JP2021060276A - 温度計測システム及び温度計測方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】測定対象物の温度を精度良く測定することができる方法を提供する。【解決手段】第１主面及び第１主面に対向する第２主面を有する測定対象物の温度を計測する温度計測システムであって、第１波長領域、及び第１波長領域とは異なる第２波長領域を含み、測定対象物を透過する出力光の光源部と、第１主面及び第２主面からの反射光のスペクトルを測定する測定部と、スペクトルをフーリエ変換することにより、第１波長領域の出力光に関する光路長である第１光路長と第２波長領域の出力光に関する光路長である第２光路長との比である光路長比を算出する光路長比算出部と、第１波長領域の出力光に関する測定対象物の屈折率である第１屈折率と第２波長領域の出力光に関する測定対象物の屈折率である第２屈折率との比である屈折率比と測定対象物の温度との予め取得された関係と、光路長比とに基づいて、測定対象物の温度を算出する温度算出部とを備える。【選択図】図１
Description
本開示の実施形態は、温度計測システム及び温度計測方法に関する。
特許文献１には、光干渉を利用して測定対象物の温度を計測する温度計測システムが記載されている。このシステムは、光源、光サーキュレータ、コリメータ、分光器、光路長算出部、及び温度算出部を備えている。光源からの測定光は、測定対象物の両端面によりそれぞれ反射され、コリメータ及び光サーキュレータを介して分光器に到達する。分光器は、反射光の強度分布である干渉強度分布を測定する。光路長算出部は、干渉強度分布をフーリエ変換し、測定対象物の厚みに対応する光路長を算出する。温度算出部は、測定対象物ごとに予め測定された温度と光路長との関係を示す温度校正データに基づいて、測定対象物の温度を算出する。
本開示は、測定対象物の温度を精度良く測定することができる温度計測システム及び温度計測方法を提供する。
本開示の一態様による温度計測システムは、第１主面及び第１主面に対向する第２主面を有する測定対象物の温度を計測する温度計測システムであって、第１波長領域、及び前記第１波長領域とは異なる第２波長領域を含み、前記測定対象物を透過する出力光の光源部と、光源部からの出力光を測定対象物の第１主面へ出射するとともに、第１主面及び第２主面からの反射光を入射する少なくとも１つの光学素子と、少なくとも１つの光学素子に接続され、波長に依存した第１主面及び第２主面からの反射光のスペクトルを測定する測定部と、測定部により測定されたスペクトルをフーリエ変換することにより、第１波長領域の出力光に関する光路長である第１光路長と第２波長領域の出力光に関する光路長である第２光路長との比である光路長比を算出する光路長比算出部と、第１波長領域の出力光に関する測定対象物の屈折率である第１屈折率と第２波長領域の出力光に関する測定対象物の屈折率である第２屈折率との比である屈折率比と測定対象物の温度との予め取得された関係と、光路長比とに基づいて、測定対象物の温度を算出する温度算出部と、を備える。
本開示によれば、測定対象物の温度を精度良く測定することができる温度計測システム及び温度計測方法を提供することができる。
以下、種々の例示的実施形態について説明する。
特許文献１に記載の方法では、例えば消耗により測定対象物の厚みが減少した場合、測定対象物の厚みに対応する光路長が短くなるため、温度算出部は測定対象物の温度を正確に算出することができない。したがって、測定対象物の温度を精度良く測定することができる温度計測システム及び温度計測方法が必要とされている。
本開示は、測定対象物の温度を精度良く測定することができる温度計測システム及び温度計測方法を提供する。
本開示の一態様による温度計測システムは、第１主面及び第１主面に対向する第２主面を有する測定対象物の温度を計測する温度計測システムであって、第１波長領域、及び第１波長領域とは異なる第２波長領域を含み、測定対象物を透過する出力光の光源部と、光源部からの出力光を測定対象物の第１主面へ出射するとともに、第１主面及び第２主面からの反射光を入射する少なくとも１つの光学素子と、少なくとも１つの光学素子に接続され、波長に依存した第１主面及び第２主面からの反射光のスペクトルを測定する測定部と、測定部により測定されたスペクトルをフーリエ変換することにより、第１波長領域の出力光に関する光路長である第１光路長と第２波長領域の出力光に関する光路長である第２光路長との比である光路長比を算出する光路長比算出部と、第１波長領域の出力光に関する測定対象物の屈折率である第１屈折率と第２波長領域の出力光に関する測定対象物の屈折率である第２屈折率との比である屈折率比と測定対象物の温度との予め取得された関係と、光路長比とに基づいて、測定対象物の温度を算出する温度算出部とを備える。
この温度計測システムによれば、第１波長領域の出力光に関する第１光路長と第２波長領域の出力光に関する第２光路長とから光路長比が算出される。出力光に関する光路長は、出力光に対する測定対象物の屈折率と、測定対象物の厚みとの積で表される。測定対象物の厚みは、測定対象物の物性により定まる基準値と基準値に対する温度による変動率に依存し、出力光の波長には依存しない。第１光路長と第２光路長との比である光路長比が算出される場合、第１光路長及び第２光路長に含まれる基準値及び変動率の項はキャンセルされる。このため、第１光路長と第２光路長との光路長比は、第１波長領域の出力光に関する測定対象物の屈折率と第２波長領域の出力光に関する屈折率との比である屈折率比で表される。屈折率は、出力光の波長領域と測定対象物の温度とに依存する。屈折率比と温度との関係は予め取得されている。予め取得された屈折率比と温度との関係は光路長比と温度との関係を示す。温度計測システムは、屈折率比と温度との関係と、算出された光路長比とに基づいて測定対象物の温度を算出することができる。この温度計測システムでは、例えば消耗により測定対象物の厚みが減少した場合であっても、厚みの変化は光路長比に影響を与えないため、温度算出部は測定対象物の温度を精度良く算出することができる。また、温度計測システムは、光路長比と温度との関係が既知であれば従来のように測定対象物ごとに温度とその温度における光路長との関係を温度測定前に補正する必要がなくなる。これにより、この温度計測システムは、温度とその温度における光路長との関係を測定対象物ごとに補正する場合と比べて、測定手順を簡略化することができる。
