CN106716056B - 表面形状的测量方法以及测量装置 - Google Patents

Abstract

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。

Description

表面形状的测量方法以及测量装置

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。

另外，本发明的目的在于提供一种表面形状的测量方法以及测量装置，即使在半导体层没有进行基于旋转等的移动而处于静止状态时，也能够高精度地检测包括半导体层等膜的照射位置的表面形状，能够高品质地形成半导体层等。

第1本发明提供一种对在腔室内在基板的表面生长的膜的表面形状进行测量的方法，其特征在于，

使反射镜的角度连续性地或者间歇性地高速地变化，通过所述反射镜，将单一的激光一边改变其入射方向一边提供给膜的表面的预定点的周围的多个照射点，通过光位置传感器检测激光的反射方向，根据其检测信息，测量所述预定点处的表面的翘曲。

在本发明的表面形状的测量方法中，根据从多个所述照射点反射的激光，检测各个照射点处的所述表面的倾斜，根据该倾斜测量所述翘曲。

在本发明的表面形状的测量方法中，通过高速地控制所述激光的照射定时和所述反射镜的反射角度，使激光向膜的表面入射的入射方向变化。

另外，在本发明的表面形状的测量方法中，优选通过控制所述反射镜的角度，使被提供到各个照射点的激光的入射方向的相对角度变化。在该情况下，优选根据测量出的膜的表面的翘曲，使所述相对角度变化。

或者，在本发明的表面形状的测量方法中，优选通过控制所述反射镜的角度，使朝向所述预定点的入射角度变化，通过所述光位置传感器能够接收从多个所述照射点反射的所有所述激光。

进而，在本发明的表面形状的测量方法中，能够构成为通过2个反射镜使激光朝向膜的表面，通过第1反射镜向所述预定点的周围的多个照射点提供激光，通过第2反射镜使朝向所述预定点的入射角度变化。

在本发明的表面形状的测量方法中，优选将所述照射点设定为3处以上。

第2本发明提供一种测量装置，测量在腔室内在基板的表面生长的膜的表面形状，其特征在于，设置有：

发光装置，提供单一的激光；反射镜，朝向所述膜的表面反射所述激光；以及驱动部，使所述反射镜的反射方向变化，其中，使所述反射镜的角度连续性地或者间歇性地高速地变化，通过所述反射镜，将单一的激光一边改变其入射方向一边提供给膜的表面的预定点的周围的多个照射点，

设置有光位置传感器，所述光位置传感器配置于从各个所述入射点反射的激光的光路上，通过所述光位置传感器检测激光的反射方向，根据其检测信息，测量所述预定点处的表面的翘曲。

在本发明的表面形状的测量装置中，优选所述发光装置和所述反射镜设置于腔室外，所述激光透射设置于所述腔室的窗而被提供到所述腔室的内部，被反射的激光同样透射设置于腔室的窗而被设置于所述腔室外的所述光位置传感器检测。

根据本发明的表面形状的测量方法，通过改变单一的激光的反射方向，能够向膜的表面的多个入射点依次照射激光入射光，通过检测来自多个入射点的激光反射光的受光点，能够详细地分析膜的表面形状。另外，即使在基板停止的状态下，也能够分析膜的表面形状。

本发明的表面形状的测量装置能够在成膜装置的腔室的外侧配置所有构成部件，能够在对腔室内的成膜不造成影响的情况下掌握膜的表面的形状。

附图说明

图1是示出成膜装置以及本发明的第1实施方式的测量装置的构造的概略的说明图。

图2是示出半导体层的表面处的激光入射光的照射位置和激光反射光的反射方向的说明图。

图3的(a)、(b)是表示利用测量装置测量半导体层的表面形状的原理的说明图。

图4是根据半导体层的表面形状使多个激光入射光的相对角度变化时的说明图。

图5是根据半导体层的表面形状使各个激光入射光的入射中心值变化时的说明图。

图6是示出说明本发明的测量方法和测量装置的更具体的实施方式的说明图。

(符号说明)

1：成膜装置；2：腔室；3：台；6：基板；7：半导体层；8：第1窗；9：第2窗；10A：测量装置；10B：电路结构部；11：发光装置；12：枢轴反射镜(第1反射镜)；12a、12b：驱动部；13：分束器；14：光位置传感器；15：激光发光控制部；16：反射镜驱动控制部；17：反射光分析部；20：中央控制装置；21：材料气体控制部；113：第2反射镜；Ld1、Ld2、Ld3：激光入射光；Lv1、Lv2、Lv3：激光反射光；P1、P2、P3：入射点。

