JP3655487B2 - 反射率計測装置、温度計測装置および基板熱処理装置ならびに反射率計測方法、温度計測方法および基板熱処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板（以下、単に「基板」という。）の反射率を計測する反射率計測装置、それを用いた温度計測装置および基板熱処理装置ならびに反射率計測方法、温度計測方法および基板熱処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から基板に熱処理を施すランプアニール等の基板熱処理装置では、処理精度を上げるため基板の温度を計測して温度を制御しつつ熱処理を施している。そのうち、放射温度計により基板の温度を計測する基板熱処理装置では水平に保持された基板の上方にランプ等の熱源を備え、下方に基板に対向するように反射板を備え、その反射板に２つの口径または形状の異なる（したがって、実効反射率の異なる）キャビティ（空洞）を設け、それらキャビティ内のそれぞれに、基板に向けて導光ロッド等よりなるプローブを設け、さらに、それらにより捉えた放射光をそれぞれ放射温度計に導いて、基板の温度を求めている。
【０００３】
そして、このような装置における従来の光の多重反射現象を用いた温度計測方法は、まず、２つの実効反射率のそれぞれにおいて、測定対象物の放射率と温度を未知数として各プローブによる出力と実効反射率を用いて方程式を立て、連立方程式という形で放射率（反射率）と温度を同時に計測するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この計測方法では測定対象物の表面状態に依存し、特に高反射率（低放射率）のものを計測する場合、あるいは粗面を計測する場合にはその拡散的な反射に起因して正確な反射率を求めることができず、そのことが測定温度の誤差につながつてしまうことになる。また、実効反射率が定数として固定されているため実効反射率の経時変化に対応できず誤差要因となってしまう。
【０００５】
この発明は、従来技術における上述の問題の克服を意図しており、基板の正確な反射率を求めることができる反射率計測装置、温度計測装置および基板熱処理装置ならびに反射率計測方法、温度計測方法および基板熱処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、基板の反射率を計測する反射率計測装置であって、(a)基板を保持する保持手段と、(b)保持手段に保持された基板に対向する反射面を有するとともに、穴を有する反射板と、(c)穴を通じて基板に対して発光する発光手段と、(d)発光手段を点灯状態と消灯状態とで切り替える切替え手段と、(e)基板側から見て発光手段の発光位置とほぼ同一位置を検出位置として点灯状態および消灯状態における基板側から穴に進入した光を捉えて、点灯時強度信号および消灯時強度信号をそれぞれ出力する検出手段と、(f) 前記点灯時強度信号および前記消灯時強度信号ならびに予め求められた前記発光手段の強度信号とに基づいて基板反射率を算出する反射率算出手段と、を備えている。
【０００８】
また、請求項２の発明は、(a)請求項１に記載の反射率計測装置により実現される反射率計測機能と、(b)基板と穴または反射面との間の多重反射を考慮した反射率である実効反射率が互いに異なる第１状態および第２状態に切替える反射率切替え機能と、(c)予め求められた第１状態および第２状態のそれぞれにおける実効反射率の基板反射率に対する依存性情報である第１情報および第２情報に、反射率算出手段によって得られた基板反射率を適用することによって第１実効反射率および第２実効反射率を求める実効反射率導出機能と、を有するとともに、検出手段が消灯状態における第１状態および第２状態での光をそれぞれ捉えることにより、第１強度信号および第２強度信号をそれぞれ出力するものであり、さらに、(d)得られた第１強度信号および第２強度信号ならびに第１実効反射率および第２実効反射率に基づいて、基板の温度を求める温度算出機能を備えている。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の温度計測装置であって、発光手段が、光源と、一端が光源の近傍に位置して設けられた第１光ファイバーとを備えるものであり、検出手段が、光を捉えて強度信号を出力する検出器と、一端が検出器に接続された第２光ファイバーとを備えるものであり、第１光ファイバーおよび第２光ファイバーのそれぞれの他端が束ねられて基板にほぼ直交するように対向することにより、発光手段の発光位置と検出手段の検出位置がほぼ同一位置に位置しており、切替え手段が、部分的に切り欠きが設けられた遮光板と、光源と第１ファイバーとの間における基板とほぼ平行な面内において遮光板を回転させる回転手段とを備えるとともに、回転手段による遮光板の回転に伴い、遮光板の切り欠きとそれ以外の部分とがそれぞれ光源と第１光ファイバーとの間を通過することによって点灯状態と消灯状態とに切り替えるものである。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項２に記載の温度計測装置であって、切替え手段が反射率切替え機能をも備えるものである。
【００１１】
また、請求項５の発明は、(a)請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の温度計測装置よりなる温度計測手段と、(b)保持手段に保持された基板に熱を供給する熱源と、(c)温度計測手段により得られた基板の温度に基づいて熱源への供給電力を制御する制御手段と、を備えている。
【００１２】
また、請求項６の発明は、保持手段に保持された基板に対向する反射面を有する反射板と、反射板に設けられた穴を通じて基板に対して発光する発光手段と、基板側から穴に進入した光を捉えて強度信号を出力する検出手段とを備えた装置を用いて基板の反射率を計測する反射率計測方法であって、(a)発光手段を点灯状態と消灯状態とで切り替えつつ、検出手段により点灯状態および消灯状態における点灯時強度信号および消灯時強度信号をそれぞれ出力する計測工程と、(b)点灯時強度信号および消灯時強度信号ならびに予め求められた発光手段の発光強度とに基づいて基板反射率を算出する算出工程と、を備えている。
