JP5498010B2

JP5498010B2 - Heat treatment equipment

Info

Publication number: JP5498010B2
Application number: JP2008286290A
Authority: JP
Inventors: 徹黒岩
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2028-11-07
Also published as: JP2010114293A

Description

本発明は、半導体ウェハーやガラス基板等（以下、単に「基板」と称する）に閃光を照射することによって、基板を加熱する熱処理装置に関する。 The present invention relates to a heat treatment apparatus for heating a substrate by irradiating a semiconductor wafer, a glass substrate or the like (hereinafter simply referred to as “substrate”) with flash light.

従来より、キセノンフラッシュランプ（以下、単に「フラッシュランプ」と呼ぶ）による基板加熱時において、フラッシュランプから基板側に照射される光のエネルギーをカロリーメータで計測するとともに、計測された光エネルギーに基づいて基板の表面温度を演算する技術が知られている（例えば、特許文献１）。 Conventionally, when a substrate is heated by a xenon flash lamp (hereinafter simply referred to as a “flash lamp”), the energy of light emitted from the flash lamp to the substrate side is measured with a calorimeter and based on the measured light energy. A technique for calculating the surface temperature of a substrate is known (for example, Patent Document 1).

特開２００５−０９３７５０号公報JP 2005-093750 A

ここで、フラッシュランプから出射される光は、瞬間的にひらめく閃光である。そのため、特許文献１の手法では、閃光タイミングと光エネルギー計測タイミングとの同期状況によっては、閃光のエネルギーが良好に計測されない場合も生じ、その結果、基板の表面温度を良好に計測できない場合も生ずる。 Here, the light emitted from the flash lamp is a flash that flashes instantaneously. Therefore, in the method of Patent Document 1, depending on the synchronization state between the flash timing and the optical energy measurement timing, the flash energy may not be measured well, and as a result, the substrate surface temperature may not be measured well. .

そこで、本発明では、基板に閃光を照射することにより基板加熱する場合において、加熱された基板温度を良好に監視できる熱処理装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus that can monitor the heated substrate temperature satisfactorily when the substrate is heated by irradiating the substrate with flash light.

上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に閃光を照射することによって、前記基板を加熱する熱処理装置において、熱処理室と、前記熱処理室内に設けられており、前記基板を保持する基板保持部と、複数のフラッシュランプを有しており、前記基板保持部側に前記閃光を出射する光源と、前記熱処理室と前記光源との間に設けられており、前記光源から出射される前記閃光のうち、前記閃光による加熱時に前記基板から熱放射される波長領域の光を遮断する遮断部と、前記熱処理室内に設けられており、前記熱処理室内の光を導出する導出部と、前記導出部により導出された光のうち、前記波長領域の光を検出する第１検出部と、前記第１検出部から出力された第１検出信号の最大値を保持する第１信号保持部と、前記基板を加熱するために前記光源から前記基板保持部側に向けて前記閃光が出射される場合に、前記第１信号保持部で保持される前記第１検出信号の最大値に基づいて、加熱された前記基板の温度を演算する温度演算部とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 is a heat treatment apparatus for heating the substrate by irradiating the substrate with flash light, and is provided in the heat treatment chamber and the heat treatment chamber, and holds the substrate. A substrate holding unit that has a plurality of flash lamps, and is provided between the heat treatment chamber and the light source, and is emitted from the light source. Among the flashlights, a blocking unit that blocks light in a wavelength region that is thermally radiated from the substrate when heated by the flashlight, a deriving unit that is provided in the heat treatment chamber and derives light in the heat treatment chamber, Of the light derived by the deriving unit, a first detection unit that detects light in the wavelength region, and a first signal holding unit that holds the maximum value of the first detection signal output from the first detection unit; The substrate When the flash light is emitted from the light source toward the substrate holding part in order to heat, the heated based on the maximum value of the first detection signal held by the first signal holding part And a temperature calculator that calculates the temperature of the substrate.

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の熱処理装置において、前記導出部は、前記基板保持部に保持された前記基板の付近に配置されており、前記熱処理室内の光を受光する受光部、を有していることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus according to the first aspect, the lead-out portion is disposed in the vicinity of the substrate held by the substrate holding portion and receives light in the heat treatment chamber. It has the light-receiving part, It is characterized by the above-mentioned.

また、請求項３の発明は、請求項２に記載の熱処理装置において、前記受光部は、前記基板保持部に保持された前記基板の主面に沿った方向から見て、前記基板の外方側に設けられていることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the heat treatment apparatus according to claim 2, wherein the light-receiving portion is located outward of the substrate when viewed from a direction along the main surface of the substrate held by the substrate holding portion. It is provided in the side.

また、請求項４の発明は、請求項１に記載の熱処理装置において、前記導出部は、前記熱処理室の内壁に設けられた受光窓、を有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus according to the first aspect, the lead-out portion includes a light receiving window provided on an inner wall of the heat treatment chamber.

また、請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の熱処理装置において、前記遮断部は、合成石英により形成されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the blocking portion is made of synthetic quartz.

また、請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の熱処理装置において、前記第１検出部は、フォトダイオードにより構成されていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the first detection unit includes a photodiode.

また、請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の熱処理装置において、前記波長領域は、近赤外領域であることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the wavelength region is a near infrared region.

また、請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の熱処理装置において、前記導出部により導出された可視光領域の光を検出する第２検出部と、前記第２検出部から出力された第２検出信号の最大値を保持する第２信号保持部と、前記光源から前記基板保持部に向けて前記閃光が出射される場合に、前記第２信号保持部で保持される前記第２検出信号の最大値に基づいて、前記光源の発光状況を監視する監視部とをさらに備えることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the second detector that detects light in the visible light region derived by the derivation unit, and the second A second signal holding unit that holds the maximum value of the second detection signal output from the detection unit, and held by the second signal holding unit when the flash light is emitted from the light source toward the substrate holding unit. And a monitoring unit that monitors the light emission state of the light source based on the maximum value of the second detection signal.

また、請求項９の発明は、請求項８に記載の熱処理装置において、(l) 前記導出部に導出された光を分岐する分岐部、をさらに備え、前記第１検出部が、前記導出部により導出されて前記分岐部により分岐された一方の光を受光し、前記第２検出部が、前記導出部により導出されて前記分岐部により分岐された他方の光を受光することを特徴とする。
また、請求項１０の発明は、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の熱処理装置において、前記第１信号保持部は、入力された電圧の最大値を保持するとともに、前記最大値に対応する電圧を出力するピークホールド回路、を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 9 is the heat treatment apparatus according to claim 8, further comprising: (l) a branching unit that branches the light guided to the deriving unit, wherein the first detection unit includes the deriving unit And the second detector receives the other light that is derived by the derivation unit and branched by the branch unit. .
The invention of claim 10 is the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the first signal holding unit holds the maximum value of the input voltage and sets the maximum value to the maximum value. A peak hold circuit for outputting a corresponding voltage.

請求項１ないし請求項８に記載の発明によれば、光源から出射される閃光のうち、閃光による加熱時に基板から熱放射される波長領域の光は、遮断部により遮断され、熱処理室内に到達しない。すなわち、閃光による加熱時において、導出部には、遮断部を透過した光と、熱処理装置内で熱放射された光と、が到達する。また、第１検出部は、加熱時に基板から熱放射される波長領域の光を検出する。これにより、閃光による加熱時において、第１検出部は、熱処理装置内で熱放射された光を検出することができる。また、第１信号保持部は、第１検出信号の最大値を取得することができる。 According to the first to eighth aspects of the present invention, of the flash light emitted from the light source, the light in the wavelength region thermally radiated from the substrate when heated by the flash light is blocked by the blocking portion and reaches the heat treatment chamber. do not do. That is, at the time of heating by flashlight, the light transmitted through the blocking unit and the light thermally radiated in the heat treatment apparatus reach the lead-out unit. The first detection unit detects light in a wavelength region that is thermally radiated from the substrate during heating. Thereby, the 1st detection part can detect the light thermally radiated within the heat processing apparatus at the time of the heating by a flashlight. Further, the first signal holding unit can acquire the maximum value of the first detection signal.

