JP2014092535A - Temperature measurement device and thermal treatment device - Google Patents

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Tatsufumi Kusuda
達文 楠田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature measurement device capable of accurately measuring temperatures of a plurality of positions of a base material, and a thermal treatment device incorporating the temperature measurement device.SOLUTION: Three light-receiving sensors 21 are provided on a pyrometer 81. A single wide-angle lens system 82 is provided for the three light-receiving sensors 21. Radiation light beams radiated from three different positions of a semiconductor wafer are individually guided to the three light-receiving sensors 21 by the single wide-angle lens system 82. Signals output from the three light-receiving sensors 21 having received the radiation light beams radiated from the three different positions are sequentially processed by a temperature calculation part to determine the temperatures of three regions of the semiconductor wafer. Thereby, it is possible to eliminate variations among devices due to the distances from measurement target regions to the pyrometer 81, an arrangement angle, a lens system and the like, and the temperatures of the three different positions of the semiconductor wafer can be accurately measured in a non-contact manner.

Description

本発明は、基材の複数箇所の温度を非接触にて測定する温度測定装置、および、その温度測定装置を組み込んで半導体ウェハーなどの薄板状の精密電子基板(以下、単に「基板」と称する)の加熱処理を行う熱処理装置に関する。   The present invention relates to a temperature measuring device that measures the temperature of a plurality of locations on a base material in a non-contact manner, and a thin plate-like precision electronic substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”) such as a semiconductor wafer incorporating the temperature measuring device. ).

従来より半導体デバイス等の製造工程においては半導体ウェハー等の基板に対する種々の熱処理が行われている。半導体ウェハーに対する熱処理方法としては急速加熱処理(RTP:Rapid Thermal Process)が広く用いられている。典型的なRTP装置では、チャンバー内に保持した半導体ウェハーにハロゲンランプから光を照射して数秒程度の短時間で半導体ウェハーを所定の処理温度にまで昇温する。半導体ウェハーを急速昇温することにより、例えばイオン打ち込み法によって注入された不純物の拡散を抑制しつつその活性化を実行することができる。また、RTP装置を用いて、半導体ウェハーを処理温度に保持することなく、急速昇温によって半導体ウェハーが処理温度に到達すると同時に急速降温を開始するスパイクアニールも行われている。   Conventionally, various heat treatments have been performed on a substrate such as a semiconductor wafer in a manufacturing process of a semiconductor device or the like. As a heat treatment method for a semiconductor wafer, a rapid thermal process (RTP) is widely used. In a typical RTP apparatus, a semiconductor wafer held in a chamber is irradiated with light from a halogen lamp, and the temperature of the semiconductor wafer is raised to a predetermined processing temperature in a short time of about several seconds. By rapidly raising the temperature of the semiconductor wafer, activation thereof can be performed while suppressing diffusion of impurities implanted by, for example, ion implantation. In addition, spike annealing is also performed in which the semiconductor wafer reaches the processing temperature by the rapid temperature rise and the rapid temperature decrease starts at the same time without holding the semiconductor wafer at the processing temperature using the RTP apparatus.

このようなRTP装置においては、例えば特許文献1に開示されるように、複数のハロゲンランプを複数のゾーンに分割するとともに、各ゾーンに対応するパイロメータ(放射温度計)を設け、そのパイロメータによって測定されたウェハー温度に基づいてハロゲンランプの出力をゾーン毎に制御している。パイロメータは半導体ウェハーの一部領域の温度しか測定できないため、RTP装置では熱処理中に半導体ウェハーを回転させることによって同心円状のゾーンの平均温度を算定し、それに基づいてハロゲンランプのフィードバック制御を行っている。   In such an RTP apparatus, as disclosed in, for example, Patent Document 1, a plurality of halogen lamps are divided into a plurality of zones, and a pyrometer (radiation thermometer) corresponding to each zone is provided, and measurement is performed by the pyrometer. The output of the halogen lamp is controlled for each zone based on the wafer temperature. Since the pyrometer can only measure the temperature of a partial region of the semiconductor wafer, the RTP device calculates the average temperature of the concentric zone by rotating the semiconductor wafer during the heat treatment, and performs the feedback control of the halogen lamp based on it. Yes.

特開2003−86528号公報JP 2003-86528 A

パイロメータは、半導体ウェハーから放射された光を受光して強度(光量)を測定し、その強度から測定対象領域の温度を非接触で求めるものである。このような非接触式の温度計であるパイロメータには、測定対象領域からの距離、角度、レンズ系やセンサーの受光効率、および、焦点の大きさなど様々な測定誤差の原因となりうる要素が存在する。特に、パイロメータに設けられた受光センサー自身の温度は熱ノイズとして大きな測定誤差要因となる。   The pyrometer receives light emitted from a semiconductor wafer, measures the intensity (light quantity), and obtains the temperature of the measurement target region in a non-contact manner from the intensity. The pyrometer, which is a non-contact type thermometer, has factors that can cause various measurement errors such as distance from the measurement target area, angle, light receiving efficiency of the lens system and sensor, and the size of the focal point. To do. In particular, the temperature of the light receiving sensor itself provided in the pyrometer causes a large measurement error as thermal noise.

このため、同一仕様のパイロメータを装置の異なる位置に設置し、所定温度に加熱した半導体ウェハーの同じ領域の温度測定を行ったとしても異なる測定結果となることが多い。従って、特許文献1に開示されるように、各ゾーン毎にパイロメータを設けて半導体ウェハーの異なる領域の温度測定を行ったとしても、得られた測定結果は半導体ウェハーの温度分布を正確に示すものなのかパイロメータの機差による測定誤差を含むものなのか判別できないという問題が生じていた。   For this reason, even if pyrometers of the same specification are installed at different positions in the apparatus and the temperature of the same region of the semiconductor wafer heated to a predetermined temperature is measured, different measurement results are often obtained. Therefore, as disclosed in Patent Document 1, even if a pyrometer is provided for each zone and the temperature of different regions of the semiconductor wafer is measured, the obtained measurement results accurately indicate the temperature distribution of the semiconductor wafer. There has been a problem that it cannot be determined whether it is a measurement error due to a difference in the pyrometer.

そこで、各パイロメータについて、出力信号の処理を行う電気回路部分などの調整(校正)を行うことによって、機差による測定誤差を補正することが考えられる。しかしながら、ある温度についてパイロメータの誤差を無くす調整を行ったとしても、測定対象の温度が異なると新たな誤差が生じることとなっていた。その結果、測定対象となる半導体ウェハーの複数箇所を同時に正確に測定することは極めて困難であった。   Therefore, it is conceivable to correct measurement errors due to machine differences by adjusting (calibrating) the electric circuit portion that processes the output signal for each pyrometer. However, even if an adjustment is made to eliminate the pyrometer error for a certain temperature, a new error will occur if the temperature of the measurement object is different. As a result, it has been extremely difficult to accurately measure a plurality of locations on a semiconductor wafer to be measured simultaneously.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基材の複数箇所の温度を正確に測定することができる温度測定装置およびその温度測定装置を組み込んだ熱処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a temperature measuring apparatus capable of accurately measuring temperatures at a plurality of locations on a base material and a heat treatment apparatus incorporating the temperature measuring apparatus. To do.

上記課題を解決するため、請求項1の発明は、基材の複数箇所の温度を非接触にて測定する温度測定装置において、基材から放射される放射光を受光する複数の受光センサーと、基材の複数箇所から放射された放射光を個別に前記複数の受光センサーのいずれかに導く単一のレンズ系と、前記複数の受光センサーのそれぞれが受光した放射光の強度に基づいて前記複数箇所の温度を個別に算定する温度算定部と、を備え、前記単一のレンズ系によって前記複数の受光センサーのそれぞれには前記複数箇所の1箇所から放射された放射光が導かれることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 is a temperature measurement device that measures the temperature of a plurality of locations of a base material in a non-contact manner, and a plurality of light receiving sensors that receive radiation emitted from the base material, A single lens system that individually guides the radiated light emitted from a plurality of locations of the base material to one of the plurality of light receiving sensors, and the plurality of light receiving devices based on the intensity of the radiated light received by each of the plurality of light receiving sensors. A temperature calculation unit that individually calculates the temperature of the location, and the radiated light emitted from one of the plurality of locations is guided to each of the plurality of light receiving sensors by the single lens system. And

また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係る温度測定装置において、前記複数の受光センサーを収納する単一の収納部と、前記単一の収納部を冷却する冷却部と、をさらに備えることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the temperature measuring device according to the first aspect of the present invention, a single storage unit that stores the plurality of light receiving sensors, and a cooling unit that cools the single storage unit. It is further provided with the feature.

また、請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明に係る温度測定装置において、前記温度算定部は、前記複数の受光センサーからの信号を順次に処理して温度を算定する共通の演算回路を含むことを特徴とする。   The invention of claim 3 is the temperature measuring device according to claim 1 or claim 2, wherein the temperature calculation unit calculates the temperature by sequentially processing signals from the plurality of light receiving sensors. The arithmetic circuit is included.

また、請求項4の発明は、請求項1から請求項3のいずれかの発明に係る温度測定装置において、前記単一のレンズ系は広角レンズ系であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the temperature measurement device according to any one of the first to third aspects of the present invention, the single lens system is a wide-angle lens system.

また、請求項5の発明は、熱処理装置であって、基板を収容するチャンバーと、前記チャンバーに収容された基板を加熱する加熱部と、前記加熱部によって加熱された基板の複数箇所の温度を測定する請求項1から請求項4のいずれかの発明に係る温度測定装置と、を備えることを特徴とする。   The invention of claim 5 is a heat treatment apparatus, comprising: a chamber that accommodates the substrate; a heating unit that heats the substrate accommodated in the chamber; and temperatures at a plurality of locations of the substrate heated by the heating unit. And a temperature measuring device according to any one of claims 1 to 4 to be measured.