一実施形態において、光源部は、第１波長領域の光の第１光源と、第２波長領域の光の第２光源と、第１波長領域の光と第２波長領域の光とを合波した出力光を伝搬する合波器とを有してもよい。この場合、この温度計測システムは、出力光のうち測定したい波長領域ごとに光源を割り当てることができる。
一実施形態において、測定部は、第１波長領域の出力光によって生じた第１主面及び第２主面からの反射光である第１反射光のスペクトルを測定する第１分光器と、第２波長領域の出力光によって生じた第１主面及び第２主面からの反射光である第２反射光のスペクトルを測定する第２分光器とを有してもよい。この場合、第１分光器は第１反射光の測定に適した波長領域に、第２分光器は第２反射光の測定に適した波長領域に、分布測定範囲をそれぞれ絞ることができる。このため、この温度計測システムは、第１分光器及び第２分光器のそれぞれの分解能を上げることができ、精度良くスペクトルを測定することができる。
一実施形態において、少なくとも１つの光学素子は、複数の光学素子を含んでもよい。この場合、この温度計測システムは、光学素子を複数備えることにより、多点計測が実施できる。
一実施形態において、測定対象物はシリコンで構成され、第１波長領域は、１２００ｎｍ以上１３００ｎｍ以下であり、第２波長領域は、１５００ｎｍ以上１６００ｎｍ以下であってもよい。この場合、この温度計測システムは、シリコンにおける第１波長領域の出力光及び第２波長領域の出力光の吸収を抑えることができる。なお、チャンバー内部の構成パーツの内、測定対象物が測定光に対して内部で光量が減衰しない材質であればシリコンに限定されず、石英、サファイア及びシリコンカーバイド等でもよい。
一実施形態において、少なくとも１つの光学素子は、測定対象物を収容する基板処理装置に設けられ、測定対象物は、基板、フォーカスリング及び上部電極のうちの少なくとも１つであってもよい。この場合、この温度計測システムは、基板、フォーカスリング及び上部電極のうちの少なくとも１つの温度を精度良く測定することができる。
本開示の他の態様に係る温度計測方法は、第１主面及び第１主面に対向する第２主面を有する測定対象物の温度を計測する温度計測方法であって、第１波長領域、及び第１波長領域とは異なる第２波長領域を含み、測定対象物を透過する出力光を測定対象物に照射するステップと、測定対象物における第１主面及び第２主面からの反射光のスペクトルを測定するステップと、スペクトルをフーリエ変換することにより、第１波長領域の出力光に関する光路長である第１光路長と第２波長領域の出力光に関する光路長である第２光路長との比である光路長比を算出するステップと、第１波長領域の出力光に関する測定対象物の屈折率である第１屈折率と第２波長領域の出力光に関する測定対象物の屈折率である第２屈折率との比である屈折率比と測定対象物の温度との予め取得された関係と、光路長比とに基づいて、測定対象物の温度を算出するステップと、を有する。
この温度計測方法によれば、第１波長領域の出力光に関する第１光路長と第２波長領域の出力光に関する第２光路長とから光路長比が算出される。出力光に関する光路長は、出力光に対する測定対象物の屈折率と、測定対象物の厚みとの積である。測定対象物の厚みは、測定対象物の物性により定まる基準値と基準値に対する温度による変動率に依存し、出力光の波長には依存しない。光路長比を算出するステップにおいて第１光路長と第２光路長との比である光路長比が算出される場合、第１光路長及び第２光路長に含まれる基準値及び変動率の項はキャンセルされる。このため、第１光路長と第２光路長との光路長比は、第１波長領域の出力光に関する測定対象物の屈折率と第２波長領域の出力光に関する屈折率との比である屈折率比で表される。屈折率は、出力光の波長領域と測定対象物の温度とに依存する。屈折率比と温度との関係は予め取得されている。予め取得された屈折率比と温度との関係は光路長比と温度との関係を示す。温度計測方法は、温度を算出するステップにおいて、屈折率比と温度との関係と、算出された光路長比とに基づいて測定対象物の温度を算出することができる。この温度計測方法では、例えば消耗により測定対象物の厚みが減少した場合であっても、厚みの変化は光路長比に影響を与えないため、測定対象物の温度を精度良く算出することができる。また、この温度計測方法は、光路長比と温度との関係が既知であれば従来のように測定対象物ごとに温度とその温度における光路長との関係を温度測定前に補正する必要がなくなる。これにより、この温度計測方法は、温度とその温度における光路長との関係を測定対象物ごとに補正する場合と比べて、測定手順を簡略化することができる。
以下、図面を参照して、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。
図１は、一実施形態に係る温度計測システムの一例を示す構成図である。図１に示される温度計測システム１は、測定対象物５の温度を計測するシステムである。温度計測システム１は、光干渉を利用して温度を計測する。温度計測システム１は、光源部１０と、光を空間に出射する光学素子３０と、測定部４０と、演算装置５０とを備える。温度計測システム１は、光サーキュレータ２５と、光スイッチ２７とを備えてもよい。光源部１０、光サーキュレータ２５、光スイッチ２７、光学素子３０、及び測定部４０のそれぞれの接続は、光ファイバーケーブルを用いて行われる。
測定対象物５は、例えば板状を呈し、第１主面５ａ及び第１主面５ａに対向する第２主面５ｂを有している。以下では、必要に応じて、第１主面５ａを表面５ａ、第２主面５ｂを裏面５ｂと称して説明する。計測対象とする測定対象物５としては、例えばＳｉ（シリコン）、ＳｉＯ２（石英）、Ａｌ２Ｏ３（サファイア）及びＳｉＣ（シリコンカーバイド）の少なくとも１つで構成される。
光源部１０は、第１波長領域、及び第１波長領域とは異なる第２波長領域を含み、測定対象物５を透過する出力光を発生させる。光源部１０は、例えば、第１光源１１、第２光源１２、及び合波器２０を有する。
