JP2002357481A - Temperature measurement method and device therefor, heat treatment device and its method - Google Patents

Temperature measurement method and device therefor, heat treatment device and its method

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JP2002357481A
JP2002357481A JP2001166801A JP2001166801A JP2002357481A JP 2002357481 A JP2002357481 A JP 2002357481A JP 2001166801 A JP2001166801 A JP 2001166801A JP 2001166801 A JP2001166801 A JP 2001166801A JP 2002357481 A JP2002357481 A JP 2002357481A
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temperature
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radiation
reflector
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Masahiro Shimizu
正裕 清水
Hironori Yagi
宏憲 八木
Satoshi Taga
敏 多賀
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Tokyo Electron Ltd
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Tokyo Electron Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature measurement method, a temperature measurement device, a heat treatment device, and a heat treatment method for measuring the temperature of a body to be treated with high precision. SOLUTION: This temperature measurement method is provided with a process for selecting thermal radiation light having a wavelength within a predetermined range from thermal radiation light radiated from a measured body and a process for calculating a temperature by using the thermal radiation light having the wavelength within the predetermined range and selected in this selection process.

Description

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

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定体から放射
される熱放射光によって当該被測定体の温度を非接触に
被測定体の温度を測定する温度測定装置及び温度測定方
法に関するものである。本発明は、例えば、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
置の被処理体の温度を測定する温度測定装置及び方法に
好適である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature measuring apparatus and a temperature measuring method for measuring the temperature of an object without contact with the temperature of the object by means of heat radiation emitted from the object. is there. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for, for example, a temperature measuring apparatus and method for measuring the temperature of an object to be processed in a heat treatment apparatus that heats an object to be processed such as a single crystal substrate or a glass substrate.

【０００２】[0002]

【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。かかる技術において、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る。そこ
で、被処理体の温度を測定する温度測定装置が熱処理装
置、例えば、熱ＣＶＤ装置、アニール装置等に設けられ
ている。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. In such a technique, the temperature of the object to be processed needs to be accurately grasped in order to influence the quality of the processing (for example, the film thickness in the film forming processing). Therefore, a temperature measuring device for measuring the temperature of the object to be processed is provided in a heat treatment device, for example, a thermal CVD device, an annealing device, or the like.

【０００３】温度測定装置は被測定体に対する温度の測
定形式の違いから、典型的に、被測定体に直接接触させ
る接触式と被測定体から放射される熱線を計測する非接
触式に大別される。熱伝対は廉価であるという理由から
も接触式の温度測定装置として広く一般及び工業的に使
用されている。しかし、熱伝対は被測定体に対して接触
する必要があるため処理室内に設けられる必要があり、
かかる処理室の汚染となりうるばかりでなく被処理体と
接触させねばなら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恐れがある。しかし、接触
式の熱伝対を被測定体から離間すれば、被処理体の正確
な温度測定を行うことが不可能となる。また、熱伝対は
処理空間内に存在し、処理ガスに触れ腐食し正確な温度
測定をすることが出来ない等の理由から熱処理装置に適
用することは困難であった。[0003] Temperature measuring devices are generally classified into two types: a contact type that directly contacts the object to be measured and a non-contact type that measures a heat ray radiated from the object to be measured. Is done. Thermocouples are widely and generally used industrially as contact-type temperature measuring devices because they are inexpensive. However, since the thermocouple needs to be in contact with the object to be measured, it needs to be provided in the processing chamber,
Not only can the processing chamber be contaminated, but also the processing target must be brought into contact with the processing target, so that the processing target may be contaminated by the metal constituting the thermocouple. However, if the contact-type thermocouple is separated from the object to be measured, accurate measurement of the temperature of the object to be processed becomes impossible. Further, it is difficult to apply the thermocouple to the heat treatment apparatus because the thermocouple is present in the processing space and is in contact with the processing gas and corrodes, so that accurate temperature measurement cannot be performed.

【０００４】そこで、非接触式の温度測定装置である放
射温度計が従来から提案されている。放射温度計は被処
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。Therefore, a radiation thermometer, which is a non-contact type temperature measuring device, has been conventionally proposed. The radiation thermometer detects the intensity of infrared radiation radiated from the back surface of the object to be processed, calculates the emissivity ε of the object to be processed according to the equation shown in the following equation 1, and converts the temperature to the temperature. Calculate body temperature.

【０００５】[0005]

【数１】 (Equation 1)

【０００６】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。Here, E BB (T) is the radiation intensity from the black body at the temperature T, E m (T) is the radiation intensity measured from the object at the temperature T, and ε is the emissivity of the object. is there.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の放射温
度計による温度測定では実際の被処理体の温度との誤差
を含み、高品質な熱処理を行えないという問題があっ
た。本発明者は、かかる問題の原因を鋭意検討した結
果、放射温度計を使用した温度測定のこれらの誤差は迷
光と呼ばれる測定に用いられる光以外の光、例えば加熱
源からの放射光、が原因となっていることを発見した。
特に、熱効率を高めるため被処理体周辺の部材の反射率
を大きくしている枚葉式処理室では迷光による測定誤差
の影響が大きい。しかし、この様な課題を解決する効果
的な方法は存在せず、迷光による誤差を承知の上で温度
放射計で温度を測定するしか方法がなかった。However, there has been a problem that high-quality heat treatment cannot be performed in the temperature measurement by the conventional radiation thermometer, which includes an error from the actual temperature of the object to be processed. The present inventor has studied the cause of such a problem diligently, and as a result, these errors in temperature measurement using a radiation thermometer are caused by light other than light used for measurement called stray light, for example, radiation from a heating source. I discovered that.
In particular, in a single-wafer processing chamber in which the reflectance of members around the object to be processed is increased in order to increase thermal efficiency, the influence of measurement errors due to stray light is large. However, there is no effective method for solving such a problem, and there has been no other way but to measure the temperature with a temperature radiometer while being aware of the error due to stray light.

【０００８】そこで、このような課題を解決する新規か
つ有用な温度測定方法及び装置、熱処理装置及び熱処理
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 temperature measuring method and apparatus, a heat treatment apparatus and a heat treatment method that solve such problems.

【０００９】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温度測定方法及び装置、熱処理
装置及び方法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 temperature measuring method and apparatus, a heat treatment apparatus and a method capable of measuring the temperature of an object to be processed with high accuracy.

【００１０】[0010]

【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温度測定方法は、被
測定体から放射される熱放射光から、所定領域の波長を
有する前記熱放射光を選択する工程と、前記選択工程に
おいて選択された前記所定領域の波長を有する前記熱放
射光を用いて温度を算出する工程とを有する。かかる温
度測定方法は、被処理体より放射される放射光の所定領
域の波長を有する熱放射光を選択する工程を有すること
で、高放射率を示す波長領域、即ちノイズの少ない波長
領域から波長を選択し、かかる波長を有する熱放射光で
温度を算出することが可能となる。従って、従来より高
精度な温度測定を行うことが出来る。かかる所定領域の
波長は、被測定体の放射率の高い波長領域を選択するこ
とが好ましい。例えば、被測定体が石英である場合、所
定の波長領域は４．５乃至７．４μｍ又は９．０乃至１
９．０μｍであり、被測定体がＳｉＣである場合、所定
の波長領域は４．３乃至１０．５μｍ又は１２．５乃至
２０．０μｍであり、又、被測定体がＡｌＮである場
合、所定の波長領域は５．０乃至１１．０μｍ及び１
７．０乃至２５．０μｍである。In order to achieve the above-mentioned object, a temperature measuring method as an exemplary embodiment of the present invention is a method for measuring temperature, comprising: A step of selecting heat radiation light; and a step of calculating a temperature using the heat radiation light having a wavelength in the predetermined region selected in the selection step. Such a temperature measurement method includes a step of selecting thermal radiation having a wavelength in a predetermined region of radiation emitted from the object to be processed. And it is possible to calculate the temperature with the heat radiation having such a wavelength. Therefore, it is possible to perform the temperature measurement with higher accuracy than before. It is preferable to select a wavelength region where the emissivity of the measured object is high as the wavelength of the predetermined region. For example, when the object to be measured is quartz, the predetermined wavelength range is 4.5 to 7.4 μm or 9.0 to 1.
When the measured object is SiC, the predetermined wavelength range is 4.3 to 10.5 μm or 12.5 to 20.0 μm. When the measured object is AlN, the predetermined wavelength region is predetermined. Wavelength range of 5.0 to 11.0 μm and 1
It is from 7.0 to 25.0 μm.

【００１１】本発明の例示的一態様としての温度測定装
置は、被測定体より放射される熱放射光を用いて温度を
測定する温度測定装置であって、前記熱放射光の所定領
域の波長を選択する選択部と、前記選択部によって選択
された前記所定領域の波長を有する前記熱放射光を検出
する検出器とを有する。かかる温度測定装置は選択部が
所定領域の波長を有する熱放射光を選択し、当該熱放射
光を検出することで温度が測定可能である。かかる温度
測定装置は上記の温度測定方法を達成可能であり、精度
の良い温度測定をすることが出来る。また、前記熱放射
光を除く全ての光を遮蔽可能で少なくとも前記被測定体
の一部から構成される測定空間にて温度測定を行う。か
かる温度測定装置は、被測定体を含む測定空間におてい
別雰囲気を形成しかつ迷光を遮蔽することが可能とな
り、開放空間において測定するよりも迷光の影響を下げ
ることができる。[0011] A temperature measuring device as an exemplary embodiment of the present invention is a temperature measuring device for measuring temperature using heat radiation emitted from an object to be measured. And a detector for detecting the thermal radiation having a wavelength in the predetermined region selected by the selection unit. In such a temperature measuring device, the temperature can be measured by selecting the thermal radiation having a wavelength in a predetermined region by the selecting unit and detecting the thermal radiation. Such a temperature measuring device can achieve the above-described temperature measuring method, and can perform accurate temperature measurement. Further, temperature measurement is performed in a measurement space which can shield all light except for the heat radiation light and is constituted by at least a part of the object to be measured. Such a temperature measuring device can form another atmosphere in the measurement space including the measured object and shield stray light, and can reduce the influence of stray light as compared with measurement in an open space.

【００１２】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、前記被処
理体を加熱する加熱部と、前記被処理体の温度を測定す
る温度測定装置と、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加熱部の加熱力を制御する制
御部とを有する熱処理装置であって、前記温度測定装置
は、前記被処理体から放射される熱放射光の所定の波長
領域に存在する波長を選択する選択部と、前記選択部に
よって選択された前記所定領域の波長を有する前記熱放
射光を検出する検出器とを有する。かかる熱処理装置は
上述の温度測定方法を達成可能な温度測定装置を有し、
同様な作用を奏する。よって、被測定体の温度を精度よ
く測定することが可能となり、生産性能の安定性及び再
現性を高めることができ、高精度な熱処理及び当該熱処
理を施した高品質なウェハを提供することが可能とな
る。A heat treatment apparatus as one exemplary embodiment of the present invention includes a processing chamber for performing a predetermined heat treatment on an object to be processed, a heating unit for heating the object to be processed, and a temperature for measuring the temperature of the object to be processed. A measurement apparatus, a heat treatment apparatus having a control unit that controls the heating power of the heating unit from the temperature of the object to be processed measured by the radiation thermometer, wherein the temperature measurement device, from the object to be processed A selector for selecting a wavelength existing in a predetermined wavelength region of the emitted thermal radiation, and a detector for detecting the thermal radiation having a wavelength in the predetermined region selected by the selector. Such a heat treatment apparatus has a temperature measurement device capable of achieving the above-described temperature measurement method,
It has a similar effect. Therefore, it is possible to accurately measure the temperature of the object to be measured, to improve the stability and reproducibility of the production performance, and to provide a high-precision heat treatment and a high-quality wafer subjected to the heat treatment. It becomes possible.

【００１３】本発明の例示的一態様としての熱処理方法
は、被処理体を熱源により加熱する工程と、前記被処理
体の温度を温度測定装置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、前記測定工程は、前記被測定体から放射される熱
放射光から所定領域の波長を有する前期熱放射光を選択
する工程と、前記選択工程において選択された前記所定
領域の波長を有する前記熱放射光を用いて温度を算出す
る工程とを有する。かかる熱処理方法も、上述の温度測
定方法と同様の作用を奏することができる。[0013] A heat treatment method according to an exemplary embodiment of the present invention includes a step of heating an object to be processed by a heat source, a step of measuring the temperature of the object to be processed by a temperature measuring device, and a step of measuring the temperature of the object by the radiation thermometer. Controlling the heating power of the heat source from the temperature of the object to be processed, wherein the measuring step has a wavelength in a predetermined region from heat radiation emitted from the object to be measured. A step of selecting heat radiation light; and a step of calculating a temperature using the heat radiation light having a wavelength in the predetermined region selected in the selection step. Such a heat treatment method can also exhibit the same operation as the above-described temperature measurement method.

【００１４】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図３を参照して、
本発明の例示的一態様である温度測定装置である放射温
度計１０について説明する。ここで、図１は、本発明の
放射温度計１０を示す概略ブロック図である。図２は、
図１に示す放射温度計１０と被測定体Ｘの関係を示す概
略断面図である。図３は、図１に示す放射温度計１０と
被測定体Ｘの別の関係を示す概略断面図である。なお、
図２において、制御部５０は省略されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS.
A radiation thermometer 10, which is a temperature measuring device according to an exemplary embodiment of the present invention, will be described. Here, FIG. 1 is a schematic block diagram showing a radiation thermometer 10 of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a relationship between a radiation thermometer 10 and a measurement object X illustrated in FIG. 1. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another relationship between the radiation thermometer 10 shown in FIG. In addition,
2, the control unit 50 is omitted.

【００１５】放射温度計１０は被測定体Ｘから放射され
る電磁波（熱放射光）を用いて温度を測定する測定系で
あり、センサロッド２０と、フィルタ３０と、放射検出
器４０と、制御部５０とを有する。センサロッド２０は
フィルタ３０を介し放射検出器４０に接続され、そし
て、かかる放射検出器４０は制御部５０と電気的に接続
される。典型的に、放射温度計１０は被測定体Ｘより放
射される熱放射光をセンサロッド２０に入射させ、かか
る入射光を伝達し、フィルタ３０を介し放射検出器４０
へ導入する。放射検出器４０は熱放射光の放射強度（輝
度）を検出し制御部５０へ電気的な情報として送信し、
かかる情報を基に制御部５０が処理し被測定体Ｘの温度
を算出する。なお、本実施例の放射温度計１０では、チ
ョッパ及び当該チョッパを回転駆動するためのモータ等
を省略することが可能であり、必要最低限の比較的安価
な構成を採用している。また、本発明の放射温度計１０
が外部装置に組み込まれて使用されるのであれば、制御
部５０はかかる外部装置の制御機構に置換されても良
い。The radiation thermometer 10 is a measurement system for measuring temperature using electromagnetic waves (thermal radiation) radiated from the measured object X, and includes a sensor rod 20, a filter 30, a radiation detector 40, A part 50. The sensor rod 20 is connected to the radiation detector 40 via the filter 30, and the radiation detector 40 is electrically connected to the control unit 50. Typically, the radiation thermometer 10 causes thermal radiation emitted from the object X to be incident on the sensor rod 20, transmits the incident light, and passes through the filter 30 to the radiation detector 40.
Introduce to. The radiation detector 40 detects the radiation intensity (brightness) of the thermal radiation and transmits it as electrical information to the control unit 50,
The control unit 50 performs processing based on such information to calculate the temperature of the measured object X. In the radiation thermometer 10 of the present embodiment, it is possible to omit a chopper, a motor for rotating and driving the chopper, and the like, and adopt a minimum necessary and relatively inexpensive configuration. Further, the radiation thermometer 10 of the present invention.
The control unit 50 may be replaced with a control mechanism of such an external device if is used by being incorporated in an external device.

【００１６】センサロッド２０は熱放射光を検出器４０
に伝える光学系であって、例えば、径４ｍｍの石英製ロ
ッドから構成される。図２に示されるように、センサロ
ッド２０は一の端部２４をフィルタ３０に接続し（又
は、フィルタ３０を介し放射検出器４０に接続し）、他
方の端部２２を被測定体Ｘの近傍に配置している。石英
やサファイアは良好な耐熱性と良好な光学的特性を有す
るために使用されているが、センサロッド２０の材料が
これらに限定されないことはいうまでもない。The sensor rod 20 detects the heat radiation and
The optical system is, for example, a quartz rod having a diameter of 4 mm. As shown in FIG. 2, the sensor rod 20 has one end 24 connected to the filter 30 (or connected to the radiation detector 40 via the filter 30), and the other end 22 connected to the object X to be measured. It is located near. Quartz and sapphire are used because they have good heat resistance and good optical characteristics, but it goes without saying that the material of the sensor rod 20 is not limited to these.

【００１７】センサロッド２０は端部２２の先端より被
測定体Ｘより放射される熱放射光を入射させセンサロッ
ド２０中を伝達させることで、熱放射光をフィルタ３０
へ伝達する（フィルタ３０を介し放射検出器４０へ伝達
する）。なお、センサロッド２０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
ることなく光ファイバ２２０Ａ及び２２０Ｂに案内する
ことができるので集光効率に優れている。ロッド２０を
被測定体Ｘに近づけることによりセンサロッド２０は被
測定体Ｘから放射光を受け取り、これを、フィルタ３０
を介して検出器に案内する。The sensor rod 20 receives the heat radiation emitted from the body X to be measured from the tip of the end portion 22 and transmits the heat radiation through the sensor rod 20, thereby filtering the heat radiation from the filter 30.
(Transmit to the radiation detector 40 via the filter 30). The sensor rod 20 can guide the thermal radiation once entering the optical fiber to the optical fibers 220A and 220B with almost no outside and little attenuation, and thus has excellent light-collecting efficiency. . By bringing the rod 20 closer to the measured object X, the sensor rod 20 receives the radiated light from the measured object X,
To the detector via.

