(57)【要約】      （修正有）【課題】マイクロ波照射による加熱処理において、被処理体上の加熱対象の導電性膜を選択的に加熱する方法を提供する。【解決手段】被処理体Ｓに対し、マイクロ波３００を照射し、加熱処理を行う。導電性膜２０２は所定温度まで加熱することが必要な加熱対象膜であり、導電性膜２０３は出来るだけ加熱をせずにおきたい非加熱対象膜である。導電性膜２０２を選択的に加熱するため、導電性膜２０２と導電性膜２０３の厚さと、膜を構成する材料の抵抗率とのいずれか片方又は両方に差を持たせておく。例えば、導電性膜２０２と導電性膜２０３の抵抗率ρ２０２，ρ２０３を同程度に設定し、導電性膜２０３の膜厚ｔ２０３に対し、導電性膜２０２の膜厚ｔ２０２を厚くする（ｔ２０２＞ｔ２０３）。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体上に第１の膜を準備する工程と、
前記被処理体上に第２の膜を準備する工程と、
前記第１の膜と前記第２の膜が存在する前記被処理体にマイクロ波を照射する工程と、
を含み、
前記第１の膜および前記第２の膜は、それぞれ、膜の厚さｔ及び／又は膜を構成する材料の抵抗率ρが異なる膜であり、前記厚さｔと前記抵抗率ρとに基づき、前記第１の膜を選択的に加熱するマイクロ波加熱処理方法。
【請求項２】
前記第１の膜の加熱温度をＴ１とし、前記第２の膜の加熱温度をＴ２としたとき、Ｔ１≧Ｔ２＋１００℃となるように加熱する請求項１に記載のマイクロ波加熱処理方法。
【請求項３】
前記第１の膜と前記第２の膜の面積あたりのジュール損失の値が１０倍以上異なるものである請求項１又は２に記載のマイクロ波加熱処理方法。
【請求項４】
前記厚さｔと、前記抵抗率ρとによって規定されるコンダクタンス（t／ρ）の値が、前記第１の膜は７×１０−４〜４×１０−２［Ｓ］の範囲内であり、前記第２の膜は５×１０−５［Ｓ］以下または５×１０−１［Ｓ］以上である請求項３に記載のマイクロ波加熱処理方法。
【請求項５】
前記第１の膜と前記第２の膜の体積あたりのジュール損失の値が１０倍以上異なるものである請求項１又は２に記載のマイクロ波加熱処理方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のマイクロ波処理方法によって前記第１の膜を加熱処理する工程と、
加熱処理された前記第１の膜の膜厚を減少させる工程と、
を含む電子部品の製造方法。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項に記載のマイクロ波処理方法によって前記第１の膜を加熱処理する工程と、
前記第２の膜の膜厚を減少させる工程と、
を含む電子部品の製造方法。
【請求項８】
前記被処理体が、前記第１の膜とは異なる加熱対象部位を有しており、
前記第１の膜は、前記加熱対象部位に近接して設けられ、前記第１の膜からの熱伝導によって、前記加熱対象部位を加熱するものである請求項１から５のいずれか１項に記載のマイクロ波加熱処理方法。
【請求項９】
請求項８に記載のマイクロ波処理方法によって前記第１の膜及び前記加熱対象部位を加熱処理する工程と、
加熱処理された前記第１の膜を剥離、もしくはその膜厚を減少させる工程と、
を含む電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波を処理容器に導入して被処理体に対して加熱処理を行うマイクロ波加熱処理方法、及びそれを利用した電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、液晶表示装置、太陽電池、プリント配線板などの製造過程では、しばしば、特定の膜に対する加熱処理が行われる。これらの被処理体上の薄膜に対して加熱処理を施すために、マイクロ波による誘導加熱を利用する方法が知られている（例えば、特許文献１、２）。マイクロ波による加熱処理は、内部加熱、局所加熱、選択加熱が可能であることから、従来のランプ加熱方式や抵抗加熱方式のアニール処理に比べてプロセスメリットが大きい。例えば、マイクロ波を利用して金属膜の加熱処理を行う場合、マイクロ波が金属膜に直接作用することから、余剰加熱が起こらない。このように、マイクロ波加熱では、従来のランプ加熱方式や抵抗加熱方式に比べ、比較的低温での加熱処理が可能であり、サーマルバジェットの増大を抑えることができると考えられている。
【０００３】
また、マイクロ波を利用する加熱方法ではないが、比抵抗１０１０Ωｃｍ以下の導電性薄膜に周波数１〜１０００［Ｈｚ］の交流磁場を印加することによって、導電性薄膜を選択的に加熱する提案がなされている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２１８２４３号公報（特許請求の範囲など）
【特許文献２】特開平８−３１６４８３号公報（特許請求の範囲など）
【特許文献３】特開平１０−７０１３０号公報（図１など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のとおり、マイクロ波加熱は、材料によるマイクロ波吸収率の相違に基づく選択加熱が可能であるというメリットを有している。しかし、選択加熱の効率は、加熱対象とする導電性膜の膜厚、抵抗率などによって大きな影響を受けると考えられる。特に、基板上に形成されている複数種類の導電性膜の中から、マイクロ波を利用して目標とする導電性膜を選択的に加熱するための条件について、これまで十分な検討がなされているとは言えない。その理由として、基板上に形成される各種の導電性膜は、その膜厚や抵抗率が、主にデバイス設計上の要求に応じて決定されているためである。換言すれば、これまでは、マイクロ波加熱における選択性を考慮したデバイス設計はなされていなかった。
【０００６】
本発明の目的は、マイクロ波照射による加熱処理において、被処理体上の加熱対象の導電性膜を選択的に加熱する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のマイクロ波加熱処理方法は、
被処理体上に第１の膜を準備する工程と、
前記被処理体上に第２の膜を準備する工程と、
前記第１の膜と前記第２の膜が存在する前記被処理体にマイクロ波を照射する工程と、を含んでいる。そして、本発明のマイクロ波加熱処理方法において、前記第１の膜および前記第２の膜は、それぞれ、膜の厚さｔ及び／又は膜を構成する材料の抵抗率ρが異なる膜であり、前記厚さｔと前記抵抗率ρとに基づき、前記第１の膜を選択的に加熱する。
【０００８】
本発明のマイクロ波加熱処理方法は、前記第１の膜の加熱温度をＴ１とし、前記第２の膜の加熱温度をＴ２としたとき、Ｔ１≧Ｔ２＋１００℃となるように加熱するものであってもよい。
【０００９】
本発明のマイクロ波加熱処理方法は、前記第１の膜と前記第２の膜の面積あたりのジュール損失の値が１０倍以上異なるものであってもよい。この場合、前記厚さｔと、前記抵抗率ρとによって規定されるコンダクタンス（t／ρ）の値が、前記第１の膜は７×１０−４〜４×１０−２［Ｓ］の範囲内であってもよく、前記第２の膜は５×１０−５［Ｓ］以下または５×１０−１［Ｓ］以上であってもよい。
【００１０】
本発明のマイクロ波加熱処理方法は、前記第１の膜と前記第２の膜の体積あたりのジュール損失の値が１０倍以上異なるものであってもよい。
【００１１】
本発明の一つの観点の電子部品の製造方法は、上記いずれかに記載のマイクロ波処理方法によって前記第１の膜を加熱処理する工程と、
加熱処理された前記第１の膜の膜厚を減少させる工程と、
を含むものである。
【００１２】
本発明の別の観点の電子部品の製造方法は、上記いずれかに記載のマイクロ波処理方法によって前記第１の膜を加熱処理する工程と、
