(57)【要約】【課題】  装置取付けの手間を軽減し，各測定対象物に測定光を通すための孔を形成することなく，複数の測定対象物の温度又は厚さを一度に測定可能とする。【解決手段】  各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎを透過し反射する波長を有する光を照射する光源１１０と，光源からの光を測定光と参照光とにスプリットするためのスプリッタ１２０と，スプリッタからの参照光を反射するための参照光反射手段（例えば参照ミラー）１４０と，参照光反射手段から反射する参照光の光路長を変化させるための光路長変化手段（例えば参照ミラーを駆動する駆動手段１４２）と，スプリッタからの参照光を参照光反射手段へ向けて照射する際に参照光反射手段から反射する参照光と，スプリッタからの測定光を複数の測定対象物へ向けて各測定対象物を透過するように照射する際に各測定対象物から反射する各測定光との光の干渉を測定するための受光手段１５０とを備えた。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して配置された複数の測定対象物の温度又は厚さを光の干渉に基づいて測定する温度／厚さ測定装置であって，
前記各測定対象物を透過し反射する波長を有する光を照射する光源と，
前記光源からの光を測定光と参照光とにスプリットするためのスプリッタと，
前記スプリッタからの参照光を反射するための参照光反射手段と，
前記参照光反射手段から反射する参照光の光路長を変化させるための光路長変化手段と，
前記スプリッタからの参照光を前記参照光反射手段へ向けて照射する参照光照射位置まで伝送する参照光伝送手段と，
前記スプリッタからの測定光を前記複数の測定対象物へ向けて前記各測定対象物を透過するように照射する測定光照射位置まで伝送する測定光伝送手段と，
前記各測定対象物から反射する各測定光と，前記参照光反射手段から反射する参照光との光の干渉を測定するための受光手段と，
を備えたことを特徴とする温度／厚さ測定装置。
【請求項２】
前記測定光伝送手段は，測定光の光路の途中に，この測定光の光路に並列して接続した迂回光路を設けたことを特徴とする請求項１に記載の温度／厚さ測定装置。
【請求項３】
前記各測定対象物についての前記測定光と前記参照光との干渉波形がそれぞれ近傍で測定されるように，前記測定光の迂回光路の光路長を調整したことを特徴とする請求項２に記載の温度／厚さ測定装置。
【請求項４】
前記各測定対象物についての前記測定光と前記参照光との干渉波形のピーク幅の全部又は一部が重なって測定されるように，前記測定光の迂回光路の光路長を調整したことを特徴とする請求項３に記載の温度／厚さ測定装置。
【請求項５】
前記スプリッタからの測定光をさらに複数の測定光にスプリットするための測定光用スプリッタを設け，この測定光用スプリッタからの各測定光を前記複数の測定対象物へ向けて前記各測定対象物を透過するように照射することを特徴とする請求項１に記載の温度／厚さ測定装置。
【請求項６】
前記参照光反射手段は，複数の反射面を設け，前記スプリッタからの参照光を前記各反射面で反射させることにより，光路長の異なる複数の参照光を反射可能としたことを特徴とする請求項１に記載の温度／厚さ測定装置。
【請求項７】
前記各測定対象物についての前記測定光と前記参照光との干渉波形がそれぞれ近傍で測定されるように，前記参照光反射手段の複数の反射面の位置を調整したことを特徴とする請求項６に記載の温度／厚さ測定装置。
【請求項８】
前記各測定対象物についての前記測定光と前記参照光との干渉波形のピーク幅の全部又は一部が重なって測定されるように，前記参照光反射手段の複数の反射面の位置を調整したしたことを特徴とする請求項７に記載の温度／厚さ測定装置。
【請求項９】
前記スプリッタからの参照光をさらに複数の参照光にスプリットするための参照光用スプリッタを設け，この参照光用スプリッタからの複数の参照光を前記参照光反射手段へ照射することを特徴とする請求項１に記載の温度／厚さ測定装置。
【請求項１０】
前記各測定対象物についての前記測定光と前記参照光との干渉波形がそれぞれ近傍で測定されるように，前記参照光用スプリッタからの複数の参照光の光路長を調整したことを特徴とする請求項９に記載の温度／厚さ測定装置。
【請求項１１】
前記各測定対象物についての前記測定光と前記参照光との干渉波形のピーク幅の全部又は一部が重なって測定されるように，前記参照光用スプリッタからの複数の参照光の光路長を調整したことを特徴とする請求項１０に記載の温度／厚さ測定装置。
【請求項１２】
前記参照光伝送手段は，参照光の光路の途中に，この参照光の光路に並列して接続した迂回光路を設けたことを特徴とする請求項１に記載の温度／厚さ測定装置。
【請求項１３】
前記各測定対象物についての前記測定光と前記参照光との干渉波形がそれぞれ近傍で測定されるように，前記参照光の迂回光路の光路長を調整したことを特徴とする請求項１２に記載の温度／厚さ測定装置。
【請求項１４】
前記各測定対象物についての前記測定光と前記参照光との干渉波形のピーク幅の全部又は一部が重なって測定されるように，前記参照光の迂回光路の光路長を調整したことを特徴とする請求項１３に記載の温度／厚さ測定装置。
【請求項１５】
前記各光はそれぞれ，空中を介して伝送されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の温度／厚さ測定装置。
【請求項１６】
前記各測定対象物は，シリコン又はシリコン酸化膜により形成され，
前記光源は，１．０〜２．５μｍの波長を有する光を照射可能なものであることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の温度／厚さ測定装置。
【請求項１７】
前記測定対象物は，基板処理装置内で処理される被処理基板及びこの被処理基板に対向して配設される電極板であることを特徴とする請求項１６に記載の温度／厚さ測定装置。
【請求項１８】
前記測定対象物は，基板処理装置内で処理される被処理基板の周囲に配設される周辺リング及びこの周辺リングに対向して配設される電極板であることを特徴とする請求項１６に記載の温度／厚さ測定装置。
【請求項１９】
対向して配置された複数の測定対象物の温度又は厚さを光の干渉に基づいて測定する温度／厚さ測定方法であって，
前記各測定対象物を透過し反射する波長を有する光を照射する光源からスプリットされた測定光を前記複数の測定対象物へ向けて前記各測定対象物を透過するように照射するとともに，参照光を参照光反射手段へ向けて照射する工程と，
前記参照光反射手段を一方向へ走査することによって前記参照光反射手段から反射する参照光の光路長を変化させながら，前記各測定対象物から反射する各測定光と，前記参照光反射手段から反射する参照光との光の干渉を測定する工程と，
前記干渉測定の結果に基づいて前記各測定対象物の温度又は厚さを測定する工程と，
を有することを特徴とする温度／厚さ測定方法。
【請求項２０】
前記測定光の光路の途中に，この測定光の光路に並列して接続した迂回光路を設け，
前記干渉を測定する工程は，前記測定光の迂回光路を介さないで伝送される測定光と前記参照光との光の干渉と，少なくとも一度は前記測定光の迂回光路を介して伝送される測定光と前記参照光との光の干渉とを測定することを特徴とする請求項１９に記載の温度／厚さ測定方法。
【請求項２１】
前記光源からスプリットされた測定光をさらに複数の測定光にスプリットするための測定光用スプリッタを設け，
前記干渉を測定する工程は，前記測定光用スプリッタからの複数の測定光が前記各測定対象物から反射する各測定光と，前記参照光反射手段から反射する参照光との光の干渉を測定することを特徴とする請求項１９に記載の温度／厚さ測定方法。
【請求項２２】
前記参照光反射手段は，複数の反射面を設け，
前記干渉を測定する工程は，前記光源からスプリットされた参照光が前記各反射面から反射する複数の参照光と，前記各測定対象物から反射する各測定光との光の干渉を測定することを特徴とする請求項１９に記載の温度／厚さ測定方法。
【請求項２３】
前記スプリッタからの参照光をさらに複数の参照光にスプリットするための参照光用スプリッタを設け，
前記干渉を測定する工程は，前記参照光用スプリッタからの複数の参照光が前記参照光反射手段から反射する各参照光と，前記各測定対象物から反射する各測定光との光の干渉を測定することを特徴とする請求項１９に記載の温度／厚さ測定方法。
【請求項２４】
前記参照光の光路の途中に，この参照光の光路に並列して接続した迂回光路を設け，
前記干渉を測定する工程は，前記参照光の迂回光路を介さないで伝送される参照光と前記測定光との光の干渉と，少なくとも一度は前記参照光の迂回光路を介して伝送される参照光と前記測定光との光の干渉とを測定することを特徴とする請求項１９に記載の温度／厚さ測定方法。
【請求項２５】
前記各光はそれぞれ，空中を介して伝送されることを特徴とする請求項１９〜２４のいずれかに記載の温度／厚さ測定方法。
【請求項２６】
前記各測定対象物は，シリコン又はシリコン酸化膜により形成され，
前記光源は，１．０〜２．５μｍの波長を有する光を照射可能なものであることを特徴とする請求項１９〜２５のいずれかに記載の温度／厚さ測定方法。
【請求項２７】
前記各測定対象物は，基板処理装置内で処理される被処理基板及びこの被処理基板に対向して配設される電極板であることを特徴とする請求項２６に記載の温度／厚さ測定方法。
【請求項２８】
前記測定対象物は，基板処理装置内で処理される被処理基板の周囲に配設される周辺リング及びこの周辺リングに対向して配設される電極板であることを特徴とする請求項２６に記載の温度／厚さ測定方法。
【請求項２９】
前記測定光と前記参照光との光の干渉の測定中に前記光源の光強度を変えることを特徴とする請求項１９〜２８のいずれかに記載の温度／厚さ測定方法。
【請求項３０】
前記参照光反射手段の移動距離に応じて前記光源の光強度を徐々に大きくすることを特徴とする請求項２９に記載の温度／厚さ測定方法。
【請求項３１】
前記各測定対象物ごとに前記光源の光強度を変えることを特徴とする請求項２９に記載の温度／厚さ測定方法。
【請求項３２】
前記測定光の前記各測定対象物からの反射強度に応じて前記光源の光強度を変えることを特徴とする請求項３１に記載の温度／厚さ測定方法。
【請求項３３】
前記測定光の照射位置から離れた測定対象物ほど前記光源の光強度を大きくすることを特徴とする請求項３１に記載の温度／厚さ測定方法。
【請求項３４】
処理室内に配置された電極板に高周波電力を印加することによって，この電極板に対向して配置される被処理基板に所定の処理を施す基板処理装置と，この基板処理装置に取付けられる温度／厚さ測定装置と，前記温度／厚さ測定装置を制御する制御装置とを備える温度／厚さ測定システムであって，
前記温度／厚さ測定装置は，少なくとも前記電極板と前記被処理基板又はこの被処理基板の周囲に配設される周辺リングを含む各測定対象物を透過し反射する波長を有する光を照射する光源と，前記光源からの光を測定光と参照光とにスプリットするためのスプリッタと，前記スプリッタからの参照光を反射するための参照光反射手段と，前記参照光反射手段から反射する参照光の光路長を変化させるための光路長変化手段と，前記スプリッタからの参照光を前記参照光反射手段へ向けて照射する参照光照射位置まで伝送する参照光伝送手段と，前記スプリッタからの測定光を前記各測定対象物へ向けて前記各測定対象物を透過するように照射する測定光照射位置まで伝送する測定光伝送手段と，前記各測定対象物から反射する各測定光と，前記参照光反射手段から反射する参照光との光の干渉を測定するための受光手段とを備え，
前記制御装置は，前記受光手段からの干渉測定の結果に基づいて前記各測定対象物の温度又は厚さを求めることを特徴とする温度／厚さ測定システム。
【請求項３５】
処理室内に配置された電極板に高周波電力を印加することによって，この電極板に対向して配置される被処理基板に所定の処理を施す基板処理装置と，この基板処理装置に設置される温度／厚さ測定装置と，前記温度／厚さ測定装置及び前記基板処理装置を制御する制御装置とを備える制御システムであって，
前記温度／厚さ測定装置は，少なくとも前記電極板と前記被処理基板又はこの被処理基板の周囲に配設される周辺リングを含む各測定対象物を透過し反射する波長を有する光を照射する光源と，前記光源からの光を測定光と参照光とにスプリットするためのスプリッタと，前記スプリッタからの参照光を反射するための参照光反射手段と，前記参照光反射手段から反射する参照光の光路長を変化させるための光路長変化手段と，前記スプリッタからの参照光を前記参照光反射手段へ向けて照射する参照光照射位置まで伝送する参照光伝送手段と，前記スプリッタからの測定光を前記各測定対象物へ向けて前記各測定対象物を透過するように照射する測定光照射位置まで伝送する測定光伝送手段と，前記各測定対象物から反射する各測定光と，前記参照光反射手段から反射する参照光との光の干渉を測定するための受光手段と，
前記制御装置は，前記受光手段からの干渉測定の結果に基づいて前記各測定対象物の温度又は厚さを求め，これらの温度又は厚さに基づいて，前記基板処理装置の処理室内にある前記被処理基板の温度制御とプロセス制御のうち少なくとも一方の制御を行うことを特徴とする制御システム。
【請求項３６】
処理室内に配置された電極板に高周波電力を印加することによって，この電極板に対向して配置される被処理基板に所定の処理を施す基板処理装置の制御システムについて制御方法であって，
少なくとも前記電極板と前記被処理基板又はこの被処理基板の周囲に配設される周辺リングを含む複数の測定対象物を透過し反射する波長を有する光を照射する光源からスプリットされた測定光を前記複数の測定対象物へ向けて前記各測定対象物を透過するように照射するとともに，参照光を参照光反射手段へ向けて照射する工程と，
前記参照光反射手段を一方向へ走査することによって前記参照光反射手段から反射する参照光の光路長を変化させながら，前記各測定対象物から反射する各測定光と，前記参照光反射手段から反射する参照光との光の干渉を測定する工程と，
前記干渉測定の結果に基づいて前記各測定対象物の温度又は厚さを測定する工程と，
測定した前記各測定対象物の温度又は厚さに基づいて，前記基板処理装置における前記被処理基板の温度制御とプロセス制御のうち少なくとも一方の制御を行う工程と，
を有することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，測定対象物例えば半導体ウエハや液晶基板等の表面，裏面，内部層などの温度又は厚さを正確に測定可能な温度／厚さ測定装置，温度／厚さ測定方法，温度／厚さ測定システム，制御システム，制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば基板処理装置により処理される被処理基板例えば半導体ウエハ（以下，単に「ウエハ」とも称する。）の温度などを正確に測定することは，成膜やエッチングなど種々の処理の結果によりウエハ上に形成される膜やホールなどの形状，物性等を正確にコントロールする点からも極めて重要である。このため，従来より例えば抵抗温度計や，基材裏面の温度を測定する蛍光式温度計等を利用した計測法など様々な方法によってウエハの温度計測がなされている。
【０００３】
近年では，上述したような従来の温度計測方法では困難だったウエハの温度を直接計測することができる温度計測方法や装置も研究されている（例えば特許文献１参照）。このような温度測定装置の具体例を図１９及び図２０を参照しながら説明する。図１９は従来の温度測定装置の原理を説明するための図であり，図２０は温度測定装置により計測された干渉波形を観念的に示した図である。
【０００４】
図１９に示す温度測定装置１０は，例えばマイケルソン干渉計を基本とした低コヒーレンス干渉計を利用したものである。温度測定装置１０は，例えば低コヒーレンス性を持つＳＬＤ（Super Luminescent Diode）より構成される光源１２と，この光源１２の光を参照ミラー２０へ照射する参照光及び測定対象物３０へ照射する測定光の２つに分けるビームスプリッタ１４と，一方向へ駆動可能に設けられ上記参照光の光路長を可変可能な参照ミラー２０と，参照ミラー２０からの参照光の反射光と測定対象物３０からの測定光の反射光とを受光して干渉を計測する受光器１６とを備える。
【０００５】
このような温度測定装置１０においては，光源１２からの光がビームスプリッタ１４により参照光と測定光との２つに分けられ，測定光は測定対象物へ向けて照射されて各層で反射され，参照光は参照ミラー２０へ向けて照射されてミラー表面で反射される。そして，それぞれの反射光が再びビームスプリッタ１４に入射し，その際，参照光の光路長によっては重なり合って干渉を起こして，その干渉波が受光器１６で検出される。
【０００６】
そこで，温度測定を行う際，参照ミラー２０を一方向に駆動させて照射光の光路長を変化させる。すると，光源１２の低コヒーレンス性により光源１２からの光のコヒーレンス長が短いため，通常は，測定光の光路長と参照光の光路長が一致した場所で強く干渉が起こり，それ以外の場所では干渉は実質的に低減する。このように，参照ミラー２０を例えば前後方向（図１９における矢印方向）に駆動させ，参照光の光路長を変化させることにより，測定対象物の各層（Ａ層，Ｂ層）における屈折率差（ｎ１，ｎ２）による測定光の反射光と参照光の反射光とが干渉し，図２０に示すような干渉波形が検出される。その結果，測定対象物の深度方向の温度測定が可能となる。
【０００７】
