JP2001208610A - 温度測定方法、温度制御方法及び熱処理装置 - Google Patents
温度測定方法、温度制御方法及び熱処理装置Info
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- JP2001208610A JP2001208610A JP2000016341A JP2000016341A JP2001208610A JP 2001208610 A JP2001208610 A JP 2001208610A JP 2000016341 A JP2000016341 A JP 2000016341A JP 2000016341 A JP2000016341 A JP 2000016341A JP 2001208610 A JP2001208610 A JP 2001208610A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多重反射環境において高い精度で被測定体
（被処理体）の温度を測定することができる温度測定方
法を提供する。 【解決手段】 多重反射環境に設置された被測定体５４
（Ｗ）の温度を、放射率を利用した放射温度計４０を用
いて測定する温度測定方法において、前記放射率として
下記式で定まる実効放射率εeff を用いる。 εeff ＝（１−α）・ε＋α・ε／［１−Ｆ・ｒ・（１
−ε）］ ここで、Ｆは形態係数（Ｖｉｅｗ Ｆａｃｔｏｒ）、ε
は被測定値の放射率、ｒは放射温度計側の反射板の反射
率、αは多重反射の重み係数である。これにより、多重
反射環境において高い精度で被測定体（被処理体）の温
度を測定することができる。
（被処理体）の温度を測定することができる温度測定方
法を提供する。 【解決手段】 多重反射環境に設置された被測定体５４
（Ｗ）の温度を、放射率を利用した放射温度計４０を用
いて測定する温度測定方法において、前記放射率として
下記式で定まる実効放射率εeff を用いる。 εeff ＝（１−α）・ε＋α・ε／［１−Ｆ・ｒ・（１
−ε）］ ここで、Ｆは形態係数（Ｖｉｅｗ Ｆａｃｔｏｒ）、ε
は被測定値の放射率、ｒは放射温度計側の反射板の反射
率、αは多重反射の重み係数である。これにより、多重
反射環境において高い精度で被測定体（被処理体）の温
度を測定することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
被処理体（被測定体）の温度を測定するための温度測定
方法、温度制御方法及び熱処理装置に関する。
被処理体（被測定体）の温度を測定するための温度測定
方法、温度制御方法及び熱処理装置に関する。
【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、半導体ウエ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
チング処理等の各種の熱処理を複数回に亘って繰り返し
行なわれる。この場合、例えば目的とする膜厚になるよ
うに堆積膜を精度良く形成するなど、精度の良い熱処理
を行なうためには、熱処理プロセス時の半導体ウエハの
温度を厳密に管理し、これを所望のプロセス温度に安定
的に維持する必要がある。従来の一般的な枚葉式の熱処
理装置にあっては、半導体ウエハを支持する円板状、或
いは円柱状のサセプタの載置面の近傍に温度検出素子と
して例えば熱電対を埋め込み、ウエハの温度を間接的に
測定し、この測定結果に基づいて加熱ヒータをフィード
バック制御して所望の温度を維持するようになってい
る。
には、半導体ウエ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
チング処理等の各種の熱処理を複数回に亘って繰り返し
行なわれる。この場合、例えば目的とする膜厚になるよ
うに堆積膜を精度良く形成するなど、精度の良い熱処理
を行なうためには、熱処理プロセス時の半導体ウエハの
温度を厳密に管理し、これを所望のプロセス温度に安定
的に維持する必要がある。従来の一般的な枚葉式の熱処
理装置にあっては、半導体ウエハを支持する円板状、或
いは円柱状のサセプタの載置面の近傍に温度検出素子と
して例えば熱電対を埋め込み、ウエハの温度を間接的に
測定し、この測定結果に基づいて加熱ヒータをフィード
バック制御して所望の温度を維持するようになってい
る。
【０００３】ところで、このような温度測定方法にあっ
ては、実際には、サセプタ温度と半導体ウエハの真の温
度とは、プロセス時の圧力にもよるが１０〜４０℃程度
も差があってウエハ温度が低く、ウエハ温度を正確に求
めることが困難である。そこで、プロセス中の半導体ウ
エハに直接、熱電対を接触させて温度を測定することも
考えられるが、プロセス中のウエハに熱電対を直接接触
するのは困難であり、特に、プロセス中にウエハを回転
させるような熱処理装置では、熱電対をウエハに直接接
触させて温度測定することは不可能である。そこで、最
近にあっては、被測定体に対して非接触で比較的精度の
高い温度を測定できる装置として放射温度計を用いるこ
とが行なわれている。この放射温度計は、被測定体、す
なわちこの場合には半導体ウエハからの放射輝度を測定
し、これよりウエハの熱を求めるようになっている。
ては、実際には、サセプタ温度と半導体ウエハの真の温
度とは、プロセス時の圧力にもよるが１０〜４０℃程度
も差があってウエハ温度が低く、ウエハ温度を正確に求
めることが困難である。そこで、プロセス中の半導体ウ
エハに直接、熱電対を接触させて温度を測定することも
考えられるが、プロセス中のウエハに熱電対を直接接触
するのは困難であり、特に、プロセス中にウエハを回転
させるような熱処理装置では、熱電対をウエハに直接接
触させて温度測定することは不可能である。そこで、最
近にあっては、被測定体に対して非接触で比較的精度の
高い温度を測定できる装置として放射温度計を用いるこ
とが行なわれている。この放射温度計は、被測定体、す
なわちこの場合には半導体ウエハからの放射輝度を測定
し、これよりウエハの熱を求めるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常の半導
体ウエハを熱処理する場合には、ウエハの表面状態（ウ
エハの上面及び下面を含む）によって、その放射率がか
なり変化することが知られており、従って、ウエハ表面
の膜種によってもその放射率が変化する。一般的には、
ウエハの表面には多層に亘って異なる膜種の堆積膜が形
成されるので、熱処理装置には、種々異なった表面状態
のウエハが導入されることになり、従って、膜種に対応
