JP2023032072A - Temperature measurement system and temperature measurement method - Google Patents

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Abstract

To provide a temperature measurement system and a temperature measurement method that can measure temperature of a measuring object in a chamber in a non-contact manner.SOLUTION: A temperature measurement system comprises: a light source 72 that emits excitation light; a fluorescent body 110 that is provided for a measuring object within a chamber 12 of a processing apparatus 10 and emits fluorescent light; a first optical unit 80 that is provided outside the chamber, and emits the excitation light from the light source; a second optical unit 90 that is provided in the chamber to face the first optical unit across a window of the chamber, injects the excitation light through the window from the first optical unit, and emits the excitation light on the fluorescent body; a fluorescent light measuring instrument 74 that measures a feature amount of the fluorescent light; and a temperature calculation unit C5 that calculates temperature of the measuring object on the basis of the feature amount of the fluorescent light measured by the fluorescent light measuring instrument and a temperature characteristic of the feature amount which is previously acquired. The second optical unit is configured to emit the fluorescent light from the fluorescent body to the first optical unit through the window, and the first optical unit is configured to inject the fluorescent light from the second optical unit through the window, and to guide the fluorescent light to the fluorescent light measuring instrument.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示の実施形態は、温度測定システム及び温度測定方法に関する。 Embodiments of the present disclosure relate to temperature measurement systems and methods.

特許文献1は、蛍光温度計を用いて蛍光体の温度を算出する方法を開示する。この方法は、蛍光体から発される蛍光を検出する蛍光検出ステップと、当該蛍光の強度-時間信号を周波数領域信号に変換する信号変換ステップと、当該信号における所定の周波数成分の変化量に基づいて被検物の温度を算出する温度算出ステップとを有している。 Patent Literature 1 discloses a method of calculating the temperature of a phosphor using a fluorescence thermometer. This method includes a fluorescence detection step of detecting fluorescence emitted from a phosphor, a signal conversion step of converting an intensity-time signal of the fluorescence into a frequency domain signal, and a change amount of a predetermined frequency component in the signal. and a temperature calculation step of calculating the temperature of the test object.

特開2012-211848号公報JP 2012-211848 A

本開示は、チャンバ内の測定対象物の温度を非接触で測定することができる温度測定システム及び温度測定方法を提供する。 The present disclosure provides a temperature measurement system and temperature measurement method capable of contactlessly measuring the temperature of an object to be measured in a chamber.

本開示の一態様に係る温度測定システムは、励起光を発する光源と、処理装置のチャンバ内の測定対象物に設けられ、励起光が照射されることで蛍光を発する蛍光体と、チャンバの外部に設けられ、光源からの励起光を出射するように構成される第1光学部と、チャンバに設けられる窓を挟んで第1光学部に対向するようにチャンバの内部に設けられ、第1光学部から窓を介して励起光を入射し、励起光を蛍光体へと出射するように構成される第2光学部と、蛍光の特徴量を測定するように構成される蛍光測定器と、蛍光測定器によって測定された蛍光の特徴量及び予め取得された特徴量の温度特性に基づいて、測定対象物の温度を算出するように構成される温度算出部と、を備え、第2光学部は、蛍光体からの蛍光を、窓を介して第1光学部へと出射するように構成され、第1光学部は、第2光学部から窓を介して蛍光を入射し、蛍光を蛍光測定器へと導くように構成される。 A temperature measurement system according to an aspect of the present disclosure includes a light source that emits excitation light, a phosphor that is provided on an object to be measured in a chamber of a processing apparatus and that emits fluorescence when irradiated with excitation light, and an exterior of the chamber. provided inside the chamber so as to face the first optical unit across a window provided in the chamber, the first optical unit configured to emit excitation light from the light source; a second optical section configured to enter excitation light from the section through a window and emit the excitation light to the phosphor; a fluorometer configured to measure a characteristic amount of fluorescence; a temperature calculation unit configured to calculate the temperature of the measurement object based on the feature amount of fluorescence measured by the measuring device and the temperature characteristic of the feature amount obtained in advance, wherein the second optical unit is , the fluorescence from the phosphor is emitted to the first optical section through the window, the first optical section receives the fluorescence from the second optical section through the window, and outputs the fluorescence to the fluorometer configured to lead to

本開示によれば、チャンバ内の測定対象物の温度を非接触で測定することができる。 According to the present disclosure, the temperature of the object to be measured in the chamber can be measured without contact.

処理システムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a processing system. 処理装置の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of a processing apparatus. 一実施形態に係る温度測定システムを示す図である。1 illustrates a temperature measurement system according to one embodiment; FIG. 一実施形態に係る温度測定方法を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a temperature measurement method according to one embodiment; 変形例に係る温度測定システムを示す図である。It is a figure which shows the temperature measurement system which concerns on a modification. 変形例に係る温度測定システムを示す図である。It is a figure which shows the temperature measurement system which concerns on a modification. 実施例に係る温度測定システムの検証システムを示す図である。1 is a diagram illustrating a verification system for a temperature measurement system according to an embodiment; FIG. 実施例に係る各軸の変位と発光強度との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the displacement of each axis and the emission intensity according to the example. 実施例に係る温度測定システムの検証システムを示す図である。1 is a diagram illustrating a verification system for a temperature measurement system according to an embodiment; FIG. 実施例に係る各軸の変位と蛍光体の温度との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the displacement of each axis and the temperature of phosphor according to the example.

以下、種々の例示的実施形態について説明する。 Various exemplary embodiments are described below.

処理装置が稼働している間、チャンバ内は減圧(真空)環境、極低温環境、及び、プラズマが印加されている環境になる場合がある。このような環境下にある測定対象物の温度を測定可能な温度計が特許文献1に開示されている。 During operation of the processing apparatus, the chamber may be in a reduced pressure (vacuum) environment, a cryogenic environment, and an environment in which plasma is applied. Patent Document 1 discloses a thermometer capable of measuring the temperature of an object to be measured in such an environment.

特許文献1に記載の蛍光温度計は、蛍光温度計から延在する導光体を処理装置の測定対象物に設けられた蛍光体に突き当てて接触させることで測定対象物の温度を測定する。具体的には、測定対象物は静電チャックであり、蛍光体は、静電チャックの裏面側(減圧環境の外)に設けられる。導光体は、静電チャックの裏面側において、励起光を蛍光体に導くとともに、蛍光体から発される蛍光を蛍光温度計へと導く。このように、蛍光温度計は、導光体が蛍光体に接触していなければ蛍光体の温度を測定することができない。このため、減圧環境の外からアクセスできる部材しか温度を測定することができない。本開示は、チャンバ内の測定対象物の温度を非接触で測定することができる温度測定システム及び温度測定方法を提供する。 The fluorescent thermometer described in Patent Literature 1 measures the temperature of the measurement object by bringing a light guide extending from the fluorescence thermometer into contact with the phosphor provided on the measurement object of the processing device. . Specifically, the object to be measured is an electrostatic chuck, and the phosphor is provided on the back side of the electrostatic chuck (outside the reduced-pressure environment). The light guide guides excitation light to the phosphor and guides fluorescence emitted from the phosphor to the fluorescence thermometer on the back side of the electrostatic chuck. Thus, the fluorescent thermometer cannot measure the temperature of the phosphor unless the light guide is in contact with the phosphor. Therefore, the temperature can only be measured on members that are accessible from outside the reduced pressure environment. The present disclosure provides a temperature measurement system and temperature measurement method capable of contactlessly measuring the temperature of an object to be measured in a chamber.

本開示の一態様に係る温度測定システムは、励起光を発する光源と、処理装置のチャンバ内の測定対象物に設けられ、励起光が照射されることで蛍光を発する蛍光体と、チャンバの外部に設けられ、光源からの励起光を出射するように構成される第1光学部と、チャンバに設けられる窓を挟んで第1光学部に対向するようにチャンバの内部に設けられ、第1光学部から窓を介して励起光を入射し、励起光を蛍光体へと出射するように構成される第2光学部と、蛍光の特徴量を測定するように構成される蛍光測定器と、蛍光測定器によって測定された蛍光の特徴量及び予め取得された特徴量の温度特性に基づいて、測定対象物の温度を算出するように構成される温度算出部と、を備え、第2光学部は、蛍光体からの蛍光を、窓を介して第1光学部へと出射するように構成され、第1光学部は、第2光学部から窓を介して蛍光を入射し、蛍光を蛍光測定器へと導くように構成される。 A temperature measurement system according to an aspect of the present disclosure includes a light source that emits excitation light, a phosphor that is provided on an object to be measured in a chamber of a processing apparatus and that emits fluorescence when irradiated with excitation light, and an exterior of the chamber. provided inside the chamber so as to face the first optical unit across a window provided in the chamber, the first optical unit configured to emit excitation light from a light source; a second optical section configured to enter excitation light from the section through a window and emit the excitation light to the phosphor; a fluorometer configured to measure a characteristic amount of fluorescence; a temperature calculation unit configured to calculate the temperature of the measurement object based on the feature amount of fluorescence measured by the measuring device and the temperature characteristic of the feature amount obtained in advance, wherein the second optical unit is , the fluorescence from the phosphor is emitted to the first optical section through the window, the first optical section receives the fluorescence from the second optical section through the window, and outputs the fluorescence to the fluorometer configured to lead to

この温度測定システムによれば、光源からの励起光が、第1光学部、チャンバの窓、及び、第2光学部を介して、チャンバ内の測定対象物に設けられた蛍光体に出射される。蛍光体が励起光により励起されることで、蛍光が蛍光体から発される。この蛍光は、第2光学部、チャンバの窓、及び、第1光学部を介して蛍光測定器に導かれる。ここで、第1光学部はチャンバの外部に設けられ、第2光学部はチャンバの内部に設けられる。すなわち、励起光及び蛍光は、チャンバの窓を通ることで第1光学部と第2光学部との間を伝播する。よって、蛍光測定器は、チャンバ内の蛍光体に対して物理的に接触することなく、蛍光体より発される蛍光を取得することができる。蛍光測定器により、取得された蛍光の特徴量が測定される。温度算出部によって、蛍光の特徴量及び特徴量の温度特性に基づいて、蛍光体が設けられた測定対象物の温度を算出することができる。温度算出部は蛍光を用いるため、チャンバの内部における温度、及び、プラズマの印加状況等の環境条件の影響を受けずに測定対象物の温度を算出することができる。よって、この温度測定システムは、チャンバの内部の測定対象物の温度を非接触で計測することができる。 According to this temperature measurement system, the excitation light from the light source is emitted through the first optical section, the window of the chamber, and the second optical section to the phosphor provided on the object to be measured in the chamber. . Fluorescence is emitted from the phosphor when the phosphor is excited by the excitation light. This fluorescence is directed to the fluorometer via the second optic, the window of the chamber, and the first optic. Here, the first optical section is provided outside the chamber, and the second optical section is provided inside the chamber. That is, the excitation light and fluorescence are propagated between the first optical section and the second optical section by passing through the windows of the chamber. Therefore, the fluorometer can acquire fluorescence emitted from the phosphor without physically contacting the phosphor in the chamber. The acquired fluorescence feature amount is measured by the fluorometer. The temperature calculation unit can calculate the temperature of the measurement object provided with the phosphor based on the feature amount of the fluorescence and the temperature characteristic of the feature amount. Since the temperature calculator uses fluorescence, the temperature of the object to be measured can be calculated without being affected by the temperature inside the chamber and the environmental conditions such as the state of plasma application. Therefore, this temperature measurement system can measure the temperature of the object to be measured inside the chamber without contact.

一実施形態において、蛍光の特徴量は蛍光の消光速度であってもよい。この場合、温度算出部は、蛍光の発光強度の時間推移である蛍光の消光速度、及び蛍光の消光速度の温度特性に基づいて、測定対象物の温度を算出することができる。 In one embodiment, the fluorescence feature quantity may be the fluorescence quenching rate. In this case, the temperature calculator can calculate the temperature of the measurement object based on the fluorescence quenching rate, which is the time transition of the fluorescence emission intensity, and the temperature characteristic of the fluorescence quenching rate.

一実施形態において、第1光学部は、第1コリメートレンズを有し、第2光学部は、第2コリメートレンズを有してもよい。この場合、第1コリメートレンズと第2コリメートレンズとの間において、励起光及び蛍光はそれぞれコリメート光となる。よって、第1光学部と第2光学部との間で励起光及び蛍光が拡散又は収束することが抑制されるため、蛍光体に入射する励起光の特徴量、及び、蛍光測定器において取得される蛍光の特徴量の変動を抑えることができる。 In one embodiment, the first optical section may have a first collimating lens and the second optical section may have a second collimating lens. In this case, the excitation light and the fluorescent light become collimated light between the first collimating lens and the second collimating lens. Therefore, since the diffusion or convergence of the excitation light and fluorescence between the first optical unit and the second optical unit is suppressed, the feature amount of the excitation light incident on the phosphor and the amount obtained by the fluorometer It is possible to suppress the fluctuation of the fluorescence feature amount that is

一実施形態において、第2光学部は、チャンバの内部に搬送可能かつ配置可能な基板上に設けられてもよい。この場合、第2光学部は、基板とともに、チャンバの内部に容易に搬送及び配置される。よって、温度測定システムは、チャンバに対して容易に適用することができる。 In one embodiment, the second optical section may be provided on a substrate that is transportable and positionable inside the chamber. In this case, the second optical section is easily transported and placed inside the chamber together with the substrate. Thus, the temperature measurement system can be easily applied to the chamber.

一実施形態において、第2光学部は、励起光の光路及び蛍光の光路を変更する光学部材を有してもよい。この場合、例えば、チャンバの内部の測定対象物がチャンバの外部の第1光学部とチャンバの窓とを結ぶ直線上の位置にない場合であっても、第1光学部から出射される励起光は、その光路が光学部材によって変更されるため、蛍光体に向けて出射される。そして、上述した直線状の位置にない対象物に設けられた蛍光体から発される蛍光についても、その光路が光学部材によって変更されることで蛍光測定器に導かれる。よって、この温度測定システムは、チャンバの外部の第1光学部とチャンバの窓とを結ぶ直線上の位置に限らず、チャンバの内部の任意の位置に設けられた測定対象物の温度を容易に測定することができる。 In one embodiment, the second optical section may have an optical member that changes the optical path of excitation light and the optical path of fluorescence. In this case, for example, even if the measurement object inside the chamber is not located on a straight line connecting the first optical unit outside the chamber and the window of the chamber, the excitation light emitted from the first optical unit is emitted toward the phosphor because its optical path is changed by the optical member. Fluorescence emitted from the fluorescent material provided on the object that is not located in the above-described linear position is also guided to the fluorometer by changing the optical path by the optical member. Therefore, this temperature measurement system can easily measure the temperature of an object to be measured provided at any position inside the chamber, not limited to the position on the straight line connecting the first optical section outside the chamber and the window of the chamber. can be measured.

一実施形態において、蛍光体は、測定対象物の表層に設けられ、カバー部材によって覆われてもよい。この場合、例えば、チャンバの内部における温度、及び、プラズマの印加状況等の環境条件による損傷及び劣化といた蛍光体への影響をカバー部材によって抑制することができる。 In one embodiment, the phosphor may be provided on the surface layer of the object to be measured and covered with a cover member. In this case, for example, the cover member can suppress the influence on the phosphor such as damage and deterioration due to environmental conditions such as the temperature inside the chamber and the state of plasma application.

一実施形態において、カバー部材の材質は、石英、フッ化カルシウム及びサファイアの少なくとも1つであってもよい。この場合、カバー部材によって、チャンバの内部における温度、及び、プラズマの印加状況等の環境条件による損傷及び劣化といた蛍光体への影響を抑制でき、かつ、透過の性質を利用してカバー部材を透過する励起光及び蛍光の減衰を抑制することができる。 In one embodiment, the material of the cover member may be at least one of quartz, calcium fluoride, and sapphire. In this case, the cover member can suppress the effects on the phosphor such as damage and deterioration due to environmental conditions such as the temperature inside the chamber and the state of plasma application, and the cover member can be removed by utilizing the transmissive property. Attenuation of transmitted excitation light and fluorescence can be suppressed.

一実施形態において、測定対象物は、エッジリング、上部電極、基板、カバーリング又はデポシールドであってもよい。この場合、この温度測定システムは、チャンバにおけるエッジリング、上部電極、基板、カバーリング又はデポシールドの温度を算出することができる。 In one embodiment, the measurement object may be an edge ring, top electrode, substrate, cover ring or deposit shield. In this case, the temperature measurement system can calculate the temperature of the edge ring, top electrode, substrate, cover ring or deposit shield in the chamber.

本開示の別の態様においては、温度測定方法が提供される。当該温度測定方法は、処理装置のチャンバの外部に励起光を出射可能な第1光学部を設置するステップと、励起光を出射可能な第2光学部を処理装置のチャンバの内部に搬入するステップと、励起光をチャンバの外部の第1光学部から、チャンバの窓、及びチャンバの内部の第2光学部を介して、チャンバの内部の測定対象物に設けられた蛍光体に向けて出射するステップと、励起光により励起されることで蛍光体から発された蛍光を第2光学部及び窓を介して第1光学部に入射させるステップと、入射させるステップにおいて入射する蛍光の特徴量を測定するステップと、測定するステップにおいて測定される蛍光の特徴量、及び、特徴量の温度特性に基づいて測定対象物の温度を算出するステップと、を含む。 In another aspect of the disclosure, a temperature measurement method is provided. The temperature measurement method includes the steps of installing a first optical unit capable of emitting excitation light outside a chamber of the processing apparatus, and carrying a second optical unit capable of emitting excitation light into the chamber of the processing apparatus. Then, the excitation light is emitted from the first optical section outside the chamber through the window of the chamber and the second optical section inside the chamber toward the phosphor provided on the object to be measured inside the chamber. measuring the feature quantity of the incident fluorescence in the steps of: entering the fluorescence emitted from the phosphor by being excited by the excitation light into the first optical unit through the second optical unit and the window; and calculating the temperature of the measurement object based on the feature amount of the fluorescence measured in the measuring step and the temperature characteristic of the feature amount.