【００１８】しかしながら、放射温度計を用いた従来の
温度測定方法ではセンサロッド２０の端部２２は開放空
間中に設けられており、被測定体Ｘが放射する熱放射光
と迷光と呼ばれる所望の被測定体Ｘからの放射光以外の
要素が同一空間に存在する状態で測定を行っていた。こ
の状態での温度測定は、センサロッド２００の端部２２
より入射する光には被測定体Ｘより放射される光と迷光
とが存在し、迷光がノイズとなって測定精度を下げる原
因となっていた。そこで、本発明者らは被測定体Ｘより
放射される熱放射光のみ存在する空間を形成し、かかる
空間内部にセンサロッド２０の端部２２を配置すること
で迷光を遮断し測定精度を上げることを考えた。However, in the conventional temperature measurement method using a radiation thermometer, the end portion 22 of the sensor rod 20 is provided in an open space, and the desired radiation called the thermal radiation light and the stray light radiated by the object X is measured. The measurement has been performed in a state where elements other than the light emitted from the object X exist in the same space. Temperature measurement in this state is performed at the end 22 of the sensor rod 200.
The more incident light includes light radiated from the object X and stray light, and the stray light becomes noise and causes a reduction in measurement accuracy. Therefore, the present inventors form a space in which only the heat radiation emitted from the object X is present, and arrange the end 22 of the sensor rod 20 inside the space to block stray light and increase measurement accuracy. I thought that.

【００１９】より詳細には、図２によく示されるよう
に、光を遮蔽する機能を有する遮蔽部６０によって少な
くとも被測定体Ｘの一部を含む空間７０を形成し、かか
る空間７０内部にセンサロッド２０の端部２２が挿入さ
れるように構成した。遮蔽部６０は、例えば、断面Ｕ字
型の形状を有し、Ｕ字型の開口側を気密的に被測定体に
接触させることで被測定体Ｘが存在する開放空間とは異
なる雰囲気を形成し、迷光を遮断する。本実施例におい
て、遮蔽部６０は断面Ｕ字形状であるが本発明の構成が
これに限定されることを意味するものではなく、その他
の形状に適宜変更可能である。なお、遮蔽部６０は被測
定体Ｘと同一部材より形成されることが好ましく、かか
る被測定体が迷光を透過しやすい部材であるならば、そ
の側面に遮蔽膜等を塗布し迷光を遮断する必要がある。
遮蔽部６０を被測定体と同一材料より構成することで、
別部材から放射される熱放射光によって測定精度を下げ
ることを防止することができる。但し、遮蔽部６０の構
造及び材料は上記に限定されず、迷光を遮断し得るので
あればその他の構成を排除するものではない。例えば、
図３に示すように、被測定体Ｘの内部にセンサロッド２
０とほぼ同一な形状で端部２２が挿入可能な穴を形成
し、かかる穴にセンサロッド２０を挿入し空間７０を形
成する構成であっても良い。また、後述するように、こ
れと同様の作用を奏するいかなる構成をも適用可能であ
る。More specifically, as shown in FIG. 2, a space 70 including at least a part of the measured object X is formed by a shielding unit 60 having a function of shielding light, and a sensor is provided inside the space 70. The end 22 of the rod 20 was configured to be inserted. The shielding part 60 has, for example, a U-shaped cross section, and forms an atmosphere different from the open space where the measured object X exists by bringing the U-shaped opening side into airtight contact with the measured object. And block stray light. In the present embodiment, the shielding portion 60 has a U-shaped cross section, but this does not mean that the configuration of the present invention is limited to this, and the shielding portion 60 can be appropriately changed to another shape. Note that the shielding unit 60 is preferably formed of the same member as the object X to be measured. If the object to be measured is a member that easily transmits stray light, a shielding film or the like is applied to the side surface to block stray light. There is a need.
By forming the shielding part 60 from the same material as the measured object,
It is possible to prevent a decrease in measurement accuracy due to heat radiation emitted from another member. However, the structure and the material of the shielding unit 60 are not limited to the above, and other configurations are not excluded as long as stray light can be blocked. For example,
As shown in FIG. 3, the sensor rod 2 is
A configuration may be adopted in which a hole is formed in substantially the same shape as 0 and into which the end 22 can be inserted, and the space 70 is formed by inserting the sensor rod 20 into such a hole. Further, as will be described later, any configuration having the same effect can be applied.

【００２０】従来では迷光にともなうノイズにより測定
精度を下げる原因となっていたが、本実施例は遮光部６
０で別雰囲気を形成し迷光を遮蔽することで開放空間に
センサロッド２０の端部２２を配置した場合よりも迷光
の影響をなくすことができる。よって、被測定体の温度
を精度よく測定することが可能となる。Conventionally, noise caused by stray light causes measurement accuracy to be reduced.
By forming another atmosphere at 0 and blocking stray light, the influence of stray light can be reduced as compared with the case where the end portion 22 of the sensor rod 20 is arranged in an open space. Therefore, it is possible to accurately measure the temperature of the measured object.

【００２１】更に、本発明者は放射温度計の測定誤差の
原因を探るべく被処理体に使用される部材の放射特性を
十分に吟味する必要があると考えた。そこで、本発明者
は被処理体に使用される部材に関し、温度をパラメータ
として波長に対する放射率を測定した。かかる測定結果
より、ある特定の部材においては（例えば、石英や炭化
シリコン）温度に関わらず波長に対する放射率がほぼ同
一な値を示す箇所があり、また、同一な温度であっても
波長によって放射率の値に大小が存在することを発見し
た。即ち、放射温度計を使用した温度測定の際、放射率
の低い、即ち、放射エネルギーが少ない波長を有する熱
放射光を使用することはノイズの存在が十分に考えられ
る。Further, the inventor of the present invention considered that it was necessary to sufficiently examine the radiation characteristics of the members used for the object to be processed in order to find the cause of the measurement error of the radiation thermometer. Then, the inventor measured the emissivity with respect to the wavelength using the temperature as a parameter for the member used for the object to be processed. According to the measurement results, in a specific member (for example, quartz or silicon carbide), there is a place where the emissivity with respect to the wavelength shows almost the same value regardless of the temperature. We found that the value of the rate had a magnitude. That is, when measuring temperature using a radiation thermometer, the use of thermal radiation having a low emissivity, that is, a thermal radiation having a wavelength with low radiant energy is considered to be due to the existence of noise.

【００２２】そこで、本発明者はかかるノイズの少な
い、即ち、放射率の高い波長を有する熱放射光を選択
し、かかる放射光で温度測定を行えば精度の高い温度測
定が可能であると考えた。そこで、本発明の放射温度計
１０は温度測定に供する熱放射光を選択するためのフィ
ルタ３０を有することを特徴としている。The inventor of the present invention considers that heat radiation having a low noise, that is, a wavelength having a high emissivity, is selected, and that temperature measurement can be performed with high accuracy by measuring the temperature of the radiation. Was. Therefore, the radiation thermometer 10 of the present invention is characterized by having a filter 30 for selecting heat radiation light to be used for temperature measurement.

【００２３】フィルタ３０はセンサロッド２０と放射検
出器４０の間に位置し、放射検出器４０へ導入される放
射光を波長によって選択する選択部としての機能を有す
る。フィルタ３０は、例えば、ＮＤフィルタ等の波長フ
ィルタであり当該周知のいかなる技術をも適用可能であ
り、ここでの詳細な説明は省略する。なお、フィルタ３
０は放射検出器４０に導入される放射光を制限するに足
りるもので、フィルタ３０を配置する位置はセンサロッ
ド２０の端部２４と放射検出器４０の間に配置されるこ
とに限定されない。例えば、センサロッド２０の導波路
中の任意の場所にあってもよい。The filter 30 is located between the sensor rod 20 and the radiation detector 40 and has a function as a selector for selecting the radiation to be introduced into the radiation detector 40 according to the wavelength. The filter 30 is, for example, a wavelength filter such as an ND filter, and any of the known techniques can be applied, and a detailed description thereof will be omitted. The filter 3
0 is sufficient to limit the radiation light introduced into the radiation detector 40, and the position where the filter 30 is disposed is not limited to being disposed between the end 24 of the sensor rod 20 and the radiation detector 40. For example, it may be located anywhere in the waveguide of the sensor rod 20.

【００２４】本実施例においてフィルタ３０は被測定体
Ｘから放射される熱放射光の中から高放射率を示す波長
領域を有する波長を選択するように設定される。図４乃
至図６に例示的な被測定体Ｘの波長に対する放射率を示
す。ここで、図４は、温度及び部材厚さをパラメータと
したときの石英の波長に対する放射率を示した図であ
る。図５及び図６は、温度及び材料の厚さをパラメータ
としたときのＳｉＣ（炭化シリコン）、ＡｌＮ（窒化ア
ルミニウム）の波長に対する放射率を示した図である。
なお、図４乃至図６は、理解の便宜のためにカラー図面
として本出願に添付する。In this embodiment, the filter 30 is set so as to select a wavelength having a wavelength region exhibiting a high emissivity from the heat radiation emitted from the object X. FIGS. 4 to 6 show the emissivity with respect to the wavelength of the object X to be measured. Here, FIG. 4 is a diagram showing the emissivity with respect to the wavelength of quartz when temperature and member thickness are used as parameters. FIGS. 5 and 6 are diagrams showing the emissivity of SiC (silicon carbide) and AlN (aluminum nitride) with respect to wavelength when temperature and material thickness are used as parameters.
4 to 6 are attached to the present application as color drawings for convenience of understanding.

【００２５】例えば、図４を参照するに、石英は温度及
び部材の厚みが変化しても波長に対する放射率はほぼ一
様な値を示し、４．５乃至７．４μｍ又は９．０乃至１
９．０μｍの波長領域の熱放射光は常に高放射率を示し
ていることが容易に理解される。高放射率を示す波長領
域は低放射率を示す波長より放射エネルギーが高く、ノ
イズの存在が少ない。かかる領域に存在する一の波長を
選択しフィルタ３０を通過させることで、後述する放射
検出器４０には高放射率及び低ノイズな放射光を通過さ
せることが可能となる。なお、図５より、ＳｉＣは４．
３乃至１０．５μｍ及び１２．５乃至２０．０μｍの波
長領域において、高反射率を示している。更に、図６よ
り、ＡｌＮは５．０乃至１１．０μｍ及び１７．０乃至
２５．０μｍの波長領域において、高反射率を示してい
る。ＳｉＣ及びＡｌＮにおいても、かかる領域におい
て、一の波長を選択しフィルタ３０を通過させること
で、後述する放射検出器４０には、高放射率かつ高放射
率及び低ノイズな波長を通過させることが可能となる。For example, referring to FIG. 4, the quartz has a substantially uniform emissivity with respect to the wavelength even when the temperature and the thickness of the member are changed.
It is easily understood that the thermal radiation in the wavelength region of 9.0 μm always shows a high emissivity. The wavelength region having a high emissivity has higher radiant energy than the wavelength having a low emissivity, and has less noise. By selecting one wavelength present in such a region and passing it through the filter 30, it becomes possible to pass radiation with high emissivity and low noise to the radiation detector 40 described later. From FIG. 5, SiC is 4.
It shows high reflectance in the wavelength range of 3 to 10.5 μm and 12.5 to 20.0 μm. Further, as shown in FIG. 6, AlN shows high reflectance in the wavelength region of 5.0 to 11.0 μm and 17.0 to 25.0 μm. Also in SiC and AlN, by selecting one wavelength and passing through the filter 30 in such a region, the radiation detector 40 described later can pass a wavelength with a high emissivity, a high emissivity, and a low noise. It becomes possible.

【００２６】なお、本実施例では放射検出器４０に導入
される波長を選択するためにフィルタ３０を使用してい
るが、本発明はこれに限定されるものでなく当該周知の
いかなる技術を適用可能であることは言うまでもない。
また、後述するようにフィルタ３０は複数使用する構成
であっても良い。また、フィルタ３０が制限する波長領
域を制御部５０で制御可能とした構成であってもよい。In the present embodiment, the filter 30 is used to select the wavelength to be introduced into the radiation detector 40. However, the present invention is not limited to this, and any known technique can be applied. It goes without saying that it is possible.
Further, as described later, a configuration in which a plurality of filters 30 are used may be employed. Further, a configuration in which the wavelength region limited by the filter 30 can be controlled by the control unit 50 may be employed.

【００２７】放射検出器４０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）を
表す電気信号に変換して制御部５０に送る。The radiation detector 40 includes an imaging lens (not shown), Si photocell, comprising an amplifier circuit, the voltage radiation incident on the imaging lens, that is, an electric signal representing the radiation intensity E 1 (T) below The data is converted and sent to the control unit 50.

【００２８】制御部５０はＣＰＵ及びメモリを備えてお
り、後述する放射強度Ｅ１（Ｔ）を基に被測定体Ｘの温
度Ｔを算出する。より詳細には、センサロッド２０の端
部２２から入射しフィルタ３０を介し放射検出器４０に
伝達され、電気的な情報として制御部５０に送られる。
センサロッド２１０により伝達された熱放射光の放射強
度（又は輝度）はそれぞれ以下の数式２で示される。The control unit 50 includes a CPU and a memory, and calculates a temperature T of the measured object X based on a radiation intensity E 1 (T) described later. More specifically, the light enters from the end 22 of the sensor rod 20, is transmitted to the radiation detector 40 via the filter 30, and is sent to the control unit 50 as electrical information.
The radiation intensity (or luminance) of the thermal radiation transmitted by the sensor rod 210 is represented by the following equation (2).

【００２９】[0029]

【数２】 (Equation 2)

【００３０】ここで、Ｅ１（Ｔ）は検出器２３０によっ
て求められた温度Ｔにおける被測定体からの放射強度、
ＥＢＢ（Ｔ）は温度Ｔにおける黒体の放射強度である。
数式２は、プランクの式から導かれる。Here, E 1 (T) is the radiation intensity from the measured object at the temperature T obtained by the detector 230,
E BB (T) is the radiation intensity of the black body at the temperature T.
Equation 2 is derived from Planck's equation.

【００３１】[0031]

【数３】 (Equation 3)

【００３２】ここで、σはステファン―ボルツマン定数
といい、σ＝５．６７×１０−８（Ｗ／ｍ２・Ｋ４）で
あり、数式３はステファン―ボルツマンの法則から導か
れる。Here, σ is called the Stefan-Boltzmann constant, σ = 5.67 × 10−8 (W / m 2 · K 4 ), and Equation 3 is derived from Stefan-Boltzmann's law.

【００３３】制御部５０は、数式２のεにフィルタ２２
０の透過波長に対応した放射率を、Ｅ１（Ｔ）に放射検
出器４０より送られた電気信号に対応する放射強度を代
入することで、放射強度ＥＢＢ（Ｔ）を求めることがで
きる。よって、ＥＢＢ（Ｔ）を数式３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５０は被測
定体Ｘの温度Ｔを得ることができる。The control unit 50 adds the filter 22
By substituting the emissivity corresponding to the transmission wavelength of 0 and the radiation intensity corresponding to the electric signal sent from the radiation detector 40 into E 1 (T), the radiation intensity E BB (T) can be obtained. . Therefore, substituting E BB (T) into Equation 3 gives the temperature T
Can be requested. In any case, the control unit 50 can obtain the temperature T of the measured object X.

【００３４】なお、上述した温度測定方法は上述の部材
の温度計測のみに限定されるものではない。材料の放射
特性を知り得るものであるならば全てに適用化のである
ことは言うまでもない。The above-described temperature measuring method is not limited to only the temperature measurement of the above-mentioned members. It goes without saying that the present invention can be applied to any material that can know the radiation characteristics of the material.

【００３５】なお、必要に応じて、放射温度計３０はセ
ンサロッド２０とフィルタ３０の間に光ファイバを経由
させても良い。光ファイバは任意の長さを有してよく、
放射温度計１０の測定に際する自由度を持たせることが
できる。即ち、センサロッド２０と検出器４０間の距離
がある程度の長さを有すると、いかなる場所にある被測
定体Ｘに対してもフィルタ３０、放射検出器４０、制御
部５０を移動することなくセンサロッド２０の移動のみ
で温度測定が容易に可能となる。更に、放射温度計１０
の本体を被測定体Ｘから離間させることができるので被
測定体Ｘからの温度の影響を受けて放射温度計１０の各
部が変形する、及び、制御部５０の図示しない回路素子
等を劣化させ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。また、光ファイバは導光路に可
撓性を持たせることができ、放射温度計１０の配置の自
由度を更に増加させることができる。なお、上述した作
用を奏するのであれば、光ファイバの配置場所はセンサ
ロッド２０とフィルタ３０の間に限定されない。例え
ば、センサロッド２０を２のロッドに分割し、その間を
接続するように光ファイバを配置しても良い。また、フ
ィルタ３０と検出器４０の間を光ファイバで接続しても
良い。かかる構成であっても、上述した光ファイバと同
様の作用を奏することができる。The radiation thermometer 30 may pass an optical fiber between the sensor rod 20 and the filter 30 if necessary. The optical fiber may have any length,
The degree of freedom in measurement of the radiation thermometer 10 can be provided. That is, when the distance between the sensor rod 20 and the detector 40 has a certain length, the sensor 30 can be moved without moving the filter 30, the radiation detector 40, and the control unit 50 with respect to the measured object X at any place. Temperature measurement can be easily performed only by moving the rod 20. Further, the radiation thermometer 10
Of the radiation thermometer 10 can be deformed under the influence of the temperature from the measured object X, and the circuit elements and the like (not shown) of the control unit 50 can be deteriorated. Thus, higher measurement accuracy can be maintained by preventing such adverse effects. Further, the optical fiber can make the light guide path flexible, so that the degree of freedom of arrangement of the radiation thermometer 10 can be further increased. The location of the optical fiber is not limited to between the sensor rod 20 and the filter 30 as long as the above-described operation is achieved. For example, the sensor rod 20 may be divided into two rods, and an optical fiber may be arranged so as to connect between them. The filter 30 and the detector 40 may be connected by an optical fiber. Even with such a configuration, the same operation as the above-described optical fiber can be achieved.

