。

反射光モニタ５１は、例えば図８に示すように、平面視において隣接する３つの発光素子ユニット３０の中間の位置に配置されている。換言すれば、１つの反射光モニタ５１により、隣接する３つの発光素子ユニット３０に対応する反射光を検出できるような配置となっている。なお、図８では、反射光モニタ５１の配置の説明を容易にするために、図３とは異なる数の発光素子ユニット３０を描図している。また、本実施の形態において３つの発光素子ユニット３０に対して１つの反射光モニタ５１を配置しているのは、反射光モニタ５１の設置数を最小限にするためである。したがって、反射光モニタ５１の設置数や配置は本実施の形態の内容に限定されるものではなく、任意に設定が可能である。なお、照度モニタ５０については、各反射光モニタ５１に対応する領域におけるウェハＷの反射率Ｒを精度よく算出するという観点から、各反射光モニタ５１に対応した位置に配置することが好ましい。

本実施の形態にかかる熱処理装置１００は以上のように構成されている。そして、熱処理装置１００では、支持ピン１１２上に載置されたウェハＷに対して、ウェハＷ下方の各発光素子ユニット３０から第１の照度Ｕで光が照射される。

次いで、演算部１５２では各照度モニタ５０及び各反射光モニタ５１に基づいて、ウェハＷの各反射光モニタ５１に対応する領域の反射率Ｒを算出する。そして演算部１５２では、反射率Ｒと相関関係Ｑに基づいて第２の照度Ｕｘを算出し、この第２の照度Ｕｘに基づいて各反射光モニタ５１に隣接する発光素子ユニット３０に供給する電流指令値を補正する。これにより、ウェハＷの裏面に形成されていた膜の膜厚がウェハＷ面内において均一になっていない場合であっても、ウェハＷを面内均一に昇温することができる。なお、ウェハＷの裏面に形成される膜としては、例えば加熱処理以前に行われるＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理の際に付着する膜や、ウェハＷをめっき処理することにより形成された膜などがある。

次に発明者らが実施例として、本実施の形態に係る熱処理装置１により、直径３００ｍｍのウェハＷを加熱する試験を行った。その試験結果を図９に示す。なお、ウェハＷとして表面に膜が形成されていないシリコンのウェハＷ、表面にそれぞれ反射防止膜、ＴｉＮの膜が形成されたウェハＷ、及び表面にＡｌが蒸着されたウェハＷを用いた。なおこの際の条件として、第１の照度は膜が形成されていないシリコンのウェハＷにおいて、所定の環境下で所望の昇温カーブを得るために必要な照度とした。そして、各種の膜が形成されたウェハＷに対して第１の照度で光を照射し、反射光モニタ５１での測定結果及び相関関係Ｑに基づいて、適宜第２の照度Ｕｘに補正して加熱を行った。

図９に示すように、本実施の形態に係る熱処理装置１では、全てのウェハＷで概ね同一の温度まで昇温でき、従来の場合である図６のように、到達温度がウェハＷ間で異なることがないことが確認できた。また、各ウェハＷの昇温カーブも概ね同一形状となっており、ウェハＷ間の温度プロファイルも一定にできることが確認できた。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば以上の実施の形態では熱源２１としてＬＥＤを用いたが、熱源２１として用いる光源としてはＬＥＤに限定されるものではなく、被処理体としてのウェハＷを加熱できる、即ちウェハＷに吸収される波長の光を照射するものであれば任意に選択できる。

また、以上の実施の形態では、熱処理装置１、１００によりウェハＷの熱処理を行う場合の温度制御について説明したが、ウェハＷの反射率Ｒに基づいて発光素子ユニット３０に供給する電力を補正する、換言すれば、発光素子ユニット３０から照射する光の強度を制御するという観点からは、本発明は熱処理以外に処理においても適用できる。例えば、ウェハＷの表面に光を照射すると共に、ＣＣＤカメラなどの撮像装置でウェハＷの撮像画像を取得し、当該撮像画像に基づいて欠陥の有無などを検査する、いわゆるマクロ欠陥検査においては、ウェハＷ表面の反射率が面内均一でない場合、撮像画像の輝度にばらつきが生じる。そのため、欠陥が存在していなくても欠陥と判定される場合がある。かかる場合、本発明のように、反射光モニタ５１を複数設け、各領域毎に反射率Ｒを算出することで、より正確なマクロ欠陥検査を行うことができる。

１ 熱処理装置
１０ 載置台
１１ 処理容器
１１ａ 天板
１１ｂ 垂下部
１２ 熱処理部
１３ ガス拡散部
２０ 支持ピン
２１ 熱源
３０ 発光素子ユニット
３１ 電極
３２ 支持板
３３ 発光素子
３４ 反射層
４０ 電源
４１ 処理ガス供給管
４２ 排気管
４３ 光透過部材
５０ 照度モニタ
５１ 反射光モニタ
１５０ 制御部
１５１ 入力部
１５２ 演算部
１５３ 記憶部
１５４ 出力部
Ｗ ウェハ
Ｒ 反射率
Ｑ 相関関係
Ｕ 第１の照度
Ｕｘ 第２の照度
Ｔｃ 温度

Claims (8)

1. 複数の発光素子を熱源に用いて被処理体を熱処理する熱処理方法であって、
   前記発光素子から第１の照度で被処理体に光を照射し、
   前記被処理体の反射率を求め、
   前記被処理体の反射率と、予め求められた、前記第１の照度における前記被処理体の昇温カーブと前記被処理体の反射率との相関関係に基づいて、前記発光素子からの光の照度を、前記第１の照度から第２の照度に補正することを特徴とする、熱処理方法。
2. 前記被処理体の反射率は、前記発光素子から前記第１の照度で光を照射したときに、前記被処理体によって反射された光の照度を測定することにより求められることを特徴とする、請求項１に記載の熱処理方法。
3. 前記被処理体によって反射された光の照度の測定は、前記被処理体と前記発光素子との間の空間で行われることを特徴とする、請求項２に記載の熱処理方法。
4. 前記発光素子は前記被処理体の裏面に対向する位置に配置され、
   前記発光素子からの光の照射は前記被処理体の裏面に対して行われ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熱処理方法。
5. 被処理体に光を照射して熱処理する熱処理装置であって、
   前記被処理体を支持する支持部材と、
   前記支持部材に支持された被処理体に対向して設けられ、前記被処理体に光を照射する複数の発光素子と、
   前記被処理体に対して第１の照度で光を照射するように前記複数の発光素子を制御するように構成された制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記被処理体の反射率と、予め求められた、前記第１の照度における前記被処理体の昇温カーブと前記被処理体の反射率との関係に基づいて、前記発光素子からの光の照度を、前記第１の照度から第２の照度に補正することを特徴とする、熱処理装置。
6. 前記被処理体によって反射された前記発光素子からの光の照度を測定する反射光モニタをさらに有し、
   前記制御部は、前記発光素子から前記第１の照度で光を照射したときに、前記反射光モニタで測定された光の照度に基づいて前記被処理体の反射率を求めることを特徴とする、請求項５に記載の熱処理装置。
7. 前記反射光モニタは、前記被処理体と前記発光素子との間の空間において、前記被処理体によって反射された前記発光素子からの光の照度を測定するように配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の熱処理装置。
8. 前記発光素子は前記被処理体の裏面に対向する位置に配置されていることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の熱処理装置。