【００１３】
また、請求項７の発明は、(a)請求項６に記載の反射率計測方法よりなる反射率計測工程と、(b)反射率切り替え手段によって切り替えられた第１状態および第２状態について、基板と反射板における穴または反射面との間の多重反射を考慮した反射率である実効反射率の基板反射率に対する依存性情報である第１情報および第２情報を求める依存性導出工程と、(c)前記各工程の後に得られた基板反射率と第１情報および第２情報とに基づき第１実効反射率および第２実効反射率を算出する実効反射率算出工程と、(d)消灯状態における第１状態および第２状態のそれぞれにおいて検出手段により放射光を捉え、第１強度信号および第２強度信号を出力する強度計測工程と、(f)得られた第１強度信号および第２強度信号と、実効反射率計測工程において得られた第１実効反射率および第２実効反射率とを用いて基板の温度を算出する温度算出工程と、を備えている。
【００１４】
さらに、請求項８の発明は、(a)基板に対して熱源による熱供給を伴う処理を施す熱処理工程と、(b)熱処理工程中に請求項７に記載の温度計測方法により基板の温度を計測する温度計測工程と、(c)得られた基板の温度をもとに熱源への供給電力を制御する制御工程と、を備えている。
【００１５】
ここで、「基板反射率」は基板の透過率を「０」と考え、基板の放射率と反射率との関係を用いて「基板放射率」を用いて間接的に表わしたものをも含むものとし、また、「点灯状態」と「消灯状態」とはそれぞれ発光手段が点灯した状態と消灯した状態を意味するのみでなく、常時発光する発光手段からの光が通過する状態と遮断する状態をも意味するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
＜１．第１の実施の形態＞
＜＜１−１．機構的構成と装置配列＞＞
図１はこの発明の第１の実施の形態である基板熱処理装置１の縦断面図である。以下、図１を参照しつつこの装置の構成を説明していく。
【００１８】
第１の実施の形態である基板熱処理装置１は主に炉体１０、ランプ２０、石英ガラス３０、基板保持回転部４０、反射板４５、温度・反射率計測部５０、制御部６０、ランプドライバ７０、モータドライバ８０を備えている。
【００１９】
炉体１０は上部をリフレクタ１１、下部をハウジング１２とする円筒形状の炉体１０であり、それらの内部等には冷媒を通して冷却する多数の冷却管１３が設けられている。また、炉体１０の側面には基板搬出入口ＥＷが設けられており、加熱処理の際には図示しない外部搬送装置により基板Ｗまたは基準基板ＳＷの搬出入が行われる。
【００２０】
ランプ２０はリフレクタ１１の下面に多数設けられ（図１，図５には一部にのみ参照番号を記載）点灯時にはその熱放射により基板Ｗまたは基準基板ＳＷを加熱する。
【００２１】
石英ガラス３０はランプ２０の下方に設けられ、それによる熱放射を透過する。
【００２２】
基板保持回転部４０は、基板Ｗまたは後述する基準基板ＳＷの周縁部分を全周に渡って保持する保持リング４１が、その直径より大きな内径の円筒の支持脚４２により支持されるとともに、それら支持脚４２の下端には、その外周に沿ってベアリング４３が設けられている。そして、ベアリング４３の外周に設けられたギアに基板回転モータ４４の回転軸のギア４４ａがかみ合っており、その駆動により保持リング４１が鉛直方向を軸として回転可能となっている。
【００２３】
反射板４５は、基板Ｗまたは後述する基準基板ＳＷからの熱放射を反射し、それにより基板Ｗとの間で後述する多重反射を生じさせる。
【００２４】
図２は第１の実施の形態における温度・反射率計測部５０の構成を示す図である。図２に示すように、反射板４５に設けられた円筒形状の穴４５ａ内およびその下方には温度・反射率計測部５０のケーシング５１が設けられており、ケーシング５１の上部には穴４５ａ内面が円筒状の空洞部ＣＰとなっている。そして、空洞部ＣＰの底部には光を透過する石英ガラス板５２が設けられている。また、空洞部ＣＰ下方には後述の回転セクタ５３が設けられている。さらに、ケーシング５１内部には前述の冷却管１３と同様の冷却管５１ａ（一部参照符号省略）が設けられ、ケーシング５１内部の温度上昇を抑える。
【００２５】
図３は図２のＡ−Ａ断面から下方を見た状態を示した図である。回転セクタ５３は、円盤を直交する２本の直径で４等分したうちの隣り合わない２つの扇形が表裏両面が鏡面（反射率がほぼ「１」）である反射部ＲＰとなっており、また、他の扇形部分は除去された切り欠き部ＮＰとなっている。また、反射部ＲＰには弧状のスリットＳＬが設けられており、スリットＳＬが設けられたスリット領域ＳＡと、スリットＳＬが設けられていない鏡面のみの反射領域ＲＡとが存在する。そして、回転セクタ５３の中心ＣＥがモータ５４の回転軸５４ａに取り付けられており（図２参照）、したがって、モータ５４の回転により回転セクタ５３は、その板面に平行な平面内で回転自在となっている。なお、図３において回転セクタ５３は一部を切り欠いて図示した。
【００２６】
また、回転セクタ５３の下方のケーシング５１の内面５１ｂは黒化処理が施されており、回転セクタ５３の切り欠き部ＮＰまたは反射部ＲＰのスリット部ＳＬを通過した光のうちの光ファイバー束５６の上端に至る光以外の光は内面５１ｂにより吸収され、反射されることはない。また、内面５１ｂには穴５１ｃ，５１ｄ（図２）が設けられており、穴５１ｃには反射型の光センサであり、回転セクタ５３の回転位置（位相角度）をモニタし、制御部６０にその信号を伝えるセンサ５５が設けられ、穴５１ｄの内部には後述する光ファイバー束５６がそれぞれ設けられている。穴５１ｃ（したがってセンサ５５）は回転セクタ５３の中心ＣＥからの距離がスリットＳＬと異なる位置に設けられており、また、穴５１ｄ（したがって光ファイバー束５６）はスリットＳＬとその距離が等しい位置に設けられている。
