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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024137691
(43)【公開日】2024-10-07
(54)【発明の名称】温度を測定するシステム及び方法
(51)【国際特許分類】
G01K 11/125 20210101AFI20240927BHJP
C23C 16/52 20060101ALI20240927BHJP
C23C 14/54 20060101ALI20240927BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20240927BHJP
【ＦＩ】
G01K11/125
C23C16/52
C23C14/54 D
H01L21/302 101G
H01L21/302 101B
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023220981
(22)【出願日】2023-12-27
(31)【優先権主張番号】P 2023046434
(32)【優先日】2023-03-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000219967
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100122507
【弁理士】
【氏名又は名称】柏岡 潤二
(74)【代理人】
【識別番号】100161425
【弁理士】
【氏名又は名称】大森 鉄平
(72)【発明者】
【氏名】呉 同
【テーマコード（参考）】
2F056
4K029
4K030
5F004
【Ｆターム（参考）】
2F056VF12
2F056VF16
4K029AA06
4K029AA24
4K029BD01
4K029DA03
4K029EA08
4K030CA04
4K030CA12
4K030FA01
4K030FA10
4K030JA10
4K030KA17
4K030KA36
4K030KA37
4K030KA39
4K030KA41
4K030LA15
5F004BA09
5F004BB13
5F004BB22
5F004BB23
5F004BB29
5F004CA04
5F004CB09
(57)【要約】
【課題】光干渉を利用して測定対象物の温度を適切に測定するシステム及び方法を提供する。
【解決手段】温度を測定するシステムは、光源と、基板処理装置のチャンバ内に配置される測定対象物に設けられるセンシング部材であって、測定対象物との間に空間を有するように測定対象物と接合されるカバー部材と、カバー部材と測定対象物との間に配置され、測定対象物と熱的に接続され、カバー部材との間にギャップを形成し、測定対象物の温度に応じてカバー部材との相対位置が変位する変位部材と、を有する、センシング部材と、チャンバの外部に設けられ、光をセンシング部材に出射する出射部と、チャンバの外部に設けられ、反射光を受光する受光部と、反射光のスペクトルを検出する分光器と、スペクトルと温度との関係を予め記憶する記憶部と、検出されたスペクトルと記憶された関係とに基づいて測定対象物の温度を算出する制御部と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】温度を測定するシステムは、光源と、基板処理装置のチャンバ内に配置される測定対象物に設けられるセンシング部材であって、測定対象物との間に空間を有するように測定対象物と接合されるカバー部材と、カバー部材と測定対象物との間に配置され、測定対象物と熱的に接続され、カバー部材との間にギャップを形成し、測定対象物の温度に応じてカバー部材との相対位置が変位する変位部材と、を有する、センシング部材と、チャンバの外部に設けられ、光をセンシング部材に出射する出射部と、チャンバの外部に設けられ、反射光を受光する受光部と、反射光のスペクトルを検出する分光器と、スペクトルと温度との関係を予め記憶する記憶部と、検出されたスペクトルと記憶された関係とに基づいて測定対象物の温度を算出する制御部と、を備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、
基板処理装置のチャンバ内に配置される測定対象物に設けられるセンシング部材であって、前記測定対象物との間に空間を有するように前記測定対象物と接合されるカバー部材と、前記カバー部材と前記測定対象物との間に配置され、前記測定対象物と熱的に接続され、前記カバー部材との間にギャップを形成し、前記測定対象物の温度に応じて前記カバー部材との相対位置が変位するように構成される変位部材と、を有する、前記センシング部材と、
前記チャンバの外部に設けられ、前記光源からの光を前記センシング部材に向けて出射するように構成される出射部と、
前記チャンバの外部に設けられ、前記センシング部材からの反射光を受光するように構成される受光部と、
前記受光部によって受光された反射光のスペクトルを検出するように構成される分光器と、
前記スペクトルと温度との関係を予め記憶するように構成される記憶部と、
前記分光器によって検出されたスペクトルと前記記憶部に記憶された関係とに基づいて前記測定対象物の温度を算出するように構成される制御部と、
を備える、温度を測定するシステム。
基板処理装置のチャンバ内に配置される測定対象物に設けられるセンシング部材であって、前記測定対象物との間に空間を有するように前記測定対象物と接合されるカバー部材と、前記カバー部材と前記測定対象物との間に配置され、前記測定対象物と熱的に接続され、前記カバー部材との間にギャップを形成し、前記測定対象物の温度に応じて前記カバー部材との相対位置が変位するように構成される変位部材と、を有する、前記センシング部材と、
前記チャンバの外部に設けられ、前記光源からの光を前記センシング部材に向けて出射するように構成される出射部と、
前記チャンバの外部に設けられ、前記センシング部材からの反射光を受光するように構成される受光部と、
前記受光部によって受光された反射光のスペクトルを検出するように構成される分光器と、
前記スペクトルと温度との関係を予め記憶するように構成される記憶部と、
前記分光器によって検出されたスペクトルと前記記憶部に記憶された関係とに基づいて前記測定対象物の温度を算出するように構成される制御部と、
を備える、温度を測定するシステム。
【請求項2】
前記光源は、白色光を発光するように構成された光源又は広帯域光源であり、
前記出射部及び前記受光部は、前記チャンバの側壁に設けられる、請求項１に記載のシステム。
前記出射部及び前記受光部は、前記チャンバの側壁に設けられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記変位部材はバイモルフ構造を有する、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項4】
前記カバー部材は、前記測定対象物と気密に接合される、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項5】
前記測定対象物はシリコンで構成される、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項6】
前記測定対象物は前記基板処理装置の上部電極又は基板である、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項7】
前記センシング部材に設けられ、前記出射部からの光を前記センシング部材に向けて出射するとともに、前記センシング部材からの光を前記受光部に向けて出射するように構成される第１光学部材をさらに備え、
