JP2024037509A

JP2024037509A - 異常箇所を判定する方法

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Publication number: JP2024037509A
Application number: JP2022142417A
Authority: JP
Inventors: 一朗曽根; Ichiro Sone; 洋一小松; Yoichi Komatsu
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2022-09-07
Filing date: 2022-09-07
Publication date: 2024-03-19

Abstract

【課題】光干渉を利用して測定対象物の温度又は厚さを測定するシステムにおいて、異常箇所を判定できる方法を提供する。【解決手段】異常箇所を判定する方法は、光源で生成された光を、複数の光ファイバが直列連結されたファイバに伝播させ、伝播させた光をチャンバ内の測定対象物に対して出射するとともに、測定対象物からの干渉光に基づいて測定対象物の厚さ又は温度を計測するステップと、計測するステップにおいて異常がある場合には、複数の光ファイバの接続箇所から光を分岐させるステップと、光源で生成された光を、温度変動に対して光路長が一定となるように構成される基準物体に対して出射するとともに、基準物体からの干渉光に係る信号に基づいて、光を分岐させた接続箇所と光源との間で異常が発生しているか否かを判定するステップとを含む。【選択図】図４

Description

本開示の例示的実施形態は、異常箇所を判定する方法に関する。

特許文献１は、光干渉を利用して測定対象物の温度を適切に測定するシステムを開示する。このシステムは、光源、分光器、光伝達機構、光路長算出部及び温度算出部を備える。光源は、測定光を発生する。光伝達機構は、測定対象物の表面及び裏面からの反射光を分光器へ出射する。分光器は、反射光の強度分布である干渉強度分布を測定する。光路長算出部は、測定された干渉強度分布をフーリエ変換し光路長を算出する。温度算出部は、光路長と温度との関係に基づいて測定対象物の温度を算出する。

特開２０１３－２９４８７号公報

本開示は、光干渉を利用して測定対象物の温度又は厚さを測定するシステムにおいて、異常箇所を判定できる方法を提供する。

本開示の一態様は、異常箇所を判定する方法である。方法は、計測するステップ、接続するステップ、及び、判定するステップを含む。計測するステップでは、光源で生成された光を、複数の光ファイバが直列連結されたファイバに伝播させ、伝播させた光をチャンバ内の測定対象物に対して出射するとともに、測定対象物からの干渉光に基づいて測定対象物の厚さ又は温度を計測する。分岐させるステップでは、計測するステップにおいて異常がある場合には、複数の光ファイバの接続箇所から光を分岐させる。判定するステップでは、光源で生成された光を、温度変動に対して光路長が一定となるように構成される基準物体に対して出射するとともに、基準物体からの干渉光に係る信号に基づいて、光を分岐させた接続箇所と光源との間で異常が発生しているか否かを判定する。

本開示によれば、光干渉を利用して測定対象物の温度又は厚さを測定するシステムにおいて、異常箇所を判定できる。

例示的実施形態に係る方法を示すフローチャートの一例である。例示的実施形態に係る方法を示すフローチャートの一例である。例示的実施形態に係る方法が適用される処理システムの構成の一例を概略的に示す図である。図３に示される処理システムに設けられる光干渉システムの構成の一例を概略的に示す図である。図１に示される光干渉システムの干渉計の構成の一例を概略的に示す図である。干渉光の強度と波長との関係の一例を概略的に示す図である。図６の干渉光をフーリエ変換して得られた信号の一例を概略的に示す図である。基準物体の断面の一例を概略的に示す図である。基準物体の他の例を概略的に示す図である。フーリエ変換して得られた信号に基づいて異常を判定するステップを概略的に説明する例示的な図である。ホルダの断面の一例を概略的に示す図である。他のホルダの断面の一例を概略的に示す図である。

以下、種々の例示的実施形態について説明する。

分光器を用いて測定対象物からの反射スペクトルを取得する方式の干渉計(以下、分光式の干渉計)においては、真空のチャンバ内に配置された測定対象物の温度又は厚さを測定できる。干渉計を利用したシステムにおいては、干渉光の光量低下などによって測定不可となる事態が発生することがある。光量低下の原因は、チャンバ内において光軸がズレたり、チャンバ内の堆積物が光学部品に付着したりすることが考えられる。さらに、光量低下の原因は、チャンバ外において光ファイバが折れたり、光ファイバの端面が汚れたりすることが考えられる。

