KR20080058488A

KR20080058488A - 가열 장치, 열처리 장치, 컴퓨터 프로그램 및 기억 매체

Info

Publication number: KR20080058488A
Application number: KR1020087011511A
Authority: KR
Inventors: 시게루 가사이; 도모히로 스즈키
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2008-06-25
Also published as: WO2007058068A1; US8041197B2; JP4940635B2; US20080226272A1; JP2007141896A; CN101091236B; KR101089929B1; CN101091236A

Abstract

피 처리체(W)를 가열하기 위한 가열 장치(62)는, 상기 피 처리체를 향해서 파장이 360∼520 nm의 범위 내의 가열용 빛을 사출하는 LED 소자(74)를 포함하는 복수의 가열광원을 가진다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼 등의 피 처리체의 표면만을 얕게, 또한 막의 종류에 관계없이 균일한 온도분포의 상태에서 고속승온 및 고속강온시킨다.

반도체, 웨이퍼, 가열장치, 열처리 장치

Description

가열 장치, 열처리 장치, 컴퓨터 프로그램 및 기억 매체{HEATING APPARATUS, HEAT TREATMENT APPARATUS, COMPUTER PROGRAM AND STORAGE MEDIUM}

본 발명은, 반도체 웨이퍼 등에 대하여 가열용 빛을 조사(照射)하는 가열 장치, 이것을 이용하여 반도체 웨이퍼 등에 소정의 열처리를 하는 낱장식의 열처리 장치, 컴퓨터 프로그램 및 기억 매체에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 디바이스를 제조하는 데에는, 반도체 웨이퍼에 성막 처리, 패턴 에칭 처리, 산화확산 처리, 개질(改質, reforming)처리, 어닐(anneal) 처리 등의 각종 열처리를 반복 실행하여 소망하는 디바이스를 제조하지만, 반도체 디바이스가 고밀도화, 다층화 및 고 집적화함에 따라 그 방법이 해마다 엄격해지고 있고, 이들 각종 열처리의 웨이퍼면내에 있어서의 균일성의 향상 및 막질의 향상이 특히 소망되고 있다. 예컨대 반도체 디바이스인 트랜지스터의 채널층 등의 처리를 예로 들어 설명한다. 이 채널층 등에 불순물원자의 이온주입 후, 원자 구조를 안정화시킬 목적으로 어닐 처리가 일반적으로 행하여진다.

여기서 도 13을 참조하여, 트랜지스터의 일반적인 구조의 대표예로서 게이트 구조의 채널층에 대하여 설명한다. 도 13에 있어서, n 형의 불순물을 도프(dope)하여 이루어지는 n 형 실리콘 기판 등의 반도체 웨이퍼(W)의 표면에는, p 형의 불순물을 도프하여 이루어지는 p⁺농도의 소스(2) 및 드레인(4)이 각각 마련됨과 동시에, 각 소스(2) 및 드레인(4)의 표면에는, 상기 p⁺영역보다도 불순물 농도가 높게 이루어진 p⁺⁺영역(6, 8)이 각각 형성되어 있다. 그리고, 상기 소스(2) 및 드레인(4) 사이에는, 예컨대 실리콘 산화막 등의 게이트 절연막(10)을 거쳐서 예컨대 폴리 실리콘층으로 이루어지는 게이트 전극(12)이 형성되어 있다.

또한, 이 게이트 전극(12)이나 게이트 절연막(10)의 측벽측에는 예컨대 SiN으로 이루어지는 절연층(14)이 형성되어 있다. 그리고, 이와 같이 형성된 미세한 트랜지스터는, 웨이퍼 표면에 다수 형성되게 되고, 또한 그 외에 필요로 되는 다른 미세한 소자도 웨이퍼 표면상에 다수 형성된다. 또한, 이 트랜지스터는 단순한 일례를 나타낸 것에 지나지 않고, 용도에 따라 다양한 종류와 다양한 용도의 막의 종류가 이용되고 있다. 그리고, 상술한 바와 같이, 불순물이 도프된 영역의 원자 구조를 안정화시킬 목적으로 어닐 처리가 행하여진다.

이 경우, 상기 어닐 처리를 장시간 실행하면 원자 구조는 안정화하지만, 불순물원자가 막두께 방향으로 안쪽 깊숙한 곳까지 확산하여 아래쪽으로 꿰뚫고 나가 버리기 때문에, 최대한 단시간에 실행할 필요가 있다. 즉, 채널층 등의 막두께를 얇게 하면서, 또한 꿰뚫고 나가는 것도 생기는 일 없이 원자 구조를 안정화시키기 위해서는, 반도체 웨이퍼를 어닐온도까지 고속으로 승온(昇溫)하고, 또한 어닐 처 리 후에 있어서는 확산이 발생하지 않는 낮은 온도까지 고속으로 강온(降溫)시키는 것이 필요해 진다.

이러한 어닐 처리를 가능하게 하기 위해서, 종래의 처리 장치에서는, 가열램프를 이용한 램프어닐이 일반적으로 행하여지고 있다(특허문헌 1). 그리고, 이 가열램프로서는, 예컨대 할로겐 램프나 플래쉬 램프 등이 이용된다.

또한 다른 종래의 처리 장치로서는, 예컨대 특허문헌 2에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼스테이지에 펠티에 소자를 마련하여, 100∼250℃ 정도로 웨이퍼를 에칭할 때에, 웨이퍼의 온도를 올리고 내리기 위해서 상기 펠티에 소자를 이용하도록 한 처리 장치가 있다.

그리고, 최근에 있어서는, 비교적 큰 출력이 가능해지도록 개발된 LED 소자나 레이저가 가열원이나 광원으로서 이용되는 경향이 있다(특허문헌 3∼5). 이 LED 소자나 레이저에 있어서는, 소자 자체의 발열은 가열램프와 비교하여 매우 적고, 또한 수명도 가열램프와 비교하여 꽤 길고, 더구나, 열용량이 적기 때문에 많이 이용되는 경향이 있다.

예컨대 특허문헌 3에 있어서는, 히트 파이프와 LED 소자를 조합한 램프가 개시되어 있고, 특허문헌 4에 있어서는, LED 소자나 레이저로 레지스트(resist)를 가열하도록 한 점이 개시되어 있고, 또한 특허문헌 5에는, CVD 처리를 하기 위해서 LED 소자 어레이를 이용하도록 한 점이 개시되어 있다.

특허문헌 1:미국특허 제5689614호

특허문헌 2:일본 특허공개2001-85408호 공보

특허문헌 3:일본 특허공개2004-296245호 공보

특허문헌 4:일본 특허공개2004-134674호 공보

특허문헌 5:미국특허 제6818864호

그런데, 상술한 바와 같이, 열처리를 하는 경우에는, 웨이퍼 표면의 온도분포가 균일해지도록 가열할 뿐만 아니라, 웨이퍼온도를 단시간에 올리고 내릴 필요가 있다.

더구나, 반도체 디바이스의 한층 더한 고속화 및 고미세화의 요청에 의해, 소스(2)나 드레인(4) 등의 불순물주입 영역에 관해서는, 더욱 얕게, 또한 불순물 농도도 더욱 높게 하는 것이 요구되고 있다. 따라서, 이들 영역을 어닐할 때에는, 불순물의 기판 두께 방향으로의 확산을 될 수 있는 한 억제하기 위해서, 보다 빠른 속도에서의 고속승온 및 고속강온을 행하는 것이 요구되고 있다.

그러나, 가열 수단으로서 할로겐 램프를 이용한 어닐 처리의 경우, 사출(射出)되는 가열용 빛의 중심파장이, 예컨대 1∼3 μm이며, 그 파장 대역은 3∼5 μm으로 넓고, 또한 파장이 길기 때문에, 웨이퍼 표면의 얕은 부분만을 가열하고 싶음에도 불구하고, 웨이퍼 표면의 깊은 위치까지 빛이 닿아 웨이퍼 표면의 깊은 부분(심부)까지 가열되어 버리고, 그 결과, 불순물이 웨이퍼 표면의 깊은 부분까지 확산해 버리는 문제가 있었다.

또한, 사출하는 빛의 파장이 상술한 바와 같이 길어서, 웨이퍼 표면의 깊은 위치의 불필요한 부분까지 가열해 버리기 때문에, 승온효율도 저하해 버리므로, 그 만큼, 고출력이 필요로 되어, 에너지효율이 저하하는 원인이 되고 있었다.

또한, 가열 수단으로서 플래쉬 램프를 이용한 어닐 처리의 경우, 이 플래쉬 램프로부터 사출되는 빛의 파장은, 상기한 할로겐 램프보다는 꽤 짧지만, 그래도 도 14에 나타내는 플래쉬 램프의 파장 대역에서 볼 수 있듯이, 500 nm 부근을 중심파장으로 하여 꽤 넓은 1 μm 정도의 대역이기 때문에, 상기한 할로겐 램프의 경우와 같이, 웨이퍼의 심부까지 가열해 버리는 문제점을 가지고 있었다.

