JP2003106901A - 放射温度計用安定光源、放射温度計のキャリブレーション方法及び放射温度計を用いた半導体製造装置 - Google Patents
放射温度計用安定光源、放射温度計のキャリブレーション方法及び放射温度計を用いた半導体製造装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安定した一定強度の光を光学式プローブに与
えることのできる放射温度計用安定光源及び放射温度計
のキャリブレーション方法を提供することを課題とす
る。 【解決手段】安定光源ユニット２０を用いて放射温度計
のキャリブレーションを行う。安定光源ユニット２０
は、内面が拡散反射面として構成された積分球２２と、
積分球２２の内面に光を照射するハロゲンランプ２１と
を有し、積分球２２の開口部２２ａから一様な強度分布
の光を射出する。ハロゲンランプ２１に供給する電力を
制御して、積分球２２から放射される光の強度を一定に
維持する。
えることのできる放射温度計用安定光源及び放射温度計
のキャリブレーション方法を提供することを課題とす
る。 【解決手段】安定光源ユニット２０を用いて放射温度計
のキャリブレーションを行う。安定光源ユニット２０
は、内面が拡散反射面として構成された積分球２２と、
積分球２２の内面に光を照射するハロゲンランプ２１と
を有し、積分球２２の開口部２２ａから一様な強度分布
の光を射出する。ハロゲンランプ２１に供給する電力を
制御して、積分球２２から放射される光の強度を一定に
維持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は放射温度計のキャリ
ブレーション技術に係り、特に半導体製造工程における
熱処理装置に設けられたパイロメータ等の放射放射温度
計のキャリブレーション装置及び方法に関する。
ブレーション技術に係り、特に半導体製造工程における
熱処理装置に設けられたパイロメータ等の放射放射温度
計のキャリブレーション装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程における高速熱処理（Ｒ
ＴＰ）では、処理する基板（シリコンウェハ等）の温度
を高速に一定の正確な温度まで上昇させることが要求さ
れる。したがって、高速熱処理装置には、基板の温度を
検出する温度計が設けられる。
ＴＰ）では、処理する基板（シリコンウェハ等）の温度
を高速に一定の正確な温度まで上昇させることが要求さ
れる。したがって、高速熱処理装置には、基板の温度を
検出する温度計が設けられる。
【０００３】処理する基板は、例えば１２００℃という
ような高温に加熱される。また、シリコンウェハは非常
に薄く、異物との接触で汚染されることがあるため、基
板には直接接触することはできない。すなわち、基板の
温度は間接的に測定する必要がある。
ような高温に加熱される。また、シリコンウェハは非常
に薄く、異物との接触で汚染されることがあるため、基
板には直接接触することはできない。すなわち、基板の
温度は間接的に測定する必要がある。
【０００４】そのような温度計として放射温度計が用い
られる。放射温度計は、基板から放射される放射光の強
度を光学式プローブによりサンプリングして、基板のス
ペクトル放射率と理想的な黒体放射光と温度との関係に
基づいて基板温度を計算する。
られる。放射温度計は、基板から放射される放射光の強
度を光学式プローブによりサンプリングして、基板のス
ペクトル放射率と理想的な黒体放射光と温度との関係に
基づいて基板温度を計算する。
【０００５】高速熱処理装置に放射温度計を最初にセッ
トする際には、放射温度計が正しい測定値を示すように
キャリブレーションを行う必要がある。また、高速熱処
理装置や放射温度計の経時変化により、放射温度計の示
す温度は僅かずつ変化してしまう。したがって、キャリ
ブレーションは、最初のセット時ばかりでなく、一定の
使用時間毎に定期的に行う必要がある。
トする際には、放射温度計が正しい測定値を示すように
キャリブレーションを行う必要がある。また、高速熱処
理装置や放射温度計の経時変化により、放射温度計の示
す温度は僅かずつ変化してしまう。したがって、キャリ
ブレーションは、最初のセット時ばかりでなく、一定の
使用時間毎に定期的に行う必要がある。
【０００６】放射温度計のキャリブレーションは、放射
温度計の光学式プローブが高速熱処置装置に組み込まれ
た状態で行われるが、一般的な方法として、１）熱電対
が取り付けられた基板を用いる方法、及び２）黒体炉を
用いる方法がある。
温度計の光学式プローブが高速熱処置装置に組み込まれ
た状態で行われるが、一般的な方法として、１）熱電対
が取り付けられた基板を用いる方法、及び２）黒体炉を
用いる方法がある。
【０００７】熱電対を用いる方法では、予め放射率がわ
かっている基板に熱電対を取り付け、その基板を実際に
高速熱処理装置にセットして、放射温度計と熱電対との
両方で温度測定を行う。基板の放射率は既知であるの
で、基板の実際の放射率は、予め測定された所定の温度
における黒体による放射光強度と基板の放射率との掛け
算により計算することができる。この計算により求めら
れる温度を、実際の熱電対により求められる温度と比較
して調整することにより、キャリブレーションを行う。
かっている基板に熱電対を取り付け、その基板を実際に
高速熱処理装置にセットして、放射温度計と熱電対との
両方で温度測定を行う。基板の放射率は既知であるの
で、基板の実際の放射率は、予め測定された所定の温度
における黒体による放射光強度と基板の放射率との掛け
算により計算することができる。この計算により求めら
れる温度を、実際の熱電対により求められる温度と比較
して調整することにより、キャリブレーションを行う。
【０００８】一方、黒体炉を用いる方法では、放射温度
計の光学式プローブを黒体炉に挿入して、計測される温
度と実際の黒体炉の温度とを比較することによりキャリ
ブレーションを行う。
計の光学式プローブを黒体炉に挿入して、計測される温
度と実際の黒体炉の温度とを比較することによりキャリ
ブレーションを行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述の熱電対を用いる
方法は、実際の半導体ウェハに見立てた基体に熱電対を
接着して行われるが、熱電対の接着力にバラツキが生じ
るため、測定温度に誤差が生じるという問題がある。ま
た、熱電対を直接基板に貼り付けるため、基板の熱容量
が変化してしまい、熱電対による温度測定値は必ずしも
正確な値ではないという問題もある。また、基板の繰り
返しの使用により、熱電対の基板への付着力が弱まり、
熱電対が基板の熱膨張に正確に追従することができなく
なり、したがって正確な温度を測定することができなく
なるという問題がある。
方法は、実際の半導体ウェハに見立てた基体に熱電対を
接着して行われるが、熱電対の接着力にバラツキが生じ
るため、測定温度に誤差が生じるという問題がある。ま
た、熱電対を直接基板に貼り付けるため、基板の熱容量
が変化してしまい、熱電対による温度測定値は必ずしも
正確な値ではないという問題もある。また、基板の繰り
返しの使用により、熱電対の基板への付着力が弱まり、
熱電対が基板の熱膨張に正確に追従することができなく
なり、したがって正確な温度を測定することができなく
なるという問題がある。
【００１０】また、黒体炉を用いる方法では、比較的大
きく重量のある黒体炉を高速熱処理装置内に持ち込む必
要があり、実際的ではない。また、光学式プローブを装
置からはずして黒体炉に挿入する必要があり、手間がか
かるという問題もある。また、黒体炉の温度が安定する
までに長い時間がかかるという問題もある。
きく重量のある黒体炉を高速熱処理装置内に持ち込む必
要があり、実際的ではない。また、光学式プローブを装
置からはずして黒体炉に挿入する必要があり、手間がか
かるという問題もある。また、黒体炉の温度が安定する
までに長い時間がかかるという問題もある。
【００１１】上述の方法の問題点を解決する方法とし
て、ＬＥＤを用いた方法が提案されている。この方法で
は、ＬＥＤを光学式プローブの上に配置して、ＬＥＤか
ら一定の波長と強度を有する光を光学式プローブに照射
する。ＬＥＤからの光に相当する温度は予め求めておく
ことができるので、ＬＥＤを基準光源として用いて放射