この方法によれば、第2光学部が処理装置のチャンバの内部に搬入される。励起光が、第1光学部から、チャンバの窓、及び、第2光学部を介して、チャンバの内部の測定対象物に設けられた蛍光体に出射される。蛍光体が励起光により励起されることで、蛍光が蛍光体より発される。この蛍光は、第2光学部及びチャンバの窓を介して第1光学部に入射し、蛍光の特徴量が測定される。そして、この蛍光の特徴量、及び特徴量の温度特性に基づいて、対象物の温度が算出される。この温度測定方法は、上述した温度測定システムと同一の作用によって、チャンバの内部の対象物の温度を非接触で測定することができる。 According to this method, the second optical section is carried inside the chamber of the processing apparatus. The excitation light is emitted from the first optical section through the window of the chamber and the second optical section to the phosphor provided on the object to be measured inside the chamber. Fluorescence is emitted from the phosphor when the phosphor is excited by the excitation light. This fluorescence is incident on the first optical section through the second optical section and the window of the chamber, and the feature amount of the fluorescence is measured. Then, the temperature of the object is calculated based on the feature amount of the fluorescence and the temperature characteristic of the feature amount. This temperature measurement method can measure the temperature of the object inside the chamber without contact by the same action as the temperature measurement system described above.

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。 Various embodiments are described in detail below with reference to the drawings. In the following description and each drawing, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description will not be repeated. The dimensional proportions of the drawings do not necessarily match those of the description. The terms "upper", "lower", "left", and "right" are based on the illustration and are for convenience.

図1は、処理システムの一例を示す図である。図1に示される処理システム1は、処理対象物を処理するためのシステムである。処理対象物とは、処理装置の処理対象となる円盤状の物体であり、例えばウエハW(基板の一例)である。処理対象物は、傾斜した周縁部(ベベル)を有してもよい。ウエハWは、加工処理又はプラズマ処理が既に施されていてもよいし、されていなくてもよい。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a processing system. A processing system 1 shown in FIG. 1 is a system for processing an object to be processed. The object to be processed is a disk-shaped object to be processed by the processing apparatus, such as a wafer W (an example of a substrate). The workpiece may have an inclined perimeter (bevel). The wafer W may or may not have already been processed or plasma treated.

処理システム1は、台2a~2d、容器4a~4d、ローダモジュールLM、ロードロックチャンバLL1,LL2、プロセスモジュールPM1~PM6(処理装置の一例)、及びトランスファーチャンバTCを備える。 The processing system 1 includes pedestals 2a-2d, containers 4a-4d, a loader module LM, load lock chambers LL1 and LL2, process modules PM1-PM6 (an example of processing equipment), and a transfer chamber TC.

台2a~2dは、ローダモジュールLMの一縁に沿って配列される。容器4a~4dはそれぞれ、台2a~2d上に搭載される。容器4a~4dはそれぞれ、ウエハWを収容するように構成される。 The pedestals 2a-2d are arranged along one edge of the loader module LM. Containers 4a-4d are mounted on platforms 2a-2d, respectively. Each of the containers 4a-4d is configured to receive a wafer W therein.

ローダモジュールLMは、大気圧状態の搬送空間をその内部に画成するチャンバ壁を有する。ローダモジュールLMは、この搬送空間内に搬送装置TU1を有する。搬送装置TU1は、容器4a~4dとロードロックチャンバLL1~LL2の間でウエハWを搬送するように構成される。 The loader module LM has a chamber wall defining an atmospheric transport space therein. The loader module LM has a transport device TU1 in this transport space. Transfer device TU1 is configured to transfer wafers W between containers 4a-4d and load lock chambers LL1-LL2.

ロードロックチャンバLL1及びロードロックチャンバLL2の各々は、ローダモジュールLMとトランスファーチャンバTCとの間に設けられる。ロードロックチャンバLL1及びロードロックチャンバLL2の各々は、予備減圧室を提供する。 Each of load lock chamber LL1 and load lock chamber LL2 is provided between loader module LM and transfer chamber TC. Each of loadlock chamber LL1 and loadlock chamber LL2 provides a pre-decompression chamber.

トランスファーチャンバTCは、ロードロックチャンバLL1及びロードロックチャンバLL2にゲートバルブを介して接続される。トランスファーチャンバTCは、減圧可能な減圧室を提供し、当該減圧室に搬送装置TU2を収容する。搬送装置TU2は、ロードロックチャンバLL1~LL2とプロセスモジュールPM1~PM6との間、及び、プロセスモジュールPM1~PM6のうち任意の二つのプロセスモジュール間において、ウエハWを搬送するように構成される。 The transfer chamber TC is connected to the load lock chamber LL1 and the load lock chamber LL2 via gate valves. The transfer chamber TC provides a decompression chamber capable of being decompressed, and accommodates the transfer device TU2 in the decompression chamber. The transfer device TU2 is configured to transfer the wafer W between the load lock chambers LL1-LL2 and the process modules PM1-PM6 and between any two process modules among the process modules PM1-PM6.

プロセスモジュールPM1~PM6は、トランスファーチャンバTCにゲートバルブを介して接続される。プロセスモジュールPM1~PM6の各々は、ウエハWに対してプラズマ処理といった専用の処理を行うように構成された処理装置である。 The process modules PM1-PM6 are connected to the transfer chamber TC via gate valves. Each of the process modules PM1 to PM6 is a processing apparatus configured to perform dedicated processing such as plasma processing on the wafer W. FIG.

処理システム1においてウエハWの処理が行われる際の一連の動作は、以下の通り例示される。ローダモジュールLMの搬送装置TU1が、容器4a~4dの何れかからウエハWを取り出し、当該ウエハWをロードロックチャンバLL1及びロードロックチャンバLL2のうち一方のロードロックチャンバに搬送する。次いで、一方のロードロックチャンバが、予備減圧室の圧力を所定の圧力に減圧する。次いで、搬送装置TU2が、一方のロードロックチャンバからウエハWを取り出し、当該ウエハWをプロセスモジュールPM1~PM6のうち何れかに搬送する。そして、プロセスモジュールPM1~PM6のうち一以上のプロセスモジュールがウエハWを処理する。そして、搬送装置TU2が、処理後のウエハをプロセスモジュールからロードロックチャンバLL1及びロードロックチャンバLL2のうち一方のロードロックチャンバに搬送する。次いで、搬送装置TU1がウエハWを一方のロードロックチャンバから容器4a~4dの何れかに搬送する。上述した処理システム1の一連の動作は、後述の温度測定システム100を制御する制御装置Cntによる処理システム1の各部の制御により、実現される。制御装置Cntの構成及び機能の詳細は後述する。 A series of operations when the wafer W is processed in the processing system 1 is exemplified as follows. The transfer device TU1 of the loader module LM takes out the wafer W from one of the containers 4a to 4d and transfers the wafer W to one of the loadlock chambers LL1 and LL2. One of the load lock chambers then reduces the pressure in the preliminary decompression chamber to a predetermined pressure. Next, the transfer device TU2 takes out the wafer W from one of the load lock chambers and transfers the wafer W to one of the process modules PM1 to PM6. One or more of the process modules PM1 to PM6 process the wafer W. FIG. Then, the transfer device TU2 transfers the processed wafer from the process module to one of the load lock chambers LL1 and LL2. Next, the transfer device TU1 transfers the wafer W from one of the load lock chambers to one of the containers 4a to 4d. A series of operations of the processing system 1 described above are realized by controlling each part of the processing system 1 by a control device Cnt that controls the temperature measurement system 100 described later. Details of the configuration and functions of the controller Cnt will be described later.

次に、プロセスモジュールPM1~PM6の一例である処理装置10を説明する。図2は、処理装置の一例を示す概略断面図である。図2に示されるように、処理装置10は、ウエハWを収容してプラズマにより処理するための処理容器12(チャンバの一例)を備える。処理装置10は、容量結合型プラズマエッチング装置であり、略円筒状の処理容器12を備えている。処理容器12の内壁面は、陽極酸化処理されたアルミニウムから構成されている。この処理容器12は保安接地されている。 Next, the processing device 10, which is an example of the process modules PM1 to PM6, will be described. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a processing apparatus. As shown in FIG. 2, the processing apparatus 10 includes a processing container 12 (an example of a chamber) for accommodating wafers W and processing them with plasma. The processing apparatus 10 is a capacitively coupled plasma etching apparatus and includes a substantially cylindrical processing container 12 . The inner wall surface of the processing container 12 is made of anodized aluminum. This processing container 12 is grounded for safety.

処理容器12は、その内部に処理室Sを画成する。処理室Sは、真空排気可能に構成される。処理室Sには、ウエハW及び後述するエッジリングERを載置するための載置台PDが設けられる。処理容器12の底部上には、絶縁材料から構成された略円筒上の支持部14が設けられている。支持部14は、処理容器12内において、処理容器12の底部から鉛直方向に延在している。支持部14は、処理容器12内に設けられた載置台PDを支持している。具体的には、図2に示されるように、支持部14は、当該支持部14の内壁面において載置台PDを支持し得る。 The processing container 12 defines a processing chamber S therein. The processing chamber S is configured to be evacuable. The processing chamber S is provided with a mounting table PD for mounting a wafer W and an edge ring ER, which will be described later. A substantially cylindrical support 14 made of an insulating material is provided on the bottom of the processing container 12 . The support part 14 extends vertically from the bottom of the processing container 12 inside the processing container 12 . The support portion 14 supports the mounting table PD provided inside the processing container 12 . Specifically, as shown in FIG. 2 , the support section 14 can support the mounting table PD on the inner wall surface of the support section 14 .

載置台PDは、その上面においてウエハWを保持する。載置台PDには、ヒータが設けられていてもよい。載置台PDは、下部電極LE及び静電チャックESCを有している。下部電極LEは、例えばアルミアルミニウム等の金属から構成されており、略円盤形状をなしている。下部電極LEの上面上には、静電チャックESCが設けられている。静電チャックESCには、導電膜である電極(不図示)が配置されている。静電チャックESCの電極には、直流電源22が電気的に接続されている。静電チャックESCは、直流電源22からの直流電圧により生じたクーロン力等の静電力によりウエハWを吸着することにより、ウエハWを保持することができる。 The mounting table PD holds the wafer W on its upper surface. A heater may be provided on the mounting table PD. The mounting table PD has a lower electrode LE and an electrostatic chuck ESC. The lower electrode LE is made of metal such as aluminum, and has a substantially disk shape. An electrostatic chuck ESC is provided on the upper surface of the lower electrode LE. An electrode (not shown) that is a conductive film is arranged on the electrostatic chuck ESC. A DC power supply 22 is electrically connected to the electrodes of the electrostatic chuck ESC. The electrostatic chuck ESC can hold the wafer W by attracting the wafer W by electrostatic force such as Coulomb force generated by the DC voltage from the DC power supply 22 .

ウエハWは、その裏面が静電チャックESCの表面に設けられた複数の凸部の頂部に接するように載置される。静電チャックESCの表面は、ガス供給ライン28に接続されている。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ESCの表面とウエハWの裏面との間に供給する。 The wafer W is placed so that its back surface is in contact with the tops of a plurality of projections provided on the surface of the electrostatic chuck ESC. A surface of the electrostatic chuck ESC is connected to a gas supply line 28 . A gas supply line 28 supplies a heat transfer gas such as He gas from a heat transfer gas supply mechanism between the front surface of the electrostatic chuck ESC and the back surface of the wafer W. As shown in FIG.

下部電極LEの周縁部上には、ウエハWのエッジ及び静電チャックESCを囲むようにエッジリングERが配置されている。エッジリングERは、エッチングの均一性を向上させるために設けられている。エッジリングERは、エッチング対象の膜の材料によって適宜選択される材料から構成されており、例えば、石英から構成され得る。 An edge ring ER is arranged on the peripheral edge of the lower electrode LE so as to surround the edge of the wafer W and the electrostatic chuck ESC. The edge ring ER is provided to improve etching uniformity. The edge ring ER is made of a material appropriately selected depending on the material of the film to be etched, and can be made of quartz, for example.

カバーリングCRは、絶縁体であり、支持部14の上面に支持され、エッジリングERの外周に沿って延在している。カバーリングCRは、例えば、エッジリングERの周囲を囲むように円環状の形状を有する。カバーリングCRの材料は、絶縁性を有する材料であり、例えば石英又はアルミナなどのセラミックであり得る。カバーリングCRは、複数の誘電体部品で構成し得る。 The cover ring CR is an insulator, is supported on the upper surface of the support portion 14, and extends along the outer circumference of the edge ring ER. The cover ring CR has, for example, an annular shape surrounding the edge ring ER. The material of the cover ring CR is an insulating material such as quartz or ceramic such as alumina. The cover ring CR may consist of multiple dielectric parts.

下部電極LEの内部には、冷媒流路24が設けられている。冷媒流路24は、温調機構を構成している。冷媒流路24には、外部に設けられたチラーユニットから配管26aを介して冷媒が供給される。冷媒流路24に供給された冷媒は、配管26bを介してチラーユニットに戻される。このように、冷媒流路24には、冷媒が循環するよう、供給される。この冷媒の温度を制御することにより、静電チャックESCによって支持されたウエハWの温度、及びエッジリングERの温度が制御される。 A coolant channel 24 is provided inside the lower electrode LE. The coolant channel 24 constitutes a temperature control mechanism. Refrigerant is supplied to the refrigerant channel 24 from a chiller unit provided outside through a pipe 26a. The coolant supplied to the coolant channel 24 is returned to the chiller unit via the pipe 26b. Thus, the coolant is supplied to the coolant channel 24 so as to circulate. By controlling the temperature of this coolant, the temperature of the wafer W supported by the electrostatic chuck ESC and the temperature of the edge ring ER are controlled.

処理装置10は、上部電極30を備えている。上部電極30は、載置台PDの上方において、当該載置台PDと対向配置されている。下部電極LEと上部電極30とは、互いに略平行に設けられている。これら上部電極30と下部電極LEとの間には、ウエハWにプラズマ処理を行うための処理室Sが画成されている。 The processing device 10 has an upper electrode 30 . The upper electrode 30 is disposed above the mounting table PD so as to face the mounting table PD. The lower electrode LE and the upper electrode 30 are provided substantially parallel to each other. A processing chamber S for plasma processing the wafer W is defined between the upper electrode 30 and the lower electrode LE.

上部電極30は、絶縁性遮蔽部材32を介して、処理容器12の上部に支持されている。この上部電極30は、電極板34及び電極支持体36を含み得る。電極板34は、処理室Sに面しており、複数のガス吐出孔34aを画成している。この電極板34は、一実施形態では、シリコンから構成されている。 The upper electrode 30 is supported above the processing container 12 via an insulating shielding member 32 . The top electrode 30 may include an electrode plate 34 and an electrode support 36 . The electrode plate 34 faces the processing chamber S and defines a plurality of gas ejection holes 34a. The electrode plate 34 is composed of silicon in one embodiment.

電極支持体36は、電極板34を着脱自在に支持するものであり、例えばアルミニウムといった導電性材料から構成され得る。この電極支持体36は、水冷構造を有し得る。電極支持体36の内部には、ガス拡散室36aが設けられている。このガス拡散室36aからは、ガス吐出孔34aに連通する複数のガス通流孔36bが下方に延びている。また、電極支持体36には、ガス拡散室36aに処理ガスを導くガス導入口36cが形成されており、このガス導入口36cには、ガス供給管38が接続されている。 The electrode support 36 detachably supports the electrode plate 34 and can be made of a conductive material such as aluminum. This electrode support 36 may have a water cooling structure. A gas diffusion chamber 36 a is provided inside the electrode support 36 . A plurality of gas communication holes 36b communicating with the gas discharge holes 34a extend downward from the gas diffusion chamber 36a. Further, the electrode support 36 is formed with a gas introduction port 36c for introducing the processing gas to the gas diffusion chamber 36a, and a gas supply pipe 38 is connected to the gas introduction port 36c.

ガス供給管38には、バルブ群42及び流量制御器群44を介して、ガスソース群40が接続されている。ガスソース群40は、複数のガスソースを含んでもよい。流量制御器群44は、複数の流量制御器を含んでもよい。複数の流量制御器は、対応するガスソースから供給されるガスの流量を制御する。これら流量制御器は、マスフローコントローラ(MFC)であってもよく、フローコントロールシステム(FCS)であってもよい。バルブ群42は、複数のバルブを含んでもよい。複数のガスソースはそれぞれ、流量制御器及びバルブを介して、ガス供給管38に接続されている。ガスソースのガスは、ガス供給管38からガス拡散室36aに至り、ガス通流孔36b及びガス吐出孔34aを介して処理室Sに吐出される。 A gas source group 40 is connected to the gas supply pipe 38 via a valve group 42 and a flow controller group 44 . Gas source group 40 may include a plurality of gas sources. Flow controller group 44 may include a plurality of flow controllers. A plurality of flow controllers control the flow of gas supplied from corresponding gas sources. These flow controllers may be mass flow controllers (MFC) or flow control systems (FCS). Valve group 42 may include a plurality of valves. A plurality of gas sources are each connected to the gas supply pipe 38 via flow controllers and valves. The gas of the gas source reaches the gas diffusion chamber 36a from the gas supply pipe 38 and is discharged into the processing chamber S through the gas flow hole 36b and the gas discharge hole 34a.

