JP2001308024A - Equipment and method for heat treatment - Google Patents

Equipment and method for heat treatment

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide thermal treatment equipment which can measure the temperature of an object to be treated with high accuracy and can be reduced in size. SOLUTION: This thermal treatment equipment has a treatment chamber, in which prescribed heat treatment is performed on the object to be treated in a reduced pressure environment, a heat source which heats the object, and a radiation thermometer which measures the temperature of the object. The equipment also has a control section which controls the heating power of the heat source, based on the measured results of the thermometer, and a cooling mechanism which cools the treatment chamber near the thermometer. The radiation thermometer is provided with a rotatable chopper, having a slit and a high-reflectance surface, a rod which is arranged between the chopper and object and makes the multiple reflection of the thermal radiation light from the object possible between the object and copper by transmitting the light, and a detector which detects the thermal radiation light which passes through the slit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【０００２】[0002]

【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶基板、ガラ
ス基板などの被処理体を加熱処理する熱処理装置及び方
法に関する。本発明は、例えば、メモリやＩＣなどの半
導体装置の製造に適した急速熱処理（ＲＴＰ：Ｒａｐｉ
ｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）装置に好適
である。ここで、ＲＴＰは、急速熱アニーリング（ＲＴ
Ａ）、急速熱クリーニング（ＲＴＣ）、急速熱化学気相
成長（ＲＴＣＶＤ）、急速熱酸化（ＲＴＯ）、及び急速
熱窒化（ＲＴＮ）などを含む技術である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for heat-treating an object to be processed such as a single crystal substrate and a glass substrate. The present invention provides, for example, rapid thermal processing (RTP: Rapi: RAPI) suitable for manufacturing semiconductor devices such as memories and ICs.
d Thermal Processing). Here, RTP stands for rapid thermal annealing (RT
A), rapid thermal cleaning (RTC), rapid thermal chemical vapor deposition (RTCVD), rapid thermal oxidation (RTO), and rapid thermal nitridation (RTN).

【０００３】[0003]

【従来の技術】一般に、半導体集積回路を製造するため
には、半導体ウェハ等のシリコン基板に対して成膜処
理、アニール処理、酸化拡散処理、スパッタ処理、エッ
チング処理、窒化処理等の各種の熱処理が複数回に亘っ
て繰り返される。2. Description of the Related Art Generally, in order to manufacture a semiconductor integrated circuit, various heat treatments such as a film forming process, an annealing process, an oxidative diffusion process, a sputtering process, an etching process, and a nitriding process are performed on a silicon substrate such as a semiconductor wafer. Is repeated a plurality of times.

【０００４】半導体製造処理の歩留まりと品質を向上さ
せるため等の目的から急速に被処理体の温度を上昇及び
下降させるＲＴＰ技術が注目されている。従来のＲＴＰ
装置は、典型的に、被処理体（例えば、半導体ウェハ、
フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、光
ディスク用基板）を収納する枚葉式チャンバ（処理室）
と、処理室に配置された石英ウインドウと、石英ウイン
ドウの外部上部又は上下部に配置された加熱用ランプ
（例えば、ハロゲンランプ）と、ランプの被処理体とは
反対側に配置されたリフレクタ（反射板）とを有してい
る。[0004] For the purpose of improving the yield and quality of semiconductor manufacturing processing, RTP technology for rapidly increasing and decreasing the temperature of an object to be processed has attracted attention. Conventional RTP
The apparatus typically includes an object to be processed (eg, a semiconductor wafer,
Single-wafer chamber (processing chamber) for storing glass substrates for photomasks, glass substrates for liquid crystal displays, substrates for optical disks)
A quartz window disposed in the processing chamber, a heating lamp (e.g., a halogen lamp) disposed outside or above and below the quartz window, and a reflector disposed on the opposite side of the lamp from the workpiece. (Reflection plate).

【０００５】石英ウインドウは、板状に構成されたり、
被処理体を内部に収納可能な管状に構成されたりする。
処理室が真空ポンプにより排気されて内部が減圧環境に
維持される場合には、石英ウインドウは数１０ｍｍ（例
えば、３０乃至４０ｍｍ）の肉厚を有して減圧と大気と
の差圧を維持する。石英ウインドウは、温度が上昇する
と熱応力により処理空間に向かって湾曲する傾向がある
ので予め処理空間から離れるように湾曲状に加工される
場合もある。[0005] The quartz window is formed in a plate shape,
For example, the object to be processed may be formed in a tubular shape capable of being stored inside.
When the processing chamber is evacuated by the vacuum pump and the inside is maintained in a reduced pressure environment, the quartz window has a thickness of several tens of mm (for example, 30 to 40 mm) to maintain a pressure difference between the reduced pressure and the atmosphere. . Since the quartz window tends to be curved toward the processing space due to thermal stress when the temperature rises, it may be processed in a curved shape so as to be separated from the processing space in advance.

【０００６】ハロゲンランプは、被処理体を均一に加熱
するために複数個配列され、リフレクタによって、ハロ
ゲンランプからの赤外線を一様に被処理体に向かって放
射する。処理室は、典型的に、その側壁において被処理
体を導出入するゲートバルブに接続され、また、その側
壁又はその石英管において熱処理に使用される処理ガス
を導入するガス供給ノズルと接続される。A plurality of halogen lamps are arranged to uniformly heat the object to be processed, and the reflector uniformly emits infrared rays from the halogen lamp toward the object to be processed. The processing chamber is typically connected at its side wall to a gate valve that leads in and out of the object to be processed, and at its side wall or its quartz tube is connected to a gas supply nozzle that introduces a processing gas used for heat treatment. .

【０００７】被処理体の温度は処理の品質（例えば、成
膜処理における膜厚など）に影響を与えるために正確に
把握される必要があり、高速昇温及び高速冷却を達成す
るために被処理体の温度を測定する温度測定装置が処理
室に設けられる。温度測定装置は熱電対によって構成さ
れてもよいが、被処理体と接触させねばいけないことか
ら被処理体が熱電対を構成する金属によって汚染される
おそれがある。そこで、被処理体の裏面から放射される
赤外線強度を検出し、その放射強度を以下の数式１に示
す式に則って被処理体の放射率εを求めて温度換算する
ことによって被処理体の温度を算出するパイロメータが
温度測定装置として従来から提案されている。パイロメ
ータは、例えば、特許公開公報平成１１年２５８０５１
号に開示されている。[0007] The temperature of the object to be processed needs to be accurately grasped in order to affect the quality of processing (for example, the film thickness in the film forming process). A temperature measuring device for measuring the temperature of the processing object is provided in the processing chamber. The temperature measuring device may be constituted by a thermocouple. However, since the temperature measuring device must be brought into contact with the object to be processed, the object to be processed may be contaminated by the metal constituting the thermocouple. Therefore, the intensity of infrared rays radiated from the back surface of the object to be processed is detected, the emissivity ε of the object to be processed is calculated according to the following equation 1 to convert the temperature to the temperature of the object to be processed. A pyrometer for calculating a temperature has been conventionally proposed as a temperature measuring device. The pyrometer is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
Issue.

【０００８】[0008]

【数１】 (Equation 1)

【０００９】ここで、ＥBB（Ｔ）は温度Ｔの黒体からの
放射強度、Ｅm（Ｔ）は温度Ｔの被処理体から測定され
た放射強度、εは被処理体の放射率である。[0009] Here, the radiation intensity, E m (T) is the radiation intensity measured from the workpiece temperature T from blackbody of E BB (T) is the temperature T, epsilon is the emissivity of the object is there.

【００１０】動作においては、被処理体はゲートバルブ
から処理室に導入されて、ホルダーにその周辺が支持さ
れる。熱処理時には、ガス供給ノズルより、窒素ガスや
酸素ガス等の処理ガスが導入さる。一方、ハロゲンラン
プから照射される赤外線は被処理体に吸収されて被処理
体の温度は上昇する。ハロゲンランプの出力は温度測定
装置の測定結果に基づいてフィードバック制御される。In operation, the object to be processed is introduced into the processing chamber from the gate valve, and the periphery thereof is supported by the holder. During the heat treatment, a processing gas such as a nitrogen gas or an oxygen gas is introduced from a gas supply nozzle. On the other hand, infrared rays emitted from the halogen lamp are absorbed by the object, and the temperature of the object increases. The output of the halogen lamp is feedback-controlled based on the measurement result of the temperature measuring device.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特許公開公報
平成１１年２５８０５１号に開示されている温度測定装
置は、回転式セクタ（又はチョッパ）と被処理体Ｗとの
距離が比較的小さいために温度測定装置本体の温度が被
処理体Ｗからの放射熱により容易に上昇してしまうため
温度の測定精度が低かった。また、チョッパが温度上昇
により変形したり、チョッパを回転させるモータがその
耐熱以上の熱を受けて回転数が低下して測定精度が悪化
したりする場合もあった。一方、装置本体の温度上昇を
防止するための冷却機構を設ければ測定精度は改善され
るが温度測定装置（又はＲＴＰ装置）の大型化とコスト
アップを招く。However, the temperature measuring device disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 1999-258051 has a relatively small distance between the rotating sector (or chopper) and the workpiece W. Since the temperature of the temperature measurement device main body easily rises due to the radiant heat from the object to be processed W, the temperature measurement accuracy was low. In addition, the chopper may be deformed due to a rise in temperature, or the motor for rotating the chopper may receive heat more than its heat resistance, causing the rotation speed to decrease and the measurement accuracy to deteriorate. On the other hand, if a cooling mechanism for preventing a rise in the temperature of the apparatus main body is provided, the measurement accuracy is improved, but the size and cost of the temperature measurement apparatus (or RTP apparatus) are increased.

【００１２】そこで、このような課題を解決する新規か
つ有用な熱処理装置及び方法を提供することを本発明の
概括的目的とする。Accordingly, it is a general object of the present invention to provide a new and useful heat treatment apparatus and method for solving such problems.

【００１３】より特定的には、被処理体の温度を高精度
に測定することができると共に装置の小型化に資する熱
処理装置を提供することを本発明の例示的目的とする。More specifically, it is an exemplary object of the present invention to provide a heat treatment apparatus capable of measuring the temperature of an object to be processed with high accuracy and contributing to downsizing of the apparatus.

【００１４】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の例示的一態様としての熱処理装置は、被処
理体に所定の熱処理を行う処理室と、前記処理室に接続
されて当該処理室内を減圧状態に維持することができる
排気手段と、前記被処理体を加熱する熱源と、前記処理
室に接続されて前記被処理体の温度を測定する放射温度
計と、前記放射温度計により測定された前記被処理体の
温度から前記熱源の加熱力を制御する制御部と、当該放
射温度計近傍の処理室を冷却する冷却機構とを有し、前
記放射温度計は、スリットと高反射率面と低反射率面と
を有して回転可能なチョッパと、前記チョッパと前記被
処理体との間に配置され、前記被処理体からの熱放射光
を透過して前記被処理体と前記チョッパとの間の前記熱
放射光の多重反射を可能にするロッドと、前記チョッパ
の前記スリットを通過する前記熱放射光を検出する検出
器とを有する。かかる熱処理装置によれば、放射温度計
のロッドが被処理体とチョッパとの距離を離間させるこ
とができるので被処理体の温度の影響を受けにくく、高
精度の温度測定を行うことができると共に放射温度計の
ための冷却機構は不要か最小限で足りる。According to an aspect of the present invention, there is provided a heat treatment apparatus configured to perform a predetermined heat treatment on an object to be processed, and a heat treatment apparatus connected to the treatment chamber. An evacuation unit that can maintain the processing chamber in a reduced pressure state; a heat source that heats the processing target; a radiation thermometer connected to the processing chamber to measure a temperature of the processing target; A control unit that controls the heating power of the heat source from the temperature of the object to be processed measured by a meter, and a cooling mechanism that cools a processing chamber near the radiation thermometer, wherein the radiation thermometer has a slit and A rotatable chopper having a high-reflectance surface and a low-reflectance surface, and disposed between the chopper and the object to be processed, and transmitting heat radiation light from the object to be processed; Multiple reflection of the thermal radiation between the body and the chopper Having a rod which allows, and a detector for detecting the heat radiation passing through said slit of said chopper. According to such a heat treatment apparatus, since the rod of the radiation thermometer can separate the distance between the object and the chopper, the rod is hardly affected by the temperature of the object, and high-precision temperature measurement can be performed. A cooling mechanism for the radiation thermometer is unnecessary or minimal.