前記出射部及び前記受光部は一つの光学部材で構成され、
前記一つの光学部材は前記チャンバに設けられた一つの窓に対応するように配置される、請求項１又は２に記載のシステム。
前記出射部及び前記受光部は一つの光学部材で構成され、
前記一つの光学部材は前記チャンバに設けられた一つの窓に対応するように配置される、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項8】
前記測定対象物に設けられ、前記出射部からの光を前記第１光学部材に向けて出射するとともに、前記第１光学部材からの光を前記受光部に向けて出射するように構成される第２光学部材をさらに備え、
前記第１光学部材は、前記第２光学部材からの光を前記センシング部材に向けて出射するとともに、前記センシング部材からの光を前記第２光学部材に向けて出射するように構成される、請求項７に記載のシステム。
前記第１光学部材は、前記第２光学部材からの光を前記センシング部材に向けて出射するとともに、前記センシング部材からの光を前記第２光学部材に向けて出射するように構成される、請求項７に記載のシステム。
【請求項9】
センシング部材を設けた測定対象物を準備する工程であって、前記センシング部材は、前記測定対象物との間に空間を有するように前記測定対象物と接合されるカバー部材と、前記カバー部材と前記測定対象物との間に配置され、前記測定対象物と熱的に接続され、前記カバー部材との間にギャップを形成し、前記測定対象物の温度に応じて前記カバー部材との相対位置が変位するように構成される変位部材と、を有する、工程と、
基板処理装置のチャンバ内に前記センシング部材を設けた前記測定対象物を配置する工程と、
前記チャンバの外部から前記センシング部材に向けて白色光を出射する工程と、
前記チャンバの外部において、前記センシング部材からの反射光を受光する工程と、
受光された反射光のスペクトルを検出する工程と、
検出されたスペクトルと、スペクトルと温度との予め取得された関係とに基づいて前記測定対象物の温度を算出する工程と、
を含む、温度を測定する方法。
基板処理装置のチャンバ内に前記センシング部材を設けた前記測定対象物を配置する工程と、
前記チャンバの外部から前記センシング部材に向けて白色光を出射する工程と、
前記チャンバの外部において、前記センシング部材からの反射光を受光する工程と、
受光された反射光のスペクトルを検出する工程と、
検出されたスペクトルと、スペクトルと温度との予め取得された関係とに基づいて前記測定対象物の温度を算出する工程と、
を含む、温度を測定する方法。
【請求項10】
前記出射する工程は、前記基板処理装置のチャンバ内においてプラズマ処理中に実行される、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の例示的実施形態は、温度を測定するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、光干渉を利用して測定対象物の温度を測定するシステムを開示する。このシステムにおいては、基板処理装置のチャンバ内に配置された基板に対して近赤外光が出射され、反射光に基づいて基板の温度が測定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１６－１２７０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、光干渉を利用して測定対象物の温度を適切に測定するシステム及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様は、温度を測定するシステムである。システムは、光源、センシング部材、出射部、受光部、分光器、記憶部、及び、制御部を備える。センシング部材は、基板処理装置のチャンバ内に配置される測定対象物に設けられる。センシング部材は、カバー部材及び変位部材を備える。カバー部材は、測定対象物との間に空間を有するように測定対象物と接合される。変位部材は、カバー部材と測定対象物との間に配置され、測定対象物と熱的に接続され、カバー部材との間にギャップを形成し、測定対象物の温度に応じてカバー部材との相対位置が変位するように構成される。出射部は、チャンバの外部に設けられ、光源からの光をセンシング部材に向けて出射するように構成される。受光部は、チャンバの外部に設けられ、センシング部材からの反射光を受光するように構成される。分光器は、受光部によって受光された反射光のスペクトルを検出するように構成される。記憶部は、スペクトルと温度との関係を予め記憶するように構成される。制御部は、分光器によって検出されたスペクトルと記憶部に記憶された関係とに基づいて測定対象物の温度を算出するように構成される。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、光干渉を利用して測定対象物の温度を適切に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図2】例示的実施形態に係る光干渉システムを概略的に示す図である。
【図6】スペクトルの一例を概略的に示す図である。
【図7】例示的実施形態に係る温度測定方法を概略的に示すフローチャートである。
【図8】他の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図9】他の例示的実施形態に係る光干渉システムを概略的に示す図である。
【図10】センシング部材の配置位置の一例を示す図である。
【図11】光学部材を用いた場合におけるセンシング部材の配置位置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、種々の例示的実施形態について説明する。
【0009】
分光器を用いて測定対象物からの反射スペクトルを取得する方式の干渉計は、真空のチャンバ内に配置された測定対象物の温度を測定できる。この干渉計においては、測定光は測定対象物を透過する必要がある。このため、測定対象物の光学的な物性によっては、測定対象物の温度を測定できない場合がある。また、測定対象物の厚さ変化を温度変化として検出するおそれがある。本開示は、光干渉を利用して測定対象物の温度を適切に測定するシステム及び方法を提供する。
【0010】
本開示の一態様は、温度を測定するシステムである。システムは、光源、センシング部材、出射部、受光部、分光器、記憶部、及び、制御部を備える。センシング部材は、基板処理装置のチャンバ内に配置される測定対象物に設けられる。センシング部材は、カバー部材及び変位部材を備える。カバー部材は、測定対象物との間に空間を有するように測定対象物と接合される。変位部材は、カバー部材と測定対象物との間に配置され、測定対象物と熱的に接続される。変位部材は、カバー部材との間にギャップを形成し、測定対象物の温度に応じてカバー部材との相対位置が変位するように構成される。出射部は、チャンバの外部に設けられ、光源からの光をセンシング部材に向けて出射するように構成される。受光部は、チャンバの外部に設けられ、センシング部材からの反射光を受光するように構成される。分光器は、受光部によって受光された反射光のスペクトルを検出するように構成される。記憶部は、スペクトルと温度との関係を予め記憶するように構成される。制御部は、分光器によって検出されたスペクトルと記憶部に記憶された関係とに基づいて測定対象物の温度を算出するように構成される。
【0011】
