[发明专利]曲率测定装置以及曲率测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及曲率测定装置以及曲率测定方法。

背景技术

一直以来，在如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)等功率器件那样，需要膜厚比较大的结晶膜的半导体元件的制造工序中，利用在半导体晶片等基板上使单晶薄膜气相生长而进行成膜的外延生长技术。在该外延生长技术所使用的成膜装置中，在被保持为常压或者减压的成膜室内载放晶片等基板。然后，对该基板进行加热，并且将作为用于成膜的原料的气体(原料气体)朝成膜室内供给。由此，在基板的表面上产生原料气体的热解反应、氢还原反应等化学反应，在基板上成膜外延膜。

在该成膜装置中，使用对测定对象物即基板的曲率进行测定的曲率测定装置(翘曲测定装置)。该曲率测定装置主要在工艺步骤的最佳化时等使用，但近年来，在量产装置中也使用，要求常时进行翘曲监视。例如，在朝8英寸硅的氮化镓(GaN)成膜中，除了硅与GaN薄膜之间的热膨胀系数不同、晶格常数的较大失配以外，还存在以较大的温度幅度进行往复的膜制作条件，在成膜中对晶片翘曲了何种程度进行监视变得非常重要。在疏忽了该翘曲监视的情况下，在成膜中或者成膜后降温之后，由于产生晶片的断裂、薄膜的细微裂痕(裂纹)而导致产品质量降低。因而，在量产之前的工艺步骤的最佳化中必须进行翘曲监视，但在成膜室内的状态一点一点地变化的量产状况下，为了保持质量也需要进行翘曲监视。

当前主流的曲率测定装置为，使两个以上的激光并行地经由成膜室的窗朝基板入射，对被基板反射而通过上述窗返回来的至少两个激光的位置进行检测，并读取它们的间隔。在利用三个以上的激光的情况下，作为原理也与使用两个激光的情况不存在差异，因此以下为了简单而对使用两个激光的情况进行说明。作为检测两个激光的方式，一般采用通过二维CCD(电荷耦合元件)总括地检测两个激光的两点总括CCD方式。在该方式中，两个激光朝相同的原件面(受光面)入射，这些激光在像素中作为两个点而得到。而且，通过图像处理来计算这两点的距离而换算成曲率。

但是，在上述两点总括CCD方式中，在翘曲较大的情况下有时两点会一致，而变得不存在两点之间的距离。因此，虽然曲率自身存在，但变得无法进行该曲率的测定。此外，即使在两点不一致的情况下，由于存在CCD的分辨率，所以在翘曲较大的区域中，SN比(S/N)恶化。并且，在为了减小两个激光所通过的窗而需要缩窄两点之间的情况下，条件变得更差，SN比更恶化。

发明内容

本发明提供曲率测定装置以及曲率测定方法，能够实现抑制不能测定曲率以及提高曲率测定精度。

本发明的实施方式的第一曲率测定装置为，具备：光射出部，射出激光；第一偏光分光器，将由光射出部射出的激光分离成偏光方向以及行进方向分别不同的第一激光以及第二激光；反射部，对第一激光以及第二激光中的任一方进行反射，以使第一激光以及第二激光并行地朝测定对象物行进；第二偏光分光器，使由测定对象物镜面反射的第一激光以及第二激光中的任一方透射，将另一方朝与该一方的行进方向不同的方向反射；一维的第一位置检测元件，对由第二偏光分光器反射或者透射了第二偏光分光器的第一激光的入射位置进行检测；以及一维的第二位置检测元件，对透射了第二偏光分光器或者由第二偏光分光器反射的第二激光的入射位置进行检测。

此外，本发明的实施方式的第二曲率测定装置为，具备：光射出部，射出激光；第一偏光分光器，将由光射出部射出的激光分离成偏光方向以及行进方向分别不同的第一激光以及第二激光；反射部，对第二激光进行反射，以使第一激光以及第二激光并行地朝测定对象物行进；第二偏光分光器，使朝向测定对象物行进的第一激光以及第二激光中的任一方透射；1/4波长板，使朝向测定对象物行进的第一激光以及第二激光通过，并使由测定对象物镜面反射的第一激光以及第二激光通过；以及第一位置检测元件以及第二位置检测元件，对由测定对象物镜面反射而通过1/4波长板的第一激光以及第二激光各自的入射位置分别进行检测。

此外，在上述第二曲率测定装置中优选为，在朝向测定对象物行进的第一激光透射第二偏光分光器的情况下，第二偏光分光器对由测定对象物镜面反射而通过1/4波长板的第一激光进行反射，反射部对由测定对象物镜面反射而通过1/4波长板的第二激光进行反射，第一位置检测元件对由第二偏光分光器反射的第一激光的入射位置进行检测，第二位置检测元件对由反射部反射的第二激光的入射位置进行检测。