KR20220007520A - 광 가열 장치 및 가열 처리 방법 - Google Patents

광 가열 장치 및 가열 처리 방법 Download PDF

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KR20220007520A
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데쓰야 기타가와
다카후미 미조지리
요시아키 나카무라
다케히코 요코모리
게이타 가나즈
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우시오덴키 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 보다 짧은 시간에 기판의 가열 처리를 할 수 있는 광 가열 장치 및 가열 처리 방법을 제공한다.
[해결 수단] 기판을 가열하기 위한 광 가열 장치로서, 기판을 수용하는 챔버와, 서로 대향하도록 챔버의 벽면에 설치되고, 챔버 내에 가열용 광을 들여오는 한 쌍의 투광창과, 챔버 내에 있어서, 기판의 각각의 주면이, 한 쌍의 투광창의 각각과 대향하도록, 한 쌍의 투광창 사이에서 기판을 지지하는 지지 부재와, 지지 부재에 지지된 기판을 향하여 광을 출사하는 복수의 LED 소자와, 지지 부재에 지지된 기판을 향하여 광을 출사하는 플래시 램프와, LED 소자를 점등시킨 후, 소정의 시간 경과 후에 플래시 램프를 점등시키는 제어를 행하는 제1 점등 제어부를 구비한다.

Description

광 가열 장치 및 가열 처리 방법{LIGHT HEATING APPARATUS AND HEATING PROCESS METHOD}
본 발명은, 광 가열 장치 및 가열 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 프로세스에서는, 이온 주입법으로 칭해지는 Si 결정에 이온 주입에 의해 불순물을 도입하는 방법이 일반적으로 이용되고 있다. 당해 방법에서는, 이온 주입 시에 발생하는 결정 결함을 회복시키기 위해, 반도체 기판을 1000℃ 이상으로 가열하는 처리가 행해진다.
그리고, 근래에는, 미세화나 고집적화와 함께, 불순물 확산층을 얇게 형성하는 것이 요구되고 있으며, 단시간에 불균일 없이 가열 처리를 할 수 있는 가열 장치가 요구되고 있다. 그래서, 미세 프로세스의 반도체 기판의 가열 처리에는, 예를 들면, 하기 특허 문헌 1에 기재되어 있는, 플래시 램프를 이용한 광 가열 장치가 채용되고 있다.
특허공표 2006-324389호 공보
반도체 기판은, 순간적으로 실온과 1000℃ 이상의 사이에서 승강온시키면, 급격한 온도 변화에 의해 팽창이나 수축이 발생하여, 휨이나 균열이 발생해 버리는 경우가 있다. 그래서, 상기 특허 문헌 1에 기재되어 있는 광 가열 장치는, 플래시 램프에서의 가열의 승강온의 온도차를 작게 하여 반도체 기판의 휨이나 균열을 억제하기 위해, 할로겐 램프를 이용하여 반도체 기판 전체가 불순물의 열 확산이 문제가 되지 않는 온도까지 반도체 기판을 미리 가열하는 구성이 채용되고 있다. 여기서, 본 명세서에 있어서, 플래시 램프에 의한 가열 처리 전에, 별도의 광원을 이용하여 미리 소정의 온도로까지 반도체 기판을 가열하는 것을 「예비 가열」이라고 칭한다. 예비 가열은, 상술한 이유 외에, 반도체 기판의 두께 방향의 온도 구배를 작게 한다는 목적을 위해서도 실시된다.
여기서, 본 발명자들은, 종래의 광 가열 장치의 가일층의 개선, 개량에 대해 예의 검토를 행하여, 종래의 광 가열 장치에 관하여, 이하와 같은 과제가 있는 것을 찾아냈다. 이하, 도면을 참조하면서 상세를 설명한다.
도 13은, 종래의 플래시 램프(102)와 할로겐 램프(103)를 구비하는 광 가열 장치(100)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 종래의 광 가열 장치(100)는, 챔버(101)와, 플래시 램프(102)와, 할로겐 램프(103)를 구비한다.
또, 챔버(101)는, 플래시 램프(102)와 할로겐 램프(103)로부터 출사되는 광을 내측에 들여오기 위한 투광창(104)과, 챔버(101) 내에서 가열 대상이 되는 반도체 기판(W1)을 지지하기 위한 지지대(105)를 구비한다. 또한, 챔버(101) 내를 진공으로 하는 경우, 투광창(104)을 O링 등에 의해 기밀(氣密) 봉지(封止)하는데, 도 13에 있어서는, 이러한 구조는 도시를 생략하고 있다.
할로겐 램프(103)는, 플래시 램프(102)에 의한 가열이 실행되기 전에 점등되고, 지지대(105)와 전열부(106)를 통해, 챔버(101) 내에 수용된 반도체 기판(W1)을 소정의 온도에서 안정될 때까지 예비 가열을 행한다.
여기서, 할로겐 램프(103)에 의한 예비 가열에 있어서, 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)의 온도가 어떻게 변화하여 안정되는지를 설명한다. 도 14는, 종래의 할로겐 램프(103)를 예비 가열원으로서 이용했을 경우의, 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)의 온도의 시간 변화의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 반도체 기판(W1)은, 할로겐 램프(103)에 공급하는 전력을 조정함으로써 주면(W1a)의 온도가 목표 온도(도 14의 예에서는 600℃)에서 안정되도록 예비 가열이 실행된다.
할로겐 램프(103)는, 입력 전력의 변화에 대한 광출력의 추종성이 느리다. 즉, 할로겐 램프(103)는, 전력의 공급이 정지된 후에도, 당분간은 높은 강도의 광의 출사가 계속된다. 이 때문에, 도 14에 나타내는 바와 같이, 반도체 기판(W1)의 온도를 목표 온도보다 더욱 높은 온도까지 상승시켜 버리는, 이른바 오버슈트가 발생한다.
이 오버슈트가 발생하기 때문에, 할로겐 램프(103)에 의한 예비 가열은, 도 14에 나타내는 바와 같이, 목표 온도를 몇 번이나 통과하면서(도 13에서는 600℃의 전후를 변동하면서), 서서히 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)의 온도를 목표 온도를 향하여 수속(收束)시키는 제어가 행해진다.