例えば，図２０において測定対象物がヒータなどにより温められることで温度が変化すると，測定対象物は膨張する。このとき測定対象物３０の各層の屈折率も変化するため，温度変化前と温度変化後では干渉波形の位置がずれて，各ピーク位置間の幅が変化し，しかも干渉波形のピーク位置の変化幅は上記温度変化に対応する。また，干渉波形のピーク位置は，参照ミラー２０の移動距離と対応しているため，参照ミラー２０の移動距離に基づいて干渉波形のピーク位置の幅を精度良く測定することで温度変化を測定することができる。
【０００８】
【特許文献１】国際公開第０３／０８７７４４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで，上述したような温度測定装置では，ウエハの温度のみならず，基板処理装置の処理室内に設けられる上部電極の電極板などの温度についても測定可能である。しかも，この場合，ウエハの温度と電極板などの温度を一度に測定できれば便利である。すなわち，コストを極力抑えながら，簡単に複数の温度対象物の温度を測定することができるとともに，温度測定にかかる手間や時間を極力軽減することができる。
【００１０】
しかしながら，例えばウエハと上部電極の電極板などのように，対向して配置された複数の測定対象物の温度を測定する場合には，次のような問題が考えられる。例えば光源からの測定光を光ファイバにより伝送する場合には，ウエハの温度を測定するための光ファイバは処理室の下方から取り回し，上部電極の電極板を測定する光ファイバは処理室の上方から取り回すようにすることが考えられる。ところが，このようにすると，同じ光源からの測定光を処理室の上下から光ファイバを取り回すことになるので，このような光ファイバの取り回しは困難であり，温度測定装置の設置に手間がかかるという問題がある。
【００１１】
この点，ウエハの温度を測定するための光ファイバと上部電極の電極板の温度を測定するための光ファイバとを共に処理室の上方から取り回すようにすればよいとも考えられる。ところが，このようにすると，上部電極の電極板の下側に離間してウエハが配置される位置関係にあるため，ウエハ上に測定光を照射するには，測定対象物である上部電極の電極板に，他の測定対象物であるウエハへ測定光を照射する光ファイバを通すための孔を形成しなければならないという問題がある。これでは，測定対象物に余計な孔が必要となるとともに，その孔を形成する手間もかかる。
【００１２】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，対向して配置された複数の測定対象物の温度又は厚さを測定する際に，温度／厚さ測定装置の取付けの手間を軽減することができ，測定対象物に他の測定対象物を測定するための測定光を通すための孔を形成することなく，複数の測定対象物の温度又は厚さを一度に測定することができる温度／厚さ測定装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，対向して配置された複数の測定対象物の温度又は厚さを光の干渉に基づいて測定する温度／厚さ測定装置であって，前記各測定対象物を透過し反射する波長を有する光を照射する光源と，前記光源からの光を測定光と参照光とにスプリットするためのスプリッタと，前記スプリッタからの参照光を反射するための参照光反射手段と，前記参照光反射手段から反射する参照光の光路長を変化させるための光路長変化手段と，前記スプリッタからの参照光を前記参照光反射手段へ向けて照射する参照光照射位置まで伝送する参照光伝送手段と，前記スプリッタからの測定光を前記複数の測定対象物へ向けて前記各測定対象物を透過するように照射する測定光照射位置まで伝送する測定光伝送手段と，前記各測定対象物から反射する各測定光と，前記参照光反射手段から反射する参照光との光の干渉を測定するための受光手段とを備えたことを特徴とする温度／厚さ測定装置が提供される。
【００１４】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，対向して配置された複数の測定対象物の温度又は厚さを光の干渉に基づいて測定する温度／厚さ測定方法であって，前記各測定対象物を透過し反射する波長を有する光を照射する光源からスプリットされた測定光を前記複数の測定対象物へ向けて前記各測定対象物を透過するように照射するとともに，参照光を参照光反射手段へ向けて照射する工程と，前記参照光反射手段を一方向へ走査することによって前記参照光反射手段から反射する参照光の光路長を変化させながら，前記各測定対象物から反射する各測定光と，前記参照光反射手段から反射する参照光との光の干渉を測定する工程と，前記干渉測定の結果に基づいて前記各測定対象物の温度又は厚さを測定する工程とを有することを特徴とする温度／厚さ測定方法が提供される。
【００１５】
このような本発明にかかる上記装置又は方法によれば，光源からスプリットされた測定光が，対向して配置された複数の測定対象物へ向けて照射されると，測定光は最初に（最端に）配置された測定対象物の表面や裏面などで反射するとともに，この最初の測定対象物を透過するため，この透過光を２番目に配置された測定対象物の測定光として利用できる。同様に，測定光は各測定対象物を透過するので，３番目以降に配置された測定対象物についても，それ以前に配置された測定対象物を測定光が透過した光がその測定対象物の測定光となり，各測定対象物の表面や裏面などで反射する。従って，各測定対象物から反射する各測定光と，参照光反射手段から反射する参照光との光の干渉を測定することにより，各測定対象物の温度又は厚みを一度に求めることができる。
【００１６】
このように，ある測定対象物を透過した測定光を次に配置された測定対象物の測定光として利用することにより，光源からスプリットされた測定光を複数の測定対象物へ向けて照射するという簡単な構成で，各測定対象物から反射する各測定光を受光することができる。これにより，測定光を伝送する例えば光ファイバなどの取り回しが容易で測定対象物への孔の形成を不要とすることができるなど温度測定装置の取付けの手間を軽減することができる。また，１つの温度測定装置で複数の測定対象物の温度を一度に測定することができるので，コストの上昇を極力抑えつつ，温度計測時間も極力短くすることができる。
【００１７】
また，上記装置又は方法において，測定光の光路の途中に，この測定光の光路に並列して接続した迂回光路を設けることにより，測定光の迂回光路を介さないで伝送される測定光と参照光との光の干渉と，少なくとも一度は測定光の迂回光路を介して伝送される測定光と参照光との光の干渉とを測定することができる。これら光の干渉にはずれが生じ，これら光の干渉のずれ量は測定光の迂回光路の光路長を調整することにより調整可能である。
【００１８】
従って，上記測定光の迂回光路の光路長を調整することにより，例えば各測定対象物についての測定光と参照光との干渉波形がそれぞれ近傍で測定されるようにすることができる。このため，少なくとも各測定対象物についての測定光と参照光との干渉波形が測定できる範囲だけ参照光反射手段（例えば参照ミラー）を移動させれば足りる。これにより，参照光反射手段（例えば参照ミラー）の移動距離を短くすることができるので，温度又は厚さ測定にかかる時間も短縮することができる。この場合，各測定対象物についての干渉波形のピーク幅の全部又は一部が重なって測定されるように，上記測定光の迂回光路の光路長を調整すれば，さらに参照光反射手段（例えば参照ミラー）の移動距離を短くすることができるので，温度又は厚さ測定にかかる時間もさらに短縮することができる。
【００１９】
また，上記装置又は方法において，前記スプリッタからの測定光をさらに複数の測定光にスプリットするための測定光用スプリッタを設け，この測定光用スプリッタからの各測定光を前記複数の測定対象物へ向けて前記各測定対象物を透過するように照射することにより，前記測定光用スプリッタからの複数の測定光が前記各測定対象物から反射する各測定光と，前記参照光反射手段から反射する参照光との光の干渉を測定することができる。これにより，各測定光の光軸を各測定対象物ごとに調整することができるので，各測定対象物の平行度の精度に拘らず，測定光の光軸の調整が容易となる。
【００２０】
また，上記装置又は方法において，前記参照光反射手段は，複数の反射面を設け，前記スプリッタからの参照光を前記各反射面で反射させて，光路長の異なる複数の参照光を反射させることにより，前記各反射面から反射する複数の参照光と，前記各測定対象物から反射する各測定光との光の干渉を測定することができる。これら光の干渉にはずれが生じ，これら光の干渉のずれ量は参照光反射手段の複数の反射面の位置を調整することにより調整可能である。
【００２１】
従って，参照光反射手段の複数の反射面の位置を調整することにより，例えば各測定対象物についての測定光と参照光との干渉波形がそれぞれ近傍で測定されるようにしたり，各測定対象物についての干渉波形のピーク幅の全部又は一部が重なって測定されるようにしたりすることができる。このため，少なくとも各測定対象物についての測定光と参照光との干渉波形が測定できる範囲だけ参照光反射手段（例えば参照ミラー）を移動させれば足りる。これにより，参照光反射手段（例えば参照ミラー）の移動距離を短くすることができるので，温度又は厚さ測定にかかる時間も短縮することができる。
【００２２】
また，上記装置又は方法において，前記スプリッタからの参照光をさらに複数の参照光にスプリットするための参照光用スプリッタを設け，この参照光用スプリッタからの複数の参照光を前記参照光反射手段へ照射することにより，参照光用スプリッタからの複数の参照光が参照光反射手段から反射する各参照光と，各測定対象物から反射する各測定光との光の干渉を測定することができる。これら光の干渉にはずれが生じ，これら光の干渉のずれ量は参照光用スプリッタからの複数の参照光の光路長を調整することにより調整可能である。
【００２３】
従って，参照光用スプリッタからの複数の参照光の光路長を調整することにより，例えば各測定対象物についての測定光と参照光との干渉波形がそれぞれ近傍で測定されるようにしたり，各測定対象物についての干渉波形のピーク幅の全部又は一部が重なって測定されるようにしたりすることができる。このため，少なくとも各測定対象物についての測定光と参照光との干渉波形が測定できる範囲だけ参照光反射手段（例えば参照ミラー）を移動させれば足りる。これにより，参照光反射手段（例えば参照ミラー）の移動距離を短くすることができるので，温度又は厚さ測定にかかる時間も短縮することができる。
【００２４】
また，上記装置又は方法において，参照光の光路の途中に，この参照光の光路に並列して接続した迂回光路を設けることにより，参照光の迂回光路を介さないで伝送される参照光と測定光との光の干渉と，少なくとも一度は参照光の迂回光路を介して伝送される参照光と測定光との光の干渉とを測定することができる。これら光の干渉にはずれが生じ，これら光の干渉のずれ量は参照光の迂回光路の光路長を調整することにより調整可能である。
【００２５】
従って，上記参照光の迂回光路の光路長を調整することにより，例えば各測定対象物についての測定光と参照光との干渉波形がそれぞれ近傍で測定されるようにすることができる。このため，少なくとも各測定対象物についての測定光と参照光との干渉波形が測定できる範囲だけ参照光反射手段（例えば参照ミラー）を移動させれば足りる。これにより，参照光反射手段（例えば参照ミラー）の移動距離を短くすることができるので，温度又は厚さ測定にかかる時間も短縮することができる。この場合，各測定対象物についての干渉波形のピーク幅の全部又は一部が重なって測定されるように，上記参照光の迂回光路の光路長を調整すれば，さらに参照光反射手段（例えば参照ミラー）の移動距離を短くすることができるので，温度又は厚さ測定にかかる時間もさらに短縮することができる。
【００２６】
また，上記装置又は方法において，前記各光（光源からの光，測定光，参照光など）はそれぞれ，空中を介して伝送されるようにしてもよい。これによれば，光ファイバやコリメートファイバの用いずに光を伝送させることができる。これにより，光ファイバやコリメートファイバを通らない波長（例えば２．５μｍ以上の波長）の光であっても，光源として利用することができる。
【００２７】
また，上記装置又は方法において，前記各測定対象物は，例えばシリコン又はシリコン酸化膜により形成され，前記光源は，例えば１．０〜２．５μｍの波長を有する光を照射可能なもので構成される。このような１．０〜２．５μｍの波長を有する光は，シリコン又はシリコン酸化膜を透過し反射することから，ある測定対象物を透過した測定光を次に配置された測定対象物の測定光として利用することが可能となる。
【００２８】
また，上記装置又は方法において，前記測定対象物は，例えば基板処理装置（例えばプラズマ処理装置など）内で処理される被処理基板（例えば半導体ウエハ，ガラス基板など）又はこの被処理基板の周囲に配設される周辺リング（例えばフォーカスリング）と，この被処理基板に対向して配設される電極板（例えば上部電極の電極板，下部電極の電極板など）である。このように，本発明によれば上記のような簡単な構成で，基板処理装置内で対向して配置される電極板と被処理基板又は周辺リングの温度又は厚みを一度に測定することができるので，コストを極力抑えながら，温度測定にかかる手間や時間を極力軽減することができる。
【００２９】
また，上記方法において，前記測定光と前記参照光との光の干渉の測定中に前記光源の光強度を変えるようにしてもよい。例えば参照光反射手段の移動距離に応じて光源の光強度を徐々に大きくしたり，また各測定対象物ごとに光源の光強度を変えるようにしてもよい。測定対象物ごとに光源の光強度を変える場合は，例えば測定光の各測定対象物からの反射強度に応じて光源の光強度を変えたり，測定光の照射位置から離れた測定対象物ほど光源の光強度を大きくするようにしてもよい。これにより，測定光と参照光との光の干渉の測定中に，測定光が各測定対象物の内部及び各測定対象物間の空間を透過することによる測定光の光強度の低下を防止することにより，その測定光と参照光との干渉波形についてのノイズに対する光強度（Ｓ／Ｎ比）の低下を防止してその干渉波形がくずれないようにすることができる。これにより，例えば干渉波形のピーク位置の検出精度を向上させて，干渉波形のピーク間幅に基づく温度や厚みの測定精度を向上させることができる。
【００３０】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，処理室内に配置された電極板に高周波電力を印加することによって，この電極板に対向して配置される被処理基板に所定の処理を施す基板処理装置と，この基板処理装置に取付けられる温度／厚さ測定装置と，前記温度／厚さ測定装置を制御する制御装置とを備える温度／厚さ測定システムであって，前記温度／厚さ測定装置は，少なくとも前記電極板と前記被処理基板又はこの被処理基板の周囲に配設される周辺リングを含む各測定対象物を透過し反射する波長を有する光を照射する光源と，前記光源からの光を測定光と参照光とにスプリットするためのスプリッタと，前記スプリッタからの参照光を反射するための参照光反射手段と，前記参照光反射手段から反射する参照光の光路長を変化させるための光路長変化手段と，前記スプリッタからの参照光を前記参照光反射手段へ向けて照射する参照光照射位置まで伝送する参照光伝送手段と，前記スプリッタからの測定光を前記各測定対象物へ向けて前記各測定対象物を透過するように照射する測定光照射位置まで伝送する測定光伝送手段と，前記各測定対象物から反射する各測定光と，前記参照光反射手段から反射する参照光との光の干渉を測定するための受光手段とを備え，前記制御装置は，前記受光手段からの干渉測定の結果に基づいて前記各測定対象物の温度又は厚さを求めることを特徴とする温度／厚さ測定システムが提供される。
【００３１】
このような本発明にかかる温度／厚さ測定システムによれば，測定光を伝送する例えば光ファイバなどの取り回しが容易で測定対象物への孔の形成を不要とすることができるなど基板処理装置への温度測定装置の取付けの手間を軽減することができる。また，１つの温度測定装置で例えば基板処理装置に対向して配置される被処理基板及び電極板を含む複数の測定対象物の温度を一度に測定することができるので，コストの上昇を極力抑えつつ，温度計測時間も極力短くすることができる。
【００３２】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，処理室内に配置された電極板に高周波電力を印加することによって，この電極板に対向して配置される被処理基板に所定の処理を施す基板処理装置と，この基板処理装置に設置される温度／厚さ測定装置と，前記温度／厚さ測定装置及び前記基板処理装置を制御する制御装置とを備える制御システムであって，前記温度／厚さ測定装置は，少なくとも前記電極板と前記被処理基板又はこの被処理基板の周囲に配設される周辺リングを含む各測定対象物を透過し反射する波長を有する光を照射する光源と，前記光源からの光を測定光と参照光とにスプリットするためのスプリッタと，前記スプリッタからの参照光を反射するための参照光反射手段と，前記参照光反射手段から反射する参照光の光路長を変化させるための光路長変化手段と，前記スプリッタからの参照光を前記参照光反射手段へ向けて照射する参照光照射位置まで伝送する参照光伝送手段と，前記スプリッタからの測定光を前記各測定対象物へ向けて前記各測定対象物を透過するように照射する測定光照射位置まで伝送する測定光伝送手段と，前記各測定対象物から反射する各測定光と，前記参照光反射手段から反射する参照光との光の干渉を測定するための受光手段と，前記制御装置は，前記受光手段からの干渉測定の結果に基づいて前記各測定対象物の温度又は厚さを求め，これらの温度又は厚さに基づいて，前記基板処理装置の処理室内にある前記被処理基板の温度制御とプロセス制御のうち少なくとも一方の制御を行うことを特徴とする制御システムが提供される。
