[发明专利]测温用探头、测温系统及采用了该探头的测温方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用了低相干光的干涉的测温用探头、测温系统及采用了该探头的测温方法。

背景技术

对以半导体晶圆(以下简称作“晶圆”)为代表的各种基板实施等离子处理等各种处理的情况下，从谋求可靠的处理的方面考虑，测量晶圆或等离子处理装置的各种构成构件的温度，近年来，提出了一种与这样的低相干光干涉温度计相关的技术(例如，参照专利文献1)，即，通过向测温对象物照射低相干光并测量参照光与来自表面和背面的反射光之间的干涉来测量测温对象物的温度。

专利文献1：日本特开2003-307458号公报

但是，在以往的使用了低相干光干涉温度计的测温技术中，必须满足测温对象物能够透射测量光的一部分、测量部位的表面和背面的平行度较高以及表面和背面进行了镜面研磨等条件，符合成为测温对象物的制约较多，因此，低相干光干涉温度计的应用范围并不一定很广。另外，还需要准确地设定从照射低相干光的准直器(collimator)到测温对象物的距离、即光路长度，由于即使光路长度稍稍偏离适当的光路长度，也无法进行准确的测温，因此，存在光路长度设定操作复杂这样的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供不需要用于设定光路长度的复杂操作、且对测温对象物的制约较少、应用范围较广的测温用探头、测温系统及采用了该探头的测温方法。

为了达到上述目的，技术方案1所述的测温用探头利用了低相干光的干涉，其特征在于，包括：温度获取构件，其与测温对象物的表面抵接，与上述测温对象物热同化(即同化成与上述测温对象物的温度相同的温度)；光照射部/受光部，其向该温度获取构件照射由上述低相干光构成的测量光，分别接收来自该温度获取构件的表面的反射光和来自该温度获取构件的背面的反射光；筒状构件，其用于将上述温度获取构件和上述光照射部/受光部之间的间隔规定为规定长度，并且用于使上述测量光和上述反射光的光路自放置上述测温对象物的气氛隔离。

技术方案2所述的测温用探头根据技术方案1所述的测温用探头，其特征在于，上述筒状构件规定上述温度获取构件和上述光照射部/受光部之间的位置关系，使得从上述光照射部/受光部照射的上述测量光垂直地入射到上述温度获取构件的表面。

技术方案3所述的测温用探头根据技术方案1或2所述的测温用探头，其特征在于，上述温度获取构件是由能透射上述低相干光的导热性材料构成的板状体，上述温度获取构件的表面和背面这两面互相平行，且表面和背面这两面分别进行了镜面研磨。

技术方案4所述的测温用探头根据技术方案1～3中任一项所述的测温用探头，其特征在于，上述温度获取构件具有与上述测温对象物的表面相对地开口并沿着上述温度获取构件的厚度方向贯穿上述温度获取构件的通孔，且该测温用探头包括经由该通孔朝向上述测温对象物的表面供给空气或者非活性气体的气体供给部件。

技术方案5所述的测温用探头根据技术方案1～4中任一项所述的测温用探头，其特征在于，该测温用探头设有用于微调整上述温度获取构件和上述光照射部/受光部之间的间隔的调整螺钉。

为了达到上述目的，技术方案6所述的测温系统是低相干光干涉测温系统，其特征在于，包括技术方案1～5中任一项所述的测温用探头、与该测温用探头的上述光照射部/受光部光学连接的、由低相干光的光学系统构成的光接收装置。

为了达到上述目的，技术方案7所述的测温方法采用了技术方案1所述的测温用探头，其特征在于，包括：抵接步骤，在该步骤中使上述温度获取构件抵接于上述测温对象物上；光照射/光接收步骤，在该步骤中从上述光照射部/受光部向上述温度获取构件照射测量光，并由上述光照射部/受光部分别接收由上述温度获取构件的表面反射的反射光和由上述温度获取构件的背面反射的反射光；温度计算步骤，在该步骤中将在上述光照射/光接收步骤中接收的上述两束反射光传送到被连接于上述光照射部/受光部的低相干光干涉测温系统，根据上述两束反射光的光路长度差和预先求得的上述两束反射光的光路长度差同上述温度获取构件的温度的关系计算出上述测温对象物的温度。

技术方案8所述的测温方法根据技术方案7所述的测温方法，其特征在于，该测温方法具有在上述抵接步骤之后待机至上述温度获取构件的温度与上述测温对象物的温度同化的待机步骤。

技术方案9所述的测温方法根据技术方案7或8所述的测温方法，其特征在于，在上述抵接步骤中，导热片介于上述温度获取构件和上述测温对象物之间。