具体实施方式

图1是示出成膜装置1以及本发明的第1实施方式的测量装置10的说明图。

在图1中，作为示意图，示出了通过化学气相生长法(Chemical Vapor Depositionmethod，CVD法)、分子束外延法(Molecular Beam Epitaxy method，MBE法)形成半导体层的成膜装置1。

成膜装置1具有腔室2，在成膜过程中内部空间被设定为真空状态。在腔室2内设置有台3，作为加热装置的加热器3a内置于该台3。对腔室2连接有导入通路4，作为包含用于形成半导体层7的元素(原料分子)的原料气体以及其它材料气体的气体5从上述导入通路4被提供到台3的表面，在设置于台3上的基板6的表面形成半导体层7。上述基板6是Si(硅)基板或者蓝宝石基板等。

在腔室2中设置有第1窗8和第2窗9。在第1窗8和第2窗9中嵌入有玻璃板等透明板，通过该透明板能够观察内部，但腔室2的内部空间与外部空间被透明板遮蔽。

在腔室2的外侧，设置有测量装置10A和附属于测量装置10A的电路结构部10B。电路结构部10B包括由微型计算机和存储器等构成的中央控制装置20和其它控制部15、16、17、21，但也可以在中央控制装置20中虚拟实现这些控制部15、16、17、21的一部分功能或者所有功能。

测量装置10A具有发光装置11。在发光装置11中设置有发出激光的激光光源。激光既可以通过准直透镜变换为准直光而被提供到半导体层7的表面，也可以用聚光透镜聚光而聚焦于半导体层7的表面，在半导体层7的表面形成点像(spot image)。

从激光光源发出的激光被提供到枢轴反射镜(pivot mirror)12。枢轴反射镜12被由压电元件等构成的驱动部12a、12b支承，通过驱动部12a、12b高速地连续性地或者间歇性地驱动枢轴反射镜12，使反射面12c的朝向三维地变化。从发光装置11发出的激光被反射面12c反射，透射分束器13，被提供到在腔室2内成膜过程中的或者成膜完成后的半导体层7的表面(膜的表面)的预定的入射点。其中，在生长中的膜为透明的情况下，入射点也可以设定于基板6的表面。

在半导体层7的表面的入射点处反射的反射光返回到分束器13，通过分束器13朝与枢轴反射镜12不同的朝向反射而被提供到光位置传感器14。

以下，用符号L0表示从激光光源发出的“激光”，用符号Ld表示该激光L0被反射面12c反射而被提供到半导体层7的“激光入射光”，用符号Lv表示被半导体层7的表面反射而返回的“激光反射光”，从而能够相互区分地来说明。

枢轴反射镜12以及分束器13排列设置于第1窗8外，隔着安装于第1窗8的透明板而与上述基板6的正上相对置。激光入射光Ld和激光反射光Lv都通过第1窗8。

其中，如图3以下所示，在本发明的测量装置中也可以不设置分束器13，而将枢轴反射镜12配置于第1窗8的外侧，将光位置传感器14设置于腔室2所设有的第2窗9的外侧。在该情况下，激光入射光Ld通过第1窗8，激光反射光Lv通过第2窗9。

在电路结构部10B中，设置有激光发光控制部15和反射镜驱动控制部16以及反射光分析部17等。激光发光控制部15控制发光装置11中的激光的发光定时。反射镜驱动控制部16使驱动部12a、12b动作，控制枢轴反射镜12的反射面12c的朝向。

光位置传感器14是PSD(Position Sensitive Detector，位置灵敏检测器)。在光位置传感器14接收到激光反射光Lv时，光位置传感器14检测该受光点的位置。在该位置检测输出被提供到反射光分析部17时，计算上述受光点在平面坐标上的位置，将该计算值提供给中央控制装置20。

中央控制装置20由微型计算机和存储器等构成。通过中央控制装置20控制激光发光控制部15和反射镜驱动控制部16，相互同步地控制激光L0的发光定时和枢轴反射镜12的反射面12c的朝向。