예비 가열에 의한 온도가 안정되지 않는 상태에서 플래시 램프(102)에 의한 가열 처리를 실행하는 경우에 대해 설명한다. 온도가 안정되지 않은 상태에 있어서, 플래시 램프(102)에 의한 반도체 기판의 가열 처리가 행해지면, 반도체 기판이 받는 온도 변화의 이력인 열 이력(「서멀 버짓」이라고도 칭해진다)에 편차가 발생한다.
열 이력은, 반도체 기판 내에서 발생하는 열 확산에 영향을 주고, 특히, 미세 프로세스에 있어서는, 불순물 확산층의 형성에 기여한다. 즉, 열 이력의 편차가 크면, 불순물 확산층이 일정하게 형성되지 않으며, 반도체 기판마다 기판 상에 형성된 소자의 특성이 크게 상이해 버린다. 따라서, 예비 가열에 의한 온도가 안정되지 않는 상태에서 플래시 램프(102)에 의한 가열 처리를 실행하는 경우는, 반도체 기판마다 만듦새가 상이해 버린다.
이 때문에, 할로겐 램프(103)에 의한 예비 가열이 행해지는 경우, 플래시 램프(102)에 의한 가열 처리는, 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)의 온도가 목표 온도에서 안정된 시점에서 행할 필요가 있다.
또, 상기의 오버슈트는, 목표 온도에 도달하기 전에 할로겐 램프(103)로의 전력 공급을 줄이는 등 하여 억제하는 것도 가능하다. 또한, 고성능인 전력 제어기를 이용하여 할로겐 램프(103)의 입력 전력을 제어함으로써, 할로겐 램프(103)의 입력 전력의 변화에 대한 광출력의 추종성을 빠르게 할 수도 있다.
도 15는, 고성능인 전력 제어기를 이용하여 할로겐 램프(103)의 입력 전력을 제어했을 경우의, 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)의 온도의 시간 변화의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 상술과 같은 제어를 했을 경우에도 오버슈트는 발생하기 때문에, 점등을 개시하고 나서 온도가 안정되기까지는 시간(T2)을 필요로 한다. 도 15는, 비교를 위해, 도 14에 나타내는 그래프가 파선으로 병기되어 있다.
그러나, 최근의 반도체 제조업에 있어서는, 하나의 제조 거점에 있어서 연간에 수십만에서 수백만장의 반도체 기판이 제조되고 있으며, 한 장마다의 처리에 걸리는 시간이 1초라도 짧은 제조 장치나 처리 장치가 기대되고 있다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여, 보다 짧은 시간에 반도체 기판의 가열 처리를 할 수 있는 광 가열 장치 및 가열 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 광 가열 장치는,
기판을 가열하기 위한 광 가열 장치로서,
상기 기판을 수용하는 챔버와,
상기 챔버 내에 있어서, 상기 기판을 지지하는 지지 부재와,
상기 지지 부재에 지지된 상기 기판을 향하여 광을 출사하는 복수의 LED 소자와,
상기 지지 부재에 지지된 상기 기판을 향하여 광을 출사하는 플래시 램프와,
상기 LED 소자를 점등시킨 후, 소정의 시간 경과 후에 상기 플래시 램프를 점등시키는 제어를 행하는 제1 점등 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
LED 소자는, 할로겐 램프와 비교하여, 발광 원리적으로 입력 전력의 변화에 대한 광출력의 추종성이 극히 빠르다. 즉, LED 소자는, 전류의 공급을 저감, 또는 정지시키는 제어를 행하면, 바로 휘도를 저하, 또는 광의 출사를 정지시킬 수 있다. 따라서, 기판의 예비 가열을 LED 소자로 행함과 더불어, 목표 온도에 이르는데 필요로 한다고 상정된 시간의 경과 후에, LED 소자로부터 광출력을 저하, 또는 정지시키도록 제어함으로써, 목표 온도를 초과하여 온도가 상승하는 것을 억제할 수 있다. 그리고, 목표 온도에 도달 후, 바로 플래시 램프에 의한 가열 처리가 가능해진다.
즉, 상기 구성으로 함으로써, 예비 가열에서의 온도의 안정 대기 시간을 필요로 하지 않고, 기판의 가열 처리를 실행할 수 있어, 종래보다 짧은 시간으로 가열 처리를 완료시킬 수 있다.
상기 광 가열 장치에 있어서,
상기 챔버는, 내측에 가열용 광을 들여오기 위한 투광창을 벽면에 갖고,
상기 지지 부재는, 상기 기판의 주면과 상기 투광창이 대향하도록, 상기 기판을 지지하고,
상기 복수의 LED 소자와 상기 플래시 램프는, 상기 챔버의 외측으로부터, 상기 투광창을 통해, 상기 지지 부재에 지지된 상기 기판의 주면을 향하여 광을 출사하도록 배치되어 있어도 상관없다.
상기 구성으로 함으로써, 챔버 내를 진공이나 처리 가스를 충만시킨 상태로 해도, LED 소자나 플래시 램프가 챔버의 외측에 배치되어 있으므로, 동작 중에 광원이 파손되어 버리는 것 등을 방지할 수 있다. 또, 챔버 내에 배치되는 부재가 적게 되기 때문에, 가열 대상인 기판을 오손(汚損)해 버리는 먼지나 파티클 등의 발생원이 적게 되어, 보다 청결한 가열 처리가 실현된다.
청구항 1에 있어서,
상기 광 가열 장치에 있어서,
상기 복수의 LED 소자는, 상기 지지 부재에 지지된 상기 기판의 한쪽의 주면을 향하여 광을 출사하고,
상기 플래시 램프는, 상기 지지 부재에 지지된 상기 기판의 다른 쪽의 주면을 향하여 광을 출사하는 것을 특징으로 하는 광 가열 장치.
또한, 상기 광 가열 장치에 있어서,
상기 챔버는, 내측에 가열용 광을 들여오기 위한, 서로 대향하는 한 쌍의 투광창을 갖고,
상기 지지 부재는, 상기 기판의 각 주면과 상기 한 쌍의 투광창이 각각 대향하도록, 상기 기판을 지지하고,
상기 복수의 LED 소자와 상기 플래시 램프는, 상기 챔버의 외측으로부터, 상기 투광창을 통해, 상기 지지 부재에 지지된 상기 기판의 각 주면을 향하여 광을 출사하도록 배치되어 있어도 상관없다.
