(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度が測定される基板処理装置の処理室内構成部材であって、
消耗雰囲気に晒される消耗面と、前記消耗雰囲気に晒されない非消耗面と、
互いに平行である前記消耗面側の面及び前記非消耗面側の面を備えた温度測定部と、
前記温度測定部の前記消耗面側の面を被覆する被覆部と、を有し、
前記温度測定部へ前記非消耗面側の面から測定光を照射したときの前記非消耗面側の面で反射した測定光と前記消耗面側の面で反射した測定光との光路長差が前記温度測定部の温度変化に伴って変化することを利用して前記温度測定部の温度が測定されることを特徴とする基板処理装置の処理室内構成部材。
【請求項２】
前記温度測定部は、前記消耗面に設けられた凹部に対応する薄肉部であり、該薄肉部の前記消耗面側の面と非消耗面側の面は、それぞれ鏡面加工が施されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置の処理室内構成部材。
【請求項３】
前記被覆部の前記薄肉部の消耗面側の面に対向する面に粗面加工が施されていることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置の処理室内構成部材。
【請求項４】
前記被覆部と前記凹部内面との当接部に伝熱シート又は伝熱ガスが介在されていることを特徴とする請求項２又は３記載の基板処理装置の処理室内構成部材。
【請求項５】
前記被覆部は、シリコン（Ｓｉ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、石英、サファイア、セラミック、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）及び窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のうちのいずれかからなることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置の処理室内構成部材。
【請求項６】
前記温度測定部は、前記基板処理装置の処理室内構成部材の前記非消耗面に設けられた凹部に嵌合された温度測定用部材であり、
該温度測定用部材の前記消耗面側の面と前記非消耗面側の面にそれぞれ鏡面加工が施されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置の処理室内構成部材。
【請求項７】
前記温度測定用部材の前記消耗面側の面に対向する前記凹部内面に粗面加工が施されていることを特徴とする請求項６記載の基板処理装置の処理室内構成部材。
【請求項８】
前記温度測定用部材と前記凹部内面との当接部に伝熱シート又は伝熱ガスが介在されていることを特徴とする請求項６又は７記載の基板処理装置の処理室内構成部材。
【請求項９】
前記温度測定用部材は、シリコン（Ｓｉ）、石英又はサファイアからなることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の基板処理装置の処理室内構成部材。
【請求項１０】
前記温度測定部は、前記基板処理装置の処理室内構成部材の一部であり、該基板処理装置の処理室内構成部材の一部における前記消耗面側の面と前記非消耗面側の面にそれぞれ鏡面加工が施されており、該鏡面加工が施された消耗面側の面は前記被覆部によって覆われていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置の処理室内構成部材。
【請求項１１】
前記温度測定部は、前記基板処理装置の処理室内構成部材の前記非消耗面に設けられた切欠部に嵌合された温度測定用部材であり、該温度測定用部材の前記消耗面側の面と前記非消耗面側の面にそれぞれ鏡面加工が施されており、該温度測定用部材の前記消耗面側の面は前記基板処理装置の処理室内構成部材の前記切欠部を構成する一部によって覆われていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置の処理室内構成部材。
【請求項１２】
前記温度測定部は、前記基板処理装置の処理室内構成部材の前記非消耗面に接合された温度測定用部材であり、該温度測定用部材の前記消耗面側の面と前記非消耗面側の面にそれぞれ鏡面加工が施されており、該温度測定用部材の前記消耗面側の面は前記基板処理装置の処理室内構成部材によって覆われていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置の処理室内構成部材。
【請求項１３】
前記温度測定用部材は厚板部と薄板部とからなる段差部を有し、前記薄板部の前記消耗面側の面と前記非消耗面側の面が互いに平行であり、且つそれぞれ鏡面加工が施されており、前記薄板部の前記消耗面側の面が前記基板処理装置の処理室内構成部材の一部によって覆われていることを特徴とする請求項１２記載の基板処理装置の処理室内構成部材。
【請求項１４】
前記温度測定用部材は厚板部と薄板部とからなる段差部を有し、前記厚板部の前記消耗面側の面と前記非消耗面側が互いに平行であり、且つそれぞれ鏡面加工が施されており、前記厚板部の前記消耗面側の面が前記基板処理装置の処理室内構成部材の一部によって覆われていることを特徴とする請求項１２記載の基板処理装置の処理室内構成部材。
【請求項１５】
前記基板処理装置の処理室内構成部材は、フォーカスリング、上部電極、下部電極、電極保護部材、インシュレータ、絶縁リング、観測用窓、ベローズカバー、バッフル板及びデポシールドのうちのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の基板処理装置の処理室内構成部材。
【請求項１６】
低コヒーレンス光の干渉を利用して基板処理装置の処理室内構成部材の温度を測定する方法であって、
消耗雰囲気に晒される消耗面と、前記消耗雰囲気に晒されない非消耗面とを備えた前記基板処理装置の処理室内構成部材に設けられ、前記消耗面側の面と前記非消耗面側の面が互いに平行である温度測定部であって、前記消耗面側の面が被覆部で被覆された温度測定部に対して前記非消耗面側の面から測定光を照射する光照射ステップと、
前記温度測定部の非消耗面側の面で反射した前記測定光の反射光及び前記消耗面側の面で反射した前記測定光の反射光をそれぞれ受光する受光ステップと、
前記受光ステップで受光した前記２つの反射光の光路長差を求める光路長差検出ステップと、
前記光路長差検出ステップで検出した光路長差と、予め求めた前記２つの反射光の光路長差と前記温度測定部の温度との関係に基づいて前記温度測定部の温度を算出する温度算出ステップと、
を有することを特徴とする基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法。
【請求項１７】
前記温度測定部は、前記基板処理装置の処理室内構成部材の前記消耗面に設けられた凹部に対応する薄肉部であり、該薄肉部の前記消耗面側の面と非消耗面側の面にそれぞれ鏡面加工が施されていることを特徴とする請求項１６記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法。
【請求項１８】
前記被覆部の前記薄肉部の消耗面側の面に対向する面に粗面加工が施されていることを特徴とする請求項１７記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法。
【請求項１９】
