TW201340212A - 熱處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於提供一種可不使基板旋轉而遍布整面地使溫度分佈均勻之熱處理裝置。本發明係藉由來自鹵素燈HL之光照射加熱而使半導體晶圓W升溫。自升溫後之半導體晶圓W放射之紅外線係透過矽之紅外透過窗63，且藉由紅外線相機81予以檢測。紅外線相機81係二維地檢測半導體晶圓W之表面整面之溫度。接著，基於紅外線相機81之檢測結果，自雷射光出射部25對半導體晶圓W中溫度相對變得較低之低溫區域照射雷射光。藉此，可不使半導體晶圓W旋轉而遍布半導體晶圓W之整面高精度地使溫度分佈均勻化。

Description

熱處理裝置
本發明係關於藉由令光照射半導體晶圓或液晶顯示裝置用玻璃基板等之薄板狀之精密電子基板(以下，簡稱為「基板」)，而加熱該基板之熱處理裝置。
先前以來，在半導體設備等之製造步驟中，進行針對半導體晶圓等之基板之各種熱處理。作為針對半導體晶圓之熱處理方法，急速加熱處理(RTP：Rapid Thermal Process)係被廣泛使用。在典型之RTP裝置中，自鹵素燈對保持於腔室內之半導體晶圓照射光，使半導體晶圓在數秒左右之短時間內升溫至特定之處理溫度。藉由令半導體晶圓急速升溫，可抑制藉由例如離子植入法而注入之雜質之擴散，且可實行其之活化。又，使用RTP裝置，無須將半導體晶圓保持於處理溫度，而是藉由急速升溫使半導體晶圓到達處理溫度，同時亦進行開始急速降溫之尖峰退火(spike anneal)。
在此種RTP裝置中，例如，如專利文獻1所揭示，將複數之鹵素燈分割成複數個區，並且設置對應各區之高溫計(輻射溫度計)，基於藉由該高溫計測定之晶圓溫度，將鹵素燈之輸出控制在各區內。因高溫計僅可測定半導體晶圓之一部分區域之溫度，故RTP裝置在熱處理中，藉由使半導體晶圓旋轉而計算同心圓狀之區平均溫度，且基於此進行鹵素燈之反饋控制。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2003-86528號公報
然而，在先前之RTP裝置中，為使半導體晶圓旋轉而必需於腔室內設置旋轉機構。若在腔室內設置晶圓旋轉機構，則裝置構成變得複雜，亦使腔室大型化。此外，由旋轉機構不可避免地產生微粒並飛散至腔室內的問題亦出現。
又，若一面使半導體晶圓相對高溫計而旋轉，一面進行溫度測定，則因變為測定同心圓狀之平均溫度，故無法檢測局部之溫度分佈之不均勻。因此，在出現局部溫度下降之區域(冷點)之情形時，包含冷點之同心圓狀之區域整體之測定溫度降低，若基於該測定結果而反饋控制鹵素燈之輸出，則會致使同心圓狀之溫度分佈不均勻。
此外，近年著眼於自無光吸收率之圖案依存性之半導體晶圓之背面進行光照射之背面退火。在RTP裝置中進行背面退火之情形時，有必要空出光照射之半導體晶圓之背面，且必需支撐晶圓之周緣部。因此，亦有特別易使半導體晶圓之周緣部發生溫度異常，並於晶圓上發生翹曲之情形。
本發明係鑒於上述課題而完成者，其目的在於提供一種可不使基板旋轉而遍布整面地使溫度分佈均勻之熱處理裝置。
為解決上述課題，技術方案1之發明係藉由對基板照射光而加熱該基板之熱處理裝置，其特徵在於具備：腔室，其收納基板；保持機構，其將基板保持於上述腔室內；石英窗，其配置於上述腔室之一端；鹵素燈，其經由上述石英窗對保持於上述保持機構之基板之一面 照射光；溫度檢測機構，其接收由保持於上述保持機構之基板之另一面放射之紅外線，且二維地檢測上述另一面之溫度；紅外透過窗，其配置於上述腔室之另一端，且透過上述溫度檢測機構之檢測波長域之紅外線；及溫度修正機構，其基於上述溫度檢測機構之檢測結果，加熱保持於上述保持機構之基板中溫度相對較低之低溫區域。
又，技術方案2之發明如技術方案1之發明之熱處理裝置，其特徵在於以矽、鍺、或藍寶石形成上述紅外透過窗。
又，技術方案3之發明如技術方案2之發明之熱處理裝置，其特徵在於進而具備：窗冷卻機構，其係將上述紅外透過窗冷卻至150℃以下。
又，技術方案4之發明如技術方案1之發明之熱處理裝置，其特徵在於使保持於上述保持機構之基板與上述紅外透過窗之距離為30 cm以上。
又，技術方案5之發明如技術方案1之發明之熱處理裝置，其特徵在於使上述溫度修正機構包含：雷射光照射機構，其經由上述石英窗，對保持於上述保持機構之基板之上述低溫區域之上述一面照射雷射光。
又，技術方案6之發明如技術方案5之發明之熱處理裝置，其特徵在於使上述雷射光照射機構具備：雷射光出射部，其以沿保持於上述保持機構之基板之中心軸之方式設置，且向該基板之周緣部出射雷射光；及第1旋轉部，其將上述中心軸作為旋轉中心而使上述雷射光出射部旋轉。
又，技術方案7之發明如技術方案6之發明之熱處理裝置，其特徵在於使上述雷射光照射機構進而具備：往返移動部，其令藉由上述旋轉部旋轉之上述雷射光出射部沿上述中心軸往返移動。
又，技術方案8之發明如技術方案1至技術方案7之任一項之發明 之熱處理裝置，其特徵在於使上述溫度檢測機構包含：紅外線相機，其拍攝保持於上述保持機構之基板之上述另一面的整面。
又，技術方案9之發明如技術方案6之發明之熱處理裝置，其特徵在於使上述溫度檢測機構進而具備：雷射光受光部，其接收由自上述雷射光出射部照射雷射光之部位之上述另一面放射之紅外線；及第2旋轉部，其將上述中心軸作為旋轉中心而使上述雷射光受光部與上述雷射光出射部同步旋轉。
