(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に加熱を伴う処理を施す基板処理装置であって、
(a)開口部が形成されるとともに前記基板の一の面に対向する反射面と、
(b)前記開口部を介して所定波長の光を前記基板の一の面に照射する光源と、
(c)前記光源からの照射光が前記基板の一の面によって反射される反射光を前記開口部を介して検出するとともに、前記基板からの放射光が前記基板の一の面と前記反射面とによって多重反射された多重反射光を前記開口部を介して検出する検出手段と、
(d)前記光源の点灯状態と消灯状態とを切り換える光源切り換え手段と、
(e)前記光源の点灯時に前記検出手段によって検出される前記多重反射光と前記反射光との第１の光強度と、前記光源の消灯時に前記検出手段によって検出される前記多重反射光の第２の光強度とに基づいて所定の演算を行うことにより、前記基板の温度を算出する演算手段と、
を備え、
前記演算手段は、
(e-1)前記第１の光強度と前記第２の光強度とより、前記基板の反射率を求める反射率算出手段と、
(e-2)前記反射率から前記基板の放射率を求める放射率算出手段と、
(e-3)前記放射率と、前記光源の消灯時に前記検出手段によって検出される前記多重反射光の第２の光強度とに基づいて前記基板の温度を算出する温度算出手段と、
を備え、
前記温度算出手段は、予め求められた前記反射面の実効反射率を利用して前記基板の温度を算出することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
基板に加熱を伴う処理を施す基板処理装置であって、
(a)開口部が形成されるとともに前記基板の一の面に対向する反射面と、
(b)前記開口部を介して所定波長の光を前記基板の一の面に照射する光源と、
(c)前記光源からの照射光が前記基板の一の面によって反射される反射光を前記開口部を介して検出するとともに、前記基板からの放射光が前記基板の一の面と前記反射面とによって多重反射された多重反射光を前記開口部を介して検出する検出手段と、
(d)前記光源の点灯状態と消灯状態とを切り換える光源切り換え手段と、
(e)前記光源の点灯時に前記検出手段によって検出される前記多重反射光と前記反射光との第１の光強度と、前記光源の消灯時に前記検出手段によって検出される前記多重反射光の第２の光強度とに基づいて所定の演算を行うことにより、前記基板の温度を算出する演算手段と、
を備え、
前記演算手段は、
(e-1)前記第１の光強度と前記第２の光強度とより、前記基板の反射率を求める反射率算出手段と、
(e-2)前記反射率から前記基板の放射率を求める放射率算出手段と、
(e-3)前記放射率と、前記光源の消灯時に前記検出手段によって検出される前記多重反射光の第２の光強度とに基づいて前記基板の温度を算出する温度算出手段と、
を備え、
前記反射率算出手段は、前記基板と前記反射面との距離に応じて予め求められた、前記基板の反射率と前記検出手段によって検出される反射光強度との関係から前記基板の反射率を算出することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板処理装置において、
前記反射面と前記基板の一の面とは、４ｍｍから１２ｍｍの間隔で配置されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
開口部が形成されるとともに基板の一の面に対向する反射面と、前記開口部を介して所定波長の光を基板の一の面に照射する光源と、前記光源からの照射光が前記基板の一の面によって反射される反射光を前記開口部を介して検出するとともに、前記基板からの放射光が前記基板の一の面と前記反射面とによって多重反射された多重反射光を前記開口部を介して検出する検出手段とを備える基板処理装置における基板温度計測方法であって、
(a)前記反射面の実効反射率を求める工程と、
(b)前記光源を点灯させた状態で、前記検出手段によって前記多重反射光と前記反射光との第１の光強度を検出する工程と、
(c)前記光源を消灯させた状態で、前記検出手段によって前記多重反射光の第２の光強度を検出する工程と、
(d)前記第１の光強度と前記第２の光強度とに基づいて所定の演算を行うことにより、前記基板の温度を算出する工程と、を有することを特徴とする基板温度計測方法。
【請求項５】
開口部が形成されるとともに基板の一の面に対向する反射面と、前記開口部を介して所定波長の光を基板の一の面に照射する光源と、前記光源からの照射光が前記基板の一の面によって反射される反射光を前記開口部を介して検出するとともに、前記基板からの放射光が前記基板の一の面と前記反射面とによって多重反射された多重反射光を前記開口部を介して検出する検出手段とを備える基板処理装置における基板温度計測方法であって、
(a)前記基板と前記反射面との距離に応じて、前記基板の反射率と前記検出手段によって検出される反射光強度との関係を予め求める工程と、
(b)前記光源を点灯させた状態で、前記検出手段によって前記多重反射光と前記反射光との第１の光強度を検出する工程と、
(c)前記光源を消灯させた状態で、前記検出手段によって前記多重反射光の第２の光強度を検出する工程と、
(d)前記第１の光強度と前記第２の光強度とに基づいて所定の演算を行うことにより、前記基板の温度を算出する工程と、を有することを特徴とする基板温度計測方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の基板温度計測方法において、
前記(b)工程から前記(d)工程を繰り返し行うことを特徴とする基板温度計測方法。
【請求項７】
請求項４から６のいずれかに記載の基板温度計測方法において、
前記(d)工程は、
(d-1)前記第１の光強度と前記第２の光強度とより、前記基板の反射率を求める工程と、
(d-2)前記反射率から前記基板の放射率を求める工程と、
(d-3)前記放射率と前記第２の光強度とに基づいて前記基板の温度を算出する工程と、を有することを特徴とする基板温度計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板（以下、単に「基板」という。）に加熱を伴う処理を施す基板処理装置および基板処理装置における基板温度計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造においては基板に対して様々な処理が施される。これらの処理の中には基板に酸化膜、窒化膜等を形成したり、アニール処理を施すことを目的として基板を所定の雰囲気中（真空を含む）で加熱する処理がある。また、このような基板の加熱を伴う処理では半導体装置の品質を一定に保つために適切な温度管理が要求される。