한편, 가열 수단으로서 레이저나 LED(Light Emitting Diode) 소자를 이용하는 경우에는, 상술했던 바와 같은 문제점을 없앨 수 있고, 예컨대 웨이퍼 표면만을 효율적으로 가열할 수 있다. 그러나, 레이저로 대표되는 ArF 레이저(엑시머 레이저: 중심파장 193 nm)나 KrF 레이저(엑시머 레이저: 중심파장 248 nm)의 경우에는, 이들로부터 방사되는 빛의 대역폭이 1 μm 이하이며, 상술한 경우와는 역으로 너무 좁고, 그 결과, 막의 종류나 파장에 의해서 미세 영역에 있어서 가로 방향 스트레스의 발생원인이 되는 온도차가 발생하거나, 혹은 부분적으로 용융하는 등의 문제가 있었다. 또한, 광로 단면적도 좁기 때문에, 웨이퍼 표면 전면에 걸쳐 가열하기 위해서는, 레이저광을 주사(走査)기구로 스캐닝시켜야 하기 때문에, 구조가 복잡해지는 문제도 있었다.

또한 LED 소자의 경우에는, 방사되는 빛의 파장은, 사용하는 소자에 따라 다르기도 하지만, 예컨대 300∼950 nm의 범위 내에서 100 nm 정도의 대역폭을 가지고 있기 때문에, 사출되는 빛은 레이저의 경우보다도 넓고, 또한 상기 플래쉬 램프나 할로겐 램프의 경우보다도 좁은 대역을 가지고 있기 때문에, 막질에 따른 가열온도의 선택성도 억제되고, 그 결과, 웨이퍼 표면측을 비교적 균일하게 가열할 수 있는 특성을 가지고 있다.

그러나, 단지 LED 소자를 이용한 것만으로는, 사출하는 빛의 파장이 최적화되어 있지 않기 때문에, 최근의 설계 룰에서 요구되고 있는 정도로 불순물확산 영역의 깊이를 얕게 유지하고, 또한 높은 불순물 농도를 유지하기 위해서, 웨이퍼 표면만을 선택적으로 또한 균일하게 가열하는 것은 곤란했다.

본 발명은, 이상과 같은 문제점에 착안하여, 이것을 유효하게 해결하기 위해 창안된 것이다. 본 발명의 목적은, LED 소자로부터 사출되는 가열용 빛의 파장을 최적화하는 것에 의해, 반도체 웨이퍼 등의 피 처리체의 표면만을 얕게, 또한 막의 종류에 관계없이 균일한 온도분포의 상태에서 고속승온 및 고속강온시키는 것이 가능한 가열 장치, 이것을 이용한 열처리 장치, 컴퓨터 프로그램 및 기억 매체를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 피 처리체를 가열하기 위한 가열 장치에 있어서, 상기 피 처리체를 향해서 파장이 360∼520 nm의 범위 내의 가열용 빛을 사출하는 LED(Light Emitthg Diode) 소자를 포함하는 복수의 가열광원을 구비한 것을 특징으로 하는 가열 장치이다.

이와 같이, 상기 피 처리체를 향해서 파장이 360∼520 nm의 범위 내의 가열용 빛을 사출하는 LED 소자를 포함하는 복수의 가열광원을 가지도록 했기 때문에, LED 소자로부터 사출되는 가열용 빛의 파장은 최적화되고, 그 결과, 반도체 웨이퍼 등의 피 처리체의 표면만을 얕게, 또한 막의 종류에 관계없이 균일한 온도분포의 상태에서 고속승온 및 고속강온시킬 수 있다.

본 발명은, 상기 LED 소자는, 자외광을 사출하는 자외광 LED 소자와 자색광을 사출하는 자색광 LED 소자와 청색광을 사출하는 청색광 LED 소자 중 적어도 하나의 종으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가열 장치이다.

본 발명은, 상기 청색광 LED 소자는, 중심파장이 470 nm의 가열용 빛을 사출하는 것을 특징으로 하는 가열 장치이다.

본 발명은, 상기 각 가열광원에 대응하여 마련되어, 해당 가열광원으로부터의 빛을 반사하여 상기 피 처리체를 향하는 제 1 리플렉터를 또한 구비한 것을 특징으로 하는 가열 장치이다.

본 발명은, 상기 각 제 1 리플렉터로부터의 반사광은, 각각 상기 피 처리체의 다른 영역을 향해서 집광하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 가열 장치이다.

본 발명은, 상기 제 1 리플렉터의 반사면은 곡면형상으로 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 가열 장치이다.

본 발명은, 상기 제 1 리플렉터는, 알루미늄 또는 알루미늄의 표면에 불화마그네슘막을 코팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가열 장치이다.

본 발명은, 상기 각 가열광원은, 히트 파이프로 이루어지는 소자 부착막대와, 해당 소자 부착 막대의 선단부에 부착된 복수의 상기 LED 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치이다.

본 발명은, 상기 각 가열광원은, 베이스부를 가지고, 해당 가열광원의 베이스부는 하우징에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 가열 장치이다.

본 발명은, 상기 하우징은, 돔 형상으로 성형되어 있고, 그 내측은 곡면형상으로 성형되어, 제 2 리플렉터로서 기능하는 반사면이 되어있는 것을 특징으로 하는 가열 장치이다.

본 발명은, 상기 제 2 리플렉터는, 알루미늄 또는 알루미늄의 표면에 불화마그네슘막을 코팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가열 장치이다.

본 발명은, 상기 하우징에는, 상기 소자 부착 막대의 베이스부를 냉각하기 위한 부착 막대 냉각 수단이 마련되는 것을 특징으로 하는 가열 장치이다.

본 발명은, 상기 각 가열광원의 소자 부착 막대는, 상기 피 처리체의 표면에 대하여 직교하는 방향, 또는 이 직교하는 방향에 근사한 방향을 따라서 마련되는 것을 특징으로 하는 가열 장치이다.

본 발명은, 상기 피 처리체의 온도를 측정하기 위한 방사온도계를 또한 구비하고, 해당 방사온도계의 측정파장 대역은, 상기 LED 소자로부터의 빛의 파장 대역과는 다르게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 가열 장치이다.

본 발명은, 피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시하도록 한 열처리 장치에 있어서, 배기 가능하게 이루어져 개구된 천장부를 가지는 처리용기와, 상기 처리용기 내에 마련되어 그 상면측에 상기 피 처리체를 탑재시키기 위한 탑재대와, 상기 처리용기의 천장부를 기밀하게 덮는 광투과창과, 상기 처리용기 내를 향해서 필요한 가스를 도입하는 가스도입 수단과, 상기 광투과창의 위쪽에 마련되어, 상기 피 처리체를 향해서 가열용 빛을 사출하는 가열 장치를 구비하고, 가열 장치는 상기 피 처리체를 향해서 파장이 360∼520 nm의 범위 내의 가열용 빛을 사출하는 LED 소자를 포함하는 가열광원을 구비한 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.

본 발명은, 상기 탑재대의 상부에는, 복수의 열전(熱電)변환 소자가 마련되는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.

본 발명은, 상기 탑재대에는, 필요시에 열매체를 흐르게 하는 열매체유로가 마련되는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.

본 발명은, 상기 열처리 장치는, 해당 열처리 장치 전체의 동작을 제어하기 위한 제어 수단을 또한 구비하고, 해당 제어 수단은, 상기 피 처리체의 가열 시에는 상기 가열 장치를 온함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 가열하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하고, 상기 피 처리체의 냉각 시에는 상기 가열 장치를 오프함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 냉각하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.

본 발명은, 상기 열처리 장치는, 해당 열처리 장치 전체의 동작을 제어하기 위한 제어 수단을 또한 구비하고, 해당 제어 수단은, 상기 피 처리체의 가열 시에는 먼저 상기 열전변환 소자를 온하여 상기 피 처리체를 가열하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하여 예비가열한 후, 상기 가열 장치를 온하고, 상기 피 처리체의 냉각 시에는 상기 가열 장치를 오프함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 냉각하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.

본 발명은, 상기 제어 수단은, 각 열전변환 소자에 대하여 개별적으로 전류의 방향과 전력을 제어할 수 있고, 상기 피 처리체의 가열 시에는 상기 피 처리체의 온도의 면내균일성을 높이기 위해서 상기 열전변환 소자마다 가열, 혹은 냉각하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.

본 발명은, 상기 광투과창은 석영유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.

본 발명은, 피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시하도록 한 열처리 장치에 있어서, 배기 가능하게 이루어져 개구된 천장부를 가지는 처리용기와, 상기 처리용기 내에 마련되어 그 상면측에 상기 피 처리체를 탑재시키기 위한 탑재대와, 상기 처리용기의 천장부를 기밀하게 덮는 광투과창과, 상기 처리용기 내를 향해서 필요한 가스를 도입하는 가스도입 수단과, 상기 광투과창의 위쪽에 마련되어, 상기 피 처리체를 향해서 가열용 빛을 사출하는 가열 장치를 구비하고, 가열 장치는 상기 피 처리체를 향해서 파장이 360∼520 nm의 범위 내의 가열용 빛을 사출하는 LED 소자를 포함하는 가열광원을 구비하고, 상기 탑재대의 상부에는, 복수의 열전변환 소자가 마련된 열처리 장치를 이용하여 피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시함에 있어서, 상기 피 처리체의 가열 시에는 상기 가열 장치를 온함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 가열하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하고, 상기 피 처리체의 냉각 시에는 상기 가열 장치를 오프함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 냉각하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하도록 제어하는 컴퓨터 프로그램이다.

