[发明专利]表面形状的测量方法以及测量装置

说明书

提供一种在通过蒸镀法形成半导体层时，通过测量半导体层的表面的形状，能够进行上述表面的形状的矫正等的表面形状的测量方法以及测量装置。通过可动式的反射镜反射单一的激光，生成分离为实质上3条的激光入射光(Ld1、Ld2、Ld3)，向在腔室(2)内所形成的半导体层(7)的表面的入射点(P1、P2、P3)照射激光入射光(Ld1、Ld2、Ld3)。通过利用光位置传感器检测来自各个入射点(P1、(P2、P3)的激光反射光(Lv1、Lv2、Lv3)，测量包括入射点(P1、P2、P3)的膜的表面形状。

技术领域

本发明涉及在通过蒸镀法对发光二极管、其它半导体元件等进行成膜时，能够对半导体层等膜的表面形状的翘曲等进行测量的表面形状的测量方法以及测量装置。

背景技术

通过蒸镀法形成AlN、GaAs、GaN、InP、Si、SiC等的半导体。作为蒸镀法，使用化学气相生长法(Chemical Vapor Deposition method，CVD法)、分子束外延法(Molecular BeamEpitaxy method，MBE法)等。在这些蒸镀法中，在被设定为真空状态的腔室内设置有基板，向该基板上以原料气体等的状态供给原料分子，在基板的表面堆积结晶层而形成膜。

在这种蒸镀法中，为了以恒定的堆积速度致密且具有再现性地形成无杂质的半导体的结晶层，需要准确地控制腔室内的基板的温度。也就是说，基板的材料和生长于基板表面的膜的材料不同的情况居多，进而根据成膜的组成，最佳的蒸镀的温度不同。为此，需要控制加热基板的加热器，使成膜过程中的基板温度有计划地变化，最终使基板的温度从适合于成膜的温度返回到常温。

但是，根据在成膜过程中使用的材料的组合、或者根据膜内的热膨胀系数的分布、或者根据基板的表面处的膜的成膜厚度的分布等，有时根据基板的温度变化而在半导体层和基板产生内部应力，半导体层的表面形状不会成为平面而产生翘曲。当在半导体层和基板产生了翘曲时，在成膜后的冷却阶段中，在半导体层产生裂纹，根据情况有时还会破裂。因此，需要向基板上以气体的状态供给半导体层等的原料以外的材料而混合到上述原料，提供向与翘曲方向相反的一侧产生弯曲力的应力，实时地控制成膜条件，以使得半导体层的表面形状尽可能成为平面。

在以下的专利文献1中，公开了测量半导体层的表面形状的技术。具体而言，向半导体层的表面照射照射方向被固定的单一的激光，通过光位置传感器(PSD：PositionSensitive Detector，位置灵敏探测器)检测该地点处的反射光。根据检测出的反射光的位置(朝向)，计算其表面的角度。

在本发明中，单一的激光的照射方向被固定，所以在半导体层是静止状态时，能够照射激光的部位仅为一个地点。因此，做成使半导体层旋转移动，向半导体层的表面的多个地点照射激光，而能够在膜的表面的多个点对角度进行检测。

但是，在使用照射方向被固定的单一的激光的情况下，作为用于准确地掌握膜的表面的形状的信息量过少。另外，难以向所限定的区域的多个入射点提供激光，所以难以准确地掌握所限定的区域处的曲率等。

另外，在被照射激光的部位仅为一个地点时，在半导体层等膜处于静止状态时或者自转时，如果激光的照射点是翘曲的顶点部分，那么激光的反射效果与照射点存在于平面时相同。因此，无法准确地测量膜的翘曲。

因此，如果向膜的表面的多个入射点提供多个激光，用于测量膜的表面形状的信息量就会增加。但是，在该情况下，需要使用多个发光装置，装置的构成要素变得过多。

专利文献1：美国专利第7570368号说明书

发明内容

本发明解决上述现有的课题，其目的在于提供一种表面形状的测量方法以及测量装置，在通过蒸镀法形成半导体层等时，能够高精度地检测膜的表面形状，能够高品质地形成半导体层等。