処理装置10は、接地導体12aを更に備え得る。接地導体12aは、略円筒状をなしており、処理容器12の側壁から上部電極30の高さ位置よりも上方に延びるように設けられている。 Processing device 10 may further comprise a ground conductor 12a. The ground conductor 12 a has a substantially cylindrical shape and is provided to extend from the side wall of the processing container 12 above the height position of the upper electrode 30 .

また、処理装置10では、処理容器12の内壁に沿ってデポシールド46が着脱自在に設けられている。デポシールド46は、支持部14の外周にも設けられている。デポシールド46は、処理容器12にエッチング副生物(デポ)が付着することを防止するものであり、アルミニウム材にY等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。 Also, in the processing apparatus 10 , a deposit shield 46 is detachably provided along the inner wall of the processing container 12 . The deposit shield 46 is also provided on the outer periphery of the support portion 14 . The deposit shield 46 prevents etching by-products (depot) from adhering to the processing container 12, and can be constructed by coating an aluminum material with ceramics such as Y 2 O 3 .

処理容器12の底部側においては、支持部14と処理容器12の内壁との間に排気プレート48が設けられている。排気プレート48は、例えば、アルミニウム材にY2O3等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。この排気プレート48の下方において処理容器12には、排気口12eが設けられている。排気口12eには、排気管52を介して排気装置50が接続されている。排気装置50は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、処理容器12内を所望の真空度まで減圧することができる。また、処理容器12の側壁にはウエハWの搬入出口12gが設けられている。処理装置10の内部と外部とを連通する搬入出口12gはゲートバルブ54により開閉可能となっている。 An exhaust plate 48 is provided between the support portion 14 and the inner wall of the processing container 12 on the bottom side of the processing container 12 . The exhaust plate 48 can be constructed, for example, by coating an aluminum material with ceramics such as Y2O3. Below the exhaust plate 48, the processing container 12 is provided with an exhaust port 12e. An exhaust device 50 is connected through an exhaust pipe 52 to the exhaust port 12e. The exhaust device 50 has a vacuum pump such as a turbomolecular pump, and can decompress the inside of the processing container 12 to a desired degree of vacuum. A loading/unloading port 12g for the wafer W is provided on the side wall of the processing container 12. As shown in FIG. A loading/unloading port 12 g communicating between the inside and the outside of the processing apparatus 10 can be opened and closed by a gate valve 54 .

処理容器12の内壁には、導電性部材(GNDブロック)56が設けられている。導電性部材56は、高さ方向においてウエハWと略同じ高さに位置するように、処理容器12の内壁に取り付けられている。この導電性部材56は、グランドにDC的に接続されており、異常放電防止効果を発揮する。なお、導電性部材56はプラズマ生成領域に設けられていればよく、その設置位置は図2に示された位置に限られるものではない。 A conductive member (GND block) 56 is provided on the inner wall of the processing container 12 . The conductive member 56 is attached to the inner wall of the processing vessel 12 so as to be positioned at substantially the same height as the wafer W in the height direction. This conductive member 56 is DC-connected to the ground and exerts an effect of preventing abnormal discharge. Incidentally, the conductive member 56 may be provided in the plasma generation region, and its installation position is not limited to the position shown in FIG.

また、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を更に備えている。第1の高周波電源62は、プラズマ生成用の第1の高周波(RF:Radio Frequency)電力を発生する電源であり、27~100MHzの周波数、一例においては40MHzの高周波電力を発生する。第1の高周波電源62は、整合器66を介して下部電極LEに接続されている。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LE側)の入力インピーダンスを整合させるための回路である。 The processing device 10 also includes a first high frequency power supply 62 and a second high frequency power supply 64 . The first high frequency power supply 62 is a power supply that generates a first high frequency (RF: Radio Frequency) power for plasma generation, and generates high frequency power with a frequency of 27 to 100 MHz, for example, 40 MHz. A first high-frequency power supply 62 is connected to the lower electrode LE via a matching box 66 . The matching device 66 is a circuit for matching the output impedance of the first high-frequency power supply 62 and the input impedance on the load side (lower electrode LE side).

第2の高周波電源64は、ウエハWにイオンを引き込むための第2の高周波電力、即ち高周波バイアス電力を発生する電源であり、400kHz~13.56MHzの範囲内の周波数、一例においては3.2MHzの高周波電力を発生する。第2の高周波電源64は、整合器68を介して下部電極LEに接続されている。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LE側)の入力インピーダンスを整合させるための回路である。 The second high-frequency power supply 64 is a power supply that generates a second high-frequency power for attracting ions into the wafer W, that is, a high-frequency bias power, and has a frequency within the range of 400 kHz to 13.56 MHz, for example 3.2 MHz. of high-frequency power. A second high-frequency power supply 64 is connected to the lower electrode LE via a matching box 68 . The matching device 68 is a circuit for matching the output impedance of the second high-frequency power supply 64 and the input impedance on the load side (lower electrode LE side).

なお、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の2周波である必要はなく、第1の高周波電源62及び第2の高周波電源64の何れか一方のみを備えてもよい。 It should be noted that the processing apparatus 10 need not have two frequencies of the first high-frequency power supply 62 and the second high-frequency power supply 64, and is provided with only one of the first high-frequency power supply 62 and the second high-frequency power supply 64. good too.

また、処理装置10は、直流電源60を更に備え得る。直流電源60は、上部電極30に接続されている。直流電源60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。直流電源60に負の直流電圧が与えられると、処理室Sに存在する正イオンが、電極板34に衝突する。これにより、電極板34からシリコンが放出される。放出されたシリコンは、ウエハWの表面に堆積して、ハードマスクを保護し得る。 Also, the processing device 10 may further comprise a DC power supply 60 . A DC power supply 60 is connected to the upper electrode 30 . A DC power supply 60 can generate a negative DC voltage and apply the DC voltage to the upper electrode 30 . When a negative DC voltage is applied to the DC power supply 60 , positive ions existing in the processing chamber S collide with the electrode plate 34 . As a result, silicon is released from the electrode plate 34 . The released silicon may deposit on the surface of wafer W to protect the hard mask.

図3は、一実施形態に係る温度測定システムを示す図である。図3に示される温度測定システム100は、処理容器12(チャンバ)の内部の測定対象物の温度を算出するシステムである。測定対象物とは、例えば、処理装置10の内部の構成物、又は処理装置10の内部に搬送される部材である。測定対象物とは、例えば、エッジリングER、上部電極30、ウエハW、カバーリングCR又はデポシールド46である。図3に示される一例としての測定対象物は、エッジリングERである。 FIG. 3 is a diagram illustrating a temperature measurement system according to one embodiment. A temperature measurement system 100 shown in FIG. 3 is a system for calculating the temperature of an object to be measured inside the processing container 12 (chamber). The object to be measured is, for example, a component inside the processing apparatus 10 or a member transported inside the processing apparatus 10 . The measurement object is, for example, the edge ring ER, the upper electrode 30, the wafer W, the cover ring CR, or the deposit shield 46. FIG. An exemplary measurement object shown in FIG. 3 is an edge ring ER.

図3に示されるように、処理装置10には搬入出口12gとは別の位置に、処理容器12の内部と外部とを隔てる窓16が設けられている。窓16は、例えば、処理容器12の側壁及びデポシールド46の側壁に設けられる。処理容器12の側壁に設けられた窓16とデポシールド46の側壁に設けられた窓16とは、ウエハWの上面に沿った方向に並んで設けられる。窓16の材質は、後述する励起光及び蛍光に対して透過性を有する材料であり、例えば石英ガラスである。 As shown in FIG. 3, the processing apparatus 10 is provided with a window 16 separating the inside and outside of the processing container 12 at a position different from the loading/unloading port 12g. The windows 16 are provided, for example, in the side walls of the processing vessel 12 and the side walls of the deposition shield 46 . The window 16 provided on the side wall of the processing container 12 and the window 16 provided on the side wall of the deposition shield 46 are arranged side by side in the direction along the upper surface of the wafer W. As shown in FIG. The material of the window 16 is a material having transparency to excitation light and fluorescent light, which will be described later, such as quartz glass.

温度測定システム100は、本体部70と、第1光学部80と、第2光学部90と、蛍光体110と、制御装置Cntとを備える。本体部70から発される励起光が第1光学部80、窓16及び第2光学部90を介して蛍光体110に照射されることで、蛍光体110が励起し蛍光を発する。当該蛍光は第2光学部90、窓16及び第1光学部80を介して本体部70において取得される。本体部70において蛍光の特徴量が測定され、制御装置Cntにおいて当該特徴量、及び特徴量の温度特性に基づいて蛍光体110を設けた測定対象物の温度が算出される。以下、詳細な構成を説明する。 The temperature measurement system 100 includes a body section 70, a first optical section 80, a second optical section 90, a phosphor 110, and a control device Cnt. The excitation light emitted from the body portion 70 is applied to the phosphor 110 through the first optical portion 80, the window 16, and the second optical portion 90, thereby exciting the phosphor 110 and emitting fluorescence. The fluorescence is obtained in the body section 70 via the second optical section 90 , the window 16 and the first optical section 80 . The feature amount of fluorescence is measured in the main unit 70, and the temperature of the measurement object provided with the phosphor 110 is calculated in the control device Cnt based on the feature amount and the temperature characteristic of the feature amount. A detailed configuration will be described below.

本体部70は、光源72と、蛍光測定器74と、を有する。光源72は、励起光を発する。励起光とは、蛍光体110に照射された場合に蛍光体110を励起し、蛍光体110から蛍光を発させる光である。光源72は、後述の制御装置Cntの光調整部C3により発光強度、波長及び照射時間などが制御され、励起光を出射する。光源72は、例えば発光素子と、発光素子から射出される光を変調する光変調装置と、を有する。発光素子とは、例えばレーザーダイオードである。光源72では、発光素子から発光された光が光変調装置に入射する。光変調装置は、例えば、この入射した光(入射光)の強度又は波長を変調する機能を有している。光変調装置は、後述の光調整部C3の制御に基づいて入射光を所定の発光強度又は所定の波長に変調して励起光とする。光源72は、当該励起光を所定の照射時間だけ発する。 The body portion 70 has a light source 72 and a fluorometer 74 . A light source 72 emits excitation light. The excitation light is light that excites the phosphor 110 and causes the phosphor 110 to emit fluorescence when the phosphor 110 is irradiated with the excitation light. The light source 72 emits excitation light with its emission intensity, wavelength, irradiation time, etc. controlled by a light adjustment unit C3 of a control device Cnt, which will be described later. The light source 72 has, for example, a light emitting element and a light modulating device that modulates light emitted from the light emitting element. A light-emitting element is, for example, a laser diode. In the light source 72, light emitted from the light emitting element enters the light modulator. The optical modulator has, for example, a function of modulating the intensity or wavelength of this incident light (incident light). The optical modulation device modulates the incident light to a predetermined emission intensity or a predetermined wavelength based on the control of the light adjustment section C3, which will be described later, to generate excitation light. The light source 72 emits the excitation light for a predetermined irradiation time.

蛍光測定器74は、第1光学部80から蛍光を取得し、蛍光の特徴量を測定する。蛍光測定器74は、第1光学部80において受光された第2光学部90からの蛍光を取得する。蛍光測定器74は、例えば、蛍光の特徴量として蛍光の発光強度を測定する。蛍光測定器74は、例えば、取得された光の発光強度を測定するフォトダイオード等の受光素子を有する。蛍光測定器74は、蛍光を取得してから時間ごとの蛍光の発光強度を測定し、時間と蛍光の発光強度との関係を示すデータである蛍光の消光速度のデータを制御装置Cntに出力する。消光速度とは、時間ごとの蛍光の発光強度の低下度合いを指す。消光速度の特性については後述する。 The fluorometer 74 acquires the fluorescence from the first optical section 80 and measures the feature quantity of the fluorescence. The fluorometer 74 acquires the fluorescence from the second optical section 90 received by the first optical section 80 . The fluorometer 74 measures, for example, the emission intensity of fluorescence as a feature quantity of fluorescence. The fluorometer 74 has, for example, a light receiving element such as a photodiode that measures the emission intensity of the acquired light. The fluorometer 74 measures the emission intensity of the fluorescence over time after obtaining the fluorescence, and outputs fluorescence quenching rate data, which is data indicating the relationship between time and the emission intensity of the fluorescence, to the controller Cnt. . The quenching rate refers to the degree of decrease in fluorescence emission intensity over time. The characteristics of the quenching speed will be described later.

第1光学部80は、光源72から発された励起光を出射するとともに、蛍光を入射し、蛍光を蛍光測定器74へと導くように構成される。第1光学部80は、処理装置10の外部に設けられる。第1光学部80は、導光部材82と、第1コリメートレンズ84と、を有する。 The first optical section 80 is configured to emit excitation light emitted from the light source 72 , receive fluorescence, and guide the fluorescence to the fluorometer 74 . The first optical unit 80 is provided outside the processing device 10 . The first optical section 80 has a light guide member 82 and a first collimating lens 84 .

導光部材82は、励起光を第1コリメートレンズ84に向けて出射するとともに、第1コリメートレンズ84からの蛍光を受光して蛍光を蛍光測定器74へと導くように構成される。導光部材82は、例えば、FC(ファイバチャネル)コネクタ及びFCアダプタから構成される。導光部材82は、本体部70の光源72と蛍光測定器74とに対してそれぞれ光ファイバーケーブルにより接続される。導光部材82には、光ファイバーケーブルを介して光源72から励起光を取得し、第1コリメートレンズ84に向けて出射する。導光部材82は、第1コリメートレンズ84から入射する蛍光を、光ファイバーケーブルを介して蛍光測定器74に導く。 The light guide member 82 is configured to emit excitation light toward the first collimating lens 84 , receive fluorescence from the first collimating lens 84 , and guide the fluorescence to the fluorometer 74 . The light guide member 82 is composed of, for example, an FC (fiber channel) connector and an FC adapter. The light guide member 82 is connected to the light source 72 and the fluorometer 74 of the main body 70 by optical fiber cables. The light guide member 82 acquires the excitation light from the light source 72 via the optical fiber cable and emits it toward the first collimating lens 84 . The light guide member 82 guides the fluorescence incident from the first collimating lens 84 to the fluorometer 74 via the optical fiber cable.

第1コリメートレンズ84は、導光部材82から入射する励起光をコリメート光(平行光線)として調整し、第2光学部90に向けて出射する。第1コリメートレンズ84は、第2光学部90から出射され、コリメート光となった蛍光を導光部材82上で焦点を結ぶ収束光となるように構成されている。第1コリメートレンズ84は、例えば、導光部材82からの励起光の出射方向において、導光部材82と窓16の中央とを結ぶ直線上に位置するように配置される。 The first collimating lens 84 adjusts the excitation light incident from the light guide member 82 as collimated light (parallel light) and emits it toward the second optical section 90 . The first collimator lens 84 is configured so that the collimated fluorescence emitted from the second optical section 90 is converged on the light guide member 82 . The first collimator lens 84 is arranged, for example, on a straight line connecting the light guide member 82 and the center of the window 16 in the direction in which the excitation light is emitted from the light guide member 82 .

第2光学部90は、処理装置10の窓16を挟んで第1光学部80に対向するように処理容器12の内部に設けられる。第2光学部90は、第1光学部80から窓16を介して励起光を入射し、励起光を蛍光体110へと出射するように構成される。第2光学部は、蛍光体110からの蛍光を、窓16を介して第1光学部80へと出射するように構成される。第2光学部90は、処理装置10の内部に搬送可能かつ配置可能なウエハW上に設けられる。第2光学部90は、処理容器12の外部と内部とで物理的に第1光学部80に接続されていない。第1光学部80と第2光学部90との間は、励起光及び蛍光のみが伝播する。第2光学部90は、第2コリメートレンズ92、光学部材94、及び収容部材96を有する。 The second optical unit 90 is provided inside the processing container 12 so as to face the first optical unit 80 with the window 16 of the processing apparatus 10 interposed therebetween. The second optical section 90 is configured to receive the excitation light from the first optical section 80 through the window 16 and emit the excitation light to the phosphor 110 . The second optical section is configured to emit fluorescence from phosphor 110 through window 16 to first optical section 80 . The second optical unit 90 is provided on a wafer W that can be transported and placed inside the processing apparatus 10 . The second optical section 90 is not physically connected to the first optical section 80 outside and inside the processing container 12 . Only excitation light and fluorescence propagate between the first optical section 80 and the second optical section 90 . The second optical section 90 has a second collimator lens 92 , an optical member 94 and a housing member 96 .

第2コリメートレンズ92は、処理装置10の窓16を挟んで第1コリメートレンズ84に対向する位置に設けられる。第2コリメートレンズ92は、第1コリメートレンズ84と窓16の中央とを結ぶ直線上に位置するように配置される。これにより、第1コリメートレンズ84と第2コリメートレンズとの間において、励起光及び蛍光は、ウエハWの上面に沿った方向に伝播し、窓16を通過する。 The second collimating lens 92 is provided at a position facing the first collimating lens 84 across the window 16 of the processing device 10 . The second collimating lens 92 is arranged on a straight line connecting the first collimating lens 84 and the center of the window 16 . As a result, the excitation light and the fluorescent light propagate in the direction along the upper surface of the wafer W between the first collimating lens 84 and the second collimating lens and pass through the window 16 .