上述した光量低下の原因を解消するためにはシステムの改造などが伴い、現場での作業負担が大きい。このため、簡易的に部位を特定する手法が要求されている。本開示は、光干渉を利用して測定対象物の温度又は厚さを測定するシステムにおいて、異常箇所を判定できる方法を提供する。

この方法においては、分光式の干渉計によって測定対象物の厚さ又は温度が計測される。そして、計測に異常がある場合には、複数の光ファイバの接続箇所から光が分岐される。そして、光源で生成された光が基準物体に対して出射され、基準物体からの干渉光に係る信号に基づいて、光を分岐させた接続箇所と光源との間で異常が発生しているか否かが判定される。この方法によれば、光を分岐させた接続箇所と光源との間で異常が発生しているのか、光を分岐させた接続箇所と測定対象物との間で異常が発生しているのか、切り分けることができる。よって、この方法は、異常箇所を判定できる。

一実施形態においては、判定するステップは、信号が所定の閾値以上でない場合には光を分岐させた接続箇所と光源との間で異常が発生していると判定し、信号が所定の閾値以上である場合には光を分岐させた接続箇所と測定対象物との間で異常が発生していると判定してもよい。この場合、この方法は、閾値を用いて簡易に異常箇所を判定できる。

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。

（異常箇所の判定方法の概要）
図１及び図２は、例示的実施形態に係る方法を示すフローチャートの一例である。図１及び図２に示される判定方法（以下、「方法ＭＴ」という）は、処理システムに採用された光干渉システムの異常箇所を判定するために実行される。処理システムは、基板を処理する。光干渉システムは、処理システムにおける測定対象物に光を照射し、干渉光を取得し、干渉光に基づいて測定対象物の厚さ又は温度を測定する。最初に、処理システム及び光干渉システムの概要について説明する。

［処理システムの概要］
図３は、例示的実施形態に係る方法が適用される処理システムの構成の一例を概略的に示す図である。図３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である。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。

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ＬＣ１，ＬＣ２、プロセスモジュールＰＭ、及び、真空トランスファーモジュールＶＴＭを備える。プロセスモジュールＰＭは、ウエハＷを処理するための１又は複数の処理装置で構成され、一例として６つのプロセスチャンバＰＣ１～ＰＣ６を含む。真空トランスファーモジュールＶＴＭは、ウエハＷの搬送装置であり、トランスファーチャンバＴＣを含む。

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。

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ＬＣ１～ＬＣ２の間でウエハＷを搬送するように構成される。

ロードロックチャンバＬＣ１及びロードロックチャンバＬＣ２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ＬＣ１及びロードロックチャンバＬＣ２の各々は、予備減圧室を提供する。

トランスファーチャンバＴＣは、ロードロックチャンバＬＣ１及びロードロックチャンバＬＣ２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ＬＣ１～ＬＣ２とプロセスチャンバＰＣ１～ＰＣ６との間、及び、プロセスチャンバＰＣ１～ＰＣ６のうち任意の二つのプロセスチャンバ間において、ウエハＷを搬送するように構成される。

プロセスチャンバＰＣ１～ＰＣ６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。プロセスチャンバＰＣ１～ＰＣ６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る。

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ＬＣ１及びロードロックチャンバＬＣ２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をプロセスチャンバＰＣ１～ＰＣ６のうち何れかに搬送する。そして、プロセスチャンバＰＣ１～ＰＣ６のうち一以上のプロセスチャンバにてウエハＷが処理される。そして、搬送装置ＴＵ２が、処理後のウエハをプロセスチャンバからロードロックチャンバＬＣ１及びロードロックチャンバＬＣ２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、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。

［光干渉システムの概要］
光干渉システムは、上述した処理システム１において干渉光を用いて測定対象物の光路長を計測する。図４は、図３に示される処理システムに設けられる光干渉システムの構成の一例を概略的に示す図である。測定対象物ＳＡは、例えば、表面と裏面との両面が平行になるように形成された部材である。測定対象物ＳＡは、光干渉システムで用いられる光に対して透過性を有する。測定対象物ＳＡは、一例として研磨された単結晶シリコン部材である。測定対象物ＳＡは、例えば１５５０ｎｍの光に対してはＳｉ（シリコン）、ＳｉＯ_２（石英）及びＡｌ_２Ｏ_３（サファイア）の少なくとも１つで構成されていてもよい。以下では、一例として測定対象物を、プロセスチャンバ内のウエハＷとするが、測定対象物はウエハＷに限定されず、処理システム１を構成する部品であれば何でもよい。