【００３３】
このような本発明にかかる制御システムによれば，例えば基板処理装置に対向して配置される被処理基板及び電極板を含む複数の測定対象物の温度又は厚みを一度に測定することができ，これらの温度又は厚みに基づいて被処理基板の温度制御やプロセス制御を行うことができるので，被処理基板のプロセス特性を的確に制御することができ，また基板処理装置の安定性を向上させることができる。
【００３４】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，処理室内に配置された電極板に高周波電力を印加することによって，この電極板に対向して配置される被処理基板に所定の処理を施す基板処理装置の制御システムについて制御方法であって，少なくとも前記電極板と前記被処理基板又はこの被処理基板の周囲に配設される周辺リングを含む複数の測定対象物を透過し反射する波長を有する光を照射する光源からスプリットされた測定光を前記複数の測定対象物へ向けて前記各測定対象物を透過するように照射するとともに，参照光を参照光反射手段へ向けて照射する工程と，
前記参照光反射手段を一方向へ走査することによって前記参照光反射手段から反射する参照光の光路長を変化させながら，前記各測定対象物から反射する各測定光と，前記参照光反射手段から反射する参照光との光の干渉を測定する工程と，前記干渉測定の結果に基づいて前記各測定対象物の温度又は厚さを測定する工程と，測定した前記各測定対象物の温度又は厚さに基づいて，前記基板処理装置における前記被処理基板の温度制御とプロセス制御のうち少なくとも一方の制御を行う工程とを有することを特徴とする制御方法が提供される。
【００３５】
このような本発明にかかる制御方法によれば，例えば基板処理装置の処理室内に対向して配置される電極板と被処理基板を含む複数の測定対象物の温度又は厚みを一度に測定することができ，これらの温度又は厚みに基づいて被処理基板の温度制御やプロセス制御を行うことができるので，被処理基板のプロセス特性を的確に制御することができ，また基板処理装置の安定性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば，対向して配置された複数の測定対象物の温度又は厚さを測定する際に，ある測定対象物を透過した測定光を次に配置された測定対象物の測定光として利用することにより，光源からスプリットされた測定光を複数の測定対象物へ向けて照射するという簡単な構成で，各測定対象物から反射する各測定光を受光することができる。これにより，温度／厚さ測定装置の取付けの手間を軽減することができ，測定対象物に他の測定対象物を測定するための測定光を通すための孔を形成することなく，複数の測定対象物の温度又は厚さを一度に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３８】
（第１実施形態にかかる温度測定装置）
本発明の第１実施形態にかかる温度測定装置について図面を参照しながら説明する。図１は，本発明の第１実施形態にかかる温度測定装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態にかかる温度測定装置１００は，上述した図１９に示すような原理を基本としつつ，簡単な構成で，例えば図１に示すような対向して配置された複数の測定対象物Ｔ１〜Ｔｎを参照光反射手段（例えば参照ミラー）の一度の走査で温度測定することができるようにしたものである。このような温度測定装置１００の具体的な構成は以下の通りである。
【００３９】
図１に示すように，温度測定装置１００は，光源１１０と，この光源１１０からの光を測定光と参照光とにスプリット（分波）するためのスプリッタ１２０と，このスプリッタ１２０からの参照光を反射するための参照光反射手段１４０と，参照光反射手段１４０から反射する参照光の光路長を変化させるための光路長変化手段とを備える。光路長変化手段は，例えば参照ミラーなどで構成される参照光反射手段１４０を参照光の入射方向に平行な一方向へ駆動するモータなどの駆動手段１４２により構成される。このように，参照ミラーを一方向へ駆動させることにより，参照ミラーから反射する参照光の光路長を変化させることができる。
【００４０】
また，温度測定装置１００は，対向して配置された複数の測定対象物Ｔ１〜Ｔｎに，上記スプリッタ１２０からの測定光を照射したときに測定対象物Ｔ１〜Ｔｎでそれぞれ反射する第１〜第ｎ測定光と，参照光反射手段１４０に上記スプリッタ１２０からの参照光を照射したときに参照光反射手段１４０から反射する参照光との干渉を測定するための受光手段１５０とを備える。
【００４１】
このような温度測定装置１００を構成する光源１１０としては，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎを透過し反射する光であって，光源１１０からスプリットされる測定光と参照光との干渉が測定できる光を照射可能なものを使用する。本発明においては，光源１１０からの測定光が各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎを透過し反射する光と参照光との干渉に基づいて温度を測定するからである。具体的には，最初に（最端に）配置された測定対象物Ｔ１については光源１１０からの測定光を利用し，２番目以降に配置された測定対象物Ｔ２〜Ｔｎについては，それ以前に配置された測定対象物を上記測定光が透過した光を測定光として利用し，これらの測定光が測定対象物Ｔ１〜Ｔｎから反射した光を受光する。これにより，測定対象物に他の測定対象物を測定するための測定光を通すための孔を形成することなく，すべての測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの温度を測定することができる。
【００４２】
なお，測定対象物として例えばウエハの温度測定を行う場合，光源１１０としては，少なくともウエハの表面と裏面との間の距離（通常は８００〜１５００μｍ程度）からの反射光が干渉を生じない程度の光が好ましい。具体的には例えば低コヒーレンス光を用いることが好ましい。低コヒーレンス光とは，コヒーレンス長の短い光をいう。低コヒーレンス光の中心波長は例えば０．３〜２０μｍが好ましく，更に０．５〜５μｍがより好ましい。また，コヒーレンス長としては，例えば０．１〜１００μｍが好ましく，更に３μｍ以下がより好ましい。このような低コヒーレンス光を光源１１０として使用することにより，余計な干渉による障害を回避でき，ウエハの表面又は内部層からの反射光に基づく参照光との干渉を容易に測定することができる。
【００４３】
また，測定対象物としてウエハの他に，上部電極の電極板など処理室内の部品の温度測定を行うには，光源１１０としてはこれらを透過可能な波長を有する光を使用することが好ましい。複数の測定対象物Ｔ１〜Ｔｎが例えばウエハや上部電極の電極板などのようにシリコン又はシリコン酸化物（例えば石英）などのシリコン材で構成される場合は，シリコン材を透過可能な１．０〜２．５μｍの波長を有する低コヒーレンス光を照射可能なものを光源１１０として使用することが好ましい。
【００４４】
上記低コヒーレンス光を使用した光源としては，例えばＳＬＤ（Super Luminescent Diode），ＬＥＤ，高輝度ランプ（タングステンランプ，キセノンランプなど），超広帯域波長光源などが挙げられる。これらの低コヒーレンス光源の中でも，高輝度の点に鑑みれば，ＳＬＤを光源１１０として用いることが好ましい。
【００４５】
上記スプリッタ１２０としては，例えば光ファイバカプラを用いる。但し，これに限定されるものではなく，参照光と測定光とにスプリットすることが可能なものであればよい。スプリッタ１２０としては，例えば光導波路型分波器，半透鏡（ハーフミラー）などを用いてもよい。
【００４６】
上記参照光反射手段１４０は，例えば参照ミラーにより構成される。参照ミラーとしては例えばコーナーキューブプリズム，平面ミラー等などが適用可能である。これらの中でも，反射光の入射光との平行性の点に鑑みれば，コーナーキューブプリズムを用いることが好ましい。但し，参照光を反射できれば，上記のものに限られず，例えばディレーライン（後述するピエゾチューブ型ディレーライン等の光路変化手段と同様）などで構成してもよい。
【００４７】
上記参照光反射手段１４０を駆動する駆動手段１４２としては，例えば参照光の入射方向と平行な方向（図１における矢印方向）に駆動させるステッピングモータにより構成することが好ましい。ステッピングモータを用いれば，モータの駆動パルスにより参照光反射手段１４０の移動距離を容易に検出することができる。但し，光路長変化手段としては，参照光反射手段から反射する光の光路長を変化させることができれば，上記モータに限られることはなく，例えばボイスコイルモータを用いたボイスコイルモータ型ディレーラインの他，ピエゾチューブ型ディレーライン，直動ステージ型ディレーライン，積層ピエゾ型ディレーラインなどで光路長変化手段を構成してもよい。
【００４８】
上記受光手段１５０としては，低価格性，コンパクト性を考慮すれば，例えばフォトダイオードを用いて構成することが好ましい。具体的には例えばＳｉフォトダイオード，ＩｎＧａＡｓフォトダイオード，Ｇｅフォトダイオードなどを用いたＰＤ（Photo Detector）により構成する。但し，測定対象物Ｔからの測定光と参照光反射手段１４０からの参照光との干渉を測定できれば，上記のものに限られず，例えばアバランシェフォトダイオード，光電子増倍管などを用いて受光手段１５０を構成してもよい。
【００４９】
上記スプリッタ１２０からの参照光は，参照光伝送手段（例えば光ファイバｃの先端にコリメータを取付けたコリメータ付光ファイバＦＺ）を介して参照光反射手段１４０へ照射する参照光照射位置まで伝送されるようになっている。また，上記スプリッタ１２０からの測定光は測定光伝送手段（例えば光ファイバｂの先端にコリメータを取付けたコリメータ付光ファイバＦ）を介して測定対象物Ｔ１〜Ｔｎへ向けて照射する測定光照射位置まで伝送されるようになっている。なお，上記参照光伝送手段又は上記測定光伝送手段としては，上記コリメータ付光ファイバに限られず，コリメートファイバであってもよい。
【００５０】
上記測定光伝送手段による測定光照射位置については，上記スプリッタ１２０からの測定光が最も外側に配置される測定対象物Ｔ１（又はＴｎ）の方からすべての測定対象物Ｔ１〜Ｔｎへ向けて各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎを透過するように照射される位置とする。これにより，光源１１０からスプリットされた測定光は，測定対象物Ｔ１〜Ｔｎを透過し反射するので，測定対象物Ｔ１の表面や裏面で反射した第１測定光のみならず，測定対象物Ｔ１を透過して測定対象物Ｔ２の表面や裏面で反射した第２測定光を得ることができ，同様にして第３〜第ｎ測定光についても得ることができる。すなわち，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎのうちの測定対象物Ｔｋ（１≦ｋ≦ｎ）について考えれば，光源１１０からの測定光が，その測定光が照射される側に配置された測定対象物Ｔ１〜Ｔｋ−１を透過して測定対象物Ｔｋへ照射されることにより，測定対象物Ｔｋの表面や裏面で反射して第ｋ測定光を得ることができる。
【００５１】
このように，ある測定対象物の透過した測定光を他の測定対象物の測定光として利用することにより，すべての測定対象物Ｔ１〜Ｔｎについての第１測定光〜第ｎ測定光をコリメータ付光ファイバＦを介して受光することができるので，測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの温度を一度に測定することができる。
【００５２】
これに対して，測定対象物Ｔ１〜Ｔｎを透過しない光を測定光の光源１１０として用いて構成した温度測定装置１０２を比較例として図２に示す。図２に示す温度測定装置１０２では，上記スプリッタ１２０からの測定光をさらに光通信用マルチプレクサ（OADM：optical add/drop multiplexer）１３２を用いて第１〜第ｎ測定光にスプリットし，これら第１〜第ｎ測定光をそれぞれ光ファイバｇ１〜ｇｎの先端にコリメータを取付けたコリメータ付光ファイバＦ１〜Ｆｎを介して，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎに照射させる点で図１に示すものと相違する。
【００５３】
このような温度測定装置１０２では，測定対象物Ｔ１〜Ｔｎを透過しない光を測定光の光源１１０を用いるので，測定対象物に他の測定対象物を測定するための測定光を通す孔を形成しなければならないという問題がある。しかも，測定対象物の数ｎが多いほどそれに対応して測定対象物に多くの孔を形成しなければならなくなる。これでは，測定対象物に余計な孔が必要となるとともに，その孔を形成する手間もかかる。
【００５４】
具体的には例えば測定対象物Ｔ１には他の測定対象物Ｔ２〜Ｔｎを測定するための第２〜第ｎ測定光をそれぞれ通すための孔を形成しなければならず，さらに測定対象物Ｔ２には他の測定対象物Ｔ３〜Ｔｎを測定するための第３〜第ｎ測定光をそれぞれ通すための孔を形成しなければならない。
【００５５】
さらに，温度測定装置１０２では，第１〜第ｎ測定光を光通信用マルチプレクサ１３２により切替えながら，測定対象物ごとに測定対象物の数ｎだけ参照光反射手段１４０を走査（可動）し，各測定対象物ごとに温度を計測しなければならない。これでは，温度測定に手間と時間がかかってしまうという問題もある。
【００５６】
この点，図１に示す温度測定装置１００では，測定対象物を透過する光を測定光として用いることができるので，測定対象物Ｔ１〜Ｔｎに孔を形成することなく，光源１１０からスプリットされた測定光を，最端に配置される測定対象物（Ｔ１又はＴｎ）の方から複数の測定対象物Ｔ１〜Ｔｎへ向けて各測定対象物を透過するように照射するだけで，その測定光が各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎで反射した第１測定光〜第ｎ測定光を受光することができる。これにより，参照ミラーなどの参照光反射手段１４０を一度走査するだけで各第１〜第ｎ測定光と参照光との光の干渉波を一度に検出することができる。このため，温度計測にかかる時間を極力短くすることができる。
【００５７】
このように，本実施形態にかかる温度測定装置１００によれば，光源１１０からスプリット（分波）された測定光を複数の測定対象物Ｔ１〜Ｔｎへ向けて照射するという簡単な構成で，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの温度を一度に検出することができる。これにより，光ファイバの取り回しが容易で測定対象物への孔の形成を不要とすることができるなど温度測定装置の取付けの手間を軽減することができる。また，１つの温度測定装置で複数の測定対象物の温度を一度に測定することができるので，コストの上昇を極力抑えつつ，温度計測時間も極力短くすることができる。
【００５８】
なお，上記スプリッタ１２０によりスプリットされた測定光と参照光との強度比は例えば１：１とする。これにより，測定光と参照光の強度がほぼ同じ強度になるので，例えばピーク間幅などを測定しやすい干渉波形が得られる。各光の強度はこれに限られることはない。
【００５９】
また，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの間に，測定光の透過をオンオフ可能なシャッタ手段（図示しない）を設けるようにしてもよい。例えばシャッタ手段により測定対象物Ｔ１と測定対象物Ｔ２の間を遮断して測定対象物Ｔ２〜Ｔｎに測定光が照射されないようにして，参照光反射手段（例えば参照ミラー）１４０を駆動させることにより，第１測定光と参照光の干渉波だけを得ることができる。また，例えばシャッタ手段により測定対象物Ｔ２と測定対象物Ｔ３の間を遮断して測定対象物Ｔ３〜Ｔｎに測定光が照射されないようにして，参照光反射手段（例えば参照ミラー）１４０を駆動させれば，第１測定光及び第２測定光と参照光の干渉波だけを得ることができる。この場合に，第１測定光と参照光の干渉波は，シャッタ手段により測定対象物Ｔ１と測定対象物Ｔ２の間を遮断する上記の方法により特定できるので，第２測定光と参照光の干渉波だけを特定することができる。このように，上記シャッタ手段を設けることにより，測定対象物Ｔ１〜Ｔｎで反射する測定光を特定することができる。
【００６０】
（温度測定装置の動作）
このような構成の温度測定装置１００においては，図１に示すように，光源１１０からの光は，例えば光ファイバａを介してスプリッタ１２０の入力端子（入力ポート）の一方に入射され，スプリッタ１２０により２つの出力端子（出力ポート）へ２分波される。このうち，一方の出力端子（出力ポート）からの光は測定光として，測定光伝送手段例えば光ファイバｂの先端にコリメータを取付けたコリメータ付光ファイバＦを介して測定対象物Ｔ１〜Ｔｎに照射され，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの各層の表面，境界面や裏面によって反射される。
【００６１】