第１光源１１は、測定対象物５を透過する波長を有する光を発生する。第１光源１１は、第１波長領域の光を発生する。第１波長領域は、例えば１２００ｎｍ以上１３００ｎｍ以下である。第１光源１１として、例えばＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）が用いられる。
第２光源１２は、測定対象物５を透過する波長を有する光を発生する。第１光源１１は、第１波長領域とは異なる波長域である第２波長領域の光を発生する。第２波長領域は、例えば１５００ｎｍ以上１６００ｎｍ以下である。第２光源１２として、例えばＳＬＤが用いられる。
合波器２０は、第１光源１１から出力された第１波長領域の光と、第２光源１２から出力された第２波長領域の光とを合波した出力光を伝搬する。合波器２０は、合波した出力光を光サーキュレータ２５へ出力する。
光サーキュレータ２５は、合波器２０、光スイッチ２７及び測定部４０に接続されている。光サーキュレータ２５は、合波器２０で発生した出力光を、光スイッチ２７を介して光学素子３０へ伝搬する。
光スイッチ２７は、光サーキュレータ２５及び光学素子３０に接続されている。光スイッチ２７は、光サーキュレータ２５を介して合波器２０から伝搬された出力光を光学素子３０へ伝搬する。光学素子３０が複数設けられる場合、光スイッチ２７は、各光学素子３０に合波光を伝搬する。
光学素子３０は、出力光を測定対象物５の表面５ａへ出射する。光学素子３０は、平行光線として調整された出力光を測定対象物５へ出射する。そして、光学素子３０は、測定対象物５からの反射光を入射する。反射光には、表面５ａの反射光だけでなく裏面５ｂの反射光が含まれる。光学素子３０は、反射光を光スイッチ２７へ伝搬する。光スイッチ２７は、光サーキュレータ２５を介して、反射光を測定部４０へ伝搬する。温度計測システム１は、光学素子３０を少なくとも１つ備える。温度計測システム１は、複数の光学素子３０を備えていてもよい。光学素子３０は、例えば、コリメータ又はフォーカサである。
測定部４０は、光サーキュレータ２５から得られた反射光のスペクトルを測定する。反射光スペクトルは、反射光の波長又は周波数に依存した強度分布を示す。図２は、測定部４０及び演算装置５０の機能ブロック図である。図２に示すように、測定部４０は、例えば、光分散素子１４１及び受光部１４２を備える。光分散素子１４１は、例えば、回折格子等であり、光を波長ごとに所定の分散角で分散させる素子である。受光部１４２は、光分散素子１４１によって分散された光を取得する。受光部１４２としては、複数の受光素子が格子状に配列されたＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）が用いられる。受光素子の数がサンプリング数となる。また、光分散素子１４１の分散角及び光分散素子１４１と受光素子との距離に基づいて、波長スパンが規定される。これにより、反射光は波長又は周波数ごとに分散され、波長又は周波数ごとに強度が取得される。測定部４０は、反射光スペクトルを演算装置５０へ出力する。
測定部４０は、分波器４１と、第１分光器４２と、第２分光器４４とを有してもよい。分波器４１は、光サーキュレータ２５、第１分光器４２及び第２分光器４４に接続されている。分波器４１は、測定部４０が複数の分光器を有する場合、光サーキュレータ２５から得られた反射光を各分光器に伝搬する。
第１分光器４２は、第１波長領域の出力光によって生じた表面５ａ及び裏面５ｂからの反射光である第１反射光の反射光スペクトルを測定する。第１分光器４２は、反射光スペクトルを演算装置５０へ出力する。第２分光器４４は、第２波長領域の出力光によって生じた表面５ａ及び裏面５ｂからの反射光である第２反射光の反射光スペクトルを測定する。第２分光器４４は、反射光スペクトルを演算装置５０へ出力する。第１分光器４２及び第２分光器４４は、測定部４０と同一の構成を有する。すなわち、第１分光器４２は、例えば、光分散素子１４１ａ及び受光部１４２ａを備え、第２分光器４４は、例えば、光分散素子１４１ｂ及び受光部１４２ｂを備える。
演算装置５０は、反射光スペクトルに基づいて測定対象物５の温度を計測する。演算装置５０は、光路長比算出部５１、温度算出部５５及び温度校正データ５６を備えている。光路長比算出部５１は、反射光スペクトルを高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）によりフーリエ変換する。例えば、時間領域におけるフーリエ変換であれば、周波数（単位時間あたりの振動数）に依存した強度分布を示す反射光スペクトルを、時間に依存した強度分布を示す反射光スペクトルへ変換する。また、例えば、空間領域におけるフーリエ変換であれば、空間周波数（単位長さあたりの振動数）に依存した強度分布を示す反射光スペクトルを、位置に依存した強度分布を示す反射光スペクトルへ変換する。光路長比算出部５１は、フーリエ変換後の反射光スペクトルの所定のピーク値を含む範囲において、データ点を補間する。光路長比算出部５１は、フーリエ変換後の反射光スペクトルの所定のピーク値の重心位置を計算する。
光路長比算出部５１は、第１波長領域の出力光に関する光路長である第１光路長と、第２波長領域の出力光に関する光路長である第２光路長との比である光路長比を算出する。まず、光路長比算出部５１は、例えば、重心位置に基づいて第１光路長及び第２光路長を算出する。次に光路長比算出部５１は、例えば、光路長比として第１光路長を第２光路長で除した値を算出する。
温度算出部５５は、屈折率比と測定対象物５の温度との予め取得された関係と、光路長比とに基づいて、測定対象物５の温度を算出する。屈折率比は、第１波長領域の出力光に関する測定対象物５の屈折率である第１屈折率と第２波長領域の出力光に関する測定対象物５の屈折率である第２屈折率との比である。温度算出部５５は、例えば、屈折率比として第１屈折率を第２屈折率で除した値を用いる。温度校正データ５６は、屈折率比と測定対象物５の温度との予め取得された関係を含む。温度算出部５５は、温度校正データ５６と光路長比とに基づいて測定対象物５の温度を算出する。