このように、瞬間的にひらめく閃光に応じて熱放射された光から、この光の光量を反映した第１検出信号を良好に取得できる。そのため、加熱された基板温度を良好に演算することができる。 As described above, the first detection signal reflecting the light quantity of the light can be favorably acquired from the light thermally emitted in response to the flashing light instantaneously. Therefore, the heated substrate temperature can be calculated satisfactorily.

特に、請求項２に記載の発明によれば、導出部の受光部は、基板付近に配置されており、基板から熱放射された光を良好に受光することができる。そのため、閃光による加熱時において、熱放射に応じた第１検出信号を良好に検出することができ、加熱された基板温度を良好に演算することができる。 In particular, according to the second aspect of the present invention, the light receiving portion of the lead-out portion is disposed in the vicinity of the substrate, and can well receive light thermally radiated from the substrate. Therefore, at the time of heating by flash light, the first detection signal corresponding to the heat radiation can be detected satisfactorily, and the heated substrate temperature can be calculated satisfactorily.

特に、請求項３および請求項４に記載の発明によれば、受光部および受光窓は、光源側から照射された閃光を遮ることなく、熱処理室内の光を受光することができる。そのため、閃光による基板加熱に影響を与えることなく、加熱された基板の温度を演算することができる。 In particular, according to the third and fourth aspects of the present invention, the light receiving section and the light receiving window can receive light in the heat treatment chamber without blocking the flash light irradiated from the light source side. Therefore, the temperature of the heated substrate can be calculated without affecting the substrate heating due to the flash.

特に、請求項５に記載の発明によれば、合成石英により形成されている。これにより、適切な合成石英を選択することによって、所望の波長範囲となる光の遮断を容易に実現することができる。そのため、閃光による加熱時において、基板の熱放射に応じた第１検出信号をさらに良好に検出することができ、加熱された基板の温度をさらに正確に演算することができる。 In particular, according to the fifth aspect of the present invention, it is formed of synthetic quartz. Thus, by selecting an appropriate synthetic quartz, it is possible to easily realize blocking of light in a desired wavelength range. Therefore, at the time of heating by flash light, the first detection signal corresponding to the thermal radiation of the substrate can be detected more satisfactorily, and the temperature of the heated substrate can be calculated more accurately.

特に、請求項６に記載の発明によれば、安価なフォトダイオードにより第１検出部を構成することができる。そのため、熱処理装置の製造コストおよび保守コストを低減させることができる。 In particular, according to the sixth aspect of the present invention, the first detection unit can be configured by an inexpensive photodiode. Therefore, the manufacturing cost and maintenance cost of the heat treatment apparatus can be reduced.

特に、請求項８に記載の発明によれば、閃光の加熱時において、基板温度を演算することだけでなく、光源の発光状況を監視することもできる。そのため、閃光による基板の加熱状況をさらに的確に監視することができる。 In particular, according to the invention described in claim 8, when the flash light is heated, not only the substrate temperature is calculated but also the light emission state of the light source can be monitored. Therefore, it is possible to more accurately monitor the heating state of the substrate by flash.

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.

＜１．熱処理装置の構成＞
図１および図２は、本発明の実施の形態における熱処理装置１の構成の一例を示す側断面図であり、図１は基板Ｗの熱処理位置を、図２は基板Ｗの受け渡し位置を、それぞれ示す。ここで、熱処理装置１は、基板Ｗに極めて強い閃光を照射することによって、基板Ｗの表面を加熱する基板処理装置である。また、熱処理装置１の加熱対象となる基板Ｗは、例えば、イオン注入法により不純物が添加されたものである。添加された不純物は、この熱処理によって活性化される。 <1. Configuration of heat treatment equipment>
1 and 2 are side sectional views showing an example of the configuration of the heat treatment apparatus 1 according to the embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a heat treatment position of the substrate W, and FIG. 2 shows a delivery position of the substrate W, respectively. Show. Here, the heat treatment apparatus 1 is a substrate processing apparatus that heats the surface of the substrate W by irradiating the substrate W with extremely strong flash light. In addition, the substrate W to be heated by the heat treatment apparatus 1 is one to which impurities are added by, for example, an ion implantation method. The added impurities are activated by this heat treatment.

図１および図２に示すように、熱処理装置１は、主として、光照射部５と、チャンバー６と、基板保持部７と、導出部８０と、制御部９０と、を備えている。なお、図１および以降の図には、方向関係を明確にすべく、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系が付されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the heat treatment apparatus 1 mainly includes a light irradiation unit 5, a chamber 6, a substrate holding unit 7, a lead-out unit 80, and a control unit 90. In FIG. 1 and the subsequent figures, an XYZ orthogonal coordinate system in which the Z-axis direction is the vertical direction and the XY plane is the horizontal plane is attached to clarify the directional relationship.

光照射部５は、チャンバー６の上部に設けられており、基板保持部７側に閃光を出射する光源として使用される。図１および図２に示すように、光照射部５は、主として、複数（本実施の形態においては３０本）のフラッシュランプ６９と、リフレクタ５２と、を有している。 The light irradiation unit 5 is provided in the upper part of the chamber 6 and is used as a light source that emits flash light toward the substrate holding unit 7 side. As shown in FIGS. 1 and 2, the light irradiation unit 5 mainly has a plurality of (30 in the present embodiment) flash lamps 69 and a reflector 52.

各フラッシュランプ６９は、長尺円筒状のランプである。図１および図２に示すように、各フラッシュランプ６９は、その長手方向が基板保持部７に保持される基板Ｗの主面と略平行となるように配列されている。また、各フラッシュランプ６９は、その両端に印加された電圧に応じたエネルギー（閃光エネルギー）を有する閃光（フラッシュ光）を出射する。 Each flash lamp 69 is a long cylindrical lamp. As shown in FIGS. 1 and 2, the flash lamps 69 are arranged so that the longitudinal direction thereof is substantially parallel to the main surface of the substrate W held by the substrate holding unit 7. Each flash lamp 69 emits flash light (flash light) having energy (flash energy) corresponding to the voltage applied to both ends thereof.

ここで、光照射部５からチャンバー６内の基板Ｗに閃光が照射されると、基板Ｗの表面温度は、瞬間的に１０００℃ないし１１００℃程度の熱処理温度Ｔ２まで急速に上昇し、基板Ｗに添加された不純物が活性化する。そして、熱処理温度Ｔ２まで急速に昇温した基板Ｗの表面温度は、その後、急速に下降する。そのため、熱処理装置１による熱処理では、閃光による熱処理後、基板Ｗに添加された不純物が熱拡散し、基板Ｗ中の不純物のプロファイルが「なまる」ことを抑制することができる。 Here, when flash light is irradiated from the light irradiation unit 5 to the substrate W in the chamber 6, the surface temperature of the substrate W instantaneously increases rapidly to a heat treatment temperature T 2 of about 1000 ° C. to 1100 ° C. The impurities added to the are activated. Then, the surface temperature of the substrate W that has been rapidly heated to the heat treatment temperature T2 then rapidly decreases. Therefore, in the heat treatment by the heat treatment apparatus 1, it is possible to prevent the impurity added to the substrate W from being thermally diffused after the heat treatment by flash light, and the “profile” of the impurity in the substrate W can be suppressed.

リフレクタ５２は、複数のフラッシュランプ６９の上方に配置されており、各フラッシュランプ６９の全体を覆うように設けられている。また、リフレクタ５２の表面は、ブラスト処理により粗面化加工が施されており、梨地模様を呈している。これにより、各フラッシュランプ６９からリフレクタ５２側に出射した閃光は、リフレクタ５２で拡散反射される。 The reflector 52 is disposed above the plurality of flash lamps 69 and is provided so as to cover the entire flash lamps 69. In addition, the surface of the reflector 52 is roughened by blasting and has a satin pattern. Thereby, the flashlight emitted from each flash lamp 69 to the reflector 52 side is diffusely reflected by the reflector 52.