【００２７】
図４は図２のＢ−Ｂ断面から下方を見た状態を示す図である。図４に示すように、光ファイバー束５６は空洞部ＣＰと同心に設けられており、図２に示すように回転セクタ５３は空洞部ＣＰと光ファイバー束５６の上端との間を旋回するものとなっている。そして、上方から空洞部ＣＰに進入した光は回転セクタ５３の回転により、回転セクタ５３の反射部ＲＰのスリットＳＬまたは切り欠き部ＮＰのいずれかを通過した後、光ファイバー束５６上端に至る。
【００２８】
２本の光ファイバー５６ａ，５６ｂの束である光ファイバー束５６は、その先端部分が穴５１ｄに挿入された状態でケーシング５１に取り付けられている。また、光ファイバー５６ａ，５６ｂは発光・計測部５７に接続されている。
【００２９】
そのうち、光ファイバー５６ａの下端には検出部５７１が設けられており、検出部５７１には、ほぼ計測波長の光のみを透過するフィルタ５７１ａおよびその光を集光するレンズ５７１ｂを挟んで、集光された光を受けてその放射強度の基になる信号を出力する検出器５７１ｃおよびその信号を放射強度信号を出力する演算部５７１ｄが設けられている。
【００３０】
また、光ファイバー５６ｂの下端には発光部５７２が設けられている。以下、発光部５７２の詳細について説明する。図５は補助セクタ５７２ａの平面図である。図５に示すように補助セクタ５７２ａは回転セクタ５３と同様の外形を有しているが、スリットは設けられておらず、また、その表面は反射の必要性がないため鏡面にはなっていない。そして、補助セクタ５７２ａはモータ５７２ｂの回転軸に取り付けられ、回転可能となっている。また、補助セクタ５７２ａの直下にはランプ２０より低出力の豆ランプである補助ランプ５７２ｃが設けられており、ランプドライバ５７２ｄを介した制御部６０の制御に基づいて点灯する。また、モータドライバ５７２ｅを介した制御部６０の制御によりモータ５７２ｂが補助セクタ５７２ａを回転させると、補助ランプ５７２ｃから発せられた光は補助セクタ５７２ａの遮断部ＩＰが補助ランプと光ファイバー５６ｂとの間に位置すると消灯状態となり、切り欠き部ＯＰがそこに位置すると点灯状態となり、このようにして点灯状態と消灯状態を切替えることができるものとなっている。また、補助セクタ５７２ａの下方にはセンサ５５と同様のセンサ５７２ｆが設けられており、補助セクタ５７２ａの回転位置を検出し、それを示す信号を制御部６０に送信する。
【００３１】
そして、このような構成により、後述する原理に基づき基板の反射率ρWや基板温度が計測される。すなわち、光ファイバー５６ａ上方に回転セクタ５３の切り欠き部ＮＰが位置する状態では、空洞部ＣＰからの放射光の多くは黒化処理が施された内面５１ｂに吸収され、多重反射の効果が少ない状態で光ファイバー５６ａに進入する。また、反射部ＲＰのうちスリット領域ＳＡが光ファイバー束５６上方に位置する（光ファイバー束５６の直上にスリットＳＬが位置する）状態では、空洞部ＣＰからの放射光の多くは基板Ｗと反射板４５との間だけではなく、基板Ｗと反射部ＲＰとの間でも多重反射し、多重反射の効果が多い状態で、スリットＳＬを通過した放射光が光ファイバー５６ａに進入する。これら２つの状態では後述する実効反射率が互いに異なるものとなり、従って検出器５７１ｃにより出力される放射強度信号も異なる２種類のものとなる。さらに、反射部ＲＰのうち反射領域ＲＡが光ファイバー５６ａ上方に位置する回転セクタ５３の回転位置では、空洞部ＣＰからの放射光は完全に遮断され、光ファイバー５６ａの受光端にはその放射光は入射しない。そのため、この状態では放射強度信号は「０」となる。
【００３２】
そして、演算部５７１ｄは内部にＣＰＵおよびメモリ等（図示省略）を備えており、光ファイバー５６ａからの放射強度（放射エネルギー）信号をもとに後述の反射率および温度計測原理に基づいて、基板の反射率ρW、実効反射率Ｒ1、Ｒ2および温度Ｔ等を求め、温度Ｔの信号を制御部６０に送る。
【００３３】
制御部６０は内部にＣＰＵおよびメモリ等（図示省略）を備え、ランプ２０へ電力を供給するランプドライバ７０にランプ２０の温度制御信号を送ったり、モータ５４へ電力を供給するモータドライバ５８に所定のタイミングで駆動信号を送ったりする。また、後述する原理に基づき実効反射率の基板の反射率依存性を求め、メモリにその結果を記憶する。
【００３４】
ランプドライバ７０は制御部６０からの温度制御信号を受けて、それに応じた電力をランプ２０に供給する。
【００３５】
モータドライバ８０は制御部６０からの駆動信号を受けて、それに応じた電力を基板回転モータ４４に供給する。
【００３６】
＜＜１−２．温度計測および反射率計測の原理＞＞
つぎに、この基板熱処理装置１による基板熱処理時における基板温度の計測原理について説明する。
【００３７】
図６は基板Ｗと反射板４５との間の放射光の多重反射を説明するための図である。図６に示すように、基板Ｗが加熱されることにより放射された光は、基板Ｗと反射板４５との間で反射を繰り返す。これを多重反射と呼び、これにより反射板４５側で受ける光量が増幅される。
【００３８】
このとき反射板４５側からこの光量を計測するとした場合、下向きの光を合計したものが計測されることになる。つまり、計測される出力を放射強度（放射エネルギー）Ｉとし反射板の反射率をρr、基板の反射率をρW（放射率εW）とした場合、
【００３９】
【数１】

【００４０】
という初項εWＬb(Ｔ)、公比ρrρWの等比級数となる。ここでＬb(Ｔ)は温度Ｔにおける黒体の放射強度である。ここで、基板が光を透過しないとする式、
【００４１】
【数２】

【００４２】
を用い、さらに０＜ρrρW＜１よりｎを無限大にすると、検出部５７１により計測される光の放射強度は基板Ｗの放射率εW、温度Ｔおよび反射板４５の反射率ρrを用いて、
【００４３】
【数３】

【００４４】