上記構成を有する温度計測システム１によって、測定対象物５の表面５ａと裏面５ｂとの光干渉を利用して温度を測定する（ＦＦＴ周波数領域法）。以下、光干渉の原理について説明する。図３は、入射光スペクトル及び反射光スペクトルを説明する概要図である。図３では、例として、ある光源からの波長λの測定光を入射光とする。入射光スペクトルの強度Ｓ（ｋ）は、空間周波数１／λ（単位長さあたりの振動数）に依存する。波数ｋは２π／λである。測定対象物５の厚みをｄ、屈折率をｎ、反射率をＲとする。反射光Ｅは、複数の反射成分を重ねたものになる。例えば、Ｅ１は、表面５ａにおける反射成分である。Ｅ２は、裏面５ｂにおける反射成分である。Ｅ３は、表面５ａで一回、裏面５ｂで２回反射された反射成分である。なお、Ｅ４以降の反射成分は省略している。複数の成分が重なり、反射光スペクトルの強度Ｉ（ｋ）が得られる。反射光スペクトルの強度Ｉ（ｋ）は、入射光スペクトルの強度Ｓ（ｋ）と以下の数式で示す関係がある。
上記の式１において、第２項は表裏面干渉の項である。第３項は表裏面多重干渉の項である。式１をフーリエ変換すると、位置に依存した反射光スペクトルを得ることができる。
上記の式１において、第２項は表裏面干渉の項である。第３項は表裏面多重干渉の項である。式１をフーリエ変換すると、位置に依存した反射光スペクトルを得ることができる。
図４は、反射光スペクトルのフーリエ変換を説明する概要図である。図４に示すように、空間領域フーリエ変換により、空間周波数１／λを位置ｘに変換している。位置ｘに変換された反射光スペクトルの強度Ｉ（ｘ）は、式１をフーリエ変換することにより、以下の通りとなる。
上記の式２に示すように、２ｎｄごとにピーク値が出現する。２ｎｄは表面からの反射光と裏面からの反射光との光路差である。すなわちｎｄは、測定対象物５の表裏面間の光路長である。なお、上記説明では空間領域フーリエ変換を用いたが、時間領域フーリエ変換を用いてもよい。
上記の式２に示すように、２ｎｄごとにピーク値が出現する。２ｎｄは表面からの反射光と裏面からの反射光との光路差である。すなわちｎｄは、測定対象物５の表裏面間の光路長である。なお、上記説明では空間領域フーリエ変換を用いたが、時間領域フーリエ変換を用いてもよい。
ここで、光路長ｎｄについて詳細に説明する。測定対象物５の屈折率ｎは入射する測定光の波長λ及び測定対象物５の温度Ｔに依存する。また、測定対象物５の厚みｄは、測定対象物５の物性により定まる基準値ｄ０と基準値に対する温度による変動率αに依存し、測定光の波長λには依存しない。したがって光路長ｎｄは、以下の式３のように表される。
第１光源１１からの波長λ１の出力光（第１波長領域の出力光の一例）が測定対象物５への入射光である場合において、測定対象物５の屈折率をｎ１とする。第１光路長ｎ１ｄは、以下の式４のように表される。
第２光源１２からの波長λ２の出力光（第２波長領域の出力光の一例）が測定対象物５への入射光である場合において、測定対象物５の屈折率をｎ２とする。第２光路長ｎ２ｄは、以下の式５のように表される。
第２光源１２からの波長λ２の出力光（第２波長領域の出力光の一例）が測定対象物５への入射光である場合において、測定対象物５の屈折率をｎ２とする。第２光路長ｎ２ｄは、以下の式５のように表される。
光路長比算出部５１は、式５及び式６を用いて第１光路長と第２光路長との比である光路長比を算出する。光路長比算出部５１は、例えば、以下の式６を用いる。
以上のように、同一の温度Ｔにおける光路長比を算出する過程において、第１光路長及び第２光路長に含まれる基準値ｄ０の項及び変動率αの項はキャンセルされるため、測定対象物５の厚みの変化は光路長比に影響を与えない。これにより、同一の温度Ｔにおいて、第１光路長と第２光路長との比である光路長比は、第１屈折率と第２屈折率との比である屈折率比で表される。
以上のように、同一の温度Ｔにおける光路長比を算出する過程において、第１光路長及び第２光路長に含まれる基準値ｄ０の項及び変動率αの項はキャンセルされるため、測定対象物５の厚みの変化は光路長比に影響を与えない。これにより、同一の温度Ｔにおいて、第１光路長と第２光路長との比である光路長比は、第１屈折率と第２屈折率との比である屈折率比で表される。
次に、屈折率比と測定対象物５の温度との関係を説明する。図５は、屈折率比と測定対象物の温度との関係を示す温度校正データの一例である。図５の横軸は温度であり、縦軸は屈折率比である。温度校正データ５６は予め取得される。温度校正データ５６は、温度校正器により取得されうる。温度校正データ５６として、測定対象物５と同一の材質を有するサンプルの温度Ｔと、温度Ｔにおける屈折率比とが同時に計測される。温度Ｔは、例えば、白金測温抵抗体を用いて測定される。式６より同一の温度Ｔにおける光路長比は屈折率比で表されるため、温度校正データ５６が示す屈折率比と温度との関係から光路長比と温度との関係が導出される。これにより、温度算出部５５は、屈折率比と温度との関係と、光路長比とに基づいて測定対象物５の温度を算出する。
次に、温度計測システム１の温度計測動作である温度計測方法について説明する。図６は、一実施形態に係る温度計測方法を示すフローチャートである。図６に示す温度計測方法ＭＴは、例えば第１光源１１、第２光源１２及び演算装置５０の電源がＯＮされたタイミングから所定の間隔で繰り返し実行される。
図６に示すように、反射光スペクトルの入力処理から開始する（Ｓ１０）。第１光源１１は、第１波長領域の光を発生する。第２光源１２は、第２波長領域の光を発生する。例えば、第２波長領域の光は、図７の（ａ）に示すスペクトルとなる。合波器２０は、第１波長領域の光及び第２波長領域の光を合波し、光サーキュレータ２５及び光学素子３０を通じて測定対象物５に出力光を照射する（出力光を測定対象物に照射するステップ）。測定部４０に含まれる第１分光器４２及び第２分光器４４は、測定対象物５の表面５ａ及び裏面５ｂで反射した反射光のスペクトルを取得する（測定するステップ）。例えば、第２分光器４４は、図７の（ｂ）に示す第２反射光のスペクトルを取得する。光路長比算出部５１は、測定部４０から第１反射光のスペクトル及び第２反射光のスペクトルを入力する。Ｓ１０の処理が終了すると、座標変換処理へ移行する（Ｓ１２）。
Ｓ１２の処理では、光路長比算出部５１が、Ｓ１０の処理で得られたスペクトルの座標軸を、波長λから空間周波数（１／λ）へ変換する。例えば、第２反射光については、図７の（ｃ）に示すスペクトルとなる。Ｓ１２の処理が終了すると、第１データ補間処理へ移行する（Ｓ１４）。