させて予め求めた放射率を固定的に使用すると共に、入
射輝度を一部補正する等して温度制御を行なうようにな
っている。しかしながら、放射温度計が設置される熱処
理装置内は一般的に多重反射環境となっており、このた
め系内で多重反射した光が外乱となって放射温度計に入
射することになるので、従来の温度測定方法では、十分
に高い精度でウエハの真の温度を検出することが困難で
あるという、問題があった。
体ウエハを熱処理する場合には、ウエハの表面状態（ウ
エハの上面及び下面を含む）によって、その放射率がか
なり変化することが知られており、従って、ウエハ表面
の膜種によってもその放射率が変化する。一般的には、
ウエハの表面には多層に亘って異なる膜種の堆積膜が形
成されるので、熱処理装置には、種々異なった表面状態
のウエハが導入されることになり、従って、膜種に対応
させて予め求めた放射率を固定的に使用すると共に、入
射輝度を一部補正する等して温度制御を行なうようにな
っている。しかしながら、放射温度計が設置される熱処
理装置内は一般的に多重反射環境となっており、このた
め系内で多重反射した光が外乱となって放射温度計に入
射することになるので、従来の温度測定方法では、十分
に高い精度でウエハの真の温度を検出することが困難で
あるという、問題があった。
【０００５】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、多重反射環境において高い精度で被測定体
（被処理体）の温度を測定することができる温度測定方
法を提供することにある。本発明の他の目的は、被処理
体の真の温度を精度良く求めることにより、複数の被処
理体間に亘って熱処理の再現性を高めることができる温
度制御方法及び熱処理装置を提供することにある。
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、多重反射環境において高い精度で被測定体
（被処理体）の温度を測定することができる温度測定方
法を提供することにある。本発明の他の目的は、被処理
体の真の温度を精度良く求めることにより、複数の被処
理体間に亘って熱処理の再現性を高めることができる温
度制御方法及び熱処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に規定する発明
は、多重反射環境に設置された被測定体の温度を、放射
率を利用した放射温度計を用いて測定する温度測定方法
において、前記放射率として下記式で定まる実効放射率
εeff を用いるようにしたことを特徴とする温度測定方
法である。 εeff ＝（１−α）・ε＋α・ε／［１−Ｆ・ｒ・（１
−ε）］ ここでＦは形態係数（Ｖｉｅｗ Ｆａｃｔｏｒ）、εは
被測定値の放射率、ｒは放射温度計側の反射板の反射
率、αは多重反射の重み係数である。上述のように、多
重反射の重みを考慮することにより、被測定体の真の温
度を精度良く求めることが可能となる。
は、多重反射環境に設置された被測定体の温度を、放射
率を利用した放射温度計を用いて測定する温度測定方法
において、前記放射率として下記式で定まる実効放射率
εeff を用いるようにしたことを特徴とする温度測定方
法である。 εeff ＝（１−α）・ε＋α・ε／［１−Ｆ・ｒ・（１
−ε）］ ここでＦは形態係数（Ｖｉｅｗ Ｆａｃｔｏｒ）、εは
被測定値の放射率、ｒは放射温度計側の反射板の反射
率、αは多重反射の重み係数である。上述のように、多
重反射の重みを考慮することにより、被測定体の真の温
度を精度良く求めることが可能となる。
【０００７】請求項２に規定する発明は、処理容器内で
被処理体支持具により支持された被処理体に所定の熱処
理を施すために前記被処理体を加熱手段により所定の温
度に加熱し、前記被処理体の温度を放射温度計により測
定して前記加熱手段をフィードバック制御するようにし
た温度制御方法において、前記被処理体の温度を求める
ために下記式により定まる実効放射率εeff を用いるよ
うにしたことを特徴とする温度制御方法である。 εeff ＝（１−α）・ε＋α・ε／［１−Ｆ・ｒ・（１
−ε）］ ここでＦは形態係数（Ｖｉｅｗ Ｆａｃｔｏｒ）、εは
被処理体の放射率、ｒは放射温度計側の反射板の反射
率、αは多重反射の重み係数である。上述のように、多
重反射の重みを考慮することにより、被処理体の真の温
度を精度良く求めることができるので、複数の被処理体
間に亘って熱処理の再現性を向上させることができる。
被処理体支持具により支持された被処理体に所定の熱処
理を施すために前記被処理体を加熱手段により所定の温
度に加熱し、前記被処理体の温度を放射温度計により測
定して前記加熱手段をフィードバック制御するようにし
た温度制御方法において、前記被処理体の温度を求める
ために下記式により定まる実効放射率εeff を用いるよ
うにしたことを特徴とする温度制御方法である。 εeff ＝（１−α）・ε＋α・ε／［１−Ｆ・ｒ・（１
−ε）］ ここでＦは形態係数（Ｖｉｅｗ Ｆａｃｔｏｒ）、εは
被処理体の放射率、ｒは放射温度計側の反射板の反射
率、αは多重反射の重み係数である。上述のように、多
重反射の重みを考慮することにより、被処理体の真の温
度を精度良く求めることができるので、複数の被処理体
間に亘って熱処理の再現性を向上させることができる。
【０００８】請求項３に規定する発明は、被処理体に所
定の熱処理を施す熱処理装置において、前記被処理体を
収容する処理容器と、前記被処理体を支持する被処理体
支持具と、前記被処理体を加熱する加熱手段と、前記被
処理体の温度を非接触で測定するために下記式で定まる
実効放射率εeff を用いる放射温度計と、この放射温度
計で得られる結果に基づいて前記加熱手段を制御する温
度制御部とを備えたことを特徴とする熱処理装置であ
る。 εeff ＝（１−α）・ε＋α・ε／［１−Ｆ・ｒ・（１
−ε）］ ここでＦは形態係数（Ｖｉｅｗ Ｆａｃｔｏｒ）、εは
被処理体の放射率、ｒは放射温度計側の反射板の反射
率、αは多重反射の重み係数である。上述のように、多
重反射の重みを考慮することにより、被処理体の真の温
度を精度良く求めることができるので、複数の被処理体
間に亘って熱処理の再現性を向上させることができる。
定の熱処理を施す熱処理装置において、前記被処理体を
収容する処理容器と、前記被処理体を支持する被処理体
支持具と、前記被処理体を加熱する加熱手段と、前記被
処理体の温度を非接触で測定するために下記式で定まる
実効放射率εeff を用いる放射温度計と、この放射温度
計で得られる結果に基づいて前記加熱手段を制御する温
度制御部とを備えたことを特徴とする熱処理装置であ
る。 εeff ＝（１−α）・ε＋α・ε／［１−Ｆ・ｒ・（１