前記被覆部と前記凹部内面との当接部に伝熱シート又は伝熱ガスが介在されていることを特徴とする請求項１７又は１８記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法。
【請求項２０】
前記被覆部は、シリコン（Ｓｉ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、石英、サファイア、セラミック、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）及び窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のうちのいずれかからなることを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法。
【請求項２１】
前記温度測定部は、前記基板処理装置の処理室内構成部材の前記非消耗面に設けられた凹部に嵌合された温度測定用部材であり、
該温度測定用部材の前記消耗面側の面と前記非消耗面側の面にそれぞれ鏡面加工が施されていることを特徴とする請求項１６記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法。
【請求項２２】
前記温度測定用部材の前記消耗面側の面に対向する前記凹部内面に粗面加工が施されていることを特徴とする請求項２１記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法。
【請求項２３】
前記温度測定用部材と前記凹部内面との当接部に伝熱シート又は伝熱ガスが介在されていることを特徴とする請求項２１又は２２記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法。
【請求項２４】
前記温度測定用部材は、シリコン（Ｓｉ）、石英又はサファイアからなることを特徴とする請求項２１乃至２３のいずれか１項に記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法。
【請求項２５】
前記基板処理装置の処理室内構成部材は、フォーカスリング、上部電極、下部電極、電極保護部材、インシュレータ、絶縁リング、観測用窓、ベローズカバー、バッフル板及びデポシールドのうちのいずれかであることを特徴とする請求項１６乃至２４のいずれか１項に記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置の処理室内構成部材及びその温度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
処理室内に生じさせたプラズマを用いて基板としてのウエハに所定のプラズマ処理を施す基板処理装置では、処理室内に配置された部材がプラズマによって消耗する。特に、ウエハを囲むように配置され、該ウエハと同じ材料からなるフォーカスリングは比較的密度の高いプラズマに晒されるために消耗量が大きい。フォーカスリングが消耗するとウエハ上のプラズマの分布が変化するため、フォーカスリングの消耗量をモニタして消耗量が所定量を超えると、フォーカスリングを交換する必要がある。
【０００３】
また、従来から、ウエハにプラズマ処理等の各種処理を施す場合、処理の確実を図る観点から、ウエハ及び処理室内の各構成部材の温度を測定し、且つ制御することが行われている。そして、近年、温度測定対象物である、例えば、フォーカスリングの裏面に向けて低コヒーレンス光を照射して表面及び裏面からの反射光と参照光との干渉を測定することによって、フォーカスリングの温度を測定する低コヒーレンス光干渉温度計を用いた温度測定方法に関する技術が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２７０６３号公報
【特許文献２】特開２００３−３０７４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、低コヒーレンス光干渉温度計を用いた温度測定技術においては、測定対象物が、測定光の一部を透過できること、測定部位の表面と裏面の平行度が高いこと、及び表面及び裏面が鏡面加工されていること等の要件を満たさねばならない。従って、測定対象物がプラズマによって摩耗し、表面と裏面の平行度が保てなくなると測定対象物としての要件を欠くことになり、正確な温度を測定できないという問題がある。
【０００６】
また、従来の低コヒーレンス光干渉温度計を用いた温度測定技術に関する提案は、低コヒーレンス光干渉温度計の改良に関するものが主流であり、測定対象物を低コヒーレンス光干渉温度計を用いた温度測定に適合させるための工夫がなされていないという問題がある。
【０００７】
本発明の課題は、摩耗等によって表面と裏面との平行が崩れても低コヒーレンス光の干渉を利用した温度測定装置を用いて正確な温度測定を行うことができる基板処理装置の処理室内構成部材及びその温度測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１記載の基板処理装置の処理室内構成部材は、温度が測定される基板処理装置の処理室内構成部材であって、消耗雰囲気に晒される消耗面と、前記消耗雰囲気に晒されない非消耗面と、互いに平行である前記消耗面側の面及び前記非消耗面側の面を備えた温度測定部と、前記温度測定部の前記消耗面側の面を被覆する被覆部と、を有し、前記温度測定部へ前記非消耗面側の面から測定光を照射したときの前記非消耗面側の面で反射した測定光と前記消耗面側の面で反射した測定光との光路長差が前記温度測定部の温度変化に伴って変化することを利用して前記温度測定部の温度が測定されることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の基板処理装置の処理室内構成部材は、請求項１記載の基板処理装置の処理室内構成部材において、前記温度測定部は、前記消耗面に設けられた凹部に対応する薄肉部であり、該薄肉部の前記消耗面側の面と非消耗面側の面は、それぞれ鏡面加工が施されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の基板処理装置の処理室内構成部材は、請求項２記載の基板処理装置の処理室内構成部材において、前記被覆部の前記薄肉部の消耗面側の面に対向する面に粗面加工が施されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の基板処理装置の処理室内構成部材は、請求項２又は３記載の基板処理装置の処理室内構成部材において、前記被覆部と前記凹部内面との当接部に伝熱シート又は伝熱ガスが介在されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の基板処理装置の処理室内構成部材は、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置の処理室内構成部材において、前記被覆部は、シリコン（Ｓｉ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、石英、サファイア、セラミック、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）及び窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のうちのいずれかからなることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の基板処理装置の処理室内構成部材は、請求項１記載の基板処理装置の処理室内構成部材において、前記温度測定部は、前記基板処理装置の処理室内構成部材の前記非消耗面に設けられた凹部に嵌合された温度測定用部材であり、該温度測定用部材の前記消耗面側の面と前記非消耗面側の面にそれぞれ鏡面加工が施されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の基板処理装置の処理室内構成部材は、請求項６記載の基板処理装置の処理室内構成部材において、前記温度測定用部材の前記消耗面側の面に対向する前記凹部内面に粗面加工が施されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の基板処理装置の処理室内構成部材は、請求項６又は７記載の基板処理装置の処理室内構成部材において、前記温度測定用部材と前記凹部内面との当接部に伝熱シート又は伝熱ガスが介在されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載の基板処理装置の処理室内構成部材は、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の基板処理装置の処理室内構成部材において、前記温度測定用部材は、シリコン（Ｓｉ）、石英又はサファイアからなることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載の基板処理装置の処理室内構成部材は、請求項１記載の基板処理装置の処理室内構成部材において、前記温度測定部は、前記基板処理装置の処理室内構成部材の一部であり、該基板処理装置の処理室内構成部材の一部における前記消耗面側の面と前記非消耗面側の面にそれぞれ鏡面加工が施されており、該鏡面加工が施された消耗面側の面は前記被覆部によって覆われていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１記載の基板処理装置の処理室内構成部材は、請求項１記載の基板処理装置の処理室内構成部材において、前記温度測定部は、前記基板処理装置の処理室内構成部材の前記非消耗面に設けられた切欠部に嵌合された温度測定用部材であり、該温度測定用部材の前記消耗面側の面と前記非消耗面側の面にそれぞれ鏡面加工が施されており、該温度測定用部材の前記消耗面側の面は前記基板処理装置の処理室内構成部材の前記切欠部を構成する一部によって覆われていることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２記載の基板処理装置の処理室内構成部材は、請求項１記載の基板処理装置の処理室内構成部材において、前記温度測定部は、前記基板処理装置の処理室内構成部材の前記非消耗面に接合された温度測定用部材であり、該温度測定用部材の前記消耗面側の面と前記非消耗面側の面にそれぞれ鏡面加工が施されており、該温度測定用部材の前記消耗面側の面は前記基板処理装置の処理室内構成部材によって覆われていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１３記載の基板処理装置の処理室内構成部材は、請求項１２記載の基板処理装置の処理室内構成部材において、前記温度測定用部材は厚板部と薄板部とからなる段差部を有し、前記薄板部の前記消耗面側の面と前記非消耗面側の面が互いに平行であり、且つそれぞれ鏡面加工が施されており、前記薄板部の前記消耗面側の面が前記基板処理装置の処理室内構成部材の一部によって覆われていることを特徴とする。
【００２１】
請求項１４記載の基板処理装置の処理室内構成部材は、請求項１２記載の基板処理装置の処理室内構成部材において、前記温度測定用部材は厚板部と薄板部とからなる段差部を有し、前記厚板部の前記消耗面側の面と前記非消耗面側が互いに平行であり、且つそれぞれ鏡面加工が施されており、前記厚板部の前記消耗面側の面が前記基板処理装置の処理室内構成部材の一部によって覆われていることを特徴とする。
【００２２】
請求項１５記載の基板処理装置の処理室内構成部材は、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の基板処理装置の処理室内構成部材において、前記基板処理装置の処理室内構成部材は、フォーカスリング、上部電極、下部電極、電極保護部材、インシュレータ、絶縁リング、観測用窓、ベローズカバー、バッフル板及びデポシールドのうちのいずれかであることを特徴とする。
【００２３】
上記課題を解決するために、請求項１６記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法は、低コヒーレンス光の干渉を利用して基板処理装置の処理室内構成部材の温度を測定する方法であって、消耗雰囲気に晒される消耗面と、前記消耗雰囲気に晒されない非消耗面とを備えた前記基板処理装置の処理室内構成部材に設けられ、前記消耗面側の面と前記非消耗面側の面が互いに平行である温度測定部であって、前記消耗面側の面が被覆部で被覆された温度測定部に対して前記非消耗面側の面から測定光を照射する光照射ステップと、前記温度測定部の非消耗面側の面で反射した前記測定光の反射光及び前記消耗面側の面で反射した前記測定光の反射光をそれぞれ受光する受光ステップと、前記受光ステップで受光した前記２つの反射光の光路長差を求める光路長差検出ステップと、前記光路長差検出ステップで検出した光路長差と、予め求めた前記２つの反射光の光路長差と前記温度測定部の温度との関係に基づいて前記温度測定部の温度を算出する温度算出ステップと、を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項１７記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法は、請求項１６記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法において、前記温度測定部は、前記基板処理装置の処理室内構成部材の前記消耗面に設けられた凹部に対応する薄肉部であり、該薄肉部の前記消耗面側の面と非消耗面側の面にそれぞれ鏡面加工が施されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項１８記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法は、請求項１７記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法において、前記被覆部の前記薄肉部の消耗面側の面に対向する面に粗面加工が施されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項１９記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法は、請求項１７又は１８記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法において、前記被覆部と前記凹部内面との当接部に伝熱シート又は伝熱ガスが介在されていることを特徴とする。
【００２７】