본 발명은, 피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시하도록 한 열처리 장치에 있어서, 배기 가능하게 이루어져 개구된 천장부를 가지는 처리용기와, 상기 처리용기 내에 마련되어 그 상면측에 상기 피 처리체를 탑재시키기 위한 탑재대와, 상기 처리용기의 천장부를 기밀하게 덮는 광투과창과, 상기 처리용기 내를 향해서 필요한 가스를 도입하는 가스도입 수단과, 상기 광투과창의 위쪽에 마련되어, 상기 피 처리체를 향해서 가열용 빛을 사출하는 가열 장치를 구비하고, 가열 장치는 상기 피 처리체를 향해서 파장이 360∼520 nm의 범위 내의 가열용 빛을 사출하는 LED 소자를 포함하는 가열광원을 구비하고, 상기 탑재대의 상부에는, 복수의 열전변환 소자가 마련된 열처리 장치를 이용하여 피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시함에 있어서, 상기 피 처리체의 가열 시에는 먼저 상기 열전 변환 소자를 온하여 상기 피 처리체를 가열하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하여 예비가열한 후, 상기 가열 장치를 온하고, 상기 피 처리체의 냉각 시에는 상기 가열 장치를 오프함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 냉각하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하도록 제어하는 컴퓨터 프로그램이다.

본 발명은, 피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시하도록 한 열처리 장치에 있어서, 배기 가능하게 이루어져 개구된 천장부를 가지는 처리용기와, 상기 처리용기 내에 마련되어 그 상면측에 상기 피 처리체를 탑재시키기 위한 탑재대와, 상기 처리용기의 천장부를 기밀하게 덮는 광투과창과, 상기 처리용기 내를 향해서 필요한 가스를 도입하는 가스도입 수단과, 상기 광투과창의 위쪽에 마련되어, 상기 피 처리체를 향해서 가열용 빛을 사출하는 가열 장치를 구비하고, 가열 장치는 상기 피 처리체를 향해서 파장이 360∼520 nm의 범위 내의 가열용 빛을 사출하는 LED 소자를 포함하는 가열광원을 구비하고, 상기 탑재대의 상부에는, 복수의 열전변환 소자가 마련된 열처리 장치를 이용하여 피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시함에 있어서, 상기 피 처리체의 가열 시에는 상기 가열 장치를 온함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 가열하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하고, 상기 피 처리체의 냉각 시에는 상기 가열 장치를 오프함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 냉각하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하도록 제어하는 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억 매체이다.

본 발명은, 피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시하도록 한 열처리 장치에 있어서, 배기 가능하게 이루어져 개구된 천장부를 가지는 처리용기와, 상기 처리용기 내에 마련되어 그 상면측에 상기 피 처리체를 탑재시키기 위한 탑재대와, 상기 처리용기의 천장부를 기밀하게 덮는 광투과창과, 상기 처리용기 내를 향해서 필요한 가스를 도입하는 가스도입 수단과, 상기 광투과의 위쪽에 마련되어, 상기 피 처리체를 향해서 가열용 빛을 사출하는 가열 장치를 구비하고, 가열 장치는 상기 피 처리체를 향해서 파장이 360∼520 nm의 범위 내의 가열용 빛을 사출하는 LED 소자를 포함하는 가열광원을 구비하고, 상기 탑재대의 상부에는, 복수의 열전변환 소자가 마련된 열처리 장치를 이용하여 피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시함에 있어서, 상기 피 처리체의 가열 시에는 먼저 상기 열전변환 소자를 온하여 상기 피 처리체를 가열하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하여 예비가열한 후, 상기 가열 장치를 온하고, 상기 피 처리체의 냉각 시에는 상기 가열 장치를 오프함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 냉각하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하도록 제어하는 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억 매체이다.

본 발명에 관한 가열 장치, 이것을 이용한 열처리 장치, 프로그램 및 기억 매체에 의하면, 다음과 같이 우수한 작용 효과를 발휘할 수 있다.

피 처리체를 향해서 파장이 360∼520 nm의 범위 내의 가열용 빛을 사출하는 LED 소자를 포함하는 복수의 가열광원을 가지도록 했기 때문에, LED 소자로부터 사출하는 가열용 빛의 파장은 최적화되고, 그 결과, 반도체 웨이퍼 등의 피 처리체의 표면만을 얕게, 또한 막의 종류에 관계없이 균일한 온도분포의 상태에서 고속승온 및 고속강온시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 열처리 장치의 일례를 나타내는 단면구성도이다.

도 2는 열전변환 소자의 배열 상태를 나타내는 평면도이다.

도 3은 탑재대로부터 가열 장치를 봤을 때의 리플렉터의 배열을 도시하는 도면이다.

도 4는 가열광원의 반도체 광사출 소자로부터 방출된 가열용 빛의 광로를 도시하는 도면이다.

도 5는 반도체 광사출 소자가 부착된 소자 부착 막대를 나타내는 확대단면도이다.

도 6은 소자 부착 막대의 선단 부분을 나타내는 확대사시도이다.

도 7은 실리콘 기판의 두께 방향(깊이 방향)으로의 빛의 침입깊이의 파장 의존성을 나타내는 그래프이다.

도 8은 실리콘 기판에 대한 선(線)흡수 계수의 빛의 파장 의존성을 나타내는 그래프이다.

도 9는 웨이퍼 표면의 각 막의 종류에 대한 반사율의 빛의 파장 의존성을 나타내는 그래프이다.

도 10은 Si 기판의 방사율(흡수)의 파장과 온도의 의존성을 나타내는 그래프이다.

도 11은 리플렉터의 재료와 반사율의 빛의 파장 의존성을 나타내는 그래프이다.

도 12는 석영유리의 투과율의 파장 의존성을 나타내는 그래프이다.

도 13은 트랜지스터의 일반적인 구조의 대표예인 게이트 구조를 도시하는 도면이다.

도 14는 플래쉬 램프의 파장 대역을 도시하는 도면이다.

이하에 본 발명에 관한 가열 장치, 열처리 장치 및 기억 매체의 일 실시예를 첨부 도면에 근거하여 상술한다.

도 1은 본 발명의 열처리 장치의 일례를 나타내는 단면구성도, 도 2는 열전변환 소자의 배열 상태를 나타내는 평면도, 도 3은 탑재대로부터 가열 장치를 봤을 때의 리플렉터의 배열을 도시한 도면, 도 4는 가열광원의 반도체광사출 소자로부터 방출된 가열용 빛의 광로를 도시한 도면, 도 5는 반도체광사출 소자가 부착된 소자 부착 막대를 나타내는 확대단면도, 도 6은 소자 부착 막대의 선단 부분을 나타내는 확대사시도이다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 이 열처리 장치(22)는, 예컨대 알루미늄에 의해 통 형상으로 성형되어 개구한 천장부(24a)를 가지는 처리용기(24)와, 처리실(24) 내에 마련되어 그 상면측에 반도체 웨이퍼(피 처리체) (W)를 탑재시키기 위한 탑재대(38)를 구비하고 있다. 이 처리용기(24)는 예컨대 300 mm 웨이퍼를 수용할 수 있는 크기로 설정되어 있다. 이 처리용기(24)의 천장부(24a)는 개구되어 있고, 이 개구부에는, O 링 등의 밀봉 부재(26)를 거쳐서 후술하는 가열용 빛에 대하여 투명한 광투과창(28)이 기밀하게 마련되어 있다. 이 광투과창(28)의 재료로서는, 본 발명에서 이용하는 가열용 빛의 파장에 대하여 특히 투명한 예컨대 석영유리 등이 이용된다.

또한, 이 처리용기(24)의 측벽에는, 개구(27)가 마련됨과 함께, 이 개구(27)에는 반도체 웨이퍼(W)를 반입 반출할 때에 개폐되는 게이트밸브(30)가 마련된다. 또한 처리용기(24)의 다른 측벽에는, 처리 시에 필요한 가스를 내부로 도입하는 가스도입 수단으로서의 가스 노즐(32)이 마련되어 있다. 또한 처리용기(24)의 바닥부의 주변부에는, 배기구(34)가 형성되어 있고, 이 배기구(34)에는 도시하지 않는 진공 펌프가 개재되어 설치된 배기계가 접속되어, 처리용기(24) 내의 분위기를 예컨대 진공배기 가능하게 하고 있다. 또한, 처리에 따라서는 처리용기(24) 내는 대기 압 정도로 유지된다. 또한 이 처리용기(24)의 바닥부는 크게 개구되어, 이 개구에 예컨대 O 링 등의 밀봉 부재(36)를 개재시켜 바닥부를 겸하는 두께가 두꺼운 탑재대(38)가 상술한 바와 같이 기밀하게 부착되어 고정되어 있다.

이 탑재대(38)는, 예컨대 알루미늄제의 두꺼운 탑재대 본체(40)와, 이 상부에 마련되는 복수의 열전변환 소자(42)와, 이 열전변환 소자(42)의 상면측에 설치되는 얇은 원판 형상의 탑재판(44)을 가지고 있다. 이 탑재판(44) 상에 피 처리체인 반도체 웨이퍼(W)를 직접적으로 탑재하게 되어 있다. 구체적으로는, 상기 열전변환 소자(42)로서는, 예컨대 펠티에 소자가 이용된다. 이 펠티에 소자는, 이종(異種)의 도체나 반도체를 전극에 의해서 직렬로 접속하여 전류를 흘리면 접점간에서 줄열 외에 열의 발생이나 흡열이 발생하는 소자이며, 예컨대 200℃ 이하의 온도에서의 사용에 견딜 수 있는 Bi₂Te₃(비스무트·텔루르) 소자, 보다 고온에서 사용할 수 있는 PbTe(납·텔루르) 소자, SiGe(실리콘·게르마늄) 소자 등에 의해서 형성되어 있고, 열전변환 소자 제어부(46)에 리드선(48)을 통해 전기적으로 접속되어 있다. 열전변환 소자 제어부(46)는, 상기 웨이퍼(W)의 열처리 시에 열전변환 소자(42)에 공급되는 전류의 방향이나 크기를 제어한다.

