特許 7631457 光加熱方法、ｎ型ＳｉＣ半導体用の光加熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-07

(45)【発行日】2025-02-18

(54)【発明の名称】光加熱方法、ｎ型ＳｉＣ半導体用の光加熱装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/26 20060101AFI20250210BHJP

【ＦＩ】

H01L21/26 J

H01L21/26 F

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023155581

(22)【出願日】2023-09-21

【審査請求日】2023-10-03

【審判番号】

【審判請求日】2024-01-29

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000102212

【氏名又は名称】ウシオ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井上 隆博

【合議体】

【審判長】河本 充雄

【審判官】綿引 隆

【審判官】大橋 達也

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００７／０４９４１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－１７１５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２７００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－３２６７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－４４９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１８２９８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

H01L 21/26

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ｎ型ＳｉＣ半導体である被処理体に対し、赤外光ランプを備えた光源部から出射された色温度が２，２００Ｋ～２，６００Ｋの範囲内の加熱光を、窓部材を介して照射して前記被処理体を加熱する工程（ａ）を有することを特徴とする、光加熱方法。

【請求項2】

前記加熱光は、色温度が２，４００Ｋ～２，６００Ｋの範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載の光加熱方法。

【請求項3】

前記工程（ａ）の実行中に、２．５μｍ～１４μｍの範囲内に属する所定の波長域を感度波長域とする放射温度計が、前記被処理体から放射される光を受光することで、前記被処理体の温度を計測する工程（ｂ）を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の光加熱方法。

【請求項4】

ｎ型ＳｉＣ半導体用の光加熱装置であって、
ｎ型ＳｉＣ半導体である被処理体を収容するチャンバと、
前記チャンバ内で前記被処理体を支持する支持部材と、
色温度が２，２００Ｋ～２，６００Ｋの範囲内の加熱光を発する赤外光ランプを有する光源部と、
前記光源部から出射された前記加熱光を通過させて前記被処理体に導く窓部材とを備えたことを特徴とする、ｎ型ＳｉＣ半導体用の光加熱装置。

【請求項5】

前記赤外光ランプがハロゲンランプであることを特徴とする、請求項４に記載のｎ型ＳｉＣ半導体用の光加熱装置。

【請求項6】

前記赤外光ランプから発せられて、前記被処理体とは反対側に向かって進行する光を、前記被処理体側へと反射する反射部材とを備えることを特徴とする、請求項４又は５に記載のｎ型ＳｉＣ半導体用の光加熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光加熱方法に関し、特にｎ型ＳｉＣ半導体を含む被処理体に対する光加熱方法に関する。また、本発明は、ｎ型ＳｉＣ半導体用の光加熱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体の製造プロセスでは、半導体ウェハを初めとする被処理体に対して、成膜処理、酸化拡散処理、改質処理、又はアニール処理等の種々の熱処理が行われる。これらの熱処理の実行の際には、光が用いられることが多い。このように、光を用いて被処理体を加熱することを「光加熱」と称する。また、加熱に用いられる光を「加熱光」と称する。

【0003】

光加熱を利用した半導体加熱装置としては、例えば下記特許文献１の技術が知られている。特許文献１の装置では、８１０ｎｍ～９８０ｎｍの波長の加熱光を発するＬＥＤランプが光源として利用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－００９９２７号公報

【非特許文献】

【0005】

【文献】「フォトレジスト材料における高分子材料技術」 征矢野 晃雅 日本ゴム協会誌 第８５巻 第２号（２０１２） ｐ．３３～ｐ．３９

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

近年、従来のデバイスよりも高電圧、大電流に対応した、パワー半導体デバイスの開発が進められている。このため、従来のデバイスではＳｉが一般的に利用されていたが、最近のデバイスでは、小型で高耐圧特性を示すデバイスを実現するために、ＳｉＣの利用が検討されている。なお、ＳｉＣには、抵抗率が比較的低いｎ型ＳｉＣと、抵抗率が比較的高い半絶縁型ＳｉＣ（「半絶縁性ＳｉＣ」とも称される場合がある。）といった分類が存在しており、使用用途の幅広さから、特に、ｎ型ＳｉＣが注目されている。