また、請求項6の発明は、請求項5の発明に係る熱処理装置において、前記加熱部は、前記チャンバーに収容された基板に光を照射して当該基板を加熱するランプを備えることを特徴とする。   Further, the invention of claim 6 is the heat treatment apparatus according to the invention of claim 5, wherein the heating unit includes a lamp for irradiating the substrate accommodated in the chamber to heat the substrate. To do.

請求項1から請求項4の発明によれば、基材の複数箇所から放射された放射光を単一のレンズ系によって個別に複数の受光センサーに導くため、複数の受光センサー間の機差を無くして基材の複数箇所の温度を正確に測定することができる。   According to the first to fourth aspects of the present invention, since the radiated light radiated from a plurality of locations of the base material is individually guided to the plurality of light receiving sensors by the single lens system, the difference between the plurality of light receiving sensors is reduced. Without it, it is possible to accurately measure the temperature at a plurality of locations on the substrate.

特に、請求項2の発明によれば、複数の受光センサーを収納する単一の収納部を冷却するため、複数の受光センサーの温度差を無くして熱ノイズを均一とし、基材の複数箇所の温度をより正確に測定することができる。   In particular, according to the invention of claim 2, in order to cool a single storage portion that stores a plurality of light receiving sensors, the temperature difference between the plurality of light receiving sensors is eliminated, the thermal noise is made uniform, The temperature can be measured more accurately.

特に、請求項3の発明によれば、複数の受光センサーからの信号を共通の演算回路で順次に処理して温度を算定するため、電気回路に起因した機差も無くすことができ、基材の複数箇所の温度をより正確に測定することができる。   In particular, according to the invention of claim 3, since the temperature is calculated by sequentially processing signals from a plurality of light receiving sensors by a common arithmetic circuit, it is possible to eliminate the machine difference caused by the electric circuit. Can be measured more accurately.

また、請求項5および請求項6の発明によれば、加熱部によって加熱された基板の複数箇所の温度を正確に測定することができる。   Moreover, according to the invention of Claim 5 and Claim 6, the temperature of the several location of the board | substrate heated by the heating part can be measured correctly.

本発明に係る熱処理装置の要部構成を示す図である。It is a figure which shows the principal part structure of the heat processing apparatus which concerns on this invention. 複数のハロゲンランプの配置を示す平面図である。It is a top view which shows arrangement | positioning of a some halogen lamp. パイロメータの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of a pyrometer. ホルダーの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of a holder. 温度算定部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a temperature calculation part. シリコンの分光透過率を示す図である。It is a figure which shows the spectral transmittance of a silicon | silicone. 3個の受光センサーによって測定対象となる半導体ウェハーの3箇所の領域を示す図である。It is a figure which shows the area | region of three places of the semiconductor wafer used as a measuring object by three light receiving sensors. ホルダーの外観斜視図の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of an external appearance perspective view of a holder. 7個の受光センサーによって測定対象となる半導体ウェハーの7箇所の領域を示す図である。It is a figure which shows the area | region of seven places of the semiconductor wafer used as a measuring object by seven light receiving sensors. パイロメータを2つ設ける構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure which provides two pyrometers.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る熱処理装置1の要部構成を示す図である。この熱処理装置1は、φ300mmの円形の半導体ウェハーWの裏面に光を照射することによって半導体ウェハーWの加熱処理(バックサイドアニール)を行うランプアニール装置である。図1および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。   FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of a heat treatment apparatus 1 according to the present invention. The heat treatment apparatus 1 is a lamp annealing apparatus that performs heat treatment (backside annealing) of the semiconductor wafer W by irradiating light to the back surface of the circular semiconductor wafer W having a diameter of 300 mm. In FIG. 1 and the subsequent drawings, the size and number of each part are exaggerated or simplified as necessary for easy understanding.

熱処理装置1は、主たる構成として、半導体ウェハーWを収容する略円筒形状のチャンバー6と、チャンバー6内にて半導体ウェハーWを保持する保持部7と、保持部7に保持された半導体ウェハーWに光を照射する光照射部4と、光照射される半導体ウェハーWの温度を検出する温度測定部8と、を備えている。また、熱処理装置1は、これらの各部を制御して半導体ウェハーWの加熱処理を実行させる制御部3を備える。   The heat treatment apparatus 1 mainly includes a substantially cylindrical chamber 6 that accommodates a semiconductor wafer W, a holding unit 7 that holds the semiconductor wafer W in the chamber 6, and a semiconductor wafer W held by the holding unit 7. The light irradiation part 4 which irradiates light, and the temperature measurement part 8 which detects the temperature of the semiconductor wafer W irradiated with light are provided. In addition, the heat treatment apparatus 1 includes a control unit 3 that controls each of these units to perform the heat treatment of the semiconductor wafer W.

チャンバー6は、上下が開口された略円筒形状の側壁を有している。チャンバー6は、例えば、ステンレススチール等の強度と耐熱性に優れた金属材料にて形成されている。チャンバー6の下側開口には石英窓64が装着されて閉塞されている。チャンバー6の下端に配置された石英窓64は、石英(SiO)により形成された円板形状部材であり、光照射部4から照射された光をチャンバー6内に透過する。 The chamber 6 has a substantially cylindrical side wall that is open at the top and bottom. The chamber 6 is made of, for example, a metal material having excellent strength and heat resistance such as stainless steel. A quartz window 64 is attached to the lower opening of the chamber 6 and is closed. The quartz window 64 disposed at the lower end of the chamber 6 is a disk-shaped member formed of quartz (SiO 2 ), and transmits the light irradiated from the light irradiation unit 4 into the chamber 6.

また、チャンバー6の上側開口には赤外透過窓63が装着されて閉塞されている。チャンバー6の上端に配置された赤外透過窓63は、シリコン(Si)により形成された円板形状部材である。赤外透過窓63の径は半導体ウェハーWと同様のφ300mmである。このような赤外透過窓63としては、例えば半導体ウェハーWを切り出すシリコン単結晶のインゴットから所定厚さ(本実施形態では3mm)の円板を切り出したものを用いるようにすれば安価に製作することができる。後に詳述するように、シリコンは可視光に対しては不透明(可視光を透過しない)であるが、所定の温度以下であれば波長1μmを超える赤外線を透過する性質を有する。従って、光照射部4からの光照射を受けて昇温した半導体ウェハーWから放射された赤外線はチャンバー6上端の赤外透過窓63を透過してチャンバー6の上方に放出される。   An infrared transmission window 63 is attached to the upper opening of the chamber 6 to close it. The infrared transmission window 63 disposed at the upper end of the chamber 6 is a disk-shaped member made of silicon (Si). The diameter of the infrared transmission window 63 is 300 mm, which is the same as that of the semiconductor wafer W. Such an infrared transmission window 63 can be manufactured at low cost by using, for example, a silicon single crystal ingot from which a semiconductor wafer W is cut out and a disc having a predetermined thickness (3 mm in this embodiment) cut out. be able to. As will be described in detail later, silicon is opaque to visible light (not transmitting visible light), but has a property of transmitting infrared light having a wavelength exceeding 1 μm at a predetermined temperature or lower. Accordingly, the infrared rays emitted from the semiconductor wafer W that has been heated by receiving the light irradiation from the light irradiation unit 4 are transmitted through the infrared transmission window 63 at the upper end of the chamber 6 and emitted above the chamber 6.

石英窓64、赤外透過窓63およびチャンバー6の側壁によって囲まれる空間が熱処理空間65として規定される。熱処理空間65の気密性を維持するために、石英窓64および赤外透過窓63とチャンバー6とは図示省略のOリングによってそれぞれシールされており、これらの隙間から気体が流出入するのを防いでいる。具体的には、石英窓64の上面周縁部とチャンバー6との間にOリングを挟み込み、クランプリング66を石英窓64の下面周縁部に当接させ、そのクランプリング66をチャンバー6にネジ止めすることによって、石英窓64をOリングに押し付けている。同様に、赤外透過窓63の下面周縁部とチャンバー6との間にOリングを挟み込み、クランプリング62を赤外透過窓63の上面周縁部に当接させ、そのクランプリング62をチャンバー6にネジ止めすることによって、赤外透過窓63をOリングに押し付けている。   A space surrounded by the quartz window 64, the infrared transmission window 63 and the side wall of the chamber 6 is defined as a heat treatment space 65. In order to maintain the airtightness of the heat treatment space 65, the quartz window 64, the infrared transmission window 63, and the chamber 6 are respectively sealed by O-rings (not shown) to prevent gas from flowing in and out through the gaps. It is out. Specifically, an O-ring is sandwiched between the upper peripheral edge of the quartz window 64 and the chamber 6, the clamp ring 66 is brought into contact with the lower peripheral edge of the quartz window 64, and the clamp ring 66 is screwed to the chamber 6. By doing so, the quartz window 64 is pressed against the O-ring. Similarly, an O-ring is sandwiched between the lower peripheral edge of the infrared transmission window 63 and the chamber 6, the clamp ring 62 is brought into contact with the upper peripheral edge of the infrared transmission window 63, and the clamp ring 62 is placed in the chamber 6. The infrared transmission window 63 is pressed against the O-ring by screwing.

また、チャンバー6の側壁には、半導体ウェハーWの搬入および搬出を行うための搬送開口部67が設けられている。搬送開口部67は、図示を省略するゲートバルブによって開閉可能とされている。搬送開口部67が開放されると、図外の搬送ロボットによってチャンバー6に対する半導体ウェハーWの搬入および搬出が可能となる。また、搬送開口部67が閉鎖されると、熱処理空間65が外部との通気が遮断された密閉空間となる。   A transfer opening 67 for carrying in and out the semiconductor wafer W is provided on the side wall of the chamber 6. The transfer opening 67 can be opened and closed by a gate valve (not shown). When the transfer opening 67 is opened, the semiconductor wafer W can be carried into and out of the chamber 6 by a transfer robot (not shown). When the transfer opening 67 is closed, the heat treatment space 65 becomes a sealed space in which ventilation with the outside is blocked.