図４に示されるように、光干渉システム２は、干渉計１０及び第１光学部１２を備える。干渉計１０は、測定光を発生する。干渉計１０と第１光学部１２とは、光を伝播させるファイバで接続される。ファイバは、複数の光ファイバが直列連結されて構成される。図４に示される例では、複数の光ファイバの接続箇所であるコネクタが、一つの経路に複数存在している。コネクタは、光ファイバを接続するための光学素子である。干渉計１０には、例えば、光ファイバのコネクタＣＡ１～ＣＡ６が設けられている。ローダモジュールＬＭの端部には、コネクタＣＡ１～ＣＡ６に対応するコネクタＣＢ１～ＣＢ６が設けられている。真空トランスファーモジュールＶＴＭの端部には、コネクタＣＢ１～ＣＢ６に対応するコネクタＣＣ１～ＣＣ６が設けられている。プロセスモジュールＰＭには、コネクタＣＣ１～ＣＣ６に対応するコネクタＣＤ１～ＣＤ６が設けられている。図中ではコネクタＣＤ２～ＣＤ６は省略されている。

複数の光ファイバは、コネクタに接続され、又は、コネクタから着脱され得る。干渉計１０のコネクタＣＡ１に接続された光ファイバの端部は、コネクタＣＢ１に接続される。コネクタＣＢ１に接続された光ファイバの端部は、コネクタＣＣ１に接続される。コネクタＣＣ１に接続された光ファイバの端部は、コネクタＣＤ１に接続される。このように、干渉計１０と第１光学部１２とを接続するファイバは、コネクタＣＡ１、ＣＢ１、ＣＣ１及びＣＤ１によって光ファイバが連結されて構成される。干渉計１０で発生した測定光は、ファイバで第１光学部１２へ伝搬される。

第１光学部１２は、測定対象物ＳＡに光を出射するように構成される。第１光学部１２は、例えば、コリメータ又はフォーカサである。第１光学部１２は、平行光線として調整された光又は測定対象物ＳＡ上で焦点を結ぶ収束光を測定対象物ＳＡの表面へ向けて出射する。測定対象物ＳＡがプロセスチャンバＰＣ１内に収容されていてもよい。この場合、第１光学部１２は、プロセスチャンバＰＣ１内に設けられた窓部材１１を介して、測定対象物ＳＡの表面へ向けて光を出射する。第１光学部１２には、測定対象物ＳＡからの反射光（以下、第１干渉光ともいう）が入射する。第１干渉光には、表面の反射光だけでなく裏面の反射光が含まれる。入射した第１干渉光は、光ファイバを介して干渉計１０へと伝搬される。後述するように、干渉計１０は、第１干渉光に基づいて測定対象物ＳＡの光路長を算出する。

光干渉システム２は、異常箇所を判定するために、基準物体ＲＥの光路長を測定する構成を有する。基準物体ＲＥは、温度変動に対して光路長が一定となるように構成される。つまり、基準物体ＲＥは、環境温度が変動した場合であっても基準物体ＲＥの光路長がほぼ変動しないように構成される。例えば、基準物体ＲＥは、基準物体ＲＥの温度が厳密に管理されている物体である。あるいは、基準物体ＲＥは、光路長に温度依存性が無い、若しくは極めて小さい物体である。これらの基準物体ＲＥの具体的な一例については、後述する。

光干渉システム２は、基準物体ＲＥの光路長を測定するために第２光学部１３を有する。第２光学部１３は、コネクタＣＤ１に接続可能である。基準物体ＲＥの光路長を測定する際には、第１光学部１２がコネクタＣＤ１から外され、第２光学部１３がコネクタＣＤ１に接続される。

第２光学部１３は、基準物体ＲＥに光を出射するように構成される。第２光学部１３は、例えば、コリメータ又はフォーカサである。第２光学部１３は、平行光線として調整された光又は基準物体ＲＥ上で焦点を結ぶ収束光を基準物体ＲＥの表面へ向けて出射する。第２光学部１３には、基準物体ＲＥからの反射光（以下、第２干渉光ともいう）が入射する。第２干渉光には、表面の反射光だけでなく裏面の反射光が含まれる。入射した第２干渉光は、光ファイバを介して干渉計１０へと伝搬される。後述するように、干渉計１０は、第２干渉光に基づいて基準物体ＲＥの光路長を算出する。