光拡散板５３は、図１および図２に示すように、光照射部５とチャンバー６との間に設けられており、合成石英や溶融石英等の石英ガラスにより形成されている。光拡散板５３の表面には光拡散加工が施されており、フラッシュランプ６９から出射された光は、光拡散板５３に入射して拡散される。そして、光拡散板５３を透過した光は、チャンバー６内に到達する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the light diffusion plate 53 is provided between the light irradiation unit 5 and the chamber 6 and is made of quartz glass such as synthetic quartz or fused quartz. The surface of the light diffusion plate 53 is subjected to light diffusion processing, and light emitted from the flash lamp 69 is incident on the light diffusion plate 53 and diffused. Then, the light transmitted through the light diffusion plate 53 reaches the chamber 6.

ここで、溶融石英とは水晶の粉を溶融させて作製された石英ガラスであり、合成石英とは化学的に調合された粉末より作製されたものである。また、本実施の形態で使用される溶融石英や合成石英等の石英ガラスとしては、閃光のうち一定範囲の波長となる光を透過するものが使用されており、これら石英ガラスは、波長について一定の不透過範囲を有している。より具体的には、これら石英ガラスとしては、閃光による加熱時に基板Ｗから熱放射される波長領域（すなわち、赤外領域：２．１μｍ〜４．５μｍ（好ましくは、２．２μｍ〜２．４μｍ）の光を遮断するものが使用されている。 Here, fused quartz is quartz glass produced by melting quartz powder, and synthetic quartz is produced from chemically prepared powder. In addition, as quartz glass such as fused silica and synthetic quartz used in the present embodiment, those which transmit light having a wavelength in a certain range among flashes are used. The non-transparent range. More specifically, the quartz glass includes a wavelength region (that is, infrared region: 2.1 μm to 4.5 μm (preferably 2.2 μm to 2.4 μm) that is thermally radiated from the substrate W when heated by flash light. ) That blocks light.

このように、光拡散板５３は、近赤外領域の光を遮断する遮断部として機能する。また、適切な合成石英を選択することによって、所望の波長範囲となる光の遮断を容易に実現することができる。 Thus, the light diffusion plate 53 functions as a blocking unit that blocks light in the near infrared region. Further, by selecting an appropriate synthetic quartz, it is possible to easily realize blocking of light having a desired wavelength range.

なお、本実施の形態において、光とは、可視光線だけでなく、赤外線（波長が可視光線より長くマイクロ波より短い電磁波）および紫外線（波長が可視光線よりも短くＸ線より長い電磁波）も含むものとする。 Note that in this embodiment, light includes not only visible light but also infrared light (electromagnetic wave having a wavelength longer than visible light and shorter than microwaves) and ultraviolet light (electromagnetic wave having a wavelength shorter than visible light and longer than X-rays). Shall be.

チャンバー６は、略円筒形状を有する熱処理室である。チャンバー６の内部空間（熱処理空間６５）には、熱処理対象となる基板Ｗが収納可能とされている。図１および図２に示すように、チャンバー６は、透光板６１を有している。 The chamber 6 is a heat treatment chamber having a substantially cylindrical shape. In the internal space (heat treatment space 65) of the chamber 6, a substrate W to be heat treated can be stored. As shown in FIGS. 1 and 2, the chamber 6 has a translucent plate 61.

透光板６１は、例えば、石英等により形成された円盤体であり、図１および図２に示すように、光照射部５の下方であって、チャンバー６上部の開口６０に設けられている。また、透光板６１と光拡散板５３との間には、所定の間隙が設けられている。光照射部５から出射された光は、透光板６１を透過して窒素ガス（不活性ガス）雰囲気とされた熱処理空間６５に到達し、基板Ｗに照射される。 The translucent plate 61 is, for example, a disc formed of quartz or the like, and is provided in the opening 60 above the chamber 6 below the light irradiation unit 5 as shown in FIGS. 1 and 2. . A predetermined gap is provided between the light transmitting plate 61 and the light diffusing plate 53. The light emitted from the light irradiation unit 5 passes through the translucent plate 61, reaches the heat treatment space 65 in the nitrogen gas (inert gas) atmosphere, and is irradiated onto the substrate W.

基板保持部７は、加熱対象となる基板Ｗを保持するとともに、熱処理位置（図１参照）と受け渡し位置（図２参照）との間で基板Ｗを昇降させる。図１および図２に示すように、基板保持部７は、主として、ホットプレート７１と、サセプタ７２と、ピン７５と、を有している。 The substrate holding unit 7 holds the substrate W to be heated and moves the substrate W up and down between a heat treatment position (see FIG. 1) and a delivery position (see FIG. 2). As shown in FIGS. 1 and 2, the substrate holder 7 mainly includes a hot plate 71, a susceptor 72, and pins 75.

ホットプレート７１は、光照射部５からの閃光による熱処理が施される前の時点において、基板を予備加熱する。図１および図２に示すように、ホットプレート７１の上面（基板Ｗ側の面）は、サセプタ７２の下面と密着して設けられている。 The hot plate 71 preheats the substrate before the heat treatment by the flash from the light irradiation unit 5 is performed. As shown in FIGS. 1 and 2, the upper surface (surface on the substrate W side) of the hot plate 71 is provided in close contact with the lower surface of the susceptor 72.

これにより、ホットプレート７１は、基板保持部７に保持された基板Ｗを、不純物の拡散温度より低い予備加熱温度Ｔ１まで昇温させることができる。そして、予備加熱された基板Ｗの表面温度は、フラッシュランプ６９からの閃光によって、熱処理温度Ｔ２（＞Ｔ１）まで速やかに上昇する。 Thereby, the hot plate 71 can raise the temperature of the substrate W held by the substrate holding unit 7 to the preheating temperature T1 lower than the impurity diffusion temperature. Then, the surface temperature of the preheated substrate W quickly rises to the heat treatment temperature T2 (> T1) by the flash light from the flash lamp 69.

サセプタ７２は、石英（あるいは、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）等であっても良い）により形成されており、光照射部５による熱処理時において基板Ｗを保持する。図１および図２に示すように、サセプタ７２の上部周縁付近には、基板Ｗの位置ズレを防止するピン７５が設けられている。 The susceptor 72 is made of quartz (or aluminum nitride (AIN) or the like), and holds the substrate W during the heat treatment by the light irradiation unit 5. As shown in FIGS. 1 and 2, a pin 75 that prevents the displacement of the substrate W is provided near the upper periphery of the susceptor 72.

ここで、図１および図２に示すように、チャンバー６の底部６２には、複数の支持ピン７０が固定されている。各支持ピン７０は、例えば石英によって形成された棒状体であり、略垂直方向（Ｚ軸方向）に立設されている。また、基板保持部７には複数の貫通孔７７が設けられており、各貫通孔７７には対応する支持ピン７０が挿通可能とされている。 Here, as shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of support pins 70 are fixed to the bottom 62 of the chamber 6. Each support pin 70 is a rod-shaped body made of, for example, quartz, and is erected in a substantially vertical direction (Z-axis direction). The substrate holding part 7 is provided with a plurality of through holes 77, and the corresponding support pins 70 can be inserted into the through holes 77.

また、基板保持部７の下部には、略円筒状のシャフト４１が接続されている。さらに、シャフト４１、およびこれに固定された基板保持部７は、昇降部４２によってＺ軸方向に昇降可能とされている。 A substantially cylindrical shaft 41 is connected to the lower part of the substrate holding part 7. Further, the shaft 41 and the substrate holder 7 fixed to the shaft 41 can be lifted and lowered in the Z-axis direction by the lift 42.