前記第２の膜の膜厚を減少させる工程と、
を含むものである。
【００１３】
本発明のマイクロ波加熱処理方法は、前記被処理体が、前記第１の膜とは異なる加熱対象部位を有しており、
前記第１の膜は、前記加熱対象部位に近接して設けられ、前記第１の膜からの熱伝導によって、前記加熱対象部位を加熱するものであってもよい。
【００１４】
本発明のさらに別の観点の電子部品の製造方法は、上記マイクロ波処理方法によって前記第１の膜及び前記加熱対象部位を加熱処理する工程と、
加熱処理された前記第１の膜を剥離、もしくはその膜厚を減少させる工程と、
を含むものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のマイクロ波加熱処理方法によれば、加熱対象の導電性膜に対し、選択的に加熱処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係るマイクロ波加熱処理に使用可能なマイクロ波加熱処理装置の概略の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した処理容器の天井部の下面を示す平面図である。
【図３】図１に示したマイクロ波加熱処理装置の高電圧電源部の概略の構成を示す説明図である。
【図４】制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態のマイクロ波加熱処理方法の説明図であり、(a)は被処理体の一例の断面構造を示す模式図、（ｂ）は被処理体にマイクロ波を照射して加熱処理している状態を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態のマイクロ波加熱処理方法の別の態様を説明する図面である。
【図７】マイクロ波加熱処理方法における選択加熱の一類型を説明する図面である。
【図８】マイクロ波加熱処理方法における選択加熱の他の類型を説明する図面である。
【図９】被処理膜の膜厚と抵抗率を変化させた場合の面積当たりのジュール損失の値を計算した結果を示すグラフである。
【図１０】図９のグラフに示すデータを、コンダクタンス（膜厚／抵抗率）を用いて整理した結果を示す図面である。
【図１１】被処理膜の膜厚と抵抗率を変化させた場合の体積当たりのジュール損失の値を計算した結果を示すグラフである。
【図１２】被処理膜の抵抗率と膜厚を変化させて加熱処理実験を行った結果を示すグラフである。
【図１３】膜厚が異なる被処理膜のジュール損失（縦軸）と抵抗率（横軸）との関係を示すグラフである。
【図１４】被処理膜の膜厚と抵抗率とジュール損失の関係を示す図面である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態のマイクロ波加熱処理方法の説明図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態のマイクロ波加熱処理方法の説明図である。
【図１７】本発明の第４の実施の形態のマイクロ波加熱処理方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
［マイクロ波加熱処理装置］
まず、本発明の一の実施の形態に係るマイクロ波加熱処理方法に使用可能なマイクロ波加熱処理装置について説明する。図１は、マイクロ波加熱処理装置の概略の構成を示す断面図である。図２は、図１に示した処理容器の天井部の下面を示す平面図である。マイクロ波加熱処理装置１は、連続する複数の動作を伴って、例えばガラス基板、半導体ウエハ、樹脂基材などの被処理体Ｓに対して、マイクロ波を照射して加熱処理を施す装置である。
【００１９】
マイクロ波加熱処理装置１は、被処理体Ｓを収容する処理容器２と、処理容器２内にマイクロ波を導入するマイクロ波導入装置３と、処理容器２内において被処理体Ｓを支持する支持装置４と、処理容器２内にガスを供給するガス供給機構５と、処理容器２内を減圧排気する排気装置６と、これらマイクロ波加熱処理装置１の各構成部を制御する制御部８とを備えている。
【００２０】
＜処理容器＞
処理容器２は、金属材料によって形成されている。処理容器２を形成する材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等が用いられる。マイクロ波導入装置３は、処理容器２の上部に設けられ、処理容器２内に電磁波（マイクロ波）を導入するマイクロ波導入手段として機能する。マイクロ波導入装置３の構成については、後で詳しく説明する。
【００２１】
処理容器２は、上壁としての板状の天井部１１および底壁としての底部１３と、天井部１１と底部１３とを連結する側壁としての４つの側壁部１２と、を有している。ここで、４つの側壁部１２は、水平断面が直角に接続された角筒状をなしている。従って、処理容器２は、内部が空洞の立方体状をなしている。また、各側壁部１２の内面は、いずれも平坦になっており、マイクロ波を反射させる反射面としての機能を有している。また、処理容器２は、天井部１１を上下に貫通するように設けられた複数のマイクロ波導入ポート１０と、側壁部１２に設けられた搬入出口１２ａと、底部１３に設けられた排気口１３ａとを有している。搬入出口１２ａは、処理容器２に隣接する図示しない搬送室との間で被処理体Ｓの搬入出を行うためものである。処理容器２と図示しない搬送室との間には、ゲートバルブＧＶが設けられている。ゲートバルブＧＶは、搬入出口１２ａを開閉する機能を有し、閉状態で処理容器２を気密にシールすると共に、開状態で処理容器２と図示しない搬送室との間で被処理体Ｓの移送を可能にする。
【００２２】
＜支持装置＞
支持装置４は、処理容器２の底部１３のほぼ中央を貫通して処理容器２の外部まで延びる管状のシャフト１４と、シャフト１４の上端付近からほぼ水平方向に設けられた複数（例えば３つ）のアーム部１５と、各アーム部１５のそれぞれに着脱可能に装着された、複数の支持ピン１６と、シャフト１４を回転させる回転駆動部１７と、シャフト１４を上下に変位させる昇降駆動部１８と、シャフト１４を支持するとともに、回転駆動部１７と昇降駆動部１８とを連結する可動連結部１９と、を有している。回転駆動部１７、昇降駆動部１８及び可動連結部１９は、処理容器２の外部に設けられている。なお、処理容器２内を真空状態にする場合は、シャフト１４が底部１３を貫通する部分の周囲に、例えばベローズなどのシール機構２０を設けることができる。
【００２３】
支持装置４において、シャフト１４、アーム部１５、回転駆動部１７及び可動連結部１９は、支持ピン１６に支持された被処理体Ｓを水平方向に回転させる回転機構を構成している。また、支持装置４において、シャフト１４、アーム部１５、昇降駆動部１８及び可動連結部１９は、支持ピン１６に支持された被処理体Ｓの高さ位置を調節する高さ位置調節機構を構成している。複数の支持ピン１６は、処理容器２内において被処理体Ｓの裏面に当接して被処理体Ｓを支持する。複数の支持ピン１６は、その上端部が被処理体Ｓの周方向に並ぶように配置されている。複数のアーム部１５は、回転駆動部１７を駆動させることによって、シャフト１４を回転中心にして回転し、各支持ピン１６を水平方向に公転させる。また、複数の支持ピン１６及びアーム部１５は、昇降駆動部１８を駆動させることによって、シャフト１４とともに、上下方向に昇降変位するように構成されている。
【００２４】
複数の支持ピン１６およびアーム部１５は、誘電体材料によって形成されている。複数の支持ピン１６およびアーム部１５を形成する材料としては、例えば、石英、セラミックス等を用いることができる。
【００２５】