根據技術方案1至技術方案9之發明，因經由石英窗由鹵素燈對保持於保持機構之基板之一面照射光，且經由紅外透過窗接收由該基板之另一面放射之紅外線，並二維地檢測該另一面之溫度，從而基於該檢測結果，加熱基板中溫度相對較低之低溫區域，故可不使基板旋轉而二維地檢測基板整面之溫度，並遍布該整面地使溫度分佈均勻。
特別根據技術方案2之發明，因紅外透過窗係以矽、鍺、或藍寶石形成，故可確實地透過溫度檢測機構之檢測波長域的紅外線。
特別根據技術方案3之發明，因具備將紅外透過窗冷卻至150℃以下之窗冷卻機構，故可防止紅外透過窗被藉由來自基板之輻射熱加熱，而相對紅外線變得不透明。
特別根據技術方案4之發明，因保持於保持機構之基板與紅外透過窗之距離為30 cm以上，故可縮小紅外透過窗。
1‧‧‧熱處理裝置
1a‧‧‧熱處理裝置
1b‧‧‧熱處理裝置
2‧‧‧溫度修正部
3‧‧‧控制部
4‧‧‧光照射部
5‧‧‧移載機構
6‧‧‧腔室
7‧‧‧保持部
8‧‧‧溫度檢測部
21‧‧‧雷射單元
23‧‧‧準直透鏡
24‧‧‧旋轉馬達
24a‧‧‧編碼器
25‧‧‧雷射光出射部
25a‧‧‧投光部
25b‧‧‧導光部
25c‧‧‧反射面
25d‧‧‧出射面
26‧‧‧滑動驅動部
26a‧‧‧編碼器
43‧‧‧反射器
51‧‧‧移載臂
52‧‧‧提昇銷
62‧‧‧鎖緊圈
63‧‧‧紅外透過窗
64‧‧‧石英窗
65‧‧‧熱處理空間
66‧‧‧鎖緊圈
67‧‧‧搬送開口部
69‧‧‧冷卻部
71‧‧‧保持板
72‧‧‧支撐銷
81‧‧‧紅外線相機
85‧‧‧雷射光受光部
86‧‧‧受光單元
87‧‧‧旋轉馬達
88‧‧‧滑動驅動部
163‧‧‧紅外透過窗
166‧‧‧上壁
169‧‧‧冷卻管
CP‧‧‧冷點
HL‧‧‧鹵素燈
CX‧‧‧中心軸
W‧‧‧半導體晶圓
圖1係表示本發明相關之熱處理裝置之要部構成之圖。
圖2係表示複數之鹵素燈之配置之平面圖。
圖3係表示溫度修正部之構成之圖。
圖4係雷射光出射部之縱剖視圖。
圖5係表示石英之分光透過率之圖。
圖6係表示矽之分光透過率之圖。
圖7係概念性表示基於紅外線相機之檢測結果進行半導體晶圓之溫度修正之情況之圖。
圖8係表示半導體晶圓之溫度圖之一例之圖。
圖9係說明雷射光輸出之調變之圖。
圖10係概念性表示第2實施形態之熱處理裝置中之溫度修正之情況之圖。
圖11係表示第3實施形態之熱處理裝置之要部構成之圖。
以下，一面參照圖式一面對本發明之實施形態加以詳細說明。
<第1實施形態>
圖1係表示本發明相關之熱處理裝置1之要部構成之圖。該熱處理裝置1係藉由對圓形之半導體晶圓W之背面照射光而進行半導體晶圓W之加熱處理(背面退火)之燈退火裝置。圖1及以下各圖中，為便於理解，根據需要誇張或簡略化地描繪各部之尺寸或數量。
熱處理裝置1之主要構成係具備：大致圓筒形狀之腔室6，其收納半導體晶圓W；保持部7，其於腔室6內保持半導體晶圓W；光照射部4，其對保持部7所保持之半導體晶圓W照射光；溫度檢測部8，其檢測光照射之半導體晶圓W之溫度；及溫度修正部2，其修正半導體晶圓W之一部分區域之溫度。又，熱處理裝置1係具備控制該等之各部並執行半導體晶圓W之加熱處理的控制部3。
腔室6係具有上下開口之大致圓筒形狀之側壁。腔室6係例如以不鏽鋼等之強度與耐熱性優秀之金屬材料而形成。腔室6之下側開口係安裝有石英窗64且被閉塞。配置於腔室6下端之石英窗64係藉由石英(SiO2)而形成之圓板形狀構件，令自光照射部4照射之光透過至腔室6內。
又，腔室6之上側開口係安裝有紅外透過窗63且被閉塞。配置於腔室6上端之紅外透過窗63係藉由矽(Si)而形成之圓板形狀構件。第1實施形態之紅外透過窗63之徑係與半導體晶圓W相同之300 mm。作為此種紅外透過窗63，若使用例如從擷取半導體晶圓W之矽単結晶錠擷取特定厚度(本實施形態中為3 mm)之圓板，則可以低價製作。如下所述，矽雖相對可視光不透明(不透過可視光)，但具有透過波長超過1 μm之紅外線的性質。因此，由接收來自光照射部4之光照射而升溫之半導體晶圓W放射之紅外線係透過腔室6上端之紅外透過窗63，而放出至腔室6之上方。
由石英窗64、紅外透過窗63、及腔室6之側壁包圍之空間係規定為熱處理空間65。為維持熱處理空間65之氣密性，石英窗64及紅外透過窗63與腔室6係藉由省略圖示之O形環而分別密封，且防止氣體由該等之間隙流出入。具體而言，在石英窗64之上表面周緣部與腔室6之間夾入O形環，且令鎖緊圈66抵接於石英窗64之下表面周緣部，藉由將該鎖緊圈66用螺釘緊固於腔室6，使石英窗64按壓至O形環。同樣，在紅外透過窗63之下表面周緣部與腔室6之間夾入O形環，且令鎖緊圈62抵接於紅外透過窗63之上表面周緣部，藉由將該鎖緊圈62用螺釘緊固於腔室6，使紅外透過窗63按壓至O形環。
又，腔室6之側壁係設置有用以進行半導體晶圓W之搬入及搬出之搬送開口部67。搬送開口部67係可藉由省略圖示之閘閥進行開閉。若開啟搬送開口部67，則藉由圖外之搬送機器人，可進行針對腔室6之半導體晶圓W之搬入及搬出。又，若關閉搬送開口部67，則熱處理空間65變為與外部之通氣被切斷之密閉空間。
