JPH10142078A - 非接触温度測定装置 - Google Patents
非接触温度測定装置Info
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- JPH10142078A JPH10142078A JP29872796A JP29872796A JPH10142078A JP H10142078 A JPH10142078 A JP H10142078A JP 29872796 A JP29872796 A JP 29872796A JP 29872796 A JP29872796 A JP 29872796A JP H10142078 A JPH10142078 A JP H10142078A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速高精度の温度検出が可能な非接触温度測
定装置を提供する。 【解決手段】 本装置は、光を基板１に照射する光源
２，３と、光検出器５と、コンピュータ６と、表示器７
とを備える。コンピュータ６内には、基板１の屈折率及
び厚さに関するデータが予め格納された領域を有する記
憶装置と、光検出器５から出力された信号から干渉縞の
間隔Ｙを算出し、測定された干渉縞の間隔Ｙ及び記憶装
置に格納されたデータを用いて、基板１の温度情報を出
力する演算装置とが配置されており、この温度情報は表
示器７上に表示される。
定装置を提供する。 【解決手段】 本装置は、光を基板１に照射する光源
２，３と、光検出器５と、コンピュータ６と、表示器７
とを備える。コンピュータ６内には、基板１の屈折率及
び厚さに関するデータが予め格納された領域を有する記
憶装置と、光検出器５から出力された信号から干渉縞の
間隔Ｙを算出し、測定された干渉縞の間隔Ｙ及び記憶装
置に格納されたデータを用いて、基板１の温度情報を出
力する演算装置とが配置されており、この温度情報は表
示器７上に表示される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板等の対
象物の温度を非接触測定する非接触温度測定装置に関す
る。
象物の温度を非接触測定する非接触温度測定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】光を用いた測定対象物の物理量測定装置
は、（１）特開昭５４−８０７６２号、（２）特公昭６
０−２４４０２号、（３）特開平８−１４５８１１、
（４）特公平７−１１２０００号及び（５）特開平３−
９６２４７号に記載されている。上記（１）及び（２）
においては、測定対象物に光を照射し、この光による干
渉縞の間隔を測定することにより、測定対象物の膜厚又
は屈折率を測定する装置が開示されている。上記（３）
においては、測定対象物に異なる発振波長の光を照射
し、これらの光による干渉光の強度差を測定することに
より、測定対象物の温度変化を測定する装置が開示され
ている。上記（４）及び（５）においては、測定された
干渉光の強度を、半導体の処理温度に関連する既知の強
度と比較して、当該半導体を処理する方法が開示されて
いる。
は、（１）特開昭５４−８０７６２号、（２）特公昭６
０−２４４０２号、（３）特開平８−１４５８１１、
（４）特公平７−１１２０００号及び（５）特開平３−
９６２４７号に記載されている。上記（１）及び（２）
においては、測定対象物に光を照射し、この光による干
渉縞の間隔を測定することにより、測定対象物の膜厚又
は屈折率を測定する装置が開示されている。上記（３）
においては、測定対象物に異なる発振波長の光を照射
し、これらの光による干渉光の強度差を測定することに
より、測定対象物の温度変化を測定する装置が開示され
ている。上記（４）及び（５）においては、測定された
干渉光の強度を、半導体の処理温度に関連する既知の強
度と比較して、当該半導体を処理する方法が開示されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術においては、測定対象物の絶対的な温度を測定
することはできない。本発明は、測定対象物の絶対的な
温度を正確かつ高速に測定可能な非接触温度測定装置を
提供することを目的とする。
来の技術においては、測定対象物の絶対的な温度を測定
することはできない。本発明は、測定対象物の絶対的な
温度を正確かつ高速に測定可能な非接触温度測定装置を
提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る非接触温度
測定装置は、互いに平行な表面及び裏面を有する対象物
の温度を非接触で測定する非接触温度測定装置を対象と
し、連続スペクトルを有する光を対象物に照射する光源
と、光源から出射された光を所定角度を成す２つの平行
光束に分ける光学系と、２つの平行光束が対象物の表面
及び裏面で反射し、干渉することよって生ずる干渉縞、
又は、２つの平行光束の対象物を透過した成分と裏面及
び表面で反射した成分とが干渉することによって生ずる
干渉縞、を検出する光検出器と、対象物の屈折率及び厚
さに関するデータが予め格納された領域を有する記憶装
置と、光検出器から出力された信号から干渉縞の間隔を
算出し、測定された干渉縞の間隔及び記憶装置に格納さ
れたデータを用いて、対象物の温度情報を出力する演算
装置と、温度情報を表示する表示器とを備える。
測定装置は、互いに平行な表面及び裏面を有する対象物
の温度を非接触で測定する非接触温度測定装置を対象と
し、連続スペクトルを有する光を対象物に照射する光源
と、光源から出射された光を所定角度を成す２つの平行
光束に分ける光学系と、２つの平行光束が対象物の表面
及び裏面で反射し、干渉することよって生ずる干渉縞、
又は、２つの平行光束の対象物を透過した成分と裏面及
び表面で反射した成分とが干渉することによって生ずる
干渉縞、を検出する光検出器と、対象物の屈折率及び厚
さに関するデータが予め格納された領域を有する記憶装
置と、光検出器から出力された信号から干渉縞の間隔を
算出し、測定された干渉縞の間隔及び記憶装置に格納さ
れたデータを用いて、対象物の温度情報を出力する演算
装置と、温度情報を表示する表示器とを備える。
【０００５】また、本発明に係る別の非接触温度測定装
置は、互いに平行な表面及び裏面を有する対象物の温度
を非接触で測定する非接触温度測定装置を対象とし、連
続スペクトルを有する光を対象物に照射する光源と、光
源から出射された光を所定角度を成す２つの平行光束に
分ける光学系と、２つの平行光束が対象物の表面及び裏
面で反射し、干渉することよって生ずる干渉縞、又は、
２つの平行光束の対象物を透過した成分と裏面及び表面
で反射した成分とが干渉することによって生ずる干渉
縞、を検出する光検出器と、対象物の屈折率及び厚さに
関するデータが格納されるべき領域を有する記憶装置
と、光検出器から出力された信号から干渉縞の間隔を算
出し、測定された干渉縞の間隔及び記憶装置に格納され
たデータを用いて、対象物の温度情報を出力する演算装