温度計のキャリブレーションを行うことができる。
て、ＬＥＤを用いた方法が提案されている。この方法で
は、ＬＥＤを光学式プローブの上に配置して、ＬＥＤか
ら一定の波長と強度を有する光を光学式プローブに照射
する。ＬＥＤからの光に相当する温度は予め求めておく
ことができるので、ＬＥＤを基準光源として用いて放射
温度計のキャリブレーションを行うことができる。
【００１２】しかし、ＬＥＤを基準光源と使用するに
は、ＬＥＤの発光を安定化させる必要がある。すなわ
ち、ＬＥＤに加える電圧及びＬＥＤの温度を正確に調節
して一定の発光条件としなければならない。また、ＬＥ
Ｄは発光波長が限られてしまい、キャリブレーションを
行う際の温度範囲が限られてしまう。したがって、広い
温度範囲でのキャリブレーションを一つのＬＥＤ基準光
源により行うことはできない。
は、ＬＥＤの発光を安定化させる必要がある。すなわ
ち、ＬＥＤに加える電圧及びＬＥＤの温度を正確に調節
して一定の発光条件としなければならない。また、ＬＥ
Ｄは発光波長が限られてしまい、キャリブレーションを
行う際の温度範囲が限られてしまう。したがって、広い
温度範囲でのキャリブレーションを一つのＬＥＤ基準光
源により行うことはできない。
【００１３】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、放射温度計に簡単に取り付けることができ、安定
した一定強度の光を光学式プローブに与えることのでき
る放射温度計用安定光源及び放射温度計のキャリブレー
ション方法を提供することを目的とする。
あり、放射温度計に簡単に取り付けることができ、安定
した一定強度の光を光学式プローブに与えることのでき
る放射温度計用安定光源及び放射温度計のキャリブレー
ション方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴
とするものである。
めに本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴
とするものである。
【００１５】請求項１記載の発明は、光学式プローブに
より受光した放射光の強度に基づいて温度測定を行う放
射温度計のキャリブレーションに用いる放射温度計用安
定光源であって、光放射用の開口部を有し、内面が拡散
反射面として構成された積分球と、該積分球の内面に光
を照射する光源と、該光源に供給する電力を制御する電
力制御回路とを有することを特徴とするものである。
より受光した放射光の強度に基づいて温度測定を行う放
射温度計のキャリブレーションに用いる放射温度計用安
定光源であって、光放射用の開口部を有し、内面が拡散
反射面として構成された積分球と、該積分球の内面に光
を照射する光源と、該光源に供給する電力を制御する電
力制御回路とを有することを特徴とするものである。
【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の放
射温度計用安定光源であって、前記電力制御回路は、前
記光源の抵抗値に基づいて供給する電力を制御すること
を特徴とするものである。
射温度計用安定光源であって、前記電力制御回路は、前
記光源の抵抗値に基づいて供給する電力を制御すること
を特徴とするものである。
【００１７】請求項３記載の発明は、請求項２記載の放
射温度計用安定光源であって、前記光源はハロゲンラン
プであり、前記電力制御回路は、前記ハロゲンランプの
フィラメントの抵抗値に基づいて前記ハロゲンランプに
供給する電力を制御することにより、前記ハロゲンラン
プの発光強度を一定に維持することを特徴とするもので
ある。
射温度計用安定光源であって、前記光源はハロゲンラン
プであり、前記電力制御回路は、前記ハロゲンランプの
フィラメントの抵抗値に基づいて前記ハロゲンランプに
供給する電力を制御することにより、前記ハロゲンラン
プの発光強度を一定に維持することを特徴とするもので
ある。
【００１８】請求項４記載の発明は、請求項３記載の放
射温度計用安定光源であって、前記電力制御回路は、前
記ハロゲンランプに印加される電圧を検出する電圧検出
回路と、前記ハロゲンランプに流れる電流を検出する電
流検出回路と、前記電圧検出回路により検出された電圧
と、前記電流検出回路により検出された電流とにより前
記ハロゲンランプのフィラメントの抵抗を演算する抵抗
演算部と、前記抵抗演算部により演算された抵抗値と、
設定抵抗値とを比較して差分を演算する比較回路と、前
記比較回路からの差分値に基づいて、前記光源に供給す
る電力を位相制御により制御する位相制御部とを有する
ことを特徴とするものである。
射温度計用安定光源であって、前記電力制御回路は、前
記ハロゲンランプに印加される電圧を検出する電圧検出
回路と、前記ハロゲンランプに流れる電流を検出する電
流検出回路と、前記電圧検出回路により検出された電圧
と、前記電流検出回路により検出された電流とにより前
記ハロゲンランプのフィラメントの抵抗を演算する抵抗
演算部と、前記抵抗演算部により演算された抵抗値と、
設定抵抗値とを比較して差分を演算する比較回路と、前
記比較回路からの差分値に基づいて、前記光源に供給す
る電力を位相制御により制御する位相制御部とを有する
ことを特徴とするものである。
【００１９】請求項５記載の発明は、請求項１記載の放
射温度計用安定光源であって、前記積分球内における光
の強度を検出する光検出器を更に有し、前記電力制御回
路は、該光検出器により検出した光の強度に基づいて前
記光源に供給する電力を制御することを特徴とするもの
である。
射温度計用安定光源であって、前記積分球内における光
の強度を検出する光検出器を更に有し、前記電力制御回
路は、該光検出器により検出した光の強度に基づいて前
記光源に供給する電力を制御することを特徴とするもの
である。
【００２０】請求項６記載の発明は、請求項５記載の放
射温度計用安定光源であって、前記光検出器は、受光し
た光を光電変換するフォトダイオードと、該フォトダイ
オードに入射する光のうち波長１０００ｎｍ以上の光を
カットする光透過フィルタとを含むことを特徴とするも
のである。
射温度計用安定光源であって、前記光検出器は、受光し
た光を光電変換するフォトダイオードと、該フォトダイ
オードに入射する光のうち波長１０００ｎｍ以上の光を
カットする光透過フィルタとを含むことを特徴とするも
のである。
【００２１】請求項７記載の発明は、請求項１乃至６の
うちいずれか一項記載の放射温度計用安定光源であっ
て、前記光源と前記開口部との間にバッフル板が設けら
れ、前記光源から放射される光が前記開口部に直接到達
しないよう構成したことを特徴とするものである。
うちいずれか一項記載の放射温度計用安定光源であっ
て、前記光源と前記開口部との間にバッフル板が設けら
れ、前記光源から放射される光が前記開口部に直接到達
しないよう構成したことを特徴とするものである。
【００２２】請求項８記載の発明は、請求項１乃至６の
うちいずれか一項記載の放射温度計用安定光源であっ
て、前記光源は前記積分球の内面より外側に位置するよ
うに取り付けられ、前記光源から放射される光が前記開
口部に直接到達しないよう構成したことを特徴とするも
のである。
うちいずれか一項記載の放射温度計用安定光源であっ
て、前記光源は前記積分球の内面より外側に位置するよ
うに取り付けられ、前記光源から放射される光が前記開
口部に直接到達しないよう構成したことを特徴とするも
のである。
【００２３】請求項９記載の発明は、請求項１乃至８の
うちいずれか一項記載の放射温度計用安定光源であっ
て、光学式プローブが埋設される面に形成された凹部に
勘合する凸部を有し、該凹部に該凸部が勘合した状態で
前記積分球の開口部が前記光学式プローブの端部に対向
することを特徴とするものである。
うちいずれか一項記載の放射温度計用安定光源であっ
て、光学式プローブが埋設される面に形成された凹部に
勘合する凸部を有し、該凹部に該凸部が勘合した状態で
前記積分球の開口部が前記光学式プローブの端部に対向
することを特徴とするものである。
【００２４】請求項１０記載の発明は、光学式プローブ
により受光した放射光の強度に基づいて温度測定を行う
放射温度計のキャリブレーション方法であって、内部に
光源を有する積分球の開口部が前記光学式プローブに対
向するように安定光源ユニットを配置し、所定の温度に
対応する抵抗値に基づいて前記光源の発光強度を制御す