一方，スプリッタ１２０により２分波された他方の出力端子（出力ポート）からの光は参照光として，参照光伝送手段例えば光ファイバｃの先端にコリメータを取付けたコリメータ付光ファイバＦＺから照射され，参照光反射手段（例えば参照ミラー）１４０によって反射される。そして，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎで反射した第１〜第ｎ測定光はコリメータ付光ファイバＦを介してスプリッタ１２０へ入射するとともに，参照光反射手段（例えば参照ミラー）１４０で反射した参照光もコリメータ付光ファイバＦＺを介してスプリッタ１２０に入射し，これら第１〜第ｎ測定光と参照光とが再び合波されて，例えばＳｉフォトダイオード，ＩｎＧａＡｓフォトダイオード，Ｇｅフォトダイオードなどを用いたＰＤで構成された受光手段１５０へ例えば光ファイバｄを介して入射し，受光手段１５０で第１〜第ｎ測定光と参照光との干渉波形が検出される。
【００６２】
（測定光と参照光との干渉波形の具体例）
ここで，温度測定装置１００により得られる測定光と参照光との光の干渉の具体例を図３に示す。図３は，測定対象物Ｔ１及びＴ２で反射した第１及び第２測定光と，参照光反射手段１４０で反射した参照光との干渉波形を示したものである。図３（ａ）は温度変化前の干渉波形を示したものであり，図３（ｂ）は温度変化後の干渉波形を示したものである。図３において縦軸は干渉強度，縦軸は参照ミラーの移動距離をとっている。
【００６３】
また，光源１１０としては，測定対象物Ｔ１を透過可能な低コヒーレンス光源を用いる。低コヒーレンス光源によれば，光源１１０からの光のコヒーレンス長が短いため，通常は測定光の光路長と参照光の光路長とが一致した場所で強く干渉が起こり，それ以外の場所では干渉は実質的に低減するという特質がある。このため，参照光反射手段（例えば参照ミラー）１４０を例えば参照光の照射方向の前後に駆動させ，参照光の光路長を変化させることにより，測定対象物Ｔ１及びＴ２の表面及び裏面の他，測定対象物Ｔ１及びＴ２の内部にさらに層があればその各層についても，これらの屈折率差によって反射した測定光と参照光が干渉する。その結果，測定対象物Ｔ１及びＴ２の深度方向の温度測定が可能となる。
【００６４】
図３（ａ），（ｂ）によれば，参照光反射手段（例えば参照ミラー）１４０を一方向へ走査していくと，先ず測定対象物Ｔ１の表面と参照光との干渉波が現れ，次いで測定対象物Ｔ１の裏面と参照光との干渉波が現れる。参照光反射手段１４０をさらに走査していくと，測定対象物Ｔ２の表面と参照光との干渉波が現れ，次いで測定対象物Ｔ２の裏面と参照光との干渉波が現れる。このように，参照光反射手段１４０を一度走査するだけで測定対象物Ｔ１，Ｔ２の表面及び裏面の干渉波を一度に検出することができる。
【００６５】
（干渉波に基づく温度測定方法）
次に，測定光と参照光との光の干渉に基づいて温度を測定する方法について説明する。測定光と参照光の干渉波に基づく温度測定方法としては，例えば温度変化に基づく光路長変化を用いる温度換算方法がある。ここでは，上記干渉波形の位置ズレを利用した温度換算方法について説明する。
【００６６】
測定対象物Ｔ１，Ｔ２がヒータ等によって温められると，測定対象物Ｔ１，Ｔ２はそれぞれ膨張して屈折率が変化するため，温度変化前と温度変化後では，干渉波形の位置がずれて，干渉波形のピーク間幅が変化する。このとき，各測定対象物Ｔ１，Ｔ２ごとに温度変化があれば，各測定対象物Ｔ１，Ｔ２ごとに干渉波形の位置がずれて，干渉波形のピーク間幅が変化する。このような各測定対象物Ｔ１，Ｔ２ごとに干渉波形のピーク間幅を測定することにより温度変化を検出することができる。例えば図１に示すような温度測定装置１００であれば，干渉波形のピーク間幅は，参照光反射手段（例えば参照ミラー）１４０の移動距離に対応しているため，干渉波形のピーク間幅における参照ミラーの移動距離を測定することにより，温度変化を検出することができる。
【００６７】
以下，上記温度測定方法について，図３で測定した測定対象物Ｔ１，Ｔ２の厚さをそれぞれｄ１，ｄ２とし，屈折率をｎ１，ｎ２としてより具体的に説明する。測定対象物Ｔ１，Ｔ２に測定光を照射して，参照ミラーを一方向へ走査していくと，測定対象物Ｔ１における表面，裏面で反射した第１測定光と参照光の干渉及び測定対象物Ｔ１を透過した光が測定対象物Ｔ２における表面，裏面で反射した第２測定光と参照光の干渉により，図３（ａ）に示すように各測定対象物Ｔ１，Ｔ２ごとに，２つずつ干渉波形が得られる。
【００６８】
このとき，測定対象物Ｔ１，Ｔ２を例えばヒータなどより加熱すると，測定対象物Ｔ１，Ｔ２の温度は上昇し，その温度変化により測定対象物Ｔ１，Ｔ２は膨張して屈折率も変化する。これにより，図３（ｂ）に示すように，２つの干渉波形のうち，測定対象物Ｔ１，Ｔ２ごとに，それぞれ１つの干渉波形を基準として残り１つの干渉波形についてのピーク位置がずれて，干渉波形のピーク間幅が変化する。例えば図３（ｂ）では，各測定対象物Ｔ１，Ｔ２における表面の干渉波形を基準として，裏面の干渉波形の位置が，図３（ａ）の場合に比してそれぞれｔ１，ｔ２だけずれている。これにより，測定ポイントＰ１，Ｐ２の干渉波形のピーク間幅は，それぞれ図３（ａ）に示すＷ１，Ｗ２から図３（ｂ）に示すＷ１′，Ｗ２′へ変化する。
【００６９】
このような干渉波形についてのピーク位置のずれは，一般に厚さｄについては測定対象物の各層固有の線膨張係数αに依存し，また屈折率ｎの変化については主として各層固有の屈折率変化の温度係数βに依存する。なお，屈折率変化の温度係数βについては波長にも依存することが知られている。
【００７０】
従って，各測定対象物Ｔ１，Ｔ２における温度変化後のウエハの厚さｄ１′，ｄ２′を数式で表すと下記数式（１−１），（１−２）に示すようになる。なお，下記数式（１−１），（１−２）において，ΔＴ１，ΔＴ２は各測定対象物Ｔ１，Ｔ２の温度変化を示している。α１，α２はそれぞれ測定対象物Ｔ１，Ｔ２の線膨張率を示しており，β１，β２はそれぞれ測定対象物Ｔ１，Ｔ２の屈折率変化の温度係数を示している。また，ｄ１，ｎ１は，それぞれ温度変化前の測定対象物Ｔ１の厚さ，屈折率を示し，ｄ２，ｎ２は，それぞれ温度変化前の測定対象物Ｔ２の厚さ，屈折率を示している。
【００７１】
ｄ１′＝ｄ１・（１＋α１ΔＴ１），ｎ１′＝ｎ１・（１＋β１ΔＴ１）  …（１−１）
【００７２】
ｄ２′＝ｄ２・（１＋α２ΔＴ２），ｎ２′＝ｎ２・（１＋β２ΔＴ２）  …（１−２）
【００７３】
上記数式（１−１），（１−２）に示すように，温度変化によって測定対象物Ｔ１，Ｔ２を透過して反射する第１，第２測定光の光路長が変化する。光路長は一般に，厚さｄと屈折率ｎとを積で表される。従って，温度変化前の測定対象物Ｔ１，Ｔ２を透過して反射する第１，第２測定光の光路長をＬ１，Ｌ２とし，測定対象物Ｔ１，Ｔ２における温度がそれぞれΔＴ１，ΔＴ２だけ変化した後の光路長をＬ１′，Ｌ２′とすると，Ｌ１，Ｌ１′はそれぞれ下記の数式（１−３）に示すようになり，Ｌ２，Ｌ２′はそれぞれ下記の数式（１−４）に示すようになる。
【００７４】
Ｌ１＝ｄ１・ｎ１  ，  Ｌ１′＝ｄ１′・ｎ１′  …（１−３）
【００７５】
Ｌ２＝ｄ２・ｎ２  ，  Ｌ２′＝ｄ２′・ｎ２′  …（１−４）
【００７６】
従って，各測定対象物Ｔ１，Ｔ２における第１，第２測定光の光路長の温度変化前後の差（Ｌ１′−Ｌ１，Ｌ２′−Ｌ２）は，上記数式（１−１），（１−２），（１−３），（１−４）により計算して整理すると，それぞれ下記数式（１−５），（１−６）に示すようになる。なお，下記数式（１−５），（１−６）では，α・β≪α，α・β≪βを考慮して微小項を省略している。なお，ウエハに熱が与えられる前の初期状態には，ウエハの厚さｄと屈折率ｎは，同じウエハ面内であるすべての測定ポイントＰ１，Ｐ２について同一であると仮定できるので，Ｌ＝ｄ・ｎ＝Ｌ１＝Ｌ２とすることができる。
【００７７】
Ｌ１′−Ｌ１＝ｄ１′・ｎ１′−ｄ１・ｎ１＝ｄ１・ｎ１・（α１＋β１）・ΔＴ１
＝Ｌ１・（α１＋β１）・ΔＴ１                  …（１−５）
【００７８】
Ｌ２′−Ｌ２＝ｄ２′・ｎ２′−ｄ２・ｎ２＝ｄ２・ｎ２・（α２＋β２）・ΔＴ２
＝Ｌ２・（α２＋β２）・ΔＴ２                  …（１−６）
【００７９】
ここで，各測定対象物における測定光の光路長は，参照光との干渉波形のピーク間幅に相当する。例えば温度変化前における各測定対象物Ｔ１，Ｔ２の第１，第２測定光の光路長Ｌ１，Ｌ２はそれぞれ，図３（ａ）に示す干渉波形のピーク間幅Ｗ１，Ｗ２に相当し，温度変化後における各測定対象物Ｔ１，Ｔ２の第１，第２測定光の光路長Ｌ１′，Ｌ２′はそれぞれ，図３（ｂ）に示す干渉波形のピーク間幅Ｗ１′，Ｗ２′に相当する。従って，各測定対象物における参照光との干渉波形のピーク間幅は，図１に示すような温度測定装置１００によれば，参照光反射手段（例えば参照ミラー）１４０の移動距離により測定できる。
【００８０】
従って，各測定対象物Ｔ１，Ｔ２の線膨張率α１，α２及び屈折率変化の温度係数β１，β２を予め調べておけば，各測定対象物Ｔ１，Ｔ２における参照光との干渉波形のピーク間幅を計測することによって，上記数式（１−５），（１−６）を用いて，各測定対象物Ｔ１，Ｔ２の温度に換算することができる。
【００８１】
このように，干渉波から温度への換算する場合，上述したように干渉波形のピーク間で表される光路長が線膨張率α及び屈折率変化の温度係数βによって変るため，これら線膨張率α及び屈折率変化の温度係数βを予め調べておく必要がある。測定対象物となり得るウエハを含めた物質の線膨張率α及び屈折率変化の温度係数βは一般に，温度帯によっては，温度に依存する場合もある。例えば線膨張率αについては一般に，物質の温度が０〜１００℃くらいの温度範囲ではそれほど変化しないので，一定とみなしても差支えないが，１００℃以上の温度範囲では物質によっては温度が高くなるほど変化率が大きくなる場合もあるので，そのような場合には温度依存性が無視できなくなる。屈折率変化の温度係数βについても同様に温度範囲によっては，温度依存性が無視できなくなる場合がある。
【００８２】
例えばウエハを構成するシリコン（Ｓｉ）の場合は，０〜５００℃の温度範囲において線膨張率α及び屈折率変化の温度係数βは例えば二次曲線で近似することができることが知られている。その詳細については，例えばJ.A.McCaulley,V.M.Donnellyらの論文（J.A.McCaulley,V.M.Donnelly,M.Vernon,andI.Taha,
"Temperature dependence of the near-infrared refractive index of
silicon,gallium arsenide,and indium phosphide"Phy.Rev.Ｂ４９，７４０８，１９９４）などにも記載されている。
【００８３】
このように，線膨張率α及び屈折率変化の温度係数βは温度に依存するので，例えば温度に応じた線膨張率α及び屈折率変化の温度係数βを実験などによって予め調べて，温度換算用基準データとして予めメモリ（例えば後述する制御装置４００のメモリ４４０等）に記憶しておき，温度換算用基準データを利用して温度換算すれば，より正確な温度に換算することができる。
【００８４】
なお，測定光と参照光との干渉波に基づいて温度を測定する方法としては，上記の方法に限られず，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎについての光路長と温度との関係を実験などにより予め求めて，温度換算用基準データとして予めメモリ（例えば後述する制御装置４００のメモリ４４０等）に記憶しておき，この温度換算用基準データを利用して，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎについての測定光と参照光との干渉波に基づいて測定された光路長（干渉波のピーク幅）を直接温度に換算するようにしてもよい。これによれば，線膨張率α及び屈折率変化の温度係数βがわからなくても，測定光と参照光との干渉波の測定結果を容易に温度に換算することができる。
【００８５】
具体的には例えばある測定対象物Ｔについて，既知の温度ｔｉでの光路長をＬｉとし，ある温度ｔでの光路長をＬｔとし，線膨張率α及び屈折率変化の温度係数βとすると，線膨張率α及び屈折率変化の温度係数βの温度依存を無視できる温度帯であれば，ある温度ｔは，下記（２−１）式で表すことができる。下記（２−１）式は上記（１−５）式におけるＬ１′＝Ｌｔ，Ｌ１＝Ｌｉ，ΔＴ１＝ｔ−ｔｉ，α１＝α，β１＝βとした場合と同様である。そして，下記（２−１）を整理すると，ある温度ｔは下記（２−２）式で表すことができる。下記（２−２）式において，線膨張率α及び屈折率変化の温度係数βの温度依存を無視できる場合は，α＋βは一定と考えられるので，定数の係数をＡ１，Ｂ１で置換えると下記（２−３）式に示すような一次式で表すことができる。
【００８６】
Ｌｔ−Ｌｉ＝Ｌｉ・（α＋β）・（ｔ−ｔｉ）    …（２−１）
【００８７】
ｔ＝（１／（α＋β））・（Ｌｔ／Ｌｉ）−（１／（α＋β）＋ｔｉ）    …（２−２）
【００８８】
ｔ＝Ａ１・（Ｌｔ／Ｌｉ）＋Ｂ１    …（２−３）
【００８９】
また，線膨張率α及び屈折率変化の温度係数βの温度依存を無視できない場合は，下記（２−４）式に示すような２次式で表すようにしてもよい。この場合の係数をＡ２，Ｂ２，Ｃ２とする。
【００９０】
ｔ＝Ａ２・（Ｌｔ／Ｌｉ）２＋Ｂ２・（Ｌｔ／Ｌｉ）＋Ｃ２    …（２−４）
【００９１】
上記（２−３）式における係数Ａ１，Ｂ１，上記（２−４）式における係数Ａ２，Ｂ２，Ｃ２はそれぞれ，実験によりいくつかの温度で実際に光路長を測定することにより求める。例えば温度と光路長との関係について図４に示すような実験結果が得られたとすれば，上記既知の温度ｔｉを４０℃としそのときの光路長をＬｉ＝Ｌ４０として，上記（２−４）式における係数はそれぞれ，Ａ２＝−１．２４９６×１０５，Ｂ２＝−２．６３０２×１０５，Ｃ２＝−１．３８０２×１０５となる。
【００９２】
こうして実験により得られた（２−４）式を温度換算用基準データとして予めメモリ（例えば後述する制御装置４００のメモリ４４０等）に記憶しておき，測定光と参照光との干渉波に基づいて測定された光路長ＬｔからＬｔ／Ｌ４０を求めて，（２−４）式のＬｔ／Ｌｉに当てはめることにより，光路長Ｌｔを温度ｔに換算することができる。
【００９３】
なお，測定光と参照光との干渉波に基づく温度測定方法としては上述したような方法に限られることはなく，例えば温度変化に基づく吸収強度変化を用いる方法であってもよく，上記温度変化に基づく光路長変化と温度変化に基づく吸収強度変化とを組み合わせた方法であってもよい。
【００９４】
（第２実施形態にかかる温度測定システム）
次に，第２実施形態にかかる基板処理装置の温度測定システムについて図面を参照しながら説明する。第２実施形態にかかる基板処理装置の温度測定システムは，第１実施形態にかかる温度測定装置を基板処理装置に適用した場合の具体例である。図５は，第２実施形態にかかる温度測定システムの概略構成を示す図である。ここでは，例えばプラズマエッチング装置などの基板処理装置において対向して配置される２つの温度対象物Ｔ１（例えば上部電極の電極板Ｔｕ）及びＴ２（例えばウエハＴｗ）の温度測定に適用する場合を例に挙げて説明する。
【００９５】
図５に示す温度測定システムは，大別すると，温度測定装置２００，基板処理装置３００，制御装置４００から構成される。図５に示す温度測定装置２００は，図１に示す光源１１０を低コヒーレンス光源例えば低コヒーレンス性を有する光を照射するＳＬＤ２１０により構成し，光源１１０からの光を測定光と参照光にスプリットするスプリッタ１２０を例えば２×２の光ファイバカプラ２２０により構成し，受光手段１５０を例えばＧｅフォトダイオードなどを用いたＰＤ２５０により構成し，参照光反射手段１４０は例えば参照ミラー２４０により構成し，駆動手段１４２は例えば参照ミラー２４０を駆動するステッピングモータ２４２により構成したものである。
【００９６】
測定光の元になるＳＬＤ２１０などの光源１１０としては，少なくとも上部電極３５０の電極板Ｔｕを透過可能な光を照射可能なものを使用する。これにより，測定光が上部電極３５０の電極板Ｔｕを透過してウエハＴｗにも照射されるので，この透過光をウエハＴｗの温度測定のための測定光として利用できる。上部電極３５０の電極板Ｔｕは例えばシリコンやシリコン酸化膜（例えば石英）などのシリコン材により形成されるので，このような場合は，シリコン材を透過可能な１．０〜２．５μｍの波長を有する光を照射可能なものを光源１１０として使用することが好ましい。
【００９７】
基板処理装置３００は，図５に示すように，例えばウエハＴｗに対してエッチング処理や成膜処理などの所定の処理を施す処理室３１０を備える。処理室３１０の内部には，上部電極３５０と，この上部電極３５０に対向する下部電極３４０とが配設されている。下部電極３４０は，ウエハＴｗを載置する載置台を兼ねている。ウエハＴｗは例えば処理室３１０の側面に設けられたゲートバルブ（図示しない）から処理室３１０内に搬入される。これら下部電極３４０，上部電極３５０にはそれぞれ所定の高周波電力を印加する高周波電源３２０，３３０が接続されている。
【００９８】
上部電極３５０は，その最下部に位置する測定対象物Ｔ２としての電極板Ｔｕを電極支持体３５１で支持するように構成されている。電極板Ｔｕは例えばシリコン材（シリコン，シリコン酸化物など）で形成され，電極支持体３５１は例えばアルミ材で形成される。
【００９９】
上部電極３５０の上部には，所定の処理ガスが導入される導入管（図示しない）が設けられている。この導入管から導入された処理ガスが下部電極３４０に載置されたウエハＴｗに向けて均一に吐出するように，電極板Ｔｕには多数の吐出孔（図示しない）が穿設されている。
【０１００】