請求項２０記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法は、請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法において、前記被覆部は、シリコン（Ｓｉ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、石英、サファイア、セラミック、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）及び窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のうちのいずれかからなることを特徴とする。
【００２８】
請求項２１記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法は、請求項１６記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法において、前記温度測定部は、前記基板処理装置の処理室内構成部材の前記非消耗面に設けられた凹部に嵌合された温度測定用部材であり、該温度測定用部材の前記消耗面側の面と前記非消耗面側の面にそれぞれ鏡面加工が施されていることを特徴とする。
【００２９】
請求項２２記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法は、請求項２１記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法において、前記温度測定用部材の前記消耗面側の面に対向する前記凹部内面に粗面加工が施されていることを特徴とする。
【００３０】
請求項２３記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法は、請求項２１又は２２記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法において、前記温度測定用部材と前記凹部内面との当接部に伝熱シート又は伝熱ガスが介在されていることを特徴とする。
【００３１】
請求項２４記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法は、請求項２１乃至２３のいずれか１項に記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法において、前記温度測定用部材は、シリコン（Ｓｉ）、石英又はサファイアからなることを特徴とする。
【００３２】
請求項２５記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法は、請求項１６乃至２４のいずれか１項に記載の基板処理装置の処理室内構成部材の温度測定方法において、前記基板処理装置の処理室内構成部材は、フォーカスリング、上部電極、下部電極、電極保護部材、インシュレータ、絶縁リング、観測用窓、ベローズカバー、バッフル板及びデポシールドのうちのいずれかであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、被覆部で被覆されることによって、消耗を免れた互いに平行な消耗面側の面及び非消耗面側の面を備えた温度測定部の非消耗面側の面に測定光を照射し、非消耗面側の面及び消耗面側の面で反射した２つの反射光の光路長差に基づいて温度測定部の温度を求めるので、摩耗等によって処理室内構成部材の表面と裏面との平行が崩れても低コヒーレンス光の干渉を利用した温度計測装置を用いて正確な温度測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係る処理室内構成部材が適用される基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１の基板処理装置が備える部材温度測定装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】図２における低コヒーレンス光光学系の温度測定動作を説明するための図である。
【図４】図３におけるＰＤによって検出されるフォーカスリングの温度測定部からの反射光と参照ミラーからの反射光との干渉波形を示すグラフであり、（Ａ）はフォーカスリングの温度変化前に得られる干渉波形を示し、（Ｂ）はフォーカスリングの温度変化後に得られる干渉波形を示す。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るフォーカスリングの構成を概略的に示す図であって、図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のフォーカスリングのＡ−Ａ線に沿った断面図、図５（Ｃ）は薄肉部に被覆部材をはめ込んだ状態を示す断面図である。
【図６】第１の実施の形態の変形例に係るフォーカスリングの構成を概略的に示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るフォーカスリングの構成を概略的に示す断面図である。
【図８】第２の実施の形態の変形例に係るフォーカスリングの構成を概略的に示す断面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係るフォーカスリングの構成を概略的に示す断面図である。
【図１０】第３の実施の形態の変形例に係るフォーカスリングの構成を概略的に示す断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係るフォーカスリングの構成を概略的に示す断面図である。
【図１２】第４の実施の形態の変形例に係るフォーカスリングの構成を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３６】
まず、本発明の実施の形態に係る処理室内構成部材が適用される基板処理装置について説明する。
【００３７】
図１は、本発明の実施の形態に係る処理室内構成部材が適用される基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。この基板処理装置は、基板としての半導体デバイス用のウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）にプラズマエッチング処理を施す。
【００３８】
図１において、基板処理装置１０は、例えば、直径が３００ｍｍのウエハＷを収容するチャンバ１１を有し、該チャンバ１１内には半導体デバイス用のウエハＷを載置する円柱状のサセプタ１２が配置されている。基板処理装置１０では、チャンバ１１の内側壁とサセプタ１２の側面とによって側方排気路１３が形成されている。この側方排気路１３の途中には排気プレート１４が配置されている。
【００３９】
排気プレート１４は多数の貫通孔を有する板状部材であり、チャンバ１１内部を上部と下部に仕切る仕切り板として機能する。排気プレート１４によって仕切られたチャンバ１１内部の上部（以下、「処理室」という。）１５には後述するようにプラズマが発生する。また、チャンバ１１内部の下部（以下、「排気室（マニホールド）」という。）１６にはチャンバ１１内のガスを排出する排気管１７が接続されている。排気プレート１４は処理室１５に発生するプラズマを捕捉又は反射してマニホールド１６への漏洩を防止する。
【００４０】