ることにより、所定の強度の照射光を前記開口から射出
し、前記光学式プローブにより受光した照射光に基づい
て前記放射温度計により温度測定を行い、温度測定値が
前記所定の温度に一致するように前記放射温度計の温度
測定値を調整することを特徴とするものである。
により受光した放射光の強度に基づいて温度測定を行う
放射温度計のキャリブレーション方法であって、内部に
光源を有する積分球の開口部が前記光学式プローブに対
向するように安定光源ユニットを配置し、所定の温度に
対応する抵抗値に基づいて前記光源の発光強度を制御す
ることにより、所定の強度の照射光を前記開口から射出
し、前記光学式プローブにより受光した照射光に基づい
て前記放射温度計により温度測定を行い、温度測定値が
前記所定の温度に一致するように前記放射温度計の温度
測定値を調整することを特徴とするものである。
【００２５】請求項１１記載の発明は、光学式プローブ
により受光した放射光の強度に基づいて温度測定を行う
放射温度計のキャリブレーション方法であって、内部に
光源を有する積分球の開口部が前記光学式プローブに対
向するように安定光源ユニットを配置し、前記積分球内
の光の強度に基づいて前記光源の発光強度を制御するこ
とにより、所定の強度の照射光を前記開口から射出し、
前記光学式プローブにより受光した照射光に基づいて前
記放射温度計により温度測定を行い、温度測定値が前記
所定の温度に一致するように前記放射温度計の温度測定
値を調整することを特徴とするものである。
により受光した放射光の強度に基づいて温度測定を行う
放射温度計のキャリブレーション方法であって、内部に
光源を有する積分球の開口部が前記光学式プローブに対
向するように安定光源ユニットを配置し、前記積分球内
の光の強度に基づいて前記光源の発光強度を制御するこ
とにより、所定の強度の照射光を前記開口から射出し、
前記光学式プローブにより受光した照射光に基づいて前
記放射温度計により温度測定を行い、温度測定値が前記
所定の温度に一致するように前記放射温度計の温度測定
値を調整することを特徴とするものである。
【００２６】請求項１２記載の発明は、放射温度計を用
いた半導体製造装置であって、被処理基体が載置される
載置台が内部に設けられた処理容器と、該被処理基体に
熱線を照射して加熱する加熱源と、前記放射温度計のキ
ャリブレーションに用いる安定光源とを有し、前記安定
光源は、光放射用の開口部を有し、内面が拡散反射面と
して構成された積分球と、該積分球の内面に光を照射す
る光源と、該光源に供給する電力を制御する電力制御回
路とを有することを特徴とするものである。
いた半導体製造装置であって、被処理基体が載置される
載置台が内部に設けられた処理容器と、該被処理基体に
熱線を照射して加熱する加熱源と、前記放射温度計のキ
ャリブレーションに用いる安定光源とを有し、前記安定
光源は、光放射用の開口部を有し、内面が拡散反射面と
して構成された積分球と、該積分球の内面に光を照射す
る光源と、該光源に供給する電力を制御する電力制御回
路とを有することを特徴とするものである。
【００２７】請求項１３記載の発明は、請求項１２記載
の半導体製造装置であって、前記電力制御回路は、前記
光源の抵抗値に基づいて供給する電力を制御することを
特徴とするものである。
の半導体製造装置であって、前記電力制御回路は、前記
光源の抵抗値に基づいて供給する電力を制御することを
特徴とするものである。
【００２８】請求項１４記載の発明は、請求項１２記載
の半導体製造装置であって、前記積分球内における光の
強度を検出する光検出器を更に有し、前記電力制御回路
は、該光検出器により検出した光の強度に基づいて前記
光源に供給する電力を制御することを特徴とするもので
ある。
の半導体製造装置であって、前記積分球内における光の
強度を検出する光検出器を更に有し、前記電力制御回路
は、該光検出器により検出した光の強度に基づいて前記
光源に供給する電力を制御することを特徴とするもので
ある。
【００２９】請求項１５記載の発明は、請求項１４記載
の半導体製造装置であって、前記光検出器は、受光した
光を光電変換するフォトダイオードと、該フォトダイオ
ードに入射する光のうち波長１０００ｎｍ以上の光をカ
ットする光透過フィルタとを含むことを特徴とするもの
である。
の半導体製造装置であって、前記光検出器は、受光した
光を光電変換するフォトダイオードと、該フォトダイオ
ードに入射する光のうち波長１０００ｎｍ以上の光をカ
ットする光透過フィルタとを含むことを特徴とするもの
である。
【００３０】上述の発明によれば、内面が拡散反射面で
ある積分球により、光源からの光が拡散反射され、開口
部から射出する光は一様な強度分布となる。また、積分
球の内面に光を照射する光源に供給する電力を制御し
て、所定の強度の光（所定の光量）を光源から照射する
ため、積分球の開口部から射出する光は所定の強度で一
様な強度分布を有している。このような光を規準光とし
て放射温度計の光学式プローブに照射することにより、
放射温度計がこの規準光に相当する温度を示すようにキ
ャリブレーションする。積分球を用いて一様な強度分布
の光が得られるため、光源と光学式プローブとの厳密な
位置合わせは必要ではなく、積分球の開口部に光学式プ
ローブが対向していればよい。したがって、正確な位置
合わせ機構が不要となる。
ある積分球により、光源からの光が拡散反射され、開口
部から射出する光は一様な強度分布となる。また、積分
球の内面に光を照射する光源に供給する電力を制御し
て、所定の強度の光（所定の光量）を光源から照射する
ため、積分球の開口部から射出する光は所定の強度で一
様な強度分布を有している。このような光を規準光とし
て放射温度計の光学式プローブに照射することにより、
放射温度計がこの規準光に相当する温度を示すようにキ
ャリブレーションする。積分球を用いて一様な強度分布
の光が得られるため、光源と光学式プローブとの厳密な
位置合わせは必要ではなく、積分球の開口部に光学式プ
ローブが対向していればよい。したがって、正確な位置
合わせ機構が不要となる。
【００３１】また、光源をハロゲンランプとして、ハロ
ゲンランプのフィラメントの抵抗値に基づいてハロゲン
ランプに供給する電力を制御することにより、ハロゲン
ランプの発光強度を一定に維持することができる。ハロ
ゲンランプが発生する光の強度はフィラメントの温度に
比例し、フィラメント温度はフィラメントの抵抗に依す
る。したがって、ハロゲンランプのフィラメントの抵抗
値に基づいて、ハロゲンランプに供給する電力を制御す
ることにより、ハロゲンランプを所定の発光強度に維持
することができる。すなわち、フィラメントの抵抗値を
検出して設定抵抗値と比較しながら供給電力を制御する
だけの簡単な回路構成で、ハロゲンランプの発光強度を
一定に維持することができる。
ゲンランプのフィラメントの抵抗値に基づいてハロゲン
ランプに供給する電力を制御することにより、ハロゲン
ランプの発光強度を一定に維持することができる。ハロ
ゲンランプが発生する光の強度はフィラメントの温度に
比例し、フィラメント温度はフィラメントの抵抗に依す
る。したがって、ハロゲンランプのフィラメントの抵抗
値に基づいて、ハロゲンランプに供給する電力を制御す
ることにより、ハロゲンランプを所定の発光強度に維持
することができる。すなわち、フィラメントの抵抗値を
検出して設定抵抗値と比較しながら供給電力を制御する
だけの簡単な回路構成で、ハロゲンランプの発光強度を
一定に維持することができる。
【００３２】また、積分球内の光強度を検出し、この検
出値に基づいて光源に供給する電力を制御することによ
っても、光源の発光強度を一定に維持することができ
る。
出値に基づいて光源に供給する電力を制御することによ
っても、光源の発光強度を一定に維持することができ
る。
【００３３】以上のように、キャリブレーション用の安
定光源として、発光強度が電力制御された光源が設けら
れた積分球を用いることにより、小型且つ簡単な構成で
精度の高い一定の強度の光を放射する安定光源を得るこ
とができる。したがって、安定光源を放射温度計の光学
式プローブが組み込まれた装置内に持ち込むことがで
き、容易にキャリブレーションを行うことができる。
定光源として、発光強度が電力制御された光源が設けら
れた積分球を用いることにより、小型且つ簡単な構成で
