(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
輻射熱源と前記輻射熱源を介して加熱されるウエハとを配置するプロセス室と、加熱源を配置する制御室とを隔離板で分断した加熱炉と、
前記制御室に配置する第１の加熱源としての誘導加熱コイルを備える誘導加熱装置と、
前記制御室に配置する第２の加熱源としての集光部を備えるレーザ照射装置と、
前記ウエハの温度分布を検出し、当該ウエハの温度分布に基づいて前記誘導加熱コイルに供給する電力と前記集光部から照射されるレーザの出力とを調整する演算手段とを備え、
前記誘導加熱コイルは略Ｃ型に形成すると共に前記輻射熱源に平行に配置し、
前記集光部は前記隔離板を透過させたレーザが、前記輻射熱源における前記誘導加熱コイルの加熱領域で囲まれた中心部に照射される位置に配置したことを特徴とするウエハ熱処理システム。
【請求項２】
前記輻射熱源における前記誘導加熱コイルの加熱領域で囲まれた中心部に開口部を設け、
前記隔離板を透過させたレーザが前記開口部を通過して前記ウエハに照射される位置に、前記集光部を配置したことを特徴とする請求項１に記載のウエハ熱処理システム。
【請求項３】
前記輻射熱源における前記レーザ照射面に粗面加工を施したことを特徴とする請求項１に記載のウエハ熱処理システム。
【請求項４】
前記レーザ照射装置として、半導体レーザを採用したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載のウエハ熱処理システム。
【請求項５】
前記隔離板を石英ガラスとし、前記半導体レーザのクラッド層をＩｎＰ系列の半導体化合物、活性層をＩｎＧａＡｓＰ系列の半導体化合物、またはクラッド層をＡｌＧａＡｓ系列の半導体化合物、活性層をＧａＡｓ系列の半導体化合物により構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載のウエハ熱処理システム。
【請求項６】
前記ウエハをシリコンとし、
前記レーザ照射装置として、半導体レーザを採用し、クラッド層をＡｌＧａ系列の半導体化合物、活性層をＧａＡｓ系列の半導体化合物により構成したことを特徴とする請求項２に記載のウエハ熱処理システム。
【請求項７】
前記誘導加熱コイルを同心円上に複数配置し、各誘導加熱コイルに対する供給電力を任意に制御可能とする電力制御ユニットを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１に記載のウエハ熱処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体や液晶等のウエハを所定温度で熱処理する際に使用されるウエハ熱処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体や液晶等のウエハを熱処理する際に使用するウエハ熱処理装置として、誘導加熱を利用するものが知られている。誘導加熱を利用したウエハ熱処理装置として、本願出願人は、円盤状の大型ウエハを均一加熱する手段を提案している（例えば特許文献１参照）。特許文献１に開示している誘導加熱装置は、各誘導加熱コイルを、半径の異なる円形（Ｃ型）に形成し、これを同心円上に複数配置し、各誘導加熱コイル間に生ずる相互誘導の影響を回避しつつ、投入電力を任意に調整することを可能としている。このような構成とすることで、誘導加熱コイルによって加熱される輻射熱源は従来に比べ、高い精度で均一な温度分布を持つ事が可能となる。
【０００３】
しかし、従来よりも高い次元での温度制御を追及した場合、上記のような誘導加熱コイルの配置形態では、中心コイルへの投入電力の限界や、その形状等の理由から必然的に、輻射熱源における中心部の温度が低下するという問題が生ずることとなった。このような問題は、円形に配置された誘導加熱コイルを用いた調理器具でも生じており（例えば特許文献２参照）、この場合には、金属コアを配置することで、当該コア部分に磁束を集中させ、温度の低下を補うようにしている。
【０００４】