［干渉計の詳細］
図５は、図４に示される干渉計の構成の一例を概略的に示す図である。干渉計１０は、光源１００、アイソレータ１０１、サーキュレータ１０２、スイッチ１０３、分光器１０４及び制御部１０５を備える。光源１００、アイソレータ１０１、サーキュレータ１０２、スイッチ１０３及び分光器１０４は、光ファイバで接続される。

光源１００は、測定光を発生する。光源１００は、一例としてＳＬＤ（SuperLuminescent Diode）が用いられる。

光源１００から発生した測定光は、アイソレータ１０１、サーキュレータ１０２及びスイッチ１０３の順に伝搬する。スイッチ１０３では、コネクタＣＡ１～ＣＡ６の何れかに光を伝播させる。コネクタＣＡ１に光が伝播した場合には、図４に示される第１光学部１２へと光は伝搬する。そして、上述したとおり、測定対象物ＳＡ（又は基準物体ＲＥ）から第１干渉光及び第２干渉光が取得され、スイッチ１０３に伝搬される。干渉計１０へと伝搬された第１干渉光及び第２干渉光は、サーキュレータ１０２から分光器１０４へと伝搬される。アイソレータ１０１は、第１干渉光及び第２干渉光が光源１００に戻ることを防止する。サーキュレータ１０２に替えてカップラが用いられてもよい。

分光器１０４は、第１光学部１２及び第２光学部１３に接続され、第１干渉光及び第２干渉光を入射するように構成される。分光器１０４は、例えば、分光機構部及び受光部を有する。分光機構は、光を波長ごとに所定の分散角で分散させる。分光機構の一例は回折格子などである。受光部は、分光機構によって分散された光を取得する。受光部の一例はＣＣＤ（Charge Coupled Device）である。受光素子の数がサンプリング数となる。また、分光機構の分散角及び分光機構と光電素子との距離に基づいて、波長スパンが規定される。第１干渉光及び第２干渉光それぞれは、分光器１０４において波長ごとに分散され、波長ごとに光強度が取得される。分光器１０４は、波長ごとの光強度をデジタルデータに変換し、制御部１０５へ出力する。図６は、干渉光の強度と波長との関係の一例を概略的に示す図である。横軸は波長、縦軸は強度である。図６に示されるように、周期的な干渉波形が得られる。

制御部１０５は、分光器１０４に接続され、第１干渉光及び第２干渉光に係るデジタルデータの演算を行う。制御部１０５は、物理的には、ＣＰＵなどの演算装置、ＲＡＭ及びＲＯＭなどの主記憶装置、ハードディスクなどの補助記憶装置、ネットワークカードなどの通信インタフェースを含むコンピュータシステムとして構成される。制御部１０５は、図６に示される干渉波形をフーリエ変換する。図７は、図６の干渉光をフーリエ変換して得られた信号の一例を概略的に示す図である。横軸は光路長、縦軸は信号強度である。図７に示されるように、信号強度がピークとなる波形の光路長が測定対象物の光路長ｎｄ（ｎは光路長、ｄは厚さ）となる。このように、制御部１０５は、測定対象物ＳＡの光路長の算出、基準物体ＲＥの光路長の算出などを行う。制御部１０５は、干渉計１０の外部に設けられてもよい。

（基準物体の例）
図８は、基準物体の断面の一例を概略的に示す図である。図８に示される基準物体ＲＥは、光路長に温度依存性が無い、若しくは極めて小さい物体である。基準物体ＲＥは、一対の対向する平行平板２１，２３を有する。平行平板２１は、干渉計１０の光を透過させる材質で形成される。平行平板２１は、例えばサファイア、石英などで形成される。平行平板２１の表面及び裏面は光学研磨された高精度な平面を有する。平行平板２１の上面２１ａには反射防止層が形成される。これにより、平行平板２１に入射した光は、裏面でのみ反射する。平行平板２３は、表面に鏡面研磨された干渉計１０の光を反射させる材質の層が形成される。反射させる材質は、例えば金、アルミ等である。平行平板２３は、例えばサファイア、石英などで形成される。平行平板２３の表面は光学研磨された高精度な平面を有する。平行平板２３に入射した光は、表面でのみ反射する。一対の平行平板２１，２３間にはスペーサ２２が介在する。これにより、一対の平行平板２１，２３間には、空間が画成される。スペーサ２２は、石英などの線膨張係数の小さい素材で形成される。スペーサ２２は、熱膨張係数が極めて小さいガラス素材で形成されてもよい。これにより、平行平板２１，２３間の距離が温度に応じてほぼ変化しないので、光路長の温度依存性は極めて小さくなる。なお、平行平板２１，２３間の空間内は真空であってもよい。この場合、光路長の温度依存性がさらに小さくなる。