精度の高い一定の強度の光を放射する安定光源を得るこ
とができる。したがって、安定光源を放射温度計の光学
式プローブが組み込まれた装置内に持ち込むことがで
き、容易にキャリブレーションを行うことができる。
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。
て図面と共に説明する。
【００３４】まず、放射温度計が取り付けられる熱処理
装置について図１を参照しながら説明する。図１は放射
温度計が組み込まれた半導体熱処理装置の構成図であ
る。図１に示す熱処理装置は、半導体ウェハを急速加熱
するＲＴＰ（Rapid Thermal Process）チャンバに配置
された熱処理装置である。
装置について図１を参照しながら説明する。図１は放射
温度計が組み込まれた半導体熱処理装置の構成図であ
る。図１に示す熱処理装置は、半導体ウェハを急速加熱
するＲＴＰ（Rapid Thermal Process）チャンバに配置
された熱処理装置である。
【００３５】図１に示す熱処理装置１は、ハロゲンラン
プ２からの熱線により半導体ウェハ３を１０００℃以上
に急速加熱して熱処理を施す装置である。ハロンゲンラ
ンプ２はハロゲンランプハウス４に取り付けられる。ハ
ロゲンランプハウス４には、ハロゲンランプ２に供給す
る電力を調整する電力調整回路（図示せず）が設けられ
る。半導体ウェハ３はチャンバ５に収容されて熱処理が
施される。チャンバ５内には石英サポートリング６が配
置され、石英サポートリング６の上にガードリング７が
取り付けられる。
プ２からの熱線により半導体ウェハ３を１０００℃以上
に急速加熱して熱処理を施す装置である。ハロンゲンラ
ンプ２はハロゲンランプハウス４に取り付けられる。ハ
ロゲンランプハウス４には、ハロゲンランプ２に供給す
る電力を調整する電力調整回路（図示せず）が設けられ
る。半導体ウェハ３はチャンバ５に収容されて熱処理が
施される。チャンバ５内には石英サポートリング６が配
置され、石英サポートリング６の上にガードリング７が
取り付けられる。
【００３６】半導体ウェハ３は、ガードリング６の上
に、その外周部分が支持された状態で載置される。した
がって、半導体ウェハ３の外周部分以外の裏面は、僅か
な空隙を介してボトムプレート８に対向した状態とな
る。ボトムプレート８は反射率の大きい材料により形成
されており、加熱された半導体ウェハ３からの放射光を
反射して半導体ウェハ３に戻すことにより、半導体ウェ
ハ３を効率的に加熱する。
に、その外周部分が支持された状態で載置される。した
がって、半導体ウェハ３の外周部分以外の裏面は、僅か
な空隙を介してボトムプレート８に対向した状態とな
る。ボトムプレート８は反射率の大きい材料により形成
されており、加熱された半導体ウェハ３からの放射光を
反射して半導体ウェハ３に戻すことにより、半導体ウェ
ハ３を効率的に加熱する。
【００３７】ボトムプレート８の所定の位置には、光フ
ァイバ９により放射温度計１０に接続された光学式プロ
ーブとしての石英ロッド１１が埋め込まれる。石英ロッ
ド１１は半導体ウェハ３からの放射光を受光し、石英ロ
ッド１１により受光した放射光は光ファイバ９を通じて
放射温度計１０に供給される。放射温度計１０は、光フ
ァイバ９から供給される放射光に基づいて放射光の強度
等を測定し、測定結果に基づいて半導体ウェハ３の温度
を演算により求める。すなわち、放射温度計１０は、半
導体ウェハ３の放射光の測定結果を基に半導体ウェハ３
の温度を演算する。
ァイバ９により放射温度計１０に接続された光学式プロ
ーブとしての石英ロッド１１が埋め込まれる。石英ロッ
ド１１は半導体ウェハ３からの放射光を受光し、石英ロ
ッド１１により受光した放射光は光ファイバ９を通じて
放射温度計１０に供給される。放射温度計１０は、光フ
ァイバ９から供給される放射光に基づいて放射光の強度
等を測定し、測定結果に基づいて半導体ウェハ３の温度
を演算により求める。すなわち、放射温度計１０は、半
導体ウェハ３の放射光の測定結果を基に半導体ウェハ３
の温度を演算する。
【００３８】放射温度計１０は、演算により求めた半導
体ウェハ３の温度を、接続ライン１２を介して制御部１
３に供給する。制御部１３は熱処理装置１の動作を制御
するための制御手段であり、ハロゲンランプハウス４に
設けられた電力調整回路に接続される。電力調整回路
は、制御部１３からの制御信号によりハロゲンランプ２
への供給電力を制御する。これにより、ハロゲンランプ
２による半導体ウェハ３の加熱が制御され、半導体ウェ
ハ３は所定の温度に加熱又は維持される。
体ウェハ３の温度を、接続ライン１２を介して制御部１
３に供給する。制御部１３は熱処理装置１の動作を制御
するための制御手段であり、ハロゲンランプハウス４に
設けられた電力調整回路に接続される。電力調整回路
は、制御部１３からの制御信号によりハロゲンランプ２
への供給電力を制御する。これにより、ハロゲンランプ
２による半導体ウェハ３の加熱が制御され、半導体ウェ
ハ３は所定の温度に加熱又は維持される。
【００３９】次に、本発明の第１の実施の形態によるキ
ャリブレーション装置について説明する。本発明の第１
の実施の形態によるキャリブレーション装置は、ハロゲ
ンランプからの一定の光を放射温度計の光学式プローブ
（石英ロッド１１）に照射し、この測定値によりキャリ
ブレーションを行うものである。したがって、本発明の
第１の実施の形態によるキャリブレーション装置は、一
定の光を放射する安定光源ユニットを有する。
ャリブレーション装置について説明する。本発明の第１
の実施の形態によるキャリブレーション装置は、ハロゲ
ンランプからの一定の光を放射温度計の光学式プローブ
（石英ロッド１１）に照射し、この測定値によりキャリ
ブレーションを行うものである。したがって、本発明の
第１の実施の形態によるキャリブレーション装置は、一
定の光を放射する安定光源ユニットを有する。
【００４０】図２は本発明の第１の実施の形態による安
定光源ユニットの断面図である。図２に示す安定光源ユ
ニット２０は、ハロゲンランプ２１が内部に設けられた
積分球２２を有する。より詳細には、ハロゲンランプ２
１は、積分球２２に取り付けられたソケット２３に取り
付けられる。ソケット２３の端子２３ａは，電子回路が
形成された電子回路基板２４に接続される。電子回路基
板２４からソケット２３を介してハロゲンランプ２１に
電力が供給され、ハロゲンランプ２１は積分球２の内部
で発光する。
定光源ユニットの断面図である。図２に示す安定光源ユ
ニット２０は、ハロゲンランプ２１が内部に設けられた
積分球２２を有する。より詳細には、ハロゲンランプ２
１は、積分球２２に取り付けられたソケット２３に取り
付けられる。ソケット２３の端子２３ａは，電子回路が
形成された電子回路基板２４に接続される。電子回路基
板２４からソケット２３を介してハロゲンランプ２１に
電力が供給され、ハロゲンランプ２１は積分球２の内部
で発光する。
【００４１】積分球２２及び電子回路基板２４は、筐体
２５内に収容されて安定光源ユニット２０を構成する。
なお、電子回路基板２４はＡＣ電源に接続され、安定光
源ユニット２０に対して電力供給が行われる。
２５内に収容されて安定光源ユニット２０を構成する。
なお、電子回路基板２４はＡＣ電源に接続され、安定光
源ユニット２０に対して電力供給が行われる。
【００４２】安定光源ユニット２０は、積分球２２の開
口部２２ａが光学式プローブ（石英ロッド１１）の真上
に位置する状態で、図１におけるボトムプレート８の上
面に載置される。これにより、ハロゲンランプ２１から
の光を光学式プローブに導き、この光を規準光として温
度を求めて放射温度計のキャリブレーションを行う。
口部２２ａが光学式プローブ（石英ロッド１１）の真上
に位置する状態で、図１におけるボトムプレート８の上
面に載置される。これにより、ハロゲンランプ２１から
の光を光学式プローブに導き、この光を規準光として温
度を求めて放射温度計のキャリブレーションを行う。
【００４３】なお、図２において、積分球２２から突出
した凸部２２ｂが、ボトムプレート８に形成された凹部
８ａに嵌合している。これは、積分球２２の開口部２２
ａを石英ロッド１１の真上に配置するための位置決め機
構である。しかし、本発明による安定光源ユニットは、
このような位置決め機構を必ずしも必要とはしない。
した凸部２２ｂが、ボトムプレート８に形成された凹部
