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INTERFERENCE MEASURING APPARATUS AND MEASURING METHOD foreign

Patent code P100000668
File No. NU-0315
Posted date May 14, 2010
Application number P2010-024491
Publication number P2011-163824A
Patent number P5397817
Date of filing Feb 5, 2010
Date of publication of application Aug 25, 2011
Date of registration Nov 1, 2013
Inventor
  • (In Japanese)堀 勝
  • (In Japanese)伊藤 昌文
  • (In Japanese)東島 康裕
  • (In Japanese)太田 貴之
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人名古屋大学
  • (In Japanese)学校法人 名城大学
  • (In Japanese)NUシステム株式会社
Title INTERFERENCE MEASURING APPARATUS AND MEASURING METHOD foreign
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To improve measurement accuracy in an interference measuring apparatus using the interference of light.
SOLUTION: The interference measuring apparatus is constituted of a light source 10 for radiating supercontinuum light (SC light); an optical fiber coupler 11 for dividing the SC light into measuring light and reference light; a dispersion compensation element 12; a drive unit 13 for moving the dispersion compensation element 12; and a light-receiving means 14 for measuring the interference waveform between the measuring light and the reference light. A measurement object 15 to be measured is an Si substrate having a thickness of 800 μm. The dispersion compensation element 12 is an Si substrate having a thickness of 780 μm. In other words, the dispersion compensation element 12 is made of the same material as that of the measurement object 15 and is thinner by 20 μm than the measurement object 15. Interference by reflection at the back surface of the measurement object 15 and the back surface of the dispersion compensation element 12 has a narrow peak width since wavelength dispersion is mostly negated to improve measurement accuracy of peak positions. As a result, measurement accuracy in temperature and others is improved.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


半導体プロセスなどのように、薄膜成長や微細加工を行うプロセスでは、基板の温度が薄膜の膜質や加工精度に大きく影響するため、基板の温度制御が非常に重要であり、高精度に温度を測定することが求められる。基板の温度測定には従来、熱電対や蛍光温度計などが用いられている。しかし、熱電対や蛍光温度計は、基板の裏面に接触させて計測するため、接触のさせ方などによって測定誤差が生じる場合がある。また、基板表面側で熱流入があるプラズマ加工プロセスでは、基板そのものの温度を測定することができない。



そこで、非接触での温度測定方法が望まれており、たとえば特許文献1などのような、光による干渉を利用した方法が提案されている。これは、以下のような方法である。まず、低コヒーレンス光をスプリッタによって参照光と測定光とに分割し、測定光は測定物に照射して反射させ、参照光はミラーによって反射させる。ミラーは駆動装置によって移動させて参照光の光路長を変化させる。測定物により反射された測定光と、ミラーにより反射された参照光とを干渉させ、干渉波形を測定する。そして、屈折率の温度変化や熱膨張による干渉ピーク位置の温度変化から、温度を測定する。また、測定物表面での反射による干渉ピークと、測定物裏面での反射による干渉ピークが得られるため、測定物の厚さの測定も可能である。光源としては、SLD(スーパールミネッセントダイオード)、LED、スーパーコンティニューム光源などが挙げられる。特にスーパーコンティニューム光(SC光)は、帯域が広くて平坦なスペクトルを有した光であり、コヒーレンス長が短いことから、分解能を向上させて測定精度の向上を図ることができると考えられる。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、光の干渉波形から測定物の温度を測定する干渉測定装置、および測定方法に関するものであり、特に干渉に基づく温度等の測定精度が向上されたものに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
測定物に照射した測定光と、参照光との干渉を測定する干渉測定装置において、
スーパーコンティニューム光を放射する光源と、
前記スーパーコンティニューム光を、前記測定物に照射する前記測定光と、前記参照光とに分割する分割手段と、
前記測定物と同一の分散特性を有した材料からなり、前記測定物との厚さの差が、前記スーパーコンティニューム光のコヒーレンス長以上である分散補償素子と、
前記測定光または前記参照光の一方の光路長を変化させる光路長変化手段と、
前記分散補償素子により反射された前記参照光と、前記測定物によって反射された前記測定光との干渉を測定する受光手段と、
を備えていることを特徴とする干渉測定装置。

【請求項2】
 
前記分散補償素子は、前記測定物と同一の材料からなることを特徴とする請求項1に記載の干渉測定装置。

【請求項3】
 
前記分散補償素子と前記測定物との厚さの差は、前記スーパーコンティニューム光のコヒーレンス長の1~100倍であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の干渉測定装置。

【請求項4】
 
前記スーパーコンティニューム光のコヒーレンス長は、0.5~10μmであることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の干渉測定装置。

【請求項5】
 
前記測定物は、Si基板であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の干渉測定装置。

【請求項6】
 
前記受光手段は、前記測定物表面と前記分散補償素子表面での反射による干渉と、前記測定物裏面と前記分散補償素子裏面での反射による干渉と、を測定することによって前記測定物の温度または厚さを測定する手段である、ことを特徴とする請求項1または請求項5のいずれか1項に記載の干渉測定装置。

【請求項7】
 
測定物に照射した測定光と、参照光との干渉を測定する干渉測定方法において、
スーパーコンティニューム光を測定光と参照光に分割し、
前記測定光を前記測定物に照射し、
前記参照光を、前記測定物と同一の分散特性を有した材料からなり、前記測定物との厚さの差が、前記スーパーコンティニューム光のコヒーレンス長以上である分散補償素子に照射し、
前記測定光または前記参照光の一方の光路長を変化させ、
前記分散補償素子により反射された前記参照光と、前記測定物によって反射された前記測定光との干渉を測定する、
ことを特徴とする干渉測定方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2010024491thum.jpg
State of application right Registered
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