Ｓ１４の処理では、光路長比算出部５１が、Ｓ１２の処理で得られたスペクトルのデータ補間を行う。例えば、サンプリング数をＮｓとし、スペクトルのデータとして、空間周波数の配列を（ｘ０,ｘ１,ｘ２,…,ｘＮ−１）とし、強度の配列を（ｙ０,ｙ１,ｙ２,…,ｙＮ−１）とする。まず、光路長比算出部５１は、空間周波数の配列を等間隔に再配列する。例えば、再配列後の空間周波数の配列に含まれる空間周波数をＸｉとすると、以下の式７を用いて再配列を行う。
次に、光路長比算出部５１は、再配列後の空間周波数Ｘｉにおける強度を、例えば、線形補間で計算する。このときの強度をＹｉとすると、以下の式８を用いて算出する。
ただし、ｊはＸｉ＞ｘｊとなる最大の整数である。これにより、例えば図８の（ａ）に示すスペクトルとなる。なお、再配列後の空間周波数Ｘｉにおける強度を、多項式補間で計算してもよい。Ｓ１４の処理が終了すると、ＦＦＴ処理へ移行する（Ｓ１６）。
次に、光路長比算出部５１は、再配列後の空間周波数Ｘｉにおける強度を、例えば、線形補間で計算する。このときの強度をＹｉとすると、以下の式８を用いて算出する。
ただし、ｊはＸｉ＞ｘｊとなる最大の整数である。これにより、例えば図８の（ａ）に示すスペクトルとなる。なお、再配列後の空間周波数Ｘｉにおける強度を、多項式補間で計算してもよい。Ｓ１４の処理が終了すると、ＦＦＴ処理へ移行する（Ｓ１６）。
Ｓ１６の処理では、光路長比算出部５１が、Ｓ１４の処理で補間されたスペクトルをフーリエ変換する（フーリエ変換工程）。これにより、例えば、図８の（ｂ）に示すように、縦軸が振幅、横軸が位相のスペクトルとなる。Ｓ１６の処理が終了すると、フィルタリング処理へ移行する（Ｓ１８）。
Ｓ１８の処理では、光路長比算出部５１が、Ｓ１６の処理で得られたスペクトルからＸ＝０のピーク値をフィルタリングする。例えば、Ｘ＝０からＸ＝Ｚ（所定値）までの範囲の強度データＹに０を代入する。Ｓ１８の処理が終了すると、抽出処理へ移行する（Ｓ２０）。
Ｓ２０の処理では、光路長比算出部５１が、Ｓ１８の処理で得られたスペクトルからＸ＝２ｎｄのピーク値を抽出する。例えば、ピークの最大値をＹｉとした場合、Ｙｉ−１０からデータ点を２０点抽出する。これは、ピークの中心から裾までのデータを抽出するためである。例えば、ピークの最大値を１としたときに、最大値から０．５までの範囲が含まれるように抽出する。例えば、図８の（ｃ）に示すスペクトルが抽出される。Ｓ２０の処理が終了すると、第２データ補間処理へ移行する（Ｓ２２）。
Ｓ２２の処理では、光路長比算出部５１が、Ｓ２０の処理で得られた２ｎｄピークのデータを補間する（データ補間工程）。光路長比算出部５１は、例えばデータ点間を補間数Ｎで等間隔に線形補間する。補間数Ｎは、例えば必要な温度精度に基づいて予め設定される。例えば、以下の式９を用いてデータ補間を行う。
ここで、ｊは強度の配列に用いた指標である。光路長比算出部５１は、上記式９をｉ＝０〜Ｎ−１の範囲で実行する。すなわち、Ｓ２０の処理で得られた２０点の間隔全てを対象にして算出する。このように、フーリエ変換後のデータ間隔を、必要な分割数（補間数Ｎ）で分割し、分割数に応じたデータ数を線形補間する。Ｓ２２の処理が終了すると、抽出処理へ移行する（Ｓ２４）。
ここで、ｊは強度の配列に用いた指標である。光路長比算出部５１は、上記式９をｉ＝０〜Ｎ−１の範囲で実行する。すなわち、Ｓ２０の処理で得られた２０点の間隔全てを対象にして算出する。このように、フーリエ変換後のデータ間隔を、必要な分割数（補間数Ｎ）で分割し、分割数に応じたデータ数を線形補間する。Ｓ２２の処理が終了すると、抽出処理へ移行する（Ｓ２４）。
Ｓ２４の処理では、光路長比算出部５１が、Ｓ２２の処理で補間されたデータから重心の計算に利用するデータ範囲のみを抽出する。例えば、光路長比算出部５１は、重心計算に使用する閾値をＡ％とし、ピークの最大強度ＹＭＡＸ×Ａ以下の強度データＹに０を代入する。Ｓ２４の処理が終了すると、重心計算処理へ移行する（Ｓ２６）。
Ｓ２６の処理では、光路長比算出部５１が、Ｓ２４の処理で補間されたデータから重み付け重心を計算する（重み付け重心計算工程）。例えば、以下の式１０を用いる。
なお、Ｎは重心範囲抽出後のデータ点数である。式１０を用いることで光路長ｎｄを算出することができる。これらより、第１波長領域の出力光に対する第１光路長ｎ１ｄが算出され、第２波長領域の出力光に対する第２光路長ｎ２ｄが算出される。Ｓ２６の処理が終了すると、光路長比計算処理へ移行する（Ｓ２８）
なお、Ｎは重心範囲抽出後のデータ点数である。式１０を用いることで光路長ｎｄを算出することができる。これらより、第１波長領域の出力光に対する第１光路長ｎ１ｄが算出され、第２波長領域の出力光に対する第２光路長ｎ２ｄが算出される。Ｓ２６の処理が終了すると、光路長比計算処理へ移行する（Ｓ２８）
Ｓ２８の処理では、光路長比算出部５１が、Ｓ２６の処理で得られた第１光路長ｎ１ｄ及び第２光路長ｎ２ｄを用いて光路長比を算出する（光路長比を算出するステップ）。光路長比算出部５１は、例えば、式６を用いて光路長比を算出する。これにより、光路長比算出部５１は、光路長比を屈折率比で表すことができる。Ｓ２８の処理が終了すると、温度計算処理へ移行する（Ｓ３０）。
Ｓ３０の処理では、温度算出部５５が、屈折率比と測定対象物５の温度との関係と、Ｓ２８の処理で得られた光路長比とに基づいて、測定対象物５の温度を算出する（温度を算出するステップ）。温度算出部５５は、屈折率比と測定対象物５の温度との関係として、例えば図５に示す温度校正データ５６を用いる。温度算出部５５は、例えば、Ｓ２８の処理で得られた光路長比から屈折率比が求められ、温度校正データ５６においてその屈折率比に対応する温度を算出する。Ｓ３０の処理が終了すると、図６に示す温度計測方法ＭＴを終了する。
