KR20210029136A - 온도 측정 센서, 온도 측정 시스템, 및 온도 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
예시적 실시형태에 관한 온도 측정 센서는, 기판과, 기판의 상면에 마련되어 있으며 상면을 따라 뻗어 있는 광파이버를 구비한다. 온도 측정 센서는, 상면의 위의 공간과 기판의 하면의 아래의 공간을 연통하는 공간의 광 도입로와, 상면에 마련되며 광 도입로에 배치된 광 결합부를 더 구비한다. 광 결합부는, 광파이버의 단면과 광학적으로 접속된다. 광파이버는, 제1 패턴 형상 및 제2 패턴 형상을 구성한다. 제1 패턴 형상은, 제2 패턴 형상보다 광파이버를 조밀하게 포함한다. 광 도입로를 통하여 하면 측으로부터 광 결합부에 입사하는 광은, 광 결합부를 통하여 단면에 도달한다.
Description
본 개시의 예시적 실시형태는, 온도 측정 센서, 온도 측정 시스템, 및 온도 측정 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에 개시되어 있는 센서 장치는, 센서로 처리의 특성을 계측하고, 계측된 데이터를 정보 프로세서로 처리한다. 이 처리에 의하여, 센서 장치는, 대응 모델을 발생시키고, 발생된 대응 모델을 내부 커뮤니케이터로, 외부 커뮤니케이터에 송신한다.
특허문헌 2에 개시되어 있는 온도 측정용 기판은, 적어도 1개의 광파이버와 기판을 구비한다. 기판은, 반도체 웨이퍼, 또는 플랫 패널 디스플레이용 기판 중 어느 하나이다. 광파이버는, 기판의 표면에 부설(敷設)되며, 제1 패턴부와 제1 패턴부보다 조밀하게 형성된 제2 패턴부를 갖는다.
본 개시는, 온도의 측정에 이용되는 장치의 설치를 용이하게 하는 기술을 제공한다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 온도 측정 센서가 제공된다. 온도 측정 센서는, 기판과, 기판의 상면에 마련되어 있으며 상면을 따라 뻗어 있는 광파이버를 구비한다. 온도 측정 센서는, 상면의 위의 공간과 기판의 하면의 아래의 공간을 연통하는 공간의 광 도입로와, 상면에 마련되며 광 도입로에 배치된 광 결합부를 더 구비한다. 광 결합부는, 광파이버의 단면과 광학적으로 접속된다. 광파이버는, 제1 패턴 형상 및 제2 패턴 형상을 구성한다. 제1 패턴 형상은, 제2 패턴 형상보다 광파이버를 조밀하게 포함한다. 광 도입로를 통하여 하면 측으로부터 광 결합부에 입사하는 광은, 광 결합부를 통하여 단면에 도달한다.
하나의 예시적 실시형태에 관한 온도 측정 센서 및 온도 측정 시스템에 의하면, 온도의 측정에 이용되는 장치의 설치가 용이해진다.
도 1은 하나의 예시적 실시형태에 관한 온도 측정 시스템의 구성을 나타내는 도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 광 단자, 및 온도 측정 센서의 구성을 보다 상세하게 나타내는 도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 나타내는 기판 및 광파이버의 구성의 일례를 보다 상세하게 나타내는 도이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 나타내는 기판 및 광파이버의 구성의 다른 일례를 보다 상세하게 나타내는 도이다.
도 5는 하나의 예시적 실시형태에 관한 온도 측정 방법을 나타내는 플로차트이다.
도 6은 도 1에 나타내는 광 단자, 및 온도 측정 센서의 다른 구성을 보다 상세하게 나타내는 도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 광 단자, 및 온도 측정 센서의 구성을 보다 상세하게 나타내는 도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 나타내는 기판 및 광파이버의 구성의 일례를 보다 상세하게 나타내는 도이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 나타내는 기판 및 광파이버의 구성의 다른 일례를 보다 상세하게 나타내는 도이다.
도 5는 하나의 예시적 실시형태에 관한 온도 측정 방법을 나타내는 플로차트이다.
도 6은 도 1에 나타내는 광 단자, 및 온도 측정 센서의 다른 구성을 보다 상세하게 나타내는 도이다.
이하, 다양한 예시적 실시형태에 대하여 설명한다. 하나의 예시적 실시형태에 있어서, 온도 측정 센서가 제공된다. 온도 측정 센서는, 기판과, 기판의 상면에 마련되어 있으며 상면을 따라 뻗어 있는 광파이버를 구비한다. 온도 측정 센서는, 상면의 위의 공간과 기판의 하면의 아래의 공간을 연통하는 공간의 광 도입로와, 상면에 마련되며 광 도입로에 배치된 광 결합부를 더 구비한다. 광 결합부는, 광파이버의 단면과 광학적으로 접속된다. 광파이버는, 제1 패턴 형상 및 제2 패턴 형상을 구성한다. 제1 패턴 형상은, 제2 패턴 형상보다 광파이버를 조밀하게 포함한다. 광 도입로를 통하여 하면 측으로부터 광 결합부에 입사하는 광은, 광 결합부를 통하여 단면에 도달한다.
광파이버에 광학적으로 접속되는 광 결합부는, 광 도입로에 배치된다. 광 도입로를 통하여 입사되는 광은, 광 결합부에 도달하면, 광 결합부를 통하여 광파이버에 도달한다. 이 때문에, 광을 출사하는 상면 상에 광파이버가 마련된 기판을 재치함으로써, 광파이버를 이용한 온도 측정이 가능해진다. 따라서, 온도 측정 센서, 특히 온도 측정에 이용하는 광파이버의 설치를 용이하게 행할 수 있다. 또, 온도 측정 센서가 반입되는 프로세스 챔버가 대기(大氣) 해방되지 않고, 온도 측정 센서를 프로세스 챔버 내에 용이하게 반입할 수 있으므로, 온도의 측정 시간을 단축할 수 있다. 온도 측정에 이용되는 온도 측정 센서(기판 상의 구성)는 전력을 필요로 하지 않으므로, 전력의 공급에 이용하는 배터리가 불필요해진다. 배터리가 불필요해짐으로써, 배터리 작동 온도 범위에 한정되지 않고, 측온 레인지가 넓어진다.
일 양태에 있어서, 광 도입로는, 예를 들면 기판에 마련된 관통 구멍 또는 절결(切缺)일 수 있다. 이 때문에, 광 도입로를 통하여 광을 광 결합부에 도입할 때에, 광의 손실이 충분히 억제될 수 있다.
일 양태에 있어서, 광 결합부는, 예를 들면 광 리플렉터와 콜리메이트 렌즈를 구비한다. 광 리플렉터는, 광 도입로의 위에 배치될 수 있다. 콜리메이트 렌즈는, 광 리플렉터와 단면의 사이에 배치될 수 있다. 하면 측으로부터 광 도입로를 통하여 광 결합부에 입사하는 광은, 광 리플렉터, 콜리메이트 렌즈를 순서대로 통하여 단면에 도달할 수 있다. 광 결합부에 광 리플렉터와 콜리메이트 렌즈가 포함되므로, 광 도입로를 통하여 광 결합부에 입사한 광은, 광파이버의 단면에 양호하게 도달할 수 있다.
일 양태에 있어서, 광 리플렉터는, 예를 들면 프리즘 또는 미러일 수 있다. 광 리플렉터가 프리즘 또는 미러이므로, 광 리플렉터의 구성이 간략한 것으로 되어, 광 리플렉터의 제조가 용이해질 수 있다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 온도 측정 시스템이 제공된다. 온도 측정 시스템은, 상기의 온도 측정 센서와, 온도 측정 센서의 기판의 온도를 계측하는 계측 장치를 구비한다. 계측 장치는, 온도 측정 센서가 갖고 있으며 기판의 상면에 마련된 광파이버에 광을 입사하고, 이 광에 따라 광파이버로부터 출사되는 후방 산란광을 수광하며, 수광한 후방 산란광에 근거하여 기판의 온도를 계측한다.
광파이버에 광학적으로 접속되는 광 결합부는, 광 도입로에 배치된다. 광 도입로를 통하여 계측 장치로부터 입사되는 광은, 광 결합부에 도달하면, 광 결합부를 통하여 광파이버에 도달한다. 이 때문에, 광을 출사하는 상면 상에 광파이버가 마련된 기판을 재치함으로써, 광파이버를 이용한 온도 측정이 가능해진다. 따라서, 온도 측정 센서, 특히 온도 측정에 이용하는 광파이버의 설치를 용이하게 행할 수 있다. 또, 온도 측정에 이용되는 온도 측정 센서(기판 상의 구성)는 전력을 필요로 하지 않으므로, 전력의 공급에 이용하는 배터리가 불필요해진다.
일 양태에 있어서, 계측 장치는, 예를 들면 푸셔 핀을 구비할 수 있다. 푸셔 핀은, 예를 들면 광 도파부를 구비할 수 있다. 계측 장치는, 광 도파부의 단부를 통하여 광파이버에 광을 입사할 수 있다. 광파이버에 입사된 광에 따라 광파이버로부터 출사되는 후방 산란광은, 단부에 입사할 수 있다. 온도 측정 센서에 푸셔 핀을 통하여 광을 입사시킬 수 있으므로, 장치를 대폭 개조하지 않고, 기존의 통로를 이용하여 광을 도입할 수 있다.
일 양태에 있어서, 단부는, 예를 들면 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 단부의 볼록 렌즈와 광 결합부에 의하여, 콜리메이트 광학계가 구성될 수 있다. 따라서, 이와 같은 콜리메이트 광학계에 의하여, 광의 위치 어긋남이 저감될 수 있다.
일 양태에 있어서, 광 도파부의 재료는, 예를 들면 사파이어일 수 있다. 광 도파부가 사파이어를 포함하므로, 온도 변화, 기계적 응력 등의 영향이 억제되어, 광 도파부의 형상은 정확하게 유지될 수 있다. 이 때문에, 온도 측정 센서로의 광의 도입이 정확하게 행해질 수 있다.
일 양태에 있어서, 계측 장치는, 제2 콜리메이트 렌즈를 구비하고, 계측 장치는, 제2 콜리메이트 렌즈를 통하여 광파이버에 광을 입사하며, 광파이버에 입사된 광에 따라 광파이버로부터 출사되는 후방 산란광은, 제2 콜리메이트 렌즈에 입사한다. 온도 측정 센서에 제2 콜리메이트 렌즈를 통하여 광을 입사시킬 수 있으므로, 광학계 구성이 간단해져 제조가 용이해진다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 온도 측정 방법이 제공된다. 온도 측정 방법은, 제1 공정, 제2 공정, 및 제3 공정을 구비한다. 제1 공정은, 기판의 상면을 따라 뻗는 광파이버에 광을 입사한다. 제2 공정은, 제1 공정에 있어서 광파이버에 입사된 광에 따라 광파이버로부터 출사되는 후방 산란광을 수광한다. 제3 공정은, 제2 공정에 있어서 수광된 후방 산란광에 근거하여, 기판의 온도를 계측한다. 제1 공정은, 기판의 상면의 위의 공간과 기판의 하면의 아래의 공간을 연통하는 공간의 광 도입로를 통하여, 상면에 마련된 광 결합부에 하면 측으로부터 광을 입사한다. 광 결합부는, 광파이버의 단면과 광학적으로 접속된다. 광파이버는, 제1 패턴 형상, 제2 패턴 형상을 구성한다. 제1 패턴 형상은, 제2 패턴 형상보다 광파이버를 조밀하게 포함한다.
광파이버에 광학적으로 접속되는 광 결합부는, 광 도입로에 배치된다. 제1 공정에 있어서 광 도입로를 통하여 입사되는 광은, 광 결합부에 도달하면, 광 결합부를 통하여 광파이버에 도달한다. 제2 공정에서는, 제1 공정에 있어서 광파이버에 입사된 광에 따라 광파이버로부터 출사되는 후방 산란광이 수광된다. 제3 공정에서는, 후방 산란광에 근거하여 기판의 온도가 측정된다. 이 때문에, 광을 출사하는 상면 상에 광파이버가 마련된 기판을 재치함으로써 광파이버를 이용한 온도 측정이 가능해진다. 따라서, 온도 측정에 이용하는 광파이버의 설치를 용이하게 행할 수 있다. 또, 온도 측정 센서가 반입되는 프로세스 챔버가 대기 해방되지 않고, 온도 측정 센서를 프로세스 챔버 내에 용이하게 반입할 수 있으므로, 온도의 측정 시간을 단축할 수 있다. 온도 측정에 이용되는 기판 상의 구성은 전력을 필요로 하지 않으므로, 전력의 공급에 이용하는 배터리가 불필요해진다. 배터리가 불필요해짐으로써, 배터리 작동 온도 범위에 한정되지 않고, 측온 레인지가 넓어진다.
일 양태에 있어서, 제1 공정, 제2 공정 및 제3 공정을 포함하는 일련의 처리는, 광파이버의 2개의 단면에 대하여 교대로 행해질 수 있다. 이와 같이, 광파이버의 2개의 단면의 각각으로부터 출사되는 후방 산란광을 이용하여 온도 측정이 행해지므로, 온도의 측정 오차가 저감되고, 또 온도 측정 시스템의 작동 온도 범위가 보다 넓어질 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 다양한 예시적 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 일 예시적 실시형태에 관한 온도 측정 시스템(1)에 대하여 설명한다. 온도 측정 시스템(1)은, 온도 측정 센서(SE), 제어부(20), 계측 장치(30)를 갖는다.
온도 측정 시스템(1)에서는, 기판(W)의 상면(SFa)에 부설된 광파이버(FB)가 온도 검출기로서 이용된다. 온도 측정 시스템(1)은, 광파이버(FB)로의 광의 입사에 따라 광파이버(FB)로부터 출사되는 후방 산란광에 포함되는 라만 산란광을 이용함으로써, 광파이버(FB)에 따른 온도 분포를 측정한다. 온도 측정 시스템(1)은, 예를 들면 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대하여, 열처리 등의 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 장치(예를 들면 플라즈마 처리 장치)에 이용될 수 있다.
온도 측정 센서(SE)는, 기판(W), 광파이버(FB), 광 결합부(OC1), 광 결합부(OC2)를 구비한다. 기판(W)은, 상면(SFa), 하면(SFb)을 구비한다. 기판(W)은, 광 도입로(OG1), 광 도입로(OG2)를 구비한다.
광 도입로(OG1), 광 도입로(OG2)는, 모두, 상면(SFa)의 위의 공간과 하면(SFb)의 아래의 공간을 연통하는 공간이다. 광 도입로(OG1), 광 도입로(OG2)는, 모두, 기판(W)에 마련된 관통 구멍 또는 절결일 수 있다.
광파이버(FB)는, 상면(SFa)에 부설되어 있다. 광파이버(FB)는, 상면(SFa)에 마련되어 있으며 상면(SFa)을 따라 뻗어 있다.
광 결합부(OC1)는, 기판(W)의 상면(SFa)에 마련되며, 광 도입로(OG1)에 배치되어 있다. 광 결합부(OC1)는, 광 리플렉터(PM1), 콜리메이트 렌즈(CL1)(제1 콜리메이트 렌즈)를 구비한다. 광 리플렉터(PM1)는, 광 도입로(OG1)의 위에 배치된다. 콜리메이트 렌즈(CL1)는, 광 리플렉터(PM1)와, 광파이버(FB)의 단면(ES1)의 사이에 배치된다.
광파이버(FB)의 단면(ES1)은, 콜리메이트 렌즈(CL1)와 광학적으로 접속되어 있다. 광 도입로(OG1)를 통하여 하면(SFb) 측으로부터 광 결합부(OC1)에 입사하는 광은, 광 결합부(OC1)를 통하여(보다 구체적으로, 광 리플렉터(PM1), 콜리메이트 렌즈(CL1)를 순서대로 통하여), 광파이버(FB)의 단면(ES1)에 도달한다.
광 결합부(OC2)는, 기판(W)의 상면(SFa)에 마련되며, 광 도입로(OG2)에 배치되어 있다. 광 결합부(OC2)는, 광 리플렉터(PM2), 콜리메이트 렌즈(CL2)(제1 콜리메이트 렌즈)를 구비한다. 광 리플렉터(PM2)는, 광 도입로(OG2)의 위에 배치된다. 콜리메이트 렌즈(CL2)는, 광 리플렉터(PM2)와, 광파이버(FB)의 단면(ES2)의 사이에 배치된다.
광 리플렉터(PM1), 광 리플렉터(PM2)는, 모두, 프리즘 또는 미러일 수 있다.
광파이버(FB)의 단면(ES2)은, 콜리메이트 렌즈(CL2)와 광학적으로 접속되어 있다. 광 도입로(OG2)를 통하여 하면(SFb) 측으로부터 광 결합부(OC2)에 입사하는 광은, 광 결합부(OC2)를 통하여(보다 구체적으로, 광 리플렉터(PM2), 콜리메이트 렌즈(CL2)를 순서대로 통하여), 광파이버(FB)의 단면(ES2)에 도달한다.
광 도입로(OG1), 광 결합부(OC1), 단면(ES1)의 각 구성과, 광 도입로(OG2), 광 결합부(OC2), 단면(ES2)의 각 구성은, 서로 동일하다.
본 개시에 있어서, 온도 측정 센서(SE)는, 반도체 기판을 처리하는 처리 장치에 배치되어 있으며, 특히 반도체 기판을 유지하는 정전 척(SC)의 상면(SFc)에 재치되어 있다. 기판(W)의 하면(SFb)과 정전 척(SC)의 상면(SFc)은, 접촉하고 있다.
정전 척(SC)은, 상면(SFc), 하면(SFd)을 구비한다. 정전 척(SC)은, 관통 구멍(HL1), 관통 구멍(HL2)이 마련되어 있다. 관통 구멍(HL1), 관통 구멍(HL2)은, 모두, 상면(SFc)의 위의 공간과 하면(SFd)의 아래의 공간을 연통하는 공간이다.
기판(W)의 광 도입로(OG1)는, 정전 척(SC)의 관통 구멍(HL1)의 위에 배치되며, 광 도입로(OG1)와 관통 구멍(HL1)은 서로 연통한다. 기판(W)의 광 도입로(OG2)는, 정전 척(SC)의 관통 구멍(HL2)의 위에 배치되며, 광 도입로(OG2)와 관통 구멍(HL2)은 서로 연통한다. 관통 구멍(HL1)과 관통 구멍(HL2)은, 동일한 구성을 갖는다.
광 결합부(OC1)는, 광파이버(FB)의 단면(ES1)과 광학적으로 접속된다. 광 결합부(OC2)는, 광파이버(FB)의 단면(ES2)과 광학적으로 접속된다.
제어부(20)는, 계측 장치(30)의 각부(各部)를 제어하는 컴퓨터 등이다. 제어부(20)는, 특히 광원(31a), 광원(31b)의 광의 출사의 제어, 및 신호 처리부(35)의 동작의 제어 등을 행할 수 있다.
계측 장치(30)는, 온도 측정 센서(SE)의 기판(W)의 온도를 계측한다. 계측 장치(30)는, 온도 측정 센서(SE)가 갖고 있으며 기판(W)의 상면(SFa)에 마련된 광파이버(FB)에, 광 결합부(OC1) 및 광 결합부(OC2)의 각각을 통하여 광을 입사한다. 광 결합부(OC1)를 통한 계측 장치(30)로부터 광파이버(FB)로의 광의 입사와, 광 결합부(OC2)를 통한 계측 장치(30)로부터 광파이버(FB)로의 광의 입사는, 예를 들면 서로 다른 타이밍에 교대로 실행될 수 있다.
계측 장치(30)는, 광 결합부(OC1)를 통하여 입사한 광에 따라 광파이버(FB)로부터 출사되는 후방 산란광을, 광 결합부(OC1)를 통하여 수광한다. 계측 장치(30)는, 광 결합부(OC1)를 통하여 수광한 후방 산란광에 근거하여, 기판(W)의 온도를 계측한다. 계측 장치(30)는, 광 결합부(OC2)를 통하여 입사한 광에 따라 광파이버(FB)로부터 출사되는 후방 산란광을, 광 결합부(OC2)를 통하여 수광한다. 계측 장치(30)는, 광 결합부(OC2)를 통하여 수광한 후방 산란광에 근거하여, 기판(W)의 온도를 계측한다.
계측 장치(30)는, 광 송수부(OPa), 광 송수부(OPb), 신호 처리부(35)를 구비한다. 광 송수부(OPa), 광 송수부(OPb)는, 신호 처리부(35)에 접속된다.
광 송수부(OPa)는, 광 단자(TSa), 광원(31a), 빔 스플리터(32a), 파장 분리부(33a), 광검출부(34a)를 구비한다. 광 단자(TSa)는, 광 도파부(PN1), 광 결합부(CN1)를 구비한다. 광 결합부(CN1)는, 콜리메이트 렌즈(CLa1), 콜리메이트 렌즈(CLb1)를 구비한다.
광 단자(TSa)의 광 도파부(PN1)는, 정전 척(SC)의 관통 구멍(HL1)에 넣고 뺄 수 있도록 배치되어 있다. 계측 장치(30)는, 광 도파부(PN1)의 단부(EG1)로부터, 광 결합부(OC1), 단면(ES1)을 통하여 광파이버(FB)에 광을 입사한다. 광파이버(FB)에 입사된 광에 따라 광파이버(FB)로부터 단면(ES1)을 통하여 출사되는 후방 산란광은, 단부(EG1)를 통하여 광 도파부(PN1)에 입사한다.
광 도파부(PN1)의 단부(EG1)는, 예를 들면 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 광 도파부(PN1)의 재료는, 예를 들면 사파이어일 수 있다.
콜리메이트 렌즈(CLa1), 콜리메이트 렌즈(CLb1)는, 콜리메이트 광학계를 구성할 수 있다. 본체부(301)의 광원(31a)으로부터 출사된 광은, 콜리메이트 렌즈(CLa1), 콜리메이트 렌즈(CLb1)를 순서대로 통하여 광 도파부(PN1)에 도달하고, 광 도파부(PN1) 내를 진행하여, 단부(EG1)로부터 광 결합부(OC1)를 향하여 출사된다.
광 송수부(OPb)는, 광 단자(TSb), 광원(31b), 빔 스플리터(32b), 파장 분리부(33b), 광검출부(34b)를 구비한다. 광 단자(TSb)는, 광 도파부(PN2), 광 결합부(CN2)를 구비한다. 광 결합부(CN2)는, 콜리메이트 렌즈(CLa2), 콜리메이트 렌즈(CLb2)를 구비한다.
광 단자(TSb)의 광 도파부(PN2)는, 정전 척(SC)의 관통 구멍(HL2)에 넣고 뺄 수 있도록 배치되어 있다. 계측 장치(30)는, 광 도파부(PN2)의 단부(EG2)로부터, 광 결합부(OC2), 단면(ES2)을 통하여 광파이버(FB)에 광을 입사한다. 광파이버(FB)에 입사된 광에 따라 광파이버(FB)로부터 단면(ES2)을 통하여 출사되는 후방 산란광은, 단부(EG2)를 통하여 광 도파부(PN2)에 입사한다.
광 도파부(PN2)의 단부(EG2)는, 예를 들면 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 광 도파부(PN2)의 재료는, 예를 들면 사파이어일 수 있다.
콜리메이트 렌즈(CLa2), 콜리메이트 렌즈(CLb2)는, 콜리메이트 광학계를 구성할 수 있다. 본체부(301)의 광원(31b)으로부터 출사되는 광은, 콜리메이트 렌즈(CLa2), 콜리메이트 렌즈(CLb2)를 순서대로 통하여 광 도파부(PN2)에 도달하고, 광 도파부(PN2) 내를 진행하여, 단부(EG2)로부터 광 결합부(OC2)를 향하여 출사된다.
계측 장치(30)는, 본체부(301)를 구비한다. 계측 장치(30)의 복수의 구성 요소 중, 광 단자(TSa), 광 단자(TSb)를 제외하는 구성은, 본체부(301)에 포함된다. 계측 장치(30) 중 광 단자(TSa), 광 단자(TSb)를 제외하는 당해 구성은, 광원(31a), 빔 스플리터(32a), 파장 분리부(33a), 광검출부(34a), 광원(31b), 빔 스플리터(32b), 파장 분리부(33b), 광검출부(34b), 및 신호 처리부(35)이다.
광 송수부(OPa)의 구성과, 광 송수부(OPb)의 구성은, 서로 동일하다. 본 개시에 있어서의 계측 장치(30)는, 광 송수부(OPa), 광 송수부(OPb)를 함께 구비하지만, 광 송수부(OPa), 광 송수부(OPb) 중 어느 일방만을 구비할 수 있다.
계측 장치(30)가 광 송수부(OPa), 광 송수부(OPb) 중 어느 일방만을 구비하는 구성은, 싱글 엔드 방식이라고 칭해지는 경우가 있다. 계측 장치(30)가 광 송수부(OPa), 광 송수부(OPb)를 함께 구비하는 구성은, 더블 엔드 방식이라고 칭해지는 경우가 있다. 본 개시에서는, 특히 광 송수부(OPa)의 구성에 대하여 상세하게 설명되어 있지만, 광 송수부(OPb)의 구성은 광 송수부(OPa)의 구성과 동일하기 때문에, 광 송수부(OPb)의 구성에 대해서는 설명이 생략되어 있다.
광원(31a)은, 미리 설정된 펄스 길이의 레이저광(펄스광)을, 미리 설정된 주기로 출력한다. 광원(31a)으로부터 출력된 펄스광은, 빔 스플리터(32a), 광 단자(TSa)를 순서대로 통하여 광 단자(TSa)(보다 구체적으로, 광 단자(TSa)의 단부(EG1))로부터 출사되어, 온도 측정 센서(SE)의 광 결합부(OC1)를 통하여 광파이버(FB)의 단면에 도달한다. 단면(ES1)으로부터 광파이버(FB) 내에 입사한 광은, 광파이버(FB)를 구성하는 분자에 의하여 산란을 일으키면서, 광파이버(FB) 내를 진행한다. 광파이버(FB) 내에서 발생한 산란광의 일부는, 후방 산란광으로서 입사단(단면(ES1))으로 되돌아온다.
또, 계측 장치(30)는, 복수의 푸셔 핀을 구비할 수 있다. 이 경우, 복수의 푸셔 핀 중 2개의 푸셔 핀의 각각은, 예를 들면 광 도파부(PN1), 광 도파부(PN2)의 각각을 구비할 수 있다.
후방 산란광의 하나인 라만 산란광(스토크스광 및 안티 스토크스광)에는 온도 의존성이 있다. 온도 의존성은, 안티 스토크스광 쪽이 스토크스광보다 크다. 또한, 스토크스광은 입사광보다 장파장 측으로 시프트한 라만 산란광이며, 안티 스토크스광은 입사광보다 단파장 측으로 시프트한 라만 산란광이다.
후방 산란광은, 광파이버(FB) 내를 지나 광파이버(FB)의 입사단(단면(ES1))으로부터 출사하여, 광 결합부(OC1), 광 단자(TSa)를 순서대로 통하여 빔 스플리터(32a)에 도달하고, 빔 스플리터(32a)에 의하여 반사되어, 파장 분리부(33a)에 입사한다.
파장 분리부(33a)는, 빔 스플리터, 광학 필터, 집광 렌즈 등을 포함하고, 라만 산란광을 스토크스광과 안티 스토크스광으로 분리하며, 분리한 광을 광검출부(34a)에 입력한다. 광검출부(34a)는, 스토크스광 및 안티 스토크스광의 강도에 따른 전기 신호를 신호 처리부(35)에 출력한다. 신호 처리부(35)는, 광검출기(34)로부터 출력되는 전기 신호에 근거하여, 광파이버(FB)의 길이 방향의 온도 분포를 산출한다.
이와 같이, 온도 측정 시스템(1)은, 기판(W)의 상면(SFa)에 부설된 광파이버(FB)를 온도 검출기로서 이용하여, 후방 산란광의 하나인 라만 산란광의 온도 의존성을 검출함으로써, 기판(W)의 온도 분포를 산출한다. 또, 광파이버(FB)에 펄스광이 입사단(단면(ES1))으로부터 입사한 후, 광파이버(FB) 내에서 발생한 후방 라만 산란광이 입사단(단면(ES1))으로 되돌아올 때까지의 왕복 시간을 측정함으로써, 후방 라만 산란광이 발생한 위치(거리)가 산출된다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 일 예시적 실시형태에 관한 온도 측정 센서(SE)의 구성을 더 설명한다. 도 3 및 도 4에는, 상면(SFa)의 위에서 본 기판(W) 및 광파이버(FB)의 구성이 나타나 있다. 도 3에 나타내는 온도 측정 센서(SE)와 도 4에 나타내는 온도 측정 센서(SE)는, 기판(W)에 마련된 광 도입로(OG1), 광 도입로(OG2)의 설치 장소가, 서로 다르다.
도 3에 나타내는 온도 측정 센서(SE)의 경우, 광 도입로(OG1), 광 도입로(OG2)의 각각은, 기판(W)에 마련된 관통 구멍이다. 이 경우, 광 도입로(OG1), 광 도입로(OG2)의 각각은, 예를 들면 푸셔 핀이 맞닿는 위치에 배치되어 있으며, 광 단자(TSa)의 광 도파부(PN1)는, 특히 푸셔 핀이다.
도 4에 나타내는 온도 측정 센서(SE)의 경우, 광 도입로(OG1), 광 도입로(OG2)의 각각은, 기판(W)에 마련된 절결이다. 이 경우, 광 도입로(OG1), 광 도입로(OG2)의 각각은, 예를 들면 기판(W)의 노치일 수 있다.
기판(W)의 재료는, 예를 들면 실리콘(Si)일 수 있다. 기판(W)의 직경은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 300, 450[mm] 정도일 수 있다.
광파이버(FB)는, 예를 들면 석영 유리, 플라스틱 등으로 형성된 1개의 가는 섬유 모양의 관일 수 있다. 광파이버(FB)는, 2개의 단면(단면(ES1), 단면(ES2))을 구비한다. 단면(ES1)은, 광 도입로(OG1)의 위에 마련된 광 결합부(OC1)에 접속된다. 단면(ES2)은, 광 도입로(OG2)의 위에 마련된 광 결합부(OC2)에 접속된다.
광파이버(FB)에는, 광원(31a)으로부터 출력되는 펄스광이 단면(ES1)을 통하여 입사한다. 광파이버(FB)에는, 광원(31b)으로부터 출력되는 펄스광이 단면(ES2)을 통하여 입사한다.
광파이버(FB)는, 단면(ES1)과 단면(ES2)의 사이에 있어서, 제1 패턴 형상(14) 및 제2 패턴 형상(15)을 구성한다. 제1 패턴 형상(14)은, 제2 패턴 형상(15)보다 광파이버(FB)를 조밀하게 포함한다. 광파이버(FB)의 제1 패턴 형상(14)과 제2 패턴 형상(15)은, 상면(SFa) 상에 있어서, 교대로 배치되어 있다.
제1 패턴 형상(14)의 수, 및 제2 패턴 형상(15)의 수는, 특별히 한정되지 않지만, 기판(W)의 크기 등에 따라 정해질 수 있다. 광파이버(FB)가 복수의 제2 패턴 형상(15)을 갖는 경우, 각각의 제2 패턴 형상(15)은 동일한 형상이어도 되고, 다른 형상이어도 된다.
도 5를 참조하여, 일 예시적 실시형태에 관한 온도 측정 방법(MT)에 대하여 설명한다. 온도 측정 방법(MT)은, 공정 ST1(제1 공정), 공정 ST2(제2 공정), 공정 ST3(제3 공정)을 구비한다. 온도 측정 방법(MT)은, 제어부(20)에 의하여, 온도 측정 시스템(1)의 각 구성부를 동작시켜 실행될 수 있다. 온도 측정 시스템(1)이 더블 엔드 방식인 경우에는, 공정 ST1, 공정 ST2 및 공정 ST3을 포함하는 일련의 처리는, 광파이버(FB)의 2개의 단면(단면(ES1), 단면(ES2))에 대하여 교대로 행해질 수 있다.
먼저, 공정 ST1에 있어서, 계측 장치(30)로부터 광파이버(FB)에 광을 입사한다. 특히, 온도 측정 시스템(1)이 더블 엔드 방식인 경우에는, 광원(31a)으로부터의 광의 출사와, 광원(31b)으로부터의 광의 출사가, 다른 타이밍으로, 교대로 행해진다.
공정 ST1에 계속되는 공정 ST2에서는, 공정 ST1에 있어서 광파이버(FB)에 입사된 광에 따라 광파이버(FB)로부터 출사되는 후방 산란광을, 수광한다. 특히, 온도 측정 시스템(1)이 더블 엔드 방식인 경우에는, 단면(ES1)으로부터 입사된 광에 따라 발생한 후방 산란광은 단면(ES1)으로부터 출사되고, 단면(ES2)으로부터 입사된 광에 따라 발생한 후방 산란광은 단면(ES2)으로부터 출사된다.
공정 ST2에 계속되는 공정 ST3에서는, 공정 ST2에 있어서 수광된 후방 산란광에 근거하여, 기판(W)의 온도를 계측한다. 특히, 온도 측정 시스템(1)이 더블 엔드 방식인 경우에는, 광파이버(FB)의 양단면(단면(ES1), 단면(ES2))으로부터 출력되는 후방 산란광이 이용되므로, 온도의 측정 오차가 저감되고, 또 온도 측정 시스템(1)의 작동 온도 범위가 보다 넓어질 수 있다.
상기한 바와 같이, 광파이버(FB)에 광학적으로 접속되는 광 결합부(OC1), 광 결합부(OC2)의 각각은, 광 도입로(OG1), 광 도입로(OG2)의 각각에 배치된다. 광 도입로(OG1), 광 도입로(OG2)의 각각을 통하여 입사되는 광은, 광 결합부(OC1), 광 결합부(OC2)의 각각에 도달하면, 광 결합부(OC1), 광 결합부(OC2)의 각각을 통하여 광파이버(FB)에 도달한다. 이 때문에, 광을 출사하는 정전 척(SC)의 상면(SFc) 상에, 광파이버(FB)가 마련된 기판(W)을 재치함으로써, 광파이버(FB)를 이용한 온도 측정이 가능해진다. 따라서, 온도 측정 센서(SE), 특히 온도 측정에 이용하는 광파이버(FB)의 설치를 용이하게 행할 수 있다. 또, 온도 측정 센서(SE)가 반입되는 프로세스 챔버가 대기 해방되지 않고, 온도 측정 센서(SE)를 프로세스 챔버 내에 용이하게 반입할 수 있으므로, 온도의 측정 시간을 단축할 수 있다. 온도 측정에 이용되는 온도 측정 센서(SE)(기판(W) 상의 구성)는 전력을 필요로 하지 않으므로, 전력의 공급에 이용하는 배터리가 불필요해진다. 배터리가 불필요해짐으로써, 배터리 작동 온도 범위에 한정되지 않고, 측온 레인지가 넓어진다.
광 도입로(OG1), 광 도입로(OG2)가 기판(W)에 마련된 관통 구멍 또는 절결인 경우, 광 도입로(OG1), 광 도입로(OG2)의 각각을 통하여, 광 결합부(OC1), 광 결합부(OC2)의 각각에 광을 도입할 때에, 광의 손실이 충분히 억제될 수 있다.
광 결합부(OC1)에 광 리플렉터(PM1)와 콜리메이트 렌즈(CL1)가 포함되므로, 광 도입로(OG1)를 통하여 광 결합부(OC1)에 입사한 광은, 광파이버(FB)의 단면(ES1)에 양호하게 도달할 수 있다. 광 결합부(OC2)에 광 리플렉터(PM2)와 콜리메이트 렌즈(CL2)가 포함되므로, 광 도입로(OG2)를 통하여 광 결합부(OC2)에 입사한 광은, 광파이버(FB)의 단면(ES2)에 양호하게 도달할 수 있다.
광 리플렉터(PM1), 광 리플렉터(PM2)의 각각이 프리즘 또는 미러이므로, 광 리플렉터(PM1), 광 리플렉터(PM2)의 각각의 구성이 간략한 것으로 되어, 광 리플렉터(PM1), 광 리플렉터(PM2)의 각각의 제조가 용이해질 수 있다.
계측 장치(30)는, 예를 들면 복수의 푸셔 핀을 구비할 수 있다. 복수의 푸셔 핀 중 2개의 푸셔 핀의 각각이 광 도파부(PN1), 광 도파부(PN2)의 각각을 구비할 수 있다. 이 경우, 온도 측정 센서(SE)에 푸셔 핀을 통하여 광을 입사시킬 수 있으므로, 장치를 대폭 개조하지 않고, 기존의 통로를 이용하여 광을 도입할 수 있다.
광 도파부(PN1)의 단부(EG1), 광 도파부(PN2)의 단부(EG2)의 각각은, 예를 들면 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 이 경우, 단부(EG1)의 볼록 렌즈와 광 결합부(OC1)에 의하여 하나의 콜리메이트 광학계가 구성되고, 단부(EG2)의 볼록 렌즈와 광 결합부(OC2)에 의하여 하나의 콜리메이트 광학계가 구성될 수 있다. 따라서, 이와 같은 콜리메이트 광학계에 의하여, 광의 위치 어긋남이 저감될 수 있다.
광 도파부(PN1), 광 도파부(PN2)의 각각의 재료는, 예를 들면 사파이어일 수 있다. 이 경우, 광 도파부(PN1), 광 도파부(PN2)의 각각이 사파이어를 포함하므로, 온도 변화, 기계적 응력 등의 영향이 억제되어, 광 도파부(PN1), 광 도파부(PN2)의 각각의 형상은 정확하게 유지될 수 있다. 이 때문에, 온도 측정 센서(SE)로의 광의 도입이 정확하게 행해질 수 있다.
또, 광파이버(FB)에 광학적으로 접속되는 광 결합부(OC1), 광 결합부(OC2)의 각각은 광 도입로(OG1), 광 도입로(OG2)의 각각에 배치된다. 온도 측정 방법(MT)의 공정 ST1에 있어서 광 도입로(OG1)를 통하여 입사되는 광은, 광 결합부(OC1)에 도달하면, 광 결합부(OC1)를 통하여 광파이버에 도달한다. 온도 측정 방법(MT)의 공정 ST1에 있어서 광 도입로(OG2)를 통하여 입사되는 광은, 광 결합부(OC2)에 도달하면, 광 결합부(OC2)를 통하여 광파이버에 도달한다. 공정 ST2에서는, 공정 ST1에 있어서 광파이버(FB)에 입사된 광에 따라 광파이버(FB)로부터 출사되는 후방 산란광이 수광된다. 공정 ST3에서는, 후방 산란광에 근거하여 기판(W)의 온도가 측정된다. 이 때문에, 광을 출사하는 정전 척(SC)의 상면(SFc) 상에, 광파이버(FB)가 마련된 기판(W)을 재치함으로써, 광파이버(FB)를 이용한 온도 측정이 가능해진다. 따라서, 온도 측정에 이용하는 광파이버(FB)의 설치를 용이하게 행할 수 있다. 또, 온도 측정 센서(SE)가 반입되는 프로세스 챔버가 대기 해방되지 않고, 온도 측정 센서(SE)를 프로세스 챔버 내에 용이하게 반입할 수 있으므로, 온도의 측정 시간을 단축할 수 있다. 온도 측정에 이용되는 온도 측정 센서(SE)(기판(W) 상의 구성)는 전력을 필요로 하지 않으므로, 전력의 공급에 이용하는 배터리가 불필요해진다. 배터리가 불필요해짐으로써, 배터리 작동 온도 범위에 한정되지 않고, 측온 레인지가 넓어진다.
광파이버(FB)의 2개의 단면(단면(ES1), 단면(ES2))의 각각으로부터 출사되는 후방 산란광을 이용하여 온도 측정이 행해지므로, 온도의 측정 오차가 저감되고, 또 온도 측정 시스템(1)의 작동 온도 범위가 보다 넓어질 수 있다.
이상, 다양한 예시적 실시형태에 대하여 설명해 왔지만, 상술한 예시적 실시형태에 한정되지 않고, 다양한 생략, 치환, 및 변경이 이루어져도 된다. 또, 다른 실시형태에 있어서의 요소를 조합하여 다른 실시형태를 형성하는 것이 가능하다.
예를 들면, 계측 장치(30)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 광 단자(TSa1), 광 단자(TSb1)를 구비해도 된다. 도 6에 나타내는 광 단자(TSa1), 광 단자(TSb1)의 기능은, 도 2에 나타내는 광 단자(TSa), 광 단자(TSb)의 기능에 대응한다.
도 6에 나타내는 정전 척(SC)은, 관통 구멍(HL3), 관통 구멍(HL4)을 구비한다. 관통 구멍(HL3), 관통 구멍(HL4)의 각각은, 광 도파부(PN1)(푸셔 핀)가 통과하는 관통 구멍(HL1), 광 도파부(PN2)(푸셔 핀)가 통과하는 관통 구멍(HL2)의 각각과는 별개로 마련된다. 관통 구멍(HL3)과 관통 구멍(HL4)은, 서로 동일한 구성을 갖는다. 관통 구멍(HL3), 관통 구멍(HL4)은, 모두, 상면(SFc)의 위의 공간과 하면(SFd)의 아래의 공간을 연통하는 공간이다. 기판(W)의 광 도입로(OG1)는, 정전 척(SC)의 관통 구멍(HL3)의 위에 배치되며, 광 도입로(OG1)와 관통 구멍(HL3)은 서로 연통한다. 기판(W)의 광 도입로(OG2)는, 정전 척(SC)의 관통 구멍(HL4)의 위에 배치되며, 광 도입로(OG2)와 관통 구멍(HL4)은 서로 연통한다.
광 단자(TSa1)는, 본체부(301)의 빔 스플리터(32a)에 광파이버를 통하여 접속된다. 광 단자(TSa1)는, 콜리메이트 렌즈(CLc1)(제2 콜리메이트 렌즈)를 구비한다. 광 단자(TSa1)는, 정전 척(SC)의 관통 구멍(HL3)에 배치된다. 관통 구멍(HL3)에 배치된 광 단자(TSa1)의 위에는, 광 결합부(OC1)가 배치되어 있다. 광 단자(TSa1)는, 관통 구멍(HL3)에 대하여, 착탈 가능하게 마련될 수 있다.
계측 장치(30)는, 광 단자(TSa1)의 콜리메이트 렌즈(CLc1)로부터, 광 결합부(OC1), 단면(ES1)을 통하여 광파이버(FB)에 광을 입사한다. 보다 구체적으로, 본체부(301)의 광원(31a)으로부터 출사된 광은, 광 단자(TSa1)의 콜리메이트 렌즈(CLc1)에 도달하고, 콜리메이트 렌즈(CLc1)로부터 광 결합부(OC1)를 향하여 출사된다.
광파이버(FB)에 단면(ES1)을 통하여 입사된 광에 따라 광파이버(FB)로부터 단면(ES1)을 통하여 출사되는 후방 산란광은, 광 단자(TSa1)의 콜리메이트 렌즈(CLc1)에 도달한다. 보다 구체적으로, 단면(ES1)으로부터 출사된 후방 산란광은, 광 결합부(OC1)를 통하여 광 단자(TSa1)의 콜리메이트 렌즈(CLc1)에 도달하고, 콜리메이트 렌즈(CLc1)로부터 빔 스플리터(32a)에 도달한다.
광 단자(TSb1)는, 본체부(301)의 빔 스플리터(32b)에 광파이버를 통하여 접속된다. 광 단자(TSb1)는, 콜리메이트 렌즈(CLc2)(제2 콜리메이트 렌즈)를 구비한다. 광 단자(TSb1)는, 정전 척(SC)의 관통 구멍(HL4)에 배치된다. 관통 구멍(HL4)에 배치된 광 단자(TSb1)의 위에는, 광 결합부(OC2)가 배치되어 있다. 광 단자(TSb1)는, 관통 구멍(HL4)에 대하여, 착탈 가능하게 마련될 수 있다.
계측 장치(30)는, 광 단자(TSb1)의 콜리메이트 렌즈(CLc2)로부터, 광 결합부(OC2), 단면(ES2)을 통하여 광파이버(FB)에 광을 입사한다. 보다 구체적으로, 본체부(301)의 광원(31b)으로부터 출사된 광은, 광 단자(TSb1)의 콜리메이트 렌즈(CLc2)에 도달하고, 콜리메이트 렌즈(CLc2)로부터 광 결합부(OC2)를 향하여 출사된다.
광파이버(FB)에 단면(ES2)을 통하여 입사된 광에 따라 광파이버(FB)로부터 단면(ES2)을 통하여 출사되는 후방 산란광은, 광 단자(TSb1)의 콜리메이트 렌즈(CLc2)에 도달한다. 보다 구체적으로, 단면(ES2)으로부터 출사된 후방 산란광은, 광 결합부(OC2)를 통하여 광 단자(TSb1)의 콜리메이트 렌즈(CLc2)에 도달하고, 콜리메이트 렌즈(CLc2)로부터 빔 스플리터(32b)에 도달한다.
온도 측정 센서(SE)에 콜리메이트 렌즈(CLc1), 콜리메이트 렌즈(CLc2)를 통하여 광을 입사시킬 수 있으므로, 광학계 구성이 간단해져 제조가 용이해진다.
이상의 설명으로부터, 본 개시의 다양한 실시형태는, 설명의 목적의 범위 내에 있어서 본 명세서에서 설명되어 있으며, 본 개시의 범위 및 취지로부터 벗어나지 않고 다양한 변경을 할 수 있는 것이, 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시한 다양한 실시형태는 한정하는 것을 의도하고 있지 않으며, 진정한 범위와 취지는, 첨부한 특허 청구의 범위에 의하여 나타난다.
1…온도 측정 시스템
14…제1 패턴 형상
15…제2 패턴 형상
20…제어부
30…계측 장치
301…본체부
31a…광원
31b…광원
32a…빔 스플리터
32b…빔 스플리터
33a…파장 분리부
33b…파장 분리부
34a…광검출부
34b…광검출부
35…신호 처리부
CL1…콜리메이트 렌즈
CL2…콜리메이트 렌즈
CLa1…콜리메이트 렌즈
CLa2…콜리메이트 렌즈
CLb1…콜리메이트 렌즈
CLb2…콜리메이트 렌즈
CLc1…콜리메이트 렌즈
CLc2…콜리메이트 렌즈
CN1…광 결합부
CN2…광 결합부
EG1…단부
EG2…단부
ES1…단면
ES2…단면
FB…광파이버
HL1…관통 구멍
HL2…관통 구멍
HL3…관통 구멍
HL4…관통 구멍
MT…온도 측정 방법
OC1…광 결합부
OC2…광 결합부
OG1…광 도입로
OG2…광 도입로
OPa…광 송수부
OPb…광 송수부
PM1…광 리플렉터
PM2…광 리플렉터
PN1…광 도파부
PN2…광 도파부
SC…정전 척
SE…온도 측정 센서
SFa…상면
SFb…하면
SFc…상면
SFd…하면
TSa…광 단자
TSa1…광 단자
TSb…광 단자
TSb1…광 단자
W…기판
14…제1 패턴 형상
15…제2 패턴 형상
20…제어부
30…계측 장치
301…본체부
31a…광원
31b…광원
32a…빔 스플리터
32b…빔 스플리터
33a…파장 분리부
33b…파장 분리부
34a…광검출부
34b…광검출부
35…신호 처리부
CL1…콜리메이트 렌즈
CL2…콜리메이트 렌즈
CLa1…콜리메이트 렌즈
CLa2…콜리메이트 렌즈
CLb1…콜리메이트 렌즈
CLb2…콜리메이트 렌즈
CLc1…콜리메이트 렌즈
CLc2…콜리메이트 렌즈
CN1…광 결합부
CN2…광 결합부
EG1…단부
EG2…단부
ES1…단면
ES2…단면
FB…광파이버
HL1…관통 구멍
HL2…관통 구멍
HL3…관통 구멍
HL4…관통 구멍
MT…온도 측정 방법
OC1…광 결합부
OC2…광 결합부
OG1…광 도입로
OG2…광 도입로
OPa…광 송수부
OPb…광 송수부
PM1…광 리플렉터
PM2…광 리플렉터
PN1…광 도파부
PN2…광 도파부
SC…정전 척
SE…온도 측정 센서
SFa…상면
SFb…하면
SFc…상면
SFd…하면
TSa…광 단자
TSa1…광 단자
TSb…광 단자
TSb1…광 단자
W…기판
Claims (11)
- 기판과,
상기 기판의 상면에 마련되어 있으며 상기 상면을 따라 뻗어 있는 광파이버와,
상기 상면의 위의 공간과 상기 기판의 하면의 아래의 공간을 연통하는 공간의 광 도입로와,
상기 상면에 마련되며 상기 광 도입로에 배치된 광 결합부를 구비하고,
상기 광 결합부는, 상기 광파이버의 단면과 광학적으로 접속되며,
상기 광파이버는, 제1 패턴 형상 및 제2 패턴 형상을 구성하고,
상기 제1 패턴 형상은, 상기 제2 패턴 형상보다 상기 광파이버를 조밀하게 포함하며,
상기 광 도입로를 통하여 상기 하면 측으로부터 상기 광 결합부에 입사하는 광은, 상기 광 결합부를 통하여 상기 단면에 도달하는, 온도 측정 센서. - 청구항 1에 있어서,
상기 광 도입로는, 상기 기판에 마련된 관통 구멍 또는 절결인, 온도 측정 센서. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 광 결합부는, 광 리플렉터와 제1 콜리메이트 렌즈를 구비하고,
상기 광 리플렉터는, 상기 광 도입로의 위에 배치되며,
상기 제1 콜리메이트 렌즈는, 상기 광 리플렉터와, 상기 단면의 사이에 배치되고,
상기 하면 측으로부터 상기 광 도입로를 통하여 상기 광 결합부에 입사하는 광은, 상기 광 리플렉터, 상기 제1 콜리메이트 렌즈를 순서대로 통하여 상기 단면에 도달하는, 온도 측정 센서. - 청구항 3에 있어서,
상기 광 리플렉터는, 프리즘 또는 미러인, 온도 측정 센서. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 온도 측정 센서와,
상기 온도 측정 센서의 기판의 온도를 계측하는 계측 장치를 구비하고,
상기 계측 장치는, 상기 온도 측정 센서가 갖고 있으며 상기 기판의 상면에 마련된 광파이버에 광을 입사하고, 이 광에 따라 상기 광파이버로부터 출사되는 후방 산란광을 수광하며, 수광한 후방 산란광에 근거하여 상기 기판의 온도를 계측하는, 온도 측정 시스템. - 청구항 5에 있어서,
상기 계측 장치는, 푸셔 핀을 구비하고,
상기 푸셔 핀은, 광 도파부를 구비하며,
상기 계측 장치는, 상기 광 도파부의 단부를 통하여 상기 광파이버에 광을 입사하고,
상기 광파이버에 입사된 광에 따라 상기 광파이버로부터 출사되는 후방 산란광은, 상기 단부에 입사하는, 온도 측정 시스템. - 청구항 6에 있어서,
상기 단부는, 볼록 렌즈를 포함하는, 온도 측정 시스템. - 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
상기 광 도파부의 재료는, 사파이어인, 온도 측정 시스템. - 청구항 5에 있어서,
상기 계측 장치는, 제2 콜리메이트 렌즈를 구비하고,
상기 계측 장치는, 상기 제2 콜리메이트 렌즈를 통하여 상기 광파이버에 광을 입사하며,
상기 광파이버에 입사된 광에 따라 상기 광파이버로부터 출사되는 후방 산란광은, 상기 제2 콜리메이트 렌즈에 입사하는, 온도 측정 시스템. - 기판의 상면을 따라 뻗는 광파이버에 광을 입사하는 제1 공정과,
상기 제1 공정에 있어서 상기 광파이버에 입사된 광에 따라 상기 광파이버로부터 출사되는 후방 산란광을 수광하는 제2 공정과,
상기 제2 공정에 있어서 수광된 후방 산란광에 근거하여, 상기 기판의 온도를 계측하는 제3 공정을 구비하며,
상기 제1 공정은, 상기 기판의 상면의 위의 공간과 상기 기판의 하면의 아래의 공간을 연통하는 공간의 광 도입로를 통하여, 상기 상면에 마련된 광 결합부에 상기 하면 측으로부터 광을 입사하고,
상기 광 결합부는, 상기 광파이버의 단면과 광학적으로 접속되며,
상기 광파이버는, 제1 패턴 형상, 제2 패턴 형상을 구성하고,
상기 제1 패턴 형상은, 상기 제2 패턴 형상보다 상기 광파이버를 조밀하게 포함하는, 온도 측정 방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 제1 공정, 상기 제2 공정 및 상기 제3 공정을 포함하는 일련의 처리는, 상기 광파이버의 2개의 단면에 대하여 교대로 행해지는, 온도 측정 방법.
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