도 2에 펠티에 소자로 이루어지는 열전변환 소자(42)의 배열의 일례를 나타낸다. 도 2에 있어서는, 직경이 300 mm의 웨이퍼(W)에 대하여 60개의 열전변환 소자(42)를 상기 탑재판(44)의 이면측에 대략 전면에 걸쳐서 거의 빈틈없이 깐 예를 나타내고 있다. 이와 같이 열전변환 소자(42)를 밀접하게 배치하면, 웨이퍼(W)와 탑재판(44)을 균일하게 가열할 수 있다. 열전변환 소자(42)의 형상은, 사각형에 한하지 않고, 원형이나 육각형이어도 좋다. 여기서 열전변환이란, 열에너지를 전기에너지로, 또한 전기에너지를 열에너지로 변환하는 것을 말한다. 또한, 여기서 설명한 상기 열전변환 소자(42)는, 후술하는 본 발명의 특징으로 하는 LED 소자를 이용한 가열 장치에서만 필요로 하는 열처리가 행하여지도록 설계한 경우에는, 마련하지 않아도 좋다.

도 1로 되돌아가, 상기 탑재대 본체(40)의 내부에는, 열매체유로(50)가 그 평면 방향의 대략 전면에 걸쳐 형성되어 있다. 이 열매체유로(50)는, 상기 열전변환 소자(42)의 하부에 마련되어 있고, 웨이퍼(W)의 강온 시에 열매체로서 냉매(물)를 공급하는 것에 의해, 상기 열전변환 소자(42)의 하면으로부터 온열을 빼앗아 이것을 냉각하도록 구성되어 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 승온 시에는 필요에 응해서 온매(溫媒)를 공급하는 것에 의해, 열전변환 소자(42)의 하면으로부터 냉열을 빼앗아 이것을 가열하도록 구성되어 있다. 또한, 열매체유로(50)는, 열매체를 보내어 공급하는 매체순환기(52)에 열매체도입관(54)과 열매체배출관(56)을 통해 접속되어 있다. 이에 의해, 매체순환기(52)는 열매체를 열매체유로(50)에 순환 공급한다.

또한 상기 열전 변환 소자(42) 상에 설치되는 탑재판(44)의 재료로서는, SiO₂재, AlN재, SiC재, Ge재, Si재, 금속재 등에 의해서 제작된다. 탑재대(38)에는 웨이퍼(W)를 승강하는 도시하지 않는 승강기구가 마련되고, 이 승강기구는, 탑재대 본체(40) 및 탑재판(44)을 관통하여 웨이퍼(W)를 밑에서부터 지지하는 복수개의 승 강이 자유자재인 지지핀과, 이들 지지핀을 승강시키는 구동 장치 등으로 구성되어 있다.

또한, 탑재대 본체(40)에는, 이것을 상하 방향으로 관통하는 관통공(57)이 형성되어 있고, 여기에 방사온도계(58)가 설치된다. 구체적으로는, 상기 관통공(57)에 상기 탑재판(44)의 하면까지 연장하는 광파이버(60)를 기밀 상태로 끼워 통하게 하여 탑재판(44)으로부터의 복사광을 안내할 수 있게 되어 있다. 그리고, 이 광파이버(60)의 단부에는 방사온도계 본체(62)가 접속되어 있고, 소정의 측정파장 대역의 빛으로부터 탑재판(44)의 온도, 즉 웨이퍼온도를 측정할 수 있게 되어 있다. 여기서 상기 방사온도계(58)의 측정파장 대역은, 후술하는 LED 소자로부터의 빛의 파장 대역과는 다르게 설정되어 있다.

그리고, 처리용기(24)의 광투과창(28)의 위쪽에는, 상기 웨이퍼(W)를 향해서 가열용 빛을 조사하는 가열 장치(62)가 마련되어 있다. 구체적으로는, 이 가열 장치(62)는, 상기 광투과창(28)의 위쪽을 덮듯이 하여 마련되는 돔 형상으로 성형된 하우징(64)을 가지고 있다. 이 돔 형상의 하우징(64)은, 예컨대 알루미늄(알루미늄합금을 포함한다)이나 동 등의 열전도성이 양호한 재료에 의해 형성되어 있고, 전체가 예컨대 반구 형상으로 성형되어 있다. 이 하우징(64)의 하단부의 일부와 처리용기(24)의 상단부의 일부의 사이에는 도시하지 않는 힌지로 접합되어 있어, 상기 하우징(64)을 전개 가능하게 하고 있다.

이 하우징(64)의 내주면에는, 예컨대 불화마그네슘막(MgF₂)이나 금도금 등이 실시된 고 반사율의 반사면이 되어 있고, 이 하우징(64)의 반사면은 제 2 리플렉터(66)로서 기능한다. 또한, 이 제 2 리플렉터(66)로서는, 후술하는 바와 같이 알루미늄(알루미늄합금을 포함한다)의 표면에 불화마그네슘막을 코팅한 것이 특히 바람직하다. 그리고, 이 하우징(64)의 내주면측에, 복수의 가열광원(68)이 부착되어, 이것으로부터 가열용 빛(광선)을 사출하게 되어 있다. 이 가열광원(68)은, 돔 형상의 하우징(64)의 내주면의 대략 전역에 걸쳐 비교적 균등하게 분포시켜 마련되어 있고, 예컨대 여기서는 전체적으로 39개 정도 마련되어 있다. 또한, 도 3에 있어서는 가열광원(68)의 기재를 생략하고 있다.

그리고, 도 3 및 도 4에도 도시하는 바와 같이, 각 가열광원(68)에 대응시켜, 곡면 형상으로 우묵하게 들어가게 성형된 제 1 리플렉터(70)가 각각 마련되어 있다. 이 제 1 리플렉터(70)의 내주면도, 예컨대 불화마그네슘막이나 금도금 등이 실시된 고 반사율의 반사면으로 되어있다. 또한, 이 제 1 리플렉터(70)는 상기 제 2 리플렉터(66)와 마찬가지로, 알루미늄(알루미늄합금을 포함한다)의 표면에 불화마그네슘막을 코팅한 것이 특히 바람직하다. 이 제 1 리플렉터(70)의 개구면은 원형, 혹은 타원형으로 성형되어 있고, 아래쪽의 탑재대(40)측에서 본 투영도가 같은 형태가 되도록 설정되어 있다. 여기서 상술한 바와 같이 하우징(64)을 돔 형상의 곡면 형상으로 하는 것에 의해, 평면형상의 경우와 비교하여 상기 가열광원(68)을 다수 부착할 수 있고, 그 만큼, 가열용을 위해 큰 전력을 투입할 수 있다.

그리고, 상기 각 가열광원(68)은, 도 5 및 도 6에도 도시하는 바와 같이, 미소한 막대 형상의 소자 부착 막대(72)와, 이 대략 전체에 부착된 본 발명의 특징인 복수의 LED 소자(74)로 이루어지고, 이 소자 부착 막대(72)의 베이스부(72a)를, 상기 하우징(64)의 제 1 리플렉터(70)의 중앙부에 마련한 접속 단자(76)(도 4 참조)에 접속하여 부착하여, 이 소자 부착 막대(72)를 지지 고정함과 아울러, 필요로 하는 전력을 상기 LED 소자(74)에 공급할 수 있게 되어 있다. 상기 접속 단자(76)는, 도시하지 않는 배선을 거쳐서 전원계에 접속되어 있다. 이에 의해, 대부분의 소자 부착 막대(72)는 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 직교하는 방향, 또는 이 직교하는 방향에 근사한 방향을 따라서 마련되게 된다.

그리고, 본 발명에서는, 이 LED 소자(74)로서는, 사출되는 가열용 빛의 파장이 360~520 nm 범위 내(자외광∼자색광∼청색광에 대응)의 LED 소자를 이용하고 있어, 후술하는 바와 같이 웨이퍼면 내의 막의 종류에 관계없이, 온도의 면내균일성을 유지한 채로 고속 승온 및 고속 강온을 실현할 수 있게 되어 있다. 즉, 이 LED 소자(74)로서는 청색광을 주로 출력하는 청색광 LED 소자나 자색광을 주로 출력하는 자색광 LED 소자를 이용하고, 일반적인 LED 소자에서는, 출력되는 빛의 파장은 100 nm 정도의 파장 대역를 가지고 있다.

그리고, 상기 소자 부착 막대(72)는, 중공 형상으로 이루어진 예컨대 히트 파이프로 이루어지고, 도 5에 도시하는 바와 같이, 그 내면에는 윅(78)이 붙여짐과 함께, 내부에는 작동유체가 밀봉되어 있다. 이 소자 부착 막대(72)는, 예컨대 알루미늄이나 동과 같은 열전도성이 양호한 금속재료로 이루어진다. 이 소자 부착 막대(72)는, 다각형, 예컨대 도 6에 나타내는 경우에는 육각형으로 성형되어 있고, 그 대략 전체의 측면에 상기 LED 소자(74)를 집중시켜 부착하고 있고, 전체적으로 점광원으로 간주할 수 있을 정도의 크기로 되어 있다. 이 LED 소자(74)는, 현재의 기술로 이미 1개당의 소자로 고출력을 얻을 수 있는 것이 개발되어 있다. 예컨대 LED 소자의 1 소자당 최대 30 W 정도의 고출력을 얻을 수 있는 소자가 개발되어 있다. 예컨대, 여기서는 상기 육각형의 소자 부착 막대(72)의 각 면에, 각각 42개의 LED 소자(74)를 배열시켜 마련하고, 따라서, 1개의 소자 부착 막대(72)에 대하여 252개(=42개×6열)의 LED 소자(74)를 부착하고 있다.