保持部7係固定設置於腔室6之內部，且具備保持板71及支撐銷72。包含保持板71及支撐銷72之保持部7之整體係以石英而形成。保持板71係以成水平姿勢之方式而固定設置於腔室6之內部。於保持板 71之上表面，複數(至少3個)之支撐銷72係沿圓周上而直立設置。藉由複數之支撐銷72形成之圓之徑係比半導體晶圓W之徑小一些。藉此，藉由複數之支撐銷72可將半導體晶圓W載置成水平姿勢(半導體晶圓W之法線沿鉛直方向之姿勢)且支撐。再者，亦可取代複數之支撐銷72，而於保持板1之上表面設置比半導體晶圓W之徑要小之石英環。
又，於腔室6之內部設置有移載機構5。移載機構5係具備：一對移載臂51、及設置於各移載臂51之上表面之提昇銷52。2根移載臂51上各自設置有例如2根提昇銷52。2根移載臂51及4根提昇銷52皆以石英而形成。一對移載臂51係藉由圖示省略之升降驅動部，而沿鉛直方向升降移動。若一對移載臂51上升，則總計4根提昇銷52通過穿設於保持板71之貫通孔，且其上端從保持板71之上表面突出並到達支撐銷72之更上方。另一方面，在移載臂51下降時，如圖1所示，提昇銷52之上端係位於保持板71之更下方。再者，在移載臂51下降之狀態中，亦可藉由開閉機構，使一對移載臂51沿水平方向開閉。
光照射部4係設置於腔室6之下方。光照射部4具備複數根鹵素燈HL及反射器43。本實施形態中，於光照射部4設置有40根鹵素燈HL。複數之鹵素燈HL係從腔室6之下方經由石英窗64進行向熱處理空間65之光照射。圖2係表示複數之鹵素燈HL之配置之平面圖。本實施形態中，於上下2段各配設有20根鹵素燈HL。各鹵素燈HL為具有長條之圓筒形狀之棒狀燈。上段、下段同為20根之鹵素燈HL係以使各自之長度方向沿保持於保持部7之半導體晶圓W之主面(即，沿水平方向)相互平行之方式排列。藉此，上段、下段均藉由鹵素燈HL之排列而形成之平面為水平面。
又，如圖2所示，上段、下段中，與對向於保持在保持部7之半導體晶圓W之中央部的區域相比，對向於周緣部之區域中鹵素燈HL 之配設密度皆較高。即，上下段皆為燈排列之端部側之鹵素燈HL之配設間距短於中央部。因此，利用來自光照射部4之光照射進行加熱時，可對溫度容易降低之半導體晶圓W之周緣部進行更多光量之照射。
又，包含上段之鹵素燈HL之燈群、與包含下段之鹵素燈HL之燈群係以交叉成格子狀之方式排列。即，以使上段之各鹵素燈HL之長度方向、與下段之各鹵素燈HL之長度方向正交之方式配設總計40根之鹵素燈HL。
鹵素燈HL係藉由對配設於玻璃管內部之燈絲通電，使燈絲白熱化而發光之燈絲式光源。玻璃管之內部封入有將鹵元素(碘、溴等)微量導入至氮或氬等惰性氣體的氣體。藉由導入鹵元素，可一面抑制燈絲之折損，一面將燈絲之溫度設定成高溫。因此，鹵素燈HL與通常之白熾燈相比，具有壽命長且可連續性照射強光的特性。此外，由於鹵素燈HL為棒狀燈，故壽命長，且藉由將鹵素燈HL沿水平方向配置，向上方之半導體晶圓W之放射效率優異。
又，反射器43係以於複數之鹵素燈HL之下方覆蓋該等整體之方式而設置。反射器43之基本功能係將自複數之鹵素燈HL出射之光反射至腔室6內之熱處理空間65者。反射器43係例如以氧化鋁合金板而形成，其表面(面向閃光燈FL側之面)係藉由噴砂處理而實施粗面化加工。
又，於腔室6之下方亦設置有溫度修正部2。圖3係表示溫度修正部2之構成之圖。圖3中，為便於圖示，簡略化地描繪光照射部4及腔室6之構成。溫度修正部2具備：雷射單元21、雷射光出射部25、及旋轉馬達24。本實施形態之雷射單元21係輸出為500 W之極高輸出之半導體雷射，且放出波長為800 nm~820 nm之可視光雷射。自雷射單元21放出之雷射光係藉由光纖22而被導向準直透鏡23。自準直透鏡23出 射之平行雷射光係入射至雷射光出射部25。
圖4係雷射光出射部25之縱剖視圖。雷射光出射部25係藉由石英而形成之大致棒狀之光學構件。雷射光出射部25係具備位於上端之投光部25a、及於其下側沿鉛直方向設置之導光部25b而構成。導光部25b係具有圓柱形狀，本實施形態中，其徑為15 mm。投光部25a係形成有反射面25c及出射面25d。本實施形態中，出射面25d係沿鉛直方向而形成，反射面25c與水平面所成角度例如為56.7°。再者，雷射光出射部25係可由1根圓柱狀石英棒擷取反射面25c及出射面25d並製作，亦可將投光部25a與導光部25b作為單體石英構件而接著。
雷射光出射部25係以沿保持於保持部7之半導體晶圓W之中心軸CX之方式而配置於晶圓中心之正下方。具體而言，以使於鉛直方向上貫通保持部7保持成水平姿勢之半導體晶圓W之中心的中心軸CX(圖3)、與圓柱形狀之導光部25b之中心軸一致之方式，設置雷射光出射部25。
如圖3所示，雷射光出射部25係可藉由旋轉馬達24將導光部25b之中心軸(即，半導體晶圓W之中心軸CX)作為旋轉中心而旋轉。本實施形態之旋轉馬達24係馬達軸成中空之中空馬達，導光部25b之下端係插通於其之中空部分。而且，於對向於導光部25b之下端面之位置上，配置有準直透鏡23。於旋轉馬達24上附設有編碼器24a，且藉由該編碼器24a可檢測雷射光出射部25之旋轉角度。
又，雷射光出射部25係可藉由滑動驅動部26而沿半導體晶圓W之中心軸CX往返移動。作為滑動驅動部26係可例如使用令旋接於導光部25b所連結之構件之滾珠螺桿旋轉之脈衝馬達。於滑動驅動部26上附設有編碼器26a，且藉由該編碼器26a可檢測雷射光出射部25之高度位置。
導光部25b之上端側係貫通光照射部4之反射器43。於導光部25b 貫通反射器43之部位上，設置有軸承亦可。導光部25b係進而通過鹵素燈HL之配置間隙(參照圖2)，而其上端至少以位於較上段之鹵素燈HL更上側之方式而設置。而且，在導光部25b之上端連接設置有投光部25a。因此，即使在雷射光出射部25旋轉時，亦可防止雷射光出射部25與鹵素燈HL接觸。
