本发明专利技术的MOCVD装置(形状测量装置)利用使作为被测定物的基板移动的移动平台(旋转台)、利用由激光光线所产生的多普勒效应的速度测量单元(21)、被测定物检测单元(25)、运算处理单元(24)、以及记录单元，来测定被测定物的形状。运算处理单元(24)包括：提取出被测定物的速度的被测定物速度提取单元(24a)；根据速度数据来计算出速度平均值的速度平均计算单元(24b)；从速度数据中减去速度平均值的减法单元(24c)；以及对速度进行积分的累计单元(24d)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及像MOCVD装置等那样的在将放置于进行旋转或行星旋转的移动平台上的基板等被测定物放置于移动平台的状态下、对被测定物的形状进行测量的装置、以及方法。
技术介绍
对于半导体激光元件、LED(发光二极管Light Emitting Diode)元件等化合物半导体的晶体成长，一般使用MOCVD装置(有机金属化学气相沉积法Metal Organic Chemical Vapor D印osition)。由于MOCVD装置的生产效率高、易于维护，因此，适用于对元件进行工业性量产的情况。图10表示MOCVD装置的一个例子。在该MOCVD装置100中，在反应室2的内部， 设置于旋转台4的上表面的多个放置盘5上载放有多块(本例子中为6块)基板3。图11示出了表示MOCVD装置100的托架与基板之间的关系的俯视图。旋转台4 被支承于转轴6的上端，利用电动机7使转轴6进行旋转。另外，设置于旋转台4的上表面的多个放置盘5具有能分别进行自转的结构。在晶体成长的过程中，利用这些结构使基板 3进行自转和公转，从而能提高进行成长的膜的均勻性。此外，利用设置于旋转台4的下方的加热器8对基板3进行加热。在旋转台4的上方，设置有对反应室2内部的空间进行分隔的、大致水平(平行)的隔断墙10。在反应室 2的上部，连接有导管9，该导管9的前端配置于旋转台4与隔断墙10之间，形成为气体喷出口 11。由此，从旋转台4的转轴的上方沿旋转台4表面呈辐射状地提供原料气体12，以作为结晶膜的原料。导管9的另一端与气体提供器13相连接。该原料气体12通过载放于放置盘5上且被加热器8所加热的基板3的上方之后，经由设置于旋转台4外围的排气路径14而被排放。其结果是，在基板3的上方的附近发生所期望的化学反应，从而能在基板 3上进行所期望的晶体成长。然而，在加热基板3或使基板3的表面长出结晶膜时，有时基板3会因其各种条件而发生弯曲。特别是对于以GaN类化合物半导体为中心的第3族氮化物的成膜，基板3尤其容易发生弯曲。图12是对MOCVD装置100中的晶体成长中所发生的基板3的弯曲的发生机理进行说明的图。可知存在以下情况(专利文献1)即，如图12的“a”所示，由于来自加热器8的热能15的传导，基板3的加热器8 一侧的面与接触原料气体12的面之间的温度差会导致基板3如图12的“b”所示那样发生弯曲。因而，如何减小基板3的弯曲成为重要的问题。因此，需要迅速获知成膜中的基板3的状态。作为基板3的弯曲的测定方法，已知一般有利用激光位移计的三角测量。然而，在图10所示的MOCVD装置100那样的成膜装置内，在使用利用激光位移计的三角测量的情况下，受到由基板温度所产生的辐射的影响，难以分离激光和辐射光。因此，有时会无法测定基板3的弯曲。另外，在使用了激光光线的三角测量中，由于激光光线的前进光路与回光路不同，因此，需要在反应室2上设置使两者都能通过的较大的窗口。而且，在具有隔断墙10的MOCVD装置100的情况下，需要在隔断墙10上设置使前进光路和回光路的激光光线都能通过的较大的孔。其结果是，由于会扰乱原料气体15的气流，因此，无法在MOCVD装置100中使用三角测量。另外，作为测量晶体成长中所产生的基板弯曲的其他有效的方法，还有使用激光多普勒速度计的方法。该速度计对基板照射激光光线，利用多普勒效应来测量速度，并通过对速度进行积分来计算出位移量。作为该方法的优点如下由于测量用激光光线的前进光路与回光路基本相同，因此，能减小设置于反应室2的窗口的大小；另外，由于以频率偏移而非光强度来作为测量对象，因此，不容易受到由基板温度所产生的辐射的影响。