したがって、ゲートバルブ１８５が開放されて、チャンバー６内に基板Ｗが搬入されると、基板Ｗは、受け渡し位置にて各支持ピン７０に支持される（図２参照）。続いて、基板Ｗが各支持ピン７０に受け渡された後に、基板保持部７が昇降させられると、各支持ピン７０に支持された基板Ｗは、基板保持部７のサセプタ７２に受け渡される。そして、さらに基板保持部７が昇降させられると、基板Ｗは、熱処理位置まで移動させられる（図１参照）。一方、熱処理が完了すると、熱処理位置の基板Ｗは下降させられる。そして、基板Ｗは、受け渡し位置付近でサセプタ７２から離隔され、各支持ピン７０に受け渡される。 Therefore, when the gate valve 185 is opened and the substrate W is loaded into the chamber 6, the substrate W is supported by the support pins 70 at the delivery position (see FIG. 2). Subsequently, after the substrate W is delivered to each support pin 70, when the substrate holding unit 7 is moved up and down, the substrate W supported by each support pin 70 is delivered to the susceptor 72 of the substrate holding unit 7. . When the substrate holding unit 7 is further moved up and down, the substrate W is moved to the heat treatment position (see FIG. 1). On the other hand, when the heat treatment is completed, the substrate W at the heat treatment position is lowered. Then, the substrate W is separated from the susceptor 72 in the vicinity of the delivery position and delivered to each support pin 70.

図３は、導出部８０付近の構成の一例を示す側断面図である。導出部８０は、チャンバー６内（熱処理空間６５）に設けられており、チャンバー６内の光をチャンバー６外に導出する。図３に示すように、導出部８０は、主として、導出ロッド８１と、接続部８４と、を有している。 FIG. 3 is a side sectional view showing an example of the configuration in the vicinity of the derivation unit 80. The deriving unit 80 is provided in the chamber 6 (heat treatment space 65), and guides the light in the chamber 6 out of the chamber 6. As shown in FIG. 3, the lead-out portion 80 mainly has a lead-out rod 81 and a connection portion 84.

導出ロッド８１は、石英ガラス等の耐熱部材で形成された棒状体である。図３に示すように、導出ロッド８１は、チャンバー６の内壁６ａ側と外壁６ｂ側とを貫通する貫通孔８２に挿通されている。また、導出ロッド８１は、その先端部８１ａが基板保持部７に保持された基板Ｗの上方に位置し、基端部８１ｂが接続部８４側となるように、チャンバー６に対して固定されている。 The lead-out rod 81 is a rod-shaped body formed of a heat-resistant member such as quartz glass. As shown in FIG. 3, the lead-out rod 81 is inserted through a through hole 82 that penetrates the inner wall 6 a side and the outer wall 6 b side of the chamber 6. In addition, the lead-out rod 81 is fixed to the chamber 6 so that the distal end portion 81a is located above the substrate W held by the substrate holding portion 7 and the proximal end portion 81b is on the connection portion 84 side. Yes.

したがって、導出ロッド８１は、基板保持部７に保持された基板Ｗの主面に沿った方向に伸びることになる。また、基板Ｗが熱処理位置（図１参照）に配置されると、導出部８０の先端部８１ａは、基板保持部７に保持された基板Ｗの付近に配置されることになる（図３参照）。すなわち、先端部８１ａは、基板Ｗの熱処理時において、基板保持部７に保持された基板Ｗの主面に沿った方向から見て、基板Ｗの外方側に設けられることになる。さらに、導出ロッド８１の先端部８１ａは、チャンバー６内の光を受光する受光部としての機能を有している。先端部８１ａで受光された光は、導出ロッド８１の胴部を介して基端部８１ｂに導かれる。 Therefore, the lead-out rod 81 extends in a direction along the main surface of the substrate W held by the substrate holding part 7. Further, when the substrate W is disposed at the heat treatment position (see FIG. 1), the leading end portion 81a of the lead-out portion 80 is disposed in the vicinity of the substrate W held by the substrate holding portion 7 (see FIG. 3). ). That is, the tip portion 81 a is provided on the outer side of the substrate W when viewed from the direction along the main surface of the substrate W held by the substrate holding portion 7 during the heat treatment of the substrate W. Furthermore, the distal end portion 81 a of the lead-out rod 81 has a function as a light receiving portion that receives light in the chamber 6. The light received by the distal end portion 81 a is guided to the proximal end portion 81 b through the trunk portion of the lead-out rod 81.

接続部８４は、図３に示すように、チャンバー６の外壁６ｂ側に取り付けられている。接続部８４は、その一端部が導出ロッド８１の基端部８１ｂと、他端部が光ファイバー８６と、それぞれ光学的に接続されている。したがって、接続部８４は、導出ロッド８１により導かれた光を光ファイバー８６に中継する。そして、光ファイバー８６に導入された光は、図１および図２に示すように、分岐部８７で二分岐され、対応する検出部８８（８８ａ、８８ｂ）に到達する。 As shown in FIG. 3, the connecting portion 84 is attached to the outer wall 6 b side of the chamber 6. One end of the connecting portion 84 is optically connected to the base end portion 81 b of the lead-out rod 81 and the other end is optically connected to the optical fiber 86. Accordingly, the connecting portion 84 relays the light guided by the lead-out rod 81 to the optical fiber 86. Then, as shown in FIGS. 1 and 2, the light introduced into the optical fiber 86 is bifurcated by the branching unit 87 and reaches the corresponding detection units 88 (88a, 88b).

近赤外光検出部８８ａおよび可視光検出部８８ｂは、例えばフォトダイオードにより構成されている。例えば、近赤外光検出部８８ａとしては、近赤外領域の光が受光されると、この受光した光量に比例した電流を発生させるフォトダイオードが採用されている。一方、可視光検出部８８ｂとしては、可視光領域の光が受光されると、この受光した光量に比例した電流を発生させるフォトダイオードが採用されている。 The near-infrared light detection unit 88a and the visible light detection unit 88b are configured by, for example, a photodiode. For example, the near-infrared light detector 88a employs a photodiode that generates a current proportional to the amount of light received when light in the near-infrared region is received. On the other hand, the visible light detector 88b employs a photodiode that generates a current proportional to the amount of light received when light in the visible light region is received.

このように、本実施の形態では、近赤外光検出部８８ａおよび可視光検出部８８ｂは、安価なフォトダイオードにより構成されている。そのため、熱処理装置１の製造コストおよび保守コストを低減させることができる。 Thus, in this Embodiment, the near-infrared light detection part 88a and the visible light detection part 88b are comprised by the cheap photodiode. Therefore, the manufacturing cost and maintenance cost of the heat treatment apparatus 1 can be reduced.

また、図１および図２に示すように、近赤外光検出部８８ａ（第１検出部）は、接続部８４、光ファイバー８６、および分岐ファイバー８６ａを介して、導出部８０と光学的に接続されている。一方、可視光検出部８８ｂ（第２検出部）は、光ファイバー８６、分岐部８７、および分岐ファイバー８６ｂを介して、導出部８０と光学的に接続されている。 Also, as shown in FIGS. 1 and 2, the near-infrared light detection unit 88a (first detection unit) is optically connected to the lead-out unit 80 via the connection unit 84, the optical fiber 86, and the branch fiber 86a. Has been. On the other hand, the visible light detection unit 88b (second detection unit) is optically connected to the derivation unit 80 via the optical fiber 86, the branching unit 87, and the branching fiber 86b.

したがって、近赤外光検出部８８ａでは、チャンバー６内から導出された光のうち近赤外領域の光に応じた第１検出信号ＳＧ１（電流）が検出される。一方、可視光検出部８８ｂでは、チャンバー６内から導出された光のうち可視光領域の光に応じた第２検出信号ＳＧ２（電流）が検出される。そして、検出された第１および第２検出信号ＳＧ１、ＳＧ２は、制御部９０に入力される。 Therefore, the near-infrared light detector 88a detects the first detection signal SG1 (current) corresponding to the light in the near-infrared region among the light derived from the chamber 6. On the other hand, the visible light detector 88b detects the second detection signal SG2 (current) corresponding to the light in the visible light region out of the light derived from the chamber 6. The detected first and second detection signals SG1 and SG2 are input to the control unit 90.

制御部９０は、熱処理装置１の各構成要素の動作制御（例えば、光照射部５による閃光の照射制御や、昇降部４２による基板保持部７の昇降制御等）、およびデータ処理またはデータ演算（例えば、熱処理時における基板Ｗの温度演算等）を実現する。なお、制御部９０の詳細については、後述する。 The control unit 90 controls the operation of each component of the heat treatment apparatus 1 (for example, flash irradiation control by the light irradiation unit 5 and elevation control of the substrate holding unit 7 by the elevation unit 42) and data processing or data computation ( For example, the temperature calculation of the substrate W during the heat treatment is realized. Details of the control unit 90 will be described later.