という形で表される。このとき、反射板４５の反射率ρrは反射板４５の形状および表面状態に非常に依存する。そこで、こういった材質のみでなくその形状等も含めた形での反射率を採用し、ここでは実効反射率と呼び、数３の式のρrの代わりに用いる。そして、この実施の形態では上記のような装置構成により、実際に温度計測をする際には２つの状態を実現し、それぞれについて基板Ｗの放射率εWと温度Ｔを未知数として方程式を立て温度Ｔを求める。ここで２つの状態というのは実効反射率が異なる状態を意味する。つまり、それぞれの状態での実効反射率をＲ1、Ｒ2とした場合に、数３の式から類推して、
【００４５】
【数４】

【００４６】
【数５】

【００４７】
という式が成り立つ。ここでＩ1、Ｉ2はそれぞれの状態で検出部５７１により計測される放射強度（放射エネルギー）である。なお、放射強度Ｉ1およびＩ2の基になる検出器５７１ｃによる信号が、それぞれこの発明における第１強度信号および第２強度信号に相当する。この関係から
【００４８】
【数６】

【００４９】
という関係が成り立ち、よって基板Ｗの放射率εWは
【００５０】
【数７】

【００５１】
で表される。このようにして求めた基板Ｗの放射率εWを数４または数５の式に代入することで黒体の放射強度Ｌb(Ｔ)を求めることができ、黒体の放射強度Ｌb(Ｔ)が求まると、予め求まっている放射温度計固有の校正式（ここでは示さない）から温度Ｔを求めることができる。このことから基板Ｗの放射率εWと温度Ｔの計測精度の向上には、実効反射率Ｒ1，Ｒ2の計測精度の向上が重要であることが分かる。
【００５２】
そこで、この実施の形態では、基板の種類に応じてその処理開始ごとに適正な実効反射率を用いるために反射率を計測する。さらに、基板の種類に応じた装置の校正を行うために、予め実効反射率の反射率依存性を計測する。以下、この実効反射率Ｒ1，Ｒ2の基板反射率依存性を求める原理を説明する。
【００５３】
まず、数種の反射率ρW（放射率εｗ）が既知の反射率や表面粗度等の表面状態が異なる複数の校正用の基準基板ＳＷを用意する。それら基準基板ＳＷを順次、基板保持回転部４０に保持した状態で加熱および放射強度を計測し、
【００５４】
【数８】

【００５５】
【数９】

【００５６】
より、それぞれについて実効反射率Ｒ1およびＲ2を求める。
【００５７】
そして、校正用基板の反射率と得られた実効反射率Ｒ1，Ｒ2の関係を変換テーブル（場合によっては関数Ｒ＝ｆ(ρW)：これらが「依存性情報」に相当）の形で求めておく。
【００５８】
このようにして予め実効反射率Ｒ1，Ｒ2の基板反射率依存性を求めておいた後、実際の基板Ｗの熱処理に際して、基板Ｗの種類を変更する際、すなわち、反射率ρWや表面粗度が異なる処理基板Ｗが基板保持回転部４０に保持された際に、その種類の基板Ｗの反射率ρWの計測を行う。
【００５９】
まず、基板Ｗの反射率ρWは回転セクタ５３の切り欠き部ＮＰの部分が空洞部ＣＰの下方に位置する際の放射光を検出器５７１ｃで検出して求める。
【００６０】
回転セクタ５３の切り欠き部ＮＰが穴５１ｃ（すなわち光ファイバー束５６）上方を通過する間に、補助ランプ５７２ｃをパルス的に発光させ一定の放射強度ＩLの光を光ファイバー５６ｂから基板Ｗに向かつて照射する。そのとき光ファイバー５６ａで検出される放射強度をＩ0（「点灯時強度信号」に相当）とすると、
【００６１】
【数１０】

【００６２】
となる。これを変形すると測定対象の反射率ρWは
【００６３】
【数１１】

【００６４】
で表される。ここで、放射強度Ｉ1(Ｔ)（「消灯時強度信号」に相当），Ｉ0，ＩLは補助ランプを常時点灯させつつ回転セクタ５３および補助セクタ５７２ａを回転させて、放射光を検出部において検出することにより、以下のようにして計測される。
【００６５】
図７は回転セクタ５３、補助セクタ５７２ａそれぞれの各回転状態における光ファイバー５６ａ上端に入射する光の放射強度を示す模式図である。
【００６６】
図７（ａ）は回転セクタ５３の切り欠き部ＮＰが光ファイバー５６ａ上端に位置する状態、すなわち上方から放射光が回転セクタ５３の切り欠き部ＮＰを通過する状態を表し、補助セクタ５７２ａが遮断部ＩＰが補助ランプ５７２ｃ上方に位置し、光ファイバー５６ｂに光が至らない消灯状態を表している。この状態では補助セクタ５７２ａにより補助ランプ５７２ｃの光は遮断されるので光ファイバー５６ａの上端には基板Ｗ（基準基板ＳＷ）と反射板４５や空洞部ＣＰ内面との多重反射後の切り欠き部ＮＰを通過した放射光（このときの放射強度Ｉ1（Ｔ））のみが入射する。
【００６７】
図７（ｂ）は回転セクタ５３が反射部ＲＰのスリット領域ＳＡが光ファイバー５６ａ上方に位置する状態、すなわち、上方からの多重反射後の放射光が回転セクタ５３のスリットＳＬを通過する状態を表し、補助セクタ５７２ａが上述の消灯状態を表している。この状態では補助セクタ５７２ａにより補助ランプ５７２ｃの光は遮断されるので光ファイバー５６ａ上端には基板Ｗと反射板４５との間、空洞部ＣＰの内面、基板Ｗと反射部ＲＰとの間での多重反射後のスリット領域ＳＡを通過した放射光（このときの放射強度Ｉ2（Ｔ））のみが入射する。
【００６８】
図７（ｃ）は回転セクタ５３が上述の状態で、補助セクタ５７２ａも切り欠き部ＮＰが補助ランプ５７２ｃ上方に位置し、補助ランプ５７２ｃが発する光が基板Ｗで反射し光ファイバー５６ｂの下端に進入する点灯状態を表している。この状態では補助ランプ５７２ｃからの光の基板Ｗでの反射光および上記多重反射後の切り欠き部ＮＰを通過した放射光がともに光ファイバー５６ａ上端に入射する。そのためその上端における入射光の放射強度Ｉ0はＩ0＝Ｉ1（Ｔ）＋ρW・ＩLとなる。
【００６９】
図７（ｄ）は回転セクタ５３が反射部ＲＰの反射領域ＲＡが光ファイバー５６ａ上端に位置する状態、すなわち、上方からの放射光が回転セクタ５３により遮断される遮断状態を表し、補助セクタ５７２ａが上述の点灯状態を表している。この状態では補助ランプ５７２ｃからの光は光ファイバー５６ａ上端から出射すると回転セクタ５３裏面で反射され、直接光ファイバー５６ａ上端に入射する。そして、前述のように回転セクタ５３裏面は反射率がほぼ「１」となっているため、光ファイバー５６ａに入射した光の放射強度は補助ランプ５７２ｃから発せられた光の放射強度ＩLと等しいものとなる。