−ε）］ ここでＦは形態係数（Ｖｉｅｗ Ｆａｃｔｏｒ）、εは
被処理体の放射率、ｒは放射温度計側の反射板の反射
率、αは多重反射の重み係数である。上述のように、多
重反射の重みを考慮することにより、被処理体の真の温
度を精度良く求めることができるので、複数の被処理体
間に亘って熱処理の再現性を向上させることができる。
【０００９】この場合、請求項４に規定するように、前
記被処理体支持具は、前記被処理体を回転するように構
成してもよい。また、請求項５に規定するように、例え
ば前記処理容器には、処理ガスを導入するための処理ガ
ス導入手段が設けられる。また、請求項６に規定するよ
うに、例えば前記処理容器には、前記被処理体の放射率
を測定してその結果を前記放射温度計へ与えるための放
射率測定手段が設けられるようにしてもよい。これによ
れば、熱処理中においてリアルタイムで被処理体の放射
率を求めることができるので、膜種などの放射率を予め
記憶するなどの操作を不要にでき、しかも、この放射率
を制御パラメータとして用いることにより、被処理体の
真の温度を一層精度良く求めることが可能となる。
記被処理体支持具は、前記被処理体を回転するように構
成してもよい。また、請求項５に規定するように、例え
ば前記処理容器には、処理ガスを導入するための処理ガ
ス導入手段が設けられる。また、請求項６に規定するよ
うに、例えば前記処理容器には、前記被処理体の放射率
を測定してその結果を前記放射温度計へ与えるための放
射率測定手段が設けられるようにしてもよい。これによ
れば、熱処理中においてリアルタイムで被処理体の放射
率を求めることができるので、膜種などの放射率を予め
記憶するなどの操作を不要にでき、しかも、この放射率
を制御パラメータとして用いることにより、被処理体の
真の温度を一層精度良く求めることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る温度測定方
法、温度制御方法及び熱処理装置の一実施例を添付図面
に基づいて詳述する。図１は本発明に係る熱処理装置の
一実施例を示す構成図、図２は多重反射環境のモデルを
説明するための説明図、図３は放射温度計に対する形態
係数（Ｖｉｅｗ Ｆａｃｔｏｒ）を説明するための説明
図である。まず、本発明方法である温度測定方法と温度
制御方法が実施される本発明の熱処理装置について説明
する。図示するように、この熱処理装置２は、例えばス
テンレススチール等により円筒体状に成形された処理容
器４を有している。この処理容器４の上部側壁には、こ
の処理容器４内へ必要な処理ガスを導入するための処理
ガス導入手段として処理ガスノズル６が設けられ、これ
に対向する容器側壁には排気口８が設けられており、こ
の排気口８には図示しない真空ポンプ等を介設した真空
排気系を接続して処理容器４内を真空引き可能としてい
る。
法、温度制御方法及び熱処理装置の一実施例を添付図面
に基づいて詳述する。図１は本発明に係る熱処理装置の
一実施例を示す構成図、図２は多重反射環境のモデルを
説明するための説明図、図３は放射温度計に対する形態
係数（Ｖｉｅｗ Ｆａｃｔｏｒ）を説明するための説明
図である。まず、本発明方法である温度測定方法と温度
制御方法が実施される本発明の熱処理装置について説明
する。図示するように、この熱処理装置２は、例えばス
テンレススチール等により円筒体状に成形された処理容
器４を有している。この処理容器４の上部側壁には、こ
の処理容器４内へ必要な処理ガスを導入するための処理
ガス導入手段として処理ガスノズル６が設けられ、これ
に対向する容器側壁には排気口８が設けられており、こ
の排気口８には図示しない真空ポンプ等を介設した真空
排気系を接続して処理容器４内を真空引き可能としてい
る。
【００１１】上記処理容器４の底部には、被処理体支持
具として例えばＳｉＣ製の円筒体よりなるガードリング
１０が設置されている。このガードリング１０の上部
は、内側へ僅かに直角に屈曲されて、その内側上端部を
断面Ｌ字状にその周方向に沿ってリング状に切り欠くこ
とによって、ウエハ保持部１２を形成しており、このウ
エハ保持部１２に被処理体としての半導体ウエハＷの裏
面周縁部を当接させてこれを支持するようになってい
る。このガードリング１０の下端部は、軸受、例えばス
ラスト軸受１４を介して容器底部１７に設置されてお
り、従って、このガードリング１０はその周方向へ自転
可能になされている。そして、この処理容器４の下部の
外側には、処理容器４の隅部をこれより僅かに離間させ
て覆うようにして断面Ｌ字状になされた案内リング１６
が設けられている。この案内リング１６の下部内側端部
は、軸受、例えばスラスト軸受１８を介して上記容器底
部１７の下面周縁部に取り付けられており、従って、こ
の案内リング１６自体もその周方向へ自転可能になされ
ている。そして、この案内リング１６の上端の内側面に
は、その周方向に沿って適宜間隔ずつ離間させて例えば
永久磁石よりなる磁石手段２０が設けられると共に、こ
れに対向する上記ガードリング１０の上部外側面には、
上記磁石手段２０と反対の極性となる永久磁石２２がそ
の周方向に沿って適宜間隔ずつ離間させて設けられてい
る。尚、上記磁石手段２０として電磁石コイルを用いて
もよい。
具として例えばＳｉＣ製の円筒体よりなるガードリング
１０が設置されている。このガードリング１０の上部
は、内側へ僅かに直角に屈曲されて、その内側上端部を
断面Ｌ字状にその周方向に沿ってリング状に切り欠くこ
とによって、ウエハ保持部１２を形成しており、このウ
エハ保持部１２に被処理体としての半導体ウエハＷの裏
面周縁部を当接させてこれを支持するようになってい
る。このガードリング１０の下端部は、軸受、例えばス
ラスト軸受１４を介して容器底部１７に設置されてお
り、従って、このガードリング１０はその周方向へ自転
可能になされている。そして、この処理容器４の下部の
外側には、処理容器４の隅部をこれより僅かに離間させ
て覆うようにして断面Ｌ字状になされた案内リング１６
が設けられている。この案内リング１６の下部内側端部
は、軸受、例えばスラスト軸受１８を介して上記容器底
部１７の下面周縁部に取り付けられており、従って、こ
の案内リング１６自体もその周方向へ自転可能になされ
ている。そして、この案内リング１６の上端の内側面に
は、その周方向に沿って適宜間隔ずつ離間させて例えば
永久磁石よりなる磁石手段２０が設けられると共に、こ
れに対向する上記ガードリング１０の上部外側面には、
上記磁石手段２０と反対の極性となる永久磁石２２がそ
の周方向に沿って適宜間隔ずつ離間させて設けられてい
る。尚、上記磁石手段２０として電磁石コイルを用いて