このシステムにおいては、基板処理装置のチャンバ内に配置される測定対象物にセンシング部材が設けられる。センシング部材の変位部材が測定対象物の温度に応じて変位し、カバー部材と変位部材との相対位置が変位する。つまり、カバー部材と変位部材とのギャップ長が測定対象物の温度に応じて変化する。カバー部材と変位部材とのギャップ長に応じて、センシング部材からの反射光のスペクトルは変化する。反射光のスペクトルと温度との関係は予め記憶部に記憶されている。記憶された反射光のスペクトルと温度との関係に基づいて、検出された反射光のスペクトルから測定対象物の温度が算出される。このように、このシステムは、測定対象物にセンシング部材を設けることにより、測定対象物の光学的な物性に関わらず測定対象物の温度を測定できる。よって、このシステムは、光干渉を利用して測定対象物の温度を適切に測定できる。
【0012】
一実施形態においては、光源は、白色光を発光するように構成された光源又は広帯域光源であり、出射部及び受光部は、チャンバの側壁に設けられてもよい。一般的に、基板処理装置は、プラズマを発生させるための電極又は基板を支持するための静電チャックなどを、チャンバの上部及び下部に備える。出射部及び受光部がチャンバの側壁に設けられることにより、複雑な構造を有する基板処理装置のチャンバの上部及び下部に、光を透過させるための貫通孔及び窓を設けることが回避される。しかしながら、チャンバの側壁から出射される測定光がレーザ光である場合、レーザ光の反射光を適切に受光するためには、部品の位置及び角度の精密な調整が要求される。一実施形態においては、白色光の光源を採用することによって、レーザ光に比べて許容される角度のずれが大きくなるため、部品の位置及び角度の精密な調整が軽減される。部品調整作業が大きく低減されるため、測定効率を飛躍的に向上することができる。
【0013】
一実施形態においては、変位部材はバイモルフ構造を有してもよい。バイモルフ構造は、例えば二つの熱膨張係数の異なる材料が張り合わされて構成される。これにより、測定対象物の温度に応じてカバー部材と変位部材との相対位置が変位する。
【0014】
一実施形態においては、カバー部材は、測定対象物と気密に接合されてもよい。これにより、システムは、プラズマ処理中であっても測定対象物の温度を測定できる。
【0015】
一実施形態においては、測定対象物はシリコンで構成されてもよい。一実施形態においては、測定対象物は基板処理装置の上部電極又は基板であってもよい。
【0016】
本開示の他の態様は、温度を測定する方法である。方法は、準備する工程、配置する工程、出射する工程、受光する工程、検出する工程、及び、算出する工程を含む。準備する工程は、センシング部材を設けた測定対象物を準備する。センシング部材は、カバー部材及び変位部材を備える。カバー部材は、測定対象物との間に空間を有するように測定対象物と接合される。変位部材は、カバー部材と測定対象物との間に配置され、測定対象物と熱的に接続される。変位部材は、カバー部材との間にギャップを形成し、測定対象物の温度に応じてカバー部材との相対位置が変位するように構成される。配置する工程は、基板処理装置のチャンバ内にセンシング部材を設けた測定対象物を配置する。出射する工程は、チャンバの外部からセンシング部材に向けて白色光を出射する。受光する工程は、チャンバの外部において、センシング部材からの反射光を受光する。検出する工程は、受光された反射光のスペクトルを検出する。算出する工程は、検出されたスペクトルと、スペクトルと温度との予め取得された関係とに基づいて測定対象物の温度を算出する。この方法によれば、上述したシステムと同一の効果を奏する。
【0017】
一実施形態においては、出射する工程は、基板処理装置のチャンバ内においてプラズマ処理中に実行されてもよい。この場合、方法は、プラズマ処理中において測定対象物の温度を測定できる。
【0018】
以下、図面を参照して、種々の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び各図面において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は繰り返さない。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。「上」「下」「左」「右」の語は、図示する状態に基づくものであり、便宜的なものである。
【0019】
［基板処理装置の概要］
光干渉システム（システムの一例）が導入される基板処理装置の一例を説明する。図１は、例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図１に示されるプラズマ処理装置１０は、容量結合型のプラズマエッチング装置である。プラズマ処理装置１０は、チャンバ本体１２を備える。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有しており、内部空間１２ｓを提供する。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから形成される。チャンバ本体１２の内壁面には、耐プラズマ性を有する処理が施される。例えば、チャンバ本体１２の内壁面には、陽極酸化処理が施されている。チャンバ本体１２は、電気的に接地されている。
光干渉システム（システムの一例）が導入される基板処理装置の一例を説明する。図１は、例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図１に示されるプラズマ処理装置１０は、容量結合型のプラズマエッチング装置である。プラズマ処理装置１０は、チャンバ本体１２を備える。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有しており、内部空間１２ｓを提供する。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから形成される。チャンバ本体１２の内壁面には、耐プラズマ性を有する処理が施される。例えば、チャンバ本体１２の内壁面には、陽極酸化処理が施されている。チャンバ本体１２は、電気的に接地されている。
【0020】
チャンバ本体１２の側壁には、通路１２ｐが形成されている。被加工物は、内部空間１２ｓの中に搬入されるとき、また、内部空間１２ｓから搬出されるときに、通路１２ｐを通る。この通路１２ｐは、ゲートバルブ１２ｇにより開閉可能である。
【0021】
チャンバ本体１２の底部上には、支持部１３が設けられる。支持部１３は、絶縁材料から形成される。支持部１３は、略円筒形状を有する。支持部１３は、内部空間１２ｓの中で、チャンバ本体１２の底部から鉛直方向に延在する。支持部１３は、ステージ１４を支持する。ステージ１４は、内部空間１２ｓの中に設けられる。
【0022】
ステージ１４は、下部電極１８及び静電チャック２０を有する。ステージ１４は、電極プレート１６を更に備え得る。電極プレート１６は、例えばアルミニウムといった導電性材料から形成されており、略円盤形状である。下部電極１８は、電極プレート１６上に設けられる。下部電極１８は、例えばアルミニウムといった導電性材料から形成されており、略円盤形状である。下部電極１８は、電極プレート１６に電気的に接続される。
【0023】
静電チャック２０は、下部電極１８上に設けられる。静電チャック２０の上面の上には、被加工物が載置される。静電チャック２０は、誘電体から形成された本体を有する。静電チャック２０の本体内には、膜状の電極が設けられる。静電チャック２０の電極は、スイッチを介して電源２２に接続される。電源２２は、直流電源であってもよく、交流電源であってもよい。静電チャック２０の電極に電源２２からの電圧が印加されると、静電チャック２０と被加工物との間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、被加工物は静電チャック２０に引き付けられ、静電チャック２０によって保持される。
【0024】
ステージ１４上には、被加工物のエッジを囲むように、エッジリングＥＲが配置される。エッジリングＥＲは、エッチングの面内均一性を向上させるために設けられる。エッジリングＥＲは、シリコン、炭化シリコン、又は石英などから形成され得る。