在由上述反射光分析部17分析出的受光点在平面坐标上的位置信息被提供到中央控制装置20时，根据枢轴反射镜12的反射面12c的角度即激光入射光Ld向半导体层7的表面入射的入射方向(入射角度)，和由反射光分析部17分析出的受光点的位置信息即激光反射光Lv的反射方向(反射角度)，计算被照射激光入射光Ld1的半导体层7上的入射点处的表面的倾斜角度。如后说明那样，上述入射点被设定于多个位置，所以通过分析激光入射光Ld向各个入射点的入射方向和激光反射光Lv从各个入射点反射的反射方向，来计算半导体层7的表面的形状，即翘曲的存在、翘曲的曲率、表面的波形形状、起伏形状等表面的形状。

如图1所示，通过材料气体控制部21，控制对朝向腔室2的导入通路4的材料供给。在来自上述中央控制装置20的指令被提供到材料气体控制部21时，控制包含用于形成半导体层7的元素(原料分子)的原料气体的种类、供给量以及供给压力等。在通过中央控制装置20计算出半导体层7的表面的翘曲等时，进行向腔室2内供给用于产生将所测量出的翘曲消除的方向的翘曲的除原料以外的材料等的校正控制。

说明通过如上述那样构成的上述测量装置10A以及电路结构部10B的处理动作来测量基板和膜的层叠体的翘曲等的方法。以下，说明使用上述测量装置10来测量成膜过程中或者成膜完成后的半导体层7的表面形状的测量方法。其中，在生长的膜为透明的情况下，为了能够测量基板的翘曲，也可以将激光提供到基板的表面。

在图2中，示出了在半导体层7的表面处被照射激光入射光Ld的入射点P1、P2、P3的位置和朝向上述入射点P1、P2、P3的激光入射光Ld1、Ld2、Ld3的入射方向以及激光反射光Lv1、Lv2、Lv3的反射方向。

在成膜装置1中，在用加热器3a加热了台3以及基板6的状态下，向腔室2内导入原料气体5，半导体层7在透明的基板6的表面生长起来。形成于基板6的表面的半导体层7用于形成发光二极管、其它半导体元件的分子层，例如是AlN、GaAs、GaN、InP、Si、SiC。

如图2(a)所示，在台3载置有多个基板6。台3通过马达而被驱动，能够绕逆时针公转。另外，各个基板6通过马达而被驱动，能够在台3上单独地绕逆时针自转。

在通过测量装置10A开始测量时，通过激光发光控制部15控制发光装置11中的激光L0的发光定时，与其同步地通过反射镜驱动控制部16控制枢轴反射镜12的反射面12c的朝向。该控制动作高速地连续性地或者间歇性地进行，激光L0根据反射面12c的朝向的变化而被依次照射到膜的表面的不同的照射点。在图2的实施方式中，通过反射面12c的动作，激光L0连续地被变换为朝向半导体层7的表面处的入射点P1照射的激光入射光Ld1、朝向入射点P2照射的激光入射光Ld2以及朝向入射点P3照射的激光入射光Ld3实质上这3个激光入射光。激光入射光Ld1、Ld2、Ld3既可以逐次地向半导体层7的表面照射，也可以按照Ld1→Ld1→Ld3的顺序以多个循环来照射。

在该控制中，首先决定枢轴反射镜12的中立的位置，决定膜表面的预定点(图2的F)，向该预定点F的附近提供激光入射光，在预定点F的周围设定照射点。上述预定点是决定多个照射点P1、P2、P3的照射区域的目标点(target point)，不向该预定点F提供激光。

图2(b)是在从侧方的视点观察图2(a)所示的基板6以及半导体层7的侧视图。关于圆形的基板6，其周缘部用环状的保持夹具25保持，被固定于台3上。在图2(b)中，示出产生了基板6和半导体层7的层叠体朝上成为凸形状的翘曲的状态。

在图2中，在基板6不旋转而停止的状态下，入射方向通过枢轴反射镜12连续性地或者间歇性地改变了的实质上3条激光入射光Ld1、Ld2、Ld3被照射到半导体层7的表面的3个入射点P1、P2、P3。

激光入射光Ld1在入射点P1处被反射而成为激光反射光Lv1。同样地，激光入射光Ld2在入射点P2处被反射而成为激光反射光Lv2，激光入射光Ld3在入射点P3处被反射而成为激光反射光Lv3。

只要测量激光反射光Lv1的反射方向相对激光入射光Ld1的入射方向的角度变化，就能够获知入射点P1处的半导体层7的表面的倾斜角度。同样地，只要测量激光反射光Lv2、Lv3的反射方向相对激光入射光Ld2、Ld3的入射方向的角度变化，就能够获知入射点P2、P3处的半导体层7的表面的倾斜角度。通过获知各个入射点P1、P2、P3处的表面的倾斜角度，能够获知包括入射点P1、P2、P3的预定的区域、即包括预定点F的区域的曲率。

