KR20210116304A - Light interference system and substrate processing apparatus - Google Patents

Light interference system and substrate processing apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR20210116304A
KR20210116304A KR1020210032146A KR20210032146A KR20210116304A KR 20210116304 A KR20210116304 A KR 20210116304A KR 1020210032146 A KR1020210032146 A KR 1020210032146A KR 20210032146 A KR20210032146 A KR 20210032146A KR 20210116304 A KR20210116304 A KR 20210116304A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fiber
measurement
cover
light
tip
Prior art date
Application number
KR1020210032146A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
켄지 나가이
히데아키 나가사키
사토시 스즈키
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20210116304A publication Critical patent/KR20210116304A/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0818—Waveguides
    • G01J5/0821—Optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/0205—Mechanical elements; Supports for optical elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/021—Probe covers for thermometers, e.g. tympanic thermometers; Containers for probe covers; Disposable probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/0275—Control or determination of height or distance or angle information for sensors or receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0806—Focusing or collimating elements, e.g. lenses or concave mirrors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

A technology for measuring physical properties of a measurement object with a simple configuration is provided. In one exemplary embodiment, an optical interference system is provided. The light interference system includes a light source configured to generate a measurement light; a fiber configured to propagate therethrough the measurement light; and a measurement device. The fiber includes a single-mode fiber, a multimode fiber and a connector connecting the single-mode fiber and the multimode fiber. A tip end of the fiber is formed of the multimode fiber, and an end surface of the tip end of the fiber is configured to emit the measurement light to a measurement target object and receive a reflection light from the measurement target object. The measurement device is configured to measure a physical property of the measurement target object based on the reflection light.

Description

광 간섭 시스템 및 기판 처리 장치 {LIGHT INTERFERENCE SYSTEM AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}LIGHT INTERFERENCE SYSTEM AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS

본 개시의 예시적 실시 형태는 광 간섭 시스템 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.Exemplary embodiments of the present disclosure relate to an optical interference system and a substrate processing apparatus.

특허 문헌 1은 광 간섭 시스템을 개시한다. 이 시스템은, 측정광을 발생시키는 광원과, 콜리메이터와, 광원과 콜리메이터를 접속하는 광 파이버와, 연산 장치를 구비한다. 콜리메이터는, 측정광을 평행 광선으로 조정하고, 조정된 측정광을 측정 대상물에 출사한다. 콜리메이터는, 측정 대상물로부터의 반사광을 취득한다. 연산 장치는, 반사광에 기초하여 측정 대상물의 두께 또는 온도를 계측한다.Patent Document 1 discloses an optical interference system. This system includes a light source for generating measurement light, a collimator, an optical fiber connecting the light source and the collimator, and an arithmetic unit. The collimator adjusts the measurement light to a parallel light beam, and emits the adjusted measurement light to the measurement object. The collimator acquires the reflected light from the measurement object. The arithmetic unit measures the thickness or temperature of the measurement target based on the reflected light.

일본특허공개공보 2013-242267호Japanese Patent Laid-Open No. 2013-242267

본 개시는 간이한 구성으로 측정 대상물의 물성을 계측하는 기술을 제공한다.The present disclosure provides a technique for measuring physical properties of a measurement object with a simple configuration.

하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 광 간섭 시스템이 제공된다. 광 간섭 시스템은, 측정광을 발생시키도록 구성되는 광원과, 측정광을 전반하도록 구성되는 파이버와, 계측부를 구비한다. 파이버는, 싱글 모드 파이버와, 멀티 모드 파이버와, 싱글 모드 파이버와 멀티 모드 파이버를 접속하는 접속부를 가진다. 파이버의 선단은, 멀티 모드 파이버로 구성된다. 파이버의 선단의 단면(端面)은, 측정광을 측정 대상물에 출사하고 또한 측정 대상물로부터의 반사광을 입사하도록 구성된다. 계측부는, 반사광에 기초하여 측정 대상물의 물성을 계측하도록 구성된다.In one exemplary embodiment, an optical interference system is provided. The optical interference system includes a light source configured to generate measurement light, a fiber configured to propagate the measurement light, and a measurement unit. The fiber has a single-mode fiber, a multi-mode fiber, and a connection portion for connecting the single-mode fiber and the multi-mode fiber. The tip of the fiber is composed of a multi-mode fiber. The end face of the tip of the fiber is configured so that the measurement light is emitted to the measurement object and the reflected light from the measurement object is incident. The measurement unit is configured to measure the physical properties of the measurement object based on the reflected light.

하나의 예시적 실시 형태에 따르면, 간이한 구성으로 측정 대상물의 물성을 계측할 수 있다.According to one exemplary embodiment, a physical property of a measurement object can be measured with a simple configuration.

도 1은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 광 간섭 시스템의 구성을 설명하는 도이다.
도 2는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 파이버의 단면의 부분 확대도이다.
도 3은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 커버를 가지는 파이버의 단면의 부분 확대도이다.
도 4는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 커버 및 반사 방지재를 가지는 파이버의 단면의 부분 확대도이다.
도 5는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 선단의 단면이 경사지는 파이버의 단면의 부분 확대도이다.
도 6은 측정 대상물에 대한 측정광의 입사각과 반사광에 기초하는 측정 결과와의 관계의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 7은 다른 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 설명하는 단면도이다.
도 8은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 있어서의 파이버의 단면의 부분 확대도이다.
도 9는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 있어서의 파이버의 단면의 부분 확대도이다.1 is a diagram for explaining the configuration of an optical interference system according to an exemplary embodiment.
Fig. 2 is a partially enlarged view of a cross section of a fiber according to an exemplary embodiment.
Fig. 3 is a partially enlarged view of a cross section of a fiber having a cover according to an exemplary embodiment.
Fig. 4 is a partially enlarged view of a cross section of a fiber having a cover and an antireflection material according to an exemplary embodiment.
Fig. 5 is a partially enlarged view of a cross section of a fiber in which a cross section of a tip is inclined according to an exemplary embodiment.
6 is a graph showing an example of the relationship between an incident angle of measurement light on a measurement object and a measurement result based on reflected light.
7 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a substrate processing apparatus according to another exemplary embodiment.
8 is a partially enlarged view of a cross section of a fiber in a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment.
9 is a partially enlarged view of a cross section of a fiber in a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment.

이하, 각종 예시적 실시 형태에 대하여 설명한다. Hereinafter, various exemplary embodiments will be described.

광 간섭 시스템이 콜리메이터 또는 포커서를 포함하는 프로브를 가지는 경우, 콜리메이터를 포함하는 프로브로부터 출사되는 측정광은 평행 광선으로 조정되고, 포커서를 포함하는 프로브로부터 출사되는 측정광은 집속광으로 조정된다. 평행 광선이란, 확산되지 않고 직진하는 광선이다. 측정광이 평행 광선인 경우, 평행 광선이 측정 대상물에 입사하도록, 그리고 측정 대상물로부터의 반사광이 콜리메이터에 입사하도록, 콜리메이터의 광축이 조정되어야 한다. 이 조정 작업은, 평행 광선이기 때문에 난이도가 높다. 한편, 집속 광선이란, 설계된 특정의 거리에서 초점을 연결하는 비평행의 광선이다. 측정광이 집속 광선인 경우, 집속 광선이 측정 대상물에 입사하도록, 그리고 측정 대상물로부터의 반사광이 포커서에 입사하도록, 포커서의 광축이 조정되어야 한다. 이 조정 작업은, 평행 광선일수록 난이도가 높지는 않지만, 반드시 각도 허용성이 큰 것은 아니다. 일반적인 조정 작업에 있어서는, 콜리메이터 또는 포커서가 광학 마운트에 마련되고, 광학 마운트의 기능에 의해 출사 각도가 미세하게 조정된다. 이 때문에, 광학 마운트의 설치 스페이스의 확보가 필요해진다. When the optical interference system has a probe including a collimator or a focuser, measurement light emitted from the probe including the collimator is adjusted to a parallel beam, and measurement light emitted from the probe including the focuser is adjusted to a focused beam. A parallel light beam is a light beam that does not diffuse and travels straight. When the measurement light is a parallel ray, the optical axis of the collimator must be adjusted so that the parallel ray is incident on the measurement object and the reflected light from the measurement object is incident on the collimator. This adjustment operation is difficult because it is a parallel light beam. On the other hand, the focused ray is a non-parallel ray that connects focal points at a specific designed distance. When the measurement light is the focused beam, the optical axis of the focuser must be adjusted so that the focused beam is incident on the measurement object and the reflected light from the measurement object is incident on the focuser. Although this adjustment operation is not as difficult as the parallel rays are, the angle tolerance is not necessarily large. In a general adjustment operation, a collimator or a focuser is provided on the optical mount, and the emission angle is finely adjusted by the function of the optical mount. For this reason, it is necessary to ensure the installation space of an optical mount.

하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 광 간섭 시스템이 제공된다. 광 간섭 시스템은, 측정광을 발생시키도록 구성되는 광원과, 측정광을 전반하도록 구성되는 파이버와, 계측부를 구비한다. 파이버는 싱글 모드 파이버와, 멀티 모드 파이버와, 싱글 모드 파이버와 멀티 모드 파이버를 접속하는 접속부를 가진다. 파이버의 선단은 멀티 모드 파이버로 구성된다. 파이버의 선단의 단면은, 측정광을 측정 대상물에 출사하고 또한 측정 대상물로부터의 반사광을 입사하도록 구성된다. 계측부는, 반사광에 기초하여 측정 대상물의 물성을 계측하도록 구성된다. In one exemplary embodiment, an optical interference system is provided. The optical interference system includes a light source configured to generate measurement light, a fiber configured to propagate the measurement light, and a measurement unit. The fiber has a single-mode fiber, a multi-mode fiber, and a connecting portion for connecting the single-mode fiber and the multi-mode fiber. The tip of the fiber consists of a multi-mode fiber. The end face of the tip of the fiber is configured to emit measurement light to the measurement object and to enter reflected light from the measurement object. The measurement unit is configured to measure the physical properties of the measurement object based on the reflected light.

상기 실시 형태에서는, 측정광은, 접속부에 의해 싱글 모드 파이버보다 굵은 코어를 가지는 멀티 모드 파이버로 전반한다. 전반하는 측정광은, 멀티 모드 파이버의 단면으로부터 측정 대상물에 직접 출사된다. 측정 대상물로부터의 반사광은, 멀티 모드 파이버의 단면에 입사한다. 상기 실시 형태에 따르면, 멀티 모드 파이버의 코어는 싱글 모드 파이버보다 굵기 때문에 재결합하기 쉬우며, 반사광의 광량은, 측정광을 평행 광선으로 하지 않아도 충분히 얻어진다. 이 광 간섭 시스템은, 광축을 조정하기 위한 광학 마운트가 불필요해지기 때문에, 광학 마운트의 설치 스페이스가 불필요해진다. 따라서, 이 광 간섭 시스템은, 종래의 구성보다 간이한 구성으로 측정 대상물의 물성을 계측할 수 있다. In the above embodiment, the measurement light propagates to the multi-mode fiber having a thicker core than the single-mode fiber by the connecting portion. The propagating measurement light is emitted directly from the end face of the multi-mode fiber to the measurement object. The reflected light from the measurement object is incident on the end face of the multi-mode fiber. According to the above embodiment, since the core of the multi-mode fiber is thicker than that of the single-mode fiber, it is easy to recombine, and the amount of reflected light is sufficiently obtained even if the measurement light is not used as a parallel beam. In this optical interference system, since the optical mount for adjusting an optical axis becomes unnecessary, the installation space of an optical mount becomes unnecessary. Accordingly, this optical interference system can measure the physical properties of the measurement object with a simpler configuration than the conventional configuration.