【0025】
下部電極１８の内部には、流路１８ｆが設けられる。流路１８ｆには、チャンバ本体１２の外部に配置されたチラーユニット２６から配管２６ａを介して冷媒が供給される。流路１８ｆに供給された冷媒は、配管２６ｂを介してチラーユニット２６に戻される。プラズマ処理装置１０では、静電チャック２０上に載置された被加工物の温度が、冷媒と下部電極１８との熱交換により、調整される。
【0026】
プラズマ処理装置１０には、ガス供給ライン２８が設けられている。ガス供給ライン２８は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを、静電チャック２０の上面と被加工物の裏面との間に供給する。
【0027】
プラズマ処理装置１０は、上部電極３０を更に備える。上部電極３０は、ステージ１４の上方に設けられる。上部電極３０は、電極プレート３４を含む。電極プレート３４の下面は、内部空間１２ｓ側の下面であり、内部空間１２ｓを画成する。電極プレート３４は、発生するジュール熱の少ない低電気抵抗の導電体又は半導体から形成され得る。電極プレート３４は、一例としてシリコンで構成される。電極プレート３４には、複数のガス吐出孔３４ａが形成される。複数のガス吐出孔３４ａは、当該電極プレート３４をその板厚方向に貫通する。
【0028】
電極プレート３４の上部には、電極プレート３４を保持するクーリングプレート３７が配置される。クーリングプレート３７は、クーリングプレート本体部３７Ａを備える。クーリングプレート本体部３７Ａは、アルミニウムといった導電性材料から形成され得る。クーリングプレート３７は、クーリングプレート本体部３７Ａの下面に静電チャック３５を有する。静電チャック３５の吸着力により、電極プレート３４はクーリングプレート本体部３７Ａに密着する。電極プレート３４は、静電チャック３５の吸着力によってチャンバ本体１２の上部に支持される。部材３２及び係止部３９は、電極プレート３４を下方から支持し、電極プレート３４の落下を防止する支持部材である。部材３２及び係止部３９は、例えば絶縁性を有する材料から形成される。係止部３９は、下方に回動可能に構成されてもよい。
【0029】
クーリングプレート本体部３７Ａの内部には、流路３７ｃが設けられる。流路３７ｃには、チャンバ本体１２の外部に配置されたチラーユニット（不図示）から冷媒が供給される。流路３７ｃに供給された冷媒は、チラーユニットに戻される。これにより、クーリングプレート本体部３７Ａは温度調整される。プラズマ処理装置１０では、電極プレート３４の温度は、クーリングプレート本体部３７Ａとの熱交換によって調整される。
【0030】
クーリングプレート本体部３７Ａの内部には、複数のガス導入路３７ａが下方に延びるように設けられる。電極プレート３４の上面とクーリングプレート本体部３７Ａの下面との間には、複数のガス導入路３７ａに対応して複数のガス拡散室３７ｂが設けられる。そして、ガス拡散室３７ｂから電極プレート３４に向けて厚さ方向に延びるように複数のガス供給流路３７ｅが設けられる。ガス供給流路３７ｅは、電極プレート３４の複数のガス吐出孔３４ａに処理ガスを供給する。クーリングプレート本体部３７Ａには、複数のガス拡散室３７ｂに処理ガスを導く複数のガス導入口３７ｄが形成される。ガス導入口３７ｄには、ガス供給管３８が接続される。
【0031】
ガス供給管３８には、ガス供給部ＧＳが接続される。一実施形態では、ガス供給部ＧＳは、ガスソース群４０、バルブ群４２、及び流量制御器群４４を含む。ガスソース群４０は、流量制御器群４４及びバルブ群４２を介して、ガス供給管３８に接続される。ガスソース群４０は、複数のガスソースを含む。バルブ群４２は、複数の開閉バルブを含む。流量制御器群４４は、複数の流量制御器を含む。複数の流量制御器の各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。ガスソース群４０の複数のガスソースは、バルブ群４２の対応のバルブ及び流量制御器群４４の対応の流量制御器を介して、ガス供給管３８に接続される。
【0032】
プラズマ処理装置１０では、チャンバ本体１２の内壁に沿って、シールド４６が着脱自在に設けられる。シールド４６は、支持部１３の外周にも設けられる。シールド４６は、チャンバ本体１２にエッチング副生物が付着することを防止する。シールド４６は、例えば、アルミニウム製の部材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成される。
【0033】
支持部１３とチャンバ本体１２の側壁との間には、バッフルプレート４８が設けられる。バッフルプレート４８は、例えば、アルミニウム製の部材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成される。バッフルプレート４８には、複数の貫通孔が形成される。バッフルプレート４８の下方、且つ、チャンバ本体１２の底部には、排気口１２ｅが設けられる。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続される。排気装置５０は、圧力制御弁、及び、ターボ分子ポンプといった真空ポンプを有する。
【0034】
プラズマ処理装置１０は、第１の高周波電源６２及び第２の高周波電源６４を更に備える。第１の高周波電源６２は、プラズマ生成用の第１の高周波（高周波電力）を発生する電源である。第１の高周波の周波数は、例えば、２７ＭＨｚ～１００ＭＨｚの範囲内の周波数である。第１の高周波電源６２は、整合器６６及び電極プレート１６を介して下部電極１８に接続される。整合器６６は、第１の高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有する。なお、第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して、上部電極３０に接続されてよい。
【0035】
第２の高周波電源６４は、被加工物にイオンを引き込むための第２の高周波（別の高周波電力）を発生する電源である。第２の高周波の周波数は、第１の高周波の周波数よりも低い。第２の高周波の周波数は、例えば４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数である。第２の高周波電源６４は、整合器６８及び電極プレート１６を介して下部電極１８に接続される。整合器６８は、第２の高周波電源６４の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有する。
【0036】
プラズマ処理装置１０は、直流電源部７０（直流電源の一例）を更に備え得る。直流電源部７０は、上部電極３０に接続される。直流電源部７０は、負の直流電圧を発生し、当該直流電圧を上部電極３０に与えることが可能である。
【0037】
プラズマ処理装置１０は、制御部Ｃｎｔを更に備え得る。制御部Ｃｎｔは、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり得る。制御部Ｃｎｔは、プラズマ処理装置１０の各部を制御する。制御部Ｃｎｔでは、入力装置を用いて、オペレータがプラズマ処理装置１０を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができる。また、制御部Ｃｎｔでは、表示装置により、プラズマ処理装置１０の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、制御部Ｃｎｔの記憶部には、プラズマ処理装置１０で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラム及びレシピデータが格納される。制御部Ｃｎｔのプロセッサが制御プログラムを実行して、レシピデータに従ってプラズマ処理装置１０の各部を制御することにより、後述する方法がプラズマ処理装置１０で実行される。