排気管１７にはＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）及びＤＰ（Dry Pump）（ともに図示省略）が接続され、これらのポンプはチャンバ１１内を真空引きして減圧する。具体的には、ＤＰはチャンバ１１内を大気圧から中真空状態（例えば、１．３×１０Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧し、ＴＭＰはＤＰと協働してチャンバ１１内を中真空状態より低い圧力である高真空状態（例えば、１．３×１０−３Ｐａ（１．０×１０−５Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧する。なお、チャンバ１１内の圧力はＡＰＣバルブ（図示省略）によって制御される。
【００４１】
チャンバ１１内のサセプタ１２には第１の高周波電源１８が第１の整合器１９を介して接続され、且つ第２の高周波電源２０が第２の整合器２１を介して接続されており、第１の高周波電源１８は比較的低い周波数、例えば、２ＭＨｚのイオン引き込み用の高周波電力をサセプタ１２に印加し、第２の高周波電源２０は比較的高い周波数、例えば、６０ＭＨｚのプラズマ生成用の高周波電力をサセプタ１２に印加する。これにより、サセプタ１２は電極として機能する。また、第１の整合器１９及び第２の整合器２１は、サセプタ１２からの高周波電力の反射を低減して高周波電力のサセプタ１２への印加効率を最大にする。
【００４２】
サセプタ１２の上部は、大径の円柱の先端から小径の円柱が同心軸に沿って突出している形状を呈し、該上部には小径の円柱を囲うように段差が形成されている。小径の円柱の先端には静電電極板２２を内部に有するセラミックスからなる静電チャック２３が配置されている。静電電極板２２には直流電源２４が接続されており、静電電極板２２に正の直流電圧が印加されると、ウエハＷにおける静電チャック２３側の面（以下、「裏面」という。）には負電荷が誘起され、これによって静電電極板２２及びウエハＷの裏面の間に電界が生じ、該電界に起因するクーロン力又はジョンソン・ラーベック力により、ウエハＷは静電チャック２３に吸着保持される。
【００４３】
また、サセプタ１２の上部には、静電チャック２３に吸着保持されたウエハＷを囲うように、フォーカスリング２５（処理室内構成部材）がサセプタ１２の上部における段差へ載置されている。フォーカスリング２５は、例えばシリコン（Ｓｉ）からなる。
【００４４】
フォーカスリング２５は円環状の部材であり、処理室１５内部に晒される上面２５ａ（消耗面）と、サセプタ１２の段差に対向する下面２５ｂ（非消耗面）とを有する。また、フォーカスリング２５は、温度測定部としての薄肉部２５Ｔを有する（後述の図５参照。）。薄肉部２５Ｔの消耗面側の面（以下、「上面」という。）２５Ｔａと、非消耗面側の面（以下、「下面」という。）２５Ｔｂは互いに平行である。
【００４５】
チャンバ１１の天井部には、サセプタ１２と対向するようにシャワーヘッド２６が配置されている。シャワーヘッド２６は、上部電極板２７と、該上部電極板２７を着脱可能に釣支するクーリングプレート２８と、該クーリングプレート２８を覆う蓋体２９とを有する。上部電極板２７は厚み方向に貫通する多数のガス孔３０を有する円板状部材からなり、半導電体であるシリコンによって構成される。
【００４６】
クーリングプレート２８の内部にはバッファ室３１が設けられ、このバッファ室３１には処理ガス導入管３２が接続されている。
【００４７】
基板処理装置１０では、処理ガス導入管３２からバッファ室３１へ供給された処理ガスがガス孔３０を介して処理室１５内部へ導入され、該導入された処理ガスは、第２の高周波電源２０からサセプタ１２を介して処理室１５内部へ印加されたプラズマ生成用の高周波電力によって励起されてプラズマとなる。該プラズマ中のイオンは、第１の高周波電源１８がサセプタ１２に印加するイオン引き込み用の高周波電力によってウエハＷに向けて引きこまれ、該ウエハＷにプラズマエッチング処理を施す。このとき、プラズマ中のイオンはフォーカスリング２５の上面２５ａや上部電極板２７の下面にも到達し、これらの面をスパッタする。
【００４８】
このような基板処理装置１０では、フォーカスリング２５をはじめとする処理室内構成部材の温度を測定するために部材温度測定装置を備えている。図２は、図１の基板処理装置が備える部材温度測定装置の構成を概略的に示すブロック図である。なお、以下、図２〜図４を用いて基板処理装置１０が備える部材温度測定装置及び該部材温度測定装置による低コヒーレンス光を用いた温度測定方法について説明するが、これは一例であり、本発明に適用される部材温度測定装置及び温度測定方法は、これに限定されるものではない。
【００４９】
図２において、部材温度測定装置３３は、基板処理装置１０における、例えばフォーカスリング２５に低コヒーレンス光を照射し且つ該低コヒーレンス光の反射光を受光する低コヒーレンス光光学系３４と、該低コヒーレンス光光学系３４が受光した反射光に基づいてフォーカスリング２５の温度を算出する温度算出装置３５とを備える。低コヒーレンス光とは、１つの光源から照射された光が２つ以上の光に分割された場合に、遠方に行くに従って該分割された２つの光の波連が重なりにくくなる（分割された２つの光が干渉しにくい）光であり、可干渉距離（コヒーレンス長）が短い光である。
【００５０】
低コヒーレンス光光学系３４は、低コヒーレンス光源としてのＳＬＤ（Super Luminescent Diode）３６と、該ＳＬＤ３６に接続された２×２のスプリッタとして機能する光ファイバ融着カプラ（以下、単に「カプラ」という。）３７と、該カプラ３７に接続されたコリメータ３８，３９と、カプラ３７に接続された受光素子としての光検出器（ＰＤ：Photo Detector）４０と、各構成要素間をそれぞれ接続する光ファイバ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄとを備える。
【００５１】
ＳＬＤ３６は、例えば、中心波長が１．５５μｍ又は１．３１μｍであって、コヒーレンス長が５０μｍの低コヒーレンス光を最大出力１．５ｍＷで照射する。カプラ３７はＳＬＤ３６からの低コヒーレンス光を２つに分割し、該分割された２つの低コヒーレンス光をそれぞれ光ファイバ４１ｂ，４１ｃを介してコリメータ３８，３９に伝送する。コリメータ３８，３９は、それぞれカプラ３７によって分けられた低コヒーレンス光（後述する測定光５０及び参照光５１）をフォーカスリング２５の温度測定部材である薄肉部２５Ｔの下面２５Ｔｂに対して垂直に照射するコリメータ及び後述する参照ミラー４２の反射面に対して垂直に照射するコリメータから成る。また、ＰＤ４０は、例えば、Ｇｅフォトダイオードから成る。
【００５２】
低コヒーレンス光光学系３４は、コリメータ３９の前方に配置された参照ミラー４２と、参照ミラー４２をコリメータ３９からの低コヒーレンス光の照射方向に沿うようにサーボモータ４３によって水平移動させる参照ミラー駆動ステージ４４と、該参照ミラー駆動ステージ４４のサーボモータ４３を駆動するモータドライバ４５と、ＰＤ４０に接続されて該ＰＤ４０からの出力信号を増幅させるアンプ４６とを備える。参照ミラー４２は反射面を有するコーナキューブプリズム又は平面ミラーから成る。
【００５３】
コリメータ３８は、フォーカスリング２５における薄肉部２５Ｔの下面２５Ｔｂに対向するようにサセプタ１２に埋め込まれて配置され、薄肉部２５Ｔの下面２５Ｔｂに向けてカプラ３７によって分けられた低コヒーレンス光（後述する測定光５０）を照射すると共に、薄肉部２５Ｔの下面２５Ｔｂ及び上面２５Ｔａからの低コヒーレンス光の反射光（後述する反射光５２ｂ、及び反射光５２ａ）を受光してＰＤ４０に伝送する。
