CN1804567A - 温度/厚度的测量装置、测量方法、测量系统、控制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种温度/厚度测量装置，减轻装置安装的麻烦程度，不在各测量对象物上形成用于通过测量光的孔就可一次测量多个测量对象物的温度或厚度。包括：照射具有透过各测量对象物并反射的波长的光的光源、将来自光源的光分离为测量光和参照光的分离器、用于反射来自分离器的参照光的参照光反射单元(例如参照镜)、用于改变从参照光反射单元反射的参照光的光路长度的光路长度改变单元(例如驱动参照镜的驱动单元)、用于测量将来自分离器的参照光向参照光反射单元照射时从参照光反射单元反射的参照光与将来自分离器的测量光向多个测量对象物按照透过各测量对象物的方式加以照射时从各测量对象物反射的各测量光的光的干涉的光接收单元。

Description

温度/厚度的测量装置、测量方法、测量系统、控制系统和控制方法

技术领域

本发明涉及可以正确地测量测量对象物例如半导体晶片或液晶基板等的表面、背面、内部层等的温度或厚度的温度/厚度测量装置、温度/厚度测量方法、温度/厚度测量系统、控制系统和控制方法。

背景技术

例如，正确地测量例如由基板处理装置处理的被处理基板例如半导体晶片(以下，简单地称为晶片)的温度等，从正确地控制由于成膜或蚀刻等种种处理的结果而在晶片上形成的膜或孔等的形状、物性等的角度看是非常重要的。因此，以前通过应用电阻温度计或测量基材背面的温度的荧光式温度计等的测量法等各种各样的方法进行晶片的温度测量。

近年来，也研究了可以直接测量用上述现有的温度测量方法难于测量的晶片的温度的温度测量方法或装置(例如，参见专利文献1)。下面，参照图19和图20说明这样的温度测量装置的具体例。图19是用于说明现有的温度测量装置的原理的图，图20是概念地表示利用温度测量装置测量的干涉波形的图。

图19所示的温度测量装置10是利用以迈克耳逊干涉仪为基础的低相干性干涉仪的装置。温度测量装置10包括例如由具有低相干性的SLD(Super Luminescent Diode：超发光二极管)构成的光源12、将该光源12的光分为向参照镜20照射的参照光和向测量对象物30照射的测量光的光束分离器14、可向一方向驱动而设置的可以改变上述参照光的光路长度的参照镜20和接收参照镜20的参照光的反射光和测量对象物30的测量光的反射光从而计算测量干涉的光接收器16。

在这样的温度测量装置10中，光源12的光由光束分离器14分为参照光和测量光，测量光向测量对象物照射，由各层反射，参照光向参照镜20照射，由镜表面反射。并且，各个反射光再次入射到光束分离器14上，这时，由于参照光的光路长度相互重叠而发生干涉，该干涉波由光接收器16检测。

因此，进行温度测量时，将参照镜20向一方向驱动，改变参照光的光路长度。于是，由于光源12的低相干性，光源12的光的相干长度短，所以，通常在测量光的光路长度与参照光的光路长度一致的地方发生强烈的干涉，在除此以外的地方干涉降低。这样，将参照镜20向前后方向(图19的箭头方向)驱动，通过改变参照光的光路长度，由于测量对象物的各层(A层，B层)的折射率差(n₁，n₂)而引起测量光的反射光与参照光的反射光发生干涉，从而检测图20所示的干涉波形。结果，可以进行测量对象物的深度方向的温度测量。

例如，在图20中测量对象物被加热器等加热而温度变化时，测量对象物发生膨胀。这时，由于测量对象物30的各层的折射率也变化，所以，在温度变化前和温度变化后干涉波形的位置偏离，各峰值位置间的宽度发生变化，而且干涉波形的峰值位置的变化宽度与上述温度变化对应。另外，干涉波形的峰值位置与参照镜20的移动距离对应，所以，通过根据参照镜20的移动距离高精度地测量干涉波形的峰值位置的宽度可以测量温度变化。

【专利文献1】国际公开第03/087744号公报

然而，使用上述温度测量装置不仅可以测量晶片的温度，而且可以测量在基板处理装置的处理室内设置的上部电极的电极板等的温度。而且，这时如果可以1次测量晶片的温度和电极板等的温度，则是非常便利的。即，可以尽可能抑制成本而简单地测量多个温度对象物的温度，同时，可以尽可能减轻温度测量的麻烦程度和减少时间。

但是，例如测量如晶片和上部电极的电极板等那样相对配置的多个测量对象物的温度时，要考虑以下的问题。例如，利用光纤传输来自光源的测量光时，用于测量晶片的温度的光纤从处理室的下方绕过，而测量上部电极的电极板的光纤从处理室的上方绕过。这样，来自相同光源的测量光的光纤就从处理室的上下绕过，所以，这样的光纤的绕行是困难的，温度测量装置的设置很麻烦。

当然，也可以考虑将用于测量晶片的温度的光纤和测量上部电极的电极板的温度的光纤都从处理室的上方绕过。这样，晶片处于与上部电极的电极板的下侧分离地配置的位置关系，为了将测量光照射到晶片上，在作为测量对象物的上部电极的电极板上必须形成用于通过将测量光照射到作为其他的测量对象物的晶片上的光纤的孔。这就需要在测量对象物上形成多余的孔，同时需要形成该孔的工序。

发明内容

因此，本发明就是鉴于这样的问题而提案的，目的旨在提供可以减轻测量相对配置的多个测量对象物的温度或厚度时温度/厚度测量装置的安装的繁琐程度从而不在测量对象物上形成用于通过测量其他的测量对象物的测量光的孔就可以1次测量多个测量对象物的温度或厚度的温度/厚度测量装置等。

为了解决上述问题，按照本发明的观点，所提供的温度/厚度测量装置是根据光的干涉测量相对配置的多个测量对象物的温度或厚度的温度/厚度测量装置，其特征在于，包括：照射具有透过上述各测量对象物并反射的波长的光的光源；将来自上述光源的光分离为测量光和参照光的分离器；反射来自上述分离器的参照光的参照光反射单元；改变从上述参照光反射单元反射的参照光的光路长度的光路长度改变单元；将来自上述分离器的参照光传输到向上述参照光反射单元照射的参照光照射位置的参照光传输单元；将来自上述分离器的测量光传输到向上述多个测量对象物按照透过上述各测量对象物的方式而加以照射的测量光照射位置的测量光传输单元；测量从上述各测量对象物反射的各测量光与从上述各参照光反射单元反射的参照光的光的干涉的光接收单元。

为了解决上述问题，按照本发明的别的观点，所提供的温度/厚度测量方法是根据光的干涉测量相对配置的多个测量对象物的温度或厚度的温度/厚度测量方法，其特征在于，包括：使从照射具有透过上述各测量对象物并反射的波长的光的光源分离的测量光向上述多个测量对象物照射而透过上述各测量对象物并使参照光向参照光反射单元照射的工序；通过使上述参照光反射单元向一方向扫描改变从上述参照光反射单元反射的参照光的光路长度而测量从上述各测量对象物反射的各测量光与从上述参照光反射单元反射的参照光的光的干涉的工序；和根据上述干涉测量的结果测量上述各测量对象物的温度或厚度的工序。

按照这样的本发明的上述装置或方法，从光源分离的测量光向相对配置的多个测量对象物照射时，测量光由最初(最边缘)配置的测量对象物的表面或背面等反射，同时透过该最初的测量对象物，所以，可以将该透过光作为配置在第2个的测量对象物的测量光利用。同样，测量光透过各测量对象物，所以，对于配置在第3个以后的测量对象物，测量光透过此前配置的测量对象物的光就成为该测量对象物的测量光，由各测量对象物的表面或背面等反射。因此，通过测量从各测量对象物反射的各测量光与从参照光反射单元反射的参照光的光的干涉，可以1次求出各测量对象物的温度或厚度。

这样，通过将透过某一测量对象物的测量光作为其后依次配置的测量对象物的测量光利用，用将从光源分离的测量光向多个测量对象物照射的简单的结构就可以接收从各测量对象物反射的各测量光。这样，传输测量光的例如光纤等的绕行容易，从而可以减轻可以不需要在测量对象物上形成孔的温度测量装置的安装的工序。另外，用1个温度测量装置可以1次测量多个测量对象物的温度，所以，可以尽可能抑制成本的提高，并且可以尽可能缩短温度测量时间。

另外，在上述装置或方法中，在测量光的光路的中途，通过设置与测量光的光路并列地连接的迂回光路，可以测量不通过测量光的迂回光路而传输的测量光与参照光的光的干涉和至少1次通过测量光的迂回光路而传输的测量光与参照光的光的干涉。在这些光的干涉中发生偏离，通过调整测量光的迂回光路的光路长度，可以调整这些光的干涉的偏离量。

因此，通过调整上述测量光的迂回光路的光路长度，可以分别在附近测量例如各测量对象物的测量光与参照光的干涉波形。因此，只要仅在至少可以测量各测量对象物的测量光与参照光的干涉波形的范围移动参照光反射单元(例如，参照镜)就足够了。这样，可以缩短参照光反射单元(例如，参照镜)的移动距离，所以，可以缩短测量温度或厚度所需要的时间。这时，按照各测量对象物的干涉波形的峰值宽度的全部或一部分重叠地测量的方式，调整上述测量光的迂回光路的光路长度，可以进而缩短参照光反射单元(例如，参照镜)的移动距离，所以，可以进一步缩短测量温度或厚度所需要的时间。

另外，在上述装置或方法中，设置了用于将来自上述分离器的测量光进而分离为多个测量光的测量光用分离器，通过使来自该测量光用分离器的各测量光向上述多个测量对象物照射而透过上述各测量对象物，可以测量来自上述测量光用分离器的多个测量光从上述各测量对象物反射的各测量光与从上述参照光反射单元反射的参照光的光的干涉。这样，可以对各测量对象物调整各测量光的光轴，所以，不论各测量对象物的平行度的精度如何，测量光的光轴的调整都是容易的。

另外，在上述装置或方法中，上述参照光反射单元通过设置多个反射面并由上述各反射面反射来自上述分离器的参照光从而反射光路长度不同的多个参照光，可以测量从上述各反射面反射的多个参照光与从上述各测量对象物反射的各测量光的光的干涉。这些光的干涉发生偏离，通过调整参照光反射单元的多个反射面的位置，可以调整这些光的干涉的偏离量。

因此，通过调整参照光反射单元的多个反射面的位置，可以分别在附近测量例如各测量对象物的测量光与参照光的干涉波形，也可以各测量对象物的干涉波形的峰值宽度的全部或一部分重叠地测量。因此，只要至少仅在可以测量各测量对象物的测量光与参照光的干涉波形的范围内移动参照光反射单元(例如参照镜)，就足够了。这样，可以缩短参照光反射单元(例如参照镜)的移动距离，所以，可以缩短测量温度或厚度所需要的时间。

另外，在上述装置或方法中，通过设置用于进而将来自上述分离器的参照光分离为多个参照光的参照光用分离器并使来自该来自参照光用分离器的多个参照光向上述参照光反射单元照射，可以测量来自参照光用分离器的多个参照光从参照光反射单元反射的各参照光与从各测量对象物反射的各测量光的光的干涉。这些光的干涉发生偏离，通过调整来自参照光用分离器的多个参照光的光路长度，可以调整这些光的干涉的偏离量。

因此，通过调整来自参照光用分离器的多个参照光的光路长度，可以例如分别在附近测量各测量对象物的测量光与参照光的干涉波形，也可以各测量对象物的干涉波形的峰值宽度的全部或一部分重叠地测量。因此，只要至少仅在可以测量各测量对象物的测量光与参照光的干涉波形的范围内移动参照光反射单元(例如参照镜)，就足够了。这样，可以缩短参照光反射单元(例如参照镜)的移动距离，所以，可以缩短测量温度或厚度所需要的时间。

另外，在上述装置或方法中，在参照光的光路的途中，通过设置与参照光的光路并列地连接的迂回光路，可以测量不通过参照光的迂回光路而传输的参照光与测量光的光的干涉以及至少1次通过参照光的迂回光路而传输的参照光与测量光的光的干涉。这些光的干涉发生偏离，通过调整参照光的迂回光路的光路长度，可以调整这些光的干涉的偏离量。

因此，通过调整上述参照光的迂回光路的光路长度，可以分别在附近测量例如各测量对象物的测量光与参照光的干涉波形。因此，只要至少仅在可以测量各测量对象物的测量光与参照光的干涉波形的范围内移动参照光反射单元(例如参照镜)，就足够了。这样，可以缩短参照光反射单元(例如参照镜)的移动距离，所以，可以缩短测量温度或厚度所需要的时间。这时，按照各测量对象物的干涉波形的峰值宽度的全部或一部分重叠地测量的方式，只要调整上述参照光的迂回光路的光路长度，可以进而缩短参照光反射单元(例如参照镜)的移动距离，所以，可以进一步缩短测量温度或厚度所需要的时间。

另外，在上述装置或方法中，上述各光(来自光源的光、测量光、参照光等)也可以分别通过空中传输。这样，就可以不使用光纤或准直纤维传输光。于是，即使是不通过光纤或准直纤维的波长(例如2.5μm以上的波长)的光也可以作为光源利用。

另外，在上述装置或方法中，上述各测量对象物由例如硅或氧化硅膜形成，上述光源由可以照射具有例如1.0～2.5μm的波长的光的光源构成。具有这样的1.0～2.5μm的波长的光可以透过硅或氧化硅膜而反射，所以，可以将透过某一测量对象物的测量光依次作为其后配置的测量对象物的测量光利用。