保持部7は、チャンバー6の内部に固定設置されており、保持プレート71および支持ピン72を備える。保持プレート71および支持ピン72を含む保持部7の全体は石英にて形成されている。保持プレート71は、水平姿勢となるようにチャンバー6の内部に固定設置されている。保持プレート71の上面には、複数(少なくとも3個)の支持ピン72が円周上に沿って立設されている。複数の支持ピン72によって形成される円の径は半導体ウェハーWの径よりも若干小さい。よって、複数の支持ピン72によって半導体ウェハーWを水平姿勢(半導体ウェハーWの法線が鉛直方向に沿う姿勢)に載置して支持することができる。なお、複数の支持ピン72に代えて、保持プレート71の上面に半導体ウェハーWの径よりも小さい石英のリングを設けるようにしても良い。   The holding unit 7 is fixedly installed inside the chamber 6 and includes a holding plate 71 and a support pin 72. The entire holding portion 7 including the holding plate 71 and the support pins 72 is made of quartz. The holding plate 71 is fixedly installed inside the chamber 6 so as to be in a horizontal posture. On the upper surface of the holding plate 71, a plurality (at least three) of support pins 72 are erected along the circumference. The diameter of the circle formed by the plurality of support pins 72 is slightly smaller than the diameter of the semiconductor wafer W. Therefore, the semiconductor wafer W can be mounted and supported in a horizontal posture (a posture in which the normal line of the semiconductor wafer W is along the vertical direction) by the plurality of support pins 72. Instead of the plurality of support pins 72, a quartz ring smaller than the diameter of the semiconductor wafer W may be provided on the upper surface of the holding plate 71.

また、チャンバー6の内部には移載機構5が設けられている。移載機構5は、一対の移載アーム51と、各移載アーム51の上面に設けられたリフトピン52とを備える。2本の移載アーム51のそれぞれには、例えば2本のリフトピン52が設けられている。2本の移載アーム51および4本のリフトピン52はいずれも石英にて形成される。一対の移載アーム51は、図示省略の昇降駆動部によって鉛直方向に沿って昇降移動される。一対の移載アーム51が上昇すると、計4本のリフトピン52が保持プレート71に穿設された貫通孔を通過し、その上端が保持プレート71の上面から突き出て支持ピン72よりも上方にまで到達する。一方、移載アーム51が下降しているときには、図1に示すように、リフトピン52の上端が保持プレート71よりも下方に位置している。なお、移載アーム51が下降している状態において、開閉機構によって一対の移載アーム51を水平方向に沿って開閉するようにしても良い。   A transfer mechanism 5 is provided inside the chamber 6. The transfer mechanism 5 includes a pair of transfer arms 51 and lift pins 52 provided on the upper surface of each transfer arm 51. For example, two lift pins 52 are provided in each of the two transfer arms 51. The two transfer arms 51 and the four lift pins 52 are both made of quartz. The pair of transfer arms 51 are moved up and down along the vertical direction by a lifting drive unit (not shown). When the pair of transfer arms 51 are raised, a total of four lift pins 52 pass through the through holes formed in the holding plate 71, and their upper ends protrude from the upper surface of the holding plate 71 to be higher than the support pins 72. To reach. On the other hand, when the transfer arm 51 is lowered, the upper end of the lift pin 52 is positioned below the holding plate 71 as shown in FIG. In the state where the transfer arm 51 is lowered, the pair of transfer arms 51 may be opened and closed along the horizontal direction by an opening / closing mechanism.

光照射部4は、チャンバー6の下方に設けられている。光照射部4は、複数本のハロゲンランプHLおよびリフレクタ43を備える。本実施形態では、光照射部4に40本のハロゲンランプHLを設けている。複数のハロゲンランプHLは、チャンバー6の下方から石英窓64を介して熱処理空間65への光照射を行う。図2は、複数のハロゲンランプHLの配置を示す平面図である。本実施形態では、上下2段に各20本ずつのハロゲンランプHLが配設されている。各ハロゲンランプHLは、長尺の円筒形状を有する棒状ランプである。上段、下段ともに20本のハロゲンランプHLは、それぞれの長手方向が保持部7に保持される半導体ウェハーWの主面に沿って(つまり水平方向に沿って)互いに平行となるように配列されている。よって、上段、下段ともにハロゲンランプHLの配列によって形成される平面は水平面である。   The light irradiation unit 4 is provided below the chamber 6. The light irradiation unit 4 includes a plurality of halogen lamps HL and reflectors 43. In the present embodiment, the light irradiation unit 4 is provided with 40 halogen lamps HL. The plurality of halogen lamps HL irradiate the heat treatment space 65 from below the chamber 6 through the quartz window 64. FIG. 2 is a plan view showing the arrangement of the plurality of halogen lamps HL. In the present embodiment, 20 halogen lamps HL are arranged in two upper and lower stages. Each halogen lamp HL is a rod-shaped lamp having a long cylindrical shape. The 20 halogen lamps HL in both the upper and lower stages are arranged so that their longitudinal directions are parallel to each other along the main surface of the semiconductor wafer W held by the holding unit 7 (that is, along the horizontal direction). Yes. Therefore, the plane formed by the arrangement of the halogen lamps HL in both the upper stage and the lower stage is a horizontal plane.

また、図2に示すように、上段、下段ともに保持部7に保持される半導体ウェハーWの中央部に対向する領域よりも周縁部に対向する領域におけるハロゲンランプHLの配設密度が高くなっている。すなわち、上下段ともに、ランプ配列の中央部よりも端部側の方がハロゲンランプHLの配設ピッチが短い。このため、光照射部4からの光照射による加熱時に温度低下が生じやすい半導体ウェハーWの周縁部により多い光量の照射を行うことができる。   In addition, as shown in FIG. 2, the arrangement density of the halogen lamps HL in the region facing the peripheral portion is higher than the region facing the central portion of the semiconductor wafer W held by the holding portion 7 in both the upper and lower steps. Yes. That is, in both the upper and lower stages, the arrangement pitch of the halogen lamps HL is shorter on the end side than on the center part of the lamp array. For this reason, it is possible to irradiate a larger amount of light to the peripheral portion of the semiconductor wafer W where the temperature is likely to decrease during heating by light irradiation from the light irradiation unit 4.

また、上段のハロゲンランプHLからなるランプ群と下段のハロゲンランプHLからなるランプ群とが格子状に交差するように配列されている。すなわち、上段の各ハロゲンランプHLの長手方向と下段の各ハロゲンランプHLの長手方向とが直交するように計40本のハロゲンランプHLが配設されている。   Further, the lamp group composed of the upper halogen lamp HL and the lamp group composed of the lower halogen lamp HL are arranged so as to intersect in a lattice pattern. That is, a total of 40 halogen lamps HL are arranged so that the longitudinal direction of the upper halogen lamps HL and the longitudinal direction of the lower halogen lamps HL are orthogonal to each other.

ハロゲンランプHLは、ガラス管内部に配設されたフィラメントに通電することでフィラメントを白熱化させて発光させるフィラメント方式の光源である。ガラス管の内部には、窒素やアルゴン等の不活性ガスにハロゲン元素(ヨウ素、臭素等)を微量導入した気体が封入されている。ハロゲン元素を導入することによって、フィラメントの折損を抑制しつつフィラメントの温度を高温に設定することが可能となる。したがって、ハロゲンランプHLは、通常の白熱電球に比べて寿命が長くかつ強い光を連続的に照射できるという特性を有する。また、ハロゲンランプHLは棒状ランプであるため長寿命であり、ハロゲンランプHLを水平方向に沿わせて配置することにより上方の半導体ウェハーWへの放射効率が優れたものとなる。   The halogen lamp HL is a filament-type light source that emits light by making the filament incandescent by energizing the filament disposed inside the glass tube. Inside the glass tube, a gas obtained by introducing a trace amount of a halogen element (iodine, bromine, etc.) into an inert gas such as nitrogen or argon is enclosed. By introducing a halogen element, it is possible to set the filament temperature to a high temperature while suppressing breakage of the filament. Therefore, the halogen lamp HL has a characteristic that it has a longer life than a normal incandescent bulb and can continuously radiate strong light. Further, since the halogen lamp HL is a rod-shaped lamp, it has a long life, and by arranging the halogen lamp HL along the horizontal direction, the radiation efficiency to the upper semiconductor wafer W becomes excellent.

また、リフレクタ43は、複数のハロゲンランプHLの下方にそれら全体を覆うように設けられている。リフレクタ43の基本的な機能は、複数のハロゲンランプHLから出射された光をチャンバー6内の熱処理空間65に反射するというものである。リフレクタ43は例えばアルミニウム合金板にて形成されており、その表面(フラッシュランプFLに臨む側の面)はブラスト処理により粗面化加工が施されている。   Further, the reflector 43 is provided below the plurality of halogen lamps HL so as to cover all of them. The basic function of the reflector 43 is to reflect the light emitted from the plurality of halogen lamps HL to the heat treatment space 65 in the chamber 6. The reflector 43 is made of, for example, an aluminum alloy plate, and the surface (the surface facing the flash lamp FL) is roughened by blasting.