【００１５】前記ロッドは、耐熱性と光学的特性に優れ
た石英又はサファイア製のロッドを使用することができ
る。また、ロッドは、可撓性を高めるために更に多芯光
ファイバを石英又はサファイア製のロッドとチョッパと
の間に有することができる。前記ロッドは前記処理室に
設けられた孔に挿入され、前記熱処理装置は、前記ロッ
ドと前記処理室との間をシールして前記処理室内の減圧
環境を維持する部材を更に有してもよい。このように、
本発明の熱処理装置においては放射温度計は処理室の減
圧環境を容易に維持することができる。As the rod, a rod made of quartz or sapphire having excellent heat resistance and optical characteristics can be used. The rod may further include a multi-core optical fiber between the rod made of quartz or sapphire and the chopper to increase flexibility. The rod may be inserted into a hole provided in the processing chamber, and the heat treatment apparatus may further include a member that seals between the rod and the processing chamber to maintain a reduced pressure environment in the processing chamber. . in this way,
In the heat treatment apparatus of the present invention, the radiation thermometer can easily maintain a reduced pressure environment in the processing chamber.

【００１６】本発明の例示的一態様としての熱処理方法
は、減圧環境で被処理体を熱源により加熱する工程と、
前記被処理体の温度を放射温度計により測定する工程
と、前記放射温度計により測定された前記被処理体の温
度から前記熱源の加熱力を制御する工程とを有し、前記
放射温度計は、スリットと高反射率面と低反射率面とを
有して回転可能なチョッパと、前記チョッパと前記被処
理体との間に配置され、前記被処理体からの熱放射光を
透過して前記被処理体とチョッパとの間の前記熱放射光
の多重反射を可能にするロッドと、前記チョッパの前記
スリットを通過する前記熱放射光を検出する検出器とを
有する。放射温度計のロッドが被処理体とチョッパとの
距離を離間させることができるので被処理体の温度の影
響を受けにくく高精度の温度測定を行うことができる。
このため、かかる熱処理方法は熱源の加熱力を制御する
ことによる被処理体の温度制御を高精度に行うことがで
きる。A heat treatment method according to an exemplary embodiment of the present invention includes a step of heating an object to be processed in a reduced pressure environment by a heat source;
The step of measuring the temperature of the object to be processed by a radiation thermometer, and the step of controlling the heating power of the heat source from the temperature of the object to be processed measured by the radiation thermometer, A rotatable chopper having a slit, a high-reflectance surface and a low-reflectance surface, and disposed between the chopper and the object to be processed, transmitting heat radiation light from the object to be processed; A rod configured to allow multiple reflections of the thermal radiation between the workpiece and the chopper; and a detector configured to detect the thermal radiation passing through the slit of the chopper. Since the rod of the radiation thermometer can keep the distance between the object to be processed and the chopper apart, the temperature of the object to be processed is hardly influenced by the temperature of the object to be processed, and highly accurate temperature measurement can be performed.
Therefore, such a heat treatment method can control the temperature of the object to be processed by controlling the heating power of the heat source with high accuracy.

【００１７】本発明の他の目的及び更なる特徴は以下添
付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明
らかにされるであろう。Other objects and further features of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

【００１８】[0018]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の例示的な熱処理装置１００について説明する。な
お、各図において同一の参照符号は同一部材を表してい
る。ここで、図１は、本発明の例示的一態様としての熱
処理装置１００の概略断面図である。図１に示すよう
に、熱処理装置１００は、処理室（プロセスチャンバ
ー）１１０と、石英ウインドウ１２０と、加熱用ランプ
１３０と、リフレクタ１４０と、サポートリング１５０
と、ベアリング１６０と、永久磁石１７０と、ガス導入
部１８０と、排気部１９０と、放射温度計２００と、制
御部３００とを有する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An exemplary heat treatment apparatus 100 according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same members. Here, FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a heat treatment apparatus 100 as an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the heat treatment apparatus 100 includes a processing chamber (process chamber) 110, a quartz window 120, a heating lamp 130, a reflector 140, and a support ring 150.
, A bearing 160, a permanent magnet 170, a gas introduction unit 180, an exhaust unit 190, a radiation thermometer 200, and a control unit 300.

【００１９】処理室１１０は、例えば、ステンレススチ
ールやアルミニウム等により成形され、石英ウインドウ
１２０と接続している。処理室１１０は、その円筒形の
側壁１１２と石英ウインドウ１２０とにより被処理体Ｗ
に熱処理を施すための処理空間を画定している。処理空
間には、半導体ウェハなどの被処理体Ｗを載置するサポ
ートリング１５０と、サポートリング１５０に接続され
た支持部１５２が配置されている。これらの部材は被処
理体Ｗの回転機構において説明する。また、側壁１１２
には、ガス導入部１８０及び排気部１９０が接続されて
いる。処理空間は排気部１９０によって所定の減圧環境
に維持される。被処理体Ｗを導入及び導出するためのゲ
ートバルブは図１においては省略されている。The processing chamber 110 is formed of, for example, stainless steel or aluminum, and is connected to a quartz window 120. The processing chamber 110 has an object W to be processed by the cylindrical side wall 112 and the quartz window 120.
To define a processing space for heat treatment. In the processing space, a support ring 150 on which a workpiece W such as a semiconductor wafer is placed, and a support 152 connected to the support ring 150 are arranged. These members will be described in the rotation mechanism of the workpiece W. Also, the side wall 112
Is connected to a gas introduction unit 180 and an exhaust unit 190. The processing space is maintained in a predetermined reduced-pressure environment by the exhaust unit 190. A gate valve for introducing and discharging the workpiece W is omitted in FIG.

【００２０】処理室１１０の底部１１４は冷却管１１６
ａ及び１１６ｂ（以下、単に「１１６」という。）に接
続されており冷却プレートとして機能する。必要があれ
ば、冷却プレート１１４は温度制御機能を有してもよ
い。温度制御機構は、例えば、制御部３００と、温度セ
ンサと、ヒータとを有し、水道などの水源から冷却水を
供給される。冷却水の代わりに他の種類の冷媒（アルコ
ール、ガルデン、フロン等）を使用してもよい。温度セ
ンサは、ＰＴＣサーミスタ、赤外線センサ、熱電対など
周知のセンサを使用することができる。ヒータは、例え
ば、冷却管１１６の周りに巻かれたヒータ線などとして
から構成される。ヒータ線に流れる電流の大きさを制御
することによって冷却管１１６を流れる水温を調節する
ことができる。The bottom 114 of the processing chamber 110 is provided with a cooling pipe 116.
a and 116b (hereinafter simply referred to as "116") and function as a cooling plate. If necessary, the cooling plate 114 may have a temperature control function. The temperature control mechanism includes, for example, a control unit 300, a temperature sensor, and a heater, and is supplied with cooling water from a water source such as a tap. Other types of refrigerants (alcohol, Galden, Freon, etc.) may be used instead of the cooling water. As the temperature sensor, a well-known sensor such as a PTC thermistor, an infrared sensor, and a thermocouple can be used. The heater is configured, for example, as a heater wire wound around the cooling pipe 116. By controlling the magnitude of the current flowing through the heater wire, the temperature of the water flowing through the cooling pipe 116 can be adjusted.

【００２１】石英ウインドウ１２０は処理室１１０に気
密的に取り付けられて、処理室１１０内の減圧環境と大
気との差圧を維持すると共にランプ１３０からの熱放射
光を透過する。図２及び図３に示すように、半径約４０
０ｍｍ、厚さ約２乃至６ｍｍの円筒形石英プレート１２
１と梁１２２とを有する。ここで、図２は石英ウインド
ウ１２０の平面図である。図３は図１に示す石英ウイン
ドウ１２０、ランプ１３０及びリフレクタ１４０の一部
拡大断面図である。The quartz window 120 is hermetically mounted in the processing chamber 110 to maintain a pressure difference between the reduced-pressure environment in the processing chamber 110 and the atmosphere and to transmit heat radiation from the lamp 130. As shown in FIG. 2 and FIG.
0 mm, thickness of about 2 to 6 mm cylindrical quartz plate 12
1 and a beam 122. Here, FIG. 2 is a plan view of the quartz window 120. FIG. 3 is a partially enlarged sectional view of the quartz window 120, the lamp 130, and the reflector 140 shown in FIG.

【００２２】梁１２２は、石英ウインドウ１２０の円周
方向の強度を高める梁部分１２４と、石英ウインドウ１
２０の半径方向の強度を高める梁部分１２６と、石英ウ
インドウ１２０とランプ１３０の封止部１３６を冷却す
るための空気の流路１２８とを有する。梁１２２の各部
分１２４及び１２６は厚さは１０ｍｍ以下、好ましくは
約２乃至６ｍｍであり、高さ約１０ｍｍ以上を有する。
梁１２２は本実施例ではランプ１３０に対向している
が、本発明は被処理体Ｗに梁１２２が対向している配置
や、梁１２２がプレート１２１の上下に配置されている
構造も含むものである。後者の場合には、上述の各部分
１２４及び１２６の寸法は異なる場合があることはいう
までもない。The beam 122 includes a beam portion 124 for increasing the strength of the quartz window 120 in the circumferential direction, and the quartz window 1.
20 has a beam portion 126 for increasing the radial strength, and an air flow path 128 for cooling the sealing portion 136 of the quartz window 120 and the lamp 130. Each portion 124 and 126 of the beam 122 has a thickness of less than 10 mm, preferably about 2 to 6 mm, and has a height of about 10 mm or more.
Although the beam 122 faces the lamp 130 in this embodiment, the present invention also includes an arrangement in which the beam 122 faces the workpiece W, and a structure in which the beam 122 is arranged above and below the plate 121. . In the latter case, it goes without saying that the dimensions of the parts 124 and 126 may be different.

【００２３】石英プレート１２１は梁１２２によって熱
変形に対する強度が向上しているために、従来のよう
に、処理室１１０から離れる方向に湾曲する必要がな
く、平面形状を有する。この結果、石英プレート１２１
は従来よりも加工が容易である。本実施例は石英プレー
ト１２１と梁１２２は溶接によって接合しているが、一
体的に形成する方法を排除するものではない。Since the strength of the quartz plate 121 against thermal deformation is improved by the beam 122, the quartz plate 121 does not need to be curved away from the processing chamber 110 as in the related art, and has a planar shape. As a result, the quartz plate 121
Is easier to process than before. In this embodiment, the quartz plate 121 and the beam 122 are joined by welding, but the method of integrally forming the quartz plate 121 and the beam 122 is not excluded.

【００２４】また、上述したように、石英ウインドウ１
２０のプレート１２１と梁１２２の厚さは１０ｍｍ以
下、好ましくは約２乃至６ｍｍであり、従来の石英ウイ
ンドウの厚さである数１０ｍｍ（例えば、３０乃至４０
ｍｍ）に比べて小さい。この結果、本実施例の石英ウイ
ンドウ１２０は、従来の石英ウインドウよりもランプ１
３０からの光の吸収量が小さい。この結果、石英ウイン
ドウ１２０は以下の長所を有する。即ち、第１に、ラン
プ１３０からの被処理体Ｗへの照射効率を従来よりも向
上することができるので高速昇温を低消費電力で達成す
ることができる。第２に、プレート１２１の表裏面での
温度差（即ち、熱応力差）を従来よりも低く維持するこ
とができるために破壊しにくい。これは梁１２２につい
ても同様である。第３に、石英ウインドウ１２０の温度
上昇は従来の石英ウインドウよりも低いために成膜処理
の場合にその表面に堆積膜や反応副生成物が付着するこ
とを防止することができ、温度再現性を確保することが
できると共に処理室１１０のクリーニングの頻度を減少
することができる。Also, as described above, the quartz window 1
The thickness of the plate 121 and the beam 122 is 10 mm or less, preferably about 2 to 6 mm, and the thickness of a conventional quartz window is several tens of mm (for example, 30 to 40 mm).
mm). As a result, the quartz window 120 according to the present embodiment has a larger lamp 1 than the conventional quartz window.
The amount of light absorbed from 30 is small. As a result, the quartz window 120 has the following advantages. That is, first, since the irradiation efficiency of the object W from the lamp 130 can be improved as compared with the related art, high-speed temperature rise can be achieved with low power consumption. Second, the temperature difference (that is, the thermal stress difference) between the front and back surfaces of the plate 121 can be kept lower than in the past, so that the plate 121 is not easily broken. This is the same for the beam 122. Third, since the temperature rise of the quartz window 120 is lower than that of the conventional quartz window, it is possible to prevent a deposited film and a reaction by-product from adhering to the surface in the case of a film forming process, and the temperature reproducibility can be improved. And the frequency of cleaning the processing chamber 110 can be reduced.