回転駆動部１７は、シャフト１４を回転させ得るものであれば、特に制限はなく、例えば図示しないモータ等を備えていてもよい。昇降駆動部１８は、シャフト１４及び可動連結部１９を昇降変位させ得るものであれば、特に制限はなく、例えば図示しないボールねじ等を備えていてもよい。回転駆動部１７と昇降駆動部１８は一体の機構であってもよく、可動連結部１９を有しない構成であってもよい。なお、マイクロ波加熱処理装置１において、被処理体Ｓを水平方向に回転させる回転機構及び被処理体Ｓの高さ位置を調節する高さ位置調節機構は、それらの目的を実現できれば他の構成であってもよい。また、マイクロ波加熱処理装置１において、前記回転機構及び高さ位置調節機構は、任意の構成であり、設けなくてもよい。
【００２６】
また、支持装置４には、複数の支持ピン１６に支持された被処理体Ｓを冷却する冷却機構５１が設けられている。冷却機構５１は、内部が中空に形成され、被処理体Ｓの裏面側へ冷却ガスを噴射する複数のガス噴射孔５２が形成されたガス噴射部材５３と、一端側がガス噴射部材５３に接続されてガス噴射部材５３へ冷却ガスを供給する冷却ガス供給管５４と、冷却ガス供給管５４の他端側に接続された冷却ガス供給源５５とを備えている。冷却機構５１によって加熱処理中の被処理体Ｓの裏面側へ冷却ガスを噴射することにより、被処理体Ｓの本体を介しての熱伝導を抑制し、被処理体Ｓに形成された複数の導電性膜に対する温度制御の独立性を高めることができる。冷却ガスの流量等は、図示しないマスフローコントローラおよび開閉バルブによって制御される。
【００２７】
＜排気機構＞
排気装置６は、例えば、ドライポンプ等の真空ポンプを有している。マイクロ波加熱処理装置１は、更に、排気口１３ａと排気装置６とを接続する排気管２１と、排気管２１の途中に設けられた圧力調整バルブ２２と、を備えている。排気装置６の真空ポンプを作動させることにより、処理容器２の内部空間が減圧排気される。なお、マイクロ波加熱処理装置１は、大気圧での処理も可能であり、その場合は、真空ポンプは不要である。排気装置６としてドライポンプ等の真空ポンプを用いる替わりに、マイクロ波加熱処理装置１が設置される施設に設けられた排気設備を用いることも可能である。
【００２８】
＜ガス導入機構＞
マイクロ波加熱処理装置１は、更に、処理容器２内にガスを供給するガス供給機構５を備えている。ガス供給機構５は、図示しないガス供給源を備えたガス供給装置５ａと、ガス供給装置５ａに接続され、処理容器２内に処理ガスを導入する複数の配管２３（２本のみ図示）と、を備えている。複数の配管２３は、処理容器２の側壁部１２に接続されている。
【００２９】
ガス供給装置５ａは、複数の配管２３を介して、処理ガスとして、例えば、Ｎ２、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｏ２、Ｈ２等のガスを処理容器２内へサイドフロー方式で供給できるように構成されている。なお、処理容器２内へのガスの供給は、例えば被処理体Ｓに対向する位置（例えば、天井部１１）にガス供給手段を設けて行ってもよい。また、ガス供給装置５ａの代りに、マイクロ波加熱処理装置１の構成には含まれない外部のガス供給装置を使用してもよい。図示しないが、マイクロ波加熱処理装置１は、更に、配管２３の途中に設けられたマスフローコントローラおよび開閉バルブを備えている。処理容器２内に供給されるガスの種類や、これらのガスの流量等は、図示しないマスフローコントローラおよび開閉バルブによって制御される。
【００３０】
＜整流板＞
マイクロ波加熱処理装置１は、更に、処理容器２内の複数の支持ピン１６の周囲において、側壁部１２との間に、枠状をした整流板２４を備えている。整流板２４は、整流板２４を上下に貫通するように設けられた複数の整流孔２４ａを有している。整流板２４は、処理容器２内において被処理体Ｓが配置される予定の領域の雰囲気を整流しながら排気口１３ａに向かって流すためのものである。整流板２４は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等の金属材料によって形成されている。なお、整流板２４は、マイクロ波加熱処理装置１における必須の構成要素ではなく、設けなくてもよい。
【００３１】
＜温度計測部＞
マイクロ波加熱処理装置１は、更に、被処理体Ｓの裏側の表面温度を測定する複数の放射温度計２６と、複数の放射温度計２６に接続された温度計測部２７とを備えている。なお、図１では、被処理体Ｓの裏側の中央部の表面温度を測定する放射温度計２６を除いて、複数の放射温度計２６の図示を省略している。
【００３２】
＜マイクロ波放射空間＞
本実施の形態のマイクロ波加熱処理装置１では、処理容器２内において、天井部１１、４つの側壁部１２及び整流板２４で区画されるマイクロ波放射空間が形成されている。このマイクロ波放射空間には、天井部１１に設けられた複数のマイクロ波導入ポート１０からマイクロ波が放射される。処理容器２の天井部１１、４つの側壁部１２及び整流板２４は、いずれも金属材料によって形成されているため、マイクロ波を反射し、マイクロ波放射空間内に散乱させる。
【００３３】
＜マイクロ波導入装置＞
次に、図１、図２及び図３を参照して、マイクロ波導入装置３の構成について説明する。図３は、マイクロ波導入装置３の高電圧電源部の概略の構成を示す説明図である。前述のように、マイクロ波導入装置３は、処理容器２の上部に設けられ、処理容器２内に電磁波（マイクロ波）を導入するマイクロ波導入手段として機能する。図１に示したように、マイクロ波導入装置３は、マイクロ波を処理容器２に導入する複数のマイクロ波ユニット３０と、複数のマイクロ波ユニット３０に接続された高電圧電源部４０とを備えている。
【００３４】
（マイクロ波ユニット）
本実施の形態では、複数のマイクロ波ユニット３０の構成は全て同一である。各マイクロ波ユニット３０は、被処理体Ｓを処理するためのマイクロ波を生成するマグネトロン３１と、マグネトロン３１において生成されたマイクロ波を処理容器２に伝送する伝送路としての導波管３２と、マイクロ波導入ポート１０を塞ぐように天井部１１に固定された透過窓３３とを有している。マグネトロン３１は、本発明におけるマイクロ波源に対応する。
【００３５】
図２に示したように、本実施の形態では、処理容器２は、天井部１１において周方向に等間隔に配置された４つのマイクロ波導入ポート１０を有している。各マイクロ波導入ポート１０は、長辺と短辺とを有する平面視矩形をなしている。各マイクロ波導入ポート１０の大きさや、長辺と短辺の比は、マイクロ波導入ポート１０毎に異なっていてもよいが、被処理体Ｓに対する加熱処理の均一性を高めるとともに制御性をよくする観点から、４つのマイクロ波導入ポート１０のすべてが同じ大きさ及び形状であることが好ましい。なお、本実施の形態では、各マイクロ波導入ポート１０にそれぞれマイクロ波ユニット３０が接続されている。つまり、マイクロ波ユニット３０の数は４つである。
【００３６】
マグネトロン３１は、高電圧電源部４０によって供給される高電圧が印加される陽極および陰極（いずれも図示省略）を有している。また、マグネトロン３１としては、種々の周波数のマイクロ波を発振することができるものを用いることができる。マグネトロン３１によって生成されるマイクロ波は、被処理体Ｓの処理毎に最適な周波数を選択し、例えば加熱処理においては、２．４５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ等の高い周波数のマイクロ波であることが好ましく、５．８ＧＨｚのマイクロ波であることが特に好ましい。
【００３７】
導波管３２は、断面が矩形且つ角筒状の形状を有し、処理容器２の天井部１１の上面から上方に延びている。マグネトロン３１は、導波管３２の上端部の近傍に接続されている。導波管３２の下端部は、透過窓３３の上面に接している。マグネトロン３１において生成されたマイクロ波は、導波管３２および透過窓３３を介して処理容器２内に導入される。