여기서 하나의 LED 소자(74)의 출력을 7.5 W(와트)라고 가정하면, 하나의 가열광원(68)으로부터는, 7.5 W×252=1890 W(와트)의 고출력을 얻을 수 있는 것이 된다. 그리고, 가열광원(68)의 전체의 수가 상술한 바와 같이 39개라고 가정하면, 전체 출력은 1890 W×39개=73.71 kW가 된다. 이 출력은, 웨이퍼에 대하여 1000℃/sec의 승온속도를 얻는 데 필요한 에너지이다. 또한, 상기 소자 부착 막대(72) 자체에도, 상기 접속 단자(76)와 각 LED 소자(74)를 전기적으로 접속하는 도시하지 않는 배선이 마련되어 있다.

여기서 상기 소자 부착 막대(72)의 전체의 길이는, 60 mm 정도이며, 또한 육각형의 한변의 길이(L1)는 1∼3 mm 정도로, 매우 소형화되어 있다.

여기서, 도 4에 도시하는 바와 같이, 상기 제 1 리플렉터(70)의 곡면 형상을 2개의 초점(f1, f2)을 가지는 회전타원면으로 가정하고, 점광원으로 간주할 수 있는 가열광원(68)의 LED 소자(74)군을 초점(f1)에 설치하면, 가열광원(68)으로부터 방사된 빛 중 제 1 리플렉터(70)에서 반사된 반사광(80A)은 제 2 초점(f2)에 집광한다. 단, 실제로는 완전한 점광원이 아니기 때문에, 가열광원(68)으로부터 나와 제 1 리플렉터(70)에서 반사된 반사광(80A)이더라도 그 일부는 확산하여 제 2 초점(f2)에 집광하지 않고 그 주위를 조사한다. 또한, 가열광원(68)으로부터 출사하여 제 1 리플렉터(70)에 이르지 않는 직사광(80B)의 일부는 웨이퍼(W)의 표면을 직접 조사하고, 다른 일부는 제 2 리플렉터(66)에 닿아 반사된 후, 웨이퍼(W)의 표면을 조사한다. 웨이퍼(W)를 조사하는 빛 중, 웨이퍼(W)에 흡수되는 양은 최대라고 하여도 70% 정도이며, 나머지는 반사 또는 투과된다. 이 중 반사된 빛은 제 2 리플렉터(66)에서 반사되는 것에 의해 다시 웨이퍼(W)를 조사한다. 그리고 직사광 중 탑재대(38)나 탑재대(44)를 조사하는 빛이 손실이 된다. 이 손실이 되는 광선의 양은, 제 1 리플렉터(70)의 크기, 기울기, 개구직경 등을 바꾸는 것에 의해 최대한 적게 할 수 있다.

가열광원(68)의 수는, 웨이퍼(W)의 크기, 가열광원 하나당 웨이퍼(W)의 조사면적(S1), 웨이퍼(W)의 승온레이트의 설계지표, 가열광원(68) 전체의 파워, 제 2 리플렉터(66)의 직경 등에 의해서 결정된다.

여기서 각 가열광원(68)으로부터 조사되는 조사면적(S1)의 영역은, 웨이퍼(W)의 표면에 있어서 각각 다른 영역을 향해서 집광하도록 설정되고, 웨이퍼(W)의 표면의 전역을 커버할 수 있도록 설정되어 있다.

그리고, 도 1로 되돌아가, 상기 가열광원(68)을 마련한 하우징(64)에는, 상기 소자 부착 막대(72)의 베이스부측을 냉각하기 위한 부착 막대 냉각 수단(82)이 마련된다. 구체적으로는, 이 부착 막대 냉각 수단(82)은, 상기 소자 부착 막대(72)의 베이스부의 근방을 지나도록 형성된 냉매통로(84)를 가지고 있고, 냉매입 구(84A)로부터 냉각 매체로서 예컨대 냉각수를 도입하고, 냉매출구(84B)로부터 배출하게 되어 있다. 또한, 상기 하우징(64)의 내측공간을 공랭하도록 하여도 좋다. 또한, 상술한 방사온도계(58)의 측정파장 대역은, 측정오차의 원인이 되는 미광(迷光)을 발생시키지 않기 위해서, 상기 LED 소자(74)의 빛의 파장(360∼520 nm)과는 다르도록 설정하여, 예컨대 3 μm 정도의 파장을 측정파장 대역으로서 설정한다.

그리고, 이 열처리 장치(22)의 전체는, 예컨대 마이크로 컴퓨터 등으로 이루어지는 제어 수단(86)에 의해 제어된다. 그리고, 이 제어 수단(86)은, 이 장치 전체의 동작을 제어하기 위한 프로그램을 기억하기 위한 예컨대 플렉시블디스크, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, DVD, CD-ROM 등으로 이루어지는 기억 매체(88)를 가지고 있다.

다음으로, 이상과 같이 구성된 열처리 장치(22)에 의한 웨이퍼(W)에 대한 열처리 동작에 대하여 설명한다. 상술한 바와 같이, 이하에 설명하는 동작은, 상기 기억 매체(88)에 기억된 프로그램에 근거하여 행하여진다. 여기서는 표면에 불순물이 주입된 웨이퍼(W)를 어닐하는 경우를 예로 들어 설명한다.

우선, 일반적인 동작에 대하여 설명하면, 처리용기(24)의 측벽에 마련되어 있는 게이트밸브(30)를 열고, 처리해야 할 웨이퍼(W)를 개구(27)로부터 처리용기(24) 내로 반입하고, 이것을 탑재대(38)의 탑재판(44) 상에 탑재한다. 그 다음, 게이트밸브(30)를 닫아 처리용기(24)를 밀폐한다. 다음으로, 배기 수단에 의해서 처리용기(24) 내를 진공배기하여 가스 공급원으로부터 공급되는 처리 가스, 예컨대 아르곤 가스나 질소 가스로 치환하고, 소정의 프로세스압력(예컨대 100∼10000 Pa) 으로 유지한다.

다음으로, 펠티에 소자로 이루어지는 열전변환 소자(42)에 통전(通電)하여 웨이퍼(W)를 예비가열한다. 예비가열온도는 500∼600℃ 정도이다. 이 예비가열온도에서는, 웨이퍼(W)에 주입되어 있는 불순물이 확산하는 일은 없다.

웨이퍼(W)의 온도는 방사온도계(58)에 의해서 검출되고 있고, 이 방사온도계(58)가 소정의 예비가열온도가 된 것을 검출하면, 가열 장치(62)의 모든 가열광원(68)을 온하여 각 LED 소자(74)로부터 빛을 방사하고, 이 빛으로 웨이퍼(W)의 표면을 조사하여 소정의 처리온도(예컨대 1000℃)까지 순간적으로 승온시킨다. 이 때, 열전변환 소자(42)에 공급하는 전력도 예컨대 풀파워로서 상하양면으로부터 웨이퍼(W)를 신속하게 승온시킨다. 이 경우, 열전변환 소자(42)에 의한 웨이퍼(W)의 예비가열이 불필요할 때는 가열광원(68)의 온과, 열전변환 소자(42)의 통전을 동시에 행하여도 좋다.

또한, 이 때, 웨이퍼(W)의 온도의 면내균일성이 특히 중요한 경우에는, 각 열전변환 소자(42)에 대하여 개별적으로 전류의 방향과 전력을 제어하는 것에 의해 열전변환 소자(42) 단독으로 가열, 혹은 냉각하여, 이에 의해 가열 장치(62)의 가열광원(68)의 열의 불균일을 보정하도록 하여도 좋다. 이에 의해, 웨이퍼온도의 면내균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 탑재대(38)에 열전변환 소자(42)를 마련하고 있지 않은 경우에는, 가열 장치(62)의 구동으로 상기 예비가열 및 처리온도까지의 승온을 행한다. 그리고, 이 고온 상태를 소정의 시간 유지하는 것에 의해, 어닐 처리를 한다. 이와 같이, 웨이퍼(W)는 가열되게 되어, 예컨대 100∼1000℃/sec 정도까지 승온속도를 올려 고속승온을 실현할 수 있다.

특히, 고출력이 가능한 LED 소자(74)를 복수개 집합하여 점광원화한 가열광원(68)을 다수 배치하고, 각 가열광원(68)으로부터 고출력의 가열용 빛을 조사하도록 했기 때문에, 웨이퍼면 상에 있어서의 빛의 조도를 매우 높게 할 수 있어, 신속한 승온이 가능해진다. 특히, 본 발명에서는, LED 소자(74)로부터 출력되는 빛의 파장을, 막의 종류에 의한 빛의 반사 특성(흡수 특성)에 의존성이 적고, 또한 웨이퍼의 깊이(두께) 방향으로의 투과가 적게 웨이퍼 표면측만을 선택적으로 가열할 수 있는 것 같은 파장 대역, 즉 360∼520 nm의 범위 내가 되도록 설정하도록 했기 때문에, 웨이퍼 표면 온도의 면내균일성을 유지하면서, 웨이퍼 표면의 얕은 부분만을 고속으로 승온시킬 수 있다. 또한, 이 경우, 가열부위의 깊이를 제어하는 데에는, 빛의 조사 시간을 컨트롤하면 되는 것은 물론이다.