第2コリメートレンズ92は、第1コリメートレンズ84から窓16を介して励起光を入射する。第2コリメートレンズ92は、コリメート光となった当該励起光を測定対象物に設けられた蛍光体110上で焦点を結ぶ収束光となるように構成されている。第2コリメートレンズ92は、収束光となった励起光を蛍光体110へと出射する。また、第2コリメートレンズ92は、蛍光体110から発される蛍光を平行光線となるよう調整し、第1コリメートレンズ84へと出射する。 The second collimating lens 92 receives excitation light from the first collimating lens 84 through the window 16 . The second collimator lens 92 is configured to convert the collimated excitation light into convergent light that is focused on the phosphor 110 provided on the object to be measured. The second collimator lens 92 emits the converged excitation light to the phosphor 110 . Also, the second collimator lens 92 adjusts the fluorescence emitted from the phosphor 110 so that it becomes a parallel beam, and emits it to the first collimator lens 84 .

光学部材94は、励起光の光路及び蛍光の光路を変更する。光学部材94は、例えば、励起光の光路において第2コリメートレンズ92の下流に設けられる。光学部材94は、例えばプリズムである。光学部材94は、第2コリメートレンズ92からウエハWに沿って伝播する励起光を測定対象物であるエッジリングERに向けて屈折させて伝播させる。光学部材94は、例えば、プリズムである。第2コリメートレンズ及び光学部材94は、例えば、石英ガラスで構成されている。 The optical member 94 changes the optical path of excitation light and the optical path of fluorescence. The optical member 94 is provided, for example, downstream of the second collimator lens 92 in the optical path of the excitation light. The optical member 94 is, for example, a prism. The optical member 94 refracts and propagates the excitation light propagating along the wafer W from the second collimator lens 92 toward the edge ring ER, which is the object to be measured. The optical member 94 is, for example, a prism. The second collimator lens and optical member 94 are made of quartz glass, for example.

収容部材96は、第2コリメートレンズ92及び光学部材94を内部に収容し、ウエハW上に設けられる。収容部材96は、ウエハWの外縁部の上面に立設される脚部96aと、第2コリメートレンズ92及び光学部材94を内部に収容する箱部96bとを有する。箱部96bは、例えば、脚部96a上に設けられ、ウエハWの外縁部より外側に延在する。箱部96bは、例えば、ウエハWの位置から測定対象物のエッジリングERの位置まで外側に延在する。第2コリメートレンズ92及び光学部材94に対する励起光及び蛍光の伝播が阻害されないよう、箱部96bにおいて少なくとも励起光及び蛍光が通過する箇所は、例えば励起光及び蛍光に対して透過性を有する透明の部材で構成されている。箱部96bにおいて少なくとも励起光及び蛍光が通過する箇所には、当該透明の部材の代わりに開口が設けられていてもよい。収容部材96は、例えばセラミックで構成されている。第2光学部90の各部材は、励起光及び蛍光への影響を抑える材質で構成されると共に、処理装置10のエッチング等の処理による劣化を抑える材質で構成される。よって、処理装置10内に設けられる第2光学部90等の本願の構成に制約を受けることなく測定対象物の温度を計測できる。 The accommodation member 96 accommodates the second collimating lens 92 and the optical member 94 therein and is provided on the wafer W. As shown in FIG. The housing member 96 has a leg portion 96a erected on the upper surface of the outer edge of the wafer W, and a box portion 96b for housing the second collimator lens 92 and the optical member 94 therein. The box portion 96b is provided, for example, on the leg portion 96a and extends outside the outer edge of the wafer W. As shown in FIG. The box portion 96b, for example, extends outward from the position of the wafer W to the position of the edge ring ER of the object to be measured. In order that the propagation of the excitation light and the fluorescence to the second collimating lens 92 and the optical member 94 is not hindered, at least the portion through which the excitation light and the fluorescence pass in the box part 96b is made of, for example, a transparent transparent material having transparency to the excitation light and the fluorescence. It is made up of parts. An opening may be provided instead of the transparent member at least at a portion through which the excitation light and fluorescence pass in the box portion 96b. The housing member 96 is made of ceramic, for example. Each member of the second optical unit 90 is made of a material that suppresses the influence on excitation light and fluorescence, and is made of a material that suppresses deterioration due to processing such as etching in the processing apparatus 10 . Therefore, the temperature of the object to be measured can be measured without being restricted by the configuration of the present application such as the second optical unit 90 provided in the processing apparatus 10 .

蛍光体110は、処理装置10の内部の測定対象物に設けられ、励起光が照射されることで蛍光を発する。蛍光体110は、例えば、測定対象物の表層に塗布されることで、測定対象物に設けられる。蛍光体110は、測定対象物の表層に設けられ、カバー部材112によって覆われる。カバー部材112は、励起光及び蛍光に対して透過性を有する材料で構成されている。カバー部材112の材質は、石英、フッ化カルシウム及びサファイアの少なくとも1つである。カバー部材112は、第2光学部90から蛍光体110に向けて伝播する励起光の光路上、及び、蛍光体110から第2光学部90に向けて伝播する蛍光の光路上に設けられる。 The phosphor 110 is provided on the object to be measured inside the processing device 10 and emits fluorescence when irradiated with excitation light. The phosphor 110 is provided on the measurement object by, for example, coating the surface layer of the measurement object. The phosphor 110 is provided on the surface layer of the object to be measured and covered with a cover member 112 . The cover member 112 is made of a material that is transparent to excitation light and fluorescence. The material of the cover member 112 is at least one of quartz, calcium fluoride, and sapphire. The cover member 112 is provided on the optical path of excitation light propagating from the second optical section 90 toward the phosphor 110 and on the optical path of fluorescence propagating from the phosphor 110 toward the second optical section 90 .

本実施形態における測定対象物はエッジリングERであり、第2光学部90がウエハW上に設けられて蛍光体110の上方に位置するため、蛍光体110の少なくとも上方はカバー部材112によって覆われる。カバー部材112によって覆われていない蛍光体110の側方等は、測定対象物の一部によって囲われる。これにより、蛍光体110は、処理容器12の内部において露出していない。カバー部材112及び測定対象物の一部が蛍光体110を処理容器12内に露出させないことによって、処理容器12内が極低温環境及びプラズマが印加された環境となる場合であっても、劣化及び損傷といった蛍光体110への影響を抑制することができる。なお、カバー部材112が蛍光体110の全体を覆っていてもよい。 The object to be measured in this embodiment is the edge ring ER, and since the second optical unit 90 is provided on the wafer W and positioned above the phosphor 110, at least above the phosphor 110 is covered with the cover member 112. . The sides and the like of phosphor 110 that are not covered by cover member 112 are surrounded by part of the object to be measured. Thereby, the phosphor 110 is not exposed inside the processing container 12 . Since the cover member 112 and part of the object to be measured do not expose the phosphor 110 to the inside of the processing container 12, deterioration and Effects on the phosphor 110 such as damage can be suppressed. Note that the cover member 112 may cover the entire phosphor 110 .

制御装置Cntは、例えば、処理システム1の各部を統括制御するとともに、温度測定システム100を統括制御する。制御装置Cntは、例えば、物理的には、CPUといったプロセッサ、ユーザインタフェース、RAM及びROM等の主記憶装置、ハードディスク等の補助記憶装置、通信インタフェースなどを含むコンピュータシステムとして構成されている。ユーザインタフェースは、工程管理者が処理システム1を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボード又はタッチパネル、処理システム1の稼働状況等を可視化して表示するディスプレイ等を含んでいる。通信インタフェースは、ネットワークカード等のデータ送受信デバイスである。後述する各機能は、上述したリソースを用いて実現される。制御装置Cntは、本体部70と接続している。 The control device Cnt, for example, centrally controls each part of the processing system 1 and centrally controls the temperature measurement system 100 . The control device Cnt is, for example, physically configured as a computer system including a processor such as a CPU, a user interface, a main storage device such as a RAM and a ROM, an auxiliary storage device such as a hard disk, a communication interface, and the like. The user interface includes a keyboard or touch panel for inputting commands for the process manager to manage the processing system 1, a display for visualizing and displaying the operating status of the processing system 1, and the like. A communication interface is a data transmission/reception device such as a network card. Each function described later is implemented using the resources described above. The control device Cnt is connected to the main unit 70 .

制御装置Cntは、機能的には、制御部C1、記憶部C2、光調整部C3、取得部C4、温度算出部C5及び出力部C6を有する。制御部C1は、処理システム1の一連の動作を制御する。制御部C1は、例えば、搬送装置TU2の搬送処理を制御する。制御部C1は、例えば、記憶部C2に記憶されたプログラム及びプロセスレシピを実行することにより、流量制御器群44、バルブ群42及び排気装置50に制御信号を送出する。制御部C1は、当該制御信号の送出により、エッチング時に処理ガスが処理容器12内に供給され、且つ、当該処理容器12内の圧力が設定された圧力となるように、制御を実行する。また、制御部C1は、第1の高周波電源62及び第2の高周波電源64、並びに、直流電源60に制御信号を送出し、第1の高周波電源62の高周波電力の大きさ、第2の高周波電源64の大きさ、直流電源60の直流電圧の大きさを制御することができる。また、制御部C1は、記憶部C2に種々の測定値などを記憶する。 The controller Cnt functionally includes a control unit C1, a storage unit C2, a light adjustment unit C3, an acquisition unit C4, a temperature calculation unit C5, and an output unit C6. The control unit C1 controls a series of operations of the processing system 1. FIG. The control unit C1 controls, for example, the transport process of the transport device TU2. The control unit C1 sends control signals to the flow controller group 44, the valve group 42, and the exhaust device 50 by executing the program and process recipe stored in the storage unit C2, for example. By sending the control signal, the control unit C1 performs control so that the processing gas is supplied into the processing container 12 during etching and the pressure in the processing container 12 becomes the set pressure. Further, the control unit C1 sends a control signal to the first high-frequency power supply 62, the second high-frequency power supply 64, and the DC power supply 60, and controls the magnitude of the high-frequency power of the first high-frequency power supply 62 and the second high-frequency power supply. The magnitude of the power supply 64 and the magnitude of the DC voltage of the DC power supply 60 can be controlled. Further, the control unit C1 stores various measured values and the like in the storage unit C2.

記憶部C2には、処理装置10で実行される各種処理を制御部C1の制御によって実現するための制御プログラム(ソフトウエア)、及び、処理条件データ等を含むプロセスレシピ、メンテナンス用のレシピ等が保存されている。制御部C1は、ユーザインタフェースからの指示等、必要に応じて、各種の制御プログラムを記憶部C2から呼び出して実行する。このような制御部C1の制御下で、処理装置10において所望の処理が実行される。また、記憶部C2には、実行済みのプロセスレシピ(プロセス条件)に対応する監視結果が関連付けられて記憶されていてもよい。 The storage unit C2 stores control programs (software) for realizing various types of processing executed by the processing apparatus 10 under the control of the control unit C1, process recipes including processing condition data, maintenance recipes, and the like. Saved. The control unit C1 calls various control programs from the storage unit C2 and executes them as necessary, such as an instruction from the user interface. Desired processing is executed in the processing device 10 under the control of the control unit C1. Further, the storage unit C2 may store monitoring results corresponding to executed process recipes (process conditions) in association with each other.

さらに、記憶部C2には、温度測定システム100で実行される各種処理を光調整部C3及び温度算出部C5の制御によって実現するための制御プログラム(ソフトウエア)及びデータ等が記憶されている。当該データは、例えば、処理条件データ、蛍光の消光速度の温度特性データ等である。光調整部C3及び温度算出部C5は、ユーザインタフェースからの指示等、必要に応じて、各種の制御プログラムを記憶部C2から呼び出して実行する。このような光調整部C3及び温度算出部C5の制御下で、温度測定システム100において所望の処理が実行される。また、記憶部C2には、取得部C4によって取得された蛍光の消光速度、並びに、温度算出部C5によって算出された蛍光体110の温度、及び算出された測定対象物の温度を含む算出データが関連付けられて記憶される。 Further, the storage unit C2 stores control programs (software), data, and the like for realizing various processes executed by the temperature measurement system 100 under the control of the light adjustment unit C3 and the temperature calculation unit C5. The data is, for example, processing condition data, temperature characteristic data of fluorescence quenching speed, and the like. The light adjustment unit C3 and the temperature calculation unit C5 call various control programs from the storage unit C2 and execute them as necessary, such as an instruction from the user interface. Desired processing is performed in the temperature measurement system 100 under the control of the light adjustment section C3 and the temperature calculation section C5. Further, the storage unit C2 stores calculation data including the fluorescence quenching speed obtained by the obtaining unit C4, the temperature of the phosphor 110 calculated by the temperature calculating unit C5, and the calculated temperature of the measurement object. stored in an associated manner.

光調整部C3は、光源72における励起光の発生を制御する機能を有する。例えば、光調整部C3は、励起光の発光強度及び波長を調整する機能として、記憶部C2に記憶された処理条件データに基づいて、発光素子の入射光の強度及び波長をそれぞれ所定の強度及び所定の波長に変調して励起光を発生するよう光源72を制御する。光調整部C3は、励起光の発光時間を調整する機能として、記憶部C2に記憶された処理条件データに基づいて、光源72における励起光の発光開始タイミング及び発光終了タイミングを制御する。蛍光測定器74において十分な強度の蛍光が測定されるよう、光調整部C3は、発光開始タイミングから発光終了タイミングまでの所定の時間、光源72が励起光を発するように制御する。 The light adjustment section C3 has a function of controlling generation of excitation light in the light source 72 . For example, as a function of adjusting the emission intensity and wavelength of the excitation light, the light adjustment unit C3 adjusts the intensity and wavelength of the light incident on the light emitting element to predetermined intensity and wavelength, respectively, based on the processing condition data stored in the storage unit C2. A light source 72 is controlled to generate excitation light modulated to a predetermined wavelength. As a function of adjusting the emission time of the excitation light, the light adjustment unit C3 controls the emission start timing and emission end timing of the excitation light in the light source 72 based on the processing condition data stored in the storage unit C2. The light adjustment section C3 controls the light source 72 to emit excitation light for a predetermined time from the start of light emission to the end of light emission so that fluorescence with sufficient intensity is measured by the fluorescence measuring device 74 .

取得部C4は、蛍光測定器74によって測定された時間と蛍光の発光強度との関係を示すデータである蛍光の消光速度のデータを蛍光測定器74から取得する。また、取得部C4は、記憶部C2から消光速度の温度特性データを取得する。当該温度特性データの詳細については後述する。取得部C4は、取得された蛍光の消光速度、及び消光速度の温度特性データを温度算出部C5に出力する。 The acquiring unit C4 acquires from the fluorometer 74 fluorescence quenching rate data, which is data indicating the relationship between the time measured by the fluorometer 74 and the emission intensity of the fluorescence. Further, the acquisition unit C4 acquires the temperature characteristic data of the extinction rate from the storage unit C2. Details of the temperature characteristic data will be described later. The acquisition unit C4 outputs the acquired fluorescence quenching speed and the temperature characteristic data of the quenching speed to the temperature calculation unit C5.

温度算出部C5は、蛍光測定器74によって測定された蛍光の発光強度及び発光強度の温度特性に基づいて測定対象物の温度を算出する。温度算出部C5は、取得部C4から時間と蛍光の発光強度との関係を示すデータ、及び温度特性データを取得する。 The temperature calculator C5 calculates the temperature of the object to be measured based on the emission intensity of the fluorescence measured by the fluorometer 74 and the temperature characteristics of the emission intensity. The temperature calculator C5 acquires data indicating the relationship between time and fluorescence emission intensity and temperature characteristic data from the acquirer C4.

ここで、蛍光体110か発生する蛍光の発光強度は、時間が経過するに従って強くなる。発光開始タイミングから所定の時間が経過すると、蛍光の発光強度は、一定の値に収束する。その後、発光終了タイミングにおいて光源72における励起光の照射が終了し消灯すると、蛍光体110からの蛍光の入射がなくなり、蛍光の発光強度が徐々に弱くなっていく消光という現象が起きる。蛍光の消光の速さは、蛍光体110の温度に依存する。例えば、蛍光体110の温度が高いほど、消光の速さは速い(消灯後の経過時間に対する蛍光の発光強度の減少幅が大きい)。すなわち、蛍光体の温度が高いほど、蛍光の消光速度は速くなる。取得部C4が記憶部C2から取得する消光速度の温度特性データは、例えば、消光速度と蛍光体110の温度との関係を示すデータである。 Here, the emission intensity of the fluorescence emitted from the phosphor 110 increases as time passes. After a predetermined period of time has elapsed from the timing at which light emission starts, the fluorescence emission intensity converges to a constant value. After that, when the irradiation of the excitation light from the light source 72 ends and the light source 72 is extinguished at the light emission end timing, the fluorescence from the phosphor 110 ceases to enter, and a phenomenon called quenching occurs in which the emission intensity of the fluorescence gradually weakens. The speed of fluorescence quenching depends on the temperature of the phosphor 110 . For example, the higher the temperature of the phosphor 110, the faster the quenching speed (the decrease in fluorescence emission intensity with respect to the elapsed time after the light is turned off). That is, the higher the temperature of the phosphor, the faster the fluorescence quenching speed. The temperature characteristic data of the extinction rate that the acquisition unit C4 acquires from the storage unit C2 is, for example, data that indicates the relationship between the extinction rate and the temperature of the phosphor 110 .