もよい。
【００１２】これにより、上記磁石手段２０と永久磁石
２２とは磁気的に結合して磁気カップリングを形成する
ようになっている。図示例ては磁石手段２０のＮ極と永
久磁石２２のＳ極が磁気結合している。従って、この案
内リング１６を処理容器４の周方向へ回転させることに
よって、磁気カップリングされているガードリング１０
もこれに追従して回転（自転）することになる。この場
合、上記案内リング１６の下部側面には、その周方向に
沿ってラック２２が形成されており、このラック２２に
は駆動モータ２６によって回転するピニオン２８が歯合
されて、上述のように案内リング１６を回転し得るよう
になっている。
２２とは磁気的に結合して磁気カップリングを形成する
ようになっている。図示例ては磁石手段２０のＮ極と永
久磁石２２のＳ極が磁気結合している。従って、この案
内リング１６を処理容器４の周方向へ回転させることに
よって、磁気カップリングされているガードリング１０
もこれに追従して回転（自転）することになる。この場
合、上記案内リング１６の下部側面には、その周方向に
沿ってラック２２が形成されており、このラック２２に
は駆動モータ２６によって回転するピニオン２８が歯合
されて、上述のように案内リング１６を回転し得るよう
になっている。
【００１３】一方、処理容器４の天井部は開放されてお
り、この部分には、例えばＯリング等のシール部材３０
を介して透明な石英製の透過窓３２が気密に取り付けら
れている。そして、この透過窓３２の外側にはランプ箱
３４が設けられると共に、このランプ箱３４内には、加
熱手段として複数、図示例では３個の加熱ランプ３６
Ａ、３６Ｂ、３６Ｃが設置されており、これからの熱線
により処理容器４内の半導体ウエハＷを加熱するように
なっている。そして、このように形成された処理容器４
の底部に本発明の特徴とする放射温度計４０が設けられ
る。具体的には、この放射温度計４０は、処理容器４の
底部１７にその先端を内部に露出させて設けた３つの検
出子４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃと、各検出子４２Ａ、４２
Ｂ、４２Ｃとそれぞれ例えばグラスファイバ４３により
接続された温度計本体４４とよりなる。各検出子４２Ａ
〜４２Ｃは、例えば透明な円柱状の石英ロッドよりな
り、上記ウエハＷの裏面より放射される光或いは熱線を
捕捉するようになっており、この熱線等を、各ファイバ
４３を介して温度計本体４４へ導入するようになってい
る。この温度計本体４４では、導入された光或いは熱線
の輝度と、本発明において特徴とする後述する式によっ
て定まる有効放射率とによってウエハＷの真の温度を求
めるようになっている。そして、この温度計本体４４に
は、ここで得たウエハＷの真の温度値に基づいて、上記
各加熱ランプ３６Ａ〜３６Ｃの温度をフィードバック制
御する温度制御部４６が接続されている。
り、この部分には、例えばＯリング等のシール部材３０
を介して透明な石英製の透過窓３２が気密に取り付けら
れている。そして、この透過窓３２の外側にはランプ箱
３４が設けられると共に、このランプ箱３４内には、加
熱手段として複数、図示例では３個の加熱ランプ３６
Ａ、３６Ｂ、３６Ｃが設置されており、これからの熱線
により処理容器４内の半導体ウエハＷを加熱するように
なっている。そして、このように形成された処理容器４
の底部に本発明の特徴とする放射温度計４０が設けられ
る。具体的には、この放射温度計４０は、処理容器４の
底部１７にその先端を内部に露出させて設けた３つの検
出子４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃと、各検出子４２Ａ、４２
Ｂ、４２Ｃとそれぞれ例えばグラスファイバ４３により
接続された温度計本体４４とよりなる。各検出子４２Ａ
〜４２Ｃは、例えば透明な円柱状の石英ロッドよりな
り、上記ウエハＷの裏面より放射される光或いは熱線を
捕捉するようになっており、この熱線等を、各ファイバ
４３を介して温度計本体４４へ導入するようになってい
る。この温度計本体４４では、導入された光或いは熱線
の輝度と、本発明において特徴とする後述する式によっ
て定まる有効放射率とによってウエハＷの真の温度を求
めるようになっている。そして、この温度計本体４４に
は、ここで得たウエハＷの真の温度値に基づいて、上記
各加熱ランプ３６Ａ〜３６Ｃの温度をフィードバック制
御する温度制御部４６が接続されている。
【００１４】一般的には、各加熱ランプ３６Ａ〜３６Ｃ
は、ウエハ表面を複数に区分したゾーン毎にそれぞれ対
応しているので、各検出子４２Ａ〜４２Ｃもそれに対応
させて設けてあり、各加熱ランプ３６Ａ〜３６Ｃを個別
に制御できるようになっている。また、ここで、ウエハ
Ｗの裏面４８と容器底部１７の上面５０は所定の反射率
を有する反射面となっており、従って、ウエハ裏面４８
と底部上面５０とで多重反射環境が形成されていること
になる。尚、図中、５２は、半導体ウエハＷを搬出入す
る際に開閉されるゲートバルブであり、また容器底部１
７には、ウエハＷの搬入搬出時に昇降される図示しない
リフタピンも設けられる。
は、ウエハ表面を複数に区分したゾーン毎にそれぞれ対
応しているので、各検出子４２Ａ〜４２Ｃもそれに対応
させて設けてあり、各加熱ランプ３６Ａ〜３６Ｃを個別
に制御できるようになっている。また、ここで、ウエハ
Ｗの裏面４８と容器底部１７の上面５０は所定の反射率
を有する反射面となっており、従って、ウエハ裏面４８
と底部上面５０とで多重反射環境が形成されていること
になる。尚、図中、５２は、半導体ウエハＷを搬出入す
る際に開閉されるゲートバルブであり、また容器底部１
７には、ウエハＷの搬入搬出時に昇降される図示しない
リフタピンも設けられる。
【００１５】次に、以上のように構成された本発明装置
の動作について説明する。まず、予め真空状態に維持さ
れた処理容器４内へ、図示しないロードロック室等から
開放されたゲートバルブ５２を介して半導体ウエハＷを
搬入し、このウエハＷを図示しないリフタピンを駆動す
ることによってガードリング１０の上端のウエハ保持部
１２に載置して保持させる。そして、ウエハＷの搬入が
完了したならば、ゲートバルブ５２を閉じて処理容器４
内を密閉すると共に、処理容器４内を真空引きしつつ処
理ガスノズル６から処理すべきプロセスに対応した所定
の処理ガスを処理容器４内へ導入し、所定のプロセス圧
力を維持する。例えば熱処理として成膜処理を行なうな
らば、成膜ガスをＮ2 等のキャリアガスと共に処理容器
４内の処理空間Ｓへ導入する。
の動作について説明する。まず、予め真空状態に維持さ