【００２５】ランプ１３０は、本実施例ではダブルエン
ド型であるが後述するようにシングルエンド型でもよ
く、また、電熱線ヒータ等その他の熱源を使用してもよ
い。ここで、ダブルエンド型とは、図４に示すランプ１
３０のように、２つの電極部１３２を有する種類のラン
プをいう。シングルエンド型とは、電球のように一の端
部のみを有するランプをいう。ランプ１３０は被処理体
Ｗを加熱する熱源として機能し、本実施例ではハロゲン
ランプであるがこれに限定されるものではない。ランプ
１３０の出力はランプドライバ３１０によって決定され
るが、ランプドライバ３１０は後述するように制御部３
００により制御され、それに応じた電力をランプ１３０
に供給する。The lamp 130 is of a double-end type in this embodiment, but may be of a single-end type, as will be described later, or may use another heat source such as a heating wire heater. Here, the double-end type refers to the lamp 1 shown in FIG.
30 refers to a type of lamp having two electrode parts 132. The single-ended type refers to a lamp having only one end, such as a light bulb. The lamp 130 functions as a heat source for heating the processing target object W, and is a halogen lamp in this embodiment, but is not limited thereto. The output of the lamp 130 is determined by the lamp driver 310, and the lamp driver 310
00 and the corresponding power is supplied to the lamp 130.
To supply.

【００２６】図４に示すように、ランプ１３０は２つの
電極部１３２とランプハウス１３４とを含み、ランプハ
ウス１３４は２つの電極部１３２を接続するフィラメン
ト１３５を有する。ここで、図４はランプ１３０の概略
斜視図である。電極部１３２へ供給される電力はランプ
ドライバ３１０によって決定され、ランプドライバ３１
０は制御部３００によって制御される。電極部１３２と
ランプドライバ３１０との間は後述する封止部１３６に
よって封止されている。As shown in FIG. 4, the lamp 130 includes two electrode portions 132 and a lamp house 134, and the lamp house 134 has a filament 135 connecting the two electrode portions 132. Here, FIG. 4 is a schematic perspective view of the lamp 130. The power supplied to the electrode unit 132 is determined by the lamp driver 310,
0 is controlled by the control unit 300. The space between the electrode section 132 and the lamp driver 310 is sealed by a sealing section 136 described later.

【００２７】図４に示すように、ランプハウス１３４は
垂直部１３４ａと垂直部１３４ａから９０度曲げられた
円弧状の水平部１３４ｂとを有する。水平部１３４ｂの
長さは図２における隣接する同心円弧を形成する梁部分
１２６（例えば、１２６ａと１２６ｂなど）の間に配置
される。もっとも、ランプ１３０は、必ずしも、隣接す
る梁部分１２６の間を完全に埋める必要はなく、所定の
開き角で配置されてもよい。例えば、図２において、梁
部分１２６ａと１２６ｂとの間と梁部分１２６ｃと１２
６ｄとの間にはランプ１３０が配置されるが、梁部分１
２６ｂと１２６ｃとの間と梁部分１２６ｄと１２６ａと
の間にはランプ１３０を配置しない等である。As shown in FIG. 4, the lamp house 134 has a vertical portion 134a and an arc-shaped horizontal portion 134b bent by 90 degrees from the vertical portion 134a. The length of horizontal portion 134b is located between adjacent beam portions 126 (eg, 126a and 126b) forming concentric arcs in FIG. However, the ramp 130 does not necessarily need to be completely filled between the adjacent beam portions 126, and may be arranged at a predetermined opening angle. For example, in FIG. 2, between the beam portions 126a and 126b and between the beam portions 126c and 12b.
6d, the lamp 130 is arranged,
The lamp 130 is not disposed between 26b and 126c and between the beam portions 126d and 126a.

【００２８】このように、本実施例では、ランプ１３０
は、ほぼ円形の被処理体Ｗに対応させてほぼ同心円状に
配置されている。各ランプ１３０は、石英ウインドウ１
２０の中心から周方向に沿って見れば同一の屈曲半径を
有する複数の円弧形状の筒型ランプと、石英ウインドウ
１２０の中心から半径方向に沿って見れば屈曲半径が異
なる複数の円弧形状の筒型ランプとを有している。As described above, in this embodiment, the lamp 130
Are arranged substantially concentrically so as to correspond to the substantially circular object W to be processed. Each lamp 130 has a quartz window 1
A plurality of arc-shaped cylindrical lamps having the same bending radius when viewed along the circumferential direction from the center of 20, and a plurality of arc-shaped tubes having different bending radii when viewed from the center of the quartz window 120 in the radial direction. Mold lamp.

【００２９】本発明は熱源に直線筒状のダブルエンド型
ランプの使用されることを排除するものではない。その
場合には梁１２２の形状はかかるランプを収納できるよ
うに変更されるであろう。但し、本実施例のランプ１３
０はかかる直線筒状ランプよりも優れている。なぜな
ら、直線筒状ランプは一のランプがカバーするウェハ面
積が広く、かつ、被処理体Ｗを横切るように配置される
ことから一般に指向性が悪く、被処理体Ｗの領域毎の温
度制御が困難である。これに対して、本実施例のランプ
１３０はほぼ同心円状に配置されているので被処理体Ｗ
の領域毎の温度制御が容易であり、放射熱の指向性が大
きく、被処理体Ｗへの直接放射を効率的に行うことがで
きる。The present invention does not exclude the use of a straight cylindrical double-ended lamp as a heat source. In that case, the shape of the beam 122 would be changed to accommodate such a lamp. However, the lamp 13 of the present embodiment
0 is better than such a straight cylindrical lamp. This is because the linear cylindrical lamp has a large wafer area covered by one lamp and is arranged so as to cross the workpiece W, so that the directivity is generally poor, and the temperature control for each region of the workpiece W is difficult. Have difficulty. On the other hand, since the lamps 130 of the present embodiment are arranged substantially concentrically,
The temperature control for each region is easy, the directivity of the radiant heat is large, and the direct radiation to the object to be processed W can be efficiently performed.

【００３０】リフレクタ１４０はランプ１３０の熱放射
光を反射する機能を有する。リフレクタ１４０は略円筒
形状を有して概略的にはその断面は図１に示すように直
方体形状を有するが、より詳細には、図３に示すよう
に、ランプ１３０の垂直部１３２が配置される複数の垂
直貫通孔１４２と、ランプ１３０の水平部１３４ｂが配
置される図３に示す同心円状の複数の水平溝１４４とを
有する。リフレクタ１４０の上部には、その内部又は外
部に冷却管が配設されているが図１においては図示が省
略されている。また、図３に示すように、リフレクタ１
４０は、隣接する水平溝１４４の間に梁１２２に対向す
る水平部１４５を有する。The reflector 140 has a function of reflecting the heat radiation of the lamp 130. The reflector 140 has a substantially cylindrical shape, and its cross section has a substantially rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. 1. More specifically, as shown in FIG. 3, the vertical portion 132 of the lamp 130 is disposed. A plurality of vertical through holes 142 and a plurality of concentric horizontal grooves 144 shown in FIG. A cooling pipe is disposed inside or outside the reflector 140, but is not shown in FIG. Also, as shown in FIG.
40 has a horizontal portion 145 facing the beam 122 between adjacent horizontal grooves 144.

【００３１】リフレクタ１４０は、水平部１４５に梁１
２２を収納するスリット１４６を有する図６に示すリフ
レクタ１４０Ａに置換されてもよい。ここで、図６はリ
フレクタ１４０Ａの構造を説明するための概略部分拡大
断面図である。図３に示すリフレクタ１４０の形状では
図５に示すようにプレート１２１を透過する光路１より
も梁１２２を透過する光路２の方が長いことから梁１２
２におけるランプ１３０からの光の吸収量がプレート１
２１のそれよりも大きくなる。ここで、図５は、図３に
示すリフレクタ１４０の形状で石英ウインドウ１２０に
ランプ１３０から入射する光の影響を説明するための概
略断面図である。この結果、石英プレート１２１と梁１
２２との間での温度差が生じて熱応力から梁１２２とプ
レート１２１との接合部１２３でクラックが発生する可
能性がある。かかる欠点は梁１２２の厚さを調節するな
どして解決することができるが、代替的に図６に示すリ
フレクタ１４０Ａを使用して解決してもよい。The reflector 140 is attached to the horizontal portion 145 by the beam 1
6 may be replaced with a reflector 140A shown in FIG. Here, FIG. 6 is a schematic partial enlarged sectional view for explaining the structure of the reflector 140A. In the shape of the reflector 140 shown in FIG. 3, since the optical path 2 transmitting the beam 122 is longer than the optical path 1 transmitting the plate 121 as shown in FIG.
2 shows that the amount of light absorbed from the lamp 130 is
21 larger than that of 21. Here, FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the influence of light incident on the quartz window 120 from the lamp 130 in the shape of the reflector 140 shown in FIG. As a result, the quartz plate 121 and the beam 1
A temperature difference between the beam 122 and the plate 122 may cause a crack at the joint 123 between the beam 122 and the plate 121 due to thermal stress. Such a disadvantage can be solved by adjusting the thickness of the beam 122 or the like. Alternatively, the disadvantage may be solved by using the reflector 140A shown in FIG.

【００３２】図６に示すように、リフレクタ１４０Ａ
は、溝１４４よりも高い溝１４４Ａと、水平部１４５に
梁１２２を収納するスリット１４６とを有する点でリフ
レクタ１４０と相違する。リフレクタ１４０Ａによれ
ば、スリット１４６内に石英ウインドウ１２０の梁１２
２を挿入することによってランプ１３０からの光が梁１
２２に直接照射されることを回避することができる。ま
た、本構造は熱応力及び処理室１１０内の減圧環境と大
気圧との差圧によって発生する面圧を、図７に示すよう
に、石英ウインドウ１２０が受けて撓んで降伏応力によ
り破壊すること防ぐ効果も有する。ここで、図７は、リ
フレクタ１４０Ａの効果を説明する概略部分拡大断面図
である。なお、本発明はリフレクタが梁１２２と係合す
る突出部を有して石英ウインドウ１２０の強度を高める
場合も含むものである。As shown in FIG. 6, the reflector 140A
Is different from the reflector 140 in that a groove 144A higher than the groove 144 and a slit 146 for accommodating the beam 122 in the horizontal portion 145 are provided. According to the reflector 140A, the beam 12 of the quartz window 120 is provided in the slit 146.
2 inserts light from lamp 130 into beam 1
It is possible to avoid direct irradiation of the laser beam 22. In addition, in this structure, as shown in FIG. 7, the quartz window 120 receives the surface pressure generated by the thermal stress and the differential pressure between the reduced pressure environment in the processing chamber 110 and the atmospheric pressure, and is bent by the quartz window 120 to be broken by the yield stress. It also has the effect of preventing. Here, FIG. 7 is a schematic partial enlarged cross-sectional view illustrating the effect of the reflector 140A. Note that the present invention includes a case where the reflector has a protruding portion that engages with the beam 122 to increase the strength of the quartz window 120.

【００３３】図８及び図９を参照して、石英ウインドウ
１２０の流路１２８と封止部１３６との関係について説
明する。ここで、図８は、リフレクタ１４０Ａに梁１２
２が挿入された石英ウインドウ１２０の流路１２８と封
止部１３６との関係を説明するための概略平面図であ
り、図９はその部分拡大断面図である。冷却エアは図８
及び図９に示すように流路１２８を流れる。図８におい
て丸部は封止部１３６の位置を表している。ランプ１３
０への給電はリフレクタ１４０Ａの貫通穴１４２に配置
された電極１３２とランプハウス１３４の垂直部１３４
ａの封止部１３６を介して行われる。冷却エアは、貫通
穴１４２を通過して封止部１３６を効果的に冷却する。
なお、冷却エア導入手段は図１においては省略されてい
る。Referring to FIGS. 8 and 9, the relationship between the flow path 128 of the quartz window 120 and the sealing portion 136 will be described. Here, FIG. 8 shows that the beam 12 is attached to the reflector 140A.
FIG. 9 is a schematic plan view for explaining the relationship between the flow path 128 of the quartz window 120 into which the second member 2 is inserted and the sealing portion 136, and FIG. 9 is a partially enlarged sectional view thereof. Fig. 8 Cooling air
And flows through the channel 128 as shown in FIG. In FIG. 8, the circles indicate the positions of the sealing portions 136. Lamp 13
0 is supplied to the electrode 132 disposed in the through hole 142 of the reflector 140A and the vertical portion 134 of the lamp house 134.
This is performed via the sealing portion 136 of FIG. The cooling air passes through the through hole 142 to effectively cool the sealing portion 136.
The cooling air introduction means is omitted in FIG.

【００３４】図１０及び図１１は、ダブルエンド型のラ
ンプ１３０がシングルエンド型ランプ１３０Ａに置換さ
れてリフレクタ１４０Ａに配置された場合の概略部分拡
大断面図と概略上面図である。シングルエンド型ランプ
１３０Ａは良好な熱放射光の指向性及び制御性を有して
いる。FIGS. 10 and 11 are a partially enlarged cross-sectional view and a schematic top view, respectively, showing a case where the double-end type lamp 130 is replaced with a single-end type lamp 130A and arranged on the reflector 140A. The single-ended lamp 130A has good directivity and controllability of thermal radiation.