【００３６】図７を参照するに、フィルタ３０及び放射
検出器４０は複数設ける構成であっても良い。ここで、
図７は、図１に示す放射温度計１０の別な例示的一態様
を示す概略側面図である。放射温度計１０Ａは、複数の
ロッド構成されるセンサロッド２０Ａ（センサロッド２
０ａ乃至センサロッド２０ｄ）と、複数のフィルタ３０
Ａ（フィルタ３０ａ乃至フィルタ３０ｄ）と、複数の放
射検出器４０Ａ（放射検出器４０ａ乃至放射検出器４０
ｄ）から構成される。かかる構成は放射温度計１０と基
本的に同一であり、重複する部分に関しては詳細な説明
は省略する。Referring to FIG. 7, a plurality of filters 30 and radiation detectors 40 may be provided. here,
FIG. 7 is a schematic side view showing another exemplary embodiment of the radiation thermometer 10 shown in FIG. The radiation thermometer 10A includes a sensor rod 20A (sensor rod 2) composed of a plurality of rods.
0a to sensor rod 20d) and a plurality of filters 30
A (the filters 30a to 30d) and a plurality of radiation detectors 40A (the radiation detectors 40a to 40d).
d). Such a configuration is basically the same as that of the radiation thermometer 10, and a detailed description of overlapping portions will be omitted.

【００３７】放射温度計１０Ａは、放射温度計１０と同
様に、一の端部である複数のセンサロッド２０ａ乃至セ
ンサロッド２０ｄが束ねられたセンサロッド２０Ａの端
部２２Ａを図示しない遮蔽空間に配置し、他方の端部２
４Ａ（端部２４ａ乃至端部２４ｄ）をフィルタ３０Ａを
介し放射検出器４０Ａに接続する。なお、センサロッド
２０Ａに可塑性が必要とされるならば、一本の石英製ロ
ッドに上述した光ファイバを接続し、複数の導光路を構
成してもよい。また、フィルタ３０Ａを構成する複数の
フィルタ３０ａ乃至フィルタ３０ｄは、放射検出器４０
Ａへ導入される放射光を各フィルタ３０Ａにおいて各々
異なる波長によって制限する機能を有する。但し、フィ
ルタ３０ａ乃至フィルタ３０ｄは上述したように放射率
の高い波長であってその中の任意の一の波長を各々選択
し、フィルタ３０Ａを介し透過させる。これにより、放
射検出器４０Ａには高放射率かつ低ノイズな熱放射光、
例えば、図４乃至図６に基づく高放射率を有する複数の
波長を通過させることが可能となる。かかる構成は波長
の異なる放射光の数を増やし検出信号を複数にすること
で、測定及びその他の誤差を制御部５０で平均化し放射
温度計１０よりも精度よく温度測定することが可能とな
る。なお、放射検出器４０Ａと制御部５０の間に所定の
回路を構成し、かかる回路において放射検出器４０Ａよ
り送られる信号を平均化する構成であってもよい。Similar to the radiation thermometer 10, the radiation thermometer 10A has an end 22A of a sensor rod 20A, which is a bundle of a plurality of sensor rods 20a to 20d, arranged in a shielded space (not shown). And the other end 2
4A (ends 24a to 24d) is connected to the radiation detector 40A via the filter 30A. If plasticity is required for the sensor rod 20A, a plurality of light guide paths may be formed by connecting the above-described optical fiber to one quartz rod. The plurality of filters 30a to 30d constituting the filter 30A include a radiation detector 40A.
Each filter 30A has a function of restricting the radiated light to be introduced into A by a different wavelength. However, the filters 30a to 30d select any one of the wavelengths having a high emissivity as described above, and transmit the selected wavelength through the filter 30A. As a result, the radiation detector 40A has high emissivity and low noise thermal radiation light,
For example, it is possible to pass a plurality of wavelengths having a high emissivity based on FIGS. In such a configuration, by increasing the number of radiated lights having different wavelengths and using a plurality of detection signals, the measurement and other errors can be averaged by the control unit 50 and the temperature can be measured more accurately than the radiation thermometer 10. Note that a predetermined circuit may be configured between the radiation detector 40A and the control unit 50, and the configuration may be such that the signal sent from the radiation detector 40A is averaged in such a circuit.

【００３８】以下、本発明の別な例示的一態様としての
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。また、同一
の参照番号に大文字のアルファベットを付したものはア
ルファベットのない参照番号の変形例であり、特に断ら
ない限り、アルファベットのない参照番号は大文字のア
ルファベットを付した参照番号を総括するものとする。
ここで、図８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８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）１１
０と、石英ウインドウ１２０と、加熱部１４０と、サポ
ートリング１５０と、ベアリング１６０と、永久磁石１
７０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。なお、図８に
示すランプ１３０の構造は、後述する図面に比べて多少
簡略化して描かれている点に留意されたい。Hereinafter, a heat treatment apparatus 100 as another exemplary embodiment of the present invention will be described. In the drawings, the same reference numerals indicate the same members. In addition, the same reference number with a capital letter added thereto is a modification of the reference number without a letter. I do.
Here, FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a heat treatment apparatus 100 as an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the heat treatment apparatus 100 includes a processing chamber (process chamber) 11.
0, quartz window 120, heating section 140, support ring 150, bearing 160, and permanent magnet 1
70, a gas introduction unit 180, an exhaust unit 190, a radiation thermometer 200, and a control unit 300. It should be noted that the structure of the lamp 130 shown in FIG. 8 is slightly simplified in comparison with the drawings described later.

【００３９】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、ウインドウ１２
０と接続している。処理室１１０は、その円筒形の側壁
１１２とウインドウ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８においては省略されている。The processing chamber 110 is formed of, for example, stainless steel, aluminum, or the like.
0 is connected. The processing chamber 110 defines a processing space for performing a heat treatment on the processing target W by the cylindrical side wall 112 and the window 120. In the processing space,
A support ring 150 on which an object to be processed W such as a semiconductor wafer is placed, and a support portion 152 connected to the support ring 150 are arranged. These members will be described in the rotation mechanism of the workpiece W. Further, a gas introduction unit 180 and an exhaust unit 190 are connected to the side wall 112. The processing space is maintained in a predetermined reduced-pressure environment by the exhaust unit 190. A gate valve for introducing and leading out the object to be processed W is omitted in FIG.

【００４０】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.

【００４１】ウインドウ１２０は処理室１１０に気密的
に取り付けられるとともに、後述するランプ１３０と被
処理体Ｗの間に配置される。ウインドウ１２０はランプ
１３０からの熱放射光を透過しかかる熱放射光を被処理
体Ｗに照射可能にすると共に、処理室１１０内の減圧環
境と大気との差圧を維持する。ウインドウ１２０は、半
径約４００ｍｍ、厚さ約３０乃至４０ｍｍの円筒形石英
プレートである。The window 120 is hermetically attached to the processing chamber 110 and is disposed between a lamp 130 to be described later and the workpiece W. The window 120 allows the thermal radiation emitted from the lamp 130 to pass through and irradiates the object to be processed W, and also maintains the pressure difference between the reduced-pressure environment in the processing chamber 110 and the atmosphere. The window 120 is a cylindrical quartz plate having a radius of about 400 mm and a thickness of about 30 to 40 mm.

【００４２】なお、本実施例においてウインドウ１２０
は石英より形成されたプレートを使用するが、例示的に
プレートを透光性セラミックスより形成しても良い。透
光性セラミックスは最大曲げ応力が石英と比較して大き
く、例えばＡｌ２Ｏ３の最大曲げ応力σＭＡＸは５００
ＭＰａであり石英の最大曲げ応力σＭＡＸの６８ＭＰａ
より大きい。よって、ウインドウ１２０のプレートを透
光性セラミックスより形成することで、ウインドウ１２
０の薄型化を可能とする。これにより、後述するランプ
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。また、透光性セラミックスのかかる長所
は、ウインドウ１２０は従来のように処理室１１０から
離れる方向に湾曲するドーム型に形成される必要がな
く、平面形状に形成することを容易に可能とする。よっ
て、ドーム型に形成される石英ウインドウは被処理体Ｗ
をランプから離間する距離を大きくするのでランプの指
向性を悪化させ好ましくなかったが、ウインドウ１２０
を透光性セラミックスより形成することでかかる問題を
解決することも可能である。In this embodiment, the window 120
Uses a plate formed of quartz, but the plate may be formed of, for example, a translucent ceramic. The maximum bending stress of translucent ceramics is larger than that of quartz. For example, the maximum bending stress σ MAX of Al 2 O 3 is 500.
MPa, the maximum bending stress of quartz σ MAX of 68 MPa
Greater than. Therefore, by forming the plate of the window 120 from translucent ceramics,
0 can be made thinner. Thus, the efficiency of irradiation of the object W from the lamp 130, which will be described later, can be improved as compared with the related art, so that high-speed temperature rise can be achieved with low power consumption. In addition, such an advantage of the translucent ceramic allows the window 120 to be easily formed in a planar shape without having to be formed in a dome shape curved away from the processing chamber 110 as in the related art. Therefore, the quartz window formed in a dome shape is the object W to be processed.
Although the distance from the lamp is increased, the directivity of the lamp is deteriorated, which is not preferable.
It is also possible to solve such a problem by forming from a translucent ceramic.

【００４３】また、ウインドウ１２０は、ウインドウ１
２０の直下（図８におてい、処理空間を形成する面）に
断面矩形のアルミニウム又はステンレススチール（ＳＵ
Ｓ）製の補強材（又は柱）を有してもよい。補強材は、
例えば直線的に、複数形成されている。但し、補強材が
直線的に形成されている場合、ランプ１３０は、補強材
がランプ１３０の熱放射光を遮蔽することを妨げる為、
直線的に配列されることが好ましく、補強材はランプの
真下を避けるように配置される。しかし、補強材は曲げ
等の形状を有してもよく、本実施例のランプ１３０のよ
うに同心円状に配置されランプ１３０の真下を避けるよ
うに曲げ加工が施されていてもよい。かかる補強材は、
内部に冷却管（水冷管）を収納する構成でもよく、ウイ
ンドウ１２０の強度を更に高めることができる。The window 120 is a window 1
Immediately below (in FIG. 8, the surface forming the processing space) aluminum or stainless steel (SU
It may have a reinforcing material (or column) made of S). The reinforcement is
For example, a plurality are formed linearly. However, when the reinforcing material is formed linearly, the lamp 130 prevents the reinforcing material from blocking the heat radiation of the lamp 130,
Preferably, the reinforcements are arranged in a straight line, and the stiffeners are arranged so as to avoid right under the lamp. However, the reinforcing material may have a shape such as bending, and may be arranged concentrically like the lamp 130 of this embodiment and may be bent so as to avoid a position directly below the lamp 130. Such reinforcements are:
A configuration in which a cooling pipe (water cooling pipe) is housed inside may be used, and the strength of the window 120 can be further increased.

【００４４】補強材は熱伝導率がよく、また、処理室と
同様の材質で形成される。これにより、補強材が被処理
体Ｗに対する汚染源にはならない。補強材によりウイン
ドウ１２０のプレートの薄型化を可能にする。また、補
強材の断面形状も矩形に限定されず波形等任意の形状を
有することができる。また、補強材に冷却管を収納する
構成の場合、冷却管は補強材とプレートの両方を冷却す
る機能を有する。冷却管はプレートを冷却し、ランプ光
による熱変形を防止する効果を有する。また、補強材が
アルミニウム製であれば２００乃至７００℃で溶けたり
変形したりするので適当な温度制御が必要だからであ
る。冷却管による温度制御は冷却管１１６と同様でもよ
いし、当業界で既知のいかなる方法をも適用することが
できる。The reinforcing material has good thermal conductivity and is formed of the same material as the processing chamber. Thus, the reinforcing material does not become a source of contamination for the object to be processed W. The reinforcing member enables the plate of the window 120 to be thinned. Also, the cross-sectional shape of the reinforcing member is not limited to a rectangle, and may have an arbitrary shape such as a waveform. In the case where the cooling pipe is housed in the reinforcing material, the cooling pipe has a function of cooling both the reinforcing material and the plate. The cooling pipe has an effect of cooling the plate and preventing thermal deformation due to lamp light. Also, if the reinforcing material is made of aluminum, it melts or deforms at 200 to 700 ° C., so that appropriate temperature control is necessary. The temperature control by the cooling pipe may be the same as that of the cooling pipe 116, and any method known in the art can be applied.

【００４５】以下、図９乃至図１４を参照して、本発明
の加熱部１４０を説明する。ここで、図９は、図８に示
す加熱部１４０の概略底面図であり、図１０は、図８に
示す加熱部１４０の一部を示す拡大断面図である。図１
１は、図８に示すランプ加熱部１４０よりランプ１３０
をはずしたときの図１０に対応する図である。図１２
は、図１０に示すランプ１３０の概略断面図である。図
１３は、図１０に示すリフレクタ１４１の概略断面図で
ある。図１４は、図１３に示すリフレクタ１４１の概略
底面図である。加熱部１４０はランプ１３０ａ及び１３
０ｂと、リフレクタ１４１ａ及び１４１ｂと、ランプハ
ウスとしてのランプ保持部１４５とを有し、被処理体Ｗ
を加熱する加熱装置の機能を有する。なお、図９乃至図
１４に示す加熱部１４０は本発明を特徴的に表すため誇
張して描かれている。以下、ランプ１３０はランプ１３
０ａ及びランプ１３０ｂを総括するものとする。また、
リフレクタ１４１はリフレクタ１４１ａ及びリフレクタ
１４１ｂを総括するものとする。The heating section 140 of the present invention will be described below with reference to FIGS. Here, FIG. 9 is a schematic bottom view of the heating unit 140 shown in FIG. 8, and FIG. 10 is an enlarged sectional view showing a part of the heating unit 140 shown in FIG. FIG.
1 is a lamp heating unit 140 shown in FIG.
FIG. 11 is a view corresponding to FIG. FIG.
FIG. 11 is a schematic sectional view of the lamp 130 shown in FIG. FIG. 13 is a schematic sectional view of the reflector 141 shown in FIG. FIG. 14 is a schematic bottom view of the reflector 141 shown in FIG. The heating unit 140 includes the lamps 130a and 13
0b, reflectors 141a and 141b, and a lamp holding unit 145 as a lamp house.
It has the function of a heating device for heating. Note that the heating unit 140 shown in FIGS. 9 to 14 is exaggerated to characterize the present invention. Hereinafter, the lamp 130 is the lamp 13
0a and the lamp 130b. Also,
The reflector 141 includes the reflector 141a and the reflector 141b.

【００４６】図９及び図１０に示すように、本実施例に
おいて、加熱部１４０はランプ１３０及びリフレクタ１
４１はほぼ円形の被処理体Ｗに対応させてほぼ同心円状
にランプ保持部１４５に配置され、ランプ１３０及びリ
フレクタ１４１はランプ保持部１４５に対して各々着脱
可能に構成される。また、ランプ１３０は被処理体Ｗの
中心近傍に対応する位置に大口径のランプ１３０ａ及び
ランプ１３０ａに対応するリフレクタ１４１ａが、サポ
ートリング１５０及び被処理体Ｗの端部近傍に対応する
位置に小口径のランプ１３０ｂ及びランプ１３０ｂに対
応するリフレクタ１４１ｂが配置される。なお、ランプ
１３０の配置についてはランプ保持部１４５において詳
細に説明する為、ここでの説明は省略する。As shown in FIGS. 9 and 10, in the present embodiment, the heating unit 140 includes the lamp 130 and the reflector 1.
Reference numeral 41 denotes a lamp holder 145 which is disposed substantially concentrically in correspondence with the substantially circular workpiece W, and the lamp 130 and the reflector 141 are configured to be detachable from the lamp holder 145, respectively. In addition, the lamp 130 has a large-diameter lamp 130a at a position corresponding to the vicinity of the center of the workpiece W and a reflector 141a corresponding to the lamp 130a at a small position at a position corresponding to the support ring 150 and an end of the workpiece W. A lamp 130b having a diameter and a reflector 141b corresponding to the lamp 130b are arranged. Note that the arrangement of the lamp 130 will be described in detail in the lamp holding unit 145, and a description thereof will be omitted.