【0038】
［光干渉システムの概要］
光干渉システムは、基板処理装置のチャンバ内に配置された測定対象物の温度を測定する。以下では、一例として、測定対象物を、チャンバ内に配置されるウエハ（基板の一例）とするが、測定対象物はウエハに限定されず、チャンバ内に配置される部品であれば何でもよい。ウエハは一例として、シリコンで構成される。
光干渉システムは、基板処理装置のチャンバ内に配置された測定対象物の温度を測定する。以下では、一例として、測定対象物を、チャンバ内に配置されるウエハ（基板の一例）とするが、測定対象物はウエハに限定されず、チャンバ内に配置される部品であれば何でもよい。ウエハは一例として、シリコンで構成される。
【0039】
図２は、例示的実施形態に係る光干渉システムを概略的に示す図である。図２に示されるように、光干渉システム１は、プラズマ処理装置１０に適用される。光干渉システム１は、チャンバ本体１２の側壁に設けられた第１窓８２及び第２窓８４を介して光を出射及び受光し、ウエハＷの温度を測定する。
【0040】
光干渉システム１は、光源８０、第１集光レンズ８１（出射部の一例）、センシング部材８３、第２集光レンズ８５（受光部の一例）、分光器８６、記憶部８７、及び、制御装置８８（制御部の一例）を備える。
【0041】
光源８０は、一例として、白色光を発光する白色光源である。光源８０は、例えば、キセノンランプ又はＬＥＤ（Light Emission Diode)光源であって、面発光特性を有する。
【0042】
第１集光レンズ８１は、チャンバ本体１２の外部に設けられ、光源８０からの白色光をセンシング部材８３に向けて出射するように構成される。第１集光レンズ８１は、白色光を集光し、センシング部材８３上で焦点を結ぶ収束光をセンシング部材８３の表面へ向けて出射する。チャンバ本体１２の側壁には第１窓８２が設けられる。第１集光レンズ８１は、第１窓８２を介して、チャンバ本体１２内に収容されたセンシング部材８３に向けて白色光を出射する。
【0043】
センシング部材８３は、プラズマ処理装置１０のチャンバ本体１２内に配置されるウエハＷに設けられる。センシング部材８３は、２つの平行な反射面を有し、ウエハＷの温度に応じて２つの反射面の間のギャップ長を変位させる部材である。センシング部材の詳細は後述される。
【0044】
第２集光レンズ８５は、チャンバ本体１２の外部に設けられ、センシング部材８３からの反射光を受光するように構成される。チャンバ本体１２の側壁には、第１窓８２と向き合う位置に第２窓８４が設けられる。第２集光レンズ８５は、第２窓８４を介して、チャンバ本体１２内に収容されたセンシング部材８３の反射光を受光する。第２集光レンズ８５は、反射光を集光し、分光器８６へ出射する。反射光は、２つの平行な反射面それぞれの反射光を含む干渉光となる。
【0045】
分光器８６は、第２集光レンズ８５によって受光された反射光のスペクトルを検出するように構成される。分光器８６は、例えば、分光機構８６１及び検出部８６２を有する。分光機構８６１は、光を波長ごとに所定の分散角で分散させる。分光機構８６１の一例は回折格子などである。検出部８６２は、分光機構８６１によって分散された光を検出する。検出部８６２の一例はＣＣＤ（Charge Coupled Device）である。ＣＣＤの素子の数がサンプリング数となる。
【0046】
検出部８６２は、反射光の波長ごとの強度をスペクトルとして検出する。スペクトルは、波長と反射率との関係を示す反射率曲線であってもよい。上述したセンシング部材８３の２つの平行な反射面のギャップ長に応じて、反射率曲線が変化する。つまり、反射率曲線を検出することにより、相関関係からギャップ長が算出される。センシング部材８３は、ウエハＷの温度に応じてギャップ長を変化させるため、ギャップ長つまり反射率曲線が検出されると、相関関係からウエハＷの温度が算出される。
【0047】
記憶部８７は、反射率曲線と温度との関係を予め記憶するように構成される。反射率曲線と温度との関係は、基準となるデータであり、事前に取得される。記憶部８７は、材質ごとに、反射率曲線と温度との関係を記憶してもよい。
【0048】
制御装置８８は、分光器８６及び記憶部８７に接続される。制御装置８８は、分光器８６によって検出された反射率曲線と記憶部８７に記憶された関係とに基づいてウエハＷの温度を算出するように構成される。制御装置８８は、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり得る。
【0049】
［センシング部材の詳細］
図３は、図２に示されるセンシング部材の構成の一例を示す図である。図４は、図３に示される変位部材の一例を示す上面図である。図３に示されるように、センシング部材８３は、測定対象物であるウエハＷに熱的に接続された状態で設けられる。センシング部材８３は、カバー部材８３０及び変位部材８３１を有する。
図３は、図２に示されるセンシング部材の構成の一例を示す図である。図４は、図３に示される変位部材の一例を示す上面図である。図３に示されるように、センシング部材８３は、測定対象物であるウエハＷに熱的に接続された状態で設けられる。センシング部材８３は、カバー部材８３０及び変位部材８３１を有する。
【0050】
カバー部材８３０は、ウエハＷとの間に空間８３０ｓを有するようにウエハＷと接合される。カバー部材８３０は、一例として箱型であり、上面８３０ａ及び下面８３０ｂを有する天井部分を有する。カバー部材８３０の天井部分は、光源８０からの光を透過する材料で構成される。カバー部材８３０は、一例として石英で構成される。カバー部材８３０は、ウエハＷと気密に接合され得る。この場合、空間８３０ｓにプラズマなどが入り込むことによって変位部材８３１が処理されることが抑制される。カバー部材８３０がウエハＷと気密に接合されることで、プラズマ処理中であってもウエハＷの温度を計測できる。
【0051】
変位部材８３１は、カバー部材８３０とウエハＷとの間に配置される。変位部材８３１は、ウエハＷと熱的に接続される。変位部材８３１は、ウエハＷと接続する２つの支持部８３２を備える。２つの支持部８３２は、熱伝導性に優れた接着剤８３２ａなどによってウエハＷに接合される。
【0052】
変位部材８３１は、プラットフォーム８３３を有する。プラットフォーム８３３は、一例として上面視で円形である。プラットフォーム８３３は、支持部８３２、第１腕部８３４及び第２腕部８３４ａからなる支持体によって、両持ち構造で支持される。これにより、プラットフォーム８３３とカバー部材８３０との間にギャップＧが形成される。
【0053】
プラットフォーム８３３は、カバー部材８３０の下面８３０ｂと平行な上面８３３ａを有する。つまり、プラットフォーム８３３の上面８３３ａと、カバー部材８３０の下面８３０ｂとが上述した２つの反射面に相当する。
【0054】
変位部材８３１は、ウエハＷの温度に応じてカバー部材８３０との相対位置が変位するように構成される。一例として、変位部材８３１の第１腕部８３４それぞれには、第１腕部８３４とは熱膨張率の異なる材料からなる膜８３５が設けられる。一例として、第１腕部８３４はシリコンで構成され、膜８３５はアルミニウムで構成される。このように、変位部材８３１は、第１腕部８３４及び膜８３５からなるバイモルフ構造を有する。バイモルフ構造は、一例として、ＭＥＭＳ製造方法で作成できる。ウエハＷから伝導された熱によってバイモルフ構造は変位し、プラットフォーム８３３を上下に移動させる。つまり、プラットフォーム８３３の上面８３３ａは、ウエハＷの温度に応じて変位する。これにより、プラットフォーム８３３の上面８３３ａと、カバー部材８３０の下面８３０ｂとのギャップ長が変化し、ギャップ長の変化に応じて反射光のスペクトルが変化する。バイモルフ構造の長さ、つまり、第１腕部８３４及び膜８３５の長さを調整することによって、プラットフォーム８３３の変位量、つまり、センサの感度を調節可能である。また、バイモルフ構造を構成する第１腕部８３４及び膜８３５の厚さを調整することによって、センサの感度を調整可能である。
