JP2000277446A

JP2000277446A - 反射率計測装置、温度計測装置および基板熱処理装置ならびに反射率計測方法、温度計測方法および基板熱処理方法

Info

Publication number: JP2000277446A
Application number: JP7980199A
Authority: JP
Inventors: Kiyohiro Sasaki; 清裕佐々木; Kimihide Nozaki; 仁秀野崎
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2000-10-06
Anticipated expiration: 2019-03-24
Also published as: JP3655487B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の正確な反射率を求めることができる反
射率計測装置、温度計測装置および基板熱処理装置を提
供する。【解決手段】補助ランプ５７２ｃを常時点灯し、実効
反射率Ｒ1，Ｒ2を切替える回転セクタと、光ファイバー
５６ｂ上端からの発光を点灯状態と消灯状態とで切替え
る補助セクタ５７２ａを回転させる。検出部５７１は放
射強度Ｉ0，Ｉ1およびＩLを計測する。そして、その放
射強度Ｉ0，Ｉ1およびＩLから処理基板Ｗの反射率ρWを
算出し、さらに、反射率ρWから、既に求めたこの種類
の処理基板Ｗに対応する変換テーブルを用いて実効反射
率Ｒ1，Ｒ2を求める。つぎに、処理基板Ｗの熱処理を実
行する。その際、計測される放射強度Ｉ1，Ｉ2と、求め
た実効反射率Ｒ1，Ｒ2とを用いて処理基板Ｗの温度Ｔを
算出し、制御部６０は、温度Ｔをもとにランプを制御
し、基板Ｗの温度管理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ、
フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、光
ディスク用基板等の基板（以下、単に「基板」とい
う。）の反射率を計測する反射率計測装置、それを用い
た温度計測装置および基板熱処理装置ならびに反射率計
測方法、温度計測方法および基板熱処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から基板に熱処理を施すランプアニ
ール等の基板熱処理装置では、処理精度を上げるため基
板の温度を計測して温度を制御しつつ熱処理を施してい
る。そのうち、放射温度計により基板の温度を計測する
基板熱処理装置では水平に保持された基板の上方にラン
プ等の熱源を備え、下方に基板に対向するように反射板
を備え、その反射板に２つの口径または形状の異なる
（したがって、実効反射率の異なる）キャビティ（空
洞）を設け、それらキャビティ内のそれぞれに、基板に
向けて導光ロッド等よりなるプローブを設け、さらに、
それらにより捉えた放射光をそれぞれ放射温度計に導い
て、基板の温度を求めている。

【０００３】そして、このような装置における従来の光
の多重反射現象を用いた温度計測方法は、まず、２つの
実効反射率のそれぞれにおいて、測定対象物の放射率と
温度を未知数として各プローブによる出力と実効反射率
を用いて方程式を立て、連立方程式という形で放射率
（反射率）と温度を同時に計測するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この計測方法
では測定対象物の表面状態に依存し、特に高反射率（低
放射率）のものを計測する場合、あるいは粗面を計測す
る場合にはその拡散的な反射に起因して正確な反射率を
求めることができず、そのことが測定温度の誤差につな
がつてしまうことになる。また、実効反射率が定数とし
て固定されているため実効反射率の経時変化に対応でき
ず誤差要因となってしまう。

【０００５】この発明は、従来技術における上述の問題
の克服を意図しており、基板の正確な反射率を求めるこ
とができる反射率計測装置、温度計測装置および基板熱
処理装置ならびに反射率計測方法、温度計測方法および
基板熱処理方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、(a)基板を保持する保持手段
と、(b)保持手段に保持された基板に対向する反射面を
有するとともに、穴を有する反射板と、(c)穴を通じて
基板に対して発光する発光手段と、(d)発光手段を点灯
状態と消灯状態とで切り替える切替え手段と、(e)基板
側から見て発光手段の発光位置とほぼ同一位置を検出位
置として点灯状態および消灯状態における基板側から穴
に進入した光を捉えて、点灯時強度信号および消灯時強
度信号をそれぞれ出力する検出手段と、を備えている。

【０００７】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の反射率計測装置であって、さらに、(f)点灯時強度信
号および消灯時強度信号に基づいて基板反射率を算出す
る反射率算出手段を備えている。

【０００８】また、請求項３の発明は、(a)請求項２に
記載の反射率計測装置により実現される反射率計測機能
と、(b)基板と穴または反射面との間の多重反射を考慮
した反射率である実効反射率が互いに異なる第１状態お
よび第２状態に切替える反射率切替え機能と、(c)予め
求められた第１状態および第２状態のそれぞれにおける
実効反射率の基板反射率に対する依存性情報である第１
情報および第２情報に、反射率算出手段によって得られ
た基板反射率を適用することによって第１実効反射率お
よび第２実効反射率を求める実効反射率導出機能と、を
有するとともに、検出手段が消灯状態における第１状態
および第２状態での光をそれぞれ捉えることにより、第
１強度信号および第２強度信号をそれぞれ出力するもの
であり、さらに、(d)得られた第１強度信号および第２
強度信号ならびに第１実効反射率および第２実効反射率
に基づいて、基板の温度を求める温度算出機能を備えて
いる。

【０００９】また、請求項４の発明は、請求項３に記載
の温度計測装置であって、発光手段が、光源と、一端が
光源の近傍に位置して設けられた第１光ファイバーとを
備えるものであり、検出手段が、光を捉えて強度信号を
出力する検出器と、一端が検出器に接続された第２光フ
ァイバーとを備えるものであり、第１光ファイバーおよ
び第２光ファイバーのそれぞれの他端が束ねられて基板
にほぼ直交するように対向することにより、発光手段の
発光位置と検出手段の検出位置がほぼ同一位置に位置し
ており、切替え手段が、部分的に切り欠きが設けられた
遮光板と、光源と第１ファイバーとの間における基板と
ほぼ平行な面内において遮光板を回転させる回転手段と
を備えるとともに、回転手段による遮光板の回転に伴
い、遮光板の切り欠きとそれ以外の部分とがそれぞれ光
源と第１光ファイバーとの間を通過することによって点
灯状態と消灯状態とに切り替えるものである。

【００１０】また、請求項５の発明は、請求項３に記載
の温度計測装置であって、切替え手段が反射率切替え機
能をも備えるものである。

【００１１】また、請求項６の発明は、(a)請求項３な
いし請求項５のいずれかに記載の温度計測装置よりなる
温度計測手段と、(b)保持手段に保持された基板に熱を
供給する熱源と、(c)温度計測手段により得られた基板
の温度に基づいて熱源への供給電力を制御する制御手段
と、を備えている。

【００１２】また、請求項７の発明は、保持手段に保持
された基板に対向する反射面を有する反射板と、反射板
に設けられた穴を通じて基板に対して発光する発光手段
と、基板側から穴に進入した光を捉えて強度信号を出力
する検出手段とを備えた装置を用いて基板の反射率を計
測する反射率計測方法であって、(a)発光手段を点灯状
態と消灯状態とで切り替えつつ、検出手段により点灯状
態および消灯状態における点灯時強度信号および消灯時
強度信号をそれぞれ出力する計測工程と、(b)点灯時強
度信号および消灯時強度信号ならびに予め求められた発
光手段の発光強度とに基づいて基板反射率を算出する算
出工程と、を備えている。

【００１３】また、請求項８の発明は、(a)請求項７に
記載の反射率計測方法よりなる反射率計測工程と、(b)
反射率切り替え手段によって切り替えられた第１状態お
よび第２状態について、基板と反射板における穴または
反射面との間の多重反射を考慮した反射率である実効反
射率の基板反射率に対する依存性情報である第１情報お
よび第２情報を求める依存性導出工程と、(c)前記各工
程の後に得られた基板反射率と第１情報および第２情報
とに基づき第１実効反射率および第２実効反射率を算出
する実効反射率算出工程と、(d)第１状態および第２状
態のそれぞれにおいて検出手段により放射光を捉え、第
１強度信号および第２強度信号を出力する強度計測工程
と、(f)得られた第１強度信号および第２強度信号と、
実効反射率計測工程において得られた第１実効反射率お
よび第２実効反射率とを用いて基板の温度を算出する温
度算出工程と、を備えている。

【００１４】さらに、請求項９の発明は、(a)基板に対
して熱源による熱供給を伴う処理を施す熱処理工程と、
(b)熱処理工程中に請求項８に記載の温度計測方法によ
り基板の温度を計測する温度計測工程と、(c)得られた
基板の温度をもとに熱源への供給電力を制御する制御工
程と、を備えている。

【００１５】ここで、「基板反射率」は基板の透過率を
「０」と考え、基板の放射率と反射率との関係を用いて
「基板放射率」を用いて間接的に表わしたものをも含む
ものとし、また、「点灯状態」と「消灯状態」とはそれ
ぞれ発光手段が点灯した状態と消灯した状態を意味する
のみでなく、常時発光する発光手段からの光が通過する
状態と遮断する状態をも意味するものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１７】＜１．第１の実施の形態＞＜＜１−１．機構的構成と装置配列＞＞図１はこの発明
の第１の実施の形態である基板熱処理装置１の縦断面図
である。以下、図１を参照しつつこの装置の構成を説明
していく。

【００１８】第１の実施の形態である基板熱処理装置１
は主に炉体１０、ランプ２０、石英ガラス３０、基板保
持回転部４０、反射板４５、温度・反射率計測部５０、
制御部６０、ランプドライバ７０、モータドライバ８０
を備えている。

【００１９】炉体１０は上部をリフレクタ１１、下部を
ハウジング１２とする円筒形状の炉体１０であり、それ
らの内部等には冷媒を通して冷却する多数の冷却管１３
が設けられている。また、炉体１０の側面には基板搬出
入口ＥＷが設けられており、加熱処理の際には図示しな
い外部搬送装置により基板Ｗまたは基準基板ＳＷの搬出
入が行われる。

【００２０】ランプ２０はリフレクタ１１の下面に多数
設けられ（図１，図５には一部にのみ参照番号を記載）
点灯時にはその熱放射により基板Ｗまたは基準基板ＳＷ
を加熱する。

【００２１】石英ガラス３０はランプ２０の下方に設け
られ、それによる熱放射を透過する。

【００２２】基板保持回転部４０は、基板Ｗまたは後述
する基準基板ＳＷの周縁部分を全周に渡って保持する保
持リング４１が、その直径より大きな内径の円筒の支持
脚４２により支持されるとともに、それら支持脚４２の
下端には、その外周に沿ってベアリング４３が設けられ
ている。そして、ベアリング４３の外周に設けられたギ
アに基板回転モータ４４の回転軸のギア４４ａがかみ合
っており、その駆動により保持リング４１が鉛直方向を
軸として回転可能となっている。

【００２３】反射板４５は、基板Ｗまたは後述する基準
基板ＳＷからの熱放射を反射し、それにより基板Ｗとの
間で後述する多重反射を生じさせる。

【００２４】図２は第１の実施の形態における温度・反
射率計測部５０の構成を示す図である。図２に示すよう
に、反射板４５に設けられた円筒形状の穴４５ａ内およ
びその下方には温度・反射率計測部５０のケーシング５
１が設けられており、ケーシング５１の上部には穴４５
ａ内面が円筒状の空洞部ＣＰとなっている。そして、空
洞部ＣＰの底部には光を透過する石英ガラス板５２が設
けられている。また、空洞部ＣＰ下方には後述の回転セ
クタ５３が設けられている。さらに、ケーシング５１内
部には前述の冷却管１３と同様の冷却管５１ａ（一部参
照符号省略）が設けられ、ケーシング５１内部の温度上
昇を抑える。

【００２５】図３は図２のＡ−Ａ断面から下方を見た状
態を示した図である。回転セクタ５３は、円盤を直交す
る２本の直径で４等分したうちの隣り合わない２つの扇
形が表裏両面が鏡面（反射率がほぼ「１」）である反射
部ＲＰとなっており、また、他の扇形部分は除去された
切り欠き部ＮＰとなっている。また、反射部ＲＰには弧
状のスリットＳＬが設けられており、スリットＳＬが設
けられたスリット領域ＳＡと、スリットＳＬが設けられ
ていない鏡面のみの反射領域ＲＡとが存在する。そし
て、回転セクタ５３の中心ＣＥがモータ５４の回転軸５
４ａに取り付けられており（図２参照）、したがって、
モータ５４の回転により回転セクタ５３は、その板面に
平行な平面内で回転自在となっている。なお、図３にお
いて回転セクタ５３は一部を切り欠いて図示した。

【００２６】また、回転セクタ５３の下方のケーシング
５１の内面５１ｂは黒化処理が施されており、回転セク
タ５３の切り欠き部ＮＰまたは反射部ＲＰのスリット部
ＳＬを通過した光のうちの光ファイバー束５６の上端に
至る光以外の光は内面５１ｂにより吸収され、反射され
ることはない。また、内面５１ｂには穴５１ｃ，５１ｄ
（図２）が設けられており、穴５１ｃには反射型の光セ
ンサであり、回転セクタ５３の回転位置（位相角度）を
モニタし、制御部６０にその信号を伝えるセンサ５５が
設けられ、穴５１ｄの内部には後述する光ファイバー束
５６がそれぞれ設けられている。穴５１ｃ（したがって
センサ５５）は回転セクタ５３の中心ＣＥからの距離が
スリットＳＬと異なる位置に設けられており、また、穴
５１ｄ（したがって光ファイバー束５６）はスリットＳ
Ｌとその距離が等しい位置に設けられている。

【００２７】図４は図２のＢ−Ｂ断面から下方を見た状
態を示す図である。図４に示すように、光ファイバー束
５６は空洞部ＣＰと同心に設けられており、図２に示す
ように回転セクタ５３は空洞部ＣＰと光ファイバー束５
６の上端との間を旋回するものとなっている。そして、
上方から空洞部ＣＰに進入した光は回転セクタ５３の回
転により、回転セクタ５３の反射部ＲＰのスリットＳＬ
または切り欠き部ＮＰのいずれかを通過した後、光ファ
イバー束５６上端に至る。

【００２８】２本の光ファイバー５６ａ，５６ｂの束で
ある光ファイバー束５６は、その先端部分が穴５１ｄに
挿入された状態でケーシング５１に取り付けられてい
る。また、光ファイバー５６ａ，５６ｂは発光・計測部
５７に接続されている。

【００２９】そのうち、光ファイバー５６ａの下端には
検出部５７１が設けられており、検出部５７１には、ほ
ぼ計測波長の光のみを透過するフィルタ５７１ａおよび
その光を集光するレンズ５７１ｂを挟んで、集光された
光を受けてその放射強度の基になる信号を出力する検出
器５７１ｃおよびその信号を放射強度信号を出力する演
算部５７１ｄが設けられている。

【００３０】また、光ファイバー５６ｂの下端には発光
部５７２が設けられている。以下、発光部５７２の詳細
について説明する。図５は補助セクタ５７２ａの平面図
である。図５に示すように補助セクタ５７２ａは回転セ
クタ５３と同様の外形を有しているが、スリットは設け
られておらず、また、その表面は反射の必要性がないた
め鏡面にはなっていない。そして、補助セクタ５７２ａ
はモータ５７２ｂの回転軸に取り付けられ、回転可能と
なっている。また、補助セクタ５７２ａの直下にはラン
プ２０より低出力の豆ランプである補助ランプ５７２ｃ
が設けられており、ランプドライバ５７２ｄを介した制
御部６０の制御に基づいて点灯する。また、モータドラ
イバ５７２ｅを介した制御部６０の制御によりモータ５
７２ｂが補助セクタ５７２ａを回転させると、補助ラン
プ５７２ｃから発せられた光は補助セクタ５７２ａの遮
断部ＩＰが補助ランプと光ファイバー５６ｂとの間に位
置すると消灯状態となり、切り欠き部ＮＰがそこに位置
すると点灯状態となり、このようにして点灯状態と消灯
状態を切替えることができるものとなっている。また、
補助セクタ５７２ａの下方にはセンサ５５と同様のセン
サ５７２ｆが設けられており、補助セクタ５７２ａの回
転位置を検出し、それを示す信号を制御部６０に送信す
る。

【００３１】そして、このような構成により、後述する
原理に基づき基板の反射率ρWや基板温度が計測され
る。すなわち、光ファイバー５６ａ上方に回転セクタ５
３の切り欠き部ＮＰが位置する状態では、空洞部ＣＰか
らの放射光の多くは黒化処理が施された内面５１ｂに吸
収され、多重反射の効果が少ない状態で光ファイバー５
６ａに進入する。また、反射部ＲＰのうちスリット領域
ＳＡが光ファイバー束５６上方に位置する（光ファイバ
ー束５６の直上にスリットＳＬが位置する）状態では、
空洞部ＣＰからの放射光の多くは基板Ｗと反射板４５と
の間だけではなく、基板Ｗと反射部ＲＰとの間でも多重
反射し、多重反射の効果が多い状態で、スリットＳＬを
通過した放射光が光ファイバー５６ａに進入する。これ
ら２つの状態では後述する実効反射率が互いに異なるも
のとなり、従って検出器５７１ｃにより出力される放射
強度信号も異なる２種類のものとなる。さらに、反射部
ＲＰのうち反射領域ＲＡが光ファイバー５６ａ上方に位
置する回転セクタ５３の回転位置では、空洞部ＣＰから
の放射光は完全に遮断され、光ファイバー５６ａの受光
端にはその放射光は入射しない。そのため、この状態で
は放射強度信号は「０」となる。

【００３２】そして、演算部５７１ｄは内部にＣＰＵお
よびメモリ等（図示省略）を備えており、光ファイバー
５６ａからの放射強度（放射エネルギー）信号をもとに
後述の反射率および温度計測原理に基づいて、基板の反
射率ρW、実効反射率Ｒ1、Ｒ2および温度Ｔ等を求め、
温度Ｔの信号を制御部６０に送る。

【００３３】制御部６０は内部にＣＰＵおよびメモリ等
（図示省略）を備え、ランプ２０へ電力を供給するラン
プドライバ７０にランプ２０の温度制御信号を送った
り、モータ５４へ電力を供給するモータドライバ５８に
所定のタイミングで駆動信号を送ったりする。また、後
述する原理に基づき実効反射率の基板の反射率依存性を
求め、メモリにその結果を記憶する。

【００３４】ランプドライバ７０は制御部６０からの温
度制御信号を受けて、それに応じた電力をランプ２０に
供給する。

【００３５】モータドライバ８０は制御部６０からの駆
動信号を受けて、それに応じた電力を基板回転モータ４
４に供給する。

【００３６】＜＜１−２．温度計測および反射率計測の
原理＞＞つぎに、この基板熱処理装置１による基板熱処
理時における基板温度の計測原理について説明する。

【００３７】図６は基板Ｗと反射板４５との間の放射光
の多重反射を説明するための図である。図６に示すよう
に、基板Ｗが加熱されることにより放射された光は、基
板Ｗと反射板４５との間で反射を繰り返す。これを多重
反射と呼び、これにより反射板４５側で受ける光量が増
幅される。

【００３８】このとき反射板４５側からこの光量を計測
するとした場合、下向きの光を合計したものが計測され
ることになる。つまり、計測される出力を放射強度（放
射エネルギー）Ｉとし反射板の反射率をρr、基板の反
射率をρW（放射率εW）とした場合、

【００３９】

【数１】

【００４０】という初項εWＬb(Ｔ)、公比ρrρWの等比
級数となる。ここでＬb(Ｔ)は温度Ｔにおける黒体の放
射強度である。ここで、基板が光を透過しないとする
式、

【００４１】

【数２】

【００４２】を用い、さらに０＜ρrρW＜１よりｎを無
限大にすると、検出部５７１により計測される光の放射
強度は基板Ｗの放射率εW、温度Ｔおよび反射板４５の
反射率ρrを用いて、

【００４３】

【数３】

【００４４】という形で表される。このとき、反射板４
５の反射率ρrは反射板４５の形状および表面状態に非
常に依存する。そこで、こういった材質のみでなくその
形状等も含めた形での反射率を採用し、ここでは実効反
射率と呼び、数３の式のρrの代わりに用いる。そし
て、この実施の形態では上記のような装置構成により、
実際に温度計測をする際には２つの状態を実現し、それ
ぞれについて基板Ｗの放射率εWと温度Ｔを未知数とし
て方程式を立て温度Ｔを求める。ここで２つの状態とい
うのは実効反射率が異なる状態を意味する。つまり、そ
れぞれの状態での実効反射率をＲ1、Ｒ2とした場合に、
数３の式から類推して、

【００４５】

【数４】

【００４６】

【数５】

【００４７】という式が成り立つ。ここでＩ1、Ｉ2はそ
れぞれの状態で検出部５７１により計測される放射強度
（放射エネルギー）である。なお、放射強度Ｉ1および
Ｉ2の基になる検出器５７１ｃによる信号が、それぞれ
この発明における第１強度信号および第２強度信号に相
当する。この関係から

【００４８】

【数６】

【００４９】という関係が成り立ち、よって基板Ｗの放
射率εWは

【００５０】

【数７】

【００５１】で表される。このようにして求めた基板Ｗ
の放射率εWを数４または数５の式に代入することで黒
体の放射強度Ｌb(Ｔ)を求めることができ、黒体の放射
強度Ｌb(Ｔ)が求まると、予め求まっている放射温度計
固有の校正式（ここでは示さない）から温度Ｔを求める
ことができる。このことから基板Ｗの放射率εWと温度
Ｔの計測精度の向上には、実効反射率Ｒ1，Ｒ2の計測精
度の向上が重要であることが分かる。

【００５２】そこで、この実施の形態では、基板の種類
に応じてその処理開始ごとに適正な実効反射率を用いる
ために反射率を計測する。さらに、基板の種類に応じた
装置の校正を行うために、予め実効反射率の反射率依存
性を計測する。以下、この実効反射率Ｒ1，Ｒ2の基板反
射率依存性を求める原理を説明する。

【００５３】まず、数種の反射率ρW（放射率εｗ）が
既知の反射率や表面粗度等の表面状態が異なる複数の校
正用の基準基板ＳＷを用意する。それら基準基板ＳＷを
順次、基板保持回転部４０に保持した状態で加熱および
放射強度を計測し、

【００５４】

【数８】

【００５５】

【数９】

【００５６】より、それぞれについて実効反射率Ｒ1お
よびＲ2を求める。

【００５７】そして、校正用基板の反射率と得られた実
効反射率Ｒ1，Ｒ2の関係を変換テーブル（場合によって
は関数Ｒ＝ｆ(ρW)：これらが「依存性情報」に相当）
の形で求めておく。

【００５８】このようにして予め実効反射率Ｒ1，Ｒ2の
基板反射率依存性を求めておいた後、実際の基板Ｗの熱
処理に際して、基板Ｗの種類を変更する際、すなわち、
反射率ρWや表面粗度が異なる処理基板Ｗが基板保持回
転部４０に保持された際に、その種類の基板Ｗの反射率
ρWの計測を行う。

【００５９】まず、基板Ｗの反射率ρWは回転セクタ５
３の切り欠き部ＮＰの部分が空洞部ＣＰの下方に位置す
る際の放射光を検出器５７１ｃで検出して求める。

【００６０】回転セクタ５３の切り欠き部ＮＰが穴５１
ｃ（すなわち光ファイバー束５６）上方を通過する間
に、補助ランプ５７２ｃをパルス的に発光させ一定の放
射強度ＩLの光を光ファイバー５６ｂから基板Ｗに向か
つて照射する。そのとき光ファイバー５６ａで検出され
る放射強度をＩ0（「点灯時強度信号」に相当）とする
と、

【００６１】

【数１０】

【００６２】となる。これを変形すると測定対象の反射
率ρWは

【００６３】

【数１１】

【００６４】で表される。ここで、放射強度Ｉ1(Ｔ)
（「消灯時強度信号」に相当），Ｉ0，ＩLは補助ランプ
を常時点灯させつつ回転セクタ５３および補助セクタ５
７２ａを回転させて、放射光を検出部において検出する
ことにより、以下のようにして計測される。

【００６５】図７は回転セクタ５３、補助セクタ５７２
ａそれぞれの各回転状態における光ファイバー５６ａ上
端に入射する光の放射強度を示す模式図である。

【００６６】図７（ａ）は回転セクタ５３の切り欠き部
ＮＰが光ファイバー５６ａ上端に位置する状態、すなわ
ち上方から放射光が回転セクタ５３の切り欠き部ＮＰを
通過する状態を表し、補助セクタ５７２ａが遮断部ＩＰ
が補助ランプ５７２ｃ上方に位置し、光ファイバー５６
ｂに光が至らない消灯状態を表している。この状態では
補助セクタ５７２ａにより補助ランプ５７２ｃの光は遮
断されるので光ファイバー５６ａの上端には基板Ｗ（基
準基板ＳＷ）と反射板４５や空洞部ＣＰ内面との多重反
射後の切り欠き部ＮＰを通過した放射光（このときの放
射強度Ｉ1（Ｔ））のみが入射する。

【００６７】図７（ｂ）は回転セクタ５３が反射部ＲＰ
のスリット領域ＳＡが光ファイバー５６ａ上方に位置す
る状態、すなわち、上方からの多重反射後の放射光が回
転セクタ５３のスリットＳＬを通過する状態を表し、補
助セクタ５７２ａが上述の消灯状態を表している。この
状態では補助セクタ５７２ａにより補助ランプ５７２ｃ
の光は遮断されるので光ファイバー５６ａ上端には基板
Ｗと反射板４５との間、空洞部ＣＰの内面、基板Ｗと反
射部ＲＰとの間での多重反射後のスリット領域ＳＡを通
過した放射光（このときの放射強度Ｉ2（Ｔ））のみが
入射する。

【００６８】図７（ｃ）は回転セクタ５３が上述の状態
で、補助セクタ５７２ａも切り欠き部ＮＰが補助ランプ
５７２ｃ上方に位置し、補助ランプ５７２ｃが発する光
が基板Ｗで反射し光ファイバー５６ｂの下端に進入する
点灯状態を表している。この状態では補助ランプ５７２
ｃからの光の基板Ｗでの反射光および上記多重反射後の
切り欠き部ＮＰを通過した放射光がともに光ファイバー
５６ａ上端に入射する。そのためその上端における入射
光の放射強度Ｉ0はＩ0＝Ｉ1（Ｔ）＋ρW・ＩLとなる。

【００６９】図７（ｄ）は回転セクタ５３が反射部ＲＰ
の反射領域ＲＡが光ファイバー５６ａ上端に位置する状
態、すなわち、上方からの放射光が回転セクタ５３によ
り遮断される遮断状態を表し、補助セクタ５７２ａが上
述の点灯状態を表している。この状態では補助ランプ５
７２ｃからの光は光ファイバー５６ａ上端から出射する
と回転セクタ５３裏面で反射され、直接光ファイバー５
６ａ上端に入射する。そして、前述のように回転セクタ
５３裏面は反射率がほぼ「１」となっているため、光フ
ァイバー５６ａに入射した光の放射強度は補助ランプ５
７２ｃから発せられた光の放射強度ＩLと等しいものと
なる。

【００７０】そして、以上の４つの状態を実現するため
に、制御部はセンサ５５およびセンサ５７２ｆによる信
号を基に回転セクタ５３と補助セクタ５７２ａの回転を
制御する。具体的には補助セクタ５７２ａの回転の位相
を回転セクタ５３の反射部ＲＰの反射領域ＲＡに相当す
る位相角θ（図３参照）だけ回転セクタ５３より早め、
かつ、回転セクタ５３および補助セクタ５７２ａともに
同じ回転速度で回転させる制御を行うことにより実現す
ることができる。

【００７１】図８は回転セクタ５３、補助セクタ５７２
ａの回転および光ファイバー５６ａ上端への入射光の放
射強度の時間変化を示すタイミングチャートである。図
中、時間ｔ1〜ｔ5のそれぞれで検出される放射強度が順
に「０」、Ｉ2（Ｔ）、ＩL、Ｉ0、Ｉ1（Ｔ）であり、そ
のうち、時間ｔ1での状態は、回転セクタ５３が反射領
域ＲＡ，補助セクタ５７２ａが遮断部ＩＰの状態であ
り、時間ｔ2〜ｔ5での状態はそれぞれ順に図７（ｂ），
（ｄ），（ｃ），（ａ）の状態である。なお、時間ｔ1
およびｔ3が位相角θ分の回転時間に相当している。

【００７２】このようなタイミング制御のもとに放射光
の放射強度を計測すれば、放射強度Ｉ1(Ｔ)，Ｉ0および
ＩLがそれぞれ計測されるので、それを数１１の式に用
いることによって基板の反射率ρWが求まるのである。

【００７３】以上のようにして基板Ｗの反射率が求まる
と、前述のようにして予め求めておいた実効反射率Ｒ
1，Ｒ2の基板反射率ρWへの依存性から、その処理基板
Ｗに対する実効反射率Ｒ1，Ｒ2を決定することができる
のである。そして、このようにして求めた実効反射率Ｒ
1，Ｒ2を温度計測に用いて基板Ｗの温度を求め、それに
基づいて基板温度の制御（ランプ２０への供給電力のフ
ィードバック制御）を行いつつ処理基板Ｗの熱処理を行
う。こうすることにより種々の基板Ｗに対応した実効反
射率Ｒ1，Ｒ2を用いた精密な温度計測に基づいた温度管
理の基に熱処理を行うことができるのである。

【００７４】＜＜１−３．基板熱処理＞＞つぎに、上記
温度計測、反射率計測の原理で示した方法に基づく、第
１および第２の処理例について順に説明する。

【００７５】図９は第１の処理例における実効反射率の
反射率依存性の計測（変換テーブルの導出）手順を示す
フローチャートである。以下、図９に基づいて、その計
測手順を説明する。

【００７６】まず、作業者が図示しない接触式温度計が
取り付けられた校正用の基準基板ＳＷを基板熱処理装置
１に搬入し、基板保持回転部４０に保持させる（ステッ
プＳ１）。なお、接触式温度計は制御部６０に接続され
る。

【００７７】つぎに、基板熱処理装置１を稼働させ、基
準基板ＳＷを加熱しつつ、接触式温度計により実温度Ｔ
refを、検出器５７１ｃおよび演算部５７１ｄにおいて
放射強度Ｉ1，Ｉ2をそれぞれ計測する（ステップＳ
２）。

【００７８】つぎに、演算部５７１ｄは得られた実温度
Ｔrefと放射強度Ｉ1，Ｉ2とを、数８の式に用いて実効
反射率Ｒ1，Ｒ2を求め、それらの値と校正基板の反射率
ρWとを対応させた変換テーブルとして内部のメモリに
記憶する（ステップＳ３）。

【００７９】つぎに、作業者が全基準基板ＳＷについて
上記の処理が終了したか否かを判定し（ステップＳ
４）、終了していなければ基準基板ＳＷを交換し、次の
基準基板ＳＷに対してステップＳ１〜Ｓ４の処理を繰り
返し、終了していれば全種類の基準基板ＳＷについて変
換テーブルが求まったことになり、実効反射率の反射率
依存性の計測処理を終了する。

【００８０】こうして全種類の基準基板ＳＷに対する変
換テーブルが求まったので、次にその変換テーブルを用
いて基板Ｗの常温での実効反射率Ｒ1，Ｒ2を求めるとと
もに、それを用いて基板Ｗの温度を計測しつつ、熱処理
を行う。図１０は第１の処理例における実効反射率Ｒ
1，Ｒ2の計測および基板Ｗの熱処理の手順を示すフロー
チャートである。以下、この処理手順について説明す
る。

【００８１】まず、図示しない外部の基板搬送装置によ
り基板熱処理装置に基板Ｗが搬入され、基板保持回転部
４０に保持される（ステップＳ１１）。

【００８２】つぎに、制御部６０の制御により、補助ラ
ンプ５７２ｃを常時点灯し、回転セクタ５３および補助
セクタ５７２ａを回転させ、検出器５７１ｃおよび演算
部５７１ｄにより、前述の放射強度Ｉ0，Ｉ1およびＩL
を計測する（ステップＳ１２）。

【００８３】つぎに、演算部５７１ｄは得られた放射強
度Ｉ0，Ｉ1およびＩLから基板Ｗの反射率ρWを算出する
（ステップＳ１３）。そして、得られた基板Ｗの反射率
ρWから、既に求めたこの種類の基板Ｗに対応する変換
テーブルを用いて実効反射率Ｒ1，Ｒ2を求める（ステッ
プＳ１４）。

【００８４】つぎに、基板Ｗの熱処理を実行する（ステ
ップＳ１５）。その際、放射強度Ｉ1，Ｉ2を計測し、演
算部５７１ｄは、それらとステップＳ１４で求められた
対象となっている基板Ｗの種類に対応した実効反射率Ｒ
1，Ｒ2とを数４および数５の式に用いて基板Ｗの温度Ｔ
を算出しつつ、制御部６０は、演算部５７１ｄから送ら
れた温度Ｔをもとにランプ２０への供給電力をフィード
バック制御して基板Ｗの温度Ｔを所定の処理温度に保ち
つつ熱処理を行う。なお、この処理は同種の複数の基板
について繰り返し行われる。

【００８５】つぎに、制御部６０は全基板について熱処
理が終了したか否かを判定し（ステップＳ１６）、終了
していなければ、次の基板Ｗに対してステップＳ１１〜
Ｓ１６を繰り返す。ただし、処理基板Ｗの種類が変わる
度にその種類に対応した変換テーブルを用いる。そし
て、全基板Ｗについて熱処理が終了すると、一連の処理
を終了する。

【００８６】つぎに、第２の処理例について説明する。
なお、以下の各処理における処理主体は第１の処理例と
同様であるので省略する。

【００８７】図１１は、第２の処理例における実効反射
率Ｒ1，Ｒ2の反射率依存性の計測（変換テーブルの導
出）手順を示すフローチャートである。上述の第１の処
理例では各種基板Ｗの熱処理に先立って常温で反射率ρ
Wを計測するものであったが、第２の処理例では各基板
Ｗの熱処理中にも常時反射率を計測するというものであ
る。これは、数１１の式の右辺に用いた放射強度Ｉ1
(Ｔ)が基板の温度Ｔに依存していること、すなわち、任
意の温度Ｔで成立する式であることを利用している。以
下、処理手順を説明する。

【００８８】まず、基準基板ＳＷを基板保持回転部４０
に保持させる（ステップＳ２１）。

【００８９】つぎに、基準基板ＳＷを加熱しつつ、各時
点での実温度Ｔref、放射強度Ｉ1，Ｉ2および基準基板
ＳＷの反射率ρWを計測する（ステップＳ２２）。

【００９０】つぎに、各時点（すなわち各温度Ｔ）での
実効反射率Ｒ1，Ｒ2を求め、その時点（温度Ｔ）での基
準基板の反射率ρWと対応させて、変換テーブルとして
記憶する（ステップＳ２３）。

【００９１】つぎに、実際に熱処理が行われる際の処理
温度に到達したか否かを判定し（ステップＳ２４）、到
達していなければステップＳ２２に戻りステップＳ２２
〜Ｓ２４の処理を、処理温度に到達するまで繰り返し、
処理温度に到達すると次のステップに進む。

【００９２】つぎに、全基準基板ＳＷについて上記の処
理が終了したか否かを判定し（ステップＳ２５）全基準
基板ＳＷについて終了していなければ、ステップＳ２１
に戻り、次の基準基板ＳＷについてステップＳ２１〜Ｓ
２５の処理を繰り返し、終了すれば全基準基板ＳＷにつ
いて以上の処理が終了したことになるので、この処理を
終了する。

【００９３】こうして各基板反射率ρWおよび各基板温
度Ｔでの変換テーブルが求まったので、次にその変換テ
ーブルを用いて基板Ｗの実効反射率Ｒ1，Ｒ2を求めて、
それを用いて基板Ｗの温度Ｔを計測しつつ、熱処理を行
う。図１２は実効反射率の計測および基板の熱処理の手
順を示すフローチャートである。

【００９４】まず、基板Ｗを基板保持回転部４０に保持
する（ステップＳ３１）。

【００９５】つぎに、ランプ２０を点灯し基板Ｗの加熱
を開始する（ステップＳ３２）。

【００９６】つぎに、補助ランプ５７２ｃを常時点灯さ
せ、回転セクタ５３および補助セクタ５７２ａを回転さ
せつつ放射強度Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2およびＩLを計測する（ス
テップＳ３３）。

【００９７】つぎに、放射強度Ｉ0，Ｉ1およびＩLから
基板の反射率ρWを算出する（ステップＳ３４）。

【００９８】つぎに、基板Ｗの反射率ρWから変換テー
ブルを用いて実効反射率Ｒ1，Ｒ2を求める（ステップＳ
３５）。

【００９９】つぎに、放射強度Ｉ1、Ｉ2および実効反射
率Ｒ1，Ｒ2から、その時点での基板Ｗの温度Ｔを求める
（ステップＳ３６）。そして、得られた温度Ｔをもとに
ランプ２０への供給電力をフィードバック制御して基板
の温度Ｔを所定の処理温度に保ちつつ熱処理を行う。

【０１００】つぎに、基板Ｗの温度Ｔが所定の処理時間
を経過したか否かを判定し（ステップＳ３７）、経過し
ていなければステップＳ３３に戻り、ステップＳ３３〜
Ｓ３７の処理を処理時間が経過するまで繰り返し、経過
すると次のステップに進む。

【０１０１】つぎに、全基板Ｗについて熱処理が終了し
たか否かを判定し（ステップＳ３８）、終了していなけ
ればステップＳ３１に戻り、次の基板Ｗについてステッ
プＳ３１〜Ｓ３８の処理を繰り返す。ただし、基板Ｗの
種類が変わる度にその種類に対応した変換テーブルを用
いる。そして、全基板について熱処理が終了すると一連
の処理は終了する。

【０１０２】このように、第２の処理例では基板熱処理
中に基板の温度計測を行えるので、第１の処理例より基
板の温度Ｔに対応した正確な反射率を計測し、それによ
り、より正確な実効反射率を求め、それを基に温度計測
を行うことができ、したがって高品質な熱処理を行うこ
とができる。

【０１０３】以上、説明したように、第１の実施の形態
によれば、補助ランプ５７２ｃを常時点灯し、補助セク
タ５７２ａを点灯状態と消灯状態とで切替えつつ、検出
部５７１により放射強度Ｉ0およびＩ1（Ｔ）をそれぞれ
計測し、それらの放射強度と補助ランプ５７２ｃの放射
強度ＩLとに基づいて基板反射率ρW（数２より基板放射
率εWに対応）を求めることができるので、基板反射率
ρWを正確に計測できる。

【０１０４】また、放射強度Ｉ0およびＩ1（Ｔ）をもと
に演算部５７１ｄが基板反射率ρWを算出するため、自
動的に基板反射率ρWを計測することができ、効率的に
基板反射率ρWを求めることができ、また、それを作業
者が求める場合に比べて作業負担を抑えることができ
る。

【０１０５】また、予め求められた実効反射率Ｒ1，Ｒ2
の基板反射率ρWに対する依存性情報である変換テーブ
ルに、得られた基板反射率ρWを適用することによって
実効反射率Ｒ1，Ｒ2を求め、それらと、消灯状態におけ
る第１および第２状態での光をそれぞれ捉えることによ
り得られた放射強度Ｉ1（Ｔ），Ｉ2（Ｔ）とに基づいて
基板Ｗの温度Ｔを求めるため、基板反射率ρWに対応し
た正確な温度計測ができる。また、自動的に実効反射率
Ｒ1，Ｒ2を計測して、それに基づいて自動的に温度計測
を行うので、効率的に温度計測が行え、それを作業者が
行う場合に比べて作業負担を抑えることができる。

【０１０６】また、補助セクタ５７２ａの回転により点
灯状態と消灯状態とを切替えるため、補助ランプ５７２
ｃ自体を直接、点灯、消灯する制御を行う場合に比べて
補助ランプ５７２ｃの特別な制御が不要であり、そのた
めの制御手段が不要であるので装置構成が簡単なものと
なり、装置の製造コストを抑えることができる。

【０１０７】また、演算部５７１ｄにより得られた基板
Ｗの温度Ｔをもとにランプ２０への供給電力を制御する
ため、基板Ｗの温度管理を正確に行え、高品質の熱処理
を行うことができる。

【０１０８】＜２．第２の実施の形態＞上記第１の実施
の形態では実効反射率を切り替える回転セクタ５３と補
助ランプ５７２ｃの発光状態を切り替える補助セクタ５
７２ａとを備えるものであったが、第２の実施の形態で
は回転セクタ９３が補助セクタの機能を兼ね備え、それ
により実効反射率Ｒ1，Ｒ2の切り替えと補助ランプ５７
２ｃによる発光のタイミング制御を自動的に行えるもの
としている。したがって、第２の実施の形態の基板熱処
理装置１は温度・反射率計測部９０以外は第１の実施の
形態の装置と同様である。

【０１０９】図１３は第２の実施の形態の基板熱処理装
置１における温度・反射率計測部９０の構成を示す図で
ある。この温度・反射率計測部９０では、第１の実施の
形態における温度・反射率計測部５０に対して、センサ
が設けられていないこと、および発光部５７２に相当す
る部分のみが異なる構成となっている。なお、第２の実
施の形態の温度・反射率計測部９０においては、第１の
実施の形態の温度・反射率計測部５０と同じ部材には同
じ参照符号を付している。

【０１１０】図１３のように温度・反射率計測部９０で
は補助ランプ５７２ｃが回転セクタ９３の直上に設けら
れ、回転セクタ９３を挟んで補助ランプ５７２ｃの下方
に光ファイバー５６ｂの受光端を位置させている。

【０１１１】図１４は第２の実施の形態の基板熱処理装
置１における温度・反射率計測部９０の回転セクタ９３
の形状および補助ランプ５７２ｃ、光ファイバー束５６
の平面的位置関係を説明するための図である。回転セク
タ９３は第１の実施の形態における回転セクタ５３とほ
ぼ同様の形状および表面特性を有する中心部ＣＡの外側
に、一部に切り欠きＮを設けた遮断帯ＣＢを張り出させ
た形状の板状部材である。そして、切り欠きＮは中心Ｃ
Ｅから見て中心部ＣＡにおける切り欠き部ＮＰの外周部
の位置に設けられている。また、それに対応して、中心
ＣＥを基準にして平面視で光ファイバー束５６とは反対
側の位置に補助ランプ５７２ｃを設けている。これによ
り、切り欠き部ＮＰが空洞部ＣＰ直下に位置すると必然
的に補助ランプ５７２ｃが切り欠きＮの直上に位置する
ものとなっている。したがって、補助ランプ５７２ｃを
常時点灯しつつ回転セクタ９３を回転させることによ
り、切り欠きＮが補助ランプ５７２ｃ直下を通過したと
きにバルス的に光ファイバー５６ｂの先端から基準基板
ＳＷに向けて、第１の実施の形態と同様に放射強度ＩL
の光を照射できるものとなっている。

【０１１２】このような構成により、第２の実施の形態
の装置では、補助ランプ５７２ｃを常時点灯しつつ回転
セクタ９３を回転させることにより、図７（ａ），
（ｂ），（ｃ）の状態を形成することができる。

【０１１３】図７（ａ）は回転セクタ９３の切り欠き部
ＮＰが光ファイバー５６ａ上端に位置する状態、すなわ
ち上方から放射光が回転セクタ９３の切り欠き部ＮＰを
通過する状態を表し、遮断帯（切り欠きＮ以外の部分）
が補助ランプ５７２ｃ下方に位置し、光ファイバー５６
ｂに光が至らない消灯状態を表している。この状態では
遮断帯により補助ランプ５７２ｃの光は遮断されるので
光ファイバー５６ａの上端に放射強度Ｉ1（Ｔ）の放射
光が入射する。

【０１１４】図７（ｂ）は回転セクタ９３の反射部ＲＰ
のスリット領域ＳＡが光ファイバー５６ａ上方に位置す
る状態、すなわち、上方からの放射光が回転セクタ９３
のスリットＳＬを通過する状態を表し、また、補助ラン
プ５７２ｃによる光については上述の消灯状態を表して
いる。この状態では放射強度Ｉ2（Ｔ）の放射光が光フ
ァイバー５６ａの上端に入射する。

【０１１５】図７（ｃ）は回転セクタ９３の中心部ＣＡ
が上述の状態であり、切り欠きＮが補助ランプ５７２ｃ
下方に位置し、補助ランプ５７２ｃが発する光が光ファ
イバー５６ｂの端に進入する点灯状態を表している。こ
の状態では放射強度Ｉ0（ここではＩ0＝Ｉ1（Ｔ）＋ρW
・ＩL）の放射光が光ファイバー５６ａの上端に入射す
る。

【０１１６】このように、放射強度Ｉ1（Ｔ），Ｉ2
（Ｔ），Ｉ0を計測することができる。なお、第２の実
施の形態では、放射強度ＩLは予め求めておいた補助ラ
ンプ５７２ｃへの供給電力（電流値による表現および電
圧値による表現を含む）と放射強度ＩLとの関係に、実
際に供給した電力値を用いることによって得られる。

【０１１７】このように、第２の実施の形態でも放射強
度Ｉ1（Ｔ），Ｉ2（Ｔ），Ｉ0，ＩLを求めることができ
る。したがって、第１の実施の形態と同様の反射率計測
処理および温度計測処理を行うことができる。

【０１１８】以上説明したように、第２の実施の形態に
よれば、第１の実施の形態と同様の効果を有するのに加
え、回転セクタ９３が、切り欠きＮが補助ランプ５７２
ｃに対向する位置にあるときに、切り欠き部ＮＰが光フ
ァイバー５６ａ上端の上方に位置するように設けられて
いるとともに、実効反射率Ｒ1の状態とＲ2の状態とを切
替えるため、第１の実施の形態のように回転セクタ５３
と補助セクタ５７２ａとの同期をとる必要がなく、制御
が一層容易であるとともに、装置構成も簡単なものとな
るので、装置の製造コストを一層抑えることができる。

【０１１９】＜３．変形例＞上記第１および第２の実施
の形態において基板熱処理装置１およびそれによる各種
処理の例を示したが、この発明はこれに限られるもので
はない。

【０１２０】上記第１および第２の実施の形態では、補
助光源として豆ランプ（補助ランプ）を用いたが、ＬＥ
Ｄ等のその他の発光素子を用いてもよい。

【０１２１】また、第１および第２の実施の形態では回
転セクタの上面（基板Ｗ、基準基板ＳＷ）側の表面を鏡
面とし、その下方の内面５１ｂを黒化処理するするもの
とし、回転セクタを回転することで実効反射率を切り替
えるものとしたが、逆に、回転セクタの上面を黒化処理
し、その下方の内面５１ｂを鏡面とすることで実効反射
率を切り替えるものとしてもよい。

【０１２２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項９の発明によれば、発光手段を点灯状態と消灯状態
とで切替えつつ、検出手段により点灯時強度信号および
消灯時強度信号をそれぞれ出力するので、それらの強度
信号に基づいて基板反射率（基板放射率）を求めること
ができるので、基板の反射率を正確に計測できる。

【０１２３】また、特に請求項２の発明によれば、点灯
時強度信号および消灯時強度信号をもとに基板反射率を
算出する反射率算出手段を備えるため、自動的に基板反
射率を計測することができ、効率的に基板反射率を求め
ることができ、また、それを作業者が求める場合に比べ
て作業負担を抑えることができる。

【０１２４】また、特に請求項３の発明によれば、予め
求められた第１状態および第２状態のそれぞれにおける
実効反射率の基板反射率に対する依存性情報である第１
情報および第２情報に、反射率算出手段によって得られ
た基板反射率を適用することによって第１実効反射率お
よび第２実効反射率を求め、それらと、消灯状態におけ
る第１および第２状態での光をそれぞれ捉えることによ
り得られた検出手段の第１強度信号および第２強度信号
とに基づいて基板の温度を求めるため、基板反射率に対
応した正確な温度計測ができる。また、自動的に第１実
効反射率および第２実効反射率を計測して、それに基づ
いて自動的に温度計測を行うので、効率的に温度計測が
行え、それを作業者が行う場合に比べて作業負担を抑え
ることができる。

【０１２５】また、とくに請求項４の発明によれば、遮
光板の回転により点灯状態と消灯状態とを切替えるた
め、光源自体を点灯、消灯させる場合に比べて光源の特
別な制御が不要であり、そのための制御手段が不要であ
るので装置構成が簡単なものとなり、装置の製造コスト
を抑えることができる。

【０１２６】また、特に請求項５の発明によれば、切替
え手段が、反射率切替え機能をも備えるため、切替え手
段と反射率切替え手段とを別々に設けた場合と比べて、
それらの動作を制御手段により同期させる必要がなく、
制御が一層容易であるとともに、装置構成も簡単なもの
となるので、装置の製造コストを一層抑えることができ
る。

【０１２７】また、とくに請求項６の発明によれば、請
求項３ないし請求項５のいずれかに記載の温度計測装置
よりなる温度計測手段を備え、それにより得られた基板
の温度をもとに熱源への供給電力を制御するため、基板
の温度管理を正確に行え、高品質の基板熱処理を行うこ
とができる。

【０１２８】また、特に請求項７の発明によれば、発光
手段を点灯状態と消灯状態とで切り替えつつ、検出手段
により点灯状態および消灯状態における点灯時強度信号
および消灯時強度信号をそれぞれ出力し、それらの信号
ならびに予め求められた発光手段の発光強度とから基板
反射率を算出するため、正確な基板反射率の計測が行え
る。

【０１２９】また、特に請求項８の発明によれば、請求
項７の反射率計測方法により計測した基板反射率と、実
効反射率の基板反射率に対する依存性情報である第１強
度信号および第２情報とから第１実効反射率および第２
実効反射率を算出するとともに、第１状態および第２状
態のそれぞれにおいて検出手段により放射光を捉え、第
１強度信号および第２強度信号を求め、それらを用いて
基板の温度を算出するため、基板反射率に対応した正確
な温度計測を行うことができる。

【０１３０】また、とくに請求項９の発明によれば、請
求項８の温度計測方法により基板の温度を計測し、それ
をもとに熱源への供給電力を制御するため、温度管理に
より高品質な基板熱処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態である熱処理装置
の縦断面図である。

【図２】第１の実施の形態における温度・反射率計測部
の構成を示す図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面から下方を見た状態を示した
図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ断面から下方を見た状態を示した
図である。

【図５】補助セクタの平面図である。

【図６】基板と反射板との間の放射光の多重反射を説明
するための図である。

【図７】回転セクタ、補助セクタそれぞれの各回転状態
における光ファイバーに入射する光の放射強度を示す模
式図である。

【図８】回転セクタ、補助セクタの回転および光ファイ
バー上端への入射光の放射強度の時間変化を示すタイミ
ングチャートである。

【図９】第１の処理例における実行反射率の反射率依存
性の計測手順を示すフローチャートである。

【図１０】第１の処理例における実効反射率の計測およ
び基板の熱処理の手順を示すフローチャートである。

【図１１】第２の処理例における実行反射率の反射率依
存性の計測手順を示すフローチャートである。

【図１２】第２の処理例における実効反射率の計測およ
び基板の熱処理の手順を示すフローチャートである。

【図１３】第２の実施の形態の基板熱処理装置における
温度・反射率計測部の構成を示す図である。

【図１４】第２の実施の形態の基板熱処理装置における
温度・反射率計測部の回転セクタの形状および補助ラン
プ、光ファイバー束の平面的位置関係を説明する図であ
る。

【符号の説明】

２０ランプ（熱源）４０基板保持回転部（保持手段）４５反射板４５ａ穴５０，９０温度・反射率計測部（反射率計測装置、温
度計測装置）５３回転セクタ（５４とともに反射率切替え機能）９３回転セクタ（回転板、５４とともに切替え手段）５４モータ５６光ファイバー束５６ａ光ファイバー（第２光ファイバー）５６ｂ光ファイバー（第１光ファイバー）６０制御部５７１ｃ検出器５７１ｄ演算部（反射率算出手段、温度算出手段）５７２発光部５７２ａ補助セクタ（遮断板、５７２ｂとともに切替
え手段）５７２ｂモータ（回転手段）５７２ｃ補助ランプ（光源）ＣＢ遮断帯Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2，ＩL 放射強度Ｎ切り欠き（第１の切り欠き）ＮＰ切り欠き部（第２または第３の切り欠き）ＲＰ反射部ＲＡ反射領域ＳＡスリット領域ＳＬスリット（第２または第３の切り欠き）ＩＰ遮断部ＯＰ解放部ＳＷ基準基板Ｗ基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 (a)基板を保持する保持手段と、 (b)前記保持手段に保持された基板に対向する反射面を
有するとともに、穴を有する反射板と、 (c)前記穴を通じて基板に対して発光する発光手段と、 (d)前記発光手段を点灯状態と消灯状態とで切り替える
切替え手段と、 (e)基板側から見て前記発光手段の発光位置とほぼ同一
位置を検出位置として前記点灯状態および前記消灯状態
における基板側から前記穴に進入した光を捉えて、点灯
時強度信号および消灯時強度信号をそれぞれ出力する検
出手段と、を備えることを特徴とする反射率計測装置。
【請求項２】請求項１に記載の反射率計測装置であっ
て、さらに、 (f)前記点灯時強度信号および前記消灯時強度信号に基
づいて基板反射率を算出する反射率算出手段を備えるこ
とを特徴とする反射率計測装置。
【請求項３】 (a)請求項２に記載の反射率計測装置に
より実現される反射率計測機能と、 (b)基板と前記穴または前記反射面との間の多重反射を
考慮した反射率である実効反射率が互いに異なる第１状
態および第２状態に切替える反射率切替え機能と、 (c)予め求められた前記第１状態および前記第２状態の
それぞれにおける実効反射率の基板反射率に対する依存
性情報である第１情報および第２情報に、前記反射率算
出手段によって得られた前記基板反射率を適用すること
によって第１実効反射率および第２実効反射率を求める
実効反射率導出機能と、を有するとともに、前記検出手段が前記消灯状態における前記第１状態およ
び前記第２状態での光をそれぞれ捉えることにより、第
１強度信号および第２強度信号をそれぞれ出力するもの
であり、さらに、 (d)得られた前記第１強度信号および前記第２強度信号
ならびに前記第１実効反射率および前記第２実効反射率
に基づいて、基板の温度を求める温度算出機能を備える
ことを特徴とする温度計測装置。
【請求項４】請求項３に記載の温度計測装置であっ
て、前記発光手段が、光源と、一端が前記光源の近傍に位置
して設けられた第１光ファイバーとを備えるものであり、前記検出手段が、光を捉えて強度信号を出力する検出器と、一端が前記検
出器に接続された第２光ファイバーとを備えるものであ
り、前記第１光ファイバーおよび前記第２光ファイバーのそ
れぞれの他端が束ねられて基板にほぼ直交するように対
向することにより、前記発光手段の前記発光位置と前記
検出手段の前記検出位置がほぼ同一位置に位置してお
り、前記切替え手段が、部分的に切り欠きが設けられた遮光板と、前記光源と前
記第１ファイバーとの間における基板とほぼ平行な面内
において前記遮光板を回転させる回転手段とを備えると
ともに、前記回転手段による前記遮光板の回転に伴い、
前記遮光板の前記切り欠きとそれ以外の部分とがそれぞ
れ前記光源と前記第１光ファイバーとの間を通過するこ
とによって前記点灯状態と前記消灯状態とに切り替える
ものであることを特徴とする温度計測装置。
【請求項５】請求項３に記載の温度計測装置におい
て、前記切替え手段が前記反射率切替え機能をも備えるもの
であることを特徴とする温度計測装置。
【請求項６】 (a)請求項３ないし請求項５のいずれか
に記載の温度計測装置よりなる温度計測手段と、 (b)前記保持手段に保持された基板に熱を供給する熱源
と、 (c)前記温度計測手段により得られた基板の温度に基づ
いて前記熱源への供給電力を制御する制御手段と、を備
えることを特徴とする基板熱処理装置。
【請求項７】保持手段に保持された基板に対向する反
射面を有する反射板と、前記反射板に設けられた穴を通
じて基板に対して発光する発光手段と、基板側から前記
穴に進入した光を捉えて強度信号を出力する検出手段と
を備えた装置を用いて基板の反射率を計測する反射率計
測方法であって、 (a)前記発光手段を点灯状態と消灯状態とで切り替えつ
つ、前記検出手段により前記点灯状態および前記消灯状
態における点灯時強度信号および消灯時強度信号をそれ
ぞれ出力する計測工程と、 (b)前記点灯時強度信号および前記消灯時強度信号なら
びに予め求められた前記発光手段の発光強度とに基づい
て基板反射率を算出する算出工程と、を備えることを特
徴とする反射率計測方法。
【請求項８】 (a)請求項７に記載の反射率計測方法よ
りなる反射率計測工程と、 (b)反射率切り替え手段によって切り替えられた第１状
態および第２状態について、基板と前記反射板における
前記穴または前記反射面との間の多重反射を考慮した反
射率である実効反射率の前記基板反射率に対する依存性
情報である第１情報および第２情報を求める依存性導出
工程と、 (c)前記各工程の後に得られた前記基板反射率と前記第
１情報および前記第２情報とに基づき第１実効反射率お
よび第２実効反射率を算出する実効反射率算出工程と、 (d)前記第１状態および前記第２状態のそれぞれにおい
て前記検出手段により放射光を捉え、第１強度信号およ
び第２強度信号を出力する強度計測工程と、 (f)得られた前記第１強度信号および前記第２強度信号
と、前記実効反射率計測工程において得られた前記第１
実効反射率および前記第２実効反射率とを用いて基板の
温度を算出する温度算出工程と、を備えることを特徴と
する温度計測方法。
【請求項９】 (a)基板に対して熱源による熱供給を伴
う処理を施す熱処理工程と、 (b)前記熱処理工程中に請求項８に記載の温度計測方法
により基板の温度を計測する温度計測工程と、 (c)得られた基板の温度をもとに前記熱源への供給電力
を制御する制御工程と、を備えることを特徴とする基板
熱処理方法。