【００７０】
そして、以上の４つの状態を実現するために、制御部はセンサ５５およびセンサ５７２ｆによる信号を基に回転セクタ５３と補助セクタ５７２ａの回転を制御する。具体的には補助セクタ５７２ａの回転の位相を回転セクタ５３の反射部ＲＰの反射領域ＲＡに相当する位相角θ（図３参照）だけ回転セクタ５３より早め、かつ、回転セクタ５３および補助セクタ５７２ａともに同じ回転速度で回転させる制御を行うことにより実現することができる。
【００７１】
図８は回転セクタ５３、補助セクタ５７２ａの回転および光ファイバー５６ａ上端への入射光の放射強度の時間変化を示すタイミングチャートである。図中、時間ｔ1〜ｔ5のそれぞれで検出される放射強度が順に「０」、Ｉ2（Ｔ）、ＩL、Ｉ0、Ｉ1（Ｔ）であり、そのうち、時間ｔ1での状態は、回転セクタ５３が反射領域ＲＡ，補助セクタ５７２ａが遮断部ＩＰの状態であり、時間ｔ2〜ｔ5での状態はそれぞれ順に図７（ｂ），（ｄ），（ｃ），（ａ）の状態である。なお、時間ｔ1およびｔ3が位相角θ分の回転時間に相当している。
【００７２】
このようなタイミング制御のもとに放射光の放射強度を計測すれば、放射強度Ｉ1(Ｔ)，Ｉ0およびＩLがそれぞれ計測されるので、それを数１１の式に用いることによって基板の反射率ρWが求まるのである。
【００７３】
以上のようにして基板Ｗの反射率が求まると、前述のようにして予め求めておいた実効反射率Ｒ1，Ｒ2の基板反射率ρWへの依存性から、その処理基板Ｗに対する実効反射率Ｒ1，Ｒ2を決定することができるのである。そして、このようにして求めた実効反射率Ｒ1，Ｒ2を温度計測に用いて基板Ｗの温度を求め、それに基づいて基板温度の制御（ランプ２０への供給電力のフィードバック制御）を行いつつ処理基板Ｗの熱処理を行う。こうすることにより種々の基板Ｗに対応した実効反射率Ｒ1，Ｒ2を用いた精密な温度計測に基づいた温度管理の基に熱処理を行うことができるのである。
【００７４】
＜＜１−３．基板熱処理＞＞
つぎに、上記温度計測、反射率計測の原理で示した方法に基づく、第１および第２の処理例について順に説明する。
【００７５】
図９は第１の処理例における実効反射率の反射率依存性の計測（変換テーブルの導出）手順を示すフローチャートである。以下、図９に基づいて、その計測手順を説明する。
【００７６】
まず、作業者が図示しない接触式温度計が取り付けられた校正用の基準基板ＳＷを基板熱処理装置１に搬入し、基板保持回転部４０に保持させる（ステップＳ１）。なお、接触式温度計は制御部６０に接続される。
【００７７】
つぎに、基板熱処理装置１を稼働させ、基準基板ＳＷを加熱しつつ、接触式温度計により実温度Ｔrefを、検出器５７１ｃおよび演算部５７１ｄにおいて放射強度Ｉ1，Ｉ2をそれぞれ計測する（ステップＳ２）。
【００７８】
つぎに、演算部５７１ｄは得られた実温度Ｔrefと放射強度Ｉ1，Ｉ2とを、数８の式に用いて実効反射率Ｒ1，Ｒ2を求め、それらの値と校正基板の反射率ρWとを対応させた変換テーブルとして内部のメモリに記憶する（ステップＳ３）。
【００７９】
つぎに、作業者が全基準基板ＳＷについて上記の処理が終了したか否かを判定し（ステップＳ４）、終了していなければ基準基板ＳＷを交換し、次の基準基板ＳＷに対してステップＳ１〜Ｓ４の処理を繰り返し、終了していれば全種類の基準基板ＳＷについて変換テーブルが求まったことになり、実効反射率の反射率依存性の計測処理を終了する。
【００８０】
こうして全種類の基準基板ＳＷに対する変換テーブルが求まったので、次にその変換テーブルを用いて基板Ｗの常温での実効反射率Ｒ1，Ｒ2を求めるとともに、それを用いて基板Ｗの温度を計測しつつ、熱処理を行う。図１０は第１の処理例における実効反射率Ｒ1，Ｒ2の計測および基板Ｗの熱処理の手順を示すフローチャートである。以下、この処理手順について説明する。
【００８１】
まず、図示しない外部の基板搬送装置により基板熱処理装置に基板Ｗが搬入され、基板保持回転部４０に保持される（ステップＳ１１）。
【００８２】
つぎに、制御部６０の制御により、補助ランプ５７２ｃを常時点灯し、回転セクタ５３および補助セクタ５７２ａを回転させ、検出器５７１ｃおよび演算部５７１ｄにより、前述の放射強度Ｉ0，Ｉ1およびＩLを計測する（ステップＳ１２）。
【００８３】
つぎに、演算部５７１ｄは得られた放射強度Ｉ0，Ｉ1およびＩLから基板Ｗの反射率ρWを算出する（ステップＳ１３）。そして、得られた基板Ｗの反射率ρWから、既に求めたこの種類の基板Ｗに対応する変換テーブルを用いて実効反射率Ｒ1，Ｒ2を求める（ステップＳ１４）。
【００８４】
つぎに、基板Ｗの熱処理を実行する（ステップＳ１５）。その際、放射強度Ｉ1，Ｉ2を計測し、演算部５７１ｄは、それらとステップＳ１４で求められた対象となっている基板Ｗの種類に対応した実効反射率Ｒ1，Ｒ2とを数４および数５の式に用いて基板Ｗの温度Ｔを算出しつつ、制御部６０は、演算部５７１ｄから送られた温度Ｔをもとにランプ２０への供給電力をフィードバック制御して基板Ｗの温度Ｔを所定の処理温度に保ちつつ熱処理を行う。なお、この処理は同種の複数の基板について繰り返し行われる。
【００８５】
つぎに、制御部６０は全基板について熱処理が終了したか否かを判定し（ステップＳ１６）、終了していなければ、次の基板Ｗに対してステップＳ１１〜Ｓ１６を繰り返す。ただし、処理基板Ｗの種類が変わる度にその種類に対応した変換テーブルを用いる。そして、全基板Ｗについて熱処理が終了すると、一連の処理を終了する。
【００８６】
つぎに、第２の処理例について説明する。なお、以下の各処理における処理主体は第１の処理例と同様であるので省略する。
【００８７】
図１１は、第２の処理例における実効反射率Ｒ1，Ｒ2の反射率依存性の計測（変換テーブルの導出）手順を示すフローチャートである。上述の第１の処理例では各種基板Ｗの熱処理に先立って常温で反射率ρWを計測するものであったが、第２の処理例では各基板Ｗの熱処理中にも常時反射率を計測するというものである。これは、数１１の式の右辺に用いた放射強度Ｉ1(Ｔ)が基板の温度Ｔに依存していること、すなわち、任意の温度Ｔで成立する式であることを利用している。以下、処理手順を説明する。