上部電極３５０は，冷却手段が設けられている。この冷却手段は，例えば上部電極３５０の電極支持体３５１内に形成される冷媒流路が形成され、この冷媒流路に冷媒を循環させることにより，上部電極３５０の温度を制御するものである。冷媒流路は略環状に形成されており，例えば上部電極３５０の面内のうち外側を冷却するための外側冷媒流路３５２と，内側を冷却するための内側冷媒流路３５４の２系統に分けて形成される。これら外側冷媒流路３５２及び内側冷媒流路３５４はそれぞれ，図５に示す矢印で示すように冷媒が供給管から供給され，各冷媒流路３５２，３５４を流通して排出管から排出されて，外部の冷凍機（図示せず）へと戻り、循環するように構成されている。これら２系統の冷媒流路には同じ冷媒を循環させてもよく，また異なる冷媒を循環させてもよい。なお，上部電極３５０の冷却手段としては，図５に示す２系統の冷媒流路を備えるものに限られず，例えば１系統のみの冷媒流路を備えるものであってもよく，また１系統で２分岐する冷媒流路を備えるものであってもよい。
【０１０１】
電極支持体３５１は，外側冷媒流路３５２が設けられる外側部位と，内側冷媒流路３５４が設けられる内側部位との間に，低熱伝達層３５６が設けられている。これにより，電極支持体３５１の外側部位と内側部位との間は低熱伝達層３５６の作用により熱が伝わり難いため，外側冷媒流路３５２と内側冷媒流路３５４との冷媒制御によって，外側部位と内側部位とが異なる温度になるように制御することも可能である。こうして，上部電極３５０の面内温度を効率よく的確に制御することが可能となる。
【０１０２】
このような基板処理装置３００では，ウエハＴｗは，例えば搬送アームなどによりゲートバルブを介して搬入される。処理室３１０に搬入されたウエハＴｗは，下部電極３４０上に載置され，上部電極３５０と下部電極３４０には高周波電力が印加されるとともに，上部電極３５０から処理室３１０内へ所定の処理ガスが導入される。これにより，上部電極３５０から導入された処理ガスはプラズマ化され，ウエハＴｗの表面に例えばエッチング処理などが施される。
【０１０３】
上記温度測定装置２００における光ファイバカプラ２２０からの参照光は，参照光伝送手段例えばコリメータ付光ファイバＦＺを介して参照ミラー２４０へ照射する参照光照射位置まで伝送されるようになっている。また上記光ファイバカプラ２２０からの測定光は測定光伝送手段例えばコリメータ付光ファイバＦを介して，上部電極３５０の電極板Ｔｕの上方から測定対象物である電極板Ｔｕ及びウエハＴｗへ向けて照射する測定光照射位置まで伝送されるようになっている。具体的には，コリメータ付光ファイバＦは上部電極３５０の電極支持体３５１の例えば中央部に形成された貫通孔３５８を介して，測定光が電極板Ｔｕ及びウエハＴｗへ向けて照射されるように配設される。
【０１０４】
なお，測定光を照射する面内方向の位置，すなわち電極板Ｔｕ及びウエハＴｗの面内方向の位置を中央部とした場合について説明したが，これに限られることはなく，測定光が電極板Ｔｕへ照射され，さらに電極板Ｔｕを透過してウエハＴｗへ照射される位置であればよい。
【０１０５】
上記制御装置４００は，温度測定装置２００及び基板処理装置３００の各部を制御するものである。制御装置４００は，その本体を構成するＣＰＵ（中央処理装置）４１０，参照ミラー２４０を駆動するステッピングモータ２４２をモータドライバ４２０を介して制御するモータコントローラ４３０，ＣＰＵ４１０が各部を制御するためのプログラムデータ等を記憶したＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）やＣＰＵ４１０が行う各種データ処理のために使用されるメモリエリア等を設けたＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等を構成するメモリ４４０，バッファ４５０を介して入力されるＰＤ２５０からの出力信号（測定光を照射して得られた干渉波の測定結果）やモータコントローラ４３０から出力される制御信号（例えば駆動パルス）をアナログデジタル変換して入力するＡ／Ｄ変換器４６０，基板処理装置３００の各部を制御する各種コントローラ４７０を備える。制御装置４００は，モータコントローラ４３０から出力するステッピングモータ２４２の制御信号（例えば駆動パルス）に基づいて，参照ミラー２４０の移動位置や移動距離を測定してもよく，モータ２４２にリニアエンコーダを取付けて，このリニアエンコーダからの出力信号に基づいて参照ミラー２４０の移動位置や移動距離を測定してもよい。また，モータ２４２としてはステッピングモータに限られず，ボイスコイルモータなどを用いてもよい。
【０１０６】
このような構成の温度測定システムによれば，測定光が上部電極３５０の電極板Ｔｕ及びウエハＴｗで反射した第１及び第２測定光と参照光との干渉波を参照ミラー２４０の一度の走査により検出することができるので，上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗのように異なる測定対象物の温度測定を一度に行うことができる。
【０１０７】
ここで，図５に示す温度測定システムにより得られる測定光と参照光との光の干渉の具体例を図６に示す。図６は，上部電極３５０の電極板Ｔｕ及びウエハＴｗで反射した第１及び第２測定光と，参照光反射手段１４０で反射した参照光との干渉波形を示したものである。図６において縦軸は干渉強度，縦軸は参照ミラーの移動距離をとっている。
【０１０８】
図６によれば，参照ミラー２４０を一方向へ走査していくと，先ず上部電極３５０の電極板Ｔｕの表面と参照光との干渉波が現れ，次いで上部電極３５０の電極板Ｔｕの裏面と参照光との干渉波が現れる。参照ミラー２４０をさらに走査していくと，ウエハＴｗの表面と参照光との干渉波が現れ，次いでウエハＴｗの裏面と参照光との干渉波が現れる。このように，参照ミラー２４０を一度走査するだけで上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗの表面及び裏面の干渉波を一度に検出することができる。
【０１０９】
そして，上部電極３５０の電極板Ｔｕについての表面と裏面の干渉波形のピーク間幅Ｌｕは，上部電極３５０の電極板Ｔｕについての表面から裏面までの測定光の光路長に相当する。また，ウエハＴｗについての表面と裏面の干渉波形のピーク間幅Ｌｗは，ウエハＴｗについての表面から裏面までの測定光の光路長に相当する。なお，上部電極３５０の電極板Ｔｕの裏面とウエハＴｗの表面の干渉波形のピーク間幅Ｌｇは，上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗとの間のギャップ（離間距離）における測定光の光路長に相当する。
【０１１０】
制御装置４００は，こうして得られる上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗについての測定光の光路長の測定結果から，上述したような温度換算方法に従って上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗの温度を求める。具体的には例えば予めメモリ４４０に記憶された上述の温度換算用基準データなどに基づいて上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗについての測定光の光路長を温度に換算する。
【０１１１】
このように，図５に示す温度測定システムによれば，上部電極３５０の電極板Ｔｕを透過した測定光を，ウエハＴｗの測定光として利用することにより，上部電極３５０の電極板Ｔｕのみならず，ウエハＴｗについても，一度の参照ミラー２４０の走査によって測定光と参照光との干渉波を得ることができる。従って，ＳＬＤ２１０からスプリット（分波）された測定光を上部電極３５０の電極板Ｔｕ及びウエハＴｗへ向けて照射するという簡単な構成で，異なる測定対象物である上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗの温度を一度に検出することができる。
【０１１２】
これにより，例えば光ファイバなどの取り回しが容易で上部電極３５０の電極板への孔の形成を不要とすることができるなど温度測定装置２００の取付けの手間を軽減することができる。また，１つの温度測定装置２００で上部電極３５０の電極板Ｔｕ及びウエハＴｗの温度を一度に測定することができるので，コストの上昇を極力抑えつつ，温度計測時間も極力短くすることができる。
【０１１３】
（第３実施形態にかかる温度測定システム）
次に，第３実施形態にかかる基板処理装置の温度測定システムについて図面を参照しながら説明する。第３実施形態にかかる温度測定システムは，第２実施形態にかかる温度測定システムを改良し，参照ミラーの移動距離をより短くできるように構成したものである。
【０１１４】
すなわち，上記第２実施形態にかかる温度測定システムにおける測定対象物Ｔ１とＴ２に相当する上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗはこれらのギャップの分だけ離間しているので，図６に示すように，上部電極３５０の電極板Ｔｕについての測定光と参照光の干渉波と，ウエハＴｗについての測定光と参照光の干渉波も上記ギャップ（離間距離）の光路長Ｌｇの分だけ離間して測定される。従って，これら上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗの温度測定を参照ミラー２４０の一度の走査で行うには，上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗのギャップ（離間距離）の分だけ参照ミラー２４０の移動距離も長くする必要がある。ところが，このギャップ（離間距離）の部分Ｌｇは，上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗの温度測定には必要ない部分であるため，なるべく短くした方が温度測定にかかる時間も短くすることができる。
【０１１５】
第３実施形態にかかる温度測定システムは，この点を踏まえて改良したものである。改良点としては，例えば測定光伝送手段を構成する測定光の光路の途中に，この測定光の光路に並列して接続した迂回光路を設けることにより，この迂回光路を通る測定光と通らない測定光の両方が測定対象物へ向けて照射されるため，測定光と参照光との光の干渉のパターンが増え，迂回光路の光路長を調整してそれぞれの光の干渉のずれ量を調整することにより，測定に必要な干渉波形だけが近傍に現れるようにすることができる。これにより，参照ミラーの移動距離をより短くすることができる。
【０１１６】
以下，このような第３実施形態にかかる温度測定システムの具体的な構成例を図７に示す。図７に示す温度測定システムにおける測定光伝送手段は，光ファイバカプラ２２０からの測定光の光路の途中に，迂回光路を構成する光ファイバｅを並列接続するための迂回光路接続用スプリッタ例えば２×２の光ファイバカプラ２３０を備える。なお，光ファイバカプラ２３０は光ファイバカプラ２２０と同様の構成である。
【０１１７】
光ファイバカプラ２３０の一方の入力端子（入力ポート）には，光ファイバカプラ２２０からの一方の出力端子（出力ポート）が光ファイバｂを介して接続されている。光ファイバカプラ２３０の一方の出力端子（出力ポート）には，光ファイバｂＦの先端にコリメータを取付けたコリメータ付光ファイバＦが接続されている。また，光ファイバカプラ２３０の他方の入力端子（入力ポート）と他方の出力端子（出力ポート）とは迂回光路を構成する光ファイバｅを接続してループを形成する。
【０１１８】
図７に示すような構成の測定光伝送手段によれば，光ファイバカプラ２２０からの一方の出力端子（出力ポート）から出射した測定光は，光ファイバカプラ２３０によって２つの出力端子（出力ポート）へ２分波される。このうち一方の出力端子（出力ポート）からの測定光は光ファイバｂＦを通ってコリメータ付光ファイバＦの先端から上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗへ向けて照射される。
【０１１９】
また，光ファイバカプラ２３０の他方の出力端子（出力ポート）からの測定光は光ファイバｅを介して光ファイバカプラ２３０の他方の入力端子（入力ポート）へ戻され，さらに光ファイバカプラ２３０によって２つの出力端子（出力ポート）へ２分波される。このうち一方の出力端子（出力ポート）からの測定光は光ファイバｂＦを通ってコリメータ付光ファイバＦの先端から上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗへ向けて照射される。
【０１２０】
このように，測定光伝送手段を構成する測定光の光路の途中に，並列して接続した迂回光路を設けることにより，ＳＬＤ２１０からスプリットされた測定光は，コリメータ付光ファイバＦから上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗへ向けて照射される往路のみならず，上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗから反射した測定光がコリメータ付光ファイバＦを介して受光される復路についても，光ファイバカプラ２３０内の光路Ｕ１を介する経路を通ったり，光ファイバｅによる迂回光路Ｕ２を介する経路を通ったりするので，測定光の光路が増える。
【０１２１】
ここで，このような測定光の光路について図面を参照しながら説明する。図８は，測定光の光路の種類（パターン）とそのときの測定光の経路との関係を示したものである。測定光の経路としては，光ファイバカプラ２２０から出力され上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗへ照射されるまでの往路と，上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗから反射して測定光が光ファイバカプラ２２０へ入力されるまでの復路がある。
【０１２２】
図７に示すような迂回光路を形成した場合における測定光の光路の種類（パターン）は，上記往路と復路との組合せで，図８に示すような光路Ａ〜光路Ｄまでの４通りがある。光路Ａは，測定光が往路と復路ともに光路Ｕ１を介する経路を通った場合であり，光路長が最も短くなる光路である。光路Ｂは，測定光が往路は光路Ｕ１を介する経路を通り，復路は迂回光路Ｕ２を介する経路を通った場合である。光路Ｃは，測定光が往路は迂回光路Ｕ２を介する経路を通り，復路は光路Ｕ１を介する経路を通った場合であり，光路長としては光路Ｂと同じ長さになる。光路Ｄは，測定光が往路と復路ともに迂回光路Ｕ２を介する経路を通った場合であり，光路長が最も長くなる光路である。
【０１２３】
ここで，各光路Ａ〜Ｄを通った測定光と参照光との光の干渉を図９に示す。図９は，参照ミラーを一方向へ一度だけ走査した場合に得られる干渉波形を示したものである。横軸には参照ミラーの移動距離をとり，縦軸には干渉強度をとっている。なお，図９では光路Ａ〜Ｄによる光の干渉が区別し易いようにそれぞれを上下にずらしているが，実際にはこれら光路Ａ〜Ｄによる光の干渉の波形がすべて合成された波形が測定される。
【０１２４】
図９に示すように，上記光路Ａ〜Ｄによる光の干渉はともに図６に示す場合と同様に上部電極３５０の電極板Ｔｕの表面と裏面の干渉波とウエハＴｗの表面と裏面の干渉波が同じピーク間幅Ｌｕ，Ｌｇ，Ｌｗで現れる。従って，光路Ａ〜Ｄのうちのどの光路を通った測定光による光の干渉でも同様の測定結果が得られる。このため，例えば光路Ａによる光の干渉でウエハＴｗについての干渉波のピーク間幅Ｌｗを求め，光路Ｂによる光の干渉で上部電極３５０の電極板Ｔｕについての干渉波のピーク間幅Ｌｕを求めることも可能である。
【０１２５】
さらに，光路Ａ〜Ｄは光路長が異なるので，光路Ａ〜Ｄによる光の干渉はそれぞれ，最初の上部電極３５０の電極板Ｔｕの表面についての干渉波が現れるまでに，光路Ａ〜Ｄの光路長に応じたずれが生じる。例えば光路Ａによる光の干渉についての最初の干渉波（上部電極３５０の電極板Ｔｕの表面についての干渉波）のピークが現れてから参照ミラー２４０が距離Ｍ１だけ移動したところで，光路Ｂ及び光路Ｃによる光の干渉についての最初の干渉波のピークが現れる。また光路Ａによる光の干渉についての最初の干渉波のピークが現れてから参照ミラー２４０が距離Ｍ２だけ移動したところで光路Ｄについての最初の干渉波のピークが現れる。これは光路Ａの光路長は最も短いので，光路Ａによる光の干渉についての最初の干渉波が現れるのが最も早いのに対して，光路Ｂ，Ｃ，Ｄの光路長は光路Ａよりも長いので，これらの光の干渉はその光路長の長さの違いの分だけずれて最初の干渉波が現れるからである。なお，光路Ｂと光路Ｃの光路長は同じなので，これらの光の干渉についての最初の干渉波は同時に現れる。
【０１２６】
しかも，このような光路Ａ〜Ｄによる光の干渉のずれ量は，測定光の迂回光路の光路長（例えば光ファイバｅの長さなど）を調整して光路Ａ〜Ｄの光路長を調整することにより，調整可能である。従って，測定光の迂回光路の光路長（例えば光ファイバｅの長さなど）を調整することにより，各測定対象物例えば上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗについての測定光と参照光との干渉波形がそれぞれ近傍で測定されるようにすることができる。このため，少なくともこれら測定対象物例えば上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗについての測定光と参照光との干渉波形が測定できる範囲だけ参照ミラー２４０を移動させれば足りる。これにより，参照ミラーの移動距離を短くすることができるので，温度測定にかかる時間も短縮することができる。
【０１２７】
この場合，各測定対象物例えば上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗについての干渉波形のピーク幅の全部又は一部が重なって測定されるように，測定光の迂回光路の光路長を調整すれば，さらに参照ミラー２４０の移動距離を短くすることができるので，温度測定にかかる時間もさらに短縮することができる。
【０１２８】
このように，図７に示す温度測定システムによれば，参照ミラー２４０をステッピングモータ２４２により一方向へ走査すると，光路Ａ〜Ｄの光路長に応じてずれた光の干渉波が得られる。測定光の迂回光路の光路長を調整することにより，例えば図９に示すようにウエハＴｗについての干渉波形のピーク幅Ｌｗの全部が，上部電極３５０の電極板Ｔｕについての干渉波形のピーク幅に重なるようにすることもできる。こうすることにより，少なくとも上部電極３５０の電極板Ｔｕについての干渉波形のピーク間幅Ｌｕが測定できる範囲だけ（例えば図９に示す範囲Ｎだけ）参照ミラー２４０を移動させれば，上部電極３５０の電極板Ｔｕについての干渉波形のピーク間幅Ｌｕのみならず，ウエハＴｗについての干渉波形のピーク幅Ｌｗも測定することができる。これにより，参照ミラー２４０の移動距離を短くすることができるので，温度測定にかかる時間も短縮することができる。
【０１２９】
上記第３実施形態では，上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗのように２つの測定対象物Ｔ１，Ｔ２の温度を測定する場合を例に挙げたが，必ずしもこれに限定されるものではなく，３つ以上の測定対象物の温度測定についても適用できる。特に各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎのギャップ（離間距離）が大きいほど，参照ミラー２４０の移動距離も長くなるので，このような場合に各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの温度測定のために必要な干渉波のピーク間幅が重なるように，測定光の迂回光路の光路長を調整すれば，参照ミラー２４０の移動距離を短くすることができるので，温度測定にかかる時間も大幅に短縮することができる。この場合，迂回光路は測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの数ｎに応じて増やしてもよい。
【０１３０】
また，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの温度測定のために必要な干渉波のピーク間幅は全部重なる必要はなく，一部が重なるようにしてもよい。また，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの温度測定のために必要な干渉波のピーク間幅は必ずしも重なる必要はなく，各干渉波のピーク間幅が重ならないで近傍に並列するようにしてもよい。
【０１３１】
（第３実施形態にかかる温度測定システムの変形例）
次に，第３実施形態にかかる温度測定システムの変形例について図面を参照しながら説明する。図１０は，第３実施形態にかかる温度測定システムの変形例についての概略構成を示すブロック図である。図１０に示す温度測定システムは，図７に示すものとほぼ同様であるが，図７に示すものは１つの光ファイバカプラ２３０により，迂回光路を構成する光ファイバｅを測定光の光路に並列に接続してループを形成するのに対して，図１０に示すものは迂回光路接続用スプリッタとして２つのスプリッタ（例えば１×２の光ファイバカプラ２３２と２×１の光ファイバカプラ２３４）により，測定光の光路を構成する光ファイバｅ１と迂回光路を構成する光ファイバｅ２とを並列に接続してループを形成する。これにより，図１０に示す温度測定システムについても，図７に示すものと同様に測定光伝送手段を構成する測定光の光路の途中に並列して接続した迂回光路を設けることができる。
【０１３２】
より具体的に説明すると，図１０に示す１×２の光ファイバカプラ２３２の入力端子（入力ポート）には，光ファイバカプラ２２０からの一方の出力端子（出力ポート）が光ファイバｂを介して接続されている。１×２の光ファイバカプラ２３２の２つの出力端子（出力ポート）にはそれぞれ，経路Ｕ１を形成する短い光ファイバｅ１の一端とこの光ファイバｅ１よりも長い迂回光路の経路Ｕ２を形成する光ファイバｅ２の一端とが接続されている。これら光ファイバｅ１の他端と光ファイバｅ２の他端とはそれぞれ，２×１の光ファイバカプラ２３４の２つの入力端子（入力ポート）に接続されている。２×１の光ファイバカプラ２３４の出力端子（出力ポート）には光ファイバｂＦの先端にコリメータを取付けたコリメータ付光ファイバＦが接続されている。
【０１３３】
図１０に示すような構成の測定光伝送手段によれば，光ファイバカプラ２２０からの一方の出力端子（出力ポート）から出射した測定光は，光ファイバカプラ２３２によって２つの出力端子（出力ポート）へ２分波される。このうち一方の出力端子（出力ポート）からの測定光は短い光ファイバｅ１を通って光ファイバカプラ２３４の入力端子（入力ポート）に入射する。一方，光ファイバカプラ２３２の他方の出力端子（出力ポート）からの測定光は迂回光路を構成する光ファイバｅ２を通って，光ファイバカプラ２３４の入力端子（入力ポート）に入射する。光ファイバカプラ２３４では，光ファイバｅ１及び光ファイバｅ２からの測定光が合波されて，コリメータ付光ファイバＦの先端から上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗへ向けて照射される。
【０１３４】
なお，図１０に示すような構成の測定光伝送手段による測定光の光路の種類（光路Ａ〜Ｄ）とそのときの測定光の経路との関係は図８に示すものと同様であり，測定光が各光路Ａ〜Ｄを通る場合の測定光と参照光との光の干渉は図９に示すものと同様である。すなわち，図１０に示す構成の温度測定システムについても，各光路Ａ〜Ｄを通る場合の測定光と参照光との光の干渉のずれ量は，測定光の迂回光路の光路長（例えば光ファイバｅ１や光ファイバｅ２の長さなど）を調整して光路Ａ〜Ｄの光路長を調整することにより，調整可能である。
【０１３５】
従って，測定光の迂回光路の光路長（例えば光ファイバｅ１や光ファイバｅ２の長さなど）を調整することにより，各測定対象物例えば上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗについての測定光と参照光との干渉波形がそれぞれ近傍で測定されるようにしたり，これら干渉波形のピーク幅の全部又は一部が重なって測定されるようにしたりすることができる。このため，少なくともこれら測定対象物例えば上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗについての測定光と参照光との干渉波形が測定できる範囲だけ参照ミラー２４０を移動させれば足りる。これにより，参照ミラーの移動距離を短くすることができるので，温度測定にかかる時間も短縮することができる。
【０１３６】
また，先に説明した図７に示す迂回光路を構成する光ファイバｅは，１つの光ファイバカプラ２３０の他方の入力端子（入力ポート）と他方の出力端子（出力ポート）を接続してループを形成するので，光ファイバｅを曲げて配設する必要があるため，光ファイバの長さや太さによっては適さない場合もある。例えば光ファイバが短い場合や太い場合は曲げにくく，配設し難い。これに対して，図１０に示す迂回光路を構成する光ファイバｅ２は，２つの光ファイバカプラ２３２及び２３４との途中に接続するので，極端に曲げる必要がないため，光ファイバの長さや太さに拘らず配設が容易となる。
【０１３７】
しかも，図７に示すものでは，迂回光路を構成する光ファイバｅの長さを調整することにより，測定光の光路長を調整するのに対して，図１０に示すものでは，迂回光路を構成する光ファイバｅ２の長さのみならず，測定光の光路自体の長さも光ファイバｅ１の長さにより調整することができるので，測定光の光路Ａ〜Ｄの光路長の微調整も容易に行うことができる。
【０１３８】
（第４実施形態にかかる測定システム）
次に，第４実施形態にかかる基板処理装置の温度測定システムについて図面を参照しながら説明する。第４実施形態にかかる温度測定システムは，第２実施形態にかかる温度測定システムを改良し，さらに各測定対象物の平行度の精度によらずに，各測定対象物に対する測定光の光軸を容易に調整できるように構成したものである。
【０１３９】
すなわち，第２実施形態にかかる温度測定システムでは１つのコリメータ付光ファイバＦによって，ＳＬＤ１１０からスプリットされた測定光を照射し，上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗで反射した測定光を受光するため，上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗの平行度の精度によっては，測定光の光軸の調整に手間がかかる。
【０１４０】
第４実施形態にかかる温度測定システムは，この点を踏まえて改良したものである。改良点としては，光源からスプリットされた測定光をさらに測定対象物の数だけスプリットし，これらの測定光を測定対象物へ向けて照射するようにしたことである。これにより，各測定光の光軸を各測定対象物ごとに調整することができるので，各測定対象物の平行度の精度に拘らず，測定光の光軸の調整が容易となる。
【０１４１】
このような第４実施形態にかかる温度測定システムの具体的な構成例を図１１に示す。図１１に示す温度測定システムにおいては，例えばＳＬＤ２１０から光源側スプリッタ例えば２×２の光ファイバカプラ２２０によりスプリットされた測定光を，測定光用スプリッタ例えば１×２の光ファイバカプラ２３６によって第１測定光と第２測定光に２分波し，第１測定光を上部電極３５０の電極板Ｔｕの温度測定に利用するとともに，第２測定光をウエハＴｗの温度測定に利用する。
【０１４２】
以下，より具体的に説明する。上記光ファイバカプラ２３６の一方の入力端子（入力ポート）には，光ファイバカプラ２２０からの一方の出力端子（出力ポート）が光ファイバｂを介して接続されている。光ファイバカプラ２３６の２つの出力端子（出力ポート）にはそれぞれ，光ファイバｂＦ１の先端にコリメータを取付けたコリメータ付光ファイバＦ１と，光ファイバｂＦ２の先端にコリメータを取付けたコリメータ付光ファイバＦ２とが接続されている。
【０１４３】
コリメータ付光ファイバＦ１は，上部電極３５０の電極支持体３５１の中央部に形成された貫通孔３５８を介して電極板Ｔｕへ向けて第１測定光が照射されるように配設される。また，コリメータ付光ファイバＦ２は，上部電極３５０の電極支持体３５１の端部に形成された貫通孔３５９を介して電極板Ｔｕへ向けて照射されて，その電極板Ｔｕを透過した第２測定光がウエハＴｗに照射されるように配設される。
【０１４４】
このように，ＳＬＤ２１０からスプリットされた測定光を上部電極３５０の電極板Ｔｕの温度を測定する第１測定光とウエハＴｗの温度を測定する第２測定光に分波して，それぞれコリメータ付光ファイバＦ１，Ｆ２の先端から照射させることにより，コリメータ付光ファイバＦ１の光軸とコリメータ付光ファイバＦ２の光軸とを別々に調整することができるので，上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗとの平行度の精度によらずに，それぞれの測定光の光軸を容易に調整できる。これにより，コリメータ付光ファイバの設置が容易となるので，温度測定装置２００の取付けの手間を軽減することができる。
【０１４５】
また，ＳＬＤ２１０からスプリットされた測定光をコリメータ付光ファイバＦ１を介する光路Ｅを通る第１測定光と，コリメータ付光ファイバＦ２を介する光路Ｆを通る第２測定光に分波するので，２通りの測定光と参照光との光の干渉を測定できる。
【０１４６】
ここで，各光路Ｅ，Ｆを通った測定光と参照光との光の干渉を図１２に示す。図１２は，参照ミラーを一方向へ一度だけ走査した場合に得られる干渉波形を示したものである。横軸には参照ミラーの移動距離をとり，縦軸には干渉強度をとっている。なお，図１２では光路Ｅ，Ｆによる光の干渉が区別し易いようにそれぞれを上下にずらしているが，実際にはこれら光路Ｅ，Ｆによる光の干渉の波形がすべて合成された波形が測定される。
【０１４７】
各光路Ｅ，Ｆによる光の干渉のずれ量は，例えばコリメータ付光ファイバＦ１，Ｆ２の光ファイバｂＦ１，ｂＦ２の長さを調整して第１，第２測定光の光路Ｅ，Ｆの光路長を調整することにより，調整可能である。このように，第１，第２測定光の光路Ｅ，Ｆの光路長を調整することにより，各測定対象物例えば上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗについての測定光と参照光との干渉波形がそれぞれ近傍で測定されるようにすることができる。このため，少なくともこれら測定対象物例えば上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗについての測定光と参照光との干渉波形が測定できる範囲だけ参照ミラー２４０を移動させれば足りる。これにより，参照ミラーの移動距離を短くすることができるので，温度測定にかかる時間も短縮することができる。
【０１４８】
例えば第１，第２測定光の光路Ｅ，Ｆの光路長を調整することにより，図１２に示すようにウエハＴｗについての干渉波形のピーク幅Ｌｗの全部が，上部電極３５０の電極板Ｔｕについての干渉波形のピーク幅に重なるようにすることもできる。こうすることにより，少なくとも上部電極３５０の電極板Ｔｕについての干渉波形のピーク間幅Ｌｕが測定できる範囲だけ（例えば図１２に示す範囲Ｎだけ）参照ミラー２４０を移動させれば，上部電極３５０の電極板Ｔｕについての干渉波形のピーク間幅Ｌｕのみならず，ウエハＴｗについての干渉波形のピーク幅Ｌｗも測定することができる。これにより，参照ミラー２４０の移動距離を短くすることができるので，温度測定にかかる時間もさらに短縮することができる。
【０１４９】
なお，第１，第２測定光の光路Ｅ，Ｆの光路長を同じにすれば，光ファイバカプラ２３６から上部電極３５０の電極板Ｔｕまでの第１，第２測定光の光路長が等しくなるので，これらの測定光と参照光との光の干渉は図６に示すものと同様になる。この場合には，図６に示す場合と同様に測定光と参照光との干渉波形を測定し，温度を求めることができる。
【０１５０】
また，第１，第２測定光の光路長を調整するには，上述したようにコリメータ付光ファイバＦ１，Ｆ２の光ファイバｂＦ１，ｂＦ２の長さを変える代りに，コリメータ付光ファイバＦ１，Ｆ２のコリメータの先端位置をずらすことによって調整してもよい。
【０１５１】
上記第４実施形態では，上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗのように２つの測定対象物Ｔ１，Ｔ２の温度を測定する場合を例に挙げたが，必ずしもこれに限定されるものではなく，３つ以上の測定対象物の温度測定についても適用できる。この場合には例えば測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの数ｎだけ，ＳＬＤ２１０からスプリットされた測定光をさらにスプリッタ（例えば１×ｎの光ファイバカプラ）により第１〜第ｎ測定光にスプリットして，これら第１〜第ｎ測定光を最端に配置される測定対象物（Ｔ１又はＴｎ）から各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎへ向けて各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎを透過するように照射してもよい。これにより，測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの平行度の精度に拘らず，各第１〜第ｎ測定光の光軸の調整が容易となる。
【０１５２】
また，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎのギャップ（離間距離）が大きいほど，参照ミラー２４０の移動距離も長くなるので，このような場合に第１〜第ｎ測定光の光路長を調整して，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの温度測定のために必要な干渉波のピーク間幅が重なるようにすれば，参照ミラー２４０の移動距離を短くすることができるので，温度測定にかかる時間も大幅に短縮することができる。
【０１５３】
この場合，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの温度測定のために必要な干渉波のピーク間幅は全部重なる必要はなく，一部が重なるようにしてもよい。また，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの温度測定のために必要な干渉波のピーク間幅は必ずしも重なる必要はなく，各干渉波のピーク間幅が重ならないで近傍に並列するようにしてもよい。
【０１５４】
（第５実施形態にかかる温度測定システム）
次に，第５実施形態にかかる基板処理装置の温度測定システムについて図面を参照しながら説明する。第５実施形態にかかる温度測定システムは，第２実施形態にかかる温度測定システムを改良し，参照ミラーの移動距離をより短くできるように構成したものである。上述した第３及び第４実施形態では測定光の光路長を調整するのに対して，第５実施形態では参照光の光路長を調整するものである。
【０１５５】
このような第５実施形態にかかる温度測定システムの構成例を図１３に示す。図１３に示す温度測定システムでは，参照ミラー２４０を反射面の位置が異なる第１参照ミラー２４４及び第２参照ミラー２４６により構成するものである。参照光伝送手段例えばコリメータ付光ファイバＦＺからの参照光が第１及び第２参照ミラー２４４，２４６の両方へ照射される参照光照射位置にコリメータ付光ファイバＦＺを配置して，各参照ミラー２４４，２４６から反射した参照光を同じコリメータ付光ファイバＦＺで受光する。
【０１５６】
このような構成の温度測定システムによれば，第１及び第２参照ミラー２４４，２４６をステッピングモータ２４２により一緒に移動することによって，ＳＬＤ２１０からスプリットされてコリメータ付光ファイバＦＺから照射される参照光が参照ミラー２４０により反射される際に，第１参照ミラー２４４から反射される光路Ｇを通る第１参照光と，第１参照ミラー２４６から反射される光路Ｈを通る第２参照光とに分けられるので，２通りの測定光と参照光との光の干渉を測定できる。
【０１５７】
ここで，各光路Ｇ，Ｈを通った測定光と参照光との光の干渉を図１４に示す。図１４は，参照ミラー２４０を第１及び第２参照ミラー２４４，２４６ごと一方向へ一度だけ走査した場合に得られる干渉波形を示したものである。横軸には参照ミラーの移動距離をとり，縦軸には干渉強度をとっている。なお，図１４では光路Ｇ，Ｈによる光の干渉が区別し易いようにそれぞれを上下にずらしているが，実際にはこれら光路Ｇ，Ｈによる光の干渉の波形がすべて合成された波形が測定される。
【０１５８】
図１４に示すように，光路Ｇ，Ｈによる光の干渉はともに図６に示す場合と同様に上部電極３５０の電極板Ｔｕの表面と裏面の干渉波とウエハＴｗの表面と裏面の干渉波が同じピーク間幅Ｌｕ，Ｌｇ，Ｌｗで現れる。従って，光路Ｇ，Ｈのうちのどの光の干渉でも同様の測定結果が得られる。
【０１５９】
しかも，各光路Ｇ，Ｈによる光の干渉のずれ量Ｍは，例えば各参照ミラー２４４，２４６の反射面のずれ量を調整して第１，第２参照波の光路Ｇ，Ｈの光路長を調整することにより，調整可能である。このように，第１，第２参照光の光路Ｇ，Ｈの光路長を調整することにより，各測定対象物例えば上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗについての測定光と参照光との干渉波形がそれぞれ近傍で測定されるようにすることができる。このため，少なくともこれら測定対象物例えば上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗについての測定光と参照光との干渉波形が測定できる範囲だけ参照ミラー２４０を移動させれば足りる。これにより，参照ミラーの移動距離を短くすることができるので，温度測定にかかる時間も短縮することができる。
【０１６０】
例えば第１，第２参照光の光路Ｇ，Ｈの光路長を調整することにより，図１４に示すようにウエハＴｗについての干渉波形のピーク幅Ｌｗの全部が，上部電極３５０の電極板Ｔｕについての干渉波形のピーク幅に重なるようにすることもできる。こうすることにより，少なくとも上部電極３５０の電極板Ｔｕについての干渉波形のピーク間幅Ｌｕが測定できる範囲だけ（例えば図１４に示す範囲Ｎだけ）参照ミラー２４０を移動させれば，上部電極３５０の電極板Ｔｕについての干渉波形のピーク間幅Ｌｕのみならず，ウエハＴｗについての干渉波形のピーク幅Ｌｗも測定することができる。これにより，参照ミラー２４０の移動距離を短くすることができるので，温度測定にかかる時間もさらに短縮することができる。
【０１６１】
上記第５実施形態では，上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗのように２つの測定対象物Ｔ１，Ｔ２の温度を測定する場合を例に挙げたが，必ずしもこれに限定されるものではなく，３つ以上の測定対象物の温度測定についても適用できる。この場合には例えば測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの数ｎだけ，参照ミラー２４０を反射面の位置が異なる第１〜第ｎ参照ミラーで構成して，参照光をこれら第１〜第ｎ参照ミラーのすべてに照射して，各第１〜第ｎ参照ミラーで反射した第１〜第ｎ参照光を得るようにしてもよい。
【０１６２】
また，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎのギャップ（離間距離）が大きいほど，参照ミラー２４０の移動距離も長くなるので，このような場合に各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの温度測定のために必要な干渉波のピーク間幅が重なるように，第１〜第ｎ参照光の光路長を調整すれば，参照ミラー２４０の移動距離を短くすることができるので，温度測定にかかる時間も大幅に短縮することができる。
【０１６３】
この場合，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの温度測定のために必要な干渉波のピーク間幅は全部重なる必要はなく，一部が重なるようにしてもよい。また，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの温度測定のために必要な干渉波のピーク間幅は必ずしも重なる必要はなく，各干渉波のピーク間幅が重ならないで近傍に並列するようにしてもよい。
【０１６４】
（第５実施形態にかかる温度測定システムの変形例）
次に，第５実施形態にかかる温度測定システムの変形例について図面を参照しながら説明する。図１５は，第５実施形態にかかる温度測定システムの変形例についての概略構成を示すブロック図である。図１５に示す温度測定システムは，図１３に示すものとほぼ同様であるが，図１３に示すものは参照ミラーの反射面をずらすことにより，第１，第２参照光の光路長を調整するのに対して，図１５に示すものは例えばＳＬＤ２１０から光源側スプリッタ例えば２×２の光ファイバカプラ２２０によりスプリットされた参照光を，参照光用スプリッタ例えば１×２の光ファイバカプラ２２２によって第１参照光と第２参照光に２分波し，第１，第２参照光を参照ミラー２４０に照射させてその反射光を受光するように構成して，第１，第２参照光の光路長を調整する。
【０１６５】
より具体的に説明すると，図１５に示す１×２の光ファイバカプラ２２２の入力端子（入力ポート）には，光ファイバカプラ２２０からの他方の出力端子（出力ポート）が光ファイバｃを介して接続されている。１×２の光ファイバカプラ２２２の２つの出力端子（出力ポート）にはそれぞれ，光ファイバｃＺ１の先端にコリメータを取付けたコリメータ付光ファイバＦＺ１と，光ファイバｃＺ２の先端にコリメータを取付けたコリメータ付光ファイバＦＺ２とが接続されている。
【０１６６】
図１５に示すような構成の参照光伝送手段によれば，光ファイバカプラ２２０からの他方の出力端子（出力ポート）から出射した測定光は，光ファイバカプラ２２２によって２つの出力端子（出力ポート）へ２分波される。このうち一方の出力端子（出力ポート）からの第１参照光はコリメータ付光ファイバＦＺ１を介する光路Ｇにより参照ミラー２４０に向けて照射され，他方の出力端子（出力ポート）からの第２参照光はコリメータ付光ファイバＦＺ２を介する光路Ｈにより参照ミラー２４０に向けて照射される。
【０１６７】
なお，図１５に示すような構成の参照光伝送手段による参照光と測定光の光の干渉は図１４に示すものと同様である。すなわち，図１５に示す構成の温度測定システムについても，各光路Ｇ，Ｈによる光の干渉のずれ量Ｍは，例えばコリメータ付光ファイバＦＺ１，ＦＺ２の光ファイバｃＺ１，ｃＺ２の長さを調整して第１，第２参照波の光路Ｇ，Ｈの光路長を調整することにより，調整可能である。
【０１６８】
従って，第１，第２参照光の光路長（例えば光ファイバｃＺ１，ｃＺ２の長さなど）を調整することにより，各測定対象物例えば上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗについての測定光と参照光との干渉波形がそれぞれ近傍で測定されるようにしたり，これら干渉波形のピーク幅の全部又は一部が重なって測定されるようにしたりすることができる。このため，少なくともこれら測定対象物例えば上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗについての測定光と参照光との干渉波形が測定できる範囲だけ参照ミラー２４０を移動させれば足りる。これにより，参照ミラーの移動距離を短くすることができるので，温度測定にかかる時間も短縮することができる。
（第５実施形態にかかる温度測定システムの他の変形例）
【０１６９】
次に，第５実施形態にかかる温度測定システムの他の変形例について図面を参照しながら説明する。上述した第３実施形態では測定光伝送手段を構成する測定光の光路の途中に，この測定光の光路に並列して接続した迂回光路を設けるようにしたのに対して，第５実施形態の他の変形例では参照光伝送手段を構成する参照光の光路の途中に並列して接続した迂回光路を設けるようにしたものである。
【０１７０】
このように構成しても，上記迂回光路を通る参照光と通らない参照光の両方が参照ミラー２４０へ向けて照射されるため，第３実施形態の場合と同様に測定光と参照光との光の干渉のパターンが増え，迂回光路の光路長を調整してそれぞれの光の干渉のずれ量を調整することにより，測定に必要な干渉波形だけが近傍に現れるようにすることができる。これにより，参照ミラーの移動距離をより短くすることができる。
【０１７１】
以下，このような第５実施形態の他の変形例にかかる温度測定システムの具体的な構成を図１６又は図１７に示す。図１６に示す温度測定システムは，図７に示す場合と同様に迂回光路を接続する例である。すなわち，図１６に示す温度測定システムにおける参照光伝送手段は，光ファイバカプラ２２０からの参照光の光路の途中に，迂回光路を構成する光ファイバｅを並列接続するための迂回光路接続用スプリッタ例えば２×２の光ファイバカプラ２３０を備える。
【０１７２】
具体的には，光ファイバカプラ２３０の一方の入力端子（入力ポート）には，光ファイバカプラ２２０からの他方の出力端子（出力ポート）が光ファイバｃを介して接続されている。光ファイバカプラ２３０の一方の出力端子（出力ポート）には，光ファイバｃＺの先端にコリメータを取付けたコリメータ付光ファイバＦＺが接続されている。また，光ファイバカプラ２３０の他方の入力端子（入力ポート）と他方の出力端子（出力ポート）とは迂回光路を構成する光ファイバｅを接続してループを形成する。
【０１７３】
図１６に示すような構成の参照光伝送手段によれば，光ファイバカプラ２２０からの他方の出力端子（出力ポート）から出射した参照光は，光ファイバカプラ２３０によって２つの出力端子（出力ポート）へ２分波される。このうち一方の出力端子（出力ポート）からの参照光は光ファイバｃＺを通ってコリメータ付光ファイバＦＺの先端から参照ミラー２４０へ向けて照射される。また，光ファイバカプラ２３０の他方の出力端子（出力ポート）からの参照光は光ファイバｅを介して光ファイバカプラ２３０の他方の入力端子（入力ポート）へ戻され，さらに光ファイバカプラ２３０によって２つの出力端子（出力ポート）へ２分波される。このうち一方の出力端子（出力ポート）からの参照光は光ファイバｃＺを通ってコリメータ付光ファイバＦＺの先端から参照ミラー２４０へ向けて照射される。
【０１７４】
一方，図１７に示す温度測定システムは，図１０に示す場合と同様に迂回光路を接続する例である。すなわち，迂回光路接続用スプリッタとして２つのスプリッタ（例えば１×２の光ファイバカプラ２３２と２×１の光ファイバカプラ２３４）により，参照光の光路を構成する光ファイバｅ１と迂回光路を構成する光ファイバｅ２とを並列に接続してループを形成する。これにより，図１７に示す温度測定システムについても，図１６に示すものと同様に参照光伝送手段を構成する参照光の光路の途中に並列して接続した迂回光路を設けることができる。
【０１７５】
より具体的に説明すると，図１７に示す１×２の光ファイバカプラ２３２の入力端子（入力ポート）には，光ファイバカプラ２２０からの他方の出力端子（出力ポート）が光ファイバｃを介して接続されている。１×２の光ファイバカプラ２３２の２つの出力端子（出力ポート）にはそれぞれ，経路Ｕ１を形成する短い光ファイバｅ１の一端とこの光ファイバｅ１よりも長い迂回光路の経路Ｕ２を形成する光ファイバｅ２の一端とが接続されている。これら光ファイバｅ１の他端と光ファイバｅ２の他端とはそれぞれ，２×１の光ファイバカプラ２３４の２つの入力端子（入力ポート）に接続されている。２×１の光ファイバカプラ２３４の出力端子（出力ポート）には光ファイバｃＺの先端にコリメータを取付けたコリメータ付光ファイバＦＺが接続されている。
【０１７６】
図１７に示すような構成の参照光伝送手段によれば，光ファイバカプラ２２０からの他方の出力端子（出力ポート）から出射した参照光は，光ファイバカプラ２３２によって２つの出力端子（出力ポート）へ２分波される。このうち一方の出力端子（出力ポート）からの参照光は短い光ファイバｅ１を通って光ファイバカプラ２３４の入力端子（入力ポート）に入射する。一方，光ファイバカプラ２３２の他方の出力端子（出力ポート）からの参照光は迂回光路を構成する光ファイバｅ２を通って，光ファイバカプラ２３４の入力端子（入力ポート）に入射する。光ファイバカプラ２３４では，光ファイバｅ１及び光ファイバｅ２からの参照光が合波されて，コリメータ付光ファイバＦＺの先端から参照ミラー２４０へ向けて照射される。
【０１７７】
上述したような図１６又は図１７に示す構成の参照光伝送手段による参照光の光路の種類を光路Ａ〜Ｄとすれば，これら光路Ａ〜Ｄとそのときの参照光の経路との関係は図８に示すものと同様であり，参照光が各光路Ａ〜Ｄを通る場合の測定光と参照光との光の干渉は図９に示すものと同様である。すなわち，図１６又は図１７に示す構成の温度測定システムについても，各光路Ａ〜Ｄを通る場合の測定光と参照光との光の干渉のずれ量は，参照光の迂回光路の光路長（例えば光ファイバｅ又は光ファイバｅ１，ｅ２の長さなど）を調整して光路Ａ〜Ｄの光路長を調整することにより，調整可能である。
【０１７８】
従って，参照光の迂回光路の光路長（例えば光ファイバｅ又は光ファイバｅ１，ｅ２の長さなど）を調整することにより，各測定対象物例えば上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗについての測定光と参照光との干渉波形がそれぞれ近傍で測定されるようにしたり，これら干渉波形のピーク幅の全部又は一部が重なって測定されるようにしたりすることができる。このため，少なくともこれら測定対象物例えば上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗについての測定光と参照光との干渉波形が測定できる範囲だけ参照ミラー２４０を移動させれば足りる。これにより，参照ミラーの移動距離を短くすることができるので，温度測定にかかる時間も短縮することができる。
【０１７９】
（光ファイバなどを使用しない温度測定システム）
なお，上述した第３〜第５実施形態に示す温度測定システムは，測定光伝送手段及び参照光伝送手段として光ファイバを利用し，温度測定で使用する測定光や参照光などの光を光ファイバにより伝送するものについて説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，温度測定で使用する測定光や参照光などの光を光ファイバやコリメートファイバを用いずに，図１８に示すような原理に基づいて空中を伝送させるようにしてもよい。
【０１８０】
図１８は，光ファイバやコリメートファイバの用いずに空中を利用して光を伝送させる温度測定装置５００の原理を示す。このような温度測定装置５００においては，光源（例えばＳＬＤ）１１０からの光が空中を伝送してスプリッタ（例えばハーフミラー）５１０へ照射され，スプリッタ５１０により参照光と測定光との２つに分けられる。測定光は空中を伝送して対向配置された測定対象物Ｔ１，Ｔ２へ向けて照射されて各測定対象物Ｔ１，Ｔ２の表面や裏面で反射される。一方，参照光は空中を伝送して参照光反射手段（例えば参照ミラー）１４０へ向けて照射され，参照光反射手段のミラー表面で反射される。そして，それぞれ反射された測定光と参照光が空中を伝送して再びスプリッタ５１０に入射して受光手段１５０に受光される。その際，参照光の光路長によっては重なり合って干渉を起こして，その干渉波が受光手段１５０で検出される。このような原理を用いることにより，光ファイバやコリメートファイバを用いずに光を伝送させることができる。これにより，光ファイバやコリメートファイバを通らない波長（例えば２．５μｍ以上の波長）の光であっても，測定光や参照光の光源１１０として利用することができる。
【０１８１】
（基板処理装置の制御システム）
また，上述した第３〜第５実施形態に示す温度測定システムは，各種コントローラ４７０として例えば上部電極３５０の電極板ＴｕやウエハＴｗの温度を制御するコントローラを設けることにより，上部電極３５０の電極板ＴｕやウエハＴｗについて，温度測定装置２００により温度測定を行いながら，その測定結果に応じて各種コントローラ４７０により温度を制御する基板処理装置の制御システムとして構成することもできる。
【０１８２】
この場合，各種コントローラ４７０は，上部電極３５０の電極板Ｔｕの温度を制御するものとして，例えば内側冷媒コントローラ，外側冷媒コントローラを備えるようにしてもよい。内側冷媒コントローラは，内側冷媒流路３５４へ循環させる冷媒の温度や流量を制御することにより，上部電極３５０の内側部位の温度を制御するものである。外側冷媒コントローラは，外側冷媒流路３５２へ循環させる冷媒の温度や流量を制御することにより，上部電極３５０の外側部位の温度を制御するものである。
【０１８３】
さらに，各種コントローラ４７０は，ウエハＴｗの温度を制御するものとして，例えばＥＳＣ（electrostatic
chuck：静電チャック）系コントローラ，ＦＲ（フォーカスリング）系コントローラを備えるようにしてもよい。ＥＳＣ系コントローラは，下部電極３４０にウエハを静電吸着させるための図示しない静電チャック（ＥＳＣ）へ印加する電圧，静電チャックを介してウエハＴｗへ供給されるバックサイドガスのガス流量やガス圧力，下部電極３４０内に形成される冷媒流路に循環させる冷媒の温度などを制御するものである。また，ＦＲ系コントローラは，ウエハの周囲を囲むように設けられた図示しない周辺リング例えばフォーカスリングへ印加する電圧，フォーカスリングを介してウエハＴｗへ供給されるバックサイドガスのガス流量やガス圧力などを制御するものである。
【０１８４】
このように，第３〜第５実施形態に示す温度測定システムを基板処理装置の制御システムとして構成することにより，上部電極３５０の温度を制御したり，ウエハＴｗの温度を制御したりできるので，ウエハＴｗのプロセス特性を的確に制御することができ，また基板処理装置の安定性を向上させることができる。
【０１８５】
（厚み測定装置及び厚み測定システム）
また，上記第１〜第５実施形態では，測定対象物の温度の測定を行う場合について説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，測定対象物の厚さの測定を行う場合について適用してもよい。すなわち，上記第１〜第５実施形態では，例えば測定対象物の表面と裏面で反射した測定光と参照光との干渉波形のピーク間幅がその測定対象物の光路長に相当することを利用して，干渉波形のピーク間幅を参照光反射手段（例えば参照ミラー）の移動距離として測定して測定対象物の光路長を求め，この光路長を測定対象物の温度に換算する場合について説明した。
【０１８６】
ところが，この光路長Ｌは厚みｄ×屈折率ｎで表され，屈折率ｎは温度に依存するため，光路長Ｌを測定したときの温度での屈折率ｎがわかれば，測定した光路長Ｌを屈折率ｎで割り算することにより，測定対象物の厚みｄを求めることができる。従って，例えば測定対象物の温度と屈折率ｎの関係を予め厚さ用基準換算データとして制御装置４００のメモリ４４０などに記憶しておき，測定対象物の光路長Ｌを測定したときの温度を別の温度測定手段（例えば抵抗温度計や蛍光式温度計等）により測定して厚さ用基準換算データによりその温度のときの屈折率ｎを求め，この屈折率ｎで上記光路長Ｌを割り算することにより，測定対象物の厚みｄを求めることができる。
【０１８７】
このように，測定光と参照光との干渉波形を利用して測定対象物の厚みを求めることができるので，この原理を利用することにより，上記第１〜第５実施形態における温度測定装置，基板処理装置の温度測定システムはそれぞれ，厚さ測定装置，基板処理装置の厚さ測定システムとして構成することもできる。このような厚さ測定装置，基板処理装置の厚さ測定システムにより，例えば基板処理装置３００の上部電極３５０の電極板Ｔｕなどの消耗部品の厚さを定期的に測定することにより，電極板Ｔｕなどの消耗部品の消耗量を測定することができる。これにより，電極板Ｔｕの交換時期などを予測することもできる。
【０１８８】
なお，厚さの測定は，基板処理装置３００の電源投入時やメンテナンス後などのように同じ温度状態のときに行うことにより，その温度での屈折率ｎを，制御装置４００のメモリ４４０などに記憶しておけば，厚みを測定する度にそのときの測定対象物の温度を測定しなくても済むので，別の温度測定手段を不要とすることができ，厚み測定にかかる手間や時間も極力軽減することができる。なお，制御装置４００を厚さ算出手段又は制御手段として機能させることにより，制御装置４００により測定光と参照光との光の干渉測定の結果に基づいて各測定対象物の厚さを求めることができる。
【０１８９】
また，本発明により温度又は厚さを測定する対象となる複数の測定対象物は，少なくとも対向して配置されていれば，離間していてもよく，また接触していてもよい。また，複数の測定対象物の全体が対向してもよく，一部が対向していてもよい。一部が対向する場合には，少なくともその対向する部位へ向けて測定光を照射することにより，各測定対象物の温度又は厚みを測定することができる。
【０１９０】
（光源の光強度）
また，上記実施形態により説明したように本発明では，対向して配置された複数の測定対象物へ測定光を照射したときに，測定対象物を透過する光を次の測定対象物の測定光として利用する。従って，このような測定光の光強度は，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの内部や各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎ間の空間を透過することにより減少するため，そのような測定光と参照光の干渉強度も低下し，ノイズに対する光強度（Ｓ／Ｎ比）も減少する。しかも，測定光が透過する測定対象物の数ｎが多いほど，また測定光照射位置から離れた測定対象物ほど測定光の光強度が減少する傾向にある。例えば対向して配置された最初の測定対象物のうち最初の測定対象物から反射する測定光の光強度が最も大きく，２番目以降の測定対象物から反射する測定光の光強度は徐々に低下していく。
【０１９１】
このように，測定光が各測定対象物の内部や各測定対象物間の空間を透過するに連れて測定光の光強度が減少するので，それに伴って測定光と参照光との干渉波形についてのノイズに対する光強度（Ｓ／Ｎ比）が減少してその干渉波形もくずれ（例えば干渉波形の形状がガウス分布から離れ），例えばピーク位置の検出精度が低下する。このため，干渉波形のピーク間幅に基づいて測定される温度の測定精度も低下する。なお，ここでいうノイズとは，例えば電子回路から発生するノイズや上部電極３５０に高周波電力を印加する際の周囲の電磁波環境によるノイズなどが考えられる。
【０１９２】
そこで，温度測定装置１００又は２００は，例えばＳＬＤ２１０などの光源１１０の光強度を調整できる光強度調整手段を設け，制御装置４００により例えば各種コントローラに設けた光強度コントローラを介して光強度調整手段を制御して，測定光と参照光との光の干渉の測定中に光源１１０の光強度を変えるようにしてもよい。
【０１９３】
こうすることにより，測定光と参照光との光の干渉の測定中に，測定光が各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎの内部及び各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎ間の空間を透過することによる測定光の光強度の低下を防止することにより，その測定光と参照光との干渉波形についてのＳ／Ｎ比の低下を防止してその干渉波形がくずれないようにすることができる。これにより，例えば干渉波形のピーク位置の検出精度を向上させることができるので，干渉波形のピーク間幅に基づく温度や厚みの測定精度を向上させることができる。
【０１９４】
より具体的な光源の光強度調整方法としては，例えば測定光と参照光との光の干渉の測定中に，参照光反射手段（例えば参照ミラー）１４０の移動距離に応じて光源の光強度を徐々に大きくすることが挙げられる。これによれば，測定光照射位置から離れた測定対象物ほど光強度を大きくすることができるので，そのような測定光と参照光との干渉波形のＳ／Ｎ比の低下を防止することができる。
【０１９５】
また，測定光と参照光との光の干渉の測定中に，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎごとに光源の光強度を変えるようにしてもよい。測定光の光強度は各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎごとに変るので，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎごとに光源の光強度を変えることにより，測定光の光強度の低下を的確に防止することができる。
【０１９６】
例えば測定光の各測定対象物からの反射強度を予め測定しておき，各測定対象物の測定光と参照光との光の干渉の測定する際に，予め測定した測定光の反射強度（例えば測定光と参照光との干渉波形の干渉強度）に応じて光源の光強度を変えることにより，その測定光の反射強度が小さいほど光源の光強度を大きくすることができるので，測定光と参照光との干渉波形のＳ／Ｎ比の低下を的確に防止することができる。
【０１９７】
また，測定光と参照光との光の干渉の測定中に，各測定対象物Ｔ１〜Ｔｎごとに測定光の照射位置から離れた測定対象物ほど光源の光強度を大きくするようにしてもよい。これにより，測定光が透過する測定対象物の数，すなわち測定しようとする測定対象物の配置位置と測定光照射位置との間の測定対象物の数が多く，測定光の光強度の低下が大きいほど光源の光強度を大きくすることができるので，測定光と参照光との干渉波形のＳ／Ｎ比の低下を的確に防止することができる。例えば上述したように上部電極３５０の電極板ＴｕとウエハＴｗを測定対象物として一度に測定する場合には，上部電極３５０の電極板Ｔｕについての測定光と参照光との干渉波形を測定する際よりも，ウエハＴｗについての測定光と参照光との干渉波を測定する際の方が光源の光強度を大きくする。これにより，ウエハＴｗを測定する測定光の光強度も大きくなるので，ウエハＴｗについての測定光と参照光との干渉波形のＳ／Ｎ比の低下を防止することができる。
【０１９８】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１９９】
例えば，上記実施形態では測定対象物となる被処理基板として，基板処理装置３００の処理室３１０内で処理されるウエハＴｗを例に挙げて説明したが，これに限られるものではなく，測定対象物とする被処理基板としては例えばガラス基板などの液晶基板であってもよい。
【０２００】
また，上記実施形態では測定対象物となる電極板として，基板処理装置３００の処理室３１０内に配置される上部電極３５０の電極板Ｔｕを例に挙げて説明したが，測定対象物とする電極板としては下部電極３４０の電極板であってもよい。下部電極３４０の電極板は，被処理基板例えばウエハＴｗのみならず，上部電極３５０の電極板Ｔｕにも対向して配置されているため，上記実施形態の構成で，上部電極３５０の電極板Ｔｕ，ウエハＴｗ，下部電極３４０の電極板の温度又は厚みを一度に計測することもできる。
【０２０１】
さらに，上記測定対象物としては，基板処理装置内に配置されるウエハや電極板に限られず，対向して配置されたものであれば，基板処理装置内の様々な構成部品や構成部分を測定対象物として温度又は厚みを一度に測定することができる。例えばウエハの周囲に配設される周辺リング（例えばフォーカスリングなど）についても，上記電極板に対向して配置されるので，この周辺リングと電極板とを測定対象物として温度又は厚みを一度に測定することができる。
【０２０２】
また，上記実施形態では，基板処理装置として例えばプラズマ処理装置に適用した場合について説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，プラズマを使用しない成膜装置や熱処理装置のような膜改質装置など様々な基板処理装置に適用することができ，さらに本発明にかかる温度／厚さ測定装置は，基板処理装置に限られず，その他の様々な処理装置に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【０２０３】
本発明は，例えば半導体ウエハ，液晶基板などの温度を測定する温度／厚さ測定装置，温度測定方法，温度／厚さ測定システムに適用可能であり，また基板処理装置を制御する制御システム，制御方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２０４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる温度測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】比較例にかかる温度測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態にかかる温度測定装置により得られる測定光と参照光との光の干渉波の具体例を示す図であり，同図（ａ）は各温度測定対象物の温度が変化する前の光の干渉波の１例を示し，同図（ｂ）は各温度測定対象物の温度が変化した後の光の干渉波の１例を示す。
【図４】測定対象物の温度と光路長との関係の具体例を示す実験結果である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる基板処理装置の温度測定システムの具体例についての概略構成を示すブロック図である。
【図６】同実施形態にかかる温度測定装置により得られる測定光と参照光との光の干渉波の具体例を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態にかかる基板処理装置の温度測定システムの具体例についての概略構成を示すブロック図である。
【図８】同実施形態にかかる温度測定装置による測定光の光路の種類を示す図である。
【図９】同実施形態にかかる温度測定装置により得られる測定光と参照光との光の干渉波の具体例を示す図である。
【図１０】同実施形態にかかる基板処理装置の温度測定システムの変形例についての概略構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第４実施形態にかかる基板処理装置の温度測定システムの具体例についての概略構成を示すブロック図である。
【図１２】同実施形態にかかる温度測定装置により得られる測定光と参照光との光の干渉波の具体例を示す図である。
【図１３】本発明の第５実施形態にかかる基板処理装置の温度測定システムの具体例についての概略構成を示すブロック図である。
【図１４】同実施形態にかかる温度測定装置により得られる測定光と参照光との光の干渉波の具体例を示す図である。
【図１５】同実施形態にかかる基板処理装置の温度測定システムの変形例についての概略構成を示すブロック図である。
【図１６】同実施形態にかかる基板処理装置の温度測定システムの他の変形例についての概略構成を示すブロック図である。
【図１７】同実施形態にかかる基板処理装置の温度測定システムの他の変形例についての概略構成を示すブロック図である。
【図１８】測定光や参照光などの光を空中を利用して伝送する温度測定装置の原理を説明するための図である。
【図１９】従来の温度測定装置の原理を説明するための図である。
【図２０】図１９に示す温度測定装置により計測された干渉波形を観念的に示した図である。
【符号の説明】
【０２０５】
１００      温度測定装置
１０２      温度測定装置
１１０      光源
１２０      スプリッタ
１３２      光通信用マルチプレクサ
１４０      参照光反射手段
１４２      駆動手段
１５０      受光手段
２００      温度測定装置
２１０      ＳＬＤ
２２０      光ファイバカプラ（スプリッタ）
２２２      光ファイバカプラ（参照光用スプリッタ）
２３０      光ファイバカプラ（迂回光路接続用スプリッタ）
２３２      光ファイバカプラ（迂回光路接続用スプリッタ）
２３４      光ファイバカプラ（迂回光路接続用スプリッタ）
２３６      光ファイバカプラ（測定光用スプリッタ）
２４０      参照ミラー
２４２      モータ
２４４      第１参照ミラー
２４６      第２参照ミラー
２５０      ＰＤ
３００      基板処理装置
３１０      処理室
３２０      高周波電源
３３０      高周波電源
３４０      下部電極
３５０      上部電極
３５１      電極支持体
３５２      外側冷媒流路
３５４      内側冷媒流路
３５６      低熱伝達層
３５８      貫通孔
３５９      貫通孔
４００      制御装置
４１０      ＣＰＵ
４２０      モータドライバ
４３０      モータコントローラ
４４０      メモリ
４７０      各種コントローラ
５００      温度測定装置
５１０      スプリッタ
【図１】
2006194679.tif 000003
【図２】
2006194679.tif 000004
【図３】
2006194679.tif 000005
【図４】
2006194679.tif 000006
【図５】
2006194679.tif 000007
【図６】
2006194679.tif 000008
【図７】
2006194679.tif 000009
【図８】
2006194679.tif 000010
【図９】
2006194679.tif 000011
【図１０】
2006194679.tif 000012
【図１１】
2006194679.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2006194679.tif 000015
【図１４】
2006194679.tif 000016
【図１５】
2006194679.tif 000017
【図１６】
2006194679.tif 000018
【図１７】
2006194679.tif 000019
【図１８】
2006194679.tif 000020
【図１９】
2006194679.tif 000021
【図２０】
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