이 어닐 처리 시에는, 펠티에 소자로 이루어지는 열전변환 소자(42)의 이면측에는 냉열이 발생하기 때문에, 이 냉열을 배제하기 위해서 탑재대 본체(40)에 마련한 열매체유로(50)에는 가열 매체를 흐르게 하도록 하여, 열전변환 소자(42)를 효율적으로 동작시키는 것이 좋다.

또한, 가열 장치(62)의 LED 소자(74)는, 많은 줄열의 발생을 동반하는 저항가열히터와는 발광의 형태가 다르다고는 해도, 이 자체에 어느 정도의 발열이 발생하는 것은 피할 수 없다. 그러나, 이 LED 소자(74)가 부착되어 있는 소자 부착 막대(72)는 히트 파이프로 구성되어 있기 때문에, 상기 LED 소자(74)에서 발생한 열 을 소자 부착 막대(72)의 다른 쪽 단부로 전달하여 이것을 알루미늄 등으로 이루어지는 하우징(64)측으로 전달하고, 또한,이 하우징(64)에 마련한 부착 막대 냉각 수단(82)의 냉매통로(84)에 냉각수를 흐르게 하여 열을 배출하도록 하고 있기 때문에, LED 소자(74) 및 소자 부착 막대(72)를 효율적으로 냉각할 수 있다.

또한, 히트 파이프로 이루어지는 소자 부착 막대(72)의 대부분은, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 직교하는 방향, 또는 이 직교하는 방향에 근사한 방향을 따라서 마련되어 있기 때문에, 주로 중력에 의해서 동작하는 히트 파이프를 효율적으로 동작시킬 수 있고, 그 만큼, LED 소자(74)의 냉각효율을 높일 수 있다.

또한 제 1 리플렉터(70) 및 제 2 리플렉터(66)에 의해, 발광효율이 높은 LED 소자(74)로부터 사출된 빛을 효율적으로 반사하고, 또한 균일하게 웨이퍼면에 조사할 수 있기 때문에, 가열효율을 향상시킬 수 있고, 게다가 웨이퍼온도의 면내균일성을 높일 수 있다. 특히, 상기 리플렉터(66, 70)의 표면에 MgF₂막을 코팅한 경우에는, 반사율을 높일 수 있기 때문에, 한층 더 효율적인 가열을 할 수 있다.

이렇게 하여, 소정의 단시간만 어닐 처리를 했으면, 웨이퍼(W) 안의 불순물이 과도하게 확산하는 것을 방지하기 위해서, 웨이퍼(W)를 될 수 있는 한 빠르게 냉각한다. 즉, 이 경우에는 웨이퍼온도를 고속강온시키기 위해서, 펠티에 소자로 이루어지는 열전변환 소자(42)에 가열 시와는 반대 방향으로 전류를 흐르게 하여 그 상면을 냉각한다. 이에 의해, 탑재판(44)이 냉각되어 웨이퍼(W)를 급격하게 냉각한다. 이 때, 열전변환 소자(42)의 하면은 온열이 발생하여 가열되기 때문에, 이 것을 냉각하기 위해서, 열매체유로(50)로는, 웨이퍼 가열 시와는 반대로 냉각 매체를 흘리도록 한다. 이에 의해, 열전변환 소자(42)를 효율적으로 동작시킬 수 있다.

그리고, 상기 동작과 동시에, 하우징(64)에 마련한 가열 장치(62)의 각 가열광원(68)을 오프하여, 이것에 공급하고 있었던 전력을 차단한다. 이 때, 부착 막대 냉각 수단(82)의 냉매통로(84)에는 계속하여 냉매, 예컨대 냉각수가 흐르고 있기 때문에 각 가열광원(68)의 소자 부착 막대(72) 및 LED 소자(74)가 강온된다. 이 경우, 웨이퍼 가열원으로서 가열램프를 이용한 경우에는, 가열램프 자체가 큰 열용량을 가지고, 더구나 소등하더라도 가열램프 자체가 고온 상태가 되어 있기 때문에, 이 가열램프 자체가 발하는 복사열에 의해 웨이퍼가 가열되어 버려, 냉각 수단을 이용하여도 강온속도에 한계가 발생하여, 강온속도를 보다 높이는 것은 곤란하지만, 본 발명 장치와 같이, 소자 자체의 발열량이 매우 적은 LED 소자(74)를 이용하고, 더구나, 이 LED 소자(74)나 소자 부착 막대(72)를 부착 막대 냉각 수단(82)으로 냉각하기 때문에, 소자 자체의 발열량을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 이들을 신속하게 냉각할 수 있기 때문에, 방출하는 복사열을 대폭 삭감할 수 있고, 그 결과, 웨이퍼(W)의 강온속도를 대폭 향상시켜 고속강온을 실현할 수 있다.

이 경우, 웨이퍼 가열 시에 설명한 바와 같이, 소자 부착 막대(72)로서 히트 파이프를 이용하고, 또한 많은 소자 부착 막대(72)는 히프 파이프가 효율적으로 동작하도록 웨이퍼 표면에 직교하는 방향(연직 방향), 혹은 이것에 근사한 방향을 따라서 마련되어 있기 때문에, 보다 효과적 내지 효율적으로 LED 소자(74)를 냉각할 수 있고, 그 결과, 보다 큰 강온속도로 고속강온을 할 수 있다. 본 발명 장치에 의 하면, 웨이퍼를 예컨대 100∼150℃/sec 정도의 고속의 강온속도로 냉각할 수 있다. 또한 LED 소자(74)를 가열램프와 비교하여 장기 수명화시킬 수 있다.

또한, 상기 실시예에 있어서는, 가열광원(68)마다 마련한 제 1 리플렉터(70)의 곡면 형상을 회전타원면으로 했지만, 이에 한정되지 않고, 회전타원면에 근사한 곡면, 예컨대 회전포물면(파라볼라 형상) 혹은 반구면 등으로 설정하여도 좋다.

또한, 하우징(64)에 마련한 각 가열광원(68)을 예컨대 동심원 형상의 복수의 영역마다 구획하고, 영역마다 공급 전력을 제어할 수 있도록 하여도 좋다.

또한, 가스도입 수단(32)으로서는 노즐에 한정되지 않고, 예컨대 가열용 빛에 대하여 투명한 재료, 예컨대 석영제의 샤워헤드 구조를 이용하도록 하여도 좋다.

또한, 상기 실시예에서는, 하우징(64)을 반구 형상의 곡면 형상(돔 형상)으로 성형한 경우를 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 회전타원형 형상, 혹은 이것에 근사한 곡면형 형상, 또는, 가열광원(68)의 부착 개수는 적어지지만, 평면 형상으로 성형하도록 하여도 좋고, 어떤 것으로 하든, 각 가열광원(68)의 출력 파워나 웨이퍼(W)의 가열온도 등에 의존하여 설계된다.

다음으로, 본 발명에 이용하는 LED 소자(74)로부터 출사되는 빛의 파장을 360∼520 nm의 범위 내, 즉 자색광(일부 자외광을 포함한다)으로부터 청색광의 범위 내로 한정한 이유에 대하여 설명한다.

먼저 도 13을 참조하여 설명한 바와 같이, 트랜지스터 등의 디바이스에 있어서는, 한층 더한 고속 동작화 및 고 집적화의 요청에 의해, 불순물이 도프된 소스 나 드레인 등의 확산 영역은, 불순물 농도가 보다 높고, 또한 그 확산 영역은 보다 얕아지는(얇아지는) 경향이 있다.

따라서, 웨이퍼를 어닐 처리하는 경우에는, 웨이퍼의 깊이 방향(두께 방향)으로의 불순물의 확산을 될 수 있는 한 억제하기 위해서, 웨이퍼의 표면부만을 신속하게 승온 및 강온시킬 필요가 있고, 또한, 웨이퍼 표면의 미세한 영역에 있어서 가로 방향 스트레스의 발생을 억제하기 위해서, 상기 웨이퍼 온도의 승강 시에 있어서도, 웨이퍼 표면에 있어서의 온도분포가 불균일해지는 것을 방지하여 면내 온도의 균일성을 될 수 있는 한 유지하는 것이 필요하다.

상기한 바와 같은 관점에서, 빛의 각 파장에 대한 특성에 대하여 평가를 했다.

우선, 반도체 웨이퍼로서 실리콘 기판의 두께 방향(깊이 방향)으로의 빛의 침입깊이의 파장 의존성에 대하여 평가했다. 도 7은 실리콘 기판의 두께 방향(깊이 방향)으로의 빛의 침입깊이의 파장 의존성을 나타내는 그래프이다. 여기서는 빛의 파장을 370(일부 자외광을 포함한다)∼1000 nm까지 변화시키고, 그 때의 실리콘 기판의 두께 방향(깊이 방향)으로의 투과율을 측정했다. 여기서 투과율이 깊이 방향에 있어서 급격하게 감소하는 것은 웨이퍼의 표면부만을 가열하는 것을 의미하고, 투과율이 깊이 방향에 있어서 완만하게 감소하는 것은, 웨이퍼의 심부까지 가열되는 것을 의미한다. 이 그래프로부터 분명하듯이, 파장이 짧을수록, 깊이 방향에 있어서의 투과율의 감소가 크고, 따라서, 파장이 짧을수록, 웨이퍼의 표면부만을 선택적으로 가열할 수 있다는 것을 알 수 있다. 바꾸어 말하면, 파장이 길어질수록, 웨이퍼의 심부까지 가열할 수 있다는 것을 알 수 있다. 이 경우, 최근의 설계 룰에서는, 불순물의 주입의 깊이는, 웨이퍼 표면으로부터 최대 50 nm 정도로 매우 얕게 되어 있다. 따라서, 빛의 파장이 700 nm전후, 혹은 그 이상에서는, 웨이퍼의 심부까지 가열되어 해 버리기 때문에 바람직하지 못하고, 빛의 파장을 470 nm(청색광) 전후보다도 작게 할 필요가 있다는 것을 알 수 있다.