【００３５】次に、図１２及び図１３を参照して放射温
度計２００を説明する。ここで、図１２は放射温度計２
００及びその近傍の処理室１１０の概略拡大断面図であ
る。図１３は、放射温度計２００のチョッパ２３０の概
略平面図である。放射温度計２００は被処理体Ｗに関し
てランプ１３０と反対側に設けられている。本発明は放
射温度計２００がランプ１３０と同一の側に設けられる
構造を排除するものではないが、ランプ１３０の放射光
が放射温度計２００に入射することを防止することが好
ましい。Next, the radiation thermometer 200 will be described with reference to FIGS. Here, FIG.
FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view of a processing chamber 110 and its vicinity. FIG. 13 is a schematic plan view of the chopper 230 of the radiation thermometer 200. The radiation thermometer 200 is provided on the opposite side of the lamp 130 with respect to the workpiece W. Although the present invention does not exclude the structure in which the radiation thermometer 200 is provided on the same side as the lamp 130, it is preferable to prevent the radiation of the lamp 130 from being incident on the radiation thermometer 200.

【００３６】放射温度計２００は処理室１１０の底部１
１４に取り付けられている。底部１１４の処理室１１０
内部を向く面１１４ａは金メッキなどが施されて反射板
（高反射率面）として機能する。これは、面１１４ａを
黒色などの低反射率面とすると被処理体Ｗの熱を吸収し
てランプ１３０の照射出力を不経済にも上げなければな
らなくなるためである。底部１１４は円筒形状の貫通孔
１１５を有する。放射温度計２００は、石英又はサファ
イア製のロッド２１０と、ケーシング２２０と、チョッ
パ(又はセクタ)２３０と、モータ２４０と、レンズ２５
０と、光ファイバ２６０と、放射検出器２７０とを有す
る。The radiation thermometer 200 is located at the bottom 1 of the processing chamber 110.
14 attached. Processing chamber 110 at bottom 114
The surface 114a facing the inside is plated with gold or the like and functions as a reflection plate (high reflectance surface). This is because, if the surface 114a is a low-reflectance surface such as black, the irradiation power of the lamp 130 must be uneconomically increased by absorbing the heat of the object W to be processed. The bottom 114 has a cylindrical through-hole 115. The radiation thermometer 200 includes a rod 210 made of quartz or sapphire, a casing 220, a chopper (or sector) 230, a motor 240, and a lens 25.
0, an optical fiber 260, and a radiation detector 270.

【００３７】本実施例のロッド２１０は石英又はサファ
イア製ロッドから構成される。石英やサファイア製は良
好な耐熱性と後述するように良好な光学的特性を有する
ために使用されているが、ロッド２１０の材料がこれら
に限定されないことはいうまでもない。ロッド２１０が
良好な耐熱性を有するためにロッド２１０を冷却する機
構は不要になり、装置１００の小型化に資する。The rod 210 of this embodiment is made of a quartz or sapphire rod. Quartz or sapphire is used because it has good heat resistance and good optical characteristics as described later, but it goes without saying that the material of the rod 210 is not limited to these. Since the rod 210 has good heat resistance, a mechanism for cooling the rod 210 is not required, which contributes to downsizing of the apparatus 100.

【００３８】必要があれば、ロッド２１０は処理室１１
０内部に所定距離突出してもよい。ロッド２１０は、処
理室１１０の底部１１４に設けられた貫通孔１１５に挿
通されてオーリング１９０によりシールされている。こ
れにより、処理室１１０は貫通孔１１５に拘らずその内
部の減圧環境を維持することができる。If necessary, the rod 210 is attached to the processing chamber 11.
It may protrude a predetermined distance inside the zero. The rod 210 is inserted into a through hole 115 provided in the bottom 114 of the processing chamber 110 and sealed by an O-ring 190. Thus, the processing chamber 110 can maintain a reduced pressure environment inside the processing chamber irrespective of the through hole 115.

【００３９】ロッド２１０は、その内部に一旦入射した
熱放射光を殆ど外に出さずに、かつ、殆ど減衰すること
なくケーシング２２０に案内することができるので集光
効率に優れている。また、ロッド２１０はチョッパ２３
０（の高反射率面２３２）と被処理体Ｗとの間で放射光
の多重反射を可能にする。ロッド２１０を被処理体Ｗに
近づけることにより被処理体Ｗの温度を正確に測定する
ことができる。The rod 210 can guide the heat radiation once entering the inside thereof to the casing 220 with almost no outside and little attenuation, so that the light condensing efficiency is excellent. Also, the rod 210 is
The multiple reflection of the radiated light is enabled between the object W (the high reflectance surface 232) and the target object W. By bringing the rod 210 closer to the workpiece W, the temperature of the workpiece W can be accurately measured.

【００４０】ロッド２１０は、被処理体Ｗからケーシン
グ２２０を離間させることを可能にする。このため、ロ
ッド２１０は、ケーシング２２０を冷却する冷却機構を
不要にすると共に装置１００の小型化に資する。代替的
に、ケーシング２２０の冷却機構が設けられる場合であ
っても、ロッド２１０は冷却機構の冷却用電力を最小限
することができる。The rod 210 makes it possible to separate the casing 220 from the workpiece W. For this reason, the rod 210 eliminates the need for a cooling mechanism for cooling the casing 220 and contributes to downsizing of the device 100. Alternatively, even when a cooling mechanism for the casing 220 is provided, the rod 210 can minimize the cooling power of the cooling mechanism.

【００４１】本実施例のロッド２１０は、石英又はサフ
ァイア製ロッドと多芯光ファイバから構成されてもよ
く、この場合、多芯光ファイバは石英ロッドとチョッパ
２３０との間に配置される。これにより、ロッド２１０
の導光路に可撓性を持たせることができ、放射温度計の
配置の自由度を増加させることができる。また、放射温
度計２００の本体又はケーシング２２０を被処理体Ｗか
らより離間させることができるので被処理体Ｗからの温
度の影響を受けて放射温度計２００の各部が変形する等
の弊害を防止してより高い測定精度を維持することがで
きる。The rod 210 of this embodiment may be composed of a rod made of quartz or sapphire and a multi-core optical fiber. In this case, the multi-core optical fiber is disposed between the quartz rod and the chopper 230. Thereby, the rod 210
Can have flexibility, and the degree of freedom of arrangement of the radiation thermometer can be increased. Further, since the main body or the casing 220 of the radiation thermometer 200 can be further separated from the workpiece W, adverse effects such as deformation of each part of the radiation thermometer 200 under the influence of the temperature from the workpiece W can be prevented. As a result, higher measurement accuracy can be maintained.

【００４２】ケーシング２２０は貫通孔１１５の下方に
設けられてほぼ円筒形状を有する。The casing 220 is provided below the through hole 115 and has a substantially cylindrical shape.

【００４３】チョッパ２３０は、ケーシング２２０の内
部において貫通孔１１５の下方にその一部が位置するよ
うに略水平に配置されて円盤形状を有する。チョッパ２
３０はモータ２４０（のモータ軸に取り付けられた回転
軸）とその中心で接続され、モータ２４０により回転駆
動される。チョッパ２３０は、図１３に示すように、そ
の表面が４等分されて２つの高反射率面２３２と２つの
低反射率面２３４とを有する。面２３２及び２３４は交
互に配置されて、それぞれスリット２３１を有する。高
反射率面２３２は、例えば、アルミニウムや金メッキに
より形成され、低反射率面２３４は、例えば、黒色塗装
によって形成される。高反射率面２３２はそのスリット
２３１における測定部２３２ａとスリット２３１以外の
部分における測定部２３２ｂとを有する。同様に、低反
射率面２３４はそのスリット２３１における測定部２３
４ａとスリット２３１以外の部分における測定部２３４
ｂとを有する。The chopper 230 is disposed substantially horizontally so that a part thereof is located below the through hole 115 inside the casing 220 and has a disk shape. Chopper 2
The motor 30 is connected to the motor 240 (a rotation shaft attached to the motor shaft) at the center thereof, and is driven to rotate by the motor 240. As shown in FIG. 13, the chopper 230 has two high-reflectance surfaces 232 and two low-reflectance surfaces 234 whose surfaces are equally divided into four parts. The faces 232 and 234 are alternately arranged and each have a slit 231. The high reflectivity surface 232 is formed by, for example, aluminum or gold plating, and the low reflectivity surface 234 is formed by, for example, black paint. The high reflectivity surface 232 has a measurement part 232a in the slit 231 and a measurement part 232b in a part other than the slit 231. Similarly, the low-reflectance surface 234 is connected to the measurement unit 23 in the slit 231.
4a and the measuring part 234 in a portion other than the slit 231
b.

【００４４】もっとも図１３に示すチョッパ２３０の構
造は単なる例示であり、本発明の開示から当業者が想到
し得る構造も含む。例えば、チョッパは、スリット２３
１を備えた半円状高反射率面から構成されたり、円板を
４等分又は６等分にしてスリット２３１を備えた高反射
率面と切り欠き部とを交互に設けることによって構成さ
れたり、スリット２３１を高反射率面にのみ設けること
によって構成されたりしてもよい。However, the structure of the chopper 230 shown in FIG. 13 is merely an example, and includes a structure that can be conceived by those skilled in the art from the disclosure of the present invention. For example, the chopper uses the slit 23
Or a semi-circular high-reflectance surface provided with a slit 231 and a disk having four or six equally divided portions and alternately provided with a high-reflectance surface provided with a slit 231 and a notch. Alternatively, the slits 231 may be provided only on the high reflectance surface.

【００４５】モータ２４０によりチョッパ２３０が回転
すると、ロッド２１０の下には高反射率面２３２と低反
射率面２３４とが交互に現れるようになる。面２３２が
ロッド２１０の下にあるとロッド２１０を伝播してきた
光の大部分は反射して再びロッド２１０内を伝播して被
処理体Ｗの表面に投光される。一方、面２３４がロッド
２１０の下にあるとロッド２１０を伝播してきた光の大
部分は吸収されてそこからの反射光はごく微量である。
スリット２３１は被処理体Ｗからの放射光又は多重反射
された光を検出器２７０に案内する。When the chopper 230 is rotated by the motor 240, the high-reflectance surfaces 232 and the low-reflectance surfaces 234 alternately appear below the rod 210. When the surface 232 is below the rod 210, most of the light that has propagated through the rod 210 is reflected, propagates again in the rod 210, and is projected on the surface of the workpiece W. On the other hand, when the surface 234 is below the rod 210, most of the light that has propagated through the rod 210 is absorbed, and the reflected light therefrom is very small.
The slit 231 guides the light emitted from the object to be processed W or the light that is multiply reflected to the detector 270.

【００４６】検出器２７０は、図示しない結像レンズ、
Ｓｉホトセル、増幅回路を備え、結像レンズに入射した
放射光を電圧、即ち、後述の放射強度Ｅ1（Ｔ）、Ｅ
2（Ｔ）を表す電気信号に変換して制御部３００に送
る。制御部３００はＣＰＵ及びメモリを備えており、後
述する放射強度Ｅ1（Ｔ）、Ｅ2（Ｔ）を基に被処理体Ｗ
の放射率ε及び基板温度Ｔを算出する。なお、この演算
は放射温度計２００内の図示しない演算部が行ってもよ
い。The detector 270 includes an imaging lens (not shown),
The apparatus includes a Si photocell and an amplifier circuit, and converts radiation incident on the imaging lens into a voltage, that is, radiation intensities E 1 (T) and E (described later).
The signal is converted into an electric signal representing 2 (T) and sent to the control unit 300. The control unit 300 includes a CPU and a memory, and based on the radiation intensities E 1 (T) and E 2 (T) described later, the object W
And the substrate temperature T are calculated. This calculation may be performed by a calculation unit (not shown) in the radiation thermometer 200.

【００４７】より詳細には、スリット２３１を通過した
光はレンズ２５０により集光され、光ファイバ２６０に
より検出器２７０に伝達される。高反射率面２３２と低
反射率面２３４における放射強度（又は輝度）はそれぞ
れ以下の数式２及び４で示される。More specifically, the light passing through the slit 231 is collected by the lens 250 and transmitted to the detector 270 by the optical fiber 260. The radiation intensity (or luminance) on the high reflectance surface 232 and the low reflectance surface 234 is expressed by the following mathematical expressions 2 and 4, respectively.

【００４８】[0048]

【数２】 (Equation 2)

【００４９】ここで、Ｅ1（Ｔ）は検出器２７０によっ
て求められた温度Ｔにおける高反射率面２３２の放射強
度、Ｒは高反射率面２３２の実効反射率、εは被処理体
Ｗの放射率、ＥBB（Ｔ）は温度Ｔにおける黒体の放射強
度である。数式２は、以下の数式３より導かれる。ここ
で、被処理体Ｗにおける熱放射の透過がないとしてい
る。Here, E 1 (T) is the radiation intensity of the high reflectance surface 232 at the temperature T determined by the detector 270, R is the effective reflectance of the high reflectance surface 232, and ε is the Emissivity, E BB (T), is the radiation intensity of the black body at temperature T. Equation 2 is derived from Equation 3 below. Here, it is assumed that there is no transmission of thermal radiation in the processing target W.