【００８８】
まず、基準基板ＳＷを基板保持回転部４０に保持させる（ステップＳ２１）。
【００８９】
つぎに、基準基板ＳＷを加熱しつつ、各時点での実温度Ｔref、放射強度Ｉ1，Ｉ2および基準基板ＳＷの反射率ρWを計測する（ステップＳ２２）。
【００９０】
つぎに、各時点（すなわち各温度Ｔ）での実効反射率Ｒ1，Ｒ2を求め、その時点（温度Ｔ）での基準基板の反射率ρWと対応させて、変換テーブルとして記憶する（ステップＳ２３）。
【００９１】
つぎに、実際に熱処理が行われる際の処理温度に到達したか否かを判定し（ステップＳ２４）、到達していなければステップＳ２２に戻りステップＳ２２〜Ｓ２４の処理を、処理温度に到達するまで繰り返し、処理温度に到達すると次のステップに進む。
【００９２】
つぎに、全基準基板ＳＷについて上記の処理が終了したか否かを判定し（ステップＳ２５）全基準基板ＳＷについて終了していなければ、ステップＳ２１に戻り、次の基準基板ＳＷについてステップＳ２１〜Ｓ２５の処理を繰り返し、終了すれば全基準基板ＳＷについて以上の処理が終了したことになるので、この処理を終了する。
【００９３】
こうして各基板反射率ρWおよび各基板温度Ｔでの変換テーブルが求まったので、次にその変換テーブルを用いて基板Ｗの実効反射率Ｒ1，Ｒ2を求めて、それを用いて基板Ｗの温度Ｔを計測しつつ、熱処理を行う。図１２は実効反射率の計測および基板の熱処理の手順を示すフローチャートである。
【００９４】
まず、基板Ｗを基板保持回転部４０に保持する（ステップＳ３１）。
【００９５】
つぎに、ランプ２０を点灯し基板Ｗの加熱を開始する（ステップＳ３２）。
【００９６】
つぎに、補助ランプ５７２ｃを常時点灯させ、回転セクタ５３および補助セクタ５７２ａを回転させつつ放射強度Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2およびＩLを計測する（ステップＳ３３）。
【００９７】
つぎに、放射強度Ｉ0，Ｉ1およびＩLから基板の反射率ρWを算出する（ステップＳ３４）。
【００９８】
つぎに、基板Ｗの反射率ρWから変換テーブルを用いて実効反射率Ｒ1，Ｒ2を求める（ステップＳ３５）。
【００９９】
つぎに、放射強度Ｉ1、Ｉ2および実効反射率Ｒ1，Ｒ2から、その時点での基板Ｗの温度Ｔを求める（ステップＳ３６）。そして、得られた温度Ｔをもとにランプ２０への供給電力をフィードバック制御して基板の温度Ｔを所定の処理温度に保ちつつ熱処理を行う。
【０１００】
つぎに、基板Ｗの温度Ｔが所定の処理時間を経過したか否かを判定し（ステップＳ３７）、経過していなければステップＳ３３に戻り、ステップＳ３３〜Ｓ３７の処理を処理時間が経過するまで繰り返し、経過すると次のステップに進む。
【０１０１】
つぎに、全基板Ｗについて熱処理が終了したか否かを判定し（ステップＳ３８）、終了していなければステップＳ３１に戻り、次の基板ＷについてステップＳ３１〜Ｓ３８の処理を繰り返す。ただし、基板Ｗの種類が変わる度にその種類に対応した変換テーブルを用いる。そして、全基板について熱処理が終了すると一連の処理は終了する。
【０１０２】
このように、第２の処理例では基板熱処理中に基板の温度計測を行えるので、第１の処理例より基板の温度Ｔに対応した正確な反射率を計測し、それにより、より正確な実効反射率を求め、それを基に温度計測を行うことができ、したがって高品質な熱処理を行うことができる。
【０１０３】
以上、説明したように、第１の実施の形態によれば、補助ランプ５７２ｃを常時点灯し、補助セクタ５７２ａを点灯状態と消灯状態とで切替えつつ、検出部５７１により放射強度Ｉ0およびＩ1（Ｔ）をそれぞれ計測し、それらの放射強度と補助ランプ５７２ｃの放射強度ＩLとに基づいて基板反射率ρW（数２より基板放射率εWに対応）を求めることができるので、基板反射率ρWを正確に計測できる。
【０１０４】
また、放射強度Ｉ0およびＩ1（Ｔ）をもとに演算部５７１ｄが基板反射率ρWを算出するため、自動的に基板反射率ρWを計測することができ、効率的に基板反射率ρWを求めることができ、また、それを作業者が求める場合に比べて作業負担を抑えることができる。
【０１０５】
また、予め求められた実効反射率Ｒ1，Ｒ2の基板反射率ρWに対する依存性情報である変換テーブルに、得られた基板反射率ρWを適用することによって実効反射率Ｒ1，Ｒ2を求め、それらと、消灯状態における第１および第２状態での光をそれぞれ捉えることにより得られた放射強度Ｉ1（Ｔ），Ｉ2（Ｔ）とに基づいて基板Ｗの温度Ｔを求めるため、基板反射率ρWに対応した正確な温度計測ができる。また、自動的に実効反射率Ｒ1，Ｒ2を計測して、それに基づいて自動的に温度計測を行うので、効率的に温度計測が行え、それを作業者が行う場合に比べて作業負担を抑えることができる。
【０１０６】
また、補助セクタ５７２ａの回転により点灯状態と消灯状態とを切替えるため、補助ランプ５７２ｃ自体を直接、点灯、消灯する制御を行う場合に比べて補助ランプ５７２ｃの特別な制御が不要であり、そのための制御手段が不要であるので装置構成が簡単なものとなり、装置の製造コストを抑えることができる。
【０１０７】
また、演算部５７１ｄにより得られた基板Ｗの温度Ｔをもとにランプ２０への供給電力を制御するため、基板Ｗの温度管理を正確に行え、高品質の熱処理を行うことができる。
【０１０８】
＜２．第２の実施の形態＞
上記第１の実施の形態では実効反射率を切り替える回転セクタ５３と補助ランプ５７２ｃの発光状態を切り替える補助セクタ５７２ａとを備えるものであったが、第２の実施の形態では回転セクタ９３が補助セクタの機能を兼ね備え、それにより実効反射率Ｒ1，Ｒ2の切り替えと補助ランプ５７２ｃによる発光のタイミング制御を自動的に行えるものとしている。したがって、第２の実施の形態の基板熱処理装置１は温度・反射率計測部９０以外は第１の実施の形態の装置と同様である。
