TWI676215B - 熱處理裝置及放射溫度計之測定位置調整方法 - Google Patents

熱處理裝置及放射溫度計之測定位置調整方法 Download PDF

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布施和彦
Kazuhiko Fuse
宮脇真治
Shinji Miyawaki
北澤貴宏
Takahiro Kitazawa
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日商斯庫林集團股份有限公司
SCREEN Holdings Co., Ltd.
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Abstract

本發明提供一種可將放射溫度計之測定位置正確地對準基板面內之特定位置之熱處理裝置及放射溫度計之測定位置調整方法。 以保持下部放射溫度計20之狀態，將高溫固定器110安裝於腔室之外壁。使下部放射溫度計20之前端側抵接於高溫固定器110之安裝部111，並且使底板113抵接於後端側，拉伸彈簧112拉緊架設於底板113與安裝部111，藉此，防止下部放射溫度計20之掉落或位置偏移。又，以保持於高溫固定器110之下部放射溫度計20之前端為支點，利用角度調整機構120調整下部放射溫度計20相對於腔室之外壁之角度，藉此，調整下部放射溫度計20之測定位置。

Description

熱處理裝置及放射溫度計之測定位置調整方法
本發明係關於一種藉由對半導體晶圓等薄板狀精密電子基板(以下，簡稱為「基板」)照射光而將該基板加熱之熱處理裝置及用於該熱處理裝置之放射溫度計之測定位置調整方法。
於半導體元件之製造過程中，雜質導入係將pn接合形成於半導體晶圓內所必需之步驟。目前，雜質導入一般藉由離子注入法及其後之退火法而進行。離子注入法係使硼(B)、砷(As)、磷(P)之類雜質元素離子化後，於高加速電壓下使之與半導體晶圓碰撞，物理性地進行雜質注入之技術。注入之雜質經退火處理而活化。此時，若退火時間為數秒左右以上，則注入之雜質因熱而較深地擴散，其結果，存在接合深度較要求過深，對良好之元件形成造成障礙之虞。 因此，作為以極短時間將半導體晶圓加熱之退火技術，近年來，閃光燈退火(FLA，Flash Lamp Annealing)受到關注。閃光燈退火係藉由使用氙氣閃光燈(以下，簡稱「閃光燈」時意指氙氣閃光燈)對半導體晶圓之表面照射閃光，而僅使注入有雜質之半導體晶圓之表面於極短時間(數毫秒以下)升溫之熱處理技術。 氙氣閃光燈之放射分光分佈係紫外線區域至近紅外區，波長短於先前之鹵素燈，與矽之半導體晶圓之基礎吸收帶大致一致。因此，自氙氣閃光燈對半導體晶圓照射閃光時，透過光較少，可將半導體晶圓急速地升溫。又，亦證實若以數毫秒以下極短時間進行閃光照射，則可選擇性地僅將半導體晶圓之表面附近升溫。因此，若利用氙氣閃光燈進行極短時間之升溫，則可於不使雜質深入地擴散之情形下，僅執行雜質活化。 於半導體晶圓之熱處理中，不僅閃光燈退火，而且晶圓溫度之管理至關重要。於專利文獻1、2中揭示了如下技術：於成為處理對象之半導體晶圓之斜上方及斜下方設置放射溫度計，接收從半導體晶圓之主面放射之放射光，對該主面之溫度進行測定。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2012-238779號公報 [專利文獻2]日本專利特開2012-238782號公報
[發明所欲解決之問題] 於半導體晶圓之熱處理裝置中，基於由放射溫度計測定所得之半導體晶圓之溫度資訊，反饋控制加熱源之輸出之情形亦較為多見，該溫度資訊為最重要之參數。因此，強烈要求利用放射溫度計正確地測定半導體晶圓之面內已定之位置。 然而，先前僅於熱處理裝置之特定部位簡單地安裝放射溫度計，故而，無法保證該放射溫度計之測定位置是否成為晶圓面內之已定之位置，從而缺乏溫度測定之正確性。又，於為維護等而將放射溫度計暫時拆出之後再次安裝之情形時，放射溫度計之測定位置之再現性不確實，故而亦存在溫度測定條件與拆出前不同之問題。 本發明係鑒於上述問題而成者，目的在於提供一種可將放射溫度計之測定位置正確地對準基板面內之特定位置之熱處理裝置及放射溫度計之測定位置調整方法。 [解決問題之技術手段] 為解決上述問題，技術方案1之發明係一種熱處理裝置，其係藉由對基板照射光而將該基板加熱者，其特徵在於具備：腔室，其收容基板；光源，其對收容於上述腔室之上述基板照射光；圓筒形狀之放射溫度計，其接收自上述基板放射之紅外光，測定上述基板之溫度；固定器，其以保持上述放射溫度計之狀態安裝於上述腔室之外壁；及測定位置調整機構，其設置於上述固定器，對上述基板中之上述放射溫度計之測定位置進行調整。 又，技術方案2之發明係如技術方案1之發明之熱處理裝置，其特徵在於，上述測定位置調整機構具有以上述放射溫度計之前端為支點，調整上述放射溫度計相對於上述腔室之外壁之角度之角度調整機構。 又，技術方案3之發明係如技術方案2之發明之熱處理裝置，其特徵在於，上述角度調整機構具備：第1螺栓，其抵接於上述放射溫度計之側壁面，對沿著第1方向之上述放射溫度計之角度進行調整；第2螺栓，其抵接於上述放射溫度計之側壁面，對沿著與上述第1方向成直角之第2方向之上述放射溫度計之角度進行調整；及附彈簧螺栓，其沿著與上述第1方向及上述第2方向各成135°之第3方向設置；藉由上述第1螺栓及上述第2螺栓而調整上述放射溫度計之角度時，上述附彈簧螺栓之彈簧部分擠壓上述放射溫度計之側壁面，且上述第1螺栓及上述第2螺栓所進行之上述放射溫度計之角度調整完成時，上述附彈簧螺栓之螺栓部分抵接於上述放射溫度計之側壁面，將上述放射溫度計固定。 又，技術方案4之發明係如技術方案3之發明之熱處理裝置，其特徵在於，上述角度調整機構更具備：第1量規，其表示上述第1螺栓所進行之上述放射溫度計之角度調整量；及第2量規，其表示上述第2螺栓所進行之上述放射溫度計之角度調整量。 又，技術方案5之發明係如技術方案1之發明之熱處理裝置，其特徵在於，上述固定器具備自上述放射溫度計之後端側朝向前端側將上述放射溫度計擠壓至上述固定器之拉伸彈簧。 又，技術方案6之發明係如技術方案1至5中任一項之發明之熱處理裝置，其特徵在於，於上述腔室內，上述基板保持於形成有使自上述基板之下表面放射之紅外光通過之開口之石英之基座，且上述放射溫度計設置於上述基板之斜下方，接收通過上述開口之上述紅外光。 又，技術方案7之發明係一種放射溫度計之測定位置調整方法，其係對測定收容於腔室內且藉由光照射而加熱之基板溫度之圓筒形狀之放射溫度計進行測定位置調整者，其特徵在於具備：安裝步驟，其係將保持上述放射溫度計之固定器安裝於上述腔室之外壁；及角度調整步驟，其係藉由以上述放射溫度計之前端為支點，調整上述放射溫度計之角度，而調整上述基板中之上述放射溫度計之測定位置。 