【００５０】[0050]

【数３】 (Equation 3)

【００５１】[0051]

【数４】 (Equation 4)

【００５２】ここで、Ｅ2（Ｔ）は検出器２７０によっ
て求められた温度Ｔにおける低反射率面２３４の測定さ
れた放射強度である。数式４はプランクの式から導かれ
る。数式２及び４から、放射率εは以下の数式５で表さ
れる。Here, E 2 (T) is the measured radiation intensity of the low reflectance surface 234 at the temperature T obtained by the detector 270. Equation 4 is derived from Planck's equation. From Equations 2 and 4, the emissivity ε is represented by Equation 5 below.

【００５３】[0053]

【数５】 (Equation 5)

【００５４】一般に、黒体から放射される電磁波の放射
発散度の分光密度はプランクの式で与えられ、放射温度
計２００が黒体を計測する場合には計測される特定波長
領域の黒体の温度Ｔと計測される放射強度ＥBB（Ｔ）と
の関係は放射温度計２００の光学系等によって決まる予
め求められている定数Ａ、Ｂ、Ｃを用いて次式で表示す
ることができる。In general, the spectral density of the radiation divergence of electromagnetic waves radiated from a black body is given by Planck's equation. The relationship between the temperature T and the measured radiation intensity E BB (T) can be represented by the following equation using constants A, B, and C determined in advance by the optical system of the radiation thermometer 200 and the like.

【００５５】[0055]

【数６】 (Equation 6)

【００５６】[0056]

【数７】 (Equation 7)

【００５７】ここで、Ｃ2は放射の第２定数である。Here, C 2 is the second constant of radiation.

【００５８】検出器２７０又は制御部３００は、上述の
数式５と数式２又は４によって放射強度ＥBB（Ｔ）を求
めることができるのでこれを数式７に代入して温度Ｔを
求めることができる。いずれにしろ制御部３００は被処
理体Ｗの温度Ｔを得ることができる。Since the detector 270 or the control unit 300 can calculate the radiation intensity E BB (T) from the above-mentioned equation (5) and equation (2) or (4), it can substitute the equation (7) into the equation (7) to determine the temperature T. . In any case, the control unit 300 can obtain the temperature T of the workpiece W.

【００５９】しかし実際には、数式７によって求まる温
度は、図１４及び図１５に示すように、実際の被処理体
Ｗの温度と比較して約２０〜４０℃の誤差を含み、高品
質の熱処理を行いにくい。ここで、図１４は、被処理体
Ｗの温度と数式１を適用して被処理体Ｗの中央を測定し
た放射温度計２００の温度との関係を示すグラフであ
る。図１５は、被処理体Ｗの温度と数式１を適用して被
処理体Ｗの端部を測定した放射温度計２００の温度との
関係を示すグラフである。Actually, however, the temperature obtained by the equation (7) includes an error of about 20 to 40 ° C. as compared with the actual temperature of the workpiece W as shown in FIGS. It is difficult to perform heat treatment. Here, FIG. 14 is a graph showing the relationship between the temperature of the object W and the temperature of the radiation thermometer 200 obtained by measuring the center of the object W by applying Equation 1. FIG. 15 is a graph showing a relationship between the temperature of the processing object W and the temperature of the radiation thermometer 200 obtained by measuring the end of the processing object W by applying Expression 1.

【００６０】本発明者らは、この原因を鋭意検討した結
果、上述の数式１を実際の被処理体Ｗの温度測定に適用
する場合には幾つかの誤差を考慮しなければならないこ
とを発見した。また、図１６に示すように、誤差は、
（１）被処理体Ｗからの放射光が面１１４ａで多重反射
した光Ｊ、（２）ランプ１３０からの放射光Ｋ、（３）
放射光の２１０の端面部で反射が起こることによる伝送
損失Ｌ、（４）放射光の２１０の吸収損失Ｍを含む。光
Ｊ及びＫは迷光と呼ばれる場合もあるが、特に、熱効率
を高めるため処理室１１０内の内面及び被処理体Ｗ周辺
の部材の反射率を大きくしている枚葉式処理室１１０で
は迷光による測定誤差の影響が大きい。ここで、図１６
は、数式１を実際の被処理体Ｗの温度測定に適用する場
合に含まれる誤差を説明するための概略断面図である。As a result of intensive studies of the cause, the present inventors have found that some errors must be taken into account when applying the above formula 1 to actual temperature measurement of the workpiece W. did. In addition, as shown in FIG.
(1) Light J that is multiple reflection of light emitted from the object to be processed W on the surface 114a, (2) Light K emitted from the lamp 130, (3)
Includes transmission loss L due to reflection at the end face of radiated light 210, and (4) absorption loss M of radiated light 210. The lights J and K are sometimes referred to as stray light. In particular, in the single-wafer processing chamber 110 in which the reflectance of the inner surface of the processing chamber 110 and the members around the workpiece W is increased in order to enhance the thermal efficiency, the light J and K are generated by the stray light. Large influence of measurement error. Here, FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining an error included when Equation 1 is applied to actual temperature measurement of a workpiece W.

【００６１】そこで、本発明者らは、数式１を以下の数
式８のように修正した。Therefore, the present inventors modified Equation 1 as shown in Equation 8 below.

【００６２】[0062]

【数８】 (Equation 8)

【００６３】数式８は、（１）の多重反射分をε/｛１
−α（１−ε）｝により補正し、（２）のランプ１３０
からの漏れ分をＳにより補正し、（３）のロッドやファ
イバの端面における反射損失をβにより補正し、（４）
の吸収に対する重み付け補正をＧ（ゲイン）により補正
している。もちろんこれらの一又は複数が省略されても
数式１よりは実際の被処理体Ｗの温度に近似する温度を
得ることができる。また、これらの数式８又はその補正
の一部を表す式を含む温度測定演算プログラムは、フロ
ッピー（登録商標）ディスクその他のコンピュータ可読
媒体に格納され、及び／又は、インターネットその他の
通信ネットワークを利用してオンライン配信されて独立
の取引対象となり得る。Equation 8 indicates that the multiple reflection component of (1) is ε / ｛1
−α (1-ε)}, and the lamp 130 of (2) is corrected.
The leakage from the fiber is corrected by S, the reflection loss at the end face of the rod or fiber in (3) is corrected by β, and (4)
Is corrected by G (gain). Of course, even if one or more of these are omitted, it is possible to obtain a temperature that is closer to the actual temperature of the object to be processed W than in Equation 1. In addition, the temperature measurement calculation program including Expression 8 or an expression representing a part of the correction thereof is stored in a floppy disk or other computer-readable medium, and / or uses the Internet or another communication network. And can be distributed online and become independent trading targets.

【００６４】図１７及び図１８に、数式８を用いて測定
された温度と実際の被処理体Ｗの温度とを比較したグラ
フを示す。より詳細には、図１７は、被処理体Ｗの温度
と数式８を適用して被処理体Ｗの中央を測定した放射温
度計２００の温度との関係を示すグラフである。図１８
は、被処理体Ｗの温度と数式８を適用して被処理体Ｗの
端部を測定した放射温度計２００の温度との関係を示す
グラフである。図１７及び図１８に示すように、数式８
を適用することによって被処理体Ｗの温度の測定値と実
際の値との差は±３℃未満に維持することができること
が理解されるであろう。FIGS. 17 and 18 are graphs showing a comparison between the temperature measured using Expression 8 and the actual temperature of the object W to be processed. More specifically, FIG. 17 is a graph illustrating a relationship between the temperature of the processing target W and the temperature of the radiation thermometer 200 obtained by measuring the center of the processing target W by applying Expression 8. FIG.
Is a graph showing the relationship between the temperature of the object W and the temperature of the radiation thermometer 200 obtained by measuring the end of the object W by applying Equation 8. As shown in FIG. 17 and FIG.
It can be understood that the difference between the measured value and the actual value of the temperature of the object W can be maintained at less than ± 3 ° C. by applying.

【００６５】制御部３００は内部にＣＰＵ及びメモリを
備え、被処理体Ｗの温度Ｔを認識してランプドライバ３
１０を制御することによってランプ１３０の出力をフィ
ードバック制御する。また、制御部３００は、後述する
ように、モータドライバ３２０に所定のタイミングで駆
動信号を送って被処理体Ｗの回転速度を制御する。The control unit 300 includes a CPU and a memory therein, recognizes the temperature T of the object W, and
By controlling 10, the output of the lamp 130 is feedback-controlled. In addition, the control unit 300 controls the rotation speed of the processing target W by sending a drive signal to the motor driver 320 at a predetermined timing, as described later.

【００６６】ガス導入部１８０は、例えば、図示しない
ガス源、流量調節バルブ、マスフローコントローラ、ガ
ス供給ノズル及びこれらを接続するガス供給路を含み、
熱処理に使用されるガスを処理室１１０に導入する。な
お、本実施例ではガス導入部１８０は処理室１１０の側
壁１１２に設けられて処理室１１０の側部から導入され
ているが、その位置は限定されず、例えば、シャワーヘ
ッドとして構成されて処理室１１０の上部から処理ガス
を導入してもよい。The gas introduction section 180 includes, for example, a gas source (not shown), a flow control valve, a mass flow controller, a gas supply nozzle, and a gas supply path connecting these components.
A gas used for the heat treatment is introduced into the processing chamber 110. In the present embodiment, the gas introduction unit 180 is provided on the side wall 112 of the processing chamber 110 and is introduced from the side of the processing chamber 110. However, the position is not limited. The processing gas may be introduced from the upper part of the chamber 110.

【００６７】アニールであればガス源はＮ2、Ａｒな
ど、酸化処理であればＯ2、Ｈ2、Ｈ2Ｏ、ＮＯ2、窒化処
理であればＮ2、ＮＨ3など、成膜処理であればＮＨ3、
ＳｉＨ2Ｃｌ2やＳｉＨ4などを使用するが、処理ガスは
これらに限定されないことはいうまでもない。マスフロ
ーコントローラはガスの流量を制御し、例えば、ブリッ
ジ回路、増幅回路、コンパレータ制御回路、流量調節バ
ルブ等を有し、ガスの流れに伴う上流から下流への熱移
動を検出することによって流量測定して流量調節バルブ
を制御する。ガス供給路は、例えば、シームレスパイプ
を使用したり、接続部に食い込み継ぎ手やメタルガスケ
ット継ぎ手を使用したりして供給ガスへの配管からの不
純物の混入が防止している。また、配管内部の汚れや腐
食に起因するダストパーティクルを防止するために配管
は耐食性材料から構成されるか、配管内部がＰＴＦＥ
（テフロン（登録商標））、ＰＦＡ、ポリイミド、ＰＢ
Ｉその他の絶縁材料により絶縁加工されたり、電解研磨
処理がなされたり、更には、ダストパーティクル捕捉フ
ィルタを備えたりしている。In the case of annealing, a gas source such as N 2 or Ar is used. In the case of oxidation, O 2 , H 2 , H 2 O, NO 2 is used . In the case of nitriding, N 2 or NH 3 is used. If there is NH 3 ,
Although SiH 2 Cl 2 or SiH 4 is used, it goes without saying that the processing gas is not limited to these. The mass flow controller controls the gas flow rate, for example, has a bridge circuit, an amplification circuit, a comparator control circuit, a flow control valve, etc., and measures the flow rate by detecting heat transfer from upstream to downstream accompanying the gas flow. To control the flow control valve. The gas supply path uses, for example, a seamless pipe or a bite joint or a metal gasket joint at a connecting portion to prevent impurities from entering the supply gas from the pipe. In order to prevent dust particles caused by dirt and corrosion inside the pipe, the pipe is made of a corrosion-resistant material, or the inside of the pipe is made of PTFE.
(Teflon (registered trademark)), PFA, polyimide, PB
I Insulated with other insulating materials, subjected to electrolytic polishing, and further provided with a dust particle capturing filter.

【００６８】排気部１９０は、本実施例ではガス導入部
１８０と略水平に設けられているが、その位置及び数は
限定されない。排気部１９０には所望の排気ポンプ（タ
ーボ分子ポンプ、スパッターイオンポンプ、ゲッターポ
ンプ、ソープションポンプ、クライオポンプなど）が圧
力調整バルブと共に接続される。なお、本実施例では処
理室１１０は減圧環境に維持されるが、本発明は減圧環
境を必ずしも必須の構成要素とするものではなく、例え
ば、１３３Ｐａ乃至大気圧の範囲で適用可能である。排
気部１９０は、図２０乃至図２４を参照して後述される
ヘリウムガスを次の熱処理前までに排気する機能も有す
る。In this embodiment, the exhaust section 190 is provided substantially horizontally with the gas introduction section 180, but the position and number thereof are not limited. A desired exhaust pump (a turbo molecular pump, a sputter ion pump, a getter pump, a sorption pump, a cryopump, etc.) is connected to the exhaust unit 190 together with a pressure adjusting valve. In this embodiment, the processing chamber 110 is maintained in a reduced-pressure environment. However, the present invention does not necessarily require the reduced-pressure environment as an essential component, and is applicable, for example, in a range of 133 Pa to atmospheric pressure. The exhaust unit 190 also has a function of exhausting helium gas, which will be described later with reference to FIGS. 20 to 24, before the next heat treatment.