８ａに嵌合している。これは、積分球２２の開口部２２
ａを石英ロッド１１の真上に配置するための位置決め機
構である。しかし、本発明による安定光源ユニットは、
このような位置決め機構を必ずしも必要とはしない。
【００４４】すなわち、本発明による安定光源ユニット
２０によれば、積分球２２の開口部２２ａからは、後述
のように一様な光が射出されるため、光学式プローブ
（石英ロッド１１）が開口部２２ａの中央に位置してい
なくてもよく、開口部２２ａの任意の位置であればよ
い。位置決め機構が設けられない場合は、安定光源ユニ
ット２０の積分球２２の開口部２２ａが光学式プローブ
のほぼ真上になるように配置し、安定光源ユニット２０
を少しずつ動かしながら放射温度計が最大値を示す位置
とすればよい。
２０によれば、積分球２２の開口部２２ａからは、後述
のように一様な光が射出されるため、光学式プローブ
（石英ロッド１１）が開口部２２ａの中央に位置してい
なくてもよく、開口部２２ａの任意の位置であればよ
い。位置決め機構が設けられない場合は、安定光源ユニ
ット２０の積分球２２の開口部２２ａが光学式プローブ
のほぼ真上になるように配置し、安定光源ユニット２０
を少しずつ動かしながら放射温度計が最大値を示す位置
とすればよい。
【００４５】ここで、本発明による安定光源ユニット２
０による一定強度の発光について、図３及び図４を参照
しながら説明する。図３は、安定光源ユニット２０の積
分球２２とハロゲンランプ２１への電力供給回路とを示
す図である。図４は、ハロゲンランプ２１のフィラメン
トの抵抗比とフィラメント温度との関係を示すグラフで
ある。
０による一定強度の発光について、図３及び図４を参照
しながら説明する。図３は、安定光源ユニット２０の積
分球２２とハロゲンランプ２１への電力供給回路とを示
す図である。図４は、ハロゲンランプ２１のフィラメン
トの抵抗比とフィラメント温度との関係を示すグラフで
ある。
【００４６】安定光源ユニット２０において、ハロゲン
ランプ２１は、上述のようにアルミニウム等により形成
された積分球２２の内部に設けられ、積分球２２の内部
で発光する。積分球２２の内面には、例えば硫酸バリウ
ム（ＢａＳＯ４）等が塗布されており、拡散反射面が形
成されている。したがって、ハロゲンランプ２１から照
射された光は、積分球２２の内面により拡散反射され、
最終的に開口部２２ａから積分球２２の外へ射出する。
積分球２２の内面の拡散反射効果により、開口部２２ａ
から射出する光は、開口部２２ａ全体にわたってほぼ一
様な強度となり、一様な強度分布の面光源が形成され
る。これにより、放射温度計の光学式プローブが積分球
２２の開口部２２ａ内にあれば、どの位置であっても同
じ強度の光を受光することができる。したがって、キャ
リブレーションの際に、放射温度計による温度測定が安
定光源ユニット２０の位置により影響されることが防止
される。すなわち、本発明による安定光源ユニット２０
を用いてキャリブレーションを行う場合には、ＬＥＤ光
源のように厳密な位置合わせを行なう必要はない。
ランプ２１は、上述のようにアルミニウム等により形成
された積分球２２の内部に設けられ、積分球２２の内部
で発光する。積分球２２の内面には、例えば硫酸バリウ
ム（ＢａＳＯ４）等が塗布されており、拡散反射面が形
成されている。したがって、ハロゲンランプ２１から照
射された光は、積分球２２の内面により拡散反射され、
最終的に開口部２２ａから積分球２２の外へ射出する。
積分球２２の内面の拡散反射効果により、開口部２２ａ
から射出する光は、開口部２２ａ全体にわたってほぼ一
様な強度となり、一様な強度分布の面光源が形成され
る。これにより、放射温度計の光学式プローブが積分球
２２の開口部２２ａ内にあれば、どの位置であっても同
じ強度の光を受光することができる。したがって、キャ
リブレーションの際に、放射温度計による温度測定が安
定光源ユニット２０の位置により影響されることが防止
される。すなわち、本発明による安定光源ユニット２０
を用いてキャリブレーションを行う場合には、ＬＥＤ光
源のように厳密な位置合わせを行なう必要はない。
【００４７】なお、本実施の形態では、積分球をアルミ
ニウムで形成し、内面に硫酸バリウムを塗布することで
拡散反射面を形成しているが、アルミニウムの積分球２
２の内面をサンドブラスト処理することにより拡散反射
面を形成することもできる。
ニウムで形成し、内面に硫酸バリウムを塗布することで
拡散反射面を形成しているが、アルミニウムの積分球２
２の内面をサンドブラスト処理することにより拡散反射
面を形成することもできる。
【００４８】ここで、安定光源を達成するためには、ハ
ロゲンランプ２１の発光強度も一定に維持しなければな
らない。そこで、本発明者はハロゲンランプの発光強度
（光量）がフィラメント温度に比例すること、及びフィ
ラメント温度がフィラメントの抵抗値に依存することに
着目した。すなわち、ハロゲンランプ２１のフィラメン
トの抵抗を計測制御することにより、フィラメント温度
を制御し、結果としてハロゲンランプの発光強度を制御
することができる。
ロゲンランプ２１の発光強度も一定に維持しなければな
らない。そこで、本発明者はハロゲンランプの発光強度
（光量）がフィラメント温度に比例すること、及びフィ
ラメント温度がフィラメントの抵抗値に依存することに
着目した。すなわち、ハロゲンランプ２１のフィラメン
トの抵抗を計測制御することにより、フィラメント温度
を制御し、結果としてハロゲンランプの発光強度を制御
することができる。
【００４９】ハロゲンランプは、ＬＥＤとは異なり、波
長分布が実際の黒体とほぼ等しく、広い温度範囲の状態
を形成することができる。また、ＬＥＤの発光強度は再
現性が悪く、周囲環境の影響を受け易いが、本発明のよ
うにハロゲンランプに供給する電力を制御することよる
発光強度の制御は、非常に正確な発光強度を達成するこ
とができる。さらに、ＬＥＤを使用した光源は、発光強
度が安定するまでに２０〜３０分を要するが、本発明に
よるハロゲンランプの制御によれば、非常に短時間で安
定した発光を達成することができる。
長分布が実際の黒体とほぼ等しく、広い温度範囲の状態
を形成することができる。また、ＬＥＤの発光強度は再
現性が悪く、周囲環境の影響を受け易いが、本発明のよ
うにハロゲンランプに供給する電力を制御することよる
発光強度の制御は、非常に正確な発光強度を達成するこ
とができる。さらに、ＬＥＤを使用した光源は、発光強
度が安定するまでに２０〜３０分を要するが、本発明に
よるハロゲンランプの制御によれば、非常に短時間で安
定した発光を達成することができる。
【００５０】ハロゲンランプ２１に供給する電力の制御
は、図３に示す回路により容易に達成することができ
る。すなわち、ハロゲンランプ２１のフィラメントに印
加される電圧とフィラメントに流れる電流とを、電圧計
（電圧検出回路）及び電流計（電流検出回路）によりそ
れぞれ検出する。フィラメントの抵抗Ｒは検出した電圧
Ｖを電流Ｉで除することにより求められる（Ｒ＝Ｖ／
Ｉ）。
は、図３に示す回路により容易に達成することができ
る。すなわち、ハロゲンランプ２１のフィラメントに印
加される電圧とフィラメントに流れる電流とを、電圧計
（電圧検出回路）及び電流計（電流検出回路）によりそ
れぞれ検出する。フィラメントの抵抗Ｒは検出した電圧
Ｖを電流Ｉで除することにより求められる（Ｒ＝Ｖ／
Ｉ）。
【００５１】ここで、ハロゲンランプ２１での発光強度
は、図４に示す関係よりフィラメントの抵抗値に換算さ
れ、目標設定温度に対応する目標抵抗値が設定される。
この目標抵抗値と、検出した電圧及び電流より求めた抵
抗値とを比較回路により比較し、その差に基づいてハロ
ゲンランプ２１に印加する電力の位相制御を位相制御部
により行う。これにより、ハロゲンランプ２１の発光強
度を目標強度に対して正確に一定な値に設定して維持す
ることができる。したがって、放射温度計による測定温
度を、安定光源ユニット２０からの放射光の強度により
求められる温度に調整することにより、放射温度計のキ
ャリブレーションを容易に行うことができる。
は、図４に示す関係よりフィラメントの抵抗値に換算さ
れ、目標設定温度に対応する目標抵抗値が設定される。
この目標抵抗値と、検出した電圧及び電流より求めた抵
抗値とを比較回路により比較し、その差に基づいてハロ
ゲンランプ２１に印加する電力の位相制御を位相制御部
