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公開番号2025006191
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023106835
出願日2023-06-29
発明の名称プラズマ照射下の対象物の温度測定方法
出願人国立大学法人岡山大学
代理人弁理士法人三枝国際特許事務所
主分類G01N 21/64 20060101AFI20250109BHJP(測定;試験)
要約【課題】プラズマ照射下の対象物の温度を測定できる技術を提供すること。
【解決手段】対象物の温度を無機蛍光粒子の光検出磁気共鳴に基づいて測定する方法であって、(a)プラズマ照射下の対象物の近傍に配置された無機蛍光粒子及び/又は前記対象物が保持する無機蛍光粒子に互いに異なる周波数の複数種のマイクロ波を照射する工程、(b)各種マイクロ波照射時の無機蛍光粒子の蛍光強度それぞれ別々の光子数カウンタで測定する工程、(c)得られた蛍光強度又は前記蛍光強度に基づく値に基づいて、対象物の温度を算出する工程を含む、方法。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
対象物の温度を無機蛍光粒子の光検出磁気共鳴に基づいて測定する方法であって、
（a）プラズマ照射下の対象物の近傍に配置された無機蛍光粒子及び／又は前記対象物が保持する無機蛍光粒子に互いに異なる周波数の複数種のマイクロ波を照射する工程、
（b）各種マイクロ波照射時の無機蛍光粒子の蛍光強度それぞれ別々の光子数カウンタで測定する工程、
（c）得られた蛍光強度又は前記蛍光強度に基づく値に基づいて、対象物の温度を算出する工程
を含む、方法。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記工程（c）が、
（cx）光子数カウンタ間のパルス計測数の誤差に基づいて蛍光強度を補正する工程、及び
（cy）得られた補正値に基づいて、対象物の温度を算出する工程
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記無機蛍光粒子がNVセンター含有ダイヤモンドである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記無機蛍光粒子の粒子径が40nm以上1000nm未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記工程（b）において、対象物への励起光の照射及び対象物からの蛍光の収集を顕微鏡対物レンズを介して行う、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記顕微鏡対物レンズの開口数が0.3以上である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記対象物が無機物又は有機物である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記対象物がシリコン層を含むシートである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記対象物が半導体素子製造における中間品である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記対象物の温度の経時変化を測定する、請求項１に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ照射下の対象物の温度測定方法等に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造においては、温度制御が、その品質や生産効率に大きな影響を与えており、エッチング工程において加熱、冷却などの温度制御技術が使用されている。この温度制御の基礎となるのが温度測定技術である。エッチング工程においては、プラズマを用いたドライエッチングが多く採用されており、このためプラズマ照射下でも対象物の温度を測定できる技術が必要である。
【０００３】
特許文献１には、光ファイバ温度センサを用いたプラズマガス温度測定装置が開示されている。しかしながら、光ファイバ温度計は、数十～数百ナノメートルのレジスト薄膜そのものの温度を測ることができない。
【０００４】
また、温度測定技術としては、他に蛍光色素温度計が知られている。しかし、この技術で使用する色素分子は、プラズマにより分解されてしまうので、プラズマ照射下での対象物の温度の測定に使用することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開2021－039094号公報
国際公開第2014/165505号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、プラズマ照射下の対象物の温度を測定できる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は上記課題に鑑みて鋭意研究を進めた結果、対象物の温度を無機蛍光粒子の光検出磁気共鳴に基づいて測定する方法であって、（a）プラズマ照射下の対象物の近傍に配置された無機蛍光粒子及び／又は前記対象物が保持する無機蛍光粒子に互いに異なる周波数の複数種のマイクロ波を照射する工程、（b）各種マイクロ波照射時の無機蛍光粒子の蛍光強度それぞれ別々の光子数カウンタで測定する工程、（c）得られた蛍光強度又は前記蛍光強度に基づく値に基づいて、対象物の温度を算出する工程を含む、方法、であれば、上記課題を解決できることを見出した。本発明者はこの知見に基づいてさらに研究を進めた結果、本発明を完成させた。即ち、本発明は、下記の態様を包含する。
【０００８】
項１．対象物の温度を無機蛍光粒子の光検出磁気共鳴に基づいて測定する方法であって、
（a）プラズマ照射下の対象物の近傍に配置された無機蛍光粒子及び／又は前記対象物が保持する無機蛍光粒子に互いに異なる周波数の複数種のマイクロ波を照射する工程、
（b）各種マイクロ波照射時の無機蛍光粒子の蛍光強度それぞれ別々の光子数カウンタで測定する工程、
（c）得られた蛍光強度又は前記蛍光強度に基づく値に基づいて、対象物の温度を算出する工程
を含む、方法。
【０００９】
項２．前記工程（c）が、
（cx）光子数カウンタ間のパルス計測数の誤差に基づいて蛍光強度を補正する工程、及び
（cy）得られた補正値に基づいて、対象物の温度を算出する工程
を含む、項１に記載の方法。
【００１０】
項３．前記無機蛍光粒子がNVセンター含有ダイヤモンドである、項１に記載の方法。
（【００１１】以降は省略されています）

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