また、関連する技術分野では、シリコンを熱処理する方法として、加熱温度の制御のために誘導加熱とレーザ加熱の２種類の加熱手段を採用することも提案されており（例えば特許文献３参照）、この場合には、誘導加熱を全体加熱、レーザ加熱をスポット加熱というような使い分けが成されている。
【特許文献１】特開２００６−２７８０９７号公報
【特許文献２】特開平１１−４０３３８号公報
【特許文献３】特開２００２−２５２１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２や特許文献３に開示されている技術を考察した場合、両者にはそれぞれ、次のような問題がある。まず、特許文献２に開示されている技術は、調理等、極めて高い精度での温度分布制御を必要としない分野では有効であると考えられるが、コアを介して誘導加熱される部分と、コアを介さずに誘導加熱される部分との投入磁束の割合を変化させることが困難であり、任意の温度分布を作り出すことも困難であると考えられる。
【０００６】
そして、特許文献３に開示されている技術は、誘導加熱、レーザ加熱の双方でシリコン膜を直接加熱するものであるため、ウエハとして透磁率の高い部材や低抵抗な部材等を採用することができない。つまり、加熱対象とする部材の限定が大きいという問題がある。また、特許文献３に開示されている技術では、誘導加熱によりシリコンの溶融点以下に加熱し、レーザにより誘導加熱された部分を溶融点より高い温度へ加熱するという点をポイントとしているため、両者間に高い精度の温度制御を必要とする場合については考慮されていない。
【０００７】
そこで本発明では、誘導加熱の対象となる輻射熱源と平行に配置されたＣ型コイルによって加熱される輻射熱源、または当該輻射熱源を介して加熱されるウエハの中心部の温度低下を防止して、高い精度で温度分布制御を行いつつ熱処理を行うことを可能とするウエハ熱処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係るウエハ熱処理システムは、輻射熱源と前記輻射熱源を介して加熱されるウエハとを配置するプロセス室と、加熱源を配置する制御室とを隔離板で分断した加熱炉と、前記制御室に配置する第１の加熱源としての誘導加熱コイルを備える誘導加熱装置と、前記制御室に配置する第２の加熱源としての集光部を備えるレーザ照射装置と、前記ウエハの温度分布を検出し、当該ウエハの温度分布に基づいて前記誘導加熱コイルに供給する電力と前記集光部から照射されるレーザの出力とを調整する演算手段とを備え、前記誘導加熱コイルは略Ｃ型に形成すると共に前記輻射熱源に平行に配置し、前記集光部は前記隔離板を透過させたレーザが、前記輻射熱源における前記誘導加熱コイルの加熱領域で囲まれた中心部に照射される位置に配置したことを特徴とする。
【０００９】
また、上記のような特徴を有するウエハ熱処理システムでは、前記輻射熱源における前記誘導加熱コイルの加熱領域で覆われた中心部に開口部を設け、前記隔離板を透過させたレーザが前記開口部を通過して前記ウエハに照射される位置に、前記集光部を配置しても良い。このような構成とすることによれば、レーザによりウエハを直接加熱することとなるため、間接加熱に比べて加熱効率を高めることができ、レーザの出力を小さなものとすることができる。
【００１０】
また、上記のような特徴を有するウエハ熱処理システムでは、前記輻射熱源における前記レーザ照射面に粗面加工を施しても良い。このような構成とすることによれば、レーザ照射面におけるレーザの反射を抑えることができ、吸収を促進することができる。よって、加熱効率を向上させることができる。
【００１１】
また、上記のような特徴を有するウエハ熱処理システムでは、前記レーザ照射装置として、半導体レーザを採用すると良い。半導体レーザにおけるレーザ発振器は、固体レーザやガスレーザ等のレーザ発振器に比べ、小型で安価に製造することができる。よって、システムの小型化、低価格化に寄与することができるとともに、レーザの配置形態の自由度を増やすことができる。
【００１２】