により行う。これにより、ハロゲンランプ２１の発光強
度を目標強度に対して正確に一定な値に設定して維持す
ることができる。したがって、放射温度計による測定温
度を、安定光源ユニット２０からの放射光の強度により
求められる温度に調整することにより、放射温度計のキ
ャリブレーションを容易に行うことができる。
【００５２】ここで、図２に示す安定光源ユニット２０
では、積分球２２の内面から突出した状態でハロゲンラ
ンプが取り付けられている。このような構成であると、
光学式プローブ（石英ロッド１１）に対して、ハロゲン
ランプ２１からの光が直接入射する位置が存在する。言
い換えると、光学式プローブの端部からハロゲンランプ
２１を直接見ることができる。
では、積分球２２の内面から突出した状態でハロゲンラ
ンプが取り付けられている。このような構成であると、
光学式プローブ（石英ロッド１１）に対して、ハロゲン
ランプ２１からの光が直接入射する位置が存在する。言
い換えると、光学式プローブの端部からハロゲンランプ
２１を直接見ることができる。
【００５３】このような構成であると、ハロゲンランプ
２１からの光が直接入る部分において、光の強度が変化
してしまい、積分球２２の開口部２２ａから射出する光
の強度の一様性が損なわれる。すなわち、開口部２２ａ
において、ハロゲンランプ２１に近い側の位置から射出
する光の強度が強くなる。
２１からの光が直接入る部分において、光の強度が変化
してしまい、積分球２２の開口部２２ａから射出する光
の強度の一様性が損なわれる。すなわち、開口部２２ａ
において、ハロゲンランプ２１に近い側の位置から射出
する光の強度が強くなる。
【００５４】そこで、図５に示すように、積分球２２内
にバッフル板２７を設けることにより、ハロゲンランプ
２１からの光が光学式プローブに直接入射しないような
構成とすることが好ましい。
にバッフル板２７を設けることにより、ハロゲンランプ
２１からの光が光学式プローブに直接入射しないような
構成とすることが好ましい。
【００５５】代わりに、図６に示すように、ハロゲンラ
ンプ２１を積分球２２の内面より外側に位置するような
構成とし、ハロゲンランプ２１からの光が光学式プロー
ブに直接入射しないように構成してもよい。
ンプ２１を積分球２２の内面より外側に位置するような
構成とし、ハロゲンランプ２１からの光が光学式プロー
ブに直接入射しないように構成してもよい。
【００５６】図７は、上述のような構成の積分球２２の
開口部２２ａから射出する光の強度分布をシミュレーシ
ョンにより求めた結果を示すグラフである。なお、積分
球２２の内径は５０ｍｍとし、開口部２２ａの直径は１
２．５ｍｍとしてシミュレーションを行った。
開口部２２ａから射出する光の強度分布をシミュレーシ
ョンにより求めた結果を示すグラフである。なお、積分
球２２の内径は５０ｍｍとし、開口部２２ａの直径は１
２．５ｍｍとしてシミュレーションを行った。
【００５７】図７に示すように、ハロゲンランプ２１が
積分球２２の内部に突出した状態で設けられた場合は
（グラフ中「中」で示す）、ハロゲンランプ２１に近い
方の位置において光の強度が強くなる。
積分球２２の内部に突出した状態で設けられた場合は
（グラフ中「中」で示す）、ハロゲンランプ２１に近い
方の位置において光の強度が強くなる。
【００５８】一方、図６に示すようにハロゲンランプ２
１を積分球２２の内面より外側に配置した場合は（グラ
フ中「外」で示す）、ほぼ一様な強度分布が得られる
が、射出する光の強度が低下する。
１を積分球２２の内面より外側に配置した場合は（グラ
フ中「外」で示す）、ほぼ一様な強度分布が得られる
が、射出する光の強度が低下する。
【００５９】図５に示すようにハロゲンランプ２１を隠
すようにバッフル板２７を設けた場合は（グラフ中「バ
ッフル」で示す）、一様な強度分布が達成され、射出す
る光の強度も高く維持される。
すようにバッフル板２７を設けた場合は（グラフ中「バ
ッフル」で示す）、一様な強度分布が達成され、射出す
る光の強度も高く維持される。
【００６０】次に、本発明の第２の実施の形態による安
定光源ユニットについて、図８及び図９を参照しながら
説明する。図８は本発明の第２の実施の形態による安定
光源ユニットの構成を示す断面図である。また、図９は
本発明の第２の実施の形態による安定光源ユニットの原
理を説明するための構成図である。図８及び図９におい
て、図２及び図３に示す構成部品と同等な部品には同じ
符号を付し、その説明は省略する。
定光源ユニットについて、図８及び図９を参照しながら
説明する。図８は本発明の第２の実施の形態による安定
光源ユニットの構成を示す断面図である。また、図９は
本発明の第２の実施の形態による安定光源ユニットの原
理を説明するための構成図である。図８及び図９におい
て、図２及び図３に示す構成部品と同等な部品には同じ
符号を付し、その説明は省略する。
【００６１】本発明の第２の実施の形態による安定化光
源ユニットは、上述の第１の実施の形態による安定化光
源ユニットの積分球２２内の光の強度を検出する光検出
器として光センサ３０を設けたものである。
源ユニットは、上述の第１の実施の形態による安定化光
源ユニットの積分球２２内の光の強度を検出する光検出
器として光センサ３０を設けたものである。
【００６２】光センサ３０は積分球の内面に形成された
凹部２２ｃに配置され、ハロゲンランプ２１から照射さ
れて積分球２２内で反射された光の強度を検出する。光
センサ３０は電子回路基板２４に接続され、電子回路基
板２４に形成された電力制御回路に検出値を供給する。
電力制御回路は、光センサ３０からの検出値と所定の設
定値とを比較し、光センサ３０からの検出値が設定値に
等しくなるように、ハロゲンランプ２１に供給する電力
を制御する。
凹部２２ｃに配置され、ハロゲンランプ２１から照射さ
れて積分球２２内で反射された光の強度を検出する。光
センサ３０は電子回路基板２４に接続され、電子回路基
板２４に形成された電力制御回路に検出値を供給する。
電力制御回路は、光センサ３０からの検出値と所定の設
定値とを比較し、光センサ３０からの検出値が設定値に
等しくなるように、ハロゲンランプ２１に供給する電力
を制御する。
【００６３】ここで、光センサ３０により検出される光
の強度は、積分球２２の開口部２２ｂから放射される光
の強度に等しい。したがって、光センサ３０からの検出
値に基づいてハロゲンランプ２１に供給する電力を制御
することにより、積分球２２の開口部２２ｂから放射さ
れる光が常に一定の強度となるように制御することがで
きる。
の強度は、積分球２２の開口部２２ｂから放射される光
の強度に等しい。したがって、光センサ３０からの検出
値に基づいてハロゲンランプ２１に供給する電力を制御
することにより、積分球２２の開口部２２ｂから放射さ
れる光が常に一定の強度となるように制御することがで
きる。
【００６４】光センサ３０としてフォトダイオードを用
いることが好ましい。ただし、フォトダイオードの受光
感度は一般的に温度に依存しており、受光する光の波長
が１０００ｎｍ以上になると、受光感度は急激に減少す
る。したがって、光センサとしてフォトダイードを用い
た場合、フォトダイオードに入射する光のうち、波長を
１０００ｎｍ以上の光をカットすることが好ましい。
いることが好ましい。ただし、フォトダイオードの受光
感度は一般的に温度に依存しており、受光する光の波長
が１０００ｎｍ以上になると、受光感度は急激に減少す
る。したがって、光センサとしてフォトダイードを用い
た場合、フォトダイオードに入射する光のうち、波長を
１０００ｎｍ以上の光をカットすることが好ましい。
【００６５】また、フォトダイードは、温度が変化する
ことにより応答特性が変化するという温度特性を有して
いる。具体的には、一般的なフォトダイオードの温度係
数（％／℃）は、受光する光の波長が１０００ｎｍ付近
まではほぼ０であるが、１０００ｎｍ以上になると急激
に上昇する。温度係数が大きい場合、連続して受光して
フォトダイオードの温度が上昇した際に、応答特性が変
化してしまい、温度測定値が次第にずれてしまうという
問題が生じるおそれがある。
ことにより応答特性が変化するという温度特性を有して
いる。具体的には、一般的なフォトダイオードの温度係
数（％／℃）は、受光する光の波長が１０００ｎｍ付近
まではほぼ０であるが、１０００ｎｍ以上になると急激