【００６９】図１９は、被処理体Ｗの冷却速度に関する
シミュレーションの結果を示すグラフである。図１９に
おいて、ギャップは被処理体Ｗと底部１１４との間隔を
意味する。図１９に示すグラフから（１）ギャップが小
さくなる程冷却速度が上がる、（２）被処理体Ｗと底部
１１４との間に熱伝導率の高いヘリウムガスを流すこと
で飛躍的に冷却速度が上がる、ことが理解されるであろ
う。FIG. 19 is a graph showing the result of a simulation on the cooling rate of the object W to be processed. In FIG. 19, the gap means the distance between the processing target object W and the bottom 114. From the graph shown in FIG. 19, (1) the cooling rate increases as the gap decreases, and (2) the cooling rate dramatically increases by flowing helium gas having a high thermal conductivity between the processing target object W and the bottom 114. It will be understood that goes up.

【００７０】図１に示すＲＴＰ装置１００の構成は、被
処理体Ｗの上面をランプ１３０により加熱して被処理体
Ｗの裏面に冷却プレートとしての底部１１４を設けてい
る。このため、図１に示す構造は冷却速度は比較的速い
が、放熱量が多くなるために急速昇温には比較的大きな
電力が必要となる。これに対して冷却管１１６の冷却水
の導入を加熱時に停止する方法も考えられるが歩留まり
が下がるために好ましくはない。In the configuration of the RTP apparatus 100 shown in FIG. 1, the upper surface of the object to be processed W is heated by a lamp 130 and a bottom portion 114 as a cooling plate is provided on the rear surface of the object to be processed W. For this reason, the structure shown in FIG. 1 has a relatively high cooling rate, but requires a relatively large amount of electric power for rapid temperature rise because of a large amount of heat radiation. On the other hand, a method of stopping the introduction of the cooling water in the cooling pipe 116 at the time of heating can be considered, but it is not preferable because the yield is reduced.

【００７１】そこで、図２０乃至図２２に示すように、
冷却プレートしての底部１１４は被処理体Ｗに対して可
動に構成された底部１１４Ａに置換されてもよい。より
好ましくは、放熱効率を高めるために、冷却時に熱伝導
率の高いヘリウムガスを被処理体Ｗと底部１１４Ａとの
間に流される。ここで、図２０は、被処理体Ｗに対して
可動に構成された冷却プレートしての底部１１４Ａを説
明するための概略断面図である。図２１は、図２０の構
造において被処理体Ｗを加熱する際の被処理体Ｗと底部
１１４Ａとの位置関係を説明するための概略断面図であ
る。図２２は、図２０の構造において被処理体Ｗを冷却
する際の被処理体Ｗと底部１１４Ａとの位置関係を説明
するための概略断面図である。なお、図２０乃至図２２
においては放射温度計２００や冷却管１１６は省略され
ている。Therefore, as shown in FIGS. 20 to 22,
The bottom 114 serving as a cooling plate may be replaced with a bottom 114A movable with respect to the workpiece W. More preferably, in order to enhance the heat radiation efficiency, helium gas having a high thermal conductivity is flowed between the object W and the bottom 114A during cooling. Here, FIG. 20 is a schematic cross-sectional view for explaining a bottom portion 114A as a cooling plate movable with respect to the processing target object W. FIG. 21 is a schematic cross-sectional view for explaining the positional relationship between the object W and the bottom portion 114A when the object W is heated in the structure of FIG. FIG. 22 is a schematic cross-sectional view for explaining the positional relationship between the object W and the bottom 114A when the object W is cooled in the structure of FIG. 20 to 22.
, The radiation thermometer 200 and the cooling pipe 116 are omitted.

【００７２】図２０に示すように、処理室１１０内の減
圧環境を維持するベローズなどを有して制御部３００に
より動作制御される昇降機構１１７により底部１１４Ａ
は被処理体Ｗに対して昇降することができる。昇降機構
１１７には当業界で周知のいかなる構造をも適用するこ
とができるので、ここでは詳しい説明は省略する。な
お、本実施例と異なり、被処理体Ｗ又はサポートリング
１５０を可動に構成してもよい。被処理体Ｗを加熱する
際には、図２１に示すように、底部１１４Ａを被処理体
Ｗから離間するように下降させると共にヘリウムガスの
供給を停止する。このとき、被処理体Ｗと底部１１４と
の距離は、例えば、１０ｍｍである。底部１１４Ａと被
処理体Ｗとの間隔が大きいので被処理体Ｗは底部１１４
Ａの影響をあまり受けずに高速昇温が可能となる。図２
１に示す底部１１４Ａの位置が、例えば、ホームポジシ
ョンに設定される。As shown in FIG. 20, a bottom 114A is provided by an elevating mechanism 117 having a bellows or the like for maintaining a reduced pressure environment in the processing chamber 110 and controlled by a control unit 300.
Can move up and down with respect to the workpiece W. Since any structure known in the art can be applied to the elevating mechanism 117, a detailed description thereof is omitted here. Note that, unlike the present embodiment, the workpiece W or the support ring 150 may be configured to be movable. When heating the workpiece W, as shown in FIG. 21, the bottom 114A is lowered so as to be separated from the workpiece W, and the supply of the helium gas is stopped. At this time, the distance between the workpiece W and the bottom 114 is, for example, 10 mm. Since the distance between the bottom 114A and the object W is large, the object W
A high-speed temperature rise is possible without being greatly affected by A. FIG.
The position of the bottom 114A shown in FIG. 1 is set to, for example, a home position.

【００７３】被処理体Ｗを冷却する際には、図２２に示
すように、底部１１４Ａを被処理体Ｗに近接するように
上昇させると共にヘリウムガスの供給を開始する。底部
１１４Ａと被処理体Ｗとの間隔が狭いので被処理体Ｗは
底部１１４Ａの影響を受け高速冷却が可能となる。この
とき、被処理体Ｗと底部１１４との距離は、例えば、１
ｍｍである。図２２のヘリウムガスの導入例を図２３に
示す。ここで、図２３は、図２２の実線領域Ｖの概略拡
大断面図である。同図に示すように、底部１１４には無
数の小さな孔１１５ａが設けられてヘリウムガスを案内
する。ヘリウムガス供給管に接続されたバルブ４００を
有するケース４１０が底部１１４に接続されている。When cooling the object W, the bottom 114A is raised so as to approach the object W and the supply of helium gas is started as shown in FIG. Since the space between the bottom 114A and the object W is narrow, the object W can be cooled at high speed under the influence of the bottom 114A. At this time, the distance between the workpiece W and the bottom 114 is, for example, 1
mm. FIG. 23 shows an example of the introduction of the helium gas in FIG. Here, FIG. 23 is a schematic enlarged sectional view of a solid line region V in FIG. As shown in the figure, the bottom 114 is provided with countless small holes 115a to guide helium gas. A case 410 having a valve 400 connected to the helium gas supply pipe is connected to the bottom 114.

【００７４】本実施例は冷却プレート１１４Ａと被処理
体Ｗとの相対的移動について説明したが、本発明は被処
理体Ｗとランプ１３０との相対的移動にも適用すること
ができる。In this embodiment, the relative movement between the cooling plate 114A and the processing object W has been described. However, the present invention can be applied to the relative movement between the processing object W and the lamp 130.

【００７５】以下、被処理体Ｗの回転機構について図１
を参照して説明する。集積回路の各素子の電気的特性や
製品の歩留まり等を高く維持するためには被処理体Ｗの
表面全体に亘ってより均一に熱処理が行われることが要
求される。被処理体Ｗ上の温度分布が不均一であれば、
例えば、成膜処理における膜厚が不均一になったり、熱
応力によりシリコン結晶中に滑りを発生したりするな
ど、ＲＴＰ装置１００は高品質の熱処理を提供すること
ができない。被処理体Ｗ上の不均一な温度分布はランプ
１３０の不均一な照度分布に起因する場合もあるし、ガ
ス導入部１８０付近において導入される処理ガスが被処
理体Ｗの表面から熱を奪うことに起因する場合もある。
回転機構はウェハを回転させて被処理体Ｗがランプ１３
０により均一に加熱されることを可能にする。Hereinafter, the rotation mechanism of the workpiece W will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. In order to maintain the electrical characteristics of each element of the integrated circuit and the yield of products at a high level, it is required that the heat treatment be performed more uniformly over the entire surface of the workpiece W. If the temperature distribution on the workpiece W is not uniform,
For example, the RTP apparatus 100 cannot provide high-quality heat treatment, for example, the film thickness becomes uneven in the film formation process, or a slip occurs in the silicon crystal due to thermal stress. The non-uniform temperature distribution on the processing target W may be caused by the non-uniform illuminance distribution of the lamp 130, and the processing gas introduced in the vicinity of the gas introduction unit 180 removes heat from the surface of the processing target W. In some cases.
The rotation mechanism rotates the wafer so that the object W
0 allows for more uniform heating.

【００７６】被処理体Ｗの回転機構は、サポートリング
１５０と、リング状の永久磁石１７０と、リング状のＳ
ＵＳなどの磁性体１７２と、モータドライバ３２０と、
モータ３３０とを有する。The rotating mechanism of the workpiece W includes a support ring 150, a ring-shaped permanent magnet 170, and a ring-shaped S
A magnetic body 172 such as a US, a motor driver 320,
And a motor 330.

【００７７】サポートリング１５０は、耐熱性に優れた
セラミックス、例えば、ＳｉＣなどから構成された円形
リング形状を有する。サポートリング１５０は被処理体
Ｗの載置台として機能し、中空円部において断面Ｌ字状
に周方向に沿ってリング状の切り欠きを有する。かかる
切り欠き半径は被処理体Ｗの半径よりも小さく設計され
ているのでサポートリング１５０は切り欠きにおいて被
処理体Ｗ（の裏面周縁部）を保持することができる。必
要があれば、サポートリング１５０は被処理体Ｗを固定
する静電チャックやクランプ機構などを有してもよい。
サポートリング１５０は、被処理体Ｗの端部からの放熱
のよる均熱の悪化を防止する。The support ring 150 has a circular ring shape made of ceramics having excellent heat resistance, such as SiC. The support ring 150 functions as a mounting table for the object to be processed W, and has a ring-shaped notch along the circumferential direction in an L-shaped cross section in the hollow circular portion. Since the notch radius is designed to be smaller than the radius of the workpiece W, the support ring 150 can hold (the back surface peripheral portion of) the workpiece W in the notch. If necessary, the support ring 150 may have an electrostatic chuck or a clamp mechanism for fixing the workpiece W.
The support ring 150 prevents deterioration of uniform heat due to heat radiation from the end of the workpiece W.

【００７８】サポートリング１５０は、その端部におい
て支持部１５２に接続されている。必要があれば、サポ
ートリング１５０と支持部１５２との間には石英ガラス
などの断熱部材が挿入されて、後述する磁性体１７２な
どを熱的に保護する。本実施例の支持部１５２は中空円
筒形状の不透明な石英リング部材として構成されてい
る。ベアリング１６０は支持部１５２及び処理室１１０
の内壁１１２に固定されており、処理室１１０内の減圧
環境を維持したまま支持部１５２の回転を可能にする。
支持部１５２の先端には磁性体１７２が設けられてい
る。The support ring 150 is connected to the support 152 at its end. If necessary, a heat insulating member such as quartz glass is inserted between the support ring 150 and the support portion 152 to thermally protect a magnetic body 172 described later. The support part 152 of this embodiment is formed as a hollow cylindrical opaque quartz ring member. The bearing 160 is connected to the support 152 and the processing chamber 110.
Of the processing chamber 110, and enables the rotation of the support portion 152 while maintaining the reduced-pressure environment in the processing chamber 110.
A magnetic body 172 is provided at the tip of the support section 152.

【００７９】同心円的に配置されたリング状の永久磁石
１７０と磁性体１７２は磁気結合されており、永久磁石
１７０はモータ３３０により回転駆動される。モータ３
３０はモータドライバ３２０により駆動され、モータド
ライバ３２０は制御部３００によって制御される。The ring-shaped permanent magnet 170 and the magnetic body 172 arranged concentrically are magnetically coupled, and the permanent magnet 170 is driven to rotate by the motor 330. Motor 3
30 is driven by a motor driver 320, and the motor driver 320 is controlled by the control unit 300.