通过将激光入射光的照射方向设为3个方向，并向3处入射点P1、P2、P3照射激光入射光，即使在基板6停止的状态下或者仅进行自转的状态下翘曲的顶点位于第1窗8的正下而预定点F是翘曲的顶点，也能够测量翘曲的曲率。进而，通过在形成于台3公转时自转的基板6的半导体层7的表面，设定至少2处入射点、优选3处入射点，与半导体层7的表面的形状变化有关的信息量变多，能够详细地分析膜的表面形状。

图3(a)(b)示出了通过测量装置10测量半导体层7的表面形状的原理。以下，与图1不同，未设置分束器13，枢轴反射镜12与腔室2的第1窗8的外侧相对置，光位置传感器14配置于第2窗9的外侧，根据这样的构造来说明测量原理。该测量原理如图1所示，在具有分束器13的测量装置10A中也是相同的。

图3(a)示意性地表示基于从半导体层7的斜上方的视点的结构。设为在基板6成膜过程中的或者成膜后的半导体层7朝由空心箭头表示的方向旋转移动。

通过使激光发光控制部15和反射镜驱动控制部16高速地同步动作，激光入射光Ld1、Ld2、Ld3的照射方向高速地被切换，激光高速地被切换而依次被照射到半导体层7的表面的3个入射点。如果设为在某时间点，被照射激光入射光Ld1、Ld2、Ld3的入射点是图3(a)所示的P1、P2、P3，则在光位置传感器14的受光点R1处接收到在入射点P1处反射的激光反射光Lv1。同样地，在光位置传感器14的受光点R2处接收到在入射点P2处反射的激光反射光Lv2，在光位置传感器14的受光点R3处接收到在入射点P3处反射的激光反射光Lv3。

在光位置传感器14中，在不同的时刻依次接收激光反射光Lv1、Lv2、Lv3，所以通过调整光位置传感器14中的数据的获取定时，能够单独地检测各个受光点R1、R2、R3的检测位置。其检测输出被提供给反射光分析部17。

图3(b)示出了向半导体层7的表面的入射点P2提供激光入射光Ld2，并在光位置传感器14的受光点R2检测该激光反射光Lv2的状态。此时的激光入射光Ld的偏转角是θ。位置Le表示半导体层7的表面处的入射点P2的高度水平。D1表示从针对枢轴反射镜12的激光L0的入射点M0至上述位置Le的高度方向的距离。D2表示从光位置传感器14中的受光点R2至上述位置Le的高度距离，D3表示针对枢轴反射镜12的激光L0的入射点M0与光位置传感器14中的受光点R2之间的水平方向上的距离。

根据图3(b)所示的、上述偏转角θ的信息和各距离D1、D2、D3的信息，中央控制装置20能够获知入射点P2处的半导体层7的表面的角度。在入射点P1、P3处也能够同样地获知半导体层7的表面的角度，能够计算包括入射点P1、P2、P3的区域的翘曲的曲率。

如图4所示，在基板6和半导体层7移动时，3个入射点从P1′、P2′、P3′变化为P1″、P2″、P3″，但通过在各个区域中得到来自3个入射点的反射信息，能够连续性地或者间歇性地测量半导体层7的表面的形状的变化。

如图4所示，在实施方式的测量装置10中，能够通过反射镜驱动控制部16控制驱动部12a、12b的动作，使被枢轴反射镜12反射的激光入射光Ld1、Ld2、Ld3的偏转角(图3(b)所示的θ)分别变化，使3条激光入射光Ld1、Ld2、Ld3的入射方向的相对角度变化。其结果是能够使从半导体层7的表面的入射点P1、P2、P3的相对位置、即预定点F至入射点P1、P2、P3的距离变化。

关于入射点P1、P2、P3，在将被提供激光的面假设为水平的平面时，优选位于正三角形的各个顶点。通过使3条激光入射光Ld1、Ld2、Ld3的入射方向的相对角度变化，能够使上述三角形的大小维持相似状态地变化。进而，也可以使三角形的大小变化，并且变化为正三角形以外的三角形。

在图4中，随着半导体层7朝空心箭头的方向移动，被照射3条激光入射光Ld1、Ld2、Ld3的入射点的位置从P1、P2、P3转移到P1′、P2′、P3′，进而转移到P1″、P2″、P3″。关于3处入射点位于顶点的三角形的大小，由P1′、P2′、P3′形成的三角形大于由P1、P2、P3形成的三角形，进而，P1″、P2″、P3″的三角形最小。

