KR100255961B1 - 물리량 측정방법 및 장치, 반도체 장치의 제조방법과 파장측정방법 및 장치 - Google Patents

물리량 측정방법 및 장치, 반도체 장치의 제조방법과 파장측정방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

피측정물에 레이저광을 조사하여 피측정물체의 물리량을 측정하는 측정방법 및 장치에 관한 것이고, 간단한 장치구성에 의해 실현되고 물리량의 변화방향을 상세히 측정할 수 있는 측정방법 및 장치를 제공한다. 피측정물에 펄스 상의 레이저광을 조사하고, 펄스 상의 레이저광의 동작직후에 발진되는 제1의 파장을 갖는 제1의 레이저광과 그 이후에 발진되는 제2의 파장을 갖는 제2의 레이저광을 사용하여 제1의 레이저광의 반사광 또는 투과광에 의한 제1의 간섭광의 강도와 제2의 레이저광의 반사광 또는 투과광에 의한 제2의 간섭광의 강도의 차에 의하여 피측정물에 온도와 함께 온도가 상승중인지 하강 중인지를 판단한다.

Description

물리량 측정방법 및 장치, 반도체 장치의 제조방법과 파장측정방법 및 장치
제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 온도측정장치의 구성도.
제2도는 피측정기판에 펄스 상의 레이저광을 조사했을 때의 간섭광 강도의 시간변화를 표시하는 파형도.
제3도는 본 발명의 제1실시예의 온도측정장치에 있어서의 측정온도와 간섭광 강도의 관계를 표시하는 그래프.
제4도는 본 발명의 제1실시예의 온도측정장치에 있어서의 펄스 상의 레이저광을 사용한 경우 파장변화와 간섭광 강도의 변화를 표시하는 그래프.
제5도는 본 발명의 제1실시예에 의한 온도측정장치의 측정원리의 설명도.
제6도는 본 발명의 제1실시예에 의한 온도측정장치의 알고리듬을 표시하는 플로우차트.
제7도는 본 발명의 제1실시예에 의한 온도측정장치의 측정결과를 표시하는 그래프.
제8도는 본 발명의 제2실시예의 온도측정장치에 있어서의 측정온도와 간섭광 강도의 관계를 표시하는 그래프.
제9도는 본 발명의 제2실시예의 온도측정장치에 있어서의 펄스 상의 레이저광을 사용한 경우 파장변화와 간섭광 강도의 변화를 표시하는 그래프.
제10도는 본 발명의 제2실시예에서는 온도측정 장치의 측정원리의 설명도.
제11도는 본 발명의 제2실시예에 온도측정 장치의 알고리듬을 표시한 플로우차트.
제12도는 본 발명의 제3실시예에 의한 온도측정 장치의 구성도.
제13도는 본 발명에 있어서 펄스 상의 레이저광의 한계를 측정하는 실험장치의 구성도.
제14도는 제13도의 실험장치에 의한 측정결과를 표시한 그래프.
제15도는 본 발명의 제4실시예에 의한 온도측정장치의 구성도.
제16도는 본 발명의 제4실시예의 온도측정장치에 의한 간섭광 강도와 시간과의 관계를 표시하는 그래프.
제17도는 본 발명의 제5실시예에 의한 온도측정장치의 구성도.
제18도는 본 발명의 제6실시예에 의한 온도측정장치의 구성도.
제19도는 본 발명의 제7실시예에 의한 온도측정장치의 구성도.
제20도는 본 발명의 제8실시예에 의한 온도측정장치의 구성도.
제21도는 본 발명의 제8실시예에 의한 온도측정장치의 측정원리의 설명도.
제22도는 본 발명의 제8실시예의 온도측정장치에 의한 간섭광 강도와 입사각도와의 관계를 표시하는 그래프.
제23도는 본 발명의 제8실시예의 온도측정장치에 있어서의 간섭광 강도와 온도측정결과의 관계를 표시하는 그래프.
제24도는 본 발명의 제8실시예에 의한 온도측정장치의 구성도.
제25도는 본 발명의 제8실시예에 의한 온도측정장치의 제1변형예의 구성도.
제26도는 본 발명의 제8실시예에 의한 온도측정장치의 제2변형예의 구성도.
제27도는 본 발명의 제8실시예에 의한 온도측정장치의 제3변형예의 구성도.
제28도는 본 발명의 제9실시예에 의한 온도측정장치의 구성도.
제29도는 본 발명의 제9실시예에 의한 온도측정장치의 측정결과를 표시하는 그래프.
제30도는 종래의 온도측정 장치의 측정결과를 표시하는 그래프.
제31도는 본 발명의 제9실시예에 의한 온도측정장치의 변형예의 구성도.
제32도는 본 발명의 제10실시예에 의한 온도측정장치의 구성도.
제33도는 본 발명의 제10실시예에 의한 온도측정장치의 측정결과를 표시하는 그래프.
제34도는 종래의 온도측정 장치의 측정결과를 표시하는 그래프.
제35도는 본 발명의 제10실시예에 의한 온도측정장치의 제1변형예의 구성도.
제36도는 본 발명의 제10실시예에 의한 온도측정장치의 제2변형예의 구성도.
제37도는 본 발명의 제10실시예에 의한 온도측정장치의 제3변형예의 구성도.
제38도는 본 발명의 제10실시예에 의한 온도측정장치의 제4변형예의 구성도.
제39도는 본 발명의 제11실시예에 의한 온도측정장치의 구성도.
제40도는 본 발명의 제11실시예의 온도측정장치에 의한 온도측정방법의 설명도.
제41도는 본 발명의 제11실시예의 온도측정장치에 의한 온도측정방법의 설명도.
제42도는 본 발명의 제11실시예에 의한 온도측정장치를 적용한 클러스터장치의 구성도.
제43도는 본 발명의 제12실시예에 의한 파장측정장치의 구성도.
제44도는 본 발명의 제12실시예에 의한 파장측정장치에 있어서 사용되는 기준물질의 구체예를 표시한 도.
제45도는 본 발명의 제12실시예에 의한 파장측정장치의 측정원리의 설명도.
제46도는 본 발명의 제12실시예에 의한 파장측정장치의 측정결과를 표시한 그래프.
제47도는 본 발명의 제13실시예에 의한 파장측정장치의 구성도.
제48도는 본 발명의 제14실시예에 의한 파장측정장치의 구성도.
제49도는 본 발명의 제15실시예에 의한 파장측정장치의 구성도.
본 발명은, 피측정물에 레이저광을 조사하여 피측정물의 물리량을 측정하는 측정방법과 장치에 관한 것으로서, 특히, 레이저광을 사용하여 반도체 기판의 온도를 비접촉으로 측정하는 측정방법과 장치에 관한 것이다.
본 발명은 광의 파장을 측정하는 파장측정방법과 장치, 특히 단 시간 내에 발생하는 광의 파장의 변화를 측정하는 파장측정방법과 장치에 관한 것이다.
근년의 반도체 집적회로의 제조공정에 있어서는 그 특성이 상당한 정도로 온도제어에 의존하고 있고, 반도체 기판에 대하여 비접촉으로, 더구나 정확한 온도측정이 요구되고 있다.
이와 같은 비접촉의 반도체 기판의 온도측정장치로서 반도체 기판의 광투과율이 온도의 상승과 동시에 감소하는 것을 이용한 것이 알려져 있다(특개소 63-271127호 공보, 특개소 63-79339호 공보, 특개평 3-216526호 공보 등 참조).
또, 피측정 기판의 표면에서의 반사광과 이면에서의 반사광에 의한 간섭광의 강도가 온도에 의하여 변화하는 것을 이용한 온도측정방법이 특개평 3-96247호 공보에 개시되어 있다. 온도가 변화하면, 피측정기판의 유전율이 변화함과 동시에 피측정 기판이 팽창하여 두께가 변화하므로 간섭광의 강도의 변화를 관측함으로써 온도의 변화를 측정할 수가 있다.
그러나, 특개평 3-96247호 공보에 개시된 온도측정방법에서는 온도가 상승중인지 하강중인지가 판정될 수 없었다. 특개평 3-96247호에 개시된 온도측정방법과 마찬가지의 원리에 의한 측정방법에 있어서, 온도 변화의 방향도 측정되는 온도측정장치가 문헌(K.L.Saenger, et al., “Wavelength-modulated interferometric thermometry for improved substrate temperature measurement”, Rev, Sci, Instrum, Vol.63, No.8, pp.3862-3868, August 1992.)에 제안되어 있다.
이 문헌에 기재된 온도측정장치는 발진파장이 약 1.5㎛의 반도체 레이저를 사용하고, 그 반도체 레이저에 주입하는 전류를 변화시킴으로써 파장 변조한 레이저광을 피측정기판에 조사한다. 그 피측정기판으로부터의 반사광에 의한 간섭광을 수광소자에 의하여 수광하여 수광신호에 변환하고, 더욱이 수광신호를 로크인앰프에 의하여 파장 미분한다. 미분한 수광신호를 미분하고 있지 않은 수광신호에 의하여 온도가 상승중인지 하강 중인지를 판단한다.
근년의 광학측정의 분야에 있어서, 단시간내의 발생하는 광의 파장의 변화를 정확히 측정하는 것이 요구되고 있다. 특히, 레이저광의 발진파장의 안정성이나 파장 쉬프트 량을 정확히 측정하거나, 레이저광의 동작시 또는 정지시의 파장변화를 정확히 측정하거나 하기 위하여 필요하다.
이와 같은, 종래의 온도측정장치에 의하면, 레이저의 변조장치나 로크인앰프 등과 같이 많은 기기와 장치를 필요로 하고, 장치의 구성이 복잡하게 되고, 코스트가 높게 되는 문제가 있었다. 또, 1초간에 500℃이상 변화하는 급격한 온도변화를 정확히 측정하기 위하여는 더 고속의 기기와 장치를 필요로 하고, 더욱이 비용이 높아지는 문제가 있었다. 또, 종래의 온도측정장치에 의하면, 간섭광 파형의 평균치를 횡절(橫切)한 때 밖에는 온도변화의 방향을 측정할 수 없으므로, 상세한 온도측정이 불가능한 문제가 있었다.
또, 상기 문헌에 기재된 온도측정장치로서는 광원으로 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체로서 되는 반도체 레이저가 사용되고, 그 발진파장은 최장으로도 1.6㎛정도이다. 그와 같은 비교적 파장이 짧은 광을 사용한 경우, 에너지 밴드 갭의 비교적 작은 실리콘 GaAs 등의 반도체 웨이퍼의 측정온도 범위가 좁아진다. 실리콘이나 GaAs 등의 반도체의 에너지 밴드 갭은 온도가 높아짐에 따라 좁아지고, 이 결과, 레이저광의 흡수량이 크게 되기 때문이다. 예를 들면, 실리콘웨이퍼의 에너지 밴드 갭은 1.12eV이고, 측정온도가 760℃로 상승하면 파장이 1.6㎛정도의 레이저광을 흡수해 버린다.
더욱이, 간섭광이 간섭 파형의 평균치를 횡절한 시점에서의 파장 미분된 간섭광의 부호를 사용하여 온도변화를 판정하거나, 파장 미분된 간섭광이 파장 미분된 간섭광 파형의 평균치를 횡절한 시점에서의 간섭광의 부호를 사용하여 온도변화를 판정하거나 하고 있으므로, 간섭광의 강도가 적어도 1주기분 변화하여, 그 극대치와 극소치가 얻어지기까지 실질적으로 온도측정을 행할 수가 없다. 따라서, 간섭광 강도의 극대치와 극소치가 얻어질 때까지 온도변화하지 않으면 온도측정을 행할 수가 없다는 문제가 있었다.
또, 상기 문헌에 기재된 온도측정장치로는 피측정물이 실리콘이나 GaAs 등의 반도체 기판의 경우, 온도의 상승에 따라 반도체 기판에 의하여 레이저광이 흡수되어 버려서 정확한 온도측정이 될 수 없게되는 문제가 없었다.
그러나, 종래의 분광법에 의한 파장측정에 의하면, 1회의 파장측정 시에 소정의 파장범위에 걸쳐 주사(scanning)할 필요가 있고, 수 msec의 주사시간에 생기는 파장변화를 측정하는 것이 곤란했었다.
또, 분광법에 의한 파장측정방법에 의하면, 파장의 측정정도를 향상하기 위해서는, 분광후의 피측정광의 광로를 길게할 필요가 있으므로, 파장측정장치가 대형화하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 간단한 장치구성으로 실현되고, 물리량의 변화방향을 상세히 측정할 수 있는 측정방법과 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 간단한 장치구성으로 실현되고, 온도의 변화방향을 상세히 측정할 수 있는 측정방법과 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 넓은 범위에 걸쳐 온도측정을 할 수 있는 측정방법과 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 간섭광의 강도의 측정개시부터 즉시 온도측정 할 수가 있는 측정방법과 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 고온까지 반도체 기판을 온도측정 할 수 있는 측정방법과 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 분광을 위한 주사시간을 필요로 하지 않고, 고속으로 변화하는 파장측정을 할 수 있는 파장측정방법과 장치를 제공함에 있다.
상기 목적은, 피측정물에 레이저광을 조사하여 상기 피측정물의 물리량을 측정하는 측정방법에 있어서, 상기 피측정물에 펄스 상의 레이저광을 조사하고, 상기 펄스 상의 레이저광의 동작 후에 발진되는 제1의 파장을 가지는 제1의 레이저광과 그 이후에 발진되는 상기 제1의 파장과 다른 제2의 파장을 가지는 제2의 레이저광을 사용하여 상기 피측정물의 물리량을 측정하는 것을 특징으로 하는 측정방법에 의하여 달성된다.
상술한 측정방법에 있어서, 상기 피측정물에 대한 상기 제1의 레이저광의 반사광 또는 투과광에 의한 제1의 간섭광의 강도의 변화량, 또는 상기 피측정물에 대한 상기 제2의 레이저광의 반사광 또는 투과광에 의한 제2의 간섭광의 강도의 변화량에 의하여 상기 피측정물의 온도를 측정하는 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서, 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도변화의 방향과, 상기 제1의 간섭광의 강도와 상기 제2의 간섭광의 강도의 차에 의해서, 상기 피측정물의 온도가 상승중인지 하강 중인지를 판단하는 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서, 상기 제1의 레이저광의 제1의 파장이 상기 제2의 레이저광의 제2의 파장보다 짧은 특성을 가지는 반도체 레이저를 사용하여 물리량, 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서, 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도가 증가하고 있는 시점에 있어서, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다 더 큰 경우는, 상기 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 작은 경우는, 상기 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도가 감소하고 있는 시점에 있어서, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다 더 큰 경우는, 상기 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다 더 작은 경우는, 상기 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하는 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서, 상기 제1의 레이저광의 파장이 상기 제2의 레이저광의 제2의 파장보다 긴 특성을 가지는 반도체 레이저를 사용하여 물리량, 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서, 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도가 증가하고 있는 시점에 있어서, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다 더 큰 경우는, 상기 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다 더 작은 경우는, 상기 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도가 감소하고 있는 시점에 있어서, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 큰 경우는, 상기 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다 더 작은 경우는, 상기 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하는 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서 상기 제2의 간섭광의 제2의 파장을 λ, 상기 피측정물의 두께는 d, 굴절율을 n으로 한 경우, 상기 제1의 간섭광의 제1의 파장과 상기 제2의 간섭광의 제2의 파장과의 차 △λ는 다음 식 |△λ| < λ2/ (2nd + λ)
를 만족하는 것이 바람직하다.
상기 목적은, 피측정물에 간섭광이 있는 광을 조사하고, 상기 피측정물을 반사 또는 투과한 간섭광의 강도에 의하여 상기 피측정물의 온도의 변화량을 측정하는 측정방법에 있어서, 온도 측정 전에, 상기 피측정물에 대한 상기 간섭광의 강도의 극대치와, 극소치를 예측하는 예측과정과, 온도측정시에 측정한 간섭광의 강도와, 예측한 상기 극대치와 극소치에 의하여 상기 피측정물의 온도의 변화량을 측정하는 측정과정을 가지는 것을 특징으로 하는 측정방법에 의하여 달성된다.
상술한 측정방법에 있어서, 상기 예측과정은 상기 피측정물에 대한 상기 간섭성이 있는 광의 입사각을 변화함으로써 상기 간섭광의 강도의 극대치와 극소치를 예측하는 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서, 상기 예측과정에 있어서의 조사각의 변화각도는 상기 간섭광의 강도의 적어도 극대치와 극소치가 1조 얻어지는 각도인 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서, 조사하는 상기 간섭성이 있는 광의 파장을 λ, 조사각도를 θ, 상기 피측정물의 두께를 d, 굴절율을 n으로 한 경우, 상기 예측과정에 있어서의 조사각의 변화각도 △θ는 다음 식
△θ ≥ sin-1[n2- {(n2- sin2θ)1/2- λ / 4d}2]1/2- θ
을 만족하는 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서, 상기 피측정물에 조사하는 레이저광의 발진강도를 상기 피측정물의 온도에 의하여 변화하는 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서, 상기 피측정물의 온도가 상승시는, 상기 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를 일정하게 또는 증가하게 하고 상기 피측정물의 온도가 하강시는, 상기 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를 일정하게 또는 감소하게 하는 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서 상기 피측정물에 조사하는 레이저광의 발진강도를 상기 피측정물의 온도에 의하여 감광하는 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서, 측정광로 중에 1개 또는 복수개의 광학창이 설치되고, 상기 각 광학창 내에서의 내부반사에 의한 광의 간섭, 또는 상기 광학창 사이에서의 반사에 의한 광의 간섭이 생기지 않도록 상기 광학창의 면은 상기 조사광의 광축에 대하여 기울어져 있는 것이 바람직하다.
상기 목적은 피측정물에 레이저광을 조사하여, 상기 피측정물의 물리량을 측정하는 측정장치에 있어서, 펄스 상의 레이저광을 발진하고, 상기 펄스 상의 레이저광의 동작 후에 발진되는 제1의 파장을 가지는 제1의 레이저광과, 그 이후에 발진되는 상기 제1의 파장과 다른 제2의 파장을 가지는 제2의 레이저광과를 상기 피측정물에 조사하는 조사수단과, 상기 조사수단에서 조사되는 상기 제1의 레이저광과 상기 제2의 레이저광을 사용하여 상기 피측정물의 물리량을 측정하는 측정수단과를 갖춘 것을 특징으로 하는 측정장치에 의하여 달성된다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 측정수단은 상기 측정물에 대한 상기 제1의 레이저광의 반사광 또는 투과광에 의한 제1의 간섭광의 강도의 변화량, 또는 상기 피측정물에 대한 상기 제2의 레이저광의 반사광 또는 투과광에 의한 제2의 간섭광의 강도의 변화량에 의하여, 상기 피측정물의 온도를 측정하는 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 조사수단은 상기 제1의 레이저광의 제1의 파장이 상기 제2의 간섭광의 강도변화의 방향과, 상기 제1의 간섭광의 강도와 상기 제2의 간섭광의 강도의 차에 의하여, 상기 피측정물의 온도가 상승중인지 하강 중인지를 판단하는 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 조사수단은 상기 제1의 레이저광의 제1의 파장이 상기 제2의 레이저광의 제2의 파장보다 짧은 특성을 갖는 반도체 레이저를 가지고, 물리량, 온도 또는 온도의 변화방향을 측정할 수 있는 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 측정수단은 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도가 증가하고 있는 시점에 있어서, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다 더 큰 경우는, 상기 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다 더 작은 경우는, 상기 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도가 감소하고 있는 시점에 있어서, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다 더 큰 경우는, 상기 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다 더 작은 경우는, 상기 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하는 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 조사수단은 상기 제1의 레이저광의 제1의 파장이 상기 제2의 레이저광의 제2의 파장보다 긴 특성을 갖는 반도체 레이저를 가지고, 물리량, 온도 또는 온도의 변화방향을 측정할 수 있는 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 측정수단은 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도가 증가하고 있는 시점에 있어서, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다 더 큰 경우는, 상기 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다 더 작은 경우는, 상기 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도가 감소하고 있는 시점에 있어서, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다 더 큰 경우는, 상기 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다 더 작은 경우는, 상기 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하는 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서 상기 조사수단은 상기 피측정물의 두께를 d, 굴절율을 n으로 한 경우, 상기 제1의 간섭광의 제1의 파장과 상기 제2의 간섭광의 제2의 파장과의 차 △λ는 다음 식
|△λ| < λ2/ (2nd + λ)
를 만족하는 것이 바람직하다.
상기 목적은, 피측정물에 간섭광이 있는 광을 조사하고, 상기 피측정물을 반사 또는 투과한 간섭광의 강도에 의하여 상기 피측정물의 온도를 측정하는 측정장치에 있어서 상기 피측정물에 조사하는 상기 간섭성이 있는 광의 입사각을 변화하는 각도변화수단을 가지고, 상기 피측정물에 상기 간섭성이 있는 광을 조사하는 조사수단과 온도측정 전에, 상기 각도변화수단에 의하여 상기 피측정물에 대한 상기 간섭성이 있는 광의 입사각을 변화하여, 상기 간섭광의 강도의 극대치와 극소치를 예측하고, 온도측정시에 측정한 간섭광의 강도와, 예측한 상기 극대치와 극소치에 의하여 상기 피측정물의 온도를 측정하는 측정수단과를 갖춘 것을 특징으로 하는 측정장치에 의하여 달성된다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 각도 변화수단에 의한 조사각의 변화각도는 상기 간섭광의 강도의 적어도 극대치와 극소치가 1조 얻어지는 각도인 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서, 상기 각도 변화수단에 의한 조사각의 변화각도 △θ는 조사하는 상기 간섭성이 있는 광의 파장을 λ, 조사각도를 θ, 상기 피측정물의 두께를 d, 굴절율을 n으로 한 경우, 다음 식
△θ ≥ sin-1[n2- {(n2- sin2θ)1/2- λ / 4d}2]1/2- θ
을 만족하는 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 각도 변화수단은 상기 간섭성이 있는 광을 발생하는 광원의 위치를 변화함으로써 상기 피측정물에 대한 상기 간섭성이 있는 광의 입사각을 변화하는 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 각도 변화수단은 상기 간섭성이 있는 광을 발생하는 광원과 상기 피측정물과의 사이의 광로 중에 설치되고, 상기 피측정물에 대한 조사광을 반사하는 미러와, 상기 미러에 반사되는 광을 굴절하는 렌즈를 가져 상기 미러를 회전함으로써 상기 피측정물에 대한 상기 간섭이 있는 광의 입사각을 변화하는 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 간섭성이 있는 광은 레이저광인 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 조사수단은 상기 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도는 상기 피측정물의 온도에 의하여 변화하는 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를, 상기 피측정물의 온도에 의하여 변화하는 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 조사수단은 상기 피측정물의 온도가 상승시는 상기 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를 일정하게 또는 증가하게 하고, 상기 피측정물의 온도가 하강시는 상기 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를 일정하게 감소하게 하는 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 조사수단은 상기 레이저광을 감광하는 감광수단을 가지고, 상기 피측정물의 온도에 따라 상기 피측정물에 조사하는 레이저광을 감광하는 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 피측정물에 조사하는 조사광을 입사하고 상기 피측정물에 의한 상기 조사광의 반사광 또는 투과광을 출사하기 위한 광학창을 가지고, 전기 피측정물이 수납되는 수납용기를 더 갖추고, 상기 각 광학창 내에서의 내부반사에 의한 광의 간섭 또는 광학 사이에서의 반사에 의한 광의 간섭이 생기지 않도록 상기 광학창의 면은 상기 조사광의 광축에 대하여 기울어져 있는 것이 바람직하다.
상기 목적은 이동하는 피측정물상의 제1의 측정점의 온도를 측정하는 상술한 제1의 측정장치와, 상기 피측정물이 재치(載置)되는 재치위치에 설치되고, 상기 피측정물이 재치되었을 때는 상기 제1의 측정점이 위치하는 근방의 제2의 측정점의 온도를 측정하는 상술한 제2의 측정장치와, 상기 제1의 측정장치에 의한 측정결과와 상기 제2의 측정장치에 의한 측정결과의 초기치로서 설정하거나, 상기 제1의 측정장치에 의한 측정결과에 의하여 상기 제2의 측정결과를 보정하는 보정수단과를 갖춘 것을 특징으로 하는 측정장치에 의하여 달성된다.
상기 목적은, 이동하는 피측정물상의 제1의 측정점의 물리량을 측정하는 상술한 제1의 측정장치와, 상기 피측정물의 재치되는 재치위치에 설치되고, 상기 피측정물이 재치되었을 때에 상기 제1의 측정점이 위치하는 근방의 제2의 측정점의 물리량을 측정하는 상술한 제2의 측정장치와, 상기 제1의 측정장치에 의한 측정결과를 상기 제2의 측정장치에 의한 측정장치와, 상기 제1의 측정장치에 의한 측정결과를 상기 제2의 측정장치에 의한 측정결과의 초기치로서 설정하거나, 상기 제1의 측정장치에 의한 측정결과에 의하여 상기 제2의 측정결과를 보정하는 설정보정수단과를 갖춘 것을 특징으로 하는 측정장치에 의하여 달성된다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 제1의 측정장치와 상기 제2의 측정장치는 공통의 레이저 광원과, 상기 레이저 광원에서 출사되는 레이저광을 분기하는 분기수단과를 갖추고, 상기 제1의 측정장치는 상기 분기수단에 의하여 분기된 한쪽의 레이저광이 입사하도록 배치되고, 상기 제2의 측정장치는 상기 분기수단에 의하여 분기된 다른 쪽의 레이저 광이 입사하도록 배치하는 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 피측정물의 물리량은 온도인 것이 바람직하다.
상기 목적은, 상술한 측정장치를 이용한 측정방법으로서, 상기 피측정물이 이동하고 있을 때는 상기 제1의 측정장치에 의해 상기 제1의 측정점의 온도를 측정하고, 상기 피측정물이 상기 재치위치에 재치되어 있을 때는 상기 제2의 측정장치에 의해 상기 제2의 측정점의 온도를 측정하고, 이동하는 상기 피측정물이 상기 재치위치에 정지했을 때에는 상기 보정수단에 의해 상기 제2의 측정장치의 측정결과를 상기 제1의 측정장치의 측정결과에 일치하도록 보정하고, 상기 피측정물이 상기 재치위치에서 이동을 개시할 때에는 상기 보정수단에 의해 상기 제1의 측정장치의 측정결과를 상기 제2의 측정장치의 측정결과에 일치하도록 보정하는 것을 특징으로 하는 측정방법에 의하여 달성된다.
상술한 측정방법에 있어서, 상기 피측정물의 물리량은 온도인 것이 바람직하다.
상기 목적은 상술한 측정방법에 의하여 반도체 기판의 온도를 측정하면서, 상기 반도체 기판에 대하여 소정의 처리를 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법에 의하여 달성된다.
상술한 반도체 장치의 제조방법에 있어서, 상기 소정의 처리는 열처리, 이온주입처리, 에칭처리, 확산처리, 전처리 또는 퇴적처리인 것이 바람직하다.
상기 목적은 미리 굴절율이 알려져 있는 기준물질에 상기 기준물질을 투과하고, 간섭성이 있는 피측정광을 평행광으로서 조사하고, 상기 피측정과의 투과광 또는 반사광의 강도변화에 의하여 상기 피측정광의 파장변화를 측정하는 것을 특징으로 하는 파장측정방법에 의하여 달성된다.
상술한 측정방법에 있어서, 상기 피측정광이 펄스 상의 레이저광인 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서, 파장측정 전에 광의 간섭조건을 변화함으로써 상기 투과광 또는 반사광의 강도변화에 따른 상기 파장변화의 방향을 미리 검사해 두는 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서, 상기 기준물질의 굴절율 또는 두께를 변화함으로써 광의 간섭조건을 변화하는 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서, 상기 기준물질의 온도를 변화함으로써 굴절율 또는 두께를 변화하는 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서, 상기 기준물질에 대한 상기 피측정광의 입사각을 변화함으로써 광의 간섭조건을 변화하는 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서, 파장측정개시시의 상기 피측정광의 투과광 또는 반사광의 강도가 그 강도변화의 극대치와 극소치 사이의 소정치인 것이 바람직하다.
상술한 측정방법에 있어서, 측정광로 중에 1개 또는 복수개의 광학창이 설치되고, 상기 각 광학창 내에서의 내부반사에 의한 광의 간섭, 또는 상기 광학창 사이에서의 반사에 의한 광의 간섭이 생기지 않도록 상기 광학창의 면은 상기 조사광의 광축에 대하여 기울어져 있는 것이 바람직하다.
상기 목적은, 미리 굴절율이 알려져 있는 기준물질과 상기 기준물질에 상기 기준물질을 투과하고, 간섭성이 있는 평행한 피측정광을 조사하는 조사수단과, 상기 피측정광의 투과광 또는 반사광의 강도변화에 의하여 상기 피측정광의 파장변화를 측정하는 측정수단과를 갖춘 것을 특징으로 하는 파장측정장치에 의하여 달성된다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 피측정광이 펄스 상의 레이저광인 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 파장측정 전에 광의 간섭조건을 변화함으로써 상기 측정수단은 상기 투과광 또는 반사광의 강도변화에 따른 상기 파장변화의 방향을 미리 검사해 두는 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 기준물질의 온도를 변화함으로써 굴절율 또는 두께를 변화하는 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 상기 조사수단에 의하여 상기 기준물질에 대한 상기 피측정광의 입사각을 변화함으로써 광의 간섭조건을 변화하는 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 파장측정개시 시의 상기 피측정광의 투과광 또는 반사광의 강도가 그 강도변화의 극대치와 극소치 사이의 소정치인 것이 바람직하다.
상술한 측정장치에 있어서, 측정광로 중에 1개 또는 복수개의 광학창이 설치되고, 상기 각 광학창 내에서의 내부반사에 의한 광의 간섭 또는 상기 광학창 사이에서의 반사에 의한 광의 간섭이 생기지 않도록 상기 광학창의 면은 상기 조사광의 광축에 대하여 기울어져 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 피측정물에 펄스 상의 레이저광을 조사하고 상기 펄스 상의 레이저광의 동작 후에 발진되는 제1의 파장을 갖는 제1의 레이저광과 그 후에 발진되는 상기 제1의 파장과 다른 제2의 파장을 갖는 제2의 레이저광을 사용하여 피측정물의 물리량을 측정하도록 되어 있으므로, 물리량 및 그 변화방향을 정도(精度)좋게 측정할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서 피측정물에 대한 제1의 레이저광의 반사광 또는 투과광에 의한 제1의 간섭광의 강도의 변화량, 또는 피측정물에 대한 제2의 레이저광의 반사광 또는 투과광에 의한 제2의 간섭광의 강도의 변화량에 의하여, 피측정물의 온도를 측정하도록 하면, 피측정물의 온도 및 그 변화방향을 정도 좋게 측정할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서 제1의 간섭광은 제2의 간섭광의 강도변화의 방향과 제1의 간섭광의 강도와 제2의 간섭광의 강도의 치에 의하여, 피측정물의 온도가 상승중인지 하강 중인지를 판단하도록 하면, 피측정물의 온도 및 그 변화방향을 정도 좋게 측정할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 제1의 레이저광의 제1의 파장이 제2의 레이저광의 제2의 파장보다 짧은 특성을 갖는 반도체 레이저를 사용하여, 물리량, 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하도록 하면, 정도가 좋은 온도측정을 할 수가 있다.
그 경우, 제1의 간섭광 또는 제2의 간섭광의 강도가 증가하고 있는 시점에 있어서, 제1의 간섭광의 강도가 제2의 간섭광의 강도보다 더 큰 경우는, 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 제1의 간섭광의 강도가 제2의 간섭광의 강도보다 작은 경우는, 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하고, 제1의 간섭광 또는 제2의 간섭광의 강도가 감소하고 있는 시점에 있어서, 제1의 간섭광의 강도가 제2의 간섭광의 강도보다 큰 경우는, 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하고, 제1의 간섭광의 강도가 제2의 간섭광의 강조보다 작은 경우는, 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하도록 하면, 온도 및 그 변화방향을 확실히 측정할 수가 있다.
또, 본 발명에 있어서, 제1의 레이저광의 제1의 파장이 제2의 레이저광의 제2의 파장보다 긴 특성을 가지는 반도체 레이저를 사용하여 물리량, 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하도록 하면 정도가 좋은 온도측정을 할 수가 있다.
그 경우, 제1의 간섭광 또는 제2의 간섭광의 강도가 증가하고 있는 시점에 있어서, 제1의 간섭광의 강도가 제2의 간섭광의 강도보다 큰 경우는, 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하고, 제1의 간섭광의 강도가 제2의 간섭광의 강도보다 작은 경우는, 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 제1의 간섭광 또는 제2의 간섭광의 강도가 감소하고 있는 시점에 있어서, 제1의 간섭광의 강도가 제2의 간섭광의 강도보다 큰 경우는, 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 제1의 간섭광의 강도가 제2의 간섭광의 강도보다 작은 경우는, 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하도록 하면, 온도 및 그 변화방향을 확실히 할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 제2의 간섭광의 제2의 파장을 λ, 피측정물의 두께를 d, 굴절율을 n으로 한 경우, 제1의 파장과 제2의 파장의 차 △λ를 다음 식
|△λ| < λ2/ (2nd + λ)
을 만족하도록 하면 온도변화의 방향을 판단하는데 적합한 간섭상태를 실현할 수가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 피측정물에 간섭성이 있는 광을 조사하고, 피측정물을 반사 또는 투과한 간섭광의 강도에 의하여 피측정물의 온도를 측정하는 측정방법에 있어서, 온도측정 전에 피측정물에 대한 간섭성이 있는 광의 입사각을 변화함으로써 간섭광의 강도의 극대치와 극소치를 예측하는 예측과정과, 온도측정 시에 측정한 간섭광의 강도와 예측한 극대치와 극소치에 의하여 피측정물의 온도를 측정하는 측정과정을 가지도록 하고 있으므로, 간섭광의 강도의 측정개시시부터 즉시 온도측정 할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서 예측과정에 있어서의 조사각의 변화각도를 간섭광의 강도의 적어도 극대치와 극소치가 1조 얻어지는 각도로 하면, 최단시간으로 간섭광의 강도의 극대치와 극소치를 예측할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 조사하는 간섭성이 있는 광의 파장을 λ, 조사각도를 θ, 피측정물의 두께를 d, 굴절율을 n으로 한 경우, 예측과정에 있어서의 조사각의 변화각도 △θ를 다음 식
△θ ≥ sin-1[n2- {(n2- sin2θ)1/2- λ / 4d}2]1/2- θ
를 만족하도록 하면 간섭광의 강도의 극대치와 극소치를 확실히 예측할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를 피측정물의 온도에 의하여 변화하도록 하면, 고온까지 피측정물의 온도를 측정할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 피측정물의 온도가 상승시는 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를 일정하게 또는 증가하게 하고, 피측정물의 온도가 하강시는 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를 일정하게 또는 감소하게 하면, 고온까지 피측정물의 온도를 측정할 수가 있다.
또, 본 발명에 있어서, 피측정물에 조사하는 레이저광의 발진강도를 피측정물의 온도에 의하여 감광하도록 하면, 레이저광의 발진강도를 변화시키는 일이 없이 안정하게 발진상태의 레이저광을 사용하여 정확히 온도를 측정할 수가 있다.
또, 본 발명에 있어서, 측정광로 중에 1개 또는 복수개의 광학창이 설치되고, 광학창의 면을 조사광의 광축에 대하여 기울어져 있도록 하면 각 광학창 내에서의 내부반사에 의한 광의 간섭 또는 광학창 사이에서의 반사에 의한 광의 간섭을 방지할 수가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 펄스 상의 레이저광을 발진하고, 펄스 상의 레이저광의 동작 후에 발진되는 제1의 파장을 갖는 제1의 레이저광과, 그 이후에 발진되는 제1의 파장과 다른 제2의 파장을 갖는 제2의 레이저광을 피측정물에 조사하는 조사수단과, 제1의 레이저광과 제2의 레이저광을 사용하여 피측정물의 물리량을 측정하는 측정수단을 설치했으므로, 간단한 장치구성에 의해, 물리량의 변화방향을 상세히 측정할 수가 있는 측정장치를 실현할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 측정수단을 피측정물에 대한 제1의 레이저광의 반사광 또는 투과광에 의한 제1의 간섭광의 강도의 변화량 또는 피측정물에 대한 제2의 레이저광의 반사광 또는 투과광에 의한 제2의 간섭광의 강도의 변화량에 의하여 피측정물의 온도를 측정하도록 하면, 간단한 장치구성에 의해, 온도 및 그 변화방향을 정도 좋게 측정할 수가 있는 측정장치를 실현할 수가 있다.
또, 본 발명에 있어서, 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도변화의 방향과 상기 제1의 간섭광이 강도와 상기 제2의 간섭광의 강도의 차에 의하여, 피측정물의 온도가 상승중인지 하강 중인지를 판단하도록 하면, 간단한 장치구성에 의하여 온도와 그 변화방향을 정도 좋게 측정할 수가 있는 측정장치를 실현된다.
또, 본 발명에 있어서, 조사수단에 제1의 레이저광의 제1의 파장이 제2의 레이저광의 제2의 파장보다 짧은 특성을 가지는 반도체 레이저를 설치하고, 물리량, 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하도록 하면 정도가 좋은 온도측정을 할 수가 있다.
그 경우, 상기 측정수단을 제1의 간섭광 또는 제2의 간섭광의 강도가 증가하고 있는 시점에 있어서, 제1의 간섭광의 강도가 제2의 간섭광의 강도보다 큰 경우는, 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 제1의 간섭광의 강도가 제2의 간섭광의 강도보다 작은 경우는 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하고, 제1의 간섭광 또는 제2의 간섭광의 강도가 감소하고 있는 시점에 있어서, 제1의 간섭광의 강도가 제2의 간섭광의 강도보다 큰 경우는 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하고, 제1의 간섭광의 강도가 제2의 간섭광의 강도보다 작은 경우는 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하도록 하면, 간단한 장치구성에 의해, 온도 및 그 변화방향을 확실히 정도 좋게 측정할 수 있는 측정장치를 실현될 수가 있다.
또, 본 발명에 있어서, 조사수단에 제1의 레이저광의 제1의 파장이 제2의 레이저광의 제2의 파장보다 긴 특성을 가지는 반도체 레이저를 설치하고, 물리량, 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하도록 하면 광범위에 걸쳐 온도측정을 할 수가 있다.
그 경우, 상기 측정수단을 제1의 간섭광 또는 제2의 간섭광의 강도가 증가하고 있는 시점에 있어서, 제1의 간섭광의 강도가 제2의 간섭광의 강도보다 큰 경우는, 피측정물의 온도가 하강 중이라고 판단하고, 제1의 간섭광의 강도가 제2의 간섭광의 강도보다 작은 경우는, 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 제1의 간섭광 또는 제2의 간섭광의 강도가 감소하고 있는 시점에 있어서 제1의 간섭광의 강도가 제2의 간섭광의 강도보다 큰 경우는, 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 제1의 간섭광의 강도가 제2의 간섭광의 강도보다 작은 경우는, 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하도록 하면, 간단한 장치구성에 의해, 온도 및 그 변화방향을 확실히 정도 좋게 측정할 수가 있는 측정장치를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 조사수단을 제2의 간섭광의 제2의 파장을 λ, 피측정물의 두께를 d, 굴절율을 n으로 한 경우, 제1의 파장과 제2의 파장의 차 △λ를 다음 식
|△λ| < λ2/ (2nd + λ)
를 만족하도록 하면 온도변화의 방향을 판단하는데 적합한 간섭상태를 실현될 수 있는 측정장치를 실현할 수가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 피측정물에 간섭성이 있는 광을 조사하고, 피측정물을 반사 또는 투과한 간섭광의 강도에 의하여 피측정물의 온도를 측정하는 측정장치에 있어서, 피측정물에 조사하는 간섭성이 있는 광의 입사각을 변화하는 각도 변화수단을 갖고, 피측정물에 간섭성이 있는 광을 조사하는 조사수단과, 온도측정 전에 각도 변화수단에 의해 피측정물에 대한 간섭성이 있는 광의 입사각을 변화하여 간섭광의 강도의 극대치와 극소치를 예측하고 온도측정 시에 측정한 간섭광의 강도와, 예측한 상기 극대치와 극소치에 의하여 피측정물의 온도를 측정하는 측정과정을 갖추고 있으므로, 간섭광의 강도의 측정개시시부터 즉시 온도측정 할 수 있는 측정장치를 실현 할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 각도 변화수단에 의한 조사각의 변화각도를 간섭광의 강도의 적어도 극대치와 극소치가 1조 얻어지는 각도로 하면, 최단시간으로 간섭광의 강도의 극대치와 극소치를 예측할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 각도 변화수단에 의한 조사각의 변화각도 △θ를 조사하는 간섭성이 있는 광의 파장을 λ, 조사각도를 θ, 피측정물의 두께를 d, 굴절율을 n으로 한 경우, 다음 식
△θ ≥ sin-1[n2- {(n2- sin2θ)1/2- λ / 4d}2]1/2- θ
를 만족하도록 하면 간섭광의 강도의 극대치와 극소치를 확실히 예측할 수가 있는 측정장치를 실현할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 각도 변화수단으로서, 간섭성이 있는 광을 발생하는 광원의 위치를 변화함으로써, 피측정물에 대한 간섭성이 있는 광의 입사각을 변화하도록 하면, 간섭조건을 간단히 변경하여 간섭광의 강도의 극대치와 극소치를 예측할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 각도 변화수단으로서 간섭성이 있는 광을 발생하는 광원과 피측정물과의 사이의 광로 중에 설치되고, 피측정물에 하는 조사광을 반사하는 미러와, 미러에 반사되는 광을 굴절하는 렌즈를 가지고, 미러를 회전함으로써, 피측정물에 대하는 간섭성이 있는 광의 입사각을 변화하도록 하면, 간섭조건을 간단히 변경하여 간섭광의 강도의 극대치와 극소치를 예측할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 조사수단을 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를 피측정물의 온도에 의하여 변화하도록 하면, 고온까지 피측정물의 온도를 측정할 수가 있다.
또, 본 발명에 있어서, 조사수단을 피측정물의 온도가 상승시는 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를 일정 또는 증가하게 하고, 피측정물의 온도가 하강시는 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를 일정하게 또는 감소하게 하면, 고온까지 피측정물의 온도를 측정할 수가 있다.
그 경우, 조사수단에 레이저광을 감광하는 감광수단을 설치하고, 피측정물의 온도에 따라 피측정물에 조사하는 레이저광을 감광하도록 하면, 반도체 레이저의 발진강도를 변화시키는 일이 없이 안정된 발진상태의 레이저광을 이용하여 정확히 온도 측정할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 피측정물이 수납되고, 레이저광을 입사하고, 피측정물에 의한 레이저광의 반사광 또는 투과광을 출사하기 위한 광학창을 가지는 수납용기를 더 설치하고, 광학창의 적어도 일면을 펄스 상의 레이저광의 광축에 대하여 기울었으므로, 그 면에 있어서의 펄스 상의 레이저광의 반사광에 의한 광의 간섭이 생기는 일이 없이 정도 좋게 물리량을 측정할 수 있는 측정장치가 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 이동하는 피측정물상의 제1의 측정점의 온도를 측정하는 상술의 제1의 측정장치와, 피측정물이 재치되는 재치위치에 설치되고, 피측정물이 재치되었을 때는 제1의 측정점이 위치하는 근방의 제2의 측정점의 온도를 측정하는 상술의 제2의 측정장치와, 제1의 측정장치에 의한 측정결과를 제2의 측정장치에 의한 측정결과의 초기치로서 설정하거나, 제2의 측정장치에 의한 측정결과에 의하여 제1의 측정결과를 보정하는 보정수단을 설치하였으므로, 이동하여 처리되는 피측정물의 물리량의 측정을 연속하여 행할 수가 있다.
또, 본 발명에 의하면, 이동하는 피측정물상의 제1의 측정점의 온도를 측정하는 상술한 제1의 측정장치와 피측정물이 재치되는 재치위치에 설치되고, 피측정물이 재치되었을 때에 제1의 측정점이 위치하는 근방의 제2의 측정점의 온도를 측정하는 상술의 제2의 측정장치와, 제2의 측정장치에 의한 측정결과를 제1의 측정장치에 의한 측정결과의 초기치로서 설정하거나, 제2의 측정장치에 의한 측정결과에 의하여 제1의 측정결과를 보정하는 설정보정수단을 설치했으므로, 이동하여 처리되는 피측정물의 물리량의 측정을 연속하여 행할 수가 있다.
또, 본 발명에 있어서, 제1의 측정장치와 제2의 측정장치에 공통의 레이저광원과 레이저광원에서 출사되는 레이저광을 분기하는 분기수단과를 설치하고, 제1의 측정장치는 분기수단에 의하여 분기된 한쪽의 레이저광이 입사하도록 배치되고, 제2의 측정장치는 분기수단에 의하여 분기된 다른 쪽의 레이저광이 입사하도록 배치되어 있도록 하면 간단한 구성으로 이동하는 피측정물의 물리량의 측정을 연속하여 행할 수가 있다.
또, 본 발명에 있어서, 피측정물이 이동하고 있을 때는 제1의 측정장치에 의하여 제1의 측정점의 온도를 측정하고, 피측정물이 재치위치에 재치되어 있을 때는 제2의 측정점의 온도를 측정하고, 이동하는 피측정물이 재치위치에 정지했을 때에는 설정보정수단에 의하여 제2의 측정장치의 측정결과를 제1의 측정장치의 측정결과에 일치하도록 보정하고, 피측정물이 재치위치에서 이동을 개시할 때에는 설정보정 수단에 의하여 제1의 측정장치의 측정결과를 제2의 측정장치의 측정결과에 일치하도록 보정하도록 하면 이동하는 피측정물의 물리량의 측정을 연속하여 행할 수가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상술한 측정방법에 의해 반도체 기판의 온도를 측정하면서, 반도체 기판에 대하여 열처리, 이온주입처리, 에칭처리, 확산처리, 전처리 또는 퇴적처리 등의 소정의 처리를 할 수 있고, 정도 좋게 적절한 처리를 행할 수가 있다.
본 발명에 의하면 미리 굴절율이 알려져 있는 기준물질에 간섭성이 있는 피측정광을 조사하고, 피측정광의 투과광 또는 반사광의 강도 변화에 의하여 피측정광의 파장변화를 측정하도록 했으므로 분광을 위한 주사시간을 필요로 하지 않고 고속으로 변화하는 파장측정을 행할 수가 있다.
상술한 측정방법에 있어서, 피측정광이 레이저광이나 펄스 상의 레이저광이라도 좋다.
상술한 측정방법에 있어서, 파장측정 전에 광의 간섭조건을 변화함으로써 투과광 또는 반사광의 강도변화에 따른 파장변화의 방향을 미리 검사하도록 하면 파장의 변화방향을 아울러 측정할 수가 있다.
상술한 측정방법에 있어서, 기준물질의 굴절율 또는 두께를 변화하도록 하면 간단히 광의 간섭조건을 변화할 수가 있다.
상술한 측정방법에 있어서, 기준물질의 온도를 변화하도록 하면, 굴절율 또는 두께를 변화하여 간단히 광의 간섭조건을 변화할 수가 있다.
상술한 측정방법에 있어서, 기준물질에 대한 피측정광의 입사각을 변화하도록 하면 간단히 광의 간섭조건을 변화할 수가 있다.
상술한 측정방법에 있어서, 파장측정개시시의 피측정광의 투과광 또는 반사광의 강도를 그 강도변화의 극대치와 극소치 사이의 소정치로 하면 파장변화를 정도 좋게 측정할 수가 있다.
상술한 측정에 있어서, 피측정광이 광학창을 거쳐서 기준물질에 조사되는 경우 광학창의 적어도 일면을 피측정광의 광축에 대하여 기울어지도록 하면 각 광학창 내에서의 내부반사에 의한 광의 간섭 또는 광학창 사이에서의 반사에 의한 광의 간섭을 억제할 수가 있다.
본 발명에 의하면, 미리 굴절율이 알려져 있는 기준물질과 기준물질에 투과 가능하여 간섭성이 있는 평행광인 피측정광을 조사하는 조사수단과, 피측정광의 투과광 또는 반사광의 강도변화에 의하여 피측정광의 파장변화를 측정하는 측정수단과를 설치했으므로 분광을 위한 소인시간을 필요로 하지 않고 고속으로 변화하는 파장측정을 할 수가 있다. 소형의 파장측정장치를 실현할 수 있다.
상술한 측정장치에 있어서, 피측정광이 레이저광이나 펄스 상의 레이저광이라도 좋다.
상술한 측정장치에 있어서, 파장측정 전에 광의 간섭조건을 변화함으로써 투과광 또는 반사광의 강도변화에 따른 파장변화의 방향을 미리 검사하도록 하면 파장의 변화방향을 아울러 측정할 수가 있다.
상술한 측정장치에 있어서, 기준물질에 굴절 또는 두께를 변화하도록 하면 간단히 광의 간섭조건을 변화할 수가 있다.
상술한 측정장치에 있어서, 기준물질의 온도를 변화하도록 하면, 굴절율 또는 두께를 변화하여 간단히 광의 간섭조건을 변화할 수가 있다.
상술한 측정장치에 있어서, 기준물질에 대한 피측정광의 입사각을 변화하도록 하면 간단히 광의 간섭조건을 변화할 수가 있다.
상술한 측정장치에 있어서, 파장측정 개시시의 피측정광의 투과광 또는 반사광의 강도를 그 강도변화에 극대치와 극소치 사이의 소정치로 하면 파장변화를 정도 좋게 측정할 수가 있다.
상술한 측정장치에 있어서, 피측정광이 광학창을 거쳐서 기준물질에 조사되는 경우, 광학창의 적어도 일면을 피측정광의 광축에 대하여 기울어지도록 하면, 각 광학창 내에서의 내부반사에 의한 광의 간섭, 또는 광학창 사이에서의 반사에 의한 광의 간섭을 억제할 수가 있다.
[제1실시예]
본 발명의 제1실시예에 의한 온도측정장치를 제1도 내지 제5도를 사용하여 설명한다.
제1도에 본 실시예에 의한 온도측정장치의 구성을 도시한다. 본 실시예의 온도측정장치에서는 반도체 기판의 양면 연마된 부분에 레이저광을 조사하고, 그 반사광에 의하여 간섭광의 강도변화를 관찰함으로써 피측정기판의 온도를 결정한다.
피측정물인 반도체 기판 6은 챔버 4 내에 수납되고, 반도체 기판 6을 가열하는 히터 5상에 재치되어 있다. 온도 측정되는 반도체 기판 6으로서는 두께 약 0.5mm의 실리콘 기판을 사용한다. 또한, 반도체 기판 6으로서는 실리콘 기판 위에, GaAs 기판, InP 기판 등의 다른 반도체 기판이라도 좋다.
반도체 레이저 1에는 펄스 전원 11이 접속되어 있다. 펄스전원 11은 예를 들면 50Hz의 펄스전류를 공급하고, 이것에 의해 반도체 레이저 1에서는 펄스 상의 레이저광이 출사된다. 반도체 레이저 1로서 NEC제 NDL 5600(1310nm 광섬유 통신용의 InGaAsP 위상 시프트형 DFB-DC-PBH 레이저 다이오드; 출력 약 0.5mW)을 사용하였다. 또한, 반도체 레이저 1로서는 10Hz이상의 펄스 발진이 가능한 APC가 붙은 반도체 레이저에 의해 구성하는 것이 바람직하다.
챔버 4에는 레이저광이 투과하기 위한 광학창(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 다시, 챔버 4 전체를 레이저광이 투과하도록 하는 투명한 재질에 의하여 형성해도 좋다.
반도체 레이저 1에서 출사된 펄스 상의 레이저광은 광섬유 2를 거쳐서 콜리메이트(collimate) 광학부 3에 유도된다. 펄스 상의 레이저광은 콜리메트 광학부 3에 의해 평행광선속으로 되고, 챔버 4내의 반도체 기판 6에 조사된다.
반도체 기판 6에 의한 반사광은 광수광기 7에 의해 수광된다. 광수광기 7로서 하마마쓰 호트닉스사제 B4246(Ge 광기전력형소자)을 사용하였다. 더구나, 광수광기 7로서는 동작시간이 50μs 이하인 것이 바람직하다.
광수광기 7에 의해 수광된 수광신호는 데이터 신호선 8을 거쳐서 A/D 변환유니트 9에 전송된다. A/D 변환 유니트 9는 아날로그 신호인 수광신호를 디지털신호로 변환하고 컴퓨터 10에 출력한다.
컴퓨터 10은 입력된 디지털 수광신호에서 반사광에 의한 간섭광의 강도변화를 계산하고, 그 계산결과에 의하여 측정온도와 함께 온도변화 방향을 결정한다.
본 실시예는 반도체 레이저 1에서 펄스 상의 레이저광을 출사한 경우, 레이저광의 파장이 펄스의 동작시에는 수 Å만큼 짧게 되고,(제1파장 p1), 그 후는 길어지는 (제2파장 p2)것을 이용하고 있다.
이를 명백히 하기 위하여, 온도 상승중의 반도체 기판 6에 펄스 상의 레이저광을 조사했을 때에 얻어진 간섭광 강도를 나타내는 관측 파형을 제2도에 도시한다. 제2도는 펄스폭이 5msec의 펄스 상의 레이저광을 조사한 경우이다. 종축은 전압으로 1눈금당 2V, 횡축은 시간으로 1눈금당 1ms이다.
제2도에 도시하는 바와 같이, 펄스 상의 레이저광의 동작직후는 간섭광 강도가 가장 강하고, 그후, 서서히 감소하고 약 2msec 이후는 안정되어 있다. 이 과도적인 변화는 챔버에 의하여 레이저광을 펄스 상으로 했을 때에는 볼 수 없다. 제2도의 측정시에는 반도체 기판 6의 온도는 일정하다.
반도체 기판 6의 온도가 일정한 경우, 간섭광의 강도는 레이저광의 파장에 의존하기 때문에, 제2도의 그래프는 펄스 상의 레이저광에서는 발진파장이 과도적으로 변화하여 있는 것을 나타내고 있다. 본 실시예에서는, 펄스 상의 레이저광의 동작 직후에 짧은 파장의 펄스광이 출력된다.
본 실시예에서는, 약 10msec의 펄스폭의 레이저광을 사용하여, 제1파장 p1의 레이저광을 펄스 상의 동작 후 약 0.12msec의 시점에서 샘플링하여, 제2파장 p2의 레이저광을 펄스의 동작 후 약 8msec의 시점에서 샘플링하고 있다.
더구나, 제1파장 p1의 레이저광으로서는 동작 후의 약 0.5msec이내에 발진되는 레이저광을 사용하는 것이 바람직하다.
또, 제1파장 p1의 레이저광과 제2파장 p2의 레이저광과를 동일한 펄스에서 얻을 필요는 없다. 제1파장 p1의 레이저광으로서 어떤 펄스의 동작 후 0.12msec의 시점에서 샘플한 레이저광을 사용하여 제2파장 p2의 레이저광으로서 다른 펄스의 동작 후 8msec의 시점에서 샘플한 레이저광을 사용해도 좋다.
다음에 본 실시예에 의한 온도 측정장치의 측정원리에 대하여 제3도 및 제6도를 사용하여 설명한다. 제3도는 측정온도와 간섭광 강도의 관계를 나타내는 그래프이고, 제4(a)도 내지 (c)도는 펄스 상의 레이저광을 사용한 경우의 파장변화와 간섭광 강도의 변화를 나타내는 그래프이고, 제5(a)도는 제1파장 p1 및 제2파장 p2에 의한 간섭광 강도를 나타내는 그래프이고, 제5(b)도는 반도체 기판 6의 온도의 시간적 변화를 나타내는 그래프이고, 제5(c)도는 간섭광과 반도체 기판 6의 온도변화와의 관계를 설명하는 도이다.
본 실시예의 온도 측정장치에 있어서, 히터 5의 위에 반도체 기판 6으로서 예를 들면 실리콘 기판을 재치한다. 반도체 레이저 1에서 출사된 레이저광을 반도체 기판 6에 조사하면, 제1도에 도시된 바와 같이 반도체 기판 6의 상면과 하면에서 각각 반사된 레이저광이 간섭하고 그 간섭광이 반도체 기판 6의 반사광으로 된다.
그리하여, 히터 5에 의해 반도체 기판 6을 가열하면서 반도체 레이저 1에서 출사된 레이저광을 콜리메이터 광학부 9를 거쳐서 반도체 기판 6에 조사한다. 반도체 기판 6으로부터의 반사광을 광수광기 7에 의해 수광하고, 그 간섭광의 강도를 컴퓨터 10에 의해 해석한다.
그 결과, 제3도에 실선으로 나타내는 바와 같은 온도, 간섭광 강도특성이 얻어지고, 반도체 기판 6의 온도를 상승시켜 가면 간섭광의 강도는 정현파상으로 변화한다. 그 원리는 다음과 같다.
반도체 기판 6의 유전율(굴절율)과 두께는 온도상승에 따라 증가하므로, 반도체 기판 6내에서의 광학적 거리가 변화한다. 이것에 의해 반도체 기판 6의 하면에서 반사하여 상면에서 출사하는 레이저광과, 반도체 기판 6의 상면에서 반사하는 레이저광은 온도변화에 의해 위상변화를 일으킨다.
따라서, 반도체 기판 6에서 반사된 간섭광의 강도는 온도변화에 의하여 정현파상으로 변화하고, 1주기의 온도변화 △T(T)[℃]는 반도체 기판 6의 두께를 L, 굴절율을 n으로 하면, 다음 식으로 계산할 수가 있다.
△T = λ / {2nL(α + β)}
다만, α = (1/L) × (dL/dT)
β = (1/n) × (dn/dT)
여기서, α와 β를 각각 구하는 것은 어렵다. 따라서, (α + β)를 실험에 의하여 구한다.
즉, 실험의 초기치로부터의 차에 의하여 계산되는 간섭광의 강도의 주파수 f와 측정온도의 교정곡선에서 1주기의 온도변화 △T(T)를 다음에 나타내는 5차의 근사식으로서 산출하였다.
△T(f) = 12.278 + 11.012 × f - 0.13222 × f2
+ 0.0018399 × f3- 1.5803 × 10-5× f4
+ 5.5364 × 10-8× f5
따라서, 반도체 기판 6의 온도는 가열개시시의 온도 To[℃]와 온도변화의 주기수에 의하여 결정된다.
한편, 반도체 기판 6은 히터 5에 의해 가열되거나 냉각되거나 하여, 온도 상승하는 경우와 하강하는 경우가 있다. 따라서, 반도체 기판 6의 온도를 결정하기 위해서는 온도 변화방향을 알 필요가 있다. 그 판별원리를 설명한다.
펄스 전원 11에서 50Hz 정도의 펄스 상의 전류를 반도체 레이저 1에 주입하여 반도체 레이저 1에서 50Hz의 펄스 상의 레이저광을 반도체 기판 6에 조사한다. 그때, 반도체 레이저 1에서 출사되는 펄스 상의 레이저광의 파장은, 제4(a)도에 도시한 바와 같이, 동작시간이 짧고, 정상상태가 될 때까지 길어지는 성질을 가지고 있다.
반도체 레이저 1에서 펄스 상의 레이저광의 동작시의 제1파장 p1(=λ-△λ)은 그 후의 정상상태의 제2파장 p2(=λ)보다 △λ만큼 짧아진다. 제1파장 p1(=λ-△λ)의 레이저광을 반도체 기판 6의 반사광 강도와 온도의 관계를 나타내는 온도 간섭광 강도특성은 제3도에 파선으로 표시한 바와 같이, 제2파장 p2(=λ)의 경우보다 θ만큼 위상이 앞서 있다.
더구나, 반도체 레이저 1에서의 펄스 상의 레이저광의 동작 후 약 0.5ms 이내에 발진되는 레이저광의 제1파장 p1(=λ-△λ)과, 그 이후에 발진되는 레이저광의 제2파장 p2(=λ)의 최대의 차 △λ는 반도체 기판 6의 굴절율 n, 반도체 기판 6의 두께 d에 대하여, |△λ| < λ2/(2nd+λ)의 관계를 만족하도록 하면 적절한 간섭이 발생한다.
이상으로서, 반도체 기판 6의 온도가 상승하는 과정에 있어서, 간섭광 강도가 상승하는 경우에는 제2파장 p2의 간섭광 강도 I2는 그보다 짧은 제1파장 p1의 간섭광 강도 I1보다 더 작게 되어 간섭광 강도가 하강하고 있는 경우에는, 역으로 제2파장 p2의 간섭광 강도 I2는 그 보다 짧은 제1파장 p1의 간섭광 강도 I1보다 더 커지는 것을 알 수 있다.
또한, 이것에 대하여, 반도체 기판 6의 온도가 하강하는 과정에 있어서, 간섭광 강도가 상승해 가는 경우에는, 제2파장 p2의 간섭광 강도 I2는 그보다 짧은 제1파장 p1의 간섭광 강도 I1보다 더 커지고, 간섭광 강도가 하강해 가는 경우에는, 역으로 제2파장 p2의 간섭광 강도 I2는 그보다 짧은 제1파장 p1의 간섭광 강도 I1보다 더 작아지는 것을 알 수 있다.
제4(a)도에 도시한 펄스 상의 레이저광의 반도체 기판 6으로부터의 반사광에 대하여, 제4(b)도에 도시한 바와 같이, 펄스 상의 레이저광의 동작시에 간섭광 강도가 커지는 경우와, 제4(c)도에 도시한 바와 같이, 펄스 상의 레이저광의 동작시에 간섭광 강도가 작아지는 경우가 있다.
제4(b)도는 제3도에 있어서 온도 T1의 간섭광 강도의 변화에 대응하고, 제3도와 제4(b)도 및 제4(c)도에 있어서의 O표와 X표는 대응하여 있다.
따라서, 제4(a)도에 도시하는 펄스 상의 레이저광의 반도체 기판 6으로부터의 반사광에 대한 간섭광 강도를 동작직후(X표)와 일정시간 후(O표)에 있어서 측정하고, 제4(b)도에 도시하는 바와 같이 펄스 상의 레이저광의 입상동작시의 간섭광 강도가 그 이후의 간섭광 강도보다 작은지 아닌 지라고 하는 점과 제4(c)도에 도시하는 바와 같이 펄스 상의 레이저광의 동작시의 간섭광 강도가 그 이후의 간섭광 강도보다 큰지 아닌 지라고 하는 점과 제1파장 p1의 간섭광의 강도 11 또는 제2파장 p2의 간섭광의 강도 12의 간섭 파형이 어느 쪽에 기울어져 있는지의 점에 의하여 온도가 상승중인지 하강 중인지를 판단한다.
즉, 간섭광의 강도 파형의 정점(봉우리)과 협곡(골짜기)근방을 제외하여 생각하면,
제1파장 p1의 간섭광의 강도 I1과 제2파장 p2의 간섭광의 강도 I2가 증가하고 있는 시점에 있어서, 제1파장 p1의 간섭광의 강도 I1이 상기 제1의 파장 p2의 간섭광의 강도 I2보다 더 큰 경우 (I1 > I2)는, 반도체 기판 6의 온도가 상승중이라고 판단하고, 제1파장 P1의 간섭광의 강도 I1이 제2파장 P2의 간섭광의 강도 I2보다 작은 경우 (I1 < I2)는, 반도체 기판 6의 온도가 하강중이라고 판단한다. 제1파장 p1의 간섭광 I1과 제2파장 p2의 간섭광의 강도 I2가 감소하고 있는 시점에 있어서, 제1파장 p1의 간섭광의 강도 1이 상기 제2파장 p2의 간섭광의 강도 I2보다 큰 경우(I1 > I2)는, 반도체 기판 6의 온도가 하강중이라고 판단하고, 제1파장 p1의 간섭광의 강도 I1의 제2파장 p2의 간섭광의 강도 I2보다 작은 경우(I1 < I2)는, 반도체 기판의 온도가 상승중이라고 판단한다.
본 실시예에 있어서의 판단방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 먼저, 반도체 레이저 1에서 펄스 상의 레이저광을 주파수 50Hz로 반도체 기판 6에 조사한다. 그 반사광을 광수광기 7에 의해 수광하여, 간섭광의 강도를 컴퓨터 10에 의해 펄스마다 기록한다. 이 경우, 제4(b)도 및 (c)도에 도시한 바와 같이 펄스 상의 레이저광의 동작으로부터 0.5msec 이내의 일시점에서 발진되는 제1파장 p1에 의한 간섭광 강도 I1과, 0.5msec 후에 발진된 제2파장 p2에 의한 간섭광 강도 I2를 추출하여, 이를 기억한다.
예를 들면, 히터 5에 의해 반도체 기판 6의 온도를 시간(to~tm)으로 상승시킨 후에, 시간(tm~t2)으로 하강시켜 반도체 기판 6으로부터의 반사광 강도를 시간과의 관계를 판정했던 바, 제5(a)도에 도시한 바와 같은 측정결과가 얻게 되었다. 제5(a)도에 도시한 바와 같은 측정결과가 얻게 되었다. 제5(a)도에 있어서, 정현파에 유사한 주기파형형상의 실선은 제2파장 p2(=λ)의 간섭광 강도를 표시하고 정현파에 유사한 주기파형형상의 파선은 제1파장 p1(=λ-△λ)의 간섭광 강도를 나타낸다.
이와 같이 하여 얻어진 제5(a)도에 도시한 간섭광 강도에서 온도 변화를 구하면, 제5(b)도에 도시한 바와 같이 된다.
또한, 간섭광의 강도파형의 정점근방과 협곡근방에서는 상기의 물리적인 관계와는 역으로 된다. 그 부분에서 제2파장 p2와 제1파장 p1의 간섭광의 강도차가 작기 때문에, 제2파장 p2와 제1파장 p1의 간섭광의 강도차에 소정의 한계치를 설치하고, 소정치 이상의 간섭광의 강도차가 생겼을 때만 온도의 변화방향을 결정한다.
예를 들면, 제1파장 p1에 의한 간섭광 강도 I1의 극대치를 I1max, 그때의 제2파장에 의한 간섭광 강도를 I2로 했을 때, 간섭광 강도의 차에 대하여 한계치 Ith=(I1max-I2)를 설정하고, |I1-I2|≤Ith의 경우와 |I1-I2|>Ith와 로서는 다른 알고리즘을 사용함으로써 온도 변화의 방향을 바르게 판단하도록 하고 있다.
또한, 다른 방법으로서 간섭파형의 정점, 협곡근방에 있는 I1-I2=0의 점과 그 정점, 협곡사이는 온도변화 방향을 결정하지 않도록 하거나, 그 사이는 제5(c)도에 도시하는 온도변화 방향의 판정조건을 바꾸어 넣음으로써 온도 변화의 방향을 바르게 할 수 있다.
다음에, 본 실시예에 의한 온도 측정장치에 있어서의 알고리듬에 대하여, 제6도의 플로우 차트를 이용하여 설명한다.
본 실시예에서는, 상술한 바와 같이 제2파장 p2와 제1파장 p1의 간섭광의 강도차에 소정의 한계치를 설정하고 이 한계치 전후에서 다른 알고리듬을 사용하여 측정온도를 결정하고 있다.
먼저, 펄스 상의 레이저광의 동작 후 0.5ms 이내에 발진되는 제1파장 p1의 레이저광에 의한 간섭광 강도 I1을 입력한다(단계 S1). 이어서, 펄스 상의 레이저광의 동작 후 약 0.5[ms]이후에 발진되는 제2파장 p2의 레이저광에 의한 간섭광 강도 I2를 입력한다(단계 S2).
다음에, 제1파장 p1의 레이저광에 의한 간섭광 강도 I1의 극대치를 I1max, 그때의 제2파장 p2의 레이저광에 의한 간섭광 강도를 I2로 했을 때, 간섭광 강도의 차에 한계치 Ith=(I1max-I2)를 설정한다. 단계 S1과 단계 S2로에 입력된 간섭광 강도 I1과 간섭광 강도 I2의 차의 절대치 |I1-I2|가 한계치 Ith보다 큰 지의 여부를 판단한다(단계 S3).
|I1-I2|≤Ith의 경우에는, 간섭광 파형의 정점근방과 협곡근방이므로 온도 변화방향을 결정하지 않고 종료한다(단계 S4).
|I1-I2|≤Ith의 경우에는, 간섭광 파형의 정점근방과 협곡근방 이외의 부분이므로, 제5(c)도에 나타내는 관계에 의하여 온도의 변화방향을 결정한다(단계 S5~단계 S11).
즉, I1-I2>0으로, 제2파장 p2의 간섭무늬 파형이 기울기 양인 경우에는, 기울기 「온도상승중」이라고 판단하고, I1-I2>0으로, 제2파장 p2의 간섭무늬 파형의 기울기 음인 경우에는 「온도하강중」이라고 판단하고, I1-I2<0으로 제2파장 p2의 간섭무늬 파형의 기울기가 음인 경우에는 「온도상승중」이라고 판단하고, I1-I2<0으로, 제2파장 p2의 간섭무늬 파형의 기울기가 양인 경우에는 「온도하강중」이라고 판단한다.
본 실시예에 의한 측정결과를 제7도에 도시한다. 제7도 하부에는, 제1파장 p1의 레이저광에 의한 간섭광 강도 I1과 제2파장 p2에 레이저광에 의한 간섭광 강도 I2를 표시하고, 제7도 상부에는 컴퓨터 10에 의한 반도체 기판 6의 온도의 계산치와 열전쌍에 의한 측정온도를 표시한다.
또, 온도의 계산은 제2파장 p2의 레이저광에 의한 간섭광 강도 I2가 1/4주기 변화했을 때에 온도변화량△T(T)를 계산함과 동시에 온도의 변화방향을 결정한다. 온도상승 중에는 △T를 현재의 온도에서 감산한다.
제7도에서 명백한 바와 같이, 제1파장 p1의 레이저광에 의한 간섭광 강도 I1과 제2파장 p2의 레이저광에 의한 간섭광 광도 I2가 온도의 상승 및 하강에 따라서 증감을 반복하여, 온도의 계산치와 열전쌍에 의한 측정온도가 잘 일치하고 있는 것을 알 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 의하며 반도체 레이저에서 발진되는 레이저광의 발진파장이 동작시에 쉬프트 하는 특징을 갖는 반도체 레이저를 사용함으로써, 다른 파장의 레이저광이 간단하게 얻어졌다. 또한, 측정에 있어서는 파장 미분을 할 필요가 없으므로, 로크인앰프도 불필요하게 하고 간단한 구성으로 저렴한 온도측정장치를 실현할 수 있다.
더욱이, 레이저광의 펄스마다 온도 변화방향의 결정이 가능하게 되고, 상세한 온도 변화방향의 결정이 가능하고 고점도의 온도 측정장치를 실현할 수 있다.
[제2실시예]
다음에, 본 발명의 제2실시예에 의한 온도 측정장치를 제8도 및 제11도를 사용하여 설명한다.
제1실시예에서는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체로서 되는 반도체 레이저를 사용하였기 때문에, 고정도의 온도측정이 실현되었으나, 상술한 바와 같이 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체의 반도체 레이저의 발진파장은 최장(最長)으로도, 1.6㎛정도이므로 에너지 밴드갭이 비교적 작은 실리콘이나 GaAs 등의 반도체 웨이퍼의 측정온도 범위에 상한이 있어 좁게되어 버린다.
이 문제점을 해결하는데, 본 실시예에서는 파장범위가 긴 Ⅳ-Ⅵ족 화합물 반도체로서 되는 반도체 레이저를 사용한다. 즉, NaCl형 결정구조를 갖는 PbSnTe, PbTeS, PbSSe, PbSnSe등의 Ⅳ-Ⅵ족 화합물 반도체는, 0.04~0.3eV의 에너지밴드갭을 가지고 있다.
그와 같은 반도체에 의해 구성된 반도체 레이저 1은 조성의 상위에 의하여 4~30㎛의 파장범위의 발진이 가능하다. 그리하여, 이와 같은 파장범위의 레이저광을 감도 좋게 수광하기 위해서, 광수광기 7도 상술한 구조의 Ⅳ-Ⅵ족 화합물 반도체에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
제1실시예에서 이용한 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체로서 되는 반도체 레이저는 펄스 상의 레이저광을 출사한 경우 레이저광의 파장의 펄스의 입상동작 시에는 수 Å만큼 짧고, 그 후는 길게되는 특성을 가지고 있으나, 본 실시예에서 사용하는 Ⅳ-Ⅵ족 화합물 반도체로서 되는 반도체 레이저는 펄스 상의 레이저광을 출사한 경우, 레이저광의 파장이 펄스의 동작시에는 수 Å만큼 길고, 그 후는 짧게 되는 역의 특성을 가지고 있다.
따라서, 본 실시예에 의한 온도측정 장치의 구성은 제1도에 도시하는 구성과 기본적으로 같으나, 그 측정원리는 제1실시예의 측정원리와는 다르게 되어 있다. 본 실시예에 의한 온도 측정장치의 측정원리에 대하여 제8도 및 제11도를 이용하여 설명한다. 제8도는 측정온도와 간섭광 강도의 관계를 표시하는 그래프이고, 제9(a)도 내지 (c)도는 펄스 상의 레이저광을 사용한 경우의 파장변화와 간섭광 강도의 변화를 표시하는 그래프이고, 제10(a)도는 제1파장 p1 및 제2파장 p2에 의한 간섭광 강도를 표시하는 그래프이고, 제10(b)도는 반도체 기판 6의 온도의 시간적 변화를 표시하는 그래프이고, 제10(c)도는 간섭광과 반도체 기판 6의 온도변화와의 관계를 설명하는 도이다.
본 실시예의 온도 측정장치에 있어서, 히터 5의 상에 반도체 기판 6으로서, 예를 들면, 실리콘 기판을 재치한다. 반도체 레이저 1에서 출사된 레이저광을 반도체 기판 6에 조사하면, 제1도에 도시한 바와 같이 반도체 기판 6의 상면과 하면에서 각각 반사된 레이저광의 간섭하고, 그 간섭광이 반도체 기판 6의 반사광으로 된다.
그리하여, 히터 5에 의해 반도체 기판 6을 가열하면서 반도체 레이저 1에서 출사된 레이저광을 콜리메이트 광학부 9를 거쳐서 반도체 기판 6에 조사한다. 반도체 기판 6으로부터의 반사광을 광수광기 7에 의해 수광하고, 그 간섭광의 강도를 컴퓨터 10에 의해 해석한다.
그 결과, 제8도에 실선으로 표시하는 바와 같은 온도, 간섭광 강도특성을 얻게되고, 반도체 기판 6의 온도를 상승시켜 가면 간섭광의 강도는 정현파상에 변화한다. 그 원리는 다음과 같다.
반도체 기판 6의 유전율(굴절율)과 두께는 온도상승에 따라 증가하므로 반도체 기판 6내에서의 광학적 거리가 변화한다. 이에 의해 반도체 기판 6의 하면에서 반사하여 상면에서 출사하는 레이저광의 위상은 온도변화에 수반하여 변한다. 이에 대하여 반도체 결과 6의 상면에서 반사하는 레이저광은 온도변화에 불구하고 위상이 일정하게 된다.
따라서, 반도체 기판 6에서 반사된 간섭광의 강도는 온도변화에 의하여 정현파상으로 변화하고, 1주기의 온도변화 △T(T)[℃]는, 반도체 기판 6의 두께를 L, 굴절율 n으로 하면, 다음 식으로 계산할 수 있다.
△T=λ/{[2nL(α+β)}
다만, α=(1/L)x(dL/dT)
β=(1/n)x(dn/dT)
여기서, α와 β를 각각 구하는 것은 어렵다. 따라서, (α+β)를 실험에 의하여 구하였다.
즉, 실험의 초기치로부터의 차에 의하여 계산되는 간섭광의 강도의 주파수 f와 측정온도의 교정(校定)곡선에서 1주기의 온도변화 △T(T)를 다음에 표시하는 5차의 근사식으로서 산출하였다.
△T(f) = 12.278 + 11.012 × f - 0.13222 × f2
+ 0.0018399 × f3- 1.5803 × 10-5× f4
+ 5.5364 × 10-8× f5
따라서, 반도체 기판 6의 온도는 가열개시시의 온도 To[℃]와 온도변화의 주기 수에 의하여 결정된다.
한편, 반도체 기판 6은 히터 5에 의해 가열되거나 냉각되거나 하여 온도가 상승하는 경우와 하강하는 경우가 있다. 따라서, 반도체 기판 6의 온도를 결정하기 위해서는 온도 변화방향을 알 필요가 있다. 그 판별원리를 설명한다.
펄스 전원 I1에서 50Hz 정도의 펄스 상의 전류를 반도체 레이저 1에 주입하여 반도체 레이저 1에서 50Hz의 펄스 상의 레이저광을 반도체 기판 6에 조사한다. 그때, 반도체 레이저 1에서 출사되는 펄스 상의 레이저광의 파장은, 제9(a)도에 도시한 바와 같이, 동작시간이 길고, 정상상태가 될 때까지 짧게되는 성질을 가지고 있다.
이는 반도체 레이저 1의 화합물 반도체의 에너지 밴드갭은 발진에 의해 온도상승에 의하여 넓어지므로, 발진광의 파장은 짧은 쪽으로 쉬프트 한다고 생각될 수 있다.
반도체 레이저 1로부터의 펄스 상의 레이저광의 동작시의 제1파장 p1(=λ-△λ)은 그 후의 정상상태의 제2파장 p2(=λ)보다 △λ만큼 길어진다. 제1파장 p1(=λ-△λ)의 레이저광을 반도체 기판 6의 반사광 강도와 온도의 관계를 나타내는 온도, 간섭광 강도특성은 제8도에 파선으로 표시한 바와 같이, 제2파장 p2(=λ)의 경우보다 θ만큼 위상이 늦어진다.
또한, 반도체 레이저 1로부터의 펄스 상의 레이저광의 동작 후 약 0.5ms 이내에 발진되는 레이저광의 제1파장 p1(=λ-△λ)과, 그 이후에 발진되는 레이저광의 제2파장 p2(=λ)의 최대의 차 △λ는 반도체 기판 6의 굴절율 n, 반도체 기판 6의 두께 d에 대하여, |△λ| < λ2/(2nd+λ)의 관계를 만족하도록 하면 적절한 간섭이 발생한다.
이상의 것에서, 반도체 기판 6의 온도가 상승하는 과정에 있어서 간섭광 강도가 상승하는 경우에는, 제2파장 p2의 간섭광 강도 I2는 각각 긴 제1파장 p1의 간섭광 강도 I1보다 더 크게되고, 간섭광 강도가 하강해 가는 경우에는, 역으로 제2파장 p2의 간섭광 강도 I2는 그보다 긴 제1파장 p1의 간섭광 강도 I1보다 더 커지는 것을 알 수 있다.
또한, 이에 대하여 반도체 기판 6의 온도가 하강하는 과정에 있어서 간섭광 강도가 상승해 가는 경우에는, 제2파장 p2의 간섭광 강도 I2는 그보다 긴 제1파장 p1의 간섭광 강도 I1보다 더 작게되고, 간섭광 강도가 하강해 가는 경우에는, 역으로 제2파장 p2의 간섭광 강도 I2는 그보다 긴 제1파장 p1의 간섭광 강도 I1보다 더 크게되는 것을 알 수 있다.
제9(a)도에 도시한 펄스 상의 레이저광의 반도체 기판 6으로부터의 반사광에 대하여, 제9(b)도에 도시한 바와 같이, 펄스 상의 레이저광의 동작시에 간섭광 강도가 작게되는 경우와, 제9(c)도에 도시한 바와 같이, 펄스 상의 레이저광의 동작시에 간섭광 강도가 크게되는 경우가 있다.
제9(b)도는 제8도에 있어서 온도 T1의 간섭광 강도의 변화에 대응하고 제9(c)도는 제8도에 있어서 온도 T2의 간섭광 강도의 변화에 대응하고 제8도와 제9(b)도 및 (c)도에 있어서의 O표와 X표는 대응하여 있다.
따라서, 제9(a)도에 도시하는 펄스 상의 레이저광의 반도체 기판 6으로부터의 반사광에 대한 간섭광 강도를 동작직후(X표)와 일정시간 후(O표)에 있어서 측정하고, 제9(b)도에 도시하는 바와 같이 펄스 상의 레이저광의 입상동작시의 간섭광 강도가 그 이후의 간섭광 강도보다 작은지 아닌지의 점과 제9(c)도에 도시하는 바와 같이 펄스 상의 레이저광의 동작시의 간섭광 강도도 그 이후의 간섭광 강도보다 큰지 아닌 지의 점과 제1파장 p1의 간섭광의 강도 11 또는 제2파장 p2의 간섭광의 강도 12의 간섭 파형이 어느 쪽으로 기울어져 있는지의 점에 의하여 온도가 상승중인지 하강 중인지를 판단한다.
즉, 간섭광의 강도 파형의 정점근방과 협곡근방을 제외하여 고려하면,
제1파장 p1의 간섭광의 강도 I1과 제2파장 p2의 간섭광의 강도 I2가 증가하고 있는 시점에 있어서, 제1파장 p1의 간섭광의 강도 I1이 상기 제2파장 p2의 간섭광의 강도 I2보다 더 큰 경우 (I1>I2)는, 반도체 기판 6의 온도가 하강중이라고 판단하고, 제1파장 p1의 간섭광의 강도 I1이 제2파장 p2의 간섭광의 강도 I2보다 작은 경우 (I1<I2)는, 반도체 기판 6의 온도가 상승중이라고 판단한다. 제1파장 P1의 간섭광 I1과 제2파장 P2의 간섭광의 강도 I2가 감소하고 있는 시점에 있어서, 제1파장 p1의 간섭광의 강도 I1이 상기 제2파장 p2의 간섭광의 강도 I2보다 큰 경우(I1>I2)는, 반도체 기판 6의 온도가 상승중이라고 판단하고, 제1파장 p1의 간섭광의 강도 I1의 제2파장 p2의 간섭광의 강도 I2보다 작은 경우(I1<I2)는, 반도체 기판의 온도가 하강중이라고 판단한다.
본 실시예에 있어서의 판단방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 먼저, 반도체 레이저 1에서 펄스 상의 레이저광을 주파수 50Hz로 반도체 기판 6에 조사한다. 그 반사광을 광수광기 7에 의해 수광하여, 간섭광의 강도를 컴퓨터 10에 의해 펄스마다 기록한다. 이 경우, 제9(b)도 및 (c)도에 도시한 바와 같이 펄스 상의 레이저광의 동작으로부터 0.5msec 이내의 일시점에서 발진되는 제1파장 p1에 의한 간섭광 강도 I1과, 0.5msec 후에 발진된 제2파장 p2에 의한 간섭광 강도 I2를 추출하여, 이것을 기억함과 아울러, 그들 간섭광 강도 I1, I2의 변화와 시간의 관계를 기록한다.
예를 들면, 히터 5에 의해 반도체 기판 6의 온도를 시간(to~tm)으로 상승시킨 후에, 시간(tm~t2)으로 하강시키고, 반도체 기판 6으로부터의 반사광 강도를 시간과의 관계를 측정했던 바, 제10(a)도에 도시하는 바와 같은 측정결과가 얻게 되었다. 제10(a)도에 있어서 정현파상의 실선은 제2파장 p2(=λ)의 간섭광 강도를 표시하고, 정현파상의 파선은 제1파장 p1(=λ+△λ)의 간섭광 강도를 나타낸다.
이와 같이 하여 얻어진 제10(a)도에 도시한 간섭광 강도에서 온도 변화를 구하면, 제10(b)도에 도시한 바와 같이 된다.
또한, 간섭광의 강도 파형의 정점근방과 협곡근방에서는 상기의 물리적인 관계와는 역으로 된다. 그 부분에서 제2파장 p2와 제1파장 p1의 간섭광의 강도 차가 작으므로, 제2파장 p2와 제1파장 p1의 간섭광의 강도 차에 소정의 한계치를 설치하고, 소정치 이상의 간섭광의 강도 차가 생겼을 때만 온도의 변화방향을 결정한다.
예를 들면, 제1파장 p1에 의한 간섭광 강도 I1의 극대치를 I1max, 그때의 제2파장에 의한 간섭광 강도를 I2로 했을 때, 간섭광 강도의 차에 대하여 한계치 Ith=(I1max-I2)를 설정하고, |I1-I2|≤Ith의 경우와 |I1-I2|>Ith와로는 다른 알고리듬을 사용함으로써 온도 변화의 방향을 바르게 판단하도록 하고 있다.
또한, 다른 방법으로서 간섭광의 정점, 협곡근방에 있는 I1-I2=0의 점과 그 정점, 협곡사이는 온도변화 방향을 결정하지 않도록 하거나, 또는 그 사이는 제5(c)도에 도시하는 습도 변화 방향의 판정조건을 바꾸어 넣음으로써 온도 변화의 방향을 바르게 판단할 수가 있다.
다음에, 본 실시예에 의한 온도 측정장치에 있어서의 알고리듬에 대하여, 제11도의 플로우 차트를 이용하여 설명한다.
본 실시예에서는, 상술한 바와 같이 제2파장 p2와 제1파장 p1의 간섭광의 강도 차에 소정의 한계치를 설정하고, 이 한계치 전후에서 다른 알고리듬을 사용하여 측정온도를 결정하고 있다.
먼저, 펄스 상의 레이저광의 동작 후 0.5ms 이내에 발진되는 제1파장 p1의 레이저광에 의한 간섭광 강도 I1을 입력한다(단계 S1). 이어서, 펄스 상의 레이저광의 동작 후 약 0.5[ms]이후에 발진되는 제2파장 p2의 레이저광에 의한 간섭광 강도 I2를 입력한다(단계 S2).
다음에, 제1파장 p1의 레이저광에 의한 간섭광 강도 I1의 극대치를 I1max, 그때의 제2파장 p2의 레이저광에 의한 간섭광 강도를 I2로 했을 때, 간섭광 강도의 차에 한계치 Ith=(I1max-I2)를 설정한다. 단계 S1과 단계 S2로에 입력된 간섭광 강도 I1과 간섭광 강도 I2의 차의 절대치 |I1-I2|가 한계치 Ith보다 큰 지의 여부를 판단한다(단계 S3).
|I1-I2|≤Ith의 경우에는, 간섭광 파형의 정점근방과 협곡근방이므로 온도 변화방향을 결정하지 않고 종료한다(단계 S4).
|I1-I2|≤Ith의 경우에는, 간섭광 파형의 정점근방과 협곡근방 이외의 부분이므로, 제10(c)도에 나타내는 관계에 의하여 온도의 변화방향을 결정한다(단계 S5~단계 S11).
즉, I1-I2<0에서, 제2파장 p2의 간섭무늬 파형이 기울기가 양인 경우에는, 기울기 「온도상승중」이라고 판단하고, I1-I2<0에서, 제2파장 p2의 간섭무늬 파형의 기울기 음인 경우에는 「온도하강중」이라고 판단하고, I1-I2>0으로 제2파장 p2의 간섭무늬 파형의 기울기가 음인 경우에는 「온도상승중」이라고 판단하고, I1-I2>0으로, 제2파장 p2의 간섭무늬 파형의 기울기가 양인 경우에는 「온도하강중」이라고 판단한다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면 반도체 레이저에서 발진되는 레이저광의 발진파장이 동작시에 쉬프트하는 특징을 갖는 반도체 레이저를 사용함으로써 다른 파장의 레이저광을 얻도록 하고 있으므로, 반도체 레이저의 발진파장을 변화시키기 위한 변조 시스템이 불필요하다. 또한, 측정에 있어서 파장 미분을 행할 필요가 없으므로, 더 불필요하게 되고 간단한 구성으로 저렴한 온도 측정장치를 실현할 수 있다.
또한, 레이저광의 펄스마다 온도 변화방향의 결정이 가능하게 되고, 상세한 온도 변화방향의 결정이 가능하게 되고, 상세한 온도변화의 방향의 결정이 가능하고 고점도인 온도 측정장치를 실현할 수 있다.
더욱이, 본 실시예에 있어서의 반도체 레이저의 에너지 펄스에 의한 레이저의 파장은 길어지기 때문에, 온도의 상승에 의해 실리콘이나 GaAs 등의 반도체의 에너지 밴드갭이 좁아지더라도 흡수량이 크게되는 일이 없고, 충분한 정도의 온도측정이 가능하다.
[제3실시예]
다음에, 본 발명의 제3실시예에 의한 온도측정장치를 제12도를 사용하여 설명한다. 제12도에 본 실시예에 의한 온도측정 장치의 구성을 도시한다. 제1도에 도시하는 제1실시예의 온도 측정장치와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략 또는 간략히 한다.
제1실시예에서는 반도체 기판 6의 반사광을 사용하여 온도 측정했으나, 본 실시예의 온도 측정장치에서는 피측정물인 반도체 기판 6의 화면 연마된 부분으로, 레이저광에 대하여 내부 반사에 의한 광의 간섭을 일으키는 부분에 레이저광을 조사하고, 그 투과광에 의한 간섭광의 강도변화를 관찰함으로써 반도체 기판 6의 온도를 결정하는 것이다.
반도체 기판 6의 수납된 챔버 4에 대하여 레이저광을 조사하기 위한 펄스전원 11, 반도체 레이저 1, 광섬유 2, 콜리메이트 광학부 3을 제12도의 상측에 배치하고, 투과광을 수광하여 온도 측정하기 위한 광수광기 7, 데이터신호선 8, 컴퓨터 10을 제12도의 하측에 배치하고 있다.
챔버 4에는 레이저광이 투과하기 위한 광학창(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 또한 챔버 4 전체를 레이저광이 투과하도록 하는 투명한 재질에 의해 형성해도 좋다.
반도체 기판 6이 재치된 히터 5에는 광통과구멍 5a가 형성되고, 반도체 기판 6의 투과광이 광수광기 7에 의해 수광하도록 구성되어 있다.
반도체 레이저 1에서 출사된 펄스 상의 레이저광은 광섬유 2 및 콜리메이트 광학부 3을 거쳐서 챔버 4내의 반도체 기판 6에 조사되고, 반도체 기판 6을 투과한 투과광을 광수광기 7에 의해 수광되고, 수광신호는 데이터 신호선 8을 경유하여 컴퓨터 10에 입력된다.
본 실시예의 원리 및 동작에 대하여는 제1실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면 피측정기판의 투과광을 사용하여 제1실시예와 마찬가지로 간단한 구성으로 안면의 온도 측정장치를 실현할 수 있다.
여기까지의 설명에 있어서는 엄격에 정의함이 없이 「펄스 상의 레이저광」의 용어를 이용하여 왔으나, 본 발명에 있어서 쓰이는 펄스 상의 레이저광의 정의에 대하여 제13도 및 제14도를 사용하여 설명한다.
일반적으로 「펄스 상의 레이저광」인 경우에는 레이저광의 강도가 극히 짧은 시간으로 동작되고, 극히 짧은 시간으로 정지하는 레이저광을 말하고, 장방형 펄스호로 불리어지고 있다. 「펄스 상의 레이저광」을 엄격히 생각하면, 그 파형을 정하는 파라미터로서 (1)레이저광의 베이스의 강도(2) 펄스의 동작시간(3) 펄스의 높이(4) 펄스의 피크의 지속시간(5) 펄스의 정지시간이 생각될 수 있다. 이는 파라미터의 값에 따라 펄스 상의 레이저광의 파형이 갖가지 변화한다.
본 발명에 있어서 활용하는 것이 가능한 「펄스 상의 레이저광」이란, 결국, 반도체 레이저에서 출사한 레이저광의 파장이 펄스의 동작시에는 수 Å만큼 짧게 되고, (제1파장 p1), 그 후는 길어지도록 되는(제2파장 p2)대 레이저광을 말한다.
또는, 반도체 레이저에서 출사한 레이저광의 파장이 펄스의 동작시에는 수 Å만큼 길어져서 (제1파장 p1) 그후는 짧게 되도록 (제2파장 p2)하는 레이저광을 말하는 것이다.
제13도에 도시한 실험장치를 사용하여, 본 발명에 있어서 사용이 가능한 펄스 상의 레이저광의 한계를 측정한다. 반도체 레이저 20에는 펄스전원 21이 접속되어 있다. 펄스 전원 21에는 컴퓨터 22가 접속되어 있다. 컴퓨터 22에 의해 펄스전류원 21에서 출력되는 펄스전류의 파형이 제어된다. 이것에 의해, 반도체 레이저 20에서 소망의 파형의 펄스형상의 레이저광이 출사된다. 반도체 레이저 20으로서, NEC제 NDL 5600(Ⅲ-Ⅴ족 반도체 레이저)을 사용하였다.
반도체 레이저 20에서 출사된 펄스 상의 레이저광을 광분기 커플러 23에 의해 2개의 레이저광으로 분기된다. 분기된 레이저광은 각각 콜리메이트광학부 24, 25에 의해 평행광선속으로 된다.
광수광기 26, 27은 각각 콜리메이트 광학부 24, 25에서 출사된 레이저광을 수광한다. 광수광기 26, 27으로서 하마마쓰호토닉스사제 B 4246을 사용한다. 한쪽의 콜리메이트 광학부 24와 광수광기 26의 사이에는 실리콘 기판 28이 설치되고, 실리콘 기판 28을 투과한 레이저광이 광수광기 26에 의해 수광된다. 실리콘 기판 28은 일정온도에 유지된다. 다른 쪽의 콜리메이트 광학부 25와 광수광기 27의 사이에는 아무 것도 설치되지 않고, 콜리메이트 광학부 25에서 출사된 레이저 광이 그대로 광수광기 27에 의해 수광된다.
광수광기 26, 27에 의해 수광된 수광신호를 오실로스코프 29에 의해 비교하여 관측하였다. 광수광기 26으로부터의 수광신호를 입력단 CNI에 입력하고 광수광기 27로부터의 수광신호를 입력단 CN2에 입력하였다.
관측결과를 제14도에 도시한다. 제14(a)~(c)도의 각도에 있어서, 상단에 광수광기 26으로부터의 수광신호(CN1)를 표시하고 하단에 광수광기 27에서의 수광신호(CN2)를 표시한다. 레이저광의 파장이 변화하면, 실리콘 기판 28을 투과한 광수광기 26의 수광신호(CN1)의 강도는 변화한다. 광수광기 27의 수광신호(CN2)의 강도는 변화하지 않는다. 따라서, 광수광기 26, 27의 수광신호(CN1,CN2)를 비교함으로서 레이저광의 파장변화가 발생했는지의 여부를 판단할 수가 있다.
제14(a)도는 상술한 각 실시예에 있어서 사용한 펄스 상의 레이저광이다. 이 레이저광의 베이스의 강도는 0V, 펄스 상의 동작시간은 80μsec, 펄스의 높이는 V, 펄스의 히터의 지속시간은 5msec, 펄스의 정지시간은 80μsec이다. 제14(a)도에서 레이저광의 동작시는 파장변화가 발생하고 있는 것을 알 수 있다.
제14(b)도는 베이스의 강도를 높게 한 펄스 상의 레이저광이다. 이 레이저광의 베이스의 강도는 2V와 히터의 높이의 1/2이다. 제14(b)도에서 알 수 있는 바와 같이, 이 경우에도 레이저광의 동작시에 파장변화가 발생하고 있다. 따라서, 레이저광의 베이스의 강도를 어느 정도 높게 하더라도 파장변화가 발생하는 것을 알았다.
제14(c)도는 펄스의 동작시간 및 정지시간을 길게 한 대형상(台形狀)의 레이저광이다. 이 레이저광의 펄스의 동작시간은 2msec, 펄스의 정지시간은 2msec이다. 제14(c)도에서 알 수 있는 바와 같이, 이 경우에도 레이저광의 동작시에 파장변화가 발생하고 있다. 따라서 레이저광의 펄스의 동작시간을 어느 정도 길게해도 파장변화가 발생하는 것을 알았다.
이상의 실험에서 명백한 바와 같이, 본 발명에 있어서, 사용 가능한 「펄스 상의 레이저광」에는 일반적으로 정의되는 「레이저광의 강도가 극히 짧은 시간으로 동작하고, 극히 짧은 시간으로 정지하는 레이저광」외에, 베이스의 강도가 oV보다 더 높은 「펄스 상의 레이저광」외에, 베이스의 강도가 0V보다 더 높은 「펄스 상의 레이저광」이라도 좋고, 펄스의 동작시간 및 정지시간을 길게 한 「대형상의 레이저광」이라도 좋다.
또한, 본 발명에 있어서 사용이 가능한 「펄스 상의 레이저광」으로서는 그 동작시의 급준도(急峻度)만이 중요한 것으로서 그 정지의 형상은 파장변화에 관계하지 않는다. 따라서, 레이저광의 파형으로서는, 파형이 장방형의 장방형 펄스라도 좋고, 파형의 삼각형의 삼각형 펄스라도 좋다. 더욱이, 파형이 정현파형상의 사인파형상이라도 좋고, 파형이 톱니형상의 톱니상파라도 좋다.
[제4실시예]
다음에, 본 발명의 제4실시예에 의한 온도 측정장치를 제15도 및 제16도를 사용하여 설명한다. 제15도에 본 실시예에 의한 온도 측정장치의 구성을 도시한다. 제12도에 도시하는 제3실시예의 온도측정장치와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략 또는 간략히 한다.
본 발명에 의한 온도 측정장치는 레이저광을 이용하여 비접촉으로 피측정 기판을 온도측정 할 수 있으므로, 반도체 장치의 제조공정에 있어서 온도를 모니터하면서, 열처리 이온 주입처리 에칭처리, 확산처리 또는 퇴적처리 등의 소정의 처리를 행할 수 있는 이점을 가지고 있다.
피측정기판에 대하여 소정의 처리를 행하기 위해서는, 본 발명에 의한 온도측정 장치와는 다른 분위기 중에 피측정 기판을 재치할 필요가 있다. 따라서, 제15도에 도시한 바와 같이 반도체 레이저 1에서 출사된 레이저광은 광학창 11a를 거쳐서 반도체 기판 6에 조사되고 반도체 기판 6의 투과광은 광학창 11b를 거쳐서 광수광기 7에 입사된다.
본 실시예는 반도체 기판 6에 대하여 광학창 11a, 11b를 개재하여 레이저광을 입사 또는 출사함으로써 발생하는 문제를 해결하는 것이다.
본 실시예의 온도 측정장치는 반도체 기판 6에 레이저광을 조사하고, 그 투과광에 의한 간섭광의 강도가 반도체 기판 6의 온도에 의해 변화하는 것을 이용하여 온도를 측정하고 있다. 그러나, 광학창 11a, 11b를 개재하여 레이저광을 입사 또는 출사하는 경우에도 반도체 기판 6 자신의 광간섭과 따로, 광학창 11a, 11b 내부에서의 반사광, 또는 광학창 11a, 11b 사이를 반사하는 광에 의한 간섭이 생길 염려가 있다.
온도변화에 의해 광학창 11a, 11b 자신이 열 팽창하거나 광학창 11a, 11b를 지지하는 챔버와 같은 부재가 열팽창하거나 함으로써 광학창 11a, 11b 사이의 반사에 의한 광간섭이 반도체 기판 6 자신의 광간섭에 팽창을 미치고, 온도측정에 대한 노이즈로 될 염려가 있다.
그리하여, 본 실시예에 의한 온도측정장치에서는 광학창 11a, 11b의 화면을, 그 면에 있어서의 레이저광의 반사광에 의한 광의 간섭이 생기지 않도록 레이저광의 광축에 대하여 기울도록 하고 있다. 따라서, 광학창 11b의 내측의 면에서 반사한 레이저광은 소멸되어 광학창 11a, 11b 사이를 반사하여도 광로 h2를 통하여, 반사광에 의해 광간섭을 생기는 일은 없게 된다.
더욱이, 광학창 11a, 11b를 기울여도 반도체 기판 6의 투과광은 소멸하는 일이 없이 광로 h1을 통하여 확실히 광수광기 7에 입사된다.
제16(a)도는 본 실시예의 온도측정 장치에 의한 온도를 일정하게 상승시켰을 때의 간섭광의 강도와 시간과의 관계를 도시한 그래프이다. 이에 대하여 제16(b)도는 광학창 11a, 11b 사이의 반사광에 의한 간섭광이 생기도록, 광학창 11a, 11b의 면을 레이저광에 대하여 수직으로 한 경우의 온도를 일정하게 상승시킨 때의 간섭광의 강도와 시간과의 관계를 도시한 그래프이다.
제16(b)도에 도시한 바와 같이 광학창 11a, 11b 사이의 반사광에 의한 간섭광이 생긴 경우에는 간섭광의 강도의 협곡과 정점의 강도가 변화하고 있는데 대하여, 제16(a)도에 도시한 바와 같이 본 실시예의 온도측정장치에서는 간섭광의 강도의 협곡과 정점의 강도가 변화하지 않고, 일정치로 유지하고 있는 것을 알 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 의하면, 각 광학창 내부의 반사광 또는 광학창 사이의 반사광에 의한 광간섭이 생기지 않으므로 간섭광의 강도의 레벨이 온도로 변화하는 일없이 엄밀하게 온도 측정할 수가 있고, 보다 고정(高精度)한 온도측정 장치를 실현할 수 있다.
또한, 광학창에 반사방지막을 설치하도록 하면 상기 실시예와 마찬가지로 광학창 내부의 반사광, 또는 광학창 사이의 반사광에 의한 광간섭을 억지하는 것이 가능하다.
[제5실시예]
다음에 본 발명의 제5실시예에 의한 온도측정장치를 제17도를 사용하여 설명한다. 제15도에 도시한 제4실시예의 온도측정장치와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략 또는 간략히 한다.
본 실시예에서는 반도체 기판 6이 챔버 4에 수납되어 있고 챔버 4의 광학창 11a, 11b를 거쳐서 레이저광을 입사 또는 출사하고 있다. 양쪽의 면이 평행의 광학창 11a, 11b를 챔버 4의 개구에 대하여 기울여서 부착하여, 레이저광의 광축에서 기울어 있다.
이 때문에, 광학창 11b의 내측의 면으로 반사한 레이저광은 소명멸하고, 광학창 11a, 11b 사이를 반사하여도 광로 h2를 통하여 반사광에 의해 광간섭을 생기는 일은 없다.
이와 같이 본 실시예에 의하면, 광학창간의 반사광에 의한 광간섭이 생기지 않으므로 간섭광의 강도의 레벨이 온도보다 변화하는 일이 없고, 엄밀하게 온도측정을 할 수 있고, 보다 고정도한 온도측정장치를 실현할 수가 있다.
[제6실시예]
다음에, 본 발명의 제6실시예에 의한 온도측정장치를 제18도를 사용하여 설명한다. 제17도에 도시한 제5실시예의 온도측정장치와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략 또는 간략히 한다.
본 실시예에서는 한쪽면이 기울어진 형상의 광학창 11a, 11b를 사용하여 내측의 면이 레이저광의 광축에 대하여 기울고, 외측의 면이 챔버 4의 외주면과 일치하도록 챔버 4의 개구에 대하여 부착하고 있다.
이 때문에, 광학창 11b의 내측의 면으로 반사한 레이저광은 소멸하여 광학창 11a, 11b 사이를 반사하여도 광로 h2를 통하여 반사광에 의해 광간섭이 생기는 일이 없다. 더구나, 광학창 11a, 11b의 외측의 면은 챔버 4의 외주면과 일치하고 있으므로 정도(精度)좋게 부착된다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 광학창간의 반사광에 의한 광간섭이 생기지 않으므로 간섭광의 강도의 레벨이 온도보다 변화하는 일이 없이 엄밀하게 온도 측정할 수 있고, 보다 고정도한 온도측정장치를 실현할 수가 있다.
[제7실시예]
다음에, 본 발명의 제7실시예에 의한 온도측정장치를 제19도를 사용하여 설명한다. 제17도에 도시한 제5실시예의 온도측정장치와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략 또는 간략히 한다.
제3 내지 제6실시예에서는 반도체 기판 6의 투과광을 사용하여 온도 측정하는 온도측정장치이었으나, 본 실시예의 온도측정장치에서는 반도체 기판 6의 반사광에 의한 간섭광의 강도변화에 의해 온도측정하고 있다.
본 실시예에서는 반도체 기판 6의 챔버 4에 수납되어 있고 챔버 4의 상면의 개구에 부착된 광학창 12a, 12b를 거쳐서 레이저광을 입사 또는 출사하고 있다. 광학창 12a, 12b의 각면을 챔버 4의 외주면에 일치하도록 부착함으로써 광학창 12a, 12b의 각면을 레이저광의 광축에 대하여 기울도록 하고 있다.
이 때문에, 광학창 12b의 외측면에서 반사한 레이저광은 소멸하여 광학창 12a, 12b 사이를 반도체 기판 6을 거쳐서 반사하는 반사광에 의해 광간섭이 생기는 일은 없다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면 광학창간의 반사광에 의한 광간섭이 생기지 않으므로 간섭광의 강도의 레벨이 온도보다 변화하는 일이 없이 엄밀하게 온도측정 할 수 있고, 보다 고정도한 온도측정장치를 실현할 수가 있다.
[제8실시예]
다음에, 본 발명의 제8실시예에 의한 온도측정장치를 제20도 내지 제23도를 사용하여 설명한다. 제20도에 본 실시예에 의한 온도측정장치의 구성을 도시하고 제21도 및 제23도에 본 실시예에 의한 온도측정장치의 동작원리를 표시한다. 제1도에 도시한 제1실시예의 온도측정장치와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략 또는 간략히 한다.
상술한 바와 같이 종래의 온도측정장치에서는 간섭광의 강도가 적어도 1주기 변화하여, 그 극대치와 극소치를 얻게 될 때까지 실질적으로 온도측정을 행할 수가 없다. 그러나, 미리 간섭광 강도의 극대치를 극소치를 얻어두면 신속히 온도측정을 개시할 수가 있다.
본 실시예에서는, 온도측정 전에, 반도체 기판 6에 대한 레이저광의 입사각을 변화함으로써, 간섭광의 강도가 적어도 1주기 벗어나도록 하여, 간섭광도의 극대치와 극소치를 예측한다.
제21도에 있어서, A1, A2는 광원으로부터의 입사광에서, B1, B2는 반도체 기판 6의 표면에서의 반사광으로, C1, C2는 반도체 기판 6의 이면에서의 반사광이다. 반도체 기판 6으로부터의 표면반사광 B1, B2와 이면반사광 C1, C2와는 광로차 L에 따라 간섭을 일으킨다.
이 광로차 L은 반도체 기판 6의 두께를 d, 굴절율을 n, 입사각을 θ로 하면, 다음 식으로 표현된다.
L = 2d(n2-sin2θ)1/2
지금, 입사광 A1의 입사각이 θ′(=θ+△θ), 입사광 A2의 입사각이 θ이라고 하면, 각 입사각의 레이저광의 광로차 L1, L2는
L1 = 2d(n2-sin2θ′)1/2
L2 = 2d(n2-sin2θ′)1/2
로 되므로, 2개의 광로차 L1, L2의 차 △L은
△L = L2-L1
= 2d{(n2-sin2θ)1/2-(n-sin2θ′)1/2)
로 된다. 적어도 이 차 △L이 측정광의 1/2파장(λ/2) 벗어났을 때에 간섭상태는 1주기분이 벗어난다. 따라서, 차 △L이 최대 λ/2 벗어났을 때에 간섭광 강도의 극대치와 극소치를 얻을 수 있고, 온도 변화시의 간섭광 강도의 극대치와 극소치를 미리 알 수가 있다.
상기 식에 있어서, △L에 λ/2를 대입하고, θ′에 θ+△θ를 대입하면, 다음 식과 같이 된다.
λ/2 ≤ 2d{(n2-sin2θ)1/2-(n2-sin2(θ+△θ))1/2} 그리하여, 이 식을 △θ에 대하여 풀면 다음 식과 같이 된다.
△θ ≥ sin-1[n2-{(n2-sin2θ)1/2-λ/4d)2]1/2-θ
따라서, 레이저광의 입사각 θ를 △θ만큼 변화시키면, 간섭광 강도의 극대치와 극소치를 미리 알 수가 있다.
본 실시예의 온도측정 장치는 상술한 원리에 의하여, 레이저광의 입사각을 변화하는 것이 가능한 구성으로 되어 있다. 제20도에 도시한 바와 같이 콜리메이트 광학부 3을 반도체 기판 6의 레이저광의 입사위치를 중심으로 하여 회전 가능하고, 반도체 기판 6에 대한 레이저광의 입사각을 변화할 수 있도록 시킬 수가 있다.
광수광기 7로 반사광을 수광할 수 있도록 콜리메이트 광학부 3의 회전에 동기(同期)하여 반도체 기판 6의 레이저광의 입사위치를 중심으로서 하여 회전하도록 한다.
본 실시예의 온도측정장치에 의한 온도측정방법에 대하여 설명한다.
먼저, 온도측정하기 전에 반도체 레이저 1에서 출사한 레이저광을 히터 5상에 재치된 반도체 기판 6에 대하여 조사한다. 콜리메이트 광학부 3을 최초는 실선의 위치로 하여 레이저광을 조사하고, 이어서 반도체 기판 6에서 레이저광의 입사위치를 변화하지 않도록 하여 콜리메이트 광학부 3을 서서히 회전하고, 레이저광의 입사각 θ를 서서히 증가시킨다. 레이저광의 입사각이 △θ 증가하기까지 콜리메이트광학부 8을 회전한다. 이때, 광수광기 7을 반도체 기판 6으로부터의 반사광을 수광될 수 있도록 레이저광의 입사위치를 중심으로 하여 회전한다.
이와 같이, 콜리메이트 광학부 8을 레이저광의 입사위치를 중심으로 하여 회전하고 레이저광의 입사각 θ을 증가시키면 광수광기 7에 의해 수광한 간섭광의 강도 I는 제22도에 도시하는 바와 같이 주기적으로 증감한다. 상술한 △θ만큼 입사각 θ을 증가시키면 간섭광의 강도 I는 적어도 1주기는 증감하므로, 간섭광 강도의 극대치 Imax와 극소치 Imin을 알 수가 있다. 그리하여 간섭광 강도의 극대치 Imax와 극소치 Imin을 기억해 둔다. 여기까지의 처리를 실제의 온도측정에 앞서 행하여 둔다.
반도체 기판 6의 온도를 측정하는 경우에는 소정의 입사각에서 레이저광을 입사하도록 콜리메이트 광학부 8의 위치를 고정하고, 광수광기 7을 반도체 기판 6으로부터의 반사광을 수광되는 위치를 고정한다. 이와 같이 콜리메이트 광학부 8과 광수광기 7의 위치를 고정한 상태에서 간섭광의 강도를 측정한다. 이때 간섭광 강도의 극대치 Imax와 극소치 Imin은 이에 알고 있으므로 측정치가 온도변화에 수반하여 정현파상으로 변화하는 간섭광 강도곡선의 어디에 위치하는지를 예측할 수가 있다. 즉, 온도측정을 개시함과 즉시 간섭광 강도곡선에 있어서의 현재의 측정치의 위상을 알 수 있다.
한편, 간섭광 강도 곡선이 1주기의 변화에 상당한 온도변화량 △T(T)[℃]는 미리 알고 있으므로, 반도체 기판 6의 온도가 변화하여 간섭광 강도의 측정치가 변화하면 간섭광 강도곡선에 있어서의 위상변화량을 알 수 있고, 그 결과 온도변화량을 알 수 있다. 따라서, 반도체 기판 6의 온도는 가열개시시의 온도와 온도변화량에 의해 간섭광 강도의 측정개시시로부터 즉시 온도측정이 가능하게 된다.
제23도에 간섭광 강도의 변화에 대하는 본 실시예에 의한 온도측정결과를 이때까지의 측정방법에 의한 온도측정 결과와 비교하여 도시한다. 제23도 중에 본 측정시의 간섭광 강도의 극대치와 극소치를 도시한다. 지금까지 측정방법으로는 간섭광 강도의 극대치 및 극소치가 얻어진 후에 처음으로 측정이 가능하게 되고, 그것은 측정개시 시에서 0.85초 후이었다. 이후, 그 만큼의 온도오차가 생긴다. 한편, 본 실시예에 의한 측정방법으로는 미리 극대치 및 극소치가 측정되어 있으므로, 측정개시와 동시에 온도변화를 측정할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면 간섭광 강도의 극대치와 극소치가 얻어지기까지 온도변화 하는 일이 없이 간섭광의 강도의 측정개시 시부터 온도 측정할 수가 있다.
또한, 제20도에 도시한 온도측정장치에서는 콜리메이트 광학부 3의 위치의 변화에 따라 광수광기 7의 위치를 변화시켰으나 제24도에 도시한 바와 같이 수광범위가 좁은 광수광기 7의 대신 수광범위가 넓은 다이오드 어레이 17을 사용하여도 좋다. 이와 같이 하면 수광계의 위치를 변화하지 않아도 좋다.
다음에, 본 실시예에 의한 온도측정장치의 변형예를 제25도 내지 제27도를 사용하여 설명한다. 제25도 내지 제27도에서는 설명을 간단히 하기 위하여 반도체 기판 6에 대한 조사계와 수광계 만을 도시하고 있다.
본 실시예의 온도측정장치의 제1변형예를 제25(a)도, (b)도에 표시한다.
본 변형예에서는 피측정물인 반도체 기판 6상측에, 그 광축이 수직의 볼록렌즈 13을 설치하고 있다. 볼록렌즈 13의 초점이 반도체 기판 6의 측정점에 일치하도록 배치하고, 조사광도 반사광도 볼록렌즈 13을 경유하도록 되어 있다. 볼록렌즈 13상측의 좌측에 조사계를 설치하고 우측에 수광계를 설치한다.
제25(a)도에 도시하는 온도측정 장치에서는 볼록렌즈 13상측의 좌측에 콜리메이트 광학부 3을 설치하고 우측에 광수광기 7을 설치한다. 콜리메이트 광학부 3에서 볼록렌즈 13의 광축방향으로 레이저광을 출사하면, 레이저광은 볼록렌즈 13에 의해 굴절되어 반도체 기판 6의 측정점에 입사한다. 반도체 기판 6으로부터의 반사광은 볼록렌즈 13에 의해 광축방향으로 굴절되고, 광수광기 7에 의해 수광된다.
콜리메이트 광학부 3을 좌우로 평행 이동함으로써 반도체 기판 6의 측정점에 대한 입사각을 변화할 수가 있다. 이때, 광수광기 7도 콜리메이트 광학부 8의 평행이동에 동기하여 좌우로 평행 이동된다.
제25(b)도에 도시한 온도측정장치에서는 수광범위가 좁은 광수광기 7 대신에 수광범위가 넓은 다이오드 어레이 17을 이용하고 있다. 이와 같이 하면, 수광계의 위치를 변화하지 않아도 좋다.
본 실시예의 온도측정장치의 제2변형예를 제26(a)도, (b)도에 표시한다.
본 변형예에서는 조명계에 미러 14와 볼록렌즈 15을 추가하여, 수광계에 볼록렌즈 16을 추가하고 있다. 미러 14는 회전 가능하고, 그 회전축에 콜리메이트 광학부 3으로부터의 레이저광이 조사하도록 배치되어 있다. 볼록렌즈 15는 미러 14에 의한 반사광이 항시 반도체 기판 6의 측정점에 입사하도록 초점거리나 설치위치가 선택된다. 볼록렌즈 16은 입사각도가 변화해도 반도체 기판 6으로부터의 반사광의 항시 광수광기 7에 의해 수광되도록 초점거리나 설치위치가 선택된다.
제26(a)도에 도시하는 온도측정장치에서는 콜리메이트 광학부 3에서 출사된 레이저광은 미러 14에 의해 반사되고, 볼록렌즈 15에 의해 굴절되어 반도체 기판 6의 측정점에 입사한다. 반도체 기판 6으로부터의 반사광은 볼록렌즈 16에 의해 굴절되고 광수광기 7에 의해 수광된다.
미러 14을 회전함으로써 반도체 기판 6의 측정점에 대하는 입사각을 변화할 수가 있다. 이때, 반사각을 변화하나, 항시 광수광기 7에 입사하도록 볼록렌즈 16에 의해 굴절된다.
제26(b)도에 도시하는 온도측정장치에서는 수광범위가 좁은 광수광기 7의 대신 수광범위가 넓은 다이오드 어레이 17을 사용하고 있다. 이와 같이 하면, 수광계의 위치를 변화하지 않아도 좋다.
본 실시예의 온도측정장치의 제3변형예를 제27(a)도, (b)도에 도시한다.
본 변형예에서는 반도체 기판 6의 일측에 조명계를 설치하고, 타측에 수광계를 설치하고 있다. 조사계에서 출사된 레이저광은 반도체 기판 6에 입사되고, 그 투과광을 수광계로 수광한다.
제27(a)도에 도시하는 온도측정장치에서는 반도체 기판 6의 상방좌측 조명계의 콜리메이트 광학부 3이 설치되고 반도체 기판 6의 하방우측에 수광계의 광검출기 7이 설치되어 있다.
콜리메이트 광학부 3은 반도체 기판 6의 측정점을 중심으로서 회전하고 반도체 기판 6에서 입사위치를 변화하는 일이 없이 레이저광의 입사각을 변화한다. 입사각의 변화에 의해 투과광의 출사각도를 변화하나, 광수광기 7도 반도체 기판 6의 측정점을 중심으로 하여 회전하도록 하여서, 광수광기 7에 의한 투과광을 항시 수광하도록 한다.
제27(b)도에 도시한 온도측정장치에서는 수광범위가 좁은 광수광기 7 대신에 수광범위의 넓은 다이오드 어레이 17을 사용하고 있다. 이와 같이 하면, 수광계의 위치를 변화하지 않아도 좋다.
[제9실시예]
다음에, 본 발명의 제9실시예에 의한 온도측정장치를 제28도 내지 제31도를 사용하여 설명한다. 제28도에 본 실시예에 의한 온도측정장치의 구성을 도시한다. 제1도에 도시한 제1실시예의 온도측정장치와 동일 또는 유사의 구성요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략 또는 간략히 한다.
피측정물인 실리콘이나 GaAs 등의 반도체 기판 6의 경우, 온도상승에 수반하지 않는 광의 흡수단 파장의 장파장측에 쉬프트하는 특성을 가지고 있다. 그 때문에 반도체 기판의 온도가 상승하여 그 수납단 파장이 사용하고 있는 레이저광의 파장에 가까워지면 반도체 기판 6에 의해 레이저광이 수납되어 버려서 정확히 온도측정이 될 수 없게 된다.
본 실시예에서는 문제점을 해결하기 위한, 반도체 기판 6에 조사하는 레이저광의 강도를 반도체 기판 6의 온도에 의하여 변화하도록 하여 온도가 상승하여 반도체 기판 6에 있어서 레이저광의 수납율이 크게되더라도 정확히 온도 측정될 수 있다.
본 실시예에 의한 온도측정 장치에서는 제28도에 도시와 같이 피측정물인 반도체 기판 6은 석영관의 챔버 4내에 수납되어 있다. 챔버 4의 중앙부에는 원통형의 백금히터 5가 설치되어 있다. 백금히터 5에 의해 반도체 기판 6이 가열된다.
온도 측정된 반도체 기판 6으로서는 두께 약 0.5mm의 실리콘 기판을 사용하였다. 또한, 반도체 기판 6으로서는 실리콘 기판 외에 GaAs 기판 InP 기판 등의 다른 반도체 기판이라도 좋다.
반도체 레이저 1에는 펄스 전원 11이 접속되어 있다. 펄스 전원 11은 예를 들면 50Hz의 펄스전류를 공급하고 이에 의하여 반도체 레이저 1로부터는 펄스 상의 레이저광이 출사된다. 본 실시예에서는 반도체 레이저 1로서 NEC 제 NDL 5600(파장 약 1310nm; 출력 약 0.5mW)을 사용하였다.
펄스전원 11에는 컴퓨터 10이 접속되어 있다. 컴퓨터 10에 의해 펄스 전원 11에서 출력되는 펄스전류의 크기가 제어된다. 이에 의하여 반도체 레이저 1에서 출사되는 레이저광의 강도가 제어된다.
반도체 레이저 1에서 출사되는 펄스 상의 레이저광은 광 섬유 2를 경유하여 콜리메이트 광학부 3에 유도된다. 펄스 상의 레이저광은 콜리메이트 광학부 3에 평행광선속으로 되고, 챔버 4내의 반도체 기판 6에 조사된다.
반도체 기판 6에 의한 투과광은 광수광기 7에 의해 수광된다. 광수광기 7에 의해 수광된 수광신호는 데이터 신호선 8을 거쳐서 A/D 변환 유니트 9에 운송된다. A/D 변환 유니트 9는 수광신호를 디지털 신호로 변환하여 컴퓨터 10에 출력한다.
컴퓨터 10은 입력된 디지털 수광신호에서 투과광에 의한 간섭광의 강도변화를 계산하고, 계산결과에 의하여 측정온도와 동시에 온도 변화방향을 결정한다.
컴퓨터 10은 측정온도에 의하여 펄스전원 11에서 출력된 펄스 전류의 크기를 제어하여, 반도체 레이저 1에서 출사되는 레이저광의 강도를 제어한다. 본 실시예에서는 기판온도로서 온도측정장치에 의한 측정결과를 사용한다.
본 실시예의 온도측정장치에 의한 측정결과를 제29도에 도시한다.
반도체 기판 6의 실리콘 기판으로서의 파장이 1310nm의 레이저광을 이용한 경우 기판온도가 약 500℃를 넘으면 실리콘 기판의 수납율이 커진다. 그리하여, 본 실시예에서는 제29도에 도시하는 바와 같이 반도체 레이저 1에서 출사된 레이저광의 강도를 변화시킨다. 즉, 제29도에 도시한 바와 같이 기판온도 T가 500℃ 이하에서는 레이저광의 강도 I을 일정하게 하여 기판온도 T가 500℃를 넘으면 레이저광의 강도 I가, 다음 식
I=1+(T-500)×0.02
에 따라 강하게 되도록 펄스 전원 11을 제어한다.
그 결과, 기판온도가 500℃를 넘어서 실리콘 기판이 수납율이 커지더라도, 레이저광의 강도를 강하게 했으므로 제29도에 도시한 바와 같이 실리콘 기판을 투과하는 간섭광의 강도는 감소하지 않고 정확한 온도측정을 행할 수가 있다. 측정결과에 의하면 제29도에 도시한 바와 같이 약 600℃정도까지 실리콘 기판의 온도를 측정할 수가 있었다.
제30도에 비교예로서 레이저광의 강도를 변화시키지 않았던 경우의 측정결과를 도시한다. 기판온도가 500℃를 넘으면 실리콘 기판의 수납율이 커져서 실리콘 기판을 투과하는 간섭광의 강도가 감소한다. 그 결과, 간섭광의 최대치와 최소치의 차가 작아져서 약 570℃정도로 온도측정이 불가능하게 되었다.
제28도에 도시한 온도측정 장치에서는 펄스전원 1을 제어하므로 기판온도로서 온도측정장치에 의해 측정된 측정온도를 사용했으나 다른 수단에 의한 측정결과를 사용해도 좋고, 백금 히터에 의해 가열 제어할 때의 제어온도를 사용해도 좋다.
제31도에 펄스 전원 1을 제어하기 위하여, 열전쌍에 의해 측정한 반도체 기판 6의 기판온도를 사용한 온도 측정장치를 도시한다. 제28도에 도시한 온도측정장치와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 한다.
제31도의 온도측정장치에서는, 반도체 기판의 기판 온도를 측정하기 위하여 열전쌍 30을 설치하고 있다. 열전쌍 30에 의한 검출신호는 열전쌍 측정회로 31에 의해 아날로그의 온도측정 신호로 된다. 열전쌍 측정회로 31로부터의 온도측정신호는 A/D 변환 유니트 9에 의해 디지털 신호로 변환되어, 컴퓨터 10에 출력된다.
컴퓨터 10은 열전쌍 30에 의해 측정된 기판 온도에 의하여 펄스 전원 11에서 출력되는 펄스 전류의 크기를 제어하여 반도체 레이저 1에서 출사되는 레이저광의 강도를 제어한다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 반도체 기판에 조사하는 레이저광의 강도를 반도체 기판의 온도가 높아짐에 따라 강하게 했으므로 반도체 기판의 온도가 높아져도 정확한 온도 측정을 할 수가 있다.
[제10실시예]
다음에, 본 발명의 제10실시예에 의한 온도측정장치를 제32도 내지 제38도를 이용하여 설명한다. 제32도에 본 실시예에 의한 온도측정장치의 구성을 표시한다. 제12도에 도시하는 제3실시예의 온도측정장치와 동일 또는 유사의 구성요소에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략 또는 간략히 한다.
제9실시예에서는 컴퓨터 10에 의해 펄스 전원 11을 제어하여 반도체 레이저 1에서 출사되는 레이저광의 강도를 변화했으나, 반도체 레이저 1의 발진강도를 전류치에 의해 안정되게 제어하는 것은 반드시 용이하지는 않다. 그리하여, 본 실시예에서는, 반도체 레이저 1의 발파강도를 항시 강하게 일정하게 하여 반도체 기판 6의 기판 온도가 낮을 때만 감광하도록 한다. 콜리메이트 광학부 3과 챔버 4내의 사이에 감광판 32를 설치하고, 콜리메이트 광학부 3에 의해 평행광선속으로 된 펄스 상의 레이저광을 감광하고, 챔버4의 반도체 기판 6에 조사한다. 본 실시예에서는, 감광판 32로서 복수종류의 감광판의 것을 준비하고, 컴퓨터 10의 제어에 의해 자동적으로 교환하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 감광판 32의 교환기구에 대하여는 도시를 생략한다.
반도체 레이저 1에서 출사된 펄스 상의 레이저광은 광 섬유 2를 경유하여 콜리메이트 광학부 3에 유도된다. 펄스 상의 레이저광은, 콜리메이트 광학부 3에 의해 평행광선속으로 되고, 감광판 32에 의해 감광되어서, 챔버 4내의 반도체 기판 6에 조사된다.
반도체 기판 6에 의한 투과광은, 광수광기 7에 의해 수광된다. 광수광기 7에 의해 수광된 수광신호는 데이터 신호선 8을 경유하여 A/D 변환 유니트 9에 전송된다. A/D 변환 유니트 9는 수광 신호로를 디지털 신호로 변환하여, 컴퓨터 10에 출력한다. 컴퓨터 10은, 입력된 디지털 수광 신호에서, 투과광에 의한 간섭광의 강도변화를 계산하고, 그 계산결과에 의하여 측정온도와 동시에 온도 변화 방향을 결정한다.
컴퓨터 10은 측정온도에 의하여 감광판 32의 종류를 교환한다. 즉, 특정 온도가 낮은 사이는 감광판의 큰 감광판 32를 사용하여, 측정온도가 높아짐에 따라 감광판의 작은 감광판 32에 교환한다.
반도체 기판 6이 실리콘 기판으로서 파장이 1310nm의 레이저광을 사용한 경우, 기판온도가 높아지면 실리콘 기판의 흡수율이 커진다. 그리하여 본 실시예에서는 반도체 레이저 1에서 출사되는 레이저광의 강도를 실리콘 기판이 600℃ 이상으로도 충분한 온도 측정이 가능한 정도로 강하게 하고, 기판 온도가 낮은 경우에는 감광판 32에 의해 감광하도록 한다. 감광판 32로서 기판온도가 50℃이하에서는 감광도가 80%의 감광판 A를 사용하여 기판온도가 500~600℃사이는 감광도가 60%의 감광판 B를 사용하여 기판온도가 600℃이상에서는 감광도가 40%의 감광판 C를 사용한다. 이에 의하여 반도체 기판 6이 조사되는 레이저광의 강도를 단계적으로 변화시킨다.
본 실시예의 온도측정장치에 의한 온도결과를 제33도에 표시한다. 측정 온도가 500℃ 이하에서는 감광판 A에 의해 감광한 레이저광을 반도체 기판 6에 조사한다. 측정 온도가 낮은 사이는 충분한 강도의 간섭광이 얻어지나 측정 온도가 500℃ 가까이되면, 실리콘 기판의 흡수율이 커져서 실리콘 기판을 투과하는 간섭광의 강도가 감소한다. 그 결과, 제33도에 표시하는 바와 같이 간섭광의 최대치와 최소치의 차가 작게되어 온도측정이 곤란하게 되어간다. 측정온도가 500℃로 되면, 감광판 32를 감광도가 작은 감광판 B로 교환한다. 그에 의하여 실리콘 기판에 조사된 레이저광의 강도가 강해져서 실리콘 기판의 흡수율이 커져도 충분한 강도의 간섭광이 얻어지고 온도 측정을 계속할 수가 있다 그러나, 측정 온도가 600℃가 가깝게 되면 실리콘 기판의 흡수율이 커져서 실리콘 기판을 투과하는 간섭광의 강도가 감소한다.
그 결과, 제33도에 도시한 바와 같이 간섭광의 최대치와 최소치가 작아져서 온도 측정이 곤란하게 되어간다.
측정온도가 600℃로 되면 감광판 32를 감광도의 보다 작은 감광판 C로 교환한다. 그에 의하여 실리콘 기판에 조사된 레이저광의 강도가 강해져서 실리콘 기판의 흡수율이 커지더라도 충분한 강도의 간섭광이 얻어지고 온도 측정을 계속할 수가 있다.
제33도에 도시한 측정 결과에 의하면, 약 630℃ 정도까지 실리콘 기판의 온도를 측정할 수가 있었다.
제34도에 비교예로서 레이저광의 강도를 변화시키지 않았던 경우의 측정결과를 도시한다. 기판 온도가 500℃를 넘으면, 실리콘 기판의 흡수율이 커져서 실리콘 기판을 투과하는 간섭광의 강도가 감소한다. 그 결과, 간섭광의 최대치와 최소치의 차가 작아져서 약 570℃ 정도에서 온도 측정이 불가능하게 되었다.
제32도에 도시한 온도측정장치에서는, 펄스 전원 1을 제어하기 위하여 기판 온도를 온도측정장치에 의해 측정된 측정 온도를 사용했으나, 다른 수단에 의한 측정 결과를 사용해도 좋고, 히터 5에 의해 가열 제어할 때의 제어온도를 사용해도 좋다.
다음에, 본 실시예에 의한 온도 측정 장치의 변형예를 제35도 내지 제38도를 사용하여 설명한다.
본 실시예의 온도측정장치의 제1변형예를 제35도에 도시한다.
본 변형예에서는, 챔버 4와 광수광기 7과의 사이에 감광판 32를 설치하고 반도체 기판 6을 투과한 간섭광을 감광하고 광수광기 7에 의해 수광하고 있다. 본 변형예에 있어서도 감광판 32로서 복수종류의 감광판의 것을 준비하고, 컴퓨터 10의 제어에 의해 자동적으로 교환하는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
본 실시예의 온도측정장치의 제2변형예를 제36도에 도시한다.
상기 실시예는 반도체 기판 6의 투과광을 사용하여 온도 측정하는 온도측정장치이었으나, 본 변형예의 온도측정장치는 반도체 기판 6의 반사광에 의한 간섭광의 강도변화에 의해 온도측정을 하는 것이다. 반사광에 의해 온도 측정하는 경우에도, 반도체 기판 6의 하면에 반사하는 반사광은, 온도가 높아지면 반도체 기판 6에 의해 흡수되어 버려서 정확한 온도측정이 될 수 없게 된다.
본 변형예에서는, 콜리메이트 광학부 3과 반도체 기판 6의 사이에 감광판 32를 설치하고 콜리메이트 광학부 3에 의해 평행광선속으로 된 펄스 상의 레이저광을 감광하고 챔버 4 내의 반도체 기판 6에 조사한다. 본 변형예에 있어서도 감광판 32로서 복수종류의 감광도의 것을 준비하고 컴퓨터 10의 제어에 의해 자동적으로 교환하는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
본 실시예의 온도측정장치의 제3변형예를 제37도에 도시한다.
본 변형예에서는 반도체 기판 6과 광수광기 7과의 사이에 감광판 32를 설치하고 반도체 기판 6의 반사광에 의한 간섭광을 감광하고 광수광기 7에 의해 수광하고 있다. 본 변형예 있어서도 감광판 32로서 복수종류의 감광도의 것을 준비하고, 컴퓨터 10의 제어에 의해 자동적으로 교환하는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
본 실시예의 온도측정장치의 제4변형예를 제38도에 도시한다.
본 변형예의 온도측정장치도 반도체 기판 6의 반사광에 의한 간섭광의 강도 변화에 의해 온도 측정하는 것이다.
반도체 레이저 1 및 콜리메이트 광학부 3은 반도체 기판 6이 수납된 챔버 4의 바로 위에 배치되어 있다. 콜리메이트 광학부 3에 의해 평행광선속으로 된 펄스 상의 레이저광은, 빔 스플리터 33으로 감광판 32에 입사되고 감광판 32에 의해 감광되어 챔버 4내의 반도체 기판 6에 조사된다.
반도체 기판 6에 의한 반사광은 다시 감광판 32에 의해 감광되어 빔 스플리터 33에 입사된다. 입사된 레이저광은 빔 스플리터 33에 의해 분기되고 광수광기 7에 의해 수광된다. 광수광기 7에 의해 수광된 수광 신호는 데이터 신호 8, A/D 변환 유니트 9를 컴퓨터 10에 입력된다.
컴퓨터 10은 입력된 디지털 수광신호에서, 반사광에 의한 간섭광의 강도 변화를 계산하고, 그 계산 결과에 의하여 측정 온도와 동시에 온도변화 방향을 결정한다.
컴퓨터 10은 측정 온도에 의하여 감광판 32의 종류를 교환한다. 즉, 측정온도가 낮은 사이는 감광판의 큰 감광판 32를 사용하여 측정온도가 높아짐에 따라 감광도가 작은 감광판 32로 교환한다.
본 변형예에서는, 콜리메이트 광학부 3을 출사하여 광수광기 7에 도달할 때까지 감광판 32에 2회 투과되므로, 감광판 32의 감광도를 상술한 실시예의 1/2로 한다.
또, 감광판 32는 감광도를 연속적으로 변화할 수 있는 것을 사용하여도 좋다.
이와 같이 본 실시예에 의하면 반도체 레이저의 발파 강도를 항시 강하게 하여 반도체 기판의 기판 온도가 낮은 때에 감광하도록 하여, 반도체 기판에 의한 간섭광의 강도가 약해지지 않도록 했으므로, 반도체 기판의 온도가 높아져도 정확한 온도측정을 할 수가 있다.
[제11실시예]
다음에, 본 발명의 제11실시예에 의한 온도측정장치를 제39도 내지 제42도를 사용하여 설명한다. 제39도에 본 실시예에 의한 온도측정장치의 구성을 표시하고 제40도 및 제41도에 본 실시예의 온도측정장치에 의한 온도측정방법을 표시한다.
본 실시예에 의한 온도측정장치는 제39(a)도에 도시한 바와 같이 2개의 온도 측정계 A, B에 의해 구성되어 있다.
한쪽의 온도 측정계 A는 반송아암 40에 의해 반송되는 반도체 기판 6의 온도를 측정한다. 온도측정계 A는 반송아암 40의 이동에 따라 항시 반도체 기판 6의 소정의 측정점의 온도를 측정한다. 펄스 상의 레이저광은 콜리메이트 광학부 41에 의해 평행광선속으로 되고 반도체 기판 6에 조사된다. 반도체 기판 6의 반사광은 광수광기 42에 의해 수광된다.
다른 쪽의 온도측정계 B는, 챔버 43내의 스테이지 44에 재치된 반도체 기판 6의 온도를 측정한다. 온도측정계 B는, 반송되어 재치되었을 때에 반도체 기판 6의 소정의 측정점이 위치하는 측정점의 온도를 측정한다. 펄스 상의 레이저광은 콜리메이트 광학부 45에 의해 평행광선속으로 되고 반도체 기판 6에 조사된다. 반도체 기판 6의 반사광은 광수광기 46에 의해 수광된다.
이와 같이 온도측정계 A에서는 반송 중의 반도체 기판 6의 소정의 측정점의 온도를 측정하고, 온도측정계 B에서는 처리 중의 반도체 기판 6의 마찬가지의 측정점의 온도를 측정한다.
본 실시예에서는 제39(b)도에 도시한 바와 같이 양쪽의 온도측정계 A와 온도측정계 B에 있어서 공통의 레이저광을 사용한다. 반도체 레이저 48에는 펄스 전원 47이 접속되어 있다. 펄스 전원 47에는 컴퓨터 50이 접속되어 있다.
컴퓨터 50에 의해 펄스 전원 47에서 출력되는 펄스 전류가 제어된다. 반도체 레이저 48에서 출시된 펄스 상의 레이저광은 광분기 커플러 49에 의해 2개의 레이저광에 분기된다. 분기된 레이저광은 온도측정계 A와 온도측정계 B에 공급된다.
분기된 레이저광은 각각 온도측정계 A, B의 콜리메이트 광학부 41, 45에 의해 평행광선속으로 된다. 온도측정계 A, B의 광수광기 42, 46은 각각 반도체 기판 6에서 반사된 간섭광을 수광한다.
온도측정계 A, B의 광수광기 42, 46에 의해 수광된 수광신호는 컴퓨터 50에 입력된다. 컴퓨터 10은 입력된 수광신호에서 반사광에 의한 간섭광의 강도변화를 계산하고 그 계산결과에 의하여 측정온도와 함께 온도변화 방향을 결정한다.
다음에 본 실시예의 온도측정장치에 의한 온도측정방법에 대하여 제40도 및 제41도를 사용하여 설명한다.
최초에 반도체 기판 6을 반송아암 40에 의해 챔버 43내에 반입하는 경우의 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 반송아암 40에 반송할 반도체 기판 6을 재치한다. 온도측정계 A에 의해 반도체 기판 6의 측정점의 온도를 측정한다.(제40(a)도).
다음에, 반송아암 40에 의해 반도체 기판 6을 챔버 43내에 스테이지 44상에 재치한다. 온도측정계 A에 의한 반도체 기판 6의 온도측정을 속행하면서 반도체 기판 6이 스테이지 44에 재치되면, 온도측정계 B에 의해 반도체 기판 6의 온도측정을 개시한다(제40(c)도). 온도측정계 B에 의해 측정온도의 초기치를 온도측정계 A에 의한 측정온도에 의해 보정한 후 반도체 기판 6의 온도측정은 온도측정계 B에 이어지게 된다.
다음에, 반송 아암 40을 챔버 43에서 퇴출한다(제40(d)도).
스테이지 44 상에 재치된 반도체 기판 6에 대하여 소정의 처리가 되게 된다. 처리 중에는 온도측정계 B에 의해 이어서 반도체 기판 6이 온도 측정된다.
이와 같이하여, 반도체 기판 6을 반송아암 40에 의해 챔버 43에 반입된 경우에도, 반도체 기판 6의 소정의 측정점의 온도를 연속하여 측정할 수가 있다.
다음에, 반도체 기판 6을 반송아암 40에 의해 챔버 43에서 반출하는 경우의 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 챔버 43 내에서 반도체 기판 6이 처리되어 있는 사이는 온도측정계 B에 의해 스테이지 44에 재치된 반도체 기판 6의 소정의 측정점의 온도가 측정된다(제41(a)도).
다음에 반송아암 40에 의해 스테이지 44상의 반도체 기판 6이 파지(把持)된다. 온도측정계 B에 의한 반도체 기판 6의 온도 측정을 속행하면서 반도체 기판 6이 반송아암 40에 파지되면, 온도측정계 A에 의해 반도체 기판 6의 온도측정을 개시한다(제41(b)도). 온도측정계 A에 의한 측정온도의 초기치를 온도측정계 B에 의한 측정온도에 의해 보정한 후 반도체 기판 6의 온도측정은 온도측정계 A에 이어진다.
다음에, 반송아암 40에 의해 반도체 기판 6의 반출(搬出)을 개시하고(제41(c)도), 반도체 기판 6은 챔버 43내에서 반출된다(제41(d)도). 반송 중의 반도체 기판 6의 온도는 온도측정계 A에 의해 이어서 측정된다.
이와 같이 하여, 반도체 기판 6을 반송아암 40에 의해 챔버 43에서 반출하는 경우에도, 반도체 기판 6의 소정의 측정점의 온도를 연속하여 측정할 수가 있다.
더욱이, 제40도 및 제41도에 도시한 온도측정장치에서는, 온도측정계 A와 온도측정계 B와는 서로 측정계의 광로를 가로막지 않도록 배치하고 있다.
제42도에 본 실시예에 의한 온도측정장치를 복수의 처리실이 있는 클러스터 장치에 적용한 경우에 대하여 설명한다.
이 클러스터 장치에는 3의 처리실 51, 52, 53이 설치되어 있다. 이들 처리실 51, 52, 53은 공통의 진공실 54에 접해 있다. 이 진공실 54에 접하여 로드로크실 55가 더 설치되어 있다. 진공실 54 내에는 반도체 기판 6을 반송하기 위해 반송아암 56이 설치되어 있다. 반도체 기판 6은 반송아암 56에 의해 로드로크실 55를 경유하여 외부에서 반입되고 처리를 위하여 각 처리실 51, 52, 53에 집어넣고 꺼내어진다.
반송아암 56에는 이동하는 반도체 기판 6의 측정점의 온도측정이 되는 온도측정계 A가 설치되어 있다. 이 온도측정계 A는 반송 아암 56의 이동에 따라 항시 반도체 기판 6의 소정의 측정점의 온도를 측정한다.
각 처리실 51, 52, 53 로드로크실 55에는 고정한 측정점의 온도측정이 되는 온도측정계 B가 설치되어 있다. 이들 온도측정계 B는 처리실 51, 52, 53, 로드로크실 55에 재치된 반도체 기판 6의 측정점의 온도를 측정한다.
이와 같이, 반송아암 56에 온도측정계 A를 설치하고 처리실 51, 52, 53, 로드로크실 55에 각각 온도측정계 B를 설치해 두면, 반도체 기판 6의 움직임에 따라 연속한 온도측정이 가능하게 된다.
반도체 기판 6이 외부에서 로드로크실 55에 집어넣어지면, 당초 로드로크실 55에 설치된 온도측정계 B에 의해 온도 측정된다. 이어서, 반송아암 56에 의해 로드로크실 55에서 꺼내어지고 처리실 51, 52, 53에 반입되기까지는 반송아암 56에 설치된 온도측정계 A에 의해 온도 측정된다. 반도체 기판 6이 처리실 51, 52, 53에 처리되어 있는 동안은 처리실 51, 52, 53에 설치된 온도측정계 B에 의해 온도 측정된다. 처리실 51, 52, 53 사이를 이동하고 있는 동안은 반송아암 56에 설치된 온도측정계 A에 의해 온도 측정된다. 처리실 51, 52, 53에 있어서의 필요한 처리가 종료하고, 로드로크실 55에서 꺼낼 때까지는 로드로크실 55에 설치된 온도측정계 B에 의해 온도 측정된다.
이와 같이 하여, 클러스터 장치에 있어서 반도체 기판이 처리되어 있는 동안 기판온도를 연속하여 측정할 수가 있다.
더구나, 처리실, 반송아암, 로드로크실에는 온도측정계를 복수개 접지해도 좋다. 또한, 다른 원리에 의한 물리량을 측정하는 장치를 병용해도 좋다.
[제12실시예]
본 발명의 제12실시예에 의한 파장측정장치를 제43도 및 제46도를 사용하여 설명한다.
제43도에 본 실시예에 의하여 파장측정장치의 구성을 표시한다. 본 실시예의 파장측정장치에서는 반도체 레이저에서 출사되는 레이저광의 파장변화를 측정한다.
측정되는 반도체 레이저 101로서 예를 들면 NEC제 NDL5600(1310nm 광섬유 통신용의 InGaAsP 위상 쉬프트형 DFB-DC-PBH 레이저 다이오드; 출력 약 0.5mW)을 사용하였다. 다시, 반도체 레이저 101로서 10Hz이상의 펄스발진이 가능한 APC가 붙은 반도체 레이저를 사용하였다.
반도체 레이저 101에서 출사된 레이저광은 광섬유 102를 거쳐서 콜리메이트 광학부 103에 레이저광은 콜리메이트 광학부 103에 의해 평행광선속으로 되고, 기준물질 106에 조사된다. 레이저광의 파장은 미리 또는 측정시에 분광계에 의하여 측정한다. 또한, 레이저광의 광량변화는 측정시에 포토다이오드 등에 의하여 측정한다.
기준물질 106은 파장측정이 기준으로 되는 것으로서, 그 굴절율 n과 두께 L은 미리 다른 방법에 의해 정밀하게 측정해 둔다. 기준물질 106으로서는, 정확한 굴절율 n과 두께 L이 알고 있는 물질로서 충분한 강도의 투과광에 얻어지는 것이라면 어떠한 물질이라도 좋으나 상면 및 하면이 경면마무리 되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 실리콘 기판이나 GaAs 기판 InP 기판 등의 반도체 기판을 사용하여도 좋다.
또한, 기준물질 106으로서는 단체(單體)의 물질일 필요는 없고, 제44(a)도에 도시한 바와 같이 소정거리 L를 사이를 두고 2개의 평판 106a, 106b를 설치하고, 이들 평판 106a, 106b 사이에 이미 알고 있는 굴절율 n의 물질 106c를 충전하도록 해도 좋다. 물질 106c는 고체에서도 액체에서도 기체라도 좋고, 기체로서 대기를 사용해도 좋다.
더욱이, 기준물질 106으로서 제44(b)도에 도시한 바와 같이 평판 대신에 얇은 막 106d를 사용하여 그 얇은 막 106d 내에 물질 106c를 충전하도록 해도 좋다.
기준물질 106을 통과한 투과광은 광수광기 107에 의해 수광된다. 광수광기 107로서 하마마쓰호토닉스 사제 B4246(Ge 광기전력형소자)를 사용한다. 다시, 광수광기 107로서는 동작시간이 50μs이하인 것이 바람직하다.
광수광기 107에 의해 수광된 수광신호는 데이터 통신부 108을 경유하여 A/D 변환 유니트 109에 전송된다. A/D 변환 유니트는 아날로그 신호인 수광신호를 디지털 신호로 변환하고, 컴퓨터 110에 출력한다.
컴퓨터 110은 입력된 디지털 수광신호에서 투과광에 의한 간섭광의 강도변화를 계산하고, 그 계산결과에 의하여 파장변화를 결정한다.
다음에, 본 실시예의 파장측정장치의 측정원리에 대하여 제45도를 사용하여 설명한다. 제45도는 레이저광의 파장과 간섭광 강도의 관계를 표시한 그래프이다.
레이저광에 의한 간섭은 레이저광의 파장 λ와 기준물질 106의 굴절율 n과 두께 L에 의존하고, 그 간섭광의 강도 I는 기준물질 106의 굴절율 n과 두께 L이 변화하지 않는다고 하면, 제45도에 도시한 바와 같이 파장 λ의 변화에 따라 극대치 Imax와 극소치 Imin의 사이에서 증감을 반복한다.
1주기분 간섭상태가 변화했을 때의 파장변화량을 dλ, 기준물질의 굴절율을 λ, 두께를 L, 파장변화하기 전의 레이저광의 파장을 λ로 하면 다음 식이 성립한다.
dλ=λ2/(2nL+λ)
따라서, 간섭광의 강도 I의 변화 ΔI을 검출함으로써 제45도에서 레이저광의 파장변화 Δλ을 측정할 수가 있다. 예를 들면, 파장 변화하기 전에는 Io이었던 간섭광의 강도 I가 ΔI만큼 증가했다고 하면 제45도에 도시한 바와 같이, Δλ만큼 파장이 감소한 것이 측정된다.
또한, 제45도에서 명백한 바와 같이, 파장 λ가 증가한 경우에 간섭광 강도 I가 증가하는 간섭상태와 간섭광 강도 I가 감소하는 간섭상태가 존재하고, 간섭광 강도 I의 증감에 따라 파장변화의 증감을 임의적으로 정할 수는 없다. 또, 간섭광 강도 I의 극대치 Imax 또는 극소치 Imin 근방에서는 파장변화가 있더라도, 간섭광 강도 I는 거의 변화하지 않는다.
따라서, 파장변화하기 전의 간섭광 강도 Io를 극대치 Imax와 극소치 Imin의 거의 파장 λ가 증가한 경우에 간섭광 강도 I가 증가하는 간섭상태인지 간섭광 강도 I가 감소하는 간섭상태인지를 미리 검사해 두는 것이 바람직하다.
이 때문에, 파장변화의 측정 전에 간섭조건을 결정하는 다른 요인을 변화시켜서 바람직하기는 1주기분의 간섭상태를 변화시켜 두고, 간섭광 강도 Io의 극대치 Imax와 극소치 Imin과 함께 현재의 간섭상태를 파악해 둔다.
간섭상태를 변화시키기 위해서는, 예를 들면 기준물질 106의 굴절율 n 또는 두께 L을 변화시킬 것, 레이저광의 입사각도를 바꾸어서 실질적인 광로길이를 변화시키는 것 등이 생각될 수 있다.
기준물질 106의 굴절율 n 또는 두께 L를 변화시키는 구체적인 방법으로서는 예를 들면 실리콘 기판의 경우, 기준물질 106의 온도를 변화시키는 방법이 유효하다.
또, 기준물질 106의 단면형상을 쐐기형으로서 기준물질 106을 평행 이동하여 두께 L를 변화시키도록 해도 좋다.
기준물질 106의 굴절율 n 또는 두께 L를 증가시킴으로써 광강도의 변화는 레이저광의 파장이 단파장측에 변화한 것과 실질적으로 같고, 역으로 기준물질 106의 굴절율 n 또는 두께 L를 감소시킴으로써 광강도의 변화는 레이저광의 파장이 장파장측에 변화한 것과 실질적으로 같다.
또한, 레이저광의 입사각도를 바꿔서 실질적인 광로길이를 증가시킴으로써 광강도의 변화와 레이저광이 파장이 단파장측에 변화한 것과 실질적으로 같고, 역으로 레이저광의 입사각도를 바꿔서 실질적인 광로길이를 감소시킴으로써 광강도의 변화는 레이저광의 파장이 장파장측에 변화한 것과 실질적으로 같다.
이와 같이, 파장변화의 측정 전에는 간섭조건을 갖가지 변화시켜서 최적의 간섭조건으로 하는 것이 바람직하나, 파장변화의 측정 시에는 간섭조건을 변화시키는 일이 없이 일정하게 유지하도록 한다.
제46도는 기준물질 106에 두께 0.5mm의 실리콘 기판을 사용하여 파장 1.3μm의 반도체 레이저 101에서 펄스폭이 50msec의 펄스 상의 레이저광을 출사한 경우에 있어서의 간섭광 강도의 시간변화를 기억한 그래프이다. 종축은 전압으로 한 눈금당 2V, 횡축은 시간으로 한 눈금당 1ms이다.
제46도에 도시한 바와 같이 펄스 상의 레이저광의 동작직후는 간섭광 강도가 가장 높고, 그후, 서서히 감소하고, 약 10msec 이후는 안정해져 있다. 따라서, 반도체 레이저 101에서 펄스 상의 레이저광을 출사한 경우 레이저광의 파장이 펄스의 동작시에는 약 1Å만큼 짧게 되고, 그후는 길어지는 것을 알 수 있다. 이와 같이 본 실시예에서 약 10msec 단시간에 있어서의 레이저광의 파장변화를 정확히 측정할 수가 있다.
이상과 같이 본 실시예에 의하면 분광을 위한 주사시간을 필요로 하지 않고 고속으로 변화하는 파장측정을 행할 수가 있다.
[제13실시예]
다음에, 본 발명의 제13실시예에 의한 파장측정 장치를 제47도를 사용하여 설명한다. 제47도에 본 실시예에 의한 파장측정장치의 구성을 표시한다. 제43도에 도시한 제12실시예의 파장측정 장치와 마찬가지의 구성요소에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략 또는 간략히 한다.
제12실시예에서는 기준물질 106의 투과광을 사용하여 파장 측정했으나, 본 실시예의 파장측정 장치에서는 기준물질 106의 일면에 레이저광을 조사하고, 그 반사광에 의한 간섭광의 강도변화를 관찰함으로써 기준물질 106의 파장변화를 측정하는 것이다.
본 실시예에서는 레이저광을 조사하기 위한 반도체 레이저 101, 광섬유 102, 콜리메이트 광학부 103으로서 되는 조사계와 광수광기 107, 데이터 통신부 106, 컴퓨터 110으로서 되는 수광계와를 기준물질 106을 끼워서 좌우에 배치하고 있다.
콜리메이트 광학부 103에서 출사된 레이저광이 기준물질 106에 입사되고 기준물질 106에서의 반사광에 의한 간섭광이 광수광기 107에 의해 수광되고, 수광신호는 데이터 통신부 108을 경유하여 컴퓨터 110에 입력된다. 광수광기 107에 있어서의 간섭광의 강도변화를 측정함으로써 레이저광의 파장변화를 측정한다.
본 실시예의 원리 및 동작에 대하여는 제12실시예의 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 제12실시예와 마찬가지로 하고, 분광을 위한 주사시간을 필요로 하지 않고, 고속으로 변화하는 파장측정을 행할 수가 있다.
[제14실시예]
다음에, 본 발명의 제14실시예에 의한 파장측정 장치를 제48도를 사용하여 설명한다. 제43도에 도시한 제12실시예의 파장측정장치와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략 또는 간략히 한다.
본 실시예에서는 기준물질 106이 챔버 104내에 수납되어 있고, 챔버 104의 광학창 111a, 111b를 경유하여 레이저광을 입사 또는 출사하고 있다. 한쪽의 면이 경사된 형상의 광학창 111a, 111b를 사용하여 내측의 면이 레이저광의 광축에 대하여 기울고, 외측의 면이 챔버 104의 외주면과 일치하도록 챔버 104의 개구에 대하여 부착되어져 있다.
이 때문에, 광학창 111b가 내측의 면에서 반사한 레이저광은 소멸되어 광학창 111a, 111b 사이를 반사하여도 광로 h2를 통하여 반사광에 의해 광간섭을 생기는 일은 없다. 더구나, 광학창 111a, 111b의 외측의 면은 챔버 104의 외주면과 일치하고 있으므로 정도 좋게 부착할 수가 있다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면 광학창 사이의 반사광에 의한 광간섭이 생기지 않으므로 간섭광의 강도의 레벨이 변화함이 없이 엄밀하게 파장 측정할 수가 있고, 보다 고정도의 파장측정장치를 실현할 수 있다.
[제15실시예]
다음에, 본 발명의 제15실시예에 의한 파장측정장치를 제49도를 사용하여 설명한다. 제47도에 도시한 실시예의 파장측정장치와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략 또는 간략히 한다.
본 실시예에서는 기준물질 106이 챔버 104내에 수납되어 있고, 챔버 104의 상면의 개구에 부착된 광학창 112a, 112b를 경유하여 레이저광을 입사 또는 출사하고 있다. 광학창 112a, 112b의 각면을 챔버 104의 외주면에 일치하도록 부착함으로써 광학창 112a, 112b의 각면을 레이저광의 광축에 대하여 기울도록 하고 있다.
이 때문에, 광학창 112b의 내측의 면으로 반사한 레이저광은 소멸되어, 광학창 112a, 112b 사이를 기준물질 106을 경유하여 반사하는 반사광에 의한 광간섭을 생기는 일은 없다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면 광학창 사이의 반사광에 의한 광간섭이 생기는 간섭광의 강도의 레벨이 변화하는 일이 없이 엄밀하게 파장 측정할 수가 있고, 보다 고정도의 파장측정장치를 실현할 수 있다.
[변형예]
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 갖가지의 변형이 가능하다.
예를 들면, 상기 실시예에서는 반도체 기판의 온도를 측정했으나, 온도에 의해 두께나 투전율이 변화하는 것이라면, 다른 재료의 기판이라도 좋다. 또한, 기판형성에 한종되지 않고, 다른 형상의 피측정물이라도 좋다.
또한, 상기 실시예에서는 피측정물의 온도를 측정했으나, 펄스 상의 레이저광의 동작직후에 발진되는 제1의 파장을 갖는 제1의 레이저광과 그 이후에 발진되는 제2의 파장을 갖는 제2의 레이저광을 사용하여 측정하는 것이라면, 온도 이외의 물리량을 측정하는 경우라도 좋다.
또한, 상기 실시예에서는 레이저광의 파장변화를 측정했으나 레이저광에 한정하지 않고, 간섭성이 있는 광이면 파장변화를 측정할 수가 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면 피측정물에 펄스 상의 레이저광을 조사하고, 상기 펄스 상의 레이저광의 동작직후에 발진되는 제1의 파장을 갖는 제1의 레이저광과 그 이후에 발진되는 상기 제1의 파장과 다른 제2의 파장을 갖는 제2의 레이저광을 사용하여 피측정물의 물리량을 측정하도록 하고 있으므로, 물리량 및 그 변화 방향을 정도 좋게 측정할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서 피측정물에 대한 제1의 레이저광의 반사광 또는 투과광에 의한 제1의 간섭광의 강도의 변화량 또는 피측정물에 대한 제2의 레이저광의 반사광 또는 투과광에 의한 제2의 간섭광의 강도의 변화량에 의하여 피측정물의 온도를 측정하도록 하면, 피측정물의 온도 및 그 변화 방향을 정도 좋게 측정할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서 제1의 간섭광 또는 제2의 간섭광의 강도 변화의 방향과 제1의 간섭광의 강도와 제2의 간섭광의 강도의 차에 의하여 피측정물의 온도가 상승 중인지 하강 중인지를 판단하도록 하면, 피측정물의 온도 및 그 변화 방향을 정도 좋게 측정할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를 피측정물의 온도에 의하여 변화하도록 하면, 고온까지 피측정물의 온도를 측정할 수가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 피측정물에 간섭성이 있는 광을 조사하고, 피측정물을 반사 또는 투과한 간섭광의 강도에 의하여 피측정물의 온도를 측정하는 측정방법에 있어서, 온도측정 전에 피측정물에 대한 간섭성이 있는 광의 입사각을 변화함으로써, 간섭광의 강도의 최대치와 최소치를 예측하는 예측과정과 온도측정시에 측정한 간섭광의 강도와 예측한 최대치와 최소치에 의하여 피측정물의 온도를 측정하는 측정과정을 가지도록 하고 있으므로, 간섭광의 강도의 측정개시시부터 즉시 온도측정을 할 수가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 펄스 상의 레이저광을 발진하고 펄스 상의 레이저광의 동작직후에 발진되는 제1의 파장을 갖는 제1의 레이저광과 그 이후에 발진되는 제2의 파장을 갖는 제2의 레이저광을 피측정물에 조사하는 조사수단과 제1의 레이저광과 제2의 레이저광을 사용하여 피측정물의 물리량을 측정하는 측정수단을 설치했으므로, 간단한 장치구성에 의해 물리량의 변화방향을 상세히 측정할 수 있는 측정장치를 실행할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 측정수단을 피측정물에 대한 제1의 레이저광의 반사광 또는 투과광에 의한 제1의 간섭광의 강도의 변화량, 또는 피측정물에 대한 제2의 레이저광의 반사광 또는 투과광에 의한 제1의 간섭광의 강도의 변화량, 또는 피측정물에 대한 제2의 레이져 광의 반사광 또는 투과광에 의한 제2의 간섭광의 강도의 변화량에 의하여 피측정물의 온도를 측정하도록 하면, 간단한 장치구성에 의해 온도 및 그 변화 방향을 정도 좋게 측정할 수 있는 측정장치를 실행할 수가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 피측정물에 간섭성이 있는 광을 조사하고 피측정물을 반사 또는 투과한 간섭광의 강도에 의하여 피측정물의 온도를 측정하는 측정장치에 있어서, 피측정물에 조사하는 간섭성이 있는 광의 입사각을 변화하는 각도변화수단을 가지고 피측정물이 간섭성이 있는 광을 조사하는 조사수단과 온도측정 전에 색도변화 수단에 의해 피측정물에 대한 간섭성이 있는 광의 입사각을 변화하여 간섭광의 강도의 최대치와 최소치를 예측하고, 온도 측정시에는 측정한 간섭광의 강도와 예측한 상기 최대치와 최소치에 의하여 피측정물의 온도를 측정하는 측정수단이 갖추어져 있으므로 간섭광의 강도의 측정개시부터 즉시 온도측정을 할 수가 있는 측정장치를 실행할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 각도변화수단으로서 간섭성이 있는 광을 발생하는 광원의 위치를 변화함으로써, 피측정물에 대한 간섭성이 있는 광의 입사각을 변화하도록 하면, 간섭조건을 간단히 변경하여 간섭광의 강도의 최대치와 최소치를 예측할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 각도변화수단으로서 간섭성이 있는 광을 발생하는 광원과 피측정물과의 사이의 광로 중에 설치되고 피측정물에 대한 조사광을 반사하는 미러와 미러에 의한 반사광을 굴절하는 렌즈를 설치하고 미러를 회전함으로써, 피측정물에 대한 간섭성이 있는 광의 입사각을 변화하도록 하면, 간섭조건을 간단히 변경하여 간섭광의 강도의 최대치와 최소치를 예측할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 조사수단을 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를 피측정물의 온도에 의하여 변화하도록 하면, 고온까지 피측정물의 온도를 측정할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 피측정물이 수납되어 레이저광을 입사하고 피측정물에 의한 레이저광의 반사광 또는 투과광을 출사하기 위해 광학창을 갖는 수납용기를 더 설치하고, 광학창의 적어도 일면을 펄스 상의 광축에 대하여 기울였으므로, 그 면에 있어서의 펄스 상의 레이저광의 반사광에 의한 광의 간섭이 생기는 일이 없이 정도 좋게 물리량을 측정할 수가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 이동하는 피측정물 상의 제1의 측정점의 온도를 측정하는 상술한 제1의 측정장치와 제1의 측정장치의 측정 결과와 제2의 측정 장치의 측정결과가 일치하도록, 어느 하나의 측정결과를 보정하는 보정수단을 설치하고, 피측정물이 이동하고 있을 때는 제1의 측정장치에 의해 제1의 측정점의 온도를 측정하고, 피측정물이 재치위치에 재치되어 있을 때는 제2의 측정장치에 의해 제2의 측정점의 온도를 측정하고 이동하는 피측정물이 재치위치에 정지했을 때에는 보정수단에 의해 제2의 측정장치의 측정결과를 제1의 측정장치의 측정결과에 일치하도록 보정하고, 피측정물이 재치위치에서 이동을 개시할 때에는, 보정수단에 의해 제1의 측정장치의 측정결과를 제2의 측정장치의 측정결과에 일치하도록 보정하도록 하였으므로, 이동하여 처리되는 피측정물의 온도측정을 연속하여 행할 수가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상술한 측정방법에 의해 반도체 기판의 온도를 측정하면서 반도체 기판에 대하여 열처리, 이온 주입 처리, 에칭 처리, 확산 처리를 할 수가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 미리 굴절율이 알려져 있는 기준물질에 간섭성이 있는 피측정광을 조사하고, 피측정광의 투과광 또는 반사광의 강도변화에 의하여 피측정광의 파장변화를 측정하도록 했으므로 분광을 위한 주사시간을 필요로 하지 않고 고속으로 변화하는 파장측정을 행할 수가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 미리 굴절율이 알려져 있는 기준물질과, 기준물질에 간섭성이 있는 피측정광을 조사하는 조사수단과, 피측정광의 투과광 또는 반사광이 강도변화에 의하여 피측정광이 파장변화를 측정하는 측정수단을 설치했으므로, 분광을 위한 주사시간을 필요로 하지 않고, 고속으로 변화하는 파장측정을 행할 수가 있다. 소형의 파장측정 장치를 실현할 수 있다.
상술한 측정방법에 있어서, 피측정광이 레이저광이나 펄스 상의 레이저광이라도 좋다.
상술한 측정방법 및 장치에 있어서 파장측정 전에 광의 간섭조건을 변화함으로써 투과광 또는 반사광의 강도변화에 따른 파장변화의 방향을 미리 검사하도록 하면 파장의 변화방향을 아울러 측정할 수가 있다.
상술한 측정방법 및 장치에 있어서, 기준물질의 굴절율 또는 두께를 변화하도록 하면 간단히 광의 간섭조건을 변화할 수가 있다.
상술한 측정방법 및 장치에 있어서 기준물질의 온도를 변화하도록 하면 굴절율 또는 두께를 변화하여 간단히 광의 간섭조건을 변화할 수가 있다.
상술한 측정방법 및 장치에 있어서, 기준물질에 대한 피측정광의 입사각을 변화하도록 하면 간단히 광의 간섭조건을 변화할 수가 있다.
상술한 측정방법 및 장치에 있어서, 파장측정 개시시의 피측정광의 투과광 또는 반사광의 강도를 그 강도변화의 극대치와 극소치의 사이의 소정치를 하면 파장변화를 정도 좋게 측정할 수가 있다.
상술한 측정방법 및 장치에 있어서, 피측정광이 광학창을 경유하여 기준물질에 조사하는 경우, 광학창의 적어도 일면을 피측정광의 광축에 대하여 기울도록 하면 각 광학창 내에서의 내부반사에 의한 광의 간섭 또는 광학창 사이에서의 반사에 의한 광의 간섭을 억제할 수가 있다.

Claims (62)

  1. 피측정물에 레이저광을 조사하여 피측정물의 물리량을 측정하는 측정방법에 있어서, 피측정물에 펄스 상의 레이저광을 조사하되, 펄스 상의 레이저광의 강도는 각 펄스 내에 거의 일정하고, 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분과 제2의 부분을 사용하여 피측정물의 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하되, 상기 제1의 부분은 펄스 상의 레이저광의 각 펄스의 상승직후에 발생되고 제1의 파장을 가지며, 상기 제2의 부분은 제1의 부분이후에 각 펄스 내에 발생되고 제2의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피측정물에 대한 상기 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분에서의 반사광 또는 투과광에 대한 제1의 간섭광의 강도의 변화량, 또는 상기 피측정물에 대한 상기 펄스 상의 레이저광의 제2의 부분에서의 반사광 또는 투과광에 의한 제2의 간섭광의 강도의 변화량에 의하여 상기 피측정물의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도변화의 방향과 상기 제1의 간섭광의 강도와 상기 제2의 간섭광의 강도의 차에 의하여 상기 피측정물의 온도가 상승 중인지 하강 중인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
  4. 재1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분에서의 제1의 파장이 상기 펄스 상의 레이저광의 제2의 부분에서의 제2의 파장보다 짧은 특성을 갖는 반도체 레이저광을 사용하여 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도가 증가하고 있는 시점에 있어서, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 큰 경우에는, 상기 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 작은 경우에는, 상기 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도가 감소하고 있는 시점에 있어서, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 큰 경우는, 상기 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 작은 경우는, 상기 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  6. 제1항 내지 제3항에 있어서, 펄스 상의 레이저광의 상승직후 발진되는 레이저광의 파장이 긴 특성을 가지는 반도체 레이저에 의하여, 상기 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분과 상기 펄스 상의 레이저광의 제2의 부분이 발진되는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도가 증가하고 있는 시점에 있어서, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 큰 경우는, 상기 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 작은 경우는, 상기 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도가 감소하고 있는 시점에 있어서, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 큰 경우는, 상기 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 작은 경우는, 상기 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  8. 제1항, 제2항, 제3항, 제5항, 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2의 간섭광의 제2의 파장을 λ, 상기 피측정물의 두께를 d, 굴절율을 n으로 한 경우, 상기 제1의 간섭광의 제1의 파장과 상기 제2의 간섭광의 제2의 파장과의 차 △λ는 다음 식
    |△λ|<λ2/(2nd+λ)
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  9. 제1항, 제2항, 제3항, 제5항, 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분은, 상기 펄스 상의 레이저광의 각 펄스의 상승직후 약 0.5msec이내에서 발진되는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  10. 피측정물에 간섭성이 있는 광을 조사하고, 상기 피측정물을 반사 또는 투과한 간섭광의 강도에 의하여 상기 피측정물의 온도의 변화량을 측정하는 측정방법에 있어서, 온도 측정 전에, 상기 간섭광의 강도의 극대치와 극소치를 예측하는 예측과정과, 온도 측정시에 측정한 간섭광과 강도와, 예측한 상기 극대치와 극소치에 의하여 상기 피측정물의 온도의 변화량을 측정하는 측정과정을 가지는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 예측과정은 상기 피측정물에 대한 상기 간섭성의 광의 입사각을 변화함으로써 상기 간섭광의 강도의 극대치와 극소치를 예측하는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 예측과정에 있어서의 조사각의 변화각도는 상기 간섭광의 강도의 적어도 극대치와 극소치가 1조 얻게 되는 각도인 것을 특징으로 하는 측정방법.
  13. 제12항에 있어서, 조사하는 상기 간섭성이 있는 광의 파장을 λ, 조사각도를 θ, 상기 피측정물의 두께를 d, 굴절율을 n으로 한 경우, 상기 예측과정에 있어서의 조사각의 변화각도 △θ는 다음 식 △θ ≥ sin-1[n2- {(n2- sin2θ)1/2- λ / 4d}2]1/2- θ를 만족하는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  14. 제1항, 제2항, 제3항, 제5항, 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피측정물에 조사하는 레이저광의 발진강도를 상기 피측정물의 온도에 의하여 변화하는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 피측정물의 온도가 상승시는 상기 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를 일정하게 또는 증가하게 하고, 상기 피측정물의 온도가 하강시는 상기 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를 일정하게 또는 감소하게 하는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 피측정물에 조사하는 레이저광의 발진강도를 상기 피측정물의 온도에 의하여 감광하는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  17. 제1항, 제2항, 제3항, 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 측정광로 중에 1개 또는 복수개의 광학창이 설치되고, 상기 각 광학창 내에서의 내부반사에 의한 광의 간섭, 또는 상기 광학창 사이에서의 반사에 의한 광의 간섭이 생기지 않도록 상기 광학창의 면은 상기조사광의 광축에 대하여 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  18. 피측정물에 레이저광을 조사하여 상기 피측정물의 물리량을 측정하는 측정장치에 있어서, 펄스 상의 레이저광을 발진하고, 상기 펄스 상의 레이저광의 상승직후에 발진되는 제1의 파장을 가지는 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분과, 그 이후에 발진되는 상기 제1의 파장과 다른 제2의 파장을 가지는 펄스 상의 레이저광의 제2의 부분을 갖는 레이저광을 상기 피측정물에 조사하는 조사수단과, 상기 조사수단에서 조사되는 상기 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분과 상기 펄스 상의 레이저광의 제2의 부분을 사용하여 상기 피측정물의 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 측정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 측정장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 측정수단은 상기 피측정물에 대한 상기 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분에서의 반사광 또는 투과광에 의한 제1의 간섭광의 강도의 변화량, 또는 상기 피측정물에 대한 상기 펄스 상의 레이저광의 제2의 부분에서의 반사광 또는 투과광에 의한 제2의 간섭광의 강도의 변화량에 의하여 상기 피측정물의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 측정수단은 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도변화의 방향과 상기 제1의 간섭광의 강도와 상기 제2의 간섭광의 강도의 차에 의하여 상기 피측정물의 온도가 상승중인지 하강 중인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조사수단은 상기 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분에서의 제1의 파장이 상기 펄스 상의 레이저광의 제2의 부분에서의 제2의 파장보다 짧은 특성을 갖는 반도체 레이저를 갖고, 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 측정수단은, 상기 제1의 간섭광 또는 제2의 간섭광의 강도가 증가하고 있는 시점에 있어서, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 큰 경우는, 상기 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 작은 경우는, 상기 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도가 감소하고 있는 시점에 있어서, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 큰 경우는, 상기 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 작은 경우는 상기 피측정물의 온도가 상승 중이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  23. 제18항 내지 제20항에 있어서, 상기 조사수단은 상기 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분에서의 제1의 파장이 상기 펄스 상의 레이저광의 제2의 부분에서의 제2의 파장보다 긴 특성을 가지는 반도체 레이저를 가지고, 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 측정수단은, 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도가 증가하고 있는 시점에 있어서, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 큰 경우는, 상기 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 작은 경우는, 상기 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광 또는 상기 제2의 간섭광의 강도가 감소하고 있는 시점에 있어서, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 큰 경우는, 상기 피측정물의 온도가 상승중이라고 판단하고, 상기 제1의 간섭광의 강도가 상기 제2의 간섭광의 강도보다도 작은 경우는, 상기 피측정물의 온도가 하강중이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  25. 제18항, 제19항, 제20항, 제22항 및 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조사수단은 상기 제2의 간섭광의 제2의 파장을 λ, 상기 피측정물의 두께를 d, 굴절율을 n으로 한 경우, 상기 제1의 간섭광의 제1의 파장과 상기 제2의 간섭광의 제2의 파장의 차 △λ가 다음 식 |△λ|<λ2/(2nd+λ)를 만족하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  26. 피측정물에 간섭광이 있는 광을 조사하고, 상기 피측정물을 반사 또는 투과한 간섭광의 강도에 의하여 상기 피측정물의 온도를 측정하는 측정장치에 있어서, 상기 피측정물에 조사하는 상기 간섭성이 있는 광의 입사각을 변화하는 각도 변화수단을 가지고, 상기 피측정물에 상기 간섭성이 있는 광을 조사하는 조사수단과, 온도 측정 전에 상기 각도 변화수단에 의하여 상기 피측정물에 대한 상기 간섭성이 있는 광의 입사각을 변화하여, 상기 간섭광의 강도의 극대치와 극소치를 예측하고, 온도측정시에는 측정한 간섭광의 강도와, 예측한 상기 극대치와 극소치에 의하여 상기 피측정물의 온도를 측정하는 측정수단과를 갖춘 것을 특징으로 하는 측정장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 각도변화수단에 의한 조사각의 변화각도는 상기 간섭광의 강도의 적어도 극대치와 극소치가 1조 얻어지는 각도인 것을 특징으로 하는 측정장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 각도변화수단에 의한 조사각의 변화각도 △θ는 조사하는 상기 간섭성이 있는 광의 파장을 λ, 조사각도를 θ, 상기 피측정물의 두께를 d, 굴절율을 n으로 한 경우, 다음 식 △θ ≥ sin-1[n2- {(n2- sin2θ)1/2- λ / 4d}1/2- θ를 만족하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  29. 제26항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각도변화수단은 상기 간섭성이 있는 광을 발생하는 광원의 위치를 변화함으로써 상기 피측정물에 대한 상기 간섭광이 있는 광의 입사각을 변화하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  30. 제26항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각도 변화수단은, 상기 간섭성이 있는 광을 발생하는 광원과 상기 피측정물과의 사이의 광로 중에 설치되고, 상기 피측정물에 대한 조사광을 반사하는 미러와, 상기 미러에 의하여 반사된 광을 굴절하는 렌즈를 가지고, 상기 미러를 회전함으로써 상기 피측정물에 대한 상기 간섭성이 있는 광의 입사각을 변화하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  31. 제18항, 제19항, 제20항, 제22항, 제24항, 제26항, 제27항, 및 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조사수단은 상기 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를 상기 피측정물의 온도에 의하여 변화하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 조사수단은 상기 피측정물의 온도가 상승시는 상기 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를 일정하게 또는 증가하게 하고 상기 피측정물의 온도가 하강시는 상기 피측정물에 조사하는 레이저광의 강도를 일정하게 또는 감소하게 하는 것을 하는 측정장치.
  33. 제31항에 있어서, 상기 조사수단은 상기 레이저를 감광하는 감광수단을 가지고, 상기 피측정물의 온도에 따라 상기 피측정물에 조사하는 레이저광을 감광하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  34. 제18항, 제19항, 제20항, 제22항, 제24항, 제26항, 제27항, 제28항 및 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피측정물에 조사하는 조사광을 입사하고, 상기 피측정물에 의한 상기 조사광의 반사광 또는 투과광을 출사하기 위한 광학창을 가지고, 상기 피측정물이 수납되는 수납용기를 더 갖추고, 상기 각 광학창 내에서의 내부반사에 의한 광의 간섭, 또는 상기 광학창 사이에서의 반사에 의한 광의 간섭이 생기지 않도록 상기 광학창의 면은 조사광의 광축에 대하여 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  35. 이동하는 피측정물상의 제1의 측정점의 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 제1의 측정장치와, 상기 피측정물이 재치되는 재치위치에 설치되고, 상기 피측정물이 재치되었을 때에 상기 제1의 측정점이 위치하는 근방의 제2의 측정점의 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 제2의 측정장치를 구비하되, 상기 제1 및 제2의 측정장치는 각각 펄스 상의 레이저광을 발진하고, 상기 레이저상의 레이저광의 동작 후에 발진되는 제1의 파장을 가지는 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분과, 그 이후에 발진되는 상기 제1의 파장과 다른 제2의 파장을 가지는 펄스 상의 레이저광의 제2의 부분을 갖는 레이저광을 상기 피측정물에 조사하는 조사수단과, 상기 조사수단에서 조사되는 상기 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분과 상기 펄스 상의 레이저광의 제2의 부분을 사용하여 상기 피측정물의 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 측정수단을 갖고; 상기 제1의 측정장치에 의한 측정결과를 상기 제2의 측정장치에 의한 측정결과의 초기치로서 설정하되, 상기 제1의 측정장치에 의한 측정결과에 의하여 상기 제2의 측정결과를 보정하는 보정수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  36. 이동하는 피측정물상의 제1의 측정점의 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 제1의 측정장치와, 상기 피측정물이 재치되는 재치위치에 설치되고, 상기 피측정물의 재치되었을 때에 상기 제1의 측정점이 위치하는 근방의 제2의 측정점의 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 제2의 측정장치를 구비하되, 상기 제1 및 제2의 측정장치는 각각 펄스 상의 레이저광을 발진하고, 상기 레이저상의 레이저광의 상승 직후에 발진되는 제1의 파장을 가지는 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분과, 그 이후에 발진되는 상기 제1의 파장과 다른 제2의 파장을 가지는 펄스 상의 레이저광의 제2의 부분을 갖는 레이저광을 상기 피측정물에 조사하는 조사수단과, 상기 조사수단에서 조사되는 상기 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분과 상기 펄스 상의 레이저광의 제2의 부분을 사용하여 상기 피측정물의 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 측정수단을 갖고; 상기 제2의 측정장치에 의한 측정결과를 상기 제1의 측정장치에 의한 측정결과의 초기지로서 설정하되, 상기 제2의 측정장치에 의한 측정결과에 의하여 상기 제1의 측정결과를 보정하는 설정보정수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  37. 제35항에 있어서, 상기 제1의 측정장치와 상기 제2의 측정장치에 공통의 레이저 광원과, 상기 레이저 광원에서 출사되는 레이저광을 분기하는 분기수단을 갖추고, 상기 제1의 측정장치는 상기 분기수단에 의하여 분기된 한쪽의 레이저광이 입사하도록 배치되고, 상기 제2의 측정장치는 상기 분기수단에 의하여 분기된 다른쪽의 레이저광이 입사하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  38. 제35항에 있어서, 상기 피측정물의 물리량은 온도인 것을 특징으로 하는 측정장치.
  39. 이동하는 피측정물상의 제1의 측정점의 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 제1의 측정장치와, 상기 피측정물이 재치되는 재치위치에 설치되고, 상기 피측정물이 재치되었을 때에 상기 제1의 측정점이 위치하는 근방의 제2의 측정점의 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 제2의 측정장치를 구비하되, 상기 제1 및 제2의 측정장치는 각각 펄스 상의 레이저광을 발진하고, 상기 레이저상의 레이저광의 상승직후에 발진되는 제1의 파장을 가지는 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분과, 그 이후에 발진되는 상기 제1의 파장과 다른 제2의 파장을 가지는 펄스 상의 레이저광의 제2의 부분을 갖는 레이저광을 상기 피측정물에 조사하는 조사수단과, 상기 조사수단에서 조사되는 상기 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분과 상기 펄스 상의 레이저광의 제2의 부분을 사용하여 상기 피측정물의 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 측정수단을 갖고; 상기 제1의 측정장치에 의한 측정결과를 상기 제2의 측정장치에 의한 측정결과의 초기치로서 설정하되, 상기 제1의 측정장치에 의한 측정결과에 의하여 상기 제2의 측정결과를 보정하는 보정수단을 구비하여 되는 측정장치를 사용한 측정방법으로서, 상기 피측정물이 이동하고 있을 때는 상기 제1의 측정장치에 의하여 상기 제1의 측정점의 온도를 측정하고, 상기 피측정물이 상기 재치위치에 재치되어 있을 때는 상기 제2의 측정장치에 의하여 상기 제2의 측정점의 온도를 측정하고, 이동하는 상기 피측정물이 상기 재치위치에 정지했을 때에는 상기 보정수단에 의하여, 상기 제2의 측정장치의 측정결과를 상기 제1의 측정장치의 측정결과에 일치하도록 보정하고, 상기 피측정물이 상기 재치위치에서 이동을 개시할 때에는 상기 보정수단에 의하여 상기 제1의 측정장치의 측정결과를 상기 제2의 측정장치의 측정결과에 일치하도록 보정하는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  40. 제39항에 있어서, 상기 피측정물의 물리량은 온도인 것을 특징으로 하는 측정방법.
  41. 피측정물에 레이저광을 조사하여 상기 피측정물의 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 측정방법으로서, 상기 피측정물에 펄스 상의 레이저광을 조사하고, 상기 펄스 상의 레이저광의 상승직후에 발진되는 제1의 파장을 가지는 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분과, 그 이후에 발진되는 상기 제1의 파장과 다른 제2의 파장을 가지는 펄스 상의 레이저광의 제2의 부분을 사용하여 상기 피측정물의 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 측정방법에 의해, 반도체 기판의 온도를 측정하면서, 상기 반도체 기판에 대하여 소정의 처리를 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  42. 제41항에 있어서, 상기 소정의 처리는 열처리, 이온주입처리, 애칭처리, 확산처리, 전처리 또는 퇴적처리인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  43. 미리 굴절율이 알려져 있는 기준물질에 그 기준물질을 투과하고, 간접성이 있는 피측정광을 평행광으로서 조사하고, 상기 피측정광의 투과광 또는 반사광에 의한 간섭광의 강도변화에 의하여 상기 피측정광의 파장변화를 측정하는 것을 특징으로 하는 파장 측정방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 피측정광이 펄스 상의 레이저광인 것을 특징으로 하는 파장 측정방법.
  45. 제43항 또는 제44항에 있어서, 파장 측정 전에 광의 간섭조건을 변화함으로써 상기 투과광 또는 반사광에 의한 간섭광의 강도변화에 따른 상기 파장변화의 방향을 미리 검사해 두는 것을 특징으로 하는 파장측정방법.
  46. 제45항에 있어서, 상기 기준물질의 굴절율 또는 두께를 변화함으로써 광의 간섭조건을 변화하는 것을 특징으로 하는 파장측정방법.
  47. 제46항에 있어서, 상기 기준물질의 온도를 변화함으로써 굴절 또는 두께를 변화하는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  48. 제45항에 있어서, 상기 기준물질에 대한 상기 피측정광의 입사각을 변화함으로써 광의 간섭조건을 변화하는 것을 특징으로 하는 파장측정방법.
  49. 제43항, 제44항, 제46항, 제47항, 및 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 파장 측정개시시의 상기 피측정광의 투과광 또는 반사광의 강도가 그 강도변화의 극대치와 극소치 사이의 소정치인 것을 특징으로 하는 파장측정방법.
  50. 제43항, 제44항, 제46항, 제47항, 및 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 측정광로 중에 1개 또는 복수개의 광학창이 설치되고, 상기 각 광학창 내에서의 내부반사에 의한 광의 간섭, 또는 상기 광학창 사이에서의 반사에 의한 광의 간섭이 생기지 않도록 상기 광학창의 면은 상기 조사광의 광측에 대하여 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 파장측정방법.
  51. 미리 굴절율이 알려져 있는 기준물질과, 상기 기준물질에 상기 기준물질을 투과하고, 간섭성이 있는 평행광인 피측정광을 조사하는 조사수단과, 상기 피측정광의 투과광 또는 반사광에 의한 간섭광의 강도변화에 의하여 상기 피측정광의 파장변화를 측정하는 측정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 파장측정방법.
  52. 제51항에 있어서, 상기 피측정광이 펄스 상의 레이저광인 것을 특징으로 하는 파장측정방법.
  53. 제51항 또는 제52항에 있어서, 파장측정 전에 광의 간섭조건을 변화함으로써 상기 측정수단은 상기 투과광 또는 반사광에 의한 간섭광의 강도변화에 따른 상기 파장변화의 방향을 미리 검사해 두는 것을 특징으로 하는 파장측정방법.
  54. 제53항에 있어서, 상기 기준물질의 굴절율 또는 두께를 변화함으로써 광의 간섭조건을 변화하는 것을 특징으로 하는 파장측정방법.
  55. 제54항에 있어서, 상기 기준물질의 온도를 변화함으로써 굴절율 또는 두께를 변화하는 것을 특징으로 하는 파장측정방법.
  56. 제53항에 있어서, 상기 조사수단에 대한 상기 피측정광의 입사각을 변화함으로써 광의 간섭조건을 변화하는 것을 특징으로 하는 파장측정방법.
  57. 제51항, 제52항, 제54항, 제55항, 및 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 파장측정 개시시의 상기 피측정광의 투과광 또는 반사광의 강도가 그 강도변화의 극대치와 극소치 사이의 소정치인 것을 특징으로 하는 파장측정방법.
  58. 제51항, 제52항, 제54항, 제55항, 및 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 측정광로 중에 1개 또는 복수개의 광학창이 설치되고, 상기 각 광학창 내에서의 내부반사에 의한 광의 간섭 또는 상기 광학창사이에서의 반사에 의한 광의 간섭이 생기지 않도록 상기 광학창의 면은 상기 조사광의 광축에 대하여 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 파장측정방법.
  59. 제10항, 제11항, 제12항, 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피측정물에 조사하는 레이저광의 발진강도를 상기 피측정물의 온도에 의하여 변화하는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  60. 제10항, 제11항, 제12항, 제13항, 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 측정광로 중에 1개 또는 복수개의 광학창이 설치되고, 상기 각 광학창 내에서의 내부반사에 의한 광의 간섭, 또는 상기 광학창사이에서의 반사에 의한 광의 간섭이 생기지 않도록 상기 광학창의 면은 상기 조사광의 광축에 대하여 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 측정방법.
  61. 피측정물에 간섭성이 있는 광을 조사하고, 상기 피측정물을 반사 또는 투과한 간섭광의 강도에 의하여 상기 피측정물의 온도의 변화량을 측정하는 측정방법에 있어서, 온도측정 전에, 상기 간섭광의 강도의 극대치와 극소치를 예측하는 예측과정과, 온도 측정시에 측정한 간섭광과 강도와, 예측한 상기 극대치와 극소치에 의하여 상기 피측정물의 온도의 변화량을 측정하는 측정과정을 갖는 측정방법에 의해, 반도체 기판의 온도를 측정하면서, 상기 반도체 기판에 대하여 소정의 처리를 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  62. 이동하는 피측정물상의 제1의 측정점의 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 제1의 측정장치와, 상기 피측정물이 재치되는 재치위치에 설치되고, 상기 피측정물이 재치되었을 때에 상기 제1의 측정점이 위치하는 근방의 제2의 측정점의 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 제2의 측정강치를 구비하되, 상기 제1 및 제2의 측정장치는 각각 펄스 상의 레이저광을 발진하고, 상기 레이저상의 레이저광의 상승직후에 발진되는 제1의 파장을 가지는 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분과, 그 이후에 발진되는 상기 제1의 파장과 다른 제2의 파장을 가지는 펄스 상의 레이저광의 제2의 부분을 갖는 레이저광을 상기 피측정물에 조사하는 조사수단과, 상기 조사수단에서 조사되는 상기 펄스 상의 레이저광의 제1의 부분과 상기 펄스 상의 레이저광의 제2의 부분을 사용하여 상기 피측정물의 물리량으로서 온도 또는 온도의 변화방향을 측정하는 측정수단을 갖고; 상기 제1의 측정장치에 의한 측정결과를 상기 제2의 측정장치에 의한 측정결과의 초기치로서 설정하되, 상기 제1의 측정장치에 의한 측정결과에 의하여 상기 제2의 측정결과를 보정하는 보정수단을 구비하여 되는 측정장치를 사용한 측정방법으로서, 상기 피측정물이 이동하고 있을 때는 상기 제1의 측정장치에 의하여 상기 제1의 측정점의 온도를 측정하고, 상기 피측정물이 상기 재치위치에 재치되어 있을 때는 상기 제2의 측정장치에 의하여 상기 제2의 측정점의 온도를 측정하고, 이동하는 상기 피측정물이 상기 재치위치에 정지했을 때에는 상기 보정수단에 의하여, 상기 제2의 측정장치의 측정결과를 상기 제1의 측정장치의 측정결과에 일치하도록 보정하고, 상기 피측정물이 상기 재치위치에서 이동을 개시할 때에는 상기 보정수단에 의하여 상기 제1의 측정장치의 측정결과를 상기 제2의 측정장치의 측정결과에 일치하도록 보정하는 측정방법에 의해, 반도체 기판의 온도를 측정하면서, 상기 반도체 기판에 대하여 소정의 처리를 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100636016B1 (ko) * 2000-11-06 2006-10-18 삼성전자주식회사 반도체 제조를 위한 기판의 온도를 측정하는 방법 및 장치
KR101309807B1 (ko) * 2012-04-03 2013-09-23 주식회사 이오테크닉스 레이저 어닐링 장치 및 레이저 어닐링 방법
KR101464477B1 (ko) 2011-09-06 2014-11-24 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 독립 광 소스를 이용한 웨이퍼 온도 측정을 위한 방법 및 장치
KR20170058265A (ko) * 2015-11-18 2017-05-26 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 이온 주입된 샘플의 특성을 평가하는 방법
US20220266419A1 (en) * 2021-02-19 2022-08-25 Okamoto Machine Tool Works, Ltd. Grinding method and grinding apparatus

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100255961B1 (ko) * 1994-03-11 2000-05-01 아끼구사 나오유끼 물리량 측정방법 및 장치, 반도체 장치의 제조방법과 파장측정방법 및 장치
US6126744A (en) * 1996-11-18 2000-10-03 Asm America, Inc. Method and system for adjusting semiconductor processing equipment
KR100315599B1 (ko) * 1998-11-19 2002-02-19 오길록 실시간레이저반사율측정장치를이용한표면방출형레이저용에피택시성장시스템및그를이용한표면방출형레이저제조방법
US6190234B1 (en) * 1999-01-25 2001-02-20 Applied Materials, Inc. Endpoint detection with light beams of different wavelengths
US6247998B1 (en) 1999-01-25 2001-06-19 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for determining substrate layer thickness during chemical mechanical polishing
US6994607B2 (en) * 2001-12-28 2006-02-07 Applied Materials, Inc. Polishing pad with window
DE10119599A1 (de) * 2001-04-21 2002-10-31 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Bestimmung von Temperaturen an Halbleiterbauelementen
US6801322B2 (en) * 2001-12-13 2004-10-05 Freescale Semiconductor, Inc. Method and apparatus for IN SITU measuring a required feature of a layer during a polishing process
AU2002350358A1 (en) * 2001-12-26 2003-07-30 Vortek Indusries Ltd. Temperature measurement and heat-treating methods and systems
AT411496B (de) * 2002-01-25 2004-01-26 Gornik Erich Dipl Ing Dr Verfahren und einrichtung zum optischen testen von halbleiterbauelementen
US7734439B2 (en) 2002-06-24 2010-06-08 Mattson Technology, Inc. System and process for calibrating pyrometers in thermal processing chambers
US6885467B2 (en) * 2002-10-28 2005-04-26 Tevet Process Control Technologies Ltd. Method and apparatus for thickness decomposition of complicated layer structures
JP4777658B2 (ja) * 2002-11-22 2011-09-21 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 研磨制御のための方法および器具
AU2003287837A1 (en) * 2002-12-20 2004-07-14 Vortek Industries Ltd Methods and systems for supporting a workpiece and for heat-treating the workpiece
JP4391082B2 (ja) * 2002-12-20 2009-12-24 株式会社トプコン 表面検査方法及びその装置
US20070009010A1 (en) * 2005-06-23 2007-01-11 Koji Shio Wafer temperature measuring method and apparatus
US20070030482A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-08 Zhenghua Ji Spectrophotometer with adjustable light pathlength
GB0516477D0 (en) * 2005-08-11 2005-09-14 Optical Reference Systems Ltd Apparatus for measuring semiconductor physical characteristics
US7768815B2 (en) * 2005-08-23 2010-08-03 International Business Machines Corporation Optoelectronic memory devices
US7543981B2 (en) * 2006-06-29 2009-06-09 Mattson Technology, Inc. Methods for determining wafer temperature
US20080224030A1 (en) * 2007-03-13 2008-09-18 International Business Machines Corporation Non-contact thermal imaging system for heterogeneous components
US7976216B2 (en) * 2007-12-20 2011-07-12 Mattson Technology, Inc. Determining the temperature of silicon at high temperatures
KR101610269B1 (ko) 2008-05-16 2016-04-07 맷슨 테크놀로지, 인크. 워크피스 파손 방지 방법 및 장치
US8778204B2 (en) * 2010-10-29 2014-07-15 Applied Materials, Inc. Methods for reducing photoresist interference when monitoring a target layer in a plasma process
US20200013588A1 (en) * 2018-07-03 2020-01-09 Applied Materials, Inc. Tilted interferometric endpoint (iep) window for sensitivity improvement
FR3085296B1 (fr) * 2018-08-28 2020-07-31 Sidel Participations Procede de mesure individuelle de la temperature d'une preforme
US11421977B2 (en) * 2018-10-19 2022-08-23 Applied Materials, Inc. Eliminating internal reflections in an interferometric endpoint detection system
CN109765210B (zh) * 2019-01-29 2020-06-12 清华大学 测量时空温度分布及温度相位分布的拉曼光谱方法和装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3632212A (en) * 1970-06-01 1972-01-04 Honeywell Inc Gas temperature measurement system employing a laser
GB8310835D0 (en) * 1983-04-21 1983-05-25 Jackson D A Remote temperature sensor
GB2197946B (en) * 1986-06-19 1989-12-20 Pirelli General Plc Sensing strain and temperature
JPS6379339A (ja) * 1986-09-22 1988-04-09 Nikon Corp 半導体基板の温度測定方法およびその装置
JPS63271127A (ja) * 1987-04-28 1988-11-09 Nikon Corp 半導体基板の温度測定装置
FR2613065B1 (fr) * 1987-03-24 1991-07-26 Electricite De France Interferometre de michelson a fibres optiques et son application notamment a la mesure des temperatures
US5258602A (en) * 1988-02-17 1993-11-02 Itt Corporation Technique for precision temperature measurements of a semiconductor layer or wafer, based on its optical properties at selected wavelengths
US4890933A (en) * 1988-02-17 1990-01-02 Itt Corporation Transmission method to determine and control the temperature of wafers or thin layers with special application to semiconductors
JPH07112000B2 (ja) * 1989-08-29 1995-11-29 アメリカン テレフォン アンド テレグラフ カムパニー 光干渉温度測定法を含む半導体素子の製造方法
GB2238868A (en) * 1989-11-22 1991-06-12 Res Corp Technologies Inc Silicon wafer temperature measurement by optical transmission monitoring.
US5467732A (en) * 1991-12-13 1995-11-21 At&T Corp. Device processing involving an optical interferometric thermometry
US5249865A (en) * 1992-04-27 1993-10-05 Texas Instruments Incorporated Interferometric temperature measurement system and method
US5263776A (en) * 1992-09-25 1993-11-23 International Business Machines Corporation Multi-wavelength optical thermometry
US5322361A (en) * 1993-01-28 1994-06-21 C.I. Systems (Israel) Ltd. Method and apparatus for measuring temperature
US5474381A (en) * 1993-11-30 1995-12-12 Texas Instruments Incorporated Method for real-time semiconductor wafer temperature measurement based on a surface roughness characteristic of the wafer
KR100255961B1 (ko) * 1994-03-11 2000-05-01 아끼구사 나오유끼 물리량 측정방법 및 장치, 반도체 장치의 제조방법과 파장측정방법 및 장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100636016B1 (ko) * 2000-11-06 2006-10-18 삼성전자주식회사 반도체 제조를 위한 기판의 온도를 측정하는 방법 및 장치
KR101464477B1 (ko) 2011-09-06 2014-11-24 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 독립 광 소스를 이용한 웨이퍼 온도 측정을 위한 방법 및 장치
KR101309807B1 (ko) * 2012-04-03 2013-09-23 주식회사 이오테크닉스 레이저 어닐링 장치 및 레이저 어닐링 방법
KR20170058265A (ko) * 2015-11-18 2017-05-26 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 이온 주입된 샘플의 특성을 평가하는 방법
US10175176B2 (en) 2015-11-18 2019-01-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Method of evaluating characteristics of ion implanted sample
KR101943714B1 (ko) * 2015-11-18 2019-01-29 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 이온 주입된 샘플의 특성을 평가하는 방법
US10732120B2 (en) 2015-11-18 2020-08-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Method of evaluating characteristics of ion implanted sample
US20220266419A1 (en) * 2021-02-19 2022-08-25 Okamoto Machine Tool Works, Ltd. Grinding method and grinding apparatus

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