温度算出部C5は、蛍光測定器74において測定された蛍光の消光速度が消光速度の初期値に所定の比率を乗じて得られた値以下になるときの当該消光速度を抽出する。温度算出部C5は、抽出された消光速度と、温度特性データとに基づいて、蛍光体110の温度を算出する。例えば、温度算出部C5は、抽出された消光速度に対応する蛍光体110の温度を当該データから読み取り、励起光照射時の蛍光体110の温度として算出する。測定対象物の表層に設けられる蛍光体110は、測定対象物の温度と同等の温度となっていると推定されることから、温度算出部C5は、例えば、蛍光体110の温度を測定対象物の温度として算出する。温度算出部C5は、算出された測定対象物の温度を出力部C6に出力する。 The temperature calculator C5 extracts the quenching rate when the fluorescence quenching rate measured by the fluorometer 74 is less than or equal to the value obtained by multiplying the initial value of the quenching rate by a predetermined ratio. Temperature calculator C5 calculates the temperature of phosphor 110 based on the extracted extinction rate and temperature characteristic data. For example, the temperature calculator C5 reads the temperature of the phosphor 110 corresponding to the extracted quenching speed from the data, and calculates the temperature of the phosphor 110 at the time of excitation light irradiation. Since it is estimated that the phosphor 110 provided on the surface layer of the measurement object has a temperature equivalent to the temperature of the measurement object, the temperature calculation unit C5 calculates the temperature of the phosphor 110, for example, as the temperature of the measurement object. calculated as the temperature of The temperature calculator C5 outputs the calculated temperature of the object to be measured to the output unit C6.

出力部C6は、温度算出部C5により算出された測定対象物の温度を出力する。出力部C6は、例えば、ディスプレイに測定対象物の温度を表示する。出力部C6は、温度算出部C5により算出された測定対象物の温度を記憶部C2に記憶させる。出力部C6は、例えば、取得部C4によって取得された蛍光の消光速度、並びに、温度算出部C5によって算出された蛍光体110の温度、及び算出された測定対象物の温度を含む算出データを記憶部C2に関連付けて記憶させる。制御部C1は、温度算出部C5により算出された測定対象物の温度に基づいて、処理容器12内の温度等を制御してもよい。 The output unit C6 outputs the temperature of the measurement object calculated by the temperature calculation unit C5. The output unit C6 displays the temperature of the object to be measured on a display, for example. The output unit C6 causes the storage unit C2 to store the temperature of the measurement object calculated by the temperature calculation unit C5. The output unit C6 stores calculated data including, for example, the fluorescence quenching speed obtained by the obtaining unit C4, the temperature of the phosphor 110 calculated by the temperature calculating unit C5, and the calculated temperature of the measurement object. It is stored in association with the part C2. The control unit C1 may control the temperature inside the processing container 12 based on the temperature of the object to be measured calculated by the temperature calculation unit C5.

次に、温度測定システム100の温度測定動作であって、処理容器12の内部の測定対象物の温度を測定する方法である温度測定方法について説明する。図4は、一実施形態に係る温度測定方法を示すフローチャートである。温度測定方法は、例えば、本体部70及び制御装置Cntが処理装置10の外部に設けられ、本体部70及び制御装置Cntの電源がONにされたタイミングから温度測定システム100により実行される。 Next, a temperature measurement method, which is a temperature measurement operation of the temperature measurement system 100 and is a method of measuring the temperature of the object to be measured inside the processing container 12, will be described. FIG. 4 is a flowchart illustrating a temperature measurement method according to one embodiment. For example, the temperature measurement method is performed by the temperature measurement system 100 when the main unit 70 and the control device Cnt are provided outside the processing device 10 and the main unit 70 and the control device Cnt are powered on.

図4に示されるように、温度測定方法は設置処理(S10:設置するステップの一例)から開始される。設置処理(S10)において、管理者等によって、第1光学部80は処理装置10の処理容器12の外部に設置される。第1光学部80の導光部材82は、励起光の出射方向に処理装置10の窓16が位置するように配置される。導光部材82は、本体部70の光源72と蛍光測定器74とに対してそれぞれ光ファイバーケーブルにより接続される。第1コリメートレンズ84は、例えば、導光部材82からの励起光の出射方向において、導光部材82と窓16の中央とを結ぶ直線上に位置するように配置される。 As shown in FIG. 4, the temperature measurement method starts with an installation process (S10: an example of an installation step). In the installation process ( S<b>10 ), the administrator or the like installs the first optical unit 80 outside the processing container 12 of the processing apparatus 10 . The light guide member 82 of the first optical section 80 is arranged so that the window 16 of the processing device 10 is positioned in the exit direction of the excitation light. The light guide member 82 is connected to the light source 72 and the fluorometer 74 of the main body 70 by optical fiber cables. The first collimator lens 84 is arranged, for example, on a straight line connecting the light guide member 82 and the center of the window 16 in the direction in which the excitation light is emitted from the light guide member 82 .

続いて、搬入処理(S12:搬入するステップの一例)において、管理者等によって、第2光学部90はウエハWの外縁部に載置される。搬送装置TU2は、第2光学部90が載置されたウエハWを、ゲートバルブ54が開放された搬入出口12gを介して処理装置10の内部に搬送する。搬送されたウエハWが所定の位置に配置されることで、光学部材94が測定対象物の直上に配置される。また、搬入処理(S12)によって第1光学部80の第1コリメートレンズ84と、窓16と、第2光学部90の第2コリメートレンズ92とが一直線上に配置される。処理装置10を稼働させる場合、ウエハW及び第2光学部90の搬入後、ゲートバルブ54を閉塞する。この搬入処理(S12)以降、処理装置10は処理容器12における処理を開始してもよい。 Subsequently, in the loading process (S12: an example of the loading step), the second optical unit 90 is placed on the outer edge of the wafer W by the administrator or the like. The transport unit TU2 transports the wafer W on which the second optical unit 90 is placed into the processing apparatus 10 through the loading/unloading port 12g with the gate valve 54 open. By arranging the transported wafer W at a predetermined position, the optical member 94 is arranged directly above the object to be measured. Also, the first collimating lens 84 of the first optical section 80, the window 16, and the second collimating lens 92 of the second optical section 90 are arranged on a straight line by the carry-in process (S12). When operating the processing apparatus 10, the gate valve 54 is closed after the wafer W and the second optical section 90 are loaded. After this carrying-in process (S12), the processing apparatus 10 may start processing in the processing container 12. FIG.

続いて、光源72は、出射処理(S14:出射するステップの一例)として、励起光を蛍光体110に向けて照射する。光調整部C3は、発光開始タイミングから光源72における発光素子に発光させる。光調整部C3は、発光素子から発光した光に対して光変調装置により発光強度を調整させることで、光変調装置に励起光を発生させる。光源72は、導光部材82に向けて励起光を伝播させる。導光部材82は、第1コリメートレンズ84に向けて励起光を出射する。第1コリメートレンズ84は、通過する励起光をコリメート光に変換する。第1コリメートレンズ84を通過した励起光は、窓16を介して処理装置10の内部へと伝播し、第2コリメートレンズ92に照射される。第2コリメートレンズ92は、通過する励起光を蛍光体110上で焦点を結ぶ収束光に変換する。光学部材94は、第2コリメートレンズ92を通過した励起光の光路の向きを、ウエハWの上面に沿った処理容器12の内部への方向から、エッジリングERが設けられている方向(下方)へと変えて出射させる。蛍光体110は、光学部材94により光路が変更され、カバー部材112を透過した励起光を受光する。光調整部C3は、光源72において励起光を所定の発光終了タイミングまで発生させ続ける。蛍光体110に向けて出射された励起光は、蛍光体110を励起し、蛍光を発させる。 Subsequently, light source 72 irradiates excitation light toward phosphor 110 as an emission process (S14: an example of the step of emitting). The light adjustment section C3 causes the light emitting element in the light source 72 to emit light from the light emission start timing. The light adjustment unit C3 causes the light modulation device to generate excitation light by adjusting the emission intensity of the light emitted from the light emitting element by the light modulation device. The light source 72 propagates excitation light toward the light guide member 82 . The light guide member 82 emits excitation light toward the first collimator lens 84 . The first collimating lens 84 converts passing excitation light into collimated light. The excitation light that has passed through the first collimating lens 84 propagates into the processing apparatus 10 through the window 16 and is irradiated onto the second collimating lens 92 . A second collimating lens 92 converts the passing excitation light into convergent light focused on the phosphor 110 . The optical member 94 changes the direction of the optical path of the excitation light that has passed through the second collimating lens 92 from the direction toward the inside of the processing container 12 along the upper surface of the wafer W to the direction in which the edge ring ER is provided (downward). and emit it. The phosphor 110 receives the excitation light whose optical path is changed by the optical member 94 and has passed through the cover member 112 . The light adjustment unit C3 continues to generate excitation light in the light source 72 until a predetermined light emission end timing. The excitation light emitted toward phosphor 110 excites phosphor 110 to emit fluorescence.

続いて、蛍光測定器74は、受光処理(S16:入射させるステップの一例)として、出射処理(S14)の後に測定対象物に設けられた蛍光体110により発された蛍光を受光する。光学部材94は、蛍光体110からの蛍光の光路の向きを、エッジリングERが設けられている方向(下方)からウエハWの上面に沿った処理容器12の外部への方向に変更する。第2コリメートレンズ92は、光学部材94により光路の向きが変更された蛍光をコリメート光に変換して、第1コリメートレンズ84へと出射する。第1コリメートレンズ84は、窓16を介して第2コリメートレンズ92から入射する蛍光を導光部材82上で焦点を結ぶ収束光に変換する。導光部材82は、第1コリメートレンズ84から導かれた蛍光を受光し、蛍光測定器74に送る。蛍光測定器74は、例えば、光源72が励起光を発光し続ける発光開始タイミングから、蛍光体110が蛍光の発生を終了するタイミングまで受光し続ける。蛍光体110が蛍光の発生を終了するタイミングとは、例えば、蛍光測定器74によって測定された蛍光の発光強度が所定の閾値未満となったタイミングである。蛍光測定器74が蛍光の受光を開始した後、温度測定システム100は次の処理に移行する。 Subsequently, the fluorometer 74 receives the fluorescence emitted by the phosphor 110 provided on the measurement object after the emission process (S14) as the light receiving process (S16: an example of the step of making the light incident). The optical member 94 changes the direction of the optical path of fluorescence from the phosphor 110 from the direction (downward) in which the edge ring ER is provided to the direction along the upper surface of the wafer W to the outside of the processing container 12 . The second collimating lens 92 converts the fluorescence whose optical path direction has been changed by the optical member 94 into collimated light, and emits the collimated light to the first collimating lens 84 . The first collimating lens 84 converts the fluorescence incident from the second collimating lens 92 through the window 16 into convergent light focused on the light guide member 82 . The light guide member 82 receives the fluorescence guided from the first collimator lens 84 and sends it to the fluorometer 74 . The fluorometer 74 continues to receive light, for example, from the timing at which the light source 72 continues to emit excitation light to the timing at which the phosphor 110 stops emitting fluorescence. The timing at which the phosphor 110 stops generating fluorescence is, for example, the timing at which the fluorescence emission intensity measured by the fluorometer 74 becomes less than a predetermined threshold. After fluorometer 74 begins receiving fluorescence, temperature measurement system 100 proceeds to the next step.

続いて、蛍光測定器74は、測定処理(S18:測定するステップの一例)として、受光処理(S16)において導光部材82で受光した蛍光の消光速度を測定する。蛍光測定器74は、蛍光を得たタイミングから蛍光体110が蛍光の発生を終了するタイミングまで蛍光の消光速度を測定する。蛍光測定器74が当該消光速度を測定した後、温度測定システム100は次の処理に移行する。 Subsequently, the fluorometer 74 measures the quenching speed of the fluorescence received by the light guide member 82 in the light receiving process (S16) as the measuring process (S18: an example of the step of measuring). The fluorometer 74 measures the fluorescence quenching speed from the timing when the fluorescence is obtained to the timing when the phosphor 110 stops generating fluorescence. After the fluorometer 74 measures the quenching rate, the temperature measurement system 100 proceeds to the next process.

続いて、取得部C4は、取得処理(S20)として、蛍光測定器74から時間と蛍光の発光強度との関係を示すデータである蛍光の消光速度のデータを取得する。また、取得部C4は、記憶部C2から、消光速度の温度特性データを取得する。取得部C4は、蛍光の消光速度のデータ、及び消光速度の温度特性データを温度算出部C5に出力する。蛍光測定器74において蛍光を得たタイミングから消光速度が所定の閾値未満となったタイミングまでの消光速度を取得部C4が温度算出部C5に出力した後、温度測定システム100は次の処理に移行する。 Subsequently, the acquisition unit C4 acquires fluorescence quenching rate data, which is data indicating the relationship between time and fluorescence emission intensity, from the fluorometer 74 as an acquisition process (S20). Further, the acquisition unit C4 acquires the temperature characteristic data of the extinction rate from the storage unit C2. The acquisition unit C4 outputs the fluorescence quenching speed data and the temperature characteristic data of the quenching speed to the temperature calculation unit C5. After the acquisition unit C4 outputs the quenching speed from the timing when fluorescence is obtained in the fluorometer 74 to the timing when the quenching speed becomes less than the predetermined threshold to the temperature calculation unit C5, the temperature measurement system 100 proceeds to the next process. do.

続いて、温度算出部C5は、算出処理(S22:算出するステップの一例)として、測定処理(S18)において測定される蛍光の消光速度、及び消光速度の温度特性に基づいて測定対象物の温度を算出する。温度算出部C5は、取得処理(S20)において取得された蛍光の消光速度のデータに基づいて消光速度の初期値に対する所定の割合に該当する消光速度を抽出する。温度算出部C5は、抽出された消光速度と、取得処理(S20)において取得された消光速度の温度特性データとに基づいて蛍光体110の温度を算出する。温度算出部C5は、算出された蛍光体110の温度を測定対象物の温度として算出する。温度算出部C5は、出力部C6に測定対象物の温度を出力する。 Subsequently, the temperature calculator C5 performs the calculation process (S22: an example of a step of calculating), based on the fluorescence quenching rate and the temperature characteristics of the quenching rate measured in the measurement process (S18). Calculate The temperature calculator C5 extracts a quenching rate corresponding to a predetermined ratio to the initial value of the quenching rate based on the fluorescence quenching rate data acquired in the acquisition process (S20). The temperature calculator C5 calculates the temperature of the phosphor 110 based on the extracted extinction rate and the temperature characteristic data of the extinction rate acquired in the acquisition process (S20). The temperature calculator C5 calculates the calculated temperature of the phosphor 110 as the temperature of the object to be measured. The temperature calculator C5 outputs the temperature of the object to be measured to the output unit C6.

続いて、出力部C6は、出力処理(S24)として、算出処理(S22)において算出された測定対象物の温度を外部に出力する。出力部C6は、例えば、ディスプレイに測定対象物の温度を表示する。出力部C6は、例えば、記憶部C2に測定対象物の温度を記憶させる。 Subsequently, as an output process (S24), the output unit C6 outputs the temperature of the object to be measured calculated in the calculation process (S22) to the outside. The output unit C6 displays the temperature of the object to be measured on a display, for example. The output unit C6 stores the temperature of the object to be measured in the storage unit C2, for example.

続いて、搬送装置TU2は、搬出処理(S26)として、ゲートバルブ54を開放した後、処理装置10の内部から第2光学部90が載置されたウエハWを処理装置10の外部に搬出する。搬送装置TU2が処理装置10の外部に第2光学部90を搬出した場合、温度測定システム100は処理装置10の内部における測定対象物の温度を測定する温度測定方法を終了する。 Subsequently, as an unloading process (S26), after opening the gate valve 54, the transport unit TU2 unloads the wafer W on which the second optical unit 90 is mounted from the inside of the processing apparatus 10 to the outside of the processing apparatus 10. . When the transport device TU2 carries out the second optical unit 90 to the outside of the processing device 10, the temperature measurement system 100 ends the temperature measurement method for measuring the temperature of the object to be measured inside the processing device 10. FIG.

以上説明したように、温度測定システム100及び温度測定方法によれば、ウエハWの上面に載置された第2光学部90が搬入出口12gを介して処理容器12の内部に搬入される。光源72からの励起光が、第1光学部80、窓16、並びに、第2光学部を介して、処理容器12内の測定対象物に設けられた蛍光体110に出射される。蛍光体110が励起光により励起されることで、蛍光が蛍光体110から発される。この蛍光は、第2光学部90、窓16、並びに、第1光学部80を介して蛍光測定器74に導かれる。ここで、第1光学部80は処理容器12の外部に設けられ、第2光学部90は処理容器12の内部に設けられる。すなわち、励起光及び蛍光は、窓16を通ることで第1光学部80と第2光学部90との間を伝播する。よって、蛍光測定器74は、処理容器12内の蛍光体110に対して物理的に接触することなく、蛍光体110より発される蛍光を取得することができる。蛍光測定器74により、取得された蛍光の特徴量が測定される。温度算出部C5によって、蛍光の特徴量及び特徴量の温度特性に基づいて、蛍光体110が設けられた測定対象物の温度を算出することができる。温度算出部C5は蛍光を用いるため、処理容器12の内部における圧力、温度、及び、プラズマの印加状況等の環境条件の影響を受けずに測定対象物の温度を算出することができる。よって、この温度測定システム100及び温度測定方法は、処理容器12の内部の測定対象物の温度を非接触(遠隔)で計測することができる。例えば、温度測定システム100及び温度測定方法は、処理容器12の内部が-120℃以上240℃以下であっても処理容器12内の部材の温度を測定することができる。温度測定システム100及び温度測定方法は、蛍光を利用したシステムであるので高精度のアライメントをすることなく、測定対象物の温度を測定することができる。 As described above, according to the temperature measurement system 100 and the temperature measurement method, the second optical unit 90 placed on the upper surface of the wafer W is loaded into the processing container 12 through the loading/unloading port 12g. The excitation light from the light source 72 is emitted through the first optical section 80 , the window 16 , and the second optical section to the phosphor 110 provided on the object to be measured within the processing container 12 . Fluorescence is emitted from the phosphor 110 by exciting the phosphor 110 with the excitation light. This fluorescence is guided to the fluorometer 74 via the second optical section 90 , the window 16 and the first optical section 80 . Here, the first optical unit 80 is provided outside the processing container 12 and the second optical unit 90 is provided inside the processing container 12 . That is, the excitation light and fluorescence propagate between the first optical section 80 and the second optical section 90 by passing through the window 16 . Therefore, the fluorometer 74 can acquire fluorescence emitted from the phosphor 110 without physically contacting the phosphor 110 in the processing container 12 . The fluorometer 74 measures the acquired fluorescence feature quantity. The temperature calculation unit C5 can calculate the temperature of the measurement object on which the phosphor 110 is provided, based on the feature amount of the fluorescence and the temperature characteristic of the feature amount. Since the temperature calculator C5 uses fluorescence, the temperature of the object to be measured can be calculated without being affected by environmental conditions such as the pressure, temperature, and plasma application state inside the processing chamber 12 . Therefore, the temperature measurement system 100 and the temperature measurement method can measure the temperature of the object to be measured inside the processing vessel 12 in a non-contact (remote) manner. For example, the temperature measurement system 100 and the temperature measurement method can measure the temperature of the members inside the processing vessel 12 even if the inside of the processing vessel 12 is -120° C. or more and 240° C. or less. Since the temperature measurement system 100 and the temperature measurement method are systems using fluorescence, the temperature of the measurement object can be measured without high-precision alignment.