図1に戻り、チャンバー6の上方には温度測定部8が設けられている。温度測定部8はパイロメータ81を備える。図3は、パイロメータ81の構造を示す図である。パイロメータ81は、広角レンズ系82と3個の受光センサー21とを備える。広角レンズ系82は、先頭から順に凹凸凸凹凸の5枚のレンズを接合して形成されている。第2レンズ(先頭から2番目の凸レンズ)中には絞り83が設けられている。広角レンズ系82は、無限遠方の物体に対する結像位置が3個の受光センサー21の並びの平面上となるように構成されている。本実施形態においては、3個の受光センサー21に対して単一の広角レンズ系82を設けており、半導体ウェハーWからの放射光が共通の広角レンズ系82によって3個の受光センサーに導かれる。なお、広角レンズ系82としては、図3に例示するものに限定されず、公知の種々のレンズ系を採用することができる。   Returning to FIG. 1, a temperature measuring unit 8 is provided above the chamber 6. The temperature measuring unit 8 includes a pyrometer 81. FIG. 3 is a diagram showing the structure of the pyrometer 81. The pyrometer 81 includes a wide-angle lens system 82 and three light receiving sensors 21. The wide-angle lens system 82 is formed by joining five convex and concave lenses in order from the top. A diaphragm 83 is provided in the second lens (second convex lens from the top). The wide-angle lens system 82 is configured such that the imaging position for an object at infinity is on the plane in which the three light receiving sensors 21 are arranged. In the present embodiment, a single wide-angle lens system 82 is provided for the three light-receiving sensors 21, and the emitted light from the semiconductor wafer W is guided to the three light-receiving sensors by the common wide-angle lens system 82. . The wide-angle lens system 82 is not limited to that illustrated in FIG. 3, and various known lens systems can be employed.

受光センサー21は、広角レンズ系82によって導かれた光を受光してその強度に応じたレベルの電気信号を出力する。本実施形態においては、1つのパイロメータ81に3個の受光センサー21が設けられている。3個の受光センサー21は単一のホルダー25に収納されている。図4は、ホルダー25の外観斜視図である。ホルダー25は、例えばアルミニウム(Al)などの金属にて形成されている。ホルダー25には、3個の収納用の孔が形設されており、各孔に1個の受光センサー21が収納されている。   The light receiving sensor 21 receives the light guided by the wide-angle lens system 82 and outputs an electric signal having a level corresponding to the intensity thereof. In the present embodiment, three light receiving sensors 21 are provided in one pyrometer 81. The three light receiving sensors 21 are accommodated in a single holder 25. FIG. 4 is an external perspective view of the holder 25. The holder 25 is made of a metal such as aluminum (Al). The holder 25 is formed with three storage holes, and one light receiving sensor 21 is stored in each hole.

また、図3に示すように、ホルダー25にはペルチェ素子27が付設されている。ペルチェ素子27は、通電によって一方面から他方面へと熱移動させるペルチェ効果によりホルダー25を冷却する。本実施形態においては、3個の受光センサー21が共通のホルダー25に収納されているため、ペルチェ素子27によって3個の受光センサー21が同じ温度に均一に冷却されることとなる。   As shown in FIG. 3, a Peltier element 27 is attached to the holder 25. The Peltier element 27 cools the holder 25 by a Peltier effect that causes heat transfer from one surface to the other surface when energized. In the present embodiment, since the three light receiving sensors 21 are accommodated in the common holder 25, the three light receiving sensors 21 are uniformly cooled to the same temperature by the Peltier element 27.

パイロメータ81は、チャンバー6の上方において、広角レンズ系82の先頭の凹レンズ(受光センサー21が設けられている側と反対側のレンズ)が赤外透過窓63に対向するように設置されている。パイロメータ81の受光センサー21は波長1μm以上の赤外線を検知する。シリコンにて形成された赤外透過窓63は波長1μm以上の赤外線を透過する。すなわち、チャンバー6内の熱処理空間65から放射された波長1μm以上の赤外線は赤外透過窓63を透過してパイロメータ81によって検出されることとなり、パイロメータ81は赤外透過窓63よりも下側の半導体ウェハーWから放射された放射光を検知することができるのである。   The pyrometer 81 is installed above the chamber 6 so that the leading concave lens (the lens opposite to the side where the light receiving sensor 21 is provided) of the wide-angle lens system 82 faces the infrared transmission window 63. The light receiving sensor 21 of the pyrometer 81 detects infrared rays having a wavelength of 1 μm or more. The infrared transmission window 63 formed of silicon transmits infrared rays having a wavelength of 1 μm or more. That is, infrared rays having a wavelength of 1 μm or more emitted from the heat treatment space 65 in the chamber 6 are transmitted through the infrared transmission window 63 and detected by the pyrometer 81, and the pyrometer 81 is located below the infrared transmission window 63. The emitted light emitted from the semiconductor wafer W can be detected.

図5は、温度算定部91の構成を示すブロック図である。パイロメータ81に備えられた3個の受光センサー21はマルチプレクサ85に電気的に接続されている。マルチプレクサ85は、図5に模式的に示すように、複数の入力信号の中から一つを選択して出力する回路である。本実施形態では、マルチプレクサ85は、3個の受光センサー21から伝達された信号のうちから一つを選択して温度算定部91に出力する。   FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the temperature calculation unit 91. The three light receiving sensors 21 provided in the pyrometer 81 are electrically connected to the multiplexer 85. The multiplexer 85 is a circuit that selects and outputs one of a plurality of input signals, as schematically shown in FIG. In the present embodiment, the multiplexer 85 selects one of the signals transmitted from the three light receiving sensors 21 and outputs the selected signal to the temperature calculation unit 91.

温度算定部91は、A/Dコンバータ92および演算部93を備える。A/Dコンバータ92は、受光センサー21からマルチプレクサ85を介して伝達された電気信号(アナログ)をデジタル信号に変換する。演算部93は、A/Dコンバータ25から出力されたデジタル信号に基づいて演算処理を行うことによって温度を算定する。演算部93は、例えば1つのICチップ上にCPU、メモリ、タイマなどを搭載したワンチップマイコンによって実現するようにすれば良い。ワンチップマイコンであれば、処理を行うことはできないが、特定の処理を高速で行うことができる。   The temperature calculation unit 91 includes an A / D converter 92 and a calculation unit 93. The A / D converter 92 converts the electrical signal (analog) transmitted from the light receiving sensor 21 via the multiplexer 85 into a digital signal. The calculation unit 93 calculates the temperature by performing calculation processing based on the digital signal output from the A / D converter 25. The calculation unit 93 may be realized by, for example, a one-chip microcomputer in which a CPU, a memory, a timer, and the like are mounted on one IC chip. With a one-chip microcomputer, processing cannot be performed, but specific processing can be performed at high speed.

温度算定部91と制御部3とは通信回線を介して接続されている。制御部3は、熱処理装置1に設けられた上記の種々の動作機構を制御する。制御部3のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部3は、各種演算処理を行うCPU、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるROM、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるRAMおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備えて構成される。制御部3のCPUが所定の処理プログラムを実行することによって熱処理装置1における処理が進行する。また、制御部3には温度算定部91による半導体ウェハーWの温度算定結果が伝達されるとともに、それに基づいて光照射部4の出力も制御部3によって制御される。なお、温度算定部91と制御部3とを接続する通信回線は、シリアル通信であっても良いし、パラレル通信であっても良い。   The temperature calculation unit 91 and the control unit 3 are connected via a communication line. The control unit 3 controls the various operation mechanisms provided in the heat treatment apparatus 1. The configuration of the control unit 3 as hardware is the same as that of a general computer. That is, the control unit 3 stores a CPU that performs various arithmetic processes, a ROM that is a read-only memory that stores basic programs, a RAM that is a readable and writable memory that stores various information, control software, data, and the like. It is configured with a magnetic disk. The processing in the heat treatment apparatus 1 proceeds as the CPU of the control unit 3 executes a predetermined processing program. Further, the temperature calculation result of the semiconductor wafer W by the temperature calculation unit 91 is transmitted to the control unit 3, and the output of the light irradiation unit 4 is also controlled by the control unit 3 based on the result. The communication line connecting the temperature calculation unit 91 and the control unit 3 may be serial communication or parallel communication.

また、図1に戻り、熱処理装置1には赤外透過窓63を冷却する冷却部69が設けられている。本実施形態では、冷却部69として送風機を用いている。冷却部69は、チャンバー6の外部に設けられており、赤外透過窓63の上面に向けて送風することにより赤外透過窓63を空冷する。冷却部69は、送風する風を温調するための温調機構を備えていても良い。   Returning to FIG. 1, the heat treatment apparatus 1 is provided with a cooling unit 69 for cooling the infrared transmission window 63. In the present embodiment, a blower is used as the cooling unit 69. The cooling unit 69 is provided outside the chamber 6 and air-cools the infrared transmission window 63 by blowing air toward the upper surface of the infrared transmission window 63. The cooling unit 69 may include a temperature adjustment mechanism for adjusting the temperature of the blown air.

上記の構成以外にも熱処理装置1は、熱処理空間65の雰囲気調整を行う機構、例えば窒素(N)、酸素(O)、水素(H)、塩化水素(HCl)、アンモニア(NH)などの処理ガスを熱処理空間65に供給する給気機構および熱処理空間65内の雰囲気を装置外に排気する排気機構を備えていても良い。また、光照射部4からの光照射によるチャンバー6の過剰な温度上昇を防止するための水冷管をチャンバー6の側壁に設けるようにしても良い。 In addition to the above configuration, the heat treatment apparatus 1 has a mechanism for adjusting the atmosphere of the heat treatment space 65, for example, nitrogen (N 2 ), oxygen (O 2 ), hydrogen (H 2 ), hydrogen chloride (HCl), ammonia (NH 3 ). ) And the like, and an exhaust mechanism for exhausting the atmosphere in the heat treatment space 65 to the outside of the apparatus. Further, a water cooling tube for preventing an excessive temperature rise of the chamber 6 due to light irradiation from the light irradiation unit 4 may be provided on the side wall of the chamber 6.