如圖4所示，自雷射單元21放出且由準直透鏡23垂直地入射至雷射光出射部25之導光部25b之下端面之雷射光係沿著沿鉛直方向設置之導光部25b之長度方向而直線傳播。即，入射之雷射光係與導光部25b之中心軸平行地被導向上方之投光部25a。而且，導入導光部25b內之雷射光係被投光部25a之反射面25c全反射向出射面25d，且由出射面25d向保持於保持部7之半導體晶圓W之周緣部出射。雷射光係在自石英之投光部25a出射至大氣中時進行數次折射。其結果，自雷射光出射部25出射之雷射光與水平面所成角度係變為大約35°。雖然本實施形態中，該角度成大約35°，但亦可因應熱處理裝置1之配置構成(雷射光出射部25與半導體晶圓W之位置關係等)而設成適當之值，具體而言，可藉由反射面25c與水平面所成之角度進行調整。
由雷射光出射部25出射之雷射光係照射半導體晶圓W之背面周緣部之一部分區域。藉由一面自雷射光出射部25出射雷射光，一面以旋轉馬達24將中心軸CX作為旋轉中心而使雷射光出射部25旋轉，雷射光之照射點係變得在半導體晶圓W之背面周緣部上回旋。又，若滑動驅動部26使雷射光出射部25沿中心軸CX升降，則雷射光之照射點回旋之徑係進行縮放。再者，關於依據溫度修正部2之面向半導體晶圓W之周緣部的雷射光照射係進而予以後述。
返回至圖1，腔室6之上方係設置有溫度檢測部8。在第1實施形態中，溫度檢測部8係具備紅外線相機81。該紅外線相機81係檢測波長3.7 μm~4.8 μm之所謂之中紅外線，並拍攝。紅外線相機81係在腔 室6之上方，使拍攝透鏡對向於紅外透過窗63而配置。以矽形成之紅外透過窗63係透過波長1 μm以上之紅外線。即，由腔室6內之熱處理空間65放射之波長3.7 μm~4.8 μm之紅外線係透過紅外透過窗63，且藉由紅外線相機81而檢測，紅外線相機81係可拍攝較紅外透過窗63更下側之熱處理空間65。
紅外線相機81係設置於將保持部7保持之半導體晶圓W之整面收納於其視野內之高度的位置。因此，紅外線相機81係可通過紅外透過窗63，拍攝保持於保持部7之半導體晶圓W表面之整面。再者，紅外線相機81與紅外透過窗63之距離係以不使紅外線相機81檢測由紅外透過窗63放射之紅外線之方式，在將半導體晶圓W作為被攝物體時，設定為聚焦範圍之景深之一半以下的距離。例如，作為紅外線相機81，設置有景深之最短距離為30 cm者之情形時，紅外線相機81至紅外透過窗63之距離係設定在0 cm至15 cm之範圍內，較好係使紅外線相機81與紅外透過窗63之距離儘可能較短。
又，熱處理裝置1設置有冷卻紅外透過窗63之冷卻部69。第1實施形態中，使用鼓風機來作為冷卻部69。冷卻部69係設置於腔室6之外部，藉由向紅外透過窗63之上表面送風，使紅外透過窗63被空氣冷卻。冷卻部69亦可具備用以控制所送之風之溫度的溫度控制機構。
控制部3係控制設置於熱處理裝置1之上述各種動作機構。作為控制部3之硬體之構成係與一般電腦相同。即，控制部3係具備進行各種運算處理之CPU(central processing unit，中央處理單元)、記憶基本程式之讀取專用之記憶體即ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、記憶各種資訊且可自由讀寫之記憶體即RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)、及記憶控制用軟體或資料等之磁碟而構成。控制部3之CPU係藉由執行特定之處理程式而進行熱處理裝置1中之處理。又，控制部3係傳遞紅外線相機81之拍攝結果，且光照射部4 及溫度修正部2亦藉由控制部3而控制。
除上述構成以外，熱處理裝置1亦可具備調整熱處理空間65之環境氣體的機構，例如將氮(N2)、氧(O2)、氫(H2)、氯化氫(HCl)、氨(NH3)等之處理氣體供給至熱處理空間65之供氣機構、及將熱處理空間65內之環境氣體排出至裝置外之排氣機構。又，亦可將用以防止因來自光照射部4之光照射而致使腔室6之溫度過度上升之水冷管設置於腔室6之側壁。
其次，對熱處理裝置1中之半導體晶圓W之處理順序進行說明。以下說明之熱處理裝置1之處理順序係藉由控制部3控制熱處理裝置1之各動作機構而進行。
首先，打開圖示省略之閘閥，使搬送開口部67開啟，且藉由裝置外部之搬送機器人，經由搬送開口部67將作為處理對象之矽半導體晶圓W搬入腔室6內。藉由搬送機器人搬入之半導體晶圓W係推進至保持部7之正上方後停止。接著，藉由使移載機構5之一對移載臂51上升，總計4根之提昇銷52係通過保持板71之貫通孔而突出至較支撐銷72之更上方，且由搬送機器人接收半導體晶圓W。
半導體晶圓W載置於提昇銷52後，搬送機器人係從熱處理空間65退出，且藉由關閉搬送開口部67，而使熱處理空間65成密閉空間。接著，藉由令一對移載臂51下降，半導體晶圓W係由移載機構5移送至保持部7，且藉由支撐銷72自下方以水平姿勢加以保持。半導體晶圓W係將已形成圖案之表面作為上表面而保持於保持部7。即，未形成圖案之背面係作為下表面。
在半導體晶圓W藉由以石英形成之保持部7以水平姿勢自下方保持後，光照射部4之40根鹵素燈HL係同時點亮，開始光照射加熱(燈退火)。自鹵素燈HL出射之鹵素光係透過以石英形成之石英窗64及保持板71，自半導體晶圓W之背面照射。
圖5係表示石英之分光透過率之圖。如該圖所示，石英係可透過大部分波長在2.5 μm以下之較短波長之光，與之相對，關於較波長超過2.5 μm之所謂之中紅外線波長更長之光，透過率係大幅度下降。而且，紅外線相機81之檢測波長域即波長3.7 μm~4.8 μm之紅外線係幾乎無法透過石英。因此，紅外線相機81係可拍攝與紅外透過窗63相比更下側之熱處理空間65，但無法檢測與石英窗64相比更下側之鹵素燈HL之光。此種情形係意味著自鹵素燈HL出射之光不會變為紅外線相機81之外亂光。
自鹵素燈HL出射、透過石英之石英窗64及保持板71之光係照射至保持部7所保持之半導體晶圓W之背面，且藉此加熱半導體晶圓W，使其升溫至作為目標之處理溫度。本實施形態中，因光照射未形成圖案之半導體晶圓W之背面，故可均勻地進行光照射加熱(所謂之背面退火)。即，由於未形成圖案之半導體晶圓W之背面係不存在光吸收率之圖案依存性，故光吸收率在背面遍布整面地均勻，其結果使鹵素燈HL之光被均勻地吸收。再者，因移載機構5之移載臂51及提昇銷52亦以石英而形成，故未妨礙鹵素燈HL之光照射加熱。
從藉由來自鹵素燈HL之光照射加熱而升溫之半導體晶圓W放射因應該溫度之強度(能量)的紅外線。已知自半導體晶圓W放射之紅外線之強度係與溫度(絕對溫度)之4乘方成比例(斯蒂芬玻爾茲曼定律)。而且，自升溫之半導體晶圓W之表面放射之紅外線係透過設置於腔室6之上端之矽之紅外透過窗63。
圖6係表示厚度為3 mm之矽之分光透過率之圖。如該圖所示，包含可視光之波長在1 μm以下之光係完全未透過矽，與此相對，波長超過1 μm之紅外線係某程度地透過矽。紅外線相機81之檢測波長域，即波長為3.7 μm~4.8 μm之紅外線亦透過矽。因此，自升溫之半導體晶圓W之表面放射之波長為3.7 μm~4.8 μm之紅外線係透過矽之紅外透過 窗63，且藉由紅外線相機81而檢測。
此時，自半導體晶圓W放射之光之一部分係透過紅外透過窗63，而剩餘部分係被紅外透過窗63吸收，並加熱紅外透過窗63自身。即，藉由來自因光照射加熱而升溫之半導體晶圓W之輻射熱，加熱與半導體晶圓W相同材質(矽)之紅外透過窗63。矽在常溫時顯示如圖6所示之分光透過率特性，但具有若加熱且升溫，則變得幾乎不透過紅外線之特性。因此，隨著半導體晶圓W升溫所經過之時間變長，紅外透過窗63亦升溫，自半導體晶圓W放射之紅外線變得不易透過紅外透過窗63，且難以被紅外線相機81檢測。
因此，設置有用以冷卻紅外透過窗63之冷卻部69。冷卻部69係至少在鹵素燈HL點亮之期間，持續向紅外透過窗63之上表面送風。藉此，即使因來自鹵素燈HL之光照射加熱致使半導體晶圓W升溫，紅外透過窗63之溫度亦藉由冷卻部69而維持在150℃以下。若在150℃以下，則紅外透過窗63係可透過波長為3.7 μm~4.8 μm之紅外線。再者，為更確實地透過紅外線，較好係藉由冷卻部69，將紅外透過窗63冷卻至100℃以下。
此外，即使假設紅外透過窗63因來自半導體晶圓W之輻射熱而略有升溫，亦由於紅外線相機81與紅外透過窗63之距離被設定為將半導體晶圓W作為被攝物體之情形時之景深之最短距離之一半以下的距離，故紅外線相機81係可不檢測由紅外透過窗63放射之紅外線，而確實地檢測自半導體晶圓W之表面放射之紅外線。
圖7係概念性地表示基於紅外線相機81之檢測結果而進行半導體晶圓W之溫度修正之情況之圖。如上所述，自鹵素燈HL出射之光係透過石英窗64及石英之保持板71(圖7中省略)而照射至半導體晶圓W之背面，藉此加熱半導體晶圓W，並升溫至處理溫度。由升溫之半導體晶圓W放射因應該溫度之強度的紅外線。自半導體晶圓W之表面放射 之紅外線之一部分係透過矽之紅外透過窗63。接著，透過紅外透過窗63之紅外線中，波長為3.7 μm~4.8 μm者係在特定週期內藉由紅外線相機81檢測。自紅外線相機81檢測之紅外線之強度可測定半導體晶圓W之溫度。
由於紅外線相機81係設置於可通過紅外透過窗63拍攝保持部7所保持之半導體晶圓W之表面之整面的高度位置，故可二維地檢測藉由鹵素燈HL而被光照射加熱之半導體晶圓W之表面整面之溫度。接著，藉由紅外線相機81而檢測之半導體晶圓W之表面整面之溫度係傳遞至控制部3。控制部3係依據紅外線相機81之檢測結果來作成半導體晶圓W之溫度圖。此時，亦可根據需要進行陰影修正等。
圖8係表示基於紅外線相機81之檢測結果而作成之半導體晶圓W之溫度圖之一例之圖。此處之例中，如該圖所示，半導體晶圓W之周緣部之一部分，出現與其他區域相比溫度相對較低之局部性低溫區域(冷點)CP。此種冷點CP係藉由半導體晶圓W與支撐銷72接觸、或形成於腔室6內之氣流等而生成。由於冷點CP與半導體晶圓W之其他區域相比溫度較低，故放射之紅外線之強度較低，該強度差係藉由紅外線相機81而檢測。
控制部3基於紅外線相機81之檢測結果(如圖8所示之溫度圖)，以選擇性加熱冷點CP之方式控制溫度修正部2。溫度修正部2中，自雷射單元21放出之雷射光從準直透鏡23入射至雷射光出射部25之導光部25b。入射之雷射光係由雷射光出射部25之投光部25a經由石英窗64照射至保持於保持部7之半導體晶圓W之背面周緣部。此時，旋轉馬達24係將半導體晶圓W之中心軸CX作為旋轉中心而使雷射光出射部25旋轉。藉此，自雷射光出射部25出射之雷射光之照射點係沿半導體晶圓W之背面周緣部而回旋。此外，亦可以滑動驅動部26使雷射光出射部25沿中心軸CX而升降。如此，雷射光之照射點係一面蛇行一面回 旋，從而擴大半導體晶圓W之背面周緣部中之雷射光之照射寬度。
如圖8所示，當半導體晶圓W之周緣部之一部分出現冷點CP之情形時，在基於紅外線相機81之檢測結果之控制部3之控制下，雷射單元21進行雷射光輸出之調變。圖9係說明雷射光輸出之調變之圖。該圖中，橫軸表示雷射光出射部25之旋轉角度，標記為“2π”、“4π”者係各雷射光出射部25進行1旋轉、2旋轉時之旋轉角度。雷射光出射部25之旋轉角度係藉由編碼器24a而測定且傳遞至控制部3。又，圖9之縱軸表示雷射單元21之雷射光輸出。如圖9所示，當雷射光出射部25之旋轉角度成為雷射光之照射點位於冷點CP之角度時，藉由控制部3之控制來提高雷射單元21之雷射光輸出。又，當雷射光之照射點自冷點CP偏離時，降低雷射單元21之雷射光輸出。再者，雷射單元21可在0%至100%之範圍內高速地控制雷射光輸出。
如此，作為利用鹵素燈HL之光照射加熱之結果，可僅對出現於半導體晶圓W之周緣部之溫度相對較低之冷點CP，自雷射光出射部25照射強雷射光並加熱。其結果，可消除冷點CP，且均勻地將半導體晶圓W之整面加熱至處理溫度。
光照射加熱結束後，熄滅鹵素燈HL，開始半導體晶圓W之降溫。此時，亦可繼續利用溫度修正部2向半導體晶圓W之背面周緣部進行雷射光照射。通常，在熄滅鹵素燈HL後之半導體晶圓之降溫時，有周緣部之溫度先降低而產生溫度分佈不均勻之傾向。若在半導體晶圓W降溫時，亦藉由溫度修正部2向半導體晶圓W之背面周緣部照射雷射光，則由於可選擇性地加熱溫度先行降低之周緣部，故可在降溫時亦維持面內溫度分佈之均勻性。
在熄滅鹵素燈HL經過特定時間、半導體晶圓W充分降溫後，移載機構5之一對移載臂51上升，由提昇銷52頂起保持於保持板71之半導體晶圓W，而自支撐銷72分離。其後，再次開啟搬送開口部67，裝 置外部之搬送機器人之手由搬送開口部67進入腔室6內，且停於半導體晶圓W之正下方。繼而，藉由使移載臂51下降，將半導體晶圓W從提昇銷52移送至搬送機器人。接著，藉由令接收到半導體晶圓W之搬送機器人之手自腔室6退出，半導體晶圓W係被搬出腔室6，從而結束熱處理裝置1中之光照射加熱處理。
在第1實施形態中，因來自鹵素燈HL之光照射加熱而產生之半導體晶圓W之面內溫度分佈之不均勻係藉由紅外線相機81而檢測。紅外線相機81之檢測波長域為3.7 μm~4.8 μm，自鹵素燈HL出射之光中，該波長域係大體被配置於腔室6之下端之石英窗64截斷。因此，自鹵素燈HL出射之光係未到達紅外線相機81，且無變為溫度檢測之外亂光之虞。另一方面，配置於腔室6上端之矽之紅外透過窗63係透過自升溫後之半導體晶圓W放射之光中之紅外線相機81之檢測波長域3.7μm~4.8 μm的紅外線。藉此，紅外線相機81係可確實地檢測半導體晶圓W之溫度。又，紅外線相機81係可二維地檢測保持部7所保持之半導體晶圓W之表面整面之溫度。
接著，基於紅外線相機81之檢測結果，控制部3係以加熱半導體晶圓W中溫度相對較低之冷點CP之方式控制溫度修正部2。具體而言，藉由雷射調變，提高了由溫度修正部2之雷射光出射部25照射至冷點CP之雷射光之輸出。藉此，可遍布半導體晶圓W整面地使溫度分佈均勻。
如此，藉由不使半導體晶圓W旋轉，而二維地檢測半導體晶圓W之整面之溫度，且基於該檢測結果進行溫度之修正，可遍布半導體晶圓W整面地使溫度分佈均勻。若無需使半導體晶圓W旋轉，則腔室6內部亦無需旋轉機構，故可使熱處理裝置1之構成變得簡單，且縮小腔室6之容量。又，若腔室6內無旋轉機構，則亦防止因旋轉機構產生微粒而污染熱處理空間65。
又，因不必使半導體晶圓W旋轉，故在將半導體晶圓W搬入腔室6內之後，可立即開始依據鹵素燈HL之光照射加熱。因此，可提高熱處理裝置1中之產出量。
又，因二維地檢測半導體晶圓W之整面之溫度且作成溫度圖，故亦可檢測局部之溫度分佈之不均勻，且進行該部位之溫度修正。因此，可以高精度使半導體晶圓W之整面之溫度分佈均勻化。
再者，在使雷射光出射部25旋轉，且沿半導體晶圓W之背面周緣部令雷射光照射點回旋之溫度修正方式中，即使藉由滑動驅動部26使雷射光出射部25升降，亦無法進行半導體晶圓W之中心部附近之溫度修正。然而，如本實施形態，在以保持板71上之支撐銷72載置半導體晶圓W，且自鹵素燈HL進行光照射加熱之情形時，通常，半導體晶圓W之中心部附近之溫度均勻性係保持得較好，而溫度相對較低之冷點CP係多數情形下出現於半導體晶圓W之周緣部。因此，若可使雷射光出射部25旋轉而進行半導體晶圓W半徑之一半更靠周緣部側之溫度修正，則可使半導體晶圓W之整面之溫度分佈均勻。
又，如本實施形態，即使在實施自半導體晶圓W之背面進行光照射之背面退火之情形時，亦可藉由僅在石英之保持板71上設置了支撐銷72之簡單構成的保持部7，來保持半導體晶圓W。雖然半導體晶圓W與支撐銷72之接觸部位係藉由熱傳導而使溫度變得相對較低，但此種部位亦藉由紅外線相機81而被準確地檢測，且容易被來自溫度修正部2之雷射光照射消除。
又，在本實施形態之熱處理裝置1中，雖然於支撐銷72載置半導體晶圓W而進行光照射加熱，但取而代之，直接於移載機構5之提昇銷52保持半導體晶圓W進行光照射加熱亦可。若於此種情形時，藉由在光照射加熱結束時使一對移載臂51下降，令半導體晶圓W著落至保持板71，可急速降低半導體晶圓W之溫度(急冷)。如此，與使用先前 之氦氣(He)等之急冷相比較，可大幅度降低裝置運用之成本。
<第2實施形態>
繼而，對本發明之第2實施形態加以說明。圖10係概念性地表示第2實施形態之熱處理裝置1a中之溫度修正之情況之圖。該圖中，與第1實施形態相同之要件係附註相同符號。第2實施形態之熱處理裝置1a係除溫度檢測部8之構成外，具備與第1實施形態之熱處理裝置1相同之構成。
第2實施形態之溫度檢測部8具備：雷射光受光部85、及受光單元86。雷射光受光部85係與雷射光出射部25完全相同之石英製之棒狀光學構件，且將雷射光出射部25上下反轉而設置者。又，與附設於雷射光出射部25之旋轉馬達24相同之旋轉馬達87亦附設於雷射光受光部85。進而，與附設於雷射光出射部25之滑動驅動部26相同之滑動驅動部88亦附設於雷射光受光部85。此外，雖然圖10中省略了圖示，但亦設置有與編碼器24a、26a相同之要件。總之，將溫度修正部2之雷射光出射部25與附隨其之要件上下反轉而設置於腔室6之上方者係雷射光受光部85。
受光單元86係測定藉由雷射光受光部85而接收之紅外線之強度，且將其作為電性訊號而傳遞至控制部3。即，藉由雷射光受光部85而接收之紅外線係通過與溫度修正部2相同之準直透鏡及光纖，導向受光單元86。受光單元86係內置有光電二極體等之受光元件，將自雷射光受光部85導入之紅外線之強度轉換成電性訊號而傳遞至控制部3。
在第2實施形態之熱處理裝置1a中，由鹵素燈HL出射之光亦透過石英窗64及石英之保持板71，而照射至半導體晶圓W之背面，藉此加熱半導體晶圓W，並升溫至作為目標之處理溫度。接著，由升溫後之半導體晶圓W放射因應其之溫度之強度的紅外線。自半導體晶圓W之 表面放射之紅外線之一部分係透過矽之紅外透過窗63。
第2實施形態中，由半導體晶圓W之表面中之特定部位放射之紅外線係藉由雷射光受光部85而接收。具體而言，在接收從自溫度修正部2之雷射光出射部25出射之雷射光之照射位置之表面放射之紅外線的位置上，設置有雷射光受光部85。此外，以使雷射光出射部25之旋轉完全同步之方式，將半導體晶圓W之中心軸CX作為旋轉中心，雷射光受光部85亦藉由旋轉馬達87而旋轉。進而，在雷射光出射部25上升時，藉由滑動驅動部88使雷射光受光部85下降，且在雷射光出射部25下降時，使雷射光受光部85上升。
如此，從自雷射光出射部25出射之雷射光到達半導體晶圓W之背面之位置之表面放射之紅外線係始終藉由雷射光受光部85而接收。而且，自雷射光出射部25出射之雷射光之照射位置之溫度係藉由溫度檢測部8而檢測。因雷射光出射部25係藉由旋轉馬達24而經常旋轉，故雷射光受光部85亦與其同步，藉由旋轉馬達87而旋轉。因此，第2實施形態之溫度檢測部8係二維地檢測保持於保持部7之半導體晶圓W之表面之溫度。
在第2實施形態中，基於藉由受光單元86檢測藉由雷射光受光部85接收之紅外線的結果，控制部3係以加熱半導體晶圓W中溫度相對較低之冷點CP之方式控制溫度修正部2。具體而言，係藉由雷射調變，提高了自溫度修正部2之雷射光出射部25照射冷點CP之雷射光之輸出。藉此，可遍布半導體晶圓W整面地使溫度分佈均勻。
即使如第2實施形態，亦可藉由不旋轉半導體晶圓W，且二維地檢測半導體晶圓W之整面之溫度，並基於該檢測結果進行溫度之修正，而遍布半導體晶圓W整面地使溫度分佈均勻。其結果可取得與第1實施形態相同之效果。
<第3實施形態>
其次，對本發明之第3實施形態加以說明。圖11係表示第3實施形態之熱處理裝置1b之要部構成之圖。該圖中，與第1實施形態相同之要件係附註相同符號。在第3實施形態之熱處理裝置1b中，將紅外透過窗163自半導體晶圓W隔開而設置於與第1實施形態相比更高之位置。
在第3實施形態中，於腔室6之側壁上端部設置有圓錐台形狀之上壁166。上壁166係以例如耐熱性優秀之不鏽鋼而形成，藉由圖示省略之水冷機構加以冷卻。而且，於上壁166之上端部安裝有紅外透過窗163。第3實施形態之紅外透過窗163之徑係與第1實施形態相比較小，為Φ50 mm~Φ75 mm。
因藉由上壁166而將紅外透過窗163設置於高位置，故保持於保持部7之半導體晶圓W與紅外透過窗163之距離變為30 cm以上80 cm以下。此外，溫度檢測部8之紅外線相機81與紅外透過窗163之距離係與上述之本發明之第1實施形態之情形相同，將半導體晶圓W作為被攝物體時，設定為聚焦範圍之景深之最短距離之一半以下的距離。
又，於上壁166設置有冷卻管169。冷卻管169係例如向紅外透過窗163之下表面噴射氮氣等之冷卻用氣體。與第1實施形態相同，至少在鹵素燈HL點亮之期間，藉由自冷卻管169噴射冷卻用氣體，將紅外透過窗163之溫度設在透過紅外線之150℃以下(較好為100℃以下)。
關於除上述以外之其餘構成，第3實施形態之熱處理裝置1b係與第1實施形態相同。此外，關於第3實施形態之熱處理裝置1b中之半導體晶圓W之處理順序，亦與第1實施形態相同。
在第3實施形態中，因藉由上壁166而將紅外透過窗163設置於高位置，故可使紅外透過窗163遠離半導體晶圓W，並且近接紅外線相機81而設置。因此，即使紅外透過窗163之尺寸小於第1實施形態，亦可將保持於保持部7之半導體晶圓之整面收於紅外線相機81之視野 內。藉此，可更簡單且廉價地製造紅外透過窗163。
又，由於紅外透過窗163係遠離半導體晶圓W而設置，故藉由來自升溫之半導體晶圓W之輻射熱而加熱紅外透過窗163之程度係較小。藉此，可減輕冷卻管169之冷卻負荷。另外，可取得與第1實施形態相同之效果。
<變形例>
以上，雖對本發明之實施形態加以說明，但該發明係在未脫離其主旨之範圍內亦可進行上述以外之多種變更。例如，在上述各實施形態中，雖以矽形成紅外透過窗63(或163)，但並非限定於此，亦可為透過紅外線相機81之檢測波長域之紅外線之素材，例如，亦可以鍺(Ge)或藍寶石(Al2O3)而形成。但，由於矽之圓板相對較易入手，故由製造成本之觀點來看，較好係使用矽。
此外，亦可藉由水冷取代空冷而對紅外透過窗63(或163)加以冷卻。即使在藉由水冷對紅外透過窗63進行冷卻之情形時，自半導體晶圓W放射之紅外線亦被冷卻至150℃以下。
此外，在上述各實施形態中，雖然於腔室6之上端及下端分別配置紅外透過窗63及石英窗64，並且於腔室6之上側及下側分別配置紅外線相機81及鹵素燈HL，但亦可以與之相反之方式而設置。即，於腔室6之上端配置石英窗64，並且在上側配置光照射部4之鹵素燈HL。又，亦於腔室6之上側配置溫度修正部2之雷射光出射部25。另一方面，於腔室6之下端配置紅外透過窗63，並且在下側配置溫度檢測部8之紅外線相機81。自鹵素燈HL出射之光係照射至形成有圖案之半導體晶圓W之表面。而且，由升溫後之半導體晶圓W之背面放射之紅外線係透過紅外透過窗63，而藉由紅外線相機81檢測。如此，亦可與上述各實施形態相同，不使半導體晶圓W旋轉，且二維地檢測半導體晶圓W整面之溫度，並藉由基於該檢測結果進行溫度之修正，而遍 布半導體晶圓W整面地使溫度分佈均勻。
又，上述各實施形態中，雖然藉由來自溫度修正部2之雷射光照射而加熱低溫區域，但根據低溫之程度，藉由光照射部4及溫度修正部2之兩者來加熱低溫區域亦可。雷射單元21即使使用了500 W之高輸出之半導體雷射，可藉由來自雷射光出射部25之雷射光照射進行修正之溫度亦為10℃左右。因此，低溫區域係與其他區域相比低100℃以上之情形時，首先提高位於該低溫區域正下方之鹵素燈HL之輸出。接著，對即使如此依舊殘存之低溫區域，則與上述各實施形態相同，藉由來自溫度修正部2之雷射光照射之加熱來消除亦可。
又，取代令棒狀之光學構件即雷射光出射部25旋轉，而使用使雷射光在2維面內(XY方向)掃描之機構亦可。作為此種機構，例如可使用檢流鏡。若使用檢流鏡，則可對半導體晶圓W整面之任意部位進行溫度修正。但因上述各實施形態之雷射光出射部25係以貫通鹵素燈HL之排列間隙之方式而設置，且由較上段之鹵素燈HL更上方處出射雷射光，故無妨礙鹵素燈HL之虞。
又，在第2實施形態中，雖然以石英形成雷射光受光部85，但取而代之，以鍺或藍寶石形成雷射光受光部85亦可。
又，具備溫度檢測部8之紅外線相機81之台數係並非限定為1台，亦可為複數台。在設置有複數之紅外線相機81之情形時，藉由合成該等之拍攝結果，而作成半導體晶圓之整面之溫度圖亦可。
又，藉由本發明相關之熱處理裝置，作為處理對象之基板並非限定為半導體晶圓，亦可為用於液晶顯示裝置等之平板顯示器之玻璃基板或太陽電池用之基板。
3‧‧‧控制部
21‧‧‧雷射單元
23‧‧‧準直透鏡
25‧‧‧雷射光出射部
63‧‧‧紅外透過窗
64‧‧‧石英窗
81‧‧‧紅外線相機
HL‧‧‧鹵素燈
W‧‧‧半導體晶圓

Claims (9)

  1. 一種熱處理裝置，其特徵在於：其係藉由對基板照射光而加熱該基板者，且包括：腔室，其收納基板；保持機構，其將基板保持於上述腔室內；石英窗，其配置於上述腔室之一端；鹵素燈，其經由上述石英窗對保持於上述保持機構之基板之一面照射光；溫度檢測機構，其接收由保持於上述保持機構之基板之另一面放射之紅外線，且二維地檢測上述另一面之溫度；紅外透過窗，其配置於上述腔室之另一端，且透過上述溫度檢測機構之檢測波長域之紅外線；及溫度修正機構，其基於上述溫度檢測機構之檢測結果，加熱保持於上述保持機構之基板中溫度相對較低之低溫區域。
  2. 如請求項1之熱處理裝置，其中上述紅外透過窗係以矽、鍺、或藍寶石而形成。
  3. 如請求項2之熱處理裝置，其中進而包括：窗冷卻機構，其係將上述紅外透過窗冷卻至150℃以下。
  4. 如請求項1之熱處理裝置，其中保持於上述保持機構之基板與上述紅外透過窗之距離為30 cm以上。
  5. 如請求項1之熱處理裝置，其中上述溫度修正機構包含：雷射光照射機構，其經由上述石英窗，對保持於上述保持機構之基板之上述低溫區域之上述一面照射雷射光。
  6. 如請求項5之熱處理裝置，其中上述雷射光照射機構包括： 雷射光出射部，其以沿保持於上述保持機構之基板之中心軸之方式設置，且向該基板之周緣部出射雷射光；及第1旋轉部，其將上述中心軸作為旋轉中心而使上述雷射光出射部旋轉。
  7. 如請求項6之熱處理裝置，其中上述雷射光照射機構進而包括：往返移動部，其使藉由上述旋轉部旋轉之上述雷射光出射部沿上述中心軸往返移動。
  8. 如請求項1至請求項7中任一項之熱處理裝置，其中上述溫度檢測機構包含：紅外線相機，其拍攝保持於上述保持機構之基板之上述另一面的整面。
  9. 如請求項6之熱處理裝置，其中上述溫度檢測機構進而包括：雷射光受光部，其接收由自上述雷射光出射部照射雷射光之部位之上述另一面放射之紅外線；及第2旋轉部，其將上述中心軸作為旋轉中心而使上述雷射光受光部與上述雷射光出射部同步旋轉。
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