【００８０】この結果、永久磁石１７０が回転すると磁
気結合された磁性体１７２が支持部１５２と共に回転
し、サポートリング１５０と被処理体Ｗが回転する。回
転速度は、本実施例では例示的に９０ＲＰＭであるが、
実際には、被処理体Ｗに均一な温度分布をもたらすよう
に、かつ、処理室１１０内でのガスの乱流や被処理体Ｗ
周辺の風切り効果をもたらさないように、被処理体Ｗの
材質や大きさ、処理ガスの種類や温度などに応じて決定
されることになるであろう。磁石１７０と磁性体１７２
は磁気結合されていれば逆でもよいし両方とも磁石でも
よい。As a result, when the permanent magnet 170 rotates, the magnetic body 172 that has been magnetically coupled rotates with the support 152, and the support ring 150 and the workpiece W rotate. The rotation speed is illustratively 90 RPM in the present embodiment,
Actually, a uniform temperature distribution is provided to the processing target W, and a turbulent gas flow in the processing chamber 110 and the processing target W
It will be determined according to the material and size of the object W to be processed, the type and temperature of the processing gas, etc. so as not to bring about the effect of cutting off the surrounding wind. Magnet 170 and magnetic body 172
May be reversed as long as they are magnetically coupled, or both may be magnets.

【００８１】次に、ＲＴＰ装置１００の動作について説
明する。図示しないクラスターツールなどの搬送アーム
が被処理体Ｗを図示しないゲートバルブを介して処理室
１１０に搬入する。被処理体Ｗを支持した搬送アームが
サポートリング１５０の上部に到着すると、図示しない
リフタピン昇降系がサポートリング１５０から（例え
ば、３本の）図示しないリフタピンを突出させて被処理
体Ｗを支持する。この結果、被処理体Ｗの支持は、搬送
アームからリフタピンに移行するので、搬送アームはゲ
ートバルブより帰還させる。その後、ゲートバルブは閉
口される。搬送アームはその後図示しないホームポジシ
ョンに移動してもよい。Next, the operation of the RTP device 100 will be described. A transfer arm such as a cluster tool (not shown) carries the workpiece W into the processing chamber 110 via a gate valve (not shown). When the transfer arm supporting the workpiece W reaches the upper part of the support ring 150, a lifter pin lifting / lowering system (not shown) projects the lifter pins (for example, three) (not shown) from the support ring 150 to support the workpiece W. . As a result, the support of the object W is transferred from the transfer arm to the lifter pin, and the transfer arm is returned from the gate valve. Thereafter, the gate valve is closed. The transfer arm may then move to a home position (not shown).

【００８２】一方、リフタピン昇降系は、その後、図示
しないリフタピンをサポートリング１５０の中に戻し、
これによって被処理体Ｗをサポートリング１５０の所定
の位置に配置する。リフタピン昇降系は図示しないベロ
ーズを使用することができ、これにより昇降動作中に処
理室１１０の減圧環境を維持すると共に処理室１０２内
の雰囲気が外部に流出するのを防止する。On the other hand, the lifter pin lifting / lowering system then returns the lifter pin (not shown) into the support ring 150,
As a result, the workpiece W is arranged at a predetermined position on the support ring 150. The lifter pin elevating system can use a bellows (not shown) to maintain the reduced pressure environment of the processing chamber 110 during the elevating operation and prevent the atmosphere in the processing chamber 102 from flowing out.

【００８３】その後、制御部３００はランプドライバ３
１０を制御し、ランプ１３０を駆動するように命令す
る。これに応答して、ランプドライバ３１０はランプ３
００を駆動し、ランプ１３０は被処理体Ｗを、例えば、
約８００℃まで加熱する。ランプ１３０から放射された
熱線は石英ウインドウ１２０を介して処理空間にある被
処理体Ｗの上面に照射されて被処理体Ｗを、例えば、８
００℃へ２００ーＣ／ｓの加熱速度で高速昇温する。一
般に被処理体Ｗの周辺部はその中心側と比較して放熱量
が多くなる傾向があるが、本実施例のランプ１３０は同
心円状に配置して領域毎の電力制御も可能であるので高
い指向性と温度制御能力を提供する。装置１００が図２
０に示す構造を使用すれば底部１１４Ａは、この時、図
２１に示すようにホームポジションに配置される。特
に、図２１に示す構造は被処理体Ｗが冷却プレートであ
る底部１１４Ａから離間してその影響を受けにくいので
効率的な高速昇温が可能である。加熱と同時又はその前
後に、排気部１９０が処理室１１０の圧力を減圧環境に
維持する。Thereafter, the control unit 300 controls the lamp driver 3
10 to command the lamp 130 to operate. In response, the lamp driver 310
00, and the lamp 130 drives the workpiece W, for example,
Heat to about 800 ° C. The heat ray radiated from the lamp 130 is applied to the upper surface of the processing object W in the processing space through the quartz window 120 to irradiate the processing object W with, for example, 8
The temperature is increased to 00 ° C. at a heating rate of 200-C / s at a high speed. Generally, the peripheral portion of the processing object W tends to have a larger amount of heat radiation than the center side thereof, but the lamps 130 of the present embodiment are arranged concentrically so that power control can be performed for each region, so that it is high. Provides directivity and temperature control capability. The device 100 is shown in FIG.
If the structure shown in FIG. 0 is used, the bottom portion 114A is then located at the home position as shown in FIG. In particular, in the structure shown in FIG. 21, the object to be processed W is separated from the bottom 114A, which is a cooling plate, and is hardly affected by the object, so that efficient high-speed temperature increase is possible. At or before or after the heating, the exhaust unit 190 maintains the pressure in the processing chamber 110 in a reduced pressure environment.

【００８４】同時に、制御部３００はモータドライバ３
２０を制御し、モータ３３０を駆動するように命令す
る。これに応答して、モータドライバ３２０はモータ３
３０を駆動し、モータ３３０はリング状磁石１７０を回
転させる。この結果、支持部１５２が回転し、被処理体
Ｗがサポートリング１５０と共に回転する。被処理体Ｗ
が回転するのでその面内の温度は熱処理期間中に均一に
維持される。At the same time, the control unit 300
20 to command the motor 330 to be driven. In response, the motor driver 320
30 is driven, and the motor 330 rotates the ring-shaped magnet 170. As a result, the support 152 rotates, and the workpiece W rotates together with the support ring 150. Workpiece W
Is rotated, so that the temperature in the plane is kept uniform during the heat treatment.

【００８５】加熱中は、石英ウインドウ１２０はプレー
ト１２１の厚さが比較的薄いので幾つかの長所を有す
る。これらの長所は、（１）ランプ１３０からの光をあ
まり吸収しないので被処理体Ｗへの照射効率を低下しな
い、（２）プレート１２１の表裏面で温度差が小さいの
で熱応力破壊が発生しにくい、（３）成膜処理の場合で
もプレート１２１の温度上昇が少ないためにその表面に
堆積膜や反応副生成物が付着しにくい、（４）梁１２２
が石英ウインドウ１２０の強度を高めているのでプレー
ト１２０が薄くても処理室１１０内の減圧環境と大気圧
との差圧を維持することができる、を含む。また、図６
に示すように石英ウインドウ１２０の梁１２２がリフレ
クタ１４０Ａの溝１４６に挿入されると、（５）梁１２
２の温度上昇が少なくプレート１２１と梁１２２との熱
応力破壊を防止できる、（６）処理室１１０内の減圧環
境と大気圧との差圧に対する耐性が更に向上するなどの
付加的な効果が得られる。During heating, the quartz window 120 has several advantages due to the relatively small thickness of the plate 121. These advantages are as follows: (1) the light from the lamp 130 is not absorbed so much that the irradiation efficiency to the object to be processed W is not reduced; and (2) the temperature difference between the front and back surfaces of the plate 121 is small, so that thermal stress breakdown occurs. (3) Even in the case of the film forming process, the temperature rise of the plate 121 is small, so that the deposited film and the reaction by-product are hardly attached to the surface thereof. (4) The beam 122
Increases the strength of the quartz window 120 so that the pressure difference between the reduced pressure environment in the processing chamber 110 and the atmospheric pressure can be maintained even if the plate 120 is thin. FIG.
When the beam 122 of the quartz window 120 is inserted into the groove 146 of the reflector 140A as shown in FIG.
(2) Additional effects such as the resistance to the pressure difference between the reduced pressure environment in the processing chamber 110 and the atmospheric pressure can be further improved. can get.

【００８６】被処理体Ｗの温度は放射温度計２００によ
り測定されて、制御部３００はその測定結果に基づいて
ランプドライバ３１０をフィードバック制御する。被処
理体Ｗは回転しているためにその表面の温度分布は均一
であることが期待されるが、必要があれば、放射温度計
２００は、被処理体Ｗの温度を複数箇所（例えば、その
中央と端部）測定することができ、放射温度計２００が
被処理体Ｗ上の温度分布が不均一であると測定すれば、
制御部３００は被処理体Ｗ上の特定の領域のランプ１３
０の出力を変更するようにランプドライバ３１０に命令
することもできる。The temperature of the object to be processed W is measured by the radiation thermometer 200, and the control unit 300 performs feedback control of the lamp driver 310 based on the measurement result. Since the object to be processed W is rotating, it is expected that the temperature distribution on the surface thereof is uniform. However, if necessary, the radiation thermometer 200 measures the temperature of the object to be processed W at a plurality of locations (for example, (Central and end portions thereof), and if the radiation thermometer 200 determines that the temperature distribution on the object to be processed W is non-uniform,
The control unit 300 controls the lamp 13 in a specific area on the workpiece W.
It is also possible to instruct the lamp driver 310 to change the output of 0.

【００８７】放射温度計２００はロッド２１０を有して
チョッパ２３０と被処理体Ｗとの距離を離間させている
ので放射温度計２００本体が被処理体Ｗからの放射熱の
影響を受けにくく、温度測定精度が高い。また、放射温
度計２００本体の冷却機構は不要であるか最小限にする
ことができるので装置１００の小型化と経済性向上に資
する。被処理体Ｗは、熱処理においては高温環境下に長
時間置かれると不純物が拡散して集積回路の電気的特性
が悪化するため、高速昇温と高速冷却が必要でありその
ために被処理体Ｗの温度管理が不可欠であるが放射温度
計２００はかかる要請に応えるものである。特に、放射
温度計２００又は制御部３００が数式８を利用して被処
理体Ｗの温度を計算すればその誤差は±３℃に維持され
るためにＲＴＰ装置１００は高品質の熱処理を提供する
ことができる。Since the radiation thermometer 200 has the rod 210 and separates the distance between the chopper 230 and the object W, the body of the radiation thermometer 200 is hardly affected by the radiant heat from the object W. High temperature measurement accuracy. Further, the cooling mechanism of the radiation thermometer 200 is unnecessary or can be minimized, which contributes to downsizing of the apparatus 100 and improvement of economy. In the heat treatment, if the object to be processed W is left in a high temperature environment for a long time, impurities are diffused and the electrical characteristics of the integrated circuit are deteriorated. Therefore, high-speed temperature rise and high-speed cooling are required. Although the temperature management is indispensable, the radiation thermometer 200 meets such a demand. In particular, if the radiation thermometer 200 or the controller 300 calculates the temperature of the workpiece W using Equation 8, the error is maintained at ± 3 ° C., so that the RTP apparatus 100 provides high-quality heat treatment. be able to.

【００８８】次いで、図示しないガス導入部から流量制
御された処理ガスが処理室１１０に導入される。所定の
熱処理（例えば、１０秒間）が終了すると制御部３００
はランプドライバ３１０を制御してランプ１３０の加熱
を停止するように命令する。これに応答して、ランプド
ライバ３１０はランプ１３０の駆動を停止する。装置１
００が図２０に示す構造を使用すれば制御部３００は昇
降機構１１７を制御して、底部１１４Ａを図２２に示す
冷却位置に移動する。また、好ましくは、熱伝導性の高
いヘリウムガスが図２３に示すように被処理体Ｗと底部
１１４Ａとの間に導入される。これにより、被処理体Ｗ
の冷却効率は高くなり比較的低消費電力で高速冷却を行
うことができる。冷却速度は、例えば、２００ーＣ／ｓ
である。Next, a processing gas whose flow rate is controlled is introduced into the processing chamber 110 from a gas introduction unit (not shown). When a predetermined heat treatment (for example, 10 seconds) is completed, the control unit 300
Commands the lamp driver 310 to stop heating the lamp 130. In response, lamp driver 310 stops driving lamp 130. Apparatus 1
If 00 uses the structure shown in FIG. 20, the control unit 300 controls the elevating mechanism 117 to move the bottom 114A to the cooling position shown in FIG. In addition, preferably, a helium gas having high thermal conductivity is introduced between the processing target W and the bottom 114A as shown in FIG. Thereby, the workpiece W
The cooling efficiency is high, and high-speed cooling can be performed with relatively low power consumption. The cooling rate is, for example, 200-C / s
It is.