れた処理容器４内へ、図示しないロードロック室等から
開放されたゲートバルブ５２を介して半導体ウエハＷを
搬入し、このウエハＷを図示しないリフタピンを駆動す
ることによってガードリング１０の上端のウエハ保持部
１２に載置して保持させる。そして、ウエハＷの搬入が
完了したならば、ゲートバルブ５２を閉じて処理容器４
内を密閉すると共に、処理容器４内を真空引きしつつ処
理ガスノズル６から処理すべきプロセスに対応した所定
の処理ガスを処理容器４内へ導入し、所定のプロセス圧
力を維持する。例えば熱処理として成膜処理を行なうな
らば、成膜ガスをＮ2 等のキャリアガスと共に処理容器
４内の処理空間Ｓへ導入する。
【００１６】この時、容器底部の外側に設置した案内リ
ング１６の回転駆動を開始し、これにより、この案内リ
ング１６の磁石手段２０は容器内部の永久磁石２２と磁
気的に結合されているので、案内リング１６の回転に従
って、ガードリング１０も回転し始めることになって、
ウエハＷも回転する。このウエハＷの回転は処理期間
中、継続して行なわれる。これと同時に、温度制御部４
６の制御により容器天井部に設けてある加熱ランプ３６
を駆動し、これにより加熱ランプ３６から放射された熱
線は天井部に設けた透過窓３２を介して処理空間Ｓに入
射し、更に、半導体ウエハＷの上面に照射されてこれを
所定の温度まで加熱昇温し、その温度に維持されること
になる。
ング１６の回転駆動を開始し、これにより、この案内リ
ング１６の磁石手段２０は容器内部の永久磁石２２と磁
気的に結合されているので、案内リング１６の回転に従
って、ガードリング１０も回転し始めることになって、
ウエハＷも回転する。このウエハＷの回転は処理期間
中、継続して行なわれる。これと同時に、温度制御部４
６の制御により容器天井部に設けてある加熱ランプ３６
を駆動し、これにより加熱ランプ３６から放射された熱
線は天井部に設けた透過窓３２を介して処理空間Ｓに入
射し、更に、半導体ウエハＷの上面に照射されてこれを
所定の温度まで加熱昇温し、その温度に維持されること
になる。
【００１７】ここでウエハＷの温度制御について説明す
ると、ウエハＷの裏面４８から放射される熱線等の光は
容器底部１７に設けた石英ロッドよりなる各検出子４２
Ａ〜４２Ｃに入射し、各グラスファイバ４３を介して温
度計本体４４に導かれる。この温度計本体４４では、入
射した光の輝度と、本発明の特徴とする後述するような
実効放射率εeff を用いてウエハＷの温度を算出するこ
とになる。ここで算出した温度値は、後述するようにウ
エハＷの真の温度に精度良く非常に近い値であり、この
算出値に基づいて温度制御部４６は、各加熱ランプ３６
Ａ〜３６Ｃへの投入電力を個別に制御する。この場合、
上記ウエハＷの裏面４８と容器底部１７の上面５０とは
共に鏡面に類似することから多重反射環境を形成してお
り、各検出子４２Ａ〜４２Ｃには、ウエハＷの裏面４８
からの直接光のみならず、ウエハ裏面４８と容器底部上
面５０との間で複数回反射した多重反射光も外乱として
入射するが、上記実効放射率は外乱として入射する多重
な反射光の寄与率を動的に加味した放射率となっている
ので、ウエハの真の温度に非常に近い温度を算出するこ
とができ、従って、ウエハ温度を高い精度で目標とする
温度に維持することが可能となる。
ると、ウエハＷの裏面４８から放射される熱線等の光は
容器底部１７に設けた石英ロッドよりなる各検出子４２
Ａ〜４２Ｃに入射し、各グラスファイバ４３を介して温
度計本体４４に導かれる。この温度計本体４４では、入
射した光の輝度と、本発明の特徴とする後述するような
実効放射率εeff を用いてウエハＷの温度を算出するこ
とになる。ここで算出した温度値は、後述するようにウ
エハＷの真の温度に精度良く非常に近い値であり、この
算出値に基づいて温度制御部４６は、各加熱ランプ３６
Ａ〜３６Ｃへの投入電力を個別に制御する。この場合、
上記ウエハＷの裏面４８と容器底部１７の上面５０とは
共に鏡面に類似することから多重反射環境を形成してお
り、各検出子４２Ａ〜４２Ｃには、ウエハＷの裏面４８
からの直接光のみならず、ウエハ裏面４８と容器底部上
面５０との間で複数回反射した多重反射光も外乱として
入射するが、上記実効放射率は外乱として入射する多重
な反射光の寄与率を動的に加味した放射率となっている
ので、ウエハの真の温度に非常に近い温度を算出するこ
とができ、従って、ウエハ温度を高い精度で目標とする
温度に維持することが可能となる。
【００１８】ここで、図２に示す多重反射環境のモデル
を用いて実効反射率について説明する。図２において、
５４は平板状の被測定体であり、図１中の半導体ウエハ
Ｗに対応し、この被測定体５４の温度を、検出子４２と
温度計本体４４とを有する放射温度計４０により検出す
る。この検出子４２を設置した部分には、被測定体５４
と平行に反射板５６を設置しており、上記被測定体５４
の下面と上記反射板５６の上面との間で多重反射環境が
形成される。従って、検出子４２には、被測定体５４か
らの直接光５８Ａのみならず、この多重反射環境内で反
射した多重反射光５６Ｂも入射することになる。ある物
体の輝度Ｅは、周知のようにその物体の放射率εと温度
（絶対温度）Ｔに依存して次の式のように定まる。 Ｅ＝ε・ｆ（Ｔ） … （１） 尚、ｆ（Ｔ）は温度Ｔの関数を示す。ここで、本発明で
は、上記放射率εに替えて下記式で定まる実効放射率ε
effを用いる。
を用いて実効反射率について説明する。図２において、
５４は平板状の被測定体であり、図１中の半導体ウエハ
Ｗに対応し、この被測定体５４の温度を、検出子４２と
温度計本体４４とを有する放射温度計４０により検出す
る。この検出子４２を設置した部分には、被測定体５４
と平行に反射板５６を設置しており、上記被測定体５４
の下面と上記反射板５６の上面との間で多重反射環境が
形成される。従って、検出子４２には、被測定体５４か
らの直接光５８Ａのみならず、この多重反射環境内で反
射した多重反射光５６Ｂも入射することになる。ある物
体の輝度Ｅは、周知のようにその物体の放射率εと温度
（絶対温度）Ｔに依存して次の式のように定まる。 Ｅ＝ε・ｆ（Ｔ） … （１） 尚、ｆ（Ｔ）は温度Ｔの関数を示す。ここで、本発明で
は、上記放射率εに替えて下記式で定まる実効放射率ε
effを用いる。
【００１９】εeff ＝（１−α）・ε＋α・ε／［１−
Ｆ・ｒ・（１−ε）］ ここでＦ：形態係数（Ｖｉｅｗ Ｆａｃｔｏｒ） ε：被測定値５４（半導体ウエハ裏面４８）の放射率 ｒ：放射温度計側の反射板５６（容器底部１７の上面５
０）の反射率 α：多重反射の重み係数 上記形態係数Ｆは、図３に示すように検出子４２の入射