여기서, 실리콘 기판에 대한 선(線)흡수계수의 빛의 파장 의존성은, 일반적으로는 도 8에 나타내는 것과 같은 특성을 나타내는 것이 알려져 있다. 도 8은 실리콘 기판에 대한 선흡수계수의 빛의 파장 의존성을 나타내는 그래프이다. 여기서는 빛의 파장은 100∼1000 nm의 범위로 표시되고 있다. 이 그래프에 의하면, 파장 300 nm(자외광)을 피크로 하여 그 전후 방향으로 갈수록, 선흡수계수는 점차 저하되고 있다. 따라서, 파장 300nm 부근의 빛이 가장 효율적으로 웨이퍼를 가열할 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한 이 그래프로부터 빛의 파장이 520 nm 부근보다도 커지면, 혹은 180 nm 부근보다도 작아지면, 선흡수계수가 같이 과도하게 작아져 웨이퍼의 가열효율이 대폭 저하하는 것을 알 수 있다.

다음으로, 웨이퍼 표면의 각 막의 종류에 대한 반사율의 빛의 파장 의존성에 대하여 평가했다. 도 9는 웨이퍼 표면의 각 막의 종류에 대한 반사율의 빛의 파장 의존성을 나타내는 그래프이다. 또한, 여기서 반사율이 서로 차가 적을수록, 서로 차가 보다 적은 승온속도로 가열할 수 있는 것을 의미한다. 여기서는, 실리콘 산화막(SiO₂) 상에, SiN막, TEOS에 의한 Si막, Poly Si막을 각각 성막하여 측정했다. 또 한 참고로 Bare Si(베어 실리콘)에 관해서도 측정했다. 이들 각 막의 종류는, 도 13에 나타내는 트랜지스터와 같이 웨이퍼 표면에 미세한 영역에서 각종 막의 종류가 노출되어 있는 것을 상정하고 있다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 각 Bare Si를 포함하는 각 막의 종류는, 빛의 파장에 의존하여, 그 반사율이 다른 패턴으로 상하로 크게 변동하고 있다. 그러나, 각 반사율간의 차가 가장 적은 파장 영역에 대하여 검토하면, 그와 같은 영역은 빛의 파장이 360∼520 nm의 범위이며, 이 360∼520 nm의 범위에서는, 각 반사율의 차는 대략 0.15 내에 들어가 있다. 이것은, 웨이퍼 표면에 서로 막의 종류가 다른 복수의 미소 영역이 존재하여도, 이들의 미소 영역간에 큰 온도차를 생기게 하는 일 없이 온도가 균일하게 분포한 상태에서 승온할 수 있는 것을 의미한다.

바꾸어 말하면, 막의 종류가 다른 미소 영역간에 큰 온도차, 즉 온도분포가 발생한 채로 승온되면, 열팽창차에 기인하여 그 미소 영역간에 큰 가로 방향 스트레스가 생겨, 최악의 경우는 소자 자체가 파손될 우려가 생기지만, 상술한 바와 같이 빛의 파장을 360∼520 nm의 범위 내로 설정하는 것에 의해, 상기한 바와 같은 미소 영역간에 있어서의 온도차에 기인하는 소자 자체의 파손을 방지할 수 있다. 이 경우, 도 9로부터, 각 막의 종류의 반사율의 차를 보다 작게 할 수 있기 때문에, 파장 400∼470 nm의 범위가 보다 바람직한 것을 알 수 있다.

또한, 이 빛의 파장 360∼520 nm의 범위는, 앞의 도 7에서 설명한 제한 조건(470 nm 근방보다 작음) 및 도 8에서 설명한 제한 조건(180∼520 nm의 범위)도 만족하고 있고, 그 결과, LED 소자로서는 360∼520 nm의 범위 내의 파장의 빛을 발 생하는 LED 소자를 이용하는 것이 양호한 것을 확인할 수 있었다.

상술한 바와 같이, 실제의 LED 소자에서는 중심파장에 대하여 100 nm 정도의 파장 대역을 가진 브로드한 빛을 발생한다. 그리고, 현재는, 중심파장이 470 nm의 청색광을 발생하는 청색 LED 소자가 양산되고 있기 때문에, 이것을 이용하면 장치 자체를 염가로 제공할 수 있다. 그 외에, 자외광을 일부에 포함하는, 혹은 포함하지 않는 자색광을 발하는 자색 LED 소자나 자외광을 발하는 자외광 LED 소자 등도 이용할 수 있다. 또한, 이들 각 소자를 혼재시켜 마련하도록 하여도 좋다.

다음으로, 상술한 바와 같이 하여 구한 빛의 파장 360∼520 nm의 대역에 관해서, Si 기판의 방사율(흡수)의 파장과 온도의 의존성에 대하여 검토를 했기 때문에, 그 검토 결과에 대하여 설명한다. 도 10은 Si 기판의 방사율(흡수)의 파장과 온도의 의존성을 나타내는 그래프이다. 이 그래프는, T. Sato. Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 6(1967)339. 에 있어서 표시되어 있다. 이 그래프에서는, 빛의 파장이 0.4 μm(400 nm) 근방으로부터 20 μm 정도의 범위까지 표시되어 있다. 이 도 10으로부터, 파장 400∼520 nm(0.4∼0.52 μm)의 범위에서는, 웨이퍼온도 543 K(270℃)∼1073 K(800℃)의 범위에 걸쳐, 방사율(흡수)이 0.5∼0.6의 높은 값으로 유지되고 있는 것을 확인할 수 있었다. 이것은, 웨이퍼를 저온으로부터 고온까지 높은 방사율(흡수)로 효율적으로 승온할 수 있는 것을 의미한다. 따라서, 상술한 바와 같은 파장 360∼520 nm의 범위 내의 빛으로 웨이퍼를 가열하는 것에 의해, 이 웨이퍼를 효율적으로 승온할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

다음으로, 상술한 바와 같이 하여 구한 빛의 파장 360∼520 nm의 대역에 관 해서, 리플렉터의 재료에 대하여 평가를 하였으므로, 그 평가 결과에 대하여 설명한다. 도 11은 리플렉터의 재료와 반사율의 빛의 파장 의존성을 나타내는 그래프이다.

여기서는 리플렉터의 재료로서, Au(금)의 경우와, Al(알루미늄합금을 포함한다)만의 경우와, Al(알루미늄합금을 포함한다)의 표면에 MgF₂(불화마그네슘)막을 코팅한 경우에 대하여 검토했다.

이 그래프로부터 분명하듯이, 빛의 파장 360∼520 nm의 범위에 있어서, Au의 경우는 반사율은 30∼40% 정도로서 그다지 바람직하지 못하다. 이에 반하여, Al만의 경우 및 Al의 표면에 MgF₂를 코팅한 경우에는, 반사율은 80∼90%의 범위의 높은 값을 나타내고 있고, 따라서, 이들 재료가 제 1 및 제 2 리플렉터(70, 66)의 재료로서 적합한 것을 확인할 수 있었다.

다음으로, 상술한 바와 같이 하여 구한 빛의 파장 360∼520 nm의 대역에 관해서, 석영유리의 투과율에 대하여 평가를 했기 때문에, 그 평가 결과에 대하여 설명한다. 도 12는 석영유리의 투과율의 파장 의존성을 나타내는 그래프이다.

여기서는 빛의 파장을 150∼950 nm의 범위에서 변화시키고 있다. 이 그래프로부터 분명하듯이, 빛의 파장 360∼520 nm의 범위에 있어서, 석영유리의 투과율은 90∼94% 정도의 높은 값을 나타내고 있다. 따라서, 처리용기(24)의 천장부를 구성하는 광투과창(28)으로서 석영유리를 이용하면, 빛의 흡수가 적고 투과율이 높아져, 이 석영유리가 적합한 것을 확인할 수 있었다.

또한 여기서는 열처리로서 어닐 처리를 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 산화확산 처리, 성막 처리, 개질 처리, 에칭 처리 등의 다른 열처리에 있어서도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 여기서는 피 처리체로서 반도체 웨이퍼를 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 유리 기판, LCD 기판, 세라믹 기판 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.