図９は、基準物体の他の例を概略的に示す図である。図９に示される基準物体ＲＥＡは、温度が厳密に管理されている物体である。基準物体ＲＥＡは、表面と裏面との両面が平行になるように形成された部材２４を有する。部材２４は、光干渉システム２で用いられる光に対して透過性を有する。部材２４は、一例として研磨された単結晶シリコン部材である。基準物体ＲＥは、例えば１５５０ｎｍの光に対してはＳｉ、ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３の少なくとも１つで構成されていてもよい。部材２４は、温度保持器２５に収容される。温度保持器２５は、ヒータや熱交換器などで温度を所定温度に維持する機能を有する。部材２４の温度は、温度保持器２５によって所定温度に維持される。

図１及び図２に戻り、方法ＭＴについて説明する。以下では、光干渉システム２がプロセスチャンバＰＣ１内に収容されたウエハＷの膜厚を測定する場合を例に説明する。最初に、ステップＳ１０として、対象となるチャンバ（ここではプロセスチャンバＰＣ１）が選択される。

続いて、ステップＳ１２として、計測異常が発生しているか否かが判定される。計測異常とは、例えば計測されたウエハＷの膜厚が予め設定された範囲から外れることをいう。予め設定された範囲から外れるとは、ウエハＷの膜厚の値が出力されないことも含む。

計測異常が発生していないと判定された場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、図１及び図２に示されるフローチャートは終了する。計測異常が発生していると判定された場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、異常箇所の特定をする必要がある。

まず、ステップＳ１４として、プロセスモジュールＰＭにおけるコネクタＣＤ１から、第１光学部１２に接続された光ファイバが取り外され、第２光学部１３に接続された光ファイバが取り付けられる。そして、ステップＳ１６として、基準物体ＲＥに光が照射され、光路長に係る信号が干渉光に基づいて計測される（図７参照）。そして、ステップＳ１８として、強度ピーク値が閾値以上であるか否かが判定される。

図１０は、フーリエ変換して得られた信号に基づいて異常を判定するステップを概略的に説明する例示的な図である。横軸は光路長、縦軸は信号強度である。図１０には、正常時に得られた信号波形が実線で示されている。何らかの異常が発生し、光量などが低下した場合、図１０の破線で示す信号波形のように、強度ピーク値が小さくなる。制御部１０５は、信号波形の強度ピーク値が閾値Ｄ以上の場合には正常と判定し、信号波形の強度ピーク値が閾値Ｄよりも小さい場合には異常と判定する。なお、閾値Ｄは、予め設定された値であり、シミュレーションなどで決定され得る。

強度ピーク値が閾値以上であると判定された場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、干渉計１０からプロセスチャンバＰＣ１におけるコネクタＣＤ１までの経路においては、異常なしということになる。このため、制御部１０５は、プロセスチャンバＰＣ１におけるコネクタＣＤ１から測定対象物までの間に異常があると判定し、図１及び図２に示されるフローチャートを終了する。

強度ピーク値が閾値以上でないと判定された場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、干渉計１０からプロセスチャンバＰＣ１におけるコネクタＣＤ１までの経路において、異常があるということになる。このため、異常箇所をさらに特定をする必要がある。

ステップＳ２０として、真空トランスファーモジュールＶＴＭにおけるコネクタＣＣ１から、第１光学部１２に接続された光ファイバが取り外され、第２光学部１３に接続された光ファイバが取り付けられる。そして、ステップＳ２２として、基準物体ＲＥに光が照射され、光路長に係る信号が干渉光に基づいて計測される。そして、ステップＳ２４として、強度ピーク値が閾値以上であるか否かが判定される。ステップＳ２２及びステップＳ２４は、ステップＳ１６及びステップＳ１８と同一である。