상기 구성으로 함으로써, 챔버 내에 수용된 기판의 한쪽의 주면에는, 플래시 램프에 의한 섬광이 조사되고, 다른 쪽의 주면에는, LED 소자로부터 출사되는 광이 조사된다. 이에 의해, 플래시 램프로부터 출사되는 높은 강도의 광이 LED 소자에 직접 조사되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 투광창을 구비하는 구성의 설명에서 상술한 바와 같이, 챔버 내를 진공이나 처리 가스를 충만시킨 상태로 해도, LED 소자나 플래시 램프가 챔버의 외측에 배치되어 있으므로, 동작 중에 광원이 파손되어 버리는 것 등을 방지할 수 있다. 또, 챔버 내에 배치되는 부재가 적게 되기 때문에, 가열 대상인 기판을 오손해 버리는 먼지나 파티클 등의 발생원이 적게 되어, 보다 청결한 가열 처리가 실현된다.
상기 광 가열 장치는,
상기 기판의 주면의 온도를 계측하는 방사 온도계를 구비하고,
상기 제1 점등 제어부는, 상기 LED 소자를 점등시키고 나서, 상기 방사 온도계가 측정하는 상기 기판의 주면의 온도가 소정의 온도에 도달한 것을 검지한 상기 소정의 시간 경과 후에, 상기 플래시 램프를 점등하도록 제어하는 것이어도 상관없다.
상기 구성으로 함으로써, 플래시 램프에 의한 가열 처리는, 기판의 주면의 온도가 확실히 목표 온도에 도달한 시점에서 실행된다.
또한, 상기 광 가열 장치는,
상기 방사 온도계가 측정한 온도에 의거하여, 상기 LED 소자에 공급하는 전류를 제어하는 제2 점등 제어부를 구비하고,
상기 제2 점등 제어부는, 각각의 상기 LED 소자에 대해 동일한 전류를 공급하여 상기 LED 소자의 점등을 개시시키고, 상기 LED 소자의 점등 후, 상기 방사 온도계가 측정한 상기 기판의 주면의 온도 분포에 있어서, 가장 높은 온도를 나타내는 영역에 광을 조사하는 상기 LED 소자에 공급하는 전류를 감소, 또는 가장 낮은 온도를 나타내는 영역에 광을 조사하는 상기 LED 소자에 공급하는 전류를 증가시키도록 제어하는 것이어도 상관없다.
예를 들면, 예비 가열에 의해 기판을 가열하는 경우, 그 외주부는 중앙부에 비해 온도가 내려가기 쉽다. 이 때문에, 복수의 LED 소자를 이용하여 행하는 예비 가열에서는, 모든 LED 소자에 완전히 같은 전류를 공급했을 경우, 기판 전체에 있어서 온도 분포에 편차가 발생한다. 그러면, 플래시 램프에 의한 가열 처리에 있어서, 처리 불균일이 발생해 버려, 기판에 휨이나 균열을 발생시키거나, 동일한 기판 상에 형성된 소자의 특성에 큰 편차를 발생시키거나 해 버린다.
그래서, 제2 점등 제어부가 상기와 같이, 예를 들면, 수천개 늘어놓은 LED 소자 중, 구역 나눔한 구역마다의 LED 소자(백개 정도)에 대해 전류를 제어함으로써, 기판에 예비 가열에 있어서의 온도 분포에 있어서, 가장 온도가 높은 부분과 가장 온도가 낮은 부분의 차가 작아지도록 가열할 수 있어, 기판에 있어서의 가열 처리의 불균일이나, 휨이나 균열의 발생을 억제할 수 있다.
상기 광 가열 장치는,
상기 기판이 반도체 기판, 또는 유리 기판이어도 상관없다.
또, 상기 광 가열 장치에 있어서,
상기 복수의 LED 소자가 출사하는 광의 주된 발광 파장은, 300nm~1050nm의 범위 내에 포함되어 있어도 상관없다.
본 명세서에 있어서의 「주된 발광 파장」이란, 출사되는 광의 강도가 가장 높은 파장을 가리킨다.
특히, 실리콘(Si)으로 이루어지는 반도체 기판은, 자외광으로부터 가시광의 파장 대역의 광에 대해 흡수율이 높고 투과율이 낮은데, 파장이 1100nm보다 길어지면 급격하게 흡수율이 낮아지고, 투과율이 높아진다는 특징이 있다. 「발명을 실시하기 위한 형태」의 설명에 있어서 참조되는 도 5에 나타내는 바와 같이, 파장이 1100nm 이상의 광이 반도체 기판에 조사되면, 약 50%의 광이 반도체 기판을 투과해 버린다.
실리콘으로 이루어지는 반도체 기판의 경우, 파장 1100nm 이상의 광은, 처리 대상이 되는 주면과는 반대측의 면에 조사되면, 일부가 반도체 기판을 투과하여, 처리 대상의 주면으로까지 도달해 버린다. 그러면, 처리 대상이 되는 주면에 형성되어 있는 배선 등이 이 광을 흡수해 버려, 온도 분포에 편차가 발생하고, 반도체 기판에 휨이나 균열이 발생할 우려가 있다. 이 때문에, LED 소자로부터 출사시키는 광의 주된 발광 파장은, 흡수율이 50% 이상이며, 투과율이 20% 이하인, 1050nm 이하인 것이 바람직하다.
또, 실리콘으로 이루어지는 반도체 기판은, 파장 300nm 미만의 광에 대해, 흡수율이 가장 낮은 곳에서 약 10% 정도까지 저하해 버린다. 이 때문에, 적어도 25% 이상의 흡수율을 확보하기 위해서는, LED 소자로부터 출사되는 광의 주된 발광 파장은, 300nm 이상인 것이 바람직하다.
상기 구성으로 함으로써, LED 소자로부터 출사된 광은, 반도체 기판을 투과하여 처리 대상이 되는 주면에는 거의 도달하지 않는다. 이 때문에, 처리 대상이 되는 주면은, 플래시 램프로부터 출사되는 광에 의해 일정하게 승온되어 전체가 균일하게 가열 처리된다.
또한, 「발명을 실시하기 위한 형태」의 설명에 있어서 참조되는 도 4에 나타내는 바와 같이, LED 소자는, 할로겐 램프와 비교하여, 협소한 스펙트럼을 갖기 때문에, 반도체 기판의 예비 가열용 광으로서 바람직한 파장 범위 내에서만 높은 강도를 나타내는 광을 출사하는 광원을 구성할 수 있다.