に上昇する。温度係数が大きい場合、連続して受光して
フォトダイオードの温度が上昇した際に、応答特性が変
化してしまい、温度測定値が次第にずれてしまうという
問題が生じるおそれがある。
【００６６】そこで、光センサ３０としてフォトダイオ
ードを用いる場合は、フォトダイオードの光電面近傍も
しくは積分球２２の凹部２２ｃの開口部に光透過フィル
タを設ける。この光透過フィルタは、上述のように波長
１０００ｎｍ以上の光（赤外光）をカットする特性を有
していればよく、例えば紫外〜可視光領域の光（λ＝３
００ｎｍ〜８００ｎｍ）を透過するフィルタを用いれば
よい。
ードを用いる場合は、フォトダイオードの光電面近傍も
しくは積分球２２の凹部２２ｃの開口部に光透過フィル
タを設ける。この光透過フィルタは、上述のように波長
１０００ｎｍ以上の光（赤外光）をカットする特性を有
していればよく、例えば紫外〜可視光領域の光（λ＝３
００ｎｍ〜８００ｎｍ）を透過するフィルタを用いれば
よい。
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、キャリブレ
ーション用の安定光源として、発光強度が電力制御され
た光源が設けられた積分球を用いることにより、小型且
つ簡単な構成で精度の高い一定強度の光を放射する安定
光源を得ることができる。したがって、安定光源を放射
温度計の光学式プローブが組み込まれた装置内に持ち込
むことができ、容易にキャリブレーションを行うことが
できる。
ーション用の安定光源として、発光強度が電力制御され
た光源が設けられた積分球を用いることにより、小型且
つ簡単な構成で精度の高い一定強度の光を放射する安定
光源を得ることができる。したがって、安定光源を放射
温度計の光学式プローブが組み込まれた装置内に持ち込
むことができ、容易にキャリブレーションを行うことが
できる。
【図１】放射温度計が組み込まれた半導体熱処理装置の
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による安定光源ユニ
ットの断面図である。
ットの断面図である。
【図３】安定光源ユニットの積分球とハロゲンランプへ
の電力供給回路とを示す図である。
の電力供給回路とを示す図である。
【図４】ハロゲンランプのフィラメントの抵抗比とフィ
ラメント温度との関係を示すグラフである。
ラメント温度との関係を示すグラフである。
【図５】バッフル板が設けられた積分球の断面図であ
る。
る。
【図６】ハロゲンランプが内面より外側に配置された構
成の積分球の断面図である。
成の積分球の断面図である。
【図７】積分球の開口部から射出する光の強度分布をシ
ミュレーションにより求めた結果を示すグラフである。
ミュレーションにより求めた結果を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施の形態による安定光源ユニ
ットの断面図である。
ットの断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による安定光源ユニ
ットの原理を説明するための構成図である。
ットの原理を説明するための構成図である。
８ ボトムプレート
８ａ 凹部
１０ 放射温度計
１１ 石英ロッド
２０ 安定光源ユニット
２１ ハロゲンランプ
２２ 積分球
２２ａ 凸部
２２ｂ 開口部
２２ｃ 凹部
２３ ソケット
２３ａ 端子
２４ 電子回路基板
２５ 筐体
３０ 光センサ
Claims (15)
- 【請求項１】 光学式プローブにより受光した放射光の
強度に基づいて温度測定を行う放射温度計のキャリブレ
ーションに用いる放射温度計用安定光源であって、 光放射用の開口部を有し、内面が拡散反射面として構成
された積分球と、 該積分球の内面に光を照射する光源と、 該光源に供給する電力を制御する電力制御回路とを有す
ることを特徴とする放射温度計用安定光源。 - 【請求項２】 請求項１記載の放射温度計用安定光源で
あって、 前記電力制御回路は、前記光源の抵抗値に基づいて供給
する電力を制御することを特徴とする放射温度計用安定
光源。 - 【請求項３】 請求項２記載の放射温度計用安定光源で
あって、 前記光源はハロゲンランプであり、前記電力制御回路
は、前記ハロゲンランプのフィラメントの抵抗値に基づ
いて前記ハロゲンランプに供給する電力を制御すること
により、前記ハロゲンランプの発光強度を一定に維持す
ることを特徴とする放射温度計用安定光源。 - 【請求項４】 請求項３記載の放射温度計用安定光源で
あって、 前記電力制御回路は、 前記ハロゲンランプに印加される電圧を検出する電圧検
出回路と、 前記ハロゲンランプに流れる電流を検出する電流検出回
路と、 前記電圧検出回路により検出された電圧と、前記電流検
出回路により検出された電流とにより前記ハロゲンラン
プのフィラメントの抵抗を演算する抵抗演算部と、 前記抵抗演算部により演算された抵抗値と、設定抵抗値
とを比較して差分を演算する比較回路と、 前記比較回路からの差分値に基づいて、前記光源に供給
する電力を位相制御により制御する位相制御部とを有す
ることを特徴とする放射温度計用安定光源。 - 【請求項５】 請求項１記載の放射温度計用安定光源で
あって、 前記積分球内における光の強度を検出する光検出器を更
に有し、前記電力制御回路は、該光検出器により検出し
た光の強度に基づいて前記光源に供給する電力を制御す
ることを特徴とする放射温度計用安定光源。 - 【請求項６】 請求項５記載の放射温度計用安定光源で
あって、 前記光検出器は、受光した光を光電変換するフォトダイ
オードと、該フォトダイオードに入射する光のうち波長
１０００ｎｍ以上の光をカットする光透過フィルタとを
含むことを特徴とする放射温度計用安定光源。 - 【請求項７】 請求項１乃至６のうちいずれか一項記載
の放射温度計用安定光源であって、 前記光源と前記開口部との間にバッフル板が設けられ、
前記光源から放射される光が前記開口部に直接到達しな
いよう構成したことを特徴とする放射温度計用安定光
源。 - 【請求項８】 請求項１乃至６のうちいずれか一項記載
の放射温度計用安定光源であって、 前記光源は前記積分球の内面より外側に位置するように
取り付けられ、前記光源から放射される光が前記開口部
に直接到達しないよう構成したことを特徴とする放射温
度計用安定光源。 - 【請求項９】 請求項１乃至８のうちいずれか一項記載
の放射温度計用安定光源であって、 光学式プローブが埋設される面に形成された凹部に勘合
する凸部を有し、該凹部に該凸部が勘合した状態で前記
積分球の開口部が前記光学式プローブの端部に対向する
ことを特徴とする放射温度計用安定光源。 - 【請求項１０】 光学式プローブにより受光した放射光
の強度に基づいて温度測定を行う放射温度計のキャリブ
レーション方法であって、 内部に光源を有する積分球の開口部が前記光学式プロー
ブに対向するように安定光源ユニットを配置し、 所定の温度に対応する抵抗値に基づいて前記光源の発光
強度を制御することにより、所定の強度の照射光を前記
開口から射出し、 前記光学式プローブにより受光した照射光に基づいて前
記放射温度計により温度測定を行い、 温度測定値が前記所定の温度に一致するように前記放射
温度計の温度測定値を調整することを特徴とする放射温
度計のキャリブレーション方法。 - 【請求項１１】 光学式プローブにより受光した放射光
の強度に基づいて温度測定を行う放射温度計のキャリブ
レーション方法であって、 内部に光源を有する積分球の開口部が前記光学式プロー
ブに対向するように安定光源ユニットを配置し、 前記積分球内の光の強度に基づいて前記光源の発光強度
を制御することにより、所定の強度の照射光を前記開口
から射出し、 前記光学式プローブにより受光した照射光に基づいて前
記放射温度計により温度測定を行い、 温度測定値が前記所定の温度に一致するように前記放射
温度計の温度測定値を調整することを特徴とする放射温
度計のキャリブレーション方法。 - 【請求項１２】 放射温度計を用いた半導体製造装置で
あって、 被処理基体が載置される載置台が内部に設けられた処理
容器と、該被処理基体に熱線を照射して加熱する加熱源
と、前記放射温度計のキャリブレーションに用いる安定
光源とを有し、 前記安定光源は、 光放射用の開口部を有し、内面が拡散反射面として構成