次に、一実施形態に係る温度計測システム１及び温度計測方法ＭＴの作用効果を概説する。以下では、一実施形態と対比するために、従来の温度計測システム及び温度計測方法を最初に説明する。まず、測定対象物５と同一の材質で構成された校正サンプルにおける、規格化光路長と温度との関係を示す校正データが予め取得される。最初に、温度校正器により制御された温度ごとに、干渉計が校正サンプルの光路長を計測し、温度計が校正サンプルの温度を計測する。次に、計測された校正サンプルの光路長は、所定の温度（一例として４０℃）において計測された校正サンプルの光路長で規格化される。これにより、温度と規格化光路長との関係を示す校正データが得られる。規格化光路長は、所定の温度を基準とした温度変動に対する光路長の変動率を表し、校正サンプルの厚みには依存しないデータとなる。次に、測定対象物５の光路長が実測され、同時に別手法で測定対象物５の温度が実測されることで、実測温度に対する実測光路長を示す実測データが取得される。次に、校正データにより示された温度と規格化光路長との関係が実測データにも当てはまるように、校正データが変換される。これにより、測定対象物５における任意の光路長に対する温度の関係が取得される。そして、測定対象物５における任意の光路長に対する温度の関係と、測定対象物５の計測された光路長とに基づいて、測定対象物５の温度が算出される。
上述したとおり、従来の温度計測システム及び温度計測方法では、測定対象物５ごとに、光路長を実測し、同時に別手法で測定対象物５の温度を実測する必要がある。しかしながら、測定環境によっては温度計の設置が困難な場合があり、測定対象物５の温度を別手法で実測できないおそれがある。これに対して、測定対象物５の周辺の温度から測定対象物５の温度を予測し、予測した温度を実測データとすることも考えられる。しかしながら、予測した温度には誤差が含まれ、誤差は測定対象物５の温度計測に影響を与えてしまう。このように、従来の温度計測システム及び温度計測方法では、測定対象物５の温度を精度良く実測できない場合がある。
これに対して、一実施形態に係る温度計測システム１及び温度計測方法ＭＴは、温度校正データ５６（光路長比（屈折率比）と温度との関係）のみが既知であれば、従来のように測定対象物５ごとに光路長と温度との実測データを予め取得する必要がない。すなわち、一実施形態に係る温度計測システム１及び温度計測方法ＭＴは、従来のように測定対象物ごとに校正データ（温度とその温度における規格化光路長との関係）を温度測定前に補正する必要がない。これにより、この温度計測システム１及び温度計測方法ＭＴは、実測データを測定対象物５ごとに取得し校正データを測定対象物５ごとに温度測定前に補正する従来の温度計測システム及び温度計測方法に比べて、測定手順を簡略化することができる。
温度計測システム１及び温度計測方法ＭＴによれば、測定対象物５の温度を精度良く測定することができる。例えば消耗により測定対象物５の厚みが減少した場合であっても、厚みの変化は光路長比に影響を与えないため、温度算出部５５は測定対象物５の温度を正確に算出することができる。
温度計測システム１及び温度計測方法ＭＴによれば、第１分光器４２は第１反射光の測定に適した波長領域に、第２分光器４４は第２反射光の測定に適した波長領域に、分布測定範囲をそれぞれ絞ることができる。このため、分光器ごとの分解能を上げることができ、精度良く反射光スペクトルを測定することができる。
温度計測システム１及び温度計測方法ＭＴによれば、光学素子３０を複数備えることにより、多点計測が実施できる。温度計測システム１及び温度計測方法ＭＴによれば、シリコン、石英及びサファイアの少なくとも１つで構成された測定対象物５に対して、１２００ｎｍ以上１３００ｎｍ以下の光と、１５００ｎｍ以上１６００ｎｍ以下の光とを照射する。このため、測定対象物５における出力光の吸収を抑えることができる。
なお、上述した実施形態は温度計測システム１及び温度計測方法ＭＴの一例を示すものであり、実施形態に係る装置及び方法を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
例えば、基板処理装置３００に一実施形態で説明した温度計測システム１を搭載させてもよい。図９は、基板処理装置の一例である。ここでは，例えばプラズマエッチング装置などの基板処理装置における測定対象物５の例としてウエハＴｗの温度測定に適用する場合を例に挙げて説明する。なお、測定対象物５は、基板処理装置３００内に収容されているものであればよい。基板処理装置３００内に収容されているものは、例えば、基板、フォーカスリング及び上部電極のうちの少なくとも１つであってもよい。処理室内に収容されている物体が第１波長領域及び第２波長領域の光に対して透過性を有する材質の場合において、測定対象物５として温度を計測してもよい。この場合、測定対象物５の材質として、シリコン、石英又はサファイア等が用いられる。
第１光源１１及び第２光源１２としては、測定対象物であるウエハＴｗの両端面Ｓ１，Ｓ２を透過し反射する光を使用する。例えばウエハＴｗはシリコンで形成されるので、シリコンやシリコン酸化膜などのシリコン材を透過可能な１．２〜２．５μｍの波長を有する光を照射可能なものを第１光源１１及び第２光源１２として使用する。
基板処理装置３００は、図９に示すように、例えばウエハＴｗに対してエッチング処理や成膜処理などの所定の処理を施す処理室３１０を備える。すなわちウエハＴｗは、処理室３１０に収容される。処理室３１０は図示しない排気ポンプに接続され、真空排気可能に構成されている。処理室３１０の内部には、上部電極３５０と、上部電極３５０に対向する下部電極３４０とが配設されている。下部電極３４０は、ウエハＴｗを載置する載置台を兼ねている。下部電極３４０の上部には、例えばウエハＴｗを静電吸着する静電チャック（図示しない）が設けられている。また、下部電極３４０には、冷却手段が設けられている。この冷却手段は、例えば、下部電極３４０に冷媒流路は略環状に形成される冷媒流路３４２に冷媒を循環させて下部電極３４０の温度を制御する。これにより、ウエハＴｗの温度を制御する。ウエハＴｗは、例えば処理室３１０の側面に設けられたゲートバルブ（図示しない）から処理室３１０内に搬入される。これら下部電極３４０、上部電極３５０にはそれぞれ所定の高周波電力を印加する高周波電源３２０、３３０が接続されている。
上部電極３５０は、最下部に位置する電極板３５１を電極支持体３５２で支持するように構成されている。電極板３５１は例えばシリコン材（シリコン、シリコン酸化物など）で形成され、電極支持体３５２は例えばアルミ材で形成される。上部電極３５０の上部には、所定の処理ガスが導入される導入管（図示しない）が設けられている。この導入管から導入された処理ガスが下部電極３４０に載置されたウエハＴｗに向けて均一に吐出するように、電極板３５１には多数の吐出孔（図示しない）が穿設されている。
