CN102192799A - 测温用探头、测温系统及采用了该探头的测温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供测温用探头、测温系统及采用了该探头的测温方法。该测温用探头不需要用于设定光路长度的复杂的操作，而且，对测温对象物的制约较少，应用范围较广。该测温用探头利用低相干光的干涉，其中，包括：抵接构件(71)，其与测温对象物的表面抵接而与测温对象物热同化；准直器(72)，其向抵接构件(71)照射由低相干光构成的测量光(74)并分别接收来自抵接构件(71)的表面的反射光(75a)和来自抵接构件(71)的背面的反射光(75b)；筒状构件(73)，其用于将抵接构件(71)和准直器(72)的间隔规定为规定长度，并且用于使测量光(74)和反射光(75a、75b)的光路自放置测量对象物的气氛隔离。
Description
技术领域
本发明涉及利用了低相干光的干涉的测温用探头、测温系统及采用了该探头的测温方法。
背景技术
对以半导体晶圆(以下简称作“晶圆”)为代表的各种基板实施等离子处理等各种处理的情况下，从谋求可靠的处理的方面考虑，测量晶圆或等离子处理装置的各种构成构件的温度，近年来，提出了一种与这样的低相干光干涉温度计相关的技术(例如，参照专利文献1)，即，通过向测温对象物照射低相干光并测量参照光与来自表面和背面的反射光之间的干涉来测量测温对象物的温度。
专利文献1：日本特开2003-307458号公报
但是，在以往的使用了低相干光干涉温度计的测温技术中，必须满足测温对象物能够透射测量光的一部分、测量部位的表面和背面的平行度较高以及表面和背面进行了镜面研磨等条件，符合成为测温对象物的制约较多，因此，低相干光干涉温度计的应用范围并不一定很广。另外，还需要准确地设定从照射低相干光的准直器(collimator)到测温对象物的距离、即光路长度，由于即使光路长度稍稍偏离适当的光路长度，也无法进行准确的测温，因此，存在光路长度设定操作复杂这样的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供不需要用于设定光路长度的复杂操作、且对测温对象物的制约较少、应用范围较广的测温用探头、测温系统及采用了该探头的测温方法。
为了达到上述目的，技术方案1所述的测温用探头利用了低相干光的干涉，其特征在于，包括：温度获取构件，其与测温对象物的表面抵接，与上述测温对象物热同化(即同化成与上述测温对象物的温度相同的温度)；光照射部/受光部，其向该温度获取构件照射由上述低相干光构成的测量光，分别接收来自该温度获取构件的表面的反射光和来自该温度获取构件的背面的反射光；筒状构件，其用于将上述温度获取构件和上述光照射部/受光部之间的间隔规定为规定长度，并且用于使上述测量光和上述反射光的光路自放置上述测温对象物的气氛隔离。
技术方案2所述的测温用探头根据技术方案1所述的测温用探头，其特征在于，上述筒状构件规定上述温度获取构件和上述光照射部/受光部之间的位置关系，使得从上述光照射部/受光部照射的上述测量光垂直地入射到上述温度获取构件的表面。
技术方案3所述的测温用探头根据技术方案1或2所述的测温用探头，其特征在于，上述温度获取构件是由能透射上述低相干光的导热性材料构成的板状体，上述温度获取构件的表面和背面这两面互相平行，且表面和背面这两面分别进行了镜面研磨。
技术方案4所述的测温用探头根据技术方案1～3中任一项所述的测温用探头，其特征在于，上述温度获取构件具有与上述测温对象物的表面相对地开口并沿着上述温度获取构件的厚度方向贯穿上述温度获取构件的通孔，且该测温用探头包括经由该通孔朝向上述测温对象物的表面供给空气或者非活性气体的气体供给部件。