温度測定システム100及び温度測定方法によれば、蛍光測定器74で測定される蛍光の特徴量は蛍光の消光速度である。この場合、温度算出部C5は、蛍光の消光速度及び消光速度の温度特性に基づいて、測定対象物の温度を算出することができる。 According to the temperature measurement system 100 and the temperature measurement method, the fluorescence feature quantity measured by the fluorometer 74 is the fluorescence quenching rate. In this case, the temperature calculator C5 can calculate the temperature of the measurement object based on the fluorescence quenching speed and the temperature characteristics of the quenching speed.

温度測定システム100及び温度測定方法によれば、第1光学部80は、第1コリメートレンズ84を有し、第2光学部90は、第2コリメートレンズ92を有している。この場合、第1コリメートレンズ84と第2コリメートレンズ92との間において、励起光及び蛍光はそれぞれコリメート光(平行光線)となる。よって、第1光学部80と第2光学部90との間で励起光及び蛍光が拡散又は収束することが抑制されるため、蛍光体110に入射する励起光の特徴量、及び、蛍光測定器74において取得される蛍光の特徴量の変動を抑えることができる。また、第1コリメートレンズ84が処理容器12外に配置されることで、コリメート光を処理容器12内に入射させることができる。一方で、第1コリメートレンズ84が処理容器12内に配置される場合、分散光が処理容器12内に入射することになるため、励起光の少なくとも一部が適切に第1コリメートレンズ84に到達しない可能性がある。したがって、本実施形態のように第1コリメートレンズ84が処理容器12外に配置されることで、処理容器12内に配置される場合と比べてアライメントの制約が軽減され、アライメント許容誤差を小さく抑える必要がなくなる。 According to the temperature measurement system 100 and temperature measurement method, the first optical section 80 has a first collimating lens 84 and the second optical section 90 has a second collimating lens 92 . In this case, between the first collimating lens 84 and the second collimating lens 92, the excitation light and the fluorescent light become collimated light (parallel light). Therefore, since the diffusion or convergence of the excitation light and fluorescence between the first optical unit 80 and the second optical unit 90 is suppressed, the feature amount of the excitation light incident on the phosphor 110 and the fluorometer Fluctuations in the fluorescence feature quantity acquired at 74 can be suppressed. In addition, the collimated light can enter the processing container 12 by arranging the first collimating lens 84 outside the processing container 12 . On the other hand, when the first collimating lens 84 is arranged inside the processing container 12 , dispersed light will enter the processing container 12 , so that at least part of the excitation light reaches the first collimating lens 84 appropriately. may not. Therefore, by arranging the first collimating lens 84 outside the processing container 12 as in the present embodiment, alignment restrictions are reduced compared to the case where the first collimator lens 84 is arranged inside the processing container 12, and the alignment tolerance is kept small. no longer needed.

温度測定システム100及び温度測定方法によれば、第2光学部90は、処理容器12の内部に搬送可能かつ配置可能なウエハW上に設けられている。この場合、第2光学部90は、ウエハWとともに、処理容器12の内部に容易に搬送及び配置される。よって、この構成によれば、温度測定システム100及び温度測定方法を、処理装置10に対して容易に適用することができる。 According to the temperature measurement system 100 and the temperature measurement method, the second optical unit 90 is provided on the wafer W that can be transported and placed inside the processing container 12 . In this case, the second optical unit 90 is easily transferred and arranged inside the processing container 12 together with the wafer W. FIG. Therefore, according to this configuration, the temperature measurement system 100 and the temperature measurement method can be easily applied to the processing apparatus 10 .

温度測定システム100及び温度測定方法によれば、第2光学部90は、励起光の光路及び蛍光の光路を変更する光学部材94を有している。この場合、例えば、処理容器12の内部の測定対象物が処理容器12の外部の第1光学部80と窓16とを結ぶ直線上にない場合であっても、励起光は、その光路が光学部材94によって変更されるため、蛍光体110に向けて出射される。そして、上述した直線状の位置にない測定対象物に設けられた蛍光体110から発される蛍光についても、その光路が光学部材94によって変更されることで蛍光測定器74に導かれる。よって、この温度測定システム100は、処理容器12の外部の第1光学部80と窓16とを結ぶ直線上の位置に限らず、処理容器12の内部の任意の位置に設けられた測定対象物の温度を容易に測定することができる。 According to the temperature measurement system 100 and temperature measurement method, the second optical section 90 has an optical member 94 that changes the optical path of excitation light and the optical path of fluorescence. In this case, for example, even if the object to be measured inside the processing container 12 is not on a straight line connecting the first optical section 80 outside the processing container 12 and the window 16, the optical path of the excitation light is optical. Since it is modified by member 94 , it is emitted toward phosphor 110 . Fluorescence emitted from the phosphor 110 provided on the object to be measured that is not in the above-described linear position is also guided to the fluorometer 74 by changing its optical path by the optical member 94 . Therefore, the temperature measurement system 100 is not limited to the position on the straight line connecting the first optical section 80 outside the processing container 12 and the window 16, but the measurement target provided at any position inside the processing container 12. temperature can be easily measured.

温度測定システム100及び温度測定方法によれば、蛍光体110は、測定対象物(エッジリングER)の表層に設けられ、カバー部材112によって覆われている。この場合、例えば、処理容器12の内部における圧力、温度、及び、プラズマの印加状況等の環境条件による損傷及び劣化といた蛍光体110への影響をカバー部材112によって抑制することができる。 According to the temperature measurement system 100 and temperature measurement method, the phosphor 110 is provided on the surface layer of the measurement object (edge ring ER) and covered with the cover member 112 . In this case, for example, the cover member 112 can suppress the damage and deterioration of the phosphor 110 due to environmental conditions such as the pressure, temperature, and plasma application conditions inside the processing container 12 .

温度測定システム100及び温度測定方法によれば、カバー部材112の材質は、石英、フッ化カルシウム及びサファイアの少なくとも1つである。この場合、カバー部材112によって、処理容器12の内部における圧力、温度、及び、プラズマの印加状況等の環境条件による損傷及び劣化といた蛍光体110への影響を抑制できる。また、カバー部材112は、励起光及び蛍光に対して透過性を有する材料で構成されているため、カバー部材112を透過する励起光及び蛍光の減衰を抑制し蛍光体110に到達させることができる。 According to the temperature measurement system 100 and temperature measurement method, the material of the cover member 112 is at least one of quartz, calcium fluoride, and sapphire. In this case, the cover member 112 can suppress the influence on the phosphor 110 such as damage and deterioration due to environmental conditions such as the pressure, temperature, and plasma application state inside the processing container 12 . In addition, since the cover member 112 is made of a material that is transparent to the excitation light and the fluorescence, the excitation light and the fluorescence that pass through the cover member 112 can be prevented from attenuating and can reach the phosphor 110 . .

温度測定システム100及び温度測定方法によれば、測定対象物は、エッジリングER、上部電極30、ウエハW、カバーリングCR又はデポシールド46である。この場合、温度測定システム100及び温度測定方法は、処理容器12におけるエッジリングER、上部電極30、ウエハW、カバーリングCR又はデポシールド46の温度を算出することができる。測定対象物は、処理容器12内において減圧環境の外からアクセスできる部材のみに限定されることなく、処理容器12内の任意の部材であってよい。 According to the temperature measurement system 100 and temperature measurement method, the measurement objects are the edge ring ER, the upper electrode 30, the wafer W, the cover ring CR, or the deposit shield 46. FIG. In this case, the temperature measurement system 100 and temperature measurement method can calculate the temperature of the edge ring ER, the upper electrode 30, the wafer W, the cover ring CR, or the deposition shield 46 in the processing container 12 . The object to be measured is not limited to a member that can be accessed from outside the reduced-pressure environment within the processing container 12 , and may be any member within the processing container 12 .

なお、上述した実施形態は温度測定システム100及び温度測定方法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。 Note that the above-described embodiment shows an example of the temperature measurement system 100 and the temperature measurement method, and the apparatus and method according to the embodiment may be modified or applied to other things.

例えば、蛍光測定器74において測定される蛍光の特徴量は、蛍光の消光速度でなくてもよい。一例として、蛍光の特徴量は、蛍光の吸収端付近の波長、又は蛍光のピーク波長であってもよい。この場合、蛍光の吸収端付近の波長、又は蛍光のピーク波長が温度により変化するため、温度算出部C5は、蛍光測定器74により測定された初期の波長と所定の時間後に測定された波長との差分である波長変化量を算出する。記憶部C2は、波長変化量と測定対象物の温度との関係を示すデータを記憶しており、取得部C4は当該データを取得する。温度算出部C5は、当該波長変化量、及び予め取得された波長変化量と測定対象物の温度との関係に基づいて、波長変化量を測定対象物の温度に換算する。 For example, the fluorescence feature amount measured by the fluorometer 74 may not be the fluorescence quenching rate. As an example, the feature amount of fluorescence may be the wavelength near the absorption edge of fluorescence or the peak wavelength of fluorescence. In this case, since the wavelength near the absorption edge of fluorescence or the peak wavelength of fluorescence changes with temperature, the temperature calculator C5 calculates the initial wavelength measured by the fluorometer 74 and the wavelength measured after a predetermined time. The amount of wavelength change, which is the difference between , is calculated. The storage unit C2 stores data indicating the relationship between the amount of wavelength change and the temperature of the object to be measured, and the acquisition unit C4 acquires the data. The temperature calculator C5 converts the wavelength change amount into the temperature of the measurement object based on the wavelength change amount and the previously acquired relationship between the wavelength change amount and the measurement object temperature.

一例として、蛍光の特徴量は、光量であってもよい。この場合、蛍光測定器74において蛍光の発光強度に合わせて2種類の異なる波長透過フィルタを設け、2つの波長透過フィルタを透過する光量を計測する。温度によって蛍光の波長が変化するに従い、当該光量も変化する。温度算出部C5は、蛍光測定器74により測定された初期の光量に対する所定の時間後に測定された光量の比率を算出する。記憶部C2は、光量の比率と測定対象物の温度との関係を示すデータを記憶しており、取得部C4は当該データを取得する。温度算出部C5は、当該光量の比率、及び予め取得された光量の比率と測定対象物の温度との関係に基づいて、光量の比率を測定対象物の温度に換算する。 As an example, the feature amount of fluorescence may be the amount of light. In this case, two different wavelength transmission filters are provided in the fluorometer 74 according to the emission intensity of the fluorescence, and the amount of light transmitted through the two wavelength transmission filters is measured. As the wavelength of fluorescence changes with temperature, the amount of light also changes. The temperature calculator C5 calculates the ratio of the amount of light measured after a predetermined time to the initial amount of light measured by the fluorometer 74 . The storage unit C2 stores data indicating the relationship between the light amount ratio and the temperature of the object to be measured, and the acquisition unit C4 acquires the data. The temperature calculator C5 converts the light amount ratio into the temperature of the measurement object based on the light amount ratio and the previously acquired relationship between the light amount ratio and the measurement object temperature.

第2光学部90は、ウエハW上に設けられなくてもよい。この場合、例えば、第2光学部90は、処理容器12の内部に搬送可能かつ配置可能なエッジリングER上に設けられてもよい。 The second optical unit 90 does not have to be provided on the wafer W. In this case, for example, the second optical unit 90 may be provided on an edge ring ER that can be transported and arranged inside the processing container 12 .

第1コリメートレンズ84は、第1光学部80として処理容器12の外部に設けられなくてもよい。この場合、第1コリメートレンズ84は、第2光学部90として窓16の近傍に設けられてもよい。 The first collimating lens 84 may not be provided outside the processing container 12 as the first optical section 80 . In this case, the first collimating lens 84 may be provided near the window 16 as the second optical section 90 .

蛍光体110及び測定対象物における熱伝導性の影響等が大きく、処理容器12の内部の温度の範囲において、蛍光体110の温度と測定対象物の温度との間に所定の閾値以上の差が生じる場合がある。この場合、温度算出部C5は、算出された蛍光体110の温度に基づいて蛍光体110の温度と異なる測定対象物の温度を算出してもよい。例えば、取得部C4は、記憶部C2から蛍光体110と測定対象物との温度変換データとして、測定対象物に設けられた蛍光体110の温度と当該測定対象物の温度との関係を示すデータを取得する。温度算出部C5は、算出された蛍光体110の温度に対応する測定対象物の温度を、取得部C4により取得された温度変換データから読み取り、励起光照射時の測定対象物の温度として算出する。また、記憶部C2に温度特性データとして蛍光寿命と測定対象物の温度との関係を示すデータが記憶されている場合、温度算出部C5は、蛍光体110の温度を算出することなく、当該温度特性データを用いて蛍光寿命から測定対象物の温度を直接算出してもよい。 The effect of thermal conductivity on the phosphor 110 and the object to be measured is large. may occur. In this case, temperature calculator C<b>5 may calculate the temperature of the object to be measured, which is different from the temperature of phosphor 110 , based on the calculated temperature of phosphor 110 . For example, the acquisition unit C4 obtains data indicating the relationship between the temperature of the phosphor 110 provided on the measurement target and the temperature of the measurement target as the temperature conversion data between the phosphor 110 and the measurement target from the storage unit C2. to get The temperature calculation unit C5 reads the temperature of the measurement object corresponding to the calculated temperature of the phosphor 110 from the temperature conversion data acquired by the acquisition unit C4, and calculates the temperature of the measurement object during excitation light irradiation. . Further, when data indicating the relationship between the fluorescence lifetime and the temperature of the object to be measured is stored as the temperature characteristic data in the storage unit C2, the temperature calculation unit C5 calculates the temperature of the phosphor 110 without calculating the temperature. The temperature of the object to be measured may be directly calculated from the fluorescence lifetime using the characteristic data.

温度測定方法において、搬入処理(S12)の後、複数回、測定対象物の温度を測定してもよい。この場合、温度測定システム100は、予め定められた回数又は時間だけ、出射処理(S14)から出力処理(S24)までの間の処理を繰り返し実行してもよい。温度測定システム100は、予め定められた回数又は時間における測定対象物の温度を測定した後に搬出処理(S26)を実行してもよい。 In the temperature measurement method, the temperature of the object to be measured may be measured multiple times after the carrying-in process (S12). In this case, the temperature measurement system 100 may repeat the processes from the emission process (S14) to the output process (S24) for a predetermined number of times or time. The temperature measurement system 100 may perform the unloading process (S26) after measuring the temperature of the object to be measured a predetermined number of times or for a period of time.

次に、測定対象物の温度を測定するシステムの変形例である温度測定システム100Aについて説明する。図5は、変形例に係る温度測定システムを示す図である。温度測定システム100Aにおける温度の測定対象物は、上部電極30である。蛍光体110Aは、例えば、エッジリングERの直上に位置し、処理容器12内に露出している上部電極30の表層に設けられ、その下方はカバー部材112Aによって覆われる。温度測定システム100Aの第2光学部90Aにおいて、第2コリメートレンズ92Aは、第1コリメートレンズ84から伝播する励起光を蛍光体110A上で焦点を結ぶ収束光とするように構成されている。光学部材94Aは、例えば、プリズムである。収容部材96Aにおいて少なくとも励起光及び蛍光が通過する箇所は、例えば励起光及び蛍光に対して透過性を有する透明の部材で構成されている。温度測定システム100Aの他の構成は、例えば、温度測定システム100の他の構成と同一である。 Next, a temperature measurement system 100A, which is a modification of the system for measuring the temperature of the object to be measured, will be described. FIG. 5 is a diagram showing a temperature measurement system according to a modification. The upper electrode 30 is a temperature measurement target in the temperature measurement system 100A. The phosphor 110A is provided, for example, on the surface layer of the upper electrode 30 that is positioned directly above the edge ring ER and exposed inside the processing container 12, and is covered with a cover member 112A below. In the second optical section 90A of the temperature measurement system 100A, the second collimating lens 92A is configured to convert the excitation light propagating from the first collimating lens 84 into converging light focused on the phosphor 110A. The optical member 94A is, for example, a prism. At least a portion of the housing member 96A through which the excitation light and the fluorescence pass is made of, for example, a transparent member having transparency to the excitation light and the fluorescence. Other configurations of the temperature measurement system 100A are the same as other configurations of the temperature measurement system 100, for example.