置と、温度情報を表示する表示器とを備える。
置は、互いに平行な表面及び裏面を有する対象物の温度
を非接触で測定する非接触温度測定装置を対象とし、連
続スペクトルを有する光を対象物に照射する光源と、光
源から出射された光を所定角度を成す２つの平行光束に
分ける光学系と、２つの平行光束が対象物の表面及び裏
面で反射し、干渉することよって生ずる干渉縞、又は、
２つの平行光束の対象物を透過した成分と裏面及び表面
で反射した成分とが干渉することによって生ずる干渉
縞、を検出する光検出器と、対象物の屈折率及び厚さに
関するデータが格納されるべき領域を有する記憶装置
と、光検出器から出力された信号から干渉縞の間隔を算
出し、測定された干渉縞の間隔及び記憶装置に格納され
たデータを用いて、対象物の温度情報を出力する演算装
置と、温度情報を表示する表示器とを備える。
【０００６】本発明に係る非接触温度測定装置によれ
ば、記憶装置に対象物の屈折率及び厚さに関するデータ
が格納されているので、演算装置によって算出された干
渉縞の間隔及び記憶装置に格納されたデータから対象物
の絶対的な温度を高速に演算することができる。
ば、記憶装置に対象物の屈折率及び厚さに関するデータ
が格納されているので、演算装置によって算出された干
渉縞の間隔及び記憶装置に格納されたデータから対象物
の絶対的な温度を高速に演算することができる。
【０００７】また、本発明に係る別の非接触温度測定装
置は、光を対象物に照射する光源と、光源から対象物に
至る光の成分のうちの少なくとも１つの光路長を変化可
能な光路長可変手段と、対象物で反射又は透過した光に
よって生じる干渉縞を検出する光検出器と、光路長可変
手段による光路長の変化量と対象物の温度の関係を記憶
しているとともに、光検出器から出力された信号から干
渉縞の本数が一定となるように光路長可変手段を制御
し、光路長可変手段による光路長の変化量と対象物の温
度の関係から対象物の温度情報を出力するコンピュータ
と、 前記温度情報を表示する表示器とを備える。
置は、光を対象物に照射する光源と、光源から対象物に
至る光の成分のうちの少なくとも１つの光路長を変化可
能な光路長可変手段と、対象物で反射又は透過した光に
よって生じる干渉縞を検出する光検出器と、光路長可変
手段による光路長の変化量と対象物の温度の関係を記憶
しているとともに、光検出器から出力された信号から干
渉縞の本数が一定となるように光路長可変手段を制御
し、光路長可変手段による光路長の変化量と対象物の温
度の関係から対象物の温度情報を出力するコンピュータ
と、 前記温度情報を表示する表示器とを備える。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に係る非接触温
度測定装置について説明する。同一要素には同一符号を
用いるものとし、重複する説明は省略する。
度測定装置について説明する。同一要素には同一符号を
用いるものとし、重複する説明は省略する。
【０００９】図１は、実施の形態に係る非接触温度測定
装置の構成を示す説明図である。本装置は、光を対象物
（半導体基板）１に照射するための光源２及び３と、基
板１と光源２，３との間に配置され、この光を基板１に
向かう方向に平行な光束に変換するコリメータレンズ４
とを備える。本装置は、基板１からの反射光が入射する
位置に配置された光検出器５、光検出器５に接続された
コンピュータ６及びコンピュータ６からの出力信号を表
示する表示器７を更に備える。
装置の構成を示す説明図である。本装置は、光を対象物
（半導体基板）１に照射するための光源２及び３と、基
板１と光源２，３との間に配置され、この光を基板１に
向かう方向に平行な光束に変換するコリメータレンズ４
とを備える。本装置は、基板１からの反射光が入射する
位置に配置された光検出器５、光検出器５に接続された
コンピュータ６及びコンピュータ６からの出力信号を表
示する表示器７を更に備える。
【００１０】光源２及び３は、空間的には互いにコヒー
レントで、時間的にはコヒーレント長の短い点光源であ
り、半導体基板１を透過する波長帯の光を出射する。光
源２及び３は、コリメータレンズ４の光軸Ａ１に対して
対称な位置に距離Ｘだけ離隔して配置されている。基板
１の材料がＳｉである場合、光源２及び３は、１．１μ
ｍ以上の波長を有する赤外光を出射する。光源２及び３
から出射され、コリメータレンズ４によって平行光束と
された光は、基板１の上面及び下面で反射され、１次元
又は２次元光検出器５（ホトダイオードアレイ又はＣＣ
Ｄイメージセンサ）上に干渉縞を形成する。コリメータ
レンズ４から出射した２つの平行光束間の角度θは、以
下の式で表される。
レントで、時間的にはコヒーレント長の短い点光源であ
り、半導体基板１を透過する波長帯の光を出射する。光
源２及び３は、コリメータレンズ４の光軸Ａ１に対して
対称な位置に距離Ｘだけ離隔して配置されている。基板
１の材料がＳｉである場合、光源２及び３は、１．１μ
ｍ以上の波長を有する赤外光を出射する。光源２及び３
から出射され、コリメータレンズ４によって平行光束と
された光は、基板１の上面及び下面で反射され、１次元
又は２次元光検出器５（ホトダイオードアレイ又はＣＣ
Ｄイメージセンサ）上に干渉縞を形成する。コリメータ
レンズ４から出射した２つの平行光束間の角度θは、以
下の式で表される。
【００１１】
【数１】 なお、ｆは、コリメータレンズ４の焦点距離である。
【００１２】コリメータレンズ４から出射した平行光束
は、基板１の表面に対して入射角ｉで入射し、光束の一
部は基板１の上面で反射され、一部は基板１内部に屈折
して進行した後、基板１の下面で反射される。この屈折
角ｉ’は、以下の式で表される。
は、基板１の表面に対して入射角ｉで入射し、光束の一
部は基板１の上面で反射され、一部は基板１内部に屈折
して進行した後、基板１の下面で反射される。この屈折
角ｉ’は、以下の式で表される。
【００１３】
【数２】 なお、ｎは基板１の屈折率である。基板１の上面で反射
した光束の波面と、下面で反射した光束の波面との間の
光路差△は、以下の式で表される。
した光束の波面と、下面で反射した光束の波面との間の
光路差△は、以下の式で表される。
【００１４】
【数３】 なお、角度ｉ及びｉ’が１よりも十分に小さい場合に
は、光路差△は、以下の式で表される。
は、光路差△は、以下の式で表される。
【００１５】
【数４】
【００１６】光源２及び３から同位相で出射された光の
うち、基板１上面で反射した成分の波面は、下面で反射
した成分の波面に対して、反射光の光軸Ａ２方向に沿っ
て光路差△だけ進んで進行する。
うち、基板１上面で反射した成分の波面は、下面で反射
した成分の波面に対して、反射光の光軸Ａ２方向に沿っ
て光路差△だけ進んで進行する。
【００１７】図２は、光源２から出射された光のうち、
基板１の上面で反射された成分の波面２Ｈ、下面で反射
された成分の波面２Ｌ、及び、光源３から出射された光
のうち、基板１の上面で反射された成分の波面３Ｈ、下
面で反射された成分の波面３Ｌ、並びに、これらの波面
によって光検出器５上に形成される干渉縞ＩＦ１、ＩＦ
２、ＩＦ３を示す。なお、τはコヒーレンス長の短い連
続スペクトル光によって生ずる白色干渉縞の０次の縞の
幅を示し、最短波長をλ１、最長波長をλ２とした場
合、幅τは以下の式で表される。
基板１の上面で反射された成分の波面２Ｈ、下面で反射
された成分の波面２Ｌ、及び、光源３から出射された光
のうち、基板１の上面で反射された成分の波面３Ｈ、下
面で反射された成分の波面３Ｌ、並びに、これらの波面
によって光検出器５上に形成される干渉縞ＩＦ１、ＩＦ
２、ＩＦ３を示す。なお、τはコヒーレンス長の短い連
続スペクトル光によって生ずる白色干渉縞の０次の縞の
幅を示し、最短波長をλ１、最長波長をλ２とした場
合、幅τは以下の式で表される。
【００１８】
【数５】
【００１９】光源２及び３から出射された光が白色光の
場合、波面間の位相差が幅τ以下であれば、干渉縞のコ
ントラストを高くすることができる。最短波長が１．１
μｍ、最長波長が１．５μｍの場合、幅τは８．２５μ
ｍである。光検出器５上には、基板１上面で反射された
成分の波面２Ｈと波面３Ｈの干渉縞に、下面で反射され
た成分の波面２Ｌと波面３Ｌの干渉縞が重なることによ
って形成される干渉縞ＩＦ２、基板１上下面でそれぞれ
反射された成分の波面３Ｈと波面２Ｌの干渉縞ＩＦ１、
及び、波面２Ｈと波面３Ｌの干渉縞ＩＦ３が形成され
る。干渉縞ＩＦ１とＩＦ３の中心間の距離Ｙは、以下の
式で表される。
場合、波面間の位相差が幅τ以下であれば、干渉縞のコ
ントラストを高くすることができる。最短波長が１．１
μｍ、最長波長が１．５μｍの場合、幅τは８．２５μ
ｍである。光検出器５上には、基板１上面で反射された
成分の波面２Ｈと波面３Ｈの干渉縞に、下面で反射され
た成分の波面２Ｌと波面３Ｌの干渉縞が重なることによ
って形成される干渉縞ＩＦ２、基板１上下面でそれぞれ
反射された成分の波面３Ｈと波面２Ｌの干渉縞ＩＦ１、
及び、波面２Ｈと波面３Ｌの干渉縞ＩＦ３が形成され
る。干渉縞ＩＦ１とＩＦ３の中心間の距離Ｙは、以下の
式で表される。
【００２０】
【数６】 また、温度Ｔ1における光路差△T1は、以下の式で表さ
れる。
れる。
【００２１】
【数７】 但し、ｎ0は室温Ｔ0における基板１の屈折率、ηは屈折
率の温度による変化係数、ｄ0は室温Ｔ0における基板１
の厚さ、αは基板１の線膨張係数、△T0は室温における
光路差、△(T1-T0)は温度がＴ0からＴ1まで変化したと
きの光路差の変化量である。したがって、温度がＴ0か
らＴ1まで変化したときの干渉縞の間隔変化（ＹT1−Ｙ
T0）は、以下の式で表される。
率の温度による変化係数、ｄ0は室温Ｔ0における基板１
の厚さ、αは基板１の線膨張係数、△T0は室温における
光路差、△(T1-T0)は温度がＴ0からＴ1まで変化したと
きの光路差の変化量である。したがって、温度がＴ0か
らＴ1まで変化したときの干渉縞の間隔変化（ＹT1−Ｙ
T0）は、以下の式で表される。
【００２２】
【数８】 但し、室温Ｔ0における干渉縞ＩＦ１とＩＦ３との間隔
をＹT0とし、温度Ｔ1における干渉縞ＩＦ１とＩＦ３と
の間隔をＹT1とする。したがって、温度Ｔ1は、以下の
式から算出される。
をＹT0とし、温度Ｔ1における干渉縞ＩＦ１とＩＦ３と
の間隔をＹT1とする。したがって、温度Ｔ1は、以下の
式から算出される。
【００２３】
【数９】 但し、
【００２４】
【数１０】 である。
【００２５】ここで、Ｔ0、ｄ0、ｎ0、θ、η、αが既
知であれば、Ｔ1を算出することができる。本コンピュ
ータ６は、Ｔ0、ｄ0、ｎ0、θ、η、αに関するデータ
が予め格納された領域を有する記憶装置（図示せず）
と、光検出器５から出力された信号から、干渉縞の間隔
ＹT1を算出する。さらに、コンピュータ６は、基板１の
温度Ｔ1（温度情報）を、測定された干渉縞の間隔ＹT1
及び記憶装置に格納されたデータＴ0、ｄ0、ｎ0、θ、
η、αを用いて、式１０から演算する演算装置（図示せ
ず）を備える。なお、コンピュータ６の記憶装置は、Ｔ
0、ｄ0、ｎ0、θ、η、αが記憶されるべき領域を有し
ており、温度測定の前にこれらのパラメータが入力され
ることとしてもよい。コンピュータ６による干渉縞の間
隔ＹT1の算出は以下のようにして行う。
知であれば、Ｔ1を算出することができる。本コンピュ
ータ６は、Ｔ0、ｄ0、ｎ0、θ、η、αに関するデータ
が予め格納された領域を有する記憶装置（図示せず）
と、光検出器５から出力された信号から、干渉縞の間隔
ＹT1を算出する。さらに、コンピュータ６は、基板１の
温度Ｔ1（温度情報）を、測定された干渉縞の間隔ＹT1
及び記憶装置に格納されたデータＴ0、ｄ0、ｎ0、θ、
η、αを用いて、式１０から演算する演算装置（図示せ
ず）を備える。なお、コンピュータ６の記憶装置は、Ｔ
0、ｄ0、ｎ0、θ、η、αが記憶されるべき領域を有し
ており、温度測定の前にこれらのパラメータが入力され
ることとしてもよい。コンピュータ６による干渉縞の間
隔ＹT1の算出は以下のようにして行う。
【００２６】図３は、光検出器５上に形成された干渉縞
ＩＦ１〜ＩＦ３の受光面上の位置ｙと強度Ｉとの関係を
示すグラフである。光検出器５上の強度分布の包絡線で
示される強度分布関数Ｉ＝Ｇ（ｙ）は、干渉縞ＩＦ１，
ＩＦ２，ＩＦ３，…の中心位置Ａ1、Ａ2、Ａ3，…にお
いて極大値、すなわち、強度ピークを有する。光検出器
５から出力された信号は、包絡線検波回路を用いて包絡
検波された後、ＡＤ変換され、図３に示す強度分布関数
Ｉ＝Ｇ（ｙ）として、コンピュータ６の記憶装置内に格
納される。コンピュータ６は、所定のしきい値Ｉ0より
も小さい強度分布関数Ｉ＝Ｇ（ｙ）のデータを削除し、
Ｉ＝Ｉ0及びＩ＝Ｇ（ｙ）の双方を満たす位置ｙn，ｙ
n+1…を記憶装置内に格納する。なお、任意のｙk+1はｙ
kよりも大きい（ｎ，ｋは整数）。次に、演算装置は、
この記憶された位置ｙn，ｙn+1…のうち、連続する３つ
の値ｙn，ｙn+1，ｙn+2を逐次取り出し、隣接する２つ
の値ｙn+1，ｙnの差Ｄn＝（ｙn+1−ｙn）と、差Ｄn+1＝
（ｙn+2−ｙn+1）とを比較し、小さい方の差（例えばＤ
n）を与える値（ｙn+1とｙn）の中間値（（ｙn+1＋
ｙn）／２）を強度ピーク位置Ａ1，Ａ2，Ａ3，…Ａnと
して記憶装置内に格納する。演算装置は、格納されたピ
ーク位置Ａ1，Ａ2，Ａ3，…Ａnのうちの連続する３つの
値のうちの最大値と最小値との差、例えば、Ａ3−Ａ1か
ら、干渉縞ＩＦ１とＩＦ３との間の間隔ＹT1を算出す
る。
ＩＦ１〜ＩＦ３の受光面上の位置ｙと強度Ｉとの関係を
示すグラフである。光検出器５上の強度分布の包絡線で
示される強度分布関数Ｉ＝Ｇ（ｙ）は、干渉縞ＩＦ１，
ＩＦ２，ＩＦ３，…の中心位置Ａ1、Ａ2、Ａ3，…にお
いて極大値、すなわち、強度ピークを有する。光検出器
５から出力された信号は、包絡線検波回路を用いて包絡
検波された後、ＡＤ変換され、図３に示す強度分布関数
Ｉ＝Ｇ（ｙ）として、コンピュータ６の記憶装置内に格
納される。コンピュータ６は、所定のしきい値Ｉ0より
も小さい強度分布関数Ｉ＝Ｇ（ｙ）のデータを削除し、
Ｉ＝Ｉ0及びＩ＝Ｇ（ｙ）の双方を満たす位置ｙn，ｙ
n+1…を記憶装置内に格納する。なお、任意のｙk+1はｙ
kよりも大きい（ｎ，ｋは整数）。次に、演算装置は、
この記憶された位置ｙn，ｙn+1…のうち、連続する３つ
の値ｙn，ｙn+1，ｙn+2を逐次取り出し、隣接する２つ
の値ｙn+1，ｙnの差Ｄn＝（ｙn+1−ｙn）と、差Ｄn+1＝
（ｙn+2−ｙn+1）とを比較し、小さい方の差（例えばＤ
n）を与える値（ｙn+1とｙn）の中間値（（ｙn+1＋
ｙn）／２）を強度ピーク位置Ａ1，Ａ2，Ａ3，…Ａnと
して記憶装置内に格納する。演算装置は、格納されたピ
ーク位置Ａ1，Ａ2，Ａ3，…Ａnのうちの連続する３つの
値のうちの最大値と最小値との差、例えば、Ａ3−Ａ1か
ら、干渉縞ＩＦ１とＩＦ３との間の間隔ＹT1を算出す
る。
【００２７】以上、説明したように、本装置は、光を対
象物１に照射する光源２，３と、対象物１で反射又は透
過した光よって生じる干渉縞を検出する光検出器５と、
対象物１の屈折率ｎ及び厚さｄに関するデータが予め格
納され又は格納されるべき領域を有する記憶装置（図示
せず）と、光検出器５から出力された信号から干渉縞の
間隔Ｙを算出し、測定された干渉縞の間隔Ｙ及び記憶装
置に格納されたデータを用いて、対象物１の温度情報を
出力する演算装置（図示せず）と、前記温度情報を表示
する表示器７とを備える。
象物１に照射する光源２，３と、対象物１で反射又は透
過した光よって生じる干渉縞を検出する光検出器５と、
対象物１の屈折率ｎ及び厚さｄに関するデータが予め格
納され又は格納されるべき領域を有する記憶装置（図示
せず）と、光検出器５から出力された信号から干渉縞の
間隔Ｙを算出し、測定された干渉縞の間隔Ｙ及び記憶装
置に格納されたデータを用いて、対象物１の温度情報を
出力する演算装置（図示せず）と、前記温度情報を表示
する表示器７とを備える。
【００２８】図４は、別の実施の形態に係る非接触温度
測定装置の構成図である。本温度測定装置は、包囲筒１
０内の最上部に配置された光源１１と、光源１１から順
次下方に配列したコンデンサレンズ１２、ピンホール板
１３、屋根型プリズム１４、コリメータレンズ１５、偏
光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１６及び１／４波長板１
７を備える。また、本温度測定装置は、ＰＢＳ１６の側
方に配置された光検出器１８と、光検出器１８を駆動す
るとともに光検出器１８からの信号を増幅する回路１９
と、回路１９からの出力が入力されるコンピュータ６
と、コンピュータ６による演算結果（温度情報）を表示
する表示器７とを更に備える。
測定装置の構成図である。本温度測定装置は、包囲筒１
０内の最上部に配置された光源１１と、光源１１から順
次下方に配列したコンデンサレンズ１２、ピンホール板
１３、屋根型プリズム１４、コリメータレンズ１５、偏
光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１６及び１／４波長板１
７を備える。また、本温度測定装置は、ＰＢＳ１６の側
方に配置された光検出器１８と、光検出器１８を駆動す
るとともに光検出器１８からの信号を増幅する回路１９
と、回路１９からの出力が入力されるコンピュータ６
と、コンピュータ６による演算結果（温度情報）を表示
する表示器７とを更に備える。
【００２９】光源１１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、
スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）又はハロ
ゲンランプである。光源１１からから出射された光は、
コンデンサレンズ１２によって集光され、ピンホール板
１３上に照射される。ピンホール板１３を通過した光
は、屋根型プリズム１４によって２つの光束に分割され
る。点光源としてのピンホール板１３の孔Ｐから出射さ
れた光は、図５に示すように、屋根型プリズム１４によ
って２分割される。この２分割された光束は、ピンホー
ル板１３の孔Ｐに対して対称な位置から出射された仮想
的な２つの点光源Ｐ１及びＰ２から出射された２つの光
束と等価である。したがって、点光源Ｐ１及びＰ２は、
空間的には互いにコヒーレントであり、時間的には光源
が連続波長光源のためコヒーレント長の短い２つの２次
光源である。
スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）又はハロ
ゲンランプである。光源１１からから出射された光は、
コンデンサレンズ１２によって集光され、ピンホール板
１３上に照射される。ピンホール板１３を通過した光
は、屋根型プリズム１４によって２つの光束に分割され
る。点光源としてのピンホール板１３の孔Ｐから出射さ
れた光は、図５に示すように、屋根型プリズム１４によ
って２分割される。この２分割された光束は、ピンホー
ル板１３の孔Ｐに対して対称な位置から出射された仮想
的な２つの点光源Ｐ１及びＰ２から出射された２つの光
束と等価である。したがって、点光源Ｐ１及びＰ２は、
空間的には互いにコヒーレントであり、時間的には光源
が連続波長光源のためコヒーレント長の短い２つの２次
光源である。
【００３０】これらの等価点光源Ｐ１及びＰ２から出射
された光束は、コリメータレンズ１５によって平行光束
とされ、ＰＢＳ１６に入射する。ＰＢＳ１６は、一方向
の偏光方位（偏光面、偏波面）の直線偏光のみを透過さ
せ、これに直交する直線偏光を反射する。したがって、
ＰＢＳ１６に入射した平行光束の一方向の直線偏光のみ
が、ＰＢＳ１６を鉛直下方に向かって通過し、１／４波
長板１７に入射する。１／４波長板１７は、通過する直
線偏光を円偏光に変換し、互いの光束間の角度がθとな
る２光束が基板１上に略垂直に照射される。基板１の上
下面で反射された光は、再び１／４波長板１７に基板１
方向から入射する。基板１方向から１／４波長板１７に
入射した光は、光源１１方向から１／４波長板１７に入
射したした光と偏光方向が直交する直線偏光となる。し
たがって、１／４波長板１７からＰＢＳ１６に入射した
光は、ＰＢＳ１６によって反射され、光検出器１８に入
射する。
された光束は、コリメータレンズ１５によって平行光束
とされ、ＰＢＳ１６に入射する。ＰＢＳ１６は、一方向
の偏光方位（偏光面、偏波面）の直線偏光のみを透過さ
せ、これに直交する直線偏光を反射する。したがって、
ＰＢＳ１６に入射した平行光束の一方向の直線偏光のみ
が、ＰＢＳ１６を鉛直下方に向かって通過し、１／４波
長板１７に入射する。１／４波長板１７は、通過する直
線偏光を円偏光に変換し、互いの光束間の角度がθとな
る２光束が基板１上に略垂直に照射される。基板１の上
下面で反射された光は、再び１／４波長板１７に基板１
方向から入射する。基板１方向から１／４波長板１７に
入射した光は、光源１１方向から１／４波長板１７に入
射したした光と偏光方向が直交する直線偏光となる。し
たがって、１／４波長板１７からＰＢＳ１６に入射した
光は、ＰＢＳ１６によって反射され、光検出器１８に入
射する。
【００３１】光検出器１８は、１次元又は２次元ＣＣＤ
イメージセンサ若しくは１次元ホトダイオードアレイで
ある。光検出器１８の受光面上には、図２に示した干渉
縞と同等の干渉縞が形成される。この干渉縞は、光検出
器１８によって撮像され、回路１９によって増幅され、
増幅された信号はコンピュータ６に入力される。コンピ
ュータ６は、上述の実施の形態のものと同様に機能し、
測定された干渉縞の間隔Ｙに基づいて、基板１の温度を
表示器７上に表示する。なお、偏光ビームスプリッタ１
６及び１／４波長板１７の代わりに、ビームスプリッタ
又はハーフミラーを用いても良い。
イメージセンサ若しくは１次元ホトダイオードアレイで
ある。光検出器１８の受光面上には、図２に示した干渉
縞と同等の干渉縞が形成される。この干渉縞は、光検出
器１８によって撮像され、回路１９によって増幅され、
増幅された信号はコンピュータ６に入力される。コンピ
ュータ６は、上述の実施の形態のものと同様に機能し、
測定された干渉縞の間隔Ｙに基づいて、基板１の温度を
表示器７上に表示する。なお、偏光ビームスプリッタ１
６及び１／４波長板１７の代わりに、ビームスプリッタ
又はハーフミラーを用いても良い。
【００３２】図６は、別の実施の形態に係る非接触温度
測定装置の構成図である。本温度測定装置は、光源２１
の下方に順次配置されたコンデンサレンズ２２、ピンホ
ール板２３、コリメータレンズ２４、ＰＢＳ２５、１／
４波長板２６及び平面鏡２７を備える。また、本装置
は、ＰＢＳ２５の一側方に順次配置された１／４波長板
２８及びコーナーキューブプリズム又は平面鏡２９を備
え、平面鏡２９はアクチュエータ３０によって、平面鏡
２９の表面に垂直な方向に移動させられる。さらに、本
装置は、ＰＢＳ２５の前記一側方に対向する位置に順次
配置された偏光板３１及びＰＢＳ３２を備える。また、
本装置は、ＰＢＳ３２の下方に配置された１／４波長板
３３、並びに、ＰＢＳ３２の上方に順次配置された偏光
板３４、ウオラストンプリズム３５、偏光板３６、フィ
ールドレンズ３７、撮像レンズ３８及び光検出器３９を
備える。なお、本装置は、アクチュエータ３０を駆動す
るドライバ８と、ドライバ８を制御するとともに、光検
出器３９から出力された信号から基板１の温度を演算し
て表示器７に表示させるコンピュータ６とを備える。
測定装置の構成図である。本温度測定装置は、光源２１
の下方に順次配置されたコンデンサレンズ２２、ピンホ
ール板２３、コリメータレンズ２４、ＰＢＳ２５、１／
４波長板２６及び平面鏡２７を備える。また、本装置
は、ＰＢＳ２５の一側方に順次配置された１／４波長板
２８及びコーナーキューブプリズム又は平面鏡２９を備
え、平面鏡２９はアクチュエータ３０によって、平面鏡
２９の表面に垂直な方向に移動させられる。さらに、本
装置は、ＰＢＳ２５の前記一側方に対向する位置に順次
配置された偏光板３１及びＰＢＳ３２を備える。また、
本装置は、ＰＢＳ３２の下方に配置された１／４波長板
３３、並びに、ＰＢＳ３２の上方に順次配置された偏光
板３４、ウオラストンプリズム３５、偏光板３６、フィ
ールドレンズ３７、撮像レンズ３８及び光検出器３９を
備える。なお、本装置は、アクチュエータ３０を駆動す
るドライバ８と、ドライバ８を制御するとともに、光検
出器３９から出力された信号から基板１の温度を演算し
て表示器７に表示させるコンピュータ６とを備える。
【００３３】光源２１は、ＬＥＤ、ＳＬＤ又はハロゲン
ランプであり、これから出射した光は、コンデンサレン
ズ２２によって集光され、ピンホール板２３上に照射さ
れる。ピンホール板２３を通過した光は、コリメータレ
ンズ２４を通過することによって、平行光束とされ、Ｐ
ＢＳ２５に鉛直上方から入射する。ＰＢＳ２５に鉛直上
方から入射した光の内の一方の偏光方位を有する直線偏
光は、１／４波長板２６を通過して、平面鏡（固定鏡）
２７に入射する。固定鏡２７は、入射した光束を鉛直上
方に向けて反射する。固定鏡２７で反射された光は、再
び１／４波長板２６に入射し、偏光方位が前記一方の偏
光方位に対して直交する直線偏光としてＰＢＳ２５に鉛
直下方から入射するので、ＰＢＳ２５によって隣接する
ＰＢＳ３２側に反射され偏光板３１を介してＰＢＳ３２
に入射する。
ランプであり、これから出射した光は、コンデンサレン
ズ２２によって集光され、ピンホール板２３上に照射さ
れる。ピンホール板２３を通過した光は、コリメータレ
ンズ２４を通過することによって、平行光束とされ、Ｐ
ＢＳ２５に鉛直上方から入射する。ＰＢＳ２５に鉛直上
方から入射した光の内の一方の偏光方位を有する直線偏
光は、１／４波長板２６を通過して、平面鏡（固定鏡）
２７に入射する。固定鏡２７は、入射した光束を鉛直上
方に向けて反射する。固定鏡２７で反射された光は、再
び１／４波長板２６に入射し、偏光方位が前記一方の偏
光方位に対して直交する直線偏光としてＰＢＳ２５に鉛
直下方から入射するので、ＰＢＳ２５によって隣接する
ＰＢＳ３２側に反射され偏光板３１を介してＰＢＳ３２
に入射する。
【００３４】一方、コリメータレンズ２４から出射され
た光のうち、前記一方の偏光方位に直交する偏光方位を
有する直線偏光は、ＰＢＳ２５によって他側方向に反射
され、１／４波長板２８を介して平面鏡（移動鏡）２９
に入射する。移動鏡２９は、これに入射した光を反射す
る。移動鏡２９で反射された光は、再び１／４波長板２
８を介してＰＢＳ２５に入射する。１／４波長板２８か
らＰＢＳ２５方向に出射された直線偏光は、これと逆の
方向に進行した直線偏光と偏光方位が直交しているの
で、ＰＢＳ２５を透過し、偏光板３１を介して隣接する
ＰＢＳ３２に入射する。なお、ＰＢＳ２５から固定鏡２
７までの距離と、移動鏡２９までの距離との差（光路
差）をＲ／２とすると、固定鏡２７及び移動鏡２９で反
射される光束はこれらの光路を往復しているので、ＰＢ
Ｓ２５から偏光板３１方向へ出射する２光束の光路差は
Ｒとなる。この光路差Ｒは、マイクロポジショナー又は
ピエゾポジショナー等から構成されるアクチュエータ３
０を駆動することによって、移動鏡２９を移動させ、変
化させることができる。
た光のうち、前記一方の偏光方位に直交する偏光方位を
有する直線偏光は、ＰＢＳ２５によって他側方向に反射
され、１／４波長板２８を介して平面鏡（移動鏡）２９
に入射する。移動鏡２９は、これに入射した光を反射す
る。移動鏡２９で反射された光は、再び１／４波長板２
８を介してＰＢＳ２５に入射する。１／４波長板２８か
らＰＢＳ２５方向に出射された直線偏光は、これと逆の
方向に進行した直線偏光と偏光方位が直交しているの
で、ＰＢＳ２５を透過し、偏光板３１を介して隣接する
ＰＢＳ３２に入射する。なお、ＰＢＳ２５から固定鏡２
７までの距離と、移動鏡２９までの距離との差（光路
差）をＲ／２とすると、固定鏡２７及び移動鏡２９で反
射される光束はこれらの光路を往復しているので、ＰＢ
Ｓ２５から偏光板３１方向へ出射する２光束の光路差は
Ｒとなる。この光路差Ｒは、マイクロポジショナー又は
ピエゾポジショナー等から構成されるアクチュエータ３
０を駆動することによって、移動鏡２９を移動させ、変
化させることができる。
【００３５】ＰＢＳ２５からＰＢＳ３２に向けて出射し
た２つの直線偏光は、互いに偏光方位が直交している。
偏光板３１は、この直交する２つの直線偏光の偏光面に
対してそれぞれ偏光軸が４５度になるように配置されて
いる。偏光板３１は、入射した直線偏光の偏光方位を４
５度回転させるので、ＰＢＳ３２には、同一の偏光方位
を有する直線偏光がＰＢＳ３２に入射される。ＰＢＳ３
２は、偏光板３１方向から入射した直線偏光の１／２を
反射するように配置されており、反射された直線偏光は
１／４波長板３３を介して基板１上に照射される。な
お、ＰＢＳ３２を透過した光は、適当な吸収体を用いて
吸収させる。基板１の上下面で反射された光は、１／４
波長板３３を再び通過して、ＰＢＳ３２に入射する。基
板１の上面と下面との間の間隔（厚さ）はｄであるの
で、基板１の上下面でそれぞれ反射した光の間には、△
＝２ｎｄの光路差が生じる。アクチュエータ３０によっ
て、光路差Ｒを有する２つの光束が光路差△を有する基
板１の上下面で反射されるので、結局、４つの位相差を
有する光束が基板１から鉛直上方に出射される。この基
板１から出射された光束のうち、最も進んだ位相を有す
る光束の波面の位相ρ１を０とすると、他の３つの光束
の位相ρ２、ρ３、ρ４は、それぞれ、Ｒ、△、Ｒ＋△
となる。なお、これら４つの光束は同じ向きの円偏光で
ある。１／４波長板３３を再通過した光は、これと逆の
方向から１／４波長板３３に入射した直線偏光と偏光方
位が直交しているので、ＰＢＳ３２を透過し、偏光板３
４を介して、ウオラストンプリズム３５に入射する。偏
光板３４は入射した直線偏光の偏光方位を４５度回転さ
せるように配置されている。ウオラストンプリズム３５
は、偏光板３４を通過した４つの光束のそれぞれを、偏
光方位が互いに直交する２つの直線偏光に分離するとと
もに、分離された光束同士に角度θを与える。したがっ
て、ウオラストンプリズム３５からは、８つの光束が上
方に向かって出射される。ウオラストンプリズム３５か
ら出射した８つの光束は、それぞれの光束の偏光方位が
４５度回転するように配置された偏光板３６を通過する
ことによって、全て同一の偏光方位を有する直線偏光に
変換される。偏光板３６を通過した８つの光束は、干渉
縞局在位置ＵＤを通過して、フィールドレンズ３７及び
撮像レンズ３８を介して光検出器３９上に照射され、光
検出器３９の受光面上に干渉縞を形成する。
た２つの直線偏光は、互いに偏光方位が直交している。
偏光板３１は、この直交する２つの直線偏光の偏光面に
対してそれぞれ偏光軸が４５度になるように配置されて
いる。偏光板３１は、入射した直線偏光の偏光方位を４
５度回転させるので、ＰＢＳ３２には、同一の偏光方位
を有する直線偏光がＰＢＳ３２に入射される。ＰＢＳ３
２は、偏光板３１方向から入射した直線偏光の１／２を
反射するように配置されており、反射された直線偏光は
１／４波長板３３を介して基板１上に照射される。な
お、ＰＢＳ３２を透過した光は、適当な吸収体を用いて
吸収させる。基板１の上下面で反射された光は、１／４
波長板３３を再び通過して、ＰＢＳ３２に入射する。基
板１の上面と下面との間の間隔（厚さ）はｄであるの
で、基板１の上下面でそれぞれ反射した光の間には、△
＝２ｎｄの光路差が生じる。アクチュエータ３０によっ
て、光路差Ｒを有する２つの光束が光路差△を有する基
板１の上下面で反射されるので、結局、４つの位相差を
有する光束が基板１から鉛直上方に出射される。この基
板１から出射された光束のうち、最も進んだ位相を有す
る光束の波面の位相ρ１を０とすると、他の３つの光束
の位相ρ２、ρ３、ρ４は、それぞれ、Ｒ、△、Ｒ＋△
となる。なお、これら４つの光束は同じ向きの円偏光で
ある。１／４波長板３３を再通過した光は、これと逆の
方向から１／４波長板３３に入射した直線偏光と偏光方
位が直交しているので、ＰＢＳ３２を透過し、偏光板３
４を介して、ウオラストンプリズム３５に入射する。偏
光板３４は入射した直線偏光の偏光方位を４５度回転さ
せるように配置されている。ウオラストンプリズム３５
は、偏光板３４を通過した４つの光束のそれぞれを、偏
光方位が互いに直交する２つの直線偏光に分離するとと
もに、分離された光束同士に角度θを与える。したがっ
て、ウオラストンプリズム３５からは、８つの光束が上
方に向かって出射される。ウオラストンプリズム３５か
ら出射した８つの光束は、それぞれの光束の偏光方位が
４５度回転するように配置された偏光板３６を通過する
ことによって、全て同一の偏光方位を有する直線偏光に
変換される。偏光板３６を通過した８つの光束は、干渉
縞局在位置ＵＤを通過して、フィールドレンズ３７及び
撮像レンズ３８を介して光検出器３９上に照射され、光
検出器３９の受光面上に干渉縞を形成する。
【００３６】図７は、光源２１から出射された光のう
ち、移動鏡２９で反射され、基板１の上面で反射された
成分の波面ＷＦ１，ＷＦ３、固定鏡２７で反射され、基
板１の上面で反射された成分の波面ＷＦ２，Ｗ４、移動
鏡２９で反射され、基板１の下面で反射された成分の波
面ＷＦ１’，ＷＦ３’、及び、固定鏡２７で反射され、
基板１の下面で反射された成分の波面ＷＦ２’，ＷＦ
４’、並びに、これらの波面によって光検出器３９上に
形成される干渉縞ＩＦ１、１ａ、１ｂ、ＩＦ２、２ａ、
２ｂ、ＩＦ３、３ａ、３ｂを示す。干渉縞ＩＦ１とこれ
に隣接する干渉縞１ａ，１ｂとの間の距離は、共にＹ’
であり、移動鏡２９によって変化させられる光路差Ｒの
みによって決定され、基板１の光路差△には依存しな
い。なお、干渉縞ＩＦ２と干渉縞２ａ，２ｂとの間の距
離、及び、干渉縞ＩＦ３と干渉縞３ａ，３ｂとの間の距
離もＹ’に等しい。干渉縞ＩＦ１と干渉縞ＩＦ３との間
の距離Ｙは、基板１の光路差△に比例して変化する。基
板１の光路差△は、基板１の温度に依存して変化するの
で、この距離Ｙも温度に依存して変化する。上述の手法
を用いて距離Ｙを測定すれば、コンピュータ６は基板１
の温度を演算し、演算によって算出された温度情報を表
示器７上に表示することができるが、以下のような手法
を用いることも可能である。
ち、移動鏡２９で反射され、基板１の上面で反射された
成分の波面ＷＦ１，ＷＦ３、固定鏡２７で反射され、基
板１の上面で反射された成分の波面ＷＦ２，Ｗ４、移動
鏡２９で反射され、基板１の下面で反射された成分の波
面ＷＦ１’，ＷＦ３’、及び、固定鏡２７で反射され、
基板１の下面で反射された成分の波面ＷＦ２’，ＷＦ
４’、並びに、これらの波面によって光検出器３９上に
形成される干渉縞ＩＦ１、１ａ、１ｂ、ＩＦ２、２ａ、
２ｂ、ＩＦ３、３ａ、３ｂを示す。干渉縞ＩＦ１とこれ
に隣接する干渉縞１ａ，１ｂとの間の距離は、共にＹ’
であり、移動鏡２９によって変化させられる光路差Ｒの
みによって決定され、基板１の光路差△には依存しな
い。なお、干渉縞ＩＦ２と干渉縞２ａ，２ｂとの間の距
離、及び、干渉縞ＩＦ３と干渉縞３ａ，３ｂとの間の距
離もＹ’に等しい。干渉縞ＩＦ１と干渉縞ＩＦ３との間
の距離Ｙは、基板１の光路差△に比例して変化する。基
板１の光路差△は、基板１の温度に依存して変化するの
で、この距離Ｙも温度に依存して変化する。上述の手法
を用いて距離Ｙを測定すれば、コンピュータ６は基板１
の温度を演算し、演算によって算出された温度情報を表
示器７上に表示することができるが、以下のような手法
を用いることも可能である。
【００３７】図８は、アクチュエータ３０を駆動するこ
とにより、光路差Ｒと光路差△とを等しくした場合に、
光検出器３９の受光面上に形成される干渉縞を示す。図
７に示した干渉縞１ｂ及び３ａは干渉縞ＩＦ２に重畳さ
れ、干渉縞２ａ及び２ｂはそれぞれ干渉縞ＩＦ１及びＩ
Ｆ３に重畳されるので、光検出器３９上には、合計５本
の干渉縞が形成される。なお、干渉縞ＩＦ１と干渉縞Ｉ
Ｆ３との間の距離はＹである。すなわち、コンピュータ
６は、光検出器３８上に形成される干渉縞をモニターし
ながら、モニターされる干渉縞の数が５本となるよう
に、ドライバー８を帰還制御し、アクチュエータ３０に
よって移動される移動鏡２９の位置によって決定される
光路差Ｒが、光路差△に等しくなるようにする。このア
クチュエータ３０による移動鏡２９の移動量は、温度に
対応するので、コンピュータ６はアクチュエータ３０に
よる移動量から温度を算出し、表示器７上に表示させる
ことができる。アクチュエータ３０がマイクロポジショ
ナー又はピエゾポジショナーから構成される場合は、こ
れらのポジショナーの位置の読みが基板１の温度に比例
する。すなわち、コンピュータ６内の記憶装置には、ア
クチュエータ３０の移動量と基板１の温度との関係を示
すテーブル又は演算式が格納されており、コンピュータ
６の演算装置はこのデータを用いて、アクチュエータ２
９の移動量に対応する温度を表示器７上に表示させる。
この手法を用いれば、温度変化範囲が大きい場合におい
ても、干渉縞を光検出器３９の受光面内にとどめておく
ことが可能である。すなわち、温度変化範囲が大きい場
合には、Ｙの変化範囲も大きくなり、干渉縞が観測視野
からはずれてしまう。このような不都合を改善するた
め、干渉縞の結像倍率を小さくすると、温度の測定精度
が低下する。本手法を用いれば、このような場合におい
ても、略一定のＹの値を保ちつつ、温度測定を行うこと
ができ、高精度広範囲の温度測定を行うことができる。
また、本手法と、上記直接Ｙの値を測定する手法とを併
用することも可能である。すなわち、適当なステップ
（例えば１００°Ｃ）毎にアクチュエータ３０を一定量
移動させ、干渉縞が５本観察される状態にし、その後、
次のステップの温度までは、測定されたＹの値から、コ
ンピュータ６は基板１の温度を演算し、表示器７上に表
示させることとしてもよい。
とにより、光路差Ｒと光路差△とを等しくした場合に、
光検出器３９の受光面上に形成される干渉縞を示す。図
７に示した干渉縞１ｂ及び３ａは干渉縞ＩＦ２に重畳さ
れ、干渉縞２ａ及び２ｂはそれぞれ干渉縞ＩＦ１及びＩ
Ｆ３に重畳されるので、光検出器３９上には、合計５本
の干渉縞が形成される。なお、干渉縞ＩＦ１と干渉縞Ｉ
Ｆ３との間の距離はＹである。すなわち、コンピュータ
６は、光検出器３８上に形成される干渉縞をモニターし
ながら、モニターされる干渉縞の数が５本となるよう
に、ドライバー８を帰還制御し、アクチュエータ３０に
よって移動される移動鏡２９の位置によって決定される
光路差Ｒが、光路差△に等しくなるようにする。このア
クチュエータ３０による移動鏡２９の移動量は、温度に
対応するので、コンピュータ６はアクチュエータ３０に
よる移動量から温度を算出し、表示器７上に表示させる
ことができる。アクチュエータ３０がマイクロポジショ
ナー又はピエゾポジショナーから構成される場合は、こ
れらのポジショナーの位置の読みが基板１の温度に比例
する。すなわち、コンピュータ６内の記憶装置には、ア
クチュエータ３０の移動量と基板１の温度との関係を示
すテーブル又は演算式が格納されており、コンピュータ
６の演算装置はこのデータを用いて、アクチュエータ２
９の移動量に対応する温度を表示器７上に表示させる。
この手法を用いれば、温度変化範囲が大きい場合におい
ても、干渉縞を光検出器３９の受光面内にとどめておく
ことが可能である。すなわち、温度変化範囲が大きい場
合には、Ｙの変化範囲も大きくなり、干渉縞が観測視野
からはずれてしまう。このような不都合を改善するた
め、干渉縞の結像倍率を小さくすると、温度の測定精度
が低下する。本手法を用いれば、このような場合におい
ても、略一定のＹの値を保ちつつ、温度測定を行うこと
ができ、高精度広範囲の温度測定を行うことができる。
また、本手法と、上記直接Ｙの値を測定する手法とを併
用することも可能である。すなわち、適当なステップ
（例えば１００°Ｃ）毎にアクチュエータ３０を一定量
移動させ、干渉縞が５本観察される状態にし、その後、
次のステップの温度までは、測定されたＹの値から、コ
ンピュータ６は基板１の温度を演算し、表示器７上に表
示させることとしてもよい。
【００３８】以上、説明したように、本非接触温度測定
装置は、光を対象物１に照射する光源２１と、光源２１
から対象物１に至る光の成分のうちの少なくとも１つの
光路長を変化可能な光路長可変手段２９，３０，８と、
対象物１で反射又は透過した光よって生じる干渉縞を検
出する光検出器３９と、光路長可変手段２９，３０，８
による光路長の変化量と対象物１の温度の関係を記憶し
ているとともに、光検出器３９から出力された信号から
干渉縞の本数が一定となるように光路長可変手段２９，
３０，８を制御し、光路長可変手段２９，３０，８によ
る光路長の変化量と対象物１の温度の関係から対象物の
温度情報を出力するコンピュータ６と、この温度情報を
表示する表示器７とを備える。
装置は、光を対象物１に照射する光源２１と、光源２１
から対象物１に至る光の成分のうちの少なくとも１つの
光路長を変化可能な光路長可変手段２９，３０，８と、
対象物１で反射又は透過した光よって生じる干渉縞を検
出する光検出器３９と、光路長可変手段２９，３０，８
による光路長の変化量と対象物１の温度の関係を記憶し
ているとともに、光検出器３９から出力された信号から
干渉縞の本数が一定となるように光路長可変手段２９，
３０，８を制御し、光路長可変手段２９，３０，８によ
る光路長の変化量と対象物１の温度の関係から対象物の
温度情報を出力するコンピュータ６と、この温度情報を
表示する表示器７とを備える。
【００３９】
【発明の効果】本発明に係る温度測定装置によれば、コ
ンピュータ又はその記憶装置に格納されたデータから対
象物の絶対的な温度を高速に演算することができる。
ンピュータ又はその記憶装置に格納されたデータから対
象物の絶対的な温度を高速に演算することができる。
【図１】実施の態様に係る温度測定装置の主要構成を示
すシステム構成図。
すシステム構成図。
【図２】干渉縞を説明するための説明図。
【図３】干渉縞の位置と強度の関係を示すグラフ。
【図４】別の実施の態様に係る温度測定装置の構成を示
すシステム構成図。
すシステム構成図。
【図５】図４に示す装置の一部分を抜出して示す部分拡
大図。
大図。
【図６】別の実施の態様に係る温度測定装置の構成を示
すシステム構成図。
すシステム構成図。
【図７】干渉縞を説明するための説明図。
【図８】干渉縞を説明するための説明図。
１…対象物、２，３…光源、５…光検出器、６…コンピ
ュータ（記憶装置及び演算装置）、７…表示器。
ュータ（記憶装置及び演算装置）、７…表示器。
Claims (3)
- 【請求項１】 互いに平行な表面及び裏面を有する対象
物の温度を非接触で測定する非接触温度測定装置におい
て、 連続スペクトルを有する光を前記対象物に照射する光源
と、 前記光源から出射された光を所定角度を成す２つの平行
光束に分ける光学系と、 前記２つの平行光束が前記対象物の表面及び裏面で反射
し、干渉することよって生ずる干渉縞、又は、前記２つ
の平行光束の前記対象物を透過した成分と前記裏面及び
表面で反射した成分とが干渉することによって生ずる干
渉縞、を検出する光検出器と、 前記対象物の屈折率及び厚さに関するデータが予め格納
された領域を有する記憶装置と、 前記光検出器から出力された信号から前記干渉縞の間隔
を算出し、測定された前記干渉縞の間隔及び前記記憶装
置に格納されたデータを用いて、前記対象物の温度情報
を出力する演算装置と、 前記温度情報を表示する表示器と、を備えることを特徴
とする非接触温度測定装置。 - 【請求項２】 互いに平行な表面及び裏面を有する対象
物の温度を非接触で測定する非接触温度測定装置におい
て、 連続スペクトルを有する光を前記対象物に照射する光源
と、 前記光源から出射された光を所定角度を成す２つの平行
光束に分ける光学系と、 前記２つの平行光束が前記対象物の表面及び裏面で反射
し、干渉することよって生ずる干渉縞、又は、前記２つ
の平行光束の前記対象物を透過した成分と前記裏面及び
表面で反射した成分とが干渉することによって生ずる干
渉縞、を検出する光検出器と、 前記対象物の屈折率及び厚さに関するデータが格納され
るべき領域を有する記憶装置と、 前記光検出器から出力された信号から前記干渉縞の間隔
を算出し、測定された前記干渉縞の間隔及び前記記憶装
置に格納されたデータを用いて、前記対象物の温度情報
を出力する演算装置と、 前記温度情報を表示する表示器と、を備えることを特徴
とする非接触温度測定装置。 - 【請求項３】 光を対象物に照射する光源と、前記光源
から前記対象物に至る光の成分のうちの少なくとも１つ
の光路長を変化可能な光路長可変手段と、前記対象物で
反射又は透過した光によって生じる干渉縞を検出する光
検出器と、前記光路長可変手段による光路長の変化量と
前記対象物の温度の関係を記憶しているとともに、前記
光検出器から出力された信号から前記干渉縞の本数が一
定となるように前記光路長可変手段を制御し、前記光路
長可変手段による光路長の変化量と前記対象物の温度の
関係から前記対象物の温度情報を出力するコンピュータ
と、前記温度情報を表示する表示器とを備える非接触温
度測定装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP29872796A JP3795976B2 (ja) | 1996-11-11 | 1996-11-11 | 非接触温度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29872796A JP3795976B2 (ja) | 1996-11-11 | 1996-11-11 | 非接触温度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10142078A true JPH10142078A (ja) | 1998-05-29 |
| JP3795976B2 JP3795976B2 (ja) | 2006-07-12 |
Family
ID=17863499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29872796A Expired - Fee Related JP3795976B2 (ja) | 1996-11-11 | 1996-11-11 | 非接触温度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3795976B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003087744A1 (fr) * | 2002-04-15 | 2003-10-23 | Tokyo Electron Limited | Procede et dispositif de mesure de temperature de materiau de base |
| WO2007066687A1 (ja) * | 2005-12-06 | 2007-06-14 | Nikon Corporation | 温度計測方法、露光方法、露光装置、及びデバイス製造方法 |
| CN110702257A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-01-17 | 苏州大学 | 基于等厚干涉的温度可视化装置及温度可视化方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-11-11 JP JP29872796A patent/JP3795976B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| US7416330B2 (en) | 2002-04-15 | 2008-08-26 | Masafumi Ito | Method and apparatus for measuring temperature of substrate |
| WO2007066687A1 (ja) * | 2005-12-06 | 2007-06-14 | Nikon Corporation | 温度計測方法、露光方法、露光装置、及びデバイス製造方法 |
| CN110702257A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-01-17 | 苏州大学 | 基于等厚干涉的温度可视化装置及温度可视化方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3795976B2 (ja) | 2006-07-12 |
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