また、上記のような特徴を有するウエハ熱処理システムでは、前記隔離板を石英ガラスとし、前記半導体レーザのクラッド層をＩｎＰ系列の半導体化合物、活性層をＩｎＧａＡｓＰ系列の半導体化合物、またはクラッド層をＡｌＧａＡｓ系列の半導体化合物、活性層をＧａＡｓ系列の半導体化合物により構成すると良い。このような半導体化合物により構成された半導体レーザの光の波長は、石英ガラスの透過率が良好で、輻射熱源として一般的に使用されるグラファイトによる輻射率（吸収率）も良好だからである。
【００１３】
また、上記のような特徴を有するウエハ熱処理システムでは、前記ウエハをシリコンとし、前記レーザ照射装置として、半導体レーザを採用し、クラッド層をＡｌＧａ系列の半導体化合物、活性層をＧａＡｓ系列の半導体化合物により構成しても良い。このような半導体化合物により構成された半導体レーザの光の波長は、石英ガラスの透過率が良好で、シリコンの輻射率（吸収率）も良好だからである。
【００１４】
さらに、上記のような特徴を有するウエハ熱処理システムでは、前記誘導加熱コイルを同心円上に複数配置し、各誘導加熱コイルに対する供給電力を任意に制御可能とする電力制御ユニットを備えるようにすると良い。このような構成とすることで、熱処理対象とするウエハの温度分布をより細かく制御することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
上記のような特徴を有するウエハ熱処理システムによれば、誘導加熱の対象となる輻射熱源と平行に配置したＣ型コイルによって加熱される輻射熱源の中心部の温度低下、または当該輻射熱源を介して加熱されるウエハの中心部の温度低下を防止して、高い精度でウエハの温度分布制御を行いつつ熱処理を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明のウエハ熱処理システムの実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態に係るウエハ熱処理システム１０は少なくとも、加熱炉１２と、誘導加熱装置３０とレーザ照射装置５０、及び両者を制御するためのコンピュータ（演算手段）６０とを有する。
【００１７】
前記加熱炉１２は、詳細を後述する誘導加熱装置３０における誘導加熱コイル（第１の加熱源）３２（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ）や、レーザ照射装置（第２の加熱源）５０における集光部５２等の加熱源を配置する制御室１４と、熱処理対象とするウエハ２０や輻射熱源としてのグラファイト１８を配置するプロセス室２４（プロセス室の隔壁は不図示）とを有し、制御室１４とプロセス室２４との間には、両室を分断する隔離板１６を備えている。隔離板１６の配置は、制御室１４のコンタミが、プロセス室２４へ混入することを防止するための措置であり、構成材料としては、耐熱性、透光性に優れ、かつ磁束を透過する部材であることが望ましい。このような特性を有する構成材料の１つとして、石英ガラスを挙げることができる。
【００１８】
本実施形態では、プロセス室２４にグラファイト１８とウエハ２０を配置する際、グラファイト１８とウエハ２０との間に隙間を設けるようにしている。このような構成は、ウエハ２０の赤外線吸収率（輻射率）が高い場合に有効であり、具体的な構成としては、ウエハ２０の周縁部を支持するエッジリング２２を配置し、当該エッジリング２２の上にグラファイト１８を載置するというものである。
【００１９】
また、誘導加熱装置３０は、誘導加熱コイル３２と、誘導加熱コイル３２に対して電力を供給する電力制御ユニット３４とを有する。なお、誘導加熱コイル３２は、図１においては４つとしているが、数の増減は、本発明を実施する上で問題となることは無い。
【００２０】
前記誘導加熱コイル３２は、円形（Ｃ型）のコイルであり、全体として見た場合、半径の異なる複数の円形コイルが同心円上に配置されていることから、いわゆるバウムクーヘン状の体を成す（例えば図２参照）。略Ｃ型に形成した誘導加熱コイル３２は、図１に示すように、グラファイト１８に平行に配置されることとなる。
【００２１】