【0055】
変位部材８３１は、３以上の支持体に支持されてもよい。図５は、図３に示される変位部材の他の例を示す上面図である。図５に示されるように、変位部材８３１Ａにおいては、プラットフォーム８３３が、支持部８３２、第１腕部８３４及び第２腕部８３４ａからなる３つの支持体によって支持される。変位部材８３１Ａのその他の構造は、変位部材８３１と同一である。変位部材８３１Ａは、変位部材８３１と比べて、プラットフォーム８３３とカバー部材８３０との平行度を向上させることができる。
【0056】
［反射スペクトルの詳細］
図６は、スペクトルの一例を概略的に示す図である。図６に示されるスペクトルは、横軸が波長［ｎｍ］であり、縦軸が反射率［％］である。なお、縦軸は強度であってもよい。図６に示されるスペクトルは、ギャップＧの長さに応じて、ピーク位置が移動する。一例としてギャップ長を長くした場合、実線で示すスペクトルが右側にシフトする（図中の破線で示すスペクトル）。つまり、温度とスペクトルとの関係を事前に測定しておくことにより、検出されたスペクトルの位置に基づいて温度を導くことができる。なお、制御装置８８は、事前に測定された温度とスペクトルとの関係と、検出されたスペクトルとをマッチングさせる際に、フィッティング関数を用いて類似するスペクトルを特定してもよいし、極値の位置同士をマッチングさせてもよい。
図６は、スペクトルの一例を概略的に示す図である。図６に示されるスペクトルは、横軸が波長［ｎｍ］であり、縦軸が反射率［％］である。なお、縦軸は強度であってもよい。図６に示されるスペクトルは、ギャップＧの長さに応じて、ピーク位置が移動する。一例としてギャップ長を長くした場合、実線で示すスペクトルが右側にシフトする（図中の破線で示すスペクトル）。つまり、温度とスペクトルとの関係を事前に測定しておくことにより、検出されたスペクトルの位置に基づいて温度を導くことができる。なお、制御装置８８は、事前に測定された温度とスペクトルとの関係と、検出されたスペクトルとをマッチングさせる際に、フィッティング関数を用いて類似するスペクトルを特定してもよいし、極値の位置同士をマッチングさせてもよい。
【0057】
［温度測定方法］
図７は、例示的実施形態に係る温度測定方法を概略的に示すフローチャートである。図７に示されるように、方法ＭＴは、準備工程Ｓ１０、配置工程Ｓ１２、出射工程Ｓ１４、受光工程Ｓ１６、検出工程Ｓ１８及び算出工程Ｓ２０を含む。
図７は、例示的実施形態に係る温度測定方法を概略的に示すフローチャートである。図７に示されるように、方法ＭＴは、準備工程Ｓ１０、配置工程Ｓ１２、出射工程Ｓ１４、受光工程Ｓ１６、検出工程Ｓ１８及び算出工程Ｓ２０を含む。
【0058】
図７に示されるように、最初に準備工程Ｓ１０が実行される。準備工程Ｓ１０においては、ウエハＷにセンシング部材８３が設けられる。
【0059】
続いて、配置工程Ｓ１２において、図示しないロボットアームなどが、センシング部材８３が設けられたウエハＷをチャンバ本体１２内に収容する。
【0060】
続いて、出射工程Ｓ１４において、第１集光レンズ８１は、チャンバ本体１２の側壁の第１窓８２からセンシング部材８３へ向けて白色光を出射する。
【0061】
続いて、受光工程Ｓ１６において、第２集光レンズ８５は、チャンバ本体１２の側壁の第２窓８４からセンシング部材８３からの反射光を受光する。
【0062】
続いて、検出工程Ｓ１８において、分光器８６は、受光された反射光のスペクトルを検出する。分光器８６は、スペクトルとして反射率曲線を検出してもよい。
【0063】
最後に、算出工程Ｓ２０において、制御装置８８は、記憶部８７を参照し、検出されたスペクトルと、スペクトルと温度との予め取得された関係とに基づいてウエハＷの温度を算出する。算出工程Ｓ２０が終了すると、図７に示すフローチャートは終了する。
【0064】
（実施形態のまとめ）
光干渉システム１においては、プラズマ処理装置１０のチャンバ本体１２内に配置されるウエハＷにセンシング部材８３が設けられる。センシング部材８３の変位部材８３１がウエハＷの温度に応じて変位し、カバー部材８３０と変位部材８３１との相対位置が変位する。つまり、カバー部材８３０と変位部材８３１とのギャップ長がウエハＷの温度に応じて変化する。カバー部材８３０と変位部材８３１とのギャップ長に応じて、センシング部材８３からの反射光のスペクトルは変化する。反射光のスペクトルと温度との関係は予め記憶部８７に記憶されている。記憶された反射光のスペクトルと温度との関係に基づいて、検出された反射光のスペクトルからウエハＷの温度が算出される。このように、光干渉システム１は、ウエハＷにセンシング部材８３を設けることにより、ウエハＷの光学的な物性に関わらずウエハＷの温度を測定できる。よって、光干渉システム１は、光干渉を利用してウエハＷの温度を適切に測定できる。
光干渉システム１においては、プラズマ処理装置１０のチャンバ本体１２内に配置されるウエハＷにセンシング部材８３が設けられる。センシング部材８３の変位部材８３１がウエハＷの温度に応じて変位し、カバー部材８３０と変位部材８３１との相対位置が変位する。つまり、カバー部材８３０と変位部材８３１とのギャップ長がウエハＷの温度に応じて変化する。カバー部材８３０と変位部材８３１とのギャップ長に応じて、センシング部材８３からの反射光のスペクトルは変化する。反射光のスペクトルと温度との関係は予め記憶部８７に記憶されている。記憶された反射光のスペクトルと温度との関係に基づいて、検出された反射光のスペクトルからウエハＷの温度が算出される。このように、光干渉システム１は、ウエハＷにセンシング部材８３を設けることにより、ウエハＷの光学的な物性に関わらずウエハＷの温度を測定できる。よって、光干渉システム１は、光干渉を利用してウエハＷの温度を適切に測定できる。
【0065】
また、プラズマ処理装置１０は、プラズマを発生させるための電極又は基板を支持するための静電チャックなどを、チャンバ本体１２の上部及び下部に備える。第１集光レンズ８１及び第２集光レンズ８５がチャンバ本体１２の側壁に設けられることにより、複雑な構造を有するプラズマ処理装置１０のチャンバ本体１２の上部及び下部に、光を透過させるための貫通孔及び窓を設けることが回避される。しかしながら、チャンバ本体１２の側壁から出射される測定光がレーザ光である場合、レーザ光の反射光を適切に受光するためには、部品の位置及び角度の精密な調整が要求される。光干渉システム１は、白色光の光源を採用することによって、レーザ光に比べて許容される角度のずれが大きくなるため、部品の位置及び角度の精密な調整が軽減される。部品調整作業が大きく低減されるため、光干渉システム１は、測定効率を飛躍的に向上することができる。
【0066】
光干渉システム１において、変位部材８３１がバイモルフ構造を有するため、ウエハＷの温度に応じてカバー部材８３０と変位部材８３１との相対位置を変位させることができる。光干渉システム１において、カバー部材８３０がウエハＷと気密に接合されることによって、光干渉システム１は、プラズマ処理中であってもウエハＷの温度を測定できる。
【0067】
（変形例）
本開示の実施形態は、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
本開示の実施形態は、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