这样，通过使3条激光入射光Ld1、Ld2、Ld3的入射方向的相对的角度变化，并使入射点P1、P2、P3的位置、即各个入射点的间隔变化，从而能够进行与所测量的膜的表面的曲率等对应的适当的测量。例如，中央控制装置20在判断为检测出的膜的表面的曲率小于预定值时(在接近平面时)，通过扩大入射点P1、P2、P3的间隔而能够高精度地测量曲率半径。反之，在所测量的膜的表面的曲率变大时，各个激光反射光Lv1、Lv2、Lv3的相对的扩展角变大，而有时通过光位置传感器14无法检测全部3个受光点R1、R2、R3。在这样的情况下，可以缩窄入射点P1、P2、P3的间隔。

接下来，在实施方式的测量装置10中，通过反射镜驱动控制部16控制驱动部12a、12b，能够不改变从枢轴反射镜12朝向膜表面的激光入射光Ld1、Ld2、Ld3的入射方向的相对角度，而使所有激光入射光Ld1、Ld2、Ld3的偏转角(入射角)变化。通过该控制，能够不使入射点P1、P2、P3位于顶点的三角形的形状和大小变化，而改变连接设定于入射点P1、P2、P3的中心的预定点F与针对枢轴反射镜12的激光L0的入射点M0的虚拟中心线相对膜的入射方向。

在图5中，设想为基板6和半导体层7朝空心箭头的方向移动。用符号12A表示在某个时间点的与半导体层7相对置的枢轴反射镜的位置，用14A表示光位置传感器的位置，用符号12B表示半导体层7移动了预定距离后的与半导体层7相对置的枢轴反射镜的位置，用14B表示光位置传感器的位置。另外，将枢轴反射镜处于12A的位置而光位置传感器处于14A的位置时的激光入射光Ld1、Ld2、Ld3的平均的偏转角(连接入射点M0与预定点F的虚拟中心线的偏转角)设为θ1，将枢轴反射镜移动到12B而光位置传感器移动到14B时的激光入射光Ld1、Ld2、Ld3的平均的偏转角(连接入射点M0与预定点F′的虚拟中心线的偏转角)设为θ2。

成膜过程中的膜表面的曲率、倾斜角度按照位置而不同，被设定入射点P1、P2、P3的膜的表面的倾斜方向一直变化。取决于该倾斜的程度，还有时无法使所有激光反射光Lv1、Lv2、Lv3通过第2窗9，或者无法通过光位置传感器14接收到所有激光反射光Lv1、Lv2、Lv3。因此，通过改变枢轴反射镜12的朝向而使连接入射点M0与预定点F、F′的虚拟中心线的入射方向变化，能够控制为能够使所有激光反射光Lv1、Lv2、Lv3一直通过第2窗9，能够通过光位置传感器14接收到所有激光反射光Lv1、Lv2、Lv3。

图6示出了表示本发明的表面形状的测量方法和测量装置的更具体的实施方式。

在图6所示的实施方式中，从发光装置11发出的激光L0被枢轴反射镜12和第2反射镜113反射，透射分束器13和嵌入于第1窗8的玻璃板等透明板8A，被提供到腔室2内的半导体层7的表面。

作为第1反射镜的枢轴反射镜12是通过图1所示的驱动部12a、12b驱动的反射镜，通过枢轴反射镜12的动作改变激光L0的朝向，3条激光入射光Ld1、Ld2、Ld3朝向膜入射。第2反射镜113使3条激光入射光Ld1、Ld2、Ld3中的各激光入射光朝向膜的表面的方向变化。也就是说，第2反射镜113使向设定于膜的表面的预定点F的入射方向变化。通过设置第2反射镜113，作为枢轴反射镜12的动作，仅将激光L0的朝向变换为3条激光入射光Ld1、Ld2、Ld3的朝向即可，所以能够使枢轴反射镜12的动作控制简单化。

第2反射镜113的朝向既可以做成手动地变化，还能够使用具有线圈和磁铁的电磁驱动装置等来控制为使第2反射镜113的朝向一直变化。在该情况下，枢轴反射镜12以使激光L0连续性地或者间歇性地变化为3个激光入射光Ld1、Ld2、Ld3的方式高速地动作，第2反射镜113比较低速地进行动作，以便应对于膜的表面的朝向的变化。

