熱処理装置
【課題】フラッシュランプによる基板の熱処理状況を、簡便、かつ、良好に把握できる熱処理装置を提供する。
【解決手段】第１計測部７８は、基板の非熱処理時に保持部７に載置可能とされている。第２計測部８８は、非熱処理時だけでなく、保持部７に基板が保持されて熱処理が実行される熱処理時においても、光照射部５から出射されて導光部８９により導かれた閃光のエネルギーを計測可能とされている。減少率演算部９３ａは、第２計測部８８の計測結果に基づいて求められる減少率ＤＲ２ｎを、第１計測部７８の減少率ＤＲ１ｎとして演算する。補正演算部９３ｂは、第１計測部７８で計測される閃光エネルギーの初期値Ｅ１０と、減少率演算部９３ａで求められた減少率ＤＲ１ｎと、に基づいて、第ｎ回目の発光時に基板に到達する閃光エネルギーＥ１ｎを演算する。
【解決手段】第１計測部７８は、基板の非熱処理時に保持部７に載置可能とされている。第２計測部８８は、非熱処理時だけでなく、保持部７に基板が保持されて熱処理が実行される熱処理時においても、光照射部５から出射されて導光部８９により導かれた閃光のエネルギーを計測可能とされている。減少率演算部９３ａは、第２計測部８８の計測結果に基づいて求められる減少率ＤＲ２ｎを、第１計測部７８の減少率ＤＲ１ｎとして演算する。補正演算部９３ｂは、第１計測部７８で計測される閃光エネルギーの初期値Ｅ１０と、減少率演算部９３ａで求められた減少率ＤＲ１ｎと、に基づいて、第ｎ回目の発光時に基板に到達する閃光エネルギーＥ１ｎを演算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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り、基板を加熱する熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、フラッシュランプによる熱処理時において、フラッシュランプから基板側に照射される閃光のエネルギーをカロリーメータで計測する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０９３７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１の熱処理装置において、エネルギー計測の対象となるフラッシュランプからの光は、第１石英ロッド、プリズム、および第２石英ロッド（以下、単に、「導光要素」とも呼ぶ）を介してカロリーメータに導入される。そして、導光要素に入射した光は、この導光要素を通過する際に減衰する。
【０００５】
このように、導光要素を介してカロリーメータに到達する光のエネルギーは、熱処理時に基板に到達する光のエネルギーより小さくなる。その結果、特許文献１の熱処理装置では、熱処理時に基板に到達する光のエネルギーを正しく検出することができないという問題が生じていた。
【０００６】
また、上述の問題を解消する手法の１つとして、例えば、導光要素を通過する際に減衰する光エネルギーの減衰率（すなわち、導光要素を通過した光のエネルギー値を導光要素に入射する光のエネルギー値で除したもの）を予め求めるとともに、この減衰率に基づきカロリーメータで計測された光エネルギーを較正することによって、基板に到達する光のエネルギーを演算する手法が考えられる。
【０００７】
しかしながら、導光要素の減衰率には個体差があり、導光要素毎に減衰率が相違する。すなわち、この演算手法を採用するためには、導光要素毎に減衰率を求めることが必要となり、その結果、熱処理装置の製造工数が増大するという問題が生じていた。
【０００８】
そこで、本発明では、フラッシュランプによる基板の熱処理状況を、簡便、かつ、良好に把握できる熱処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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り、前記基板を加熱する熱処理装置において、前記基板を保持する保持部と、複数のフラッシュランプを有する光源と、前記光源から出射された前記閃光のエネルギーを計測する計測部と、前記計測部の計測結果に基づいて、前記基板に到達する前記閃光の第１エネルギーを演算する演算部とを備え、前記計測部は、前記基板の非熱処理時に前記保持部に載置可能とされており、前記第１エネルギーの第１初期値を計測する第１計測部と、前記保持部の外方に設けられた導光部につき、該導光部により導かれた前記閃光のエネルギーを第２エネルギーとして計測する第２計測部とを有し、前記演算部は、前記第１初期値に対する第ｎ回目発光時の前記第１エネルギーの比率を（ｎは自然数）、第ｎ回目発光時の第１減少率として演算する減少率演算部と、前記減少率演算部により演算された前記第１減少率と、前記第１エネルギーの前記第１初期値と、に基づいて、第ｎ回目の発光時における前記第１エネルギーを演算する補正演算部とを有し、前記第２エネルギーの初期値とされる第２初期値につき、該第２初期値に対する第ｎ回目発光時の前記第２エネルギーの比率を、第ｎ回目発光時の第２減少率とする場合において、前記減少率演算部は、前記第２減少率を第ｎ回目発光時の前記第１減少率として演算することを特徴とする。
【００１０】
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、前記減少率演算部は、前記第２減少率の近似直線を演算するとともに、前記近似直線から求められる第ｎ回目発光時の第２減少率を、第ｎ回目発光時の前記第１減少率として演算することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の熱処理装置において、前記導光部は、前記保持部が収容されているチャンバー内に設けられており、前記第２計測部は、前記チャンバー外に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１ないし請求項３に記載の発明によれば、導光部は、保持部の外方に設けられており、第２計測部は、基板の熱処理時においても、光源から出射された閃光の第２エネルギーを計測することができる。また、減少率演算部は、光源の発光回数を考慮に入れた第２エネルギーの減少率を、導光部の個体差の影響を受けずに演算することができる。
【００１３】
これにより、補正演算部は、導光部の個体差を影響を受けずに演算された第２減少率を第１減少率として使用することができ、第ｎ回目の発光時に基板に到達する閃光の第１エネルギーを良好に演算することができる。そのため、演算された第１エネルギーに基づいて、フラッシュランプによる基板の熱処理状況を正確に把握することができる。
【００１４】
特に、請求項２に記載の発明によれば、減少率演算部は、第２減少率の近似直線から第ｎ回目の発光時における第２減少率を演算し、補正演算部は、この近似演算された第２減少率を第１減少率として使用することができる。そのため、第ｎ回目の発光時に基板に到達する閃光のエネルギーをさらに良好に演算することができ、基板Ｗの熱処理状況をさらに正確に把握することができる。
【００１５】
特に、請求項３に記載の発明によれば、第２計測部は、基板の熱処理が実行されるチャンバ外に設けられており、熱処理の影響を受けずに第２エネルギーを計測することができる。そのため、第２計測部による計測精度をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
＜１．熱処理装置の構成＞
図１および図２は、本発明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る。熱処理装置１は、基板Ｗ（図２参照）に極めて強い閃光を照射することにより、基板Ｗの表面を加熱する。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り、添加された不純物は、この熱処理によって活性化する。