続いて、温度測定システム100Aを用いた温度測定方法について説明する。当該温度測定方法は、温度測定システム100を用いた温度測定方法と同様、設置処理(S10)から開始される。出射処理(S14)において、光学部材94Aは、第2コリメートレンズ92Aを通過した励起光の光路の向きを、ウエハWの上面に沿った処理容器12の内部への方向から、上部電極30が設けられている方向(上方)へと変えて出射させる。上部電極30に設けられた蛍光体110Aは、光学部材94Aにより光路が変更され、カバー部材112Aを透過した励起光を受光する。受光処理(S16)において、光学部材94Aは、蛍光体110Aからの蛍光の光路の向きを、エッジリングERが設けられている方向(下方)から、ウエハWの上面に沿った処理容器12の外部への方向に変更する。第2コリメートレンズ92Aは、光学部材94Aにより光路の向きが変更された蛍光を平行光線に変換して、第1コリメートレンズ84へと出射する。温度測定システム100Aを用いた温度測定方法の他の処理は、温度測定システム100を用いた温度測定方法の他の処理と同一である。 Next, a temperature measurement method using the temperature measurement system 100A will be described. The temperature measurement method, like the temperature measurement method using the temperature measurement system 100, starts with the installation process (S10). In the emission process (S14), the optical member 94A directs the optical path of the excitation light that has passed through the second collimating lens 92A from the direction toward the inside of the processing container 12 along the upper surface of the wafer W, and the upper electrode 30 is provided. Change the direction (upward) in which the light is being emitted. The phosphor 110A provided on the upper electrode 30 receives the excitation light having its optical path changed by the optical member 94A and transmitted through the cover member 112A. In the light receiving process (S16), the optical member 94A directs the direction of the optical path of the fluorescence from the phosphor 110A to the outside of the processing container 12 along the upper surface of the wafer W from the direction (downward) in which the edge ring ER is provided. change direction to The second collimator lens 92A converts the fluorescence whose optical path direction has been changed by the optical member 94A into parallel rays, and emits the collimated rays to the first collimator lens 84 . Other processing of the temperature measurement method using the temperature measurement system 100A is the same as other processing of the temperature measurement method using the temperature measurement system 100A.

このように、測定対象物が上部電極30である場合であっても、温度測定システム100Aにおいて光学部材94Aを適切に配置することで、温度測定システム100A及び温度測定方法により上部電極30の温度を非接触で計測することができる。 Thus, even when the measurement object is the upper electrode 30, the temperature of the upper electrode 30 can be measured by the temperature measurement system 100A and the temperature measurement method by appropriately arranging the optical member 94A in the temperature measurement system 100A. Non-contact measurement is possible.

次に、測定対象物の温度を測定するシステムの変形例である温度測定システム100Bについて説明する。図6は、変形例に係る温度測定システムを概略的に示す図である。温度測定システム100Bにおける温度の測定対象物は、デポシールド46である。蛍光体110Bは、例えば、上下方向において上部電極30とウエハWとの間に位置し、処理容器12内に露出しているデポシールド46の表層に設けられ、その側方はカバー部材112Bによって覆われる。蛍光体110Bは、例えば、ウエハWに対して窓16と対照の位置に設けられる。温度測定システム100Bの第2光学部90Bにおいて、第2コリメートレンズ92Bは、第1コリメートレンズ84から伝播する励起光を蛍光体110B上で焦点を結ぶ収束光とするように構成されている。第2光学部90Bは、光学部材94Bを有していない。収容部材96Bは、デポシールド46の近傍であってウエハW上に設けられる。収容部材96Bにおいて少なくとも励起光及び蛍光が通過する箇所は、例えば励起光及び蛍光に対して透過性を有する透明の部材で構成されている。温度測定システム100Bの他の構成は、例えば、温度測定システム100の他の構成と同一である。 Next, a temperature measurement system 100B, which is a modification of the system for measuring the temperature of the object to be measured, will be described. FIG. 6 is a diagram schematically showing a temperature measurement system according to a modification. The temperature measurement object in the temperature measurement system 100B is the deposit shield 46 . The phosphor 110B is positioned, for example, between the upper electrode 30 and the wafer W in the vertical direction, is provided on the surface layer of the deposition shield 46 exposed inside the processing container 12, and is covered with a cover member 112B on the sides thereof. will be Phosphor 110B is provided at a position symmetrical to window 16 with respect to wafer W, for example. In the second optical section 90B of the temperature measurement system 100B, the second collimating lens 92B is configured to convert the excitation light propagating from the first collimating lens 84 into converging light focused on the phosphor 110B. The second optical section 90B does not have the optical member 94B. The housing member 96B is provided on the wafer W in the vicinity of the deposit shield 46 . At least a portion of the housing member 96B through which the excitation light and the fluorescence pass is made of, for example, a transparent member having transparency to the excitation light and the fluorescence. Other configurations of temperature measurement system 100B are the same as other configurations of temperature measurement system 100, for example.

続いて、温度測定システム100Bを用いた温度測定方法について説明する。当該温度測定方法は、温度測定システム100を用いた温度測定方法と同様、設置処理(S10)から開始される。出射処理(S14)において、第1コリメートレンズ84から処理容器12の内部に入射した励起光は、ウエハWの上方を、ウエハWの上面に沿った方向に伝播する。第2コリメートレンズ92Bは、第1コリメートレンズ84から伝播する励起光を蛍光体110B上で焦点を結ぶ収束光に変換する。蛍光体110Bは、光路が変更されることなく、第2コリメートレンズ92Bからカバー部材112Bを透過して到達した励起光を受光する。受光処理(S16)において、第2コリメートレンズ92Bは、蛍光体110Bから光路を変更することなく入射する蛍光を平行光線に変換して、第1コリメートレンズ84へと出射する。温度測定システム100Bを用いた温度測定方法の他の処理は、温度測定システム100を用いた温度測定方法の他の処理と同一である。 Next, a temperature measurement method using the temperature measurement system 100B will be described. The temperature measurement method, like the temperature measurement method using the temperature measurement system 100, starts with the installation process (S10). In the extraction process ( S<b>14 ), the excitation light incident from the first collimating lens 84 into the processing container 12 propagates above the wafer W in a direction along the upper surface of the wafer W. The second collimating lens 92B converts the excitation light propagating from the first collimating lens 84 into convergent light focused on the phosphor 110B. The phosphor 110B receives the excitation light that has passed through the cover member 112B from the second collimator lens 92B without changing the optical path. In the light receiving process ( S<b>16 ), the second collimator lens 92</b>B converts the incident fluorescence from the phosphor 110</b>B into parallel rays without changing the optical path, and emits the collimated rays to the first collimator lens 84 . Other processing of the temperature measurement method using temperature measurement system 100B is the same as other processing of the temperature measurement method using temperature measurement system 100B.

このように、測定対象物がデポシールド46である場合であっても、第2コリメートレンズ92Bを適切に配置し、光学部材94Bを設けないことで、温度測定システム100B及び温度測定方法によりデポシールド46の温度を非接触で計測することができる。また、第2コリメートレンズ92の厚み、光学部材94の有無及び斜面の向き、並びに収容部材96の配置箇所等を調整することで処理容器12の内部の各部材の温度を非接触で計測することができる。 As described above, even when the object to be measured is the deposit shield 46, the second collimator lens 92B is appropriately arranged and the optical member 94B is not provided, so that the temperature measurement system 100B and the temperature measurement method can be used to measure the deposit shield. 46 temperature can be measured without contact. Further, by adjusting the thickness of the second collimating lens 92, the presence/absence of the optical member 94, the orientation of the slope, and the location of the housing member 96, the temperature of each member inside the processing container 12 can be measured without contact. can be done.

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。 From the foregoing description, it will be appreciated that various modifications may be made to the disclosed embodiments without departing from the scope and spirit of the present disclosure. Therefore, the various embodiments disclosed herein are not intended to be limiting, with a true scope and spirit being indicated by the following claims.

(実施例1)
第2光学部90に対する第1光学部80の位置を変位させて導光部材82から励起光を出射した場合における、第1コリメートレンズ84及び第2コリメートレンズ92を介して伝播した励起光の発光強度の検証例について説明する。この実施例により、第2光学部90に対する第1光学部80の位置ずれが励起光の発光強度にどの程度影響するかを検証することができる。
(Example 1)
Emission of excitation light propagated through the first collimator lens 84 and the second collimator lens 92 when the position of the first optical section 80 relative to the second optical section 90 is displaced and the excitation light is emitted from the light guide member 82 An example of strength verification will be described. This example makes it possible to verify how much the displacement of the first optical section 80 with respect to the second optical section 90 affects the emission intensity of the excitation light.

図7は、実施例に係る温度測定システムの検証システムを示す図である。図7に示されるように実施例1に係る検証システム201では、光源72から発され、導光部材82により出射された励起光を、第1光学部80及び第2光学部90の順に通過させ、受光部材86により受光させた。導光部材82は、FCコネクタであり、光ファイバーケーブルにより光源72に接続している。第1コリメートレンズ84及び第2コリメートレンズ92において、それぞれ焦点距離は30mm、径は20mmであった。受光部材86は、導光部材82と同様の受光機能を有するFCコネクタであり、光ファイバーケーブルにより励起光測定器76に接続させた。導光部材82及び受光部材86に接続している光ファイバーケーブルのファイバコアの径はそれぞれ1mmであった。励起光測定器76は、受光部材86から受光した励起光の発光強度を測定した。励起光測定器76は、パワーメータである。 FIG. 7 is a diagram showing a verification system for a temperature measurement system according to an embodiment. As shown in FIG. 7, in the verification system 201 according to the first embodiment, the excitation light emitted from the light source 72 and emitted by the light guide member 82 is caused to pass through the first optical section 80 and the second optical section 90 in this order. , was received by the light receiving member 86 . The light guide member 82 is an FC connector and is connected to the light source 72 with an optical fiber cable. The first collimating lens 84 and the second collimating lens 92 each had a focal length of 30 mm and a diameter of 20 mm. The light-receiving member 86 is an FC connector having the same light-receiving function as the light-guiding member 82, and was connected to the excitation light measuring device 76 by an optical fiber cable. The diameter of the fiber core of the optical fiber cable connected to the light guide member 82 and the light receiving member 86 was 1 mm. The excitation light measuring device 76 measured the emission intensity of the excitation light received from the light receiving member 86 . The excitation light measuring device 76 is a power meter.

励起光測定器76において励起光の発光強度が最大となるときの導光部材82の位置を原点として、座標系を設定した。励起光の進行方向に延びる軸をX軸とし、X軸に垂直な平面において、導光部材82の上下方向に延びる軸をZ軸、X軸及びZ軸に直交する座標軸をY軸とした。X軸、Y軸及びZ軸において、導光部材82及び第1コリメートレンズ84の位置を第2コリメートレンズ92に対してそれぞれ1mmずつ変位させ、励起光測定器76において発光強度を計測した。導光部材82と第1コリメートレンズ84との相対位置は固定した。X軸の変位は励起光の光軸方向のずれを示し、Y軸の変位及びZ軸の変位は光軸に直交する方向のずれ、及び光軸の傾きのずれを示す。制御装置Cntは、励起光測定器76において測定された励起光の発光強度を取得し、第1光学部80の設置位置ごとの発光強度の平均値を出力した。 A coordinate system was set with the position of the light guide member 82 when the emission intensity of the excitation light in the excitation light measuring device 76 was maximized as the origin. The axis extending in the traveling direction of the excitation light is defined as the X-axis, the axis extending in the vertical direction of the light guide member 82 on a plane perpendicular to the X-axis is defined as the Z-axis, and the coordinate axis perpendicular to the X-axis and the Z-axis is defined as the Y-axis. The positions of the light guide member 82 and the first collimating lens 84 were displaced by 1 mm with respect to the second collimating lens 92 on the X, Y, and Z axes, and the emission intensity was measured by the excitation light measuring device 76 . The relative positions of the light guide member 82 and the first collimating lens 84 were fixed. The X-axis displacement indicates the displacement of the excitation light in the optical axis direction, and the Y-axis displacement and Z-axis displacement indicate the displacement in the direction perpendicular to the optical axis and the inclination displacement of the optical axis. The control device Cnt acquires the emission intensity of the excitation light measured by the excitation light measuring device 76 and outputs the average value of the emission intensity for each installation position of the first optical unit 80 .

図8は、実施例に係る各軸の変位と励起光の発光強度との関係を示すグラフである。図8の(a)は、実施例に係るX軸の変位と励起光の発光強度との関係を示すグラフである。図8の(b)は、実施例に係るY軸の変位及びZ軸の変位と励起光の発光強度との関係を示すグラフである。図8の各図に示されるように、グラフの横軸は原点から変位(mm)であり、グラフの縦軸は第1光学部80が原点位置に設置されたときの励起光の発光強度に対する第1光学部80の設置位置ごとの励起光の発光強度の割合である。X軸の正負両方向に原点から10mm変位させた場合であっても、励起光の発光強度は、原点位置において測定された発光強度に対して95%以上の値を維持した。励起光の発光強度は、Y軸及びZ軸の各正負両方向に原点から変位すればするほど原点位置において測定された発光強度より弱くなった。Y軸及びZ軸の各正負両方向に原点から3mm変位させた場合であっても、励起光の発光強度は、原点位置において測定された発光強度に対して80%以上の値を維持していた。Y軸及びZ軸の各正負両方向に原点から1mm変位させた場合であっても、励起光の発光強度は、原点位置において測定された発光強度に対して95%以上の値を維持していた。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between the displacement of each axis and the emission intensity of excitation light according to the example. FIG. 8(a) is a graph showing the relationship between the X-axis displacement and the emission intensity of the excitation light according to the example. FIG. 8(b) is a graph showing the relationship between the Y-axis displacement, the Z-axis displacement, and the emission intensity of the excitation light according to the example. As shown in each figure of FIG. 8, the horizontal axis of the graph is the displacement (mm) from the origin, and the vertical axis of the graph is the emission intensity of the excitation light when the first optical unit 80 is installed at the origin position. It is the ratio of the emission intensity of the excitation light for each installation position of the first optical unit 80 . Even when the displacement was 10 mm from the origin in both the positive and negative directions of the X axis, the emission intensity of the excitation light maintained a value of 95% or more of the emission intensity measured at the origin position. The luminescence intensity of the excitation light became weaker than the luminescence intensity measured at the origin position as the displacement from the origin in both the positive and negative directions of the Y-axis and the Z-axis increased. Even when displaced 3 mm from the origin in both the positive and negative directions of the Y-axis and Z-axis, the emission intensity of the excitation light maintained a value of 80% or more of the emission intensity measured at the origin position. . Even when displaced 1 mm from the origin in both the positive and negative directions of the Y-axis and Z-axis, the emission intensity of the excitation light maintained a value of 95% or more of the emission intensity measured at the origin position. .

ところで、搬送装置TU2による処理容器12へのウエハWの搬入において、処理容器12内におけるウエハWの位置の誤差は1mm程度である。このことから、ウエハW上に設置される第2光学部90に対する第1光学部80の位置の相対的な誤差は1mm程度生じ得ると考えられる。X軸、Y軸及びZ軸のいずれに1mm程度のずれが生じた場合であっても、発光強度の95%以上を維持した励起光を蛍光体110に向けて照射することができる。したがって、処理容器12の外部と内部とで第1光学部80及び第2光学部90が物理的に接続されていない場合であっても、温度測定システム100は、励起光の発光強度を適切に維持して蛍光体110に向けて照射できると考えられる。 By the way, when the wafer W is loaded into the processing container 12 by the transfer unit TU2, the positional error of the wafer W in the processing container 12 is about 1 mm. From this, it is considered that a relative error in the position of the first optical unit 80 with respect to the second optical unit 90 installed on the wafer W can occur by about 1 mm. Even if there is a shift of about 1 mm in any of the X, Y, and Z axes, the phosphor 110 can be irradiated with excitation light that maintains 95% or more of the emission intensity. Therefore, even if the first optical unit 80 and the second optical unit 90 are not physically connected between the outside and the inside of the processing container 12, the temperature measurement system 100 can appropriately measure the emission intensity of the excitation light. It is conceivable that the light can be maintained and irradiated toward the phosphor 110 .

(実施例2)
第2光学部90に対する第1光学部80の位置を変位させて導光部材82から励起光を出射した場合における、蛍光体110から伝播した蛍光に基づいて算出された蛍光体110の温度の検証例について説明する。この実施例により、第2光学部90に対する第1光学部80の位置ずれが、測定対象物の温度を算出する上で必要となる蛍光体110の温度にどの程度影響するかを検証することができる。
(Example 2)
Verification of the temperature of the phosphor 110 calculated based on the fluorescence propagated from the phosphor 110 when the excitation light is emitted from the light guide member 82 by displacing the position of the first optical unit 80 with respect to the second optical unit 90 An example will be described. This embodiment makes it possible to verify how much the displacement of the first optical unit 80 with respect to the second optical unit 90 affects the temperature of the phosphor 110, which is necessary for calculating the temperature of the object to be measured. can.