【００４７】ランプ１３０は本実施例ではシングルエン
ド型であって、ランプ１３０は被処理体Ｗを加熱する機
能を有する。但し、被処理体Ｗを加熱する機能は、電熱
線ヒータ等その他のエネルギー源を使用してもよい。こ
こで、シングルエンド型とは、図１２に示すように、一
の電極部１３２を有する種類のランプをいう。本実施例
ではハロゲンランプであるが本発明のランプがこれに限
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３
１０は後述するように制御部３００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。なお、本実
施例において、ランプ１３０ｂのパワー密度はランプ１
３０ａのパワー密度より大きくなるように制御部３００
により電力が制御される。より詳細には、ランプ１３０
ｂはランプ１３０ａの２乃至３倍のパワー密度を有す
る。In this embodiment, the lamp 130 is of a single-end type, and the lamp 130 has a function of heating the workpiece W. However, the function of heating the workpiece W may use other energy sources such as a heating wire heater. Here, the single-ended type refers to a type of lamp having one electrode portion 132 as shown in FIG. In this embodiment, the lamp is a halogen lamp, but the lamp of the present invention is not limited to this. Although the output of the lamp 130 is determined by the lamp driver 310, the lamp driver 3
The control unit 10 is controlled by the control unit 300 as described later, and supplies power corresponding to the control to the lamp 130. In the present embodiment, the power density of the lamp 130b is
Control unit 300 so that the power density is greater than
Controls the power. More specifically, the lamp 130
b has two to three times the power density of lamp 130a.

【００４８】典型的に、ランプ１３０はほぼ円筒形状を
有し、一の電極部１３２と、中間部１３４と、中間部１
３４を介し電極部１３２に接続される発光部１３６とを
含み、発光部１３６は中間部１３４を介し電極部１３２
に接続するフィラメント１３７と反射部１３９とを有す
る。本実施例において、ランプ１３０はランプ保持部１
４５の後述する溝１４６に内接する外周部分にねじ山
（おねじ）１３１が形成される。なお、後述するように
溝１４６にはランプ１３０のねじ山１３１と適合可能な
ねじ山１４９が形成されており、かかる構成においてラ
ンプ１３０はランプ保持部１４５より着脱可能に構成さ
れる。ねじ山１３１は、本実施例においては三角ねじで
あって、略三角形状のねじ山が形成される。なお、ねじ
山１３１の形状はかかる形状に限定されるものではな
く、四角ねじ又は台形ねじ等であってもよい。但し、ね
じ山１３１はランプ１３０の例示的な形態を示したもの
でありランプ１３０の形状をこれに限定するものではな
い。Typically, the lamp 130 has a substantially cylindrical shape, and includes one electrode portion 132, an intermediate portion 134, and an intermediate portion 1.
And a light-emitting unit 136 connected to the electrode unit 132 via the intermediate unit 134.
And a reflecting portion 139 connected to the first and second portions. In the present embodiment, the lamp 130 is
A thread (male thread) 131 is formed on an outer peripheral portion of the groove 45 inscribed in a groove 146 described later. As will be described later, a thread 149 compatible with the thread 131 of the lamp 130 is formed in the groove 146, and in this configuration, the lamp 130 is configured to be detachable from the lamp holding part 145. The thread 131 is a triangular screw in this embodiment, and has a substantially triangular thread. The shape of the thread 131 is not limited to such a shape, and may be a square screw, a trapezoidal screw, or the like. However, the thread 131 shows an exemplary form of the lamp 130, and the shape of the lamp 130 is not limited to this.

【００４９】電極部１３２は一対の電極１３３を有し、
当該電極１３３はランプ保持部１４５を介しランプドラ
イバ３１０と電気的に接続する部分であって、フィラメ
ント１３７ととも電気的に接続される。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３１０は制御部３００によって制御
される。The electrode section 132 has a pair of electrodes 133,
The electrode 133 is a portion that is electrically connected to the lamp driver 310 via the lamp holding unit 145, and is also electrically connected to the filament 137. The power supplied to the electrode unit 132 is determined by the lamp driver 310, and the lamp driver 310 is controlled by the control unit 300.

【００５０】中間部１３４は電極部１３２と発光部１３
６の間に位置し所定の長さを有する円筒であって、電極
部１３２と発光部１３６の間を離間させる。中間部１３
４は発光部１３６と一体、かつ、気密的に形成され、か
かる内部にはハロゲン気体が封入される。但し、内部に
封入される気体はハロゲンに限定されず、窒素又はアル
ゴン気体であっても良い。本実施形態において、中間部
１３４はセラミックより形成されが、セラミックの他に
金属材料、例えばアルミニウムやＳＵＳ（ステンレスス
チール）より形成されてもよい。中間部１３４は、かか
る長さにおいて後述するランプ１３０の温度制御におい
て好ましいという長所を有する。なお、中間部１３４は
当該内部に位置するフィラメント１３７も発光するた
め、当然発光部１３６の一部である。しかし、本明細書
では電極部１３２と発光部１３６（最も強く発光する部
分）が所定距離離間しているため、かかる領域を中間部
１３４と定義したに過ぎない事に理解されたい。The intermediate section 134 is composed of the electrode section 132 and the light emitting section 13.
6 and is a cylinder having a predetermined length, which separates the electrode 132 from the light emitting unit 136. Intermediate part 13
Numeral 4 is formed integrally with the light emitting section 136 and hermetically sealed, and a halogen gas is sealed in the inside. However, the gas sealed inside is not limited to halogen, and may be nitrogen or argon gas. In the present embodiment, the intermediate portion 134 is formed of ceramic, but may be formed of a metal material other than ceramic, for example, aluminum or SUS (stainless steel). The intermediate portion 134 has such an advantage that the length is preferable in controlling the temperature of the lamp 130 described later. The intermediate portion 134 is also a part of the light emitting portion 136 because the filament 137 located inside the intermediate portion 134 also emits light. However, in the present specification, it should be understood that such a region is merely defined as the intermediate portion 134 because the electrode portion 132 and the light emitting portion 136 (the portion that emits the strongest light) are separated by a predetermined distance.

【００５１】発光部１３６は当該ランプ１３０の発光部
分であって、半球、楕円半球、円筒等の側面形状を有
し、石英又はガラスによって形成される。なお、上述し
たように発光部１３６は中間部１３４と一体、かつ、気
密的に形成され、かかる内部にもハロゲン気体が封入さ
れている。発光部１３６は光源であるフィラメント１３
７のコイル１３８部分と反射部１３９が配置されてい
る。The light emitting portion 136 is a light emitting portion of the lamp 130 and has a side surface shape such as a hemisphere, an elliptical hemisphere, and a cylinder, and is formed of quartz or glass. Note that, as described above, the light emitting section 136 is formed integrally with the intermediate section 134 and is hermetically sealed, and a halogen gas is sealed in the interior. The light emitting unit 136 is a filament 13 which is a light source.
7 and a reflector 139 are disposed.

【００５２】コイル１３８はシングルコイル又はダブル
コイル等の任意の形式を選択することが可能であって、
その形状も、例えば複数のコイルを並列に配置する等の
任意の形状を有することができる。The coil 138 can be of any type such as a single coil or a double coil.
The shape can also have any shape, for example, a plurality of coils arranged in parallel.

【００５３】反射部１３９は被処理体Ｗから遠ざかる方
向にフィラメント１３７のコイル１３８部分より射出さ
れたランプ光を反射する機能を有し、コイル１３８を介
し被処理体Ｗと対向する位置に設けられる。反射部１３
９はランプ１３０の長手方向の軸心を頂点とするような
形状、例えば、円錐又は半球形状を有する。より詳細に
は、反射部１３９は、後述するリフレクタ１４１の反射
部１４２とランプ１３０のかかる反射部１３９とが形成
する軌跡がドーム形状、例えば半球、半楕円球、又は円
錐形状となるように形成される。ランプ１３０に反射部
１３９を設けることで、後述するようにランプ１３０の
中間部１３４方向へ向かう光を反射し、効率よく被処理
体Ｗにランプ光を照射することができる。The reflecting section 139 has a function of reflecting the lamp light emitted from the coil 138 of the filament 137 in a direction away from the processing object W, and is provided at a position facing the processing object W via the coil 138. . Reflector 13
Numeral 9 has a shape having the longitudinal axis of the lamp 130 as an apex, for example, a conical or hemispherical shape. More specifically, the reflecting portion 139 is formed such that the locus formed by the reflecting portion 142 of the reflector 141 and the reflecting portion 139 of the lamp 130 described later has a dome shape, for example, a hemisphere, a semi-elliptical sphere, or a conical shape. Is done. By providing the reflecting portion 139 in the lamp 130, light traveling toward the intermediate portion 134 of the lamp 130 is reflected as described later, and the object W can be efficiently irradiated with the lamp light.

【００５４】なお、本実施例ではランプ保持部１４５の
後述する溝１４６に適用可能なねじ山１３１が形成され
るため、ランプ１３０は中間部１３６の強度、及び加工
性を考慮して上述の部材より構成される。しかし、本発
明のランプ１３０はかかる部材に限定されず、ランプ１
３０の中間部１３４を発光部１３６と同様に石英等より
形成される円筒部材より構成してもよい。但し、本実施
例においてかかる構成にした場合、ランプ１３０にカバ
ー材を設け当該カバーにおいてランプ保持部１４５に対
するランプ１３０の強度、及びねじ山を形成するための
加工性を得るものとしなければならない。なお、かかる
カバー材は後述するランプ１３０の冷却を妨げないよ
う、熱伝導率の高い部材より選択されることが好まし
い。In this embodiment, the lamp holding part 145
A thread 131 applicable to a groove 146 described later is formed.
Therefore, the lamp 130 has the strength of the intermediate portion 136 and the processing.
It is composed of the above-mentioned members in consideration of the properties. However,
The light lamp 130 is not limited to such a member.
The intermediate part 134 of 30 is made of quartz or the like like the light emitting part 136.
You may comprise from the cylindrical member formed. However, this implementation
In the case of such a configuration in the example, the cover
Material is provided to the lamp holding portion 145 in the cover.
The strength of the lamp 130 and the formation of threads.
Workability must be obtained. In addition,
The cover material does not prevent the cooling of the lamp 130 described later.
It is preferable to select from members with high thermal conductivity.
No.

【００５５】リフレクタ１４１はランプ１３０の発光部
１３６を覆うようにランプ保持部１４５に設けられ、か
かるランプ１３０のランプ光を被処理体Ｗに向けて反射
する機能を有する。リフレクタ１４１は後述する溝１４
６と同一の円筒形状を有し、かかる溝１４６と内接する
側面にねじ山１４４（おねじ）が形成される。なお、後
述するように溝１４６にはリフレクタ１４１のねじ山１
４４と適合可能なねじ山１４９が形成されており、リフ
レクタ１４１はランプ保持部１４５より着脱可能に構成
される。The reflector 141 is provided on the lamp holding part 145 so as to cover the light emitting part 136 of the lamp 130, and has a function of reflecting the lamp light of the lamp 130 toward the workpiece W. The reflector 141 has a groove 14 to be described later.
6, and a thread 144 (male thread) is formed on a side surface inscribed in the groove 146. In addition, as described later, the groove 146 has a thread 1 of the reflector 141.
A screw thread 149 compatible with 44 is formed, and the reflector 141 is configured to be detachable from the lamp holder 145.

【００５６】リフレクタ１４１はランプ光を被処理体Ｗ
に向けて反射する反射部１４２を有し、ランプ１３０の
発光部１３６をかかる反射部１４２に挿入するための開
口１４３ａとランプ光が射出される開口１４３ｂが形成
されている。かかる開口１４３ａはランプ１３０の発光
部１３６と略同一形状を有し、ランプ１３０の発光部１
３６を開口１４３ａに挿入可能にする。一方、開口１４
３ｂは反射部１４２の開口と同一な形状を有し、発光部
１３６のコイル１３８より射出された光及び反射部（ラ
ンプ１３０及びリフレクタ１４１を含む）によって反射
された光を被処理体Ｗに照射するための開口である。な
お、例示的に開口１４２ｂの近傍であってリフレクタ１
４１の円筒の底面に、かかるリフレクタ１４１の取り外
しを容易とするための非貫通孔又は突起等と有しても良
い。The reflector 141 converts the lamp light into the object W to be processed.
An opening 143a for inserting the light emitting unit 136 of the lamp 130 into the reflecting unit 142 and an opening 143b for emitting lamp light are formed. The opening 143a has substantially the same shape as the light emitting portion 136 of the lamp 130,
36 can be inserted into the opening 143a. On the other hand, the opening 14
3b has the same shape as the opening of the reflection unit 142, and irradiates the processing target W with light emitted from the coil 138 of the light emitting unit 136 and light reflected by the reflection unit (including the lamp 130 and the reflector 141). It is an opening for making. Note that, for example, the reflector 1 is located near the opening 142b.
The bottom surface of the cylinder 41 may have a non-through hole or a projection for facilitating the removal of the reflector 141.

【００５７】反射部１４２はランプ１３０の発光部１３
６を覆うように、被処理体Ｗから遠ざかる方向に凸とな
るようなドーム形状を有する。かかるドーム形状はコイ
ル１３８より射出される光が効率的に、より好ましくは
一回の反射でリフレクタの開口１４３ｂ方向に向かうよ
うに、例えば半球形状に形成される。なお、リフレクタ
１３９の形状は半球形状に限定されず、かかる作用を達
成可能であるならばその他の形状を排除するものではな
い。例えば、リフレクタ１３９は半楕円球形状や円錐形
状であってもよい。The reflecting section 142 is a light emitting section 13 of the lamp 130.
6 has a dome shape that is convex in a direction away from the processing target object W so as to cover the target object 6. Such a dome shape is formed, for example, in a hemispherical shape so that light emitted from the coil 138 is directed efficiently, more preferably, toward the opening 143b of the reflector by one reflection. Note that the shape of the reflector 139 is not limited to a hemispherical shape, and other shapes are not excluded as long as such an effect can be achieved. For example, the reflector 139 may have a semi-elliptical spherical shape or a conical shape.

【００５８】なお、上述した開口１４３ａにより反射部
１４２は完全なドーム形状を形成することが不可能であ
る。しかし、上述したようにリフレクタ１４１の反射部
１４２はランプ１３０の反射部１３９と協同し、ほぼ完
全なドーム形状をした反射面を形成することが可能であ
る。よって、かかる開口１４３ａはランプ１３０の反射
をロスする要因とはなり得ないことに理解されたい。な
お、ランプ１３０の反射部１３９はリフレクタ１４１の
一部と解釈することも当然可能である。The reflecting portion 142 cannot form a complete dome shape due to the above-described opening 143a. However, as described above, the reflector 142 of the reflector 141 can cooperate with the reflector 139 of the lamp 130 to form a substantially complete dome-shaped reflector. Thus, it should be understood that such an opening 143a cannot be a factor in losing the reflection of the lamp 130. It should be noted that the reflecting portion 139 of the lamp 130 can be interpreted as a part of the reflector 141.

【００５９】反射部１４２は、例えばＡｌ（アルミニウ
ム）より形成され、かかる反射部１４２のコイル１３８
を覆っている側の表面は可視光線及び赤外線を含む光を
効率よく反射する為の高反射率の膜がコーティングされ
ている。かかるコーティングの塗布材料としてはＮｉ
（ニッケル）、Ａｕ（金）、又はＲｈ（ロジウム）であ
る。コーティングの方法としてはＡｌ材の上にＮｉ、Ａ
ｕ、又はＡｌ材の上にＮｉ、Ａｕ、Ｒｈ、Ａｕを順じメ
ッキ処理によりコーティングすることが可能である。The reflecting portion 142 is formed of, for example, Al (aluminum), and the coil 138 of the reflecting portion 142 is formed.
Is coated with a high-reflectance film for efficiently reflecting light including visible light and infrared light. The coating material for such a coating is Ni
(Nickel), Au (gold), or Rh (rhodium). As a method of coating, Ni, A
It is possible to coat Ni, Au, Rh, and Au in order on the u or Al material by plating.

【００６０】本実施形態において、リフレクタ１４１は
反射部１４２及びランプ１３０の反射部１３９によりフ
ィラメント１３７のコイル１３８より発せられる光を被
処理体Ｗに向けて反射すると共に、ランプ１３０の指向
性を高める機能を有する。より詳細には、リフレクタ１
４１は、上述した反射部１４２とランプ１３０の反射部
１３９のドーム形状によりフィラメント１３７のコイル
１３８部分より放射された光を効率よく、好ましくは少
なくとも一回以下の反射で被処理体Ｗに照射するととも
に、ランプ光を被処理体Ｗに対し略垂直となる方向に集
光する。即ち、ランプ１３０より放射される光はリフレ
クタ１３９の開口１４３ｂの接線方向の範囲内に集中す
る。即ち、本実施例のランプ１３０は、リフレクタ１３
９での反射回数が少なくて済むためエネルギー損失が少
ないまま被処理体Ｗに伝達され、指向性にも優れてい
る。従来は光がリフレクタの多重反射に伴う反射損失に
より、ランプ光のエネルギーを低下させる問題があった
が本実施例はそれを解決している。よって、ランプ１３
０は、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。なお、リフレクタ１３９が有する曲率、及び、
開口はランプ１３０に求める指向性により異なるもので
ある。In this embodiment, the reflector 141 reflects the light emitted from the coil 138 of the filament 137 toward the workpiece W by the reflector 142 and the reflector 139 of the lamp 130, and enhances the directivity of the lamp 130. Has functions. More specifically, reflector 1
41 efficiently irradiates the object W with the light radiated from the coil 138 portion of the filament 137 by the above-mentioned dome shape of the reflector 142 and the reflector 139 of the lamp 130, preferably at least once or less. At the same time, the lamp light is collected in a direction substantially perpendicular to the processing target object W. That is, the light radiated from the lamp 130 is concentrated in a range tangential to the opening 143b of the reflector 139. That is, the lamp 130 of the present embodiment is
Since the number of reflections at 9 is small, the energy is transmitted to the object W with little energy loss, and the directivity is excellent. Conventionally, there has been a problem that the energy of the lamp light is reduced due to the reflection loss caused by the multiple reflection of the reflector by the reflector. However, this embodiment solves the problem. Therefore, the lamp 13
0 means that the irradiation efficiency to the object to be processed W can be improved as compared with the conventional case, so that high-speed temperature rise can be achieved with low power consumption. Note that the curvature of the reflector 139 and
The opening differs depending on the directivity required for the lamp 130.