【０１０９】
図１３は第２の実施の形態の基板熱処理装置１における温度・反射率計測部９０の構成を示す図である。この温度・反射率計測部９０では、第１の実施の形態における温度・反射率計測部５０に対して、センサが設けられていないこと、および発光部５７２に相当する部分のみが異なる構成となっている。なお、第２の実施の形態の温度・反射率計測部９０においては、第１の実施の形態の温度・反射率計測部５０と同じ部材には同じ参照符号を付している。
【０１１０】
図１３のように温度・反射率計測部９０では補助ランプ５７２ｃが回転セクタ９３の直上に設けられ、回転セクタ９３を挟んで補助ランプ５７２ｃの下方に光ファイバー５６ｂの受光端を位置させている。
【０１１１】
図１４は第２の実施の形態の基板熱処理装置１における温度・反射率計測部９０の回転セクタ９３の形状および補助ランプ５７２ｃ、光ファイバー束５６の平面的位置関係を説明するための図である。回転セクタ９３は第１の実施の形態における回転セクタ５３とほぼ同様の形状および表面特性を有する中心部ＣＡの外側に、一部に切り欠きＮを設けた遮断帯ＣＢを張り出させた形状の板状部材である。そして、切り欠きＮは中心ＣＥから見て中心部ＣＡにおける切り欠き部ＮＰの外周部の位置に設けられている。また、それに対応して、中心ＣＥを基準にして平面視で光ファイバー束５６とは反対側の位置に補助ランプ５７２ｃを設けている。これにより、切り欠き部ＮＰが空洞部ＣＰ直下に位置すると必然的に補助ランプ５７２ｃが切り欠きＮの直上に位置するものとなっている。したがって、補助ランプ５７２ｃを常時点灯しつつ回転セクタ９３を回転させることにより、切り欠きＮが補助ランプ５７２ｃ直下を通過したときにバルス的に光ファイバー５６ｂの先端から基準基板ＳＷに向けて、第１の実施の形態と同様に放射強度ＩLの光を照射できるものとなっている。
【０１１２】
このような構成により、第２の実施の形態の装置では、補助ランプ５７２ｃを常時点灯しつつ回転セクタ９３を回転させることにより、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）の状態を形成することができる。
【０１１３】
図７（ａ）は回転セクタ９３の切り欠き部ＮＰが光ファイバー５６ａ上端に位置する状態、すなわち上方から放射光が回転セクタ９３の切り欠き部ＮＰを通過する状態を表し、遮断帯（切り欠きＮ以外の部分）が補助ランプ５７２ｃ下方に位置し、光ファイバー５６ｂに光が至らない消灯状態を表している。この状態では遮断帯により補助ランプ５７２ｃの光は遮断されるので光ファイバー５６ａの上端に放射強度Ｉ1（Ｔ）の放射光が入射する。
【０１１４】
図７（ｂ）は回転セクタ９３の反射部ＲＰのスリット領域ＳＡが光ファイバー５６ａ上方に位置する状態、すなわち、上方からの放射光が回転セクタ９３のスリットＳＬを通過する状態を表し、また、補助ランプ５７２ｃによる光については上述の消灯状態を表している。この状態では放射強度Ｉ2（Ｔ）の放射光が光ファイバー５６ａの上端に入射する。
【０１１５】
図７（ｃ）は回転セクタ９３の中心部ＣＡが上述の状態であり、切り欠きＮが補助ランプ５７２ｃ下方に位置し、補助ランプ５７２ｃが発する光が光ファイバー５６ｂの端に進入する点灯状態を表している。この状態では放射強度Ｉ0（ここではＩ0＝Ｉ1（Ｔ）＋ρW・ＩL）の放射光が光ファイバー５６ａの上端に入射する。
【０１１６】
このように、放射強度Ｉ1（Ｔ），Ｉ2（Ｔ），Ｉ0を計測することができる。なお、第２の実施の形態では、放射強度ＩLは予め求めておいた補助ランプ５７２ｃへの供給電力（電流値による表現および電圧値による表現を含む）と放射強度ＩLとの関係に、実際に供給した電力値を用いることによって得られる。
【０１１７】
このように、第２の実施の形態でも放射強度Ｉ1（Ｔ），Ｉ2（Ｔ），Ｉ0，ＩLを求めることができる。したがって、第１の実施の形態と同様の反射率計測処理および温度計測処理を行うことができる。
【０１１８】
以上説明したように、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を有するのに加え、回転セクタ９３が、切り欠きＮが補助ランプ５７２ｃに対向する位置にあるときに、切り欠き部ＮＰが光ファイバー５６ａ上端の上方に位置するように設けられているとともに、実効反射率Ｒ1の状態とＲ2の状態とを切替えるため、第１の実施の形態のように回転セクタ５３と補助セクタ５７２ａとの同期をとる必要がなく、制御が一層容易であるとともに、装置構成も簡単なものとなるので、装置の製造コストを一層抑えることができる。
【０１１９】
＜３．変形例＞
上記第１および第２の実施の形態において基板熱処理装置１およびそれによる各種処理の例を示したが、この発明はこれに限られるものではない。
【０１２０】
上記第１および第２の実施の形態では、補助光源として豆ランプ（補助ランプ）を用いたが、ＬＥＤ等のその他の発光素子を用いてもよい。
【０１２１】
また、第１および第２の実施の形態では回転セクタの上面（基板Ｗ、基準基板ＳＷ）側の表面を鏡面とし、その下方の内面５１ｂを黒化処理するするものとし、回転セクタを回転することで実効反射率を切り替えるものとしたが、逆に、回転セクタの上面を黒化処理し、その下方の内面５１ｂを鏡面とすることで実効反射率を切り替えるものとしてもよい。
【０１２２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項８の発明によれば、発光手段を点灯状態と消灯状態とで切替えつつ、検出手段により点灯時強度信号および消灯時強度信号をそれぞれ出力するので、それらの強度信号に基づいて基板反射率（基板放射率）を求めることができるので、基板の反射率を正確に計測できる。また、点灯時強度信号および消灯時強度信号ならびに発光手段の強度信号をもとに基板反射率を算出する反射率算出手段を備えるため、自動的に基板反射率を計測することができ、効率的に基板反射率を求めることができ、また、それを作業者が求める場合に比べて作業負担を抑えることができる。