본 발명의 가열 처리 방법은,
기판의 가열 처리 방법으로서,
상기 기판을, 챔버 내에 수용하는 공정 (A)와,
상기 챔버 내에 수용된 상기 기판을 향하여 광을 출사하는 복수의 LED 소자를 점등시키는 공정 (B)와,
상기 공정 (B) 후, 소정의 시간 경과 후에, 상기 챔버 내에 수용된 상기 기판을 향하여 광을 출사하는 플래시 램프를 점등시키는 공정 (C)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 가열 처리 방법에 있어서,
상기 공정 (C)는, 상기 공정 (B)를 개시하고 나서, 방사 온도계에 의해 상기 기판의 주면의 온도가 소정의 온도에 도달한 것이 검지된 상기 소정의 시간 경과 후에, 상기 플래시 램프를 점등시키는 공정이어도 상관없다.
상술한 바와 같이, LED 소자로부터 출사되는 광에 의해 예비 가열이 행해지는 경우는, 목표 온도 도달 직후에 플래시 램프를 점등시켜 가열 처리할 수 있다. 즉, 상기 방법으로 함으로써, 예비 가열에서의 온도의 안정 대기 시간을 필요로 하지 않고, 기판의 가열 처리를 실행할 수 있어, 종래보다 짧은 시간으로 가열 처리를 완료시킬 수 있다.
또, 상기 가열 처리 방법에 있어서, 각 공정은, 사람이 수작업으로 스위치나 버튼을 조작하여 행하는 것이어도 상관없다.
본 발명에 의하면, 보다 짧은 시간에 기판의 가열 처리를 할 수 있는 광 가열 장치 및 가열 처리 방법이 실현된다.
도 1은, 광 가열 장치의 하나의 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 측면 단면도이다.
도 2는, 리플렉터를 제외한 상태에서 도 1의 광 가열 장치를 ＋Z측에서 보았을 때의 도면이다.
도 3은, LED 소자가 배치되어 있는 LED 기판을 ＋Z측에서 보았을 때의 도면이다.
도 4는, 플래시 램프와 LED 소자가 출사하는 광의 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 5는, 실리콘으로 이루어지는 반도체 기판의 광에 대한 흡수율과 투과율의 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 6은, 광 가열 장치에 의한 가열 처리 공정의 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 7은, 광 가열 장치에 의한 가열 처리에서의 반도체 기판의 주면의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8a는, 반도체 기판의 영역과 LED 소자의 관련지음의 일례를 나타내는, 도 1의 광 가열 장치의 LED 기판 주변의 확대도이다.
도 8b는, LED 기판을 몇 개의 영역으로 구분한 예를 나타내는 도면이다.
도 9는, 광 가열 장치의 하나의 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 측면 단면도이다.
도 10은, 도 9의 광 가열 장치를 -Z측에서 보았을 때의 도면이다.
도 11은, 광 가열 장치의 별도 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 측면 단면도이다.
도 12는, 광 가열 장치의 별도 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 측면 단면도이다.
도 13은, 종래의 플래시 램프와 할로겐 램프를 구비하는 광 가열 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 14는, 종래의 할로겐 램프를 예비 가열원으로서 이용했을 경우의, 반도체 기판의 주면의 온도의 시간 변화의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 15는, 고성능인 전력 제어기를 이용하여 할로겐 램프의 입력 전력을 제어했을 경우의, 반도체 기판의 주면의 온도의 시간 변화의 일례를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 광 가열 장치 및 가열 처리 방법에 대해, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 광 가열 장치에 관한 이하의 각 도면은, 모두 모식적으로 도시된 것이며, 도면 상의 치수비나 개수는, 실제의 치수비나 개수와 반드시 일치하지 않는다.
[제1 실시 형태]
도 1은, 광 가열 장치(1)의 하나의 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 측면 단면도이며, 도 2는, 후술의 리플렉터(17)를 제외한 상태에서 도 1의 광 가열 장치(1)를 ＋Z측에서 보았을 때의 도면이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 실시 형태의 광 가열 장치(1)는, 반도체 기판(W1)이 수용되는 챔버(10)와, 복수의 플래시 램프(11)와, 복수의 LED 소자(12)와, 제어부(13)와, 방사 온도계(14)를 구비한다.
이하의 설명에 있어서는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 복수의 플래시 램프(11)가 배열되어 있는 방향을 X방향, 플래시 램프(11)가 연신하는 방향을 Y방향, X방향 및 Y방향과 직교하는 방향을 Z방향으로 한다. 그리고, 방향을 표현할 때에, 양음의 방향을 구별하는 경우에는, 「＋Z방향」, 「-Z방향」과 같이, 양음의 부호를 붙여 기재되고, 양음의 방향을 구별하지 않고 방향을 표현하는 경우에는, 간단히 「Z방향」으로 기재된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 챔버(10)는, 내측에 반도체 기판(W1)을 지지하는 지지 부재(16)를 구비한다. 지지 부재(16)는, 반도체 기판(W1)의 주면(W1a, W1b)이 XY평면 상에 배치되도록, 반도체 기판(W1)을 지지한다. 또한, 지지 부재(16)에 의한 반도체 기판(W1)의 지지는, 그 주면(W1a, W1b)이 XY평면 상에 배치되는 것이면 되고, 예를 들면 지지 부재(16)가 핀 형상의 돌기를 복수 구비하고, 그 돌기에 의해 반도체 기판(W1)을 점으로 지지하는 것이어도 상관없다. 여기서, 주면(W1a)은, 회로 소자나 배선 등이 형성되고, 플래시 램프(11)로부터 출사되는 광이 조사되는 면이며, 주면(W1b)은, 예비 가열을 위해 LED 소자(12)로부터 출사되는 광이 조사되는 면이다.
또, 챔버(10)는, Z방향에 있어서 서로 대향하도록 설치된 한 쌍의 투광창(15)을 구비한다. 한 쌍의 투광창(15)은, 각각, 플래시 램프(11)로부터 출사된 광과, LED 소자(12)로부터 출사된 광을 챔버(10) 내에 들여오기 위해 설치되어 있다. 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 챔버(10)는, 직육면체 형상을 나타내고 있는데, 예를 들면, Z방향에서 보았을 때에 원형 형상인 원통 형상 등, 직육면체 형상 이외의 형상을 나타내고 있어도 상관없다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 투광창(15)의 각각은, 지지 부재(16)로 지지되는 반도체 기판(W1)의 각 주면(W1a, W1b)과 대향하도록 구성되어 있다. 즉, 플래시 램프(11)로부터 출사된 광은, ＋Z측의 투광창(15)을 통해 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)에 조사되고, LED 소자(12)로부터 출사된 광은, -Z측의 투광창(15)을 통해 반도체 기판(W1)의 주면(W1b)에 조사된다.