技术方案5所述的测温用探头根据技术方案1～4中任一项所述的测温用探头，其特征在于，该测温用探头设有用于微调整上述温度获取构件和上述光照射部/受光部之间的间隔的调整螺钉。
为了达到上述目的，技术方案6所述的测温系统是低相干光干涉测温系统，其特征在于，包括技术方案1～5中任一项所述的测温用探头、与该测温用探头的上述光照射部/受光部光学连接的、由低相干光的光学系统构成的光接收装置。
为了达到上述目的，技术方案7所述的测温方法采用了技术方案1所述的测温用探头，其特征在于，包括：抵接步骤，在该步骤中使上述温度获取构件抵接于上述测温对象物上；光照射/光接收步骤，在该步骤中从上述光照射部/受光部向上述温度获取构件照射测量光，并由上述光照射部/受光部分别接收由上述温度获取构件的表面反射的反射光和由上述温度获取构件的背面反射的反射光；温度计算步骤，在该步骤中将在上述光照射/光接收步骤中接收的上述两束反射光传送到被连接于上述光照射部/受光部的低相干光干涉测温系统，根据上述两束反射光的光路长度差和预先求得的上述两束反射光的光路长度差同上述温度获取构件的温度的关系计算出上述测温对象物的温度。
技术方案8所述的测温方法根据技术方案7所述的测温方法，其特征在于，该测温方法具有在上述抵接步骤之后待机至上述温度获取构件的温度与上述测温对象物的温度同化的待机步骤。
技术方案9所述的测温方法根据技术方案7或8所述的测温方法，其特征在于，在上述抵接步骤中，导热片介于上述温度获取构件和上述测温对象物之间。
技术方案10所述的测温方法根据技术方案9所述的测温方法，其特征在于，利用密封构件密封上述导热片的外周部，经由设置于上述温度获取构件上的通孔向被密封的区域内填充空气或者非活性气体。
技术方案11所述的测温方法根据技术方案7～10中任一项所述的测温方法，其特征在于，在上述光照射/光接收步骤中，在向上述温度获取构件照射上述测量光时，微调整上述光照射部/受光部和上述温度获取构件之间的间隔。
采用本发明，由于利用筒状构件预先规定光路长度，所以不需要用于设定光路长度的复杂的操作，而且，将测温对象物的温度传导到温度获取构件来间接地进行测量，因此，对测温对象物的制约较少，能够拓宽应用范围。
附图说明
图1是表示低相干光干涉测温系统的概略构造的框图。
图2是用于说明图1中的低相干光光学系统的测温动作的图。
图3是表示由图2中的PD检测到的来自作为测温对象物的晶圆的反射光和来自参照镜的反射光的干涉波形的坐标图。
图4是表示本发明的第1实施方式的测温用探头的概略构造的说明图。
图5是采用第1实施方式的测温用探头进行的测温方法的流程图。
图6是表示测温用探头和测量对象物的位置关系的图。
图7是表示本发明的第2实施方式的测温用探头的概略构造的图。
图8是表示采用第1实施方式的测温用探头进行的测温方法的变形例的说明图。
图9是表示采用第2实施方式的测温用探头进行的测温方法的变形例的说明图。
图10是表示测量对象物的与测温用探头抵接的位置的俯视图。
具体实施方式
下面，首先对应用本发明的测温用探头的低相干光干涉测温系统进行说明。
图1是表示低相干光干涉测温系统的概略构造的框图。
在图1中，低相干光干涉测温系统46包括向测温对象物60照射低相干光且接收该低相干光的反射光的低相干光光学系统47、根据该低相干光光学系统47接收到的反射光来计算测温对象物60的温度的温度计算装置48。低相干光是指在从一个光源照射出来之后被分割成两束的情况下，该两束光的波列难以重合(两束光难以干涉)的光，是可干涉距离(相干长度)较短的光。
低相干光光学系统47包括作为低相干光源的SLD(Super Luminescent Diode)49、与该SLD49相连接的、作为2×2分束器发挥作用的光纤熔接耦合器50(以下称作“耦合器”)、与该耦合器50相连接的准直器51、52、与耦合器50相连接的作为光接收元件的光检测器(PD：Photo Detector)53、分别将各构成要件之间连接起来的光纤54a、54b、54c、54d。