【0068】
例えば、測定対象物は、シリコンで構成された上部電極であってもよい。光源８０は、白色光源（３８０ ｎｍ～７８０ ｎｍの間の波長帯域）に限定されない。光源８０は、広帯域光源であるＳＬＤ（Super Luminescent Diode）が用いられてもよい。広帯域光源はレーザの単一波長と異なり、ある程度帯域（一般的に１００ｎｍ以上）をもつ光源である。
【0069】
一実施形態においては、光干渉システムは、センシング部材に設けられ、出射部からの光をセンシング部材に向けて出射するとともに、センシング部材からの光を受光部に向けて出射するように構成される第１光学部材をさらに備え、出射部及び受光部は一つの光学部材で構成され、一つの光学部材はチャンバに設けられた一つの窓に対応するように配置されてもよい。以下、図面を用いて概説する。
【0070】
図８は、他の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図８に示される光干渉システム１Ａ（システムの一例）は、チャンバ本体１２の側壁に設けられた第１窓８２を介して光を出射及び受光し、ウエハＷの温度を測定する。つまり、光干渉システム１Ａは、光干渉システム１と比較して、チャンバ本体１２の側壁に窓が一つあればウエハＷの温度を測定できる点が相違する。以下では、光干渉システム１との相違点に係る構成及び機能を中心に説明する。
【0071】
光干渉システム１Ａは、検出装置９０、フォーカーサ９１（第１光学部材の一例）、センシング部材８３、記憶部８７、及び、制御装置８８を備える。センシング部材８３、記憶部８７、及び、制御装置８８は、光干渉システム１と同一である。
【0072】
検出装置９０は、白色光をフォーカーサ９１に出射するとともに、フォーカーサ９１からの光（戻り光）を受光するように構成される。検出装置９０の詳細は後述する。
【0073】
フォーカーサ９１は、センシング部材８３に設けられる。フォーカーサ９１は、センシング部材８３のカバー部材８３０（図３参照）の上面８３０ａ上に固定される。フォーカーサ９１は、検出装置９０からの光をセンシング部材８３に向けて出射するとともに、センシング部材８３からの光を検出装置９０に向けて出射するように構成される。フォーカーサ９１の詳細は後述する。
【0074】
センシング部材８３は、フォーカーサ９１の光を入射し、図３に示されるプラットフォーム８３３の上面８３３ａと、カバー部材８３０の下面８３０ｂとで光を反射させ、フォーカーサ９１へ光を出射する。プラットフォーム８３３の上面８３３ａは、ウエハＷの温度に応じて変位する。これにより、プラットフォーム８３３の上面８３３ａと、カバー部材８３０の下面８３０ｂとのギャップ長が変化し、ギャップ長の変化に応じて反射光のスペクトルが変化する。
【0075】
検出装置９０は、反射光のスペクトルを取得して制御装置８８へ出力する。制御装置８８は、光干渉システム１で説明したとおり、記憶部８７を参照し、検出されたスペクトルと、スペクトルと温度との予め取得された関係とに基づいてウエハＷの温度を算出する。
【0076】
図９は、他の例示的実施形態に係る光干渉システムを概略的に示す図である。図９に示されるように、検出装置９０は、光源９０１、ビームスプリッタ９０２、コリメータ９０３（出射部及び受光部を構成する光学部材の一例）、及び、分光器９０４を備える。
【0077】
光源９０１は、光源８０と同一の構成を有する。光源９０１は、一例として、白色光を発光する白色光源である。光源９０１は、例えば、キセノンランプ又はＬＥＤ光源であって、面発光特性を有する。
【0078】
ビームスプリッタ９０２は、光束を分離させる光学部材である。ビームスプリッタ９０２は、例えば直角プリズムを接続して構成される。ビームスプリッタ９０２は、光源９０１からの光を第１窓８２へ透過させるとともに、戻り光を分光器９０４へ出射するように構成される。
【0079】
コリメータ９０３は、光源９０１からの白色光をセンシング部材８３に向けて出射するように構成される。コリメータ９０３は、光源９０１の白色光を平行光としてセンシング部材８３へ向けて出射する。チャンバ本体１２の側壁には第１窓８２が設けられる。コリメータ９０３は、第１窓８２を介して、チャンバ本体１２内に収容されたセンシング部材８３に向けて白色光を出射する。
【0080】
センシング部材８３上には、フォーカーサ９１が設けられる。フォーカーサ９１は、集光レンズ９１１及びプリズム９１２を有する。集光レンズ９１１は、入射した光を集光する。プリズム９１２は、集光レンズ９１１によって集光された光を、センシング部材８３へ出射する。プリズム９１２は、センシング部材８３からの戻り光を集光レンズ９１１へ出射する。集光レンズ９１１は、戻り光を平行光とし、コリメータ９０３へ戻り光を出射する。コリメータ９０３は戻り光を集光する。ビームスプリッタ９０２は、戻り光を分光器９０４へ出射する。
【0081】
分光器９０４は、分光器８６と同一の構成を有する。分光器９０４は、コリメータ９０３によって受光された戻り光（反射光）のスペクトルを検出するように構成される。
【0082】
【0083】
図１０は、光干渉システム１Ａにおける、センシング部材の配置位置の一例を示す図である。図１０は、図９を上面視した概略図である。図１０に示されるように、フォーカーサ９１が設けられたセンシング部材８３は、検出装置９０の光軸Ｌと重なるように、ウエハＷに配置され得る。例えば、ウエハＷ上の第１位置Ｐ１にセンシング部材８３が設けられることにより、検出装置９０に近いウエハＷ端部の温度が測定される。例えば、ウエハＷ上の第２位置Ｐ２にセンシング部材８３が設けられることにより、ウエハＷ中央の温度が測定される。例えば、ウエハＷ上の第３位置Ｐ３にセンシング部材８３が設けられることにより、検出装置９０から遠いウエハＷ端部の温度が測定される。このように、光干渉システム１Ａは、光軸Ｌと重なるウエハＷ上の任意の位置で温度を測定できる。また、光干渉システム１Ａは、平行光を用いるため、光干渉システム１と比較して、測定位置に起因する誤差を低減できる。
【0084】
一実施形態によれば、光干渉システムは、測定対象物に設けられ、出射部からの光を第１光学部材に向けて出射するとともに、第１光学部材からの光を受光部に向けて出射するように構成される第２光学部材をさらに備え、第１光学部材は、第２光学部材からの光をセンシング部材に向けて出射するとともに、センシング部材からの光を第２光学部材に向けて出射するように構成されてもよい。以下、図面を用いて説明する。
【0085】
図１１は、光学部材を用いた場合におけるセンシング部材の配置位置の一例を示す図である。図１１に示されるように、光干渉システム１Ａは、プリズム９２（第２光学部材の一例）をさらに備える。プリズム９２は、ウエハＷに予め設けられる。プリズム９２は、一例として、光軸Ｌと、センシング部材８３から光軸Ｌへの垂線との交点に配置される。プリズム９２は、コリメータ９０３からの光をフォーカーサ９１に向けて出射するとともに、フォーカーサ９１からの光をコリメータ９０３に向けて出射するように構成される。プリズム９２を用いることにより、センシング部材８３を光軸Ｌと重ならない位置（例えば第４位置Ｐ４、第５位置Ｐ５）に配置したとしても、戻り光（反射光）のスペクトルが検出される。よって、光干渉システム１Ａは、ウエハＷ上の任意の位置で温度を測定できる。
【0086】
ここで、本開示に含まれる種々の例示的実施形態を、以下の［Ｅ１］～［Ｅ８］に記載する。
［Ｅ１］
光源と、
基板処理装置のチャンバ内に配置される測定対象物に設けられるセンシング部材であって、前記測定対象物との間に空間を有するように前記測定対象物と接合されるカバー部材と、前記カバー部材と前記測定対象物との間に配置され、前記測定対象物と熱的に接続され、前記カバー部材との間にギャップを形成し、前記測定対象物の温度に応じて前記カバー部材との相対位置が変位するように構成される変位部材と、を有する、前記センシング部材と、
前記チャンバの外部に設けられ、前記光源からの光を前記センシング部材に向けて出射するように構成される出射部と、
前記チャンバの外部に設けられ、前記センシング部材からの反射光を受光するように構成される受光部と、
前記受光部によって受光された反射光のスペクトルを検出するように構成される分光器と、
前記スペクトルと温度との関係を予め記憶するように構成される記憶部と、
前記分光器によって検出されたスペクトルと前記記憶部に記憶された関係とに基づいて前記測定対象物の温度を算出するように構成される制御部と、
を備える、温度を測定するシステム。
［Ｅ２］
前記光源は、白色光を発光するように構成された光源又は広帯域光源であり、前記出射部及び前記受光部は、前記チャンバの側壁に設けられる、［Ｅ１］に記載のシステム。
［Ｅ３］
前記変位部材はバイモルフ構造を有する、［Ｅ１］又は［Ｅ２］に記載のシステム。
［Ｅ４］
前記カバー部材は、前記測定対象物と気密に接合される、［Ｅ１］～［Ｅ３］の何れか一項に記載のシステム。
［Ｅ５］
前記測定対象物はシリコンで構成される、［Ｅ１］～［Ｅ４］の何れか一項に記載のシステム。
［Ｅ６］
前記測定対象物は前記基板処理装置の上部電極又は基板である、［Ｅ１］～［Ｅ５］の何れか一項に記載のシステム。
［Ｅ７］
前記センシング部材に設けられ、前記出射部からの光を前記センシング部材に向けて出射するとともに、前記センシング部材からの光を前記受光部に向けて出射するように構成される第１光学部材をさらに備え、
前記出射部及び前記受光部は一つの光学部材で構成され、
前記一つの光学部材は前記チャンバに設けられた一つの窓に対応するように配置される、［Ｅ１］～［Ｅ６］の何れか一項に記載のシステム。
［Ｅ８］
前記測定対象物に設けられ、前記出射部からの光を前記第１光学部材に向けて出射するとともに、前記第１光学部材からの光を前記受光部に向けて出射するように構成される第２光学部材をさらに備え、
前記第１光学部材は、前記第２光学部材からの光を前記センシング部材に向けて出射するとともに、前記センシング部材からの光を前記第２光学部材に向けて出射するように構成される、［Ｅ７］に記載のシステム。
［Ｅ９］
センシング部材を設けた測定対象物を準備する工程であって、前記センシング部材は、前記測定対象物との間に空間を有するように前記測定対象物と接合されるカバー部材と、前記カバー部材と前記測定対象物との間に配置され、前記測定対象物と熱的に接続され、前記カバー部材との間にギャップを形成し、前記測定対象物の温度に応じて前記カバー部材との相対位置が変位するように構成される変位部材と、を有する、工程と、
基板処理装置のチャンバ内に前記センシング部材を設けた前記測定対象物を配置する工程と、
前記チャンバの外部から前記センシング部材に向けて白色光を出射する工程と、
前記チャンバの外部において、前記センシング部材からの反射光を受光する工程と、
受光された反射光のスペクトルを検出する工程と、
検出されたスペクトルと、スペクトルと温度との予め取得された関係とに基づいて前記測定対象物の温度を算出する工程と、
を含む、温度を測定する方法。
［Ｅ１０］
前記出射する工程は、前記基板処理装置のチャンバ内においてプラズマ処理中に実行される、［Ｅ９］に記載の方法。
［Ｅ１］
光源と、
基板処理装置のチャンバ内に配置される測定対象物に設けられるセンシング部材であって、前記測定対象物との間に空間を有するように前記測定対象物と接合されるカバー部材と、前記カバー部材と前記測定対象物との間に配置され、前記測定対象物と熱的に接続され、前記カバー部材との間にギャップを形成し、前記測定対象物の温度に応じて前記カバー部材との相対位置が変位するように構成される変位部材と、を有する、前記センシング部材と、
前記チャンバの外部に設けられ、前記光源からの光を前記センシング部材に向けて出射するように構成される出射部と、
前記チャンバの外部に設けられ、前記センシング部材からの反射光を受光するように構成される受光部と、
前記受光部によって受光された反射光のスペクトルを検出するように構成される分光器と、
前記スペクトルと温度との関係を予め記憶するように構成される記憶部と、
前記分光器によって検出されたスペクトルと前記記憶部に記憶された関係とに基づいて前記測定対象物の温度を算出するように構成される制御部と、
を備える、温度を測定するシステム。
［Ｅ２］
前記光源は、白色光を発光するように構成された光源又は広帯域光源であり、前記出射部及び前記受光部は、前記チャンバの側壁に設けられる、［Ｅ１］に記載のシステム。
［Ｅ３］
前記変位部材はバイモルフ構造を有する、［Ｅ１］又は［Ｅ２］に記載のシステム。
［Ｅ４］
前記カバー部材は、前記測定対象物と気密に接合される、［Ｅ１］～［Ｅ３］の何れか一項に記載のシステム。
［Ｅ５］
前記測定対象物はシリコンで構成される、［Ｅ１］～［Ｅ４］の何れか一項に記載のシステム。
［Ｅ６］
前記測定対象物は前記基板処理装置の上部電極又は基板である、［Ｅ１］～［Ｅ５］の何れか一項に記載のシステム。
［Ｅ７］
前記センシング部材に設けられ、前記出射部からの光を前記センシング部材に向けて出射するとともに、前記センシング部材からの光を前記受光部に向けて出射するように構成される第１光学部材をさらに備え、
前記出射部及び前記受光部は一つの光学部材で構成され、
前記一つの光学部材は前記チャンバに設けられた一つの窓に対応するように配置される、［Ｅ１］～［Ｅ６］の何れか一項に記載のシステム。
［Ｅ８］
前記測定対象物に設けられ、前記出射部からの光を前記第１光学部材に向けて出射するとともに、前記第１光学部材からの光を前記受光部に向けて出射するように構成される第２光学部材をさらに備え、
前記第１光学部材は、前記第２光学部材からの光を前記センシング部材に向けて出射するとともに、前記センシング部材からの光を前記第２光学部材に向けて出射するように構成される、［Ｅ７］に記載のシステム。
［Ｅ９］
センシング部材を設けた測定対象物を準備する工程であって、前記センシング部材は、前記測定対象物との間に空間を有するように前記測定対象物と接合されるカバー部材と、前記カバー部材と前記測定対象物との間に配置され、前記測定対象物と熱的に接続され、前記カバー部材との間にギャップを形成し、前記測定対象物の温度に応じて前記カバー部材との相対位置が変位するように構成される変位部材と、を有する、工程と、
基板処理装置のチャンバ内に前記センシング部材を設けた前記測定対象物を配置する工程と、
前記チャンバの外部から前記センシング部材に向けて白色光を出射する工程と、
前記チャンバの外部において、前記センシング部材からの反射光を受光する工程と、
受光された反射光のスペクトルを検出する工程と、
検出されたスペクトルと、スペクトルと温度との予め取得された関係とに基づいて前記測定対象物の温度を算出する工程と、
を含む、温度を測定する方法。
［Ｅ１０］
前記出射する工程は、前記基板処理装置のチャンバ内においてプラズマ処理中に実行される、［Ｅ９］に記載の方法。
【符号の説明】
【0087】
１,１Ａ…光干渉システム（システムの一例）、１０…プラズマ処理装置（基板処理装置の一例）、１２…チャンバ本体、８０,９０１…光源、８１…第１集光レンズ（出射部の一例）、８３…センシング部材、８５…第２集光レンズ（受光部の一例）、８６…分光器、８７…記憶部、８８…制御装置（制御部の一例）、９１…フォーカーサ（第１光学部材の一例）、９２…プリズム（第２光学部材の一例）、８３０…カバー部材、８３１…変位部材、９０３…コリメータ（出射部及び受光部の一例）。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】