【００３８】
透過窓３３は、誘電体材料によって形成されている。透過窓３３の材料としては、例えば、石英、セラミックス等を用いることができる。透過窓３３と天井部１１との間は、図示しないシール部材によって気密にシールされている。透過窓３３の下面から支持ピン１６に支持された被処理体Ｓの表面までの距離（ギャップＧ）は、被処理体Ｓへマイクロ波が直接放射されることを抑制する観点から、例えば２５ｍｍ以上とすることが好ましく、２５〜５０ｍｍの範囲内に調節することがより好ましい。
【００３９】
マイクロ波ユニット３０は、更に、導波管３２の途中に設けられたサーキュレータ３４、検出器３５およびチューナ３６と、サーキュレータ３４に接続されたダミーロード３７とを有している。サーキュレータ３４、検出器３５およびチューナ３６は、導波管３２の上端部側からこの順に設けられている。サーキュレータ３４およびダミーロード３７は、処理容器２からの反射波を分離するアイソレータを構成する。すなわち、サーキュレータ３４は、処理容器２からの反射波をダミーロード３７に導き、ダミーロード３７は、サーキュレータ３４によって導かれた反射波を熱に変換する。
【００４０】
検出器３５は、導波管３２における処理容器２からの反射波を検出するためのものである。検出器３５は、例えばインピーダンスモニタ、具体的には、導波管３２における定在波の電界を検出する定在波モニタによって構成されている。定在波モニタは、例えば、導波管３２の内部空間に突出する３本のピンによって構成することができる。定在波モニタによって定在波の電界の場所、位相および強さを検出することにより、処理容器２からの反射波を検出することができる。また、検出器３５は、進行波と反射波を検出することが可能な方向性結合器によって構成されていてもよい。
【００４１】
チューナ３６は、マグネトロン３１と処理容器２との間のインピーダンスのマッチングを行う機能を有している。チューナ３６によるインピーダンスのマッチングは、検出器３５における反射波の検出結果に基づいて行われる。チューナ３６は、例えば、導波管３２の内部空間に出し入れすることができるように設けられた導体板（図示省略）によって構成することができる。この場合、導体板の、導波管３２の内部空間への突出量を制御することにより、反射波の電力量を調整して、マグネトロン３１と処理容器２との間のインピーダンスを調整することができる。
【００４２】
（高電圧電源部）
高電圧電源部４０は、マグネトロン３１に対してマイクロ波を生成するための高電圧を供給する。図３に示したように、高電圧電源部４０は、商用電源に接続されたＡＣ−ＤＣ変換回路４１と、ＡＣ−ＤＣ変換回路４１に接続されたスイッチング回路４２と、スイッチング回路４２の動作を制御するスイッチングコントローラ４３と、スイッチング回路４２に接続された昇圧トランス４４と、昇圧トランス４４に接続された整流回路４５とを有している。マグネトロン３１は、整流回路４５を介して昇圧トランス４４に接続されている。
【００４３】
ＡＣ−ＤＣ変換回路４１は、商用電源からの交流（例えば、三相２００Ｖの交流）を整流して所定の波形の直流に変換する回路である。スイッチング回路４２は、ＡＣ−ＤＣ変換回路４１によって変換された直流のオン・オフを制御する回路である。スイッチング回路４２では、スイッチングコントローラ４３によってフェーズシフト型のＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御またはＰＡＭ（Pulse  Amplitude  Modulation）制御が行われて、パルス状の電圧波形が生成される。昇圧トランス４４は、スイッチング回路４２から出力された電圧波形を所定の大きさに昇圧するものである。整流回路４５は、昇圧トランス４４によって昇圧された電圧を整流してマグネトロン３１に供給する回路である。
【００４４】
＜制御部＞
マイクロ波加熱処理装置１の各構成部は、それぞれ制御部８に接続されて、制御部８によって制御される。制御部８は、典型的にはコンピュータである。図４は、図１に示した制御部８のハードウェア構成の一例を示している。制御部８は、主制御部１０１と、キーボード、マウス等の入力装置１０２と、プリンタ等の出力装置１０３と、表示装置１０４と、記憶装置１０５と、外部インターフェース１０６と、これらを互いに接続するバス１０７とを備えている。主制御部１０１は、ＣＰＵ（中央処理装置）１１１、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１１２およびＲＯＭ（リードオンリメモリ）１１３を有している。記憶装置１０５は、情報を記憶できるものであれば、その形態は問わないが、例えばハードディスク装置または光ディスク装置である。また、記憶装置１０５は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体１１５に対して情報を記録し、また記録媒体１１５より情報を読み取るようになっている。記録媒体１１５は、情報を記憶できるものであれば、その形態は問わないが、例えばハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリなどである。記録媒体１１５は、本実施の形態に係るマイクロ波加熱処理方法のレシピを記録した記録媒体であってもよい。
【００４５】
制御部８では、ＣＰＵ１１１が、ＲＡＭ１１２を作業領域として用いて、ＲＯＭ１１３または記憶装置１０５に格納されたプログラムを実行することにより、本実施の形態のマイクロ波加熱処理装置１において被処理体Ｓに対する加熱処理を実行できるようになっている。具体的には、制御部８は、マイクロ波加熱処理装置１において、例えば被処理体Ｓの温度、処理容器２内の圧力、ガス流量、マイクロ波出力、被処理体Ｓの回転速度等のプロセス条件に関係する各構成部（例えば、マイクロ波導入装置３、支持装置４、ガス供給装置５ａ、排気装置６等）を制御する。
【００４６】
以上の構成を有するマイクロ波加熱処理装置１では、被処理体Ｓの面内での加熱温度のばらつきを抑制し、均一な加熱処理が可能になる。マイクロ波加熱処理装置１は、各種電子部品の製造工程において、金属膜などの導電性膜の加熱処理などの目的で好ましく利用できる。
【００４７】
＜加熱処理の具体的手順＞
次に、マイクロ波加熱処理装置１を使用する加熱処理の具体的手順について説明する。まず、例えば制御部８の入力装置１０２から、マイクロ波加熱処理装置１において加熱処理を行うように指令が入力される。次に、主制御部１０１は、この指令を受けて、記憶装置１０５またはコンピュータ読み取り可能な記録媒体１１５に保存されたレシピを読み出す。次に、レシピに基づく条件によって加熱処理が実行されるように、主制御部１０１からマイクロ波加熱処理装置１の各エンドデバイス（例えば、マイクロ波導入装置３、支持装置４、ガス供給装置５ａ、排気装置６等）に制御信号が送出される。
【００４８】
そして、ゲートバルブＧＶが開状態にされて、図示しない搬送装置によって、複数種類の導電性膜が形成された被処理体Ｓが、ゲートバルブＧＶおよび搬入出口１２ａを介して処理容器２内に搬入され、複数の支持ピン１６の上に載置される。そして、昇降駆動部１８を駆動させることによって複数の支持ピン１６を変位させ、被処理体Ｓを所定の高さ位置にセットする。この高さで、必要に応じて、制御部８の制御の下で回転駆動部１７を駆動させることによって、被処理体Ｓを水平方向に所定の速度で回転させてもよい。被処理体Ｓを回転させることによって、被処理体Ｓに照射されるマイクロ波の偏りを少なくし、被処理体Ｓの面内の加熱温度を均一化することができる。この場合、被処理体Ｓの回転は、連続的でなく、非連続的であってもよい。