強度ピーク値が閾値以上であると判定された場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、干渉計１０から真空トランスファーモジュールＶＴＭにおけるコネクタＣＣ１までの経路においては、異常なしということになる。このため、制御部１０５は、真空トランスファーモジュールＶＴＭにおけるコネクタＣＣ１からプロセスチャンバＰＣ１におけるコネクタＣＤ１までの間に異常があると判定し、図１及び図２に示されるフローチャートを終了する。

強度ピーク値が閾値以上でないと判定された場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、干渉計１０から真空トランスファーモジュールＶＴＭにおけるコネクタＣＣ１までの経路において、異常があるということになる。このため、異常箇所をさらに特定をする必要がある。

ステップＳ２６として、ローダモジュールＬＭにおけるコネクタＣＢ１から、第１光学部１２に接続された光ファイバが取り外され、第２光学部１３に接続された光ファイバが取り付けられる。そして、ステップＳ２８として、基準物体ＲＥに光が照射され、光路長に係る信号が干渉光に基づいて計測される。そして、ステップＳ３０として、強度ピーク値が閾値以上であるか否かが判定される。ステップＳ２８及びステップＳ３０は、ステップＳ１６及びステップＳ１８と同一である。

強度ピーク値が閾値以上であると判定された場合（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、干渉計１０からローダモジュールＬＭにおけるコネクタＣＢ１までの経路においては、異常なしということになる。このため、制御部１０５は、ローダモジュールＬＭにおけるコネクタＣＢ１から真空トランスファーモジュールＶＴＭにおけるコネクタＣＣ１までの間に異常があると判定し、図１及び図２に示されるフローチャートを終了する。

強度ピーク値が閾値以上でないと判定された場合（ステップＳ３０：ＮＯ）、干渉計１０からローダモジュールＬＭにおけるコネクタＣＢ１までの経路において、異常があるということになる。このため、異常箇所をさらに特定をする必要がある。

ステップＳ３２として、干渉計１０におけるコネクタＣＡ１から、第１光学部１２に接続された光ファイバが取り外され、第２光学部１３に接続された光ファイバが取り付けられる。そして、ステップＳ３４として、基準物体ＲＥに光が照射され、光路長に係る信号が干渉光に基づいて計測される。そして、ステップＳ３６として、強度ピーク値が閾値以上であるか否かが判定される。ステップＳ３４及びステップＳ３６は、ステップＳ１６及びステップＳ１８と同一である。

強度ピーク値が閾値以上であると判定された場合（ステップＳ３６：ＹＥＳ）、干渉計１０におけるコネクタＣＡ１は、異常なしということになる。このため、制御部１０５は、干渉計１０におけるコネクタＣＡ１からローダモジュールＬＭにおけるコネクタＣＢ１までの間に異常があると判定し、図１及び図２に示されるフローチャートを終了する。

強度ピーク値が閾値以上でないと判定された場合（ステップＳ３６：ＮＯ）、干渉計１０におけるコネクタＣＡ１において異常があるということになる。このため、制御部１０５は、干渉計１０に異常があると判定し、図１及び図２に示されるフローチャートを終了する。

以上、図１及び図２に示される方法ＭＴは、異常が発生している箇所を簡易的に特定することができる。異常が発生している箇所がプロセスモジュールＰＭである場合には、原因としてパーツ消耗、光学部品への堆積物、光軸ズレなどが考えられる。この場合、ユニット着脱や大気開放などが必要になる。このため、方法ＭＴによって、プロセスモジュールＰＭで異常が発生しているか否かを迅速に切り分けできることによって、メンテナンスにかかる負担を軽減できる。

（変形例）
本開示の実施形態は、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。

例えば、第２光学部１３は、反射光ではなく透過光を第２干渉光として取得するように構成されてもよい。

光干渉システム２は、第２光学部１３と基準物体ＲＥとの相対位置を保持するホルダを備えてもよい。図１１は、ホルダの断面の一例を概略的に示す図である。図１１に示されるように、ホルダ３は、第２光学部１３及び基準物体ＲＥを固定する。ホルダ３は、筐体３０を備える。筐体３０は、筒体であり、一例として円筒である。筐体３０は、線膨張係数の小さい部材で構成されてもよい。筐体３０は、例えば合成石英で形成される。筐体３０は、筐体３０の上下方向の中央部分に、縮径された内部光路３０ｃを有する。