電力制御ユニット３４は、例えば、三相交流電源４４、コンバータ４２、チョッパ４０（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ）、およびインバータ３８（３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ）を基本として構成される。
【００２２】
コンバータ４２は、三相交流電源４４から入力される三相交流電流を直流に変換して、後段に接続されるチョッパ４０へと出力する純変換部である。
前記チョッパ４０は、コンバータ４２から出力される電流の通流率を変化させ、インバータ３８に入力する電流の電圧を変化させる電圧調整部である。
【００２３】
前記インバータ３８は、チョッパ４０により電圧調整された直流電流を、交流電流へと変換して誘導加熱コイル３２へ供給する逆変換部である。なお、本実施形態で例に挙げる誘導加熱装置３０のインバータ３８は、誘導加熱コイル３２と共振コンデンサ３６（３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ）とを直列に配置した直列共振型のインバータとする。また、複数（本実施形態の場合は４つ）の誘導加熱コイル３２にはそれぞれ、個別にインバータ３８、およびチョッパ４０が接続されている。なお、インバータ３８から誘導加熱コイル３２への出力電力の制御は、駆動制御部４６からインバータ３８、およびチョッパ４０へそれぞれ出力される駆動制御信号に基づいて行われる。駆動制御部４６には、インバータ３８から出力された電流周波数や、そのゼロクロスのタイミング、および詳細を後述するコンピュータ６０によって算出された各加熱ゾーン毎の温度誤差（目標温度に対する誤差、または各加熱ゾーン間の誤差、あるいはその両方）等に対する補正値を示す信号が入力される。駆動制御部４６は、入力された各種信号に基づいて、出力電流におけるゼロクロスのタイミングを同期させたり、出力電圧の多寡を調整したりするためのゲート信号を出力する。
【００２４】
このような構成を有する電力制御ユニット３４によれば、コンバータ４２から出力された電流の電圧をチョッパ４０により制御し、チョッパ４０から出力された直流電流をインバータ３８により交流電流へと変換すると共に、周波数調整を行うことができる。このため、チョッパ４０により出力電圧を制御することができ、インバータ３８により、複数のコイルが隣接して配置された誘導加熱コイル３２へ投入される電流波形の位相調整を行うことができる。そして、出力電流における周波数を一致させ、そのゼロクロスの位相を同期（位相差を０にする事または０に近似させる事）、あるいは定められた間隔に保つことで、隣接配置された誘導加熱コイル３２の間の相互誘導の影響を回避することができ、誘導加熱コイル３２に対する投入電力を制御することで、加熱対象物の温度制御を行うことができる。
【００２５】
また、本実施形態に係る誘導加熱コイル３２は、図１に示すように中空構造とされており、内部に冷媒（例えば水）を挿通可能に形成されている。このような構成とすることにより、熱源となるグラファイト１８からの輻射や伝熱を受けて、誘導加熱コイル３２自体が過熱されてしまうことを防止することができる。
また、レーザ照射装置５０は、レーザを照射するための集光部５２と、レーザを励起するためのレーザ発振器５４とを有する。
【００２６】
集光部５２は、レーザ発振器５４から伝送されたレーザ光を加熱部位へ集光させるためのレンズ（不図示）や集光されるレーザの強度分布を平均化するためのホモジナイザまたはインテグレータ等（いずれも不図示）が備えられている。集光部５２は、制御室１４に配置される。さらに具体的には、誘導加熱コイル３２によるグラファイト１８の加熱領域で囲まれた中心部、すなわちグラファイト１８の低温部に、照射されたレーザが到達する位置に配置される。
【００２７】
本実施形態で採用するレーザ発振器５４は、半導体レーザであり、石英ガラスを透過可能とし、かつグラファイト１８や熱処理対象とするウエハ２０を透過しない波長を有するレーザ（光：電磁波）を照射可能なものであると良い。半導体レーザは、他のレーザ励起手段に比べて、発振器の構成を簡単化することができ、小型で安価に製造することができるからである。また、レーザの波長に関しては、実施形態に係るウエハ熱処理システム１０の構成に起因する問題点を解決するためである。すなわち、実施形態に係るウエハ熱処理システム１０では、誘導加熱コイル３２とグラファイト１８との間に、石英ガラスによって構成される隔離板１６を配置しており、集光部５２は、制御室１４側に配置されているため、レーザによってグラファイト１８を加熱するためには、レーザが隔離板１６を透過しつつ、グラファイト１８に吸収される必要があるためである。
【００２８】
石英ガラスに対する電磁波（光）の透過率とその波長の関係について、図３に示す。図３に示す実線、破線、一点鎖線はそれぞれ、石英ガラスの厚みの違いを示すものである。図３に示すデータからは、照射する光の波長が、約２００ｎｍ〜約１．４μｍ（１４００ｎｍ）とした範囲においては、使用範囲の厚み程度であれば、石英ガラスの厚みの如何に関わらず、高い透過率を得ることができ、厚みを１０ｍｍ以下とした場合には、２．０μｍ（２０００ｎｍ）程度まで、良好な透過率を得られるということを読み取ることができる。
【００２９】
そして、グラファイト１８は、比較的長い波長の光までを良好に吸収する特性を有する。このため、使用するレーザの波長としては、石英ガラスを透過する領域のものであれば良い。具体的な例としては、クラッド層にＡｌＧａＡｓ（Ａｌ：アルミニウム、Ｇａ：ガリウム、Ａｓヒ素）系列の化合物半導体、活性層に（ＧａＡｓ系列の化合物半導体を使用した半導体レーザ（レーザ波長６００ｎｍ〜８００ｎｍ程度）や、クラッド層にＩｎＰ（Ｉｎ：インジウム、Ｐ：リン）系列の化合物半導体、活性層にインジウムＩｎＧａＡｓＰ系列の化合物半導体を使用した半導体レーザ（レーザ波長１３００ｎｍ〜１６００ｎｍ程度）のものを使用することが望ましい。比較的波長が長いレーザの方が、伝送路中での損失が少ないからである。また、本実施形態におけるグラファイト１８は、少なくともレーザが照射される範囲に粗面加工を施すようにすると良い。レーザの反射を抑制し、吸収を促進することで、加熱効率を向上させることができるからである。本実施形態における粗面加工には、ピラミッド状の凹凸を複数配置したようなものも含まれることとする。
【００３０】
ところで、半導体レーザは一般的に低出力なものが多いが、図４に示すように発光素子５６をアレイ化し、アレイ化された複数の発光素子５６から照射されたレーザを集光器５８を介して集光し、レーザ発振器５４から出力することで、高い出力のレーザを供給することができるようになる。よって、半導体レーザを使用した場合であっても、ウエハ２０の加熱に寄与することが可能となる。なお、アレイ化、高出力化に伴って発光素子５６が発熱する場合には、発光素子５６を固定する基板５９に冷媒を挿通させて冷却すると良い。発光素子５６の劣化、損傷を抑制することができるからである。なお、発光素子５６を固定する固定層５７としては、ＢｅＯ（酸化ベリリウム）などを採用すると良い。
【００３１】
また、レーザによる加熱範囲を広げたり、レーザによる加熱温度を高めるなど、さらに高い出力を得たい場合には、周知の固体レーザ（例えばＹＡＧレーザ、ネオジム添加ＹＡＧレーザ）や、ガスレーザ（例えば炭酸ガスレーザ）などを用いても良い。
【００３２】
レーザ発振器５４と集光部５２とは、反射鏡や、光ファイバ等を用いて形成された伝送路を介して接続されている。このような構成とすることで、レーザ照射装置５０の配置形態の自由度が向上することとなる。また、レーザ発振器５４を制御室１４の外部に配置することが可能となるため、レーザの励起に際し、誘導加熱コイル３２から発せられる電磁波の影響を受けづらくなる。
【００３３】