SLD49例如以1.5mW的输出照射中心波长为1.55μm或1.31μm、相干长度为约50μm的低相干光。耦合器50将来自SLD49的低相干光分割成两束，将该被分割成两束的低相干光分别通过光纤54b、54c传送到准直器51、52。准直器51、52将由耦合器50分开的低相干光(后述的测量光64和参照光65)分别照射到测温对象物和参照镜55。PD53例如由InGaAs光电二极管构成。
低相干光光学系统47还包括配置在准直器52前方的参照镜55、利用伺服电动机56a使参照镜55沿着来自准直器52的低相干光的照射方向水平移动的参照镜驱动台56、用于驱动该参照镜驱动台56的伺服电动机56a的电动机驱动器57、与PD53相连接而用于将来自该PD53的输出信号放大的放大器58。参照镜55由具有反射面的三面直角棱镜或平面镜构成。
准直器51以与测温对象物60的表面相对的方式配置，其将被耦合器50分成两束的低相干光中的一束作为测量光(后述的测量光64)朝向测温对象物60的表面照射，并且，分别接收来自测温对象物60的表面和背面的反射光(后述的反射光66a和反射光66b)并将它们传送到PD53。
准直器52将被光纤耦合器50分成两束的另一束低相干光(后述的参照光65)朝向参照镜55照射，并且，接收来自参照镜55的低相干光的反射光(后述的反射光68)并将其传送到PD53。
参照镜驱动台56使参照镜55沿着图1所示的箭头A方向、即以参照镜55的反射面与来自准直器52的照射光始终垂直的方式水平移动。参照镜55能够沿着箭头A的方向(来自准直器52的低相干光的照射方向)往返移动。
温度计算装置48包括用于控制整个温度计算装置48的PC48a、用于通过电动机驱动器57控制使参照镜55移动的伺服电动机56a的电动机控制器61、与从电动机控制器61向电动机驱动器57输出的控制信号(例如驱动脉冲)或者从为了准确地测量参照镜55的位置而设置的激光编码器、线性标尺输出的控制信号同步地对通过低相干光光学系统47的放大器58输入的PD53的输出信号进行模拟/数字转换的A/D转换器。
图2是用于说明图1中的低相干光光学系统的测温动作的图。
低相干光光学系统47是利用了低相干干涉计的光学系统，该低相干干涉计具有作为基本构造的迈克耳逊干涉仪的构造，如图2所示，从SLD49照射来的低相干光被作为分束器发挥作用的耦合器50分成测量光64和参照光65，测量光64朝向测温对象物60照射，参照光65朝向参照镜55照射。
照射到测温对象物60的测量光64在测温对象物60的表面和背面分别发生反射，来自测温对象物60的表面的反射光66a和来自测温对象物60的背面的反射光66b以同一个光路67入射到耦合器50。另外，照射到参照镜55的参照光65在反射面发生反射，来自该反射面的反射光68也入射到耦合器50。在此，如上所述，参照镜55沿着参照光65的照射方向水平移动，因此，低相干光光学系统47能够改变参照光65和反射光68的光路长度。
使参照镜55水平移动来改变参照光65和反射光68的光路长度，在测量光64和反射光66a的光路长度与参照光65和反射光68的光路长度一致时，反射光66a和反射光68发生干涉。另外，在测量光64和反射光66b的光路长度与参照光65和反射光68的光路长度一致时，反射光66b和反射光68发生干涉。这些干涉能够被PD53检测到。PD53在检测到干涉时输出输出信号。
图3是表示由图2中的PD检测到的来自测温对象物60的反射光和来自参照镜的反射光的干涉波形的坐标图，图3的(A)表示在测温对象物60的温度变化之前得到的干涉波形，图3的(B)表示在测温对象物60的温度变化之后得到的干涉波形。另外，在图3的(A)、(B)中，纵轴表示干涉强度，横轴表示参照镜55自规定基点水平移动的距离(以下简称作“参照镜移动距离”)。