또한, 광 가열 장치(1)는, 방사 온도계(14)를 구비하고 있으며, 방사 온도계(14)에 의해 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)의 온도를 관측하기 위한 관측용 창(10a)이 챔버(10)의 -X측의 벽면에 설치되어 있다. 관측용 창(10a)이 설치되어 있음으로써, 도 1에 있어서 파선의 화살표로 모식적으로 나타내는 바와 같이, 방사 온도계(14)는, 관측용 창(10a)을 통해 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)의 온도를 관측한다.
플래시 램프(11)는, 제어부(13)에 의해 점등 제어가 행해지면, 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)을 향하여, 섬광을 출사한다. 플래시 램프(11)로부터 출사된 섬광이, 챔버(10)의 ＋Z측의 투광창(15)을 통해 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)에 조사됨으로써, 반도체 기판(W1)이 1000℃ 이상까지 순간적으로 가열된다.
플래시 램프(11)의 ＋Z측에는, 챔버(10)와는 반대측(＋Z측)을 향하여 진행하는 광을, 챔버(10)측(-Z측)을 향하도록 반사시키는 리플렉터(17)가 구비되어 있다. 이에 의해, 플래시 램프(11)로부터 출사되는 광은, 유효적절하게 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)에 조사된다.
또한, 제1 실시 형태에 있어서는, 플래시 램프(11)는 복수 배치되어 있는데, 출사하는 광의 강도가 충분히 높으면, 한 개만으로 구성되어 있어도 되고, 리플렉터(17)가 배치되지 않아도 상관없다.
도 3은, LED 소자(12)가 배치되어 있는 LED 기판(12a)을 ＋Z측에서 보았을 때의 도면이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, LED 기판(12a)은, 재치되어 있는 복수의 LED 소자(12)가 XY평면 상에 배열되어 있으며, LED 소자(12)로부터 출사되는 광이, -Z측의 투광창(15)을 향하도록 배치되어 있다.
제1 실시 형태의 광 가열 장치(1)는, 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 1개의 LED 기판(12a)에 복수의 LED 소자(12)가 동일 평면 상에 배치되어 있는데, LED 기판(12a)이 곡면을 구성하여, LED 소자(12)는, 당해 곡면 상에 배치되어 있어도 된다. 또, LED 기판(12a)이 복수 구비되어 있어도 상관없다.
여기서, 플래시 램프(11)와, LED 소자(12)로부터 출사되는 광의 스펙트럼에 대해 설명한다. 도 4는, 플래시 램프(11)와 LED 소자(12)가 출사하는 광의 스펙트럼을 나타내는 그래프이며, 도 5는, 실리콘으로 이루어지는 반도체 기판(W1)의 광에 대한 흡수율과 투과율의 스펙트럼을 나타내는 그래프이다. 도 4에 나타내는 그래프는, 피크 파장의 광강도를 1로 한 상대 강도로 나타내는 그래프이다. 도 5에 나타내는 그래프는, 소자나 배선이 형성되어 있지 않은 실리콘 기판에 있어서의 흡수율과 투과율의 그래프이다. 또, 도 4는, 종래 구성과의 비교를 위해, 할로겐 램프(103)의 스펙트럼이 파선으로 병기되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 실시 형태에 있어서의 LED 소자(12)로부터 출사되는 광은, 주된 발광 파장이 400nm이고, 광강도의 피크값에 대한 상대 강도가 50% 이상이 되는 파장 대역의 폭이 100nm 이하의 발광 스펙트럼을 나타내고, 플래시 램프(11)로부터 출사되는 광은, 발광 파장 대역의 폭이 1000nm 이상의 브로드한 발광 스펙트럼을 나타낸다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 실리콘으로 이루어지는 반도체 기판(W1)은, 1100nm 이하의 파장 대역의 광에 대해서는, 흡수율이 투과율을 웃돌고 있으며, 1100nm 이상의 파장 대역의 광에 대해서는, 투과율이 흡수율을 웃돌고 있다. 따라서, 효율적으로 반도체 기판(W1)을 가열하기 위해서는, 예비 가열에 이용하는 LED 소자(12)의 주된 발광 파장이, 실리콘으로 이루어지는 반도체 기판(W1)에 있어서, 흡수율이 50% 이상이고, 투과율이 20% 이하인, 1050nm 이하인 것이 바람직하다.
또, 실리콘으로 이루어지는 반도체 기판(W1)은, 300nm 미만의 파장 대역의 광에 대해 흡수율이 현저하게 낮아져 버린다. 이 때문에, LED 소자(12)의 주된 발광 파장은, 300nm 이상인 것이 바람직하다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 할로겐 램프(103)로부터 출사되는 광은, 플래시 램프(11)와 동일하게, 발광 파장 대역의 폭이 1000nm 이상의 브로드한 발광 스펙트럼이다. 따라서, 종래의 할로겐 램프(103)에 의한 예비 가열에서는, 반도체 기판(W1)을 투과하는 1100nm 이상의 파장 대역의 광이, 높은 강도로 반도체 기판(W1)의 주면(W1b)에 조사되어 버린다.
제어부(13)는, 플래시 램프(11)의 점등 제어를 행하는 제1 점등 제어부(13a)와, LED 소자(12)의 점등 제어를 행하는 제2 점등 제어부(13b)와, LED 소자(12)의 점등을 개시한 직후로부터의 경과 시간을 계측하는 타이머(13c)를 구비한다. 제1 점등 제어부(13a)는, 타이머(13c)가 LED 소자(12)의 점등 개시로부터 소정의 시간이 경과한 것을 검지하면, 플래시 램프(11)를 점등시키는 제어를 행한다. 제2 점등 제어부(13b)에 의한 바람직한 제어 내용에 대해서는 후술된다. 또한, 타이머(13c)는, 광 가열 장치(1)와는 별도로 설치되어 있어도 상관없다.