コンピュータ６０は、上記のような構成の電力制御ユニット３４における駆動制御部４６や、レーザ発振器５４、及び図示しない温度検出手段に接続されている。コンピュータ６０には、モニタ６２が接続されており、温度検出手段によって検出され、ウエハ２０の温度あるいはグラファイト１８の温度が信号としてコンピュータ６０に入力された後、数値や色により、視覚的に認識できるように表示される。ここで、ウエハ２０の温度やグラファイト１８の温度は、誘導加熱コイル３２、及び集光部５２による加熱ゾーン毎に検出される。コンピュータ６０は、検出された加熱ゾーン毎の温度と設定された温度プロファイルとの誤差（指定温度曲線との誤差）や、各加熱ゾーン間における温度差（温度検出対象物の温度勾配）を算出し、それぞれの誤差または温度差を減縮させるための信号を出力する。電力制御ユニット３４における駆動制御部４６に対する出力信号としては、誘導加熱コイル３２に対する出力電圧の高低を制御するチョッパ４０への信号等である。信号を受けたチョッパ４０は、ゲートパルスのタイミングが変更され、誘導加熱コイルへ投入される電力の多寡が変更されるのである。一方、レーザ発振器５４に対する出力信号としては、半導体に印加する電圧を調整する信号、あるいはアレイ化された発光素子５６の使用個数を制御する信号等である。これにより、レーザによる加熱割合が変更され、誘導加熱コイル３２によって加熱されるゾーンと集光部５２によって加熱されるゾーンとの温度分布を均一化させることが可能となるのである。
【００３４】
このような構成のウエハ熱処理システム１０によれば、特異点となるグラファイト１８の中心部も良好に加熱することが可能となり、グラファイトによって輻射加熱されるウエハ２０も、均一に加熱することが可能となった。また、上記のような構成のウエハ熱処理システム１０によれば、加熱効率の悪い中心側誘導加熱コイル（例えば誘導加熱コイル３２ａ）に供給する電力を極端に向上させることなく、グラファイト１８の中心部を加熱することが可能となる。よって、誘導加熱コイル３２ａによる磁束の影響で、誘導加熱コイル３２ｂ等の加熱領域が加熱されてしまうといった現象を抑制することができ、高い精度での温度分布制御を行うことが可能となる。
【００３５】
上記のような構成のウエハ熱処理システム１０では、稼動時において、図示しない温度検出手段によって、例えばウエハ２０表面の温度分布を検出し、検出された温度分布情報が、温度分布信号としてコンピュータ６０へ入力される（図５：Ｓ１）。
【００３６】
温度分布信号が入力されたコンピュータ６０は、集光部５２、および各誘導加熱コイル３２による加熱ゾーン毎の温度分布を解析する（図５：Ｓ２）。解析の結果導き出された目標温度に対する各加熱ゾーン温度の誤差、各加熱ゾーン間の温度差等に基づいて、駆動制御部４６、レーザ発振器５４のそれぞれに、加熱割合の増減を示す信号を出力する（図５：Ｓ３、Ｓ５）。
【００３７】
駆動制御部４６は、入力された信号に基づいて、各インバータ３８に接続されたチョッパ４０に対して電流の通流量を調整するゲート信号を出力する。一方レーザ発振器５４は、入力された信号に基づいて、照射するレーザの出力を調整する（図５：Ｓ４、Ｓ６）。
【００３８】
このような制御を繰り返すことで、熱処理対象とされたウエハ２０は均一な温度分布を保ったまま、昇温、または降温されることとなり、品質の高いウエハ２０を提供することが可能となる。
【００３９】
上記実施形態では、熱処理対象とするウエハ２０の配置形態については、エッジリング２２を介して、グラファイト１８との間に間隔をあける旨記載した。しかしながら、ウエハ２０における赤外線透過率が高い場合には、輻射熱源であるグラファイト１８から放射される輻射線による加熱（輻射加熱）の効率が著しく悪くなることがある。こうした場合には、輻射加熱に加え、熱伝導を利用した加熱形態を採るようにすると良い。具体的には、図６に示すように、グラファイト１８とウエハ２０を近接、あるいは接触させるように配置することで、グラファイト１８からの輻射熱に加え、伝達熱によってもウエハ２０を加熱可能な構成とするのである。このような構成とすることで、ウエハ２０の赤外線透過率が高い場合であっても、加熱効率を良好に保つことができるようになる。
【００４０】
次に、本発明のウエハ熱処理システムに係る第２の実施形態について、図７を参照して説明する。本実施形態に係るウエハ熱処理システムの殆どの構成は、上述した第１の実施形態に係るウエハ熱処理システムの構成と同様である。よって、その機能を同一とする箇所には、図面に１００を足した符号を付して、詳細な説明は省略することとする。また、ウエハ熱処理システム１１０における電力制御ユニット、レーザ発振器、及びコンピュータについての構成は図１に示した第１の実施形態に係るウエハ熱処理システム１０と同様であるため、省略することとする。