【０００３】
そのような温度管理を伴うために基板の温度を計測する手法として、従来から熱電対等を基板に取り付けて、それにより基板温度を計測するといった、いわば接触式の温度計測を行いつつ基板処理を行う方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような接触式温度計では基板に熱伝対等を直接取り付けるため、基板に汚染物質が付着し易く、基板の品質劣化を招いていた。また、基板に熱伝対等が直接取り付けられるため、基板の温度不均一を生じさせたり、処理中のプロセスガス流が不均一となるという問題がある。
【０００５】
この発明は、従来技術における上述の問題の克服を意図しており、基板を汚染することなく、基板の温度分布やプロセスガス流を均一に保った状態で、基板の温度を計測し、より正確な温度管理を行える基板処理装置および基板処理装置における基板温度計測方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、基板に加熱を伴う処理を施す基板処理装置であって、(a)開口部が形成されるとともに前記基板の一の面に対向する反射面と、(b)前記開口部を介して所定波長の光を前記基板の一の面に照射する光源と、(c)前記光源からの照射光が前記基板の一の面によって反射される反射光を前記開口部を介して検出するとともに、前記基板からの放射光が前記基板の一の面と前記反射面とによって多重反射された多重反射光を前記開口部を介して検出する検出手段と、(d)前記光源の点灯状態と消灯状態とを切り換える光源切り換え手段と、(e)前記光源の点灯時に前記検出手段によって検出される前記多重反射光と前記反射光との第１の光強度と、前記光源の消灯時に前記検出手段によって検出される前記多重反射光の第２の光強度とに基づいて所定の演算を行うことにより、前記基板の温度を算出する演算手段と、を備え、前記演算手段は、(e-1)前記第１の光強度と前記第２の光強度とより、前記基板の反射率を求める反射率算出手段と、(e-2)前記反射率から前記基板の放射率を求める放射率算出手段と、(e-3)前記放射率と、前記光源の消灯時に前記検出手段によって検出される前記多重反射光の第２の光強度とに基づいて前記基板の温度を算出する温度算出手段と、を備え、前記温度算出手段は、予め求められた前記反射面の実効反射率を利用して前記基板の温度を算出している。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、基板に加熱を伴う処理を施す基板処理装置であって、(a)開口部が形成されるとともに前記基板の一の面に対向する反射面と、(b)前記開口部を介して所定波長の光を前記基板の一の面に照射する光源と、(c)前記光源からの照射光が前記基板の一の面によって反射される反射光を前記開口部を介して検出するとともに、前記基板からの放射光が前記基板の一の面と前記反射面とによって多重反射された多重反射光を前記開口部を介して検出する検出手段と、(d)前記光源の点灯状態と消灯状態とを切り換える光源切り換え手段と、(e)前記光源の点灯時に前記検出手段によって検出される前記多重反射光と前記反射光との第１の光強度と、前記光源の消灯時に前記検出手段によって検出される前記多重反射光の第２の光強度とに基づいて所定の演算を行うことにより、前記基板の温度を算出する演算手段と、を備え、前記演算手段は、(e-1)前記第１の光強度と前記第２の光強度とより、前記基板の反射率を求める反射率算出手段と、(e-2)前記反射率から前記基板の放射率を求める放射率算出手段と、(e-3)前記放射率と、前記光源の消灯時に前記検出手段によって検出される前記多重反射光の第２の光強度とに基づいて前記基板の温度を算出する温度算出手段と、を備え、前記反射率算出手段は、前記基板と前記反射面との距離に応じて予め求められた、前記基板の反射率と前記検出手段によって検出される反射光強度との関係から前記基板の反射率を算出している。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の基板処理装置において、前記反射面と前記基板の一の面とは、４ｍｍから１２ｍｍの間隔で配置されている。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、開口部が形成されるとともに基板の一の面に対向する反射面と、前記開口部を介して所定波長の光を基板の一の面に照射する光源と、前記光源からの照射光が前記基板の一の面によって反射される反射光を前記開口部を介して検出するとともに、前記基板からの放射光が前記基板の一の面と前記反射面とによって多重反射された多重反射光を前記開口部を介して検出する検出手段とを備える基板処理装置における基板温度計測方法であって、(a)前記反射面の実効反射率を求める工程と、(b)前記光源を点灯させた状態で、前記検出手段によって前記多重反射光と前記反射光との第１の光強度を検出する工程と、(c)前記光源を消灯させた状態で、前記検出手段によって前記多重反射光の第２の光強度を検出する工程と、(d)前記第１の光強度と前記第２の光強度とに基づいて所定の演算を行うことにより、前記基板の温度を算出する工程とを有している。
請求項５に記載の発明は、開口部が形成されるとともに基板の一の面に対向する反射面と、前記開口部を介して所定波長の光を基板の一の面に照射する光源と、前記光源からの照射光が前記基板の一の面によって反射される反射光を前記開口部を介して検出するとともに、前記基板からの放射光が前記基板の一の面と前記反射面とによって多重反射された多重反射光を前記開口部を介して検出する検出手段とを備える基板処理装置における基板温度計測方法であって、(a)前記基板と前記反射面との距離に応じて、前記基板の反射率と前記検出手段によって検出される反射光強度との関係を予め求める工程と、(b)前記光源を点灯させた状態で、前記検出手段によって前記多重反射光と前記反射光との第１の光強度を検出する工程と、(c)前記光源を消灯させた状態で、前記検出手段によって前記多重反射光の第２の光強度を検出する工程と、(d)前記第１の光強度と前記第２の光強度とに基づいて所定の演算を行うことにより、前記基板の温度を算出する工程とを有している。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の基板温度計測方法において、前記(b)工程から前記(d)工程を繰り返し行うことを特徴としている。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項４から６のいずれかに記載の基板温度計測方法において、前記 (d)工程は、(d-1)前記第１の光強度と前記第２の光強度とより、前記基板の反射率を求める工程と、(d-2)前記反射率から前記基板の放射率を求める工程と、(d-3)前記放射率と前記第２の光強度とに基づいて前記基板の温度を算出する工程とを有している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
＜１．発明の技術背景＞
従来のような基板の温度計測に接触式温度計を使用することによる弊害を防止するためには、非接触式温度計である放射温度計を用いることが適当であると考えられる。
【００１４】
一般に、黒体の温度Ｔと黒体の放射光強度（放射エネルギー強度）Ｉとの間には、
【００１５】
【数１】
0004429405.tif 000002
【００１６】
の関係がある。数１はプランクの輻射公式と呼ばれ、Ｃ１，Ｃ２は放射定数であり、λは着目する波長である。温度があまり高くないとき、物体の放射率をεとすると、数１は、
【００１７】
【数２】
0004429405.tif 000003
【００１８】
と変形することができる。数２をさらに変形すると、放射光強度Ｉより物体の温度Ｔを求める式は、
【００１９】
【数３】
0004429405.tif 000004
【００２０】
となる。ここで、物体の放射率εを予め設定しておき、数３の関係に基づいて物体の温度Ｔを求めるのが放射温度計である。
【００２１】
数３により基板の温度計測を行うためには、基板の放射率εを知ることが必要となる。一般に、物体に特定の波長の光を照射した際に透過がない場合、すなわち、その波長の光に対して不透明となる場合、その波長に関して物体の放射率εと反射率ρとの間には、
【００２２】
【数４】
0004429405.tif 000005
【００２３】
の関係が成立する。このことは基板についても成立する。例えば、基板がシリコンウエハの場合は波長が１μｍ以下となる波長域において不透明となることが知られており、その波長域に着目することにより数４の関係が成立する。従って、基板の反射率ρを計測することができれば放射率εを求めることができ、その結果数３に基づいて基板の温度を求めることが可能となる。
【００２４】
ここで、実際に基板の温度計測を考えた場合、図１に示すような構成の放射温度計を適用することが考えられる。図１の放射温度計は、光源１１と検出器１２と導光管１３とを備えている。光源１１は基板Ｗが不透明となる所定の波長λの光を発生させる光源であり、検出器１２は所定の波長λの光強度を検出する検出器である。導光管１３は、光源１１からの照射光を基板Ｗに導き、光源１１からの照射光が基板Ｗによって反射される反射光を検出器１２に導く。また、導光管１３は、基板Ｗが基板温度に応じて放射する放射光を検出器１２に導く。
【００２５】
図１のような放射温度計を使用して基板Ｗの温度を求める手法について説明する。
【００２６】
まず、光源１１を点灯させ、基板Ｗからの放射光と光源１１からの照射光が基板Ｗによって反射した反射光との和を検出器１２で検出する。このとき、検出器１２で検出される光強度をＩ1 とする。
【００２７】
次に、光源１１を消灯させ、基板Ｗからの放射光のみを検出器１２で検出する。このとき、検出器１２で検出される光強度をＩ2 とする。
【００２８】
ここで、光源１１の点灯時と消灯時における基板Ｗの温度変化と放射率変化が微小で無視できる程度であるとすると、光強度Ｉ1 とＩ2 との差、つまり（Ｉ1 −Ｉ2 ）は、光源１１からの照射光が基板Ｗによって反射された反射光の強度になる。そして、予め光源１１の照射光の強度を測定しておけば、反射光の強度より基板Ｗの反射率ρを求めることができる。
【００２９】
そして、数４より基板Ｗの放射率εを求め、その放射率εと光強度Ｉ2 とを数３に代入することにより、基板Ｗの温度Ｔを求めることができる。
【００３０】
このように図１のような構成の放射温度計を使用した場合、基板Ｗから検出器１２に直接導かれる放射光と、光源１１からの照射光が基板Ｗによって１回だけ反射されて検出器１２に導かれる反射光のみが検出器１２に入射すると仮定するならば、基板Ｗの温度を正確に求めることができる。
【００３１】
しかし、図１のような構成の放射温度計では、非接触で基板温度を計測するという観点から基板Ｗと導光管１３とを間隔ｄだけ隔離している。このため、基板Ｗから検出器１２に直接導かれる放射光と、光源１１からの照射光が基板Ｗによって１回だけ反射されて検出器１２に導かれる反射光以外のノイズとなる光成分（例えば、多重反射光）が検出器１２に入射することとなり、正確な基板Ｗの反射率ρを求めることができない。この結果、基板Ｗの放射率εも正確なものではなく、基板Ｗの温度Ｔも正確な温度ではなくなる。
【００３２】
図１のような放射温度計による基板Ｗの温度Ｔの計測誤差について検証する。実際の基板Ｗの温度をＴｗ、実際の基板Ｗの放射率をεｗとすると、基板Ｗが放射している放射光強度Ｉは、これらの値を数２に代入したものとなる。この実際に基板Ｗが放射している放射光強度Ｉを数３に代入するとともに、上記のような手順で放射温度計において求めた基板Ｗの放射率（設定放射率）εｓを数３に代入すると、数３は、
【００３３】
【数５】
0004429405.tif 000006
【００３４】
と変形される。数５において、放射温度計によって得られる設定放射率εｓを例えば０．７で固定とし、実際の温度Ｔｗ＝１０００℃である基板Ｗの実際の放射率εｗが０．５〜０．９で変動したときの温度計測誤差を図２に示す。
【００３５】
図２に示すように、設定放射率εｓと実際の放射率εｗとが０．７で一致している場合は温度計測誤差は生じていないが、実際の放射率εｗと設定放射率εｓとの差が大きくなるにつれて、ほぼ直線的に温度計測誤差が大きくなっている。また、着目する波長λが長波長側になるにつれて設定放射率εｓの誤差による温度計測誤差が大きくなっている。例えば、波長λ＝０．９μｍに着目して温度計測を行ったとしても、図１のような構成の放射温度計を使用すれば、実際の基板Ｗの放射率εｗ＝０．５のときでも約３０℃の計測誤差を生じることとなる。
【００３６】
このような誤差を小さくするためには、図１に示した基板Ｗと導光管１３との間隔ｄをできるだけ小さくすればよいと考えられるが、そうすると基板Ｗの温度分布やプロセスガス流を均一に保つことが困難となる。
【００３７】
換言すれば、図１に示した放射温度計は設定放射率εｓの誤差に対する温度計測誤差が大きいとともに、基板Ｗに対する不均一要因となることから、この放射温度計をそのまま基板処理装置に適用することは好ましいことではなく、設定放射率εｓの誤差による温度計測誤差を小さくするとともに、基板Ｗの温度分布やプロセスガス流の不均一要因を取り除くことが必要となる。
【００３８】
＜２．発明の原理＞
次に、この発明の基板温度計測の原理について説明する。
【００３９】
図３は、この発明における基板の温度計測の原理を示す概略図である。図３に示すように基板Ｗの一の面に対向するように反射面２１Ｅを配置する。この反射面２１Ｅと基板Ｗとは所定間隔隔てて配置することにより、基板Ｗと反射面２１Ｅとの間で基板Ｗからの放射光が多重反射するように構成する。
【００４０】
反射面２１Ｅには導光管１３が埋設されており、光源１１からの波長λの照射光を基板Ｗに導き、光源１１からの照射光が基板Ｗによって反射される反射光を検出器１２に導く。また、導光管１３は、基板Ｗが基板温度に応じて放射する放射光が基板Ｗの一の面と反射面２１Ｅとの間を複数回反射した多重反射光を検出器１２に導く。
【００４１】
基板Ｗから放射される放射光は、反射面２１Ｅで反射されて基板Ｗに向かうこととなる。そして、その光は基板Ｗによって再び反射されて反射面２１Ｅに向かう。このように基板Ｗの一の面と反射面２１Ｅとの間において複数回の反射が生じて多重反射光が発生する。
【００４２】
ここで、図４は、基板Ｗが放射する放射光の多重反射を説明する図である。基板Ｗの放射率をεとし、基板Ｗが黒体であった場合の放射光強度をＩb とすると、基板Ｗが放射する放射光の強度はＩ0 ＝εＩb となる。また、基板Ｗの反射率をρとし、反射板２１Ｅの反射率をｒとすると、多重反射の各反射の段階における光の強度は図４に示すようになる。従って、図３に示す検出器１２が検出する多重反射光の強度Ｉは、
【００４３】
【数６】
0004429405.tif 000007
【００４４】
のようになる。なお、数６においては、数４の関係を利用して変形を行っている。
【００４５】
従って、検出器１２からみた基板Ｗのみかけの放射率をεａとすると、このみかけの放射率εａは数６より、
【００４６】
【数７】
0004429405.tif 000008
【００４７】
となる。この数７の関係より、基板Ｗの放射率εとみかけの放射率εａとの関係を示すと図５のようになる。図５より、反射面２１Ｅの反射率ｒを大きくするほどみかけの放射率εａは大きくなり、１に近づく。一般的に基板Ｗの放射率εの変動は約０．３〜０．９の範囲であり、この範囲内に着目すれば、反射面２１Ｅの反射率ｒを大きくすることにより、基板Ｗの放射率εの変化に対するみかけの放射率εａの変化は小さくなる。
【００４８】
多重反射を用いた温度計測においては反射面２１Ｅの形状などにより多重反射の度合いが異なる。数７における反射面２１Ｅの反射率ｒの代わりに、この多重反射の度合いを示すパラメータとして反射面２１Ｅの実効的な反射率である実効反射率Ｒを用いると、数７は、
【００４９】
【数８】
0004429405.tif 000009
【００５０】
のようになる。
【００５１】
数８において、実効反射率Ｒを事前に求めておけば、光源１１を点灯させている際に検出器１２から得られる光強度と、光源１１を消灯させている際に検出器１２から得られる光強度との差に基づいて基板Ｗの放射率εを求めることができるので、みかけの放射率εａを算出することができる。
【００５２】
また、みかけの放射率εａは、
【００５３】
【数９】
0004429405.tif 000010
【００５４】
としても表される。ここで、Ｉb は、基板Ｗが黒体であった場合の放射光強度であり、Ｉは、光源１１の消灯時において検出器１２で検出される光強度である。
【００５５】
そして、数８と数９とより、
【００５６】
【数１０】
0004429405.tif 000011
【００５７】
が得られる。すなわち、事前に求めておく実効反射率Ｒと、光源１１を点灯させている際に検出器１２から得られる光強度と光源１１を消灯させている際に検出器１２から得られる光強度との差に基づいて求めることができる基板Ｗの放射率εとを数１０に代入すれば、基板Ｗが黒体であった場合の放射光強度Ｉb を求めることができる。
【００５８】
そして、この基板Ｗに関する放射光強度Ｉb を、数１を変形して得られる
【００５９】
【数１１】
0004429405.tif 000012
【００６０】
に代入することにより、基板Ｗの温度Ｔを求めることができる。
【００６１】
このようにみかけの放射率εａを用いて基板Ｗの温度Ｔを計測した場合の計測誤差について検証する。数７における放射率εを例えば０．７で固定とし、反射面２１Ｅの実効反射率Ｒを０．９とすると、みかけの放射率εａ＝０．９５９となる。この場合において、実際の温度Ｔｗ＝１０００℃である基板Ｗの放射率εｗが０．５〜０．９で変動したときの数５によって得られる温度計測誤差を図６に示す。
【００６２】
図６に示すように、設定した放射率と実際の放射率εとが０．７で一致している場合は温度計測誤差は生じていないが、実際の放射率εと設定した放射率との差が大きくなるにつれて温度計測誤差が大きくなってる。また、着目する波長λが長波長側になるにつれて設定した放射率の誤差による温度計測誤差が大きくなっている。
【００６３】
ところが、この多重反射効果を利用した場合の温度計測誤差は、図２に示した多重反射効果を利用しない場合の温度計測誤差に比べて小さくなっている。例えば、波長λ＝０．９μｍに着目すると、実際の基板Ｗの放射率が０．５のときは、多重反射効果を利用しない場合は約３０℃の計測誤差を生じているが（図２参照）、多重反射効果を利用する場合は約４℃となっている。また、多重反射効果を利用する場合は実際の基板Ｗの放射率が０．３となっても、温度測定誤差が２０℃以下となっている。
【００６４】
すなわち、多重反射効果を利用すれば、温度測定誤差を小さくすることができる。また、導光管１３と基板Ｗとの距離を近接させる必要がないため、導光管１３が基板Ｗの温度分布やプロセスガス流の不均一要因となることを回避することができる。
【００６５】
以下においては、このような原理を適用した基板処理装置について説明する。
【００６６】
＜３．発明の実施形態＞
図７はこの発明の一の実施の形態である基板処理装置１の構成を示す縦断面図であり、図８は図７に示す基板処理装置１を矢印Ｚ方向（下方）からみたときの様子を示す底面図である。
【００６７】
基板処理装置１は基板Ｗを収容する容器であるチャンバ２、基板Ｗを加熱する光を出射するランプ３１、および基板Ｗの温度を測定する放射温度計１０を備えている。そして、真空中やプロセスガス流が形成された所定の雰囲気中にてランプ３１からの光を基板Ｗの上面に照射することにより基板Ｗに加熱を伴う処理を施すとともに基板Ｗの温度が放射温度計１０により測定されて管理されるようになっている。
【００６８】
放射温度計１０は温度算出部５に接続されており、温度算出部５において基板Ｗの温度Ｔが求められる。そして、温度算出部５には制御部６が接続されている。さらに、制御部６は後述するランプ制御部３２、モータ７２５および図示しないプロセスガス供給手段等に接続されており、それらを制御する。
【００６９】
また、ランプ３１は上方を蓋部６１により覆われ、ランプ制御部３２により点灯制御されるようになっている。さらに、容器本体部２１には基板Ｗを支持する支持部７１が設けられており、容器本体部２１下部には基板Ｗを昇降するリフト部８、および、基板Ｗをチャンバ２内部にて回転させる回転駆動部７２が設けられている。
【００７０】
これらの構成について順に説明するとともに放射温度計１０の内部構造について説明する。
【００７１】
ランプ３１は複数の棒状のランプがチャンバ２外部で蓋部６１に覆われるように設けられており、ランプ３１はランプ制御部３２から電力供給される。また、蓋部６１はランプ３１からの光により高温とならないように内部に冷却用の水路６１１が形成されており、さらに、ランプ３１からの光を反射して基板Ｗを効率よく加熱することができるように内壁が鏡面に加工されている。
【００７２】
チャンバ２は基板Ｗの下方および側方周囲を覆う容器本体部２１に基板Ｗの上方を覆う石英窓２２を取り付けて構成されている。石英窓２２はチャンバ２内に載置される基板Ｗとランプ３１との間に位置してランプ３１からの光を透過する窓としての役割を果たしている。また、容器本体部２１には基板Ｗの搬出入のための搬出入口２１Ａが形成されており、この搬出入口２１Ａには扉２３が開閉自在に設けられている。さらに、容器本体部２１には二酸化窒素（ＮＯ2）、アンモニア（ＮＨ3）等の様々なガスをチャンバ２内に供給する供給口２１Ｂおよびチャンバ２内のガスを排気する排気口２１Ｄが設けられている。
【００７３】
容器本体部２１にも蓋部６１と同様に冷却用の水路２１１が形成されており、また、容器本体部２１のチャンバ２内部に面する部分は光を反射して基板Ｗを効率よく加熱することができるよう加工されているとともに、基板Ｗに対向する面は基板Ｗからの放射光を効率よく反射することができるように反射面２１Ｅを形成する。なお、反射面２１Ｅは基板Ｗの直径よりも大きい寸法となるように設定することが好ましい。
【００７４】
次に、チャンバ２内部において基板Ｗを支持しながら基板Ｗを回転させる構成について説明する。
【００７５】
支持部７１は、基板Ｗの外周を支持する支持リング７１１が支持柱７１２に支えられる構成となっている。支持リング７１１は測定波長において不透明材料、例えば多結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）で主に形成されており基板の温度分布を均一にする役割を兼ねている。また、支持柱７１２も支持リング７１１と同様に、測定波長において不透明材料、例えば多結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）で主に形成されている。この支持部７１は、回転駆動部７２により駆動されて、支持される基板Ｗの中心となる軸２１Ｃを中心に回転運動を行うようになっている。これにより処理中の基板Ｗが外周に沿って回転される。
【００７６】
回転駆動部７２は容器本体部２１の下部に設けられており、支持部７１に接続されてチャンバ２内に配置された磁石７２１、チャンバ２外に配置された磁石７２２、これらの磁石７２１，７２２をそれぞれ軸２１Ｃを中心として案内する軸受７２３，７２４、およびチャンバ２外の磁石７２２の移動の駆動源となるモータ７２５を有している。また、磁石７２１および磁石７２２は容器本体部２１の一部をチャンバ２の内と外から挟むように対をなして軸２１Ｃを中心とする円周上に複数配置されており、軸受７２３，７２４は軸２１Ｃを中心とする円状となっている。なお、図８ではこれらの構成の図示を省略している。
【００７７】
モータ７２５が駆動されると磁石７２２が軸２１Ｃを中心として回転し、磁石７２２と作用し合うチャンバ２内の磁石７２１も軸２１Ｃを中心として回転する。磁石７２２は支持柱７１２と接続されており、磁石７２２が軸２１Ｃを中心に回転すると支持柱７１２および支持リング７１１が軸２１Ｃを中心に回転する。これにより、基板Ｗが外周に沿って回転されるようになっている。
【００７８】
このように基板Ｗを回転させることにより、基板Ｗに加熱を伴った処理を施す際に基板Ｗの温度分布を均一にすることができる。
【００７９】
次に、基板Ｗを昇降させるリフト部８の構成を説明するとともにチャンバ２への基板Ｗの搬出入の動作について説明する。
【００８０】
容器本体部２１下部には基板Ｗを昇降させるリフト部８が図８に示すように軸２１Ｃを中心とする円周上に３つ設けられている。リフト部８は図７に示すように昇降移動するリフトピン８１を内部に有しており、リフトピン８１を上昇させると基板Ｗが支持リング７１１から持ち上げられるようになっている。基板Ｗをチャンバ２内部へ搬入する際には、まずリフトピン８１が上昇して待機し、基板Ｗを保持したハンド９１が基板処理装置１外部から進入して下降することにより、リフトピン８１上に基板Ｗが載置される。そしてハンド９１をチャンバ２外部へ退避させた後、リフトピン８１を下降させることで基板Ｗが支持リング７１１上に載置される。また、基板Ｗをチャンバ２外部へと搬出する際には搬入動作と逆の動作が行われる。
【００８１】
なお、図８中に２点鎖線にて示している２つの大小の円は大型の基板Ｗと小型の基板Ｗの大きさを示しており、この装置はこれら２種類の大きさの基板Ｗに対して処理を行うことができる装置となっている。
【００８２】
次に、基板Ｗの温度を測定する放射温度計１０等の構成について説明する。
【００８３】
図９は、この実施の形態における放射温度計１０および温度算出部５の内部構成を示す概念図である。基板Ｗの一の面である基板裏面に対向する容器本体部２１の反射面２１Ｅには開口部２１Ｈが設けられており、この開口部２１Ｈの下方側より放射温度計１０が挿設される。放射温度計１０の内部には上述したように光源１１と検出器１２と導光管１３とが設けられており、これらはホルダ１４の内部に固定されている。光源１１は例えばＬＥＤやレーザダイオードなどによって構成され、後述する光源切り換え部５ｂの制御によって点灯したり消灯したりする。導光管１３は、サファイアや石英などの材料で形成されており、光源１１からの照射光が基板Ｗの裏面によって反射される反射光や多重反射光を適切に検出器１２に導くように配置されている。なお、導光管１３の上端部は反射面２１Ｅと略同一の高さ位置にあり、基板温度やプロセスガス流の不均一要因とならないように設けられている。
【００８４】
ここで、光源１１は基板Ｗが不透明となる所定の波長λの光を照射するものであり、また、検出器１２は所定の波長λの光を検出するものである。
【００８５】
そして、光源１１を点灯させた際には、光源１１からの照射光が基板Ｗによって反射した反射光と、基板Ｗからの放射光が反射面と基板Ｗの裏面との間で多重反射した多重反射光とが検出器１２に導かれる。一方、光源１１を消灯させた際には、基板Ｗからの放射光が多重反射した多重反射光のみが検出器１２に導かれる。
【００８６】
温度算出部５は内部にＣＰＵとメモリとを備えており、そのＣＰＵは演算部５ａおよび光源切り換え部５ｂとして機能する。光源切り換え部５ｂは、放射温度計１０の光源１１の点灯／消灯を制御する。また、演算部５ａは、検出器１２から得られる光強度、予めメモリに格納しておく実効反射率Ｒなどのデータを基に上述したような演算を行い、基板Ｗの温度Ｔを求める。この基板Ｗの温度Ｔを求める手順の詳細については後述する。
【００８７】
なお、正確に基板Ｗの温度Ｔを求めるためには検出器１２にランプ３１の光を入射させないことが必要となる。このため、この実施の形態において放射温度計１０は、図８に示すように基板Ｗによってランプ３１の照射する光が遮光されるような位置に配置されている。また、基板Ｗの温度Ｔをマルチポイントで計測するようにするためには、上記のような放射温度計１０および温度算出部５を複数箇所に設けるように構成すればよい。マルチポイント計測を行えば基板Ｗの温度分布を知ることが可能となる。
【００８８】
次に、上記のように構成された本実施形態の基板処理装置１の処理手順について説明する。図１０ないし図１２は、この実施の形態の基板処理装置１の処理手順を示すフローチャートである。
【００８９】
実際の基板処理に先だって、実効反射率Ｒを算出して記憶しておくことと、基板の反射率ρと光源１１からの照射光が基板Ｗによって反射される反射光の強度との関係を求めて記憶しておくことが行われる（ステップＳ１，Ｓ２）。
【００９０】
まず、ステップＳ１の処理について説明する。予め放射率εが測定された測定用基板を準備する。この測定用基板には熱電対が埋設されている。この測定用基板をチャンバ２内の支持リング７１１に載置する。
【００９１】
そして、測定用基板に埋設された熱電対により測定用基板の温度を計測しながら、ランプ３１による加熱を行う。熱電対によって示される測定用基板の温度が所定の温度Ｔtcに達したときに、放射温度計１０の検出器１２によって得られる光強度に基づいて温度Ｔを算出し、この温度Ｔを
【００９２】
【数１２】
0004429405.tif 000013
【００９３】
に代入することにより、測定用基板が放射している放射光の多重反射光強度Ｉを求める。また、放射温度計１０の検出器１２によって得られる光強度に比例した値を多重反射光強度Ｉとしてもよい。
【００９４】
そして、温度Ｔtcにおいて測定用基板が実際に放射している放射光強度Ｉb を
【００９５】
【数１３】
0004429405.tif 000014
【００９６】
により求める。また、黒体測定時における放射温度計１０の検出器１２によって得られる光強度に比例した値を放射光強度Ｉb としてもよい。
【００９７】
このようにして得られた多重反射光強度Ｉと放射光強度Ｉb とを、数８の式と数９の式とより得られる
【００９８】
【数１４】
0004429405.tif 000015
【００９９】
に代入すると、実効反射率Ｒを求めることができる。そして、求められた実効反射率Ｒを温度算出部５の内部にあるメモリに記憶しておく。
【０１００】
そして、チャンバ２内から測定用基板を取り出してステップＳ２に進む。なお、ステップＳ１においては放射温度計１０の光源１１は点灯しない。
【０１０１】
次に、ステップＳ２の処理について説明する。
【０１０２】
この実施の形態の基板処理装置１では、基板Ｗの一の面（図７の場合は裏面）に対向するように反射面２１Ｅを配置し、基板Ｗと反射面２１Ｅとの間に一定の距離を設けることにより、基板Ｗの一の面と反射面２１Ｅとの間に多重反射光が発生するように構成されている。このため、多重反射光を良好に検出器１２に導くためには、導光管１３を基板Ｗの一の面に対して近接させることができない。
【０１０３】
そこで、基板Ｗの放射率εを求めるために基板Ｗの反射率ρを計測するのであるが、基板Ｗと導光管１３との距離が離れるに従って、光源１１から照射される照射光が基板Ｗの一の面によって反射された反射光のうち再び導光管１３に入射する光量が小さくなる。このことは、基板Ｗの放射率εが同一である場合であっても、基板Ｗと導光管１３との距離によって、反射光の強度が異なることを意味している。
【０１０４】
従って、実際に基板Ｗが処理される際の基板Ｗと導光管１３との距離に基づいて、基板Ｗの反射率ρと光源１１からの照射光が検出器１２によって検出される反射光強度との関係を事前に求めておくことが重要となる。
【０１０５】
ステップＳ２では、まず反射率ρ（放射率εでも可）が異なる複数の基準基板を準備する。なお、それぞれの反射率ρは予め測定されていることが必要である。そして、複数の基準基板のそれぞれをチャンバ２内の支持リング７１１に載置した際に、放射温度計１０の光源１１を点灯させて照射光を基準基板の一の面に照射させ、再び導光管１３を介して検出器１２に入射する反射光強度を求める。但し、この場合、基準基板から放射される放射光の強度が検出器１２で検出される反射光強度に対して無視できる程度であることが必要である。このため、ステップＳ２においては、ランプ３１による加熱を行わずに基準基板の温度を十分に低い温度となるようにする。
【０１０６】
このようにして、基板の反射率ρと検出器１２で検出される反射光強度との関係を求めることができる。図１３は、基準基板によって得られる基板の反射率ρと検出器１２で検出される反射光強度との関係の一例を示す図である。なお、図１３では、反射率ρ＝０．１，０．３，０．５５，０．８の４つの基準基板を用いることにより得られた関係であるが、これら以外の反射率ρについては直線補間や最小２乗法を適用することにより求めることができる。
【０１０７】
そして、最終的に得られる基板の反射率ρと検出器１２で検出される反射光強度との関係を温度算出部５の内部にあるメモリに記憶する。そして、チャンバ２内から基準基板を取り出してステップＳ３に進む。
【０１０８】
なお、ステップＳ１とＳ２とは、オペレータがマニュアル操作で行う前処理である。これに対してステップＳ３は、基板処理装置１が自動で行う実際の基板処理である。
【０１０９】
ステップＳ３では、実際の基板Ｗに対する加熱を伴った処理が行われる。そして、基板Ｗの処理中には基板Ｗの温度Ｔの算出を継続的に行いながら、熱源であるランプ３１に対するフィードバック制御が行われる。このステップＳ３の処理の詳細を図１１のフローチャートに示している。
【０１１０】
まず、ステップＳ３１において、図示しない外部搬送装置により基板Ｗが基板処理装置１に搬入され、チャンバ２内の支持リング７１１に載置される。
【０１１１】
そして、ステップＳ３２において、制御部６はランプ制御部３２に対して加熱開始の命令を送出する。この結果、熱源であるランプ３１が点灯し、基板Ｗに対する加熱が開始される。なお、制御部６は、ランプ制御部３２に対する加熱開始命令を送出するとともに、基板Ｗを回転させるべく回転駆動部７２に対して回転駆動命令を送出し、さらに、必要に応じてプロセスガス供給手段にプロセスガスの供給命令を送出する。
【０１１２】
次に、ステップＳ３３において、放射温度計１０の出力に基づいて基板Ｗの温度Ｔを求める温度計測が行われる。このステップＳ３３の温度計測処理の詳細を図１２のフローチャートに示している。なお、図１２に示す処理は、放射温度計１０と温度算出部５とにおける処理である。
【０１１３】
まず、ステップＳ３３１において温度算出部５が光源切り換え部５ｂとして機能し、放射温度計１０の光源１１を点灯させる。この結果、検出器１２には、光源１１からの照射光が基板Ｗの裏面によって反射された反射光と、基板Ｗが放射する放射光の多重反射光とが入射する。
【０１１４】
そして、ステップＳ３３２において温度算出部５は演算部５ａとして機能し、検出器１２から得られる光強度Ｉ1 を読み取り、一時的にメモり内に格納しておく。
【０１１５】
次に、ステップＳ３３３において温度算出部５が再び光源切り換え部５ｂとして機能し、放射温度計１０の光源１１を消灯させる。この結果、検出器１２には、基板Ｗが放射する放射光の多重反射光のみが入射する。
【０１１６】
そして、ステップＳ３３４において温度算出部５は演算部５ａとして機能し、検出器１２から得られる光強度Ｉ2 を読み取り、一時的にメモり内に格納しておく。
【０１１７】
なお、ステップＳ３３２とＳ３３４との時間間隔は微少時間であるため、光強度Ｉ1 を読み取ったときと光強度Ｉ2 を読み取ったときとの基板Ｗの温度Ｔと放射率εとの変化は無視できるものとなる。
【０１１８】
次に、ステップＳ３３５において演算部５ａは、メモリ内から光強度Ｉ1 とＩ2 とを読み出して多重反射光成分を除去した基板Ｗの反射光強度（Ｉ1−Ｉ2）を求める。
【０１１９】
そして、ステップＳ３３６において演算部５ａは、上述のステップＳ２において予め求めておいた基板Ｗの反射率ρと反射光強度との関係（図１３参照）より、反射光強度（Ｉ1−Ｉ2）に対する基板Ｗの反射率ρを求める。なお、このとき演算部５ａは反射率算出手段として機能することとなる。
【０１２０】
ステップＳ３３７では、演算部５ａは数４の関係より、ステップＳ３３６で得られた反射率ρに基づいて基板Ｗの放射率εを求める。なお、このとき演算部５ａは放射率算出手段として機能することとなる。
【０１２１】
次に、ステップＳ３３８において演算部５ａは、ステップＳ３３７で得られた基板Ｗの放射率ε、ステップＳ１において事前に求めておいた実効反射率Ｒ、および光源１１の消灯時に検出器１２で得られた多重反射光の光強度Ｉ2 を数１０の式に代入して演算を行うことにより、基板Ｗが黒体である場合の放射光強度Ｉb を求めることができる。そして、演算部５ａは数１０によって得られた放射光強度Ｉb を数１１の式に代入して演算を行うことにより、基板Ｗの温度Ｔを求めることができる。また、別の演算方法として、みかけの放射率εａを数８によって求め、このみかけの放射率εａを数３の放射率εに代入することによっても基板Ｗの温度Ｔを求めることができる。なお、このとき演算部５ａは温度算出手段として機能することとなる。
【０１２２】
そして、ステップＳ３３９において演算部５ａは、導出した基板Ｗの温度Ｔを制御部６に対して出力する。
【０１２３】
以上で、図１２に示した基板Ｗの温度計測の処理が終了し、次に図１１に示すステップＳ３４に進む。
【０１２４】
ステップＳ３４において制御部６は、温度算出部５から得られる基板Ｗの温度Ｔに基づいてランプ制御部３２に対するフィードバック制御を行う。そして、制御部６は、ステップＳ３５において基板Ｗに対する処理時間が終了したか否かの判定を行い、設定されていた処理時間が経過するまで基板Ｗの温度Ｔを計測してフィードバック制御を行う処理（ステップＳ３３〜Ｓ３４）を繰り返し行う。そして、処理時間が経過すると、外部搬送装置がその基板Ｗを基板処理装置１から搬出する（ステップＳ３６）。
【０１２５】
つぎに、制御部６は図示しない外部の基板給排機構からの信号により準備されていた全ての基板に対する加熱処理が終了したか否かの判定を行い（ステップＳ３７）、全ての基板の加熱処理が終了していなければステップＳ３１に戻って次の基板Ｗに対する処理を開始する一方、全ての基板の加熱処理が終了していれば一連の加熱を伴う基板処理を終了する。
【０１２６】
以上説明したように、この実施の形態の基板処理装置１では、基板Ｗが放射する放射光の多重反射効果を利用して基板Ｗの温度計測を行うように構成しているため、温度測定誤差を小さくすることができる。
【０１２７】
図１４は、基板Ｗの実際の放射率εに対して上記ステップＳ３３７で導出した放射率に−１０％又は＋１０％の誤差を発生させた場合の基板Ｗの温度Ｔの測定誤差を示したものである。なお、図１４には、多重反射効果によって温度測定誤差が低減されることを理解し易くするために、多重反射なしの場合（図１の構成による測定の場合）と多重反射ありの場合（図３，図９の構成による測定の場合）との２種類を示している。
【０１２８】
図１４からも判るように、基板Ｗと導光管１３との間隔を多重反射光を取り込むことができるような所定間隔に設定することにより、±１０％の放射率測定誤差に対する温度測定誤差を小さくすることができる。すなわち、多重反射がない場合は放射率測定誤差がそのまま温度測定誤差に繋がるのに対して、多重反射がある場合は放射率測定誤差が生じたとしてもみかけの放射率εａの変化は小さいため（図５参照）、みかけの放射率εａを使用した演算を行うことにより温度Ｔの測定誤差を小さくすることができる。
【０１２９】
また、この実施の形態では、導光管１３と基板Ｗとの距離を近接させる必要がないため、導光管１３が基板Ｗの温度分布やプロセスガス流の不均一要因となることを回避することができる。
【０１３０】
すなわち、この実施の形態の基板処理装置１によれば、放射温度計１０によって基板Ｗに対して非接触で温度Ｔを計測することができるので基板に汚染物質を付着させることがないとともに、より精度の高い適切な温度管理を行うことができる。
【０１３１】
また、基板Ｗの処理中は、光源切り換え部５ｂが放射温度計１０の光源１１を一定の周期で連続的に点滅させることにより、１回の点滅ごとに基板Ｗの放射率εを導出して基板Ｗの温度Ｔを計測することができるので、基板Ｗの放射率εが変化する場合であっても変化した放射率εに基づいて基板Ｗの温度Ｔを求めることができる。従って、常に適切な基板Ｗの温度管理を行うことができる。
【０１３２】
なお、この実施の形態では、基板Ｗの反射面２１Ｅに対向する面と反射面２１Ｅとの間で、基板Ｗが放射する放射光を多重反射させることが必要であるため、基板Ｗの反射面２１Ｅに対向する面と反射面２１Ｅとの間隔は基板処理装置１における基板Ｗの温度計測に適した間隔に設定することが好ましい。
【０１３３】
例えば、基板Ｗの反射面２１Ｅに対向する面と反射面２１Ｅとの間隔が接近するにつれて、多重反射の回数が多くなる。しかし、近接しすぎた場合は、導光管１３の特性から多重反射された多重反射光を多く取り込むことが困難となるとともに、基板Ｗに対する温度不均一の要因にもなる。
【０１３４】
一方、基板Ｗの反射面２１Ｅに対向する面と反射面２１Ｅとの間隔が離れるにつれて、多重反射の回数が少なくなる。多重反射の回数が少なくなると、この発明の原理からズレを生じることとなるとともに、反射光の検出も困難になり、適切な基板Ｗの温度Ｔを求めることが困難となる。
【０１３５】
このような観点から、基板Ｗの反射面２１Ｅに対向する面と反射面２１Ｅとの間隔は、４ｍｍ〜１２ｍｍ程度の間隔にすることが好ましい。
【０１３６】
＜４．変形例＞
上記実施の形態において、放射温度計１０に設けられた一の導光管１３が光源１１の照射光を基板Ｗの一の面に対して導くとともに、基板Ｗによって照射光が反射された反射光と多重反射光とを検出器１２に導くように構成されている場合について説明したがこのようなものに限定するものではなく、光源１１からの照射光を基板Ｗに導く導光管と、反射光および多重反射光を検出器１２に導く導光管とをそれぞれ別個に備えるように構成してもよい。また、導光管１３の代わりに光ファイバなどを使用してもよい。
【０１３７】
さらに、上記実施の形態では、放射温度計１０が導光管１３を備えている場合について説明したが、放射温度計１０の検出器１２が適切に反射光と多重反射光とを検出することができるように配置構成されていれば、導光管１３は必須のものではない。
【０１３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、２の発明によれば、開口部が形成されるとともに基板の一の面に対向する反射面と、開口部を介して所定波長の光を基板の一の面に照射する光源と、光源からの照射光が基板の一の面によって反射される反射光を開口部を介して検出するとともに、基板からの放射光が基板の一の面と反射面とによって多重反射された多重反射光を開口部を介して検出する検出手段とを備えるため、温度測定誤差が小さく精度の高い適切な温度管理を行うことができるとともに、基板に汚染物質を付着させることがなく、また、基板の温度分布やプロセスガス流が不均一となることもない。
【０１３９】
また、請求項１、２の発明によれば、光源の点灯状態と消灯状態とを切り換える光源切り換え手段と、光源の点灯時に検出手段によって検出される多重反射光と反射光との第１の光強度と、光源の消灯時に検出手段によって検出される多重反射光の第２の光強度とに基づいて所定の演算を行うことにより、基板の温度を算出する演算手段とをさらに備えるため、温度測定誤差を小さくすることができる。
【０１４０】
また、請求項１、２の発明によれば、演算手段は、第１の光強度と第２の光強度とより、基板の反射率を求める反射率算出手段と、反射率から基板の放射率を求める放射率算出手段と、放射率と光源の消灯時に検出手段によって検出される多重反射光の第２の光強度とに基づいて基板の温度を算出する温度算出手段とを備えるため、精度の高い適切な温度管理を行うことができる。
【０１４１】
請求項３の発明によれば、反射面と前記基板の一の面とは、４ｍｍから１２ｍｍの間隔で配置されるため、基板の温度計測に適した間隔となっている。
【０１４２】
請求項４、５の発明によれば、光源を点灯させた状態で検出手段によって多重反射光と反射光との第１の光強度を検出するとともに、光源を消灯させた状態で検出手段によって多重反射光の第２の光強度を検出した後、第１の光強度と第２の光強度とに基づいて所定の演算を行うことにより基板の温度を算出するため、温度測定誤差が小さい基板温度計測を行うことができる。
【０１４３】
請求項６の発明によれば、第１および第２の光強度の検出と所定の演算を行うことによる基板の温度を算出とが繰り返し行われるため、常に正確な基板の温度計測を行うことができる。
【０１４４】
請求項７の発明によれば、第１の光強度と第２の光強度とより基板の反射率を求め、反射率から基板の放射率を求め、放射率と第２の光強度とに基づいて基板の温度を算出するため、精度の高い適切な温度計測を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の技術背景となる放射温度計の概念図である。
【図２】多重反射効果を利用しない場合の温度計測誤差を示す図である。
【図３】この発明における基板の温度計測の原理を示す概略図である。
【図４】基板が放射する放射光の多重反射を説明する図である。
【図５】多重反射効果を利用した場合の実際の基板の放射率とみかけの放射率との関係を示す図である。
【図６】多重反射効果を利用する場合の温度計測誤差を示す図である。
【図７】この発明の一の実施の形態である基板処理装置の構成を示す縦断面図である。
【図８】この発明の一の実施の形態である基板処理装置を矢印Ｚ方向（下方）からみたときの様子を示す底面図である。
【図９】この発明の実施形態の放射温度計および温度算出部の内部構成を示す概念図である。
【図１０】この発明の実施形態の基板処理装置における処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施形態の基板処理装置における処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施形態の基板処理装置における処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】基準基板によって得られる基板の反射率ρと検出器で検出される反射光強度との関係の一例を示す図である。
【図１４】多重反射効果を利用した場合と利用しない場合との基板温度の測定誤差を対比させた図である。
【符号の説明】
１  基板処理装置
２  チャンバ
５  温度算出部
５ａ  演算部（演算手段，反射率算出手段，放射率算出手段，温度算出手段）
５ｂ  光源切り換え部（光源切り換え手段）
６  制御部
１０  放射温度計
１１  光源
１２  検出器（検出手段）
１３  導光管
２１Ｅ  反射面
２１Ｈ  開口部
Ｗ  基板
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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