此外，设置有光吸收部件114，用于防止激光入射光Ld中的未透射分束器13的反射分量进一步反射，另外，设置有光吸收部件115，用于防止从腔室2返回而在透明板8A被改变朝向的光分量反射。光吸收部件114、115构成为由黑色等光吸收颜色形成、或者具有使光漫反射的漫反射面。

如上所述，通过检测来自多个入射点的激光反射光的角度变化，能够一直测量半导体层7的表面的形状，通过利用中央控制装置20控制材料气体控制部21，使向腔室2供给的材料气体变化、或者使材料气体的供给量变化，能够实时地矫正基板6和半导体层7的表面形状的翘曲。

上述实施方式的测量装置10A通过改变激光L0的发光定时和枢轴反射镜12的反射面12c的朝向，能够使激光入射光的条数进一步变化为1条、2条、或者4条以上，能够根据应测量的膜的类别、或者根据形状，实现最佳的形状测量。或者，通过改变激光L0的发光定时和枢轴反射镜12的反射面12c的朝向，还能够将入射点P1、P2、P3位于顶点的三角形同时设定于多个位置。另外，在激光反射光Lv的返回位置变宽的情况下，也能够排列配置多个光位置传感器14。

Claims (10)

1.一种表面形状的测量方法，测量在腔室内在基板的表面生长的膜的表面形状，其特征在于，

使反射镜的角度连续性地或者间歇性地三维地变化，通过所述反射镜，将单一的激光一边改变其入射方向一边提供给膜的表面或者所述基板的表面的预定点的周围的三个照射点，该三个照射点是在所述膜的表面或者所述基板的表面上形成的、在其内侧包括所述预定点的三角形的顶点，

通过光位置传感器检测激光的反射方向，

根据所述反射方向，计算所述三个照射点的各个照射点处的所述表面的倾斜以及包括所述预定点以及所述三个照射点的区域内的所述表面的翘曲。

2.根据权利要求1所述的表面形状的测量方法，其特征在于，

通过高速地控制所述激光的照射定时和所述反射镜的反射角度，使激光向膜的表面入射的入射方向变化。

3.根据权利要求2所述的表面形状的测量方法，其特征在于，

使所述三个照射点在表面上的相对距离或者从所述预定点至各个所述照射点的距离变化。

4.根据权利要求3所述的表面形状的测量方法，其特征在于，

根据测量出的膜的表面或者基板的表面的翘曲，使所述距离变化。

5.根据权利要求3所述的表面形状的测量方法，其特征在于，

根据测量出的膜的表面或者基板的表面的曲率，使所述距离变化。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的表面形状的测量方法，其特征在于，

通过控制所述反射镜的角度，使朝向所述预定点的入射角度变化，通过所述光位置传感器能够接收从所述三个照射点反射的所有所述激光。

7.根据权利要求6所述的表面形状的测量方法，其特征在于，

通过2个反射镜使激光朝向膜的表面，通过第1反射镜向所述预定点的周围的三个照射点提供激光，通过第2反射镜使朝向所述预定点的入射角度变化。

8.一种表面形状的测量装置，测量在腔室内在基板的表面生长的膜的表面形状，其特征在于，设置有：

发光装置，提供单一的激光；

反射镜，朝向所述膜的表面反射所述激光；以及

驱动部，使所述反射镜的反射方向变化，

使所述反射镜的角度连续性地或者间歇性地三维地变化，通过所述反射镜，将单一的激光一边改变其入射方向一边提供给膜的表面或者所述基板的表面的预定点的周围的三个照射点，该三个照射点是在所述膜的表面或者所述基板的表面上形成的、在其内侧包括所述预定点的三角形的顶点，

设置有光位置传感器，所述光位置传感器配置于从各个所述照射点反射的激光的光路上，通过所述光位置传感器检测激光的反射方向，根据所述反射方向，计算所述三个照射点的各个照射点处的所述表面的倾斜以及包括所述预定点以及所述三个照射点的区域内的所述表面的翘曲。

9.根据权利要求8所述的表面形状的测量装置，其特征在于，

通过高速地控制所述激光的照射定时和所述反射镜的反射角度，使所述三个照射点在表面上的相对距离或者从所述预定点至各个所述照射点的距离变化。

10.根据权利要求9所述的表面形状的测量装置，其特征在于，

根据测量出的膜的表面或者基板的表面的翘曲、或者根据所述表面的曲率，使所述距离变化。

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