【０１２４】
また、特に請求項２の発明によれば、予め求められた第１状態および第２状態のそれぞれにおける実効反射率の基板反射率に対する依存性情報である第１情報および第２情報に、反射率算出手段によって得られた基板反射率を適用することによって第１実効反射率および第２実効反射率を求め、それらと、消灯状態における第１および第２状態での光をそれぞれ捉えることにより得られた検出手段の第１強度信号および第２強度信号とに基づいて基板の温度を求めるため、基板反射率に対応した正確な温度計測ができる。また、自動的に第１実効反射率および第２実効反射率を計測して、それに基づいて自動的に温度計測を行うので、効率的に温度計測が行え、それを作業者が行う場合に比べて作業負担を抑えることができる。
【０１２５】
また、とくに請求項３の発明によれば、遮光板の回転により点灯状態と消灯状態とを切替えるため、光源自体を点灯、消灯させる場合に比べて光源の特別な制御が不要であり、そのための制御手段が不要であるので装置構成が簡単なものとなり、装置の製造コストを抑えることができる。
【０１２６】
また、特に請求項４の発明によれば、切替え手段が、反射率切替え機能をも備えるため、切替え手段と反射率切替え手段とを別々に設けた場合と比べて、それらの動作を制御手段により同期させる必要がなく、制御が一層容易であるとともに、装置構成も簡単なものとなるので、装置の製造コストを一層抑えることができる。
【０１２７】
また、とくに請求項５の発明によれば、請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の温度計測装置よりなる温度計測手段を備え、それにより得られた基板の温度をもとに熱源への供給電力を制御するため、基板の温度管理を正確に行え、高品質の基板熱処理を行うことができる。
【０１２８】
また、特に請求項６の発明によれば、発光手段を点灯状態と消灯状態とで切り替えつつ、検出手段により点灯状態および消灯状態における点灯時強度信号および消灯時強度信号をそれぞれ出力し、それらの信号ならびに予め求められた発光手段の発光強度とから基板反射率を算出するため、正確な基板反射率の計測が行える。
【０１２９】
また、特に請求項７の発明によれば、請求項６の反射率計測方法により計測した基板反射率と、実効反射率の基板反射率に対する依存性情報である第１強度信号および第２情報とから第１実効反射率および第２実効反射率を算出するとともに、第１状態および第２状態のそれぞれにおいて検出手段により放射光を捉え、第１強度信号および第２強度信号を求め、それらを用いて基板の温度を算出するため、基板反射率に対応した正確な温度計測を行うことができる。
【０１３０】
また、とくに請求項８の発明によれば、請求項７の温度計測方法により基板の温度を計測し、それをもとに熱源への供給電力を制御するため、温度管理により高品質な基板熱処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態である熱処理装置の縦断面図である。
【図２】第１の実施の形態における温度・反射率計測部の構成を示す図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面から下方を見た状態を示した図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面から下方を見た状態を示した図である。
【図５】補助セクタの平面図である。
【図６】基板と反射板との間の放射光の多重反射を説明するための図である。
【図７】回転セクタ、補助セクタそれぞれの各回転状態における光ファイバーに入射する光の放射強度を示す模式図である。
【図８】回転セクタ、補助セクタの回転および光ファイバー上端への入射光の放射強度の時間変化を示すタイミングチャートである。
【図９】第１の処理例における実行反射率の反射率依存性の計測手順を示すフローチャートである。
【図１０】第１の処理例における実効反射率の計測および基板の熱処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】第２の処理例における実行反射率の反射率依存性の計測手順を示すフローチャートである。
【図１２】第２の処理例における実効反射率の計測および基板の熱処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施の形態の基板熱処理装置における温度・反射率計測部の構成を示す図である。
【図１４】第２の実施の形態の基板熱処理装置における温度・反射率計測部の回転セクタの形状および補助ランプ、光ファイバー束の平面的位置関係を説明する図である。
【符号の説明】
２０ ランプ（熱源）
４０ 基板保持回転部（保持手段）
４５ 反射板
４５ａ 穴
５０，９０ 温度・反射率計測部（反射率計測装置、温度計測装置）
５３ 回転セクタ（５４とともに反射率切替え機能）
９３ 回転セクタ（回転板、５４とともに切替え手段）
５４ モータ
５６ 光ファイバー束
５６ａ 光ファイバー（第２光ファイバー）
５６ｂ 光ファイバー（第１光ファイバー）
６０ 制御部
５７１ｃ 検出器
５７１ｄ 演算部（反射率算出手段、温度算出手段）
５７２ 発光部
５７２ａ 補助セクタ（遮断板、５７２ｂとともに切替え手段）
５７２ｂ モータ（回転手段）
５７２ｃ 補助ランプ（光源）
ＣＢ 遮断帯
Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2，ＩL 放射強度
Ｎ 切り欠き（第１の切り欠き）
ＮＰ 切り欠き部（第２または第３の切り欠き）
ＲＰ 反射部
ＲＡ 反射領域
ＳＡ スリット領域
ＳＬ スリット（第２または第３の切り欠き）
ＩＰ 遮断部
ＯＰ 解放部
ＳＷ 基準基板
Ｗ 基板

Claims (8)

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

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