次に、熱処理装置1における半導体ウェハーWの処理手順について説明する。以下に説明する熱処理装置1の処理手順は、制御部3が熱処理装置1の各動作機構を制御することにより進行する。   Next, a processing procedure for the semiconductor wafer W in the heat treatment apparatus 1 will be described. The processing procedure of the heat treatment apparatus 1 described below proceeds by the control unit 3 controlling each operation mechanism of the heat treatment apparatus 1.

まず、図示省略のゲートバルブが開いて搬送開口部67が開放され、装置外部の搬送ロボットにより搬送開口部67を介して処理対象となるシリコンの半導体ウェハーWがチャンバー6内に搬入される。搬送ロボットによって搬入された半導体ウェハーWは保持部7の直上位置まで進出して停止する。そして、移載機構5の一対の移載アーム51が上昇することにより、計4本のリフトピン52が保持プレート71の貫通孔を通過して支持ピン72よりも上方に突き出て搬送ロボットから半導体ウェハーWを受け取る。   First, a gate valve (not shown) is opened to open the transfer opening 67, and a silicon semiconductor wafer W to be processed is transferred into the chamber 6 through the transfer opening 67 by a transfer robot outside the apparatus. The semiconductor wafer W carried in by the carrying robot advances to a position directly above the holding unit 7 and stops. Then, when the pair of transfer arms 51 of the transfer mechanism 5 is raised, a total of four lift pins 52 pass through the through holes of the holding plate 71 and protrude upward from the support pins 72, so that the semiconductor wafer is transferred from the transfer robot. W is received.

半導体ウェハーWがリフトピン52に載置された後、搬送ロボットが熱処理空間65から退出して搬送開口部67が閉鎖されることにより熱処理空間65が密閉空間とされる。そして、一対の移載アーム51が下降することにより、半導体ウェハーWは移載機構5から保持部7に受け渡され、支持ピン72によって下方より水平姿勢にて保持される。半導体ウェハーWは、パターン形成がなされた表面を上面として保持部7に保持される。つまり、パターン形成がなされていない裏面が下面となっている。   After the semiconductor wafer W is placed on the lift pins 52, the transfer robot moves out of the heat treatment space 65 and the transfer opening 67 is closed, so that the heat treatment space 65 is closed. Then, when the pair of transfer arms 51 are lowered, the semiconductor wafer W is transferred from the transfer mechanism 5 to the holding unit 7 and is held in a horizontal posture from below by the support pins 72. The semiconductor wafer W is held by the holding unit 7 with the surface on which the pattern is formed as the upper surface. That is, the back surface on which no pattern is formed is the lower surface.

半導体ウェハーWが石英にて形成された保持部7によって水平姿勢にて下方より保持された後、光照射部4の40本のハロゲンランプHLが一斉に点灯して光照射加熱(ランプアニール)が開始される。ハロゲンランプHLから出射されたハロゲン光は、石英にて形成された石英窓64および保持プレート71を透過して半導体ウェハーWの裏面から照射される。   After the semiconductor wafer W is held horizontally from below by the holding unit 7 made of quartz, the 40 halogen lamps HL of the light irradiation unit 4 are turned on all at once, and light irradiation heating (lamp annealing) is performed. Be started. The halogen light emitted from the halogen lamp HL is irradiated from the back surface of the semiconductor wafer W through the quartz window 64 and the holding plate 71 made of quartz.

ハロゲンランプHLから出射されて石英の石英窓64および保持プレート71を透過した光は保持部7に保持された半導体ウェハーWの裏面に照射され、それによって半導体ウェハーWが加熱されて目標とする処理温度にまで昇温する。本実施形態においては、パターンの形成されていない半導体ウェハーWの裏面に光が照射されるため、均一な光照射加熱を行うことができる(いわゆるバックサイドアニール)。すなわち、パターン形成がなされていない半導体ウェハーWの裏面には光吸収率のパターン依存性が存在しないため、裏面全面にわたって光吸収率は均一であり、その結果ハロゲンランプHLの光が均一に吸収されるのである。なお、移載機構5の移載アーム51およびリフトピン52も石英にて形成されているため、ハロゲンランプHLによる光照射加熱の障害となることは無い。   The light emitted from the halogen lamp HL and transmitted through the quartz window 64 and the holding plate 71 is irradiated onto the back surface of the semiconductor wafer W held by the holding unit 7, whereby the semiconductor wafer W is heated and targeted processing is performed. Raise to temperature. In this embodiment, since light is irradiated on the back surface of the semiconductor wafer W on which no pattern is formed, uniform light irradiation heating can be performed (so-called backside annealing). In other words, since there is no pattern dependency of the light absorption rate on the back surface of the semiconductor wafer W on which no pattern is formed, the light absorption rate is uniform over the entire back surface, and as a result, the light of the halogen lamp HL is uniformly absorbed. It is. Since the transfer arm 51 and the lift pin 52 of the transfer mechanism 5 are also formed of quartz, there is no obstacle to light irradiation heating by the halogen lamp HL.

ハロゲンランプHLからの光照射加熱によって昇温した半導体ウェハーWからは、その温度に応じた強度(エネルギー)の赤外線が放射される。半導体ウェハーWから放射される赤外線の強度は温度(絶対温度)の4乗に比例することが知られている(シュテファン=ボルツマンの法則)。そして、昇温した半導体ウェハーWの表面から放射された赤外線はチャンバー6の上端に設けられたシリコンの赤外透過窓63を透過する。   From the semiconductor wafer W that has been heated by light irradiation heating from the halogen lamp HL, infrared rays having an intensity (energy) corresponding to the temperature are emitted. It is known that the intensity of infrared rays emitted from the semiconductor wafer W is proportional to the fourth power of the temperature (absolute temperature) (Stephan-Boltzmann law). Then, the infrared rays radiated from the surface of the semiconductor wafer W whose temperature has been raised pass through a silicon infrared transmission window 63 provided at the upper end of the chamber 6.

図6は、厚さ3mmのシリコンの分光透過率を示す図である。同図に示すように、可視光を含む波長1μm以下の光はシリコンを全く透過しないのに対して、波長1μmを超える赤外線はある程度シリコンを透過する。そして、本実施形態のパイロメータ81は波長1μm以上の赤外線を検知する。従って、昇温した半導体ウェハーWの表面から放射された波長1μm以上の赤外線はシリコンの赤外透過窓63を透過してパイロメータ81によって検出されることとなる。   FIG. 6 is a diagram showing the spectral transmittance of silicon having a thickness of 3 mm. As shown in the figure, light having a wavelength of 1 μm or less including visible light does not pass through silicon at all, whereas infrared light having a wavelength of 1 μm or more passes through silicon to some extent. And the pyrometer 81 of this embodiment detects infrared rays with a wavelength of 1 μm or more. Accordingly, infrared rays having a wavelength of 1 μm or more radiated from the surface of the semiconductor wafer W whose temperature has been increased pass through the infrared transmission window 63 of silicon and are detected by the pyrometer 81.

半導体ウェハーWの表面から放射され、赤外透過窓63を透過した放射光(赤外線)は、パイロメータ81の広角レンズ系82によって受光センサー21に導かれる。このときに、半導体ウェハーWの表面の異なる3つの領域から放射された放射光が広角レンズ系82によって個別に3個の受光センサー21のいずれかに導かれる。すなわち、3個の受光センサー21は半導体ウェハーWの異なる3箇所からの放射光を受光する。   Radiated light (infrared rays) radiated from the surface of the semiconductor wafer W and transmitted through the infrared transmission window 63 is guided to the light receiving sensor 21 by the wide-angle lens system 82 of the pyrometer 81. At this time, the radiated light radiated from three different regions on the surface of the semiconductor wafer W is individually guided to one of the three light receiving sensors 21 by the wide-angle lens system 82. That is, the three light receiving sensors 21 receive radiated light from three different locations on the semiconductor wafer W.

図7は、3個の受光センサー21によって測定対象となる半導体ウェハーWの3箇所の領域を示す図である。例えば、図7の左側の領域SRから放射された放射光は、赤外透過窓63を透過した後、広角レンズ系82によって図3の上側の受光センサー21に導かれる。また、図7の中央の領域SRから放射された放射光は広角レンズ系82によって図3の中央の受光センサー21に導かれる。さらに、図7の右側の領域SRから放射された放射光は広角レンズ系82によって図3の下側の受光センサー21に導かれる。このように、パイロメータ81の3個の受光センサー21は、単一の広角レンズ系82を介して半導体ウェハーWの異なる3箇所からの放射光を受光し、その放射光の強度を検出する。   FIG. 7 is a view showing three regions of the semiconductor wafer W to be measured by the three light receiving sensors 21. For example, the radiated light emitted from the region SR on the left side in FIG. 7 passes through the infrared transmission window 63 and is then guided to the light receiving sensor 21 on the upper side in FIG. 7 is guided to the light receiving sensor 21 in the center of FIG. 3 by the wide-angle lens system 82. Further, the radiated light emitted from the region SR on the right side of FIG. 7 is guided to the light receiving sensor 21 on the lower side of FIG. As described above, the three light receiving sensors 21 of the pyrometer 81 receive the radiated light from the three different locations of the semiconductor wafer W via the single wide-angle lens system 82 and detect the intensity of the radiated light.