＜２．制御部の機能構成＞
図４は、制御部９０の機能構成を説明するためのブロック図である。図５は、第１および第２信号保持部３１、３２の構成の一例を示す回路図である。図４に示すように、制御部９０は、主として、第１および第２信号保持部３１、３２と、ＲＡＭ９１と、ＲＯＭ９２と、ＣＰＵ９３と、を有している。 <2. Functional configuration of control unit>
FIG. 4 is a block diagram for explaining a functional configuration of the control unit 90. FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the first and second signal holding units 31 and 32. As shown in FIG. 4, the control unit 90 mainly includes first and second signal holding units 31 and 32, a RAM 91, a ROM 92, and a CPU 93.

第１および第２信号保持部３１、３２は、それぞれ近赤外光検出部８８ａ、可視光検出部８８ｂから出力された第１および第２検出信号ＳＧ１、ＳＧ２の最大値を保持する。なお、第１および第２信号保持部３１、３２は、電気的に接続されている検出部８８ａ、８８ｂが相違する点を除いては、同様なハードウェア構成を有している。そこで、以下では、第１信号保持部３１についてのみ説明する。 The first and second signal holding units 31 and 32 hold the maximum values of the first and second detection signals SG1 and SG2 output from the near infrared light detection unit 88a and the visible light detection unit 88b, respectively. The first and second signal holding units 31 and 32 have the same hardware configuration except that the detection units 88a and 88b that are electrically connected are different. Therefore, only the first signal holding unit 31 will be described below.

第１信号保持部３１は、近赤外光検出部８８ａから入力された第１検出信号ＳＧ１の最大値を保持し、温度演算部９３ａに出力する。図５に示すように、第１信号保持部３１は、主として、電流電圧変換回路３４と、反転増幅回路３６と、ピークホールド回路３８と、を有している。 The first signal holding unit 31 holds the maximum value of the first detection signal SG1 input from the near infrared light detection unit 88a and outputs the maximum value to the temperature calculation unit 93a. As shown in FIG. 5, the first signal holding unit 31 mainly includes a current-voltage conversion circuit 34, an inverting amplification circuit 36, and a peak hold circuit 38.

電流電圧変換回路３４は、入力された電流を電圧に変換して出力する。図５に示すように、オペアンプ３４ａのマイナス入力側と出力側との間には抵抗３４ｂが配置されるとともに、オペアンプ３４ａのプラス入力側は接地されている。また、オペアンプ３４ａのマイナス入力側および出力側は、それぞれ電流電圧変換回路３４の入力端子３４ｃおよび出力端子３４ｄと接続されている。さらに、図５に示すように、近赤外光検出部８８ａの一端は電流電圧変換回路３４の入力端子３４ｃと接続されており、他端は接地されている。したがって、電流電圧変換回路３４は、出力信号として、近赤外光検出部８８ａで発生した電流に応じた電圧を出力する。 The current-voltage conversion circuit 34 converts the input current into a voltage and outputs the voltage. As shown in FIG. 5, a resistor 34b is disposed between the negative input side and the output side of the operational amplifier 34a, and the positive input side of the operational amplifier 34a is grounded. Further, the negative input side and the output side of the operational amplifier 34a are connected to the input terminal 34c and the output terminal 34d of the current-voltage conversion circuit 34, respectively. Furthermore, as shown in FIG. 5, one end of the near-infrared light detection unit 88a is connected to the input terminal 34c of the current-voltage conversion circuit 34, and the other end is grounded. Therefore, the current-voltage conversion circuit 34 outputs a voltage corresponding to the current generated by the near-infrared light detection unit 88a as an output signal.

なお、近赤外光検出部８８ａで生ずる電流は接地側に流れるとともに、オペアンプ３４ａのプラスおよびマイナス入力側はイマジナリショートされている。そのため、電流電圧変換回路３４の出力端子３４ｄから出力される電圧は負値となる。 The current generated in the near-infrared light detection unit 88a flows to the ground side, and the positive and negative input sides of the operational amplifier 34a are imaginarily short-circuited. Therefore, the voltage output from the output terminal 34d of the current-voltage conversion circuit 34 is a negative value.

反転増幅回路３６は、主として、オペアンプ３６ａと、２つの抵抗３６ｂ、３６ｃと、を有している。反転増幅回路３６は、電流電圧変換回路３４から入力される電圧について、極性を反転させつつ、抵抗３６ｂ、３６ｃの抵抗値に応じた増幅率で増幅する。図５に示すように、オペアンプ３６ａの出力側とマイナス入力側との間には抵抗３６ｂが配置されている。また、オペアンプ３６ａのプラス入力側は接地されている。さらに、オペアンプ３６ａのマイナス入力側と反転増幅回路３６の入力端子３６ｄとの間には抵抗３６ｃが配置されている。したがって、反転増幅回路３６に入力された電圧は、極性が負から正に反転させれるとともに増幅されて、出力端子３６ｅから出力される。 The inverting amplifier circuit 36 mainly includes an operational amplifier 36a and two resistors 36b and 36c. The inverting amplifier circuit 36 amplifies the voltage input from the current-voltage conversion circuit 34 at an amplification factor according to the resistance values of the resistors 36b and 36c while inverting the polarity. As shown in FIG. 5, a resistor 36b is disposed between the output side and the negative input side of the operational amplifier 36a. The positive input side of the operational amplifier 36a is grounded. Further, a resistor 36 c is disposed between the negative input side of the operational amplifier 36 a and the input terminal 36 d of the inverting amplifier circuit 36. Therefore, the voltage input to the inverting amplifier circuit 36 is inverted from the negative polarity to the positive polarity, amplified, and output from the output terminal 36e.

ピークホールド回路３８は、反転増幅回路３６から入力された電圧の最大値を保持するとともに、この最大値に対応する電圧をＡ／Ｄ変換部３９に出力する。図５に示すように、ピークホールド回路３８は、主として、２つのオペアンプ３８ａ、３８ｂと、２つのダイオード３８ｃ、３８ｄと、コンデンサ３８ｅと、を有している。 The peak hold circuit 38 holds the maximum value of the voltage input from the inverting amplifier circuit 36 and outputs a voltage corresponding to the maximum value to the A / D converter 39. As shown in FIG. 5, the peak hold circuit 38 mainly includes two operational amplifiers 38a and 38b, two diodes 38c and 38d, and a capacitor 38e.

オペアンプ３８ａは、入力端子３８ｋを介してプラス入力側に入力される電圧値と、マイナス入力側に入力される電圧値と、を比較するために使用される。一方、オペアンプ３８ｂは、出力側とマイナス入力側とが接続されており、ボルテージフォロワとして動作する。 The operational amplifier 38a is used to compare the voltage value input to the positive input side via the input terminal 38k and the voltage value input to the negative input side. On the other hand, the operational amplifier 38b is connected to the output side and the negative input side and operates as a voltage follower.

例えば、反転増幅回路３６からの入力電圧の電圧値（プラス入力側）が、オペアンプ３８ａのマイナス入力側の電圧値より大きい場合には、オペアンプ３８ａの出力が正の電圧値となり、ダイオード３８ｃが導通状態となる。その結果、ダイオード３８ｃを介してコンデンサ３８ｅに電流が流れ、コンデンサ３８ｅに電荷が蓄積される。 For example, when the voltage value (positive input side) of the input voltage from the inverting amplifier circuit 36 is larger than the voltage value on the negative input side of the operational amplifier 38a, the output of the operational amplifier 38a becomes a positive voltage value, and the diode 38c becomes conductive. It becomes a state. As a result, a current flows through the capacitor 38e via the diode 38c, and charges are accumulated in the capacitor 38e.

そして、オペアンプ３８ｂの出力側からオペアンプ３８ａのマイナス入力側には、コンデンサ３８ｅに蓄積された電荷量に応じた電圧（ピークホールド回路３８の出力電圧）が入力される。また、オペアンプ３８ｂの出力は、出力端子３８ｍを介してＡ／Ｄ変換部３９に入力される。 A voltage corresponding to the amount of charge accumulated in the capacitor 38e (output voltage of the peak hold circuit 38) is input from the output side of the operational amplifier 38b to the negative input side of the operational amplifier 38a. The output of the operational amplifier 38b is input to the A / D converter 39 through the output terminal 38m.

一方、反転増幅回路３６からの入力電圧の電圧値がコンデンサ３８ｅの電圧値以下となり、反転増幅回路３６からの入力電圧の電圧値（プラス入力側）が、オペアンプ３８ａのマイナス入力側の電圧値以下となる場合には、ダイオード３８ｄが導通状態となる。これにより、オペアンプ３８ａの出力値は、ダイオード３８ｄの順方向電圧降下分をコンデンサ３８ｅの電圧値から減じたものとなり、ダイオード３８ｃは非導通状態となる。そのため、コンデンサ３８ｅには電流が流れず、コンデンサ３８ｅの両端の電圧値は変化しない。その結果、オペアンプ３８ｂの出力は、すでにコンデンサ３８ｅに蓄積された電荷量に応じた電圧値となる。 On the other hand, the voltage value of the input voltage from the inverting amplifier circuit 36 is less than or equal to the voltage value of the capacitor 38e, and the voltage value (plus input side) of the input voltage from the inverting amplifier circuit 36 is less than or equal to the voltage value on the minus input side of the operational amplifier 38a. In this case, the diode 38d becomes conductive. As a result, the output value of the operational amplifier 38a is obtained by subtracting the forward voltage drop of the diode 38d from the voltage value of the capacitor 38e, and the diode 38c becomes non-conductive. Therefore, no current flows through the capacitor 38e, and the voltage value across the capacitor 38e does not change. As a result, the output of the operational amplifier 38b becomes a voltage value corresponding to the amount of charge already accumulated in the capacitor 38e.

なお、トランジスタ３８ｆは、コンデンサ３８ｅの放電用に使用される。すなわち、リセット端子３８ｊからリセット信号がトランジスタ３８ｆのベースに入力され、トランジスタ３８ｆのエミッタ−コレクタ間が導通状態となると、コンデンサ３８ｅに蓄積された電荷は、接地側に流れ込み、コンデンサ３８ｅの両端の電圧値は「０」になる。 The transistor 38f is used for discharging the capacitor 38e. That is, when a reset signal is input from the reset terminal 38j to the base of the transistor 38f and the emitter-collector of the transistor 38f becomes conductive, the charge accumulated in the capacitor 38e flows to the ground side, and the voltage across the capacitor 38e. The value is “0”.

Ａ／Ｄ変換部３９は、ピークホールド回路３８から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。そして、Ａ／Ｄ変換部３９の出力端子３９ａから出力されるデジタル信号は、信号線９６を介してＣＰＵ９３に入力される。 The A / D converter 39 converts the analog signal input from the peak hold circuit 38 into a digital signal. The digital signal output from the output terminal 39 a of the A / D conversion unit 39 is input to the CPU 93 via the signal line 96.

図４に戻って、ＲＡＭ（Random Access Memory）９１は、揮発性の記憶部であり、例えばＣＰＵ９３の演算で使用されるデータが格納される。ＲＯＭ９２は、不揮発性の記憶部であり、例えばプログラム９２ａが格納される。 Returning to FIG. 4, a RAM (Random Access Memory) 91 is a volatile storage unit, and stores data used in the calculation of the CPU 93, for example. The ROM 92 is a nonvolatile storage unit and stores, for example, a program 92a.

ＣＰＵ９３は、ＲＯＭ９２のプログラム９２ａに従った制御やデータ演算を実行する。例えば、図４中において、ＣＰＵ９３内に記載されている各演算部（温度演算部９３ａおよび監視部９３ｂ）は、プログラム９２ａ（ソフトウェア）に従って実現される。 The CPU 93 executes control and data calculation according to the program 92a of the ROM 92. For example, in FIG. 4, each calculating part (temperature calculating part 93a and monitoring part 93b) described in CPU93 is implement | achieved according to the program 92a (software).

温度演算部９３ａは、基板Ｗを加熱するために光照射部５から基板保持部７側（すなわち、熱処理空間６５）に向けて閃光が出射される場合に、第１信号保持部３１で保持される第１検出信号ＳＧ１の最大値（より具体的には、第１信号保持部３１で電流から電圧に変換され、デジタル化された信号の最大値）に基づいて、加熱された基板Ｗの温度を演算する。なお、フラッシュ加熱時の基板Ｗの温度は、例えば、予め実験等により求められた光量（言い換えると、第１検出信号ＳＧ１の最大値）と温度との関係から、演算してもよい。 The temperature calculation unit 93a is held by the first signal holding unit 31 when flash light is emitted from the light irradiation unit 5 toward the substrate holding unit 7 side (that is, the heat treatment space 65) in order to heat the substrate W. The temperature of the heated substrate W based on the maximum value of the first detection signal SG1 (more specifically, the maximum value of the signal converted from current to voltage by the first signal holding unit 31 and digitized). Is calculated. Note that the temperature of the substrate W at the time of flash heating may be calculated from the relationship between the amount of light (in other words, the maximum value of the first detection signal SG1) obtained in advance through experiments or the like and the temperature, for example.

ここで、上述のように、光照射部５と基板保持部７との間に配置されている光拡散板５３は、閃光のうち、加熱時に基板Ｗから熱放射される近赤外領域の光を遮断する。すなわち、閃光による加熱時において、導出部８０には、光拡散板５３（遮断部）を透過した光と、チャンバー６内で熱放射された光と、が到達する。 Here, as described above, the light diffusing plate 53 disposed between the light irradiation unit 5 and the substrate holding unit 7 is light in the near infrared region that is radiated from the substrate W during heating among the flashlight. Shut off. That is, at the time of heating by flashlight, the light transmitted through the light diffusion plate 53 (blocking unit) and the light thermally radiated in the chamber 6 reach the lead-out unit 80.

これにより、閃光による加熱時において、近赤外光検出部８８ａは、主として、加熱時に基板Ｗから熱放射された光を検出することができる。また、第１信号保持部３１は、第１検出信号ＳＧ１の最大値を取得することができる。すなわち、近赤外光検出部８８ａおよび第１信号保持部３１が使用されることによって、瞬間的にひらめく閃光に応じて熱放射された光から、この光の光量に応じた第１検出信号ＳＧ１が良好に取得される。そのため、第１検出信号ＳＧ１の最大値に基づいた温度演算を実行する温度演算部９３ａは、加熱された基板Ｗの温度を良好に求めることができる。 Thereby, the near-infrared-light detection part 88a can mainly detect the light thermally radiated from the board | substrate W at the time of the heating by flash light. Further, the first signal holding unit 31 can acquire the maximum value of the first detection signal SG1. That is, by using the near-infrared light detection unit 88a and the first signal holding unit 31, the first detection signal SG1 corresponding to the amount of light emitted from the light thermally emitted according to the flashing light instantaneously. Get well. Therefore, the temperature calculation unit 93a that executes the temperature calculation based on the maximum value of the first detection signal SG1 can favorably obtain the temperature of the heated substrate W.

特に、本実施の形態では、光拡散板５３として合成石英が採用されており、適切な合成石英を選択することによって、所望の波長範囲となる光の遮断を容易に実現することができる。そのため、閃光による加熱時において、近赤外光検出部８８ａは、基板Ｗの熱放射に応じた第１検出信号ＳＧ１をさらに良好に検出することができ、温度演算部９３ａは、加熱された基板Ｗの温度をさらに正確に演算することができる。 In particular, in the present embodiment, synthetic quartz is adopted as the light diffusion plate 53, and by selecting an appropriate synthetic quartz, it is possible to easily realize blocking of light in a desired wavelength range. Therefore, at the time of heating by flash light, the near-infrared light detection unit 88a can detect the first detection signal SG1 according to the thermal radiation of the substrate W more favorably, and the temperature calculation unit 93a can detect the heated substrate. The temperature of W can be calculated more accurately.