【００６１】図９乃至図１１を参照するに、ランプハウ
スとして機能するランプ保持部１４５は略直方体形状を
有し、各ランプ１３０を収納する溝１４６と、当該溝１
４６の間に位置する隔壁１４８とを有している。Referring to FIGS. 9 to 11, the lamp holding portion 145 functioning as a lamp house has a substantially rectangular parallelepiped shape.
And a partition 148 located between the two.

【００６２】溝１４６はランプ１３０を収納するランプ
収納部としての機能を有し、ランプ１３０ａを収納する
溝１４６ａと、ランプ１３０ｂを収納する溝１４６ｂよ
り構成される。以下、溝１４６は溝１４６ａ、溝１４６
ｂを総括するものとする。なお、溝１４６の詳細な形状
については後述するものとし、以下溝１４６の配置につ
いて説明する。The groove 146 has a function as a lamp accommodating portion for accommodating the lamp 130, and includes a groove 146a for accommodating the lamp 130a and a groove 146b for accommodating the lamp 130b. Hereinafter, the groove 146 is a groove 146a, a groove 146.
b shall be summarized. The detailed shape of the groove 146 will be described later, and the arrangement of the groove 146 will be described below.

【００６３】図９によく示されるように、溝１４６ａは
ランプ保持部１４５の中心（図中、線Ｘと線Ｙの交差部
分）、即ち被処理体Ｗの中心に対応する部分から半径方
向に、サポートリング１５０の手前まで同心円を描くよ
うに形成される。より詳細には、溝１４６ａはランプ保
持部１４５の中心、及び、当該中心部分から半径が第１
の距離づつ大きく形成された複数の同心円の円周上に、
溝１４６ａの中心が位置するように複数の溝１４６ａが
形成される。かかる第１の距離は、ランプ１３０ａの放
射分布の半値幅（ランプ１３０ａの光強度がピーク値と
比較して半分の値になったときの放射分布の幅）の約
０.５乃至１.５倍に設定されることが好ましい。本実施
例において、ランプ１３０ａは開口１４３ｂからランプ
光の放射方向に約４０ｍｍの点（本実施例における、ラ
ンプ１３０から被処理体Ｗまでの距離）において、半値
幅約４０ｍｍを示す。しかしながら、かかる幅は使用す
るランプによって異なる値であって、本発明を限定する
ものではない。また、本実施例では、後述する冷却管１
４９を発光部１３６側に有する為、第１の距離はランプ
１３０ａの発光部１３６の直径より大きな値である５０
ｍｍ（半値幅４０ｍｍ×１．２５）に設定されている。
かかる同心円は後述する溝１４６ｂと重ならない程度の
位置まで広げられるものとする。また、一の円上に形成
される各溝１４６ａの間隔は第１の距離ごとに形成され
ることが好ましい。As shown in FIG. 9, the groove 146a extends radially from the center of the lamp holder 145 (the intersection of the line X and the line Y in the figure), that is, the portion corresponding to the center of the workpiece W. Are formed so as to draw concentric circles up to the support ring 150. More specifically, the groove 146a has a radius equal to the center of the lamp holding portion 145 and a first radius from the center.
On the circumference of a plurality of concentric circles formed large by the distance of
A plurality of grooves 146a are formed so that the center of groove 146a is located. The first distance is about 0.5 to 1.5 of the half width of the radiation distribution of the lamp 130a (the width of the radiation distribution when the light intensity of the lamp 130a is half the peak value). Preferably, it is set to double. In this embodiment, the lamp 130a has a half width of about 40 mm at a point of about 40 mm from the opening 143b in the emission direction of the lamp light (the distance from the lamp 130 to the object W in this embodiment). However, such a width varies depending on the lamp used, and does not limit the present invention. In the present embodiment, a cooling pipe 1 described later is used.
Since 49 is provided on the light emitting unit 136 side, the first distance is a value larger than the diameter of the light emitting unit 136 of the lamp 130a.
mm (half-width 40 mm × 1.25).
It is assumed that such a concentric circle is expanded to a position where it does not overlap with a groove 146b described later. Further, it is preferable that the interval between the grooves 146a formed on one circle is formed at every first distance.

【００６４】一方、溝１４６ｂはサポートリング１５０
と被処理体Ｗとが重なる部分、及び、その近傍に対応す
る位置に複数の同心円を描くように形成される。より詳
細には、溝１４６ｂは被処理体Ｗと後述するサポートリ
ング１５０の重なる領域であって、その略中心を示す第
一の円Ｃ１、当該円Ｃ１より半径が第２の距離だけ大き
い第２の円Ｃ２と、円Ｃ１より半径が第２の距離だけ小
さい第３の円Ｃ３のそれぞれの円周上に位置するように
配置される。第２の距離は、ランプ１３０ｂの放射分布
の半値幅の約０.５乃至１.５倍に設定されることが好ま
しい。ランプ１３０ｂは開口１４３ｂからランプ光の放
射方向に約４０ｍｍの点（本実施例における、ランプ１
３０から被処理体Ｗまでの距離）において、半値幅約２
０ｍｍを示す。しかしながら、かかる幅は使用するラン
プによって異なる値であって、本発明を限定するもので
はない。溝１４６ａと同様に、冷却管を発光部１３６側
に有する為、第２の距離は２５ｍｍ（半値幅２０ｍｍ×
１．２５）に設定されている。また、一の円上に形成さ
れる溝１４６ｂの間隔は第２の距離ごとに形成されるこ
とが好ましい。On the other hand, the groove 146b is
Are formed so as to draw a plurality of concentric circles at a position corresponding to a portion where the object and the object W overlap and at a position corresponding to the vicinity thereof. More specifically, the groove 146b is a region where the object W and an after-mentioned support ring 150 overlap each other, and has a first circle C 1 indicating the approximate center thereof and a radius larger than the circle C 1 by a second distance. a second circle C 2, the radius from the circle C 1 is arranged so as to be located a second distance smaller by a third each on the circumference of the circle C 3. The second distance is preferably set to about 0.5 to 1.5 times the half width of the radiation distribution of the lamp 130b. The lamp 130b has a point approximately 40 mm from the opening 143b in the emission direction of the lamp light (the lamp 1 in this embodiment).
30 to the workpiece W), the half width is about 2
0 mm is shown. However, such a width varies depending on the lamp used, and does not limit the present invention. Similarly to the groove 146a, since the cooling tube is provided on the light emitting unit 136 side, the second distance is 25 mm (half-width 20 mm ×
1.25). Further, it is preferable that the interval between the grooves 146b formed on one circle is formed at every second distance.

【００６５】本実施形態では、溝１４６ｂは３つの円Ｃ
１、Ｃ２、及びＣ３上に形成されるが、かかる円
（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の数は例示的である。溝１４６ｂ
は上述したように、サポートリング１５０及び被処理体
Ｗの重なる部分、及び、その近傍をランプ１３０ｂが照
射可能なように形成される。例えば、被処理体Ｗの端部
が円Ｃ２より大きい場合は、円Ｃ２の外側に第２の距離
だけ大きい半径を有する図示しない円上に溝１４６ｂが
更に形成される。同様に、サポートリング１５０が円Ｃ
３より小さい場合は、円Ｃ3の内側に第２の距離だけ小
さい半径を有する図示しない円上に溝１４６ｂが更に形
成される。In the present embodiment, the groove 146b has three circles C
The number of such circles (C 1 , C 2 , C 3 ) formed on 1 , C 2 , and C 3 is exemplary. Groove 146b
Is formed such that the lamp 130b can irradiate the overlapping portion of the support ring 150 and the workpiece W and the vicinity thereof. For example, if the end portion of the specimen W is greater than the circle C 2, the grooves 146b on a circle (not shown) having a radius greater second distance is further formed on the outside of the circle C 2. Similarly, the support ring 150 is a circle C
3 is smaller than, the groove 146b on a circle (not shown) having a smaller radius by the second distance is further formed on the inside of the circle C 3.

【００６６】上述した構成において、ランプ保持部１４
５は被処理体Ｗの中心近傍に対応する位置にランプ１３
０ａを、被処理体Ｗとサポートリングの重なる部分及び
当該部分の近傍をランプ１３０ｂに配置可能とする。か
かる状態においてランプ１３０を照射すると、被処理体
Ｗの中心部ではランプ１３０ａにより大きな照射面積を
得ることができる。一方、被処理体Ｗの端部近傍ではラ
ンプ１３０ｂによりランプ１３０ａの照射面積よりも小
さな照射面積を得ることができる。In the above configuration, the lamp holding portion 14
5 is a lamp 13 at a position corresponding to the vicinity of the center of the workpiece W.
0a makes it possible to arrange a portion where the workpiece W overlaps the support ring and the vicinity of the portion on the lamp 130b. When the lamp 130 is irradiated in such a state, a larger irradiation area can be obtained by the lamp 130a at the center of the workpiece W. On the other hand, an irradiation area smaller than the irradiation area of the lamp 130a can be obtained by the lamp 130b near the end of the processing target W.

【００６７】本実施例では口径の小さなランプ１３０ｂ
をランプ１３０ａの周囲に配置することで、被処理体Ｗ
の端部及びサポートリング１５０が重なり合う部分、及
び当該部分の近傍である狭い領域を、効率よく照射する
ことが可能となる。また、上述したように、ランプ１３
０ｂに投入されている電力はランプ１３０ａに投入され
ている電力より大きい。一のランプより照射される単位
面積あたりのエネルギーはランプ１３０ｂの方が大きく
なっている。In this embodiment, the small-diameter lamp 130b is used.
Is disposed around the lamp 130a, so that the workpiece W
It is possible to efficiently irradiate a portion where the end portion of the support ring 150 and the support ring 150 overlap, and a narrow region near the portion. Also, as described above, the lamp 13
The power supplied to Ob is greater than the power supplied to lamp 130a. The energy per unit area irradiated from one lamp is larger in the lamp 130b.

【００６８】従来の熱処理装置のランプ配置では一の種
類のランプしか使用されておらず、被処理体Ｗの中心部
と端部でランプの照射面積を制御することは困難であっ
た。被処理体Ｗとサポートリング１５０が重なり合う部
分１５０、及び、当該部分の近傍はサポートリング１５
０と被処理体Ｗの比熱が異なる。より詳細には、サポー
トリング１５０の比熱は被処理体Ｗの比熱より小さい。
よって、かかる部分は中心部と比べて温度が上昇し難い
といった問題を有していた。しかし、本実施例では、温
度上昇のしにくい被処理体Ｗの端部である狭い領域を小
口径のランプ１３０ｂで照射することでランプ光が漏れ
ることなく効率よく加熱することができる。更に、ラン
プ１３０ｂのパワー密度をあげることで中心部との加熱
むらを防止することができ、高品質な処理を行うことが
できる。また、比較的温度上昇のし易い中心付近に大口
径のランプ１３０ａを使用することは、一のランプ１３
０ａで広い照射面積を得ることができる。よって、中心
付近のランプ１３０の数を減らすことができ、消費電力
の低減を可能とする。本実施例では異なる口径のランプ
１３０を使用し、かつ投入電力を変化させることで上述
の問題を解決している。In the lamp arrangement of the conventional heat treatment apparatus, only one kind of lamp is used, and it is difficult to control the irradiation area of the lamp at the center and the end of the workpiece W. A portion 150 where the workpiece W and the support ring 150 overlap, and the vicinity of the portion are the support ring 15.
0 and the specific heat of the workpiece W are different. More specifically, the specific heat of the support ring 150 is smaller than the specific heat of the workpiece W.
Therefore, such a portion has a problem that the temperature is hardly increased as compared with the central portion. However, in this embodiment, by irradiating a small area which is the end of the processing target W where the temperature does not easily rise with the small-diameter lamp 130b, the lamp light can be efficiently heated without leaking the lamp light. Further, by increasing the power density of the lamp 130b, it is possible to prevent uneven heating with respect to the central portion, and to perform high-quality processing. In addition, the use of the large-diameter lamp 130a near the center where the temperature tends to rise relatively easily requires one lamp 13a.
At 0a, a wide irradiation area can be obtained. Therefore, the number of lamps 130 near the center can be reduced, and power consumption can be reduced. In the present embodiment, the above-described problem is solved by using lamps 130 having different diameters and changing the input power.

【００６９】なお、溝１４６の配置は同心円状に配置さ
れることに限定されず、上述したような条件を満たして
いるのであればその他の配置状態でもよく、例えば、直
線状や、渦巻状に配置されてもよい。また、本実施例で
はリフレクタ１４１の反射部１４２の形状が円であるた
め、ランプ光の照射領域は円である。しかし、被処理体
Ｗの中心部に照射面積の広いランプ、端部に照射面積が
小さいランプを配置するといった概念から考えると、ラ
ンプ１３０は照射領域において限定を有するものではな
い。例えば、照射領域が三角形になるようにリフレクタ
１４１の反射部１４２の形状を変化させても良い。ラン
プ光の照射領域の形状は三角形に限定されず、正方形、
６角形のその他の多角形であってもよい。また、これと
同様な作用を奏するいかなる照射方法をも適用すること
ができる。The arrangement of the grooves 146 is not limited to the concentric arrangement, but may be any other arrangement as long as the above-described conditions are satisfied. For example, the arrangement may be linear or spiral. It may be arranged. Further, in this embodiment, since the shape of the reflector 142 of the reflector 141 is a circle, the irradiation area of the lamp light is a circle. However, considering the concept of arranging a lamp with a large irradiation area at the center of the workpiece W and a lamp with a small irradiation area at the end, the lamp 130 has no limitation in the irradiation area. For example, the shape of the reflector 142 of the reflector 141 may be changed so that the irradiation area becomes a triangle. The shape of the irradiation area of the lamp light is not limited to a triangle, but a square,
Other polygons such as a hexagon may be used. In addition, any irradiation method having the same effect can be applied.

【００７０】以下、溝１４６の形状について説明する。
溝１４６はランプ１３０と同一な形状を有し、ランプ１
３０の電極部１３２を収納する部分１４６ｃと、中間部
１３４を収納する部分１４６ｄと、リフレクタ１４１を
収納する部分１４６ｅからなる。部分１４６ｃは電極部
１３２と、図８には図示されて図１０及び図１１には図
示されないランプドライバ３１０とを接続すると共に、
両者の間を封止する封止部１４６ｃとしても機能する。Hereinafter, the shape of the groove 146 will be described.
The groove 146 has the same shape as the lamp 130,
A portion 146c for housing the 30 electrode portions 132, a portion 146d for housing the intermediate portion 134, and a portion 146e for housing the reflector 141. The portion 146c connects the electrode portion 132 to the lamp driver 310 shown in FIG. 8 and not shown in FIGS. 10 and 11, and
It also functions as a sealing portion 146c that seals between them.

【００７１】溝１４６はランプ１３０及びリフレクタ１
４１が内接する部分に各々ランプ１３０及びリフレクタ
１４１に対応するねじ山（めねじ）１４７が形成されて
いる。本実施例において、ねじ山１４７はランプ１３０
と適合するような三角ねじであって、略三角のねじ山が
形成される。なお、ねじ山の形状はかかる形状に限定さ
れるものではなく、ランプ１３０及びリフレクタ１４１
のねじ山１３１が四角ねじ又は台形ねじ等であるなら、
溝１４６のねじ山１４４もそれに対応して形成される。
なお、溝１４６はランプ１３０が熱膨張したときに、ラ
ンプ１３０と最適に一致するようにねじ山１４４が形成
される。即ち、ランプ１３０が通常の形態（熱膨張して
いない状態）であるとき、溝１４６に形成されたねじ山
１４７の外径、内径、及びねじ山のピッチは、ランプ１
３０及びリフレクタ１４１のねじ山の外径、内径、及び
ねじ山のピッチより若干大きい寸法を有する。但し、か
かる寸法の差はランプ１３０及びリフレクタ１４１の挿
入及び溝１４６との係合を妨げない程度のものである。The groove 146 is provided for the lamp 130 and the reflector 1
Threads (female threads) 147 corresponding to the lamp 130 and the reflector 141 are formed in a portion where the 41 is inscribed. In this embodiment, the thread 147 is
And a substantially triangular thread is formed. Note that the shape of the thread is not limited to such a shape, and the lamp 130 and the reflector 141 may be used.
If the screw thread 131 is a square screw or a trapezoidal screw,
The thread 144 of the groove 146 is formed correspondingly.
The groove 146 is formed with a thread 144 so as to be optimally matched with the lamp 130 when the lamp 130 thermally expands. That is, when the lamp 130 is in a normal form (in a state where it is not thermally expanded), the outer diameter, the inner diameter, and the pitch of the thread 147 formed in the groove 146 are the same as those of the lamp 1.
30 and the dimensions of the outer diameter and inner diameter of the threads of the reflector 141 and slightly larger than the pitch of the threads. However, such a difference in dimension is such that the insertion of the lamp 130 and the reflector 141 and the engagement with the groove 146 are not hindered.

【００７２】上述した構成において、溝１４６とランプ
１３０及びリフレクタ１４１はナットとボルトの関係で
ある。即ち、ランプ保持部１４５はランプ１３０を回転
しながら溝１４６に挿入し、その後リフレクタ１４１を
回転しながら溝１４６に挿入することでねじ山が互いに
係合し、ランプ１３０及びリフレクタ１４１を保持す
る。ランプ１３０及びリフレクタ１４１が通常の形態
（熱膨張していない）であるとき、ランプ１３０及びリ
フレクタ１４１と溝１４６の対応するねじ山は重力方向
の面において接触している。即ち、ランプ１３０及びリ
フレクタ１４１と溝１４６はねじ山において常に接触面
積を確保している。In the above-described configuration, the groove 146, the lamp 130, and the reflector 141 are in a relation between a nut and a bolt. That is, the lamp holding unit 145 inserts the lamp 130 into the groove 146 while rotating, and then inserts the reflector 141 into the groove 146 while rotating, so that the threads are engaged with each other to hold the lamp 130 and the reflector 141. When the lamp 130 and the reflector 141 are in a normal configuration (not thermally expanded), the corresponding threads of the lamp 130 and the reflector 141 and the groove 146 are in contact in the direction of gravity. That is, the lamp 130, the reflector 141, and the groove 146 always secure a contact area in the thread.

【００７３】本発明において、かかる接触面積はランプ
１３０及びリフレクタ１４１を保持するために必要であ
ると同時に、以下の欠点を解決するものである。従来の
ランプ保持部の溝はランプと同様な円筒形を有してお
り、ランプの熱膨張を考慮してランプが膨張により最大
となる時に溝とランプが一致するように形成されてい
た。即ち、従来ではランプが完全に膨張しきっていない
ときには、溝との接触面積が少なくランプを冷却するた
めにランプ保持部に配置されている冷却管の冷却効率を
低下するという欠点を有したが、本実施例ではそれを解
決している。In the present invention, such a contact area is necessary for holding the lamp 130 and the reflector 141, and also solves the following disadvantages. The groove of the conventional lamp holding portion has a cylindrical shape similar to the lamp, and is formed so that the groove and the lamp coincide with each other when the lamp is maximized by expansion in consideration of the thermal expansion of the lamp. That is, conventionally, when the lamp was not completely expanded, the contact area with the groove was small, and the cooling efficiency of the cooling pipe arranged in the lamp holding portion was reduced in order to cool the lamp. This embodiment solves that problem.

【００７４】また、溝１４６のねじ山１４４はランプ１
３０及びリフレクタ１４１のねじ山より若干大きく形成
されているため、溝１４６とランプ１３０及びリフレク
タ１４１には多少の空間を形成する。ランプ１３０が加
熱され熱膨張しているとき、溝１４６とランプ１３０及
びリフレクタ１４１は一致するように形成されており、
かかる空間によりランプ１３０の膨張を可能とする。The thread 144 of the groove 146 is
The groove 146 and the lamp 130 and the reflector 141 have some space because they are slightly larger than the threads of the reflector 30 and the reflector 141. When the lamp 130 is heated and thermally expanded, the groove 146 is formed so that the lamp 130 and the reflector 141 coincide with each other.
Such a space allows the lamp 130 to expand.

【００７５】かかる構成のランプ保持部１４５の溝１４
６とランプ１３０及びリフレクタ１４１の関係は、更に
以下に示すような長所を有する。上記のようにランプ１
３０の投入電力をランプ１３０ａとランプ１３０ｂで変
化させると、高出力ランプは低出力ランプよりも短命に
なる。これは、高出力ランプの方がランプ内部が高温と
なるためハロゲンサイクルが成立しなくなり、フィラメ
ント１３７が細くなりランプ寿命を短くする等の要因に
よって生じるものである。即ち、ランプ１３０ｂはラン
プ１３０ａよりも短命になる。同様に、高出力ランプ用
リフレクタは低出力ランプ用リフレクタよりも短命にな
る。これは、高出力ランプの方がランプ内部が高温とな
るため、リフレクタ１４１のＡｌ材コーティングの分子
材料の中に高温になると下地金属と相互に拡散しあって
合金を作る性質があり、かかる合金が反射率の低下を引
き起こす。即ち、リフレクタ１４１ｂはリフレクタ１４
１ａより短命となる。The groove 14 of the lamp holding portion 145 having such a configuration
6 and the relationship between the lamp 130 and the reflector 141 have the following advantages. Lamp 1 as above
When the input power of 30 is changed by the lamps 130a and 130b, the high-power lamp has a shorter life than the low-power lamp. This is caused by factors such as a high power lamp having a higher temperature inside the lamp, so that the halogen cycle is not established, the filament 137 becomes thinner and the lamp life is shortened. That is, the lamp 130b has a shorter life than the lamp 130a. Similarly, high power lamp reflectors are shorter lived than low power lamp reflectors. This is because a high-power lamp has a higher temperature inside the lamp, and when the temperature becomes higher in the molecular material of the Al material coating of the reflector 141, it diffuses with the underlying metal to form an alloy. Causes a decrease in reflectance. That is, the reflector 141b is
Shorter life than 1a.

【００７６】従来のランプハウスは、寿命切れとなった
ランプハウス周辺のランプとリフレクタを交換するため
に、未だ使用可能なランプハウス中央のランプとリフレ
クタをも含めたランプハウスを一体的に交換しなければ
ならなくなり、不経済であるという欠点を有していた。
本実施例におけるランプ１３０及びリフレクタ１４１と
溝１４６は、各々が外接する部分にねじ山を形成するこ
とで、各々任意にランプ保持部１４５より着脱ができ
る。よって使用不可能となったランプ又は／及びリフレ
クタだけの交換が可能であり、経済的に好ましいと長所
を有する。また、ランプハウス全体を交換することは作
業が煩雑であり、メンテナンス性を低下させるという欠
点を有するが、本発明はかかる欠点を解決している。In the conventional lamp house, in order to replace the lamp and the reflector around the lamp house whose life has expired, the lamp house including the lamp and the reflector at the center of the lamp house which can still be used is integrally replaced. And had the disadvantage of being uneconomical.
The lamp 130, the reflector 141, and the groove 146 in the present embodiment can be freely attached and detached from the lamp holding unit 145 by forming a screw thread in a portion that circumscribes each of them. Therefore, it is possible to replace only the lamps and / or reflectors that have become unusable, which is advantageous in terms of economy. Replacing the entire lamp house has the disadvantage of complicating the operation and lowering the maintainability, but the present invention solves this disadvantage.

【００７７】なお、本実施例のランプ１３０及びリフレ
クタ１４１の形状は例示的であり、本発明のランプ１３
０又は／及びリフレクタ１４１はランプ保持部１４５に
対して各々単独で着脱可能であることに足りるものであ
る。例えば、ランプ１３０は電極部１３２にのみねじ山
を設けられてもよい。しかしながら、本実施形態のよう
にランプ１３０の全体にねじ山を施すことは、上述した
ように冷却効果をあげる上で好ましいという効果を有す
る。The shapes of the lamp 130 and the reflector 141 of the present embodiment are illustrative, and
It suffices that the 0 and / or the reflector 141 can be independently attached to and detached from the lamp holding section 145. For example, the lamp 130 may be provided with a thread only on the electrode part 132. However, applying a thread to the entire lamp 130 as in the present embodiment has an effect that it is preferable to increase the cooling effect as described above.

【００７８】また、図１５乃至図１６を参照するリフレ
クタ１４１はランプ保持部１４５に対してネジ等の接続
部材を用いて接合されても良い。ここで、図１５は、図
１３に示すリフレクタ１４１の変形例であるリフレクタ
１４１ｃを示した概略側面図である。図１６は、図１５
に示すリフレクタ１４１の概略定面図である。リフレク
タ１４１ａは反射部１４２ａを有し、ランプ１３０の発
光部１３６をかかる反射部１４２ａに挿入するための開
口１４３ｃとランプ光が射出される開口１４３ｄが形成
されている。リフレクタ１４１ａは開口１４３ｃ側を幅
広に形成し、かかる幅広の部分にスルーホールを有し、
かかるスルーホールを介しネジ等でランプ保持部１４５
に取り付けられる。かかる構成であってもリフレクタ１
４１を容易に取り外し可能であることが理解されるであ
ろう。The reflector 141 shown in FIGS. 15 and 16 may be joined to the lamp holder 145 using a connecting member such as a screw. Here, FIG. 15 is a schematic side view showing a reflector 141c which is a modification of the reflector 141 shown in FIG. FIG.
FIG. 4 is a schematic front view of a reflector 141 shown in FIG. The reflector 141a has a reflection part 142a, and is formed with an opening 143c for inserting the light emitting part 136 of the lamp 130 into the reflection part 142a and an opening 143d for emitting lamp light. The reflector 141a has a wide opening 143c side, and has a through hole in such a wide portion.
The lamp holding part 145 is screwed through the through hole.
Attached to. Even with such a configuration, the reflector 1
It will be appreciated that 41 is easily removable.

【００７９】隔壁１４８は図１０及び図１１に示すよう
に、同心円上に整列する複数の隣接する溝１４６の間に
配置されている。隔壁１４８には、隔壁１４８に沿って
一対の冷却管（水冷管）１４８ａ及び１４８ｂが内接さ
れている（なお、冷却管１４９は冷却管１４９ａ及び冷
却管１４９ｂを総括するものとする）。より詳細には、
冷却管１４９ａはランプ１３０の電極部１３２に対応す
る場所に位置し、冷却管１４９ｂはランプ１３０の発光
部１３６及びリフレクタ１４１に対応する場所に位置す
る。As shown in FIGS. 10 and 11, the partition 148 is disposed between a plurality of adjacent grooves 146 which are arranged concentrically. A pair of cooling pipes (water cooling pipes) 148a and 148b are inscribed along the partition wall 148 along the partition wall 148 (the cooling pipe 149 is a general term for the cooling pipe 149a and the cooling pipe 149b). More specifically,
The cooling pipe 149 a is located at a location corresponding to the electrode part 132 of the lamp 130, and the cooling pipe 149 b is located at a location corresponding to the light emitting part 136 and the reflector 141 of the lamp 130.

【００８０】冷却管１４９は図示しない温度制御機構に
接続される。温度制御機構は、例えば、制御部と、温度
センサ又は温度計と、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、例えば、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、温度センサ又は温度計はランプ１３０の電極部１３
２、及び発光部１３６又はリフレクタ１４１の壁面温度
を測定する。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１
４９を流れる水温を調節することができる。The cooling pipe 149 is connected to a temperature control mechanism (not shown). The temperature control mechanism has, for example, a control unit, a temperature sensor or a thermometer, and a heater, and is supplied with cooling water from a water source such as tap water. Other types of refrigerants (alcohol, Galden, Freon, etc.) may be used instead of the cooling water. As the temperature sensor, for example, a well-known sensor such as a PTC thermistor, an infrared sensor, and a thermocouple can be used.
2, and the wall temperature of the light emitting unit 136 or the reflector 141 is measured. 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 cooling pipe 1
The temperature of the water flowing through 49 can be adjusted.

【００８１】冷却管１４９ａは、電極１３３がモリブデ
ンから構成される場合は、モリブデンの酸化による電極
部１３３、及び封止部１４３ｃの破壊を防止するために
電極部１３２の温度を３５０℃以下に維持する必要があ
る。また、冷却管１４９ｂは、中間部１３４及び発光部
１３６がハロゲンサイクルを維持するように発光部１３
４の温度を２５０乃至９００℃に維持する必要がある。
ここで、ハロゲンサイクルとは、フィラメント１３７を
構成するタングステンが蒸発しハロゲンガスと反応し、
タングステン−ハロゲン化合物が生成され、ランプ１３
０内を浮遊する。ランプ１３０が２５０乃至９００℃に
維持された場合、タングステン−ハロゲン化合物はその
状態を維持する。また、対流によって、タングステン−
ハロゲン化合物がフィラメント１３７付近に運ばれる
と、高温のためにタングステンとハロゲンガスに分解さ
れる。その後、タングステンはフィラメント１３７に沈
殿し、ハロゲンガスは再び同じ反応を繰り返すことであ
る。なお、ランプ１３０は、一般に、９００℃を超える
と失透（発光部１３４が白くなる現象）が発生し、２５
０℃を下回ると黒化（タングステン−ハロゲン化合物が
ランプ１３０の内壁に付着し黒くなる現象）が発生す
る。更に、リフレクタ１４１は反射部１４２にコートさ
れたコーティングの材料分子には高温になると下地金属
と相互に拡散しあって合金を作る性質がある。これが反
射部１４２の反射率の低下につながるため、リフレクタ
を所定の温度以下に維持する必要がある（例えば、Ｎｉ
メッキが施されている場合、３００℃以下が好まし
い）。When the electrode 133 is made of molybdenum, the cooling pipe 149a keeps the temperature of the electrode part 132 at 350 ° C. or lower in order to prevent the electrode part 133 and the sealing part 143c from being broken by molybdenum oxidation. There is a need to. Further, the cooling pipe 149b is connected to the light emitting section 13 so that the intermediate section 134 and the light emitting section 136 maintain the halogen cycle.
4 must be maintained at 250-900 ° C.
Here, the halogen cycle means that the tungsten constituting the filament 137 evaporates and reacts with the halogen gas,
A tungsten-halogen compound is generated, and the lamp 13
Floating in 0. When the lamp 130 is maintained at 250 to 900 ° C., the tungsten-halogen compound maintains that state. Also, by convection, tungsten-
When the halogen compound is carried near the filament 137, it is decomposed into tungsten and halogen gas due to the high temperature. Thereafter, tungsten precipitates on the filament 137, and the halogen gas repeats the same reaction again. In general, when the temperature of the lamp 130 exceeds 900 ° C., devitrification (a phenomenon in which the light emitting portion 134 becomes white) occurs, and
If the temperature is lower than 0 ° C., blackening (a phenomenon in which a tungsten-halogen compound adheres to the inner wall of the lamp 130 and turns black) occurs. Further, in the reflector 141, the material molecules of the coating applied to the reflecting portion 142 have a property of mutually diffusing with the underlying metal at a high temperature to form an alloy. Since this leads to a decrease in the reflectance of the reflecting portion 142, it is necessary to maintain the reflector at a predetermined temperature or lower (for example, Ni
When plating is applied, the temperature is preferably 300 ° C. or lower).

【００８２】本実施例では、冷却管１４９ａをハロゲン
サイクルの範囲温度及びモリブデンの酸化防止の共通温
度、好ましくは２５０乃至３５０℃、冷却管１４９ｂを
ハロゲンサイクルの範囲温度及びリフレクタ１４１のコ
ーティング層の保護の共通温度、好ましくは２５０乃至
３００℃に維持する。In this embodiment, the cooling pipe 149a is set at a temperature in the range of the halogen cycle and a common temperature for preventing the oxidation of molybdenum, preferably 250 to 350 ° C. Is maintained at a common temperature, preferably 250-300 ° C.

【００８３】本実施例では、ランプ１３０は失透及び黒
化の発生を抑えることができる。また、電極１３３のモ
リブデンの酸化により電極部１３２及び封止部１４３ｃ
が破損することを防止する。また、リフレクタ１４１の
コーティング層を保護し、反射率の低下を抑制する。従
って、かかる冷却管１４９はランプ１３０及びリフレク
タの寿命を長くするといった長所を有し、経済的に優れ
ている。なお、溝１４６とランプ１３０及びリフレクタ
１４１との接触面積は上述したように従来より大きく、
冷却効率を十分に得ることが可能である。In this embodiment, the lamp 130 can suppress the occurrence of devitrification and blackening. Further, the molybdenum of the electrode 133 is oxidized to form the electrode portion 132 and the sealing portion 143c.
To prevent damage. In addition, it protects the coating layer of the reflector 141 and suppresses a decrease in reflectance. Therefore, the cooling pipe 149 has an advantage of extending the life of the lamp 130 and the reflector, and is economically excellent. In addition, the contact area between the groove 146 and the lamp 130 and the reflector 141 is larger than that of the related art as described above.
It is possible to obtain sufficient cooling efficiency.

【００８４】なお、当該周知の空冷機構、例えばブロア
によって強制的に発光部１３６及びリフレクタ１４１を
冷却するような方法を使用しても良い。更に、例示的
に、隔壁１４８に封止部１４３ｃ及びリフレクタ１４１
を冷却可能な共通の冷却管を設けた冷却方法も考えられ
る。かかる構成においては、冷却管はモリブデンの酸化
防止、ハロゲンサイクル範囲、及び反射部１４２のコー
ティング層の保護の為の共通な温度、例えば２５０乃至
３００℃になるように冷却される。このような構成であ
っても、上述した冷却管１４９と同様な効果を得ること
ができる。It is to be noted that a known air cooling mechanism, for example, a method of forcibly cooling the light emitting unit 136 and the reflector 141 by a blower may be used. Furthermore, for example, the sealing portion 143 c and the reflector 141 are provided on the partition wall 148.
A cooling method provided with a common cooling pipe capable of cooling the cooling medium is also conceivable. In such a configuration, the cooling tubes are cooled to a common temperature, such as 250-300 ° C., for protecting the molybdenum from oxidation, the halogen cycle range, and the coating of the reflector 142. Even with such a configuration, the same effect as that of the cooling pipe 149 described above can be obtained.