広角レンズ系82の第2レンズには絞り83が設けられているため、半導体ウェハーWの異なる領域SRから放射された放射光が混合して受光センサー21に入射することは防がれる。すなわち、単一の広角レンズ系82によって3個の受光センサー21のそれぞれには半導体ウェハーWの異なる領域SRの1箇所から放射された放射光のみが導かれるのである。また、パイロメータ81は広角レンズ系82を備えるため、半導体ウェハーWの広い範囲の異なる3箇所の領域からの放射光を受光センサー21に導くことができる。   Since the diaphragm 83 is provided in the second lens of the wide-angle lens system 82, it is possible to prevent the radiated light radiated from different regions SR of the semiconductor wafer W from mixing and entering the light receiving sensor 21. That is, only the radiated light radiated from one place in the different region SR of the semiconductor wafer W is guided to each of the three light receiving sensors 21 by the single wide-angle lens system 82. In addition, since the pyrometer 81 includes the wide-angle lens system 82, the radiation light from three different regions in a wide range of the semiconductor wafer W can be guided to the light receiving sensor 21.

半導体ウェハーWの表面の異なる3箇所の領域SRから放射された放射光を受光した3個の受光センサー21のそれぞれは、受光した放射光の強度に応じたレベルの電気信号を出力する。3個の受光センサー21から出力された電気信号はマルチプレクサ85によって順次に選択され、それらのうちの1つの受光センサー21からの信号が温度算定部91に伝達される。温度算定部91では、マルチプレクサ85によって選択された受光センサー21から出力された信号がA/Dコンバータ25によってデジタル信号に変換される。そして、そのデジタル信号に基づいて演算部93が演算処理を行うことにより、選択中の受光センサー21に対応する半導体ウェハーWの領域SRの温度が算定される。半導体ウェハーWの放射光の強度から温度を算定するには、黒体輻射についてのプランクの法則或いはそれから導かれるステファン・ボルツマンの法則を利用した公知の演算手法用いることができる。また、半導体ウェハーWの表面温度と受光センサー21が出力する信号レベルとを予め対応付けたテーブルを作成して制御部3が備える記憶部に格納しておき、そのテーブルに基づいて領域SRの温度を求めるようにしても良い。   Each of the three light receiving sensors 21 that have received the radiated light emitted from the three regions SR on the surface of the semiconductor wafer W each outputs an electric signal having a level corresponding to the intensity of the received radiated light. The electrical signals output from the three light receiving sensors 21 are sequentially selected by the multiplexer 85, and the signal from one of the light receiving sensors 21 is transmitted to the temperature calculation unit 91. In the temperature calculation unit 91, the signal output from the light receiving sensor 21 selected by the multiplexer 85 is converted into a digital signal by the A / D converter 25. Then, the calculation unit 93 performs calculation processing based on the digital signal, whereby the temperature of the region SR of the semiconductor wafer W corresponding to the selected light receiving sensor 21 is calculated. In order to calculate the temperature from the intensity of the radiated light of the semiconductor wafer W, a known calculation method using Planck's law for black body radiation or Stefan-Boltzmann law derived therefrom can be used. Further, a table in which the surface temperature of the semiconductor wafer W and the signal level output from the light receiving sensor 21 are associated in advance is created and stored in a storage unit provided in the control unit 3, and the temperature of the region SR is based on the table. May be requested.

マルチプレクサ85は、3個の受光センサー21から入力された電気信号を順次に選択してそのうちの1つの温度算定部91に出力するため、演算部93は、3個の受光センサー21からの信号を順次に処理して3箇所の領域SRの温度を順次に算定する。   Since the multiplexer 85 sequentially selects the electrical signals input from the three light receiving sensors 21 and outputs them to one temperature calculation unit 91, the calculation unit 93 outputs the signals from the three light receiving sensors 21. It processes sequentially and calculates the temperature of three area | regions SR sequentially.

このようにして、本実施形態では、1つのパイロメータ81に3個の受光センサー21を設け、単一のパイロメータ81によって半導体ウェハーWの表面の異なる3箇所の領域SRの温度を測定している。温度算定部91にて算定された3箇所の領域SRの温度は制御部3に伝達される。制御部3は、温度算定部91による算定結果に基づいて、3箇所の領域SRの温度が等しくなるように光照射部4のハロゲンランプHLへの電力供給を制御するようにしても良い。また、制御部3は、温度算定部91による3箇所の領域SRの温度算定結果をディスプレイ等に表示するようにしても良い。   In this way, in the present embodiment, three light receiving sensors 21 are provided in one pyrometer 81, and the temperatures of three regions SR on the surface of the semiconductor wafer W are measured by the single pyrometer 81. The temperatures of the three regions SR calculated by the temperature calculation unit 91 are transmitted to the control unit 3. The control unit 3 may control power supply to the halogen lamp HL of the light irradiation unit 4 based on the calculation result by the temperature calculation unit 91 so that the temperatures of the three regions SR are equal. Further, the control unit 3 may display the temperature calculation results of the three regions SR by the temperature calculation unit 91 on a display or the like.

ところで、上記のような温度測定時に、半導体ウェハーWから放射された光の一部は赤外透過窓63を透過するものの、残部は赤外透過窓63に吸収され、赤外透過窓63自体が加熱される。すなわち、光照射加熱によって昇温した半導体ウェハーWからの輻射熱によって、半導体ウェハーWと同じ材質(シリコン)の赤外透過窓63が加熱されるのである。シリコンは、常温のときには図6に示すような分光透過率特性を示すが、加熱されて昇温するとほとんど赤外線を透過しなくなるという性質を有する。従って、半導体ウェハーWが昇温してからの経過時間が長くなるにつれて赤外透過窓63も昇温し、半導体ウェハーWから放射された赤外線が赤外透過窓63を透過しにくくなってパイロメータ81による検出が困難となる。   By the way, at the time of temperature measurement as described above, a part of the light emitted from the semiconductor wafer W is transmitted through the infrared transmission window 63, but the rest is absorbed by the infrared transmission window 63, and the infrared transmission window 63 itself is Heated. That is, the infrared transmission window 63 made of the same material (silicon) as the semiconductor wafer W is heated by the radiant heat from the semiconductor wafer W that has been heated by light irradiation heating. Silicon exhibits spectral transmittance characteristics as shown in FIG. 6 at room temperature, but has a property that it hardly transmits infrared rays when heated and heated. Therefore, as the elapsed time from the temperature rise of the semiconductor wafer W becomes longer, the infrared transmission window 63 also rises in temperature, and the infrared rays radiated from the semiconductor wafer W do not easily pass through the infrared transmission window 63, and the pyrometer 81. Detection by is difficult.

このため、赤外透過窓63を冷却するための冷却部69が設けられている。冷却部69は、少なくともハロゲンランプHLが点灯している間は赤外透過窓63の上面に向けて継続して送風する。これにより、ハロゲンランプHLからに光照射加熱によって半導体ウェハーWが昇温しても、赤外透過窓63の温度は冷却部69によって150℃以下に維持されることとなる。150℃以下であれば赤外透過窓63は波長1μm以上の赤外線を透過することができる。なお、より確実に赤外線を透過するためには、冷却部69によって赤外透過窓63を100℃以下に冷却しておくのが好ましい。   Therefore, a cooling unit 69 for cooling the infrared transmission window 63 is provided. The cooling unit 69 continuously blows air toward the upper surface of the infrared transmission window 63 at least while the halogen lamp HL is lit. Thereby, even if the temperature of the semiconductor wafer W is increased by light irradiation heating from the halogen lamp HL, the temperature of the infrared transmission window 63 is maintained at 150 ° C. or less by the cooling unit 69. If it is 150 degrees C or less, the infrared transmission window 63 can permeate | transmit infrared rays with a wavelength of 1 micrometer or more. In order to transmit infrared rays more reliably, it is preferable to cool the infrared transmission window 63 to 100 ° C. or less by the cooling unit 69.

所定時間の光照射加熱が終了した後、ハロゲンランプHLが消灯して半導体ウェハーWの降温が開始される。ハロゲンランプHLが消灯して所定時間が経過し、半導体ウェハーWが十分に降温した後、移載機構5の一対の移載アーム51が上昇し、リフトピン52が保持プレート71に保持されていた半導体ウェハーWを突き上げて支持ピン72から離間させる。その後、搬送開口部67が再び開放され、装置外部の搬送ロボットのハンドが搬送開口部67からチャンバー6内に進入して半導体ウェハーWの直下で停止する。続いて、移載アーム51が下降することによって、半導体ウェハーWがリフトピン52から搬送ロボットに渡される。そして、半導体ウェハーWを受け取った搬送ロボットのハンドがチャンバー6から退出することにより、半導体ウェハーWがチャンバー6から搬出され、熱処理装置1における光照射加熱処理が完了する。   After the light irradiation heating for a predetermined time is completed, the halogen lamp HL is turned off and the temperature lowering of the semiconductor wafer W is started. After the halogen lamp HL is turned off and a predetermined time has passed and the semiconductor wafer W has sufficiently cooled down, the pair of transfer arms 51 of the transfer mechanism 5 is raised, and the semiconductor in which the lift pins 52 are held by the holding plate 71. The wafer W is pushed up and separated from the support pins 72. Thereafter, the transfer opening 67 is opened again, and the hand of the transfer robot outside the apparatus enters the chamber 6 through the transfer opening 67 and stops just below the semiconductor wafer W. Subsequently, when the transfer arm 51 is lowered, the semiconductor wafer W is transferred from the lift pins 52 to the transfer robot. Then, when the hand of the transfer robot that has received the semiconductor wafer W leaves the chamber 6, the semiconductor wafer W is unloaded from the chamber 6, and the light irradiation heating process in the heat treatment apparatus 1 is completed.

本実施形態においては、1つのパイロメータ81に3個の受光センサー21を設けている。そして、これら3個の受光センサー21に対して単一の広角レンズ系82を設け、半導体ウェハーWの異なる3箇所の領域SRから放射された放射光を単一の広角レンズ系82によって3個の受光センサー21に個別に導いている。異なる3箇所の領域SRから放射された放射光を受光した3個の受光センサー21から出力された信号は温度算定部91によって順次に処理され、3箇所の領域SRの温度が求められる。このため、測定対象領域からのパイロメータ81まで距離、パイロメータ81の設置角度、および、パイロメータ81が備えるレンズ系等に起因した機差を解消することができ(そもそも機差が存在しない)、半導体ウェハーWの異なる3箇所の領域SRの温度を非接触にて正確に測定することができる。   In the present embodiment, three light receiving sensors 21 are provided in one pyrometer 81. Then, a single wide-angle lens system 82 is provided for these three light receiving sensors 21, and radiated light emitted from three different regions SR of the semiconductor wafer W is transmitted by the single wide-angle lens system 82. The light receiving sensor 21 is led individually. Signals output from the three light receiving sensors 21 that have received the radiated light emitted from the three different regions SR are sequentially processed by the temperature calculation unit 91, and the temperatures of the three regions SR are obtained. For this reason, it is possible to eliminate machine differences due to the distance from the measurement target region to the pyrometer 81, the installation angle of the pyrometer 81, the lens system included in the pyrometer 81, and the like (there is no machine difference in the first place), and the semiconductor wafer The temperatures of the three regions SR having different W can be accurately measured in a non-contact manner.

また、3個の受光センサー21は単一のホルダー25に収納されている。そのホルダー25は、ペルチェ素子27によって所定温度に冷却されている。従って、共通のホルダー25に収納された3個の受光センサー21は同じ温度に均一に冷却されることとなる。このため、受光センサー21自身の温度による熱ノイズは、3個の受光センサー21について全く同じになる。その結果、受光センサー21の熱ノイズに起因した機差も存在しなくなり、半導体ウェハーWの異なる3箇所の領域SRの温度をより正確に測定することができる。   Further, the three light receiving sensors 21 are accommodated in a single holder 25. The holder 25 is cooled to a predetermined temperature by a Peltier element 27. Therefore, the three light receiving sensors 21 housed in the common holder 25 are uniformly cooled to the same temperature. For this reason, the thermal noise due to the temperature of the light receiving sensor 21 itself is exactly the same for the three light receiving sensors 21. As a result, there is no machine difference due to the thermal noise of the light receiving sensor 21, and the temperatures of the three regions SR of the different semiconductor wafers W can be measured more accurately.

さらに、3個の受光センサー21から出力された電気信号をマルチプレクサ85によって順次に選択して温度算定部91に伝達することにより、3個の受光センサー21からの信号は共通のA/Dコンバータ25および演算部93によって処理されることとなる。このため、受光センサー21から出力された電気信号を処理する電気回路に起因した機差も存在しなくなる。その結果、温度算定部91の電気回路による調整を一度行うことにより、3個の受光センサー21の測定精度は均一に揃うこととなる。   Further, the electrical signals output from the three light receiving sensors 21 are sequentially selected by the multiplexer 85 and transmitted to the temperature calculation unit 91, whereby the signals from the three light receiving sensors 21 are shared by the common A / D converter 25. And it will be processed by the calculating part 93. For this reason, there is no machine difference caused by the electric circuit that processes the electric signal output from the light receiving sensor 21. As a result, once the adjustment by the electric circuit of the temperature calculation unit 91 is performed, the measurement accuracy of the three light receiving sensors 21 is uniform.

このように、本実施形態においては、パイロメータの機差を無くすことによって半導体ウェハーWの異なる複数箇所の温度を正確に測定することができる。そして、従来は繁雑な作業となっていたパイロメータの機差の解消に要する負担を最小限のものとすることができる。   Thus, in this embodiment, the temperature of several different places of the semiconductor wafer W can be measured accurately by eliminating the machine difference of the pyrometer. In addition, it is possible to minimize the burden required to eliminate the difference between the pyrometers, which has conventionally been a complicated operation.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態においては、チャンバー6の下方に光照射部4を設け、半導体ウェハーWの裏面に光を照射して加熱するバックサイドアニールを行っていたが、チャンバー6の上方に光照射部4を設け、パターン形成がなされた半導体ウェハーWの表面に光照射を行うようにしても良い。また、チャンバー6の下方にハロゲンランプHLを備えた光照射部4を設け、チャンバー6の上方にフラッシュランプを設けたフラッシュランプアニール装置に本発明に係る温度測定部8を設けるようにしても良い。   While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be modified in various ways other than those described above without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the light irradiation unit 4 is provided below the chamber 6 and backside annealing is performed by irradiating and heating the back surface of the semiconductor wafer W. However, the light irradiation unit is disposed above the chamber 6. 4 may be provided to irradiate the surface of the semiconductor wafer W on which the pattern is formed. Moreover, the temperature measuring unit 8 according to the present invention may be provided in a flash lamp annealing apparatus in which the light irradiation unit 4 provided with the halogen lamp HL is provided below the chamber 6 and the flash lamp is provided above the chamber 6. .

チャンバー6の上方にランプを設ける場合には、光照射の障害とならないように、温度測定部8のパイロメータ81を測定対象の半導体ウェハーWの斜め上方に設置する。半導体ウェハーWの斜め上方にパイロメータ81を設置しても、半導体ウェハーWの異なる複数箇所から放射された放射光を単一の広角レンズ系82によって3個の受光センサー21に個別に導いて、それら複数箇所の温度を正確に測定することができる。   When the lamp is provided above the chamber 6, the pyrometer 81 of the temperature measuring unit 8 is installed obliquely above the semiconductor wafer W to be measured so as not to obstruct light irradiation. Even if the pyrometer 81 is installed obliquely above the semiconductor wafer W, the radiated light emitted from different locations on the semiconductor wafer W is individually guided to the three light receiving sensors 21 by the single wide-angle lens system 82, The temperature at multiple locations can be measured accurately.

また、上記実施形態においては、パイロメータ81に3個の受光センサー21を設けていたが、これに限定されるものではなく、複数の受光センサー21を設ける形態であれば良い。図8には、7個の受光センサー21を設けたホルダー125の外観斜視図を示す。図8のホルダー125には、7個の収納用の孔が形設されており、各孔に1個の受光センサー21が収納されている。ホルダー125に7個の受光センサー21を収納している以外のパイロメータ81の構成は上記実施形態と同じである。   In the above embodiment, the three light receiving sensors 21 are provided in the pyrometer 81. However, the present invention is not limited to this, and any configuration may be used as long as a plurality of light receiving sensors 21 are provided. FIG. 8 shows an external perspective view of a holder 125 provided with seven light receiving sensors 21. The holder 125 of FIG. 8 has seven storage holes formed therein, and one light receiving sensor 21 is stored in each hole. The configuration of the pyrometer 81 is the same as that in the above embodiment except that the seven light receiving sensors 21 are housed in the holder 125.

図9は、7個の受光センサー21によって測定対象となる半導体ウェハーWの7箇所の領域を示す図である。図9の例においては、半導体ウェハーWの斜め上方にパイロメータ81を設置している。半導体ウェハーWの斜め上方にパイロメータ81を設置した場合には、同図に示すように、各測定領域が略楕円となる。このようにしても、半導体ウェハーWの異なる7箇所の領域から放射された放射光は単一の広角レンズ系82によって7個の受光センサー21に個別に導かれる。そして、異なる7箇所の領域から放射された放射光を受光した7個の受光センサー21から出力された信号は温度算定部91によって順次に処理され、7箇所の領域の温度が正確に測定される。広角レンズ系82が円筒状である場合には、図8のように7個の受光センサー21を収納した円筒状のホルダー125を設けるのが好適である。   FIG. 9 is a diagram illustrating seven regions of the semiconductor wafer W to be measured by the seven light receiving sensors 21. In the example of FIG. 9, a pyrometer 81 is installed obliquely above the semiconductor wafer W. When the pyrometer 81 is installed obliquely above the semiconductor wafer W, each measurement region is substantially oval as shown in FIG. Even in this case, the emitted light emitted from seven different regions of the semiconductor wafer W is individually guided to the seven light receiving sensors 21 by the single wide-angle lens system 82. Then, the signals output from the seven light receiving sensors 21 that receive the radiated light emitted from the seven different regions are sequentially processed by the temperature calculating unit 91, and the temperatures of the seven regions are accurately measured. . When the wide-angle lens system 82 is cylindrical, it is preferable to provide a cylindrical holder 125 that houses seven light receiving sensors 21 as shown in FIG.

また、1つの熱処理装置1に2つ以上のパイロメータ81を設けるようにしても良い。図10は、上記実施形態と同様のパイロメータ81を2つ設ける構成の一例を示す図である。図10に示す例においては、半導体ウェハーWの斜め上方に90°の間隔を隔てて2つのパイロメータ81を設けている。各パイロメータ81は、半導体ウェハーWの異なる3箇所の領域の温度を測定する。同図に示すように、2つのパイロメータ81がそれぞれ温度測定する3箇所の領域のうちの中央の領域は重なり合う。2つのパイロメータ81のうちの一方をマスターとして他方をスレーブとし、スレーブのパイロメータ81が測定した中央の領域の温度をマスターのパイロメータ81が測定した中央の領域の温度に一致するようにスレーブのパイロメータ81の電気回路等の調整を行う。このようにすれば、2つのパイロメータ81を使用して半導体ウェハーWの異なる5箇所の領域の温度を正確に測定することができる。   Further, two or more pyrometers 81 may be provided in one heat treatment apparatus 1. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a configuration in which two pyrometers 81 similar to those in the above embodiment are provided. In the example shown in FIG. 10, two pyrometers 81 are provided obliquely above the semiconductor wafer W with an interval of 90 °. Each pyrometer 81 measures the temperature of three different regions of the semiconductor wafer W. As shown in the figure, the central region of the three regions where the two pyrometers 81 measure the temperature overlap each other. One of the two pyrometers 81 is a master and the other is a slave, and the temperature of the central region measured by the slave pyrometer 81 matches the temperature of the central region measured by the master pyrometer 81. Adjust the electrical circuit. In this way, the temperatures of five different regions of the semiconductor wafer W can be accurately measured using the two pyrometers 81.