하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 접속부는, 멀티 모드 파이버의 코어와 싱글 모드 파이버의 코어를 접속하는 테이퍼 형상의 코어를 가져도 된다. 이 경우, 광 간섭 시스템은, 접속부에 있어서의 측정광의 광량의 감소를 저감시킬 수 있다. In one exemplary embodiment, the connecting portion may have a tapered core that connects the multi-mode fiber core and the single-mode fiber core. In this case, the optical interference system can reduce the decrease in the light quantity of the measurement light in the connection part.

하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 파이버는, 파이버의 선단의 단면을 보호하는 커버를 가지고, 커버는, 측정광을 투과하는 재질에 의해 구성되며, 파이버의 선단의 단면에 마련되어도 된다. 이 경우, 광 간섭 시스템은 파이버의 선단의 단면을 보호할 수 있다. In one exemplary embodiment, the fiber has a cover that protects the end surface of the tip of the fiber, and the cover is made of a material that transmits measurement light, and may be provided on the end surface of the tip of the fiber. In this case, the optical interference system can protect the cross section of the tip of the fiber.

하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 커버와 파이버의 선단의 단면은 측정광을 투과하는 접착제에 의해 접착되어도 된다. In one exemplary embodiment, the cover and the end face of the tip of the fiber may be adhered with an adhesive that transmits the measurement light.

하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 파이버는, 커버에 의한 측정광의 반사를 막는 반사 방지재를 가지며, 반사 방지재는, 파이버의 선단의 단면과 커버와의 사이에 마련되어도 된다. 이 경우, 광 간섭 시스템은, 파이버의 선단의 단면과 커버와의 계면에 의한 측정광의 반사를 저감시킬 수 있다. 또한 반사 방지재는, 또한 커버의 측정 대상물측의 단면에 마련되어도 된다. 이 경우, 광 간섭 시스템은, 또한 커버의 측정 대상물측의 단면과 처리실 내의 진공, 혹은 대기 공간과의 계면에 의한 측정광의 반사를 저감시킬 수 있다. In one exemplary embodiment, the fiber has an antireflection material that blocks reflection of measurement light by the cover, and the antireflection material may be provided between the end surface of the tip of the fiber and the cover. In this case, the optical interference system can reduce the reflection of the measurement light by the interface between the end surface of the tip of the fiber and the cover. In addition, the antireflection material may be further provided on the end face of the cover on the measurement target side. In this case, the optical interference system can further reduce the reflection of the measurement light by the interface between the end face of the cover on the measurement target side and the vacuum in the processing chamber or the air space.

하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 파이버의 선단의 단면은, 멀티 모드 파이버의 축방향에 대한 수직면으로부터 경사져 마련되어도 된다. 이 경우, 광 간섭 시스템은, 단면의 경사에 의해, 측정광을 전반하는 매질과 매질과의 계면에서 발생하는 반사광을 저감시킬 수 있다. In one exemplary embodiment, the cross-section of the tip of the fiber may be provided inclined from a plane perpendicular to the axial direction of the multi-mode fiber. In this case, the optical interference system can reduce the reflected light generated at the interface between the medium through which the measurement light propagates and the medium by the inclination of the cross section.

다른 예시적 실시 형태에 있어서는, 광 간섭 시스템과, 진공 배기 가능하게 구성되어, 측정 대상물을 수용하도록 구성되는 챔버 본체를 구비하는 기판 처리 장치가 제공된다. 광 간섭 시스템은, 측정광을 발생시키도록 구성되는 광원과, 측정광을 전반하도록 구성되는 파이버와, 계측부를 구비한다. 파이버는, 싱글 모드 파이버와, 멀티 모드 파이버와, 싱글 모드 파이버와 멀티 모드 파이버를 접속하는 접속부를 가진다. 파이버의 선단은 멀티 모드 파이버로 구성된다. 파이버의 선단의 단면은, 측정광을 측정 대상물에 출사하고 또한 측정 대상물로부터의 반사광을 입사하도록 구성된다. 계측부는, 반사광에 기초하여 측정 대상물의 물성을 계측하도록 구성된다. In another exemplary embodiment, there is provided a substrate processing apparatus including an optical interference system, and a chamber body configured to be evacuated and configured to accommodate a measurement object. The optical interference system includes a light source configured to generate measurement light, a fiber configured to propagate the measurement light, and a measurement unit. The fiber has a single-mode fiber, a multi-mode fiber, and a connection portion for connecting the single-mode fiber and the multi-mode fiber. The tip of the fiber consists of a multi-mode fiber. The end face of the tip of the fiber is configured to emit measurement light to the measurement object and to enter reflected light from the measurement object. The measurement unit is configured to measure the physical properties of the measurement object based on the reflected light.

상기 실시 형태에서는, 측정광은, 접속부에 의해 싱글 모드 파이버보다 굵은 코어를 가지는 멀티 모드 파이버로 전반한다. 전반하는 측정광은, 멀티 모드 파이버의 단면으로부터 측정 대상물에 직접 출사된다. 측정 대상물로부터의 반사광은, 멀티 모드 파이버의 단면에 입사한다. 상기 실시 형태에 따르면, 멀티 모드 파이버의 코어는 싱글 모드 파이버보다 굵고 멀티 모드 파이버의 단면이 측정 대상물에 가깝기 때문에, 반사광의 광량은, 측정광을 평행 광선으로 하지 않아도 충분히 얻어진다. 이 기판 처리 장치는, 광축 조정을 하지 않고 반사광이 얻어진다. 이 기판 처리 장치는, 종래의 구성보다 간이하게 측정 대상물의 물성을 계측할 수 있다. 또한, 이 기판 처리 장치는 콜리메이터가 불필요해지기 때문에 종래의 구성보다 소형화할 수 있다. In the above embodiment, the measurement light propagates to the multi-mode fiber having a thicker core than the single-mode fiber by the connecting portion. The propagating measurement light is emitted directly from the end face of the multi-mode fiber to the measurement object. The reflected light from the measurement object is incident on the end face of the multi-mode fiber. According to the above embodiment, since the core of the multi-mode fiber is thicker than that of the single-mode fiber and the cross-section of the multi-mode fiber is close to the measurement object, the amount of reflected light can be sufficiently obtained even if the measurement light is not used as a parallel beam. In this substrate processing apparatus, reflected light is obtained without optical axis adjustment. This substrate processing apparatus can measure the physical property of a measurement object more easily than the conventional structure. In addition, since this substrate processing apparatus does not need a collimator, it can be downsized compared to the conventional structure.

하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 챔버 본체의 내부에는, 배치대가 배치된다. 배치대는, 고주파 전력이 인가되는 플레이트와, 플레이트에 마련되어, 측정 대상물을 흡착하는 정전 척 기구를 가지고, 플레이트 및 정전 척 기구를 관통하는 측정홀이 형성된다. 파이버는, 커버와, 통 형상의 피복재를 가진다. 커버는, 측정광을 투과하는 재질에 의해 구성되어, 파이버의 선단의 단면에 측정광을 통과하는 접착제에 의해 접착되고 또한 파이버의 선단을 보호한다. 통 형상의 피복재는, 도전성의 재질에 의해 구성되어, 접착제 및 커버를 피복하도록 파이버의 축 방향을 따라 연장된다. 파이버는, 배치대에 배치된 측정 대상물과 커버가 대향하도록 측정홀에 삽입 관통된다. 피복재는, 파이버와 함께 측정홀에 삽입 관통되어, 파이버와 배치대와의 사이에 개재된다. 이 경우, 기판 처리 장치는, 노출되는 접착제의 표면적이 작아지고, 또한 파이버의 표면이 도전성의 피복재에 의해 피복되기 때문에, 피복재는, 파이버와 배치대와의 사이에서 발생하는 이상 방전을 방지할 수 있다.In one exemplary embodiment, a mounting table is disposed inside the chamber body. The mounting table includes a plate to which high-frequency power is applied, and an electrostatic chuck mechanism provided on the plate to attract a measurement object, and a measurement hole penetrating the plate and the electrostatic chuck mechanism is formed. The fiber has a cover and a cylindrical covering material. The cover is made of a material that transmits the measurement light, is adhered to the end surface of the tip of the fiber with an adhesive that passes the measurement light, and protects the tip of the fiber. The cylindrical covering material is made of a conductive material and extends along the axial direction of the fiber so as to cover the adhesive and the cover. The fiber is inserted through the measurement hole so that the measurement object disposed on the mounting table and the cover face each other. The covering material is inserted through the measurement hole together with the fiber, and is interposed between the fiber and the mounting table. In this case, in the substrate processing apparatus, the surface area of the exposed adhesive becomes small, and since the surface of the fiber is covered with a conductive covering material, the covering material can prevent abnormal discharge occurring between the fiber and the mounting table. have.

하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 피복재는 정전 척 기구에 형성된 측정홀의 내면과 파이버와의 사이에 개재되어 있어도 된다. 이 경우, 피복재는, 정전 척 기구와 파이버와의 사이에서 발생하는 이상 방전을 방지할 수 있다.In one exemplary embodiment, the covering material may be interposed between the inner surface of the measurement hole formed in the electrostatic chuck mechanism and the fiber. In this case, the covering material can prevent abnormal discharge occurring between the electrostatic chuck mechanism and the fiber.

하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 피복재는, 커버의 측정 대상물과 대향하는 면에 있어서, 접착제 및 커버를 피복하도록 파이버의 직경 방향을 따라 연장되는 환상의 덮개부를 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 노출되는 접착제의 표면적이 보다 작아지기 때문에, 덮개를 포함하는 피복재는, 파이버와 배치대와의 사이에서 발생하는 이상 방전을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.In one exemplary embodiment, the covering material may include an annular cover portion extending along the radial direction of the fiber so as to cover the adhesive and the cover on the surface of the cover facing the measurement object. In this case, since the surface area of the adhesive agent exposed becomes smaller, the covering material including a cover can prevent the abnormal discharge which generate|occur|produces between a fiber and a mounting table more effectively.

하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 파이버의 선단의 단면과 측정 대상물과의 사이의 거리가, 0.5 mm 이상, 1.5 mm 이하가 되도록 배치되어도 된다.In one exemplary embodiment, the distance between the cross section of the tip of the fiber and the measurement object may be arranged to be 0.5 mm or more and 1.5 mm or less.