面の直径の両端と、この入射面に直交する被測定体５４
の一点とがなす角度の１／２の角度θとすると、下記式
のように定義される。 Ｆ＝（１＋ｃｏｓ２θ）／２ … （３） また、多重反射の重み係数αは、計測される全輝度に対
して多重反射光の輝度がどの程度寄与しているかを示す
寄与率を示しており、このαは０〜１の範囲内の値を取
る。例えば、反射面５６の面積が大きくなれば、このα
の値は大きくなり、逆に反射面５６の面積が小さくなれ
ば、このαの値も小さくなる。この多重反射の重み係数
αは、熱処理装置毎に及び検出子４２の開口数（ＮＡ）
毎に依存して定まる値である。
Ｆ・ｒ・（１−ε）］ ここでＦ：形態係数（Ｖｉｅｗ Ｆａｃｔｏｒ） ε：被測定値５４（半導体ウエハ裏面４８）の放射率 ｒ：放射温度計側の反射板５６（容器底部１７の上面５
０）の反射率 α：多重反射の重み係数 上記形態係数Ｆは、図３に示すように検出子４２の入射
面の直径の両端と、この入射面に直交する被測定体５４
の一点とがなす角度の１／２の角度θとすると、下記式
のように定義される。 Ｆ＝（１＋ｃｏｓ２θ）／２ … （３） また、多重反射の重み係数αは、計測される全輝度に対
して多重反射光の輝度がどの程度寄与しているかを示す
寄与率を示しており、このαは０〜１の範囲内の値を取
る。例えば、反射面５６の面積が大きくなれば、このα
の値は大きくなり、逆に反射面５６の面積が小さくなれ
ば、このαの値も小さくなる。この多重反射の重み係数
αは、熱処理装置毎に及び検出子４２の開口数（ＮＡ）
毎に依存して定まる値である。
【００２０】上述のように、実効放射率εeff を定める
ことによって、被測定体５４の真の温度と非常に近い温
度を算出することができる。上記した検出子４２は、図
１中の各検出子４２Ａ〜４２Ｃに対応しており、それぞ
れの対応するゾーン毎に精度の高い温度を検出すること
ができる。また、処理容器４内へ搬入されるウエハＷの
裏面に付着している膜種に対応する放射率εは、予め温
度計本体４４へ記憶させてこれを処理の進み具合に応じ
て順次引き出すようにしてもよいし、外部より順次入力
するようにしてもよい。ここで、本発明方法を用いて放
射温度計により温度を測定するシミュレーションを行な
ったので、その時の評価結果について説明する。図４は
被処理体（被測定体）の放射率εと実効放射率εeff と
の関係を示すグラフである。ここでＦは０．９６、ｒは
０．９、αは０．６６（ＮＡ＝０．２）にそれぞれ設定
されている。比較例１、２としてα＝１の場合と、α＝
０の場合をそれぞれ示している（前記式２を参照）。
ことによって、被測定体５４の真の温度と非常に近い温
度を算出することができる。上記した検出子４２は、図
１中の各検出子４２Ａ〜４２Ｃに対応しており、それぞ
れの対応するゾーン毎に精度の高い温度を検出すること
ができる。また、処理容器４内へ搬入されるウエハＷの
裏面に付着している膜種に対応する放射率εは、予め温
度計本体４４へ記憶させてこれを処理の進み具合に応じ
て順次引き出すようにしてもよいし、外部より順次入力
するようにしてもよい。ここで、本発明方法を用いて放
射温度計により温度を測定するシミュレーションを行な
ったので、その時の評価結果について説明する。図４は
被処理体（被測定体）の放射率εと実効放射率εeff と
の関係を示すグラフである。ここでＦは０．９６、ｒは
０．９、αは０．６６（ＮＡ＝０．２）にそれぞれ設定
されている。比較例１、２としてα＝１の場合と、α＝
０の場合をそれぞれ示している（前記式２を参照）。
【００２１】このグラフから明らかなように、α＝１の
比較例１の場合及びα＝０の比較例２の場合は、共に、
シミュレーション結果の実効放射率から大きくずれてお
り、好ましくない。これに対して、α＝０．６６に設定
した本発明の場合の実効放射率は、シミュレーション結
果の実効放射率と高い精度で一致しており、良好な結果
を示していることが判明した。図５は図４に示した測定
結果を実際のウエハ温度に反映させた時の放射率とウエ
ハ温度との関係を示すグラフである。ここでは、設定温
度としてウエハ温度を１１００℃に設定している。この
グラフから明らかなように、α＝１の比較例１場合は、
放射率εが小さい時は設定温度１１００℃よりも１００
℃以上もかなり低い値となっており、放射率εが大きく
なるに従って設定温度１１００℃との差が次第に小さく
なってきている。また、α＝０の比較例２の場合は、放
射率εが小さい時は設定温度１１００℃よりも２００℃
以上も大幅に高くなっており、放射率εが大きくなるに
従って設定温度１１００℃との差が急に小さくなってき
ている。このように、両比較例１、２は、共に放射率ε
が小さい程、設定温度との温度差が大きくなり、好まし
くない。
比較例１の場合及びα＝０の比較例２の場合は、共に、
シミュレーション結果の実効放射率から大きくずれてお
り、好ましくない。これに対して、α＝０．６６に設定
した本発明の場合の実効放射率は、シミュレーション結
果の実効放射率と高い精度で一致しており、良好な結果
を示していることが判明した。図５は図４に示した測定
結果を実際のウエハ温度に反映させた時の放射率とウエ
ハ温度との関係を示すグラフである。ここでは、設定温
度としてウエハ温度を１１００℃に設定している。この
グラフから明らかなように、α＝１の比較例１場合は、
放射率εが小さい時は設定温度１１００℃よりも１００
℃以上もかなり低い値となっており、放射率εが大きく
なるに従って設定温度１１００℃との差が次第に小さく
なってきている。また、α＝０の比較例２の場合は、放
射率εが小さい時は設定温度１１００℃よりも２００℃
以上も大幅に高くなっており、放射率εが大きくなるに
従って設定温度１１００℃との差が急に小さくなってき
ている。このように、両比較例１、２は、共に放射率ε
が小さい程、設定温度との温度差が大きくなり、好まし
くない。
【００２２】これに対して、本発明方法の場合には、ウ
エハ温度は、放射率εの大小に関係なく、設定温度であ
る１１００℃を略維持しており、高い精度でウエハ温度
を検出できることが判明した。図１に示す装置例では、
３つの加熱ランプ３６Ａ〜３６Ｃが設けられているが、
実際には更に多数の加熱ランプを加熱ゾーン毎に対応さ
せて設けてあり、従って、検出子４２もそのゾーンに対
応させた数だけ少なくとも設けるようにする。また、こ
こでは各膜種のそれぞれの放射率εを予め温度計本体４
４に記憶させるなどして、プロセスの進行に従って必要
に応じて特定の膜種の放射率εを選択して用いるように
しているが、これに限定されず、ウエハＷの裏面４８の
放射率εをリアルタイムで測定し、この測定結果を温度