另外，在上述装置或方法中，上述测量对象物是在例如基板处理装置(例如等离子体处理装置等)内处理的被处理基板(例如，半导体晶片、玻璃基板等)或设置在该被处理基板的周围的周边环(例如聚焦环)和与该被处理基板相对配置的电极板(例如上部电极的电极板、下部电极的电极板等)。这样，按照本发明，用上述简单的结构可以1次测量基板处理装置内相对配置的电极板和被处理基板或周边环的温度或厚度，所以，可以尽可能抑制成本，并且可以尽可能减轻温度测量的麻烦程度和缩短所需要的时间。

另外，在上述方法中，在上述测量光与上述参照光的光的干涉的测量中也可以改变上述光源的光强度。例如，可以根据参照光反射单元的移动距离逐渐地增大光源的光强度，另外，也可以对各测量对象物改变光源的光强度。对各测量对象物改变光源的光强度时，也可以根据例如测量光的来自各测量对象物的反射强度改变光源的光强度，或对越远离测量光的照射位置的测量对象物增大光源的光强度。这样，在测量光与参照光的光的干涉的测量中，通过防止测量光透过各测量对象物的内部和各测量对象物间的空间引起的测量光的光强度的降低，可以防止该测量光与参照光的干涉波形相对噪音的光强度(S/N比)的降低，从而该干涉波形不会发生偏离。这样，可以提高例如干涉波形的峰值位置的检测精度，从而可以提高根据干涉波形的峰值间宽度的温度或厚度的测量精度。

为了解决上述问题，按照本发明的别的观点，所提供的温度/厚度测量系统是具有通过将高频电力加到配置在处理室内的电极板上而对与该电极板相对配置的被处理基板进行指定的处理的基板处理装置、安装在该基板处理装置上的温度/厚度测量装置和控制上述温度/厚度测量装置的控制装置的温度/厚度测量系统，其特征在于，上述温度/厚度测量装置包括：照射具有至少透过上述电极板和上述被处理基板或包括设置在该被处理基板的周围的周边环的各测量对象物并反射的波长的光的光源；将来自上述光源的光分离为测量光和参照光的分离器；反射来自上述分离器的参照光的参照光反射单元；改变从上述参照光反射单元反射的参照光的光路长度的光路长度改变单元；将来自上述分离器的参照光传输到向上述参照光反射单元照射的参照光照射位置的参照光传输单元；将来自上述分离器的测量光传输到向上述各测量对象物按照透过上述各测量对象物的方式加以照射的测量光照射位置的测量光传输单元；和测量从上述各测量对象物反射的各测量光与从上述各参照光反射单元反射的参照光的光的干涉的光接收单元，上述控制装置根据上述光接收单元的干涉测量的结果求出上述各测量对象物的温度或厚度。

按照这样的本发明的温度/厚度测量系统，传输测量光的例如光纤等的绕行容易，可以不需要在测量对象物上形成孔等，从而可以减轻温度测量装置向基板处理装置上安装的麻烦程度。另外，用1个温度测量装置可以1次测量包含例如与基板处理装置相对配置的被处理基板和电极板的多个测量对象物的温度，所以，可以尽可能降低成本，并且可以尽可能缩短温度测量时间。

为了解决上述问题，按照本发明的别的观点，所提供的控制系统是具有通过将高频电力加到配置在处理室内的电极板上而对与该电极板相对配置的被处理基板进行指定的处理的基板处理装置、安装在该基板处理装置上的温度/厚度测量装置、控制上述温度/厚度测量装置和上述基板处理装置的控制装置的控制系统，其特征在于，上述温度/厚度测量装置包括：照射具有至少透过上述电极板和上述被处理基板或包括设置在该被处理基板的周围的周边环的各测量对象物并反射的波长的光的光源；将来自上述光源的光分离为测量光和参照光的分离器；反射来自上述分离器的参照光的参照光反射单元；改变从上述参照光反射单元反射的参照光的光路长度的光路长度改变单元；将来自上述分离器的参照光传输到向上述参照光反射单元照射的参照光照射位置的参照光传输单元；将来自上述分离器的测量光传输到向上述各测量对象物按照透过上述各测量对象物的方式加以照射的测量光照射位置的测量光传输单元；和测量从上述各测量对象物反射的各测量光与从上述各参照光反射单元反射的参照光的光的干涉的光接收单元，上述控制装置根据上述光接收单元的干涉测量的结果求出上述各测量对象物的温度或厚度，并根据这些温度或厚度进行位于上述基板处理装置的处理室内的上述被处理基板的温度控制和工艺控制中的至少一方的控制。

按照这样的本发明的控制系统，可以1次测量包含例如在基板处理装置相对配置的被处理基板和电极板的多个测量对象物的温度或厚度，从而可以根据这些温度或厚度进行被处理基板的温度控制或工艺控制，所以，可以可靠地控制被处理基板的工艺特性，从而可以提高基板处理装置的稳定性。

为了解决上述问题，按照本发明的别的观点，所提供的控制方法是通过将高频电力加到配置在处理室内的电极板上而对与该电极板相对配置的被处理基板进行指定的处理的基板处理装置的控制系统的控制方法，其特征在于，包括：使从照射具有至少透过上述电极板和上述被处理基板或包括设置在该被处理基板的周围的周边环的多个测量对象物并反射的波长的光的光源分离出来的测量光向上述多个测量对象物照射而透过上述各测量对象物并使参照光向参照光反射单元照射的工序；

通过使上述参照光反射单元向一方向扫描改变从上述参照光反射单元反射的参照光的光路长度而测量从上述各测量对象物反射的各测量光与从上述参照光反射单元反射的参照光的光的干涉的工序；根据上述干涉测量的结果测量上述各测量对象物的温度或厚度的工序；和根据测量到的上述各测量对象物的温度或厚度进行上述基板处理装置的上述被处理基板的温度控制和工艺控制中的至少一方的控制的工序。

按照这样的本发明的控制方法，可以1次测量包含例如在基板处理装置的处理室内相对配置的电极板和被处理基板的多个测量对象物的温度或厚度，根据这些温度或厚度可以进行被处理基板的温度控制或工艺控制，所以，可以可靠地控制被处理基板的工艺特性，另外，可以提高基板处理装置的稳定性。

按照本发明，在测量相对配置的多个测量对象物的温度或厚度时，通过将透过某一测量对象物的测量光作为其后配置的测量对象物的测量光利用，利用将从光源分离出的测量光向多个测量对象物照射的简单的结构就可以接收从各测量对象物反射的各测量光。这样，可以减轻温度/厚度测量装置的安装的麻烦程度，不在测量对象物上形成使用于测量其他的测量对象物的测量光通过的孔，可以1次测量多个测量对象物的温度或厚度。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的温度测量装置的概略结构的框图。

图2是表示比较例的温度测量装置的概略结构的框图。

图3是表示由实施方式1的温度测量装置得到的测量光与参照光的光的干涉波的具体例的图，图(a)表示各温度测量对象物的温度变化前的光的干涉波的1例，图(b)表示各温度测量对象物的温度变化后的光的干涉波的1例。

图4是表示测量对象物的温度与光路长度的关系的具体例的实验结果。

图5是表示本发明的实施方式2的基板处理装置的温度测量系统的具体例的概略结构的框图。

图6是表示由同一实施方式的温度测量装置得到的测量光与参照光的光的干涉波的具体例的图。

图7是表示本发明的实施方式3的基板处理装置的温度测量系统的具体例的概略结构的框图。

图8是表示同一实施方式的温度测量装置的测量光的光路的种类的图。

图9是表示由同一实施方式的温度测量装置得到的测量光与参照光的光的干涉波的具体例的图。

图10是表示同一实施方式的基板处理装置的温度测量系统的变形例的概略结构的框图。

图11是表示本发明的实施方式4的基板处理装置的温度测量系统的具体例的概略结构的框图。

图12是表示由同一实施方式的温度测量装置得到的测量光与参照光的光的干涉波的具体例的图。

图13是表示本发明的实施方式5的基板处理装置的温度测量系统的变形例的概略结构的框图。

图14是表示由同一实施方式的温度测量装置得到的测量光与参照光的光的干涉波的具体例的图。

图15是表示同一实施方式的基板处理装置的温度测量系统的变形例的概略结构的框图。

图16是表示同一实施方式的基板处理装置的温度测量系统的其他变形例的概略结构的框图。

图17是表示同一实施方式的基板处理装置的温度测量系统的其他变形例的概略结构的框图。

图18是用于说明利用空中传输测量光或参照光等的光的温度测量装置的原理的图。

图19是用于说明现有的温度测量装置的原理的图。

图20是概念地表示利用图19所示的温度测量装置计算测量的干涉波形的图。

符号说明：100温度测量装置；102温度测量装置；110光源；120分离器；132光通信用多路转换器；140参照光反射单元；142驱动单元；150光接收单元；200温度测量装置；210SLD；220光纤耦合器(分离器)；222光纤耦合器(参照光用分离器)；230光纤耦合器(迂回光路连接用分离器)；232光纤耦合器(迂回光路连接用分离器)；234光纤耦合器(迂回光路连接用分离器)；236光纤耦合器(测量光用分离器)；240参照镜；242马达；244第一参照镜；246第二参照镜；250PD；300基板处理装置；310处理室；320高频电源；330高频电源；340下部电极；350上部电极；351电极支撑体；352外侧冷却介质流路；354内侧冷却介质流路；356低热传送层；358贯通孔；359贯通孔；400控制装置；410CPU；420马达驱动器；430马达控制器；440存储器；470各种控制器；500温度测量装置；510分离器。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。在本说明书和附图中，对实际上具有相同的功能结构的结构要素标以相同的符号，并省略重复说明。

实施方式1：温度测量装置

下面，参照附图说明本发明的实施方式1的温度测量装置。图1是表示本发明的实施方式1的温度测量装置的概略结构的框图。本实施方式的温度测量装置100是以上述图19所示的原理为基础，可以用简单的结构通过参照光反射单元(例如参照镜)的1次扫描而测量例如图1所示的相对配置的多个测量对象物T₁～T_n的温度的装置。这样的温度测量装置100的具体的结构如下。

如图1所示，温度测量装置100具有光源110、用于将来自该光源110的光分离(分波)为测量光和参照光的分离器120、用于反射来自该分离器120的参照光的参照光反射单元140、用于改变从参照光反射单元140反射的参照光的光路长度的光路长度变化单元。光路长度变化单元由将例如参照镜等构成的参照光反射单元140向与参照光的入射方向平行的一方向驱动的马达等的驱动单元142构成。这样，通过将参照镜向一方向驱动，可以改变从参照镜反射的参照光的光路长度。

另外，温度测量装置100具有用于测量将来自上述分离器120的测量光向相对配置的多个测量对象物T₁～T_n照射时由测量对象物T₁～T_n分别反射的第1～第n测量光与将来自上述分离器120的参照光向参照光反射单元140照射时从参照光反射单元140反射的参照光的干涉的光接收单元150。

作为构成这样的温度测量装置100的光源110，使用可以照射作为透过各测量对象物T₁～T_n并反射的光并且可以测量从光源110分离的测量光与参照光的干涉的光。在本发明中，来自光源110的测量光根据透过各测量对象物T₁～T_n并反射的光与参照光的干涉测量温度。具体而言，对于最初(最端部)地配置的测量对象物T₁，利用来自光源110的测量光，对于配置在第2个以后的测量对象物T₂～T_n，将上述测量光透过其前面配置的测量对象物后的光作为测量光利用，接收这些测量光从测量对象物T₁～T_n反射的光。这样，不在测量对象物上形成用于通过对其他的测量对象物加以测量的测量光的孔，就可以测量所有的测量对象物T₁～T_n的温度。

对于测量对象物，例如进行晶片的温度测量时，作为光源110，优选是至少来自晶片的表面与背面间的距离(通常约为800～1500μm)的反射光不发生干涉的光。具体而言，优选使用例如低相干性的光。所谓低相干性的光，就是指相干长度短的光。低相干性的光的中心波长优选为例如0.3～20μm，而0.5～5μm则更优选。另外，作为相干长度，优选为例如0.1～100μm，而3μm以下则更优选。通过将这样的低相干性的光作为光源110使用。可以避免多余的干涉引起的障碍，从而可以很容易地测量与基于来自晶片的表面或内部层的反射光的参照光的干涉。

另外，作为测量对象物，除了晶片外，上部电极的电极板等为了进行处理室内的部件的温度测量，作为光源110，优选使用具有可以透过它们的波长的光。多个测量对象物T₁～T_n如例如晶片或上部电极的电极板等那样由硅或氧化硅(例如石英)等硅材料构成时，优选将可以照射具有可以透过硅材料的1.0～2.5μm的波长的低相干性的光作为光源110使用。

对于使用上述低相干性的光的光源，有例如SLD(SuperLuminescent Diode)、LED、高亮度灯(钨灯、氙灯等)、超宽频带光源等。在这些低相干性的光源中，如果从高亮度考虑，优选将SLD作为光源110使用。

作为上述分离器120，使用例如光纤耦合器。但是，不限定如此，只要是可以分离为参照光和测量光的分离器就可以。作为分离器120，也可以使用例如光导波路型分波器或半透镜(半反射镜)等。

上述参照光反射单元140由例如参照镜构成。作为参照镜，可以应用例如直角棱镜、平面镜等。其中，考虑到反射光与入射光的平行性，优选使用直角棱镜。但是，只要可以反射参照光就可以，不限定上述结构，例如也可以用延迟线(与后面所述的压电管道型延迟线等光路变化单元相同)等构成。

作为驱动上述参照光反射单元140的驱动单元142，优选由例如在与参照光的入射方向平行的方向(图1中的箭头方向)驱动的步进马达构成。如果使用步进马达，利用马达的驱动脉冲可以很容易地检测参照光反射单元140的移动距离。但是，作为光路长度变化单元，只要可以改变从参照光反射单元反射的光的光路长度就可以，不限定上述马达，除了使用例如音圈马达的音圈马达型延迟线外，也可以用压电管道型延迟线、直动台阶型延迟线、积层压电型延迟线等构成光路长度变化单元。