筐体３０の上面は開口されている。第２光学部１３は、筐体３０の上面の開口から筐体３０の内部に収容されて、内部光路３０ｃに光を出射できるとともに内部光路３０ｃからの光を受光できるように配置される。第２光学部１３の下面は、内部光路３０ｃの上端が形成された第１段差面３０ｂに突き当てられる。突き当てられた第２光学部１３は、第１抑え部材３１と第１段差面３０ｂとの間に挟み込まれる。第１抑え部材３１は、筐体３０に取り付けられる。例えば、第１抑え部材３１の側面には、筐体３０の内面３０ａに形成されたねじ溝と螺号するねじが形成されている。第１抑え部材３１の側面には、筐体３０の内面３０ａに形成されたねじと螺号するねじ溝が形成されていてもよい。第２光学部１３は、第１抑え部材３１が、第１段差面３０ｂとの間に第２光学部１３を挟み込んだ状態で筐体３０の内面にねじ止めされることによって、筐体３０の内部に固定される。

筐体３０の下面は開口されている。基準物体ＲＥは、筐体３０の下面の開口から筐体３０の内部に収容されて、内部光路３０ｃからの光を受光できるとともに内部光路３０ｃに光を反射できるように配置される。基準物体ＲＥの上面２１ａは、内部光路３０ｃの下端が形成された第２段差面３０ｄに突き当てられる。突き当てられた基準物体ＲＥは、第２抑え部材３２と第２段差面３０ｄとの間に挟み込まれる。第２抑え部材３２は、筐体３０に取り付けられる。例えば、第２抑え部材３２の側面には、筐体３０の内面３０ｅに形成されたねじ溝と螺号するねじが形成されている。第２抑え部材３２の側面には、筐体３０の内面３０ｅに形成されたねじと螺号するねじ溝が形成されていてもよい。基準物体ＲＥは、第２抑え部材３２が、第２段差面３０ｄとの間に基準物体ＲＥを挟み込んだ状態で筐体３０の内面にねじ止めされることによって、筐体３０の内部に固定される。

ホルダ３においては、筐体３０が第２光学部１３と基準物体ＲＥとの相対位置を保持するスペーサとして機能する。これより、光の入射角度の変動及び測定位置の変動が抑制され、結果として信号強度の低下が抑制される。よって、ホルダ３を備える光干渉システム２は、光路長測定誤差をより精度良く補正できる。

ホルダ３の筐体３０が線膨張係数の小さい部材で構成されることにより、外部の温度変化（環境温度変化）が第２光学部１３と基準物体ＲＥとの相対位置に与える影響を小さくすることができる。また、ホルダ３を構成する部品が機械的に接続されているため、接着剤などで固定される場合と比べて、外部の温度変化が第２光学部１３と基準物体ＲＥとの相対位置に与える影響を小さくすることができる。

（ホルダの変形例）
ホルダ３においては、筐体３０が第２光学部１３と基準物体ＲＥとの相対位置を保持するスペーサとして機能していたが、筐体とスペーサとは別体であってもよい。図１２は、他のホルダの断面の一例を概略的に示す図である。図１２に示されるように、ホルダ４は、第２光学部１３及び基準物体ＲＥを固定する。ホルダ４は、筐体４０を備える。筐体４０は、筒体であり、一例として円筒である。筐体４０は、図１１に示された筐体３０と異なり、第２光学部１３と基準物体ＲＥとの相対位置を保持するスペーサとして機能しない。このため、筐体４０は、線膨張係数の小さい部材で構成される必要はなく、例えば、アルミ又はステンレスで形成される。

図１１に示されるホルダ３と同様に、筐体４０の内部には、第２光学部１３及び基準物体ＲＥが収容される。第２光学部１３と基準物体ＲＥとの間には、第１スペーサ部材３４が配置される。第１スペーサ部材３４は、線膨張係数の小さい部材で構成されてもよい。第１スペーサ部材３４は、例えば合成石英で形成される。

第２光学部１３及び基準物体ＲＥは、第１抑え部材４１と第２抑え部材４２との間に挟み込まれて固定される。つまり、第２光学部１３及び基準物体ＲＥは、第１スペーサ部材３４によって相対位置が保持された状態で、第１抑え部材４１と第２抑え部材４２との間に挟持される。筐体４０の内面には、第１抑え部材４１及び第２抑え部材４２の外周に形成されたねじと螺号するねじ溝が形成されている。筐体４０の内面には、第１抑え部材４１及び第２抑え部材４２の外周に形成されたねじ溝と螺号するねじが形成されてもよい。このように、第１抑え部材４１及び第２抑え部材４２が筐体４０にねじ止めされ、上下方向から挟持することで、第２光学部１３及び基準物体ＲＥが固定される。

第２光学部１３及び基準物体ＲＥが安定して挟持されるために、第１抑え部材４１と第２光学部１３との間には、第２スペーサ部材３３が設けられる。第２スペーサ部材３３は、線膨張係数の小さい部材で構成されてもよい。第２スペーサ部材３３は、熱伝導率の小さい部材で構成されてもよい。第２スペーサ部材３３は、例えば合成石英で形成される。

第１抑え部材４１と第２スペーサ部材３３との間には、弾性部材４３が設けられる。同様に、第２抑え部材４２と基準物体ＲＥとの間には、弾性部材４４が設けられる。弾性部材４３,４４は、環状部材であり、一例として樹脂で形成される。これにより、外部の温度変動によって筐体４０が熱膨張/収縮した場合であっても、第２光学部１３と基準物体ＲＥとの相対位置が保持される。さらに、弾性部材４３，４４によって、筐体４０と、第２光学部１３及び基準物体ＲＥなどの構成要素との間には、空気層が形成される。このため、ホルダ４は、筐体４０から熱が内部の構成要素に伝わりにくい構造を有する。

ホルダ４は、弾性部材４３,４４の少なくとも一方を備えていればよい。このような構成であっても、筐体４０が熱膨張/収縮した場合、ホルダ４は、第２光学部１３と基準物体ＲＥとの相対位置を保持できる。ホルダ４は、第２抑え部材４２と基準物体ＲＥとの間に、第３スペーサ部材を備えてもよい。第３スペーサ部材は、例えば合成石英で形成される。ホルダ４が第３スペーサ部材を備えることにより、筐体４０から熱が基準物体ＲＥに伝わりにくい構造となる。

ホルダ３,４は、外部の温度変化を抑制するために、断熱構造体内に収容されてもよい。ホルダ３,４は、基準物体ＲＥに替えて基準物体ＲＥＡを保持してもよい。

（基準物体の変形例）
基準物体は、反射強度を増加させるために、平行平板の向かい合う内面のうちの少なくとも一方に反射膜を備えてもよい。反射膜は、部分反射させる反射膜（所定の割合の光を透過させ、残りの光を反射させる膜）であってもよい。反射膜は、一例として多層誘電膜であってもよい。反射膜は、全反射するミラー膜であってもよい。平行平板は、単結晶シリコンで形成されてもよい。平行平板が単結晶シリコンで形成される場合、基準物体からの反射強度が増加する。このため、基準物体は、反射膜を備えなくてもよい。

（制御部の変形例）
制御部１０５は、装置への搭載直後（新品）の状態から定期的にチャンバ内パーツなどを計測することで、各パーツの経時変化（劣化など）を調査するように構成されてもよい。あるいは、制御部１０５は、経時変化を考慮して厚み補正を実行してもよい。

１…処理システム、２…光干渉システム、３,４…ホルダ、１０…干渉計、１２…第１光学部、１３…第２光学部、ＲＥ，ＲＥＡ…基準物体、ＳＡ…測定対象物。

Claims

光源で生成された光を、複数の光ファイバが直列連結されたファイバに伝播させ、伝播させた光をチャンバ内の測定対象物に対して出射するとともに、前記測定対象物からの干渉光に基づいて前記測定対象物の厚さ又は温度を計測するステップと、
前記計測するステップにおいて異常がある場合には、前記複数の光ファイバの接続箇所から光を分岐させるステップと、
前記光源で生成された光を、温度変動に対して光路長が一定となるように構成される基準物体に対して出射するとともに、前記基準物体からの干渉光に係る信号に基づいて、前記光を分岐させた前記接続箇所と前記光源との間で異常が発生しているか否かを判定するステップと、
を含む、異常箇所を判定する方法。
前記判定するステップは、
前記信号が所定の閾値以上でない場合には前記光を分岐させた接続箇所と前記光源との間で異常が発生していると判定し、
前記信号が所定の閾値以上である場合には前記光を分岐させた接続箇所と前記測定対象物との間で異常が発生していると判定する、
請求項１に記載の方法。