[發明專利]表面形狀的測量方法以及測量裝置

有效

• 申請號: 201480081978.3
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN106716056B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: Y·拉克拉斯
• 申請（專利權）人: 瓦伊系統有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 11038 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 張麗

提供一種在通過蒸鍍法形成半導體層時，通過測量半導體層的表面的形狀，能夠進行上述表面的形狀的矯正等的表面形狀的測量方法以及測量裝置。通過可動式的反射鏡反射單一的激光，生成分離為實質上3條的激光入射光(Ld1、Ld2、Ld3)，向在腔室(2)內所形成的半導體層(7)的表面的入射點(P1、P2、P3)照射激光入射光(Ld1、Ld2、Ld3)。通過利用光位置傳感器檢測來自各個入射點(P1、(P2、P3)的激光反射光(Lv1、Lv2、Lv3)，測量包括入射點(P1、P2、P3)的膜的表面形狀。

技術領域

本發明涉及在通過蒸鍍法對發光二極管、其它半導體元件等進行成膜時，能夠對半導體層等膜的表面形狀的翹曲等進行測量的表面形狀的測量方法以及測量裝置。

背景技術

通過蒸鍍法形成AlN、GaAs、GaN、InP、Si、SiC等的半導體。作為蒸鍍法，使用化學氣相生長法(Chemical Vapor Deposition method，CVD法)、分子束外延法(Molecular BeamEpitaxy method，MBE法)等。在這些蒸鍍法中，在被設定為真空狀態的腔室內設置有基板，向該基板上以原料氣體等的狀態供給原料分子，在基板的表面堆積結晶層而形成膜。

在這種蒸鍍法中，為了以恒定的堆積速度致密且具有再現性地形成無雜質的半導體的結晶層，需要準確地控制腔室內的基板的溫度。也就是說，基板的材料和生長于基板表面的膜的材料不同的情況居多，進而根據成膜的組成，最佳的蒸鍍的溫度不同。為此，需要控制加熱基板的加熱器，使成膜過程中的基板溫度有計劃地變化，最終使基板的溫度從適合于成膜的溫度返回到常溫。

但是，根據在成膜過程中使用的材料的組合、或者根據膜內的熱膨脹系數的分布、或者根據基板的表面處的膜的成膜厚度的分布等，有時根據基板的溫度變化而在半導體層和基板產生內部應力，半導體層的表面形狀不會成為平面而產生翹曲。當在半導體層和基板產生了翹曲時，在成膜后的冷卻階段中，在半導體層產生裂紋，根據情況有時還會破裂。因此，需要向基板上以氣體的狀態供給半導體層等的原料以外的材料而混合到上述原料，提供向與翹曲方向相反的一側產生彎曲力的應力，實時地控制成膜條件，以使得半導體層的表面形狀盡可能成為平面。

在以下的專利文獻1中，公開了測量半導體層的表面形狀的技術。具體而言，向半導體層的表面照射照射方向被固定的單一的激光，通過光位置傳感器(PSD：PositionSensitive Detector，位置靈敏探測器)檢測該地點處的反射光。根據檢測出的反射光的位置(朝向)，計算其表面的角度。

在本發明中，單一的激光的照射方向被固定，所以在半導體層是靜止狀態時，能夠照射激光的部位僅為一個地點。因此，做成使半導體層旋轉移動，向半導體層的表面的多個地點照射激光，而能夠在膜的表面的多個點對角度進行檢測。

但是，在使用照射方向被固定的單一的激光的情況下，作為用于準確地掌握膜的表面的形狀的信息量過少。另外，難以向所限定的區域的多個入射點提供激光，所以難以準確地掌握所限定的區域處的曲率等。

另外，在被照射激光的部位僅為一個地點時，在半導體層等膜處于靜止狀態時或者自轉時，如果激光的照射點是翹曲的頂點部分，那么激光的反射效果與照射點存在于平面時相同。因此，無法準確地測量膜的翹曲。

因此，如果向膜的表面的多個入射點提供多個激光，用于測量膜的表面形狀的信息量就會增加。但是，在該情況下，需要使用多個發光裝置，裝置的構成要素變得過多。

專利文獻1：美國專利第7570368號說明書

發明內容

本發明解決上述現有的課題，其目的在于提供一種表面形狀的測量方法以及測量裝置，在通過蒸鍍法形成半導體層等時，能夠高精度地檢測膜的表面形狀，能夠高品質地形成半導體層等。