이하, 제1 실시 형태의 광 가열 장치(1)에 의해 행해지는, 반도체 기판(W1)의 가열 처리의 각 공정에 대해 설명한다. 도 6은, 광 가열 장치(1)에 의한 가열 처리 공정의 순서를 나타내는 플로차트이며, 도 7은, 광 가열 장치(1)에 의한 가열 처리에서의 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)의 온도 변화를 나타내는 그래프이다. 또, 도 7은, 종래의 구성과의 비교를 위해, 도 13 및 도 14에 나타내는, 종래의 광 가열 장치(100)에 의한 가열 처리에서의 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)의 온도 변화를 나타내는 그래프가 파선으로 병기되어 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 우선, 챔버(10) 내에 반도체 기판(W1)이 수용된다(단계 S1). 이 단계 S1이, 공정 (A)에 대응한다.
단계 S1의 실행 후, 제2 점등 제어부(13b)가, LED 소자(12)에 전류의 공급을 개시하도록 제어하여, LED 소자(12)를 점등시켜 예비 가열을 개시한다(단계 S2). 이 단계 S2가, 공정 (B)에 대응한다.
단계 S2의 실행 후, 타이머(13c)가 경과 시간의 계측을 개시하여, 도 7에 나타내는 바와 같이, 반도체 기판(W1)이 목표 온도에 도달할 때까지의 시간(T1)이 경과할 때까지 대기한다(단계 S3). 이 시간(T1)은, 반도체 기판(W1)의 크기나 두께 등에 따라, 적절히 결정되는 시간이며, 도 7에 나타내는 설정은, 단순한 일례이지만, 고성능인 전력 제어기를 이용하여 할로겐 램프의 입력 전력을 제어하는 경우의 안정 대기 시간(T2)보다 짧게 설정할 수 있다.
타이머(13c)가 소정의 시간이 경과한 것을 검지하면, 제1 점등 제어부(13a)가 플래시 램프(11)를 점등시키는 제어를 행한다(단계 S4). 이 단계 S4가, 공정 (C)에 대응한다. 이 때, 제2 점등 제어부(13b)는, LED 소자(12)의 온도 상승을 억제하기 위해, LED 소자(12)에 공급하는 전류를 저하시키도록 제어해도 상관없다.
단계 S4의 실행 후, 제2 점등 제어부(13b)가 LED 소자(12)를 소등시키기 위해 전류의 공급을 정지시킨다(단계 S5).
또한, LED 소자(12)는, 반도체 기판(W1)의 예비 가열을 행하기 위한 광원이며, 플래시 램프(11)의 점등 시에, 반드시 점등하고 있을 필요는 없다. 즉, 본 실시 형태에 있어서, 단계 S5는, 단계 S4의 실행 후에 행해지고 있는데, 단계 S5는, 단계 S4의 플래시 램프(11)의 점등 제어와 동시, 또는 단계 S4의 직전에 행해져도 상관없다.
단계 S5의 실행 후, 반도체 기판(W1)의 온도가, 챔버(10) 내로부터 꺼낼 수 있는 온도로 내려간 시점에서, 반도체 기판(W1)을 꺼낸다(단계 S6).
이 때, 챔버(10) 내의 온도가 반도체 기판(W1)을 꺼낼 수 있는 온도까지 저하되어 있는지 여부는, 방사 온도계(14)에 의해 판단해도 되고, 타이머(13c)로 소정의 시간이 경과했는지 여부로 판단해도 상관없다. 반도체 기판(W1)을 챔버(10)로부터 꺼내는 온도는, 장치 구성 등에 따라 임의로 설정되는 것이며, 도 7에 있어서 2점파선으로 꺼내는 온도를 나타내고 있는데, 이 설정은 단순한 일례이다.
상기 구성으로 함으로써, 도 7에 나타내는 바와 같이, 예비 가열에서의 온도의 안정 대기 시간을 필요로 하지 않고, 플래시 램프(11)에 의한 광조사를 실행할 수 있어, 종래보다 가열 처리 시간을 수sec~수십sec 단축시킬 수 있다.
또, 제어부(13)에 의해, 예비 가열에서의 온도 불균일이 작아지도록 LED 소자(12)의 점등 제어가 행해진다. 이 때문에, 반도체 기판(W1)의 온도 분포의 편차가 억제되어, 가열 처리의 불균일이나, 휨이나 균열의 발생이 억제된다.
또한, 제1 실시 형태에 있어서는, LED 소자(12)의 주된 발광 파장이 400nm이기 때문에, 상술한 이유에 의해, LED 소자(12)로부터 출사되는 광은, 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)에 거의 도달하지 않는다. 이 때문에, 회로 소자나 배선의 광흡수에 의한 온도 분포의 편차를 억제할 수 있다.
또한, 단계 S2에 있어서, 제2 점등 제어부(13b)는, 복수의 LED 소자(12) 중, 특정의 LED 소자(12)에 대해 공급하는 전력을 감소, 또는 증가시킴으로써, 소자마다 휘도를 상이하게 하도록 제어를 행하는 것으로 해도 상관없다.
구체적으로는, 제2 점등 제어부(13b)는, 동일한 전류를 공급시켜 LED 소자(12)의 점등을 개시시킨 후, 방사 온도계(14)가 측정한 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)의 온도 분포에 있어서, 가장 온도가 높은 것을 나타내는 영역에 광을 조사하는 LED 소자(12)에, 공급하는 전류를 감소시키도록 제어한다. 또, 제2 점등 제어부(13b)는, 가장 온도가 낮은 것을 나타내는 영역에 광을 조사하는 LED 소자(12)에 공급하는 전류를 증가시키도록 제어해도 상관없다.
도 8a는, 반도체 기판(W1)의 영역(W1p, W1q)과 LED 소자(12)의 관련지음의 일례를 나타내는, 도 1의 광 가열 장치(1)의 LED 기판(12a) 주변의 확대도이다. 도 8a에 나타내는 바와 같이, 상기 제어는, 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)의 각 영역(W1p, W1q)과, 주면(W1a) 상의 각 영역(W1p, W1q)에 광을 조사하는 LED 소자(12p, 12q)를 관련지어 두고, 제2 점등 제어부(13b)가, 각각의 영역(W1p, W1q)의 온도에 따라, 각 LED 소자(12p, 12q)에 공급하는 전류를 제어한다. 도 8a는, 설명의 편의를 위해, X방향에 관해서만 도시하고 있는데, 반도체 기판(W1)의 XY평면에 있어서의 각 영역이, LED 기판(12a) 상에 배치된 어느 하나의 LED 소자(12)에 관련지음되어 있다.
도 8b는, LED 기판(12a)을 몇 개의 영역(Z1, Z2, Z3)으로 구분한 예를 나타내는 도면이다. 도 8a를 참조하여 설명한 제어 방법과는 별도의 제어 방법으로서는, 예를 들면, 도 8b에 나타내는 바와 같이, LED 기판(12a)을 몇 개의 영역(Z1, Z2, Z3)으로 구분하고, 제2 점등 제어부(13b)가, 영역(Z1, Z2, Z3)마다 LED 소자(12)군에 공급하는 전류를 제어하는 방법이 있다. 이 방법의 경우, 제2 점등 제어부(13b)는, 방사 온도계(14)가 측정한 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)의 온도 분포에 있어서, 가장 온도가 높은 것을 나타내는 영역에 광을 조사하는 LED 소자(12)군에, 공급하는 전류를 감소시키도록 제어한다.
이 제어 방법의 경우에 있어서도, 각각의 LED 소자(12)를 개별적으로 보면, 제2 점등 제어부(13b)는, 방사 온도계(14)가 측정한 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)의 온도 분포에 있어서, 가장 온도가 높은 것을 나타내는 영역에 광을 조사하는 LED 소자(12)에, 공급하는 전류를 감소시키도록 제어하고 있다. 또한, 당해 제어 방법에 있어서도, 제2 점등 제어부(13b)는, 방사 온도계(14)가 측정한 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)의 온도 분포에 있어서, 가장 온도가 낮은 것을 나타내는 영역에 광을 조사하는 LED 소자(12)군에, 공급하는 전류를 증가시키도록 제어해도 상관없다.
광 가열 장치(1)는, 제2 점등 제어부(13b)가, LED 소자(12)를 일괄하여 점등 제어하도록 구성되고, 방사 온도계(14)가 구비되어 있지 않아도 상관없다. 또, 제1 실시 형태의 광 가열 장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 방사 온도계(14)가, 챔버(10)의 외측에 배치되고, 관측용 창(10a)을 통해 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)의 온도 측정을 행하도록 구성되어 있는데, 방사 온도계(14)는, 챔버(10) 내에 설치되어 있어도 상관없다.
상술의 설명에서는, 가열 처리의 대상이 실리콘으로 이루어지는 반도체 기판(W1)으로 설명되어 있는데, 광 가열 장치(1)는, 실리콘으로 이루어지는 반도체 기판(W1) 이외의 가열, 나아가서는, 반도체 기판 이외의 기판 재료의 가열에 이용할 수 있다. 일례로서는, 디스플레이의 제조 공정에 있어서의 유리 기판의 가열 처리에 사용할 수 있다.
또한, 광 가열 장치(1)에 탑재하는 LED 소자(12)는, 상술한 바와 같이, 광강도의 피크값에 대한 상대 강도가 50% 이상이 되는 파장 대역의 폭이 100nm 이하로 좁기 때문에, 가열 효율의 관점 등에서, 가열 대상물의 흡수 스펙트럼에 따라, 출사하는 광의 주된 발광 파장을 적절히 설정하는 것이 바람직하다.
[제2 실시 형태]
본 발명의 광 가열 장치(1)의 제2 실시 형태의 구성에 대해, 제1 실시 형태와 상이한 개소를 중심으로 설명한다.
도 9는, 광 가열 장치(1)의 하나의 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 측면 단면도이다. 도 10은, 도 9의 광 가열 장치(1)를 -Z측에서 보았을 때의 모식적인 도면이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 광 가열 장치(1)의 제2 실시 형태는, Z방향으로 보았을 때에, LED 기판(12a)이 원환 형상으로 형성되어 있다.
제2 실시 형태의 광 가열 장치(1)는, 제1 실시 형태와 동일하게 제어부(13)를 구비하는데, 번잡한 도시를 피하기 위해, 도 9에 있어서 제어부(13)는 도시하지 않았다.
또, LED 기판(12a)의 LED 소자(12)를 재치하는 평면은, XY평면에 대해 경사져 있으며, LED 소자(12)로부터 출사되는 광은, Z방향과는 비(非)평행한 방향으로부터 반도체 기판(W1)의 주면(W1b)에 조사된다.
상기 구성으로 함으로써, 광 가열 장치(1)는, LED 기판(12a)의 내측을 통해, -Z측의 투광창(15)으로부터 챔버(10) 내의 모습을 관찰할 수 있으며, 챔버(10) 내에 수용된 반도체 기판(W1)이, 지지 부재(16)로부터 벗어나지 않았는지 등, 챔버(10) 내의 모습을 확인할 수 있다. 또, 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 챔버(10)의 -Z측에 방사 온도계(14)를 설치함으로써, 반도체 기판(W1)의 주면(W1b)의 온도를 측정할 수 있다.
LED 소자(12)로부터 출사되는 광이 조사되는 주면(W1b)의 온도를 관측할 수 있음으로써, 제2 점등 제어부(13b)는, 각 주면(W1a, W1b)의 온도 분포에 의거하여, 반도체 기판(W1) 전체의 온도 불균일이 보다 작아지도록, LED 소자(12)에 공급하는 전류를 제어할 수 있다.
[별도 실시 형태]
이하, 별도 실시 형태에 대해 설명한다.
<1> 상기 실시 형태에서는, 플래시 램프(11)와 LED 소자(12)가, 반도체 기판(W1)에서 보아 반대측에 배치되어 있는 구성으로 설명했는데, 광 가열 장치(1)는, 플래시 램프(11)와 LED 소자(12)가, 반도체 기판(W1)에서 보아 같은 측에 배치되어 있어도 상관없다. 또, 상기 실시 형태에서는, 플래시 램프(11)나 LED 소자(12)는, 챔버(10)의 외측에 배치되어, 챔버(10)의 투광창(15)을 통해 반도체 기판(W1)을 향하여 광을 출사하고 있는데, 플래시 램프(11)나 LED 소자(12)가 챔버(10) 내에 배치되어, 챔버(10)가 투광창(15)을 구비하지 않는 구성으로 해도 상관없다.