された積分球と、 該積分球の内面に光を照射する光源と、 該光源に供給する電力を制御する電力制御回路とを有す
ることを特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項１３】 請求項１２記載の半導体製造装置であ
って、 前記電力制御回路は、前記光源の抵抗値に基づいて供給
する電力を制御することを特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項１４】 請求項１２記載の半導体製造装置であ
って、 前記積分球内における光の強度を検出する光検出器を更
に有し、前記電力制御回路は、該光検出器により検出し
た光の強度に基づいて前記光源に供給する電力を制御す
ることを特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項１５】 請求項１４記載の半導体製造装置であ
って、 前記光検出器は、受光した光を光電変換するフォトダイ
オードと、該フォトダイオードに入射する光のうち波長
１０００ｎｍ以上の光をカットする光透過フィルタとを
含むことを特徴とする半導体製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002177454A JP2003106901A (ja) | 2001-07-11 | 2002-06-18 | 放射温度計用安定光源、放射温度計のキャリブレーション方法及び放射温度計を用いた半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001210869 | 2001-07-11 | ||
| JP2001-210869 | 2001-07-11 | ||
| JP2002177454A JP2003106901A (ja) | 2001-07-11 | 2002-06-18 | 放射温度計用安定光源、放射温度計のキャリブレーション方法及び放射温度計を用いた半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003106901A true JP2003106901A (ja) | 2003-04-09 |
Family
ID=26618526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002177454A Pending JP2003106901A (ja) | 2001-07-11 | 2002-06-18 | 放射温度計用安定光源、放射温度計のキャリブレーション方法及び放射温度計を用いた半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003106901A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007007947A1 (en) * | 2005-07-08 | 2007-01-18 | Min-Jun Jang | Integrating sphere having means for temperature control |
| EP2251658A1 (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-17 | LayTec GmbH | Method for calibrating a pyrometer, method for determining the temperature of a semiconducting wafer and system for determining the temperature of a semiconducting wafer |
| JP2012503199A (ja) * | 2008-09-19 | 2012-02-02 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | 放出電流およびバイアス電圧を制御する電離真空計 |
| WO2024101342A1 (ja) * | 2022-11-11 | 2024-05-16 | フェニックス電機株式会社 | 加熱装置、および、その加熱装置を用いた温度測定方法 |
-
2002
- 2002-06-18 JP JP2002177454A patent/JP2003106901A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007007947A1 (en) * | 2005-07-08 | 2007-01-18 | Min-Jun Jang | Integrating sphere having means for temperature control |
| US7508503B2 (en) | 2005-07-08 | 2009-03-24 | Min-Jun Jang | Integrating sphere having means for temperature control |
| JP2012503199A (ja) * | 2008-09-19 | 2012-02-02 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | 放出電流およびバイアス電圧を制御する電離真空計 |
| US8947098B2 (en) | 2008-09-19 | 2015-02-03 | Mks Instruments, Inc. | Ionization gauge with emission current and bias potential control |
| US9383286B2 (en) | 2008-09-19 | 2016-07-05 | Mks Instruments, Inc. | Ionization gauge with emission current and bias potential control |
| JP2017015738A (ja) * | 2008-09-19 | 2017-01-19 | エム ケー エス インストルメンツ インコーポレーテッドＭｋｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 電離真空計および圧力測定方法 |
| EP2251658A1 (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-17 | LayTec GmbH | Method for calibrating a pyrometer, method for determining the temperature of a semiconducting wafer and system for determining the temperature of a semiconducting wafer |
| EP2365307A1 (en) | 2009-05-12 | 2011-09-14 | LayTec GmbH | Method for calibrating a pyrometer, method for determining the temperature of a semiconducting wafer and system for determining the temperature of a semiconducting wafer |
| US8388219B2 (en) | 2009-05-12 | 2013-03-05 | Laytec Aktiengesellschaft | Method for calibrating a pyrometer, method for determining the temperature of a semiconducting wafer and system for determining the temperature of a semiconducting wafer |
| WO2024101342A1 (ja) * | 2022-11-11 | 2024-05-16 | フェニックス電機株式会社 | 加熱装置、および、その加熱装置を用いた温度測定方法 |
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