計本体４４へ導入するようにしてもよい。
エハ温度は、放射率εの大小に関係なく、設定温度であ
る１１００℃を略維持しており、高い精度でウエハ温度
を検出できることが判明した。図１に示す装置例では、
３つの加熱ランプ３６Ａ〜３６Ｃが設けられているが、
実際には更に多数の加熱ランプを加熱ゾーン毎に対応さ
せて設けてあり、従って、検出子４２もそのゾーンに対
応させた数だけ少なくとも設けるようにする。また、こ
こでは各膜種のそれぞれの放射率εを予め温度計本体４
４に記憶させるなどして、プロセスの進行に従って必要
に応じて特定の膜種の放射率εを選択して用いるように
しているが、これに限定されず、ウエハＷの裏面４８の
放射率εをリアルタイムで測定し、この測定結果を温度
計本体４４へ導入するようにしてもよい。
【００２３】図６は、上記したような本発明装置の変形
例を示す構成図である。尚、この図６において、図１中
の構成部分と同一部分については、同一符号を付してそ
の説明を省略する。図６に示すように、ここでは、処理
容器４の容器底部１７に、放射率測定手段６０を設けて
いる。具体的には、この放射率測定手段６０は、発光素
子と受光素子とを組み込んでなる送受光部６２Ａ、６２
Ｂ、６２Ｃをそれぞれ各検出子４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ
に隣接させて設け、ここで得られた反射光の出力をリー
ド６４を介して放射率測定部６６へ入力するように構成
されている。このような構成により、各送受光部６２Ａ
〜６２Ｃより、所定の波長の照射光６８Ａ〜６８Ｃをウ
エハ裏面４８に向けて照射し、その時の各反射光７０Ａ
〜７０Ｃを同じ送受光部６２Ａ〜６２Ｃで受ける。この
時、各反射光７０Ａ〜７０Ｃと照射光６８Ａ〜６８Ｃの
それぞれの比を認識することによってウエハ裏面の対応
する部分の各反射率ｒが判明し、１からこの反射率ｒを
引き算することでこの部分における放射率εが判明す
る。ここで得られた各放射率εは、上記温度計本体４４
へ入力されて、前述したようにこの放射率εを基にして
式２に示すように実効放射率εeff が算出されることに
なる。
例を示す構成図である。尚、この図６において、図１中
の構成部分と同一部分については、同一符号を付してそ
の説明を省略する。図６に示すように、ここでは、処理
容器４の容器底部１７に、放射率測定手段６０を設けて
いる。具体的には、この放射率測定手段６０は、発光素
子と受光素子とを組み込んでなる送受光部６２Ａ、６２
Ｂ、６２Ｃをそれぞれ各検出子４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ
に隣接させて設け、ここで得られた反射光の出力をリー
ド６４を介して放射率測定部６６へ入力するように構成
されている。このような構成により、各送受光部６２Ａ
〜６２Ｃより、所定の波長の照射光６８Ａ〜６８Ｃをウ
エハ裏面４８に向けて照射し、その時の各反射光７０Ａ
〜７０Ｃを同じ送受光部６２Ａ〜６２Ｃで受ける。この
時、各反射光７０Ａ〜７０Ｃと照射光６８Ａ〜６８Ｃの
それぞれの比を認識することによってウエハ裏面の対応
する部分の各反射率ｒが判明し、１からこの反射率ｒを
引き算することでこの部分における放射率εが判明す
る。ここで得られた各放射率εは、上記温度計本体４４
へ入力されて、前述したようにこの放射率εを基にして
式２に示すように実効放射率εeff が算出されることに
なる。
【００２４】この場合には、予め膜種に対応する放射率
を記憶等させる必要もなく、リアルタイムでその放射率
を測定して、ウエハの温度制御に反映させることが可能
となる。また、ここでは、加熱手段として加熱ランプ３
６を設けたが、これに限定されず、抵抗加熱ヒータを用
いてもよい。図７は上記したように加熱手段として抵抗
加熱ヒータを用いた時の被処理体支持具の一例を示す構
成図である。この実施例の場合には、被処理体支持具と
して例えば窒化アルミ等よりなる円柱状のサセプタ７２
を設け、この中に加熱手段として絶縁された抵抗加熱ヒ
ータ７４を例えば同心円状にゾーン毎に電力制御可能に
埋め込む。そして、更に、このサセプタ７２の上部に、
先端を処理容器４内へ臨ませた状態で検出子４２Ａ〜４
２Ｃを埋め込むようにすればよい。
を記憶等させる必要もなく、リアルタイムでその放射率
を測定して、ウエハの温度制御に反映させることが可能
となる。また、ここでは、加熱手段として加熱ランプ３
６を設けたが、これに限定されず、抵抗加熱ヒータを用
いてもよい。図７は上記したように加熱手段として抵抗
加熱ヒータを用いた時の被処理体支持具の一例を示す構
成図である。この実施例の場合には、被処理体支持具と
して例えば窒化アルミ等よりなる円柱状のサセプタ７２
を設け、この中に加熱手段として絶縁された抵抗加熱ヒ
ータ７４を例えば同心円状にゾーン毎に電力制御可能に
埋め込む。そして、更に、このサセプタ７２の上部に、
先端を処理容器４内へ臨ませた状態で検出子４２Ａ〜４
２Ｃを埋め込むようにすればよい。
【００２５】また、ウエハＷをプロセス中に回転させな
い形成の熱処理装置の場合には、図１に示したようなサ
イドフロー形式の処理ガス導入手段に替えて、例えば熱
線を透過する透明な石英ガラスよりなるシャワーヘッド
構造の処理ガス導入手段を容器天井部に設ければよい。
更に、図７に示すようにサセプタ７２に抵抗加熱ヒータ
７４を設けた場合には、透明でない例えばアルミニウム
製の通常のシャワーヘッド構造を用いることができる。
また、ここでは熱処理として成膜処理を例にとって説明
したが、これに限定されず、本発明はアニール処理、ス
パッタ処理、エッチング処理等の他の熱処理を行なう装
置にも適用できるのは勿論である。更には、被処理体と
しては、半導体ウエハに限定されず、ＬＣＤ基板、ガラ
ス基板等を処理する場合にも本発明を適用することがで
きる。
い形成の熱処理装置の場合には、図１に示したようなサ
イドフロー形式の処理ガス導入手段に替えて、例えば熱
線を透過する透明な石英ガラスよりなるシャワーヘッド
構造の処理ガス導入手段を容器天井部に設ければよい。
更に、図７に示すようにサセプタ７２に抵抗加熱ヒータ
７４を設けた場合には、透明でない例えばアルミニウム
製の通常のシャワーヘッド構造を用いることができる。
また、ここでは熱処理として成膜処理を例にとって説明
したが、これに限定されず、本発明はアニール処理、ス
パッタ処理、エッチング処理等の他の熱処理を行なう装
置にも適用できるのは勿論である。更には、被処理体と
しては、半導体ウエハに限定されず、ＬＣＤ基板、ガラ
ス基板等を処理する場合にも本発明を適用することがで