図9は、実施例に係る温度測定システムの検証システムを示す図である。図9に示されるように実施例2に係る検証システム202では、光源72から発され、導光部材82により出射された励起光を、第1光学部80及び第2光学部90を通過させ、入出射部材88により受光させた。導光部材82は、FCコネクタであり、光ファイバーケーブルにより光源72及び蛍光測定器74に接続している。第1コリメートレンズ84及び第2コリメートレンズ92において、それぞれ焦点距離は30mm、径は20mmであった。入出射部材88は、導光部材82と同様の受光機能及び出射機能を有するFCコネクタであり、光ファイバーケーブルと接続させた。当該光ファイバーケーブルは、蛍光体110に励起光を導き、蛍光体110が励起することで発された蛍光を入出射部材88に導く。導光部材82及び入出射部材88に接続している光ファイバーケーブルのファイバコアの径はそれぞれ1mmであった。入出射部材88により出射された蛍光を、第2光学部90の第2コリメートレンズ92及び第1光学部80の第1コリメートレンズ84の順に通過させ、導光部材82により受光させた。蛍光測定器74は、導光部材82から受光した蛍光の消光速度を測定した。蛍光測定器74は、パワーメータである。 FIG. 9 is a diagram illustrating a verification system for a temperature measurement system according to an embodiment; As shown in FIG. 9, in the verification system 202 according to the second embodiment, the excitation light emitted from the light source 72 and emitted by the light guide member 82 is passed through the first optical section 80 and the second optical section 90, Light was received by the incident/emissive member 88 . The light guide member 82 is an FC connector and is connected to the light source 72 and the fluorometer 74 by optical fiber cables. The first collimating lens 84 and the second collimating lens 92 each had a focal length of 30 mm and a diameter of 20 mm. The input/output member 88 is an FC connector having the same light receiving function and output function as the light guide member 82, and is connected to an optical fiber cable. The optical fiber cable guides the excitation light to the phosphor 110 and guides the fluorescence emitted by the excitation of the phosphor 110 to the entrance/exit member 88 . The diameter of the fiber core of the optical fiber cable connected to the light guide member 82 and the input/output member 88 was 1 mm. The fluorescence emitted by the incidence/emission member 88 was passed through the second collimator lens 92 of the second optical section 90 and the first collimator lens 84 of the first optical section 80 in this order, and received by the light guide member 82 . The fluorometer 74 measured the quenching speed of fluorescence received from the light guide member 82 . The fluorometer 74 is a power meter.

蛍光測定器74において蛍光の信号強度が最大となる際の導光部材82の位置を原点として、座標系を設定した。励起光の進行方向に延びる軸をX軸とし、X軸に垂直な平面において、導光部材82の上下方向に延びる軸をZ軸、X軸及びZ軸に直交する座標軸をY軸とした。X軸、Y軸及びZ軸において、導光部材82及び第1コリメートレンズ84の位置を第2コリメートレンズ92に対してそれぞれ1mmずつ変位させ、蛍光測定器74において蛍光の消光速度を計測した。導光部材82と第1コリメートレンズ84との相対位置は固定した。X軸の変位は励起光の光軸方向のずれを示し、Y軸の変位及びZ軸の変位は光軸に直交する方向のずれ、及び光軸の傾きのずれを示す。 A coordinate system was set with the position of the light guide member 82 when the signal intensity of the fluorescence in the fluorometer 74 was maximized as the origin. The axis extending in the traveling direction of the excitation light is defined as the X-axis, the axis extending in the vertical direction of the light guide member 82 on a plane perpendicular to the X-axis is defined as the Z-axis, and the coordinate axis perpendicular to the X-axis and the Z-axis is defined as the Y-axis. The positions of the light guide member 82 and the first collimator lens 84 were displaced by 1 mm with respect to the second collimator lens 92 on the X-, Y-, and Z-axes, and the fluorescence extinction speed was measured with the fluorometer 74 . The relative positions of the light guide member 82 and the first collimating lens 84 were fixed. The X-axis displacement indicates the displacement of the excitation light in the optical axis direction, and the Y-axis displacement and Z-axis displacement indicate the displacement in the direction perpendicular to the optical axis and the inclination displacement of the optical axis.

制御装置Cntは、蛍光測定器74において測定された蛍光の消光速度を取得し、当該消光速度に基づいて蛍光体110の温度を算出した。蛍光測定器74は、第1光学部80の設置位置ごとに複数回、蛍光の消光速度を測定し、制御装置Cntは、消光速度ごとに蛍光体110の温度を算出した。制御装置Cntは、第1光学部80の設置位置ごとの蛍光体110の温度の平均値及び温度安定性指標を出力した。温度安定性指標とは、各測定のばらつきを評価した指標である。制御装置Cntは、複数回算出された蛍光体110の温度から標準編差σを算出し、温度安定性指標として3σの値を算出した。3σの値が小さければ小さいほど、測定ごとの蛍光体110の温度についてばらつきが小さいことが示される。 The controller Cnt acquires the fluorescence quenching speed measured by the fluorometer 74 and calculates the temperature of the phosphor 110 based on the quenching speed. The fluorometer 74 measured the fluorescence quenching speed multiple times for each installation position of the first optical unit 80, and the controller Cnt calculated the temperature of the phosphor 110 for each quenching speed. The controller Cnt outputs the average value of the temperature of the phosphor 110 and the temperature stability index for each installation position of the first optical unit 80 . A temperature stability index is an index that evaluates variations in each measurement. The controller Cnt calculated the standard knitting difference σ from the temperature of the phosphor 110 calculated multiple times, and calculated the value of 3σ as the temperature stability index. A smaller value of 3σ indicates a smaller variation in the temperature of the phosphor 110 from measurement to measurement.

図10は、実施例に係る各軸の変位と蛍光体の温度との関係を示すグラフである。図10の(a)は、実施例に係る各軸の変位と蛍光体の温度の平均値との関係を示すグラフである。図10の(a)に示されるように、グラフの横軸は原点からの変位(mm)であり、グラフの縦軸は蛍光体110の温度の平均値(℃)である。X軸の正負両方向に原点から5mm変位させた場合であっても、蛍光体110の温度の平均値は、原点位置において測定された温度の平均値に対して0.1℃を超える変動は生じなかった。Y軸及びZ軸の各正負両方向に原点から2.5mm変位させた場合であっても、蛍光体110の温度の平均値は、原点位置において測定された温度の平均値に対して1℃を超える変動は生じなかった。Y軸及びZ軸の各正負両方向に原点から1mm変位させた場合、蛍光体110の温度の平均値は、原点位置において測定された温度の平均値に対して0.5℃を超える変動は生じなかった。 FIG. 10 is a graph showing the relationship between the displacement of each axis and the temperature of the phosphor according to the example. (a) of FIG. 10 is a graph showing the relationship between the displacement of each axis and the average temperature of the phosphor according to the example. As shown in (a) of FIG. 10 , the horizontal axis of the graph is the displacement (mm) from the origin, and the vertical axis of the graph is the average value (° C.) of the temperature of the phosphor 110 . Even when the origin is displaced by 5 mm in both the positive and negative directions of the X axis, the average temperature of the phosphor 110 does not exceed the average temperature measured at the origin position by more than 0.1°C. I didn't. Even when the origin is displaced by 2.5 mm in both the positive and negative directions of the Y-axis and Z-axis, the average temperature of phosphor 110 is 1° C. higher than the average temperature measured at the origin position. No excess variation occurred. When the origin is displaced by 1 mm in both the positive and negative directions of the Y axis and the Z axis, the average temperature of the phosphor 110 varies by more than 0.5° C. with respect to the average temperature measured at the origin position. I didn't.

図10の(b)は、実施例に係る各軸の変位と蛍光体の温度安定性指標との関係を示すグラフである。図10の(b)に示されるように、グラフの横軸は原点からのずれ(mm)であり、グラフの縦軸は蛍光体110の温度安定性指標(℃)である。X軸の正負両方向に原点から5mm変位させた場合であっても、蛍光体110の温度安定性指標は、0.4℃未満であり、原点位置において測定された温度安定性指標に対して0.1℃以上の変動は生じなかった。Y軸及びZ軸の各正負両方向に原点から2.5mm変位させた場合であっても、蛍光体110の温度安定性指標は、0.6℃未満であり、原点位置において測定された温度安定性指標に対して0.3℃以上の変動は生じなかった。 (b) of FIG. 10 is a graph showing the relationship between the displacement of each axis and the temperature stability index of the phosphor according to the example. As shown in (b) of FIG. 10 , the horizontal axis of the graph is the deviation (mm) from the origin, and the vertical axis of the graph is the temperature stability index (° C.) of the phosphor 110 . Even when displaced from the origin by 5 mm in both the positive and negative directions of the X axis, the temperature stability index of phosphor 110 is less than 0.4° C., which is 0 relative to the temperature stability index measured at the origin position. Fluctuations of more than 0.1°C did not occur. Even when displaced from the origin by 2.5 mm in both the positive and negative directions of the Y-axis and Z-axis, the temperature stability index of the phosphor 110 is less than 0.6 ° C., which is the temperature stability measured at the origin position. No change of more than 0.3° C. was observed for the sex index.

上述した結果から、X方向における第2光学部90に対する第1光学部80の位置ずれは、少なくとも5mm以下であれば蛍光体110の温度測定に影響が小さいことが示唆された。Y方向及びZ方向における第2光学部90に対する第1光学部80の位置ずれは、少なくとも2.5mm以下であれば蛍光体110の温度測定に影響が小さいことが示唆された。ところで、上述したように、温度測定システム100においてウエハW上に設置される第2光学部90に対する第1光学部80の位置の相対的な誤差は1mm程度生じ得ると考えられる。上述より、X軸、Y軸及びZ軸のいずれに1mm程度のずれが生じた場合であっても、蛍光体110の温度測定には影響が小さい。したがって、処理容器12の外部と内部とで第1光学部80及び第2光学部90が物理的に接続されていない場合であっても、温度測定システム100は、蛍光体110の温度を適切に計測できると考えられる。 From the results described above, it was suggested that the displacement of the first optical section 80 with respect to the second optical section 90 in the X direction has little effect on the temperature measurement of the phosphor 110 if it is at least 5 mm or less. It was suggested that the displacement of the first optical unit 80 with respect to the second optical unit 90 in the Y and Z directions has little effect on the temperature measurement of the phosphor 110 if it is at least 2.5 mm or less. By the way, as described above, in the temperature measurement system 100, the positional error of the first optical section 80 relative to the second optical section 90 installed on the wafer W can be considered to be about 1 mm. As described above, even if there is a deviation of about 1 mm in any of the X-, Y-, and Z-axes, the temperature measurement of the phosphor 110 is little affected. Therefore, even if the first optical unit 80 and the second optical unit 90 are not physically connected between the outside and the inside of the processing container 12, the temperature measurement system 100 can appropriately measure the temperature of the phosphor 110. It is considered that it can be measured.

1…処理システム。10…処理装置、12…処理容器(チャンバの一例)、12g…搬入出口、16…窓、30…上部電極、46…デポシールド、54…ゲートバルブ、70…本体部、72…光源、74…蛍光測定器、80…第1光学部、82…導光部材、84…第1コリメートレンズ、90,90A,90B…第2光学部、92,92A,92B…第2コリメートレンズ、94,94A,94B…光学部材、96,96A,96B…収容部材、100,100A,100B…温度測定システム、110,110A,110B…蛍光体、112,112A,112B…カバー部材、201,202…検証システム、C1…制御部、C2…記憶部、C3…光調整部、C4…取得部、C5…温度算出部、C6…出力部、Cnt…制御装置、CR…カバーリング、ER…エッジリング、PM1~PM6…プロセスモジュール(処理装置の一例)、S…処理室、TU1,TU2…搬送装置、W…ウエハ(基板の一例)。 1... Processing system. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Processing apparatus 12... Processing container (an example of a chamber) 12g... Carry-in/out port 16... Window 30... Upper electrode 46... Depot shield 54... Gate valve 70... Main body 72... Light source 74... Fluorometer 80 First optical section 82 Light guide member 84 First collimator lens 90, 90A, 90B Second optical section 92, 92A, 92B Second collimator lens 94, 94A, 94B... Optical member 96, 96A, 96B... Housing member 100, 100A, 100B... Temperature measurement system 110, 110A, 110B... Phosphor, 112, 112A, 112B... Cover member, 201, 202... Verification system, C1 ... control section, C2 ... storage section, C3 ... light adjustment section, C4 ... acquisition section, C5 ... temperature calculation section, C6 ... output section, Cnt ... control device, CR ... covering, ER ... edge ring, PM1 to PM6 ... Process module (an example of a processing apparatus), S... processing chamber, TU1, TU2... transfer apparatus, W... wafer (an example of a substrate).

Claims (9)

励起光を発する光源と、
処理装置のチャンバ内の測定対象物に設けられ、前記励起光が照射されることで蛍光を発する蛍光体と、
前記チャンバの外部に設けられ、前記光源からの前記励起光を出射するように構成される第1光学部と、
前記チャンバに設けられる窓を挟んで前記第1光学部に対向するように前記チャンバの内部に設けられ、前記第1光学部から前記窓を介して前記励起光を入射し、前記励起光を前記蛍光体へと出射するように構成される第2光学部と、
前記蛍光の特徴量を測定するように構成される蛍光測定器と、
前記蛍光測定器によって測定された前記蛍光の特徴量及び予め取得された前記特徴量の温度特性に基づいて、前記測定対象物の温度を算出するように構成される温度算出部と、
を備え、
前記第2光学部は、前記蛍光体からの前記蛍光を、前記窓を介して前記第1光学部へと出射するように構成され、前記第1光学部は、前記第2光学部から前記窓を介して前記蛍光を入射し、前記蛍光を前記蛍光測定器へと導くように構成される、
温度測定システム。
a light source that emits excitation light;
a phosphor that is provided on an object to be measured in a chamber of a processing apparatus and that emits fluorescence when irradiated with the excitation light;
a first optical unit provided outside the chamber and configured to emit the excitation light from the light source;
provided inside the chamber so as to face the first optical section across a window provided in the chamber, the excitation light is incident from the first optical section through the window, and the excitation light a second optical section configured to emit to the phosphor;
a fluorometer configured to measure the fluorescence feature quantity;
a temperature calculation unit configured to calculate the temperature of the measurement object based on the feature amount of the fluorescence measured by the fluorometer and the temperature characteristics of the feature amount obtained in advance;
with
The second optical section is configured to emit the fluorescence from the phosphor through the window to the first optical section, and the first optical section transmits the fluorescence from the second optical section to the window. and configured to direct the fluorescence to the fluorometer.
temperature measurement system.
前記蛍光の特徴量は蛍光の消光速度である、請求項1に記載の温度測定システム。 The temperature measurement system according to claim 1, wherein the fluorescence feature amount is a fluorescence quenching rate. 前記第1光学部は、第1コリメートレンズを有し、
前記第2光学部は、第2コリメートレンズを有する、
請求項1又は2に記載の温度測定システム。
The first optical section has a first collimating lens,
The second optical section has a second collimating lens,
A temperature measurement system according to claim 1 or 2.
前記第2光学部は、前記チャンバの内部に搬送可能かつ配置可能な基板上に設けられる、請求項1~3の何れか一項に記載の温度測定システム。 The temperature measurement system according to any one of claims 1 to 3, wherein the second optical section is provided on a substrate that can be transported and placed inside the chamber. 前記第2光学部は、前記励起光の光路及び前記蛍光の光路を変更する光学部材を有する、請求項1~4の何れか一項に記載の温度測定システム。 The temperature measurement system according to any one of claims 1 to 4, wherein the second optical section has an optical member that changes an optical path of the excitation light and an optical path of the fluorescence. 前記蛍光体は、前記測定対象物の表層に設けられ、カバー部材によって覆われる、請求項1~5の何れか一項に記載の温度測定システム。 The temperature measurement system according to any one of claims 1 to 5, wherein the phosphor is provided on a surface layer of the object to be measured and covered with a cover member. 前記カバー部材の材質は、石英、フッ化カルシウム及びサファイアの少なくとも1つである、請求項6に記載の温度測定システム。 7. The temperature measurement system according to claim 6, wherein the material of said cover member is at least one of quartz, calcium fluoride and sapphire. 前記測定対象物は、エッジリング、上部電極、基板、カバーリング又はデポシールドである、請求項1~7の何れか一項に記載の温度測定システム。 The temperature measurement system according to any one of claims 1 to 7, wherein the measurement object is an edge ring, upper electrode, substrate, cover ring or deposit shield. 処理装置のチャンバの外部に励起光を出射可能な第1光学部を設置するステップと、
前記励起光を出射可能な第2光学部を前記チャンバの内部に搬入するステップと、
前記励起光を前記第1光学部から、前記チャンバの窓、及び前記チャンバの内部の前記第2光学部を介して、前記チャンバの内部の測定対象物に設けられた蛍光体に向けて出射するステップと、
前記励起光により励起されることで前記蛍光体から発された蛍光を前記第2光学部及び前記窓を介して前記第1光学部に入射させるステップと、
前記入射させるステップにおいて入射する前記蛍光の特徴量を測定するステップと、
前記測定するステップにおいて測定される前記蛍光の特徴量、及び、前記特徴量の温度特性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、
を含む、温度測定方法。
installing a first optical unit capable of emitting excitation light to the outside of the chamber of the processing apparatus;
a step of carrying a second optical unit capable of emitting the excitation light into the interior of the chamber;
The excitation light is emitted from the first optical section through the window of the chamber and the second optical section inside the chamber toward a phosphor provided on a measurement object inside the chamber. a step;
causing fluorescence emitted from the phosphor by being excited by the excitation light to enter the first optical section through the second optical section and the window;
measuring a feature quantity of the fluorescence incident in the incident step;
calculating the temperature of the measurement object based on the feature quantity of the fluorescence measured in the measuring step and the temperature characteristic of the feature quantity;
A method of measuring temperature, including
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