(57)【要約】【課題】  温度検出装置及び温度検出方法並びに基板処理装置を提供する。【解決手段】本発明の温度検出装置は、湿度別に温度補正値を格納している温度補正データベースと、湿度によって第１しきい値以下の透過率を有する波長帯域である透過率阻止波長帯域と、湿度によって第２しきい値以上の透過率を有する波長帯域である透過率通過波長帯域とからなる波長帯域を補正対象波長帯域としたとき、対象体から放射される前記補正対象波長帯域の波長強度を測定して算出した補正対象温度に、前記湿度センサーにおいて測定される湿度に対応する温度補正値を加算して非接触温度を算出するパイロメータとを備える。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿度を測定する湿度センサーと、
湿度別に温度補正値を格納している温度補正データベースと、
湿度によって第１しきい値以下の透過率を有する波長帯域である透過率阻止波長帯域と、湿度によって第２しきい値以上の透過率を有する波長帯域である透過率通過波長帯域とからなる波長帯域を補正対象波長帯域としたとき、対象体から放射される前記補正対象波長帯域の波長強度を測定して算出した補正対象温度に、前記湿度センサーにおいて測定される湿度に対応する温度補正値を加算して非接触温度を算出するパイロメータと、
を備えることを特徴とする温度検出装置。
【請求項２】
放射される補正対象波長帯域の強度を変換した温度を補正対象温度とし、前記透過率通過波長帯域の強度を変換した温度を透過率通過温度としたとき、
前記透過率通過温度と補正対象温度との間の差分値を各湿度別に温度補正値として前記温度補正データベースに格納することを特徴とする請求項１に記載の温度検出装置。
【請求項３】
前記透過率阻止波長帯域は、１００％の湿度環境下で透過率が１０％以下である波長帯域であり、前記透過率通過波長帯域は、１００％の湿度環境下で透過率が９０％以上である波長帯域であることを特徴とする請求項２に記載の温度検出装置。
【請求項４】
前記透過率阻止波長帯域は、５μｍ〜７μｍの波長帯域であり、前記透過率通過波長帯域は、７μｍ〜１５μｍの波長帯域であり、前記補正対象波長帯域は、５μｍ〜１５μｍの波長帯域であることを特徴とする請求項３に記載の温度検出装置。
【請求項５】
複数の加熱ランプを内部に収納した加熱ハウジングと、
前記加熱ランプの輻射エネルギーによって基板処理が行われる空間を有する工程チャンバと、
前記工程チャンバの内部に設けられて工程チャンバ内部の湿度を測定する湿度センサーと、
湿度によって第１しきい値以下の透過率を有する波長帯域である透過率阻止波長帯域と、湿度によって第２しきい値以上の透過率を有する波長帯域である透過率通過波長帯域とからなる波長帯域を補正対象波長帯域としたとき、基板から放射される前記補正対象波長帯域の波長強度を測定して算出した補正対象温度に、前記湿度センサーにおいて測定される湿度に対応する温度補正値を加算して非接触温度を算出するパイロメータと、
前記パイロメータにおいて算出された非接触温度を用いて前記加熱ランプを制御する加熱制御器と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
前記工程チャンバは、基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部の周縁を囲繞し、基板出入ゲートを備えるプロセスキットと、を備え、
前記湿度センサーは、前記基板支持部によって支持される基板と基板の下に配設されるパイロメータとの間の空間の湿度を測定することを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
湿度別に温度補正値を格納している温度補正データベースを生成する過程と、
湿度によって第１しきい値以下の透過率を有する波長帯域である透過率阻止波長帯域と、湿度によって第２しきい値以上の透過率を有する波長帯域である透過率通過波長帯域とからなる波長帯域を補正対象波長帯域としたとき、対象体から放射される波長帯域のうち前記補正対象波長帯域の波長強度を測定して補正対象温度を算出する過程と、
前記波長帯域が放射される領域の湿度を測定する過程と、
前記測定される湿度に対応する温度補正値を前記温度補正データベースから抽出する過程と、
前記補正対象温度に前記温度補正値を加算して非接触温度を算出する過程と、
を含むことを特徴とする温度検出方法。
【請求項８】
温度補正データベースを生成する過程は、
放射される波長帯域のうち前記透過率通過波長帯域の波長強度を検出して変換した透過率通過温度を算出する過程と、
放射される波長帯域のうち前記補正対象波長帯域の波長強度を検出して変換した補正対象温度を算出する過程と、
前記透過率通過温度と補正対象温度との間の差分値を温度補正値として算出する過程と、
湿度を異ならせながら前記透過率通過温度を算出する過程と、補正対象温度を算出する過程及び温度補正値として算出する過程を繰り返し行って各湿度別にデータベースに格納する過程と、
を含むことを特徴とする請求項７に記載の温度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイロメータを用いて非接触式で温度を検出する装置及び検出方法、並びにこのような温度検出装置を適用した基板処理装置に係り、さらに詳しくは、湿度の影響を受けずに正確な温度を測定するように補正する温度検出装置及び検出方法、並びにこれを適用した基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に対して熱処理工程を行う熱処理装置は、タングステンハロゲンランプなどの加熱ランプを用いてシリコン基板に熱を供給し、このとき、基板の温度を光学プローブを用いて算出する。算出した基板の温度が加熱制御器からフィードバックされて加熱ランプを制御する装置である。
【０００３】
図１は、低温熱処理装置を説明するための概略図である。図１に示すように、工程チャンバ１０内のエッジリング３０に基板２０が取り付けられた状態で多数の加熱ランプ６１によって熱処理が行われ、基板２０の温度は、長波長帯域を測定するパイロメータ４０によって非接触式で測定される。
【０００４】
このため、パイロメータ４０は、基板２０から放出された、６００℃以下の低温であるともに５μｍ〜１５μｍの長波長の輻射エネルギーをレンズ４１を用いて集光して、黒体輻射温度関係を基に基板の温度を非接触式で算出することができる。パイロメータ４０において算出された温度は、加熱制御器５０を介して加熱部６０にフィードバックされて多数の加熱ランプ６１に対する温度制御が行われる。
【０００５】
一方、一般に、５μｍ〜７μｍの帯域の長波長は、水分（Ｈ２Ｏ）によって吸収されるという性質を有する。このため、光波長透過領域に１００％の水分が存在するならば、５μｍ〜７μｍの帯域の光波長は、図２に示すように、ほとんど透過できなくなる。
【０００６】
したがって、加熱ランプ６１から放射される長波長は、基板２０を透過して工程チャンバ１０の内部を経て長波長測定パイロメータに入力されるが、このようなパイロメータに入力される長波長は光透過領域に存在する水分（Ｈ２Ｏ）によって透過率が異なってくる。
【０００７】
たとえば、長波長透過領域に３０％の水分（Ｈ２Ｏ）が存在する場合に光波長透過率は９０％であり、５０％の水分（Ｈ２Ｏ）が存在する場合に長波長透過率は６０％であり、７０％の水分（Ｈ２Ｏ）が存在する場合に長波長透過率は１０％未満となる。
【０００８】
このため、光透過領域に存在する水分（Ｈ２Ｏ）に応じてパイロメータにおいて測定される温度が異なってくるという問題が生じる。すなわち、水分（Ｈ２Ｏ）の相違による長波長透過率の変化に起因して、パイロメータに入力される長波長の輻射エネルギーの大きさが異なってき、これにより、パイロメータの温度変換値に誤差が生じるという問題がある。また、透過率が低いことを補うために多い光量を受光すべく大直径のパイロメータを用いてもよいが、この場合、パイロメータの肥大化によってコストが嵩張るとともに、取り付けが困難であり、しかも、装備の小型化が妨げられる問題がある。すなわち、５μｍ〜１５μｍの帯域を基準としたとき、７μｍ〜１５μｍの帯域の光量は６０％に減り、これにより、７μｍ〜１５μｍの帯域のみを受光するパイロメータを用いる場合、７μｍ〜１５μｍの帯域を受光するパイロメータよりも１．７倍大きくせねばならず、これは、周辺装置の肥大化につながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】大韓民国公開特許１０−２００９−０１３０６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の技術的課題は、湿度の影響を受けずに正確な温度を測定することにある。また、本発明の技術的課題は、長波長帯域の全体を測定して温度を算出するパイロメータを小型化させることにある。さらに、本発明の技術的課題は、湿度の影響を受けずに正確に加熱ランプの温度制御を行う基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施形態による温度検出装置は、湿度を測定する湿度センサーと、湿度別に温度補正値を格納している温度補正データベースと、湿度によって第１しきい値以下の透過率を有する波長帯域である透過率阻止波長帯域と、湿度によって第２しきい値以上の透過率を有する波長帯域である透過率通過波長帯域とからなる波長帯域を補正対象波長帯域としたとき、対象体から放射される前記補正対象波長帯域の波長強度を測定して算出した補正対象温度に、前記湿度センサーにおいて測定される湿度に対応する温度補正値を加算して非接触温度を算出するパイロメータと、を備える。
【００１２】
また、好ましくは、前記温度検出装置は、放射される補正対象波長帯域の強度を変換した温度を補正対象温度とし、前記透過率通過波長帯域の強度を変換した温度を透過率通過温度としたとき、前記透過率通過温度と補正対象温度との間の差分値を各湿度別に温度補正値として前記データベースに格納する。
【００１３】
さらに、好ましくは、前記透過率阻止波長帯域は、１００％の湿度環境下で透過率が１０％以下である波長帯域であり、前記透過率通過波長帯域は、１００％の湿度環境下で透過率が９０％以上である波長帯域である。
【００１４】
さらに、好ましくは、前記透過率阻止波長帯域は、５μｍ〜７μｍの波長帯域であり、前記透過率通過波長帯域は、７μｍ〜１５μｍの波長帯域であり、前記補正対象波長帯域は、５μｍ〜１５μｍの波長帯域である。
【００１５】
また、本発明の実施形態による基板処理装置は、複数の加熱ランプを内部に収納した加熱ハウジングと、前記加熱ランプの輻射エネルギーによって基板処理が行われる空間を有する工程チャンバと、前記工程チャンバの内部に設けられて工程チャンバ内部の湿度を測定する湿度センサーと、湿度によって第１しきい値以下の透過率を有する波長帯域である透過率阻止波長帯域と、湿度によって第２しきい値以上の透過率を有する波長帯域である透過率通過波長帯域とからなる波長帯域を補正対象波長帯域としたとき、基板から放射される前記補正対象波長帯域の波長強度を測定して算出した補正対象温度に、前記湿度センサーにおいて測定される湿度に対応する温度補正値を加算して非接触温度を算出するパイロメータと、前記パイロメータにおいて算出された非接触温度を用いて前記加熱ランプを制御する加熱制御器と、を備える。
【００１６】
また、好ましくは、工程チャンバは、基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部の周縁を囲繞し、基板出入ゲートを備えるプロセスキットと、を備え、前記湿度センサーは、前記基板支持部によって支持される基板と基板の下に配設されるパイロメータとの間の空間の湿度を測定する。
【００１７】
さらに、本発明の実施形態による温度検出方法は、湿度別に温度補正値を格納している温度補正データベースを生成する過程と、湿度によって第１しきい値以下の透過率を有する波長帯域である透過率阻止波長帯域と、湿度によって第２しきい値以上の透過率を有する波長帯域である透過率通過波長帯域とからなる波長帯域を補正対象波長帯域としたとき、対象体から放射される波長帯域のうち前記補正対象波長帯域の波長強度を測定して補正対象温度を算出する過程と、前記波長帯域が放射される領域の湿度を測定する過程と、前記測定される湿度に対応する温度補正値を前記温度補正データベースから抽出する過程と、前記補正対象温度に前記温度補正値を加算して非接触温度を算出する過程と、を含む。
【００１８】
また、好ましくは、温度補正データベースを生成する過程は、放射される波長帯域のうち前記透過率通過波長帯域の波長強度を検出して変換した透過率通過温度を算出する過程と、放射される波長帯域のうち前記補正対象波長帯域の波長強度を検出して変換した補正対象温度を算出する過程と、前記透過率通過温度と補正対象温度との間の差分値を温度補正値として算出する過程と、湿度を異ならせながら前記透過率通過温度を算出する過程と、補正対象温度を算出する過程及び温度補正値として算出する過程を繰り返し行って各湿度別にデータベースに格納する過程と、を含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の実施形態によれば、湿度に応じて温度を補償することにより、周りの湿度とは無関係に正確に温度を測定することができる。また、本発明の実施形態によれば、湿度に応じて温度を補償することにより、長波長帯域の全体を集光するためにパイロメータを大型化させなくてもよい。したがって、装備の小型化を達成することができる。なお、本発明の実施形態によれば、湿度の影響を受けずに正確に加熱ランプの温度制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】低温熱処理装置を説明するための概略図である。
【図２】波長帯域別に水分によって透過率に影響が及ぼされる様子を示すグラフである。
【図３】本発明の実施形態による加熱ハウジング及び工程チャンバを備えて熱処理を行う基板処理装置の分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態により加熱ハウジング及び工程チャンバを備える熱処理装置において行われる温度測定及び加熱処理を説明するための機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施形態により温度補正データベースを生成する過程を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態により測定波長と湿度との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態によりパイロメータが温度を検出する過程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態を詳述する。しかしながら、本発明は、後述する実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる種々の形態で実現される。単に、これらの実施形態は、本発明の開示を完全たるものにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。図中、同じ符号は同じ要素を示す。
【００２２】
以下の説明においては、基板を対象として温度を補正する例について説明するが、これに加えて、産業体において用いられる様々な対象体の温度を補正するのにも適用可能であるということはいうまでもない。
【００２３】
図３は、本発明の実施形態による加熱ハウジング及び工程チャンバを備えて熱処理を行う基板処理装置の分解斜視図であり、図４は、本発明の実施形態により加熱ハウジング及び工程チャンバを備える熱処理装置において行われる温度測定及び加熱処理を説明するための機能ブロック図である。
【００２４】
以下の説明においては、熱処理工程を行う熱処理装置を例にとって説明するが、熱処理に加えて、様々な工程を行う他の基板処理装置にも適用可能である。
【００２５】
熱処理装置は、加熱ランプなどから放出されたエネルギーを直接的に基板に吸収させて基板の温度を速やかに加熱して熱処理を行うことができる。
【００２６】
本発明の実施形態による熱処理装置は、複数の加熱ランプ１１０を内部に収納した加熱ハウジング１００と、加熱ランプ１１０の輻射エネルギーによって基板処理が行われる空間を有する工程チャンバ２００と、工程チャンバの内部に設けられて工程チャンバの内部の湿度を測定する湿度センサー６００と、湿度によって第１しきい値以下の透過率を有する波長帯域である透過率阻止波長帯域と、湿度によって第２しきい値以上の透過率を有する波長帯域である透過率通過波長帯域とからなる波長帯域を補正対象波長帯域としたとき、基板Ｗから放射される補正対象波長帯域の波長強度を測定して算出した補正対象温度に、湿度センサー６００において測定される湿度に対応する温度補正値を加算して非接触温度を算出するパイロメータ５００と、パイロメータ５００において算出された非接触温度を用いて加熱ランプ１１０を制御する加熱制御器４００と、を備える。なお、図示はしないが、前記工程チャンバ２００の内部の圧力を調節する圧力調節部をさらに備えていてもよいが、これにより工程チャンバ２００を高真空化させることができる。
【００２７】
加熱ハウジング１００は、輻射エネルギーを発生させる複数の加熱ランプ１１０を内部に収納する。前記輻射エネルギーは、加熱ランプ１１０から発せられる光状のものであり、加熱ランプ１１０から発せられる輻射熱の輻射エネルギーによって基板が加熱される。
【００２８】
加熱ランプ１１０は、バルブタイプまたはリニアタイプで放射状の多数のゾーンに配列される。前記加熱ランプ１１０は、タングステンハロゲンランプまたはアークランプであり、近赤外線状のエネルギーを放射する。加熱ランプ１１０はその内部が空いている管状に製作され、前記加熱ランプ１１０がハロゲンタングステンランプである場合、その内部には輻射エネルギーを発生させるフィラメントが設けられる。ランプ胴体はガラスまたは石英を用いて製作し、これにより、輻射熱の輻射エネルギーを損失なしに透過させることが好ましい。そして、前記加熱ランプの内部には、不活性ガス（たとえば、アルゴン）が充填されることが効果的である。
【００２９】
工程チャンバ２００は、熱処理空間である内部空間を有するが、熱処理空間の内部に温度測定が行われる対象体である基板が載置される。工程チャンバ２００は、内部が空いている円形、四角形の筒状に製作されるが、これに何ら限定されるものではなく、様々な筒状が採用可能である。すなわち、円形または多角形が採用可能である。そして、工程チャンバ２００の一方の面及び他方の面のそれぞれには基板の出入のための基板出入ゲート２１１が設けられ、いずれか一つの基板出入ゲート２１１は搬送モジュール（図示せず）と連結される。参考までに、基板としては、シリコンウェーハ、ポリマー基板、ガラス基板など種々の対象体が適用可能であり、ガラス基板のように大型基板を用いる場合、工程チャンバが大きくなる筈である。
【００３０】
工程チャンバ２００は、基板を支持するエッジリング２２２を備える基板支持部２２０と、基板支持部を支持するベース部２３０及び基板支持部を囲繞するプロセスキット２１０を備える。
【００３１】
基板支持部２２０には、内部に垂直方向に移動する複数のリフトピン２２１が設けられる。エッジリング２２２は、熱処理空間の内部において加熱ハウジング１００と向かい合う位置に基板を載置可能な載置手段である。基板を一様に熱処理するために、基板支持部２２０によって支持された基板を駆動モータによって回転できるようにする。基板支持部２２０の周りにプロセスキット２１０が設けられる。これにより、熱処理工程を行うときに、プロセスキット２１０の内部に基板支持部が位置し、基板支持部２２０の回転によってエッジリング２２２に載置された基板を所定の速度で回転される。なお、基板支持部２２０の内部の底面にはパイロメータの集光レンズ（図示せず）が配設されて基板を透過して放射される波長を測定することができる。加えて、基板支持部２２０は、エッジリング２２２ではなく、ピン方式など様々な方式によって支持され得る。
【００３２】
ベース部２３０は、基板支持部２２０を支持するハウジングである。基板支持部２２０を支持するシャフト（図示せず）がベース部２３０を貫通して外部モータ（図示せず）の駆動によって回転され、これにより、基板支持部２２０が回転する。
【００３３】
プロセスキット２１０は、基板支持部２２０の周りを囲繞する石英シリンダ２１２と、プロセスキットの一方の面及び／又は他方の面のそれぞれに基板の出入のために設けられた基板出入ゲート２１１と、を備え、いずれか一つの基板出入ゲート２１１は基板搬送モジュール（図示せず）と連結される。プロセスキット２１０の基板出入ゲート２１１を介して基板Ｗが装入されて基板支持部２２０のエッジリング２２２に置かれる。参考までに、基板がプロセスキットの内部に装入される場合には、リフトピン２２１が上昇された状態で基板が引き込まれてリフトピン２２１に置かれ、リフトピン２２１の下降によって基板がエッジリング２２２に置かれ得る。逆に、基板が搬出される場合には、リフトピン２２１が上昇されてエッジリング２２２から基板を上昇させた後、基板出入ゲート２１１を介して基板を外部に搬出することができる。
【００３４】
加熱ハウジング１００とプロセスキット２１０との間にはウィンドウ３００が設けられて、加熱ランプから放射される熱エネルギーを透過させて基板に伝える。ウィンドウ３００は、加熱ハウジング１００とプロセスキット２１０との間において気密を維持するが、加熱ハウジング１００とプロセスキット２１０との間を遮断して外部環境（ガス、汚染物質）から工程チャンバを保護する。また、ウィンドウ３００は加熱ランプ１１０を保護し、加熱ランプから放熱される熱によって生じる副産物が工程チャンバの内部の熱処理空間に配設された基板に落下することを防ぐ。ウィンドウ３００として、透過性の石英を用いることが効果的である。しかしながら、石英ウィンドウに加えて、透光性を有する種々の材質が使用可能であるということはいうまでもない。
【００３５】
加熱制御器４００は、パイロメータ５００において補正されて算出された非接触温度を用いて加熱ランプ１１０をフィードバック制御する。このため、パイロメータ５００において補正されて算出された非接触温度が設定された温度よりも高い場合には加熱ランプ１１０の発光量を減らし、逆に、パイロメータ５００において補正されて算出された非接触温度が設定された温度よりも低い場合には加熱ランプ１１０の発光量を増やしていく。
【００３６】
湿度センサー６００は、工程チャンバの内部の湿度を測定する。湿度センサーは、工程チャンバ２００の基板支持部２２０内の空間Ｓ、すなわち、基板支持部のエッジリング２２２によって支持される基板Ｗと基板支持部２２０の内部の底面との間の空間Ｓ内の湿度を測定する。このため、基板支持部２２０の内部の底面において波長を集光するパイロメータ５００と、エッジリング２２２によって支持される基板との間のチャンバ空間内の湿度を測定する。湿度センサーは単数または複数設けられ得る。また、パイロメータ５００と基板Ｗとの間の空間Ｓの湿度を測定するために、空間Ｓに貫通された通路管を介して、図４に示すように、外部に配設されている湿度センサー６００において湿度を測定することができる。これらに加えて、基板支持部２２０を貫通して空間Ｓの湿度が伝わる位置に湿度センサーが設けられて湿度が測定され得る。
【００３７】
一般に、波長は、図２に示すように、特定の波長帯域に応じて透過率が異なる。特に、５μｍ〜７μｍの波長帯域の場合には波長透過率が「０」に近いため、パイロメータにおいて測定される波長が異なる。たとえば、５μｍ〜１５μｍの長波長を測定するパイロメータである場合、湿度に応じて５μｍ〜７μｍの帯域は測定されないため、５μｍ〜１５μｍの波長帯域の全体測定量は減る。
【００３８】
本発明の実施形態は、このような湿度による温度測定誤差を改善するために、基板とパイロメータとの間の空間Ｓの湿度を測定して温度補正を行うことにより、正確な測定が行われる。
【００３９】
温度補正データベースについて説明するに先立って、透過率通過波長帯域、透過率阻止波長帯域、補正対象波長帯域について定義する。
【００４０】
透過率阻止波長帯域とは、湿度によって第１しきい値以下の透過率を有する波長帯域をいう。たとえば、第１しきい値が１０％の透過率であるとしたとき、湿度によって１０％以下の透過率を有する波長帯域をいう。すなわち、「１００」強度の波長が基板から放射されるとしたとき、基板の周りの湿度によって「１０」以下の強度の波長として検出される波長帯域を透過率阻止波長帯域とする。参考までに、ここで、湿度とは、１００％の湿度環境を想定する。たとえば、１００％の湿度環境下で５μｍ〜７μｍの波長帯域が１０％の透過率以下である場合、透過率阻止波長帯域は５μｍ〜７μｍとして決定され得る。ここで、５μｍ〜７μｍの波長帯域とは、５μｍの波長よりも大きく、且つ、７μｍ波長に等しいか小さな帯域をいう。なお、５μｍ〜７μｍの波長帯域が１０％以上の透過率を有するが、５μｍ〜６μｍの波長帯域が１０％以下の透過率を有する場合、透過率阻止波長帯域は５μｍ〜６μｍの波長帯域として決定され得る。
【００４１】
また、透過率通過波長帯域とは、湿度によって第２しきい値以上の透過率を有する波長帯域をいう。たとえば、第２しきい値が９０％の透過率であるとしたとき、湿度によって９０％以上の透過率を有する波長帯域をいう。すなわち、「１００」強度の波長が基板から放射されるとしたとき、基板の周りの湿度によって「９０」以上の強度の波長として検出される波長帯域を透過率通過波長帯域という。たとえば、１００％の湿度環境下で７μｍ〜１５μｍの波長帯域が９０％の透過率以上である場合、透過率通過波長帯域は７μｍ〜１５μｍとして決定され得る。ここで、７μｍ〜１５μｍの波長帯域とは、７μｍ波長よりも大きく、且つ、１５μｍ波長に等しいか小さな帯域をいう。
【００４２】
さらに、補正対象波長帯域とは、透過率阻止波長帯域と透過率通過波長帯域を含む帯域をいう。たとえば、透過率阻止波長帯域が５μｍ〜７μｍであり、透過率通過波長帯域が７μｍ〜１５μｍである場合、補正対象波長帯域とは、５μｍ〜１５μｍの波長帯域をいう。７μｍ〜１５μｍの透過率通過波長帯域は、波長が第２しきい値（９０％）以上に透過されるため、測定温度値は比較的に正確であるといえるが、５μｍ〜７μｍの透過率阻止波長帯域を通過する波長は第１しきい値（１０％）以下に透過されるため測定温度値には誤差が生じることがある。このため、全体的な５μｍ〜１５μｍの波長をもって温度を測定するときには、属している５μｍ〜７μｍの帯域によって測定誤差が生じてしまう。このため、５μｍ〜１５μｍの波長帯域の強度をもって温度を算出する場合、補正を必要とするため、透過率阻止波長帯域と透過率通過波長帯域とからなる５μｍ〜１５μｍの波長帯域を補正対象波長帯域と呼ぶ。
【００４３】
温度補正データベース（図示せず）は、湿度別に温度補正値を格納しているデータベースである。温度補正データベースは、実験値によって決定され得る。温度補正データベースは、基板から放射される補正対象波長帯域の強度を変換した温度を補正対象温度とし、透過率通過波長帯域の強度を変換した温度を透過率通過温度としたとき、前記透過率通過温度と補正対象温度との間の差分値を各湿度別に温度補正値として温度補正データベースに格納する。
【００４４】
温度補正値算出過程を図５と結び付けて説明する。一定の温度を維持する恒温恒湿槽のように湿度が調節可能な空間内に、予め設定した基準温度（たとえば、６００℃）を有する黒体（ブラックボディ）から波長を放射するようにする（Ｓ５１０）。
【００４５】
透過率通過波長帯域（たとえば、７μｍ〜１５μｍ）の波長強度を検出し、検出した透過率通過波長帯域の波長強度を温度に変換して透過率通過温度として算出する（Ｓ５２０）。同様に、補正対象波長帯域（たとえば、５μｍ〜１５μｍ）の波長強度を検出し、検出した補正対象波長帯域の波長強度を温度に変換して補正対象温度として算出する（Ｓ５３０）。次いで、透過率通過温度と補正対象温度との間の差分値を各湿度別に温度補正値として算出する（Ｓ５４０）。そして、湿度を異ならせながら前記透過率通過温度を算出する過程と、補正対象温度を算出する過程及び温度補正値として算出する過程を繰り返し行って各湿度別に温度補正データベースに格納する（Ｓ５５０）。
【００４６】
図６を参照すると、基準温度（６００℃）を有する黒体（ブラックボディ）から波長を放射するとき、透過率通過波長帯域（７μｍ〜１５μｍ）において測定されて変換された透過率通過温度と、補正対象波長帯域（５μｍ〜１５μｍ）において測定されて変換された補正対象温度を各湿度別に示した。透過率通過波長帯域（７μｍ〜１５μｍ）の場合には、放射された基準温度（６００℃）と透過率通過波長帯域（７μｍ〜１５μｍ）の透過率通過温度との間には、湿度が変化しても差分が生じないことが分かる。しかしながら、補正対象波長帯域（５μｍ〜１５μｍ）の場合には、放射された基準温度（６００℃）と補正対象波長帯域（５μｍ〜１５μｍ）の補正対象温度との間の差分は、３０％湿度以上において次第に大きくなることが分かる。
【００４７】
このため、各湿度別に、透過率通過波長帯域（７μｍ〜１５μｍ）の透過率通過温度と、補正対象波長帯域（５μｍ〜１５μｍ）の補正対象温度との間の差分値を温度補正値として温度補正データベースに格納するのである。すなわち、特定の湿度において測定される透過率通過温度から補正対象温度を差し引いた値を温度補正値として、当該湿度の温度補正値として格納するのである。たとえば、図６を参照すると、湿度が５０％であるときには、透過率通過温度が基準温度である６００℃であり、補正対象温度が５９８．２であるため、透過率通過温度から補正対象温度を差し引いた値が１．８となり、このような１．８の値が湿度５０％における温度補正値として格納される。
【００４８】
同様に、湿度が７０％であるときには、透過率通過温度が基準温度である６００℃であり、補正対象温度が５９６．２℃であるため、透過率通過温度から補正対象温度を差し引いた値が３．８となり、このような３．８の値が湿度７０％における温度補正値として格納される。
【００４９】
パイロメータ５００は、基板Ｗから放射される波長（すなわち、基板そのものから出光される波長及び基板を透過する波長）を測定して温度として算出する機能を行う。参考までに、パイロメータ５００は、波長を測定する装置であり、パイロメータ５００には光感知部と光源が設けられる。光感知部には、基板から放出される輻射光と、光源から基板に照射されて反射される反射光が入力されて、光の放出強度と輻射率を用いて波長を測定することができる。パイロメータにおいて測定された波長はエネルギーに変換されて算出されるが、波長をエネルギーに変換することは、周知の如く、エネルギーをＥ、波長をλ、ｈをプランク定数、ｃを光速としたとき、エネルギーＥ＝（ｈｃ）／λによって変換して算出することができる。このため、工程チャンバ内において熱処理される基板から放出される波長を測定して基板測定エネルギーに変換して算出することができる。式中、エネルギーと波長は互いに反比例関係を有することが分かる。なお、参考までに、プランク定数であるｈの値は６．６２６＊１０−３４［Ｊ／Ｓ］であり、光速定数であるｃは３＊１０８［ｍ／ｓ］の値を有する。
【００５０】
パイロメータ５００は、湿度によって透過率の影響をしきい値以上に受ける波長帯域である透過率阻止波長帯域と、湿度によって透過率の影響をしきい値以下に受ける波長帯域である透過率通過波長帯域を含む波長帯域を補正対象波長帯域としたとき、基板から放射される前記補正対象波長帯域の波長強度を測定して算出した補正対象温度に、前記湿度センサーにおいて測定される湿度に対応する温度補正値を加算して非接触温度を算出する。
【００５１】
パイロメータが温度を補正して検出する過程を図７と結び付けて説明する。
【００５２】
参考までに、パイロメータが温度を補正する過程を有する前に、湿度別に温度補正値を格納している温度補正データベースを生成する（Ｓ７１０）。このような温度補正データベースの生成過程は、図５と結び付けて詳述したため、ここでは詳細な説明を省く。
【００５３】
パイロメータ５００は、基板から放射される波長帯域のうち補正対象波長帯域の波長強度を測定して補正対象温度として算出する（Ｓ７２０）。パイロメータは、５μｍ〜１５μｍの補正対象波長帯域の波長強度を測定するが、補正対象波長帯域には湿度によって透過率が低減される透過率阻止波長帯域（たとえば、５μｍ〜７μｍ）が含まれているため、正確な測定を行うことができない。このため、湿度による補正が行われなければならないが、このために、波長帯域が放射される領域である基板の下部、すなわち、基板支持部のエッジリング２２２の下に位置する内部空間の湿度を測定する（Ｓ７３０）。
【００５４】
測定された湿度に対応する温度補正値を温度補正データベースから抽出する（Ｓ７４０）。たとえば、測定された湿度が７０％である場合には温度補正値として３．８がデータベースから抽出される。
【００５５】
補正対象温度に抽出した温度補正値を加算する補正を行って非接触温度として最終的に算出する（Ｓ７５０）。たとえば、７０％の湿度環境下で測定された補正対象温度が５９６．２℃である場合、７０％の湿度環境下における温度補正値である３．８を加算して最終的な非接触温度として算出する。
【００５６】
本発明を添付図面と上述した好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、後述する特許請求の範囲によって限定される。よって、本技術分野における通常の知識を有する者であれば、後述する特許請求の範囲の技術的思想から逸脱しない範囲内において本発明を種々に変形及び修正することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１００  加熱ハウジング
２００  工程チャンバ
２１０  プロセスキット
２２０  基板支持部
２３０  ベース部
３００  ウィンドウ
４００  加熱制御器
５００  パイロメータ
６００  湿度センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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