【００８９】熱処理後に被処理体Ｗは上述したのと逆の
手順によりゲートバルブから処理室１１０の外へクラス
ターツールの搬送アームにより導出される。次いで、必
要があれば、搬送アームは被処理体Ｗを次段の装置（成
膜装置など）に搬送する。After the heat treatment, the object to be processed W is taken out of the processing chamber 110 from the gate valve by the transfer arm of the cluster tool in the reverse procedure as described above. Next, if necessary, the transfer arm transfers the target object W to the next device (such as a film forming device).

【００９０】以上、本発明の好ましい実施例を説明した
が、本発明はその要旨の範囲内で種々の変形及び変更が
可能である。While the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be variously modified and changed within the scope of the invention.

【００９１】[0091]

【発明の効果】本発明の例示的一態様である熱処理装置
及び方法によれば、放射温度計が被処理体の温度を高精
度に測定することができるので高品質な熱処理を被処理
体に施すことができる。また、放射温度計が従来必要で
あった冷却装置を不要又は最小限にしているために熱処
理装置が小型化になり、設置の便宜性及び経済性が向上
している。According to the heat treatment apparatus and method according to an exemplary embodiment of the present invention, the radiation thermometer can accurately measure the temperature of the object to be processed, so that high-quality heat treatment can be performed on the object. Can be applied. Further, since the radiation thermometer eliminates or minimizes the cooling device conventionally required, the heat treatment device is reduced in size, and the convenience and economy of installation are improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 本発明の例示的一態様としての熱処理装置の
概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a heat treatment apparatus as an exemplary embodiment of the present invention.

【図２】 図１に示す熱処理装置に適用可能な石英ウイ
ンドウの概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of a quartz window applicable to the heat treatment apparatus shown in FIG.

【図３】 図１に示す熱処理装置に適用可能な石英ウイ
ンドウ、ランプ及びリフレクタの一部拡大断面図であ
る。FIG. 3 is a partially enlarged sectional view of a quartz window, a lamp, and a reflector applicable to the heat treatment apparatus shown in FIG.

【図４】 図１に示す熱処理装置に適用可能なランプの
概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view of a lamp applicable to the heat treatment apparatus shown in FIG.

【図５】 図３に示すリフレクタの形状で石英ウインド
ウにランプから入射する光の影響を説明するための概略
断面図である。5 is a schematic cross-sectional view for explaining the effect of light incident on a quartz window from a lamp in the shape of the reflector shown in FIG.

【図６】 図３に示すリフレクタの変形例を説明するた
めの概略部分拡大断面図である。FIG. 6 is a schematic partial enlarged sectional view for explaining a modification of the reflector shown in FIG. 3;

【図７】 図６に示すリフレクタの効果を説明する概略
部分拡大断面図である。7 is a schematic partial enlarged cross-sectional view illustrating an effect of the reflector shown in FIG.

【図８】 図６に示すリフレクタと結合した石英ウイン
ドウの流路とランプ封止部との関係を説明するための概
略平面図である。8 is a schematic plan view for explaining a relationship between a flow path of a quartz window coupled to the reflector shown in FIG. 6 and a lamp sealing portion.

【図９】 図６に示すリフレクタと結合した石英ウイン
ドウの流路とランプ封止部との関係を説明するための概
略部分拡大断面図である。9 is a schematic partial enlarged sectional view for explaining a relationship between a flow path of a quartz window coupled to the reflector shown in FIG. 6 and a lamp sealing portion.

【図１０】 図６に示すランプがシングルエンド型ラン
プに置換された場合の概略部分拡大断面図である。10 is a schematic partial enlarged sectional view when the lamp shown in FIG. 6 is replaced with a single-ended lamp.

【図１１】 図６に示すランプがシングルエンド型ラン
プに置換された場合の概略上面図である。11 is a schematic top view when the lamp shown in FIG. 6 is replaced with a single-ended lamp.

【図１２】 図１に示す熱処理装置に適用可能な放射温
度計及びその近傍の処理室の概略拡大断面図である。12 is a schematic enlarged sectional view of a radiation thermometer applicable to the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 and a processing chamber in the vicinity thereof.

【図１３】 図１２に示す放射温度計のチョッパの概略
平面図である。13 is a schematic plan view of a chopper of the radiation thermometer shown in FIG.

【図１４】 被処理体の温度と従来の温度換算式を適用
して被処理体の中央を測定した図１２に示す放射温度計
の温度との関係を示すグラフである。14 is a graph showing the relationship between the temperature of the object to be processed and the temperature of the radiation thermometer shown in FIG. 12 obtained by measuring the center of the object to be processed by applying a conventional temperature conversion formula.

【図１５】 被処理体の温度と従来の温度換算式を適用
して被処理体の端部を測定した図１２に示す放射温度計
の温度との関係を示すグラフである。15 is a graph showing the relationship between the temperature of the object to be processed and the temperature of the radiation thermometer shown in FIG. 12 obtained by measuring the end of the object to be processed by applying a conventional temperature conversion formula.

【図１６】 従来の温度換算式を実際の被処理体の温度
測定に適用する場合に含まれる誤差を説明するための概
略断面図である。FIG. 16 is a schematic cross-sectional view for explaining an error included when a conventional temperature conversion formula is applied to actual temperature measurement of an object to be processed.

【図１７】 被処理体の温度と本発明により補正された
温度換算式を適用して被処理体の中央を測定した図１２
に示す放射温度計の温度との関係を示すグラフである。FIG. 12 shows the temperature of the object to be processed and the center of the object to be processed measured by applying the temperature conversion formula corrected by the present invention.
6 is a graph showing a relationship with the temperature of the radiation thermometer shown in FIG.

【図１８】 被処理体の温度と本発明により補正された
温度換算式を適用して被処理体の端部を測定した図１２
に示す放射温度計の温度との関係を示すグラフである。FIG. 12 illustrates the temperature of the object to be processed and the end of the object to be processed measured by applying the temperature conversion formula corrected according to the present invention.
6 is a graph showing a relationship with the temperature of the radiation thermometer shown in FIG.

【図１９】 被処理体の冷却速度に関するシミュレーシ
ョンの結果を示すグラフである。FIG. 19 is a graph showing a result of a simulation relating to a cooling rate of the object to be processed.

【図２０】 図１に示す熱処理装置の冷却プレートして
の底部の変形例を説明するための概略断面図である。20 is a schematic cross-sectional view for explaining a modification of the bottom as a cooling plate of the heat treatment apparatus shown in FIG.

【図２１】 図２０に示す構造において被処理体を加熱
する際の被処理体と底部との位置関係を説明するための
概略断面図である。21 is a schematic cross-sectional view for explaining a positional relationship between a processing target and a bottom when the processing target is heated in the structure illustrated in FIG. 20;

【図２２】 図２０に示す構造において被処理体を冷却
する際の被処理体と底部との位置関係を説明するための
概略断面図である。FIG. 22 is a schematic cross-sectional view for explaining a positional relationship between the object and the bottom when the object is cooled in the structure shown in FIG. 20;

【図２３】 図２２に示す実線領域Ｖの概略拡大断面図
である。FIG. 23 is a schematic enlarged sectional view of a solid line region V shown in FIG. 22;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１００ 熱処理装置 １１０ 処理室 １１４ 底部（冷却プレート） １１４Ａ 底部（冷却プレート） １２０ 石英ウインドウ １２２ 梁 １２４ （円周方向）梁部分 １２６ （半径方向）梁部分 １２８ 流路 １３０ ランプ １４０ リフレクタ １４４ 溝 １４５ 水平部 １４６ スリット １５０ サポートリング １６０ ベアリング １７０ 磁石 １８０ ガス導入部 １９０ 排気部 ２００ 放射温度計 ２１０ ロッド ２３０ チョッパ ３００ 制御部 ３１０ ランプドライバ REFERENCE SIGNS LIST 100 heat treatment apparatus 110 processing chamber 114 bottom (cooling plate) 114A bottom (cooling plate) 120 quartz window 122 beam 124 (circumferential) beam portion 126 (radial) beam portion 128 flow channel 130 lamp 140 reflector 144 groove 145 horizontal portion 146 Slit 150 Support ring 160 Bearing 170 Magnet 180 Gas introduction part 190 Exhaust part 200 Radiation thermometer 210 Rod 230 Chopper 300 Control part 310 Lamp driver

フロントページの続き (72)発明者 莫 雲 山梨県韮崎市穂坂町三ッ沢650番地東京エ レクトロン株式会社内 Ｆターム(参考） 4K030 CA04 CA12 DA09 FA10 HA13 KA24 KA26 KA39 KA41 LA15 5F045 AD12 BB02 BB08 DP04 DQ10 EB02 EC03 EJ02 EJ10 EK12 EM06 EM10 GB05 Continued on the front page (72) Inventor Momo 650 Misasa, Hosaka-cho, Nirasaki-shi, Yamanashi Prefecture F-term in Tokyo Electron Co., Ltd. 4K030 CA04 CA12 DA09 FA10 HA13 KA24 KA26 KA39 KA41 LA15 5F045 AD12 BB02 BB08 DP04 DQ10 EB02 EC03 EJ02 EJ10 EK12 EM06 EM10 GB05

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 被処理体に所定の熱処理を行う処理室
と、 前記処理室に接続されて当該処理室内を減圧状態に維持
することができる排気手段と、 前記被処理体を加熱する熱源と、 前記処理室に接続されて前記被処理体の温度を測定する
放射温度計と、 前記放射温度計により測定された前記被処理体の温度か
ら前記熱源の加熱力を制御する制御部と、 当該放射温度計近傍の処理室を冷却する冷却機構とを有
し、 前記放射温度計は、 スリットと高反射率面と低反射率面とを有して回転可能
なチョッパと、 前記チョッパと前記被処理体との間に配置され、前記被
処理体からの熱放射光を透過して前記被処理体と前記チ
ョッパとの間の前記熱放射光の多重反射を可能にするロ
ッドと、 前記チョッパの前記スリットを通過する前記熱放射光を
検出する検出器とを有する熱処理装置。1. A processing chamber for performing a predetermined heat treatment on an object to be processed, an exhaust unit connected to the processing chamber and capable of maintaining the processing chamber in a reduced pressure state, and a heat source for heating the object to be processed. A radiation thermometer that is connected to the processing chamber and measures the temperature of the object to be processed; and a control unit that controls the heating power of the heat source from the temperature of the object to be processed measured by the radiation thermometer. A cooling mechanism for cooling a processing chamber in the vicinity of the radiation thermometer, wherein the radiation thermometer has a slit, a high-reflectance surface, and a low-reflectance surface, and is rotatable; A rod that is disposed between the processing object and transmits heat radiation from the processing object to enable multiple reflection of the heat radiation light between the processing object and the chopper; Detecting the thermal radiation passing through the slit A heat treatment apparatus having a detector. 【請求項２】 前記ロッドは、石英又はサファイア製の
ロッドを有する請求項１記載の熱処理装置。2. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the rod includes a rod made of quartz or sapphire. 【請求項３】 前記ロッドは、多芯光ファイバを更に有
する請求項２記載の熱処理装置。3. The heat treatment apparatus according to claim 2, wherein the rod further includes a multi-core optical fiber. 【請求項４】 前記ロッドは前記処理室に設けられた孔
に挿入され、 前記熱処理装置は、前記ロッドと前記処理室との間をシ
ールして前記処理室内の減圧環境を維持する部材を更に
有する請求項１記載の熱処理装置。4. The process according to claim 1, wherein the rod is inserted into a hole provided in the processing chamber, and the heat treatment apparatus further includes a member that seals between the rod and the processing chamber to maintain a reduced pressure environment in the processing chamber. The heat treatment apparatus according to claim 1, further comprising: 【請求項５】 減圧環境で被処理体を熱源により加熱す
る工程と、 前記被処理体の温度を放射温度計により測定する工程
と、 前記放射温度計により測定された前記被処理体の温度か
ら前記熱源の加熱力を制御する工程とを有する熱処理方
法であって、 前記放射温度計は、 スリットと高反射率面と低反射率面とを有して回転可能
なチョッパと、 前記チョッパと前記被処理体との間に配置され、前記被
処理体からの熱放射光を透過して前記被処理体とチョッ
パとの間の前記熱放射光の多重反射を可能にするロッド
と、 前記チョッパの前記スリットを通過する前記熱放射光を
検出する検出器とを有する熱処理方法。5. A step of heating the object to be processed in a reduced pressure environment by a heat source; a step of measuring the temperature of the object to be processed by a radiation thermometer; and calculating the temperature of the object to be processed measured by the radiation thermometer. Controlling the heating power of the heat source, wherein the radiation thermometer comprises: a chopper rotatable having a slit, a high-reflectance surface, and a low-reflectance surface; and A rod disposed between the object to be processed and transmitting heat radiation from the object to allow multiple reflection of the heat radiation between the object and the chopper; and A detector for detecting the thermal radiation passing through the slit.
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