WO2017183471A1 - 温度測定用基板及び温度測定システム - Google Patents

温度測定用基板及び温度測定システム Download PDF

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wafer
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substrate
pattern portion
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諭志 田中
剛 守屋
俊也 松田
正章 宮川
賢也 岩崎
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Tokyo Electron Ltd
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    • G—PHYSICS
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    • G01K11/324—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres using Raman scattering

Definitions

  • the present invention relates to a temperature measurement substrate and a temperature measurement system.
  • a temperature measurement substrate in which a temperature detection unit such as a plurality of thermocouples or a platinum resistance heat detector is installed on the substrate is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • a temperature detection unit such as a plurality of thermocouples or a platinum resistance heat detector is installed on the substrate
  • the temperature distribution of the substrate is measured by detecting the temperature of the substrate by a plurality of temperature detection units.
  • an object of the present invention is to provide a temperature measurement substrate capable of measuring a temperature distribution with high spatial resolution.
  • a temperature measurement substrate includes a substrate that is either a semiconductor wafer or a flat panel display substrate, and a first pattern portion that is laid on the surface of the substrate. And at least one optical fiber having a second pattern portion formed more densely than the first pattern portion.
  • the temperature distribution can be measured with high spatial resolution.
  • the block diagram which shows an example of the temperature measurement system of this embodiment The figure for demonstrating an example of the wafer for temperature measurement of 1st Embodiment.
  • the figure which shows an example of the dense part of the wafer for temperature measurement of FIG. The figure which shows an example of the dense part of the wafer for temperature measurement of FIG.
  • the figure which shows the other example of the dense part of the wafer for temperature measurement of FIG. The figure which shows the other example of the dense part of the wafer for temperature measurement of FIG.
  • the figure which shows the further another example of the dense part of the wafer for temperature measurement of FIG. The figure for demonstrating an example of the wafer for temperature measurement of 2nd Embodiment.
  • the temperature measurement system of this embodiment uses an optical fiber laid on the surface of a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) as a sensor, and uses Raman scattered light, which is one of backscattered light, along the optical fiber. It is a system that measures the temperature distribution.
  • the temperature measurement system of this embodiment is used in a substrate processing apparatus that performs a predetermined process such as a heat treatment on a substrate such as a semiconductor wafer.
  • a system that measures temperature distribution along an optical fiber using Raman scattered light, which is one of backscattered light is also referred to as a ROTDR (Raman Optical Time Domain Reflectometer) system.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a temperature measurement system of the present embodiment.
  • the temperature measurement system includes a temperature measurement wafer 10, a calculator 20, and a measuring instrument main body 30.
  • the temperature measuring wafer 10 is a substrate in which an optical fiber is laid on the surface of the wafer. Details of the temperature measuring wafer 10 will be described later.
  • the computer 20 is a computer or the like that controls the measuring machine main body 30.
  • the measuring instrument main body 30 includes a light source 31, a beam splitter 32, a wavelength separation unit 33, a photodetector 34, and a signal processing unit 35, and is used by being connected to an optical fiber.
  • the light source 31 outputs laser light having a predetermined pulse length (hereinafter also referred to as “pulse light”) at a constant cycle.
  • the laser light enters the optical fiber through the beam splitter 32 from the end (incident end) of the optical fiber on the light source 31 side.
  • the light incident on the optical fiber travels while being scattered by the molecules constituting the optical fiber. Part of the scattered light generated in the optical fiber returns to the incident end as backscattered light.
  • Raman scattering light (Stokes light and anti-Stokes light), which is one of the backscattered light, has temperature dependence.
  • the temperature dependence is greater for anti-Stokes light than for Stokes light.
  • the Stokes light is Raman scattered light shifted to the longer wavelength side than the incident light
  • the anti-Stokes light is Raman scattered light shifted to the shorter wavelength side than the incident light.
  • the backscattered light passes through the optical fiber, exits from the incident end of the optical fiber, is reflected by the beam splitter 32, and enters the wavelength separation unit 33.
  • the wavelength separation unit 33 includes a beam splitter, an optical filter, a condenser lens, and the like, separates Raman scattered light into Stokes light and anti-Stokes light, and inputs the separated light to the photodetector 34.
  • the photodetector 34 outputs an electrical signal corresponding to the intensity of Stokes light and anti-Stokes light.
  • the signal processing unit 35 calculates the temperature distribution in the length direction of the optical fiber based on the electrical signal output from the photodetector 34.
  • the temperature of the wafer is detected by detecting the temperature dependence of Raman scattered light, which is one of back scattered light, using an optical fiber laid on the surface of the wafer as a sensor. Calculate the distribution.
  • the position (distance) where the backward Raman scattered light is generated is measured by measuring the round-trip time from when the pulsed light enters the optical fiber until the backward Raman scattered light generated in the optical fiber returns to the incident end. ) Is calculated.
  • the temperature measurement wafer 10 of this embodiment will be described.
  • the temperature measurement wafer 10 of this embodiment is used when calculating the temperature distribution of a wafer by making pulsed light enter an optical fiber laid on the surface of the wafer.
  • the temperature measurement wafer according to the first to fourth embodiments capable of measuring the temperature distribution of the wafer is described.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the temperature measurement wafer according to the first embodiment.
  • the temperature measurement wafer 10 ⁇ / b> A of the first embodiment includes a wafer 11 and an optical fiber 12.
  • the wafer 11 for example, a silicon (Si) wafer can be used.
  • the diameter of the wafer 11 is not specifically limited, For example, it can be 300 mm and 450 mm.
  • the optical fiber 12 is laid on the surface of the wafer 11.
  • the optical fiber 12 is a single thin fiber tube made of quartz glass, plastic or the like. Pulse light output from the light source 31 illustrated in FIG. 1 is incident on the optical fiber 12.
  • the optical fiber 12 has a starting end and a terminating end on the outer peripheral portion of the wafer 11.
  • the start end and the end end function as a connection portion 13 connected to the measuring instrument main body 30 illustrated in FIG. Note that the start end and the end end are only required to allow light to enter, and may be arranged at the center of the wafer 11, for example.
  • the optical fiber 12 has a sparsely formed part (hereinafter referred to as “sparse part 14”) and a part formed more densely than the sparse part 14 (hereinafter referred to as “dense part 15”) between the start end and the terminal end. And).
  • the sparse part 14 and the dense part 15 of the optical fiber 12 are alternately arranged.
  • the number of sparse portions 14 and the number of dense portions 15 are not particularly limited, but can be determined according to the size of the wafer 11 and the like.
  • the dense portions 15 may have the same shape or different shapes.
  • FIG. 2 shows an example in which 18 sparse portions 14 and 17 dense portions 15 are alternately arranged over the entire surface of the wafer 11.
  • FIG. 3A and 3B are diagrams illustrating an example of a dense portion of the temperature measurement wafer in FIG. 3A is a schematic plan view of the dense portion, and FIG. 3B is a schematic sectional view of the dense portion. 3A and 3B show one of a plurality of dense portions in the temperature measurement wafer of FIG.
  • the dense portion 15 is formed in a spiral shape with the center of the dense portion 15 as the center of the vortex in plan view.
  • the number of turns of the dense portion 15 is not particularly limited, but is preferably determined according to the pulse length of the pulsed light incident on the optical fiber 12. This is because in the temperature measurement by the ROTDR system, the spatial resolution in the length direction of the optical fiber 12 depends on the pulse length of the laser light used for the measurement in the core of the optical fiber 12. Specifically, the number of turns is preferably such that the length is equal to or longer than the pulse length of the pulsed light incident on the optical fiber 12. Thereby, the temperature distribution can be measured with a particularly high spatial resolution.
  • the number of turns of the dense portion 15 is preferably such that the number of turns is not more than twice the pulse length of the pulsed light incident on the optical fiber 12, and the pulse length of the pulsed light incident on the optical fiber 12 It is more preferable that the number of windings is 1.5 times or less the length. As a result, as many dense portions 15 as possible can be formed on the surface of the wafer 11, the number of measurement points on the surface of the wafer 11 can be increased, and the spatial resolution is improved.
  • pulse length L (m) is a value calculated by the following equation (1).
  • L c ⁇ t / (2 ⁇ n ⁇ ) (1)
  • t (s) is the laser pulse width
  • c (m / s) is the speed of light
  • ⁇ (nm) is the laser wavelength at the core
  • n ⁇ is the refractive index at the laser wavelength ⁇ (nm).
  • the pulse length L (m) is about 1 to 2 m.
  • the bending radius at the portion where the bending radius of the optical fiber 12 is the smallest is preferably equal to or larger than the allowable bending radius of the optical fiber 12. Is more preferably equal.
  • the optical fiber 12 can be laid densely without damaging the optical fiber 12. For this reason, an area required in order to form the same winding number can be made small. As a result, the temperature of a smaller region on the surface of the wafer 11 can be measured. Further, many dense portions 15 can be formed on the surface of the wafer 11, and the spatial resolution when measuring the temperature distribution is improved.
  • the minimum bending radius is indicated by Rmin
  • the allowable bending radius is indicated by Ra.
  • the dense portion 15 is fixed to the surface of the wafer 11 by adhesive members 16 provided at three locations on the outer peripheral portion of the dense portion 15. Thereby, the dense portion 15 can maintain a state in contact with the surface of the wafer 11. For this reason, even in a vacuum, the temperature distribution of the wafer 11 can be measured as in the atmosphere.
  • the type of the adhesive member 16 is not particularly limited as long as the dense portion 15 can be fixed to the surface of the wafer 11.
  • FIG. 4A and 4B are diagrams showing another example of the dense portion of the temperature measurement wafer shown in FIG. 2, showing a cross section of the dense portion of the temperature measurement wafer.
  • the dense portion 15 may be configured to be fixed to the wafer 11 by an adhesive member 16 provided between the wafer 11 and the dense portion 15.
  • the adhesive member 16 is preferably a highly heat conductive material, and for example, a heat conductive adhesive or a heat conductive sheet can be used. Thereby, the heat of the wafer 11 can be efficiently transmitted to the dense portion 15. For this reason, even in a vacuum, the temperature distribution of the wafer 11 can be measured as in the atmosphere.
  • the dense portion 15 may be disposed in the concave portion 17 formed on the surface of the wafer 11 and covered with the adhesive member 16.
  • the adhesive member 16 is preferably a highly heat conductive material, and for example, a heat conductive adhesive or a heat conductive sheet can be used. Thereby, the heat of the wafer 11 can be efficiently transmitted to the dense portion 15. For this reason, even in a vacuum, the temperature distribution of the wafer 11 can be measured as in the atmosphere.
  • FIG. 5 is a view showing still another example of the dense portion of the temperature measurement wafer in FIG. 2, and shows the upper surface of the dense portion of the temperature measurement wafer.
  • the dense portion 15 has two centers in plan view, and the midpoint of the entire length of the optical fiber 12 laid in the area of the dense portion 15 is located at the center of the dense portion 15. It is formed in a spiral shape.
  • the number of turns of the dense portion 15 is not particularly limited, but is preferably such that the number of turns is equal to or longer than the pulse length of the pulsed light incident on the optical fiber 12. Thereby, the temperature distribution can be measured with a particularly high spatial resolution.
  • the number of turns of the dense portion 15 is preferably such that the number of turns is not more than twice the pulse length of the pulsed light incident on the optical fiber 12, and the pulse length of the pulsed light incident on the optical fiber 12 It is more preferable that the number of windings is 1.5 times or less the length. As a result, as many dense portions 15 as possible can be formed on the surface of the wafer 11, so that the spatial resolution is improved.
  • the minimum bending radius of the optical fiber 12 is preferably equal to or larger than the allowable bending radius of the optical fiber 12, and more preferably equal to the allowable bending radius.
  • the optical fiber 12 can be laid densely without damaging the optical fiber 12. For this reason, an area required in order to form the same winding number can be made small. As a result, the temperature of a smaller region on the surface of the wafer 11 can be measured. Further, many dense portions 15 can be formed on the surface of the wafer 11, and the spatial resolution when measuring the temperature distribution is improved.
  • the minimum bending radii are indicated by Rmin1 and Rmin2, and the allowable bending radius is indicated by Ra.
  • the optical fiber 12 and the adhesive member 16 are only provided on the surface of the wafer 11. For this reason, the cost for manufacturing the temperature measurement wafer 10A can be reduced. In addition, since no electrical element is included, the temperature distribution can be measured without being affected by electromagnetic noise due to plasma, for example, even in the environment of a substrate processing apparatus where plasma is generated.
  • the dense portions 15 can be easily viewed and the temperature measurement position is identified. The temperature at a desired position of the wafer 11 can be measured.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a temperature measurement wafer according to the second embodiment.
  • the temperature measurement wafer 10 ⁇ / b> B of the second embodiment includes a wafer 11 and an optical fiber 12.
  • the wafer 11 for example, a silicon (Si) wafer can be used.
  • the diameter of the wafer 11 is not specifically limited, For example, it can be 300 mm and 450 mm.
  • the optical fiber 12 is laid on the surface of the wafer 11.
  • the optical fiber 12 is a single thin fiber tube made of quartz glass, plastic or the like. Pulse light output from the light source 31 illustrated in FIG. 1 is incident on the optical fiber 12.
  • the optical fiber 12 has a starting end and a terminating end on the outer peripheral portion of the wafer 11.
  • the start end and the end end function as a connection portion 13 connected to the measuring instrument main body 30 illustrated in FIG. Note that the start end and the end end are only required to allow light to enter, and may be arranged at the center of the wafer 11, for example.
  • the optical fiber 12 is arranged between the starting end and the terminal end, the dense portion 15 disposed on the outer peripheral portion of the wafer 11, the central portion of the wafer 11 with respect to the dense portion 15, and sparser than the dense portion 15. And a sparse part 14.
  • the number of turns of the dense portion 15 is not particularly limited, but is preferably such that the number of turns is equal to or longer than the pulse length of the pulsed light incident on the optical fiber 12. Thereby, the temperature distribution can be measured with a particularly high spatial resolution.
  • the number of turns of the dense portion 15 is preferably such that the number of turns is not more than twice the pulse length of the pulsed light incident on the optical fiber 12, and the pulse length of the pulsed light incident on the optical fiber 12 It is more preferable that the number of windings is 1.5 times or less the length. As a result, as many dense portions 15 as possible can be formed on the surface of the wafer 11, so that the spatial resolution is improved.
  • FIG. 6 shows an example in which one sparse part 14 and one dense part 15 are arranged, but the dense part 15 and the sparse part 14 are alternately arranged from the outer peripheral part of the wafer 11 toward the center. It may be arranged. Since the dense portions 15 and the sparse portions 14 are alternately arranged from the outer peripheral portion of the wafer 11 toward the center, the spatial resolution in the radial direction of the wafer 11 can be particularly improved. Further, when the dense portions 15 and the sparse portions 14 are alternately arranged from the outer peripheral portion to the center of the wafer 11, the dense portions 15 can be easily viewed, the temperature measurement position can be easily identified, and the wafer 11. The temperature at a desired position in the radial direction can be measured.
  • the sparse part 14 and the dense part arranged more densely than the sparse part 14 on the surface of the wafer 11, as in the first embodiment. 15 is laid.
  • the optical fiber 12 and the adhesive member 16 are only provided on the surface of the wafer 11, as in the first embodiment. For this reason, the cost for manufacturing the temperature measurement wafer 10B can be reduced. In addition, since no electrical element is included, the temperature distribution can be measured without being affected by electromagnetic noise due to plasma, for example, even in the environment of a substrate processing apparatus where plasma is generated.
  • the dense portion 15 is disposed on the outer peripheral portion of the wafer 11 and the sparse portion 14 is disposed closer to the center of the wafer 11 than the dense portion 15, thereby improving the spatial resolution of the outer peripheral portion.
  • the spatial resolution in the radial direction of the wafer 11 can be improved.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an example of a temperature measurement wafer according to the third embodiment.
  • the temperature measurement wafer 10 ⁇ / b> C of the third embodiment includes a wafer 11 and an optical fiber 12.
  • the wafer 11 for example, a silicon (Si) wafer can be used.
  • the diameter of the wafer 11 is not specifically limited, For example, it can be 300 mm and 450 mm.
  • the optical fiber 12 is laid on the surface of the wafer 11.
  • the optical fiber 12 is a single thin fiber tube made of quartz glass, plastic or the like. Pulse light output from the light source 31 illustrated in FIG. 1 is incident on the optical fiber 12.
  • the optical fiber 12 has a starting end and a terminating end on the outer peripheral portion of the wafer 11.
  • the start end and the end end function as a connection portion 13 connected to the measuring instrument main body 30 illustrated in FIG. Note that the start end and the end end are only required to allow light to enter, and may be arranged at the center of the wafer 11, for example.
  • the optical fiber 12 includes a first dense portion 151 disposed on the outer peripheral portion of the wafer 11 between a start end and a terminal end, and a second dense portion 151 disposed closer to the center of the wafer 11 than the first dense portion 151.
  • the dense portion 152 and the sparse portion 14 are included.
  • the first dense portion 151 can have the same configuration as the dense portion 15 of the second embodiment, and the sparse portion 14 and the second dense portion 152 are the sparse portion 14 and the dense portion 15 of the first embodiment. It can be set as the same structure.
  • the sparse part 14 and the second sparse part 14 are arranged more densely on the surface of the wafer 11 as in the first embodiment.
  • the optical fiber 12 having the dense portion 152 and the first dense portion 151 disposed on the outer peripheral portion of the wafer 11 is laid as in the second embodiment.
  • the optical fiber 12 and the adhesive member 16 are only provided on the surface of the wafer 11. For this reason, the cost for manufacturing the temperature measurement wafer 10 ⁇ / b> C can be reduced. In addition, since no electrical element is included, the temperature distribution can be measured without being affected by electromagnetic noise due to plasma, for example, even in the environment of a substrate processing apparatus where plasma is generated.
  • a plurality of second dense portions 152 and sparse portions 14 are alternately arranged on the surface of the wafer 11 as in the first embodiment.
  • the in-plane temperature distribution can be measured finely with high spatial resolution over the entire 11 surfaces.
  • the first dense portion 151 is arranged on the outer peripheral portion of the wafer 11 as in the second embodiment, and the center of the wafer 11 is located more than the first dense portion 151. Since the sparse part 14 is arranged on the side, the spatial resolution of the outer peripheral part can be improved and the spatial resolution in the radial direction of the wafer 11 can be improved. As described above, in the third embodiment, it is possible to finely measure the in-plane temperature distribution with high spatial resolution on the entire surface of the wafer 11 by using the single temperature measurement wafer 10C, and the outer peripheral portion and the radial direction of the wafer 11 can be measured. It is possible to improve the spatial resolution. Therefore, it is not necessary to measure the temperature distribution of the wafer 11 using a plurality of temperature measurement wafers, and the time for measuring the temperature distribution of the wafer 11 can be shortened.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams for explaining an example of the temperature measurement wafer according to the fourth embodiment.
  • 8A is a schematic perspective view of the temperature measurement wafer
  • FIG. 8B is an exploded perspective view of the temperature measurement wafer of FIG. 8A.
  • the temperature measurement wafer 10D of the fourth embodiment includes a first wafer 111, a second wafer 112, and an optical fiber laying portion 18.
  • the optical fiber laying portion 18 is formed by bonding the second wafer 112 to the surface of the first wafer 111 on the side where the optical fiber 12 is laid using an unillustrated adhesive member. Is formed. That is, the optical fiber 12 is sandwiched between the first wafer 111 and the second wafer 112, and a gap between the first wafer 111 and the second wafer 112 is filled with an adhesive member.
  • the optical fiber 12 includes a sparse portion 14 and a dense portion 15 formed more densely than the sparse portion 14 between the start end and the end.
  • the parts 15 are arranged alternately.
  • the optical fiber 12 may be arrange
  • the optical fiber 12 is sandwiched between the first wafer 111 and the second wafer 112, and is bonded to the gap between the first wafer 111 and the second wafer 112. Since the member is filled, the optical fiber 12 is not exposed. For this reason, the optical fiber 12 is not directly exposed to the process environment, and deterioration of the surface of the optical fiber 12 due to corrosive gas or plasma can be suppressed. As a result, the durability of the temperature measuring wafer 10D is improved.
  • the temperature measurement wafer 10 is an example of a temperature measurement substrate.
  • the wafer 11 is an example of a substrate.
  • the sparse part 14 is an example of a first pattern part.
  • the dense portion 15 is an example of a second pattern portion.
  • the optical fiber 12 is laid on one surface of the wafer 11 has been described as an example.
  • the optical fiber 12 may be laid on both surfaces of the wafer 11. .
  • the temperature measurement wafer 10 in each of the above embodiments may be used in a state where it is mounted on a wafer mounting table that holds the wafer, for example, in order to perform predetermined processing or inspection on the wafer.
  • the temperature measurement wafer 10 is used while being mounted on the wafer mounting table, when the optical fiber 12 is laid on one surface of the wafer 11, for example, one surface of the wafer 11 is placed on the upper side.
  • the fiber 12 may be placed without contacting the wafer placement table.
  • the optical fiber 12 may be placed in a state of contacting the wafer placing table with one surface of the wafer 11 being the lower side.
  • the substrate used for the temperature measurement substrate of the present invention is not limited to a wafer, and may be a substrate used for a flat panel display or a solar cell, for example.

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Abstract

本実施形態の温度測定用基板は、半導体ウエハ、又はフラットパネルディスプレイ用基板のいずれかである基板と、前記基板の表面に敷設され、第１のパターン部と、前記第１のパターン部よりも密に形成された第２のパターン部とを有する、少なくとも１本の光ファイバと、を備える。

Description

温度測定用基板及び温度測定システム
　本発明は、温度測定用基板及び温度測定システムに関する。
　従来から、基板に複数の熱電対や白金抵抗熱検出器等の温度検出部を設置した温度測定用基板が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。これらの温度測定用基板では、基板の温度を複数の温度検出部により検出することで、基板の温度分布を測定している。
　また、被測定物に光ファイバを敷設し、光ファイバ内に入射したパルス光のラマン効果により生じる後方散乱光を検出することで、被測定物の温度分布を測定する構成が知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開平１１－３４４３８６号公報 特表２００２－５４４５０２号公報 特開平５－３４６３５５号公報
　しかしながら、特許文献１、２に記載の構成では、基板の温度を複数の温度検出部により検出することで基板の温度分布を測定しているので、連続的な温度分布を測定できず、高い空間分解能で温度分布を測定することが困難であった。
　また、特許文献３に記載の構成では、半導体ウエハ等の基板の温度分布を測定する場合、高い空間分解能で温度分布を測定することが困難であった。これは、光ファイバ内に入射するパルス光のパルス長が、半導体ウエハ等の基板の大きさと比較して長いためである。
　そこで、一側面では、本発明は、高い空間分解能で温度分布の測定が可能な温度測定用基板を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る温度測定用基板は、半導体ウエハ、又はフラットパネルディスプレイ用基板のいずれかである基板と、前記基板の表面に敷設され、第１のパターン部と、前記第１のパターン部よりも密に形成された第２のパターン部とを有する、少なくとも１本の光ファイバと、を備える。
　開示の温度測定用基板によれば、高い空間分解能で温度分布を測定することができる。
本実施形態の温度測定システムの一例を示すブロック図 第１実施形態の温度測定用ウエハの一例を説明するための図 図２の温度測定用ウエハの密部の一例を示す図 図２の温度測定用ウエハの密部の一例を示す図 図２の温度測定用ウエハの密部の他の例を示す図 図２の温度測定用ウエハの密部の他の例を示す図 図２の温度測定用ウエハの密部の更に他の例を示す図 第２実施形態の温度測定用ウエハの一例を説明するための図 第３実施形態の温度測定用ウエハの一例を説明するための図 第４実施形態の温度測定用ウエハの一例を説明するための図 第４実施形態の温度測定用ウエハの一例を説明するための図
　以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
　（温度測定システム）
　本実施形態の温度測定システムについて説明する。本実施形態の温度測定システムは、半導体ウエハ（以下「ウエハ」という。）の表面に敷設した光ファイバをセンサとして用い、後方散乱光の一つであるラマン散乱光を利用して光ファイバに沿った温度分布を測定するシステムである。本実施形態の温度測定システムは、例えば半導体ウエハ等の基板に対し、熱処理等の所定の処理を施す基板処理装置に用いられる。以下では、後方散乱光の一つであるラマン散乱光を利用して光ファイバに沿った温度分布を測定するシステムをＲＯＴＤＲ（Raman Optical Time Domain Reflectometer）システムとも称する。
　図１は、本実施形態の温度測定システムの一例を示す概略構成図である。
　図１に示されるように、本実施形態の温度測定システムは、温度測定用ウエハ１０と、計算機２０と、計測機本体３０とを有する。
　温度測定用ウエハ１０は、ウエハの表面に光ファイバが敷設された基板である。温度測定用ウエハ１０の詳細については後述する。計算機２０は、計測機本体３０を制御するコンピュータ等である。
　計測機本体３０は、光源３１と、ビームスプリッタ３２と、波長分離部３３と、光検出器３４と、信号処理部３５とを有し、光ファイバに接続して使用する。
　光源３１は、所定のパルス長のレーザ光（以下「パルス光」ともいう。）を一定の周期で出力する。レーザ光は、ビームスプリッタ３２を通って光ファイバの光源３１側の端部（入射端）から光ファイバ内に入射する。光ファイバ内に入射した光は、光ファイバを構成する分子により散乱を起しながら進行する。光ファイバ内で発生した散乱光の一部は、後方散乱光として入射端へ戻る。
　後方散乱光の一つであるラマン散乱光（ストークス光及びアンチストークス光）には温度依存性がある。温度依存性は、アンチストークス光の方がストークス光よりも大きい。なお、ストークス光は入射光よりも長波長側にシフトしたラマン散乱光であり、アンチストークス光は入射光よりも短波長側にシフトしたラマン散乱光である。
　後方散乱光は、光ファイバ内を通って、光ファイバの入射端から出射し、ビームスプリッタ３２により反射されて、波長分離部３３に入射する。
　波長分離部３３は、ビームスプリッタ、光学フィルタ、集光レンズ等を含み、ラマン散乱光をストークス光とアンチストークス光とに分離し、分離した光を光検出器３４へ入力する。光検出器３４は、ストークス光及びアンチストークス光の強度に応じた電気信号を出力する。信号処理部３５は、光検出器３４から出力される電気信号に基づいて、光ファイバの長さ方向の温度分布を算出する。
　このように、本実施形態の温度測定システムでは、ウエハの表面に敷設した光ファイバをセンサとして用い、後方散乱光の一つであるラマン散乱光の温度依存性を検出することにより、ウエハの温度分布を算出する。また、光ファイバにパルス光が入射してから、光ファイバ内で発生した後方ラマン散乱光が入射端に戻ってくるまでの往復時間を測定することで、後方ラマン散乱光が発生した位置（距離）を算出する。
　（温度測定用ウエハ）
　本実施形態の温度測定用ウエハ１０について説明する。本実施形態の温度測定用ウエハ１０は、ウエハの表面に敷設された光ファイバ内にパルス光を入射させてウエハの温度分布を算出する際に用いられる。以下では、ウエハの温度分布を測定可能な、第１実施形態から第４実施形態の温度測定用ウエハについて説明する。
　［第１実施形態］
　図２は、第１実施形態の温度測定用ウエハの一例を説明するための図である。
　図２に示されるように、第１実施形態の温度測定用ウエハ１０Ａは、ウエハ１１と、光ファイバ１２とを有する。
　ウエハ１１としては、例えばシリコン（Ｓｉ）ウエハを用いることができる。ウエハ１１の直径は、特に限定されないが、例えば３００ｍｍ、４５０ｍｍとすることができる。
　光ファイバ１２は、ウエハ１１の表面に敷設されている。光ファイバ１２は、石英ガラス、プラスチック等で形成された１本の細い繊維状の管である。光ファイバ１２には、図１に記載の光源３１から出力されるパルス光が入射する。光ファイバ１２は、ウエハ１１の外周部に始端と終端とを有する。始端及び終端は、図１に記載の計測機本体３０と接続される接続部１３として機能する。なお、始端及び終端は、光が入射可能であればよく、例えばウエハ１１の中心部に配置されていてもよい。
　光ファイバ１２は、始端と終端との間において、疎に形成された部分（以下「疎部１４」という。）と、疎部１４よりも密に形成された部分（以下「密部１５」という。）と、を有する。光ファイバ１２の疎部１４と密部１５とは交互に配置されている。疎部１４の数及び密部１５の数は、特に限定されないが、ウエハ１１の大きさ等に応じて定めることができる。光ファイバ１２が複数の密部１５を有する場合、それぞれの密部１５は同一の形状であってもよく、異なる形状であってもよい。図２では、ウエハ１１の表面の全体に亘って、１８個の疎部１４と１７個の密部１５が交互に配置されている例を示している。
　図３Ａ及び図３Ｂは、図２の温度測定用ウエハの密部の一例を示す図である。図３Ａは密部の概略平面図であり、図３Ｂは密部の概略断面図である。なお、図３Ａ及び図３Ｂでは、図２の温度測定用ウエハにおける複数の密部のうちの一つを示している。
　図３Ａに示されるように、密部１５は、平面視で密部１５の中心を渦の中心とする渦巻き状に形成されている。密部１５の巻き数は特に限定されないが、光ファイバ１２に入射させるパルス光のパルス長に応じて定めることが好ましい。これは、ＲＯＴＤＲシステムによる温度測定においては、光ファイバ１２の長さ方向の空間分解能が、測定に用いるレーザ光の光ファイバ１２のコア中でのパルス長に依存するためである。具体的には、光ファイバ１２に入射させるパルス光のパルス長以上の長さとなるような巻き数であることが好ましい。これにより、特に高い空間分解能で温度分布を測定することができる。また、密部１５の巻き数は、光ファイバ１２に入射させるパルス光のパルス長の２倍以下の長さとなるような巻き数であることが好ましく、光ファイバ１２に入射させるパルス光のパルス長の１．５倍以下の長さとなるような巻き数であることがより好ましい。これにより、ウエハ１１の表面に可能な限り多くの密部１５を形成することができるため、ウエハ１１の表面における測定点数を増加させることができ、空間分解能が向上する。
　なお、パルス長Ｌ（ｍ）は、以下の式（１）により算出される値である。
　Ｌ＝ｃ×ｔ／（２×ｎλ）　（１）
　ここで、ｔ（ｓ）はレーザのパルス幅、ｃ（ｍ／ｓ）は光速、λ（ｎｍ）はコアにおけるレーザ波長、ｎλはレーザ波長λ（ｎｍ）における屈折率である。なお、一般的なＲＯＴＤＲシステムを用いる場合、パルス長Ｌ（ｍ）は１～２ｍ程度である。
　また、密部１５において、光ファイバ１２の曲げ半径が最も小さい部分での曲げ半径（以下「最小曲げ半径」という。）は、光ファイバ１２の許容曲げ半径以上であることが好ましく、許容曲げ半径と等しいことがより好ましい。これにより、光ファイバ１２を破損させることなく、かつ、光ファイバ１２を密に敷設することができる。このため、同じ巻き数を形成するために必要な面積を小さくできる。その結果、ウエハ１１の表面のより小さな領域の温度を測定できる。さらに、ウエハ１１の表面により多くの密部１５を形成でき、温度分布を測定する際の空間分解能が向上する。なお、図３Ａでは、最小曲げ半径をＲｍｉｎ、許容曲げ半径をＲａで示している。
　図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、密部１５は、密部１５の外周部の３箇所に設けられた接着部材１６によりウエハ１１の表面に固定されている。これにより、密部１５は、ウエハ１１の表面に接触した状態を維持することができる。このため、真空中であっても大気中と同様にウエハ１１の温度分布を測定することができる。接着部材１６の種類は、ウエハ１１の表面に密部１５を固定することが可能なものであれば特に限定されない。
　図４Ａ及び図４Ｂは、図２の温度測定用ウエハの密部の他の例を示す図であり、温度測定用ウエハの密部の断面を示している。
　図４Ａに示されるように、密部１５は、ウエハ１１と密部１５との間に設けられた接着部材１６によりウエハ１１に固定される構成であってもよい。この場合、接着部材１６としては、高熱伝導性材料であることが好ましく、例えば熱伝導性接着剤、熱伝導性シートを用いることができる。これにより、ウエハ１１の熱を密部１５に効率的に伝えることができる。このため、真空中であっても大気中と同様にウエハ１１の温度分布を測定することができる。
　また、図４Ｂに示されるように、密部１５は、ウエハ１１の表面に形成された凹部１７内に配置され、接着部材１６により覆われている構成であってもよい。これにより、接着部材１６により密部１５が保護されるので、信頼性が向上する。この場合、接着部材１６としては、高熱伝導性材料であることが好ましく、例えば熱伝導性接着剤、熱伝導性シートを用いることができる。これにより、ウエハ１１の熱を密部１５に効率的に伝えることができる。このため、真空中であっても大気中と同様にウエハ１１の温度分布を測定することができる。
　図５は、図２の温度測定用ウエハの密部の更に他の例を示す図であり、温度測定用ウエハの密部の上面を示している。
　図５に示されるように、密部１５は、平面視で２つの中心を有し、密部１５の領域内に敷設される光ファイバ１２の全長の中点が密部１５の中心に位置するように渦巻き状に形成されている。密部１５の巻き数は特に限定されないが、光ファイバ１２に入射するパルス光のパルス長以上の長さとなるような巻き数であることが好ましい。これにより、特に高い空間分解能で温度分布を測定することができる。また、密部１５の巻き数は、光ファイバ１２に入射させるパルス光のパルス長の２倍以下の長さとなるような巻き数であることが好ましく、光ファイバ１２に入射させるパルス光のパルス長の１．５倍以下の長さとなるような巻き数であることがより好ましい。これにより、ウエハ１１の表面に可能な限り多くの密部１５を形成することができるため、空間分解能が向上する。
　また、密部１５において、光ファイバ１２の最小曲げ半径は、光ファイバ１２の許容曲げ半径以上であることが好ましく、許容曲げ半径と等しいことがより好ましい。これにより、光ファイバ１２を破損させることなく、かつ、光ファイバ１２を密に敷設することができる。このため、同じ巻き数を形成するために必要な面積を小さくできる。その結果、ウエハ１１の表面のより小さな領域の温度を測定できる。さらに、ウエハ１１の表面により多くの密部１５を形成でき、温度分布を測定する際の空間分解能が向上する。なお、図５では、最小曲げ半径をＲｍｉｎ１、Ｒｍｉｎ２、許容曲げ半径をＲａで示している。
　以上に説明したように、第１実施形態の温度測定用ウエハ１０Ａでは、ウエハ１１の表面に、疎部１４と、疎部１４よりも密に形成された密部１５とを有する光ファイバ１２が敷設されている。これにより、光ファイバ１２内に入射するパルス光のパルス長よりも小さいウエハ１１径の温度分布を測定する場合であっても、少なくとも密部１５の領域における温度を取得でき、高い空間分解能でウエハ１１の面内温度分布を測定することができる。
　また、第１実施形態の温度測定用ウエハ１０Ａでは、ウエハ１１の表面には光ファイバ１２と接着部材１６が設けられるだけである。このため、温度測定用ウエハ１０Ａを製造するためのコストを低減することができる。また、電気的な要素を含まないため、例えばプラズマが発生する基板処理装置の環境下においても、プラズマによる電磁ノイズの影響を受けることなく温度分布を測定することができる。
　特に、第１実施形態の温度測定用ウエハ１０Ａでは、ウエハ１１の表面の全体に亘って複数の密部１５と疎部１４とが交互に配置されているので、ウエハ１１の表面の全体において、高い空間分解能で面内温度分布を細かく測定することができる。また、他の効果として、ウエハ１１の表面の全体に亘って複数の密部１５と疎部１４とが交互に配置されているので、密部１５の視認が容易であり、温度測定位置の同定がしやすく、ウエハ１１の所望の位置の温度を測定できる。
　［第２実施形態］
　図６は、第２実施形態の温度測定用ウエハの一例を説明するための図である。
　図６に示されるように、第２実施形態の温度測定用ウエハ１０Ｂは、ウエハ１１と、光ファイバ１２とを有する。
　ウエハ１１としては、例えばシリコン（Ｓｉ）ウエハを用いることができる。ウエハ１１の直径は、特に限定されないが、例えば３００ｍｍ、４５０ｍｍとすることができる。
　光ファイバ１２は、ウエハ１１の表面に敷設されている。光ファイバ１２は、石英ガラス、プラスチック等で形成された１本の細い繊維状の管である。光ファイバ１２には、図１に記載の光源３１から出力されるパルス光が入射する。光ファイバ１２は、ウエハ１１の外周部に始端と終端とを有する。始端及び終端は、図１に記載の計測機本体３０と接続される接続部１３として機能する。なお、始端及び終端は、光が入射可能であればよく、例えばウエハ１１の中心部に配置されていてもよい。
　光ファイバ１２は、始端と終端との間において、ウエハ１１の外周部に配置された密部１５と、密部１５よりもウエハ１１の中心側に配置され、密部１５よりも疎に形成された疎部１４とを有する。密部１５の巻き数は特に限定されないが、光ファイバ１２に入射するパルス光のパルス長以上の長さとなるような巻き数であることが好ましい。これにより、特に高い空間分解能で温度分布を測定することができる。また、密部１５の巻き数は、光ファイバ１２に入射させるパルス光のパルス長の２倍以下の長さとなるような巻き数であることが好ましく、光ファイバ１２に入射させるパルス光のパルス長の１．５倍以下の長さとなるような巻き数であることがより好ましい。これにより、ウエハ１１の表面に可能な限り多くの密部１５を形成することができるため、空間分解能が向上する。
　なお、図６では、疎部１４と密部１５とが１つずつ配置されている例を示しているが、ウエハ１１の外周部から中心に向かって密部１５と疎部１４とが交互に配置されていてもよい。ウエハ１１の外周部から中心に向かって密部１５と疎部１４とが交互に配置されていることにより、ウエハ１１の径方向の空間分解能を特に向上させることができる。また、ウエハ１１の外周部から中心に向かって密部１５と疎部１４とが交互に配置されている場合、密部１５の視認が容易であり、温度測定位置の同定がしやすく、ウエハ１１の径方向における所望の位置の温度を測定できる。
　以上に説明したように、第２実施形態の温度測定用ウエハ１０Ｂでは、第１実施形態と同様に、ウエハ１１の表面に、疎部１４と、疎部１４よりも密に配置された密部１５とを有する光ファイバ１２が敷設されている。これにより、光ファイバ１２内に入射するパルス光のパルス長よりも小さいウエハ１１径の温度分布を測定する場合であっても、少なくとも密部１５の領域における温度を取得でき、高い空間分解能でウエハ１１の面内温度分布を測定することができる。
　また、第２実施形態の温度測定用ウエハ１０Ｂでは、第１実施形態と同様に、ウエハ１１の表面には光ファイバ１２と接着部材１６が設けられるだけである。このため、温度測定用ウエハ１０Ｂを製造するためのコストを低減することができる。また、電気的な要素を含まないため、例えばプラズマが発生する基板処理装置の環境下においても、プラズマによる電磁ノイズの影響を受けることなく温度分布を測定することができる。
　特に、第２実施形態では、ウエハ１１の外周部に密部１５が配置され、密部１５よりもウエハ１１の中心側に疎部１４が配置されているので、外周部の空間分解能を向上させることができると共に、ウエハ１１の径方向における空間分解能を向上させることができる。
　［第３実施形態］
　図７は、第３実施形態の温度測定用ウエハの一例を説明するための図である。
　図７に示されるように、第３実施形態の温度測定用ウエハ１０Ｃは、ウエハ１１と、光ファイバ１２とを有する。
　ウエハ１１としては、例えばシリコン（Ｓｉ）ウエハを用いることができる。ウエハ１１の直径は、特に限定されないが、例えば３００ｍｍ、４５０ｍｍとすることができる。
　光ファイバ１２は、ウエハ１１の表面に敷設されている。光ファイバ１２は、石英ガラス、プラスチック等で形成された１本の細い繊維状の管である。光ファイバ１２には、図１に記載の光源３１から出力されるパルス光が入射する。光ファイバ１２は、ウエハ１１の外周部に始端と終端とを有する。始端及び終端は、図１に記載の計測機本体３０と接続される接続部１３として機能する。なお、始端及び終端は、光が入射可能であればよく、例えばウエハ１１の中心部に配置されていてもよい。
　光ファイバ１２は、始端と終端との間において、ウエハ１１の外周部に配置された第１の密部１５１と、第１の密部１５１よりもウエハ１１の中心側に配置された第２の密部１５２及び疎部１４と、を有する。第１の密部１５１は、第２実施形態の密部１５と同様の構成とすることができ、疎部１４及び第２の密部１５２は、第１実施形態の疎部１４及び密部１５と同様の構成とすることができる。
　以上に説明したように、第３実施形態の温度測定用ウエハ１０Ｃでは、第１実施形態と同様に、ウエハ１１の表面に、疎部１４と、疎部１４よりも密に配置された第２の密部１５２と、第２実施形態と同様に、ウエハ１１の外周部に配置された第１の密部１５１と、を有する光ファイバ１２が敷設されている。これにより、光ファイバ１２内に入射するパルス光のパルス長よりも小さいウエハ１１径の温度分布を測定する場合であっても、少なくとも第１の密部１５１及び第２の密部１５２の領域における温度を取得でき、高い空間分解能でウエハ１１の面内温度分布を測定することができる。
　また、第３実施形態の温度測定用ウエハ１０Ｃでは、ウエハ１１の表面には光ファイバ１２と接着部材１６が設けられるだけである。このため、温度測定用ウエハ１０Ｃを製造するためのコストを低減することができる。また、電気的な要素を含まないため、例えばプラズマが発生する基板処理装置の環境下においても、プラズマによる電磁ノイズの影響を受けることなく温度分布を測定することができる。
　特に、第３実施形態の温度測定用ウエハ１０Ｃでは、第１実施形態と同様に、ウエハ１１の表面に複数の第２の密部１５２と疎部１４とが交互に配置されているので、ウエハ１１の表面の全体において、高い空間分解能で面内温度分布を細かく測定することができる。
　また、第３実施形態の温度測定用ウエハ１０Ｃでは、第２実施形態と同様に、ウエハ１１の外周部に第１の密部１５１が配置され、第１の密部１５１よりもウエハ１１の中心側に疎部１４が配置されているので、外周部の空間分解能を向上させることができると共に、ウエハ１１の径方向における空間分解能を向上させることができる。このように、第３実施形態においては、１枚の温度測定用ウエハ１０Ｃによりウエハ１１の表面の全体において高い空間分解能で面内温度分布を細かく測定でき、かつ、ウエハ１１の外周部及び径方向の空間分解能を向上させることができる。このため、複数枚の温度測定用ウエハを用いてウエハ１１の温度分布を測定する必要がなく、ウエハ１１の温度分布を測定する時間を短縮できる。
　［第４実施形態］
　図８Ａ及び図８Ｂは、第４実施形態の温度測定用ウエハの一例を説明するための図である。図８Ａは温度測定用ウエハの概略斜視図であり、図８Ｂは図８Ａの温度測定用ウエハの分解斜視図である。
　図８Ａに示されるように、第４実施形態の温度測定用ウエハ１０Ｄは、第１のウエハ１１１と、第２のウエハ１１２と、光ファイバ敷設部１８とを有する。光ファイバ敷設部１８は、図８Ｂに示されるように、第１のウエハ１１１の光ファイバ１２が敷設された側の表面に、図示しない接着部材を用いて第２のウエハ１１２を接合することにより形成されている。即ち、光ファイバ１２は、第１のウエハ１１１と第２のウエハ１１２とによって挟み込まれており、第１のウエハ１１１と第２のウエハ１１２との隙間には、接着部材が充填されている。
　光ファイバ１２は、第１実施形態と同様に、始端と終端との間において、疎部１４と、疎部１４よりも密に形成された密部１５と、を有し、疎部１４と密部１５とは交互に配置されている。なお、光ファイバ１２は、第２実施形態又は第３実施形態と同様に配置されていてもよい。
　第４実施形態の温度測定用ウエハ１０Ｄでは、光ファイバ１２が第１のウエハ１１１と第２のウエハ１１２とによって挟み込まれており、第１のウエハ１１１と第２のウエハ１１２との隙間に接着部材が充填されているので、光ファイバ１２が露出しない。このため、光ファイバ１２がプロセス環境に直接さらされず、腐食性ガスやプラズマによる光ファイバ１２の表面の劣化を抑制できる。その結果、温度測定用ウエハ１０Ｄの耐久性が向上する。
　なお、上記の各実施形態において、温度測定用ウエハ１０は、温度測定用基板の一例である。ウエハ１１は、基板の一例である。疎部１４は、第１のパターン部の一例である。密部１５は、第２のパターン部の一例である。
　以上、温度測定用基板及び温度測定システムを上記実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
　上記の各実施形態では、ウエハ１１の表面に１本の光ファイバ１２が敷設されている場合を例に挙げて説明したが、ウエハ１１の表面に複数本の光ファイバ１２が敷設されていてもよい。この場合、複数本の光ファイバ１２の各々に対応して計算機２０及び計測機本体３０を設けてもよい。
　また、上記の各実施形態では、ウエハ１１の一方の表面に光ファイバ１２が敷設されている場合を例に挙げて説明したが、ウエハ１１の両表面に光ファイバ１２が敷設されていてもよい。
　また、上記の各実施形態における温度測定用ウエハ１０は、例えばウエハに所定の処理や検査を行うためにウエハを保持するウエハ載置台に載置された状態で使用されてもよい。温度測定用ウエハ１０をウエハ載置台に載置した状態で使用する際には、ウエハ１１の一方の表面に光ファイバ１２が敷設されている場合、例えばウエハ１１の一方の表面を上側として、光ファイバ１２がウエハ載置台に接触しない状態で載置してもよい。また、例えばウエハ１１の一方の表面を下側として、光ファイバ１２がウエハ載置台に接触する状態で載置してもよい。
　本発明の温度測定用基板に用いられる基板は、ウエハに限定されず、例えばフラットパネルディスプレイや太陽電池に用いられる基板であってもよい。
　本願は、日本特許庁に２０１６年４月１９日に出願された基礎出願２０１６－０８３９３３号の優先権を主張するものであり、その全内容を参照によりここに援用する。
１０　　温度測定用ウエハ
１１　　ウエハ
１２　　光ファイバ
１３　　接続部
１４　　疎部
１５　　密部
１６　　接着部材
１７　　凹部
１８　　光ファイバ敷設部
２０　　計算機
３０　　計測機本体

Claims (15)

  1. 　半導体ウエハ、又はフラットパネルディスプレイ用基板のいずれかである基板と、
    　前記基板の表面に敷設され、第１のパターン部と、前記第１のパターン部よりも密に形成された第２のパターン部とを有する、少なくとも１本の光ファイバと、
    　を備える、温度測定用基板。
  2. 　前記光ファイバは、光を入射可能な始端及び終端を有する、
    　請求項１に記載の温度測定用基板。
  3. 　前記第１のパターン部と前記第２のパターン部とが交互に配置されている、
    　請求項１に記載の温度測定用基板。
  4. 　前記第２のパターン部の長さは、前記光ファイバに入射するパルス光のパルス長以上である、
    　請求項１に記載の温度測定用基板。
  5. 　前記第２のパターン部は、平面視で渦巻き状に形成されている、
    　請求項１に記載の温度測定用基板。
  6. 　前記第２のパターン部の最小曲げ半径は、前記光ファイバの許容曲げ半径以上である、
    　請求項１に記載の温度測定用基板。
  7. 　前記第２のパターン部の最小曲げ半径は、前記光ファイバの許容曲げ半径と等しい、
    　請求項１に記載の温度測定用基板。
  8. 　前記光ファイバは、複数の前記第２のパターン部を有し、
    　前記複数の第２のパターン部のそれぞれが同一の形状である、
    　請求項１に記載の温度測定用基板。
  9. 　前記第２のパターン部は、前記基板の外周部に配置されており、
    　前記第１のパターン部は、前記第２のパターン部よりも前記基板の中心側に配置されている、
    　請求項１に記載の温度測定用基板。
  10. 　前記第２のパターン部は、平面視で渦巻き状に形成された部分と、前記第１のパターン部よりも外周側に配置された部分とを有する、
    　請求項１に記載の温度測定用基板。
  11. 　前記第２のパターン部は、接着部材により前記基板の表面に固定されている、
    　請求項１に記載の温度測定用基板。
  12. 　前記第２のパターン部は、前記接着部材に覆われている、
    　請求項１１に記載の温度測定用基板。
  13. 　前記接着部材は、高熱伝導性材料である、
    　請求項１１に記載の温度測定用基板。
  14. 　前記基板は、半導体ウエハである、
    　請求項１に記載の温度測定用基板。
  15. 　請求項１に記載の温度測定用基板と、
    　前記温度測定用基板の前記光ファイバにパルス光を入射させる計測機本体と、
    　を備える、
    　温度測定システム。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020013299A1 (ja) * 2018-07-12 2020-01-16 東京エレクトロン株式会社 温度測定センサ、温度測定システム、および、温度測定方法
TWI705234B (zh) * 2017-12-05 2020-09-21 法商歐洲雷射系統與方案解決公司 用於測量基板的表面溫度之裝置及方法
US20220244111A1 (en) * 2021-02-01 2022-08-04 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device and temperature measurement method
WO2023164415A1 (en) * 2022-02-22 2023-08-31 Lam Research Corporation Sensors for semiconductor processing tools
JP2024019821A (ja) * 2022-08-01 2024-02-14 三星電子株式会社 光ファイバー式ウェハー温度センサー、ウェハー温度計測センサーシステム及びウェハー温度計測センサーの製造方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102288155B1 (ko) * 2019-08-13 2021-08-10 한국광기술원 온도 센서 및 그를 포함하는 온도 센싱 시스템
US11808663B2 (en) * 2021-06-09 2023-11-07 Saudi Arabian Oil Company In situ leakage detection system for buried nonmetallic pipeline
KR102364685B1 (ko) * 2021-09-09 2022-02-18 (주)바이컴 Dts 기반의 과열 모니터링 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002544502A (ja) * 1999-05-10 2002-12-24 センサーレイ コーポレイション 集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置
JP2011529400A (ja) * 2008-07-31 2011-12-08 エス・エム・エス・ジーマーク・アクチエンゲゼルシャフト 繊維光学的測定方法による金型のメニスカスの測定
WO2015025808A1 (ja) * 2013-08-19 2015-02-26 株式会社ニコン ファイバの固定方法、ファイバ保持部材に固定されたファイバ固定構造体、該ファイバ固定構造体を備えたレーザ装置、露光装置及び検査装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05346355A (ja) 1992-06-16 1993-12-27 Toshiba Corp 光ファイバ温度分布センサ装置
JPH06123659A (ja) * 1992-10-12 1994-05-06 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバ温度センサ
US5775808A (en) * 1996-06-19 1998-07-07 Applied Materials, Inc. Apparatus for real-time, in situ measurement of temperature and a method of fabricating and using same
JP2955930B1 (ja) 1998-05-29 1999-10-04 坂口電熱株式会社 温度検出素子を有するウェーハ
JP2002071323A (ja) * 2000-08-29 2002-03-08 Mitsubishi Cable Ind Ltd 面状センサ
JP2002169029A (ja) * 2000-12-01 2002-06-14 Mitsubishi Electric Corp 光分散等化器
KR20040054177A (ko) * 2002-12-18 2004-06-25 엘지전선 주식회사 분포온도 측정 장치의 표준 온도 및 거리 측정 장치
US20040136681A1 (en) * 2003-01-10 2004-07-15 Novellus Systems, Inc. Erbium-doped oxide glass
US6915589B2 (en) * 2003-10-16 2005-07-12 Sensarray Corporation Sensor positioning systems and methods
JP2005195502A (ja) * 2004-01-08 2005-07-21 Occ Techno Ltd 光ファイバ型温度計測装置及び温度計測方法
JP2006177780A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Hitachi Cable Ltd 光ファイバ温度センサ、温度センサシート及び温度測定方法
CN101155662B (zh) * 2005-04-01 2010-09-01 通快机床两合公司 包括以像素矩阵形式提供的温度传感器的光学元件及记录射束参数的方法
US7543981B2 (en) * 2006-06-29 2009-06-09 Mattson Technology, Inc. Methods for determining wafer temperature
JP5476114B2 (ja) * 2009-12-18 2014-04-23 東京エレクトロン株式会社 温度測定用装置
US8740455B2 (en) * 2010-12-08 2014-06-03 Baker Hughes Incorporated System and method for distributed environmental parameter measurement
DE102011116243B4 (de) * 2011-10-17 2014-04-17 Centrotherm Photovoltaics Ag Vorrichtung zum Bestimmen der Temperatur eines Substrats
JP5319856B1 (ja) * 2012-06-13 2013-10-16 株式会社シンクロン 膜厚測定装置及び成膜装置
US9645018B2 (en) * 2013-02-19 2017-05-09 Chung Lee Method and apparatus for auto-correcting the distributed temperature sensing system
JP6608923B2 (ja) * 2014-07-02 2019-11-20 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 溝に経路指定された光ファイバーによる加熱を含む温度制御装置、基板温度制御システム、電子デバイス処理システム、及び処理方法
TWI603416B (zh) * 2014-07-08 2017-10-21 瓦特洛威電子製造公司 具有接合層之整合溫度感測技術的接合總成
KR102395901B1 (ko) * 2015-01-15 2022-05-09 삼성디스플레이 주식회사 압전 디바이스를 포함하는 표시 패널 및 압전 디바이스의 특성 보상 방법
JP7011214B2 (ja) * 2017-08-31 2022-01-26 横河電機株式会社 光ファイバセンサ測定ユニット
CN107748177A (zh) * 2017-09-25 2018-03-02 东华大学 一种面料红外发射率的测量方法
JP7379038B2 (ja) * 2018-10-04 2023-11-14 キヤノン株式会社 インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002544502A (ja) * 1999-05-10 2002-12-24 センサーレイ コーポレイション 集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置
JP2011529400A (ja) * 2008-07-31 2011-12-08 エス・エム・エス・ジーマーク・アクチエンゲゼルシャフト 繊維光学的測定方法による金型のメニスカスの測定
WO2015025808A1 (ja) * 2013-08-19 2015-02-26 株式会社ニコン ファイバの固定方法、ファイバ保持部材に固定されたファイバ固定構造体、該ファイバ固定構造体を備えたレーザ装置、露光装置及び検査装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI705234B (zh) * 2017-12-05 2020-09-21 法商歐洲雷射系統與方案解決公司 用於測量基板的表面溫度之裝置及方法
US11841278B2 (en) 2018-07-12 2023-12-12 Tokyo Electron Limited Temperature measurement sensor, temperature measurement system, and temperature measurement method
JP2020008523A (ja) * 2018-07-12 2020-01-16 東京エレクトロン株式会社 温度測定センサ、温度測定システム、および、温度測定方法
US20200408613A1 (en) * 2018-07-12 2020-12-31 Tokyo Electron Limited Temperature measurement sensor, temperature measurement system, and temperature measurement method
KR20210029136A (ko) 2018-07-12 2021-03-15 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 온도 측정 센서, 온도 측정 시스템, 및 온도 측정 방법
JP7066557B2 (ja) 2018-07-12 2022-05-13 東京エレクトロン株式会社 温度測定センサ、温度測定システム、および、温度測定方法
TWI821333B (zh) * 2018-07-12 2023-11-11 日商東京威力科創股份有限公司 測定感測器、溫度測定系統及測定方法
WO2020013299A1 (ja) * 2018-07-12 2020-01-16 東京エレクトロン株式会社 温度測定センサ、温度測定システム、および、温度測定方法
KR102821505B1 (ko) * 2018-07-12 2025-06-18 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 온도 측정 센서, 온도 측정 시스템, 및 온도 측정 방법
US20220244111A1 (en) * 2021-02-01 2022-08-04 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device and temperature measurement method
US12163845B2 (en) * 2021-02-01 2024-12-10 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device and temperature measurement method
WO2023164415A1 (en) * 2022-02-22 2023-08-31 Lam Research Corporation Sensors for semiconductor processing tools
JP2024019821A (ja) * 2022-08-01 2024-02-14 三星電子株式会社 光ファイバー式ウェハー温度センサー、ウェハー温度計測センサーシステム及びウェハー温度計測センサーの製造方法

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Publication number Publication date
US11035741B2 (en) 2021-06-15
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