然而，在使用激光多普勒速度计的方法中，激光输出和激光受光部等会随着使用环境的变化和时间的经过而发生变化。因此，即使在对静止的被测定物进行测定的情况下， 速度也不会变为0。图13是利用激光多普勒速度计对静止物体进行100秒的测定后所获得的图表，纵轴为速度。由图13所示可知，随着时间的经过，偏移值发生变化。若像这样对偏移值不为0的值进行速度积分，则存在加上偏移值部分后无法测定基板的弯曲的情况。通常，为了将该偏移值设为0而设定高通滤波器，但在被测定物的移动速度和工作频率极低的情况下，设定高通滤波器会导致连要测定的速度也被去除的情况。 在MOCVD装置100的情况下，为了去除温度不均勻而使基板3旋转，但由于该转速一般较低，而且基板的弯曲变化(弯曲量)为几μπι 几十μ m，因此，难以设定高通滤波器。另外，在专利文献2中，记载有提高测定物的测定精度的方法。在该方法中，假设旋转体旋转了一周时的转轴和光轴的位置偏移所引起的速度变化恒定，从某个测定点上旋转一周的过程中所产生的位移的变化量中减去因转轴和光轴的位置偏移而单调增加的位移量，从而求出测定物的真正的位移。然而，在MOCVD装置内，基板的位移会因膜的堆积而随着时间的经过、即转速的增加而变大。另外，基板弯曲的位移量和方向会因成膜温度和材料的不同而不同。因此，在这种情况下，基板在旋转了一周时的真正的位移的积分值不为0。 在专利文献2所记载的技术中，在以基板旋转了一周时的位移的积分值成为0为前提的基础上，可以将从某个时刻的位移中减去一个旋转周期前的位移而得的值看成是表示由转轴的偏移和散射光所引起的外观上的位移。因此，即使在测定MOCVD装置内的基板的弯曲时应用专利文献2的方法，也无法只分离出实际的基板弯曲所引起的速度变化，从而精度有可能会变差。另外，在因移动平台的倾斜和振动而产生的位移量比因作为被测定物的基板的弯曲而获得的位移量要大的情况下，测定的是移动平台的倾斜，而无法对基板的弯曲进行测定。专利文献1 日本公开专利公报“特开2005-72561号公报(2005年3月17日公开)”专利文献2 日本公开专利公报“特开2005-69916号公报(2005年3月17日公开)”
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题在于，在对MOCVD装置的基板等放置于移动平台上的被测定物的形状进行测定的情况下因在速度测量装置的使用状态下不同的偏移值的影响而导致测定精度下降；因将多个被测定物配置于旋转台的装置而导致测定精度下降；以及因旋5转台的振动和转轴的倾斜等而导致测定精度下降。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种测定精度较高的。为了解决上述问题，本专利技术的形状测量装置包括利用多普勒效应的速度测量单元、检测被测定物的位置的被测定物检测单元、以及对被测定物的形状进行运算的运算处理单元，其特征在于，所述运算处理单元包括被测定物速度提取单元，该被测定物速度提取单元对从所述速度测量单元和所述被测定物检测单元输出的信号进行算术处理，从而计算出被测定物的速度；速度平均计算单元，该速度平均计算单元利用所述被测定物速度提取单元所输出的至少一部分信号，来计算出被测定物的速度平均值；减法单元，该减法单元从所述被测定物速度提取单元所计算出的速度中减去所述速度平均值；以及积分单元，该积分单元对所述减法单元所获得的速度进行时间积分。利用该特征，根据本专利技术的形状测量装置，由于被测定物检测单元对被测定物位于速度测量单元的激光照射位置的情况进行检测，因此，能正确地检测被测定物的位置，并且在运算处理单元内，被测定物速度提取单元能只计算出被测定本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：井尻良，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：
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