作为上述光接收单元150，考虑到低价格性和紧凑性，优选使用利用光电二极管构成。具体而言，由使用Si光电二极管、InGaAs光电二极管、Ge光电二极管等的PD(Photo Detector：光探测器)构成。但是，只要可以测量来自测量对象物T的测量光与来自参照光反射单元140的参照光的干涉就可以，不限定上述结构，例如，也可以使用雪崩光电二极管、光电倍增管等构成光接收单元150。

来自上述分离器120的参照光通过参照光传输单元(例如将准直器安装在光纤c的前端的带准直器光纤Fz)传输到向参照光反射单元140照射的参照光照射位置。另外，来自上述分离器120的测量光通过测量光传输单元(例如将准直器安装在光纤b的前端的带准直器光纤F)传输到向测量对象物T₁～T_n照射的测量光照射位置。作为上述参照光传输单元或上述测量光传输单元，不限于上述带准直器光纤，也可以是准直纤维。

对于上述测量光传输单元的测量光照射位置，采用来自上述分离器120的测量光从配置在最外侧的测量对象物T₁(或T_n)向所有的测量对象物T₁～T_n照射而透过各测量对象物T₁～T_n的位置。这样，从光源110分离的测量光透过测量对象物T₁～T_n而反射，所以，不仅可以得到由测量对象物T₁的表面或背面反射的第一测量光，而且可以得到透过测量对象物T₁而由测量对象物T₂的表面或背面反射的第二测量光，同样，也可以得到第三～第n测量光。即，如果考虑各测量对象物T₁～T_n中的测量对象物T_k(1≤k≤n)，来自光源110的测量光透过配置在该测量光照射的一侧的测量对象物T₁～T_k-1而向测量对象物T_k照射，可以得到由测量对象物T_k的表面或背面反射的第k测量光。

这样，通过将透过某一测量对象物的测量光作为其他测量对象物的测量光利用，可以通过带准直器光纤F接收所有的测量对象物T₁～T_n的第一测量光～第n测量光，所以，可以1次测量上述测量对象物T₁～T_n的温度。

与此相反，将不透过测量对象物T₁～T_n的光作为测量光的光源110使用而构成的温度测量装置102作为比较例示于图2。在图2所示的温度测量装置102中，使用光通信用多路转换器(OADM：optical add/dropmultiplexer：光分插复用)132进而将来自上述分离器120的测量光分离为第1～第n测量光，通过将准直器分别安装在光纤g1～gn的前端的带准直器光纤F₁～F_n将这些第一～第n测量光照射到各测量对象物T₁～T_n上，这些方面与图1所示的不同。

在这样的温度测量装置102中，使用不透过测量对象物T₁～T_n的光作为测量光的光源110，所以，在测量对象物上必须形成使用于测量其他的测量对象物的测量光通过的孔。而且，测量对象物的数n越多，与其对应地在测量对象物上形成的孔也越多。这样，在测量对象物上就需要多个的孔，同时，也需要用于形成该孔的加工工序。

具体而言，例如在测量对象物T₁上形成分别使用于测量其他的测量对象物T₂～T_n的第二～第n测量光通过的孔，进而必须在测量对象物T₂上形成分别使用于测量其他的测量对象物T₃～T_n的第三～第n测量光通过的孔。

此外，在温度测量装置102中，利用光通信用多路转换器132切换第一～第n测量光，对各测量对象物必须使参照光反射单元140扫描与测量对象物的数n相同的次数而对各测量对象物测量温度。这样，温度测量就需要麻烦的程序和时间。

在图1所示的温度测量装置100中，可以将透过测量对象物的光作为测量光使用，所以，不在测量对象物T₁～T_n上形成孔，仅使从光源110分离的测量光从最端部配置的测量对象物(T₁或T_n)向多个测量对象物T₁～T_n按照透过各测量对象物的方式加以照射，就可以接收该测量光由各测量对象物T₁～T_n反射的第一测量光～第n测量光。这样，仅1次扫描参照镜等参照光反射单元140就可以1次检测各第一～第n测量光与参照光的光的干涉波。因此，可以尽可能缩短温度测量所需要的时间。

这样，按照本实施方式的温度测量装置100，用将从光源110分离(分波)的测量光向多个测量对象物T₁～T_n照射的简单的结构，就可以1次检测各测量对象物T₁～T_n的温度。这样，光纤的绕行容易，可以不必在测量对象物上形成孔，从而可以减轻温度测量装置的安装的麻烦程度。另外，用1个温度测量装置就可以1次测量多个测量对象物的温度，所以，可以尽可能降低成本，并且可以尽可能缩短温度测量时间。

由上述分离器120分离的测量光与参照光的强度比采用例如1∶1。这样，测量光与参照光的强度基本上相同，所以，可以得到例如容易测量峰值间宽度等的干涉波形。各光的强度不限于上述设定。

另外，在各测量对象物T₁～T_n之间也可以设置可以使测量光的透过通/断的快门单元(图中未示出)。例如，利用快门单元将测量对象物T₁与测量对象物T₂之间遮断，使测量光照射不到测量对象物T₂～T_n上，通过驱动参照光反射单元(例如参照镜)140，可以得到第一测量光与参照光的干涉波。另外，例如由快门单元将测量对象物T₂与测量对象物T₃之间遮断，使测量光照射不到测量对象物T₃～T_n上，只要驱动参照光反射单元(例如参照镜)140，就可以得到第一测量光和第二测量光与参照光的干涉波。这时，第一测量光与参照光的干涉波，可以利用由快门单元将测量对象物T₁与测量对象物T₂之间遮断的上述方法而特定，所以，可以特定第二测量光与参照光的干涉波。这样，通过设置上述快门单元，可以特定由测量对象物T₁～T_n反射的测量光。

(温度测量装置的动作)

在这样结构的温度测量装置100中，如图1所示，来自光源110的光通过例如光纤a入射到分离器120的输入端子(输入端口)的一方，由分离器120向2个输出端子(输出端口)分波。其中，来自一方的输出端子的光作为测量光，通过将准直器安装在测量光传输单元例如光纤b的前端的带准直器光纤F照射到测量对象物T₁～T_n上，由各测量对象物T₁～T_n的各层的表面、边界面或背面反射。

另一方面，由分离器120进行2分波后的来自另一方的输出端子(输出端口)的光作为参照光，从将准直器安装在参照光传输单元例如光纤c的前端的带准直器光纤F_z照射，由参照光反射单元(例如参照镜)140反射。并且，由各测量对象物T₁～T_n反射的第一～第n测量光通过带准直器光纤F入射到分离器120上，同时，由参照光反射单元(例如参照镜)140反射的参照光也通过带准直器光纤F_z入射到分离器120上，再次将这些第一～第n测量光与参照光合成，通过例如光纤d入射到由使用例如Si光电二极管、InGaAs光电二极管、Ge光电二极管等的PD构成的光接收单元150上，由光接收单元150检测第一～第n测量光与参照光的干涉波形。

(测量光与参照光的干涉波形的具体例)

这里，将由温度测量装置100得到的测量光与参照光的光的干涉的具体例示于图3。图3是表示由测量对象物T₁和T₂反射的第一和第二测量光与由参照光反射单元140反射的参照光的干涉波形的图。图3(a)表示温度变化前的干涉波形，图3(b)表示温度变化后的干涉波形。在图3中，纵轴表示干涉强度，横轴表示参照镜的移动距离。

另外，作为光源110，使用可以透过测量对象物T₁的低相干性的光源。按照低相干性光源，来自光源110的光的相干长度短，所以，通常在测量光的光路长度与参照光的光路长度一致的地方发生强烈的干涉，在除此以外的地方干涉实际上降低。因此，通过将参照光反射单元(例如参照镜)140向例如参照光的照射方向的前后驱动，改变参照光的光路长度，除了测量对象物T₁和T₂的表面和背面外，在测量对象物T₁和T₂的内部，如果进而有层，则对于各层由于它们的折射率差而反射的测量光与参照光也发生干涉。结果，可以进行测量对象物T₁和T₂的深度方向的温度测量。

按照图3(a)、(b)，使参照光放射单元(例如参照镜)140向一方向扫描时，首先出现测量对象物T₁的表面与参照光的干涉波，然后，出现测量对象物T₁的背面与参照光的干涉波。使参照光反射单元140进而扫描时，出现测量对象物T₂的表面与参照光的干涉波，然后，出现测量对象物T₂的背面与参照光的干涉波。这样，仅使参照光反射单元140扫描1次，就可以1次检测测量对象物T₁、T₂的表面和背面的干涉波。

(基于干涉波的温度测量方法)

下面，说明根据测量光与参照光的光的干涉测量温度的方法。作为基于测量光与参照光的干涉波的温度测量方法，有使用例如基于温度变化的光路长度变化的温度换算方法。这里，说明利用上述干涉波形的位置偏离的温度换算方法。

测量对象物T₁、T₂由于加热器等而升温时，测量对象物T₁、T₂分别由于膨胀而折射率发生变化，所以，在温度变化前与温度变化后干涉波形的位置发生偏离，从而干涉波形的峰值间宽度发生变化。这时，如果各测量对象物T₁、T₂有温度变化，则对各测量对象物T₁、T₂，干涉波形的位置发生偏离，从而干涉波形的峰值间宽度发生变化。对这样的各测量对象物T₁、T₂，通过测量干涉波形的峰值间宽度，可以检测温度变化。例如，如果是图1所示的温度测量装置100，由于干涉波形的峰值间宽度与参照光反射单元(例如参照镜)140的移动距离对应，所以，通过测量干涉波形的峰值间宽度中参照镜的移动距离，可以检测温度变化。

下面，设在图3中测量的测量对象物T₁、T₂的厚度分别为d₁、d₂，折射率分别为n₁、n₂，更具体地说明上述温度测量方法。将测量光向测量对象物T₁、T₂照射，使参照镜向一方向扫描时，由于由测量对象物T₁的表面、背面反射的第一测量光与参照光的干涉和透过测量对象物T₁的光由测量对象物T₂的表面、背面反射的第二测量光与参照光的干涉，如图3(a)所示，对各测量对象物T₁、T₂，可以各得到2个干涉波形。

这时，例如利用加热器等将测量对象物T₁、T₂加热时，测量对象物T₁、T₂的温度上升，测量对象物T₁、T₂由于该温度变化而发生膨胀，从而折射率也发生变化。这样，如图3(b)所示，在2个干涉波形中，对测量对象物T₁、T₂分别以1个干涉波形为基准，其余的1个干涉波形的峰值位置发生偏离，从而干涉波形的峰值间宽度发生变化。例如，在图3(b)中，以各测量对象物T₁、T₂的表面的干涉波形为基准，背面的干涉波形的位置与图3(a)的情况相比，分别偏离了t₁、t₂。这样，测量点P₁、P₂的干涉波形的峰值间宽度分别从图3(a)所示的W₁、W₂变化为图3(b)所示的W₁′、W₂′。

这样的干涉波形的峰值位置的偏离，通常对于厚度d，与测量对象物的各层固有的线膨胀系数α有关，另外，关于折射率n的变化，主要与各层固有的折射率变化的温度系数β有关。关于折射率变化的温度系数β，也和波长有关。

因此，将各测量对象物T₁、T₂的温度变化后的晶片的厚度d₁′、d₂′用数式表示时，则为下述数式(1-1)和(1-2)。在下述数式(1-1)和(1-2)中，ΔT₁、ΔT₂表示各测量对象物T₁、T₂的温度变化。α₁、α₂分别表示测量对象物T₁、T₂的线膨胀率，β₁、β₂分别表示测量对象物T₁、T₂的折射率变化的温度系数。另外，d₁、n₁分别表示温度变化前的测量对象物T₁的厚度和折射率，d₂、n₂分别表示温度变化前的测量对象物T₂的厚度和折射率。

d₁′＝d₁·(1+α₁ΔT₁)，n₁′＝n₁·(1+β₁ΔT₁)    (1-1)

d₂′＝d₂·(1+α₂ΔT₂)，n₂′＝n₂·(1+β₂ΔT₂)    (1-2)

如上述数式(1-1)、(1-2)所示，由于温度变化，透过测量对象物T₁、T₂而反射的第一、第二测量光的光路长度发生变化。通常，光路长度用厚度d与折射率n的乘积表示。因此，透过温度变化前的测量对象物T₁、T₂而反射的第一、第二测量光的光路长度为L₁、L₂，测量对象物T₁、T₂的温度分别变化ΔT₁、ΔT₂后的光路长度为L₁′、L₂′时，L₁、L₁′分别可以表为下述数式(1-3)，L₂、L₂′分别可以表为下述数式(1-4)。

L₁＝d₁·n₁，L₁′＝d₁′·n₁′    (1-3)

L₂＝d₂·n₂，L₂′＝d₂′·n₂′    (1-4)

因此，利用上述数式(1-1)、(1-2)、(1-3)、(1-4)进行计算并加以整理，则各测量对象物T₁、T₂的第一、第二测量光的光路长度的温度变化前后的差(L₁′-L₁，L₂′-L₂)分别可以表示为下述数式(1-5)、(1-6)。在下述数式(1-5)、(1-6)中，考虑到α·β＜＜α，α·β＜＜β，省略了微小项。在晶片加热前的初始状态，可以假定晶片的厚度d和折射率n对相同晶片面内的所有的测量点P₁、P₂是相同的，所以，可以采用L＝d·n＝L₁＝L₂。

L₁′-L₁＝d₁′·n₁′-d₁·n₁＝d₁·n₁·(α1+β₁)·ΔT₁

         ＝L₁·(α₁+β₁)·ΔT₁                 (1-5)