【００４１】
本実施形態に係るウエハ熱処理システム１１０と第１の実施形態に係るウエハ熱処理システム１０との相違点は、グラファイト１１８の構成、とレーザによる加熱箇所である。
【００４２】
具体的には、本実施形態に係るウエハ熱処理システム１１０では、誘導加熱コイル１３２によって加熱され難いグラファイト１１８の中心に開口部１１９を設けるようにした。また、集光部１５２をウエハ側に近接させ、グラファイト１１８に形成した開口部１１９を介してレーザ照射させ、開口部１１９を通過したレーザによりウエハ１２０を直接加熱する構成とした。
【００４３】
ここで、ウエハ１２０をシリコンとした場合、図８に示すような分光輻射率の特性を得ることができる。図８からは、約０．６μｍ（６００ｎｍ）〜約１．３μｍ（１３００ｎｍ）程度の波長の光であれば、種々の温度帯域において良好な吸収特性を得ることができ、加熱効率が高いということを読み取ることができる。
【００４４】
第１の実施形態では、石英ガラス関して、良好な透過特性が得られる光の波長は、約２００ｎｍ〜約１．４μｍ（１４００ｎｍ）と示しているため、本実施形態においては、石英ガラスに対する透過性が高く、シリコンの吸収特性が良好な範囲の波長のレーザを出力可能な半導体レーザを採用すると良い。具体的には、クラッド層にＡｌＧａＡｓ系列の化合物半導体、活性層にＧａＡｓ系列の化合物半導体を使用した半導体レーザ（レーザ波長６００ｎｍ〜８００ｎｍ程度）を挙げることができる。
【００４５】
このような構成であれば、レーザはウエハ１２０を直接加熱することとなるため、ウエハ１２０の加熱を間接加熱としていた第１の実施形態に係るウエハ熱処理システム１０に比べ、レーザの出力が低い場合であっても、良好な加熱を行うことができる。その他の作用効果については、上記第１の実施形態に係るウエハ熱処理装置と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１の実施形態に係るウエハ熱処理システムの構成を示す図である。
【図２】誘導加熱コイルの配置形態を示す平面図である。
【図３】石英ガラスにおける電磁波の透過特性を示す図である。
【図４】発光素子をアレイ化したレーザ発振器の構成を示す図である。
【図５】実施形態に係るウエハ熱処理システムによる温度分布制御の工程を示すフロー図である。
【図６】第１の実施形態に係るウエハ熱処理システムの変形例を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係るウエハ熱処理システムの構成を示す図である。
【図８】シリコンにおける電磁波の輻射特性を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０………ウエハ熱処理システム、１２………加熱炉、１４………制御室、１６………隔離板、１８………グラファイト、２０………ウエハ、２２………エッジリング、２４………プロセス室、３０………誘導加熱装置、３２（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ）………誘導加熱コイル、３４………電力制御ユニット、３６（３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ）………共振コンデンサ、３８（３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ）………インバータ、４０（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ）………チョッパ、４２………コンバータ、４４………三相交流電源、４６………駆動制御部、５０………レーザ照射装置、５２………集光部、５４………レーザ発振器、６０………コンピュータ、６２………モニタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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