【００４９】
次に、ゲートバルブＧＶが閉状態にされて、必要な場合は排気装置６によって、処理容器２内が減圧排気される。次に、必要な場合は、ガス供給装置５ａによって処理ガスが処理容器２内に導入される。処理容器２の内部空間は、排気量および処理ガスの供給量を調整することによって、所定の圧力に調整される。
【００５０】
次に、制御部８の制御の下で、所定の高さ位置に保持された被処理体Ｓに対し、加熱処理を実施する。加熱処理の間は、冷却機構５１によって被処理体Ｓの裏面へ冷却ガスを噴射し、被処理体Ｓの温度調節を行ってもよい。加熱処理の終了は、主制御部１０１からマイクロ波加熱処理装置１の各エンドデバイスに加熱処理を終了させる制御信号を送出することにより行われる。この制御信号によって、被処理体Ｓの回転が停止し、処理ガスの供給が停止されて、被処理体Ｓに対する加熱処理が終了する。所定時間の加熱処理又は加熱処理後の冷却処理が終了した後、ゲートバルブＧＶが開状態にされて、支持装置４によって被処理体Ｓの高さ位置を調整した後、図示しない搬送装置によって、被処理体Ｓが搬出される。
【００５１】
上記手順は、制御部８によって、複数のソフトウェアを協働させることによって実行させることも可能である。
【００５２】
［第１の実施の形態のマイクロ波加熱処理方法］
次に、マイクロ波加熱処理装置１を用いて実施が可能な本発明の第１のマイクロ波加熱処理方法について説明する。
【００５３】
＜被処理体＞
まず、図５を参照しながら、本実施の形態のマイクロ波加熱処理方法における被処理体Ｓについて説明する。図５（ａ）は、被処理体Ｓの一例の断面構造を模式的に示している。図５（ａ）に示すように、被処理体Ｓは、本体２０１と、この本体２０１上に形成された第１の膜としての導電性膜２０２と、本体２０１上において導電性膜２０２とは離れた部位に形成された第２の膜としての導電性膜２０３とを備えている。なお、本体２０１上には、導電性膜２０２，２０３以外の膜が形成されていてもよいが、ここでは図示及び説明を省略する。
【００５４】
（本体）
本体２０１としては、例えば太陽電池パネル用ガラス基板、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板、半導体ウエハなどの基板や、回路基板用もしくは発光ダイオード用の絶縁樹脂基材などを挙げることができる。ここで、絶縁樹脂基材の材質としては、例えばポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などの耐熱性樹脂が好ましい。また、本実施の形態のマイクロ波加熱処理方法では、導電性膜の選択加熱が可能であるため、例えばポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂などの比較的耐熱性が低い樹脂についても使用可能である。なお、平板状をなす被処理体Ｓの本体２０１において、面積の広い上下の面のうち、上面がデバイスや配線等の形成面である。
【００５５】
（導電性膜）
導電性膜２０２及び導電性膜２０３は、導電性を有する膜であり、例えば金属、ポリシリコンなどの材質によって構成されている。ここで、金属としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、Ｔａ（タンタル）、コバルト（Ｃｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、プラチナ(Ｐｔ)、ハフニウム（Ｈｆ)、これらの合金などを挙げることができる。また、導電性膜２０２及び導電性膜２０３は、金属の微粒子やその前駆体（錯体など）を含有する導電性ペースト、導電性インクによって形成された塗布膜であってもよい。さらに、導電性膜２０２及び導電性膜２０３は、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛、インジウムドープ酸化亜鉛、ガリウム・アルミニウムドープ酸化亜鉛、マグネシウムドープ酸化亜鉛、シリコンドープ酸化亜鉛、スズドープ酸化亜鉛、スズドープ酸化インジウム(ＩＴＯ)、チタン・スズドープ酸化インジウム、ガリウムドープ酸化インジウム、セリウムドープ酸化インジウム、タングステンドープ酸化インジウム、アンチモンドープ酸化スズ等の透明電極材料となり得る金属酸化物を含有するものであってもよい。導電性膜２０２と導電性膜２０３は、同じ材質でもよいし、異なる材質でもよい。本実施の形態のマイクロ波加熱処理方法では、導電性膜２０２は所定温度まで加熱することが必要な加熱対象膜であり、導電性膜２０３は出来るだけ加熱をせずにおきたい非加熱対象膜である。
【００５６】
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した被処理体Ｓに対し、マイクロ波加熱処理装置１を使用してマイクロ波３００を照射し、加熱処理を行っている状態を示している。上記のとおり、導電性膜２０２は所定温度まで加熱することが必要な加熱対象膜であり、導電性膜２０３は出来るだけ加熱をせずにおきたい非加熱対象膜である。しかし、マイクロ波加熱処理装置１による加熱処理では、被処理体Ｓの面内にほぼ均一にマイクロ波が照射されることから、同じ被処理体Ｓ上に形成された導電性膜２０２、導電性膜２０３は、いずれも誘導加熱によって昇温してしまう。そのため、本実施の形態では、導電性膜２０２と導電性膜２０３について、厚さと、膜を構成する材料の抵抗率とのいずれか片方又は両方を変えている。
【００５７】
本実施の形態のマイクロ波加熱処理方法では、導電性膜２０２と導電性膜２０３の厚さ及び／又は抵抗率を変えることによって、導電性膜２０３を極力加熱せずに、導電性膜２０２を選択的に加熱することができる。ここで、「導電性膜２０２を選択的に加熱する」とは、導電性膜２０３に比べて導電性膜２０２を優勢的に加熱することを意味し、導電性膜２０３は全く加熱されないという意味ではない。例えば、本実施の形態のマイクロ波加熱処理方法では、導電性膜２０２の加熱温度をＴ１とし、導電性膜２０３の加熱温度をＴ２としたとき、Ｔ１≧Ｔ２＋１００℃となるように加熱することが好ましく、Ｔ１≧Ｔ２＋１５０℃となるように加熱することがより好ましく、Ｔ１≧Ｔ２＋２００℃となるように加熱することがさらに好ましい。このように、本実施の形態のマイクロ波加熱処理方法は、導電性膜２０２と導電性膜２０３との温度差が、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１５０℃以上、さらに好ましくは２００℃以上になるように処理するものである。
【００５８】
＜選択加熱の類型とジュール損失計算＞
ここで、本発明の基礎となった知見について説明する。図７及び図８は、本実施の形態のマイクロ波加熱処理方法における選択加熱の類型を説明する図面である。図７は、昇温が頭打ちになる飽和領域での選択加熱を示しており、図８は、昇温領域での選択加熱を示している。
【００５９】
（飽和領域での選択加熱）
図７中、破線で示す飽和領域での選択加熱は、マイクロ波が照射される被処理膜である加熱対象膜２１０と非加熱対象膜２２０（以下、両者を区別しない場合は、単に「被処理膜」と記す）における吸熱と放熱のバランスで加熱温度が決まるため、主に、加熱温度は被処理膜の面積当たりのジュール損失に依存する。
【００６０】
図９は、被処理膜の膜厚と抵抗率を変化させた場合の面積当たりのジュール損失の値を計算した結果を示すグラフである。ジュール損失は、マイクロ波照射によって被処理膜内に進入した電界が膜内で減衰を伴って多重反射するモデルを想定し、下式に基づいて計算される。
【００６１】
【数１】
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【００６２】