【0007】

なお、ｎ型ＳｉＣとしては、窒素（Ｎ）がドーパントとしてドープされたＳｉＣ、半絶縁型ＳｉＣとしては、バナジウム（Ｖ）がドーパントとしてドープされた、又は意図的に格子欠陥が形成されたＳｉＣが一般的に知られている。

【0008】

ＳｉＣは、従来のＳｉに比べてバンドギャップが大きく、高い絶縁破壊電界強度などを有し、低損失化、小型化、軽量化といった環境負荷軽減への期待がある。ところが、ＳｉＣは、上記特許文献１に記載されているようなＬＥＤランプから発せられる光のほとんどを透過してしまい、効率よく加熱できないという課題があった。なお、上記特許文献１において、ＳｉＣウェハを加熱対象物とした場合の検討は特段なされていない。このため、上記特許文献１には、ＳｉＣウェハを加熱処理するために好適な光の波長範囲が存在すること等は、全く言及されていない。

【0009】

本発明は、上記の課題に鑑み、ｎ型ＳｉＣ半導体を含む被処理体を効率よく加熱することのできる光加熱方法を提供することを目的とする。また、本発明は、ｎ型ＳｉＣ半導体を含む被処理体の加熱に適した光加熱装置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】

【0010】

本発明に係る光加熱方法は、
ｎ型ＳｉＣ半導体を含む被処理体に対し、赤外光ランプを備えた光源部から出射された色温度が２，２００Ｋ～２，６００Ｋの範囲内の加熱光を、窓部材を介して照射して前記被処理体を加熱する工程（ａ）を有することを特徴とする。

【0011】

上記光加熱方法において、
前記加熱光は、色温度が２，４００Ｋ～２，６００Ｋの範囲内であることが好ましい。

【0012】

本発明者は、ＳｉＣを含む被処理体の加熱方法について鋭意検討していたところ、以下のことを見い出した。ＳｉＣには結晶構造の違いで４Ｈ－ＳｉＣ（バンドギャップ３．３ｅＶ）、６Ｈ－ＳｉＣ（バンドギャップ３ｅＶ）、３Ｃ－ＳｉＣ（バンドギャップ２．２ｅＶ）などがある。バンドギャップが３ｅＶの６Ｈ－ＳｉＣの場合、波長４２０ｎｍ付近より長波長域において、徐々に光に対する透過率が高くなり、波長５００ｎｍ以上より長波長域の光はほとんど透過してしまう。

【0013】

また、ＳｉＣは、上述したように、ドープされるドーパントに応じて、ｎ型、半絶縁型といった分類が存在する。ドーパントがドープされるだけでもＳｉＣの吸収率には変化が生じ得る。このため、ＳｉＣを光加熱処理することに適した光として認識されている波長範囲はない。

【0014】

本発明者は、以上のような背景から、実用化の期待が特に大きいｎ型ＳｉＣの波長ごとの吸収率を導き出し、ｎ型ＳｉＣを光加熱するのに適した光の波長帯域を見出すことを検討した。ここで、本願の出願時において、ｎ型ＳｉＣの吸収スペクトルを直接的に測定することが困難であったため、本発明者は、ｎ型ＳｉＣの反射率Ｒと、透過率Ｓとを測定し、吸収率Ａ（＝１－Ｒ－Ｓ）を導き出す方法を採用して、ｎ型ＳｉＣの波長ごとの吸収率を導き出した。

【0015】

具体的には、反射率Ｒは、ｎ型ＳｉＣウェハ、出射する光の強度スペクトルが把握されている光源、及びｎ型ＳｉＣウェハから見て当該光源と同じ側に配置された分光光度計を用いて測定、及び導出される。そして、透過率Ｓは、ｎ型ＳｉＣウェハ、出射する光の強度スペクトルが把握されている光源、及びｎ型ＳｉＣウェハから見て当該光源とは反対側に配置された分光光度計を用いて測定、及び導出される。

【0016】

図１は、ｎ型ＳｉＣにおける波長と吸収率の関係を示すグラフである。図１に示すグラフは、上述した方法で測定された、ｎ型ＳｉＣの反射率特性データ、及び透過率特性データに基づいて算出したグラフである。図１によれば、波長が８００ｎｍより長波長側の光に対しては、吸収率が４５％以上を示しており、波長が６００ｎｍ付近に存在する極大点を超えて吸収率が高くなることが分かる。つまり、被処理体が、ｎ型ＳｉＣを含む場合においても、光源部から主たる発光波長が８００ｎｍより長波長側の光を照射して加熱することで、高い加熱効率が実現されることがわかる。

【0017】

図２は、電力を一定にした場合の色温度ごとの光の放射強度スペクトルを示すグラフである。図２に示すグラフにおいて、縦軸は、色温度が２，６００Ｋの場合のスペクトルのピーク強度に対する相対的な放射強度を示しており、横軸は、波長を示している。色温度Ｔ、波長λ、及び放射強度Ｅ（λ）の関係は、下記（１）式で表されるプランクの放射式によって導かれる。

【0018】

【数1】

（ｈはプランク定数、ｃは真空中の光速、ｋはボルツマン定数である。）

【0019】

図２に示すように、色温度が２，６００Ｋ以下の光は、ピーク波長が１，１００ｎｍ以上の波長帯域に存在する放射強度スペクトルとなる。このような放射強度スペクトルを示す光を加熱光として採用すれば、図１を参照すればわかるように、ｎ型ＳｉＣの比較的吸収率が高くなる波長帯の光に相当するため、ｎ型ＳｉＣを効率的に加熱することができる。

【0020】

また、図２に示すように、放射強度スペクトルは、色温度が小さくなるほど、強度ピークを示す波長が長波長側にシフトするとともに、光の放射強度（分光放射輝度）が低下する傾向がある。このため、色温度が２，２００Ｋよりさらに低い光は、放射強度の急激な低下により、ｎ型ＳｉＣ基板を加熱するために必要なエネルギーを供給することが難しくなる。

【0021】

このため、図１及び図２に示すグラフ、及び上述した事情によれば、ｎ型ＳｉＣを加熱するために採用される光の色温度は、２，２００Ｋ～２，６００Ｋであることが好ましく、２，４００Ｋ～２，６００Ｋであることがより好ましい。

【0022】

上記光加熱方法では、色温度が２，２００Ｋ～２，６００Ｋの範囲内である加熱光が利用されることで、被処理体がｎ型ＳｉＣ半導体を含む場合であっても、加熱作用を奏することのできる程度に被処理体において加熱光が吸収され得る。これにより、被処理体を非接触で、かつ、効率的に加熱できる。

【0023】

上記光加熱方法は、
前記工程（ａ）の実行中に、２．５μｍ～１４μｍの範囲内に属する所定の波長域を感度波長域とする放射温度計が、前記被処理体から放射される光を受光することで、前記被処理体の温度を計測する工程（ｂ）を有していても構わない。

【0024】

感度波長域が２．５μｍ～１４μｍであるような放射温度計によれば、加熱光において放射強度が比較的低い波長帯域の光を検知して、被処理体の温度を測定することができる。つまり、上記光加熱方法によれば、加熱光の影響を受けにくい放射温度計によって被処理体の温度を測定することができるため、精度よく加熱中の被処理体の温度をモニタリングすることができる。

【0025】

なお、放射温度計の感度波長域の上限は、被処理体に含まれるＳｉＣの融点に応じて適宜設定されてもよい。ただし、このことは、前記融点より高い温度範囲が計測可能な放射温度計を用いて被処理体の温度を計測することを排除するものではない。

【0026】

本発明の光加熱装置は、
ｎ型ＳｉＣ半導体用の光加熱装置であって、
ｎ型ＳｉＣ半導体を含む被処理体を収容するチャンバと、
前記チャンバ内で前記被処理体を支持する支持部材と、
色温度が２，２００Ｋ～２，６００Ｋの範囲内の加熱光を発する赤外光ランプを有する光源部と、
前記光源部から出射された前記加熱光を通過させて前記被処理体に導く窓部材とを備えたことを特徴とする。

【0027】

上記光加熱装置は、
前記赤外光ランプがハロゲンランプであっても構わない。

【0028】

上記光加熱装置によれば、パワー半導体デバイスに利用される、特に幅広い使用用途が期待されているｎ型ＳｉＣ半導体の処理の際に、非接触でありながらも効率的に加熱を行うことができる。

【0029】

上記光加熱装置において、
前記赤外光ランプから発せられて、前記被処理体とは反対側に向かって進行する光を、前記被処理体側へと反射する反射部材とを備えていても構わない。

【0030】

上記構成の光加熱装置は、赤外光ランプから発せられて、被処理体とは反対側に向かって進行した加熱光を、被処理体の加熱に利用することができ、より効率的に被処理体を加熱することができる。

【発明の効果】

【0031】

本発明によれば、ｎ型ＳｉＣ半導体を含む被処理体を効率よく加熱することのできる光加熱方法が実現される。また、本発明によれば、ｎ型ＳｉＣ半導体を含む被処理体の加熱に適した光加熱装置が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】ｎ型ＳｉＣにおける波長と吸収率の関係を示すグラフである。

【図2】色温度ごとの光の放射強度スペクトルを示すグラフである。

【図3】光加熱装置の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。

【図4】半導体用フォトレジストに用いられる樹脂の光に対する吸光度特性の傾向を示すグラフである。

【図5】光源部を－Ｚ側から見たときの模式的な平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

本発明に係る光加熱方法は、ｎ型ＳｉＣ半導体を含む被処理体に対し、光源部から出射された色温度が２，２００Ｋ～２，６００Ｋの範囲内の加熱光を、窓部材を介して照射して前記被処理体を加熱する工程（ａ）を有する。以下では、この光加熱方法に関し、同方法を実施する一形態である光加熱装置の図面を参照しながら説明する。

【0034】

なお、以下の各図面は、いずれも模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比や個数は、実際の寸法比や個数と必ずしも一致していない。また、以下の説明において、被処理体は、窒素（Ｎ）がドーパントとしてドープされたｎ型４Ｈ－ＳｉＣ半導体を含む被処理体を前提として説明されるが、上述したように、本発明が対象とする被処理体は、窒素（Ｎ）ドープのｎ型４Ｈ－ＳｉＣ半導体を含む被処理体のみならず、半導体業界において一般的に「ｎ型ＳｉＣ」、又はｎ型ＳｉＣに分類されると認識され得る材料を含む被処理体が想定されている。このような考え方は、ドーパントの種類、結晶構造によって、光に対する吸収率が多少変化すると想定されるが、ＳｉＣを基礎として、同一カテゴリに分類される類似品として扱われる材料においては、極端なスペクトルの違いが現れるとは考えにくいということに基づいて推認される。

【0035】

図３は、光加熱装置１の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。図３に示す光加熱装置１は、ｎ型ＳｉＣ半導体を含む被処理体Ｗ１が収容されるチャンバ１０と、光源部２と、放射温度計１４とを備える。光源部２は、複数の赤外光ランプ１１と、反射部材１２とを備える。

【0036】

以下の説明においては、図３に示すように、被処理体Ｗ１の主面（Ｗ１ａ，Ｗ１ｂ）と平行な面をＸ-Ｙ平面とし、このＸ-Ｙ平面の法線方向をＺ方向とする、Ｘ-Ｙ-Ｚ座標系が適宜参照される。図３に示すように、光源部２と被処理体Ｗ１とは、Ｚ方向に対向している。

【0037】

なお、以下では、方向を表現する際に正負の向きを区別する場合には、「＋Ｚ方向」、「－Ｚ方向」のように、正負の符号を付して記載され、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｚ方向」と記載される。

【0038】

光源部２は、色温度が２，２００Ｋ～２，６００Ｋの範囲内の加熱光Ｌ１を発する。色温度が２，２００Ｋ～２，６００Ｋの範囲内の加熱光Ｌ１の放射強度スペクトルについては、図２において、いくつか例が図示されている。なお、図２に示す放射強度スペクトルは、あくまで上記（１）に基づいて理論的に導き出された波形であって、実際の加熱光Ｌ１は、測定された色温度が上記範囲内であればよく、放射強度スペクトルが、図２に示す放射強度スペクトルと同じである必要はない。

【0039】

光源部２が発する加熱光Ｌ１の色温度は、光源部２から放出される光が直接観測される位置に配置された色温度計（カラーメータ）を用いて計測される。

【0040】

図３に示すように、チャンバ１０は、内側に支持部材１３を備える。支持部材１３は、被処理体Ｗ１の主面Ｗ１ａ及び主面Ｗ１ｂがＸ-Ｙ平面上に配置されるように、被処理体Ｗ１を支持する。なお、図３では、被処理体Ｗ１の主面Ｗ１ｂが、光源部２に対面するように配置される。すなわち、主面Ｗ１ａ又は主面Ｗ１ｂには、回路素子や配線等が形成されており、主面Ｗ１ｂは光源部２から出射される加熱光Ｌ１が照射される面である。ただし、本発明は、配線等が形成されていないベア状態の基板を被処理体Ｗ１とする場合、被処理体Ｗ１の主面Ｗ１ａが、光源部２に対面するように配置される場合を排除するものではない。

【0041】

支持部材１３による被処理体Ｗ１の支持態様は、その主面Ｗ１ａがＸ-Ｙ平面上に配置される限りにおいて任意である。例えば、支持部材１３がピン状の突起を複数備え、その突起により被処理体Ｗ１を点で支持するものであっても構わない。

【0042】

図３に示すように、チャンバ１０は、支持部材１３で支持された状態の被処理体Ｗ１の主面Ｗ１ａに対向する、第一窓１０ａと、主面Ｗ１ｂに対向する第二窓１０ｂとを備える。

【0043】

第一窓１０ａは、放射温度計１４が被処理体Ｗ１の主面Ｗ１ａの温度を計測するために利用される窓である。放射温度計１４は、測定対象物から放射される光を受光することで、当該測定対象物の表面温度を計測する温度計である。本実施形態において、放射温度計１４の感度波長域は、２．５μｍ～１４μｍの範囲内に属する所定の波長域である。つまり、第一窓１０ａは、この放射温度計１４の感度波長域に属する光を透過する部材で構成されている。一例として、第一窓１０ａは、一般的な石英ガラス、又はフッ化カルシウム等で構成される。

【0044】

第二窓１０ｂは、光源部２から出射された加熱光Ｌ１を、被処理体Ｗ１の主面Ｗ１ｂに導くための窓部材である。上述したように、加熱光Ｌ１の色温度は、２，２００Ｋ～２，６００Ｋの範囲内である。第二窓１０ｂは、この加熱光Ｌ１の少なくとも放射強度がピークに対して５０％以上を示す波長帯域に対する透過率が５０％以上である材料で構成される。一例として、第二窓１０ｂは合成石英で構成される。ただし、第二窓１０ｂの材料は、加熱光Ｌ１の色温度に応じて適宜選択されてもよい。

【0045】

図４は、上記非特許文献１において示されている、半導体用フォトレジストに用いられる樹脂の光に対する吸光度特性の傾向を示すグラフである。半導体用フォトレジスト用いられる樹脂としては、ノボラック樹脂（Ｎｏｖｏｌａｃ Ｒｅｓｉｎ）、メタクリル樹脂（Ｍｅｔｈｔｃｒｙｌ Ｒｅｓｉｎ）、ＰＨＳ樹脂（ＰＨＳ Ｒｅｓｉｎ）等が用いられる。これらの樹脂は、図２に示すように、波長が３００ｎｍ以下の光に対して相対的に高い吸光度を示す特徴があり、特に、ノボラック樹脂、ＰＨＳ樹脂は、波長が３００ｎｍ以下の光に対して急に高い吸光度を示すようになる。

【0046】

半導体用フォトレジストは、例えば、被処理体がＳｉＣ基板であった場合に、ＳｉＣ基板に対いてイオン注入を行う際のフォトレジストマスクとして用いられる。このため、半導体用フォトレジストに用いられる樹脂としては、光透過性、耐薬品性、現像液への溶解性等が重要な指標となるが、光透過性に関しては、光源から発せられる光のスペクトルに応じて調整される。

【0047】

しかしながら、上述したように、半導体用フォトレジストに用いられる樹脂の多くは、波長が３００ｎｍ以下の光に対して高い吸光度を示す。これに対し、光源部２から出射される加熱光Ｌ１は、図２に示すように、波長が３００ｎｍ付近では放射強度が極めて小さい。つまり、色温度が２，２００Ｋ～２，６００Ｋの範囲内の光を加熱光Ｌ１として利用することには、半導体用フォトレジストに吸収されるおそれが小さいというメリットがある。

【0048】

図５は、光源部２を－Ｚ側から見たときの模式的な平面図である。図３及び図５に示すように、光源部２は、複数の赤外光ランプ１１と、赤外光ランプ１１から発せられて、＋Ｚ側に向かって進行する加熱光Ｌ１を、－Ｚ側に向かうように反射する反射部材１２とによって構成されている。

【0049】

複数の赤外光ランプ１１は、いずれも色温度が２，２００Ｋ～２，６００Ｋの範囲内の加熱光Ｌ１を発するランプである。これらの複数の赤外光ランプ１１から発せられる加熱光Ｌ１の色温度は、実質的に同一であるのが好ましい。ここでいう「実質的に同一」とは、製造過程における素子ばらつきに起因した波長のズレを許容する趣旨である。典型的には、色温度のズレが±５０Ｋ以内であるものとしても構わない。

【0050】

本実施形態における赤外光ランプ１１は、具体的には、ハロゲンランプであるが、例えば、シーズヒータやカーボンヒータ等を採用し得る。なお、より高い光出力を実現する観点から、赤外光ランプ１１は、ハロゲンランプであることが好ましい。また、赤外光ランプ１１から発せられる色温度は、投入電力に依存することが知られており、例えば、ハロゲンランプであれば、印加電圧を調整することによって制御することができる。

【0051】

反射部材１２は、図３に示すように、赤外光ランプ１１を覆うように配置される枠体からなり、内壁面に、赤外光ランプ１１から発せられる加熱光Ｌ１を反射する反射面１２ａが形成されている。なお、反射部材１２は、例えば、アルミニウム製の板を

【0052】

光加熱装置１によれば、光源部２から出射される加熱光Ｌ１の色温度が２，２００Ｋ～２，６００Ｋの範囲内であるため、被処理体Ｗ１がｎ型ＳｉＣ半導体を含む場合であっても、この加熱光Ｌ１が被処理体Ｗ１において吸収される。これにより、被処理体Ｗ１に対して非接触による加熱を行うことができる。

【0053】

さらに、この光照射工程の実行時に、放射温度計１４によって被処理体Ｗ１から放射される光を受光することで、被処理体Ｗ１の温度を検知できる。すなわち、放射温度計１４による検知結果を、光源部２の光出力を制御する制御器（不図示）に対してフィードバックすることで、ｎ型ＳｉＣ半導体を含む被処理体Ｗ１に対して、高精度な加熱が可能となる。なお、図１及び図２に示すように、加熱光Ｌ１のピーク波長を含む主発光波長域は、明らかに放射温度計１４の感度波長域から外れている。

【0054】

ここで、参考として、ＬＥＤ素子と、ハロゲンランプとで、加熱効率を比較するための検証実験を行ったので、その詳細について説明する。

【0055】

（実施例１）
色温度が２，６００Ｋである光を発するハロゲンランプとした。なお、ハロゲンランプから発せられる色温度が２，６００Ｋである光のピーク波長は、１，１１５ｎｍである。

【0056】

（実施例２）
色温度が２，４００Ｋである光を発するハロゲンランプとした。なお、ハロゲンランプから発せられる色温度が２，４００Ｋである光のピーク波長は、１，２０７ｎｍである。

【0057】

（実施例３）
色温度が２，２００Ｋである光を発するハロゲンランプとした。なお、ハロゲンランプから発せられる色温度が２，２００Ｋである光のピーク波長は、１，３１７ｎｍである。

【0058】

（比較例１）
ピーク波長が３９５ｎｍである光を発するＬＥＤ素子とした。

【0059】

窒素（Ｎ）がドーパントとしてドープされた、ｎ型４Ｈ－ＳｉＣ基板に対して、同一照度となるように各光源から光を照射し、上述したように、ｎ型ＳｉＣの反射率Ｒと、透過率Ｓとを測定し、吸収率Ａ（＝１－Ｒ－Ｓ）を算出した。そして、吸収率Ａと、放射強度との積の波長積分値から導出される値（以下、「光吸収効率」という。）に基づいて、加熱効率を比較した。比較の方法は、ピーク波長が３９５ｎｍのＬＥＤ素子を光源とした場合の光吸収効率を１とした場合に、他の光源の場合の光吸収効率が１より大きければ、実質的に加熱効率が高いと判定した。

【0060】

結果は、下記表１のとおりであった。

【0061】

【表1】

【0062】

上記表１の結果からわかるように、実施例１～３はいずれも、比較例１に比べて加熱効率がかなり高くなっていることが確認できる。

【0063】

以上より、色温度が２，２００Ｋ～２，６００Ｋの範囲内の加熱光Ｌ１が、ｎ型ＳｉＣ半導体をより効率的に加熱できることがわかる。

【0064】

なお、加熱光Ｌ１の色温度は、加熱効率をより高くする観点からすれば、２，４００Ｋ～２，６００Ｋの範囲内とするのがより好適である。

【0065】

なお、上記表１によれば、ハロゲンランプは、色温度を２，２００Ｋからさらに下げれば、加熱効率よりを高めることができる。しかしながら、色温度が２，２００Ｋよりさらに低下すると、ｎ型ＳｉＣを加熱するために十分な放射強度の加熱光Ｌ１を照射することが難しくなる。

【0066】

上述した実施形態においては、光源部２に反射部材１２が搭載された構成が説明されているが、例えば、赤外光ランプ１１から－Ｚ側に放射される加熱光Ｌ１のみによって、被処理体Ｗ１を十分に加熱できるような場合には、光源部２は、反射部材１２を備えていなくても構わない。

【0067】

また、反射部材１２は、赤外光ランプ１１の壁面上に設けられた反射膜であっても構わない。赤外光ランプ１１の壁面上に設けられる反射膜は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）で形成された金属膜や、シリカ（ＳｉＯ₂）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等の金属酸化物を主たる成分とする粒子が凝集されて形成された反射膜等である。

【0068】

さらに、上述した実施形態においては、光源部２が備える赤外光ランプ１１の形状は、図５に示すように、直管形状を呈しているが、当該形状に限られない。赤外光ランプ１１は、例えば、電球バルブ形状や、円環形状を呈するサークルヒータであっても構わない。

【符号の説明】

【0069】

１ ：光加熱装置
２ ：光源部
１０ ：チャンバ
１０ａ ：第一窓
１０ｂ ：第二窓
１１ ：赤外光ランプ
１２ ：反射部材
１２ａ ：反射面
１３ ：支持部材
１４ ：放射温度計
Ｌ１ ：加熱光
Ｗ１ ：被処理体
Ｗ１ａ，Ｗ１ｂ ：被処理体の主面

【要約】

【課題】ｎ型ＳｉＣ半導体を含む被処理体を効率よく加熱することのできる光加熱方法を提供する。
【解決手段】ｎ型ＳｉＣ半導体を含む被処理体に対し、赤外光ランプを備えた光源部から出射された色温度が２，２００Ｋ～２，６００Ｋの範囲内の加熱光を、窓部材を介して照射して前記被処理体を加熱する工程（ａ）を有する。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】