Claims

피 처리체를 가열하기 위한 가열 장치에 있어서,

상기 피 처리체를 향해서 파장이 360∼520 nm의 범위 내의 가열용 빛을 사출하는 LED(Light Emitthg Diode) 소자를 포함하는 복수의 가열광원을 구비한 것을 특징으로 하는

가열 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 LED 소자는,

자외광을 사출하는 자외광 LED 소자와 자색광을 사출하는 자색광 LED 소자와 청색광을 사출하는 청색광 LED 소자 중 적어도 하나의 종으로 이루어지는 것을 특징으로 하는

가열 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 청색광 LED 소자는,

중심파장이 470 nm의 가열용 빛을 사출하는 것을 특징으로 하는

가열 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 각 가열광원에 대응하여 마련되고, 해당 가열광원으로부터의 빛을 반사하여 상기 피 처리체를 향하는 제 1 리플렉터를 더 구비한 것을 특징으로 하는

가열 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 각 제 1 리플렉터로부터의 반사광은,

각각 상기 피 처리체의 다른 영역을 향해서 집광하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는

가열 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제 1 리플렉터의 반사면은 곡면형상으로 성형되어 있는 것을 특징으로 하는

가열 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제 1 리플렉터는,

알루미늄 또는 알루미늄의 표면에 불화마그네슘막을 코팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는

가열 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 각 가열광원은,

히트 파이프로 이루어지는 소자 부착막대와, 상기 소자 부착 막대의 선단부에 부착된 복수의 상기 LED 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는

가열 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 각 가열광원은,

베이스부를 가지고,

상기 가열광원의 상기 베이스부는 하우징에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 하는

가열장치.
제 9 항에 있어서,

상기 하우징은,

돔 형상으로 성형되어 있고,

그 내측은 곡면형상으로 성형되어, 제 2 리플렉터로서 기능하는 반사면이 구비된 것을 특징으로 하는

가열 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 제 2 리플렉터는,

알루미늄 또는 알루미늄의 표면에 불화마그네슘막을 코팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는

가열 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 하우징에는,

상기 소자 부착 막대의 베이스부를 냉각하기 위한 부착 막대 냉각 수단이 마련되는 것을 특징으로 하는

가열 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 각 가열광원의 상기 소자 부착 막대는,

상기 피 처리체의 표면에 대하여 직교하는 방향, 또는 이 직교하는 방향에 근사한 방향을 따라서 마련되는 것을 특징으로 하는

가열 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 피 처리체의 온도를 측정하기 위한 방사온도계를 더 구비하고,

상기 방사온도계의 측정파장 대역은,

상기 LED 소자로부터의 빛의 파장 대역과는 다르게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는

가열 장치.
피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시하도록 한 열처리 장치에 있어서,

배기 가능하게 이루어져 개구된 천장부를 가지는 처리용기와,

상기 처리용기 내에 마련되어 그 상면측에 상기 피 처리체를 탑재시키기 위한 탑재대와,

상기 처리용기의 상기 천장부를 기밀하게 덮는 광투과창과,

상기 처리용기 내를 향해서 필요한 가스를 도입하는 가스도입 수단과,

상기 광투과창의 위쪽에 마련되어, 상기 피 처리체를 향해서 가열용 빛을 사출하는 가열 장치를 구비하고,

상기 가열 장치는 상기 피 처리체를 향해서 파장이 360∼520 nm의 범위 내의 가열용 빛을 사출하는 LED 소자를 포함하는 가열광원을 구비한 것을 특징으로 하는

열처리 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 탑재대의 상부에는,

복수의 열전(熱電)변환 소자가 마련되는 것을 특징으로 하는

열처리 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 탑재대에는,

필요시에 열매체를 흐르게 하는 열매체유로가 마련되는 것을 특징으로 하는

열처리 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 열처리 장치는,

상기 열처리 장치 전체의 동작을 제어하기 위한 제어 수단을 더 구비하고,

상기 제어 수단은,

상기 피 처리체의 가열 시에는 상기 가열 장치를 온함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 가열하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하고, 상기 피 처리체의 냉각 시에는 상기 가열 장치를 오프함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 냉각하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는

열처리 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 열처리 장치는,

상기 열처리 장치 전체의 동작을 제어하기 위한 제어 수단을 더 구비하고,

상기 제어 수단은, 상기 피 처리체의 가열 시에는 먼저 상기 열전변환 소자를 온하여 상기 피 처리체를 가열하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하여 예비가열한 후, 상기 가열 장치를 온하고, 상기 피 처리체의 냉각 시에는 상기 가열 장치를 오프함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 냉각하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는

열처리 장치.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,

상기 제어 수단은,

상기 각 열전변환 소자에 대하여 개별적으로 전류의 방향과 전력을 제어할 수 있고, 상기 피 처리체의 가열 시에는 상기 피 처리체의 온도의 면내균일성을 높이기 위해서 상기 열전변환 소자마다 가열, 혹은 냉각하도록 제어하는 것을 특징으로 하는

열처리 장치
제 15 항에 있어서,

상기 광투과창은 석영유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는

열처리 장치.
피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시하도록 한 열처리 장치를 제어하는 컴퓨터 프로그램에 있어서,

상기 열처리 장치는,

배기 가능하게 이루어져 개구된 천장부를 가지는 처리용기와,

상기 처리용기 내에 마련되어 그 상면측에 상기 피 처리체를 탑재시키기 위한 탑재대와,

상기 처리용기의 상기 천장부를 기밀하게 덮는 광투과창과,

상기 처리용기 내를 향해서 필요한 가스를 도입하는 가스도입 수단과,

상기 광투과창의 위쪽에 마련되어, 상기 피 처리체를 향해서 가열용 빛을 사출하는 가열 장치를 구비하고,

상기 가열 장치는 상기 피 처리체를 향해서 파장이 360∼520 nm의 범위내의 가열용 빛을 사출하는 LED 소자를 포함하는 가열광원을 구비하고, 상기 탑재대의 상부에는, 복수의 열전변환 소자가 마련된 열처리 장치를 이용하여 상기 피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시함에 있어서,

상기 피 처리체의 가열 시에는 상기 가열 장치를 온함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 가열하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하고,

상기 피 처리체의 냉각 시에는 상기 가열 장치를 오프함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 냉각하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하도록 제어하는

컴퓨터 프로그램.
피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시하도록 한 열처리 장치를 제어하는 컴퓨터 프로그램에 있어서,

상기 열처리 장치는,

배기 가능하게 이루어져 개구된 천장부를 가지는 처리용기와,

상기 처리용기 내에 마련되어 그 상면측에 상기 피 처리체를 탑재시키기 위한 탑재대와,

상기 처리용기의 상기 천장부를 기밀하게 덮는 광투과창과,

상기 처리용기 내를 향해서 필요한 가스를 도입하는 가스도입 수단과,

상기 광투과창의 위쪽에 마련되어, 상기 피 처리체를 향해서 가열용 빛을 사출하는 가열 장치를 구비하고,

상기 가열 장치는 상기 피 처리체를 향해서 파장이 360∼520 nm의 범위내의 가열용 빛을 사출하는 LED 소자를 포함하는 가열광원을 구비하고, 상기 탑재대의 상부에는, 복수의 열전변환 소자가 마련된 열처리 장치를 이용하여 상기 피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시함에 있어서,

상기 피 처리체의 가열 시에는 먼저 상기 열전 변환 소자를 온하여 상기 피 처리체를 가열하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하여 예비가열한 후, 상기 가열 장치를 온하고,

상기 피 처리체의 냉각 시에는 상기 가열 장치를 오프함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 냉각하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하도록 제어하는

컴퓨터 프로그램.
피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시하도록 한 열처리 장치를 제어하는 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억 매체에 있어서,

상기 열처리 장치는,

배기 가능하게 이루어져 개구된 천장부를 가지는 처리용기와,

상기 처리용기 내에 마련되어 그 상면측에 상기 피 처리체를 탑재시키기 위한 탑재대와,

상기 처리용기의 상기 천장부를 기밀하게 덮는 광투과창과,

상기 처리용기 내를 향해서 필요한 가스를 도입하는 가스도입 수단과,

상기 광투과창의 위쪽에 마련되어, 상기 피 처리체를 향해서 가열용 빛을 사출하는 가열 장치를 구비하고,

상기 가열 장치는 상기 피 처리체를 향해서 파장이 360∼520 nm의 범위내의 가열용 빛을 사출하는 LED 소자를 포함하는 가열광원을 구비하고, 상기 탑재대의 상부에는, 복수의 열전변환 소자가 마련된 열처리 장치를 이용하여 상기 피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시함에 있어서,

상기 피 처리체의 가열 시에는 상기 가열 장치를 온함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 가열하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하고,

상기 피 처리체의 냉각 시에는 상기 가열 장치를 오프함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 냉각하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하도록 제어하는 컴퓨터 프로그램을 기억한

기억 매체.
피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시하도록 한 열처리 장치를 제어하는 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억 매체에 있어서,

상기 열처리 장치는,

배기 가능하게 이루어져 개구된 천장부를 가지는 처리용기와,

상기 처리용기 내에 마련되어 그 상면측에 상기 피 처리체를 탑재시키기 위한 탑재대와,

상기 처리용기의 상기 천장부를 기밀하게 덮는 광투과창과,

상기 처리용기 내를 향해서 필요한 가스를 도입하는 가스도입 수단과,

상기 광투과의 위쪽에 마련되어, 상기 피 처리체를 향해서 가열용 빛을 사출 하는 가열 장치를 구비하고,

상기 가열 장치는 상기 피 처리체를 향해서 파장이 360∼520 nm의 범위내의 가열용 빛을 사출하는 LED 소자를 포함하는 가열광원을 구비하고, 상기 탑재대의 상부에는, 복수의 열전변환 소자가 마련된 열처리 장치를 이용하여 상기 피 처리체에 대하여 소정의 열처리를 실시함에 있어서,

상기 피 처리체의 가열 시에는 먼저 상기 열전변환 소자를 온하여 상기 피 처리체를 가열하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하여 예비가열한 후, 상기 가열 장치를 온하고,

상기 피 처리체의 냉각 시에는 상기 가열 장치를 오프함과 동시에 상기 열전변환 소자에 상기 피 처리체를 냉각하도록 하는 방향으로 전류를 흐르게 하도록 제어하는 컴퓨터 프로그램을 기억한

기억 매체.