ジュール損失計算では、被処理膜の膜厚を１ｎｍ、１０ｎｍ、１００ｎｍ、１μｍ、１０μｍ、１００μｍ及び１ｍｍの７つに設定した。被処理膜の抵抗率は、１×１０−６〜１×１０２［Ω・ｃｍ］の範囲内で変化させた。図９から、被処理膜の抵抗率が同じでも、膜厚が異なるとジュール損失の値が大きく変化し、また、被処理膜の膜厚が同じでも、抵抗率が変化するとジュール損失の値が大きく変化することがわかる。つまり、飽和領域では、ジュール損失の大きさは、被処理膜の膜厚と抵抗率によって決まることが理解される。そして、非加熱対象膜２２０に対して加熱対象膜２１０を選択的に加熱するためには、面積当たりのジュール損失差（加熱対象膜２１０−非加熱対象膜２２０）を１０倍程度に設定することが有効であると考えられる。従って、加熱対象膜２１０については、図９中の破線ａで囲まれた範囲内の条件でマイクロ波加熱を行い、非加熱対象膜２２０については、図９中の破線ｂで囲まれた範囲内の条件でマイクロ波加熱を行えばよいことになる。
【００６３】
図１０は、図９のグラフに示す計算結果を、コンダクタンス（膜厚ｔ／抵抗率ρ）を用いて整理したものである。図１０より、加熱対象膜２１０と非加熱対象膜２２０とのジュール損失差（加熱対象膜２１０−非加熱対象膜２２０）を１０倍以上とするためには、加熱対象膜２１０のコンダクタンスを７×１０−４［Ｓ］〜４×１０−２［Ｓ］の範囲内とし、非加熱対象膜２２０のコンダクタンスを５×１０−５［Ｓ］以下または５×１０−１［Ｓ］以上とすればよいことが理解される。
【００６４】
（昇温領域での選択加熱）
図８に示すような昇温領域での選択加熱は、被処理膜の熱容量とマイクロ波の吸収量により決定されるので、加熱温度は、主に、体積当たりのジュール損失に依存する。図１１は、上記多重反射モデルの数式に基づき、被処理膜の膜厚と抵抗率を変化させた場合の体積当たりのジュール損失の値を計算した結果を示すグラフである。被処理膜の膜厚は、１ｎｍ、１０ｎｍ、１００ｎｍ、１μｍ、１０μｍ、１００μｍ及び１ｍｍの７つに設定した。被処理膜の抵抗率は、１×１０−６〜１×１０２［Ω・ｃｍ］の範囲内で変化させた。
【００６５】
図１１から、上記設定条件の範囲内では、抵抗率が低い方が、被処理膜の膜厚の相違による体積当たりのジュール損失差が大きいことがわかる。また、被処理膜の膜厚が同じでも、抵抗率が変化すると体積当たりのジュール損失の値が大きく変化することがわかる。つまり、昇温領域において、体積当たりのジュール損失の大きさは、被処理膜の膜厚と抵抗率によって決まることが理解される。そして、非加熱対象膜２２０に対して加熱対象膜２１０を効率的に選択加熱するためには、体積当たりのジュール損失差（加熱対象膜２１０−非加熱対象膜２２０）を１０倍程度に設定することが有効であると考えられる。従って、加熱対象膜２１０については、図１１中の破線ｃで囲まれた範囲内の条件でマイクロ波加熱を行い、非加熱対象膜２２０については、図１１中の破線ｄで囲まれた範囲内の条件でマイクロ波加熱を行えばよいことになる。
【００６６】
（ジュール損失計算と実験結果との整合性の検証）
次に、上記ジュール損失計算の結果を検証するため、マイクロ波加熱処理装置１を使用し、被処理膜の抵抗率と膜厚を変化させて加熱処理実験を行った。その結果を図１２に示した。図１２の縦軸は、被処理膜の加熱温度であり、横軸は被処理膜の抵抗率を示している。図１２中の金属膜（ｍｅｔａｌ；膜厚１００ｎｍ）、金属膜（Ｍｅｔａｌ；膜厚２０ｎｍ）については、材料がニッケル、チタン、タンタル又はタングステンであり、各プロットで材料を変えている。ポリシリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ；膜厚１００ｎｍ）については、アモルファスシリコンにイオン注入を行い、不純物の量を変え、その後アニール処理して多結晶化させることで抵抗率が異なるものを準備した。ベアシリコン（Ｂａｒｅ−Ｓｉ；膜厚５００μｍ）については、不純物の濃度が異なる複数の市販品を使用した。
【００６７】
一方、図１３は、上記計算方法によって算出された膜厚が２０ｎｍ、１００ｎｍ、５００μｍの被処理膜の面積当たりのジュール損失（縦軸）と抵抗率（横軸）との関係を示すグラフである。図１２と図１３との比較から、実験により得られた各膜厚の被処理膜の温度−抵抗率の曲線と、計算によって得られた面積当たりのジュール損失−抵抗率の曲線とは、概ね同様の傾向が見て取れる。つまり、上記の多重反射モデルでのジュール損失計算によって、現実の被処理膜の加熱挙動を概ね正確に推測できるものと考えられる。従って、ジュール損失計算に基づき、被処理膜の膜厚と抵抗率を適切な値に設定することによって、加熱対象膜２１０と非加熱対象膜２２０とにジュール損失差を生じさせ、加熱対象膜２１０を選択的に加熱することが可能になるものと考えられる。なお、上記実験及びジュール損失計算では、マイクロ波の周波数を５．８ＧＨｚに設定したが、マイクロ波の周波数を変えても傾向は同様であると考えられる。
【００６８】
（膜厚と抵抗率とジュール損失の関係）
以上の知見を勘案し、被処理膜の膜厚と抵抗率とジュール損失との関係について、図１４を参照しながら説明する。なお、以下で用いる高抵抗・低抵抗、薄膜・厚膜という表現は、抵抗率が例えば１×１０−６Ω・ｃｍ以上１０Ω・ｃｍ以下の範囲内であり、膜厚が例えば１ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲内である場合の相対的な表現である。
【００６９】
図１４の領域Ａは、薄膜×高抵抗であり、膜厚が小さいことからマイクロ波の吸収体積が小さく、高抵抗なので反射係数が小さいため多重反射が少ない。よって、薄膜×高抵抗の領域Ａでは、ジュール損失が小さく、被処理膜は加熱されにくい。領域Ａの膜厚は、例えば１ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲内である。また、領域Ａの抵抗率は、例えば１×１０−２Ω・ｃｍ以上１０Ω・ｃｍ以下の範囲内である。
【００７０】
また、図１４の領域Ｂは、薄膜×低抵抗であり、膜厚が小さいことからマイクロ波の吸収体積が小さいが、低抵抗なので反射係数が大きく、多重反射も大きい。よって、薄膜×低抵抗の領域Ｂでは、ジュール損失が大きく、被処理膜は加熱されやすい。領域Ｂの膜厚は、例えば１ｎｍ以上１μｍ未満の範囲内である。また、領域Ｂの抵抗率は、例えば１×１０−６Ω・ｃｍ以上５×１０−３Ω・ｃｍ未満の範囲内である。
【００７１】
また、図１４の領域Ｃは、厚膜×高抵抗であり、膜厚が大きく、表皮深さも大きいため、マイクロ波の吸収体積が大きい。一方、高抵抗なので反射係数が小さくなり、多重反射は少ない。しかし、吸収体積による影響が支配的になることから、厚膜×高抵抗の領域Ｃでは、ジュール損失が大きく、被処理膜は加熱されやすい。領域Ｃの膜厚は、例えば１μｍ以上１ｍｍ以下の範囲内である。また、領域Ｃの抵抗率は、５×１０−３Ω・ｃｍ以上１０Ω・ｃｍ以下の範囲内である。
【００７２】
また、図１４の領域Ｄは、厚膜×低抵抗であり、表皮深さが小さいことからマイクロ波の吸収体積が小さい。また、表皮深さに対して膜厚が大きすぎるので、多重反射も少ない。よって、厚膜×低抵抗の領域Ｄでは、ジュール損失が小さく、被処理膜は加熱されにくい。領域Ｄの膜厚は、例えば３μｍ以上１ｍｍ以下の範囲内である。また、領域Ｄの抵抗率は、例えば１×１０−６Ω・ｃｍ以上１×１０−３Ω・ｃｍ以下の範囲内である。
【００７３】
＜飽和領域での加熱＞
以上の知見を踏まえ、まず、図７に示した飽和領域での加熱について説明する。飽和領域での加熱では、図５に示す導電性膜２０２と導電性膜２０３のとの面積当たりのジュール損失差（導電性膜２０２−導電性膜２０３）を１０倍以上とすることが好ましい。そのために、導電性膜２０２の膜厚ｔ２０２と導電性膜２０３の膜厚ｔ２０３に差を持たせている。例えば、導電性膜２０２の抵抗率ρ２０２と導電性膜２０３の抵抗率ρ２０３を同程度の高抵抗に設定し、導電性膜２０３の膜厚ｔ２０３に対し、導電性膜２０２の膜厚ｔ２０２を厚く設定する（ｔ２０２＞ｔ２０３）。具体的には、例えば、導電性膜２０２の膜厚ｔ２０２は図１４の領域Ｃ内の値に設定し、導電性膜２０３の膜厚ｔ２０３は領域Ａ内の値に設定する。領域Ａ及び領域Ｃでは、膜厚を厚くしていくことによって、表皮深さが大きくなり、マイクロ波の吸収体積が大きくなることから、抵抗率が同程度でも導電性膜２０２の方が加熱されやすくなる。この場合、導電性膜２０２のコンダクタンスを７×１０−４［Ｓ］〜４×１０−２［Ｓ］の範囲内とし、導電性膜２０３のコンダクタンスを５×１０−５［Ｓ］以下とすることが好ましい。
【００７４】
本実施の形態の別の態様では、導電性膜２０２の膜厚ｔ２０２と導電性膜２０３の膜厚ｔ２０３に差を持たせる代わりに、導電性膜２０２の抵抗率ρ２０２と導電性膜２０３の抵抗率ρ２０３に差を持たせてもよい。例えば図６に示すように、膜厚ｔ２０２と膜厚ｔ２０３は同程度として、ともに厚膜に設定し、導電性膜２０３には抵抗率ρ２０３の金属材料を使用し、導電性膜２０２には抵抗率ρ２０３よりも大きな抵抗率ρ２０２の金属材料を使用する（ρ２０２＞ρ２０３）。具体的には、例えば導電性膜２０２の抵抗率ρ２０２を図１４の領域Ｃ内の値に設定し、導電性膜２０３の抵抗率ρ２０３を領域Ｄ内の値に設定する。領域Ｃ及び領域Ｄでは抵抗率を高くしていくことによって、表皮深さが大きくなり、マイクロ波の吸収体積が大きくなることから、膜厚が同程度でも導電性膜２０２の方が加熱されやすくなる。この場合、導電性膜２０２のコンダクタンスを７×１０−４［Ｓ］〜４×１０−２［Ｓ］の範囲内とし、導電性膜２０３のコンダクタンスを５×１０−１［Ｓ］以上とすることが好ましい。
【００７５】
なお、抵抗率ρ２０２，ρ２０３を調節するためには、導電性膜２０２，２０３の材質を選択するだけでなく、ドーピングによって行うこともできる。例えば、導電性膜２０２，２０３に異なるドーパントをドープしたり、導電性膜２０２，２０３へのドーピング量を変化させたりしてもよい。
【００７６】
また、本実施の形態の他の態様では、導電性膜２０２と導電性膜２０３のとの面積当たりのジュール損失差（導電性膜２０２−導電性膜２０３）を１０倍以上とするために、図１４において、導電性膜２０２を領域Ｂ内の値に設定し、導電性膜２０３を領域Ａ又は領域Ｄ内の値に設定してもよい。具体的には、図示は省略するが、例えば導電性膜２０２の膜厚ｔ２０２と導電性膜２０３の膜厚ｔ２０３を、ともに薄膜に設定し、導電性膜２０２を低抵抗に設定し、導電性膜２０３を高抵抗に設定する（ρ２０２＜ρ２０３）。あるいは、例えば、導電性膜２０２と導電性膜２０３の抵抗率を、ともに低抵抗に設定し、導電性膜２０２を薄膜に設定し、導電性膜２０３を厚膜に設定する（ｔ２０２＜ｔ２０３）。これらの場合、導電性膜２０２のコンダクタンスを７×１０−４［Ｓ］〜４×１０−２［Ｓ］の範囲内とし、導電性膜２０３のコンダクタンスを領域Ａの場合は５×１０−５［Ｓ］以下、領域Ｄの場合は５×１０−１［Ｓ］以上とすることが好ましい。
【００７７】
＜昇温領域での加熱＞
本実施の形態における昇温領域での加熱では、上記のとおり、導電性膜２０２と導電性膜２０３との体積当たりのジュール損失差（導電性膜２０２−導電性膜２０３）を１０倍以上とすることが好ましい。そのためには、図１１に示す傾向に基づき、導電性膜２０２を図１４における領域Ｂの薄膜・低抵抗に設定し、導電性膜２０３を領域Ａ、領域Ｃ又は領域Ｄのいずれかに設定することが好ましい。例えば、膜厚ｔ２０２と膜厚ｔ２０３を同程度の薄膜に設定し、導電性膜２０２を低抵抗に、導電性膜２０３を高抵抗に設定すればよい（ρ２０２＜ρ２０３）。これにより、図１４における領域Ｂと領域Ａとの関係を作ることができる。また、膜厚ｔ２０２を薄膜に、膜厚ｔ２０３を厚膜に設定し（ｔ２０２＜ｔ２０３）、導電性膜２０２を低抵抗に、導電性膜２０３を高抵抗（ρ２０２＜ρ２０３）又は低抵抗（ρ２０２≒ρ２０３）に設定すればよい。これにより、図１４における領域Ｂと領域Ｃとの関係、又は領域Ｂと領域Ａとの関係を作ることができる。
【００７８】
本実施の形態では、発明の効果を損なわない限り、導電性膜２０２と導電性膜２０３の膜厚ｔ２０２，ｔ２０３に差を持たせることに加え、導電性膜２０２と導電性膜２０３の抵抗率ρ２０２，ρ２０３にも差を持たせることができる。また、発明の効果を損なわない限り、導電性膜２０２と導電性膜２０３の抵抗率ρ２０２，ρ２０３に差を持たせることに加え、導電性膜２０２と導電性膜２０３の膜厚ｔ２０２，ｔ２０３にも差を持たせることができる。
【００７９】
また、加熱処理の間は、冷却機構５１によって被処理体Ｓの裏面へ冷却ガスを噴射し、被処理体Ｓの温度調節を行ってもよい。冷却ガスによって本体２０１をその裏面側から冷却することにより、本体２０１を介しての導電性膜２０２と導電性膜２０３との間の熱伝導を抑制できる。従って、導電性膜２０２と導電性膜２０３の温度制御の独立性を高めることができる。
【００８０】
以上のように、本実施の形態のマイクロ波加熱処理方法によれば、膜厚及び／又は抵抗率を適切に調節した導電性膜２０２及び導電性膜２０３を有する被処理体Ｓにマイクロ波を照射することによって、導電性膜２０２を選択的に加熱処理することができる。従って、本実施の形態のマイクロ波加熱処理方法は、導電性膜の選択加熱が必要なプロセスであれば特に制限なく適用可能であり、例えば薄膜トランジスタ、発光ダイオード、太陽電池、半導体デバイス、プリント基板などの各種電子部品の製造過程で、例えば配線形成プロセスや電極形成プロセスなどに好ましく利用できる。このように、本実施の形態のマイクロ波加熱処理方法は、電子部品の製造工程の一部分として実施され得る。
【００８１】
［第２の実施の形態のマイクロ波加熱処理方法］
図１５は、本発明の第２の実施の形態のマイクロ波加熱処理方法の説明図である。本実施の形態では、導電性膜２０２と導電性膜２０３の抵抗率ρ２０２，ρ２０３を高抵抗で同程度に設定し、図１５（ａ）に示すように、導電性膜２０３の膜厚ｔ２０３に対し、導電性膜２０２の膜厚ｔ２０２を厚く設定している（ｔ２０２＞ｔ２０３）。つまり、導電性膜２０２を図１４における領域Ｃ、導電性膜２０３を領域Ａに設定している。そして、図１５（ｂ）に示すように、マイクロ波加熱処理装置１を使用してマイクロ波３００を照射し、加熱処理を行う。上記のとおり、飽和領域での加熱において、上記抵抗率の範囲内では、膜厚ｔ２０２が厚い導電性膜２０２は、膜厚ｔ２０３が薄い導電性膜２０３よりも表皮深さが大きくなり、マイクロ波の吸収体積が大きくなることから、抵抗率ρ２０２，ρ２０３が同程度でも導電性膜２０２の方が加熱されやすい。その結果、導電性膜２０２を選択的に加熱処理することが可能になる。そして、加熱処理の後で、図１５（ｃ）に示すように、導電性膜２０２をエッチングして、目的とするデバイスや配線における所望の膜厚まで膜厚ｔ２０２を減少させる。このようにすれば、導電性膜２０２と導電性膜２０３を有する被処理体Ｓに対し、マイクロ波を照射することによって、導電性膜２０２を選択的に加熱することができる。また、加熱処理の後で、導電性膜２０２を所望の厚みに調節することで、デバイスや配線などの電子部品の設計上の要求を満足することができる。このように、本実施の形態のマイクロ波加熱処理方法は、電子部品の製造工程の一部分として実施され得る。
【００８２】