上部電極３５０は、冷却手段が設けられている。この冷却手段は、例えば上部電極３５０の電極支持体３５２内に形成される冷媒流路に冷媒を循環させることにより、上部電極３５０の温度を制御するものである。冷媒流路は略環状に形成されており、例えば上部電極３５０の面内のうち外側を冷却するための外側冷媒流路３５３と、内側を冷却するための内側冷媒流路３５４の２系統に分けて形成される。これら外側冷媒流路３５３及び内側冷媒流路３５４はそれぞれ、図９に示す矢印で示すように冷媒が供給管から供給され、各冷媒流路３５３、３５４を流通して排出管から排出されて、外部の冷凍機（図示せず）へと戻り、循環するように構成されている。これら２系統の冷媒流路には同じ冷媒を循環させてもよく、また異なる冷媒を循環させてもよい。なお、上部電極３５０の冷却手段としては、図９に示す２系統の冷媒流路を備えるものに限られず、例えば１系統のみの冷媒流路を備えるものであってもよく、また１系統で２分岐する冷媒流路を備えるものであってもよい。
電極支持体３５２は、外側冷媒流路３５３が設けられる外側部位と、内側冷媒流路３５４が設けられる内側部位との間に、低熱伝達層３５６が設けられている。これにより、電極支持体３５２の外側部位と内側部位との間は低熱伝達層３５６の作用により熱が伝わり難いため、外側冷媒流路３５３と内側冷媒流路３５４との冷媒制御によって、外側部位と内側部位とが異なる温度になるように制御することも可能である。こうして、上部電極３５０の面内温度を効率よく的確に制御することが可能となる。
このような基板処理装置３００では、ウエハＴｗは例えば搬送アームなどによりゲートバルブを介して搬入される。処理室３１０に搬入されたウエハＴｗは、下部電極３４０上に載置され、上部電極３５０と下部電極３４０には高周波電力が印加されるとともに、上部電極３５０から処理室３１０内へ所定の処理ガスが導入される。これにより、上部電極３５０から導入された処理ガスはプラズマ化され、ウエハＴｗの表面に例えばエッチング処理などが施される。
上記温度計測システム１における出力光は、光学素子３０を介して、下部電極３４０から測定対象物であるウエハＴｗへ向けて照射される。具体的には、光学素子３０は下部電極３４０の例えば中央部に形成された貫通孔３４４を介して、出力光がウエハＴｗへ向けて照射されるように配設される。なお、光ファイバＦを配設するウエハＴｗの面内方向の位置としては、出力光がウエハＴｗへ照射される位置であれば、図９に示すようなウエハＴｗの中央部でなくてもよい。例えば出力光がウエハＴｗの端部へ照射されるように光ファイバＦを配設してもよい。
以上、基板処理装置３００に温度計測システム１を搭載することで、基板、フォーカスリング及び上部電極のうちの少なくとも１つの温度を精度良く測定することができる。また、エッチング処理中の測定対象物であるウエハＴｗの温度を計測することができる。
次に、温度計測システム１の変形例について説明する。図１０は、変形例に係る温度計測システムを概略的に示す図である。図１０に示される温度計測システム１Ａは、図１に示される温度計測システム１と比較して、光源部の構成が相違し、その他は同一である。図１０に示すように、温度計測システム１Ａの光源部１０Ａは、第２光源１２及び合波器２０を有さず、第１光源１１Ａのみで構成される。
第１光源１１Ａは、測定対象物５を透過し、第１波長領域及び第２波長領域の波長を有する出力光を発生する。出力光は、例えば、１２００ｎｍ以上１６００ｎｍ以下の幅広の波長領域を有する。分波器４１は、光サーキュレータ２５を介して得られた反射光のうち、波長領域が１２００ｎｍ以上１３００ｎｍ以下の反射光を第１分光器４２に伝搬し、波長領域が１５００ｎｍ以上１６００ｎｍ以下の反射光を第２分光器４４に伝搬する。温度測定の原理は、温度計測システム１と同一である。このように、温度計測システム１Ａは、単一の光源を用いて出力光を生成して、測定対象物５の温度を測定することができる。
図１１は、変形例に係る温度計測システムを概略的に示す図である。図１１に示される温度計測システム１Ｂは、図１に示される温度計測システム１と比較して、光源部及び測定部の構成が相違し、その他は同一である。図１１に示すように、温度計測システム１Ｂの光源部１０Ｂは、第１光源１１の代わりに第１波長掃引光源１１Ｂ、第２光源１２の代わりに第２波長掃引光源１２Ｂをそれぞれ有する。温度計測システム１Ｂの測定部４０Ｂは、第１分光器４２の代わりに第１フォトディテクタ４２Ｂを、第２分光器４４の代わりに第２フォトディテクタ４４Ｂを、それぞれ有する。
第１波長掃引光源１１Ｂは、測定対象物５を透過し、第１波長領域の波長を有する光を発生する。第１波長掃引光源１１Ｂは、帯域幅一定の狭帯域の光であって、例えば１２００ｎｍ以上１３００ｎｍ以下の波長領域内において波長掃引された光を発生する。
第２波長掃引光源１２Ｂは、測定対象物５を透過し、第２波長領域の波長を有する第２測定光を発生させる。第２波長掃引光源１２Ｂは、帯域幅一定の狭帯域の光であって、例えば１５００ｎｍ以上１６００ｎｍ以下の波長領域内において波長掃引された光を発生する。
分波器４１は、上記のように測定部４０Ｂが複数のフォトディテクタを有する場合、光サーキュレータ２５から得られた反射光を各フォトディテクタに伝搬する。
第１フォトディテクタ４２Ｂは、第１波長領域において波長掃引された出力光によって生じた測定対象物５の表面５ａ及び裏面５ｂからの反射光である第１反射光の反射光スペクトルを測定する。第２フォトディテクタ４４Ｂは、第２波長領域において波長掃引された出力光によって生じた測定対象物５の表面５ａ及び裏面５ｂからの反射光である第２反射光の反射光スペクトルを測定する。
第１波長掃引光源１１Ｂ及び第２波長掃引光源１２Ｂは、狭帯域の光を発生させる。これにより、測定部４０Ｂは、狭帯域の反射光の測定に適した波長域に分布測定範囲をそれぞれ絞ったフォトディテクタである第１フォトディテクタ４２Ｂ及び第２フォトディテクタ４４Ｂを有することができる。温度測定の原理は、温度計測システム１と同一である。このように、温度計測システム１Ｂは、波長掃引光源を用いて出力光を生成し、フォトディテクタを用いて反射光スペクトルを取得することで、測定対象物５の温度を測定することができる。