きる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のように優れた作用効果を発揮することができる。請
求項１に規定する発明によれば、放射温度計により被測
定体の温度を測定する場合、本発明で規定する実効放射
率を用いることにより、被測定体の真の温度を精度良く
求めることができる。請求項２に規定する発明によれ
ば、放射温度計により被処理体の温度を測定する場合、
本発明で規定する実効放射率を用いることにより、被処
理体の真の温度を精度良く求めることができる。従っ
て、被処理体の熱処理の再現性を大幅に向上させること
ができる。請求項３、４、５に規定する発明によれば、
放射温度計により被処理体の温度を測定する場合、本発
明で規定する実効放射率を用いることにより、被処理体
の真の温度を精度良く求めることができる。従って、被
処理体の熱処理の再現性を大幅に向上させることができ
る。請求項６に規定する発明によれば、熱処理中におい
てリアルタイムで被処理体の放射率を求めることができ
るので、膜種などの放射率を予め記憶するなどの操作を
不要にでき、しかも、この放射率を制御パラメータとし
て用いることにより、被処理体の真の温度を一層精度良
く求めることができる。
次のように優れた作用効果を発揮することができる。請
求項１に規定する発明によれば、放射温度計により被測
定体の温度を測定する場合、本発明で規定する実効放射
率を用いることにより、被測定体の真の温度を精度良く
求めることができる。請求項２に規定する発明によれ
ば、放射温度計により被処理体の温度を測定する場合、
本発明で規定する実効放射率を用いることにより、被処
理体の真の温度を精度良く求めることができる。従っ
て、被処理体の熱処理の再現性を大幅に向上させること
ができる。請求項３、４、５に規定する発明によれば、
放射温度計により被処理体の温度を測定する場合、本発
明で規定する実効放射率を用いることにより、被処理体
の真の温度を精度良く求めることができる。従って、被
処理体の熱処理の再現性を大幅に向上させることができ
る。請求項６に規定する発明によれば、熱処理中におい
てリアルタイムで被処理体の放射率を求めることができ
るので、膜種などの放射率を予め記憶するなどの操作を
不要にでき、しかも、この放射率を制御パラメータとし
て用いることにより、被処理体の真の温度を一層精度良
く求めることができる。
【図１】本発明に係る熱処理装置の一実施例を示す構成
図である。
図である。
【図２】多重反射環境のモデルを説明するための説明図
である。
である。
【図３】放射温度計に対する形態係数を説明するための
説明図である。
説明図である。
【図４】被処理体（被測定体）の放射率εと実効放射率
εeff との関係を示すグラフである。
εeff との関係を示すグラフである。
【図５】図４に示した測定結果を実際のウエハ温度に反
映させた時の放射率とウエハ温度との関係を示すグラフ
である。
映させた時の放射率とウエハ温度との関係を示すグラフ
である。
【図６】本発明装置の変形例を示す構成図である。
【図７】加熱手段として抵抗加熱ヒータを用いた時の被
処理体支持具の一例を示す構成図である。
処理体支持具の一例を示す構成図である。
２ 熱処理装置 ４ 処理容器 ６ 処理ガスノズル（処理ガス導入手段） １０ ガードリング（被処理体支持具） ３２ 透過窓 ３６Ａ〜３６Ｃ 加熱ランプ（加熱手段） ４０ 放射温度計 ４２Ａ〜４２Ｃ 検出子 ４３ グラスファイバ ４４ 温度計本体 ４６ 温度制御部 ５４ 被測定体 ５６ 反射板 ６０ 放射率測定手段 ６２ 送受光部 ６６ 放射率測定部 ６８Ａ〜６８Ｃ 照射光 ７０Ａ〜７０Ｃ 反射光 Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G066 AA01 AB01 AB02 AC01 AC11 BA08 BA18 BA38 BB01 BC12 CA14 CB01 4M106 AA01 BA20 CA70 DH02 DH12 DH14 DH31 DH44 DH46 DJ06 5F004 AA16 CB12 5F045 AC00 AC15 BB01 DQ10 GB05
Claims (6)
- 【請求項１】 多重反射環境に設置された被測定体の温
度を、放射率を利用した放射温度計を用いて測定する温
度測定方法において、前記放射率として下記式で定まる
実効放射率εeff を用いるようにしたことを特徴とする
温度測定方法。 εeff ＝（１−α）・ε＋α・ε／［１−Ｆ・ｒ・（１
−ε）］ ここでＦ：形態係数（Ｖｉｅｗ Ｆａｃｔｏｒ） ε：被測定値の放射率 ｒ：放射温度計側の反射板の反射率 α：多重反射の重み係数 - 【請求項２】 処理容器内で被処理体支持具により支持
された被処理体に所定の熱処理を施すために前記被処理
体を加熱手段により所定の温度に加熱し、前記被処理体
の温度を放射温度計により測定して前記加熱手段をフィ
ードバック制御するようにした温度制御方法において、
前記被処理体の温度を求めるために下記式により定まる
実効放射率εeff を用いるようにしたことを特徴とする
温度制御方法。 εeff ＝（１−α）・ε＋α・ε／［１−Ｆ・ｒ・（１
−ε）］ ここでＦ：形態係数（Ｖｉｅｗ Ｆａｃｔｏｒ） ε：被処理体の放射率 ｒ：放射温度計側の反射板の反射率 α：多重反射の重み係数 - 【請求項３】 被処理体に所定の熱処理を施す熱処理装
置において、前記被処理体を収容する処理容器と、前記
被処理体を支持する被処理体支持具と、前記被処理体を
加熱する加熱手段と、前記被処理体の温度を非接触で測
定するために下記式で定まる実効放射率εeff を用いる
放射温度計と、この放射温度計で得られる結果に基づい
て前記加熱手段を制御する温度制御部とを備えたことを
特徴とする熱処理装置。 εeff ＝（１−α）・ε＋α・ε／［１−Ｆ・ｒ・（１
−ε）］ ここでＦ：形態係数（Ｖｉｅｗ Ｆａｃｔｏｒ） ε：被処理体の放射率 ｒ：放射温度計側の反射板の反射率 α：多重反射の重み係数 - 【請求項４】 前記被処理体支持具は、前記被処理体を
回転するように構成されていることを特徴とする請求項
３記載の熱処理装置。 - 【請求項５】 前記処理容器には、処理ガスを導入する
ための処理ガス導入手段が設けられることを特徴とする
請求項３または４記載の熱処理装置。 - 【請求項６】 前記処理容器には、前記被処理体の放射
率を測定してその結果を前記放射温度計へ与えるための
放射率測定手段が設けられることを特徴とする請求項３
乃至５のいずれかに記載の熱処理装置。
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