이하, 도면을 참조하여, 본 개시의 예시적 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서 동일 또는 상당 요소에는 동일 부호를 부여하여, 중복되는 설명은 반복하지 않는다. 도면의 치수 비율은 설명의 것과 반드시 일치하고 있지 않다. '상', '하', '좌', '우'라는 표현은 도시하는 상태에 기초하는 것이며, 편의적인 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In addition, in the following description, the same code|symbol is attached|subjected to the same or equivalent element, and overlapping description is not repeated. Dimensional ratios in the drawings do not necessarily correspond to those in the description. The expressions 'top', 'bottom', 'left' and 'right' are based on the illustrated state and are convenient.

도 1은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 광 간섭 시스템(1)의 구성을 설명하는 도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 광 간섭 시스템(1)은, 광 간섭을 이용하여 측정 대상물(40)의 물성치를 계측하는 시스템이다. 물성치란, 예를 들면 두께 또는 온도이다. 또한, 측정 대상물(40)의 두께를 계측하는 경우와, 측정 대상물(40)의 온도를 계측하는 경우는, 대략 동일한 동작으로 실현할 수 있기 때문에, 이하에서는, 설명 이해의 용이성을 고려하여 광 간섭 시스템(1)이 측정 대상물(40)의 온도를 계측하는 경우를 예로 설명한다. 1 is a diagram for explaining the configuration of an optical interference system 1 according to an exemplary embodiment. As shown in FIG. 1 , the optical interference system 1 is a system for measuring the physical properties of the measurement object 40 using optical interference. The physical property is, for example, thickness or temperature. In addition, the case of measuring the thickness of the measurement object 40 and the case of measuring the temperature of the measurement object 40 can be realized by substantially the same operation. The case where (1) measures the temperature of the measurement object 40 is demonstrated as an example.

광 간섭 시스템(1)은, 광 간섭을 이용하여 온도를 계측한다. 광 간섭 시스템(1)은 광원(10), 파이버(20), 계측부(30)를 구비한다. The optical interference system 1 measures temperature using optical interference. The optical interference system 1 includes a light source 10 , a fiber 20 , and a measurement unit 30 .

광원(10)은, 측정 대상물(40)을 투과하는 파장을 가지는 측정광을 발생시킨다. 광원(10)으로서, 예를 들면 SLD(Super Luminescent Diode)가 이용된다. 또한, 측정 대상물(40)은 예를 들면 판 형상을 나타내며, 제 1 주면 및 제 1 주면(41)에 대향하는 제 2 주면(42)을 가지고 있다. 이하에서는, 필요에 따라, 제 1 주면(41)을 표면(41), 제 2 주면(42)을 이면(42)이라 칭하여 설명한다. 계측 대상으로 하는 측정 대상물(40)로서는, 예를 들면 Si(실리콘) 외에 SiO2(석영) 또는 Al2O3(사파이어) 등이 이용된다. The light source 10 generates measurement light having a wavelength that transmits the measurement object 40 . As the light source 10, for example, SLD (Super Luminescent Diode) is used. In addition, the measurement object 40 has a plate shape, for example, and has a 1st main surface and the 2nd main surface 42 opposing to the 1st main surface 41. As shown in FIG. Hereinafter, if necessary, the first main surface 41 will be referred to as the front surface 41 and the second main surface 42 will be referred to as the back surface 42 . As the measurement object 40 used as the measurement object, SiO 2 (quartz) or Al 2 O 3 (sapphire) other than Si (silicon) is used, for example.

파이버(20)는 싱글 모드 파이버(21), 멀티 모드 파이버(22) 및 접속부(23)를 가진다. 싱글 모드 파이버(21) 및 멀티 모드 파이버(22)는 모두 광 파이버의 일례이다. 광 파이버는 굴절률이 상이한 코어 및 클래드를 포함하고, 코어는 중심부에 배치되며, 클래드는 코어의 주위를 덮도록 배치된다. 광 파이버에 입사하는 광은, 코어와 클래드 사이의 계면에서 전반사하여 전반된다. 멀티 모드 파이버(22)의 코어의 직경은, 싱글 모드 파이버(21)의 코어의 직경보다 크다. 일례로서, 싱글 모드 파이버(21)의 코어의 직경은 φ 9 ~ 10 μm이다. 일례로서, 멀티 모드 파이버(22)의 코어의 직경은 φ 50 μm 또는 φ 62.5 μm이다. 접속부(23)는 싱글 모드 파이버(21)와 멀티 모드 파이버(22)를 접속한다. 접속부(23)의 상세는 후술된다. The fiber 20 has a single-mode fiber 21 , a multi-mode fiber 22 , and a connecting portion 23 . Both the single-mode fiber 21 and the multi-mode fiber 22 are examples of optical fibers. The optical fiber includes a core and a clad having different refractive indices, the core is disposed in the center, and the clad is disposed so as to cover the periphery of the core. Light incident on the optical fiber is totally reflected and propagated at the interface between the core and the clad. The diameter of the core of the multi-mode fiber 22 is larger than the diameter of the core of the single-mode fiber 21 . As an example, the diameter of the core of the single-mode fiber 21 is ? 9 to 10 μm. As an example, the diameter of the core of the multi-mode fiber 22 is φ 50 μm or φ 62.5 μm. The connecting portion 23 connects the single-mode fiber 21 and the multi-mode fiber 22 . Details of the connecting portion 23 will be described later.

또한, 멀티 모드 파이버(22)는 SI(Step Index) 파이버 및 GI(Graded Index) 파이버 중 어느 것이어도 된다. GI 파이버의 코어는, 중심과 주위와의 사이에서 굴절률이 서서히 변화한다. GI 파이버는 SI 파이버와 비교하여, 전반하는 측정광의 위상차가 작기 때문에, 노이즈를 저감시킬 수 있다. The multi-mode fiber 22 may be either an SI (Step Index) fiber or a GI (Graded Index) fiber. In the core of the GI fiber, the refractive index gradually changes between the center and the periphery. Compared with the SI fiber, the GI fiber has a smaller phase difference between the propagating measurement light, so that noise can be reduced.

파이버(20)의 선단은 멀티 모드 파이버(22)로 구성된다. 멀티 모드 파이버(22)로 구성되는 파이버(20)의 선단의 단면은, 광원(10)이 발생시키는 측정광을 측정 대상물(40)에 출사하고, 또한 측정 대상물(40)로부터의 반사광을 입사하도록 구성된다. 파이버(20)의 선단의 상세는 후술된다. The tip of the fiber 20 is composed of a multi-mode fiber 22 . The cross-section of the tip of the fiber 20 constituted of the multi-mode fiber 22 is such that the measurement light generated by the light source 10 is emitted to the measurement object 40 and the reflected light from the measurement object 40 is incident. is composed Details of the tip of the fiber 20 will be described later.

광 서큘레이터(11)는 파이버(20)에 접속된다. 광 서큘레이터(11)는 광원(10)에서 발생된 측정광을 파이버(20)의 선단의 단면으로 전반한다. 광 서큘레이터(11)는, 파이버(20)의 선단의 단면으로부터 입사하는 반사광을 계측부(30)에 출사한다. The optical circulator 11 is connected to the fiber 20 . The optical circulator 11 propagates the measurement light generated from the light source 10 to the end face of the tip of the fiber 20 . The optical circulator 11 emits the reflected light incident from the end face of the tip of the fiber 20 to the measurement unit 30 .

계측부(30)는, 반사광 스펙트럼에 기초하여 측정 대상물(40)의 온도를 계측한다. 계측부(30)는, 일례로서, 측정부(31) 및 연산 장치(32)를 가져도 된다. 측정부(31)는, 광 서큘레이터(11)로부터 얻어진 반사광의 스펙트럼을 측정한다. 반사광 스펙트럼은 반사광의 파장 또는 주파수에 의존한 강도 분포를 나타낸다. The measurement unit 30 measures the temperature of the measurement target 40 based on the reflected light spectrum. The measurement unit 30 may include, as an example, the measurement unit 31 and the arithmetic device 32 . The measurement unit 31 measures the spectrum of the reflected light obtained from the optical circulator 11 . The reflected light spectrum shows an intensity distribution depending on the wavelength or frequency of the reflected light.

측정부(31)는, 예를 들면 광 분산 소자 및 수광부를 구비한다. 광 분산 소자는 예를 들면 회절 격자 등이며, 광을 파장마다 정해진 분산각으로 분산시키는 소자이다. 수광부는, 광 분산 소자에 의해 분산된 광을 취득한다. 수광부로서는, 예를 들면 복수의 수광 소자가 격자 형상으로 배열된 CCD(Charge Coupled Device)가 이용된다. 수광 소자의 수가 샘플링수가 된다. 또한, 광 분산 소자의 분산각 및 광 분산 소자와 수광 소자와의 거리에 기초하여, 파장 스팬이 규정된다. 이에 의해, 반사광은 파장 또는 주파수마다 분산되어, 파장 또는 주파수마다 강도가 취득된다. 측정부(31)는 반사광 스펙트럼을 연산 장치(32)에 출력한다. The measurement unit 31 includes, for example, a light dispersing element and a light receiving unit. The light dispersion element is, for example, a diffraction grating or the like, and is an element that disperses light at a dispersion angle determined for each wavelength. The light receiving unit acquires the light dispersed by the light dispersing element. As the light receiving unit, for example, a CCD (Charge Coupled Device) in which a plurality of light receiving elements are arranged in a lattice shape is used. The number of light receiving elements becomes the sampling number. Further, the wavelength span is defined based on the dispersion angle of the light dispersing element and the distance between the light dispersing element and the light receiving element. Thereby, the reflected light is dispersed for each wavelength or frequency, and an intensity is obtained for each wavelength or frequency. The measuring unit 31 outputs the reflected light spectrum to the calculating unit 32 .

연산 장치(32)는, 반사광 스펙트럼에 기초하여 측정 대상물(40)의 온도를 계측한다. 연산 장치(32)는 광로 길이 산출부, 온도 산출부 및 온도 교정 데이터를 구비하고 있다. 광로 길이 산출부는, 반사광 스펙트럼으로 푸리에 변환, 데이터 보간 및 중심 위치 계산을 행하여, 측정 대상물(40)의 광로 길이를 산출한다. 온도 산출부는, 광로 길이에 기초하여, 측정 대상물(40)의 온도를 산출한다. 온도 산출부는, 온도 교정 데이터를 참조하여 측정 대상물(40)의 온도를 산출한다. 온도 교정 데이터는, 미리 측정된 데이터이며, 온도와 광로 길이와의 관계를 나타내는 것이다. 상기 구성에 의해, 광 간섭 시스템(1)은, 측정 대상물(40)의 표면(41)과 이면(42)과의 광 간섭을 이용하여 온도를 측정한다(FFT 주파수 영역법). The arithmetic unit 32 measures the temperature of the measurement target 40 based on the reflected light spectrum. The arithmetic unit 32 has an optical path length calculation unit, a temperature calculation unit, and temperature calibration data. The optical path length calculation unit calculates the optical path length of the measurement object 40 by performing Fourier transform, data interpolation, and center position calculation on the reflected light spectrum. The temperature calculation unit calculates the temperature of the measurement target 40 based on the optical path length. The temperature calculation unit calculates the temperature of the measurement object 40 with reference to the temperature calibration data. The temperature calibration data is data measured in advance, and shows the relationship between the temperature and the optical path length. With the above configuration, the optical interference system 1 measures the temperature using optical interference between the front surface 41 and the back surface 42 of the measurement object 40 (FFT frequency domain method).