如图3的(A)中的坐标图所示，在来自参照镜55的反射光68和来自测温对象物60的表面的反射光66a发生干涉时，检测到例如以干涉位置A(干涉强度的峰值位置：约425μm)为中心的宽度约80μm的干涉波形69。另外，在来自参照镜55的反射光68和来自测温对象物60的背面的反射光66b发生干涉时，检测到例如以干涉位置B(干涉强度的峰值位置：约3285μm)为中心的宽度约80μm的干涉波形70。干涉位置A与测量光64和反射光66a的光路长度相对应，干涉位置B与测量光64和反射光66b的光路长度相对应，因此，干涉位置A和干涉位置B之差D与反射光66a的光路长度和反射光66b的光路长度之差(以下简称作“光路长度差”)相对应。反射光66a的光路长度和反射光66b的光路长度之差与测温对象物60的光学厚度相对应，因此，干涉位置A和干涉位置B之差D与测温对象物60的光学厚度相对应。即，通过检测反射光68和反射光66a以及反射光68和反射光66b的干涉，能够测量测温对象物60的光学厚度。
在此，在测温对象物60发生温度变化时，测温对象物60的厚度因热膨胀(压缩)而变化，并且折射率也发生变化，因此，测量光64和反射光66a的光路长度以及测量光64和反射光66b的光路长度也发生变化。因而，反射光68和反射光66a的干涉位置A以及反射光68和反射光66b的干涉位置B自图3的(A)所示的各干涉位置发生变化。具体地讲，如图3的(B)中的坐标图所示，干涉位置A和干涉位置B自图3的(A)所示的各干涉位置移动。由于干涉位置A和干涉位置B与测温对象物60的温度相应地发生移动，因此，能够计算出干涉位置A和干涉位置B之差D及光路长度差，根据该光路长度差测量测温对象物60的温度。另外，作为光路长度的变化的主要原因，除了上述测温对象物60的光学厚度变化之外，还能够列举出低相干光光学系统47的各构成要件的位置变化(伸长等)。
在低相干光干涉测温系统46中，在测量测温对象物60的温度之前，预先准备光路长度差和测温对象物60的温度之间的关系的温度换算用数据库、例如将测温对象物60的温度和光路长度差作为各轴的表形式的数据库、晶圆W的温度和光路长度差的回归方程式，并将其存储在温度计算装置48的PC48a所具有的存储器(省略图示)等中。于是，在测量测温对象物60的温度时，首先，低相干光光学系统47向温度计算装置48中输入PD53的输出信号、即表示图3所示的干涉位置A和干涉位置B的信号。其次，温度计算装置48由输入的信号计算出光路长度差，并且，根据温度换算用数据库将光路长度差换算成温度。由此，求出测温对象物60的温度。
本发明的实施方式的测温用探头构成上述低相干光干涉测温系统的低相干光光学系统47的一部分，包括准直器51和与温度的测量对象物W抵接而热同化的温度获取构件(以下称作“抵接构件”)。
下面，参照附图说明本发明的第1实施方式的测温用探头。
图4是表示本发明的第1实施方式的测温用探头的概略构造的说明图。
在图4中，该测温用探头80主要由作为温度获取构件的抵接构件71、向该抵接构件71照射测量光74并接收反射光75的作为光照射部/受光部的尾纤准直器(Pigtail Collimator)72(以下简称作“准直器”)、在两端部分别固定抵接构件71和准直器72的筒状构件73构成。准直器72利用固定构件76固定在筒状构件73的一端，在固定构件76上设有用于微调整准直器72的位置以及准直器72的顶端部和抵接构件71之间的间隔的调整螺钉77。准直器72借助光纤与图1中的低相干光干涉测温系统46的耦合器50光学连接。