【００８５】次に、図８、図１７を参照して放射温度計
２００を説明する。ここで、図１７は放射温度計２００
及びその近傍の処理室１１０の概略拡大断面図である。
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。但し、本発明は放射温度計２
００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。Next, the radiation thermometer 200 will be described with reference to FIGS. Here, FIG.
FIG. 2 is a schematic enlarged sectional view of a processing chamber 110 in the vicinity thereof.
The radiation thermometer 200 is provided on the opposite side of the lamp 130 with respect to the workpiece W. However, the present invention relates to a radiation thermometer 2
This does not exclude a structure in which 00 is provided on the same side as the lamp 130.

【００８６】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。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.

【００８７】放射温度計２００はセンサロッド２１０
と、フィルタ２２０と、放射検出器２３０とを有し、か
かる貫通孔１１５よりフィルタ２３０を介し放射検出器
２２０に接続されたセンサロッド２１０を処理空間内に
突出させている。センサロッド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。The radiation thermometer 200 has a sensor rod 210
, A filter 220, and a radiation detector 230, and the sensor rod 210 connected to the radiation detector 220 via the filter 230 is protruded into the processing space from the through hole 115. The sensor rod 210 is connected to the processing chamber 110.
Is sealed by an O-ring 190 through a through-hole 115 provided in a bottom portion 114 of the base. This allows
The processing chamber 110 can maintain a reduced-pressure environment inside the processing chamber 110 regardless of the through-hole 115.

【００８８】本実施例の後述する温度測定方法では、チ
ョッパ及び当該チョッパを回転駆動するためのモータ等
を省略することが可能であり、必要最低限の比較的安価
な構成を採用している。放射温度計２００は被処理体Ｗ
の温度を測定しかかる温度を制御部３００に送信するこ
とで、被処理体Ｗに所定の温度で熱処理を行うことを可
能としている。なお、放射温度計２００は演算部を有し
てもよく、制御部３００又は演算部のどちらかを用いて
放射温度計２００の制御を行うかは選択的である。かか
る放射温度計２００は上述した本発明の一側面である放
射温度計１０であって、重複する部分の説明は省略す
る。In the temperature measurement method described later in this embodiment, the chopper and the motor for driving the chopper to rotate can be omitted, and a relatively inexpensive minimum required configuration is employed. The radiation thermometer 200
By transmitting the measured temperature to the control unit 300, the object to be processed W can be heat-treated at a predetermined temperature. Note that the radiation thermometer 200 may include a calculation unit, and whether to control the radiation thermometer 200 using either the control unit 300 or the calculation unit is optional. The radiation thermometer 200 is the radiation thermometer 10 according to one aspect of the present invention described above, and the description of overlapping parts will be omitted.

【００８９】センサロッド２１０は石英製ロッドより構
成される。図１７を参照するに、センサロッド２１０は
一の端部２１４をフィルタ２２０を介し放射検出器２３
０へ接続し、他方の端部２１２を貫通孔１１５より突出
させ被処理体Ｗの近傍に配置する。図１０によく示され
るように、センサロッド２１０の端部２１２は、光を遮
断するドーム形状の遮蔽部２１６より被処理体Ｗを含め
た空間２１８を形成し、かかる空間２１８内部にセンサ
ロッド２１０の端部２１２が配置されるように構成され
る。遮蔽部２１６は、例えば断面Ｕ字型の形状を有し、
Ｕ字型の開口側を気密的に被測定体に接触させることで
処理室１１０とは異なる雰囲気形成し、迷光を遮断す
る。The sensor rod 210 is composed of a quartz rod. Referring to FIG. 17, the sensor rod 210 has one end 214 connected to the radiation detector 23 through the filter 220.
0, and the other end 212 protrudes from the through-hole 115 and is disposed near the workpiece W. As shown in FIG. 10, the end 212 of the sensor rod 210 forms a space 218 including the object to be processed W from a dome-shaped shielding portion 216 that blocks light. Is configured to be disposed. The shielding portion 216 has, for example, a U-shaped cross section,
By bringing the U-shaped opening side into airtight contact with the object to be measured, an atmosphere different from that of the processing chamber 110 is formed, and stray light is blocked.

【００９０】従来では迷光にともなうノイズにより測定
精度を下げる原因となっていたが、本実施例は遮光部２
１６で別雰囲気を形成し迷光を遮蔽することで処理室１
１０の空間内に単にセンサロッド２１０を配置するより
も迷光の影響を下げることができる。よって、被測定体
の温度を精度よく測定することが可能となり、生産性能
の安定性及び再現性を高めることができ、高精度な熱処
理及び当該熱処理を施した高品質なウェハを提供するこ
とが可能となる。また、センサロッド２１０は任意の可
動機構を有してもよく、例えば必要な温度測定のときの
みセンサロッド２１０を被処理体Ｗに接触させ温度測定
し、温度測定をしないときには退避動作を可能にする構
成であってもよい。かかる構成は、例えば後述するガス
処理及び被処理体の回転に際して、センサロッド２１０
が被処理体のガス処理及び被処理体の回転を妨げないよ
うにすることができる。また、上述したように回転リン
グ１５０内にセンサロッド２１０を設け、被処理体のガ
ス処理及び回転を妨げないようにすることも可能であ
る。In the prior art, noise caused by stray light has caused a decrease in measurement accuracy.
At 16, another atmosphere is formed and stray light is shielded so that the processing chamber 1
The influence of stray light can be reduced as compared with the case where the sensor rod 210 is simply arranged in the space 10. Therefore, it is possible to accurately measure the temperature of the object to be measured, to improve the stability and reproducibility of the production performance, and to provide a high-precision heat treatment and a high-quality wafer subjected to the heat treatment. It becomes possible. Further, the sensor rod 210 may have an arbitrary movable mechanism. For example, only when necessary temperature measurement, the sensor rod 210 is brought into contact with the workpiece W to measure the temperature. The configuration may be as follows. Such a configuration is used, for example, when gas processing and rotation of the object to be described
Can prevent gas treatment of the object to be processed and rotation of the object to be processed. Further, as described above, the sensor rod 210 can be provided in the rotating ring 150 so as not to hinder the gas processing and rotation of the object to be processed.

【００９１】フィルタ２２０はセンサロッド２１０と放
射検出器２３０の間に位置し、放射検出器２３０へ導入
される放射光を波長によって制限する機能を有する。再
び、図４を参照するに、石英基板は、４．５乃至７．４
μｍ又は９．０乃至１９．０μｍの波長領域は高放射率
を示していることが容易に理解される。かかる領域にお
いて、一の波長を選択しフィルタ２２０を介し透過させ
ることで、後述する放射検出器２００には、高放射率か
つ低ノイズである波長を通過させることが可能となる。
なお、図５より、ＳｉＣ基板は４．３乃至１０．５μｍ
及び１２．５乃至２０．０μｍの波長領域において、高
反射率を示している。更に、図６より、ＡｌＮ基板は
５．０乃至１１．０μｍ及び１７．０乃至２５．０μｍ
の波長領域において、高反射率を示している。ＳｉＣ基
板及びＡｌＮ基板においても、かかる領域において、一
の波長を選択しフィルタ２２０を介し透過させること
で、後述する放射検出器２００には、高放射率かつ低ノ
イズである波長を通過させることが可能となる。The filter 220 is located between the sensor rod 210 and the radiation detector 230 and has a function of restricting the radiation introduced to the radiation detector 230 by wavelength. Referring again to FIG. 4, the quartz substrate is 4.5 to 7.4.
It is easily understood that the wavelength region of μm or 9.0 to 19.0 μm shows a high emissivity. In this region, by selecting one wavelength and transmitting the selected wavelength through the filter 220, it becomes possible for the radiation detector 200 described later to pass a wavelength having a high emissivity and low noise.
From FIG. 5, the SiC substrate is 4.3 to 10.5 μm.
And a high reflectance in the wavelength range of 12.5 to 20.0 μm. Further, from FIG. 6, the AlN substrates are 5.0 to 11.0 μm and 17.0 to 25.0 μm.
In the wavelength region of, a high reflectance is shown. Also in the SiC substrate and the AlN substrate, by selecting one wavelength and transmitting the same through the filter 220 in such a region, the radiation detector 200 described below can pass a wavelength having high emissivity and low noise. It becomes possible.

【００９２】放射検出器２２０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）を
表す電気信号に変換して制御部３００に送る。なお、放
射検出器２２０は図示しない演算回路を備えても良く、
放射検出器２２０にて温度を算出する構成としても良
い。[0092] radiation detector 220 includes an imaging lens (not shown), Si photocell, comprising an amplifier circuit, the voltage radiation incident on the imaging lens, that is, an electric signal representing the radiation intensity E 1 (T) below The data is converted and sent to the control unit 300. Note that the radiation detector 220 may include an arithmetic circuit (not shown).
The temperature may be calculated by the radiation detector 220.

【００９３】なお、上述した温度測定方法は被処理体の
温度計測のみに限定されるものではなく、例えば石英製
のウインドウ１２０の温度測定に利用してもよい。ま
た、適用可能な材料も上述の部材に限定されず、材料の
放射特性を知り得るものであるならば全てに適用化ので
あることは言うまでもない。The above-described temperature measuring method is not limited to the temperature measurement of the object to be processed, but may be used for measuring the temperature of the window 120 made of quartz, for example. In addition, applicable materials are not limited to the above-described members, and it goes without saying that any applicable material can be used as long as the radiation characteristics of the material can be known.

【００９４】以上、上述の実施形態では遮光部２１６を
用いて迷光を遮蔽した測定空間２１８を形成したが、こ
れらの形態は必要に応じて適宜変更することができる。
例えば、図１８に示すような熱源を被処理体Ｗに対して
下側に有する熱処理装置４００、例えば、成膜装置にも
適用することができる。ここで、図１８は、本発明の別
の温度測定の形態を示す熱処理装置４００の概略断面図
である。熱処理装置４００は、処理室４１０と、載置台
４２０と、ウインドウ４３０と、加熱部４４０と、シャ
ワーヘッド４５０と、放射温度計４６０とを有し、被処
理体Ｗに所定の処理、例えば成膜処理を行う。As described above, in the above-described embodiment, the measurement space 218 in which stray light is shielded by using the light-shielding portion 216 is formed, but these forms can be appropriately changed as needed.
For example, the present invention can be applied to a heat treatment apparatus 400 having a heat source as shown in FIG. Here, FIG. 18 is a schematic sectional view of a heat treatment apparatus 400 showing another form of temperature measurement of the present invention. The heat treatment apparatus 400 includes a processing chamber 410, a mounting table 420, a window 430, a heating unit 440, a shower head 450, and a radiation thermometer 460. Perform processing.

【００９５】図１８を参照するに、処理室４１０の内部
には被処理体Ｗを載置する載置台４２０が配置される。
本実施形態において、載置台４２０には後述する放射温
度計４６０のセンサロッド４６２を挿入可能、かつ、測
定空間として機能する領域４２２が形成されている。図
１８及び図１９によく示されるように、領域４２２は被
処理体Ｗが載置される側から載置台４２０の側面に向か
って貫通した略Ｌ字形状の領域（開放空間）として形成
されている。ここで、図１９は、図１８に示す熱処理装
置４００の載置台４２０及びその近傍を示す拡大断面図
である。但し、領域４２２の形状はかかる記載に限定さ
れず、後述するような測定空間、並びに、放射温度計４
６０のセンサロッド４６２を挿入可能な領域として形成
されるに足りるものである。Referring to FIG. 18, a mounting table 420 on which a workpiece W is mounted is disposed inside the processing chamber 410.
In the present embodiment, an area 422 into which the sensor rod 462 of the radiation thermometer 460 described later can be inserted and which functions as a measurement space is formed in the mounting table 420. 18 and 19, the region 422 is formed as a substantially L-shaped region (open space) penetrating from the side on which the workpiece W is placed toward the side surface of the mounting table 420. I have. Here, FIG. 19 is an enlarged sectional view showing the mounting table 420 of the heat treatment apparatus 400 shown in FIG. 18 and the vicinity thereof. However, the shape of the region 422 is not limited to this description, and the measurement space and the radiation thermometer 4 described later are used.
It is sufficient to form a region into which 60 sensor rods 462 can be inserted.

【００９６】処理室４１０の底部には気密的に接続され
た石英製のウインドウ４２０が接続され、かかるウイン
ドウ４２０を介して加熱手段としての加熱部４４０が備
えられる。加熱部４４０は複数のランプ４４２を有し、
載置台４３０上に載置した被処理体Ｗを載置台４２０側
から間接的に加熱可能に構成されている。また、処理室
４１０上部にはシャワーヘッド４５０が配置されてい
る。シャワーヘッド４５０は、例えば、ソースガスに接
続された図示しない第１のシャワー室と酸素などからな
る酸化ガスに接続された第２のシャワー室とを有する。
シャワーヘッド４５０の第１のシャワー室ではソースガ
スを含む所定のガスが混合され、そして、第１のシャワ
ー室で混合されたガスは図示しないノズルより処理室４
１０内に吐出される。また、処理室４１０内は図示しな
い排気口より、例えば真空ポンプなどで真空排気され、
所定の真空度とすることができる。A window 420 made of quartz which is airtightly connected is connected to the bottom of the processing chamber 410, and a heating section 440 as a heating means is provided through the window 420. The heating unit 440 has a plurality of lamps 442,
The target object W mounted on the mounting table 430 can be indirectly heated from the mounting table 420 side. Further, a shower head 450 is disposed above the processing chamber 410. The shower head 450 has, for example, a first shower room (not shown) connected to a source gas and a second shower room connected to an oxidizing gas such as oxygen.
In the first shower room of the shower head 450, a predetermined gas containing a source gas is mixed, and the gas mixed in the first shower room is supplied from a nozzle (not shown) to the processing chamber 4 by a nozzle (not shown).
It is discharged into 10. The inside of the processing chamber 410 is evacuated from an exhaust port (not shown) by, for example, a vacuum pump or the like.
The predetermined degree of vacuum can be set.

【００９７】放射温度計４６０はセンサロッド４６２
と、フィルタ４６４と、検出器４６６とを有し、上述し
た形態の放射温度計２００と同一の構成であり、重複す
る説明は省略する。本実施形態において、放射温度計４
６０は処理室４１０の外部に位置し、センサロッド４６
２のみを処理室４１０内の所定の位置に挿入している。
より特定的には、処理室４１０内に挿入されたセンサロ
ッド４６２は、上述した載置台４２０の空間４２２に側
面方向から挿入されており、センサロッド４６２の先端
４６２ａが被処理体Ｗから放射される熱放射光を入射可
能な位置まで挿入されている。また、図１９によく示さ
れるように、本実施形態のセンサロッド４６２はその軸
方向に対し略直交する方向に位置する被処理体Ｗから放
射される熱放射光を効率よく検出器に伝達するための工
夫が施されている。例えば、センサロッド４６２は、そ
の先端４６２ａの断面が法線方向に関し４５°に切断さ
れている。The radiation thermometer 460 has a sensor rod 462.
, A filter 464, and a detector 466, and have the same configuration as the radiation thermometer 200 of the above-described embodiment, and a duplicate description will be omitted. In the present embodiment, the radiation thermometer 4
60 is located outside the processing chamber 410 and the sensor rod 46
Only 2 is inserted into a predetermined position in the processing chamber 410.
More specifically, the sensor rod 462 inserted into the processing chamber 410 is inserted into the space 422 of the mounting table 420 from the side, and the tip 462a of the sensor rod 462 is radiated from the workpiece W. The heat radiation is inserted to a position where it can enter. Further, as shown in FIG. 19, the sensor rod 462 of the present embodiment efficiently transmits the heat radiation emitted from the workpiece W positioned in a direction substantially orthogonal to the axial direction to the detector. Ingenuity has been applied. For example, the sensor rod 462 has a tip 462a whose cross section is cut at 45 ° with respect to the normal direction.

【００９８】かかる構成において、領域４２２は被処理
体Ｗと載置台４２０、及びセンサロッド４２０により確
定された空間４２３を形成している。これはすなわち、
本発明の迷光を遮蔽可能な測定空間に他ならず、上述し
た放射温度計１０と同様な作用を奏することは容易に理
解されるであろう。即ち、かかる構成であっても、セン
サロッド４６２に入射する迷光の影響を低減することが
できる。よって、本発明の放射温度計４６２によれば、
被処理体Ｗの温度を精度よく測定することが可能とな
り、生産性能の安定性及び再現性を高めることができ、
高精度な熱処理及び当該熱処理を施した高品質なウェハ
を提供することが可能となる。In this configuration, the region 422 forms a space 423 defined by the object W, the mounting table 420, and the sensor rod 420. This means that
It will be easily understood that the present invention has the same operation as the radiation thermometer 10 described above, except for the measurement space capable of shielding stray light. That is, even with such a configuration, the effect of stray light incident on the sensor rod 462 can be reduced. Therefore, according to the radiation thermometer 462 of the present invention,
It is possible to accurately measure the temperature of the workpiece W, and to improve the stability and reproducibility of the production performance,
It is possible to provide a high-precision heat treatment and a high-quality wafer subjected to the heat treatment.

【００９９】なお、本実施形態の迷光を遮蔽した空間に
おける温度測定を可能とする放射温度計は上述した放射
温度計２００及び４６０に限定されず、当該周知のいか
なる放射温度計を使用しても同様の作用を得ることがで
きることは言うまでもない。しかしながら、本発明の放
射温度計２００を使用することは、装置の簡略化に寄与
することができる。また、説明のおいて、放射温度計２
００及び４６０は一のみを使用する構成であったが、適
宜その数を変更してもよい。かかる場合において、遮蔽
部２１６及び載置台４２０に形成される領域４２２は放
射温度計２００及び４６０の数に応じて変更されるであ
ろう。The radiation thermometer of the present embodiment that enables temperature measurement in a space where stray light is shielded is not limited to the radiation thermometers 200 and 460 described above, and any known radiation thermometer can be used. It goes without saying that a similar effect can be obtained. However, using the radiation thermometer 200 of the present invention can contribute to simplification of the device. In the explanation, the radiation thermometer 2
Although 00 and 460 are configured to use only one, the numbers may be changed as appropriate. In such a case, the area 422 formed in the shielding part 216 and the mounting table 420 will be changed according to the number of the radiation thermometers 200 and 460.

【０１００】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。ま
た、上述したように、制御部３００は後述する放射強度
Ｅ１（Ｔ）を基に被処理体Ｗの基板温度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。制御部３００は、数式２のεに既知
の被測定体（被処理体Ｗ）のフィルタ２２０の透過波長
に対応した放射率を代入することで、放射強度Ｅ
ＢＢ（Ｔ）を求めることができる。よって、Ｅ
ＢＢ（Ｔ）を数式３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。The control unit 300 has a CPU and a memory inside, and recognizes the temperature T of the processing object W and recognizes the lamp driver 3.
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. Further, as described above, the control unit 300 calculates the substrate temperature T of the processing target W based on the radiation intensity E 1 (T) described later.
This calculation may be performed by a calculation unit (not shown) in the radiation thermometer 200. The control unit 300 substitutes the emissivity corresponding to the transmission wavelength of the filter 220 of the known object to be measured (the object to be processed W) into ε of Equation 2 to thereby obtain the radiation intensity E.
BB (T) can be obtained. Therefore, E
The temperature T can be obtained by substituting BB (T) into Equation 3. In any case, the control unit 300 controls the temperature T of the workpiece W.
Can be obtained.

【０１０１】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.
A gas used for the heat treatment is introduced into the processing chamber 110. In this 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, but the position is not limited. The processing gas may be introduced from the upper part of the chamber 110.

【０１０２】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、Ｈ ２Ｏ、ＮＯ２、窒
化処理であればＮ２、ＮＨ３など、成膜処理であればＮ
Ｈ３、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、ＰＢＩ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, the gas source is N2, Ar
If the oxidation treatment is O2, H2, H 2O, NO2,
N2, NH3N for film formation
H3, SiH2Cl2And SiH4Etc.
It goes without saying that the natural gas is not limited to these.
The mass flow controller controls the gas flow rate,
For example, bridge circuits, amplifier circuits, comparator control circuits,
It has a flow control valve, etc.
Flow measurement by detecting heat transfer to the flow
Control the control valve. The gas supply path is, for example, a seam
Use a resilient pipe or cut a joint or
Distribution gas by using a gasket joint
The contamination of impurities from the tube is prevented. Also, inside the piping
Prevent dust particles caused by dirt and corrosion
Pipes are made of corrosion resistant materials or
PTFE (Teflon (registered trademark)), PFA, Polyimi
, PBI and other insulating materials,
Electropolishing is performed, and dust particles
Or have a capture filter.

【０１０３】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 can be applied, for example, in a range of 133 Pa to atmospheric pressure. The exhaust unit 190 also has a function of exhausting the helium gas before the next heat treatment.

【０１０４】図８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８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. 8, the upper surface of the processing object W is heated by a lamp 130 and a bottom portion 114 as a cooling plate is provided on the rear surface of the processing object W. For this reason, the structure shown in FIG. 8 has a relatively high cooling rate, but requires a relatively large amount of electric power for rapid temperature rise due to 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 decreases.

【０１０５】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１８乃至図２０
においては放射温度計２００と接続する制御部３００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 configured to be movable with respect to the workpiece W. More preferably, in order to increase 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 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. 18 through 20.
In FIG. 7, the control unit 300 connected to the radiation thermometer 200 and the cooling pipe 116 are omitted.

【０１０６】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 portion 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 operation-controlled by the control section 300.
Can move up and down with respect to the workpiece W. Since any structure known in the art can be applied to the lifting 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, the home position.

【０１０７】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、１ｍ
ｍ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２０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 the object to be processed W is cooled, the bottom portion 114A is raised so as to approach the object to be processed W and the supply of helium gas is started as shown in FIG. Since the distance between the bottom 114A and the object W is small, 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 m.
m. FIG. 23 shows an example of the introduction of the helium gas in FIG. Here, FIG. 23 is a schematic enlarged sectional view of the 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.

【０１０８】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 workpiece W has been described. However, the present invention can be applied to the relative movement between the workpiece W and the lamp 130.

【０１０９】以下、被処理体Ｗの回転機構について図８
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。FIG. 8 shows a rotation mechanism of the object W to be processed.
This will be described with reference to FIG. In order to keep the electrical characteristics of each element of the integrated circuit, the yield of products, and the like high, 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 in the film formation processing becomes non-uniform, 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 takes 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.

【０１１０】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 rotation 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.

【０１１１】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
に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 processing target W, the support ring 150 can hold the processing target W (periphery of the back surface) in the cutout. 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.

【０１１２】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.
And allows the support 152 to rotate 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.

【０１１３】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 concentrically arranged ring-shaped permanent magnet 170 and the magnetic body 172 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.

【０１１４】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 surroundings. Magnet 170 and magnetic body 172
May be reversed as long as they are magnetically coupled, or both may be magnets.

【０１１５】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 arrives at 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).

【０１１６】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.

【０１１７】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は制御部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。本実施例の熱処理装置１００
は、２種類のランプ１３０により被処理体を均一に加熱
しているので所望の高速昇温を得ることができる。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、８００℃へ２００℃／ｓの加熱速
度で高速昇温する。装置１００が図２０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 to this, the lamp driver 310
00, and the lamp 130 drives the workpiece W, for example,
Heat to about 800 ° C. Heat treatment apparatus 100 of the present embodiment
Since the object to be processed is uniformly heated by the two types of lamps 130, a desired high-speed temperature increase can be obtained. The heat rays radiated from the lamp 130 are applied to the upper surface of the object W in the processing space through the quartz window 120, and the object W is heated to 800 ° C. at a high speed of 200 ° C./s, for example. I do. If the device 100 uses the structure shown in FIG. 20, the bottom 114A is now located at the home position as shown in FIG. In particular, in the structure shown in FIG. 21, the target object W is separated from the bottom portion 114A, which is a cooling plate, and is not easily affected by the target object W, so that efficient high-speed temperature increase is possible. Simultaneously with or before and after heating, the exhaust 190
Maintains the pressure in the processing chamber 110 in a reduced pressure environment.

【０１１８】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（又は１５２Ａ）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 (or 152A) rotates, and the workpiece W rotates together with the support ring 150. Since the object to be processed W rotates, the temperature in the plane is maintained uniformly during the heat treatment.

【０１１９】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 controller 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 is uniform. (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.

【０１２０】放射温度計２００は、チョッパやＬＥＤ等
を使用しない単純な構造であるため安価であると共に装
置１００の小型化と経済性向上に資する。また、本発明
の温度測定方法により放射率の高い波長を選択して検出
するため温度測定精度が高い。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、本実施例の実効放射率算出方法はかか
る要請に応えるものである。この結果、ＲＴＰ装置１０
０は高品質の熱処理を提供することができる。The radiation thermometer 200 has a simple structure that does not use a chopper, an LED, or the like, so that it is inexpensive and contributes to miniaturization of the apparatus 100 and improvement in economy. Further, the temperature measurement method of the present invention selects and detects a wavelength having a high emissivity, so that the temperature measurement accuracy is high. In the heat treatment, if the object W is left in a high-temperature environment for a long time, impurities diffuse and the electrical characteristics of the integrated circuit are deteriorated. Although the temperature control is indispensable, the method of calculating the effective emissivity according to the present embodiment meets such a demand. As a result, the RTP device 10
0 can provide high quality heat treatment.

【０１２１】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℃／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, the lamp driver 310 stops driving the 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.

【０１２２】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 a procedure reverse to that described above. Next, if necessary, the transfer arm transfers the workpiece W to the next-stage apparatus (such as a film forming apparatus).

【０１２３】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。Although 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 gist.

【０１２４】[0124]

【発明の効果】本発明の例示的一態様である温度測定方
法及び温度測定装置によれば、被測定体に対する測定精
度を高めることが出来る。また、かかる温度測定方法及
び温度測定装置を使用した熱処理装置及び熱処理方法
は、被処理体の温度を高精度に測定することができるの
で高品質な熱処理の達成を容易にする。According to the temperature measuring method and the temperature measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, it is possible to improve the measuring accuracy for the object to be measured. In addition, the temperature measurement method and the heat treatment apparatus and the heat treatment method using the temperature measurement device can measure the temperature of the object to be processed with high accuracy, so that high-quality heat treatment can be easily achieved.

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

【図１】 本発明の放射温度計を示す概略ブロック図で
ある。FIG. 1 is a schematic block diagram showing a radiation thermometer of the present invention.

【図２】 図１に示す放射温度計と被測定体の関係を示
す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a relationship between the radiation thermometer shown in FIG. 1 and an object to be measured.

【図３】 図１に示す放射温度計と被測定体の別の関係
を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view showing another relationship between the radiation thermometer shown in FIG. 1 and an object to be measured.

【図４】 温度及び基板厚さをパラメータとした、石英
基板の波長に対する放射率を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing the emissivity with respect to the wavelength of a quartz substrate, using temperature and substrate thickness as parameters.

【図５】 温度及び材料の厚さをパラメータとしたとき
の、ＳｉＣ（炭化シリコン）基板の波長に対する放射率
を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing emissivity with respect to wavelength of a SiC (silicon carbide) substrate when temperature and material thickness are used as parameters.

【図６】 温度及び材料の厚さをパラメータとしたとき
の、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）基板の波長に対する放
射率を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing the emissivity with respect to the wavelength of an AlN (aluminum nitride) substrate when temperature and material thickness are used as parameters.

【図７】 図１に示す放射温度計の別な例示的一態様を
示す概略側面図である。7 is a schematic side view showing another exemplary embodiment of the radiation thermometer shown in FIG.

【図８】 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. 8 is a schematic sectional view of a heat treatment apparatus as an exemplary embodiment of the present invention.

【図９】 図８に示す加熱部の概略底面図である。9 is a schematic bottom view of the heating unit shown in FIG.

【図１０】 図８に示す加熱部の一部を示す拡大断面図
である。FIG. 10 is an enlarged sectional view showing a part of the heating unit shown in FIG.

【図１１】 図８に示すランプ加熱部よりランプをはず
したときの図１０に対応する図である。FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 10 when the lamp is removed from the lamp heating unit shown in FIG. 8;

【図１２】 図１０に示すランプの概略断面図である。FIG. 12 is a schematic sectional view of the lamp shown in FIG.

【図１３】 図１０に示すリフレクタの概略断面図であ
る。FIG. 13 is a schematic sectional view of the reflector shown in FIG.

【図１４】 図１３に示すリフレクタの概略底面図であ
る。14 is a schematic bottom view of the reflector shown in FIG.

【図１５】 図１３に示すリフレクタの変形例であるリ
フレクタを示した概略側面図である。FIG. 15 is a schematic side view showing a reflector which is a modified example of the reflector shown in FIG.

【図１６】 図１５に示すリフレクタの概略底面図であ
る。16 is a schematic bottom view of the reflector shown in FIG.

【図１７】 図８に示す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。FIG. 17 is a schematic enlarged sectional view of the radiation thermometer shown in FIG. 8 and a processing chamber in the vicinity thereof.

【図１８】 本発明の別の温度測定の形態を示す熱処理
装置の概略断面図である。FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of a heat treatment apparatus showing another mode of temperature measurement according to the present invention.

【図１９】 図１８に示す熱処理装置の載置台及びその
近傍を示す拡大断面図である。19 is an enlarged cross-sectional view showing a mounting table of the heat treatment apparatus shown in FIG. 18 and the vicinity thereof.

【図２０】 図８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]

１０ 放射温度計 ２０ センサロッド ３０ フィルタ ４０ 放射検出器 ５０ 制御部 ７０ 空間 ６０ 遮蔽部 １００ 熱処理装置 １１０ 処理室 １２０ 石英ウインドウ １３０ ランプ １４０ 加熱部 １４５ ランプ保持部 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 ３００ 制御部 ３１０ ランプドライバ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Radiation thermometer 20 Sensor rod 30 Filter 40 Radiation detector 50 Control part 70 Space 60 Shield part 100 Heat treatment device 110 Processing room 120 Quartz window 130 Lamp 140 Heating part 145 Lamp holding part 150 Support ring 160 Bearing 170 Magnet 180 Gas introduction part 190 Exhaust part 200 Radiation thermometer 300 Control part 310 Lamp driver

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多賀 敏 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 Ｆターム(参考） 2G066 AA01 AC01 AC11 AC16 AC20 BA08 BA09 BA23 BA38  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Satoshi Taga 3-6-6 Akasaka, Minato-ku, Tokyo TBS Release Center Tokyo Electron Limited F-term (reference) 2G066 AA01 AC01 AC11 AC16 AC20 BA08 BA09 BA23 BA38

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 被測定体から放射される熱放射光から、
所定領域の波長を有する前記熱放射光を選択する工程
と、 前記選択工程において選択された前記所定領域の波長を
有する前記熱放射光を用いて温度を算出する工程とを有
する温度測定方法。1. A thermal radiation emitted from an object to be measured,
A temperature measuring method, comprising: selecting the heat radiation having a wavelength in a predetermined region; and calculating a temperature using the heat radiation having the wavelength in the predetermined region selected in the selection step. 【請求項２】 前記被測定体は石英であって、前記所定
の波長領域は４．５乃至７．４μｍ又は９．０乃至１
９．０μｍである請求項１記載の温度測定方法。2. The object to be measured is quartz, and the predetermined wavelength range is 4.5 to 7.4 μm or 9.0 to 1
The temperature measuring method according to claim 1, wherein the thickness is 9.0 µm. 【請求項３】 前記被測定体は炭化シリコンであって、
前記所定の波長領域は４．３乃至１０．５μｍ又は１
２．５乃至２０．０μｍである請求項１記載の温度測定
方法。3. The object to be measured is silicon carbide,
The predetermined wavelength region is 4.3 to 10.5 μm or 1
2. The temperature measuring method according to claim 1, wherein the thickness is 2.5 to 20.0 μm. 【請求項４】 前記被測定体は窒化アルミニウムであっ
て、前記所定の波長領域は５．０乃至１１．０μｍ及び
１７．０乃至２５．０μｍである請求項１記載の温度測
定方法。4. The temperature measuring method according to claim 1, wherein the object to be measured is aluminum nitride, and the predetermined wavelength ranges are 5.0 to 11.0 μm and 17.0 to 25.0 μm. 【請求項５】 被測定体より放射される熱放射光を用い
て温度を測定する温度測定装置であって、 前記熱放射光の所定領域の波長を選択する選択部と、 前記選択部によって選択された前記所定領域の波長を有
する前記熱放射光を検出する検出器とを有する温度測定
装置。5. A temperature measuring device for measuring a temperature using heat radiation emitted from an object to be measured, wherein the selection unit selects a wavelength of a predetermined region of the heat radiation, and the selection unit selects the wavelength. And a detector for detecting the thermal radiation having a wavelength in the predetermined region. 【請求項６】 前記温度測定装置は、前記熱放射光を除
く全ての光を遮蔽可能で少なくとも前記被測定体の一部
から構成される測定空間にて温度測定を行う請求項５記
載の温度測定装置。6. The temperature according to claim 5, wherein the temperature measuring device is capable of blocking all light except for the heat radiation light and measures the temperature in a measurement space formed by at least a part of the object to be measured. measuring device. 【請求項７】 被処理体に所定の熱処理を行う処理室
と、 前記被処理体を加熱する加熱部と、 前記被処理体の温度を測定する温度測定装置と、 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
ら前記加熱部の加熱力を制御する制御部とを有する熱処
理装置であって、 前記温度測定装置は、 前記被処理体から放射される熱放射光の所定の波長領域
に存在する波長を選択する選択部と、 前記選択部によって選択された前記所定領域の波長を有
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。7. A processing chamber for performing a predetermined heat treatment on the object to be processed, a heating unit for heating the object to be processed, a temperature measuring device for measuring a temperature of the object to be processed, and a radiation thermometer. A control unit for controlling the heating power of the heating unit based on the temperature of the object to be processed, wherein the temperature measuring device has a predetermined wavelength region of heat radiation emitted from the object to be processed. A heat treatment apparatus, comprising: a selection unit that selects a wavelength existing in the light source; and a detector that detects the thermal radiation having a wavelength in the predetermined region selected by the selection unit. 【請求項８】 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温度測定装置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、 前記測定工程は、 前記被測定体から放射される熱放射光から所定領域の波
長を有する前期熱放射光を選択する工程と、 前記選択工程において選択された前記所定領域の波長を
有する前記熱放射光を用いて温度を算出する工程とを有
する熱処理方法。8. A step of heating the object to be processed by a heat source; a step of measuring the temperature of the object to be processed by a temperature measuring device; Controlling the heating power, wherein the measuring step is a step of selecting heat radiation having a wavelength in a predetermined region from the heat radiation emitted from the object to be measured; and Calculating a temperature using the thermal radiation having the wavelength of the predetermined region selected in the step.
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