[发明专利]测量装置以及等离子体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量装置以及等离子体处理装置。特别是，涉及一种以光学的方式测量被检体的装置。

背景技术

例如在对半导体晶圆(以下称为晶圆)实施蚀刻、成膜等的情况下，对晶圆的温度控制会影响晶圆的成膜率、蚀刻率，从而影响到形成于晶圆的膜的性质、孔的形状等。于是，为了提高晶圆的加工精度、使成品率良好、提高生产能力，提高晶圆的温度控制的精度非常重要。

因此，以往提出了使用对晶圆背面(或者称为“内面”、“里面”)的温度进行测量的荧光式温度计、电阻温度计等的晶圆温度测量方法。在专利文献1中公开了一种装置，该装置具有：光源；将来自光源的光分为测量光和参照光的单元；使分出的参照光反射并且使上述反射的参照光的光路长度发生变化的单元；以及光检测器，其对晶圆照射测量光，对在晶圆上反射的测量光以及上述参照光的干涉状态进行检测，根据测量光和参照光的干涉状态来测量晶圆的温度。

另一方面，如果使用将CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合元件)阵列、光电二极管阵列使用于检测器的分光器，则使用阵列状地排列的光检测元件能够即时获取到分光数据。分光数据表示入射到分光器的光的特性，因此能够利用该分光数据来测量晶圆的温度。

专利文献1：日本特开2010-199526号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在使用了CCD阵列、光电二极管阵列的分光器中，根据元件数来决定波长分辨率或者波长轴的采样数，将波长分辨率提高到元件数以上在物理上是无法实现的。另外，波长分辨率在可见光区域内被限定为3648个而在红外线区域内被限定为512个～1024个，无法进一步提高波长分辨率。因此，特别是，当使用红外光时，与可见光相比无法进行高分辨率的分光。

另一方面，波长分辨率与可测量的被检体的厚度具有相关关系，波长分辨率越低则可测量的被检体的厚度越受限制，其结果，现在能够使用通常的CCD阵列、光电二极管阵列进行测量的被检体的厚度被限定为相当薄的厚度。例如在等离子体处理装置中，如果为晶圆的厚度程度则能够测量，但是无法测量聚焦环等具有一定厚度的部件。

针对上述问题，本发明的目的在于，提供一种能够提高波长分辨率、使可测量的被检体的范围扩大的测量装置以及等离子体处理装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供一种测量装置，其特征在于，具备：波长分散元件，其将在厚度D的被检体的表面反射的光和在上述被检体的内面反射的光作为入射光来进行分光；检测器，将多个光检测元件阵列状地设置来得到该检测器，所述光检测元件接收由上述波长分散元件分光得到的光并检测接收到的光的功率；以及压电元件，其安装于上述检测器，将所输入的电压变换为力，其中，在由于上述压电元件变换得到的力而使上述检测器沿阵列方向发生位移d/m时，上述检测器检测上述接收到的光的功率，其中m是2以上的整数，d是各上述光检测元件沿阵列方向的宽度。

也可以是，在上述检测器的位移小于d的情况下，在上述位移等于0时以及每当发生位移d/m时，上述检测器检测上述接收到的光的功率，其中，m是2以上的整数。

还可以是，还具备测量部，该测量部根据由上述光检测元件检测出的光的功率的频率分析来测量上述被检体的温度。

也可以是，上述压电元件安装于阵列状地设置的上述多个光检测元件的端部。

也可以是，上述检测器是CCD阵列或者光电二极管阵列。

也可以是，上述测量装置是车尔尼-特纳(Czerny-Turner)型分光器。

在上述被检体的厚度处于由下式表示的最大值Xmax以内的情况下，上述测量部能够测量上述被检体的温度，

[式1]