又，技術方案8之發明係如技術方案7之發明之放射溫度計之測定位置調整方法，其特徵在於，上述角度調整步驟具備：旋轉角度調整步驟，其係調整以上述放射溫度計之軸為中心之上述放射溫度計之旋轉角度；及傾斜角度調整步驟，其係調整上述放射溫度計相對於上述腔室之外壁之傾斜角度。 又，技術方案9之發明係如技術方案8之發明之放射溫度計之測定位置調整方法，其特徵在於，上述傾斜角度調整步驟具備如下步驟：調整沿著第1方向之上述放射溫度計相對於上述放射溫度計之側壁面之角度；及調整沿著與上述第1方向成直角之第2方向之上述放射溫度計相對於上述放射溫度計之側壁面之角度。 又，技術方案10之發明係如技術方案7至9中任一項之發明之放射溫度計之測定位置調整方法，其特徵在於，於上述腔室內，上述基板保持於形成有使自上述基板之下表面放射之紅外光通過之開口之石英之基座，且上述放射溫度計設置於上述基板之斜下方，接收通過上述開口之上述紅外光。 [發明之效果] 根據技術方案1至6之發明，因於以保持放射溫度計之狀態安裝於腔室之外壁之固定器，設置對基板中之放射溫度計之測定位置進行調整之測定位置調整機構，故可將放射溫度計之測定位置正確地對準基板面內之特定位置。 尤其，根據技術方案5之發明，因固定器具備自放射溫度計之後端側朝向前端側將放射溫度計擠壓至固定器之拉伸彈簧，故可防止放射溫度計之掉落或位置偏移。 尤其，根據技術方案6之發明，因放射溫度計設置於基板之斜下方，故可減輕形成於基板之薄膜之膜厚或膜種對放射率之影響。 根據技術方案7至10之發明，因藉由將保持放射溫度計之固定器安裝於腔室之外壁，且以放射溫度計之前端為支點調整放射溫度計之角度，而調整基板中之放射溫度計之測定位置，故可將放射溫度計之測定位置正確地對準基板面內之特定位置。 尤其，根據技術方案10之發明，因放射溫度計設置於基板之斜下方，故可減輕形成於基板之薄膜之膜厚或膜種對放射率之影響。
以下，一面參照圖式，一面對本發明之實施形態詳細地進行說明。 圖1係表示本發明之熱處理裝置1之構成之縱剖視圖。圖1之熱處理裝置1係藉由對作為基板之圓板形狀之半導體晶圓W進行閃光照射而將該半導體晶圓W加熱之閃光燈退火裝置。成為處理對象之半導體晶圓W之尺寸並無特別限定，但例如為300 mm或450 mm(本實施形態中為300 mm)。搬入至熱處理裝置1之前之半導體晶圓W中被注入有雜質，且藉由熱處理裝置1之加熱處理而執行被注入之雜質之活化處理。再者，於圖1及以下之各圖中，為便於理解，而視需要將各部之尺寸或數量誇大或簡化地描繪。 熱處理裝置1具備：腔室6，其收容半導體晶圓W；閃光加熱部5，其內置複數個閃光燈FL；及鹵素加熱部4，其內置複數個鹵素燈HL。於腔室6之上側設置有閃光加熱部5，並且於下側設置有鹵素加熱部4。又，熱處理裝置1具備：保持部7，其於腔室6之內部將半導體晶圓W保持為水平姿勢；及移載機構10，其於保持部7與裝置外部之間進行半導體晶圓W之交接。又，熱處理裝置1具備測定被加熱之半導體晶圓W之溫度之上部放射溫度計25及下部放射溫度計20。進而，熱處理裝置1具備控制部3，該控制部係控制設置於鹵素加熱部4、閃光加熱部5及腔室6之各動作機構，執行半導體晶圓W之熱處理。 腔室6係於筒狀之腔室側部61之上下安裝石英製之腔室窗而構成。腔室側部61具有上下開口而成之大致筒形狀，且於上側開口安裝有上側腔室窗63而封閉，於下側開口安裝有下側腔室窗64而封閉。構成腔室6之頂板部之上側腔室窗63係由石英形成之圓板形狀構件，且作為使自閃光加熱部5出射之閃光透過腔室6內之石英窗發揮功能。又，構成腔室6之底板部之下側腔室窗64亦係由石英形成之圓板形狀構件，且作為使來自鹵素加熱部4之光透過腔室6內之石英窗發揮功能。 又，於腔室側部61之內側之壁面之上部安裝有反射環68，於下部安裝有反射環69。反射環68、69均形成為圓環狀。上側之反射環68係藉由自腔室側部61之上側嵌入而安裝。另一方面，下側之反射環69係藉由自腔室側部61之下側嵌入且以省略圖示之螺釘擰緊固定而安裝。即，反射環68、69均為裝卸自如地安裝於腔室側部61者。腔室6之內側空間、即由上側腔室窗63、下側腔室窗64、腔室側部61及反射環68、69包圍之空間被界定為熱處理空間65。 藉由於腔室側部61安裝反射環68、69，而於腔室6之內壁面形成凹部62。即，形成被腔室側部61之內壁面中之未安裝反射環68、69之中央部分、反射環68之下端面、及反射環69之上端面包圍之凹部62。凹部62係沿著水平方向圓環狀地形成於腔室6之內壁面，且圍繞保持半導體晶圓W之保持部7。腔室側部61及反射環68、69係由強度及耐熱性優異之金屬材料(例如不鏽鋼)形成。 又，於腔室側部61形成有搬送開口部(爐口)66，該搬送開口部係用以對腔室6進行半導體晶圓W之搬入及搬出者。搬送開口部66可藉由閘閥185而開啟及關閉。搬送開口部66連通連接於凹部62之外周面。因此，於閘閥185開啟搬送開口部66時，可自搬送開口部66通過凹部62進行半導體晶圓W向熱處理空間65之搬入及半導體晶圓W自熱處理空間65之搬出。又，若閘閥185將搬送開口部66封閉，則腔室6內之熱處理空間65被設為密閉空間。 進而，於腔室側部61穿設有貫通孔61a及貫通孔61b。貫通孔61a係用以將自保持於下述基座74之半導體晶圓W之上表面放射之紅外光導入至上部放射溫度計25之圓筒狀之孔。另一方面，貫通孔61b係用以將自保持於基座74之半導體晶圓W之下表面放射之紅外光導入至下部放射溫度計20之圓筒狀之孔。貫通孔61a及貫通孔61b係以其等之貫通方向之軸與保持於基座74之半導體晶圓W之主面相交之方式相對於水平方向傾斜地設置。於貫通孔61a之面向熱處理空間65之側之端部，安裝有包含氟化鈣材料之透明窗26，該透明窗26係使上部放射溫度計25可測定之波長區域之紅外光透過。又，於貫通孔61b之面向熱處理空間65之側之端部，安裝有包含氟化鋇材料之透明窗21，該透明窗21係使下部放射溫度計20可測定之波長區域之紅外光透過。 又，於腔室6之內壁上部形成有氣體供給孔81，該氣體供給孔係將處理氣體供給至熱處理空間65。氣體供給孔81係形成於較凹部62更靠上側位置，亦可設置於反射環68。氣體供給孔81經由圓環狀地形成於腔室6之側壁內部之緩衝空間82，連通連接於氣體供給管83。氣體供給管83連接於處理氣體供給源85。又，於氣體供給管83之路徑中途插入有閥84。若開啟閥84，則將處理氣體自處理氣體供給源85輸送至緩衝空間82。流入緩衝空間82中之處理氣體以於流體阻力小於氣體供給孔81之緩衝空間82內擴散之方式流動，自氣體供給孔81供給至熱處理空間65內。作為處理氣體，例如可使用氮(N2 )等惰性氣體、或氫(H2 )、氨(NH3 )等反應性氣體、或者將該等氣體混合而成之混合氣體(本實施形態中為氮氣)。 另一方面，於腔室6之內壁下部形成有氣體排氣孔86，該氣體排氣孔係將熱處理空間65內之氣體排出。氣體排氣孔86係形成於較凹部62更靠下側位置，亦可設置於反射環69。氣體排氣孔86經由圓環狀地形成於腔室6之側壁內部之緩衝空間87，連通連接於氣體排氣管88。氣體排氣管88連接於排氣部190。又，於氣體排氣管88之路徑中途插入有閥89。若開啟閥89，則將熱處理空間65之氣體自氣體排氣孔86經由緩衝空間87朝向氣體排氣管88排出。再者，氣體供給孔81及氣體排氣孔86可沿著腔室6之周向設置複數個，亦可為狹縫狀者。又，處理氣體供給源85及排氣部190可為設置於熱處理裝置1之機構，亦可為設置有熱處理裝置1之工廠之設施。 又，亦於搬送開口部66之前端連接有將熱處理空間65內之氣體排出之氣體排氣管191。氣體排氣管191經由閥192連接於排氣部190。藉由開啟閥192而將腔室6內之氣體經由搬送開口部66排出。 圖2係表示保持部7之整體外觀之立體圖。保持部7係具備基台環71、連結部72及基座74而構成。基台環71、連結部72及基座74均由石英形成。即，保持部7之整體係由石英形成。 基台環71係由圓環形狀缺漏一部分所得之圓弧形狀之石英構件。該缺漏部分係為防止下述移載機構10之移載臂11與基台環71之干涉而設置。基台環71藉由載置於凹部62之底面而支持於腔室6之壁面(參照圖1)。於基台環71之上表面，沿著該圓環形狀之圓周方向豎立設置有複數個連結部72(本實施形態中為4個)。連結部72亦為石英之構件，且藉由焊接而固定於基台環71。 基座74藉由設置於基台環71之4個連結部72支持。圖3係基座74之俯視圖。又，圖4係基座74之剖視圖。基座74具備保持板75、引導環76及複數個基板支持銷77。保持板75係由石英形成之大致圓形之平板狀構件。保持板75之直徑大於半導體晶圓W之直徑。即，保持板75具有大於半導體晶圓W之平面尺寸。 於保持板75之上表面周緣部設置有引導環76。引導環76係具有較半導體晶圓W之直徑更大之內徑之圓環形狀之構件。例如，於半導體晶圓W之直徑為300 mm之情形時，引導環76之內徑為320 mm。引導環76之內周係設為自保持板75朝向上方變寬般之錐面。引導環76係由與保持板75同樣之石英形成。引導環76可焊接於保持板75之上表面，亦可藉由另行加工之銷等而固定於保持板75。或者，亦可將保持板75與引導環76作為一體之構件加工。 保持板75之上表面中之較引導環76更靠內側之區域設為保持半導體晶圓W之平面狀之保持面75a。於保持板75之保持面75a豎立設置有複數個基板支持銷77。於本實施形態中，沿著與保持面75a之外周圓(引導環76之內周圓)為同心圓之周上每隔30°地累計豎立設置有12個基板支持銷77。配置有12個基板支持銷77之圓之直徑(對向之基板支持銷77間之距離)小於半導體晶圓W之直徑，若半導體晶圓W之直徑為300 mm，則該圓形之直徑為270 mm～280 mm(本實施形態中為270 mm)。各個基板支持銷77係由石英形成。複數個基板支持銷77可藉由焊接而設置於保持板75之上表面，亦可與保持板75一體地加工。 返回圖2，豎立設置於基台環71之4個連結部72與基座74之保持板75之周緣部藉由焊接而固定。即，基座74與基台環71係藉由連結部72而固定地連結。藉由此種保持部7之基台環71支持於腔室6之壁面，而將保持部7安裝於腔室6。在保持部7安裝於腔室6之狀態下，基座74之保持板75成為水平姿勢(法線與鉛垂方向一致之姿勢)。即，保持板75之保持面75a成為水平面。 搬入至腔室6之半導體晶圓W係以水平姿勢載置在安裝於腔室6之保持部7之基座74之上而得以保持。此時，半導體晶圓W由豎立設置於保持板75上之12個基板支持銷77所支持，保持於基座74。更嚴密而言，12個基板支持銷77之上端部與半導體晶圓W之下表面接觸而支持該半導體晶圓W。因12個基板支持銷77之高度(自基板支持銷77之上端至保持板75之保持面75a為止之距離)均一，故而可藉由12個基板支持銷77而將半導體晶圓W水平姿勢地支持。 又，半導體晶圓W係由複數個基板支持銷77自保持板75之保持面75a隔開特定之間隔地支持。引導環76之厚度大於基板支持銷77之高度。因此，由複數個基板支持銷77支持之半導體晶圓W之水平方向之位置偏移係由引導環76防止。 又，如圖2及圖3所示，於基座74之保持板75，上下貫通地形成有開口部78。開口部78形成在穿設於腔室側部61之貫通孔61b之貫通方向之軸與基座74之保持板75相交之位置。開口部78係為了下部放射溫度計20接收自半導體晶圓W之下表面放射之放射光(紅外光)而設置。即，下部放射溫度計20經由開口部78及安裝於腔室側部61之貫通孔61b之透明窗21，接收自半導體晶圓W之下表面放射之光，測定該半導體晶圓W之溫度。因此，半導體晶圓W之下表面中之下部放射溫度計20之測定位置必須調整為自下部放射溫度計20經由開口部78觀察半導體晶圓W之下表面時之視野之範圍內，但關於該調整方法下文詳述。進而，於基座74之保持板75穿設有4個貫通孔79，該等貫通孔係下述移載機構10之頂起銷12所貫通以進行半導體晶圓W之交接。 圖5係移載機構10之俯視圖。又，圖6係移載機構10之側視圖。移載機構10具備2個移載臂11。移載臂11係設為沿著大致圓環狀之凹部62之圓弧形狀。於各個移載臂11豎立設置有2個頂起銷12。移載臂11及頂起銷12係由石英形成。各移載臂11係設為可藉由水平移動機構13而旋動。水平移動機構13係使一對移載臂11於相對保持部7進行半導體晶圓W之移載之移載動作位置(圖5之實線位置)與俯視下不與保持於保持部7之半導體晶圓W重疊之退避位置(圖5之二點鏈線位置)之間水平移動。作為水平移動機構13，可為藉由個別之馬達而使各移載臂11分別旋動者，亦可為使用連桿機構藉由1個馬達而使一對移載臂11連動進行旋動者。 又，一對移載臂11藉由升降機構14而與水平移動機構13一同地升降移動。若升降機構14使一對移載臂11上升至移載動作位置，則共4個頂起銷12通過穿設於基座74之貫通孔79(參照圖2、3)，且頂起銷12之上端自基座74之上表面頂出。另一方面，若升降機構14使一對移載臂11下降至移載動作位置，將頂起銷12自貫通孔79拔出，水平移動機構13使一對移載臂11以開啟之方式移動，則各移載臂11移動至退避位置。一對移載臂11之退避位置係保持部7之基台環71之正上方。因基台環71載置於凹部62之底面，故移載臂11之退避位置成為凹部62之內側。再者，亦於移載機構10之設置有驅動部(水平移動機構13及升降機構14)之部位之附近，設置有省略圖示之排氣機構，該排氣機構以將移載機構10之驅動部周邊之氣體氛圍排出至腔室6之外部之方式構成。 返回圖1，設置於腔室6之上方之閃光加熱部5係於殼體51之內側具備包含複數個(本實施形態中為30個)之氙氣閃光燈FL之光源、及以覆蓋該光源之上方之方式設置之反射器52而構成。又，於閃光加熱部5之殼體51之底部安裝有燈光放射窗53。構成閃光加熱部5之底板部之燈光放射窗53係由石英形成之板狀之石英窗。因閃光加熱部5設置於腔室6之上方，故燈光放射窗53與上側腔室窗63相對向。閃光燈FL自腔室6之上方經由燈光放射窗53及上側腔室窗63對熱處理空間65照射閃光。 複數個閃光燈FL分別為具有長條之圓筒形狀之棒狀燈，且以各自之長度方向沿著保持於保持部7之半導體晶圓W之主面(即，沿著水平方向)相互平行之方式平面狀地排列。由此，藉由閃光燈FL之排列而形成之平面亦為水平面。 氙氣閃光燈FL具備：棒狀之玻璃管(放電管)，其係於其內部封入有氙氣，且於其兩端部配設有連接於電容器之陽極及陰極；及觸發電極，其附設於該玻璃管之外周面上。氙氣係電性絕緣體，故而即便於電容器儲存有電荷，於通常之狀態下，電亦不流入玻璃管內。然而，於對觸發電極施加高電壓而破壞絕緣之情形時，儲存於電容器之電將瞬時地流入玻璃管內，從而藉由此時之氙原子或分子之激發而放出光。於此種氙氣閃光燈FL中具有如下特徵：預先儲存於電容器之靜電能量被轉換為0.1毫秒至100毫秒之極短之光脈衝，故而與如鹵素燈HL般連續點亮之光源相比可照射極強之光。即，閃光燈FL係於未達1秒之極短時間瞬間地發光之脈衝發光燈。再者，閃光燈FL之發光時間可藉由對閃光燈FL進行電力供給之燈電源之線圈常數而調整。 又，反射器52係於複數個閃光燈FL之上方以將其等整體覆蓋之方式設置。反射器52之基本功能係將自複數個閃光燈FL出射之閃光反射至熱處理空間65之側。反射器52係由鋁合金板形成，且其表面(面向閃光燈FL之側之面)係藉由噴砂處理而實施粗面化加工。 設置於腔室6之下方之鹵素加熱部4於殼體41之內側內置有包含複數個(本實施形態中為40個)鹵素燈HL之光源。鹵素加熱部4係藉由複數個鹵素燈HL而自腔室6之下方經由下側腔室窗64進行對熱處理空間65之光照射，將半導體晶圓W加熱之光照射部。 圖7係表示複數個鹵素燈HL之配置之俯視圖。40個鹵素燈HL分為上下2段而配置。於接近保持部7之上段配設有20個鹵素燈HL，並且亦於較上段更遠離保持部7之下段配設有20個鹵素燈HL。各鹵素燈HL係具有長條之圓筒形狀之棒狀燈。上段、下段均為20個之鹵素燈HL以各自長度方向沿著保持於保持部7之半導體晶圓W之主面(即，沿著水平方向)相互平行之方式排列。由此，上段、下段均為由鹵素燈HL之排列而形成之平面為水平面。 又，如圖7所示，鹵素燈HL之配設密度係上段、下段均為保持於保持部7之半導體晶圓W中與周緣部對向之區域高於與中央部對向之區域。即，鹵素燈HL之配設間距係上下段均為周緣部短於燈排列之中央部。因此，來自鹵素加熱部4之光照射之加熱時，可藉由易於產生溫度下降之半導體晶圓W之周緣部而進行較多之光量之照射。 又，包含上段之鹵素燈HL之燈群及包含下段之鹵素燈HL之燈群係以格子狀交叉之方式排列。即，以配置於上段之20個鹵素燈HL之長度方向與配置於下段之20個鹵素燈HL之長度方向相互正交之方式配設共40個鹵素燈HL。 鹵素燈HL係藉由對配設於玻璃管內部之燈絲通電而使燈絲白熾化發光之燈絲方式之光源。於玻璃管之內部封入有將鹵素元素(碘、溴等)微量導入至氮或氬等惰性氣體所得之氣體。可藉由導入鹵素元素而一邊抑制燈絲之折損，一邊將燈絲之溫度設定為高溫。因此，鹵素燈HL具有與通常之白熾燈泡相比壽命更長且可連續地照射更強之光之特性。即，鹵素燈HL係連續發光至少1秒以上之連續照明燈。又，因鹵素燈HL為棒狀燈，故而壽命長，且藉由使鹵素燈HL沿著水平方向配置，對上方之半導體晶圓W之放射效率變得優異。 又，亦於鹵素加熱部4之殼體41內，於2段之鹵素燈HL之下側設置有反射器43(圖1)。反射器43將自複數個鹵素燈HL出射之光反射至熱處理空間65之側。 控制部3控制設置於熱處理裝置1之上述各種動作機構。控制部3之作為硬體之構成係與一般之電腦同樣。即，控制部3具備進行各種運算處理之電路即CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、記憶基本程式之讀出專用之記憶體即ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、記憶各種資訊之讀寫自如之記憶體即RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)、及預先記憶有控制用軟體或資料等之磁碟。藉由控制部3之CPU執行特定之處理程式而進行熱處理裝置1中之處理。 又，如圖1所示，熱處理裝置1具備上部放射溫度計25及下部放射溫度計20。設置在保持於基座74之半導體晶圓W之斜上方之上部放射溫度計25係用以測定自閃光燈FL照射閃光之瞬間之半導體晶圓W之上表面之急遽之溫度變化之高速放射溫度計。另一方面，設置在保持於基座74之半導體晶圓W之斜下方之下部放射溫度計20係測定半導體晶圓W之下表面之溫度，且基於該測定結果控制鹵素燈HL之輸出。 圖8係用以說明下部放射溫度計20對腔室側部61之安裝之側視圖。又，圖9係自圖8之A-A線觀察所得之剖視圖。於本實施形態中，下部放射溫度計20以被高溫固定器110保持之狀態安裝於腔室6。 下部放射溫度計20係於圓筒形狀之殼體之內部內置接收紅外光之受光元件而構成。圓筒形狀之下部放射溫度計20係以其光軸與貫通孔61b之貫通方向之軸大致一致之方式，藉由高溫固定器110而安裝於腔室6之腔室側部61之外壁面。下部放射溫度計20係通過氟化鋇之透明窗21，接收自保持於基座74之半導體晶圓W之下表面經由開口部78放射之紅外光。氟化鋇之透明窗21係使下部放射溫度計20之測定波長區域之紅外光選擇性地透過。響應接收自半導體晶圓W之下表面放射之紅外光，基於自下部放射溫度計20輸出之信號，另置之檢測器計算該半導體晶圓W之下表面之溫度。 高溫固定器110具備安裝部111、拉伸彈簧112、底板113及角度調整機構120。安裝部111係藉由以省略圖示之螺釘擰緊固定而安裝於腔室6之腔室側部61之外壁。使下部放射溫度計20之前端側抵接於安裝部111，並且使底板113抵接於後端側，將拉伸彈簧112拉緊架設於底板113與安裝部111。即，以在底板113與安裝部111之間夾入下部放射溫度計20之狀態將拉伸彈簧112拉緊架設於底板113與安裝部111。藉此，下部放射溫度計20自下部放射溫度計20之後端側朝向前端側擠壓至高溫固定器110，從而可防止使用中之下部放射溫度計20之掉落或位置偏移。又，於下述下部放射溫度計20之測定位置之調整時，可防止成為支點之下部放射溫度計20之前端相對於高溫固定器110之打滑或位置偏移。 設置於高溫固定器110之角度調整機構120具備調整環121、第1滾花螺栓122、第2滾花螺栓123、及附彈簧螺栓124。角度調整機構120係用以將抵接於安裝部111之下部放射溫度計20之前端作為支點，調整下部放射溫度計20相對於腔室6之外壁之角度，從而調整下部放射溫度計20之測定位置之機構。調整環121係圓環形狀之構件。調整環121之內徑大於圓筒形狀之下部放射溫度計20之直徑。調整環121係以圍繞下部放射溫度計20之圓筒形狀之側壁面之方式設置。於調整環121之內側面與下部放射溫度計20之側壁面之間形成有固定之間隔。又，調整環121係以包圍圓筒形狀之下部放射溫度計20之較沿著長度方向之中央更靠後端側之側壁面之方式設置。 第1滾花螺栓122係以其長度方向沿著水平方向之方式螺合於調整環121。第1滾花螺栓122係其前端自水平方向抵接於下部放射溫度計20之圓筒形狀之側壁面。另一方面，第2滾花螺栓123係以其長度方向沿著鉛垂方向之方式螺合於調整環121。第2滾花螺栓123係其前端自鉛垂方向之下方抵接於下部放射溫度計20之圓筒形狀之側壁面。即，第1滾花螺栓122之長度方向與第2滾花螺栓123之長度方向成直角。 又，附彈簧螺栓124係以其長度方向與第1滾花螺栓122之長度方向及第2滾花螺栓123之長度方向各成135°之方式螺合於調整環121。以包圍附彈簧螺栓124之前端部之周圍之方式設置彈簧125。彈簧125係設置於調整環121之內側面與下部放射溫度計20之側壁面之間，將下部放射溫度計20之側壁面朝向下部放射溫度計20之中心軸擠壓。 又，於調整環121設置有第1量規126及第2量規127。第1量規126係用以計測第1滾花螺栓122對於調整環121之旋轉量者。第2量規127係用以計測第2滾花螺栓123對於調整環121之旋轉量者。再者，關於上部放射溫度計25，亦可以與下部放射溫度計20同樣之構成安裝於腔室6。 除了上述構成以外，熱處理裝置1亦具備各種冷卻用之構造，以防止半導體晶圓W之熱處理時自鹵素燈HL及閃光燈FL產生之熱能量導致鹵素加熱部4、閃光加熱部5及腔室6過度之溫度上升。例如，於腔室6之壁體設置有水冷管(省略圖示)。又，鹵素加熱部4及閃光加熱部5係設為於內部形成氣流進行排熱之氣冷構造。又，將空氣亦供給至上側腔室窗63與燈光放射窗53之間隙，將閃光加熱部5及上側腔室窗63冷卻。 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。此處，成為處理對象之半導體晶圓W係藉由離子注入法而添加有雜質(離子)之半導體基板。該雜質之活化係藉由熱處理裝置1所進行之閃光照射加熱處理(退火)而執行。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，將用於供氣之閥84開啟，並且將排氣用之閥89、192開啟，開始進行對腔室6內之供排氣。若開啟閥84，則自氣體供給孔81將氮氣供給至熱處理空間65。又，若開啟閥89，則自氣體排氣孔86將腔室6內之氣體排出。藉此，自腔室6內之熱處理空間65之上部供給之氮氣向下方流動，並自熱處理空間65之下部排出。 又，藉由開啟閥192，而亦自搬送開口部66將腔室6內之氣體排出。進而，藉由省略圖示之排氣機構，而亦將移載機構10之驅動部周邊之氣體氛圍排出。再者，於熱處理裝置1中之半導體晶圓W之熱處理時，將氮氣持續地供給至熱處理空間65，且其供給量根據處理步驟而適當變更。 繼而，閘閥185開啟，將搬送開口部66打開，藉由裝置外部之搬送機器人而經由搬送開口部66將成為處理對象之半導體晶圓W搬入至腔室6內之熱處理空間65。此時，存在伴隨半導體晶圓W之搬入而將裝置外部之氣體氛圍捲入之虞，但因將氮氣持續供給至腔室6，故而氮氣自搬送開口部66流出，從而可將該種外部氣體氛圍之捲入抑制為最小限度。 由搬送機器人搬入之半導體晶圓W進入至保持部7之正上方位置處停止。繼而，移載機構10之一對移載臂11自退避位置水平移動至移載動作位置後上升，藉此，頂起銷12穿過貫通孔79而自基座74之保持板75之上表面頂出，接收半導體晶圓W。此時，頂起銷12上升至較基板支持銷77之上端更靠上方。 將半導體晶圓W載置於頂起銷12之後，搬送機器人自熱處理空間65退出，藉由閘閥185而將搬送開口部66封閉。繼而，藉由一對移載臂11下降，而將半導體晶圓W自移載機構10轉交至保持部7之基座74，且以水平姿勢自下方得到保持。半導體晶圓W藉由豎立設置於保持板75上之複數個基板支持銷77支持，從而保持於基座74。又，半導體晶圓W係將已實施圖案形成且注入有雜質之表面作為上表面，保持於保持部7。於藉由複數個基板支持銷77支持之半導體晶圓W之背面(與表面為相反側之主面)與保持板75之保持面75a之間形成有特定之間隔。下降至基座74之下方之一對移載臂11藉由水平移動機構13而退避至退避位置、即凹部62之內側。 半導體晶圓W藉由由石英形成之保持部7之基座74自下方保持為水平姿勢之後，鹵素加熱部4之40個鹵素燈HL同時地點亮，開始進行預加熱(輔助加熱)。自鹵素燈HL出射之鹵素光透過由石英形成之下側腔室窗64及基座74，照射至半導體晶圓W之下表面。藉由接收來自鹵素燈HL之光照射而將半導體晶圓W進行預加熱，從而溫度上升。再者，因移載機構10之移載臂11退避至凹部62之內側，故而不會引起鹵素燈HL所致之加熱之障礙。 於由鹵素燈HL進行預加熱時，藉由下部放射溫度計20而測定半導體晶圓W之溫度。即，下部放射溫度計20通過透明窗21，接收自保持於基座74之半導體晶圓W之下表面經由開口部78放射之紅外光，從而測定升溫中之晶圓溫度。測定所得之半導體晶圓W之溫度係傳遞至控制部3。控制部3一邊監視藉由來自鹵素燈HL之光照射而升溫之半導體晶圓W之溫度是否達到特定之預加熱溫度T1，一邊控制鹵素燈HL之輸出。即，控制部3基於下部放射溫度計20之測定值，以半導體晶圓W之溫度成為預加熱溫度T1之方式反饋控制鹵素燈HL之輸出。如此般，下部放射溫度計20係用於預加熱時之半導體晶圓W之溫度控制之放射溫度計。預加熱溫度T1係設為不存在添加至半導體晶圓W之雜質因熱而擴散之虞之200℃至800℃左右，較佳為350℃至600℃左右(本實施形態中為600℃)。 半導體晶圓W之溫度達到預加熱溫度T1之後，控制部3將半導體晶圓W暫時維持為該預加熱溫度T1。具體而言，於由下部放射溫度計20測定所得之半導體晶圓W之溫度達到預加熱溫度T1之時點，控制部3對鹵素燈HL之輸出進行調整，將半導體晶圓W之溫度維持為大致預加熱溫度T1。 藉由進行此種鹵素燈HL之加熱，而將半導體晶圓W之整體均一地升溫至預加熱溫度T1。於鹵素燈HL之預加熱之階段中，更易於產生散熱之半導體晶圓W之周緣部之溫度處於較中央部下降之傾向，但鹵素加熱部4中之鹵素燈HL之配設密度係基板W之較與中央部對向之區域而言與周緣部對向之區域更高。因此，照射至易於產生散熱之半導體晶圓W之周緣部之光量變多，從而可使預加熱階段中之半導體晶圓W之面內溫度分佈變得均一。 於半導體晶圓W之溫度達到預加熱溫度T1且經過特定時間之時點，閃光加熱部5之閃光燈FL對保持於基座74之半導體晶圓W之表面進行閃光照射。此時，自閃光燈FL放射之閃光之一部分直接朝向腔室6內，另一部分暫時被反射器52反射之後朝向腔室6內，藉由該等閃光之照射而進行半導體晶圓W之閃光加熱。 閃光加熱係藉由來自閃光燈FL之閃光(flash)照射而進行，故而能夠以短時間將半導體晶圓W之表面溫度上升。即，自閃光燈FL照射之閃光係預先儲存於電容器之靜電能量轉換為極短之光脈衝之照射時間為0.1毫秒以上且100毫秒以下程度之極短且較強之閃光。而且，藉由來自閃光燈FL之閃光照射而閃光加熱之半導體晶圓W之表面溫度瞬間上升至1000℃以上之處理溫度T2，將注入至半導體晶圓W之雜質活化之後，表面溫度急速地下降。如此，於熱處理裝置1中，可將半導體晶圓W之表面溫度於極短時間內進行升降，故而可一邊抑制注入至半導體晶圓W之雜質之因熱導致之擴散，一邊進行雜質之活化。再者，雜質之活化所需之時間與該熱擴散所需之時間相比極短，故而即便為0.1毫秒至100毫秒程度之不產生擴散之短時間，亦完成活化。又，當因閃光加熱，半導體晶圓W之表面溫度急速地上升後下降時，亦可藉由上部放射溫度計25而測定其表面溫度。 於閃光加熱處理結束後經過特定時間之後，鹵素燈HL熄滅。藉此，半導體晶圓W自預加熱溫度T1急速地降溫。降溫過程中之半導體晶圓W之溫度係藉由下部放射溫度計20而測定，且將其測定結果傳遞至控制部3。控制部3根據下部放射溫度計20之測定結果監視半導體晶圓W之溫度是否降溫至特定溫度。繼而，於半導體晶圓W之溫度降溫至特定以下後，移載機構10之一對移載臂11再次自退避位置水平移動至移載動作位置後上升，藉此，頂起銷12自基座74之上表面頂出，自基座74接收熱處理後之半導體晶圓W。繼而，開啟藉由閘閥185而封閉之搬送開口部66，藉由裝置外部之搬送機器人而將載置於頂起銷12上之半導體晶圓W搬出，從而熱處理裝置1中之半導體晶圓W之加熱處理完成。 其次，對於測定半導體晶圓W之下表面溫度之下部放射溫度計20之測定位置之調整方法進行說明。該測定位置之調整係在維護時等將下部放射溫度計20安裝於腔室6時由作業者進行。圖10係表示下部放射溫度計20之測定位置調整之順序之流程圖。 首先，使保持部7之基座74保持用以調整下部放射溫度計20之測定位置之成為溫度測定靶之熱源(步驟S1)。圖11係模式性地表示將熱源131保持於基座74之狀態之圖。準確而言，使基座74保持下表面中具有熱源131之板狀體130。板狀體130係與半導體晶圓W同樣地，被複數個基板支持銷77支持而保持於基座74。由此，於板狀體130與保持板75之保持面75a之間形成有特定之間隔，且該間隔與保持於基座74之半導體晶圓W之下表面與保持板75之保持面75a之間所形成之間隔相同。 熱源131係例如平面狀之加熱器。熱源131係升溫至例如400℃。如圖11所示，以於自安裝於腔室6之下部放射溫度計20經由開口部78觀察板狀體130之下表面時之視野之範圍內容納有熱源131之方式，使板狀體130保持於基座74。 其次，使下部放射溫度計20保持於高溫固定器110(步驟S2)。具體而言，將圓筒形狀之下部放射溫度計20插穿至調整環121之內側，使下部放射溫度計20之前端側抵接於安裝部111，並且使底板113抵接於後端側，將拉伸彈簧112拉緊架設於底板113與安裝部111。此時，以下部放射溫度計20之中心與調整環121之中心一致之方式，使下部放射溫度計20保持於高溫固定器110。又，第1滾花螺栓122及第2滾花螺栓123之前端與下部放射溫度計20之圓筒形狀之側壁面接觸，並且藉由設置於調整環121之內側面與下部放射溫度計20之側壁面之間之彈簧125而擠壓該側壁面。再者，附彈簧螺栓124之前端遠離下部放射溫度計20之側壁面。 繼而，將保持下部放射溫度計20之狀態之高溫固定器110安裝於腔室側部61之外壁(步驟S3)。若將高溫固定器110安裝於腔室側部61之外壁，則下部放射溫度計20之光軸與貫通孔61b之貫通方向之軸大致一致(參照圖8)。於貫通孔61b之貫通方向之軸與基座74之保持板75相交之位置形成有開口部78。由此，安裝於腔室6之下部放射溫度計20之光軸通過基座74之開口部78而與板狀體130之下表面相交。而且，板狀體130之下表面中與下部放射溫度計20之光軸相交之區域成為下部放射溫度計20之測定區域。 圖12係表示板狀體130之下表面中之下部放射溫度計20之測定區域22之圖。因下部放射溫度計20設置於基座74之斜下方，故而板狀體130之下表面中之下部放射溫度計20之測定區域22成為大致橢圓形狀。下部放射溫度計20接收自該測定區域22放射之紅外光，測定該測定區域22之溫度。因此，使下部放射溫度計20之測定區域22與半導體晶圓W之下表面之已定之區域一致便可將下部放射溫度計20之測定位置對準晶圓面內之特定位置。於本實施形態中，在與保持於基座74之半導體晶圓W之下表面之已定之區域同一位置設置有熱源131，且藉由使測定區域22接近熱源131而調整下部放射溫度計20之測定位置。 將保持下部放射溫度計20之高溫固定器110安裝於腔室側部61之外壁之後，首先，調整下部放射溫度計20之旋轉角度(步驟S4)。準確而言，以圓筒形狀之下部放射溫度計20之中心軸為中心，使下部放射溫度計20繞其中心軸旋轉，調整旋轉角度。若下部放射溫度計20之光軸與中心軸完全一致，則即便旋轉下部放射溫度計20，亦不影響測定區域22，但實際上存在因製造誤差等導致下部放射溫度計20之光軸與中心軸略微錯開之情形。於此種情形時，若旋轉下部放射溫度計20，則導致測定區域22在保持於基座74之板狀體130之下表面略微移動。為此，調整下部放射溫度計20之旋轉角度。 具體而言，保持著將高溫固定器110固定而使下部放射溫度計20繞中心軸例如以45°為單位旋轉。繼而，以各旋轉角度下之下部放射溫度計20之呈現測定溫度中之最高溫度之旋轉角度旋轉下部放射溫度計20。下部放射溫度計20之測定溫度最高表示測定區域22與熱源131之一致率最高。即，以測定區域22最接近熱源131之方式旋轉下部放射溫度計20。 繼而，進行下部放射溫度計20相對於腔室側部61之外壁之傾斜角度之粗調整(步驟S5)。準確而言，以抵接於高溫固定器110之安裝部111之下部放射溫度計20之前端為支點，調整下部放射溫度計20相對於腔室6之外壁之傾斜角度。若下部放射溫度計20相對於腔室6之外壁之傾斜角度產生變化，則下部放射溫度計20之光軸相對於板狀體130之角度亦產生變化，從而測定區域22於板狀體130之下表面移動。 具體而言，遍及7個階段以0.5轉為單位旋轉角度調整機構120之第1滾花螺栓122。第1滾花螺栓122之旋轉量可藉由第1量規126而計測。第1滾花螺栓122調整沿著水平方向之下部放射溫度計20之傾斜角度。若藉由第1滾花螺栓122，下部放射溫度計20以下部放射溫度計20之前端為支點沿著水平方向旋動，則於板狀體130之下表面，測定區域22於圖12之X方向移動。 在遍及7個階段以0.5轉為單位旋轉第1滾花螺栓122之各階段中，遍及7個階段以0.5轉為單位旋轉第2滾花螺栓123。第2滾花螺栓123之旋轉量可藉由第2量規127而計測。第2滾花螺栓123調整沿著鉛垂方向之下部放射溫度計20之傾斜角度。若藉由第2滾花螺栓123，下部放射溫度計20以下部放射溫度計20之前端為支點沿著鉛垂方向旋動，則於板狀體130之下表面，測定區域22於圖12之Y方向移動。再者，在藉由第1滾花螺栓122及第2滾花螺栓123之旋轉而調整下部放射溫度計20之傾斜角度之期間，下部放射溫度計20之側壁面被彈簧125朝向第1滾花螺栓122及第2滾花螺栓123持續擠壓。因此，雖然可藉由第1滾花螺栓122及第2滾花螺栓123之旋轉而變更下部放射溫度計20之傾斜角度，但下部放射溫度計20之意外之移動被限制。 藉由在遍及7個階段旋轉第1滾花螺栓122之各階段中，遍及7個階段旋轉第2滾花螺栓123，而於板狀體130之下表面，測定區域22於XY方向以49個階段移動。並且，藉由在測定區域22移動之各階段中下部放射溫度計20進行溫度測定，可取得49個點之溫度測定資料。如上所述，以使測定區域22接近熱源131之方式調整下部放射溫度計20之測定位置，故而以與呈現49個點之溫度測定資料中之最高測定溫度之階段對應之旋轉量，使第1滾花螺栓122及第2滾花螺栓123旋轉。 繼而，進行下部放射溫度計20之傾斜角度之微調整(步驟S6)。具體而言，以由上述粗調整求出之旋轉量使第1滾花螺栓122及第2滾花螺栓123旋轉之後，使第1滾花螺栓122及第2滾花螺栓123少量旋轉(例如，0.25轉)，從而下部放射溫度計20之測定溫度成為最高。如此，可使測定區域22最接近熱源131，從而可將下部放射溫度計20之測定位置正確地對準半導體晶圓W之下表面之特定位置。 決定第1滾花螺栓122及第2滾花螺栓123之最終之旋轉量，完成角度調整之後，藉由旋轉附彈簧螺栓124，使其前端(螺栓部分)抵接於下部放射溫度計20之側壁面，而固定下部放射溫度計20(步驟S7)。藉此，在下部放射溫度計20之測定位置對準半導體晶圓W之下表面之特定位置之狀態下，下部放射溫度計20藉由第1滾花螺栓122、第2滾花螺栓123及附彈簧螺栓124而3點支持得到固定。 於本實施形態中，藉由將保持下部放射溫度計20之高溫固定器110安裝於腔室6之外壁，而將下部放射溫度計20安裝於腔室6。而且，藉由使用設置於該高溫固定器110之角度調整機構120等，而調整下部放射溫度計20之測定位置。因此，可將下部放射溫度計20之測定位置正確地對準半導體晶圓W之面內之特定位置，並且，即便於將下部放射溫度計20暫時拆出後再次安裝之情形時，只要以相同順序調整下部放射溫度計20之測定位置，則亦可再現性良好地將該測定位置復原至原本之位置。又，例如，於工廠內設置有複數台熱處理裝置1之情形時，只要以相同順序調整下部放射溫度計20之測定位置，則可將該等複數個熱處理裝置1間之機差抑制為最小限度。再者，下部放射溫度計20可連同高溫固定器110自腔室6拆出，亦可僅將下部放射溫度計20自高溫固定器110拆出。 又，角度調整機構120之調整環121係以包圍圓筒形狀之下部放射溫度計20之較沿著長度方向之中央更靠後端側之側壁面之方式設置，故而，相對容易利用角度調整機構120以下部放射溫度計20之前端為支點進行傾斜角度之調整。此外，調整測定位置之後，藉由第1滾花螺栓122、第2滾花螺栓123及附彈簧螺栓124而3點支持下部放射溫度計20時之穩定性增加。 又，因藉由拉伸彈簧112而自下部放射溫度計20之後端側朝向前端側將下部放射溫度計20擠壓於高溫固定器110，故而可防止下部放射溫度計20之掉落或位置偏移。 又，可藉由於角度調整機構120設置第1量規126及第2量規127，而計測第1滾花螺栓122及第2滾花螺栓123之旋轉量。即，藉由第1量規126而測定第1滾花螺栓122對下部放射溫度計20之沿著水平方向之角度調整量。又，藉由第2量規127而測定第2滾花螺栓123所進行之下部放射溫度計20之沿著鉛垂方向之角度調整量。其結果，可將第1滾花螺栓122及第2滾花螺栓123所進行之下部放射溫度計20之測定位置定量化，從而不論作業者之經驗或能力如何，均可再現性良好地調整下部放射溫度計20之測定位置。 又，於本實施形態中，將下部放射溫度計20設置在保持於基座74之半導體晶圓W之斜下方。於在半導體晶圓W之正下方將下部放射溫度計20垂直地設置於晶圓面之情形時，下部放射溫度計20之光軸與半導體晶圓W之主面所成之角度成為90°。與此相對，若將下部放射溫度計20設置於半導體晶圓W之斜下方，則下部放射溫度計20之光軸與半導體晶圓W之主面所成之角度未達90°。 圖13係表示下部放射溫度計20之光軸與半導體晶圓W之主面所成之角度對半導體晶圓W之表觀之放射率造成之影響之圖。於同一圖表示在半導體晶圓W之下表面形成膜厚不同之2種薄膜，且下部放射溫度計20之光軸與半導體晶圓W之主面所成之角度為15°及90°之各個情形之表觀之放射率。又，圖13中表示了下部放射溫度計20之測定波長區域中之半導體晶圓W之表觀之放射率。 如圖13所示，於下部放射溫度計20之光軸與半導體晶圓W之主面所成之角度為90°之情形時，半導體晶圓W之表觀之放射率很大程度上依賴於形成於其下表面之薄膜之膜厚或膜種。與此相對，於下部放射溫度計20之光軸與半導體晶圓W之主面所成之角度為15°之情形時，半導體晶圓W之表觀之放射率幾乎不依賴於形成於其下表面之薄膜之膜厚或膜種。即，可藉由將下部放射溫度計20設置於半導體晶圓W之斜下方而減輕形成於半導體晶圓W之薄膜之膜厚或膜種對放射率之影響，從而無需每一個半導體晶圓W之嚴格之放射率調整。 以上，對本發明之實施形態進行了說明，但本發明只要不脫離其主旨，則除了如上所述者以外，亦可進行各種變更。例如，於上述實施形態中，對下部放射溫度計20之測定位置進行了調整，但關於上部放射溫度計25，亦可與下部放射溫度計20同樣地構成，且以同樣方式進行測定位置之調整。 又，於上述實施形態中，調整下部放射溫度計20之傾斜角度時，分別遍及7個階段旋轉第1滾花螺栓122及第2滾花螺栓123，但並不限定於此，其等之旋轉量只要為適當之多階段即可。 又，於上述實施形態中，使閃光加熱部5中具備30個閃光燈FL，但並不限定於此，閃光燈FL之個數可設為任意之數量。又，閃光燈FL並不限定於氙氣閃光燈，亦可為氪氣閃光燈。又，鹵素加熱部4所具備之鹵素燈HL之個數亦不限定於40個，可設為任意之數量。 又，於上述實施形態中，將燈絲方式之鹵素燈HL用作連續發光1秒以上之連續照明燈而進行半導體晶圓W之預加熱，但並不限定於此，亦可代替鹵素燈HL而將放電型之電弧燈用作連續照明燈而進行預加熱。 又，藉由熱處理裝置1而成為處理對象之基板並不限定於半導體晶圓，亦可為用於液晶顯示裝置等平板顯示器之玻璃基板或太陽電池用之基板。又，本發明之技術亦可應用於高介電常數閘極絕緣膜(High-k膜)之熱處理、金屬與矽之接合、或者多晶矽之結晶化。
1‧‧‧熱處理裝置
3‧‧‧控制部
4‧‧‧鹵素加熱部
5‧‧‧閃光加熱部
6‧‧‧腔室
7‧‧‧保持部
10‧‧‧移載機構
11‧‧‧移載臂
12‧‧‧頂起銷
13‧‧‧水平移動機構
14‧‧‧升降機構
20‧‧‧下部放射溫度計
21‧‧‧透明窗
22‧‧‧測定區域
25‧‧‧上部放射溫度計
26‧‧‧透明窗
41‧‧‧殼體
43‧‧‧反射器
51‧‧‧殼體
52‧‧‧反射器
53‧‧‧燈光放射窗
61‧‧‧腔室側部
61a‧‧‧貫通孔
61b‧‧‧貫通孔
62‧‧‧凹部
63‧‧‧上側腔室窗
64‧‧‧下側腔室窗
65‧‧‧熱處理空間
66‧‧‧搬送開口部(爐口)
68‧‧‧反射環
69‧‧‧反射環
71‧‧‧基台環
72‧‧‧連結部
74‧‧‧基座
75‧‧‧保持板
75a‧‧‧保持面
76‧‧‧引導環
77‧‧‧基板支持銷
78‧‧‧開口部
79‧‧‧貫通孔
81‧‧‧氣體供給孔
82‧‧‧緩衝空間
83‧‧‧氣體供給管
84‧‧‧閥
85‧‧‧處理氣體供給源
86‧‧‧氣體排氣孔
87‧‧‧緩衝空間
88‧‧‧氣體排氣管
89‧‧‧閥
110‧‧‧高溫固定器
111‧‧‧安裝部
112‧‧‧拉伸彈簧
113‧‧‧底板
120‧‧‧角度調整機構
121‧‧‧調整環
122‧‧‧第1滾花螺栓
123‧‧‧第2滾花螺栓
124‧‧‧附彈簧螺栓
125‧‧‧彈簧
126‧‧‧第1量規
127‧‧‧第2量規
130‧‧‧板狀體
131‧‧‧熱源
185‧‧‧閘閥
190‧‧‧排氣部
191‧‧‧氣體排氣管
192‧‧‧閥
FL‧‧‧閃光燈
HL‧‧‧鹵素燈
W‧‧‧半導體晶圓
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
圖1係表示本發明之熱處理裝置之構成之縱剖視圖。 圖2係表示保持部之整體外觀之立體圖。 圖3係基座之俯視圖。 圖4係基座之剖視圖。 圖5係移載機構之俯視圖。 圖6係移載機構之側視圖。 圖7係表示複數個鹵素燈之配置之俯視圖。 圖8係用以說明下部放射溫度計之對於腔室側部之安裝之側視圖。 圖9係自圖8之A-A線觀察所得之剖視圖。 圖10係表示下部放射溫度計之測定位置調整之順序之流程圖。 圖11係模式性地表示熱源保持於基座之狀態之圖。 圖12係表示板狀體之下表面中之下部放射溫度計之測定區域之圖。 圖13係表示下部放射溫度計之光軸與半導體晶圓之主面所成之角度對半導體晶圓之表觀之放射率造成之影響之圖。

Claims (6)

  1. 一種熱處理裝置，其特徵在於其係藉由對基板照射光而將該基板加熱者，且具備腔室，其收容基板；光源，其對收容於上述腔室之上述基板照射光；圓筒形狀之放射溫度計，其接收自上述基板放射之紅外光，測定上述基板之溫度；固定器，其以保持上述放射溫度計之狀態安裝於上述腔室之外壁；及測定位置調整機構，其設置於上述固定器，對上述基板中之上述放射溫度計之測定位置進行調整；且上述測定位置調整機構具有以上述放射溫度計之前端為支點，調整上述放射溫度計相對於上述腔室之外壁之角度之角度調整機構；且上述角度調整機構具備：第1螺栓，其抵接於上述放射溫度計之側壁面，對沿著第1方向之上述放射溫度計之角度進行調整；第2螺栓，其抵接於上述放射溫度計之側壁面，對沿著與上述第1方向成直角之第2方向之上述放射溫度計之角度進行調整；及附彈簧螺栓，其沿著與上述第1方向及上述第2方向各成135°之第3方向設置；且藉由上述第1螺栓及上述第2螺栓而調整上述放射溫度計之角度時，上述附彈簧螺栓之彈簧部分按壓上述放射溫度計之側壁面，且藉由上述第1螺栓及上述第2螺栓所進行之上述放射溫度計之角度調整完成時，上述附彈簧螺栓之螺栓部分抵接於上述放射溫度計之側壁面，將上述放射溫度計固定。
  2. 如請求項1之熱處理裝置，其中上述角度調整機構更具備：第1量規，其表示上述第1螺栓所進行之上述放射溫度計之角度調整量；及第2量規，其表示上述第2螺栓所進行之上述放射溫度計之角度調整量。
  3. 一種熱處理裝置，其特徵在於其係藉由對基板照射光而將該基板加熱者，且具備腔室，其收容基板；光源，其對收容於上述腔室之上述基板照射光；圓筒形狀之放射溫度計，其接收自上述基板放射之紅外光，測定上述基板之溫度；固定器，其以保持上述放射溫度計之狀態安裝於上述腔室之外壁；及測定位置調整機構，其設置於上述固定器，對上述基板中之上述放射溫度計之測定位置進行調整；且上述固定器具備自上述放射溫度計之後端側朝向前端側將上述放射溫度計按壓於上述固定器之拉伸彈簧。
  4. 一種熱處理裝置，其特徵在於其係藉由對基板照射光而將該基板加熱者，且具備腔室，其收容基板；光源，其對收容於上述腔室之上述基板照射光；圓筒形狀之放射溫度計，其接收自上述基板放射之紅外光，測定上述基板之溫度；固定器，其以保持上述放射溫度計之狀態安裝於上述腔室之外壁；及測定位置調整機構，其設置於上述固定器，對上述基板中之上述放射溫度計之測定位置進行調整；且於上述腔室內，上述基板保持於形成有讓自上述基板之下表面放射之紅外光通過之開口之石英之基座，且上述放射溫度計設置於上述基板之斜下方，接收通過上述開口之上述紅外光。
  5. 一種放射溫度計之測定位置調整方法，其特徵在於：其係對測定收容於腔室內且藉由光照射而加熱之基板的溫度之圓筒形狀放射溫度計進行測定位置調整者，且具備：安裝步驟，其係將保持上述放射溫度計之固定器安裝於上述腔室之外壁；及角度調整步驟，其係藉由以上述放射溫度計之前端為支點，調整上述放射溫度計之角度，而調整上述基板中之上述放射溫度計之測定位置；上述角度調整步驟具備：旋轉角度調整步驟，其係調整以上述放射溫度計之軸為中心之上述放射溫度計之旋轉角度；及傾斜角度調整步驟，其係調整上述放射溫度計相對於上述腔室之外壁之傾斜角度；上述傾斜角度調整步驟具備如下步驟：調整沿著第1方向之上述放射溫度計相對於上述放射溫度計之側壁面之角度；及調整沿著與上述第1方向成直角之第2方向之上述放射溫度計相對於上述放射溫度計之側壁面之角度。
  6. 一種放射溫度計之測定位置調整方法，其特徵在於：其係對測定收容於腔室內且藉由光照射而加熱之基板的溫度之圓筒形狀放射溫度計進行測定位置調整者，且具備：安裝步驟，其係將保持上述放射溫度計之固定器安裝於上述腔室之外壁；及角度調整步驟，其係藉由以上述放射溫度計之前端為支點，調整上述放射溫度計之角度，而調整上述基板中之上述放射溫度計之測定位置；且於上述腔室內，上述基板保持於形成有讓自上述基板之下表面放射之紅外光通過之開口之石英之基座，且上述放射溫度計設置於上述基板之斜下方，接收通過上述開口之上述紅外光。
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