【００５４】
コリメータ３９は、参照ミラー４２に向けてカプラ３７によって分けられた低コヒーレンス光（後述する参照光５１）を照射すると共に、参照ミラー４２からの低コヒーレンス光の反射光（後述する反射光５４）を受光してＰＤ４０に伝送する。
【００５５】
参照ミラー駆動ステージ４４は、参照ミラー４２を図２に示す矢印Ａ方向に、すなわち、参照ミラー４２の反射面がコリメータ３９からの照射光に対して常に垂直となるように水平移動させる。参照ミラー４２は矢印Ａの方向に沿って往復移動可能である。なお、図２において、説明の都合上コリメータ３９からの照射光と参照ミラー４２からの反射光とは互いに重ならないよう、それぞれが所定の方向角を有するように描かれているが、これらの光は実際には所定の方向角を有することなく、互いに重なっていることは言うまでもない。上記コリメータ３８や後述のレーザ干渉計４８ａについても同様である。
【００５６】
温度算出装置３５は、温度算出装置３５全体を制御するＰＣ４７と、参照ミラー４２を移動させるサーボモータ４３を、モータドライバ４５を介して制御するモータコントローラ４８と、レーザ干渉計４８ａからの制御信号に同期してアナログデジタル変換を行うＡ／Ｄ変換器４９とを備える。ここで、Ａ／Ｄ変換器４９は、参照ミラー４２の距離がレーザ干渉計４８ａやリニアスケール（図示省略）によって正確に測定される場合は、レーザ干渉計４８ａやリニアスケールによって測定された移動距離に応じた制御信号に同期して低コヒーレンス光光学系３４のアンプ４６を介して入力されたＰＤ４０の出力信号をＡ／Ｄ変換し、これにより、高精度に温度測定を行うことができる。
【００５７】
図３は、図２における低コヒーレンス光光学系の温度測定動作を説明するための図である。
【００５８】
低コヒーレンス光光学系３４は、マイケルソン干渉計の構造を基本構造として有する低コヒーレンス干渉計を利用した光学系であり、図３に示すように、ＳＬＤ３６から照射された低コヒーレンス光は、スプリッタとして機能するカプラ３７によって測定光５０と参照光５１とに分けられ、測定光５０は測定の対象物であるフォーカスリング２５の薄肉部２５Ｔに向けて照射され、参照光５１は参照ミラー４２に向けて照射される。
【００５９】
フォーカスリング２５の薄肉部２５Ｔに照射された測定光５０は薄肉部２５Ｔの下面２５Ｔｂ及び上面２５Ｔａのそれぞれにおいて反射し、薄肉部２５Ｔの下面２５Ｔｂからの反射光５２ｂ及び薄肉部２５Ｔの上面２５Ｔａからの反射光５２ａは同一光路５３でカプラ３７に入射する。また、参照ミラー４２に照射された参照光５１は反射面において反射し、該反射面からの反射光５４もカプラ３７に入射する。ここで、上述したように、参照ミラー４２は参照光５１の照射方向に沿うように水平移動するため、低コヒーレンス光光学系３４は参照光５１及び反射光５４の光路長を変化させることができる。
【００６０】
参照光５１及び反射光５４の光路長を変化させて、測定光５０及び反射光５２ｂの光路長が参照光５１及び反射光５４の光路長と同じになったときに、反射光５２ｂと反射光５４とは干渉を起こす。また、測定光５０及び反射光５２ａの光路長が参照光５１及び反射光５４の光路長と同じになったときに、反射光５２ａと反射光５４とは干渉を起こす。これらの干渉はＰＤ４０によって検出される。ＰＤ４０は干渉を検出すると信号を出力する。
【００６１】
図４は、図３におけるＰＤによって検出されるフォーカスリングの薄肉部２５Ｔ（温度測定部）からの反射光と参照ミラーからの反射光との干渉波形を示すグラフであり、（Ａ）はフォーカスリングの温度変化前に得られる干渉波形を示し、（Ｂ）はフォーカスリングの温度変化後に得られる干渉波形を示す。なお、縦軸は干渉強度を示し、横軸は参照ミラー４２が所定の基点から水平移動した距離（以下、単に「参照ミラー移動距離」という。）を示す。
【００６２】
図４（Ａ）のグラフに示すように、参照ミラー４２からの反射光５４がフォーカスリング２５の薄肉部２５Ｔの下面２５Ｔｂからの反射光５２ｂと干渉を起こすと、例えば、干渉位置Ａを中心とする干渉波形５５が検出される。また、参照ミラー４２からの反射光５４がフォーカスリング２５の薄肉部２５Ｔの上面２５Ｔａからの反射光５２ａと干渉を起こすと、例えば、干渉位置Ｂを中心とする干渉波形５６が検出される。干渉位置Ａは薄肉部２５Ｔの下面２５Ｔｂまでの測定光５０及び反射光５２ｂの光路長に対応し、干渉位置Ｂは薄肉部２５Ｔの上面２５Ｔａまでの測定光５０及び反射光５２ａの光路長に対応するため、干渉位置Ａ及び干渉位置Ｂの差Ｄはフォーカスリング２５の薄肉部２５Ｔ内を厚み方向に往復する低コヒーレンス光（測定光５０の一部と反射光５２ａ）の光路長に対応する。薄肉部２５Ｔ内を厚み方向に往復する低コヒーレンス光の光路長は薄肉部２５Ｔの厚さに対応するため、干渉位置Ａ及び干渉位置Ｂの差Ｄは薄肉部２５Ｔの厚さに対応する。すなわち、反射光５４及び反射光５２ｂ、並びに反射光５４及び反射光５２ａの干渉波形を検出することによってフォーカスリング２５の厚さを測定することができる。
【００６３】
ここで、フォーカスリング２５の温度が変化すると、フォーカスリング２５の厚さが変化するために、フォーカスリング２５の一部である薄肉部２５Ｔにおいてもその厚さが変化し、薄肉部２５Ｔの上面２５Ｔａまでの測定光５０及び反射光５２ａの光路長が変化する。すなわち、フォーカスリング２５の温度が変化すると、薄肉部２５Ｔの厚さが変化して反射光５４と反射光５２ａの干渉位置Ｂが図４（Ａ）に示す干渉位置Ｂから変化する。具体的には、図４（Ａ）に示す干渉位置Ｂが図４（Ｂ）に示す干渉位置Ｂ’に移動する。したがって、干渉位置Ａ及び干渉位置Ｂの差Ｄの変化量がフォーカスリング２５の温度変化に伴う膨張量に相当する。部材温度測定装置３３は、干渉位置Ａ及び干渉位置Ｂの差Ｄの変化量に基づいてフォーカスリング２５の予め定めた基準となる温度からの温度変化を求め、該温度変化と基準となる温度に基づいて検出温度を算出する。
【００６４】
次に、本発明の実施の形態に係る基板処理装置の処理室内構成部材及びその温度測定方法について説明する。
【００６５】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係るフォーカスリングの構成を概略的に示す図であって、図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のフォーカスリングのＡ−Ａ線に沿った断面図、図５（Ｃ）は薄肉部に被覆部材をはめ込んだ状態を示す断面図である。
【００６６】
図５において、フォーカスリング２５は温度測定部としての薄肉部２５Ｔを備える。薄肉部２５Ｔは、フォーカスリング２５におけるチャンバ１１の消耗雰囲気である上部空間１５に露出する上面２５ａに設けられた凹部２５ｃに対応する薄肉部であり、フォーカスリング２５の一部を形成する。薄肉部２５Ｔの上面２５Ｔａと下面２５Ｔｂは、互いに平行であり、且つそれぞれ鏡面加工が施されている。また、薄肉部２５Ｔは、フォーカスリング２５の一部であることから、フォーカスリング２５の構成材料である、例えばシリコン（Ｓｉ）からなり、測定光である低コヒーレンス光を透過する。従って、低コヒーレンス光を用いた温度測定部としての適正を備えている。
【００６７】
薄肉部２５Ｔは、その上面２５Ｔａを被覆する被覆部材２５ｄを備えている（図５（Ｃ）参照）。これによって、上面２５Ｔａはプラズマが存在する消耗雰囲気から保護されている。被覆部材２５ｄは、例えば、シリコン（Ｓｉ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、石英、サファイア、セラミック、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）及び窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のうちのいずれかで構成されており、その厚さは、特に限定されるものではなく、薄肉部２５Ｔの上面２５Ｔａを摩耗から保護できる厚さであればよい。
【００６８】
次に、このようなフォーカスリング２５における図２の部材温度測定装置３３を用いた温度測定方法について説明する。
【００６９】
本実施の形態に係る温度測定方法では、コリメータ３８からフォーカスリング２５の薄肉部２５Ｔの下面２５Ｔｂに対して垂直に低コヒーレンス光を照射し、下面２５Ｔｂ及び上面２５Ｔａからの低コヒーレンス光の反射光を受光する（図５（Ｃ））。また、コリメータ３９から参照ミラー４２に対して垂直に低コヒーレンス光を照射し、参照ミラー４２からの反射光を受光する（図２参照）。
【００７０】
このとき、薄肉部２５Ｔからの２つの反射光と参照ミラー４２からの反射光５４との干渉波形を観測すると、上述した図４に示すように、参照ミラー４２からの反射光５４が薄肉部２５Ｔの下面２５Ｔｂからの反射光５２ｂと干渉する干渉波形５５及び参照ミラー４２からの反射光５４が薄肉部２５Ｔの上面２５Ｔａからの反射光５２ａと干渉する干渉波形５６が検出される。干渉波形５５の干渉位置Ａ及び干渉波形５６の干渉位置Ｂの差Ｄの変化量が薄肉部２５Ｔの温度変化に伴う厚さ方向の膨張量に相当する。従って、この膨張量と温度変化との相関関係に基づいて薄肉部２５Ｔ、ひいてはフォーカスリング２５の温度を算出することができる。
【００７１】
本実施の形態によれば、消耗雰囲気に晒される消耗面２５ａと、消耗雰囲気に晒されない非消耗面２５ｂとを有するフォーカスリング２５が、互いに平行である上面２５Ｔａ及び下面２５Ｔｂを備えた薄肉部２５Ｔと、該薄肉部２５Ｔの上面２５Ｔａを被覆する被覆部材２５ｄとを有するので、被覆部材２５ｄで覆われて消耗しない薄肉部２５Ｔに低コヒーレンス光を照射することによって、摩耗の影響を受けることなく、薄肉部２５Ｔ、ひいてはフォーカスリング２５の温度を正確に測定することができる。
【００７２】
本実施の形態において、被覆部材２５ｄの薄肉部２５Ｔの上面２５Ｔａに対向する面に粗面加工を施すことが好ましい。これによって、フォーカスリング２５を透過して被覆部材２５ｄに到達した低コヒーレンス光は該被覆部材２５ｄにおいて乱反射するため、部材温度測定装置３３のＰＤ４０は被覆部材２５ｄからの反射光を受光することがない。その結果、不要な反射光の受光を防止して測定精度を向上させることができる。粗面加工は、例えばサンドブラスト法によって行う。このとき、粗面加工された被覆部材２５ｄの薄肉部２５Ｔに対向する面の表面粗度は、例えば、低コヒーレンス光の波長の１／４以上、すなわち０．２７μｍ以上（１．０５μｍの１／４以上）にすることが好ましい。これによって、低コヒーレンス光の乱反射を促して測定誤差を防止することができる。粗面加工に代えて光反射防止膜を貼着させてもよい。
【００７３】
本実施の形態において、被覆部材２５ｄと凹部２５ｃとの接合面に伝熱シートを介在させることが好ましい。これによって、フォーカスリング２５における温度の連続性が確保され、被覆部材２５ｄが凹部２５ｃの内壁面に熱的に密着されていないことに起因する悪影響、例えば測定精度の低下を防止することができる。
【００７４】
本実施の形態において、温度測定部としての薄肉部２５Ｔの径、すなわち凹部２５ｃの開口径は、例えば１ｍｍφ以上である。薄肉部２５Ｔの径は照射光のスポットが通過できる面積があれば十分であり、また、被覆部材２５ｄの大きさは、温度測定部としての薄肉部２５Ｔをプラズマが存在する消耗雰囲気から保護できる大きさであればよい。
【００７５】
本実施の形態において、薄肉部２５Ｔの上面２５Ｔａ及び下面２５Ｔｂで規定される薄肉部２５Ｔの厚さは５０μｍ以上であることが好ましい。これによって、薄肉部２５Ｔの上面２５Ｔａからの反射光に基づく干渉波形と下面２５Ｔｂからの反射光に基づく干渉波形との重なりが防止されるため、測定精度が向上する。本実施の形態で用いられる低コヒーレンス光のコヒーレンス長は５０μｍであるため、上面２５Ｔａ及び下面２５Ｔｂの双方が鏡面加工されている薄肉部２５Ｔの厚さが５０μｍよりも薄いと、薄肉部２５Ｔの上面２５Ｔａからの反射光と下面２５Ｔｂからの反射光との区別が困難となり、測定精度が低下する虞がある。
【００７６】
本実施の形態において、基板処理装置の処理室内構成部材としてフォーカスリングを適用した場合について説明したが、処理室内構成部材としては、フォーカスリングの外に、例えば、上部電極、下部電極、電極保護部材、インシュレータ、絶縁リング、観測用窓、ベローズカバー、バッフル板、デポシールド等が挙げられる。
【００７７】
本実施の形態において、温度測定部として薄肉部２５Ｔを設けた場合について説明したが、薄肉部を設ける代わりに、フォーカスリング２５の消耗面２５ａの一部を温度測定部とし、当該表面の一部及びその裏面を互い平行にすると共に、鏡面加工を施し、且つ当該消耗面２５ａの一部を覆うカバー部材を設けることもできる。
【００７８】
図６は、第１の実施の形態の変形例に係るフォーカスリングの構成を概略的に示す断面図である。図６において、温度測定部２５Ｔ’は、フォーカスリング２５の一部であり、カバー部材２５ｄ’によって覆われている。
【００７９】
本実施の形態の変形例においても、図５の実施の形態と同様、温度測定部２５Ｔ’の下面に対して垂直に低コヒーレンス光が照射され、同様にして温度測定が行われ、同様の効果を得ることができる。なお、本実施の形態の変形例においても、温度測定部２５Ｔ’の厚さは５０μｍ以上であることが好ましい。これによって、温度測定部２５Ｔ’の上面からの反射光に基づく干渉波形と下面からの反射光に基づく干渉波形との重なりが防止されるため、正確な温度測定が可能となる。
【００８０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００８１】
図７は、本発明の第２の実施の形態に係るフォーカスリングの構成を概略的に示す断面図である。このフォーカスリングは、温度測定用部材をフォーカスリング本体に埋め込んだものであり、温度測定用部材はフォーカスリングの一部で覆われており、これによってプラズマが存在する消耗雰囲気から保護されている。
【００８２】
図７において、フォーカスリング６５は、例えば、ＳｉＣからなり、下面に設けられた凹部に温度測定用部材６５Ｔが埋め込まれている。温度測定用部材６５Ｔは、例えばシリコン（Ｓｉ）、石英又はサファイアからなり、その上面と下面とは互いに平行であり且つ鏡面加工が施されている。温度測定用部材６５Ｔの厚さは、例えば５０μｍ以上である。厚さが５０μｍよりも薄くなると、上面からの反射光に基づく干渉波形と、下面からの反射光に基づく干渉波形との重なりが発生して２つの干渉波形の干渉位置の差が不明りょうとなって、誤差が大きくなる虞がある。温度測定用部材６５Ｔの上面とフォーカスリング６５の凹部内面との当接部には伝熱シート６５ｅが介在されており、温度の一体化が図られている。
【００８３】
このような構成のフォーカスリング６５における温度測定は、上記実施の形態と同様、コリメータ３８からフォーカスリング６５Ｔに埋め込まれた温度測定用部材６５Ｔに対して垂直に低コヒーレンス光を照射し、温度測定用部材６５Ｔの上面及び下面からの反射光を受光し、以下、上記実施の形態と同様にして温度測定用部材６５Ｔの温度を求め、これをフォーカスリング６５の温度とする。
【００８４】
本実施の形態によれば、上面と下面が互いに平行で且つ鏡面加工が施されている温度測定用部材６５Ｔであって、透光性のＳｉからなる温度測定用部材６５Ｔをフォーカスリング６５に埋め込んで温度測定部としたので、フォーカスリング６５が摩耗された場合であってもその影響を受けることなく正確な温度を測定することができる。すなわち、温度測定用部材６５Ｔは、フォーカスリング６５の下面に埋め込まれているので、その上部がフォーカスリング６５自体で被覆される状態となる。従って、摩耗の影響を受けず、温度測定用部材６５Ｔの上面と下面との平行度が維持され、正確な温度測定が可能となる。
【００８５】
本実施の形態において、温度測定用部材６５Ｔとフォーカスリング６５の凹部壁面との当接面全体に伝熱シート６５ｅを介在させることが好ましい。これによって、温度測定用部材６５Ｔとフォーカスリング６５との熱的一体性がより向上し、より正確な温度測定が可能となる。
【００８６】
また、伝熱シートに代えてフォーカスリング６５にガス流路を設け、フォーカスリング６５と温度測定用部材６５Ｔとの当接部に伝熱ガス、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスを流通させてもよい。これによっても、温度測定用部材６５Ｔとフォーカスリング６５との熱的一体性を確保することができる。
【００８７】
次に、第２の実施の形態の変形例について説明する。
【００８８】
図８は、第２の実施の形態の変形例に係るフォーカスリングの構成を概略的に示す断面図である。
【００８９】
図８において、このフォーカスリング７５が、図７のフォーカスリング６５と異なるところは、フォーカスリング７５の構成材料をＳｉとし、且つ温度測定用部材７５Ｔの上面とフォーカスリング７５の凹部内面との当接面に介在させた伝熱シート７５ｅの一部に光透過用の隙間７５ｆを設けた点である。
【００９０】
このような構成のフォーカスリング７５において、温度測定操作は、上記実施の形態と同様に行われ、低コヒーレンス光は光透過用の隙間７５ｆに向けて照射される。
【００９１】
本実施の形態の変形例においても、シリコンからなるフォーカスリング７５の摩耗の影響を受けることなく、その温度を正確に測定することができる。また、伝熱シート７５ｅに隙間７５ｆを設けたことによって上記フォーカスリングの消耗をモニタできるという効果が得られる。
【００９２】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００９３】
図９は、本発明の第３の実施の形態に係るフォーカスリングの構成を概略的に示す断面図である。
【００９４】
図９において、このフォーカスリング８５は、炭化珪素（ＳｉＣ）からなるフォーカスリングの下面の約半分に、伝熱シート８５ｅを介在させてシリコン（Ｓｉ）からなる温度測定用部材８５Ｔを接合させたものである。温度測定用部材８５Ｔは、フォーカスリング８５の外周部に沿って、外周部と同心円状に設けられている。
【００９５】
このような構成のフォーカスリング８５において、温度測定操作は、上述の各実施の形態と同様、コリメータ３８から温度測定用部材８５Ｔに対して低コヒーレンス光を照射することによって行われる。
【００９６】
本実施の形態においても、温度測定用部材８５Ｔはフォーカスリング８５によって覆われているので、摩耗の影響を受けることなくフォーカスリング８５の温度を正確に測定することができる。
【００９７】
次に、本実施の形態の変形例について説明する。
【００９８】
図１０は、第３の実施の形態の変形例に係るフォーカスリングの構成を概略的に示す図である。
【００９９】
図１０において、このフォーカスリング９５が、図９のフォーカスリング８５と異なるところは、温度測定用部材９５Ｔをフォーカスリング９５の下面全体に設けた点である。
【０１００】
この実施の形態の変形例においても、上記実施の形態と同様、温度測定用部材９５Ｔはフォーカスリング９５によって覆われているので、摩耗の影響を受けることなくフォーカスリング９５の温度を正確に測定することができる。
【０１０１】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
【０１０２】
図１１は、本発明の第４の実施の形態に係るフォーカスリングの構成を概略的に示す断面図である。
【０１０３】
図１１において、このフォーカスリング１０５は、摩耗を受けやすい上部外周部にプラズマ耐性の高い材料、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）を適用し、それ以外の部分の構成材料として、例えばシリコン（Ｓｉ）を適用したものである。すなわち、フォーカスリング１０５は、摩耗を受けやすい上部外周部を形成する炭化珪素層１０５ｇと、それ以外の部分を形成するシリコン層１０５Ｔで構成されており、その接合面には伝熱シート１０５ｅが介在されている。上面の炭化珪素層１０５ｇによって被覆された下面のシリコン層１０５Ｔが温度測定部となる。
【０１０４】
このような構成のフォーカスリング１０５において、温度測定操作は、上述の各実施の形態と同様、コリメータ３８から温度測定用部材１０５Ｔに対して低コヒーレンス光を照射することによって行われる。
【０１０５】
本実施の形態においても、上記各実施の形態と同様、摩耗の影響を受けることなくフォーカスリング１０５の温度を正確に測定することができる。
【０１０６】
次に、本実施の形態の変形例について説明する。
【０１０７】
図１２は、第４の実施の形態の変形例に係るフォーカスリングの構成を概略的に示す断面図である。
【０１０８】
図１２において、このフォーカスリングは、内周部が摩耗を受けやすい条件で使用されるフォーカスリングであり、フォーカスリング１１５の上面の主として内周部にプラズマ耐性の高い材料、例えば炭化珪素層１１５ｇを配置し、それ以外の部分をシリコン層１１５Ｔで形成したものである。上面の炭化珪素層１１５ｇによって被覆された下面のシリコン層１１５Ｔが温度測定部となる。
【０１０９】
本実施の形態の変形例においても、上記実施の形態と同様、摩耗の影響を受けることなくフォーカスリング１１５の温度を正確に測定することができる。
【０１１０】
以上、本発明を実施の形態を用いて詳細に説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１１１】
１０  基板処理装置
２５、６５、７５、８５、９５、１０５、１１５  フォーカスリング
２５Ｔ  薄肉部
２５Ｔａ  上面
２５Ｔｂ  下面
２５ｃ  凹部
２５ｄ  被覆部材
６５Ｔ、７５Ｔ、８５Ｔ、９５Ｔ、１０５Ｔ、１１５Ｔ  温度測定部材
３８  コリメータ
【図１】
0005730638.tif 000002
【図２】
0005730638.tif 000003
【図３】
0005730638.tif 000004
【図４】
0005730638.tif 000005
【図５】
0005730638.tif 000006
【図６】
0005730638.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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