抵接构件71是能透射低相干光的、由导热性材料例如硅(Si)构成的圆板状的构件，其表面和背面形成为互相平行。在表面和背面上还分别实施了镜面研磨处理。抵接构件71通过与测温对象物抵接而接收从该测温对象物传导来的热量，与测温对象物进行温度同化而成为相同的温度。
准直器72使从低相干光干涉测温系统46的SLD49照射来的、被耦合器50分割成两束的低相干光中的一束光经过利用筒状构件73与放置测温对象物的气氛隔离开的光路照射到抵接构件71。抵接构件71和准直器72定位为，从准直器72照射来的测量光垂直地入射到抵接构件71的表面，能够获得所谓的垂直度。另外，从准直器72的顶端部到抵接构件71的表面的间隔、即光路长度(规定的长度)是根据抵接构件71的材质和所使用的低相干光的波长等来决定的特有的值，被预先规定为能够准确地求出抵接构件71的接受了从测温对象物传导来的热量后的温度的长度。另外，作为抵接构件71，例如能够使用硅(Si)板。
从准直器72照射来的测量光74垂直地入射到抵接构件71的表面，由抵接构件71的表面反射的反射光75a和由抵接构件71的背面反射的反射光75b经由与测量光74相同的光路被准直器72接收。被准直器72接收的反射光75经由耦合器50被传送到低相干光干涉测温系统46的PD53，根据反射光75a和75b的光路长度差，温度计算装置48计算出抵接构件71的温度及测量对象物W的温度。
下面，对采用该构造的测温用探头进行的第1实施方式的测温方法进行说明。
图5是采用测温用探头进行的第1实施方式的测温方法的流程图。
在图5中，采用测温用探头进行的测温方法的测温处理如下地进行。
即，首先，针对与由Si等构成的抵接构件71相同种类的材质，制作反射光的光路长度差和温度的关系的温度换算用数据库，并将其预先储存在低相干光干涉测温系统46的温度计算装置48的存储器中(步骤S1)。
其次，使测温用探头80的抵接构件71的顶端部例如借助圆环状的导热片78抵接于测量对象物W的表面(步骤S2)。图6是表示测温用探头80和测量对象物W的位置关系的图。在图6中，测温用探头80的抵接构件71借助圆环状的导热片78抵接于测量对象物W的表面。
接着，在图6所示的状态下，待机至测量对象物W的温度经由导热片78传导到抵接构件71而抵接构件71的温度与测量对象物W的温度同化为止(步骤S3)。另外，待机时间例如由反复多次进行同种的测温而得到的经验值求出。
接着，在经过规定的待机时间之后，从准直器72朝向抵接构件71照射测量光74(步骤S4)。接着，利用准直器72分别接收测量光74在抵接构件71的表面发生反射而成的反射光75a和在抵接构件71的背面发生反射而成的反射光75b(步骤S5)。
接着，将接收到的反射光75a和75b通过光纤传送到低相干光干涉测温系统46的耦合器50和PD53，根据PD53的输出信号，由温度计算装置48求出光路长度差，根据该光路长度差计算出测量对象物W的温度(步骤S6)，之后，根据需要，采用通过经验求出的校正值进行校正之后结束本处理。
采用图5的处理，能够在使测量对象物W的温度传导到表面和背面这两面互相平行且分别进行了镜面研磨的抵接构件71之后，测量抵接构件71的温度而间接地求出测量对象物W的温度。
采用本实施方式，作为抵接构件，应用例如由硅(Si)构成圆板状并且表面和背面这两面互相平行且在表面和背面上分别实施了镜面研磨处理的构件，因此，基本上不需要以往的对测量对象物所要求的制约，低相干光干涉测温系统的应用范围显著拓宽。
采用本实施方式，由抵接构件71和准直器72之间的距离规定的光路长度预先被规定为能够求出准确的测量结果的规定长度，因此，不需要针对每次测温分别设定光路长度的初始化设定(初始化)。另外，为了使从准直器72照射来的测量光垂直地入射到抵接构件71而准确地设定了照射光和抵接构件的垂直度，因此，不需要调整测量光的角度，不需要调整测温对象物和测量光的垂直度的初始化。另外，通过预先制作温度换算用数据库，也不需要测量温度变化之前的晶圆温度的初始化。
采用本实施方式，利用筒状构件73来划分出从准直器72照射来的测量光和从抵接构件71反射来的反射光的光路，并使该光路自放置测量对象物W的气氛隔离，因此，能够抑制由外因导致的测量光和反射光晃动，提高了测量精度。
另外，采用本实施方式，由于设有用于微调整准直器72的顶端部和抵接构件71之间的间隔的调整螺钉77，因此，在光路长度偏离时，能够随时重新设定最佳光路长度。
另外，由于本实施方式的测温用探头80不受高频的影响，因此，即使是处于施加有高频电力的气氛中的测量对象物W，也能够准确地测量其温度。
在本实施方式中，在抵接构件71的温度和测量对象物W的温度一致为止的待机时间需要很长时间的情况下，也可以求出比到温度一致为止的时间短的规定时间的光路长度差，根据该光路长度差求出测量对象物W的温度，之后采用通过经验求出的校正值来校正计算结果。
在本实施方式中，抵接构件71应用能透射低相干光的构件并且具有温度依赖性、即随着温度变化其厚度或折射率变化的构件，优选为硅，但除了硅之外，还可以使用例如蓝宝石、石英、ZnSe等。
在本实施方式中，筒状构件73的内部既可以是真空，也可以填充有空气或者非活性气体。另外，构成测温用探头80的筒状构件73的外形优选尽可能地小，例如设定为φ2～6mm。
在本实施例中，作为介于抵接构件71和测量对象物W这两者的抵接部的导热片，使用圆环状的导热片78，但也可以替代圆环状的导热片而使用圆板状的导热片。在这种情况下，也能够得到与上述实施方式同样的效果。
接着，对本发明的第2实施方式的测温用探头和测温方法进行说明。
上述第1实施方式的测温方法是测量对象物W被放置在大气中的测温方法。在测量对象物W被放置在大气压以下的减压状态(以下称作“真空中”)的情况下，使用以下的测温用探头如下地进行测温。
图7是表示本发明的第2实施方式的测温用探头的概略构造的图，图7的(A)是纵剖视图，图7的(B)是图7的(A)中的抵接构件的俯视图。
在图7的(A)中，该测温用探头80与第1实施方式的测温用探头(参照图4)的不同之处在于抵接构件71a具有沿其厚度方向贯穿该抵接构件71a的多个通孔71b，而且，在固定构件76中设有向筒状构件73中导入空气或者非活性气体的作为气体导入部件的气体供给管79。
气体供给管79自省略图示的气体供给源将例如空气或者非活性气体导入到筒状构件73内。另外，在图7的(B)中以通孔71b有4个为例来说明本实施方式，但通孔71b的个数并没有特别的限定，一个或两个以上均可。
使用该构造的测温用探头，如下地测量被放置在真空气氛内、例如基板处理装置的腔室内的测量对象物W的温度。
即，针对抵接构件71a相同种类的材质(Si等)，预先制作光路长度差和温度的关系的温度换算用数据库，并将其储存在低相干光干涉测温系统46的温度计算装置48的存储器中。
接着，如图7的(A)所示，在测温用探头80的抵接构件71a与测量对象物W之间插入外形小于抵接构件71a的外形且具有包围所有通孔71b那样的大小的圆环状导热片78a及围在该导热片78a的外周部的作为密封构件的O型密封圈81，并使抵接构件71a和测量对象物W抵接。接着，自气体供给管79向筒状构件73内导入例如空气，经由抵接构件71a的通孔71b向由该抵接构件71a、测量对象物W和O型密封圈81所围成的空间中导入空气而形成空气层82。
接着，借助空气层82将测量对象物W的温度传递到抵接构件71a，待机至抵接构件71a的温度与测量对象物W的温度同化为止，之后，与第1实施方式同样地自准直器72照射测量光74，下面，采用与第1实施方式的测温方法同样的方式来求出测量对象物W的温度。
采用本实施方式，插入外形小于抵接构件71a的外形且具有包围所有通孔71b那样的大小的圆环状导热片78a及围在该导热片78a的外周部的作为密封构件的O型密封圈81，并使抵接构件71a和测量对象物W抵接，向由抵接构件71a、测量对象物W和O型密封圈81所围成的空间中导入空气而形成空气层82之后，对测量对象物W的温度进行测量，因此，空气层82作为导热层发挥作用，由此消除了真空绝热层的热阻，因此即使是被放置在真空气氛内的测量对象物W，也能够准确地测量其温度。
在本实施方式中，作为导热片，应用了包围抵接构件71a的多个通孔71b的圆环状的导热片，但作为导热片，也可以应用具有被收纳于被多个通孔71b所包围的区域中那样的大小的圆板状导热片，在该圆板状导热片和O型密封圈81之间设置圆环状的空间，通过向该圆环状的空间中填充空气来形成空气层。由此，也能得到与第2实施方式的测温方法同样的效果。
接着，对采用第1实施方式的测温用探头(参照图4)进行的测温方法的变形例进行说明。
图8是表示采用第1实施方式的测温用探头进行的测温方法的变形例的说明图。
在图8中，在测量对象物W的表面例如形成有相当于锪孔的凹部83。这样，在测温对象物的表面不平坦的情况下，例如由圆环状的导热片78包围该凹部83的周围，使抵接构件71借助该圆环状的导热片78与测量对象物W相抵接，下面，能够采用与第1实施方式的测温方法同样的方式来测量测量对象物W的温度。
采用本实施方式的变形例，即使在测量对象物W的表面存在凹部83，通过在由圆环状的导热片78包围该凹部83的状态下使抵接构件71和测量对象物W抵接，也能够将凹部的影响降为最小限度地测量晶圆的温度。
接着，对采用第2实施方式的测温用探头进行的测温方法的变形例进行说明。
图9是表示采用第2实施方式的测温用探头进行的测温方法的变形例的说明图，图9的(A)是纵剖视图，图9的(B)是图9的(A)的抵接构件的俯视图。另外，图10是表示测量对象物W的与测温用探头抵接的位置的俯视图。
在图9中，该测温方法与图8所示的测温方法的不同之处在于，测量对象物W被放置在真空气氛中，替代导热片78而采用外形较小的导热片78a，由O型密封圈81围在该导热片78a的外周部，向由抵接构件71a、测量对象物W的凹部83和O型密封圈81所围成的空间中填充从气体供给管79导入的空气而形成空气层82a。
在图10中，在凹部83的周围设有O型密封圈槽81a。这样，预先在测量对象物W的表面设置供作为密封构件的O型密封圈81嵌合的槽81a，在使O型密封圈81嵌合于该O型密封圈槽81a的状态下，也能够使抵接构件71a和测量对象物W抵接。由此提高了密封性。另外，凹部83的形状并不限定为圆形，且其数量既可以是一个，也可以是两个以上。
使测温用探头80的抵接构件71a与测量对象物W相抵接，在经过了规定的待机时间之后，进行与上述实施方式同样的操作来求出测量对象物W的温度。
采用本实施方式的变形例，即使在具有凹部83的测量对象物W被放置在真空气氛中的情况下，也由于在凹部83中形成填充有空气的空气层82a，经由该空气层82a和导热片78a使测量对象物W的温度高效地传导到抵接构件71a，因此，也能够间接且准确地测量测量对象物W的温度。
在本实施方式的变形例中，对测量对象物W具有一个凹部的情况的测温方法进行了说明，但测量对象物W的凹部也可以不是一个而是两个以上。在这种情况下，由O型密封圈81包围多个凹部，借助导热片使除凹部之外的面与抵接构件71a相抵接，而且，向由抵接构件71a、测量对象物W和O型密封圈81所围成的空间内填充空气或者非活性气体而形成导热层，之后，能够以与上述实施方式同样的方式来测量测量对象物W的温度。
采用本实施方式的变形例，即使在测量对象物W上存在两个以上的凹部，利用凹部形成导热层，由此，也能够将测量对象物W的温度可靠地传导到抵接构件71a而良好地进行测量。
以上，使用实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。
Claims (11)
1.一种测温用探头，该测温用探头利用了低相干光的干涉，其特征在于，
该测温用探头包括：
温度获取构件，其与测温对象物的表面抵接而与上述测温对象物热同化；
光照射部/受光部，其用于向该温度获取构件照射由上述低相干光构成的测量光，并分别接收来自该温度获取构件的表面的反射光和来自该温度获取构件的背面的反射光；
筒状构件，其用于将上述温度获取构件和上述光照射部/受光部之间的间隔规定为规定长度，并且用于使上述测量光和上述反射光的光路自放置上述测温对象物的气氛隔离。
2.根据权利要求1所述的测温用探头，其特征在于，
上述筒状构件规定上述温度获取构件和上述光照射部/受光部之间的位置关系，使得从上述光照射部/受光部照射的上述测量光垂直地入射到上述温度获取构件的表面。
3.根据权利要求1或2所述的测温用探头，其特征在于，
上述温度获取构件是由能透射上述低相干光的导热性材料构成的板状体，上述温度获取构件的表面和背面这两面互相平行，且表面和背面这两面分别进行了镜面研磨。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的测温用探头，其特征在于，
上述温度获取构件具有与上述测温对象物的表面相对地开口并沿着上述温度获取构件的厚度方向贯穿上述温度获取构件的通孔，且该测温用探头包括经由该通孔朝向上述测温对象物的表面供给空气或者非活性气体的气体供给部件。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的测温用探头，其特征在于，
该测温用探头设有用于微调整上述温度获取构件和上述光照射部/受光部之间的间隔的调整螺钉。
6.一种测温系统，其是低相干光干涉测温系统，其特征在于，
该测温系统包括权利要求1～5中任一项所述的测温用探头、与该测温用探头的上述光照射部/受光部光学连接的、由低相干光的光学系统构成的光接收装置。
7.一种测温方法，该测温方法采用了权利要求1所述的测温用探头，其特征在于，
该测温方法包括：
抵接步骤，在该步骤中使上述温度获取构件抵接于上述测温对象物上；
光照射/光接收步骤，在该步骤中从上述光照射部/受光部向上述温度获取构件照射上述测量光，并由上述光照射部/受光部分别接收由上述温度获取构件的表面反射的反射光和由上述温度获取构件的背面反射的反射光；
温度计算步骤，在该步骤中将在上述光照射/光接收步骤中接收的上述两束反射光传送到被连接于上述光照射部/受光部的低相干光干涉测温系统，根据上述两束反射光的光路长度差、和预先求得的上述两束反射光的光路长度差同上述温度获取构件的温度之间的关系计算出上述测温对象物的温度。
8.根据权利要求7所述的测温方法，其特征在于，
该测温方法具有在上述抵接步骤之后待机至上述温度获取构件的温度与上述测温对象物的温度同化的待机步骤。
9.根据权利要求7或8所述的测温方法，其特征在于，
在上述抵接步骤中，导热片介于上述温度获取构件和上述测温对象物之间。
10.根据权利要求9所述的测温方法，其特征在于，
利用密封构件密封上述导热片的外周部，经由设置于上述温度获取构件上的通孔向被密封的区域内填充空气或者非活性气体。
11.根据权利要求7～10中任一项所述的测温方法，其特征在于，
在上述光照射/光接收步骤中，在向上述温度获取构件照射上述测量光时，微调整上述光照射部/受光部和上述温度获取构件之间的间隔。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110921 |