本実施の形態における他の構成及び効果は、第１の実施の形態と同様である。なお、導電性膜２０２と導電性膜２０３の膜厚ｔ２０２，ｔ２０３に差を持たせることに加え、発明の効果を損なわない範囲で、導電性膜２０２と導電性膜２０３の抵抗率ρ２０２，ρ２０３にも差を持たせることができる。
【００８３】
また、以上では飽和領域での加熱について述べたが、本実施の形態のマイクロ波加熱処理方法は、昇温領域での加熱にも適用できる。昇温領域に適用する場合、例えば、導電性膜２０２を図１４における領域Ｂ、導電性膜２０３を領域Ｃ又は領域Ｄに設定することによって、同様のプロセスが可能である。
【００８４】
［第３の実施の形態のマイクロ波加熱処理方法］
図１６は、本発明の第３の実施の形態のマイクロ波加熱処理方法の説明図である。本実施の形態では、導電性膜２０２と導電性膜２０３の抵抗率ρ２０２，ρ２０３を、低抵抗で同程度の値に設定している。そして、図１６（ａ）に示すように、導電性膜２０２の膜厚ｔ２０２を薄膜に、導電性膜２０３の膜厚ｔ２０３を厚膜に設定している（ｔ２０２＜ｔ２０３）。つまり、導電性膜２０２を図１４における領域Ｂ、導電性膜２０３を領域Ｄに設定している。そして、図１６（ｂ）に示すように、マイクロ波加熱処理装置１を使用してマイクロ波３００を照射し、加熱処理を行う。飽和領域での加熱において上記抵抗率の範囲内では、薄膜の導電性膜２０２は、厚膜の導電性膜２０３よりも表皮深さに対する膜厚が小さくなり、多重反射が起きやすくなることから、抵抗率ρ２０２，ρ２０３が同程度でも導電性膜２０２の方が加熱されやすい。一方、厚膜の導電性膜２０３は加熱されにくい。その結果、導電性膜２０２を選択的に加熱処理することが可能になる。そして、加熱処理の後で、図１６（ｃ）に示すように、導電性膜２０３をエッチングして、目的とするデバイスや配線における所望の膜厚まで膜厚ｔ２０３を減少させる。このようにすれば、導電性膜２０２と導電性膜２０３を有する被処理体Ｓに対し、マイクロ波を照射することによって、導電性膜２０２を選択的に加熱することができる。また、加熱処理の後で、導電性膜２０３を所望の厚みに調節することで、デバイスや配線などの電子部品の設計上の要求を満足することができる。このように、本実施の形態のマイクロ波加熱処理方法は、電子部品の製造工程の一部分として実施され得る。
【００８５】
本実施の形態における他の構成及び効果は、第１の実施の形態と同様である。なお、導電性膜２０２と導電性膜２０３の膜厚ｔ２０２，ｔ２０３に差を持たせることに加え、発明の効果を損なわない範囲で、導電性膜２０２と導電性膜２０３の抵抗率ρ２０２，ρ２０３にも差を持たせることができる。
【００８６】
また、以上では飽和領域での加熱について述べたが、本実施の形態のマイクロ波加熱処理方法は、昇温領域での加熱にも適用できる。昇温領域に適用する場合、例えば、導電性膜２０２を図１４における領域Ｂ、導電性膜２０３を領域Ｃ又は領域Ｄに設定することによって、同様のプロセスが可能である。
【００８７】
［第４の実施の形態のマイクロ波加熱処理方法］
図１７は、本発明の第４の実施の形態のマイクロ波加熱処理方法の説明図である。図１７（ａ）に示すように、被処理体Ｓは、本体２０１と、この本体２０１上に形成された第１の膜としての導電性膜２０２と、本体２０１上において導電性膜２０２とは離れた部位に形成された第２の膜としての導電性膜２０３とを備えている。本体２０１には、加熱対象部位２０１ａが形成されている。本例では、導電性膜２０２を加熱することによって、導電性膜２０２からの熱伝導によって、本体２０１の加熱対象部位２０１ａを加熱することを目的とする。なお、導電性膜２０２と加熱対象部位２０１ａとは、直接接する形態だけでなく、熱伝導が大きく妨げられない範囲で、導電性膜２０２と加熱対象部位２０１ａとの間に薄い密着層のようなもの（図示省略）を介した形態（導電性膜２０２と加熱対象部位２０１ａとが近接した形態）も本実施の形態に含むものとする。
【００８８】
本実施の形態では、図５と同様に、例えば、導電性膜２０２と導電性膜２０３の抵抗率ρ２０２，ρ２０３を高抵抗で同程度の値に設定し、導電性膜２０２を厚膜に、導電性膜２０３を薄膜に、それぞれ設定する（ｔ２０２＞ｔ２０３）。つまり、導電性膜２０２を図１４における領域Ｃに設定し、導電性膜２０３を領域Ａに設定している。そして、図１７（ｂ）に示すように、マイクロ波加熱処理装置１を使用してマイクロ波３００を照射し、加熱処理を行う。飽和領域での加熱において、上記抵抗率の範囲内では、厚膜の導電性膜２０２では、導電性膜２０３に比べ、表皮深さが大きくなり、マイクロ波の吸収体積が大きくなることから、抵抗率ρ２０２，ρ２０３が同程度でも導電性膜２０２の方が加熱されやすくなる。導電性膜２０２が加熱されることによって、熱伝導３０１により、加熱対象部位２０１ａが集中的に加熱される。ここで、加熱対象部位２０１ａとしては、例えばポリシリコン膜内やシリコン基板内の不純物注入領域などである。
【００８９】
図１７（ｃ）では、加熱処理の後で、導電性膜２０２をエッチングして除去する。つまり、導電性膜２０２は、加熱対象部位２０１ａを加熱するヒーターの役割で用いる。このようにすれば、導電性膜２０２と導電性膜２０３を有する被処理体Ｓに対し、マイクロ波を照射することによって、導電性膜２０２を選択的に加熱し、導電性膜２０２からの熱伝導３０１によって間接的に加熱対象部位２０１ａを集中的に加熱処理することができる。一方、導電性膜２０３は導電性膜２０２に比べて加熱されにくいため、本体２０１の加熱対象部位２０１ａ以外の部位は、ほとんど加熱されない。
【００９０】
なお、導電性膜２０２を全て剥離せず、一部分もしくは全部を残して目的とするデバイスや配線の構成部分として利用してもよい。このように、本実施の形態のマイクロ波加熱処理方法は、電子部品の製造工程の一部分として実施され得る。
【００９１】
本実施の形態における他の構成及び効果は、第１の実施の形態と同様である。なお、本実施の形態では、導電性膜２０２を薄膜に、導電性膜２０３を厚膜にしてもよい。また、導電性膜２０２と導電性膜２０３の膜厚ｔ２０２，ｔ２０３に差を持たせる代わりに、導電性膜２０２と導電性膜２０３の抵抗率ρ２０２，ρ２０３に差を持たせてもよい。
【００９２】
また、以上では飽和領域での加熱について述べたが、本実施の形態のマイクロ波加熱処理方法は、昇温領域での加熱にも適用できる。昇温領域に適用する場合、例えば、導電性膜２０２を図１４における領域Ｂ、導電性膜２０３を領域Ｃ又は領域Ｄに設定することによって、同様のプロセスが可能である。
【００９３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、上記実施の形態で挙げた膜厚と抵抗率の範囲は、あくまでも例示であり、被処理体Ｓの種類、導電性膜２０２及び導電性膜２０３の種類、目的とする加熱温度、目的とするデバイスや配線などに応じて適宜設定することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１…マイクロ波加熱処理装置、２…処理容器、３…マイクロ波導入装置、４…支持装置、５…ガス供給機構、５ａ…ガス供給装置、６…排気装置、８…制御部、１０…マイクロ波導入ポート、１２…側壁部、１４…シャフト、１５…アーム部、１６…支持ピン、１７…回転駆動部、１８…昇降駆動部、３０…マイクロ波ユニット、３１…マグネトロン、３２…導波管、３３…透過窓、３４…サーキュレータ、３５…検出器、３６…チューナ、３７…ダミーロード、４０…高電圧電源部、２０１…本体、２０２，２０３…導電性膜、３００…マイクロ波、Ｓ…被処理体
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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