また、上記実施形態においては、赤外透過窓63をシリコンにて形成していたが、これに限定されるものではなく、パイロメータ81の検出波長域の赤外線を透過する素材であれば良く、例えばゲルマニウム(Ge)またはサファイア(Al)にて形成するようにしても良い。もっとも、シリコンの円板は比較的容易に入手できるため、製造コストの観点からはシリコンを用いるのが好ましい。また、光照射部4からの光照射が外乱とならなければ、赤外透過窓63を石英ガラスにて形成するようにしても良い。 Moreover, in the said embodiment, although the infrared transmission window 63 was formed with the silicon | silicone, it is not limited to this, What is necessary is just the material which permeate | transmits the infrared rays of the detection wavelength range of the pyrometer 81, for example, germanium (Ge) or may be formed of sapphire (Al 2 O 3). However, since silicon discs can be obtained relatively easily, it is preferable to use silicon from the viewpoint of manufacturing cost. Moreover, if the light irradiation from the light irradiation part 4 does not become disturbance, you may make it form the infrared transmission window 63 with quartz glass.

また、赤外透過窓63を空冷するの代えて、水冷によって冷却するようにしても良い。水冷によって赤外透過窓63を冷却する場合にも、半導体ウェハーWから放射された赤外線が透過する150℃以下に冷却する。   Further, the infrared transmission window 63 may be cooled by water instead of air cooling. Even when the infrared transmission window 63 is cooled by water cooling, the infrared transmission window 63 is cooled to 150 ° C. or less through which infrared rays radiated from the semiconductor wafer W pass.

また、パイロメータ81を半導体ウェハーWの下方または斜め下方に設置し、半導体ウェハーWの裏面の異なる複数箇所の温度を測定するようにしても良い。   Further, the pyrometer 81 may be installed below or obliquely below the semiconductor wafer W to measure the temperatures at a plurality of different locations on the back surface of the semiconductor wafer W.

また、本発明に係る熱処理装置によって処理対象となる基板は半導体ウェハーに限定されるものではなく、液晶表示装置などのフラットパネルディスプレイに用いるガラス基板や太陽電池用の基板であっても良い。さらに、本発明に係る温度測定装置である温度測定部8によって測定対象となるのは半導体ウェハーやガラス基板に限定されるものではなく、従来より放射温度計によって非接触にて温度測定される基材(例えば、高温の金属板やセラミックスなど)であっても良い。   The substrate to be processed by the heat treatment apparatus according to the present invention is not limited to a semiconductor wafer, and may be a glass substrate or a solar cell substrate used for a flat panel display such as a liquid crystal display device. Further, the object to be measured by the temperature measuring unit 8 which is the temperature measuring device according to the present invention is not limited to a semiconductor wafer or a glass substrate. It may be a material (for example, a high-temperature metal plate or ceramic).

1 熱処理装置
3 制御部
4 光照射部
5 移載機構
6 チャンバー
7 保持部
8 温度測定部
21 受光センサー
25 ホルダー
27 ペルチェ素子
63 赤外透過窓
64 石英窓
65 熱処理空間
69 冷却部
71 保持プレート
72 支持ピン
81 パイロメータ
82 広角レンズ系
83 絞り
85 マルチプレクサ
91 温度算定部
92 A/Dコンバータ
93 演算部
HL ハロゲンランプ
W 半導体ウェハー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat processing apparatus 3 Control part 4 Light irradiation part 5 Transfer mechanism 6 Chamber 7 Holding part 8 Temperature measurement part 21 Light receiving sensor 25 Holder 27 Peltier element 63 Infrared transmission window 64 Quartz window 65 Heat treatment space 69 Cooling part 71 Holding plate 72 Support Pin 81 Pyrometer 82 Wide-angle lens system 83 Aperture 85 Multiplexer 91 Temperature calculation unit 92 A / D converter 93 Calculation unit HL Halogen lamp W Semiconductor wafer

Claims (6)

基材の複数箇所の温度を非接触にて測定する温度測定装置であって、
基材から放射される放射光を受光する複数の受光センサーと、
基材の複数箇所から放射された放射光を個別に前記複数の受光センサーのいずれかに導く単一のレンズ系と、
前記複数の受光センサーのそれぞれが受光した放射光の強度に基づいて前記複数箇所の温度を個別に算定する温度算定部と、
を備え、
前記単一のレンズ系によって前記複数の受光センサーのそれぞれには前記複数箇所の1箇所から放射された放射光が導かれることを特徴とする温度測定装置。
A temperature measuring device that measures the temperature of a plurality of locations of a substrate in a non-contact manner,
A plurality of light receiving sensors for receiving radiation emitted from the substrate;
A single lens system for individually guiding radiated light emitted from a plurality of locations of the substrate to any of the plurality of light receiving sensors;
A temperature calculation unit that individually calculates the temperatures of the plurality of locations based on the intensity of radiated light received by each of the plurality of light receiving sensors;
With
The temperature measuring device according to claim 1, wherein radiation light emitted from one of the plurality of locations is guided to each of the plurality of light receiving sensors by the single lens system.
請求項1記載の温度測定装置において、
前記複数の受光センサーを収納する単一の収納部と、
前記単一の収納部を冷却する冷却部と、
をさらに備えることを特徴とする温度測定装置。
The temperature measuring device according to claim 1,
A single storage section for storing the plurality of light receiving sensors;
A cooling unit for cooling the single storage unit;
The temperature measuring device further comprising:
請求項1または請求項2に記載の温度測定装置において、
前記温度算定部は、前記複数の受光センサーからの信号を順次に処理して温度を算定する共通の演算回路を含むことを特徴とする温度測定装置。
In the temperature measuring device according to claim 1 or 2,
The temperature calculation unit includes a common arithmetic circuit that calculates a temperature by sequentially processing signals from the plurality of light receiving sensors.
請求項1から請求項3のいずれかに記載の温度測定装置において、
前記単一のレンズ系は広角レンズ系であることを特徴とする温度測定装置。
In the temperature measuring device according to any one of claims 1 to 3,
The temperature measuring apparatus, wherein the single lens system is a wide-angle lens system.
基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバーに収容された基板を加熱する加熱部と、
前記加熱部によって加熱された基板の複数箇所の温度を測定する請求項1から請求項4のいずれかに記載の温度測定装置と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。
A chamber for housing the substrate;
A heating unit for heating the substrate accommodated in the chamber;
The temperature measuring device according to any one of claims 1 to 4, which measures the temperature of a plurality of locations on the substrate heated by the heating unit;
A heat treatment apparatus comprising:
請求項5記載の熱処理装置において、
前記加熱部は、前記チャンバーに収容された基板に光を照射して当該基板を加熱するランプを備えることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 5, wherein
The heating unit includes a lamp that irradiates light to a substrate accommodated in the chamber to heat the substrate.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016127087A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing apparatus and substrate temperature measurement device
JP2018137304A (en) * 2017-02-21 2018-08-30 株式会社Screenホールディングス Thermal processing device and thermal processing method

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61195232A (en) * 1985-02-25 1986-08-29 Toshiba Corp Air conditioner
JPS63151831A (en) * 1986-12-16 1988-06-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Pyroelectric array infrared ray detector
JPS63243826A (en) * 1987-03-31 1988-10-11 Nikon Corp Optical device for temperature measurement
JPH02206284A (en) * 1989-02-06 1990-08-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Driving method for matrix type infrared solid-state image pickup device
JPH03134524A (en) * 1989-10-19 1991-06-07 Kobe Steel Ltd Radiation-temperature measuring apparatus
JPH1019667A (en) * 1996-07-03 1998-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Infrared ray sensor
US20060027558A1 (en) * 1999-02-10 2006-02-09 Markus Hauf Apparatus and method for measuring the temperature of substrates
JP2011106997A (en) * 2009-11-18 2011-06-02 Bridgestone Corp Temperature measuring wafer and temperature measuring method
JP2012505425A (en) * 2008-10-07 2012-03-01 オヌラ(オフィス ナシオナル デトゥードゥ エ ドゥ ルシェルシェ アエロスパシアル) Infrared wide-field imaging system integrated in a vacuum enclosure

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61195232A (en) * 1985-02-25 1986-08-29 Toshiba Corp Air conditioner
JPS63151831A (en) * 1986-12-16 1988-06-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Pyroelectric array infrared ray detector
JPS63243826A (en) * 1987-03-31 1988-10-11 Nikon Corp Optical device for temperature measurement
JPH02206284A (en) * 1989-02-06 1990-08-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Driving method for matrix type infrared solid-state image pickup device
JPH03134524A (en) * 1989-10-19 1991-06-07 Kobe Steel Ltd Radiation-temperature measuring apparatus
JPH1019667A (en) * 1996-07-03 1998-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Infrared ray sensor
US20060027558A1 (en) * 1999-02-10 2006-02-09 Markus Hauf Apparatus and method for measuring the temperature of substrates
JP2012505425A (en) * 2008-10-07 2012-03-01 オヌラ(オフィス ナシオナル デトゥードゥ エ ドゥ ルシェルシェ アエロスパシアル) Infrared wide-field imaging system integrated in a vacuum enclosure
JP2011106997A (en) * 2009-11-18 2011-06-02 Bridgestone Corp Temperature measuring wafer and temperature measuring method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016127087A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing apparatus and substrate temperature measurement device
JP2018137304A (en) * 2017-02-21 2018-08-30 株式会社Screenホールディングス Thermal processing device and thermal processing method

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