【００１８】
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、保持部７と、第１計測部７８と、第２計測部８８と、導光部８９と、制御部９０と、を備えている。なお、図１および以降の各図には、それらの方向関係を明確にすべく必要に応じて適宜、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。
【００１９】
光照射部５は、図１および図２に示すように、チャンバー６の上部に設けられている。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）６９と、リフレクタ５２と、光拡散板５３と、を有している。
【００２０】
各フラッシュランプ６９は、長尺円筒状のランプである。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。
【００２１】
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、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。
【００２２】
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。
【００２３】
光拡散板５３は、石英ガラスによって形成されており、光拡散板５３の表面には、光拡散加工が施されている。これにより、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。このように、本実施の形態において、光照射部５は、各フラッシュランプ６９に印加された電圧に応じた閃光を基板Ｗ側に出射する光源として使用される。
【００２４】
チャンバー６は、略円筒形状を有しており、熱処理室として使用される。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。
【００２５】
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。
【００２６】
保持部７は、チャンバー６内に収容されており、加熱対象となる基板Ｗを保持する。また、保持部７は、受け渡し位置（基板Ｗがピン７５によって支持される高さ位置）と、熱処理位置（基板Ｗが透光板６１と近接する高さ位置：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、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。
【００２７】
ホットプレート７１は、サセプタ７２の下面に密着して設けられている。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によって覆われている。また、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基板を予備加熱する。
【００２８】
これにより、基板Ｗに添加された不純物の拡散が防止されつつ、保持部７の基板Ｗ温度は予備加熱温度Ｔ１まで昇温する。また、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による熱処理時において、熱処理温度Ｔ２（＞Ｔ１）まで速やかに上昇する。
【００２９】
サセプタ７２は、石英（あるいは、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等であっても良い）によって形成されており、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。
【００３０】
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、保持部７には複数の貫通孔７７が設けられている。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。
【００３１】
また、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。
【００３２】
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により支持される。次に、基板Ｗが各支持ピン７０に受け渡された後に、昇降部４２によって保持部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、保持部７のサセプタ７２に受け渡される。そして、さらに保持部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２参照）。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。これにより、基板Ｗは、受け渡し位置付近でサセプタ７２から離隔し、各支持ピン７０に受け渡される。
【００３３】
第１計測部７８は、いわゆるカロリーメータによって構成されており、光照射部５から出射された閃光のエネルギーを計測する。図１および図２に示すように、第１計測部７８は、基板Ｗが保持部７に保持されていない場合に（例えば、基板Ｗの非熱処理時に）、保持部７に載置可能とされている。また、第１計測部７８の上面（光照射部５側の面）の高さ位置は、基板Ｗの熱処理位置と略同一高さとなるように設定されている。
【００３４】
したがって、第１計測部７８に到達（入射）する閃光のエネルギーは、基板Ｗに到達（入射）する閃光のエネルギーと略同一となる。そのため、保持部７の第１計測部７８により計測される閃光のエネルギーを、基板Ｗに到達する閃光のエネルギーとして使用することができる。
【００３５】
第２計測部８８は、第１計測部７８と同様に、いわゆるカロリーメータによって構成されており、光照射部５から出射された閃光のエネルギーを計測する。図１および図２に示すように、第２計測部８８は、チャンバー６の底部６２であって、チャンバー６外に設けられている。
【００３６】
導光部８９は、例えば石英によって形成された棒状体であり、図１および図２に示すように、保持部７の径方向外方に設けられている。また、導光部８９は、チャンバー６内の底部６２から熱処理空間６５側に立設されており、略垂直方向（Ｚ軸方向）に伸びている。
【００３７】
また、導光部８９の上端には、光照射部５から出射された閃光を受光する受光部８８ａが設けられている。図１に示すように、受光部８８ａは、熱処理時において保持部７に保持された基板Ｗの高さ位置（熱処理位置）と略同一となるように、その長さ方向（Ｚ軸方向）のサイズが設定されている。
【００３８】
さらに、図１および図２に示すように、導光部８９は、チャンバー６の底部６２に設けられた貫通孔８８ｂに挿通されており、導光部８９の下端は、チャンバー６外の第２計測部８８と接続されている。
【００３９】
したがって、光照射部５から出射されて熱処理位置に到達した閃光は、受光部８８ａから導光部８９内に入射する。そして、導光部８９内に入射した閃光は、第２計測部８８に導かれる。これにより、第２計測部８８は、保持部７に基板Ｗが保持されているか否かに関わらず、光照射部５から出射された閃光のエネルギーを計測することができる。
【００４０】
そのため、第２計測部８８は、非熱処理時だけでなく、保持部７に基板Ｗが保持されて熱処理が実行される熱処理時においても、光照射部５から出射されて導光部８９により導かれた閃光のエネルギー（第２エネルギー）を計測することができる。
【００４１】