図１２は、変形例に係る温度計測システムを概略的に示す図である。図１２に示される温度計測システム１Ｃは、図１１に示される温度計測システム１Ｂと比較して、光源部の構成が相違し、その他は同一である。図１２に示すように、温度計測システム１Ｃの光源部１０Ｃは、第１波長掃引光源１１Ｂ及び第２波長掃引光源１２Ｂの代わりに第１光源１１Ｃを有し、合波器２０Ｂの代わりに波長可変フィルタ２０Ｃを有する。
第１光源１１Ｃは、第１光源１１Ａと同一である。波長可変フィルタ２０Ｃは、第１光源１１Ｃの光を、時間及び波長に応じて選択的に透過させる。波長可変フィルタ２０Ｃは、例えば、所定期間において所定の波長域の出力光を透過させ、光サーキュレータ２５に伝搬する。温度測定の原理は、温度計測システム１と同一である。このように、温度計測システム１Ｃは、幅広の波長領域を有する光源及び波長可変フィルタを用いて出力光を生成し、フォトディテクタを用いて反射光を計測することで、測定対象物５の温度を測定することができる。
図１３は、変形例に係る温度計測システムを概略的に示す図である。図１３に示される温度計測システム１Ｄは、図１０に示される温度計測システム１Ａと比較して、測定部及び演算装置の構成が相違し、その他は同一である。図１３に示すように、温度計測システム１Ｄの測定部４０Ｄは、分波器及び２つの分光器を備えず、単一の分光器４２Ｄを有する。温度計測システム１Ｄは、演算装置５０の代わりに演算装置５０Ｄを有する。
測定部４０Ｄは、光サーキュレータ２５を介して得られた反射光のうち、波長領域が１２００ｎｍ以上１６００ｎｍ以下の反射光の反射光スペクトルを測定する。演算装置５０Ｄは、波長領域が１２００ｎｍ以上１３００ｎｍ以下の反射光の反射光スペクトルを演算し、波長領域が１５００ｎｍ以上１６００ｎｍ以下の反射光の反射光スペクトルを演算する。温度測定の原理は、温度計測システム１と同一である。このように、温度計測システム１Ｄは、第２光源１２、合波器２０、分波器４１及び第２分光器４４を有することなく、測定対象物５の温度を精度良く測定することができる。
以上の説明から、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。
１…温度計測システム、５…測定対象物、５ａ…第１主面、５ｂ…第２主面、１０…光源部、１１…第１光源、１２…第２光源、２０…合波器、２５…光サーキュレータ、２７…光スイッチ、３０…光学素子、４０…測定部、４１…分波器、４２…第１分光器、４４…第２分光器、５０…演算装置、５１…光路長比算出部、５５…温度算出部、５６…温度校正データ、１４１，１４１ａ，１４１ｂ…光分散素子、１４２，１４２ａ，１４２ｂ…受光部、３００…基板処理装置、３１０…処理室。
Claims (7)
- 第１主面及び前記第１主面に対向する第２主面を有する測定対象物の温度を計測する温度計測システムであって、
第１波長領域、及び前記第１波長領域とは異なる第２波長領域を含み、前記測定対象物を透過する出力光の光源部と、
前記光源部からの前記出力光を前記測定対象物の前記第１主面へ出射するとともに、前記第１主面及び前記第２主面からの反射光を入射する少なくとも１つの光学素子と、
前記少なくとも１つの光学素子に接続され、波長に依存した前記第１主面及び前記第２主面からの前記反射光のスペクトルを測定する測定部と、
前記測定部により測定された前記スペクトルをフーリエ変換することにより、前記第１波長領域の前記出力光に関する光路長である第１光路長と前記第２波長領域の前記出力光に関する光路長である第２光路長との比である光路長比を算出する光路長比算出部と、
前記第１波長領域の前記出力光に関する前記測定対象物の屈折率である第１屈折率と前記第２波長領域の前記出力光に関する前記測定対象物の屈折率である第２屈折率との比である屈折率比と前記測定対象物の温度との予め取得された関係と、前記光路長比とに基づいて、前記測定対象物の温度を算出する温度算出部と、
を備える温度計測システム。 - 前記光源部は、前記第１波長領域の光の第１光源と、前記第２波長領域の光の第２光源と、前記第１波長領域の光と前記第２波長領域の光とを合波した前記出力光を伝搬する合波器とを有する、請求項１に記載の温度計測システム。
- 前記測定部は、前記第１波長領域の前記出力光によって生じた前記第１主面及び前記第２主面からの前記反射光である第１反射光の前記スペクトルを測定する第１分光器と、前記第２波長領域の前記出力光によって生じた前記第１主面及び前記第２主面からの前記反射光である第２反射光の前記スペクトルを測定する第２分光器とを有する、請求項１又は２に記載の温度計測システム。
- 前記少なくとも１つの光学素子は、複数の光学素子を含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の温度計測システム。
- 前記測定対象物は、シリコンで構成され、
前記第１波長領域は、１２００ｎｍ以上１３００ｎｍ以下であり、
前記第２波長領域は、１５００ｎｍ以上１６００ｎｍ以下である、請求項１〜４の何れか一項に記載の温度計測システム。 - 前記少なくとも１つの光学素子は、前記測定対象物を収容する基板処理装置に設けられ、
前記測定対象物は、基板、フォーカスリング及び上部電極のうちの少なくとも１つである、請求項１〜５の何れか一項に記載の温度計測システム。 - 第１主面及び前記第１主面に対向する第２主面を有する測定対象物の温度を計測する温度計測方法であって、
第１波長領域、及び前記第１波長領域とは異なる第２波長領域を含み、前記測定対象物を透過する出力光を前記測定対象物に照射するステップと、
前記測定対象物における前記第１主面及び前記第２主面からの反射光のスペクトルを測定するステップと、
前記スペクトルをフーリエ変換することにより、前記第１波長領域の前記出力光に関する光路長である第１光路長と前記第２波長領域の前記出力光に関する光路長である第２光路長との比である光路長比を算出するステップと、
前記第１波長領域の前記出力光に関する前記測定対象物の屈折率である第１屈折率と前記第２波長領域の前記出力光に関する前記測定対象物の屈折率である第２屈折率との比である屈折率比と前記測定対象物の温度との予め取得された関係と、前記光路長比とに基づいて、前記測定対象物の温度を算出するステップと、
を有する温度計測方法。
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