また、チャンバー６内の光を受光する導出部８０の先端部８１ａは、加熱時において基板Ｗ付近（より具体的に言うと、基板Ｗの主面に沿った方向から見て、基板Ｗの外方側）
）に配置されている。これにより、光照射部５から照射された閃光を遮ることなく、チャンバー６内の光を受光することができ、熱放射に応じた第１検出信号ＳＧ１を良好に検出することができる。そのため、閃光による基板Ｗの加熱に影響を与えることなく、加熱された基板Ｗの温度を良好に演算することができる。 In addition, the leading end portion 81a of the lead-out portion 80 that receives light in the chamber 6 is near the substrate W during heating (more specifically, when viewed from the direction along the main surface of the substrate W, Side)
). Thereby, the light in the chamber 6 can be received without blocking the flash light emitted from the light irradiation unit 5, and the first detection signal SG1 corresponding to the thermal radiation can be detected well. Therefore, the temperature of the heated substrate W can be satisfactorily calculated without affecting the heating of the substrate W by flash light.

監視部９３ｂは、光照射部５からチャンバー６内の基板保持部７に向けて閃光が出射される場合において、第２信号保持部３２で保持される第２検出信号ＳＧ２の最大値に基づいて、光照射部５の発光状況を監視する。 The monitoring unit 93b is based on the maximum value of the second detection signal SG2 held by the second signal holding unit 32 when flash light is emitted from the light irradiation unit 5 toward the substrate holding unit 7 in the chamber 6. The light emission state of the light irradiation unit 5 is monitored.

ここで、光照射部５から閃光が出射され、導出部８０で受光されると、可視光検出部８８ｂは、チャンバー６内の光のうち、可視光領域の光量に応じた第２検出信号ＳＧ２を出力する。そして、この可視光領域の光は、光照射部５側から照射された光に対応する。 Here, when flash light is emitted from the light irradiation unit 5 and received by the derivation unit 80, the visible light detection unit 88b causes the second detection signal SG2 corresponding to the amount of light in the visible light region of the light in the chamber 6. Is output. And the light of this visible light area | region respond | corresponds to the light irradiated from the light irradiation part 5 side.

このように、第２信号保持部３２は、可視光検出部８８ｂから出力される第２検出信号ＳＧ２の最大値を取得することができる。すなわち、可視光検出部８８ｂおよび第２信号保持部３２が使用されることによって、瞬間的にひらめく閃光の光量に応じた第２検出信号ＳＧ２を良好に取得することができる。そのため、監視部９３ｂは、光照射部５の発光状況を良好に判定することができ、光照射部５の発光状況を的確に監視することができる。 Thus, the second signal holding unit 32 can acquire the maximum value of the second detection signal SG2 output from the visible light detection unit 88b. That is, by using the visible light detector 88b and the second signal holding unit 32, the second detection signal SG2 corresponding to the amount of flashing light instantaneously can be obtained favorably. Therefore, the monitoring part 93b can determine the light emission condition of the light irradiation part 5 favorably, and can monitor the light emission condition of the light irradiation part 5 exactly.

また、光照射部５の発光状況の監視は、温度演算部９３ａによる基板Ｗの温度演算とともに実行されてもよい。そのため、本実施の形態の熱処理装置１は、加熱時における基板Ｗの温度と、光照射部５の発光状況と、の両者を監視することができ、閃光による基板Ｗの加熱状況をさらに的確に監視することができる。 Further, the monitoring of the light emission state of the light irradiation unit 5 may be executed together with the temperature calculation of the substrate W by the temperature calculation unit 93a. Therefore, the heat treatment apparatus 1 of the present embodiment can monitor both the temperature of the substrate W during heating and the light emission state of the light irradiation unit 5, and more accurately the heating state of the substrate W by flashing light. Can be monitored.

＜３．本実施の形態の熱処理装置の利点＞
以上のように、本実施の形態の熱処理装置１は、光照射部５と基板保持部７との間に配置されている光拡散板５３によって、光照射部５から出射される閃光のうち、加熱時に基板Ｗから熱放射される近赤外領域の光を遮断することができる。これにより、閃光による加熱時において、熱処理装置１は、近赤外光検出部８８ａおよび第１信号保持部３１によって、加熱時に基板Ｗから熱放射された光の光量を反映した第１検出信号ＳＧ１を良好に取得することができる。そのため、熱処理装置１は、温度演算部９３ａによって、加熱された基板Ｗの温度を良好に求めることができる。 <3. Advantages of heat treatment apparatus of this embodiment>
As described above, in the heat treatment apparatus 1 according to the present embodiment, the flashlight emitted from the light irradiation unit 5 by the light diffusion plate 53 disposed between the light irradiation unit 5 and the substrate holding unit 7 is as follows. Light in the near-infrared region that is thermally radiated from the substrate W during heating can be blocked. Thereby, at the time of heating by flashlight, the heat treatment apparatus 1 uses the near-infrared light detection unit 88a and the first signal holding unit 31 to reflect the amount of light thermally radiated from the substrate W at the time of heating. Can get well. Therefore, the heat processing apparatus 1 can obtain | require the temperature of the heated board | substrate W favorably by the temperature calculating part 93a.

＜４．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。 <4. Modification>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made.

（１）本実施の形態において、加熱時の光は、導出部８０（図３参照）で受光されるものとして説明したが、導出部の形態はこれに限定されるものでない。図６は、導出部１８０付近の構成の他の例を示す側面図である。導出部１８０は、導出部８０と同様に、チャンバー６内（熱処理空間６５）に設けられており、チャンバー６内の光をチャンバー６外に導出する。図６に示すように、導出部１８０は、主として、光学系１８１と、接続部８４と、を有している。 (1) In the present embodiment, the light at the time of heating has been described as being received by the deriving unit 80 (see FIG. 3), but the form of the deriving unit is not limited to this. FIG. 6 is a side view showing another example of the configuration near the derivation unit 180. Similar to the derivation unit 80, the derivation unit 180 is provided in the chamber 6 (heat treatment space 65), and guides the light in the chamber 6 out of the chamber 6. As shown in FIG. 6, the derivation unit 180 mainly includes an optical system 181 and a connection unit 84.

光学系１８１は、チャンバー６内の光を、集光させて接続部８４側に導く。図６に示すように、光学系１８１は、主として、鏡筒１８１ａと、複数（本実施の形態では２枚）のレンズ１８１ｂ、１８１ｃと、受光窓１８１ｈと、を有している。 The optical system 181 collects the light in the chamber 6 and guides it to the connecting portion 84 side. As shown in FIG. 6, the optical system 181 mainly includes a lens barrel 181a, a plurality of (two in this embodiment) lenses 181b and 181c, and a light receiving window 181h.

鏡筒１８１ａは、略円筒体であり、光学系１８１の胴部を構成している。図６に示すように、光学系１８１は、チャンバー６の内壁６ａ側と外壁６ｂ側とを貫通する貫通孔８２に挿通されている。 The lens barrel 181a is a substantially cylindrical body and constitutes a body portion of the optical system 181. As shown in FIG. 6, the optical system 181 is inserted through a through hole 82 that penetrates the inner wall 6 a side and the outer wall 6 b side of the chamber 6.

受光窓１８１ｈは、石英ガラス等により形成された板材であり、耐熱性を有する。図６に示すように、受光窓１８１ｈは、チャンバー６の内壁６ａに設けられている。また、受光窓１８１ｈは、鏡筒１８１ａの一端側開口１８１ｅ付近に、開口１８１ｅを覆うように取り付けられている。 The light receiving window 181h is a plate material made of quartz glass or the like, and has heat resistance. As shown in FIG. 6, the light receiving window 181 h is provided on the inner wall 6 a of the chamber 6. The light receiving window 181h is attached in the vicinity of the one end side opening 181e of the lens barrel 181a so as to cover the opening 181e.

レンズ１８１ｂ、１８１ｃは、鏡筒１８１ａ内に配置されており、基板Ｗ側から受光窓１８１ｈを介して光学系１８１に入射する光を集光させる。そして、集光させられた光は、鏡筒１８１ａの他端側開口１８１ｆを経て接続部８４に到達する。 The lenses 181b and 181c are disposed in the lens barrel 181a, and condense light incident on the optical system 181 from the substrate W side via the light receiving window 181h. The condensed light reaches the connecting portion 84 through the other end side opening 181f of the lens barrel 181a.

このように、導出部１８０の受光窓１８１ｈは、チャンバー６の内壁６ａに設けられており、光照射部５側から照射された閃光を遮ることなく、チャンバー６内の光を受光することができる。そのため、閃光による基板加熱に影響を与えることなく、加熱された基板Ｗの温度が良好に求められる。 As described above, the light receiving window 181h of the derivation unit 180 is provided on the inner wall 6a of the chamber 6, and can receive light in the chamber 6 without blocking the flash light irradiated from the light irradiation unit 5 side. . For this reason, the temperature of the heated substrate W is favorably obtained without affecting the substrate heating by flash light.

なお、光学系１８１のレンズ１８１ｂ、１８１ｃは、開口１８１ｅ付近と接続部８４とが光学的にほぼ共役な配置関係となるように、鏡筒１８１ａ内に設けられてもよい。この場合、光学系１８１には、チャンバー６内の広い範囲で反射した反射光が入射することになる。そのため、さらに良好に第１検出信号ＳＧ１が検出され、さらに正確に基板Ｗの温度が演算される。 The lenses 181b and 181c of the optical system 181 may be provided in the lens barrel 181a so that the vicinity of the opening 181e and the connection portion 84 are in an optically conjugate arrangement relationship. In this case, the reflected light reflected in a wide range in the chamber 6 enters the optical system 181. Therefore, the first detection signal SG1 is detected more satisfactorily, and the temperature of the substrate W is calculated more accurately.

（２）また、本実施の形態の熱処理装置１では、１つの導出部８０（導出部１８０）により導出された閃光を、分岐部８７で分岐させて近赤外光検出部８８ａ、可視光検出部８８ｂに導入しているが、チャンバー６内の閃光を各検出部８８ａ、８８ｂに導く手法はこれに限定されるものでない。例えば、２つの導出部８０（、１８０）を設け、一方の導出部８０で導出された閃光が近赤外光検出部８８ａに、他方の導出部８０で導出された閃光が可視光検出部８８ｂに、それぞれ導かれるように熱処理装置１を構成してもよい。 (2) Further, in the heat treatment apparatus 1 of the present embodiment, the flash light derived by one derivation unit 80 (derivation unit 180) is branched by the branching unit 87 to detect the near-infrared light detection unit 88a and the visible light detection. Although introduced into the portion 88b, the method for guiding the flash in the chamber 6 to the detection portions 88a and 88b is not limited to this. For example, two derivation units 80 (, 180) are provided, and the flashlight derived from one derivation unit 80 is provided to the near infrared light detection unit 88a, and the flashlight derived from the other derivation unit 80 is provided to the visible light detection unit 88b. In addition, the heat treatment apparatus 1 may be configured to be guided respectively.

（３）さらに、本実施の形態において、温度演算部９３ａによる温度演算機能、および監視部９３ｂによるフラッシュランプ６９の発光状況の監視機能は、いずれもＣＰＵ９３によりソフトウェア的に実現されるものとして説明したが、これに限定されるものでない。例えば、電子回路等のハードウェア構成によって実現されてもよい。 (3) Furthermore, in the present embodiment, the temperature calculation function by the temperature calculation unit 93a and the monitoring function of the flash lamp 69 by the monitoring unit 93b are both assumed to be realized by software by the CPU 93. However, it is not limited to this. For example, it may be realized by a hardware configuration such as an electronic circuit.

本発明の実施の形態における熱処理装置の構成の一例を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows an example of a structure of the heat processing apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における熱処理装置の構成の一例を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows an example of a structure of the heat processing apparatus in embodiment of this invention. 導出部付近の構成の一例を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows an example of a structure of the derivation | leading-out part vicinity. 制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a function structure of a control part. 信号保持部の構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of a structure of a signal holding | maintenance part. 導出部付近の構成の他の例を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the other example of a structure of the derivation | leading-out vicinity.

Explanation of symbols

１熱処理装置
５光照射部
６チャンバー
７基板保持部
３１第１信号保持部
３２第２信号保持部
５３遮断部
８０、１８０導出部
８１導出ロッド
８２貫通孔
８４接続部
８６光ファイバー
８６ａ、８６ｂ分岐ファイバー
８８ａ近赤外光検出部
８８ｂ可視光検出部
９０制御部
９１ＲＡＭ
９２ＲＯＭ
９３ＣＰＵ
９３ａ温度演算部
９３ｂ監視部
９５、９６信号線
１８１光学系
１８１ｈ受光窓
ＳＧ１検出信号（第１検出信号）
ＳＧ２検出信号（第２検出信号）
Ｗ基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat processing apparatus 5 Light irradiation part 6 Chamber 7 Substrate holding part 31 1st signal holding part 32 2nd signal holding part 53 Blocking part 80,180 Deriving part 81 Deriving rod 82 Through-hole 84 Connection part 86 Optical fiber 86a, 86b Branch fiber 88a Near-infrared light detection unit 88b Visible light detection unit 90 Control unit 91 RAM
92 ROM
93 CPU
93a Temperature calculation unit 93b Monitoring unit 95, 96 Signal line 181 Optical system 181h Light receiving window SG1 detection signal (first detection signal)
SG2 detection signal (second detection signal)
W substrate

Claims

In a heat treatment apparatus that heats the substrate by irradiating the substrate with flash light,
(a) a heat treatment chamber;
(b) a substrate holding part that is provided in the heat treatment chamber and holds the substrate;
(c) having a plurality of flash lamps, and a light source that emits the flash light to the substrate holding part side;
(d) a blocking unit that is provided between the heat treatment chamber and the light source, and blocks light in a wavelength region that is thermally emitted from the substrate during heating by the flash among the flash emitted from the light source. When,
(e) a deriving unit that is provided in the heat treatment chamber and that derives light in the heat treatment chamber;
(f) a first detection unit that detects light in the wavelength region out of the light derived by the deriving unit;
(g) a first signal holding unit that holds a maximum value of the first detection signal output from the first detection unit;
(h) Based on the maximum value of the first detection signal held by the first signal holding unit when the flash is emitted from the light source toward the substrate holding unit in order to heat the substrate. A temperature calculation unit for calculating the temperature of the heated substrate;
A heat treatment apparatus comprising:

The heat treatment apparatus according to claim 1,
The derivation unit includes:
A light receiving portion that is disposed in the vicinity of the substrate held by the substrate holding portion and receives light in the heat treatment chamber;
The heat processing apparatus characterized by having.

The heat treatment apparatus according to claim 2,
The heat treatment apparatus, wherein the light receiving unit is provided on an outer side of the substrate when viewed from a direction along a main surface of the substrate held by the substrate holding unit.

The heat treatment apparatus according to claim 1,
The derivation unit includes:
A light receiving window provided on the inner wall of the heat treatment chamber,
The heat processing apparatus characterized by having.

In the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The heat blocking apparatus, wherein the blocking part is made of synthetic quartz.

In the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The heat treatment apparatus, wherein the first detection unit is configured by a photodiode.

The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The heat treatment apparatus, wherein the wavelength region is a near infrared region.

The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 7,
(i) a second detection unit for detecting light in the visible light region derived by the deriving unit;
(j) a second signal holding unit that holds the maximum value of the second detection signal output from the second detection unit;
(k) When the flash light is emitted from the light source toward the substrate holding unit, the light emission state of the light source is determined based on the maximum value of the second detection signal held by the second signal holding unit. A monitoring unit for monitoring;
A heat treatment apparatus further comprising:

  The heat treatment apparatus according to claim 8,
  (l) a branching unit that branches the light guided to the deriving unit;
Further comprising
  The first detection unit receives one light derived from the deriving unit and branched by the branching unit,
  The heat treatment apparatus, wherein the second detection unit receives the other light derived by the deriving unit and branched by the branching unit.

  The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 9,
  The first signal holding unit is
    A peak hold circuit that holds the maximum value of the input voltage and outputs a voltage corresponding to the maximum value;
A heat treatment apparatus comprising: