KR20150070025A - 소모량 측정 장치, 온도 측정 장치, 소모량 측정 방법, 온도 측정 방법 및 기판 처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

직접 두께를 측정하는 것이 곤란한 부재에 대해서, 그 소모량을 간이한 구성으로 측정하는 것이 가능한 소모량 측정 장치를 제공한다.
소모량 측정 장치(40)는, 기판 처리 장치(10)의 챔버(11)내에 배치되는 상부 전극판(27)의 소모량을 산출하는 경우, 저 코히어런스 광원(41)으로부터 출력되는 저 코히어런스광을 2개의 경로로 분기시켜, 한쪽의 경로로 전송되는 저 코히어런스광을 상부 전극판(27)의 측정점 B1에 조사했을 때의 상부 전극판(27)의 상면 및 하면으로부터의 반사광을 수광함과 아울러 다른쪽의 경로로 전송되는 저 코히어런스광을 상부 전극판(27)의 측정점 B2에 조사했을 때의 상부 전극판(27)의 상면 및 하면으로부터의 반사광을 수광하고, 수광한 반사광에 대해 파수에 의존하는 강도 분포를 검출하고, 강도 분포를 나타내는 스펙트럼을 푸리에 변환하는 것에 의해, 측정점 B1과 측정점 B2의 두께의 차분을 광로차로서 산출한다.

Description

소모량 측정 장치, 온도 측정 장치, 소모량 측정 방법, 온도 측정 방법 및 기판 처리 시스템{WEAR AMOUNT MEASURING APPARATUS AND METHOD, TEMPERATURE MEASURING APPARATUS AND METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM}
본 발명은, 광 간섭을 이용하여 부재의 소모량이나 소모량차를 측정하는 소모량 측정 장치 및 소모량 측정 방법, 광 간섭을 이용하여 부재의 온도를 측정하는 온도 측정 장치 및 온도 측정 방법, 소모량 측정 장치 또는 온도 측정 장치를 기판 처리 장치에 적용하여 이루어지는 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼에 대해서 플라즈마 에칭 등이 처리를 실시하는 기판 처리 장치에서는, 반도체 웨이퍼가 수용되는 처리실(챔버)의 내부에는 여러 가지의 재질로 이루어지는 부재가 배치되어 있고, 그 중에는, 포커스 링이나 샤워 헤드를 구성하는 전극판과 같이 플라즈마에 의해 소모되는 것이 있다. 그 때문에, 소모된 부재의 교환 시기 등을 아는 것 등을 목적으로 하여, 부재의 소모량을 측정하기 위한 기술이 여러 가지로 제안되어 있다.
예를 들면, 미사용이며 두께가 기지의 포커스 링에 대해서 두께가 기지의 기준편을 플라즈마에 의해 소모되지 않는 구조로 열적으로 결합시켜, 포커스 링을 기판 처리 장치에 장착한다. 포커스 링에 있어서 소모량을 측정하고자 하는 위치(이하 「측정 위치」라고 함)의 이면측으로부터 저 코히어런스광을 포커스 링에 조사함과 아울러, 저 코히어런스광을 참조 미러와 기준편의 각각에 조사한다. 그리고, 참조 미러를 저 코히어런스광의 입사 방향과 평행한 방향으로 이동시켰을 때의 참조 미러로부터의 반사광과, 포커스 링의 이면 및 소모면인 표면으로부터의 반사광과, 참조 미러로부터의 반사광과, 기준편의 표면 및 이면으로부터의 반사광의 간섭 파형을 측정한다.
이에 의해, 기준편으로부터의 반사광과 참조 미러로부터의 반사광의 간섭 파형과 참조 미러의 이동 거리로부터 기준편의 두께를 구할 수 있고, 포커스 링으로부터의 반사광과 참조 미러로부터의 반사광의 간섭 파형과 참조 미러의 이동 거리로부터 포커스 링의 측정 위치에서의 두께를 구할 수 있고, 이렇게 하여 측정된 두께의 비와 기준편의 기지의 두께로부터 포커스 링의 두께를 구할 수 있다(예를 들면, 일본 특개 제2011－210853호 공보 참조).
그러나, 일본 특개 제2011－210853호 공보에 기재된 방법에서는, 포커스 링으로의 기준편의 내장이 필요하게 되기 때문에, 포커스 링의 비용이 높아져 버린다고 하는 문제나, 참조 미러를 이동시키기 위해서 측정 시간이 길게 걸려 버린다고 하는 문제가 있다.
이에 대해서, 분광 방식 주파수 영역 광 간섭계를 이용하여, 부재의 온도를 측정하기 위해서 부재의 두께를 측정하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특개 제2013－029487호 공보 참조). 이 일본 특개 제2013－029487호 공보에 기재된 기술에서는, 부재의 소정 위치에 저 코히어런스광을 조사했을 때의 부재의 표면으로부터의 반사광과 이면으로부터의 반사광을 분광하여 스펙트럼 분포를 구하여 푸리에 변환을 실시함으로써 조사 위치에서의 부재의 두께를 구하고 있다.
일본 특개 제2013－029487호 공보에 기재된 기술은, 부재의 소모량을 측정하는 것이 아니라, 사전에 구해 둔 부재의 두께와 온도의 관계를 나타내는 데이터를 이용하여 부재의 온도를 측정하는 것이지만, 일본 특개 제2013－029487호 공보에 기재된 기술에 의해 부재의 두께를 측정하는 경우, 측정 가능한 두께는, 반사광을 검출하는 분광기의 분해능으로 결정된다. 예를 들면, 중심 파장을 λ0, 파장 대역을 Δw, 분광기의 검출 소자 수(CCD 소자 수)를 N로 했을 때, 이러한 파라미터와 최대 측정 두께 x의 관계는 하기 (식 1)로 나타내어진다.
Figure pat00001
예를 들면, λ0=1550nm, Δw=40nm, N=512인 경우, x=15.38mm가 된다. 부재가 실리콘(Si)으로 이루어지는 경우에는, 측정 가능한 최대 두께 x0은, x를 2n(n은 굴절률로 약 3.65)으로 제산하면 좋기 때문에, x0=x/2n=2.1(mm)로 된다. 즉, Si로 이루어지는 2.1mm보다 두꺼운 부재에 대해서는, 일본 특개 제2013－029487호 공보2에 기재된 기술에서는 두께를 측정할 수 없고, 그 때문에 소모량을 측정하는 것도 불가능하다.
본 발명의 목적은, 분광 방식 주파수 영역 광 간섭계를 이용하여, 부재의 두께를 직접 측정할 수 없는 경우에도, 부재에 있어서의 소모량을 간이한 구성으로 측정하는 것이 가능한 소모량 측정 장치 및 소모량 측정 방법을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 목적은, 소모량 측정 장치 및 소모량 측정 방법을 기지의 단차부를 가지는 부재의 온도의 측정에 응용한 온도 측정 장치 및 온도 측정 방법을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 목적은, 소모량 측정 장치 또는 온도 측정 장치를 기판 처리 장치에 적용한 기판 처리 시스템을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 측면에 따른 소모량 측정 장치는, 저 코히어런스광을 투과하는 재료로 구성되어, 제 1 면 및 적어도 그 일부가 경시적으로 소모되는 제 2 면을 갖는 부재의 소모량을 측정하는 소모량 측정 장치로서, 저 코히어런스광을 출력하는 광원과, 상기 광원으로부터 출력되는 저 코히어런스광을 제 1 저 코히어런스광과 제 2 저 코히어런스광으로 분기시키는 광 전송부와, 상기 부재의 상기 제 1 면의 제 1 도입점에 상기 광 전송부로부터 수광한 상기 제 1 저 코히어런스광을 조사하여 상기 제 1 도입점으로부터의 반사광과 상기 제 2 면의 제 1 측정점으로부터의 반사광을 수광하는 제 1 조사부와, 상기 부재의 상기 제 1 면의 제 2 도입점에 상기 광 전송부로부터 수광한 상기 제 2 저 코히어런스광을 조사하여 상기 제 2 도입점으로부터의 반사광과 상기 제 2 면의 제 2 측정점으로부터의 반사광을 수광하는 제 2 조사부와, 상기 광 전송부로부터 수광한 상기 반사광의 강도 분포를 검출하는 분광기와, 상기 분광기가 검출한 반사광의 강도 분포를 푸리에 변환함으로써 상기 부재의 상기 제 1 측정점에서의 제 1 두께와 상기 부재의 상기 제 2 측정점에서의 제 2 두께의 차분을 산출하는 해석부를 구비하고, 상기 광 전송부는 상기 제 1 조사부 및 상기 제 2 조사부로부터의 상기 반사광을 수광하여 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 다른 측면에 따른 온도 측정 장치는, 저 코히어런스광을 투과하는 재료로 구성되어, 제 1 면 및 제 2 면을 갖고, 제 1 부분 및 상기 제 1 부분보다 두께가 작은 제 2 부분을 갖는 단차부가 마련된 부재의 온도를 측정하는 온도 측정 장치로서, 저 코히어런스광을 출력하는 광원과, 상기 광원으로부터 출력되는 저 코히어런스광을 제 1 저 코히어런스광과 제 2 저 코히어런스광으로 분기시키는 광 전송부와, 상기 부재의 상기 제 1 면의 제 1 도입점에 상기 광 전송부로부터 수광한 상기 제 1 저 코히어런스광을 조사하여 상기 제 1 도입점으로부터의 반사광과 상기 제 2 면의 제 1 측정점으로부터의 반사광을 수광하는 제 1 조사부와, 상기 부재의 상기 제 1 면의 제 2 도입점에 상기 광 전송부로부터 수광한 상기 제 2 저 코히어런스광을 조사하여 상기 제 2 도입점으로부터의 반사광과 상기 제 2 면의 제 2 측정점으로부터의 반사광을 수광하는 제 2 조사부와, 상기 광 전송부로부터 수광한 상기 반사광의 강도 분포를 검출하는 분광기와, 상기 부재의 온도와 상기 부재의 상기 제 1 측정점에서의 제 1 두께와 상기 제 2 측정점에서의 제 2 두께의 차분의 관계를 나타내는 데이터를 기억한 기억부와, 상기 분광기가 검출한 반사광의 강도 분포를 푸리에 변환하는 것에 의해 상기 차분을 구하고, 구한 상기 차분과 상기 기억부에 기억된 상기 데이터에 근거하여 상기 부재의 현재 온도를 산출하는 해석부를 구비하고, 상기 제 1 도입점과 상기 제 1 측정점은 상기 제 1 부분에 위치하고, 상기 제 2 도입점과 상기 제 2 측정점은 상기 제 2 부분에 위치하고, 상기 광 전송부는 상기 제 1 조사부 및 상기 제 2 조사부로부터의 상기 반사광을 수광하여 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 다른 측면에 따른 소모량 측정 방법은, 저 코히어런스광을 투과하는 재료로 구성되어, 제 1 면 및 적어도 그 일부가 경시적으로 소모되는 제 2 면을 갖는 부재의 소모량을 측정하는 소모량 측정 방법으로서, 광원으로부터 출력되는 저 코히어런스광을 제 1 저 코히어런스광과 제 2 저 코히어런스광으로 분기시키는 스텝과, 상기 제 1 저 코히어런스광을 상기 제 1 면의 제 1 도입점에 조사하여 상기 제 1 도입점으로부터의 반사광과 상기 제 2 면의 제 1 측정점으로부터의 반사광을 수광하는 스텝과, 상기 제 2 저 코히어런스광을 상기 제 1 면의 제 2 도입점에 조사하여 상기 제 1 도입점으로부터의 반사광과 상기 제 2 면의 제 2 측정점으로부터의 반사광을 수광하는 스텝과, 상기 제 1 도입점에서의 반사광, 상기 제 1 측정점에서의 반사광, 상기 제 2 도입점에서의 반사광 및 상기 제 2 측정점에서의 반사광을 합한 반사광에 대해 파장에 의존하는 강도 분포를 검출하는 스텝과, 상기 강도 분포를 푸리에 변환하는 것에 의해, 상기 부재의 상기 제 1 측정점에서의 제 1 두께와 상기 제 2 측정점에서의 제 2 두께의 차분을 산출하는 스텝을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 다른 측면에 따른 온도 측정 방법은, 저 코히어런스광을 투과하는 재료로 구성되어, 제 1 면 및 제 2 면을 갖고, 제 1 부분 및 상기 제 1 부분보다 두께가 작은 제 2 부분을 갖는 단차부가 마련된 부재의 온도를 측정하는 온도 측정 방법으로서, 상기 부재의 온도와 상기 부재의 2개의 지점에서의 두께의 차분의 관계를 나타내는 데이터를 취득하는 스텝과, 광원으로부터 출력되는 저 코히어런스광을 제 1 저 코히어런스광과 제 2 저 코히어런스광으로 분기시키는 스텝과, 상기 제 1 저 코히어런스광을 상기 제 1 면의 제 1 도입점에 조사하여 상기 제 1 도입점으로부터의 반사광과 상기 제 2 면의 제 1 측정점으로부터의 반사광을 수광하는 스텝과, 상기 제 2 저 코히어런스광을 상기 제 1 면의 제 2 도입점에 조사하여 상기 제 1 도입점으로부터의 반사광과 상기 제 2 면의 제 2 측정점으로부터의 반사광을 수광하는 스텝과, 상기 제 1 도입점에서의 반사광, 상기 제 1 측정점에서의 반사광, 상기 제 2 도입점에서의 반사광 및 상기 제 2 측정점에서의 반사광을 합한 반사광에 대해 파장에 의존하는 강도 분포를 검출하는 스텝과, 상기 강도 분포를 푸리에 변환하는 것에 의해, 상기 부재의 상기 제 1 측정점에서의 제 1 두께와 상기 제 2 측정점에서의 제 2 두께의 차분을 결정하는 스텝과, 상기 결정된 차분과 상기 데이터로부터 상기 부재의 현재 온도를 산출하는 스텝을 가지고, 상기 제 1 도입점과 상기 제 1 측정점은 상기 제 1 부분에 위치하고, 상기 제 2 도입점과 상기 제 2 측정점은 상기 제 2 부분에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 소모량 측정 장치에서는, 부재에 설정한 2점의 측정점에 저 코히어런스광을 조사하고, 조사 위치에서의 부재로부터의 반사광을 이용하여 2점의 측정점에서의 부재내에서의 광로차를 구함으로써, 2점의 측정점에서의 두께의 차분(소모량차)을 구한다. 이 때, 2점의 측정점 중 한쪽을 두께가 변화하지 않는 위치에 설정하고, 다른쪽의 측정점을 두께가 경시적으로 얇아지는 위치에 설정함으로써, 다른쪽의 측정점의 소모량의 절대치를 알 수 있다.
이러한 소모량의 측정 방법에 의하면, 2점의 측정점의 적어도 한쪽에서 실제의 두께를 측정할 수 없는 부재에 대해서, 소모 관리를 모니터할 수 있게 된다. 이에 의해, 소모량의 절대치 또는 절대치에 따라 프로세스 조건을 미조정하여, 프로세스를 안정화시킬 수 있고, 나아가서는, 기판에 대한 처리 정밀도를 높게 유지하여, 제품 품질을 높게 유지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 소모량 측정 장치는, 부재에 사전에 광로차로서 측정 가능한 범위의 단차를 가지는 단차부를 마련하여 사전에 부재의 온도와 단차의 관계를 나타내는 교정 데이터를 구해 두고, 단차부에 2점의 측정점을 마련하여 저 코히어런스광을 조사하고, 단차를 광로차로서 측정하여 교정 데이터에 대조함으로써, 부재의 온도를 측정하는 온도 측정 장치로서 이용할 수 있다. 이렇게 하여, 부재의 온도를 모니터함으로써 프로세스 관리를 행할 수 있기 때문에, 예를 들면, 부재 온도에 따라 프로세스 조건을 미조정하는 등, 프로세스를 안정화시킬 수 있고, 나아가서는, 기판에 대한 처리 정밀도를 높게 유지하여, 제품 품질을 높게 유지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 소모량 측정 장치가 적용 가능한 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치에 마련되는 소모량 측정 장치의 개략 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 도 2의 소모량 측정 장치로 부재(상부 전극판)의 소모량을 구하는 계산에 이용되는 여러 가지의 광학 파라미터를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 2의 소모량 측정 장치가 구비하는 분광기가 수광한 반사광 스펙트럼을 푸리에 변환하는 것에 의해 얻어지는 피크 위치를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5(a)는, 도 2의 소모량 측정 장치에 의한 소모량(절대치)의 측정 대상이 되는 부재의 형상을 모식적으로 나타내는 도면이고, 도 5(b)는, 소모량 측정 장치를 온도 측정 장치로서 이용하는 경우에 측정 대상이 되는 부재의 형상을 모식적으로 나타내는 도면이며, 도 5(c)는, 부재의 온도와 부재에 마련된 단차의 관계를 모식적으로 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 여기에서는, 본 발명에 따른 소모량 측정 장치를, 기판인 반도체 웨이퍼(이하 「웨이퍼」라고 기재함)에 대해서 플라즈마 에칭 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 적용한 기판 처리 시스템을 채택하는 것으로 한다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 소모량 측정 장치가 적용 가능한 기판 처리 장치(10)의 개략 구성을 나타내는 단면도이다. 도 1에 나타내는 기판 처리 장치(10)는, 예를 들면, 직경이 φ300mm의 반도체 디바이스용의 웨이퍼 W를 수용하는 챔버(11)를 갖고, 챔버(11)내에는 웨이퍼 W를 탑재하는 원기둥 형상의 서셉터(12)(탑재대)가 배치되어 있다. 기판 처리 장치(10)에서는, 챔버(11)의 내측벽과 서셉터(12)의 측면에 의해 측방 배기로(13)가 형성되고, 측방 배기로(13)의 도중에는 배기 플레이트(14)가 배치되어 있다.
배기 플레이트(14)는 다수의 관통구멍을 가지는 판 형상 부재이며, 챔버(11)내를 상부와 하부로 구분하는 구분판으로서 기능한다. 배기 플레이트(14)에 의해 구분되는 것에 의해 챔버(11)내의 상부에 형성되는 처리실(15)에 있어서, 후술하는 바와 같이 플라즈마를 발생시킨다. 배기 플레이트(14)에 의해 챔버(11)내의 하부에 형성되는 배기실(매니폴드(manifold))(16)에는, 챔버(11)내의 가스를 배출하는 배기관(17)이 접속되어 있다. 배기 플레이트(14)는 처리실(15)에 발생하는 플라즈마를 포착하거나 또는 반사하여 매니폴드(16)로의 누설을 방지한다.
배기관(17)에는, 미도시의 TMP(Turbo Molecular Pump) 및 DP(Dry Pump)가 접속되고, 이러한 펌프는 챔버(11)내를 진공 흡인하여 감압한다. 구체적으로는, DP는, 챔버(11)내를 대기압으로부터 중진공 상태(예를 들면, 1.3×10Pa(0.1Torr) 이하)까지 감압한다. 그리고, TMP는, DP와 협동하여 챔버(11)내를 중진공 상태보다 낮은 압력인 고진공 상태(예를 들면, 1.3×10－3Pa(1.0×10－5Torr) 이하)까지 감압한다. 또한, 챔버(11)내의 압력은, 미도시의 APC 밸브에 의해 제어된다.
챔버(11)내의 서셉터(12)에는, 제 1 정합기(19)를 거쳐서 제 1 고주파 전원(18)이 접속됨과 아울러, 제 2 정합기(21)를 거쳐서 제 2 고주파 전원(20)이 접속되어 있다. 제 1 고주파 전원(18)은, 비교적 낮은 주파수, 예를 들면, 2MHz의 이온 인입용의 고주파 전력을 서셉터(12)에 인가한다. 한편, 제 2 고주파 전원(20)은, 비교적 높은 주파수, 예를 들면, 60MHz의 플라즈마 생성용의 고주파 전력을 서셉터(12)에 인가한다. 이에 의해, 서셉터(12)는 전극으로서 기능한다. 또한, 제 1 정합기(19) 및 제 2 정합기(21)는, 서셉터(12)로부터의 고주파 전력의 반사를 저감하여 고주파 전력의 서셉터(12)로의 인가 효율을 최대로 한다.
서셉터(12)의 상부에는, 대직경의 원기둥의 선단으로부터 소직경의 원기둥이 동심축을 따라 돌출한 형상이 되도록, 소직경의 원기둥을 둘러싸도록 단차가 형성되어 있다. 소직경의 원기둥의 선단에는, 정전 전극판(22)을 내부에 가지는 세라믹스로 이루어지는 정전 척(23)이 배치되어 있다. 정전 전극판(22)에는 직류 전원(24)이 접속되어 있고, 정전 전극판(22)에 양의 직류 전압이 인가되면, 웨이퍼 W에 있어서의 정전 척(23)측의 면(이면)에 음 전위가 발생하고, 정전 전극판(22)과 웨이퍼 W의 이면의 사이에 전위차가 생긴다. 이렇게 하여 생긴 전위차에 기인하는 쿨롱력 또는 죤슨·라벡(Johnson Rahbeck)력에 의해, 웨이퍼 W는 정전 척(23)에 흡착 유지된다.
또한, 서셉터(12)의 상부에는, 정전 척(23)에 흡착 유지된 웨이퍼 W를 둘러싸도록, 링 형상의 부재인 포커스 링(25)이, 서셉터(12)의 상부에 있어서의 단차부에 탑재되어 있다. 포커스 링(25)은, 예를 들면, 실리콘(Si)으로 이루어진다. 따라서, 포커스 링(25)은 반(半)도전체로 이루어지기 때문에, 플라즈마의 분포역을 웨이퍼 W상에 뿐만이 아니라 포커스 링(25)상에까지 확대하여 웨이퍼 W의 주연부상에 있어서의 플라즈마의 밀도를 웨이퍼 W의 중앙부상에 있어서의 플라즈마의 밀도와 동일한 정도로 유지한다. 이에 의해, 웨이퍼 W의 전체면에 실시되는 플라즈마 에칭 처리의 균일성을 확보한다.
챔버(11)의 천정부에는, 서셉터(12)와 대향하도록 샤워 헤드(26)가 배치된다. 샤워 헤드(26)는, 상부 전극판(27)과 상부 전극판(27)을 착탈 가능하게 매달아 지지(釣支)하는 쿨링 플레이트(cooling plate)(28)과, 쿨링 플레이트(28)를 덮는 덮개(29)를 가진다. 상부 전극판(27)은 두께 방향으로 관통하는 다수의 가스구멍(30)을 가지는 원판 형상 부재로 이루어지고, 반도전체인 실리콘으로 구성된다.
쿨링 플레이트(28)의 내부에는 버퍼실(31)이 마련되고, 버퍼실(31)에는 처리 가스 도입관(32)이 접속되어 있다. 기판 처리 장치(10)에서는, 처리 가스 도입관(32)으로부터 버퍼실(31)에 공급된 처리 가스가 가스구멍(30)을 거쳐서 처리실(15) 내부에 도입된다. 처리실(15) 내부에 도입된 처리 가스는, 제 2 고주파 전원(20)으로부터 서셉터(12)를 거쳐서 처리실(15) 내부에 인가된 플라즈마 생성용의 고주파 전력에 의해 여기되어, 플라즈마로 된다. 플라즈마 중의 이온은, 제 1 고주파 전원(18)이 서셉터(12)에 인가하는 이온 인입용의 고주파 전력에 의해 웨이퍼 W를 향해 인입되어, 웨이퍼 W에 플라즈마 에칭 처리를 실시한다.
이 때, 플라즈마 중의 이온은 포커스 링(25)의 상면이나 상부 전극판(27)의 하면에 도달하여, 이러한 면을 스퍼터링하고, 그 결과, 포커스 링(25)이나 상부 전극판(27)이 소모된다. 이 때, 예를 들면, 상부 전극판(27)인 경우에는, 하면이 균일하게 소모되면 플라즈마를 균일하게 발생시킬 수 있지만, 하면의 중심부와 외주부에서 소모 레이트가 상이하기 때문에 소모량에 편향이 생겨 버렸을 경우에는, 플라즈마가 균일하게 생성되지 않고, 웨이퍼 W에 대해서 불균일한 처리가 실시되어 버릴 우려가 있다.
그래서, 기판 처리 장치(10)에는, 상부 전극판(27)의 소모량을 측정하기 위해서 소모량 측정 장치가 배치되어 있고, 이에 의해 기판 처리 시스템이 구성되어 있다. 도 2는, 기판 처리 장치(10)에 마련되는 소모량 측정 장치의 개략 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 2에서는, 상부 전극판(27)의 소모량을 측정하기 위한 구성을 예시하고 있다. 또한, 도 2에서는, 상부 전극판(27)에 형성되어 있는 가스구멍(30)의 도시를 생략하고 있다.
소모량 측정 장치(40)는, 저 코히어런스 광원(41), 분광기(42), 2×2 커플러(43), 해석 장치(44), 제 1 콜리메이터(45) 및 제 2 콜리메이터(46)(도 1 참조)를 구비한다. 저 코히어런스 광원(41)과 2×2 커플러(43)의 사이는 제 1 광 파이버(51)에 의해 접속되어 있고, 2×2 커플러(43)와 제 1 콜리메이터(45)의 사이는 제 2 광 파이버(52)에 의해 접속되어 있다. 2×2 커플러(43)와 제 2 콜리메이터(46)의 사이는 제 3 광 파이버(53)에 의해 접속되어 있고, 분광기(42)와 2×2 커플러(43)의 사이는 제 4 광 파이버(54)에 의해 접속되어 있다.
저 코히어런스 광원(41)으로서는, 예를 들면, 중심 파장 λ0이 1.55μm 또는 1.31μm, 코히어런스 길이가 약 50μm의 저 코히어런스광을 최대 출력 1.5mW로 출력하는 SLD(Super Luminescent Diode) 등을 이용할 수 있다.
2×2 커플러(43)와 제 1∼제 4 광 파이버(51∼54)는, 소모량 측정 장치(40)에 있어서의 광 전송부를 구성한다. 즉, 2×2 커플러(43)는, 예를 들면, 저 코히어런스 광원(41)으로부터 출력되는 저 코히어런스광을 2개의 경로로 분기시켜, 한쪽을 제 2 광 파이버(52)를 거쳐서 제 1 콜리메이터(45)에 전송함과 아울러, 다른쪽을 제 3 광 파이버(53)를 거쳐서 제 2 콜리메이터(46)에 전송한다.
또한, 2×2 커플러(43)는, 제 1 콜리메이터(45)로부터 상부 전극판(27)에 조사된 저 코히어런스광의 상부 전극판(27)으로부터의 반사광을 제 2 광 파이버(52)를 거쳐서 수광함과 아울러, 제 2 콜리메이터(46)로부터 상부 전극판(27)에 조사된 저 코히어런스광의 상부 전극판(27)으로부터의 반사광을 제 3 광 파이버(53)를 거쳐서 수광하고, 수광한 이러한 반사광을 제 4 광 파이버(54)를 통해 분광기(42)에 전송한다.
상부 전극판(27)의 상면(표면)에 대해서 저 코히어런스광을 조사하는 조사부로서의 제 1 콜리메이터(45)와 제 2 콜리메이터(46)는 동일한 구성을 가진다. 여기에서는, 제 1 콜리메이터(45)와 제 2 콜리메이터(46)를 각각, 상부 전극판(27)의 하면(이면)에 있어서 소모 레이트가 상이한 부위에 대응하는 위치에 배치하고 있다. 또한, 제 1 콜리메이터(45)와 제 2 콜리메이터(46)의 배설 위치는 도 1의 위치로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 덮개(29)의 상부(외측)로부터 덮개(29)에 마련한 창을 통해, 제 1 콜리메이터(45)와 제 2 콜리메이터(46)로부터 상부 전극판(27)에 저 코히어런스광을 조사할 수 있는 구성으로 해도 좋다.
제 1 콜리메이터(45)는, 상부 전극판(27)의 거의 중앙부의 도입점 C1 및 측정점 B1에 대응하는 위치에 있어서 상부 전극판(27)의 상면(27a)에 대향하도록 배치되어 있고, 상부 전극판(27)의 상면(27a)의 도입점 C1을 향해 평행 광선으로서 조정된 저 코히어런스광을 조사함과 아울러, 상부 전극판(27)의 도입점 C1 및 측정점 B1로부터의 반사광을 수광하고, 수광한 반사광을 제 2 광 파이버(52)를 거쳐서 2×2 커플러(43)에 전송한다.
제 2 콜리메이터(46)는, 상부 전극판(27)의 외주 근방의 도입점 C2 및 측정점 B2에 대응하는 위치에 있어서 상부 전극판(27)의 상면(27a)에 대향하도록 배치되어 있고, 상부 전극판(27)의 상면(27a)의 도입점 C2을 향해 평행 광선으로서 조정된 저 코히어런스광을 조사함과 아울러, 상부 전극판(27)의 도입점 C2 및 측정점 B2로부터의 반사광을 수광하고, 수광한 반사광을 제 3 광 파이버(53)를 거쳐서 2×2 커플러(43)에 전송한다.
분광기(42)는, 대략적으로, 광 분산 소자와 수광 소자로 구성된다. 광 분산 소자는, 제 4 광 파이버(54)를 통해 전송된 반사광을 파장(파수)마다 소정의 분산각에서 분산시킨다. 광 분산 소자에는, 예를 들면, 회절 격자를 이용할 수 있다. 또한, 수광 소자는, 광 분산 소자에 의해 분산된 반사광을 수광함으로써, 수광한 반사광의 스펙트럼 분포(강도 vs 파수)를 검출한다. 수광 소자로서는, 구체적으로는, 복수의 CCD 소자가 격자 형상으로 배치된 것이 이용되고, CCD 소자 수가 샘플링 수로 된다.
수광 소자는, 상술한 바와 같이, CCD 소자 등의 광전 변환 소자로 이루어지기 때문에, 분광기(42)로부터 해석 장치(44)에 출력되는 신호는 아날로그 전기 신호이다. 그 때문에, 해석 장치(44)는, 분광기(42)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와, A/D 변환기로부터 수신한 스펙트럼 분포를 나타내는 디지털 신호에 대해서 푸리에 변환을 행하여, 후술하는 광로차를 산출하고, 또한 소모량차 Δt를 산출하는 퍼스널 컴퓨터 등의 연산 장치를 가진다. 또한, 연산 장치는, CPU가, ROM이나 RAM 혹은 하드 디스크 드라이브 등에 저장된 소정의 소프트웨어(프로그램)를 실행함으로써, 푸리에 변환 등의 여러 가지의 연산 처리를 행한다. 여기에서의 푸리에 변환은, 파수(또는 주파수 또는 파장)인 변수의 함수를 거리인 변수의 함수로 변환하는 처리이다. 연산 장치는 광로차 산출부(440) 및 차분 산출부(441)를 구비할 수 있다. 광로차 산출부(440)는 분광기가 검출한 반사광의 강도 분포를 나타내는 스펙트럼을 푸리에 변환함으로써 측정점 B1 및 B2 사이의 광로차를 산출한다. 차분 산출부(441)는 광로차 산출부가 산출한 광로차와 상부 전극판(27)의 굴절률에 근거하여 차분을 산출한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 상부 전극판(27)에 있어서 웨이퍼 W와 대향하는 하면(27b)은, 플라즈마에 의한 소모 레이트의 차이에 의해, 중심부가 외주부보다 많이 소모되어 있다. 이 때, 제 1 콜리메이터(45)로부터 저 코히어런스광이 조사되는 상부 전극판(27)의 도입점 C1에서의 상면(27a) 및 상부 전극판(27)의 측정점 B1에서의 하면(27b)은 실질적으로 서로 평행하게 되어 있는 것으로 간주하고, 마찬가지로, 제 2 콜리메이터(46)로부터 저 코히어런스광이 조사되는 상부 전극판(27)의 도입점 C2에서의 상면(27a) 및 상부 전극판(27)의 측정점 B2에서의 하면(27b)은 실질적으로 서로 평행하게 되어 있는 것으로 간주한다.
상부 전극판(27)의 측정점 B1에서의 두께 t1과 측정점 B2의 두께 t2의 차이가 소모량차 Δt이며, 이 소모량차 Δt를 구하는 파라미터로서는,
L1 ： 2×2 커플러(43)로부터 제 1 콜리메이터(45)의 선단까지의 거리,
L2 ： 2×2 커플러(43)로부터 제 2 콜리메이터(46)의 선단까지의 거리,
dl ： 제 1 콜리메이터(45)의 선단으로부터 상부 전극판(27)의 측정점 B1에서의 상면(제 1 측정 대상 표면)까지의 거리,
d2 ： 제 2 콜리메이터(46)의 선단으로부터 상부 전극판(27)의 측정점 B2에서의 상면(제 2 측정 대상 표면)까지의 거리,
t1 ： 상부 전극판(27)의 측정점 B1에서의 두께,
t2 ： 상부 전극판(27)의 측정점 B2에서의 두께를 들 수 있다.
도 3은, 소모량 측정 장치(40)에서 상부 전극판(27)의 소모량차 Δt를 구하는 계산에 이용되는 여러 가지의 광학 파라미터를 설명하는 도면이다. 도 3에 나타내는 광학 파라미터는,
ns ： 파장 λ에 있어서의 상부 전극판(27)의 굴절률(Si의 굴절률),
nf ： 파장 λ에 있어서의 제 2, 제 3 광 파이버(52, 53)의 코어의 굴절률,
tf ： 분위기로부터 제 2, 제 3 광 파이버(52, 53)로의 진폭 투과율,
tf＇： 제 2, 제 3 광 파이버(52, 53)로부터 분위기로의 진폭 투과율,
ts ： 분위기로부터 상부 전극판(27)으로의 진폭 투과율,
ts＇： 상부 전극판(27)으로부터 분위기로의 진폭 투과율,
rs ： 분위기로부터 상부 전극판(27)으로 광이 입사했을 때의 진폭 반사율,
rs＇： 상부 전극판(27)으로부터 분위기로 광이 입사했을 때의 진폭 반사율이며, 여기에서의 분위기는, 제 1, 제 2 콜리메이터(45, 46)가 배치되어 있는 가스 분위기나 진공 분위기를 나타낸다.
2×2 커플러(43)에 있어서 저 코히어런스광을 2 분기/합성하기 위해, 상부 전극판(27)에서 반사되어 돌아온 반사광의 2×2 커플러(43)에서의 간섭을 생각한다. 2×2 커플러(43)로부터 제 1 콜리메이터(45)에 도달하는 광로에서의 저 코히어런스광의 전계 E1, 2×2 커플러(43)로부터 제 2 콜리메이터(46)에 도달하는 광로에서의 저 코히어런스광의 전계 E2는 각각, 하기 (식 2, 3)으로 나타내어진다. 또한, 하기 (식 2, 3)의 “A1”, “A2”는 각각, 2×2 커플러(43)에서 분기된 시점에서의 각 저 코히어런스광의 전계의 진폭이며, “k0”는, 저 코히어런스광의 파수(=2π／λ0)이다.
Figure pat00002
광의 간섭은, 하기 (식 4)로 나타내어진다. 그리고, 하기 (식 4)에 나타내는 각 항은 하기 (식 5 내지 7)로 나타내어진다.
Figure pat00003
상기 (식 4)로 나타내는 신호에 대해서 푸리에 변환을 실시하면, 하기 (식 8 내지 14)를 얻을 수 있다. 또한, 하기 (식 8 내지 14)의 이후에서 나타내는 P1∼P7은, 도 4에 나타내는 각 피크에 대응하고 있다. 도 4는, 하기 (식 8 내지 14)의 피크 위치를 모식적으로 나타내는 도면이며, 분광기(42)에서의 측정 가능한 두께의 범위가 「검출 가능 범위」로서 나타내어져 있다. 즉, 종래 기술로서 이미 설명한 바와 같이, 중심 파장을 λ0, 파장 대역을 Δw, 검출 소자 수(CCD 소자 수)를 N으로 했을 때, 이러한 파라미터와 최대 측정 두께 x의 관계는 상기 (식 1)로 나타내어지고, 저 코히어런스 광원(41) 및 분광기(42)의 상기 사양으로는, 실리콘으로 이루어지는 부재에서는 두께가 약 2mm를 넘는 것의 두께를 직접 측정할 수 없다. 따라서, 상부 전극판(27)의 초기 두께가, 예를 들면, 10mm인 경우에는, 상부 전극판(27)의 두께를 직접 구할 수 없다.
Figure pat00004
그러나, 상부 전극판(27)의 소모 분포가 플라즈마 에칭 프로세스에 영향을 주기 때문에, 상부 전극판(27)의 교환 시기를 알고자 하는 경우에는, 상부 전극판(27)의 두께를 직접 측정하지 않아도, 2점의 측정점 B1, B2의 소모량차를 나타내는 상기 (식 11, 14)(피크 P4, P7)의 움직임에만 주목하면 된다.
상기 (식 11, 14)에 나타낸 바와 같이, 상기 (식 14)는, 상기 (식 11)에 2점의 측정점 B1, B2의 두께의 차분, 즉, 소모량차 Δt를 나타내는 “t1－t2(=Δt)”의 항을 부가한 식으로 되어 있다. 2점의 측정점 B1, B2의 두께에 차이가 없는(t1－t2=Δt=0) 경우에는, 상기 (식 14)는 상기 (식 11)과 동일하게 되어, 피크 P4, P7가 겹쳐서 나타나게 된다. “t1－t2＞0”인 경우에는, 피크 P7는 피크 P4의 우측(x가 큰 쪽)에 나타나고, “t1－t2＜0”인 경우에는, 피크 P7는 피크 P4의 좌측(x가 작은 쪽)에 나타나게 된다.
따라서, 피크 P4, P7가 분광기(42)의 검출 가능 범위내에 수용되도록 소모량 측정 장치(40)의 광학계를 설정함으로써, 측정점 B1, B2 간의 소모량차 Δt를 측정할 수 있다. 또한, 상기 (식 14)에 나타내는 바와 같이, 측정점 B1, B2 간의 소모량차 Δt는, 피크 P4, P7 간의 거리 “2ns(t1－t2)”를 2ns로 제산한 값이 된다.
특히, 2×2 커플러(43)로부터 제 1, 제 2 콜리메이터(45, 46)까지의 각각의 길이의 차이(L1－L2)와, 제 1, 제 2 콜리메이터(45, 46)로부터 상부 전극판(27)의 상면까지의 거리의 차이(d1－d2)가 제로(0)로 되도록 조정해 두면, 상기 (식 14)는 x=0으로부터의 쉬프트량을 나타내게 된다. 따라서, 이 쉬프트량이 미리 정해진 값에 이르렀을 때에, 상부 전극판(27)을 교환하도록 하면 좋다.
도 5(a)는, 소모량 측정 장치(40)에 의한 소모량(절대치)의 측정 대상이 되는 부재의 형상을 모식적으로 나타내는 도면이다. 저 코히어런스광을 조사하는 한쪽의 도입점 C11에 대응하는 측정점 B11을 부재(61)에 있어서 경시적으로 소모되는 부위에 설정하고, 다른쪽의 도입점 C12에 대응하는 측정점 B12를 부재(61)에 있어서 경시적으로 소모되지 않는 부위에 설정한다.
부재(61)는, 원래는, 두께가 t2로 일정(표리의 각 면이 평행)한 판 형상의 부재이다. 부재(61)의 측정점 B11에서 소모가 진행되고, 두께가 t1로 되어도, 측정점 B12에서의 두께는 t2 그대로이다. 이 때, 상기 (식 11, 14)(피크 P4, P7의 상대 위치)에 의해 구해지는 “2ns(t1－t2)”는, 도입점 C11로부터 측정점 B11까지 연장하는 광로와 도입점 C12로부터 측정점 B12까지 연장하는 광로 사이에서 부재(61)내의 저 코히어런스광의 광로차를 나타낸다. 이 때, 측정점 B12에서는 소모는 생기지 않기 때문에, 소모량차 Δt(=t1－t2)의 절대치는, 측정점 B11에서의 소모량의 절대치를 나타내는 것이 된다.
따라서, 예를 들면, 플라즈마 프로세스에 있어서, 2점의 소모량차보다도 특정의 부위의 소모량(절대치)이 프로세스상의 문제로 되는 경우 등에는, 이러한 측정 방법을 이용하여 소모량(절대치)이 미리 정해진 값에 이르렀을 때에, 부재(61)를 교환하도록 하면 좋다.
도 5(b)는, 소모량 측정 장치(40)를 온도 측정 장치로서 이용하는 경우에 측정 대상이 되는 부재의 형상을 모식적으로 나타내는 도면이다. 부재(71)는, 예를 들면, 원래는 두께가 t1로 일정(표리의 각 면이 평행)한 판 형상의 부재이지만, 부재(71)의 온도를 측정하기 위해서, 일부에 두께가 t2로 되는 부분을 포함하는 단차부가 형성되어 있다.
부재(71)에 형성된 단차부는, 경시적으로 소모되지 않는 것을 전제로 한다. 그리고, 저 코히어런스광을 조사하는 측정점 B21, B2를, 부재(71)의 단차부의 두께가 상이한 위치에 설정한다. 이 경우에, 상기 (식 14)의 파라미터와 대응시키기 위해서, 부재(71)에 있어서의 측정점 B21에서의 두께를 t1, 측정점 B22에서의 두께를 t2로 한다.
한편, 부재(71)의 단차부에 있어서의 단차 Δt(=t1－t2)는, 부재(71)를 형성하는 재료의 열 팽창률에 의존하여 온도에 따라 변화한다. 그래서, 흑체로(黑體爐) 등을 이용하여 사전에 부재(71)의 온도와 단차 Δt에 대응하는 광로차 2nsΔt의 관계(교정 데이터)를 구해 두고, 해석 장치(44)가 구비하는 ROM, 불휘발성 RAM 혹은 하드 디스크 드라이브 등의 기억부(47)에 기억하게 한다. 기억부(47)는 해석 장치(44)내에 배치되어 있다. 도 5(c)는, 부재(71)의 온도와 단차 Δt에 대응하는 광로차 2nsΔt의 관계를 모식적으로 나타내는 도면이다.
그리고 나서, 소모량 측정 장치(40)를 이용하여 측정점 B21, B2에 있어서, 상기식 11, 14(피크 P4, P7의 상대 위치)에 의해 구해지는 광로차 “2ns(t1－t2)”는, 단차 Δt(=t1－t2)에 대응하는 도입점 C21로부터 측정점 B21까지 연장하는 광로와 도입점 C22로부터 측정점 B22까지 연장하는 광로 사이의 차이를 구하게 된다. 따라서, 구해진 광로차 2ns(t1－t2)=2nsΔt를 기억 매체에 기억되어 있는 도 5(c)의 교정 데이터와 대조함으로써, 부재(71)의 온도를 구할 수 있다. 또한, 흑체로 등을 이용하여 사전에 작성한 부재(71)의 온도와 단차 Δt의 관계를 나타내는 교정 데이터와, 소모량 측정 장치(40)를 이용하여 측정한 광로차 2ns(t1－t2)와 부재(71)의 굴절률 ns의 값로부터 산출한 단차 Δt로부터, 부재(71)의 온도를 구하도록 해도 좋다.
상기 설명과 같이, 소모량 측정 장치(40)에 의하면, 챔버(11)내의 부재에 대해서 설정된 2점의 측정점에 저 코히어런스광을 조사하고, 조사 위치에서의 부재로부터의 반사광을 이용하여 하나의 도입점으로부터 그에 대응하는 측정점까지 연장하는 광로와 다른 하나의 도입점으로부터 그에 대응하는 다른 하나의 측정점까지 연장하는 광로 사이의 부재내에서의 광로차를 구한다. 이에 의해, 2점의 측정점에서의 두께의 차분(소모량차)을 구할 수 있다. 또한, 이 때, 부재에 대해서 설정하는 2점의 측정점 중 한쪽을 두께가 변화하지 않는 위치에 설정하고, 다른쪽의 측정점을 두께가 소모 등에 의해 얇아지는 위치에 설정함으로써, 다른쪽의 측정점의 소모량의 절대치를 알 수 있다.
이러한 소모량 측정 방법을 이용하면, 2점의 측정점에서의 실제의 두께를 측정할 수 없는 두께를 가지는 부재에 대한 소모 관리를 모니터할 수 있기 때문에, 소모량의 절대치 또는 절대치에 따라 프로세스 조건을 미조정하여, 프로세스를 안정화시킬 수 있고, 나아가서는, 웨이퍼 W에 대한 처리 정밀도를 높게 유지하여, 제품 품질을 높게 유지할 수 있게 된다. 또한, 적절한 타이밍에서 부재의 교환을 행할 수 있기 때문에, 종래와 같이 정기적으로 챔버(11)로부터 부재를 취출하여 소모량을 측정하는 작업이 불필요하게 되기 때문에, 작업 부하를 경감할 수 있고, 기판 처리 장치(10)의 가동률을 높일 수도 있다.
또한, 소모량 측정 장치(40)는, 측정 대상이 되는 부재에 사전에 광로차로서 측정 가능한 범위의 단차를 가지는 단차부를 마련해 둠과 아울러, 별도로, 부재의 온도와 단차의 관계를 구해 두고, 이 단차부에 2점의 측정점을 마련하여 단차를 광로차로서 측정함으로써, 부재의 온도를 측정하는 온도 측정 장치로서 이용할 수 있다. 이에 의해, 부재의 온도를 모니터함으로써 프로세스 관리를 행하고, 부재 온도에 따라 프로세스 조건을 미조정하여, 프로세스를 안정화시킬 수 있고, 나아가서는, 웨이퍼 W에 대한 처리 정밀도를 높게 유지하여, 제품 품질을 높게 유지할 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기의 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 소모량 측정 장치(40)를 이용하여 상부 전극판(27)에 있어서의 소모량차를 측정했지만, 측정 대상물은, 상부 전극판(27)으로 한정되는 것이 아니고, 저 코히어런스광을 투과하는 재료로 구성된 부재이면, 본 발명을 적용할 수 있고, 예를 들면, 포커스 링(25)에 있어서의 내주측과 외주측의 소모량차를 검출할 수도 있다.
또한, 상술한 본 발명의 실시 형태에 따른 소모량 측정 장치나 온도 측정 장치는, 플라즈마 에칭을 행하는 기판 처리 장치로 한정되지 않고, 그 외의 진공 프로세스를 행하는 기판 처리 장치에 적용할 수 있다. 또한, 기판 처리 장치에서 처리되는 기판도 웨이퍼 W로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, FPD(Flat Panel Display)용 유리 기판이나 포토마스크, CD 기판, 프린트 기판 등의 웨이퍼 W 이외의 기판이어도 좋다.
10 : 기판 처리 장치
25 : 포커스 링
27 : 상부 전극판
40 : 소모량 측정 장치
41 : 저 코히어런스 광원
42 : 분광기
43 : 2×2 커플러
44 : 해석 장치
45 : 제 1 콜리메이터
46 : 제 2 콜리메이터
52 : 제 2 광 파이버
53 : 제 3 광 파이버

Claims (12)

  1. 저 코히어런스광을 투과하는 재료로 구성되어, 제 1 면 및 적어도 그 일부가 경시적으로 소모되는 제 2 면을 갖는 부재의 소모량을 측정하는 소모량 측정 장치로서,
    저 코히어런스광을 출력하는 광원과,
    상기 광원으로부터 출력되는 저 코히어런스광을 제 1 저 코히어런스광과 제 2 저 코히어런스광으로 분기시키는 광 전송부와,
    상기 부재의 상기 제 1 면의 제 1 도입점에 상기 광 전송부로부터 수광한 상기 제 1 저 코히어런스광을 조사하여 상기 제 1 도입점으로부터의 반사광과 상기 제 2 면의 제 1 측정점으로부터의 반사광을 수광하는 제 1 조사부와,
    상기 부재의 상기 제 1 면의 제 2 도입점에 상기 광 전송부로부터 수광한 상기 제 2 저 코히어런스광을 조사하여 상기 제 2 도입점으로부터의 반사광과 상기 제 2 면의 제 2 측정점으로부터의 반사광을 수광하는 제 2 조사부와,
    상기 광 전송부로부터 수광한 상기 반사광의 강도 분포를 검출하는 분광기와,
    상기 분광기가 검출한 반사광의 강도 분포를 푸리에 변환함으로써 상기 부재의 상기 제 1 측정점에서의 제 1 두께와 상기 부재의 상기 제 2 측정점에서의 제 2 두께의 차분을 산출하는 해석부를 구비하고,
    상기 광 전송부는 상기 제 1 조사부 및 상기 제 2 조사부로부터의 상기 반사광을 수광하여 전송하는
    것을 특징으로 하는 소모량 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 해석부는,
    상기 분광기가 검출한 반사광의 강도 분포를 푸리에 변환함으로써 상기 제 1 도입점으로부터 상기 제 1 측정점까지의 제 1 광로와 상기 제 2 도입점으로부터 제 2 측정점까지의 제 2 광로의 광로차를 산출하는 광로차 산출부와,
    상기 광로차 산출부가 산출한 상기 광로차와 상기 부재의 굴절률로부터 상기 차분을 산출하는 차분 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 소모량 측정 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분광기는,
    상기 반사광의 파장에 기초하여 소정의 분산각에서 상기 반사광을 분산시키는 광 분산 소자와,
    상기 광 분산 소자에 의해 분산된 반사광을 수광함으로써 상기 반사광의 파장에 의존하는 강도 분포를 검출하는 수광 소자를 가지는 것을 특징으로 하는 소모량 측정 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 측정점과 상기 제 2 측정점은 각각 상기 부재에 있어서 소모량이 상이한 부위에 설정되고,
    상기 해석부는, 상기 부재에 있어서의 상기 제 1 측정점에서의 상기 제 1 두께와 상기 제 2 측정점에서의 상기 제 2 두께의 차분으로 하여 상기 부재의 상기 제 1 측정점에서의 제 1 소모량과 상기 제 2 측정점에서의 제 2 소모량의 소모량차를 산출하는 것을 특징으로 하는 소모량 측정 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 측정점은 상기 부재에 있어서 경시적으로 소모되지 않는 부위에 설정되고, 또한, 상기 제 2 측정점은 상기 부재에 있어서 경시적으로 소모되는 부위에 설정되고,
    상기 해석부는, 상기 부재에 있어서의 상기 제 1 측정점에서의 상기 제 1 두께와 상기 제 2 측정점에서의 상기 제 2 두께의 차분으로 하여, 상기 제 2 측정점에서의 소모량의 절대치를 산출하는 것을 특징으로 하는 소모량 측정 장치.
  6. 저 코히어런스광을 투과하는 재료로 구성되어, 제 1 면 및 제 2 면을 갖고, 제 1 부분 및 상기 제 1 부분보다 두께가 작은 제 2 부분을 갖는 단차부가 마련된 부재의 온도를 측정하는 온도 측정 장치로서,
    저 코히어런스광을 출력하는 광원과,
    상기 광원으로부터 출력되는 저 코히어런스광을 제 1 저 코히어런스광과 제 2 저 코히어런스광으로 분기시키는 광 전송부와,
    상기 부재의 상기 제 1 면의 제 1 도입점에 상기 광 전송부로부터 수광한 상기 제 1 저 코히어런스광을 조사하여 상기 제 1 도입점으로부터의 반사광과 상기 제 2 면의 제 1 측정점으로부터의 반사광을 수광하는 제 1 조사부와,
    상기 부재의 상기 제 1 면의 제 2 도입점에 상기 광 전송부로부터 수광한 상기 제 2 저 코히어런스광을 조사하여 상기 제 2 도입점으로부터의 반사광과 상기 제 2 면의 제 2 측정점으로부터의 반사광을 수광하는 제 2 조사부와,
    상기 광 전송부로부터 수광한 상기 반사광의 강도 분포를 검출하는 분광기와,
    상기 부재의 온도와 상기 부재의 상기 제 1 측정점에서의 제 1 두께와 상기 제 2 측정점에서의 제 2 두께의 차분의 관계를 나타내는 데이터를 기억한 기억부와,
    상기 분광기가 검출한 반사광의 강도 분포를 푸리에 변환하는 것에 의해 상기 차분을 구하고, 구한 상기 차분과 상기 기억부에 기억된 상기 데이터에 근거하여 상기 부재의 현재 온도를 산출하는 해석부를 구비하고,
    상기 제 1 도입점과 상기 제 1 측정점은 상기 제 1 부분에 위치하고, 상기 제 2 도입점과 상기 제 2 측정점은 상기 제 2 부분에 위치하고,
    상기 광 전송부는 상기 제 1 조사부 및 상기 제 2 조사부로부터의 상기 반사광을 수광하여 전송하는
    것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 분광기는,
    상기 반사광의 파장에 기초하여 소정의 분산각에서 상기 반사광을 분산시키는 광 분산 소자와,
    상기 광 분산 소자에 의해 분산된 반사광을 수광함으로써 상기 반사광의 파장에 의존하는 강도 분포를 검출하는 수광 소자를 가지는 것을 특징으로 하는 소모량 측정 장치.
  8. 저 코히어런스광을 투과하는 재료로 구성되어, 제 1 면 및 적어도 그 일부가 경시적으로 소모되는 제 2 면을 갖는 부재의 소모량을 측정하는 소모량 측정 방법으로서,
    광원으로부터 출력되는 저 코히어런스광을 제 1 저 코히어런스광과 제 2 저 코히어런스광으로 분기시키는 스텝과,
    상기 제 1 저 코히어런스광을 상기 제 1 면의 제 1 도입점에 조사하여 상기 제 1 도입점으로부터의 반사광과 상기 제 2 면의 제 1 측정점으로부터의 반사광을 수광하는 스텝과,
    상기 제 2 저 코히어런스광을 상기 제 1 면의 제 2 도입점에 조사하여 상기 제 1 도입점으로부터의 반사광과 상기 제 2 면의 제 2 측정점으로부터의 반사광을 수광하는 스텝과,
    상기 제 1 도입점에서의 반사광, 상기 제 1 측정점에서의 반사광, 상기 제 2 도입점에서의 반사광 및 상기 제 2 측정점에서의 반사광을 합한 반사광에 대해 파장에 의존하는 강도 분포를 검출하는 스텝과,
    상기 강도 분포를 푸리에 변환하는 것에 의해, 상기 부재의 상기 제 1 측정점에서의 제 1 두께와 상기 제 2 측정점에서의 제 2 두께의 차분을 산출하는 스텝을 가지는
    것을 특징으로 하는 소모량 측정 방법.
  9. 저 코히어런스광을 투과하는 재료로 구성되어, 제 1 면 및 제 2 면을 갖고, 제 1 부분 및 상기 제 1 부분보다 두께가 작은 제 2 부분을 갖는 단차부가 마련된 부재의 온도를 측정하는 온도 측정 방법으로서,
    상기 부재의 온도와 상기 부재의 2개의 지점에서의 두께의 차분의 관계를 나타내는 데이터를 취득하는 스텝과,
    광원으로부터 출력되는 저 코히어런스광을 제 1 저 코히어런스광과 제 2 저 코히어런스광으로 분기시키는 스텝과,
    상기 제 1 저 코히어런스광을 상기 제 1 면의 제 1 도입점에 조사하여 상기 제 1 도입점으로부터의 반사광과 상기 제 2 면의 제 1 측정점으로부터의 반사광을 수광하는 스텝과,
    상기 제 2 저 코히어런스광을 상기 제 1 면의 제 2 도입점에 조사하여 상기 제 1 도입점으로부터의 반사광과 상기 제 2 면의 제 2 측정점으로부터의 반사광을 수광하는 스텝과,
    상기 제 1 도입점에서의 반사광, 상기 제 1 측정점에서의 반사광, 상기 제 2 도입점에서의 반사광 및 상기 제 2 측정점에서의 반사광을 합한 반사광에 대해 파장에 의존하는 강도 분포를 검출하는 스텝과,
    상기 강도 분포를 푸리에 변환하는 것에 의해, 상기 부재의 상기 제 1 측정점에서의 제 1 두께와 상기 제 2 측정점에서의 제 2 두께의 차분을 결정하는 스텝과,
    상기 결정된 차분과 상기 데이터로부터 상기 부재의 현재 온도를 산출하는 스텝을 가지고,
    상기 제 1 도입점과 상기 제 1 측정점은 상기 제 1 부분에 위치하고, 상기 제 2 도입점과 상기 제 2 측정점은 상기 제 2 부분에 위치하는
    것을 특징으로 하는 온도 측정 방법.
  10. 부재의 소모량을 측정하는, 청구항 1에 기재된 소모량 측정 장치와,
    내부에 기판을 탑재하는 탑재대가 배치되어, 상기 탑재대에 탑재된 기판에 대해서 소정의 처리를 실시하는 챔버와, 상기 챔버 내에 배치된 상기 부재를 포함하는 기판 처리 장치
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는, 상기 탑재대에 탑재된 기판에 대해서 플라즈마 에칭 처리를 실시하는 장치이며,
    상기 부재는, 상기 탑재대에 탑재된 기판과 소정의 공간을 간격을 두고 대향하도록 배치되는 전극판인 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  12. 부재의 온도를 측정하는, 청구항 6에 기재된 온도 측정 장치와,
    내부에 기판을 탑재하는 탑재대가 배치되어, 상기 탑재대에 탑재된 기판에 대해서 소정의 처리를 실시하는 챔버와, 상기 챔버 내에 배치된 상기 부재를 포함하는 기판 처리 장치
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
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