도 11 및 도 12는, 광 가열 장치(1)의 별도 실시 형태를 모식적으로 나타내는 측면 단면도이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 광 가열 장치(1)는, 반도체 기판(W1)에서 보아 같은 측에 배치되어 있어도 상관없다. 또한, 도 12에 나타내는 바와 같이, 광 가열 장치(1)는, 플래시 램프(11)나 LED 소자(12)가 챔버(10) 내에 배치되어, 챔버(10)에 투광창(15)이 구성되어 있지 않아도 상관없다.
<2> 상기 실시 형태에서는, 단계 S2의 실행으로부터의 경과 시간을 타이머(13c)가 계측하고, 이 경과 시간이 소정의 시간(T1)에 이른 후에, 단계 S4가 실행되는 것으로서 설명했다. 그러나, 이 제어 내용에 대체하여, 제1 점등 제어부(13a)는, 단계 S2의 실행 후, 방사 온도계(14)가 측정하는 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)의 온도가 소정의 온도까지 상승한 것을 검지한 시점에서, 플래시 램프(11)를 점등시키는 제어를 행하도록 구성되어 있어도 상관없다. 이 경우, 단계 S2가 실행되고 나서 반도체 기판(W1)의 주면(W1a)의 온도가 소정의 온도에 이르기까지 에 필요로 한 시간이, 「소정의 시간」에 대응한다. 또한, 여기서 말하는 「소정의 온도」란, 반도체 기판(W1)의 목표 온도인 것으로 해도 상관없다.
<3> 광 가열 장치(1)는, LED 소자(12)로부터 출사된 광이, 반도체 기판(W1)의 주면(W1b) 전체에 불균일 없이 조사되기 위해, 예를 들면, 렌즈, 프리즘, 확산판이나 인테그레이터 광학계 등의 광학계가 구비되어 있어도 상관없다.
<4> 상술한 광 가열 장치(1)가 구비하는 구성은, 어디까지나 일례이며, 본 발명은, 도시된 각 구성에 한정되지 않는다.
1：광 가열 장치 10：챔버
10a：관측용 창 11：플래시 램프
12：LED 소자 12a：LED 기판
13：제어부 13a：제1 점등 제어부
13b：제2 점등 제어부 13c：타이머
14：방사 온도계 15：투광창
16：지지 부재 17：리플렉터
100：광 가열 장치 101：챔버
102：플래시 램프 103：할로겐 램프
104：투광창 105：지지대
106：전열부 W1：반도체 기판
W1a, W1b：주면

Claims (10)

  1. 기판을 가열하기 위한 광 가열 장치로서,
    상기 기판을 수용하는 챔버와,
    상기 챔버 내에 있어서, 상기 기판을 지지하는 지지 부재와,
    상기 지지 부재에 지지된 상기 기판을 향하여 광을 출사하는 복수의 LED 소자와,
    상기 지지 부재에 지지된 상기 기판을 향하여 광을 출사하는 플래시 램프와,
    상기 LED 소자를 점등시킨 후, 소정의 시간 경과 후에 상기 플래시 램프를 점등시키는 제어를 행하는 제1 점등 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 가열 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 챔버는, 내측에 가열용 광을 들여오기 위한 투광창을 벽면에 갖고,
    상기 지지 부재는, 상기 기판의 주면과 상기 투광창이 대향하도록, 상기 기판을 지지하고,
    상기 복수의 LED 소자와 상기 플래시 램프는, 상기 챔버의 외측으로부터, 상기 투광창을 통해, 상기 지지 부재에 지지된 상기 기판의 주면을 향하여 광을 출사하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광 가열 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 LED 소자는, 상기 지지 부재에 지지된 상기 기판의 한쪽의 주면을 향하여 광을 출사하고,
    상기 플래시 램프는, 상기 지지 부재에 지지된 상기 기판의 다른 쪽의 주면을 향하여 광을 출사하는 것을 특징으로 하는 광 가열 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 챔버는, 내측에 가열용 광을 들여오기 위한, 서로 대향하는 한 쌍의 투광창을 갖고,
    상기 지지 부재는, 상기 기판의 각 주면과 상기 한 쌍의 투광창이 각각 대향하도록, 상기 기판을 지지하고,
    상기 복수의 LED 소자와 상기 플래시 램프는, 상기 챔버의 외측으로부터, 상기 투광창을 통해, 상기 지지 부재에 지지된 상기 기판의 각 주면을 향하여 광을 출사하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광 가열 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판의 주면의 온도를 계측하는 방사 온도계를 구비하고,
    상기 제1 점등 제어부는, 상기 LED 소자를 점등시키고 나서, 상기 방사 온도계가 측정하는 상기 기판의 주면의 온도가 소정의 온도에 도달한 것을 검지한 상기 소정의 시간 경과 후에,
    상기 플래시 램프를 점등시키는 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 광 가열 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 방사 온도계가 측정한 온도에 의거하여, 상기 LED 소자에 공급하는 전류를 제어하는 제2 점등 제어부를 구비하고,
    상기 제2 점등 제어부는, 각각의 상기 LED 소자에 대해 동일한 전류를 공급하여 상기 LED 소자의 점등을 개시시키고, 상기 LED 소자의 점등 후, 상기 방사 온도계가 측정한 상기 기판의 주면의 온도 분포에 있어서, 가장 높은 온도를 나타내는 영역에 광을 조사하는 상기 LED 소자에 공급하는 전류를 감소, 또는 가장 낮은 온도를 나타내는 영역에 광을 조사하는 상기 LED 소자에 공급하는 전류를 증가시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 광 가열 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판이 반도체 기판, 또는 유리 기판인 것을 특징으로 하는 광 가열 장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 LED 소자가 출사하는 광의 주된 발광 파장은, 300nm~1050nm의 범위 내에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 광 가열 장치.
  9. 기판의 가열 처리 방법으로서,
    상기 기판을, 챔버 내에 수용하는 공정 (A)와,
    상기 챔버 내에 수용된 상기 기판을 향하여 광을 출사하는 복수의 LED 소자를 점등시키는 공정 (B)와,
    상기 공정 (B) 후, 소정의 시간 경과 후에, 상기 챔버 내에 수용된 상기 기판을 향하여 광을 출사하는 플래시 램프를 점등시키는 공정 (C)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 처리 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 공정 (C)는, 상기 공정 (B)를 개시하고 나서, 방사 온도계에 의해 상기 기판의 주면의 온도가 소정의 온도에 도달한 것이 검지된 상기 소정의 시간 경과 후에, 상기 플래시 램프를 점등시키는 것을 특징으로 하는 가열 처리 방법.
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