また、第２計測部８８は、チャンバー６外に設けられており、熱処理の影響を受けずに閃光のエネルギー（第２エネルギー）を計測することができる。そのため、第２計測部８８による計測精度をさらに向上させることができる。
【００４２】
ここで、カロリーメータとは、光子のエネルギーを計測する粒子検出器を言う。カロリーメータは、入射する光子によって電子陽電子対生成と制動輻射とを繰り返し生じさせる。そして、カロリーメータからは、光照射部５からの閃光エネルギーに応じた電気信号が出力される。
【００４３】
したがって、第１計測部７８に閃光が入射すると、第１計測部７８からは、入射した閃光のエネルギー（第１エネルギー）に対応する電気信号が出力される。また同様に、導光部８９を介して第２計測部８８に閃光が入射すると、第２計測部８８からは、導光部８９を通過する際に減衰した閃光に対応する電気信号が出力される。
【００４４】
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による保持部７の昇降制御等）、およびデータ演算を実現する。図１および図２に示すように、制御部９０は、主として、ＲＡＭ９１と、ＲＯＭ（Read Only Member）９２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９３と、を有している。
【００４５】
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。ＲＯＭ（Read Only Memory）９２は、いわゆる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。なお、ＲＯＭ９２としては、読み書き自在の不揮発性メモリであるフラッシュメモリが使用されてもよい。
【００４６】
ＣＰＵ９３は、ＲＯＭ９２のプログラム９２ａに従った動作制御やデータ演算を実行する演算部である。例えば、ＣＰＵ９３は、第１および第２計測部７８、８８の計測結果に基づいて、基板Ｗに到達する閃光のエネルギーを演算する。また、図１および図２中のＣＰＵ９３内に記載されている各演算部９３ａ、９３ｂに対応する演算機能は、ＣＰＵ９３によって実現される。
【００４７】
＜２．第１および第２計測部により計測された閃光エネルギーの関係と演算機能＞
ここでは、第１および第２計測部７８、８８により計測された閃光エネルギーの関係を説明するとともに、ＣＰＵ９３によって実現される演算機能について説明する。
【００４８】
ここで、光照射部５のフラッシュランプ６９は、繰り返し発光されると劣化し、基板に照射される閃光のエネルギーが低下する。すなわち、光照射部５からの閃光エネルギーは、発光回数の増大に従って低下する。また、基板Ｗの表面は、照射される閃光のエネルギーに応じて昇温する。
【００４９】
したがって、フラッシュランプ６９を使用した熱処理において、基板Ｗの熱処理状況を正しく把握するためには、熱処理時に光照射部５側から基板Ｗ側に照射される閃光のエネルギーを正確に把握することが必要となる。
【００５０】
また、第２計測部８８で計測される閃光は、導光要素として使用される導光部８９を介して第２計測部８８に導入され、導光部８９を通過する際に減衰する。したがって、第２計測部８８の計測結果を使用して基板Ｗに到達する閃光のエネルギーを演算するためには、何らかの補正演算が必要となる。
【００５１】
なお、基板Ｗに到達する閃光のエネルギーは、導光部８９を通過する際に減衰する閃光エネルギーの減衰率を予め求め、この減衰率と、第２計測部８８の計測結果と、に基づいて演算することも可能である。しかし、導光部８９の減衰率は、個体差を有しており、導光部８９毎に相違する値となる。その結果、減衰率を使用した演算手法では、熱処理装置１の製造工数が増大するという問題が生ずることになる。
【００５２】
そこで、本実施の形態では、以下の手法を採用することによって、各導光部８９の個体差の影響を抑制しつつ、基板Ｗに到達する閃光のエネルギーを演算している。
【００５３】
図３は、フラッシュランプ６９への印加電圧を一定とした場合おいて、第ｎ回目の発光時における閃光エネルギーの減少率と発光回数ｎとの関係を示すグラフである。図３の横軸は、発光回数ｎを示す。また、図３の縦軸は、第ｎ回目の発光時における減少率ＤＲ１ｎ（図３中の「●」（黒塗り丸））、ＤＲ２ｎ（図３中の「◇」（白抜き菱形））を示す。また、図３中の実線ＡＬ１、ＡＬ２は、それぞれ減少率ＤＲ１ｎ、ＤＲ２ｎの近似直線（第１次近似直線）を示す。
【００５４】
ここで、本実施の形態において閃光エネルギーの減少率ＤＲ１ｎ、ＤＲ２ｎとは、第１計測部７８、８８で計測される閃光エネルギーの初期値をＥ１０、Ｅ２０と、第ｎ回目の閃光時に第１計測部７８、８８で計測される閃光エネルギーをＥ１ｎ、Ｅ２ｎと、それぞれする場合、初期値Ｅ１０、Ｅ２０に対する閃光エネルギーＥ１ｎ、Ｅ２ｎの比率であり、数１および数２によって表される。
【００５５】
ＤＲ１ｎ ＝ Ｅ１ｎ ／ Ｅ１０ ・・・ 数１
ＤＲ２ｎ ＝ Ｅ２ｎ ／ Ｅ２０ ・・・ 数２
なお、初期値Ｅ１０、Ｅ２０としては、例えば、第１回目の閃光時に計測された閃光エネルギーや、光照射部５のフラッシュランプ６９を交換した際において複数回照射された閃光エネルギーの平均値等が使用される。
【００５６】
また、上述の閃光エネルギーＥ１ｎ（第１エネルギー）、Ｅ２ｎ（第２エネルギー）は、第１計測部７８が保持部７に載置された状態において、光照射部５から照射され、第１および第２計測部７８、８８で略同一タイミングで計測されたものである。
【００５７】
ここで、近似直線ＡＬ１の傾きをＡ１、縦軸に対する切片をＢ１と、近似直線ＡＬ２の傾きをＡ２、縦軸に対する切片をＢ２と、それぞれ定義する。図３に示すように、第１計測部７８に基づく近似直線ＡＬ１と、第２計測部８８に基づく近似直線ＡＬ２と、について、切片Ｂ１（＝１０３．８）、Ｂ２（＝１０４．０）が略同一値となり、傾きＡ１（＝−０．０００７２）、Ａ２（＝−０．０００７６）も略同一値となる。すなわち、近似直線ＡＬ１、ＡＬ２は、略同一形状を有する直線となり、第ｎ回目の発光時において近似直線ＡＬ１、ＡＬ２から求められる減少率ＤＲ１ｎ、ＤＲ２ｎは、略同一値となる。
【００５８】
したがって、第ｎ回目の発光時における減少率ＤＲ１ｎ、ＤＲ２ｎは、近似直線ＡＬ２の傾きＡ２および切片Ｂ２と、発光回数ｎとを使用して、数３のように表される。
【００５９】
ＤＲ１ｎ ＝ ＤＲ２ｎ ＝ Ｂ２ − Ａ２ × ｎ（ｎは自然数）・・・ 数３
よって、数３を数１に代入して整理することにより、第ｎ回目の発光時において基板Ｗに到達する閃光のエネルギー（すなわち、第１計測部７８の計測値Ｅ１ｎ）は、数４のように表される。
【００６０】
Ｅ１ｎ ＝ Ｅ１０ × ＤＲ１ｎ
＝ Ｅ１０ ×（Ｂ２ − Ａ２ × ｎ） ・・・ 数４
このように、第１計測部７８によって計測される閃光エネルギー（第１エネルギー）の初期値（第１初期値）が予め求められると、第２計測部８８の計測値に基づいた近似直線ＡＬ２の傾きＡ２および切片Ｂ２によって、第ｎ回目の発光時に基板Ｗに到達する閃光のエネルギーを演算することが可能となる。
【００６１】
減少率演算部９３ａは、数３に基づいた演算を実行する。すなわち、減少率演算部９３ａは、第２計測部８８の計測結果により求められる減少率ＤＲ２ｎ（第２減少率）を、第ｎ回目発光時の減少率ＤＲ１ｎ（第１減少率）として演算する。
【００６２】
具体的には、まず、第２計測部８８により計測された複数の閃光エネルギーと、初期値Ｅ２０（第２初期値）と、から複数の減少率ＤＲ２ｎが演算される。続いて、求められた減少率ＤＲ２ｎの近似直線ＡＬ２が求められ、傾きＡ２と切片Ｂ２とがＲＡＭ９１に記憶される。
【００６３】
そして、発光回数ｎと、ＲＡＭ９１に記憶された傾きＡ２および切片Ｂ２とが、数３に代入されることによって、第ｎ回目発光時の減少率ＤＲ１ｎが演算される。なお、第２計測部８８により計測結果に基づいて演算された閃光エネルギーの初期値Ｅ２０は、予めＲＡＭ９１等に記憶されている。
【００６４】
なお、近似直線ＡＬ２の傾きＡ２および切片Ｂ２は、光照射部５から閃光が出射されて熱処理が実行される毎に再演算されてもよいし、光照射部５の発光が所定回数行われる毎に再演算されてもよい。さらに、基板Ｗの熱処理に先立って演算された傾きＡ２および切片Ｂ２が、熱処理時の閃光エネルギーＥ１ｎの演算に使用されてもよい。
【００６５】
補正演算部９３ｂは、減少率ＤＲ１ｎと、初期値Ｅ１０と、に基づいて、第ｎ回目の発光時に基板Ｗに到達する閃光エネルギーＥ１ｎを演算する。具体的には、補正演算部９３ｂは、減少率演算部９３ａにより近似演算された減少率ＤＲ１ｎと、初期値Ｅ１０と、を数４に代入することによって求める。なお、第１計測部７８により計測結果に基づいて演算された閃光エネルギーの初期値Ｅ１０は、初期値Ｅ２０と同様に、予めＲＡＭ９１等に記憶されている。
【００６６】
図４は、フラッシュランプ６９への印加電圧を一定とした場合において、第１計測部７８により計測された閃光エネルギーの計測値と、数４による演算値との関係を示すグラフである。図４の横軸は、発光回数ｎを示す。また、図４の縦軸は、数４よる閃光エネルギー（第１エネルギー）の演算値を、第１計測部７８による計測値で除した値（比率Ｒ１）である。また、図４中の「◆」（黒塗り菱形）は、比率Ｒ１をプロットしたものである。
【００６７】
図４に示すように、比率Ｒ１は、各発光回数ｎとも、概ね９９．５〜１００．５（％）の範囲となった。したがって、第ｎ回目の発光時において基板Ｗに到達する閃光エネルギーは、数４に基づいた演算によって、良好に求められる。
【００６８】
＜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において、導光部８９は、保持部７の外方に設けられており、第２計測部８８は、基板Ｗの熱処理時においても光照射部５からの閃光のエネルギー（第２エネルギー）を計測することができる。また、減少率演算部９３ａは、光源の発光回数を考慮に入れた減少率ＤＲ２ｎを、導光部８９の個体差の影響を受けず、良好に演算することができる。
【００６９】
これにより、補正演算部９３ｂは、導光部８９の個体差を影響を受けずに演算された減少率ＤＲ２ｎを減少率ＤＲ１ｎとして使用することができ、第ｎ回目の発光時において基板に到達する閃光のエネルギー（第１エネルギー）を良好に演算することができる。そのため、補正演算部９３ｂの演算結果に基づいて、基板Ｗの熱処理状況を正確に把握することができる。
【００７０】
また、減少率演算部９３ａは、減少率ＤＲ２ｎの近似直線ＡＬ２から、第ｎ回目の発光時における減少率ＤＲ２ｎを近似演算する。また、補正演算部９３ｂは、この近似演算された減少率ＤＲ２ｎを減少率ＤＲ１ｎとして使用することにより、第ｎ回目の発光時に基板Ｗに到達するエネルギー（第１エネルギー）を演算する。そのため、第ｎ回目の発光時に基板Ｗに到達する閃光のエネルギーをさらに良好に演算することができ、基板Ｗの熱処理状況をさらに正確に把握することができる。
【００７１】
＜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。
【００７２】
（１）本実施の形態において、補正演算部９３ｂは、近似直線ＡＬ２に基づいて求められた減少率ＤＲ２ｎに基づいて、基板Ｗに到達する閃光のエネルギーＥ１ｎを演算するものとして説明したが、閃光エネルギーＥ１ｎの演算手法はこれに限定されるものでない。例えば、数１および数２を整理することにより導かれる数５が、数４の代わりに使用されてもよい。
【００７３】
Ｅ１ｎ ＝ Ｅ１０ × ＤＲ２ｎ
＝ Ｅ２ｎ × Ｅ１０ ／ Ｅ２０ ・・・ 数５
ただし、数４が使用されると、第２計測部８８による閃光エネルギーの計測誤差を丸めて、減少率ＤＲ２ｎ、および基板Ｗに到達する閃光のエネルギーＥ１ｎを演算することができる。そのため、数４に基づいた演算の場合には、第ｎ回目の発光時に基板Ｗに到達する閃光のエネルギーＥ１ｎをさらに良好に演算することができ、基板Ｗの熱処理状況をさらに正確に把握することができる。
【００７４】
（２）また、本実施の形態において、複数の演算機能は、ＲＯＭ９２に格納されたプログラム９２ａに従いＣＰＵ９３によって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、演算回路（ハードウェア）によって、これら演算機能が実現されてもよい。
【００７５】
（３）また、本実施の形態において、第２計測部８８は、チャンバー６の底部６２であって、チャンバー６外に設けられているものとして説明したが、これに限定されるものでない。すなわち、第２計測部８８の設置場所の条件としては、チャンバー６内で熱処理が施される場合において、この熱処理に起因した熱影響を受けない場所であれば、十分である。なお、導光部８９と第２計測部８８とが離隔して配置される場合、第２計測部８８と導光部８９とは、光伝達要素（例えば光ファイバー）によって接続されてもよい。この場合、導光部８９および光ファイバーを介して導かれた閃光が、第２計測部８８で計測される。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】第ｎ回目の発光時における閃光エネルギーの減少率と発光回数との関係を示すグラフである。
【図４】第１計測部によって計測された閃光エネルギーの計測値と、演算値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７７】
１ 熱処理装置
５ 光照射部（光源）
６ チャンバー
７ 保持部
６９ フラッシュランプ
７８ 第１計測部
８８ 第２計測部
８９ 導光部
９０ 制御部
９３ ＣＰＵ
９３ａ 減少率演算部
９３ｂ 補正演算部
Ｅ１ｎ 閃光エネルギー（第１エネルギー）
Ｅ２ｎ 閃光エネルギー（第２エネルギー）
Ｅ１０、Ｅ２０ 初期値（第１初期値、第２初期値）
ＤＲ１ｎ、ＤＲ２ｎ 減少率（第１減少率、第２減少率）
Ｗ 基板
【技術分野】
【０００１】
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り、基板を加熱する熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、フラッシュランプによる熱処理時において、フラッシュランプから基板側に照射される閃光のエネルギーをカロリーメータで計測する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０９３７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１の熱処理装置において、エネルギー計測の対象となるフラッシュランプからの光は、第１石英ロッド、プリズム、および第２石英ロッド（以下、単に、「導光要素」とも呼ぶ）を介してカロリーメータに導入される。そして、導光要素に入射した光は、この導光要素を通過する際に減衰する。
【０００５】
このように、導光要素を介してカロリーメータに到達する光のエネルギーは、熱処理時に基板に到達する光のエネルギーより小さくなる。その結果、特許文献１の熱処理装置では、熱処理時に基板に到達する光のエネルギーを正しく検出することができないという問題が生じていた。
【０００６】
また、上述の問題を解消する手法の１つとして、例えば、導光要素を通過する際に減衰する光エネルギーの減衰率（すなわち、導光要素を通過した光のエネルギー値を導光要素に入射する光のエネルギー値で除したもの）を予め求めるとともに、この減衰率に基づきカロリーメータで計測された光エネルギーを較正することによって、基板に到達する光のエネルギーを演算する手法が考えられる。
【０００７】
しかしながら、導光要素の減衰率には個体差があり、導光要素毎に減衰率が相違する。すなわち、この演算手法を採用するためには、導光要素毎に減衰率を求めることが必要となり、その結果、熱処理装置の製造工数が増大するという問題が生じていた。
【０００８】
そこで、本発明では、フラッシュランプによる基板の熱処理状況を、簡便、かつ、良好に把握できる熱処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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り、前記基板を加熱する熱処理装置において、前記基板を保持する保持部と、複数のフラッシュランプを有する光源と、前記光源から出射された前記閃光のエネルギーを計測する計測部と、前記計測部の計測結果に基づいて、前記基板に到達する前記閃光の第１エネルギーを演算する演算部とを備え、前記計測部は、前記基板の非熱処理時に前記保持部に載置可能とされており、前記第１エネルギーの第１初期値を計測する第１計測部と、前記保持部の外方に設けられた導光部につき、該導光部により導かれた前記閃光のエネルギーを第２エネルギーとして計測する第２計測部とを有し、前記演算部は、前記第１初期値に対する第ｎ回目発光時の前記第１エネルギーの比率を（ｎは自然数）、第ｎ回目発光時の第１減少率として演算する減少率演算部と、前記減少率演算部により演算された前記第１減少率と、前記第１エネルギーの前記第１初期値と、に基づいて、第ｎ回目の発光時における前記第１エネルギーを演算する補正演算部とを有し、前記第２エネルギーの初期値とされる第２初期値につき、該第２初期値に対する第ｎ回目発光時の前記第２エネルギーの比率を、第ｎ回目発光時の第２減少率とする場合において、前記減少率演算部は、前記第２減少率を第ｎ回目発光時の前記第１減少率として演算することを特徴とする。
【００１０】
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、前記減少率演算部は、前記第２減少率の近似直線を演算するとともに、前記近似直線から求められる第ｎ回目発光時の第２減少率を、第ｎ回目発光時の前記第１減少率として演算することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の熱処理装置において、前記導光部は、前記保持部が収容されているチャンバー内に設けられており、前記第２計測部は、前記チャンバー外に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１ないし請求項３に記載の発明によれば、導光部は、保持部の外方に設けられており、第２計測部は、基板の熱処理時においても、光源から出射された閃光の第２エネルギーを計測することができる。また、減少率演算部は、光源の発光回数を考慮に入れた第２エネルギーの減少率を、導光部の個体差の影響を受けずに演算することができる。
【００１３】
これにより、補正演算部は、導光部の個体差を影響を受けずに演算された第２減少率を第１減少率として使用することができ、第ｎ回目の発光時に基板に到達する閃光の第１エネルギーを良好に演算することができる。そのため、演算された第１エネルギーに基づいて、フラッシュランプによる基板の熱処理状況を正確に把握することができる。
【００１４】
特に、請求項２に記載の発明によれば、減少率演算部は、第２減少率の近似直線から第ｎ回目の発光時における第２減少率を演算し、補正演算部は、この近似演算された第２減少率を第１減少率として使用することができる。そのため、第ｎ回目の発光時に基板に到達する閃光のエネルギーをさらに良好に演算することができ、基板Ｗの熱処理状況をさらに正確に把握することができる。
【００１５】
特に、請求項３に記載の発明によれば、第２計測部は、基板の熱処理が実行されるチャンバ外に設けられており、熱処理の影響を受けずに第２エネルギーを計測することができる。そのため、第２計測部による計測精度をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
＜１．熱処理装置の構成＞
図１および図２は、本発明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る。熱処理装置１は、基板Ｗ（図２参照）に極めて強い閃光を照射することにより、基板Ｗの表面を加熱する。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り、添加された不純物は、この熱処理によって活性化する。
【００１８】
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、保持部７と、第１計測部７８と、第２計測部８８と、導光部８９と、制御部９０と、を備えている。なお、図１および以降の各図には、それらの方向関係を明確にすべく必要に応じて適宜、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。
【００１９】
光照射部５は、図１および図２に示すように、チャンバー６の上部に設けられている。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）６９と、リフレクタ５２と、光拡散板５３と、を有している。
【００２０】
各フラッシュランプ６９は、長尺円筒状のランプである。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。
【００２１】
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、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。
【００２２】
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。
【００２３】
光拡散板５３は、石英ガラスによって形成されており、光拡散板５３の表面には、光拡散加工が施されている。これにより、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。このように、本実施の形態において、光照射部５は、各フラッシュランプ６９に印加された電圧に応じた閃光を基板Ｗ側に出射する光源として使用される。
【００２４】
チャンバー６は、略円筒形状を有しており、熱処理室として使用される。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。
【００２５】
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。
【００２６】
保持部７は、チャンバー６内に収容されており、加熱対象となる基板Ｗを保持する。また、保持部７は、受け渡し位置（基板Ｗがピン７５によって支持される高さ位置）と、熱処理位置（基板Ｗが透光板６１と近接する高さ位置：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、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。
【００２７】
ホットプレート７１は、サセプタ７２の下面に密着して設けられている。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によって覆われている。また、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基板を予備加熱する。
【００２８】
これにより、基板Ｗに添加された不純物の拡散が防止されつつ、保持部７の基板Ｗ温度は予備加熱温度Ｔ１まで昇温する。また、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による熱処理時において、熱処理温度Ｔ２（＞Ｔ１）まで速やかに上昇する。
【００２９】
サセプタ７２は、石英（あるいは、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等であっても良い）によって形成されており、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。
【００３０】
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、保持部７には複数の貫通孔７７が設けられている。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。
【００３１】
また、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。
【００３２】
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により支持される。次に、基板Ｗが各支持ピン７０に受け渡された後に、昇降部４２によって保持部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、保持部７のサセプタ７２に受け渡される。そして、さらに保持部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２参照）。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。これにより、基板Ｗは、受け渡し位置付近でサセプタ７２から離隔し、各支持ピン７０に受け渡される。
【００３３】
第１計測部７８は、いわゆるカロリーメータによって構成されており、光照射部５から出射された閃光のエネルギーを計測する。図１および図２に示すように、第１計測部７８は、基板Ｗが保持部７に保持されていない場合に（例えば、基板Ｗの非熱処理時に）、保持部７に載置可能とされている。また、第１計測部７８の上面（光照射部５側の面）の高さ位置は、基板Ｗの熱処理位置と略同一高さとなるように設定されている。
【００３４】
したがって、第１計測部７８に到達（入射）する閃光のエネルギーは、基板Ｗに到達（入射）する閃光のエネルギーと略同一となる。そのため、保持部７の第１計測部７８により計測される閃光のエネルギーを、基板Ｗに到達する閃光のエネルギーとして使用することができる。
【００３５】
第２計測部８８は、第１計測部７８と同様に、いわゆるカロリーメータによって構成されており、光照射部５から出射された閃光のエネルギーを計測する。図１および図２に示すように、第２計測部８８は、チャンバー６の底部６２であって、チャンバー６外に設けられている。
【００３６】
導光部８９は、例えば石英によって形成された棒状体であり、図１および図２に示すように、保持部７の径方向外方に設けられている。また、導光部８９は、チャンバー６内の底部６２から熱処理空間６５側に立設されており、略垂直方向（Ｚ軸方向）に伸びている。
【００３７】
また、導光部８９の上端には、光照射部５から出射された閃光を受光する受光部８８ａが設けられている。図１に示すように、受光部８８ａは、熱処理時において保持部７に保持された基板Ｗの高さ位置（熱処理位置）と略同一となるように、その長さ方向（Ｚ軸方向）のサイズが設定されている。
【００３８】
さらに、図１および図２に示すように、導光部８９は、チャンバー６の底部６２に設けられた貫通孔８８ｂに挿通されており、導光部８９の下端は、チャンバー６外の第２計測部８８と接続されている。
【００３９】
したがって、光照射部５から出射されて熱処理位置に到達した閃光は、受光部８８ａから導光部８９内に入射する。そして、導光部８９内に入射した閃光は、第２計測部８８に導かれる。これにより、第２計測部８８は、保持部７に基板Ｗが保持されているか否かに関わらず、光照射部５から出射された閃光のエネルギーを計測することができる。
【００４０】
そのため、第２計測部８８は、非熱処理時だけでなく、保持部７に基板Ｗが保持されて熱処理が実行される熱処理時においても、光照射部５から出射されて導光部８９により導かれた閃光のエネルギー（第２エネルギー）を計測することができる。
【００４１】
また、第２計測部８８は、チャンバー６外に設けられており、熱処理の影響を受けずに閃光のエネルギー（第２エネルギー）を計測することができる。そのため、第２計測部８８による計測精度をさらに向上させることができる。
【００４２】
ここで、カロリーメータとは、光子のエネルギーを計測する粒子検出器を言う。カロリーメータは、入射する光子によって電子陽電子対生成と制動輻射とを繰り返し生じさせる。そして、カロリーメータからは、光照射部５からの閃光エネルギーに応じた電気信号が出力される。
【００４３】
したがって、第１計測部７８に閃光が入射すると、第１計測部７８からは、入射した閃光のエネルギー（第１エネルギー）に対応する電気信号が出力される。また同様に、導光部８９を介して第２計測部８８に閃光が入射すると、第２計測部８８からは、導光部８９を通過する際に減衰した閃光に対応する電気信号が出力される。
【００４４】
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による保持部７の昇降制御等）、およびデータ演算を実現する。図１および図２に示すように、制御部９０は、主として、ＲＡＭ９１と、ＲＯＭ（Read Only Member）９２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９３と、を有している。
【００４５】
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。ＲＯＭ（Read Only Memory）９２は、いわゆる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。なお、ＲＯＭ９２としては、読み書き自在の不揮発性メモリであるフラッシュメモリが使用されてもよい。
【００４６】
ＣＰＵ９３は、ＲＯＭ９２のプログラム９２ａに従った動作制御やデータ演算を実行する演算部である。例えば、ＣＰＵ９３は、第１および第２計測部７８、８８の計測結果に基づいて、基板Ｗに到達する閃光のエネルギーを演算する。また、図１および図２中のＣＰＵ９３内に記載されている各演算部９３ａ、９３ｂに対応する演算機能は、ＣＰＵ９３によって実現される。
【００４７】
＜２．第１および第２計測部により計測された閃光エネルギーの関係と演算機能＞
ここでは、第１および第２計測部７８、８８により計測された閃光エネルギーの関係を説明するとともに、ＣＰＵ９３によって実現される演算機能について説明する。
【００４８】
ここで、光照射部５のフラッシュランプ６９は、繰り返し発光されると劣化し、基板に照射される閃光のエネルギーが低下する。すなわち、光照射部５からの閃光エネルギーは、発光回数の増大に従って低下する。また、基板Ｗの表面は、照射される閃光のエネルギーに応じて昇温する。
【００４９】
したがって、フラッシュランプ６９を使用した熱処理において、基板Ｗの熱処理状況を正しく把握するためには、熱処理時に光照射部５側から基板Ｗ側に照射される閃光のエネルギーを正確に把握することが必要となる。
【００５０】
また、第２計測部８８で計測される閃光は、導光要素として使用される導光部８９を介して第２計測部８８に導入され、導光部８９を通過する際に減衰する。したがって、第２計測部８８の計測結果を使用して基板Ｗに到達する閃光のエネルギーを演算するためには、何らかの補正演算が必要となる。
【００５１】
なお、基板Ｗに到達する閃光のエネルギーは、導光部８９を通過する際に減衰する閃光エネルギーの減衰率を予め求め、この減衰率と、第２計測部８８の計測結果と、に基づいて演算することも可能である。しかし、導光部８９の減衰率は、個体差を有しており、導光部８９毎に相違する値となる。その結果、減衰率を使用した演算手法では、熱処理装置１の製造工数が増大するという問題が生ずることになる。
【００５２】
そこで、本実施の形態では、以下の手法を採用することによって、各導光部８９の個体差の影響を抑制しつつ、基板Ｗに到達する閃光のエネルギーを演算している。
【００５３】
図３は、フラッシュランプ６９への印加電圧を一定とした場合おいて、第ｎ回目の発光時における閃光エネルギーの減少率と発光回数ｎとの関係を示すグラフである。図３の横軸は、発光回数ｎを示す。また、図３の縦軸は、第ｎ回目の発光時における減少率ＤＲ１ｎ（図３中の「●」（黒塗り丸））、ＤＲ２ｎ（図３中の「◇」（白抜き菱形））を示す。また、図３中の実線ＡＬ１、ＡＬ２は、それぞれ減少率ＤＲ１ｎ、ＤＲ２ｎの近似直線（第１次近似直線）を示す。
【００５４】
ここで、本実施の形態において閃光エネルギーの減少率ＤＲ１ｎ、ＤＲ２ｎとは、第１計測部７８、８８で計測される閃光エネルギーの初期値をＥ１０、Ｅ２０と、第ｎ回目の閃光時に第１計測部７８、８８で計測される閃光エネルギーをＥ１ｎ、Ｅ２ｎと、それぞれする場合、初期値Ｅ１０、Ｅ２０に対する閃光エネルギーＥ１ｎ、Ｅ２ｎの比率であり、数１および数２によって表される。
【００５５】
ＤＲ１ｎ ＝ Ｅ１ｎ ／ Ｅ１０ ・・・ 数１
ＤＲ２ｎ ＝ Ｅ２ｎ ／ Ｅ２０ ・・・ 数２
なお、初期値Ｅ１０、Ｅ２０としては、例えば、第１回目の閃光時に計測された閃光エネルギーや、光照射部５のフラッシュランプ６９を交換した際において複数回照射された閃光エネルギーの平均値等が使用される。
【００５６】
また、上述の閃光エネルギーＥ１ｎ（第１エネルギー）、Ｅ２ｎ（第２エネルギー）は、第１計測部７８が保持部７に載置された状態において、光照射部５から照射され、第１および第２計測部７８、８８で略同一タイミングで計測されたものである。
【００５７】
ここで、近似直線ＡＬ１の傾きをＡ１、縦軸に対する切片をＢ１と、近似直線ＡＬ２の傾きをＡ２、縦軸に対する切片をＢ２と、それぞれ定義する。図３に示すように、第１計測部７８に基づく近似直線ＡＬ１と、第２計測部８８に基づく近似直線ＡＬ２と、について、切片Ｂ１（＝１０３．８）、Ｂ２（＝１０４．０）が略同一値となり、傾きＡ１（＝−０．０００７２）、Ａ２（＝−０．０００７６）も略同一値となる。すなわち、近似直線ＡＬ１、ＡＬ２は、略同一形状を有する直線となり、第ｎ回目の発光時において近似直線ＡＬ１、ＡＬ２から求められる減少率ＤＲ１ｎ、ＤＲ２ｎは、略同一値となる。
【００５８】
したがって、第ｎ回目の発光時における減少率ＤＲ１ｎ、ＤＲ２ｎは、近似直線ＡＬ２の傾きＡ２および切片Ｂ２と、発光回数ｎとを使用して、数３のように表される。
【００５９】
ＤＲ１ｎ ＝ ＤＲ２ｎ ＝ Ｂ２ − Ａ２ × ｎ（ｎは自然数）・・・ 数３
よって、数３を数１に代入して整理することにより、第ｎ回目の発光時において基板Ｗに到達する閃光のエネルギー（すなわち、第１計測部７８の計測値Ｅ１ｎ）は、数４のように表される。
【００６０】
Ｅ１ｎ ＝ Ｅ１０ × ＤＲ１ｎ
＝ Ｅ１０ ×（Ｂ２ − Ａ２ × ｎ） ・・・ 数４
このように、第１計測部７８によって計測される閃光エネルギー（第１エネルギー）の初期値（第１初期値）が予め求められると、第２計測部８８の計測値に基づいた近似直線ＡＬ２の傾きＡ２および切片Ｂ２によって、第ｎ回目の発光時に基板Ｗに到達する閃光のエネルギーを演算することが可能となる。
【００６１】
減少率演算部９３ａは、数３に基づいた演算を実行する。すなわち、減少率演算部９３ａは、第２計測部８８の計測結果により求められる減少率ＤＲ２ｎ（第２減少率）を、第ｎ回目発光時の減少率ＤＲ１ｎ（第１減少率）として演算する。
【００６２】
具体的には、まず、第２計測部８８により計測された複数の閃光エネルギーと、初期値Ｅ２０（第２初期値）と、から複数の減少率ＤＲ２ｎが演算される。続いて、求められた減少率ＤＲ２ｎの近似直線ＡＬ２が求められ、傾きＡ２と切片Ｂ２とがＲＡＭ９１に記憶される。
【００６３】
そして、発光回数ｎと、ＲＡＭ９１に記憶された傾きＡ２および切片Ｂ２とが、数３に代入されることによって、第ｎ回目発光時の減少率ＤＲ１ｎが演算される。なお、第２計測部８８により計測結果に基づいて演算された閃光エネルギーの初期値Ｅ２０は、予めＲＡＭ９１等に記憶されている。
【００６４】
なお、近似直線ＡＬ２の傾きＡ２および切片Ｂ２は、光照射部５から閃光が出射されて熱処理が実行される毎に再演算されてもよいし、光照射部５の発光が所定回数行われる毎に再演算されてもよい。さらに、基板Ｗの熱処理に先立って演算された傾きＡ２および切片Ｂ２が、熱処理時の閃光エネルギーＥ１ｎの演算に使用されてもよい。
【００６５】
補正演算部９３ｂは、減少率ＤＲ１ｎと、初期値Ｅ１０と、に基づいて、第ｎ回目の発光時に基板Ｗに到達する閃光エネルギーＥ１ｎを演算する。具体的には、補正演算部９３ｂは、減少率演算部９３ａにより近似演算された減少率ＤＲ１ｎと、初期値Ｅ１０と、を数４に代入することによって求める。なお、第１計測部７８により計測結果に基づいて演算された閃光エネルギーの初期値Ｅ１０は、初期値Ｅ２０と同様に、予めＲＡＭ９１等に記憶されている。
【００６６】
図４は、フラッシュランプ６９への印加電圧を一定とした場合において、第１計測部７８により計測された閃光エネルギーの計測値と、数４による演算値との関係を示すグラフである。図４の横軸は、発光回数ｎを示す。また、図４の縦軸は、数４よる閃光エネルギー（第１エネルギー）の演算値を、第１計測部７８による計測値で除した値（比率Ｒ１）である。また、図４中の「◆」（黒塗り菱形）は、比率Ｒ１をプロットしたものである。
【００６７】
図４に示すように、比率Ｒ１は、各発光回数ｎとも、概ね９９．５〜１００．５（％）の範囲となった。したがって、第ｎ回目の発光時において基板Ｗに到達する閃光エネルギーは、数４に基づいた演算によって、良好に求められる。
【００６８】
＜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において、導光部８９は、保持部７の外方に設けられており、第２計測部８８は、基板Ｗの熱処理時においても光照射部５からの閃光のエネルギー（第２エネルギー）を計測することができる。また、減少率演算部９３ａは、光源の発光回数を考慮に入れた減少率ＤＲ２ｎを、導光部８９の個体差の影響を受けず、良好に演算することができる。
【００６９】
これにより、補正演算部９３ｂは、導光部８９の個体差を影響を受けずに演算された減少率ＤＲ２ｎを減少率ＤＲ１ｎとして使用することができ、第ｎ回目の発光時において基板に到達する閃光のエネルギー（第１エネルギー）を良好に演算することができる。そのため、補正演算部９３ｂの演算結果に基づいて、基板Ｗの熱処理状況を正確に把握することができる。
【００７０】
また、減少率演算部９３ａは、減少率ＤＲ２ｎの近似直線ＡＬ２から、第ｎ回目の発光時における減少率ＤＲ２ｎを近似演算する。また、補正演算部９３ｂは、この近似演算された減少率ＤＲ２ｎを減少率ＤＲ１ｎとして使用することにより、第ｎ回目の発光時に基板Ｗに到達するエネルギー（第１エネルギー）を演算する。そのため、第ｎ回目の発光時に基板Ｗに到達する閃光のエネルギーをさらに良好に演算することができ、基板Ｗの熱処理状況をさらに正確に把握することができる。
【００７１】
＜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。
【００７２】
（１）本実施の形態において、補正演算部９３ｂは、近似直線ＡＬ２に基づいて求められた減少率ＤＲ２ｎに基づいて、基板Ｗに到達する閃光のエネルギーＥ１ｎを演算するものとして説明したが、閃光エネルギーＥ１ｎの演算手法はこれに限定されるものでない。例えば、数１および数２を整理することにより導かれる数５が、数４の代わりに使用されてもよい。
【００７３】
Ｅ１ｎ ＝ Ｅ１０ × ＤＲ２ｎ
＝ Ｅ２ｎ × Ｅ１０ ／ Ｅ２０ ・・・ 数５
ただし、数４が使用されると、第２計測部８８による閃光エネルギーの計測誤差を丸めて、減少率ＤＲ２ｎ、および基板Ｗに到達する閃光のエネルギーＥ１ｎを演算することができる。そのため、数４に基づいた演算の場合には、第ｎ回目の発光時に基板Ｗに到達する閃光のエネルギーＥ１ｎをさらに良好に演算することができ、基板Ｗの熱処理状況をさらに正確に把握することができる。
【００７４】
（２）また、本実施の形態において、複数の演算機能は、ＲＯＭ９２に格納されたプログラム９２ａに従いＣＰＵ９３によって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、演算回路（ハードウェア）によって、これら演算機能が実現されてもよい。
【００７５】
（３）また、本実施の形態において、第２計測部８８は、チャンバー６の底部６２であって、チャンバー６外に設けられているものとして説明したが、これに限定されるものでない。すなわち、第２計測部８８の設置場所の条件としては、チャンバー６内で熱処理が施される場合において、この熱処理に起因した熱影響を受けない場所であれば、十分である。なお、導光部８９と第２計測部８８とが離隔して配置される場合、第２計測部８８と導光部８９とは、光伝達要素（例えば光ファイバー）によって接続されてもよい。この場合、導光部８９および光ファイバーを介して導かれた閃光が、第２計測部８８で計測される。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】第ｎ回目の発光時における閃光エネルギーの減少率と発光回数との関係を示すグラフである。
【図４】第１計測部によって計測された閃光エネルギーの計測値と、演算値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７７】
１ 熱処理装置
５ 光照射部（光源）
６ チャンバー
７ 保持部
６９ フラッシュランプ
７８ 第１計測部
８８ 第２計測部
８９ 導光部
９０ 制御部
９３ ＣＰＵ
９３ａ 減少率演算部
９３ｂ 補正演算部
Ｅ１ｎ 閃光エネルギー（第１エネルギー）
Ｅ２ｎ 閃光エネルギー（第２エネルギー）
Ｅ１０、Ｅ２０ 初期値（第１初期値、第２初期値）
ＤＲ１ｎ、ＤＲ２ｎ 減少率（第１減少率、第２減少率）
Ｗ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に閃光を照射することにより、前記基板を加熱する熱処理装置において、
(a)前記基板を保持する保持部と、
(b)複数のフラッシュランプを有する光源と、
(c)前記光源から出射された前記閃光のエネルギーを計測する計測部と、
(d)前記計測部の計測結果に基づいて、前記基板に到達する前記閃光の第１エネルギーを演算する演算部と、
を備え、
前記計測部は、
(c-1)前記基板の非熱処理時に前記保持部に載置可能とされており、前記第１エネルギーの第１初期値を計測する第１計測部と、
(c-2)前記保持部の外方に設けられた導光部につき、該導光部により導かれた前記閃光のエネルギーを第２エネルギーとして計測する第２計測部と、
を有し、
前記演算部は、
(d-1)前記第１初期値に対する第ｎ回目発光時の前記第１エネルギーの比率を（ｎは自然数）、第ｎ回目発光時の第１減少率として演算する減少率演算部と、
(d-2)前記減少率演算部により演算された前記第１減少率と、前記第１エネルギーの前記第１初期値と、に基づいて、第ｎ回目の発光時における前記第１エネルギーを演算する補正演算部と、
を有し、
前記第２エネルギーの初期値とされる第２初期値につき、該第２初期値に対する第ｎ回目発光時の前記第２エネルギーの比率を、第ｎ回目発光時の第２減少率とする場合において、前記減少率演算部は、前記第２減少率を第ｎ回目発光時の前記第１減少率として演算することを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の熱処理装置において、
前記減少率演算部は、前記第２減少率の近似直線を演算するとともに、前記近似直線から求められる第ｎ回目発光時の第２減少率を、第ｎ回目発光時の前記第１減少率として演算することを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の熱処理装置において、
前記導光部は、前記保持部が収容されているチャンバー内に設けられており、
前記第２計測部は、前記チャンバー外に設けられていることを特徴とする熱処理装置。
【請求項１】
基板に閃光を照射することにより、前記基板を加熱する熱処理装置において、
(a)前記基板を保持する保持部と、
(b)複数のフラッシュランプを有する光源と、
(c)前記光源から出射された前記閃光のエネルギーを計測する計測部と、
(d)前記計測部の計測結果に基づいて、前記基板に到達する前記閃光の第１エネルギーを演算する演算部と、
を備え、
前記計測部は、
(c-1)前記基板の非熱処理時に前記保持部に載置可能とされており、前記第１エネルギーの第１初期値を計測する第１計測部と、
(c-2)前記保持部の外方に設けられた導光部につき、該導光部により導かれた前記閃光のエネルギーを第２エネルギーとして計測する第２計測部と、
を有し、
前記演算部は、
(d-1)前記第１初期値に対する第ｎ回目発光時の前記第１エネルギーの比率を（ｎは自然数）、第ｎ回目発光時の第１減少率として演算する減少率演算部と、
(d-2)前記減少率演算部により演算された前記第１減少率と、前記第１エネルギーの前記第１初期値と、に基づいて、第ｎ回目の発光時における前記第１エネルギーを演算する補正演算部と、
を有し、
前記第２エネルギーの初期値とされる第２初期値につき、該第２初期値に対する第ｎ回目発光時の前記第２エネルギーの比率を、第ｎ回目発光時の第２減少率とする場合において、前記減少率演算部は、前記第２減少率を第ｎ回目発光時の前記第１減少率として演算することを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の熱処理装置において、
前記減少率演算部は、前記第２減少率の近似直線を演算するとともに、前記近似直線から求められる第ｎ回目発光時の第２減少率を、第ｎ回目発光時の前記第１減少率として演算することを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の熱処理装置において、
前記導光部は、前記保持部が収容されているチャンバー内に設けられており、
前記第２計測部は、前記チャンバー外に設けられていることを特徴とする熱処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２３１７１４（Ｐ２００９−２３１７１４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７７８４８（Ｐ２００８−７７８４８）
【出願日】平成２０年３月２５日（２００８．３．２５）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２５日（２００８．３．２５）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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