L₂′-L₂＝d₂′·n₂′-d₂·n₂＝d₂·n₂·(α₂+β₂)·ΔT₂

         ＝L₂·(α₂+β₂)·ΔT₂                 (1-6)

这里，各测量对象物的测量光的光路长度与和参照光的干涉波形的峰值间宽度相当。例如，温度变化前的各测量对象物T₁、T₂的第一、第二测量光的光路长度L₁、L₂分别与图3(a)所示的干涉波形的峰值间宽度W₁、W₂相当，温度变化后的各测量对象物T₁、T₂的第一、第二测量光的光路长度L₁′、L₂′分别与图3(b)所示的干涉波形的峰值间宽度W₁′、W₂′相当。因此，按照图1所示的温度测量装置100，与各测量对象物的参照光的干涉波形的峰值间宽度可以根据参照光反射单元(例如参照镜)140的移动距离测量。

因此，如果预先研究了各测量对象物T₁、T₂的线膨胀率α₁、α₂和折射率变化的温度系数β₁、β₂，通过测量与各测量对象物T₁、T₂的参照光的干涉波形的峰值间宽度，使用上述数式(1-5)、(1-6)，可以换算为各测量对象物T₁、T₂的温度。

这样，从干涉波向温度换算时，如上所述，由干涉波形的峰值间表示的光路长度随线膨胀率α和折射率变化的温度系数β而变化，所以，必须预先研究这些线膨胀率α和折射率变化的温度系数β。包含可以成为测量对象物的晶片的物质的线膨胀率α和折射率变化的温度系数β，通常随温度段不同而与温度有关。例如，对于线膨胀率α，通常在物质的温度为0～100℃的温度范围内几乎不变化，所以，即使视为一定也没有关系，但是，在100℃以上的温度范围内，随物质而异，温度越高变化率越大，所以，这时，不能忽视与温度的关系。对于折射率变化的温度系数β，同样随温度范围不同而异，不能忽视与温度的依存关系。

例如，构成晶片的硅(Si)，在0～500℃的温度范围内，线膨胀率α和折射率变化的温度系数β用例如二次曲线近似。关于详细情况，记载在例如J.A.McCaulley，V.M.Donnelly等人的论文(J.A.McCaulley，V.M.Donnelly，M.Vernon，and I.Taha，

″Temperature dependence of the near-infrared refractive index ofsilicon，gallium arsenide，and indium phospide″Phy.Rev.B49，7408，1994)等中。

这样，线膨胀率α和折射率变化的温度系数β就与温度有关，所以，例如通过实验等预先研究与温度相应的线膨胀率α和折射率变化的温度系数β后，作为温度换算用基准数据预先存储到存储器(例如，后面所述的控制装置400的存储器440等)中，只要利用温度换算用基准数据进行温度换算，就可以换算为更正确的温度。

作为根据测量光与参照光的干涉波测量温度的方法，不限于上述方法，也可以通过实验等求出各测量对象物T₁～T_n的光路长度与温度的关系，并作为温度换算用基准数据预先存储到存储器(例如，后面所述的控制装置400的存储器440等)中，利用该温度换算用基准数据，直接将根据各测量对象物T₁～T_n的测量光与参照光的干涉波而测量的光路长度(干涉波的峰值宽度)换算为温度。这样，即使不知道线膨胀率α和折射率变化的温度系数β，也可以很容易地将测量光与参照光的干涉波的测量结果换算为温度。

具体而言，对于例如某一测量对象物T，设在已知的温度t_i下的光路长度为Li，在某一温度t下的光路长度为L_t，以及采用线膨胀率α和折射率变化的温度系数β时，如果是可以不计线膨胀率α和折射率变化的温度系数β与温度的关系的温度段，则某一温度t可以表为下述(2-1)式。下述(2-1)式与上述(1-5)式中的L1′＝L_t、L₁＝L_i、ΔT₁＝t-t_i、α₁＝α、β₁＝β的情况相同。并且，整理下述(2-1)式时，某一温度t可以表示为下述(2-2)式。在下述(2-2)式中，可以不计线膨胀率α和折射率变化的温度系数β与温度的关系时，可以认为α+β一定，所以，用A₁、B₁置换常数的系数时，可以表示为下述(2-3)式所示的一次式。

L_t-L_i＝L_i·(α+β)·(t-t_i)            (2-1)

t＝(1/(α+β))·(L_t/L_i)-(1/(α+β)+t_i)(2-2)

t＝A₁·(L_t/L_i)+B₁                     (2-3)

另外，不能不计线膨胀率α和折射率变化的温度系数β与温度的关系时，也可以表示为下述(2-4)式所示的2次式。设这时的系数为A₂、B₂、C₂。

t＝A₂·(L_t/L_i)²+B₂·(L_t/L_i)+C₂            (2-4)

分别通过实验在几个温度下实际测量光路长度，求出上述(2-3)式中的系数A₁、B₁和上述(2-4)式中的系数A₂、B₂、C₂。例如，对于温度与光路长度的关系，如果得到了图4所示的实验结果，设上述已知的温度t_i为40℃，这时的光路长度为L_i＝L₄₀，则上述(2-4)式中的系数分别为A₂＝-1.2496×10⁵、B₂＝-2.6302×10⁵、C₂＝-1.3802×10⁵。

将这样通过实验得到的(2-4)式作为温度换算用基准数据预先存储到存储器(例如，后面所述的控制装置400的存储器440等)中，从根据测量光与参照光的干涉波测量的光路长度L_t求出L_t/L₄₀，通过代入(2-4)式的L_t/L_i，可以将光路长度L_t换算为温度t。

作为基于测量光与参照光的干涉波的温度测量方法，不限于上述方法，可以是例如使用根据温度变化的吸收强度变化的方法，也可以是将根据上述温度变化的光路长度变化和根据温度变化的吸收强度变化组合的方法

实施方式2：温度测量系统

下面，参照附图说明实施方式2的基板处理装置的温度测量系统。实施方式2的基板处理装置的温度测量系统是将实施方式1的温度测量装置应用于基板处理装置时的具体例。图5是表示实施方式2的温度测量系统的概略结构的图。这里，以应用于在例如等离子体蚀刻装置等基板处理装置中相对配置的2个温度对象物T₁(例如上部电极的电极板T_u)和T₂(例如晶片T_w)的温度测量的情况为例进行说明。

图5所示的温度测量系统大致由温度测量装置200、基板处理装置300和控制装置400构成。图5所示的温度测量装置200，由低相干性光源例如照射具有低相干性的光的SLD210构成图1所示的光源110，由例如2×2的光纤耦合器220构成将来自光源110的光分离为测量光和参照光的分离器120，由使用例如Ge光电二极管等的PD250构成光接收单元150，参照光反射单元140由例如参照镜240构成，驱动单元142由例如驱动参照镜240的步进马达242构成。

作为成为测量光的源的SLD210等的光源110，使用可以照射至少能够透过上部电极350的电极板Tu的光的光源。这样，测量光就透过上部电极350的电极板Tu而照射到晶片Tw上，所以，可以将该透过光作为晶片Tw的温度测量的测量光利用。上部电极350的电极板Tu利用例如硅或氧化硅膜(例如石英)等硅材料形成，所以，这时，将可以照射具有能够透过硅材料的1.0～2.5μm的波长的光的光源作为光源110使用。

如图5所示，基板处理装置300具有对例如晶片Tw进行蚀刻处理或成膜处理等指定的处理的处理室310。在处理室310的内部，设置了上部电极350和与该上部电极350相对的下部电极340。下部电极340兼作承载晶片Tw的承载台。晶片Tw从设置在例如处理室310的侧面的控制阀门(图中未示出)送入到处理室310内。施加指定的高频电力的高频电源320、330分别与下部电极340、上部电极350连接。

上部电极350利用电极支撑体351支持位于其最下部的作为测量对象物T₂的电极板Tu。电极板Tu由例如硅材料(硅，氧化硅等)形成，电极支撑体351由例如铝材形成。

在上部电极350的上部，设置有导入指定的处理气体的导入管(图中未示出)。在电极板Tu上穿透设置了大量的喷出孔，用以使从导入管导入的处理气体向承载在下部电极340上的晶片Tw均匀地喷出。

上部电极350设置了冷却单元。该冷却单元在例如上部电极350的电极支撑体351内形成冷却介质流路，通过使冷却介质在该冷却介质流路循环，控制上部电极350的温度。冷却介质流路大致形成环状，在例如上部电极350的面内分为用于冷却外侧的外侧冷却介质流路352和用于冷却内侧的内侧冷却介质流路354的2个系统。如图5所示的箭头所示的那样，外侧冷却介质流路352和内侧冷却介质流路354分别从供给管供给冷却介质，在各冷却介质流路352、354中流通，从排出管排出，返回到外部的制冷机(图中未示出)，完成循环。在该2个系统的冷却介质流路中，可以使相同的冷却介质循环，也可以使不同的冷却介质循环。作为上部电极350的冷却单元，不限于具有图5所示的2个系统的冷却介质流路的冷却单元，可以是例如仅具有1个系统的冷却介质流路的冷却单元，也可以是在1个系统中具有2个分支的冷却介质流路的冷却单元。

电极支撑体351在设置外侧冷却介质流路352的外侧部位与设置内侧冷却介质流路354的内侧部位之间设置了低热传导层356。这样，由于低热传导层356的作用，在电极支撑体351的外侧部位与内侧部位之间难于传热，所以，利用外侧冷却介质流路352和内侧冷却介质流路354的冷却介质控制，可以将外侧部位和内侧部位控制为不同的温度。这样，可以有效而可靠地控制上部电极350的面内温度。

在这样的基板处理装置300中，晶片Tw由例如传送臂等通过控制阀门进行送入。输入到处理室310内的晶片Tw放置到下部电极340上，将高频电力加到上部电极350和下部电极340上，同时，将指定的处理气体从上部电极350导入处理室310内。这样，从上部电极350导入的处理气体被等离子体化，对晶片Tw的表面进行例如蚀刻处理等。

来自上述温度测量装置200的光纤耦合器220的参照光通过参照光传输单元例如带准直器光纤Fz传送到向参照镜240照射的参照光照射位置。另外，来自上述光纤耦合器220的测量光通过测量光传输单元例如带准直器光纤F传输到从上部电极350的电极板Tu的上方向作为测量对象物的电极板Tu和晶片Tw照射的测量光照射位置。具体而言，带准直器光纤F设置成测量光通过在上部电极350的电极支撑体351的例如中央部形成的贯通孔358向电极板Tu和晶片Tw照射的状态。

上面，说明了照射测量光的面内方向的位置即电极板Tu和晶片Tw的面内方向的位置采用中央部的情况，但是，不限于此种情况，也可以是向电极板Tu照射测量光并进而透过电极板Tu向晶片Tw照射的位置。

上述控制装置400是控制温度测量装置200和基板处理装置300的各部分的装置。控制装置400具有构成其本体的CPU(中央处理装置)410、通过马达驱动器420控制驱动参照镜240的步进马达242的马达控制器430、构成存储CPU410用于控制各部分的程序数据等的ROM(只读存储器)或设置有CPU410进行的各种数据处理所使用的存储区域等的RAM等的存储器440、将通过光纤450输入的来自PD250的输出信号(照射测量光而得到的干涉波的测量结果)或从马达控制器430输出的控制信号(例如驱动脉冲)进行模拟数字变换而输入的A/D变换器460和控制基板处理装置300的各部分的各种控制器470。控制装置400可以根据从电极控制器430输出的步进马达242的控制信号(例如驱动脉冲)测量参照镜240的移动位置或移动距离，也可以在电极242上安装线性编码器而根据该线性编码器的输出信号测量参照镜240的移动位置或移动距离。另外，作为马达242，不限于步进马达，也可以使用音圈马达等。

按照这样的温度测量系统，可以通过参照镜240的1次的扫描检测测量光由上部电极350的电极板Tu和晶片Tw反射的第一和第二测量光与参照光的干涉波，所以，可以一次进行上部电极350的电极板Tu和晶片Tw那样的不同的测量对象物的温度测量。

这里，由图5所示的温度测量系统得到的测量光与参照光的光的干涉的具体例示于图6。图6是表示由上部电极350的电极板Tu和晶片Tw反射的第一和第二测量光与由参照光反射单元140反射的参照光的干涉波形的图。在图6中，纵轴表示干涉强度，横轴表示参照镜的移动距离。

按照图6，使参照镜240向一方向扫描时，首先出现上部电极350的电极板Tu的表面与参照光的干涉波，然后，出现上部电极350的电极板Tu的背面与参照光的干涉波。使参照镜240进一步扫描时，出现晶片Tw的表面与参照光的干涉波，然后，出现晶片Tw的背面与参照光的干涉波。这样，仅使参照镜240通过1次扫描，就可以1次检测上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的表面和背面的干涉波。

并且，上部电极350的电极板Tu的表面和背面的干涉波形的峰值间宽度Lu与从上部电极350的电极板Tu的表面到背面的测量光的光路长度相当。另外，晶片Tw的表面和背面的干涉波形的峰值间宽度Lw与从晶片Tw的表面到背面的测量光的光路长度相当。上部电极350的电极板Tu的背面与晶片Tw的表面的干涉波形的峰值间宽度Lg与上部电极350的电极板Tu和晶片Tw间的间隔(分离间隔)中的测量光的光路长度相当。

控制装置400根据这样得到的上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的测量光的光路长度的测量结果按照上述温度换算方法求上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的温度。具体而言，根据例如预先存储在存储器440中的上述温度换算用基准数据等将上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的测量光的光路长度换算为温度。

这样，按照图5所示的温度测量系统，通过将透过上部电极350的电极板Tu的测量光作为晶片Tw的测量光利用，不仅对于上部电极350的电极板Tu，而且对于晶片Tw也可以通过1次的参照镜240的扫描而得到测量光与参照光的干涉波。因此，使用将从SLD210分离(分波)的测量光向上部电极350的电极板Tu和晶片Tw照射的简单的结构，可以1次检测作为不同的测量对象物的上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的温度。

这样，例如光纤等的绕行容易，不需要在上部电极350的电极板上形成孔，从而可以减轻温度测量装置200的安装的麻烦程序。另外，用1个温度测量装置200可以1次测量上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的温度，所以，可以尽可能降低成本，并且可以尽可能缩短温度测量时间。

实施方式3：温度测量系统

下面，参照附图说明实施方式3的基板处理装置的温度测量系统。实施方式3的温度测量系统是将实施方式2的温度测量系统改良从而可以进一步缩短参照镜的移动距离而构成的系统。

即，与上述实施方式2的温度测量系统的测量对象物T₁和T₂相当的上部电极350的电极板Tu和晶片Tw仅分离为它们之间的间隔，所以，如图6所示，上部电极350的电极板Tu的测量光与参照光的干涉波和晶片Tw的测量光与参照光的干涉波都可以用上述间隔(分离间隔)的光路长度Lg进行测量。因此，为了通过参照镜240的1次的扫描进行上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的温度测量，参照镜240的移动距离的长度必须为上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的间隔(分离间隔)。该间隔(分离间隔)的部分Lg不是上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的温度测量所必须的部分，所以，可以尽可能缩短温度测量所需要的时间。

实施方式3的温度测量系统是改良后的系统。作为改良的地方，在例如构成测量光传输单元的测量光的光路的中途，通过设置与测量光的光路并列地连接的迂回光路，使通过迂回光路的测量光和不通过迂回光路的测量光都向测量对象物照射，所以，增加了测量光与参照光的光的干涉图形，通过调整迂回光路的光路长度从而调整各个光的干涉的偏离量，可以使测量所需要的干涉波形仅在附近出现。这样，就可以进一步缩短参照镜的移动距离。

下面，将这样的实施方式3的温度测量系统的具体的结构例示于图7。图7所示的温度测量系统的测量光传输单元在来自光纤耦合器220的测量光的光路的中途具有用于将构成迂回光路的光纤e并列连接的迂回光路连接用分离器例如2×2的光纤耦合器230。光纤耦合器230的结构与光纤耦合器220相同。

光纤耦合器220的一方的输出端子(输出端口)通过光纤b与光纤耦合器230的一方的输入端子(输入端口)连接。在光纤b_F的前端安装了准直器的带准直器光纤F与光纤耦合器230的一方的输出端子(输出端口)连接。另外，光纤耦合器230的另一方的输入端子(输入端口)和另一方的输出端子(输出端口)与构成迂回光路的光纤e连接，形成环路。

按照图7所示的测量光传输单元，从光纤耦合器220的一方的输出端子(输出端口)出射的测量光由光纤耦合器230向2个输出端子(输出端口)分支。其中，一方的输出端子(输出端口)的测量光通过光纤b_F从带准直器光纤F的前端向上部电极350的电极板Tu和晶片Tw照射。

另外，光纤耦合器230的另一方的输出端子(输出端口)的测量光通过光纤e返回光纤耦合器230的另一方的输入端子(输入端口)，进而由光纤耦合器230向2个输出端子(输出端口)进行2分波。其中，来自一方的输出端子(输出端口)的测量光通过光纤b_F从带准直器光纤F的前端向上部电极350的电极板Tu和晶片Tw照射。

这样，在构成测量光传输单元的测量光的光路的中途，通过设置并列连接的迂回光路，从SLD210分离的测量光，不仅对于从带准直器光纤F向上部电极350的电极板Tu和晶片Tw照射的去路而且对于通过带准直器光纤F接收从上部电极350的电极板Tu和晶片Tw反射的测量光的回路，都通过借助于光纤耦合器230内的光路U₁的路径，或通过借助于由光纤e决定的迂回光路U₂的路径，所以，测量光的光路增加。

下面，参照附图说明这样的测量光的光路。图8是表示测量光的光路的种类(图形)与这时的测量光的路径的关系的图。作为测量光的路径，有从光纤耦合器220输出而向上部电极350的电极板Tu和晶片Tw照射的去路和从上部电极350的电极板Tu和晶片Tw反射而测量光向光纤耦合器220输入的回路。

形成图7所示迂回光路时的测量光的光路的种类(图形)，通过上述去路与回路的组合，有图8所示的光路A～光路D的4种。光路A是测量光在去路和回路中都通过借助于光路U₁的路径的情况，是光路长度最短的光路。光路B是测量光在去路中通过借助于光路U₁的路径而在回路中通过借助于迂回光路U₂的路径的情况。光路C是测量光在去路中通过借助于迂回光路U₂的路径而在回路中通过借助于光路U₁的路径的情况，作为光路长度，与光路B的光路长度相同。光路D是测量光在去路和回路中都通过借助于迂回光路U₂的路径的情况，是光路长度最长光路。

这里，将通过各光路A～D的测量光与参照光的光的干涉示于图9。图9是表示使参照镜向一方向1次扫描时得到的干涉波形的图。横轴表示参照镜的移动距离，纵轴表示干涉强度。在图9中，为了容易区别光路A～D的光的干涉，使它们上下偏离，但是，实际上测量的是将这些光路A～D的光的干涉的波形都合成的波形。

如图9所示，基于上述光路A～D的光的干涉和图6所示的情况一样，上部电极350的电极板Tu的表面和背面的干涉波与晶片Tw的表面和背面的干涉波以相同的峰值间宽度Lu、Lg、Lw出现。因此，不论通过光路A～D中的哪个光路的测量光的光的干涉都可以得到相同的测量结果。因此，可以用例如基于光路A的光的干涉求关于晶片Tw的干涉波的峰值间宽度Lw，也可以用基于光路B的光的干涉求关于上部电极350的电极板Tu的干涉波的峰值间宽度Lu。

此外，光路A～D是光路长度不同，所以，基于光路A～D的光的干涉分别是，在针对最初的上部电极350的电极板Tu的表面的干涉波出现之前，分别发生与光路A～D的光路长度相应的偏离。在例如关于光路A的光的干涉的最初的干涉波(关于上部电极350的电极板Tu的表面的干涉波)的峰值出现之后，在参照镜240移动了距离M₁的地方出现关于光路B和光路C的光的干涉的最初的干涉波的峰值。另外，在关于光路A的光的干涉的最初的干涉波的峰值出现之后，在参照镜240移动了距离M2的地方出现关于光路D的最初的干涉波的峰值。这是因为，光路A的光路长度最短，所以，关于光路A的光的干涉的最初的干涉波出现的最早，与此相反，光路B、C、D的光路长度比光路A长，所以，这些光的干涉偏离其光路长度的不同的部分量地出现最初的干涉波。光路B和光路C的光路长度相同，所以，针对这些光的干涉的最初的干涉波同时出现。

而且，这样的光路A～D的光的干涉的偏离量是可以通过调整测量光的迂回光路的光路长度(例如光纤e的长度)等以调整光路A～D的光路长度进行调整的。因此，通过调整测量光的迂回光路的光路长度(例如光纤e的长度等)，可以分别在附近测量关于各测量对象物的例如上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的测量光与参照光干涉波形。因此，只要至少在可以测量关于这些测量对象物的例如上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的测量光与参照光的干涉波形的范围内移动参照镜240就足够了。这样，可以缩短参照镜的移动距离，所以，可以缩短温度测量所需要的时间。

这时，为了使关于各测量对象物的例如上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的干涉波形的峰值宽度的全部或一部分重叠地进行测量，只要调整测量光的迂回光路的光路长度，就可以进一步缩短参照镜240的移动距离，所以，可以进一步缩短温度测量所需要的时间。

这样，按照图7所示的温度测量系统，利用步进马达242使参照镜240向一方向扫描时，可以得到与光路A～D的光路长度相应地偏离的光的干涉波。通过调整测量光的迂回光路的光路长度，例如，如图9所示，可以使关于晶片Tw的干涉波形的峰值宽度Lw的全部与关于上部电极350的电极板Tu的干涉波形的峰值宽度重叠。这样，只要在至少可以测量关于上部电极350的电极板Tu的干涉波形的峰值间宽度Lu的范围(例如图9所示的范围N)内移动参照镜240，不仅可以测量关于上部电极350的电极板Tu的干涉波形的峰值间宽度Lu而且可以测量关于晶片Tw的干涉波形的峰值宽度Lw。这样，可以缩短参照镜240的移动距离，所以，可以缩短温度测量所需要的时间。

在上述实施方式3中，如上部电极350的电极板Tu和晶片Tw那样，以测量2个测量对象物T₁、T₂的温度的情况为例进行了说明，但是，不限定如此，对3个以上的测量对象物的温度测量也可以应用。特别是各测量对象物T₁～T_n的间隔(分离间隔)越大，参照镜240的移动距离也越长，所以，这时只要调整测量光的迂回光路的光路长度使各测量对象物T₁～T_n的温度测量所需要的干涉波的峰值间宽度重叠，就可以缩短参照镜240的移动距离，所以，可以大幅度缩短温度测量所需要的时间。这时，迂回光路也可以与测量对象物T₁～T_n的数n相应地增加。

另外，各测量对象物T₁～T_n的温度测量所需要的干涉波的峰值间宽度不必全部重叠，也可以一部分重叠。另外，各测量对象物T₁～T_n的温度测量所需要的干涉波的峰值间宽度也不一定必须重叠，各干涉波的峰值间宽度也可以不重叠而在附近并列。

实施方式3的温度测量系统的变形例

下面，参照附图说明实施方式3的温度测量系统的变形例。图10是表示实施方式3的温度测量系统的变形例的概略结构的框图。图10所示的温度测量系统与图7所示的基本上相同，但是，图7所示的利用1个光纤耦合器230将构成迂回光路的光纤e与测量光的光路并列地连接，形成环路，与此相反，图10所示的温度测量系统，作为迂回光路连接用分离器，利用2个分离器(例如1×2的光纤耦合器232和2×1的光纤耦合器234)将构成测量光的光路的光纤e₁与构成迂回光路的光纤e₂并列地连接，形成环路。这样，对于图10所示的温度测量系统，和图7所示的一样，也可以在构成测量测量光传输单元的测量光的光路的中途设置并列地连接的迂回光路。

更具体而言，光纤耦合器220的一方的输出端子(输出端口)通过光纤b与图10所示的1×2的光纤耦合器232的输入端子(输入端口)连接。形成路径U₁的短的光纤e₁的一端和形成比该光纤e₁长的迂回光路的路径U₂的光纤e₂的一端分别与1×2的光纤耦合器232的2个输出端子(输出端口)连接。光纤e₁的另一端和光纤e₂的另一端分别与2×1的光纤耦合器234的2个输入端子(输入端口)连接。光纤b_F的前端安装了准直器的带准直器光纤F与2×1的光纤耦合器234的输出端子(输出端口)连接。

按照图10所示的测量光传输单元，从光纤耦合器220的一方的输出端子(输出端口)出射的测量光由光纤耦合器232向2个输出端子(输出端口)分波为2分支。其中，一方的输出端子(输出端口)的测量光通过短的光纤e₁入射到光纤耦合器234的输入端子(输入端口)上。另一方面，光纤耦合器232的另一方的输出端子(输出端口)的测量光通过构成迂回光路的光纤e₂入射到光纤耦合器234的输入端子(输入端口)上。在光纤耦合器234中，光纤e₁和光纤e₂的测量光合成，从带准直器光纤F的前端向上部电极350的电极板Tu和晶片Tw照射。

基于图10所示的构成的测量光传输单元的测量光的光路的种类(光路A～D)与这时的测量光的路径的关系和图8所示的一样，测量光通过各光路A～D时的测量光与参照光的光的干涉和图9所示的一样。即，对于图10所示的构成的温度测量系统，通过调整测量光的迂回光路的光路长度(例如光纤e₁和光纤e₂的长度等)以调整光路A～D的光路长度，可以调整通过各光路A～D时的测量光与参照光的光的干涉的偏离量。

因此，通过调整测量光的迂回光路的光路长度(例如光纤e₁和光纤e₂的长度等)，可以分别在附近测量关于各测量对象物例如上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的测量光与参照光的干涉波形，或者可以使这些干涉波形的峰值宽度的全部或一部分重叠而进行测量。因此，只要在至少可以测量关于测量对象物例如上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的测量光与参照光的干涉波形的范围内移动参照镜240就足够了。这样，可以缩短参照镜的移动距离，所以，可以缩短温度测量所需要的时间。

另外，构成前面说明的图7所示的迂回光路的光纤e将1个光纤耦合器230的另一方的输入端子(输入端口)与另一方的输出端子(输出端口)连接，形成环路，所以，必须将光纤e弯曲地配置，于是，有时由于光纤的长度或粗细的原因而不适用。例如，光纤短时或粗时就难于弯曲，从而难于配置。与此相反，构成图10所示的迂回光路的光纤e₂与2个光纤耦合器232和234的中途连接，所以，不需要极端地弯曲，从而不论光纤的长度或粗细如何都容易配置。

而且，在图7所示的结构中，通过调整构成由光路的光纤e的长度来调整测量光的光路长度，与此相反，在图10所示的结构中，不仅可以调整构成迂回光路的光纤e₂的长度，而且测量光的光路本身的长度也可以利用光纤e₁的长度进行调整，所以，很容易进行测量光的光路A～D的光路长度的微调。

实施方式4的温度测量系统

下面，参照附图说明实施方式4的基板处理装置的温度测量系统。实施方式4的温度测量系统改良了实施方式2的温度测量系统，不论各测量对象物的平行度的精度如何，都可以很容易地调整相对各测量对象物的测量光的光轴。

即，在实施方式2的温度测量系统中，由1个带准直器光纤F照射从SLD110分离的测量光，接收由上部电极350的电极板Tu和晶片Tw反射的测量光，所以，测量光的光轴需要根据上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的平行度的精度进行麻烦的调整。

实施方式4的温度测量系统是改良了这些问题的系统。作为改良的地方，是将从光源分离的测量光进而分离为测量对象物的数量，并将这些测量光向测量对象物照射。这样，可以对各测量对象物调整各测量光的光轴，所以，不论各测量对象物的平行度的精度如何，测量光的光轴的调整都很容易。

这样的实施方式4的温度测量系统的具体的结构例示于图11。在图11所示的温度测量系统中，将利用光源侧分离器例如2×2的光纤耦合器220从例如SLD210分离的测量光进而由测量光用分离器例如1×2的光纤耦合器236分波为第一测量光和第二测量光，将第一测量光用于上部电极350的电极板Tu的温度测量，将第二测量光用于晶片Tw的温度测量。

下面，更具体地说明。光纤耦合器220的一方的输出端子(输出端口)通过光纤b与上述光纤耦合器236的一方的输入端子(输入端口)连接。在光纤b_F1的前端安装了准直器的带准直器光纤F₁和在光纤b_F2的前端安装了准直器的带准直器光纤F₂分别与光纤耦合器236的2个输出端子(输出端口)连接。

带准直器光纤F₁设置成通过在上部电极350的电极支撑体351的中央部形成的贯通孔358向电极板Tu照射第一测量光。另外，带准直器光纤F₂设置成将通过在上部电极350的电极支撑体351的端部形成的贯通孔359向电极板Tu照射而透过该电极板Tu的第二测量光向晶片Tw照射。

这样，通过将从SLD210分离的测量光进而分波为测量上部电极350的电极板Tu的温度的第一测量光和测量晶片Tw的温度的第二测量光并分别从带准直器光纤F₁、F₂的前端进行照射，可以分别调整带准直器光纤F₁的光轴和带准直器光纤F₂的光轴，所以，不论上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的平行度的精度如何，都可以很容易地调整各自的测量光的光轴。这样，带准直器光纤的设置就很容易，所以，可以减轻温度测量装置200的安装的麻烦程度。

另外，由于将从SLD210分离的测量光进而分离为通过借助于带准直器光纤F₁的光路E的第一测量光和通过借助于带准直器光纤F₂的光路F的第二测量光，所以，可以测量2种测量光与参照光的光的干涉。

这里，将通过各光路E、F的测量光与参照光的光的干涉示于图12。图12是使参照镜向一方向扫描1次时得到的干涉波形的图。横轴表示参照镜的移动距离，纵轴表示干涉强度。在图12中，为了容易区别光路E、F的光的干涉，使它们上下偏离，但是，实际上测量的是这些光路E、F的光的干涉的波形全部合成的波形。

通过调整例如带准直器光纤F₁、F₂的光纤b_F1、b_F2的长度从而调整第一、第二测量光的光路E、F的光路长度，可以调整各光路E、F的光的干涉的偏离量。这样，通过调整第一、第二测量光的光路E、F的光路长度，可以分别在附近测量关于各测量对象物例如上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的测量光与参照光的干涉波形。因此，只要在至少可以测量上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的测量光与参照光的干涉波形的范围内移动参照镜240，就足够了。这样，可以缩短参照镜的移动距离，所以，可以缩短温度测量所需要的时间。

例如，通过调整第一、第二测量光的光路E、F的光路长度，如图12所示的那样，可以使关于晶片Tw的干涉波形的峰值宽度Lw的全部与关于上部电极350的电极板Tu的干涉波形的峰值宽度重叠。这样，只要在至少可以测量关于上部电极350的电极板Tu的干涉波形的峰值间宽度Lu的范围内(例如图12所示的范围N)移动参照镜240，不仅可以测量关于上部电极350的电极板Tu的干涉波形的峰值间宽度Lu，而且可以测量关于晶片Tw的干涉波形的峰值宽度Lw。这样，可以缩短参照镜的移动距离，所以，可以缩短温度测量所需要的时间。

如果使第一、第二测量光的光路E、F的光路长度相同，则从光纤耦合器236到上部电极350的电极板Tu的第一、第二测量光的光路E、F的光路长度相等，所以，这些测量光与参照光的光的干涉和图6所示的相同。这时，和图6所示的情况一样，可以通过测量这些测量光与参照光的干涉波形而求出温度。

另外，为了调整第一、第二测量光的光路长度，可以通过使带准直器光纤F₁、F₂的准直器的前端位置偏离进行调整，取代上述那样改变带准直器光纤F₁、F₂的光纤b_F1、b_F2的长度。

在上述实施方式4中，以测量上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的2个测量对象物T₁、T₂的温度的情况为例进行了说明，但是，本发明不限于此种情况，也可以应用于3个以上的测量对象物的温度测量。这时，可以将从SLD210分离的测量光进一步由分离器(例如1×n的光纤耦合器)分离为例如与测量对象物T₁～T_n的数量n相等的第一～第n测量光，从配置在最边缘的测量对象物(T₁或T_n)向各测量对象物T₁～T_n按照透过各测量对象物T₁～T_n的方式照射这些第一～第n测量光。这样，不论测量对象物T₁～T_n的平行度的精度如何，各第一～第n测量光的光轴的调整都很容易。

另外，各测量对象物T₁～T_n的间隔(分离间隔)越大，参照镜240的移动距离越长，所以，这时只要调整第一～第n测量光的光路长度，使各测量对象物T₁～T_n的温度测量所需要的干涉波的峰值间宽度重叠，就可以缩短参照镜240的移动距离，所以，可以大幅度地缩短温度测量所需要的时间。

这时，各测量对象物T₁～T_n的温度测量所需要的干涉波的峰值间宽度不必全部重叠，也可以一部分重叠。另外，各测量对象物T₁～T_n的温度测量所需要的干涉波的峰值间宽度不一定必须重叠，也可以各干涉波的峰值间宽度不重叠而在附近并列。

实施方式5：温度测量系统

下面，参照附图说明实施方式5的基板处理装置的温度测量系统。实施方式5的温度测量系统是改良实施方式2的温度测量系统，进一步缩短参照镜的移动距离而构成的。在上述实施方式3和4中，调整测量光的光路长度，与此相反，在实施方式5中，是调整参照光的光路长度。

这样的实施方式5的温度测量系统的结构例示于图13。在图13所示的温度测量系统中，由反射面的位置不同的第一参照镜244和第二参照镜246构成参照镜240。将带准直器光纤Fz配置在来自参照光传输单元例如带准直器光纤Fz的参照光向第一和第二参照镜244、246照射的参照光照射位置，由同一带准直器光纤Fz接收从各参照镜244、246反射的参照光。

按照这样构成的温度测量系统，通过利用步进马达242一起移动第一和第二参照镜244、246，从SLD210分离而从带准直器光纤Fz照射的参照光由参照镜240反射时，分离为从第一参照镜244反射的通过光路G的第一参照光和从第二参照镜246反射的通过光路H的第二参照光，所以，可以测量2种测量光与参照光的光的干涉。

这里，通过各光路G、H的测量光与参照光的光的干涉示于图14。图14是表示使参照镜240的第一和第二参照镜244、246向一方向扫描1次时得到的干涉波形。横轴表示参照镜的移动距离，纵轴表示干涉强度。在图14中，为了容易区别光路G、H的光的干涉，使它们上下偏离，但是，实际上测量的是这些光路G、H的光的干涉的波形全部合成的波形。

如图14所示，光路G、H的光的干涉都和图6所示的情况一样，上部电极350的电极板Tu的表面和背面的干涉波与晶片Tw的表面和背面的干涉波以相同的峰值间宽度Lu、Lg、Lw出现。因此，利用光路G、H中的哪个光的干涉都可以得到相同的测量结果。

而且，通过调整例如各参照镜244、246的反射面的偏离量从而调整第一、第二参照光的光路G、H的光路长度，可以调整基于各光路G、H的光的干涉的偏离量M。这样，通过调整第一、第二参照光的光路G、H的光路长度，可以分别在各自附近测量关于各测量对象物例如上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的测量光与参照光的干涉波形。因此，只要在至少可以测量这些测量对象物例如上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的测量光与参照光的干涉波形的范围内移动参照镜240，就足够了。这样，可以缩短参照镜的移动距离，所以，可以缩短温度测量所需要的时间。

通过调整例如第一、第二参照光的光路G、H的光路长度，可以如图14所示的那样使关于晶片Tw的干涉波形的峰值宽度Lw的全部与关于上部电极350的电极板Tu的干涉波形的峰值宽度重叠。这样，只要在至少可以测量上部电极350的电极板Tu的干涉波形的峰值间宽度Lu的范围内(例如图14所示的范围N)移动参照镜240，不仅可以测量关于上部电极350的电极板Tu的干涉波形的峰值间宽度Lu，而且可以测量关于晶片Tw的干涉波形的峰值宽度Lw。这样，可以缩短参照镜240的移动距离，所以，可以缩短温度测量所需要的时间。

在上述实施方式5中，如上部电极350的电极板Tu和晶片Tw那样，以测量2个测量对象物T₁、T₂的温度的情况为例进行了说明，但是，不一定限定此种情况，也可以应用于3个以上的测量对象物的温度测量。这时，可以由与例如测量对象物T₁～T_n的数n相等的反射面位置不同的第一～第n参照镜构成参照镜240，将参照光向这些第一～第n参照镜照射，从而可以得到由各第一～第n参照镜反射的第一～第n参照光。

另外，各测量对象物T₁～T_n的间隔(分离间隔)越大，参照镜240的移动距离越长，所以，这时只要调整第一～第n参照光的光路长度，使各测量对象物T₁～T_n的温度测量所需要的干涉波的峰值间宽度重叠，就可以缩短参照镜240的移动距离，所以，可以大幅度地缩短温度测量所需要的时间。

这时，各测量对象物T₁～T_n的温度测量所需要的干涉波的峰值间宽度不必全部重叠，也可以一部分重叠。另外，各测量对象物T₁～T_n的温度测量所需要的干涉波的峰值间宽度不一定必须重叠，也可以各干涉波的峰值间宽度不重叠而在附近并列。

实施方式5的温度测量系统的变形例.

下面，参照附图说明实施方式5的温度测量系统的变形例。图15是表示实施方式5的温度测量系统的变形例的概略结构的框图。图15所示的温度测量系统与图13所示的基本上相同，但是，图13所示的是通过使参照镜的反射面偏离而调整第一、第二参照光的光路长度的，与此相反，图15所示的是将由光源侧分离器例如2×2的光纤耦合器220从例如SLD210分离的参照光进而由参照光用分离器例如1×2的光纤耦合器222分波为第一参照光和第二参照光，使第一、第二参照光向参照镜240照射，并接收其反射光，从而调整第一、第二参照光的光路长度。

更具体而言，光纤耦合器220的另一方的输出端子(输出端口)通过光纤c与图15所示的1×2的光纤耦合器222的输入端子(输入端口)连接。在光纤cz₁的前端安装了准直器的带准直器光纤Fz₁和在光纤cz₂的前端安装了准直器的带准直器光纤Fz₂分别与1×2的光纤耦合器222的输出端子(输出端口)连接。

按照图15所示的参照光传输单元，从光纤耦合器220的另一方的输出端子(输出端口)出射的测量光由光纤耦合器222向2个输出端子(输出端口)分波。其中，来自一方的输出端子(输出端口)的第一参照光通过以带准直器光纤Fz₁为媒介的光路G向参照镜240照射，来自另一方的输出端子(输出端口)的第二参照光通过以带准直器光纤Fz₂为媒介的光路H向参照镜240照射。

图15所示的参照光传输单元的参照光与测量光的光的干涉和图14所示的相同。即，对于图15所示的温度测量系统，通过调整例如带准直器光纤Fz₁、Fz₂的光纤cz₁、cz₂的长度从而调整第一、第二参照光的光路G、H的光路长度，可以调整各光路G、H的光的干涉的偏离量M。

因此，通过调整第一、第二参照光的光路长度(例如光纤cz₁、cz₂的长度等)，可以分别在附近测量关于各测量对象物例如上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的测量光与参照光的干涉波形，或者这些干涉波形的峰值宽度的全部或一部分重叠地测量。因此，只要在至少可以测量关于这些测量对象物例如上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的测量光与参照光的干涉波形的范围内移动参照镜240，就足够了。这样，可以缩短参照镜的移动距离，所以，可以缩短温度测量所需要的时间。

实施方式5的温度测量系统的其他变形例.

下面，参照附图说明实施方式5的温度测量系统的其他变形例。在上述实施方式3中，在构成测量光传输单元的测量光的光路的中途设置了与测量光的光路并列地连接的迂回光路，与此相反，在实施方式5的其他变形例中，在构成参照光传输单元的参照光的光路的中途设置并列地连接的迂回光路。

这样，通过上述迂回光路的参照光和不通过的参照光都向参照镜240照射，所以，和实施方式3的情况一样，测量光与参照光的光的干涉图形增加，通过调整迂回光路的光路长度并调整它们的光干涉的偏离量，可以在附近出现测量所需要的干涉波形。这样，可以更缩短参照镜的移动距离。

下面，将这样的实施方式5的其他变形例的温度测量系统的具体结构示于图16或图17。图16所示的温度测量系统和图7所示的情况一样，是连接迂回光路的例子。即，图16所示的温度测量系统的参照光传输单元在来自光纤耦合器220的参照光的光路的中途具有用于将构成迂回光路的光纤e并列连接的迂回光路连接用分离器例如2×2的光纤耦合器230。

具体而言，光纤耦合器220的另一方的输出端子(输出端口)通过光纤c与光纤耦合器230的一方的输入端子(输入端口)连接。在光纤cz的前端安装了准直器的带准直器光纤Fz与光纤耦合器230的一方的输出端子(输出端口)连接。另外，光纤耦合器230的另一方的输入端子(输入端口)和另一方输出端子(输出端口)与构成迂回光路的光纤e连接，形成环路。

按照图16所示的参照光传输单元，从光纤耦合器220的另一方的输出端子(输出端口)出射的参照光由光纤耦合器230向2个输出端子(输出端口)分波。其中，一方的输出端子(输出端口)的参照光通过光纤cz从带准直器光纤Fz的前端向参照镜240照射。另外，来自光纤耦合器230的另一方的输出端子(输出端口)的参照光通过光纤e返回到光纤耦合器230的另一方的输入端子(输入端口)，此外，由光纤耦合器230向2个输出端子(输出端口)分波。其中，来自一方的输出端子(输出端口)的参照光通过光纤cz从带准直器光纤Fz的前端向参照镜240照射。

另一方面，图17所示的温度测量系统和图10所示的情况一样，是连接迂回光路的例子。即，作为迂回光路连接用分离器，利用2个分离器(例如1×2的光纤耦合器232和2×1的光纤耦合器234)将构成参照光的光路的光纤e₁和构成迂回光路的光纤e₂并列地连接，形成环路。这样，对于图17所示的温度测量系统，和图16所示的一样，在构成参照光传输单元的参照光的光路的中途设置并列地连接的迂回光路。

更具体而言，光纤耦合器220的另一方的输出端子(输出端口)通过光纤c与图17所示的1×2的光纤耦合器232的输入端子(输入端口)连接。形成路径U₁的短的光纤e₁的一端和形成比该光纤e₁长的迂回光路的路径U₂的光纤e₂的一端分别与1×2的光纤耦合器232的2个输出端子(输出端口)连接。光纤e₁的另一端和光纤e₂的另一端分别与2×1的光纤耦合器234的2个输入端子(输入端口)连接。在光纤cz的前端安装了准直器的带准直器光纤Fz与2×1的光纤耦合器234的输出端子(输出端口)连接。

按照图17所示的参照光传输单元，从光纤耦合器220的另一方的输出端子(输出端口)出射的参照光由光纤耦合器232向2个输出端子(输出端口)分波。其中，来自一方的输出端子(输出端口)的参照光通过短的光纤e₁入射到光纤耦合器234的输入端子(输入端口)上。另一方面，来自光纤耦合器232的另一方的输出端子(输出端口)的参照光通过构成迂回光路的光纤e₂入射到光纤耦合器234的输入端子(输入端口)上。在光纤耦合器234中，来自光纤e₁和光纤e₂的参照光合成，从带准直器光纤Fz的前端向参照镜240照射。

如将基于上述图16或图17所示的参照光传输单元的参照光的光路种类分为光路A～D，则这些光路A～D与这时的参照光的路径的关系和图8所示的一样，参照光通过各光路A～D时的测量光与参照光的光的干涉和图9所示的一样。即，对于图16或图17所示的温度测量系统，通过调整参照光的迂回光路的光路长度(例如光纤e或光纤e₁、e₂的长度等)从而调整光路A～D的光路长度，可以调整通过各光路A～D时的测量光与参照光的光的干涉的偏离量。

因此，通过调整参照光的迂回光路的光路长度(例如光纤e或光纤e₁、e₂的长度等)，可以分别在附近测量关于各测量对象物例如上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的测量光与参照光的干涉波形，或者这些干涉波形的峰值宽度的全部或一部分重叠地测量。因此，只要在至少可以测量关于这些测量对象物例如上部电极350的电极板Tu和晶片Tw的测量光与参照光的干涉波形的范围内移动参照镜240，就足够了。这样，可以缩短参照镜的移动距离，所以，可以缩短温度测量所需要的时间。

不使用光纤等的温度测量系统.

上述实施方式3～实施方式5所示的温度测量系统，作为测量光传输单元和参照光传输单元，利用了光纤，利用光纤传输温度测量所使用的测量光和参照光等，但是，不一定限定此种情况，也可以不使用光纤或准直器纤维而根据图18所示的原理在空中传输温度测量所使用的测量光或参照光等。

图18表示不使用光纤或准直器光纤而利用空中传输光的温度测量装置500的原理。在这样的温度测量装置500中，来自光源(例如SLD)110的光在空中传输，照射到分离器(例如半反射镜)510上，由分离器510分离为参照光和测量光。测量光在空中传输，向相对配置的测量对象物T₁、T₂照射，由各测量对象物T₁、T₂的表面或背面反射。另一方面，参照光在空中传输，向参照光反射单元(例如参照镜)140照射，由参照光反射单元的反射镜表面反射。并且，这些反射的测量光和参照光在空中传输，再次入射到分离器510上，由光接收单元150所接收。这时，由于参照光的光路长度相互重叠而发生干涉，其干涉波由光接收单元150接收。通过利用这样的原理，可以不使用光纤或准直器光纤而传输光。这样，即使是不通过光纤或准直器光纤的波长(例如2.5μm以上的波长)的光，也可以作为测量光或参照光的光源110利用。

基板处理装置的控制系统.

另外，上述实施方式3～实施方式5的温度测量系统，作为各种控制器470，通过设置控制例如上部电极350的电极板Tu或晶片Tw的温度的控制器，对于上部电极350的电极板Tu或晶片Tw，可以利用温度测量装置200进行温度测量，从而可以构成根据该测量结果利用各种控制器470控制温度的基板处理装置的控制系统。

这时，各种控制器470作为控制上部电极350的电极板Tu的温度的控制器，可以具有例如内侧冷却介质控制器和外侧冷却介质控制器。内侧冷却介质控制器通过控制向内侧冷却介质流路354循环的冷却介质的温度或流量而控制上部电极350的内侧部位的温度。外侧冷却介质控制器通过控制向外侧冷却介质流路352循环的冷却介质的温度或流量而控制上部电极350的外侧部位的温度。

此外，各种控制器470作为控制晶片Tw的温度的控制器，可以具有例如ESC(electrostatic chuck：静电吸盘)类控制器和FR(聚焦环)类控制器。ESC类控制器控制加到用于将晶片静电吸附到下部电极340上的图中未示出的静电吸盘(ESC)上的电压、通过静电吸盘向晶片Tw供给的背面侧气体的气体流量或气体压力、在下部电极340内形成的冷却介质流路中循环的冷却介质的温度等。另外，FR类控制器控制加到包围晶片的周围而设置的图中未示出的周边环例如聚焦环上的电压、通过聚焦环向晶片Tw供给的背面侧气体的气体流量或气体压力等。

这样，通过将实施方式3～实施方式5的温度测量系统构成基板处理装置的控制系统，可以控制上部电极350的温度，也可以控制晶片Tw的温度，所以，可以可靠地控制晶片Tw的工艺特性，另外，可以提高基板处理装置的稳定性。

厚度测量装置和厚度测量系统.

另外，在上述实施方式1～实施方式5中，说明了进行测量对象物的温度的测量，但是，不一定限定如此，也可以应用于进行测量对象物的厚度的测量的情况。即，在上述实施方式1～实施方式5中，说明了利用例如由测量对象物的表面和背面反射的测量光与参照光的干涉波形的峰值间宽度与该测量对象物的光路长度相当的情况，将干涉波形的峰值间宽度作为参照光反射单元(例如参照镜)的移动距离而测量，求测量对象物的光路长度，将该光路长度换算为测量对象物的温度。

然而，该光路长度L用厚度d×折射率n表示，而折射率n与温度有关，所以，如果知道了在测量光路长度L时的温度下的折射率n，通过用折射率n除所测量的光路长度L，即可求出测量对象物的厚度d。因此，预先将例如测量对象物的温度与折射率n的关系预先作为厚度用基准换算数据存储到控制装置400的存储器440等中，将测量上述测量对象物的光路长度L时的温度利用别的温度测量单元(例如电阻温度计或荧光式温度计等)测量，利用厚度用基准换算数据求出该温度时的折射率n，并通过用该折射率n除上述光路长度L，可以求出测量对象物的厚度d。

这样，可以利用测量光与参照光的干涉波形求出测量对象物的厚度，所以，通过利用该原理，上述实施方式1～实施方式5的温度测量装置、基板处理装置的温度测量系统分别可以构成厚度测量装置、基板处理装置的厚度测量系统。通过利用这样的厚度测量装置、基板处理装置的厚度测量系统，定期地测量例如基板处理装置300的上部电极350的电极板Tu等消耗品的厚度，可以测量电极板Tu等消耗品的消耗量。这样，可以预测电极板Tu的更换时期等。

厚度的测量，如果如在基板处理装置300的电源接通时或维修之后等那样通过在相同的温度状态时进行，并将在该温度下的折射率n预先存储到控制装置400的存储器440等中，每次测量厚度时，即使未测量那时的测量对象物的温度也可以，所以，可以并需要别的温度测量单元，从而尽可能可以减轻厚度测量所需要的麻烦程序或时间。通过使控制装置400起厚度计算单元或控制单元的功能，可以利用控制装置400根据测量光与参照光的光的干涉波形求出各测量对象物的厚度。

另外，如果成为利用本发明测量温度或厚度的对象的多个测量对象物至少相对地配置，则可以分离地配置，也可以接触地配置。另外，多个测量对象物可以全体相对，也可以一部分相对。一部分相对时，通过向至少相对的部位照射测量光，可以测量各测量对象物的温度或厚度。

光源的光强度.

另外，如上述实施方式说明的那样，在本发明中，向相对配置的多个测量对象物照射测量光时，将透过测量对象物的光作为下一个测量对象物的测量光利用。因此，这样的测量光的光强度在透过各测量对象物T₁～T_n的内部或各测量对象物T₁～T_n间的空间时减少，所以，这样的测量光和参照光的干涉强度也降低，从而相对于噪音的光强度(S/N比)也降低。而且，测量光透过的测量对象物的数n越多，距离测量光照射位置越远的测量对象物，测量光的光强度减少得越多。例如，在相对配置的最初测量对象物中从最初的测量对象物反射的测量光的光强度最大，从第2个以后的测量对象物反射的测量光的光强度逐渐地降低。

这样，测量光随着透过各测量对象物的内部或各测量对象物间的空间，测量光的光强度减少，所以，与此相应地测量光与参照光的干涉波形相对于噪音的光强度(S/N比)减小，其干涉波形也发生偏离(崩溃)(例如，干涉波形的分布偏离高斯分布)，从而例如峰值位置的检测精度降低。因此，根据干涉波形的峰值间宽度测量的温度的测量精度也降低。这里所说的噪音，是例如由电子电路发生的噪音或将高频电力加到上部电极350上时周围的电磁波环境引起的噪音等。

因此，温度测量装置100或200设置可以调整例如SLD210等的光源110的光强度的光强度调整单元，利用控制装置400通过设置在例如各种控制器中的光强度控制器控制光强度调整单元，在测量光与参照光的光的干涉的测量中可以改变来自光源110的光强度。

这样，在测量光与参照光的光的干涉的测量中，通过防止测量光在透过各测量对象物T₁～T_n的内部和各测量对象物T₁～T_n间的空间时引起的测量光的光强度的降低，可以防止该测量光与参照光的干涉波形的S/N比降低，从而该干涉波形不发生偏离(崩溃)。这样，可以提高例如干涉波形的峰值位置的检测精度，所以，可以提高基于干涉波形的峰值间宽度的温度或厚度的测量精度。

作为更具体的光源的光强度调整方法，有在例如测量光与参照光的光的干涉的测量中，根据参照光反射单元(例如参照镜)140的移动距离逐渐地增大光源的光强度的方法。这样，距离测量光照射位置越远的测量对象物光强度可以越大，所以，可以防止这样的测量光与参照光的干涉波形的S/N比的降低。

另外，在测量光与参照光的光的干涉的测量中，对各测量对象物T₁～T_n可以改变光源的光强度。由于测量光的光强度是对各测量对象物T₁～T_n而改变的，所以，通过对各测量对象物T₁～T_n改变光源的光强度，可以可靠地防止测量光的光强度降低。

例如，预先测量上述测量光从各测量对象物的反射强度并测量各测量对象物的测量光与参照光的光的干涉时，通过根据预先测量的测量光的反射强度(例如测量光与参照光的干涉波形的干涉强度)改变光源的光强度，可以该测量光的反射强度越小越增大光源的光强度，所以，可以可靠地防止测量光与参照光的干涉波形的S/N比的降低。

另外，在测量光与参照光的光的干涉的测量中，对各测量对象物T₁～T_n可以对距离测量光的照射位置越远的测量对象物越增大光源的光强度。这样，透过测量光的测量对象物的数即想测量的测量对象物的配置位置与测量光照射位置间的测量对象物的数越多，测量光的光强度的降低越大，越增大光源的光强度，所以，可以可靠地防止测量光与参照光的干涉波形的S/N比的降低。例如，如上所述，将上部电极350的电极板Tu和晶片Tw作为测量对象物而1次测量时，则与测量关于上部电极350的电极板Tu的测量光与参照光的干涉波形时相比，测量关于晶片Tw的测量光与参照光的干涉波时增大光源的光强度。这样，由于增大了测量晶片Tw的测量光的光强度，所以，可以防止关于晶片Tw的测量光与参照光的干涉波形的S/N比的降低。

以上，参照附图说明了本发明的优选实施方式，但是，本发明不限定这些实施方式。在权利要求的范围内记载的范畴内可以得到各种变更例或修正例，这些当然都属于本发明的技术范围。

例如，在上述实施方式中，对于成为测量对象物的被处理基板，以在基板处理装置300的处理室310内处理的晶片Tw为例进行了说明，但是，不限定该晶片，对于作为测量对象物的被处理基板，也可以是例如玻璃基板等的液晶基板。

另外，在上述实施方式中，对于成为测量对象物的电极板，以在配置在基板处理装置300的处理室310内的上部电极350的电极板Tu为例进行了说明，但是，对于，成为测量对象物的电极板，也可以是下部电极340的电极板。下部电极340的电极板不仅可以与被处理基板例如晶片Tw相对配置，而且可以与上部电极350的电极板Tu相对配置，所以，在上述实施方式的结构中，也可以1次测量上部电极350的电极板Tu、晶片Tw、下部电极340的电极板的温度或厚度。

此外，作为上述测量对象物，不限于配置在基板处理装置内的晶片或电极板，只要是相对配置的就可以，可以将基板处理装置内的各种各样的结构部件或结构部分作为测量对象物而1次测量温度或厚度。例如，对于配置在晶片的周围的周边环(例如聚焦环等)，由于与上述电极板相对配置，所以，可以将该周边环和电极板作为测量对象物而1次测量温度或厚度。

另外，在上述实施方式中，作为基板处理装置，说明了应用于例如等离子体处理装置的情况，但是，不一定限定此种情况，可以应用于不使用等离子体的成膜装置或热处理装置那样的膜改性装置等各种各样的基板处理装置，此外，本发明的温度/厚度测量装置不限于基板处理装置，也可以应用于其他各种各样的处理装置。

本发明可以应用于测量例如半导体晶片、液晶基板等的温度的温度/厚度测量装置、温度测量方法和温度/厚度测量系统，另外，也可以应用于控制基板处理装置的控制系统和控制方法。

Claims (36)

1.一种温度/厚度测量装置，根据光的干涉测量相对配置的多个测量对象物的温度或厚度，其特征在于，该温度/厚度测量装置包括：

照射具有透过所述各测量对象物并反射的波长的光的光源；

将来自所述光源的光分离为测量光和参照光的分离器；

反射来自所述分离器的参照光的参照光反射单元；

改变从所述参照光反射单元反射的参照光的光路长度的光路长度改变单元；

将来自所述分离器的参照光传输到向所述参照光反射单元照射的参照光照射位置的参照光传输单元；

将来自所述分离器的测量光传输到向所述多个测量对象物按照透过所述各测量对象物的方式加以照射的测量光照射位置的测量光传输单元；和

测量从所述各测量对象物反射的各测量光与从所述参照光反射单元反射的参照光的光的干涉的光接收单元。

2.根据权利要求1所述的温度/厚度测量装置，其特征在于：

所述测量光传输单元在测量光的光路的中途设置有与该测量光的光路并列地连接的迂回光路。

3.根据权利要求2所述的温度/厚度测量装置，其特征在于：

按照在各自附近测量针对所述各测量对象物的所述测量光与所述参照光的干涉波形的方式，调整所述测量光的迂回光路的光路长度。

4.根据权利要求3所述的温度/厚度测量装置，其特征在于：

按照针对所述各测量对象物的所述测量光与所述参照光的干涉波形的峰值宽度的全部或一部分重叠而进行测量的方式，调整所述测量光的迂回光路的光路长度。

5.根据权利要求1所述的温度/厚度测量装置，其特征在于：

设置用于将来自所述分离器的测量光进一步分离为多个测量光的测量光用分离器，使来自该测量光用分离器的各测量光向所述多个测量对象物按照透过所述各测量对象物的方式加以照射。

6.根据权利要求1所述的温度/厚度测量装置，其特征在于：

所述参照光反射单元设置多个反射面，通过由所述各反射面反射来自所述分离器的参照光，可以反射光路长度不同的多个参照光。

7.根据权利要求6所述的温度/厚度测量装置，其特征在于：

按照在各自附近测量针对所述各测量对象物的所述测量光与所述参照光的干涉波形的方式，调整所述参照光反射单元的多个反射面的位置。

8.根据权利要求7所述的温度/厚度测量装置，其特征在于：

按照针对所述各测量对象物的所述测量光与所述参照光的干涉波形的峰值宽度的全部或一部分重叠而进行测量的方式，调整所述参照光反射单元的多个反射面的位置。

9.根据权利要求1所述的温度/厚度测量装置，其特征在于：

设置用于将来自所述分离器的参照光进一步分离为多个参照光的参照光用分离器，使来自该来自参照光用分离器的多个参照光向所述参照光反射单元照射。

10.根据权利要求9所述的温度/厚度测量装置，其特征在于：

按照在各自附近测量针对所述各测量对象物的所述测量光与所述参照光的干涉波形的方式，调整所述来自参照光用分离器的多个参照光的光路长度。

11.根据权利要求10所述的温度/厚度测量装置，其特征在于：

按照针对所述各测量对象物的所述测量光与所述参照光的干涉波形的峰值宽度的全部或一部分重叠而进行测量的方式，调整来自所述参照光用分离器的多个参照光的光路长度。

12.根据权利要求1所述的温度/厚度测量装置，其特征在于：

所述参照光传输单元在参照光的光路的中途设置有与该参照光的光路并列地连接的迂回光路。

13.根据权利要求12所述的温度/厚度测量装置，其特征在于：

按照在各自附近测量针对所述各测量对象物的所述测量光与所述参照光的干涉波形的方式，调整所述参照光的迂回光路的光路长度。

14.根据权利要求13所述的温度/厚度测量装置，其特征在于：

按照针对所述各测量对象物的所述测量光与所述参照光的干涉波形的峰值宽度的全部或一部分重叠而进行测量的方式，调整所述参照光的迂回光路的光路长度。

15.根据权利要求1～14中的任一项所述的温度/厚度测量装置，其特征在于：

所述各光分别借助于空中传输。

16.根据权利要求1～15中的任一项所述的温度/厚度测量装置，其特征在于：

所述各测量对象物由硅或氧化硅膜形成，

所述光源是可以照射具有1.0～2.5μm的波长的光的光源。

17.根据权利要求16所述的温度/厚度测量装置，其特征在于：

所述测量对象物是在基板处理装置内处理的被处理基板和与该被处理基板相对配置的电极板。

18.根据权利要求16所述的温度/厚度测量装置，其特征在于：

所述测量对象物是在于基板处理装置内处理的被处理基板的周围所配置的周边环和与该周边环相对配置的电极板。

19.一种温度/厚度测量方法，根据光的干涉测量相对配置的多个测量对象物的温度或厚度，其特征在于，该温度/厚度测量方法包括：

使从照射具有透过所述各测量对象物并反射的波长的光的光源分离出的测量光向所述多个测量对象物按照透过所述各测量对象物的方式加以照射并使参照光向参照光反射单元照射的工序；

通过使所述参照光反射单元向一方向扫描改变从所述参照光反射单元反射的参照光的光路长度，并测量从所述各测量对象物反射的各测量光与从所述参照光反射单元反射的参照光的光的干涉的工序；和

根据所述干涉测量的结果测量所述各测量对象物的温度或厚度的工序。

20.根据权利要求19所述的温度/厚度测量方法，其特征在于：

在所述测量光的光路的中途设置与该测量光的光路并列地连接的迂回光路，

测量所述干涉的工序，测量不通过所述测量光的迂回光路而传输的测量光与所述参照光的光的干涉、和至少1次通过所述测量光的迂回光路而传输的测量光与所述参照光的光的干涉。

21.根据权利要求19所述的温度/厚度测量方法，其特征在于：

设置用于将从所述光源分离出的测量光进一步分离为多个测量光的测量光用分离器，

测量所述干涉的工序，测量来自所述测量光用分离器的多个测量光从所述各测量对象物反射的各测量光与从所述参照光反射单元反射的参照光的光的干涉。

22.根据权利要求19所述的温度/厚度测量方法，其特征在于：

所述参照光反射单元设置多个反射面，

测量所述干涉的工序，测量从所述光源分离出的参照光从所述各反射面反射的多个参照光与从所述各测量对象物反射的各测量光的光的干涉。

23.根据权利要求19所述的温度/厚度测量方法，其特征在于：

设置用于将来自所述分离器的参照光进一步分离为多个参照光的参照光用分离器，

测量所述干涉的工序，测量所述来自参照光用分离器的多个参照光从所述参照光反射单元反射的各参照光与从所述各测量对象物反射的各测量光的光的干涉。

24.根据权利要求19所述的温度/厚度测量方法，其特征在于：

在所述参照光的光路的中途设置与该参照光的光路并列地连接的迂回光路，

测量所述干涉的工序，测量不通过所述参照光的迂回光路而传输的参照光与所述测量光的光的干涉、和至少1次通过所述参照光的迂回光路而传输的参照光与所述测量光的光的干涉。

25.根据权利要求19～24中的任一项所述的温度/厚度测量方法，其特征在于：

所述各光分别借助于空中传输。

26.根据权利要求19～25中的任一项所述的温度/厚度测量方法，其特征在于：

所述各测量对象物由硅或氧化硅膜形成，

所述光源是可以照射具有1.0～2.5μm的波长的光的光源。

27.根据权利要求26所述的温度/厚度测量方法，其特征在于：

所述测量对象物是在基板处理装置内处理的被处理基板和与该被处理基板相对配置的电极板。

28.根据权利要求26所述的温度/厚度测量方法，其特征在于：

所述测量对象物是在于基板处理装置内处理的被处理基板的周围所配置的周边环和与该周边环相对配置的电极板。

29.根据权利要求19～28中的任一项所述的温度/厚度测量方法，其特征在于：

在所述测量光与所述参照光的光的干涉的测量中改变所述光源的光强度。

30.根据权利要求29所述的温度/厚度测量方法，其特征在于：

与所述参照光反射单元的移动距离相对应地逐渐增大所述光源的光强度。

31.根据权利要求29所述的温度/厚度测量方法，其特征在于：

对所述各测量对象物改变所述光源的光强度。

32.根据权利要求31所述的温度/厚度测量方法，其特征在于：

与所述测量光的来自所述各测量对象物的反射强度相对应地改变所述光源的光强度。

33.根据权利要求31所述的温度/厚度测量方法，其特征在于：

越是距离所述测量光的照射位置越远的测量对象物，所述光源的光强度越大。

34.一种温度/厚度测量系统，其特征在于，

该温度/厚度测量系统具有：通过将高频电力加到配置在处理室内的电极板上而对与该电极板相对配置的被处理基板进行指定的处理的基板处理装置、安装在该基板处理装置中的温度/厚度测量装置和控制所述温度/厚度测量装置的控制装置，

所述温度/厚度测量装置包括：

照射具有至少透过所述电极板和所述被处理基板或包括设置在该被处理基板的周围的周边环的各测量对象物并反射的波长的光的光源、

将来自所述光源的光分离为测量光和参照光的分离器、

反射来自所述分离器的参照光的参照光反射单元、

改变从所述参照光反射单元反射的参照光的光路长度的光路长度改变单元、

将来自所述分离器的参照光传输到向所述参照光反射单元照射的参照光照射位置的参照光传输单元、

将来自所述分离器的测量光传输到向所述各测量对象物按照透过所述各测量对象物的方式加以照射的测量光照射位置的测量光传输单元、和

测量从所述各测量对象物反射的各测量光与从所述参照光反射单元反射的参照光的光的干涉的光接收单元，

所述控制装置根据所述光接收单元的干涉测量的结果求出所述各测量对象物的温度或厚度。

35.一种控制系统，其特征在于，

该控制系统具有：通过将高频电力加到配置在处理室内的电极板上而对与该电极板相对配置的被处理基板进行指定的处理的基板处理装置、设置在该基板处理装置中的温度/厚度测量装置和控制所述温度/厚度测量装置以及所述基板处理装置的控制装置，

所述温度/厚度测量装置包括：

照射具有至少透过所述电极板和所述被处理基板或包括设置在该被处理基板的周围的周边环的各测量对象物并反射的波长的光的光源、

将来自所述光源的光分离为测量光和参照光的分离器、

反射来自所述分离器的参照光的参照光反射单元、

改变从所述参照光反射单元反射的参照光的光路长度的光路长度改变单元、

将来自所述分离器的参照光传输到向所述参照光反射单元照射的参照光照射位置的参照光传输单元、

将来自所述分离器的测量光传输到向所述各测量对象物按照透过所述各测量对象物的方式加以照射的测量光照射位置的测量光传输单元、和

测量从所述各测量对象物反射的各测量光与从所述参照光反射单元反射的参照光的光的干涉的光接收单元，

所述控制装置根据所述光接收单元的干涉测量的结果求出所述各测量对象物的温度或厚度，并根据这些温度或厚度进行位于所述基板处理装置的处理室内的所述被处理基板的温度控制和工艺控制中的至少一方的控制。

36.一种针对基板处理装置的控制系统的控制方法，其特征在于，

该基板处理装置，通过将高频电力加到配置在处理室内的电极板上而对与该电极板相对配置的被处理基板进行指定的处理，

该控制方法包括：

使从照射具有至少透过所述电极板和所述被处理基板或包括设置在该被处理基板的周围的周边环的多个测量对象物并反射的波长的光的光源分离出的测量光向所述多个测量对象物按照透过所述各测量对象物的方式加以照射并使参照光向参照光反射单元照射的工序；

通过使所述参照光反射单元向一方向扫描改变从所述参照光反射单元反射的参照光的光路长度，并测量从所述各测量对象物反射的各测量光与从所述参照光反射单元反射的参照光的光的干涉的工序；

根据所述干涉测量的结果测量所述各测量对象物的温度或厚度的工序；和

根据测量到的所述各测量对象物的温度或厚度进行所述基板处理装置中的所述被处理基板的温度控制和工艺控制中的至少一方的控制的工序。

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