도 2는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 파이버(20)의 단면의 부분 확대도이다. 도 2는 파이버(20)의 선단의 단면(22a)으로부터 출사하는 측정광이, 측정 대상물(40)에 반사되어, 반사광으로서 단면(22a)에 입사하는 동작을 나타낸다. 멀티 모드 파이버(22)의 코어(22b)와 싱글 모드 파이버(21)의 코어(21b)는 접속부(23)의 코어(23b)에 의해 접속된다. 코어(21b), 코어(22b) 및 코어(23b)는 각각 주위를 클래드(20a)로 덮인다. 2 is a partially enlarged view of a cross-section of a fiber 20 according to an exemplary embodiment. Fig. 2 shows an operation in which measurement light emitted from the end surface 22a of the tip of the fiber 20 is reflected by the measurement object 40 and is incident on the end surface 22a as reflected light. The core 22b of the multi-mode fiber 22 and the core 21b of the single-mode fiber 21 are connected by the core 23b of the connecting portion 23 . The core 21b, the core 22b, and the core 23b are each covered with a clad 20a around them.

도 2의 예에서는, 접속부(23)는, 테이퍼 형상의 코어(23b)를 가진다. 접속부(23)는, 테이퍼 형상의 코어(23b)에 의해, 멀티 모드 파이버(22)의 코어(22b)와 싱글 모드 파이버(21)의 코어(21b)를 접속한다. 테이퍼 형상의 코어(23b)는, 멀티 모드 파이버(22)로부터 싱글 모드 파이버(21)를 향해, 완만하게 직경이 작아지는 형상이다. 코어(23b)의 직경의 변화가 완만하기 때문에, 광이 전반될 시의 결합 손실이 억제된다. 따라서, 테이퍼 형상의 코어(23b)는, 접속부(23)에 있어서의 광량의 저하를 억제한다. In the example of FIG. 2, the connection part 23 has the core 23b of a tapered shape. The connecting portion 23 connects the core 22b of the multi-mode fiber 22 and the core 21b of the single-mode fiber 21 by a tapered core 23b. The tapered core 23b has a shape in which the diameter gradually decreases from the multi-mode fiber 22 toward the single-mode fiber 21 . Since the change in diameter of the core 23b is gentle, coupling loss when light propagates is suppressed. Accordingly, the tapered core 23b suppresses a decrease in the amount of light in the connecting portion 23 .

접속부(23)는, 싱글 모드 파이버(21) 및 멀티 모드 파이버(22)와 일체로서 형성되는 부재에 한정되지 않는다. 예를 들면, 접속부(23)는, 싱글 모드 파이버(21) 및 멀티 모드 파이버(22) 중 어느 일방과 일체로서 형성되는 부재여도 된다. 접속부(23)는, 싱글 모드 파이버(21) 및 멀티 모드 파이버(22)와 독립된 부재여도 된다. The connecting portion 23 is not limited to a member formed integrally with the single-mode fiber 21 and the multi-mode fiber 22 . For example, the connecting portion 23 may be a member formed integrally with either one of the single-mode fiber 21 and the multi-mode fiber 22 . The connecting portion 23 may be a member independent of the single-mode fiber 21 and the multi-mode fiber 22 .

도 3은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 커버(24)를 가지는 파이버(20)의 단면의 부분 확대도이다. 커버(24)는, 파이버(20)의 선단의 단면(22a)에 마련된다. 커버(24)는, 측정광 및 반사광을 투과하는 재질에 의해 구성된다. 커버(24)의 재질은, 예를 들면 Si, SiO2, Al2O3 및 YAG(Yttrium Aluminium Garnet) 등이다. 커버(24)는, 예를 들면 1.0 mm 정도의 두께로 구성되어도 된다. 커버(24)의 두께는 1.0 mm 정도에 한정되지 않으며, 커버(24)의 광로 길이와, 커버(24)와 측정 대상물(40)의 사이의 공극의 광학 계면에 의한 고속 푸리에 변환 후의 신호 발생 위치가 측정 대상물(40)의 고속 푸리에 변환 후의 신호와 겹치지 않도록 설계된다. 커버(24)는, 플라즈마에 의한 소모 및 오염으로부터, 파이버(20)의 선단의 단면(22a)을 보호한다. 커버(24)와 단면(22a)은 일례로서, 측정광을 투과하는 접착제에 의해 접착되어도 된다. 접착제의 종류는, 예를 들면 아크릴계, 에폭시계 및 실리콘계이며, 자외선의 조사, 가열 또는 경화제에 의해 경화된다. 3 is a partially enlarged view of a cross-section of a fiber 20 having a cover 24 according to one exemplary embodiment. The cover 24 is provided on the end face 22a of the tip of the fiber 20 . The cover 24 is made of a material that transmits measurement light and reflected light. The material of the cover 24 is, for example, Si, SiO 2, Al 2 O 3 and YAG (Yttrium Aluminium Garnet) or the like. The cover 24 may be configured to have a thickness of, for example, about 1.0 mm. The thickness of the cover 24 is not limited to about 1.0 mm, and the signal generation position after fast Fourier transformation by the optical interface of the optical path length of the cover 24 and the air gap between the cover 24 and the measurement object 40 . is designed so as not to overlap the signal after fast Fourier transform of the measurement object 40 . The cover 24 protects the end face 22a of the tip of the fiber 20 from consumption and contamination by plasma. As an example, the cover 24 and the end face 22a may be adhered by an adhesive that transmits the measurement light. The adhesive is, for example, acrylic, epoxy or silicone, and is cured by irradiation with ultraviolet rays, heating, or a curing agent.

도 4는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 커버(24) 및 반사 방지재(25)를 가지는 파이버(20)의 단면의 부분 확대도이다. 반사 방지재(25)는, 파이버(20)의 선단의 단면(22a)과 커버(24) 사이에 마련된다. 반사 방지재(25)는, 예를 들면 커버(24)에 코팅 되는 Al2O3 또는 MgF2(불화 마그네슘) 등의 박막에 의해 구성된다. 반사 방지재(25)는, 커버(24)와 코어(22b)와의 계면에서의 반사를 억제한다. 구체적으로, 굴절률이 상이한, 멀티 모드 파이버(22)의 코어(22b)와 커버(24)와의 계면에 있어서의 프레넬 반사를 억제한다. 반사 방지재(25)는, 또한 커버(24)의 측정 대상물측의 단면(24a)에 마련되어도 된다. 이 경우, 반사 방지재(25)는, 플라즈마 내성이 있어 처리실(102) 내의 오염의 요인이 되지 않는 재질이 선택된다. 반사 방지재(25)가, 커버(24)와 코어(22b)와의 계면 및 커버(24)의 측정 대상물측의 단면(24a)의 양방에 마련되는 경우에는, 커버(24)의 계면에 의한 반사를 억제한다. 커버(24)로부터의 반사광은, 측정 대상물(40)로부터의 반사광의 S/N비를 저하시키기 때문에, 계측부(30)가 측정하는 온도의 불균일을 크게 한다. 따라서, 반사 방지재(25)는, 커버(24)에 의한 측정광의 반사를 억제함으로써, 계측부(30)가 측정하는 온도의 불균일을 작게 한다. 4 is a partial enlarged view of a cross-section of a fiber 20 having a cover 24 and an anti-reflection material 25 according to an exemplary embodiment. The antireflection material 25 is provided between the end surface 22a of the tip end of the fiber 20 and the cover 24 . The antireflection material 25 is made of a thin film such as Al 2 O 3 or MgF 2 (magnesium fluoride) coated on the cover 24 , for example. The antireflection material 25 suppresses reflection at the interface between the cover 24 and the core 22b. Specifically, Fresnel reflection at the interface between the core 22b and the cover 24 of the multi-mode fiber 22 having different refractive indices is suppressed. The antireflection material 25 may further be provided on the end surface 24a of the cover 24 on the measurement target side. In this case, the antireflection material 25 is selected from a material that has plasma resistance and does not cause contamination in the processing chamber 102 . When the antireflection material 25 is provided on both the interface between the cover 24 and the core 22b and the end face 24a of the cover 24 on the measurement target side, reflection by the interface of the cover 24 is provided. suppress Since the reflected light from the cover 24 lowers the S/N ratio of the reflected light from the measurement object 40, the non-uniformity of the temperature measured by the measurement unit 30 is increased. Accordingly, the antireflection material 25 suppresses the reflection of the measurement light by the cover 24 , thereby reducing the non-uniformity of the temperature measured by the measurement unit 30 .

도 5는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 선단의 단면(22a)이 경사지는 파이버(20)의 단면의 부분 확대도이다. 도 5에서는, 파이버(20)는 커버(24)를 가진다. 커버(24)는 경사진 단면(22a)에 마련된다. 파이버(20)의 선단의 단면(22a)은, 멀티 모드 파이버(22)의 축방향에 대한 수직면으로부터 경사져 마련된다. 5 is a partially enlarged view of a cross-section of a fiber 20 in which a cross-section 22a of a tip is inclined according to an exemplary embodiment. In FIG. 5 , the fiber 20 has a cover 24 . The cover 24 is provided on the inclined end face 22a. The end face 22a of the tip of the fiber 20 is inclined from a plane perpendicular to the axial direction of the multi-mode fiber 22 .

멀티 모드 파이버(22)의 코어(22b)를 축방향으로 전반하는 측정광(L1)은, 입사각(θ1)으로 커버(24)에 출사된다. 커버(24)의 경사도(θ1)와 측정광(L1)의 입사각(θ1)은 기하학적으로 일치한다. 측정광(L1)은, 단면(22a)과 커버(24)와의 계면에서 굴절되어, 측정광(L2)으로 변화한다. 단면(22a)과 커버(24)와의 계면은, 측정광(L1)의 일부를 반사하여, 코어(22b)에 반사광(R1)을 입사한다. The measurement light L 1 , which propagates through the core 22b of the multi-mode fiber 22 in the axial direction, is emitted to the cover 24 at an incident angle θ 1 . The inclination θ 1 of the cover 24 and the incident angle θ 1 of the measurement light L 1 are geometrically identical. The measurement light L 1 is refracted at the interface between the end face 22a and the cover 24 to change into the measurement light L 2 . The interface between the end face 22a and the cover 24 reflects a part of the measurement light L 1 , and the reflected light R 1 is incident on the core 22b.

커버(24)의 내부를 전반하는 측정광(L2)은, 입사각(θ2)으로 외부 공간에 출사된다. 외부 공간은 진공 또는 임의의 기체로 채워진 공간이다. 측정광(L2)은, 단면(24a)과 외부 공간과의 계면에서 굴절되어, 측정광(L3)으로 변화한다. 외부 공간을 전반하는 측정광(L3)은, 입사각(θ3)으로 측정 대상물(40)에 출사한다. 표면(41) 및 이면(42)(미도시)은 측정광(L3)을 반사하여, 커버(24)에 반사광(R3)을 입사한다. 단면(24a)과 외부 공간과의 계면은 측정광(L2)의 일부를 반사하여, 커버(24)에 반사광(R2)을 입사한다. 반사광(R2)은 또한 코어(22b)에 입사한다. The measurement light L 2 propagating through the inside of the cover 24 is emitted to the external space at an incident angle θ 2 . The outer space is a space filled with a vacuum or any gas. The measurement light L 2 is refracted at the interface between the end face 24a and the external space, and is changed into the measurement light L 3 . The measurement light L 3 propagating through the external space is emitted to the measurement object 40 at the incident angle θ 3 . The front surface 41 and the back surface 42 (not shown ) reflect the measurement light L 3 , and the reflected light R 3 is incident on the cover 24 . The interface between the end face 24a and the external space reflects a part of the measurement light L 2 , and the reflected light R 2 is incident on the cover 24 . The reflected light R 2 is also incident on the core 22b.

단면(22a)의 멀티 모드 파이버(22)의 축방향에 대한 수직면으로부터의 경사도(θ1)가 0도로 단면(22a)이 기울어 있지 않은 경우, 코어(22b)에 입사하는 반사광(R1) 및 반사광(R2)은, 측정 대상물(40)로부터의 반사광(R3)의 S/N비를 저하시킨다. 단면(22a)이 기우는 경우, 코어(22b)에 입사하는 반사광(R1) 및 반사광(R2)은, 코어(22b)와 클래드(20a)와의 계면에 대한 입사각이 커 계측부(30)까지 도달하지 않으므로, 반사광(R3)의 S/N비에 영향을 주지 않는다. 따라서, 경사지는 단면(22a)은, 계측부(30)에 도달하는 반사광(R1) 및 반사광(R2)을 억제하여, 계측부(30)가 측정하는 온도의 정밀도를 향상시킨다. When the cross-section 22a of the multi-mode fiber 22 has an inclination θ 1 from a vertical plane relative to the axial direction of 0 degrees, when the cross-section 22a is not inclined, the reflected light R 1 incident on the core 22b and The reflected light R 2 lowers the S/N ratio of the reflected light R3 from the measurement object 40 . When the end face 22a is inclined, the reflected light R 1 and the reflected light R 2 incident on the core 22b have a large incident angle with respect to the interface between the core 22b and the clad 20a to reach the measurement unit 30 . Since it does not reach, it does not affect the S/N ratio of the reflected light R 3 . Accordingly, the inclined end surface 22a suppresses the reflected light R 1 and the reflected light R 2 reaching the measurement unit 30 , thereby improving the accuracy of the temperature measured by the measurement unit 30 .

도 6은 측정 대상물(40)에 대한 측정광(L3)의 입사각(θ3)과 계측부(30)로부터 얻어지는 측정 결과와의 관계의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 6에 나타나는 신호 강도 및 온도 안정성(3σ)은, 측정 대상물(40)에 대하여 입사각(θ3)의 측정광(L3)을 조사하여 얻어지는 반사광(R3)에 기초한다. 도 6에서는, 흰색 원은 신호 강도를 나타내는 기호이며, 오른쪽의 종축에 의해 수치가 나타내진다. 검은색 원은 온도 안정성(3σ)을 나타내는 기호이며, 왼쪽의 종축에 의해 수치가 나타내진다. 신호 강도 및 온도 안정성(3σ) 모두, 입사각(θ3)에 따라 변화한다. 6 is a graph showing an example of the relationship between the incident angle θ 3 of the measurement light L 3 with respect to the measurement object 40 and the measurement result obtained from the measurement unit 30 . The signal intensity and temperature stability 3σ shown in FIG. 6 is based on the reflected light R 3 obtained by irradiating the measurement light L 3 with the incident angle θ 3 to the measurement target 40 . In Fig. 6, white circles are symbols indicating signal strength, and numerical values are indicated by the vertical axis on the right. The black circle is a symbol indicating the temperature stability (3σ), and the numerical value is indicated by the vertical axis on the left. Both signal strength and temperature stability (3σ) vary with the angle of incidence (θ 3 ).

신호 강도는, 계측부(30)에 의해 반사광(R3)에 기초하여 수치화된 값이며, 반사광(R3)의 광량이 클수록 큰 값이 된다. 입사각(θ3)이 커지면, 반사광(R3)의 일부는, 단면(24a) 및 단면(22a)에 있어서 재반사되기 때문에, 신호 강도는 저하된다. 신호 강도는 입사각(θ3)이 0도로 단면(22a)이 기울지 않는 경우에 최대치를 나타낸다. 신호 강도는, 입사각(θ3)의 증가에 따라 지수적으로 저하된다. 입사각(θ3)이 4도를 초과하는 경우, 신호 강도는 10 a.u. 정도까지 저하된다. 적어도, 입사각(θ3)이 0도보다 크고 2도 이하의 범위이면, 광 간섭 시스템(1)은 측정 대상물(40)의 온도를 충분한 정밀도로 측정할 수 있다. The signal strength is a value digitized based on the reflected light R 3 by the measurement unit 30 , and becomes a larger value as the amount of light of the reflected light R 3 is large. When the incident angle θ 3 increases, a part of the reflected light R 3 is re-reflected in the end faces 24a and 22a, so that the signal intensity decreases. The signal intensity exhibits a maximum value when the angle of incidence θ 3 is 0 degrees and the cross section 22a is not inclined. The signal intensity decreases exponentially as the incident angle θ 3 increases. When the incident angle θ 3 exceeds 4 degrees, the signal intensity is lowered to about 10 au. At least, if the incident angle θ 3 is in the range of greater than 0 degrees and less than or equal to 2 degrees, the optical interference system 1 can measure the temperature of the measurement object 40 with sufficient precision.

온도 안정성(3σ)은, 계측부(30)가 반사광(R3)에 기초하여 산출하는 측정 대상물(40)의 온도의 오차의 범위를 나타낸다. 3σ란, 표준 편차의 3σ 구간에 포함되는 데이터인 것을 의미한다. 예를 들면, 계측부(30)가 계측하는 온도는, 측정 때마다 불균일이 발생한다. 이 불균일은, 극단적으로 큰 것 및 작은 것을 포함한다. 따라서, 온도 안정성(3σ)은 3σ의 범위의 측정 결과에 기초하여 측정 결과의 불균일을 표시한다. 온도 안정성(3σ)은 입사각(θ3)이 0도로 단면(22a)이 기울지 않는 경우에 최소치 ±0.5℃를 나타낸다. 입사각(θ3)의 증가에 따라 신호 강도가 저하되기 때문에, 온도 안정성(3σ)은, 입사각(θ3)의 증가에 따라 악화된다. 온도 안정성(3σ)은 입사각(θ3)이 2도인 경우에 ±1.0℃로 변화한다. 온도 안정성(3σ)은, 입사각(θ3)이 2도보다 커질 경우에 지수적으로 악화된다. 예를 들면, 온도 안정성(3σ)은 입사각(θ3)이 4도인 경우에 ±2.0℃로 변화한다. 입사각(θ3)을 0도보다 크고 2도 이하의 범위로 한 경우, 온도 안정성(3σ)의 악화의 비율을 저감시킬 수 있다. The temperature stability 3σ represents a range of errors in the temperature of the measurement object 40 that the measurement unit 30 calculates based on the reflected light R 3 . 3σ means data included in the 3σ section of the standard deviation. For example, the temperature measured by the measurement unit 30 is non-uniform every time it is measured. This non-uniformity includes extremely large and small ones. Therefore, the temperature stability 3σ indicates non-uniformity of the measurement result based on the measurement result in the range of 3σ. The temperature stability (3σ) exhibits a minimum value of ±0.5°C when the angle of incidence (θ 3 ) is 0 degrees and the cross section 22a is not inclined. Since the signal intensity decreases with the increase of the incident angle θ 3 , the temperature stability 3σ deteriorates with the increase of the incident angle θ 3 . The temperature stability (3σ) changes by ±1.0°C when the incident angle (θ 3 ) is 2 degrees. The temperature stability 3σ deteriorates exponentially when the incident angle θ 3 becomes greater than 2 degrees. For example, the temperature stability 3σ varies by ±2.0° C. when the incident angle θ 3 is 4 degrees. When the incident angle θ 3 is in the range of greater than 0 degrees and 2 degrees or less, the rate of deterioration of the temperature stability 3σ can be reduced.

입사각(θ1), 입사각(θ2) 및 입사각(θ3)의 관계는, 일례로서 이하와 같이 된다. 단면(22a)은 멀티 모드 파이버(22)의 축방향에 대한 수직면으로부터의 경사도(θ1)가 4.0도인 경우, 입사각(θ1)은 4.0도이다. 이 경우, 측정광(L2)은 단면(22a)의 계면에 있어서 굴절되기 때문에, 입사각(θ2)은 3.3도이다. 측정광(L3)은 단면(24a)의 계면에 있어서 굴절되기 때문에, 입사각(θ3)은 2.0도가 된다. 입사각(θ3)은, 입사각(θ1)의 1/2 정도의 값을 나타낸다. 따라서, 입사각(θ3)을 4.0도 내로 하는 경우, 경사도(θ1)는 0도보다 크고 8.0도 이내의 범위이다. 입사각(θ3)을 2.0도 이내로 하는 경우, 경사도(θ1)는 0도보다 크고 4.0도 이내의 범위이다. The relationship between the incident angle θ 1 , the incident angle θ 2 , and the incident angle θ 3 is, as an example, as follows. When the inclination θ 1 of the cross-section 22a from the vertical plane with respect to the axial direction of the multi-mode fiber 22 is 4.0 degrees, the angle of incidence θ 1 is 4.0 degrees. In this case, since the measurement light L 2 is refracted at the interface of the end face 22a, the incident angle θ 2 is 3.3 degrees. Since the measurement light L 3 is refracted at the interface of the end face 24a, the incident angle θ 3 is 2.0 degrees. The incident angle θ 3 represents a value of about 1/2 of the incident angle θ 1 . Accordingly, when the incident angle θ 3 is within 4.0 degrees, the inclination θ 1 is greater than 0 degrees and within 8.0 degrees. When the incident angle θ 3 is within 2.0 degrees, the inclination θ 1 is greater than 0 degrees and within 4.0 degrees.

파이버(20)의 선단의 단면(22a)과 측정 대상물(40)과의 사이의 거리는, 0.5 mm 이상, 1. 5 mm 이하가 되도록 배치되어도 된다. 구체적으로, 측정 대상물(40)의 제 1 주면(41)과, 파이버(20)의 선단의 단면(22a)과의 사이의 거리가, 0.5 mm 이상, 1.5 mm이하가 되도록 배치되어 있으면 된다. 이와 같이 배치함으로써, 신호 강도에 필요한 정밀도를 확보할 수 있다.The distance between the end face 22a of the tip of the fiber 20 and the measurement object 40 may be arranged so as to be 0.5 mm or more and 1.5 mm or less. Specifically, it is sufficient that the distance between the first main surface 41 of the measurement object 40 and the end face 22a of the tip of the fiber 20 is 0.5 mm or more and 1.5 mm or less. By arranging in this way, the precision required for signal strength can be ensured.

또한, 파이버(20)의 선단의 단면(22a)에 커버(24)를 마련하는 경우에는, 커버(24)의 광로 길이와, 커버(24)와 측정 대상물(40)의 사이의 공극의 광학 계면에 의한 고속 푸리에 변환 후의 신호 발생 위치가 측정 대상물(40)의 고속 푸리에 변환 후의 신호와 겹치지 않도록, 커버의 두께가 설계된다.In addition, when the cover 24 is provided on the end face 22a of the tip end of the fiber 20 , the optical path length of the cover 24 and the optical interface of the gap between the cover 24 and the measurement object 40 . The thickness of the cover is designed so that the signal generation position after the fast Fourier transform by does not overlap the signal after the fast Fourier transform of the measurement object 40 .

도 7은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(2)의 구성을 설명하는 단면도이다. 여기서는, 플라즈마 에칭 장치 등의 기판 처리 장치(2)에 있어서의 광 간섭 시스템(1)의 적용예로서, 웨이퍼 또는 포커스 링의 온도 측정에 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 7 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the substrate processing apparatus 2 according to one exemplary embodiment. Here, as an application example of the optical interference system 1 in a substrate processing apparatus 2 such as a plasma etching apparatus, a case of using the optical interference system 1 for temperature measurement of a wafer or a focus ring will be described as an example.

도 7에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치(2)는, 기판으로서의 반도체 웨이퍼(W)를 수용하여 플라즈마에 의해 처리하기 위한 챔버 본체(100)를 구비하고 있다. As shown in FIG. 7 , the substrate processing apparatus 2 is provided with a chamber main body 100 for accommodating the semiconductor wafer W as a substrate and processing it with plasma.

챔버 본체(100)는 그 내부에 처리실(102)을 구획 형성한다. 처리실(102)은, 진공 배기 가능하게 구성되어 있다. 처리실(102)에는, 반도체 웨이퍼(W)를 배치하기 위한 배치대(120)가 마련되어 있다. 이 배치대(120)는 도전성 재료로 구성되며, 고주파 전력이 인가되는 RF 플레이트(120a)와, 이 RF 플레이트(120a) 상에 마련되어, 반도체 웨이퍼(W)를 흡착하기 위한 정전 척 기구(120b)를 구비한다. RF 플레이트(120a)의 중앙부에는, 고주파 전원(미도시)과 전기적으로 접속된 급전봉(120c)이 접속되어 있다. The chamber body 100 defines a processing chamber 102 therein. The processing chamber 102 is configured to be evacuated. In the processing chamber 102 , a mounting table 120 for placing the semiconductor wafer W is provided. The mounting table 120 is made of a conductive material and includes an RF plate 120a to which high-frequency power is applied, and an electrostatic chuck mechanism 120b provided on the RF plate 120a for adsorbing the semiconductor wafer W. to provide A power feeding rod 120c electrically connected to a high frequency power supply (not shown) is connected to the central portion of the RF plate 120a.

배치대(120)의 주위에는, 배치대(120)의 주위를 둘러싸도록, 환상으로 형성된 배플판(130)이 마련되어 있고, 배플판(130)의 하부에는, 배치대(120)의 주위로부터 균일하게 배기를 행하기 위한 환상의 배기 공간(140)이 형성되어 있다. 또한, 챔버 본체(100)의 저부에는, 베이스 플레이트(150)가 마련되어 있고, RF 플레이트(120a)와 베이스 플레이트(150) 사이에는 공극(101)이 형성되어 있다. 이 공극(101)은, RF 플레이트(120a)와 베이스 플레이트(150)를 절연하기 위한 충분한 넓이로 되어 있다. 또한, 반송 암으로부터 반도체 웨이퍼(W)를 수취하여 배치대(120)에 배치 또는 반도체 웨이퍼(W)를 배치대(120)로부터 들어올려 반송 암으로 전달하는 푸셔 핀의 구동 기구(미도시)가 이 공극(101) 내에 마련되어 있다. 또한, 이 공극(101)은 진공 분위기가 아닌 대기 분위기로 되어 있다. A baffle plate 130 formed in an annular shape is provided around the mounting table 120 so as to surround the periphery of the mounting table 120 , and a lower portion of the baffle plate 130 is uniform from the periphery of the mounting table 120 . An annular exhaust space 140 for performing exhaust gas is formed. In addition, a base plate 150 is provided at the bottom of the chamber body 100 , and a gap 101 is formed between the RF plate 120a and the base plate 150 . The gap 101 is wide enough to insulate the RF plate 120a and the base plate 150 . In addition, a driving mechanism (not shown) of a pusher pin that receives the semiconductor wafer W from the transfer arm and places it on the mounting table 120 or lifts the semiconductor wafer W from the mounting table 120 and transfers it to the transfer arm. It is provided in this space|gap 101. In addition, this space|gap 101 is made into an atmospheric atmosphere rather than a vacuum atmosphere.

배치대(120)의 상방에는, 배치대(120)와 간격을 두고 대향하도록 대향 전극(110)이 마련되어 있다. 이 대향 전극(110)은, 소위 샤워 헤드에 의해 구성되어 있으며, 배치대(120) 상에 배치된 반도체 웨이퍼(W)에 대하여, 샤워 형상으로 정해진 처리 가스를 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 이 대향 전극(110)은, 접지 전위가 되거나 혹은 고주파 전력이 인가되도록 되어 있다. 또한, 배치대(120) 상의 반도체 웨이퍼(W)의 주위에는 포커스 링(FR)이 마련되어 있다. 이 포커스 링(FR)은 반도체 웨이퍼(W)의 플라즈마 처리의 면내 균일성을 향상시키기 위한 것이다. The counter electrode 110 is provided above the mounting table 120 so as to face the mounting table 120 with an interval therebetween. The counter electrode 110 is constituted by a so-called shower head, and is configured to supply a processing gas determined in a shower shape to the semiconductor wafer W placed on the mounting table 120 . The counter electrode 110 is brought to a ground potential or applied with high-frequency power. In addition, a focus ring FR is provided around the semiconductor wafer W on the mounting table 120 . This focus ring FR is for improving the in-plane uniformity of the plasma processing of the semiconductor wafer W. As shown in FIG.

상기 챔버 본체(100)는, 배치대(120)의 상부의 공간인 처리실(102)이 진공 분위기가 되고, 배치대(120)의 하부의 공극(101)이 상압 분위기가 되도록 구성되어 있다. 따라서, 배치대(120)가 진공 분위기와 상압 분위기를 구획하는 구획벽의 일부를 구성하도록 되어 있다. 그리고, 배치대(120)에는 복수의 온도 측정용 홀(121, 122, 123 및 124)이 형성되어 있다. 온도 측정용 홀(121, 122, 123 및 124)은 배치대(120)의 상면과 하면을 광 간섭 시스템(1)의 파이버(20)가 통과 가능하도록 연통하고, 또한 파이버 필드스루에 의해 기밀 밀봉된 구조로 되어 있다. The chamber body 100 is configured such that the processing chamber 102 , which is a space above the mounting table 120 , becomes a vacuum atmosphere, and the void 101 under the mounting table 120 becomes an atmospheric pressure atmosphere. Accordingly, the mounting table 120 constitutes a part of a partition wall that divides the vacuum atmosphere and the atmospheric pressure atmosphere. In addition, a plurality of temperature measurement holes 121 , 122 , 123 and 124 are formed in the mounting table 120 . The temperature measurement holes 121 , 122 , 123 and 124 communicate the upper and lower surfaces of the mounting table 120 so that the fiber 20 of the optical interference system 1 can pass through, and hermetically sealed by fiber field-through. has a structured structure.

또한 일 예시적 실시 형태에서는, 온도 측정용 홀(121, 122, 123 및 124) 중, 배치대(120)의 가장 외주측의 위치에 마련된 온도 측정용 홀(124)은, 포커스 링(FR)의 온도를 측정하기 위한 것이다. 다른 온도 측정용 홀(121, 122, 123)은 반도체 웨이퍼(W)의 온도를 측정하기 위한 것이다. Further, in an exemplary embodiment, among the temperature measurement holes 121 , 122 , 123 and 124 , the temperature measurement hole 124 provided at the outermost position of the mounting table 120 is a focus ring FR. to measure the temperature of The other temperature measurement holes 121 , 122 , and 123 are for measuring the temperature of the semiconductor wafer W .

상기 온도 측정용 홀(121, 122, 123 및 124)에 대응하여, 베이스 플레이트(150)에는, 예를 들면 관통홀(151, 152, 153 및 154)이 마련된다. 이들 관통홀에는, 광 간섭 시스템(1)의 일부인 파이버(201, 202, 203 및 204)가 고정되어 있다. 또한, 관통홀(151, 152, 153 및 154) 대신에 관통홀이 1 개 마련되고, 그 관통홀에 파이버(201, 202, 203 및 204)가 모아져 고정되어도 된다. 또한, 베이스 플레이트(150)와 배치대(120)(RF 플레이트(120a)) 사이의 공극(101)에는, 베이스 플레이트(150)와 배치대(120)(RF 플레이트(120a))를 연결하는 연결 부재(160)가 배치되어 있다. 또한, 도 7에는 연결 부재(160)를 1 개만 도시하고 있지만, 이 연결 부재(160)는 둘레 방향을 따라 복수(예를 들면 4 개 이상) 배치되어 있다. 이들 연결 부재(160)는 배치대(120)의 변형 및 진동을 억제하기 위한 것이다. Corresponding to the temperature measurement holes 121 , 122 , 123 and 124 , for example, through holes 151 , 152 , 153 and 154 are provided in the base plate 150 . Fibers 201, 202, 203 and 204, which are part of the optical interference system 1, are fixed to these through holes. In addition, instead of the through-holes 151, 152, 153 and 154, one through-hole may be provided, and the fibers 201, 202, 203, and 204 may be collected and fixed to the through-hole. In addition, in the gap 101 between the base plate 150 and the mounting table 120 (RF plate 120a), a connection connecting the base plate 150 and the mounting table 120 (RF plate 120a) A member 160 is disposed. In addition, although only one connection member 160 is shown in FIG. 7, this connection member 160 is arrange|positioned in plurality (for example, four or more) along the circumferential direction. These connecting members 160 are for suppressing deformation and vibration of the mounting table 120 .

상기 파이버(201, 202, 203 및 204)는, 파이버(20)의 일 예시적 실시 형태이다. 이 경우, 파이버(20)는, 광 서큘레이터(11)와 파이버(20)의 선단과의 사이에 광학 스위치를 가져도 된다. 광학 스위치는, 일례로서, 1 개의 입력단과 4 개의 출력단을 구비한다. 입력단은 광 서큘레이터(11)에 접속된다. 또한, 4 개의 출력단은 각각 파이버(201, 202, 203 및 204)에 접속된다. 광학 스위치는 출력처를 전환 가능하게 구성된다. 광학 스위치는, 광 서큘레이터(11)로부터의 광을 입력단으로부터 4 개의 출력단으로 교호로 전반시킨다. The fibers 201 , 202 , 203 and 204 are exemplary embodiments of the fiber 20 . In this case, the fiber 20 may include an optical switch between the optical circulator 11 and the tip of the fiber 20 . The optical switch has, as an example, one input and four output stages. The input terminal is connected to the optical circulator 11 . Also, the four output stages are connected to fibers 201, 202, 203 and 204, respectively. The optical switch is configured such that the output destination can be switched. The optical switch alternately propagates the light from the optical circulator 11 from the input end to the four output ends.

상기 광 간섭 시스템(1)에 있어서의 측정광은, 파이버(201, 202, 203 및 204) 각각의 선단의 단면으로부터 출사되어, 배치대(120)로부터 측정 대상물인 반도체 웨이퍼(W) 및 포커스 링(FR)에 의해 반사된다. 반도체 웨이퍼(W) 및 포커스 링(FR)의 반사광은, 파이버(201, 202, 203 및 204) 각각의 선단의 단면에 입사한다. 광학 스위치는, 파이버(201, 202, 203 및 204)에 의해 얻어진 반사광을 광 서큘레이터(11)에 교호로 전반한다. The measurement light in the optical interference system 1 is emitted from the end faces of the respective ends of the fibers 201 , 202 , 203 and 204 , and from the mounting table 120 , the semiconductor wafer W and the focus ring to be measured is reflected by (FR). The reflected light of the semiconductor wafer W and the focus ring FR is incident on the end surfaces of the respective tips of the fibers 201 , 202 , 203 and 204 . The optical switch alternately propagates the reflected light obtained by the fibers 201 , 202 , 203 and 204 to the optical circulator 11 .

도 8은 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 있어서의 파이버의 단면의 부분 확대도이다. 도 8은 일례로서, 온도 측정용 홀(121)에 고정된 파이버(201)의 단면을 확대하고 있다. 이 파이버는, 파이버(201, 202, 203 및 204) 중 어느 하나여도 되고, 이 온도 측정용 홀은, 온도 측정용 홀(121, 122, 123 및 124) 중 어느 하나여도 된다. 온도 측정용 홀(121)에는, 슬리브(240)가 삽입 관통되어 있다. 슬리브(240)는, 파이버(201)를 온도 측정용 홀(121)에 고정하고 있다. 파이버(201)가 온도 측정용 홀(121)에 직접 고정할 수 있는 경우, 슬리브(240)는 마련하지 않아도 된다.8 is a partially enlarged view of a cross section of a fiber in a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment. 8 is an enlarged cross-section of the fiber 201 fixed to the temperature measurement hole 121 as an example. Any one of the fibers 201, 202, 203, and 204 may be sufficient as this fiber, and any one of the temperature measurement holes 121, 122, 123, and 124 may be sufficient as this temperature measurement hole. A sleeve 240 is inserted through the hole 121 for temperature measurement. The sleeve 240 is fixing the fiber 201 to the hole 121 for temperature measurement. When the fiber 201 can be directly fixed to the hole 121 for measuring the temperature, the sleeve 240 does not need to be provided.

파이버(201)는, 구조재(210)와, 커버(220)를 가진다. 구조재(210)는, 파이버(201)의 주위를 덮고 또한, 파이버(201)의 축 방향을 따라 연장된다. 구조재(210)의 재질은, 예를 들면 알루미나 세라믹스 또는 사파이어이다. 구조재(210)는, 파이버(201)를 온도 측정용 홀(121)을 따라 연장되도록 고정한다. 커버(220)는, 커버(24)의 일 예시적 실시 형태이다. 커버(220)는, 파이버(201)의 선단의 단면(201a)에 접착제(B)에 의해 접착된다. 측정광은, 접착제(B)를 통과한다. 접착제(B)의 종류는, 예를 들면 아크릴계, 에폭시계 및 실리콘계이며, 자외선의 조사, 가열 또는 경화제에 의해 경화된다. 커버(220)는, 파이버(201)의 선단의 단면(201a)에 접착되고, 또한 단면(201a)과 동일 평면 상에 위치하는 구조재(210)의 단면(210a)에 접착된다.The fiber 201 includes a structural member 210 and a cover 220 . The structural member 210 covers the periphery of the fiber 201 and extends along the axial direction of the fiber 201 . The material of the structural material 210 is, for example, alumina ceramics or sapphire. The structural member 210 fixes the fiber 201 to extend along the temperature measurement hole 121 . The cover 220 is an exemplary embodiment of the cover 24 . The cover 220 is adhered to the end face 201a of the tip end of the fiber 201 with the adhesive B. The measurement light passes through the adhesive (B). The kind of the adhesive (B) is, for example, acrylic, epoxy, or silicone, and is cured by irradiation with ultraviolet rays, heating, or a curing agent. The cover 220 is adhered to the end face 201a of the tip end of the fiber 201 , and also adhered to the end face 210a of the structural material 210 positioned on the same plane as the end face 201a.

파이버(201)는, 또한 통 형상의 피복재(230)를 가진다. 피복재(230)는, 도전성의 재질에 의해 구성되어 있고, 예를 들면 Si 또는 SiC에 의해 구성된다. 통 형상의 피복재(230)는, 접착제(B) 및 커버(220)를 피복하도록 파이버(201)의 축 방향을 따라 연장된다. 구체적으로, 피복재(230)는 단면(201a) 및 단면(210a)과, 커버(220)를 접착하는 접착제(B)를 피복한다. 피복재(230)는, 또한 커버(220)로부터 구조재(210)를 피복하도록 연장된다. 피복재(230)는, 정전 척 기구(120b)에 형성된 온도 측정용 홀(121)의 내면과, 파이버(201)와의 사이에 개재되어 있다. 피복재(230)는, RF 플레이트(120a)에 형성된 온도 측정용 홀(121)의 내면과, 파이버(201)와의 사이에 개재되어 있어도 된다.The fiber 201 further has a cylindrical covering material 230 . The covering material 230 is made of a conductive material, for example, made of Si or SiC. The cylindrical covering material 230 extends along the axial direction of the fiber 201 so as to cover the adhesive B and the cover 220 . Specifically, the covering material 230 covers the end surface 201a and the end surface 210a and the adhesive B for bonding the cover 220 . The covering material 230 also extends from the cover 220 to cover the structure material 210 . The covering material 230 is interposed between the inner surface of the temperature measurement hole 121 formed in the electrostatic chuck mechanism 120b and the fiber 201 . The covering material 230 may be interposed between the inner surface of the temperature measurement hole 121 formed in the RF plate 120a and the fiber 201 .

피복재(230)가 접착제(B) 및 커버(220)를 피복함으로써, 진공 분위기의 처리실(102)에 노출되는 접착제(B)의 면적이 작아진다. 이에 의해, 접착제(B)로부터 휘발하는 가스의 양이 억제된다. 따라서, 피복재(230)는, 플라즈마 처리를 행하는 경우에, 파이버(201)와 배치대(120)와의 사이에서 발생하는 이상 방전을 방지할 수 있다. 피복재(230)는, 온도 측정용 홀(121)의 정전 척 기구(120b)를 관통하는 범위를 따라 연장되어 있기 때문에, 파이버(201)와 정전 척 기구(120b)와의 사이에서 발생하는 이상 방전을 방지할 수 있다.When the covering material 230 covers the adhesive B and the cover 220 , the area of the adhesive B exposed to the processing chamber 102 in a vacuum atmosphere is reduced. Thereby, the amount of the gas volatilized from the adhesive agent B is suppressed. Accordingly, the covering material 230 can prevent abnormal discharge occurring between the fiber 201 and the mounting table 120 when plasma processing is performed. Since the covering material 230 extends along a range passing through the electrostatic chuck mechanism 120b of the temperature measurement hole 121 , abnormal discharge generated between the fiber 201 and the electrostatic chuck mechanism 120b is prevented. can be prevented

또한, 온도 측정용 홀(121)에 도전성의 피복재(230)가 삽입 관통됨으로써, 온도 측정용 홀(121)에 있어서의 전자가 가속하기 위한 공간이 감소한다. 이 때문에, 피복재(230)는, 파이버(201)와 배치대와의 사이에서 발생하는 이상 방전을 방지할 수 있다.Moreover, since the conductive covering material 230 is inserted into the hole 121 for temperature measurement, the space for electrons to accelerate in the hole 121 for temperature measurement decreases. For this reason, the covering material 230 can prevent abnormal discharge generated between the fiber 201 and the mounting table.

도 9는 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 있어서의 파이버의 단면의 부분 확대도이다. 도 9는 일례로서, 온도 측정용 홀(121)에 고정된, 피복재(231)를 가지는 파이버(201)의 단면을 확대하고 있다. 피복재(231)는, 피복재(230)의 변형예이다.9 is a partially enlarged view of a cross section of a fiber in a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment. 9 is an enlarged cross section of the fiber 201 having the covering material 231 fixed to the temperature measurement hole 121 as an example. The covering material 231 is a modified example of the covering material 230 .

피복재(231)는, 덮개부(231a)를 포함한다. 덮개부(231a)는, 커버(220)의 반도체 웨이퍼(W)와 대향하는 면에 있어서, 접착제(B) 및 커버(220)를 피복하도록 파이버(201)의 직경 방향을 따라 연장된다. 구체적으로, 커버(220)의 단면(220a)을 따라, 직경 방향의 내측을 향해 연장되어 있다. 덮개부(231a)의 직경 방향의 중심에는 홀이 형성되어 있고, 홀로부터 커버(220)의 단면(220a)이 노출되어 있다. 홀의 직경은, 예를 들면 0.3 mm이다.The covering material 231 includes a cover portion 231a. The cover portion 231a extends along the radial direction of the fiber 201 so as to cover the adhesive B and the cover 220 on the surface of the cover 220 facing the semiconductor wafer W. Specifically, along the end surface 220a of the cover 220, it extends toward the inner side in the radial direction. A hole is formed in the center of the cover part 231a in the radial direction, and the end face 220a of the cover 220 is exposed from the hole. The diameter of the hole is, for example, 0.3 mm.

이 경우, 노출되는 접착제(B)의 표면적이 보다 작아지기 때문에, 덮개부(231a)를 포함하는 피복재(231)는, 파이버(201)와 배치대(120)와의 사이에서 발생하는 이상 방전을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.In this case, since the surface area of the exposed adhesive B becomes smaller, the covering material 231 including the cover portion 231a is more resistant to abnormal discharge generated between the fiber 201 and the mounting table 120 . can be effectively prevented.

이상, 기판 처리 장치(2)에 광 간섭 시스템(1)을 탑재함으로써, 반도체 웨이퍼(W) 및 포커스 링(FR)의 두께 및 온도를 계측할 수 있다. 또한, 처리실 내에 수용되어 있는 포커스 링(FR) 등의 챔버 내 파트를 측정 대상물로 하는 경우에는, 측정광에 대하여 투과성을 가지는 재질로 챔버 내 파트를 형성한다. 예를 들면, 챔버 내 파트의 재질로서, Si, SiO2, SiC 및 Al2O3 등이 이용된다. As mentioned above, by mounting the optical interference system 1 in the substrate processing apparatus 2, the thickness and temperature of the semiconductor wafer W and the focus ring FR can be measured. In addition, in the case where a part in the chamber such as the focus ring FR accommodated in the processing chamber is used as a measurement object, the part in the chamber is formed of a material having transparency to the measurement light. For example, as a material of parts within the chamber, such as Si, SiO 2, SiC and Al 2 O 3 is used.

이상의 설명으로부터, 본 개시의 각종 실시 형태는, 본 개시의 범위 및 주지로부터 일탈하지 않고 각종 변경을 할 수 있는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시한 여러 가지의 실시 형태는 한정하는 것을 의도하고 있지 않으며, 진정한 범위와 주지는 첨부한 특허 청구의 범위에 의해 나타내진다. From the above description, it will be understood that various embodiments of the present disclosure can be variously modified without departing from the scope and spirit of the present disclosure. Accordingly, the various embodiments disclosed in this specification are not intended to be limiting, and the true scope and generality are indicated by the appended claims.

Claims (11)

측정광을 발생시키도록 구성되는 광원과,
상기 측정광을 전반하도록 구성되는 파이버이며, 상기 파이버는, 싱글 모드 파이버와, 멀티 모드 파이버와, 상기 싱글 모드 파이버와 상기 멀티 모드 파이버를 접속하는 접속부를 가지고, 상기 파이버의 선단은 상기 멀티 모드 파이버로 구성되며, 상기 파이버의 선단의 단면은, 상기 측정광을 측정 대상물에 출사하고 또한 상기 측정 대상물로부터의 반사광을 입사하도록 구성되는, 상기 파이버와,
상기 반사광에 기초하여 상기 측정 대상물의 물성을 계측하도록 구성되는 계측부를 구비하는, 광 간섭 시스템. a light source configured to generate measurement light;
a fiber configured to propagate the measurement light, wherein the fiber has a single-mode fiber, a multi-mode fiber, and a connecting portion for connecting the single-mode fiber and the multi-mode fiber, the tip of the fiber having an end of the multi-mode fiber The fiber, wherein the cross section of the front end of the fiber is configured to emit the measurement light to the measurement object and to enter the reflected light from the measurement object;
and a measurement unit configured to measure a physical property of the measurement object based on the reflected light. 제 1 항에 있어서,
상기 접속부는, 상기 멀티 모드 파이버의 코어와 상기 싱글 모드 파이버의 코어를 접속하는 테이퍼 형상의 코어를 가지는, 광 간섭 시스템. The method of claim 1,
The optical interference system, wherein the connecting portion has a tapered core connecting the core of the multi-mode fiber and the core of the single-mode fiber. 제 1 항에 있어서,
상기 파이버는, 상기 파이버의 선단의 단면을 보호하는 커버를 가지고,
상기 커버는, 상기 측정광을 투과하는 재질에 의해 구성되며, 상기 파이버의 선단의 단면에 마련되는, 광 간섭 시스템. The method of claim 1,
The fiber has a cover that protects the end surface of the tip of the fiber,
The cover is made of a material that transmits the measurement light, and is provided on an end face of the tip of the fiber. 제 3 항에 있어서,
상기 커버와 상기 파이버의 선단의 단면은 상기 측정광을 투과하는 접착제에 의해 접착되는, 광 간섭 시스템. 4. The method of claim 3,
and an end face of the front end of the cover and the fiber is adhered by an adhesive that transmits the measurement light. 제 3 항에 있어서,
상기 파이버는, 상기 커버에 의한 상기 측정광의 반사를 막는 반사 방지재를 가지고,
상기 반사 방지재는, 상기 파이버의 선단의 단면과 상기 커버와의 사이에 마련되는, 광 간섭 시스템. 4. The method of claim 3,
The fiber has an antireflection material that prevents reflection of the measurement light by the cover,
and the antireflection material is provided between an end face of the tip of the fiber and the cover. 제 3 항에 있어서,
상기 파이버의 선단의 단면은, 상기 멀티 모드 파이버의 축방향에 대한 수직면으로부터 경사져 마련되는, 광 간섭 시스템. 4. The method of claim 3,
and an end face of the tip of the fiber is provided inclined from a plane perpendicular to the axial direction of the multi-mode fiber. 광 간섭 시스템과,
진공 배기 가능하게 구성되며, 측정 대상물을 수용하도록 구성되는 챔버 본체를 구비하는 기판 처리 장치이며,
상기 광 간섭 시스템은,
측정광을 발생시키도록 구성되는 광원과,
상기 측정광을 전반하도록 구성되는 파이버이며, 상기 파이버는, 싱글 모드 파이버와, 멀티 모드 파이버와, 상기 싱글 모드 파이버와 상기 멀티 모드 파이버를 접속하는 접속부를 가지고, 상기 파이버의 선단은 상기 멀티 모드 파이버로 구성되며, 상기 파이버의 선단의 단면은, 상기 측정광을 상기 측정 대상물에 출사하고 또한 상기 측정 대상물로부터의 반사광을 입사하도록 구성되는, 상기 파이버와,
상기 반사광에 기초하여 상기 측정 대상물의 물성을 계측하도록 구성되는 계측부를 구비하는, 기판 처리 장치. an optical interference system;
A substrate processing apparatus configured to be evacuated and provided with a chamber body configured to accommodate a measurement object,
The optical interference system,
a light source configured to generate measurement light;
a fiber configured to propagate the measurement light, wherein the fiber has a single-mode fiber, a multi-mode fiber, and a connecting portion for connecting the single-mode fiber and the multi-mode fiber, the tip of the fiber having an end of the multi-mode fiber The fiber, wherein the end surface of the tip of the fiber is configured to emit the measurement light to the measurement object and to enter the reflected light from the measurement object;
and a measurement unit configured to measure a physical property of the measurement object based on the reflected light. 제 7 항에 있어서,
상기 챔버 본체의 내부에는,
고주파 전력이 인가되는 플레이트와, 상기 플레이트에 마련되어, 상기 측정 대상물을 흡착하는 정전 척 기구를 가지고, 상기 플레이트 및 상기 정전 척 기구를 관통하는 측정홀이 형성되는 배치대가 배치되고,
상기 파이버는,
상기 측정광을 투과하는 재질에 의해 구성되어, 상기 파이버의 선단의 단면에 상기 측정광을 통과하는 접착제에 의해 접착되고 또한 상기 파이버의 선단을 보호하는 커버와,
도전성의 재질에 의해 구성되어, 상기 접착제 및 상기 커버를 피복하도록 상기 파이버의 축 방향을 따라 연장되는 통 형상의 피복재
를 가지고,
상기 파이버는, 상기 배치대에 배치된 상기 측정 대상물과 상기 커버가 대향하도록 상기 측정 홀에 삽입 관통되고,
상기 피복재는, 상기 파이버와 함께 상기 측정홀에 삽입 관통되는,
기판 처리 장치.8. The method of claim 7,
Inside the chamber body,
a mounting table having a plate to which high-frequency power is applied, and an electrostatic chuck mechanism provided on the plate for adsorbing the measurement object, wherein a measurement hole penetrating the plate and the electrostatic chuck mechanism is formed;
The fiber is
a cover made of a material that transmits the measurement light and adhered to an end face of the tip of the fiber with an adhesive that passes the measurement light and protects the tip of the fiber;
A cylindrical covering material made of a conductive material and extending along the axial direction of the fiber to cover the adhesive and the cover.
have,
The fiber is inserted through the measurement hole so that the measurement object disposed on the mounting table and the cover face each other,
The covering material is inserted through the measurement hole together with the fiber,
substrate processing equipment. 제 8 항에 있어서,
상기 피복재는, 상기 정전 척 기구에 형성된 상기 측정 홀의 내면과 상기 파이버와의 사이에 개재되는, 기판 처리 장치.9. The method of claim 8,
The covering material is interposed between the inner surface of the measurement hole formed in the electrostatic chuck mechanism and the fiber. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 피복재는, 상기 커버의 상기 측정 대상물과 대향하는 면에 있어서, 상기 접착제 및 상기 커버를 피복하도록 상기 파이버의 직경 방향을 따라 연장되는 환상의 덮개부를 포함하는, 기판 처리 장치.10. The method according to claim 8 or 9,
The covering material includes, on a surface of the cover facing the measurement object, an annular cover portion extending in a radial direction of the fiber to cover the adhesive and the cover. 제 1 항에 있어서,
상기 파이버의 선단의 단면과 상기 측정 대상물과의 사이의 거리가, 0.5 mm 이상, 1.5 mm 이하가 되도록 배치되는, 광 간섭 시스템.The method of claim 1,
and a distance between the cross section of the tip of the fiber and the measurement object is 0.5 mm or more and 1.5 mm or less.
KR1020210032146A 2020-03-13 2021-03-11 Light interference system and substrate processing apparatus KR20210116304A (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020044177 2020-03-13
JPJP-P-2020-044177 2020-03-13
JPJP-P-2021-021979 2021-02-15
JP2021021979A JP2021148779A (en) 2020-03-13 2021-02-15 Optical interference system and substrate processing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210116304A true KR20210116304A (en) 2021-09-27

Family

ID=77848532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210032146A KR20210116304A (en) 2020-03-13 2021-03-11 Light interference system and substrate processing apparatus

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2021148779A (en)
KR (1) KR20210116304A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013242267A (en) 2012-05-22 2013-12-05 Tokyo Electron Ltd Optical interference system and substrate processing apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013242267A (en) 2012-05-22 2013-12-05 Tokyo Electron Ltd Optical interference system and substrate processing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021148779A (en) 2021-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8986494B2 (en) Plasma processing apparatus and temperature measuring method and apparatus used therein
KR102330413B1 (en) Temperature measuring method, substrate processing system and component to be provided in substrate processing apparatus of the substrate processing system
US5271079A (en) Light mixing device with fiber optic output
KR102336091B1 (en) Heat-flux measuring method, substrate processing system, and heat-flux measuring member
KR100512345B1 (en) Temperature measuring method, heat treating device and method, computer program, and radiation thermometer
US20050041905A1 (en) Fiber optic pressure sensor
JP2010091555A (en) Improved radiological and nuclear optical sensor
JP2007225673A (en) Optical power monitor and manufacturing method thereof
CN108139275B (en) Temperature probe
US11710614B2 (en) Light interference system and substrate processing apparatus
KR20210116304A (en) Light interference system and substrate processing apparatus
JP2020012785A (en) Position measuring device and position measuring method
US11131848B2 (en) Optical module
US10935426B2 (en) Optical module for spectral analysis
US7223024B2 (en) Optical module including an optoelectronic device
JPH085555A (en) Plasma torch and element analysis method using this torch
CN211236362U (en) Silicon photonic chip optical power measuring device, equipment and system
TW202115403A (en) Optical probe, optical probe array, test system and test method
CN110955002A (en) Silicon photonic chip optical power measuring device, equipment, system and measuring method
US11874511B2 (en) Connecting apparatus and light condensing substrate
TWI836157B (en) Optical sensor system, optical sensor, and plasma processing chamber
JP2009156781A (en) Radiation detector
TW202134606A (en) Optical wall and process sensor with plasma facing sensor
JP2014102304A (en) Optical multiplexing device
CN117074278A (en) Light receiving device and flow cytometer

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination