JP2012015378A - 測定状態判定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光照射によって被測定物の測定状態を正確に判別することのできる測定状態判定装置を提供する。
【解決手段】MOCVD装置1は、回転台4の回転によって基板3が描く軌跡上に光を照射する光照射部11と、照射部から照射された光の反射光21を測定する反射光測定部12と、反射光測定部12の測定値に基づいて、基板3の測定状態を判定する演算処理を行う演算処理部14とを備える。演算処理部14は、回転台4の回転中に測定された反射光測定部12の測定値の最大値と最小値との差を、窓A18および窓B19に存在する遮蔽物の有無を判定する閾値と比較する。
【選択図】図1
【解決手段】MOCVD装置1は、回転台4の回転によって基板3が描く軌跡上に光を照射する光照射部11と、照射部から照射された光の反射光21を測定する反射光測定部12と、反射光測定部12の測定値に基づいて、基板3の測定状態を判定する演算処理を行う演算処理部14とを備える。演算処理部14は、回転台4の回転中に測定された反射光測定部12の測定値の最大値と最小値との差を、窓A18および窓B19に存在する遮蔽物の有無を判定する閾値と比較する。
【選択図】図1
Description
本発明は、基板等の被測定物の測定結果を正確に判定することのできる測定状態判定装置に関する。より詳細には、MOCVD(有機金属化学気相成長法;Metal Organic Chemical Vapor Deposition)装置等のように、被測定物を容器内で回転または遊星回転させるような回転台の上に被測定物を載置した状態で、容器に形成された光を透過する窓(光透過部)を介して被測定物に光を照射することによって、被測定物の測定結果を正確に判別することのできる測定状態判定装置に関する。
MOCVD装置は、生産性、メンテナンス性が良いため、工業的に素子を量産する場合に使用される。MOCVD装置は、例えば、半導体レーザ素子、LED(発光ダイオード:Light Emitting Diode)素子等の化合物半導体の結晶成長に使用されている。
図7は、従来のMOCVD装置(測定状態判定装置)100の概略図である。図8は、MOCVD装置100における回転台104上に基板103を設置した状態を示す平面図である。
図7のように、MOCVD装置100は、反応室102の内部に、基板103を回転させる回転台104と、基板103が載置される載置プレート105と、回転台104を回転させる回転軸106と、基板103を加熱するためのヒータ108と、反応室102内部の空間を隔てる隔壁110とを備えている。また、MOCVD装置100は、反応室102の外部に、回転軸106を駆動するモータ107と、反応室102に原料ガス112を供給するガス供給器113とを備えている。
MOCVD装置100は、反応室102の内部で、複数枚の基板103に対して成膜処理を施す。例えば、図8のように、回転台104の上面には、回転台104の円周方向に沿って所定間隔を空けて、6つの載置プレート105が設けられている。そして、各載置プレート105上に載置された基板103に対し、原料ガス112が供給されることによって、成膜処理が施される。
回転台104は、回転軸106に支持されている。一方、回転軸106の下端は、反応室102の外部に設けられたモータ107に連結されている。これにより、回転軸106がモータ107によって回転することによって、回転台104も回転する。さらに、回転台104の上面に、各基板103に対応して設けられた載置プレート105は、それぞれ自転するように構成されている。従って、結晶成長中は、回転台104の回転および載置プレート105の自転によって、基板103を自転および公転させることにより、成長する膜(結晶成長膜)の均一性を高めることができる。
回転台104の下方には、ヒータ108が設置されており、ヒータ108が基板103を加熱するようになっている。一方、回転台104の上方には、反応室102内部の空間を隔てるように略水平に配置された隔壁110が設けられている。反応室102の上部には配管109が接続されている。この配管109の先端は、回転台104と隔壁110の間に配置され、ガス吹き出し口111を形成している。これにより、回転台104の回転軸106上から回転台104の表面に沿って、放射状に、原料ガス112が結晶膜の原料として供給される。
一方、配管109の他端は、原料ガス112を供給するガス供給器113に接続されている。この原料ガス112は、載置プレート5上に載せられ、かつヒータ108によって加熱された基板103上を通過した後、回転台104の外周に設けられた排気経路114より反応室102の外部に排気される。その結果、基板103上近傍で、所望の化学反応が行われることによって、基板103上に所望の結晶成長が生じる。
ところで、基板温度は、基板103を加熱したり、基板103表面に結晶膜を成長させたりする際に、重要な条件である。MOCVD装置100では、基板103を回転台104で移動させるため、熱電対ではなく、放射温度計を用いて、基板温度が測定されることが多い。また、MOCVD装置100では、成膜条件によっては基板103が反る場合がある。例えば、ヒータ108からの熱エネルギーの伝導によって、基板103のヒータ側の面と原料ガス112に接触する面との温度差により、基板103が反ることが知られている。従って、成膜中に、基板103の状態をいち早く知る必要がある。
例えば、このような基板103の反りの測定方法としては、レーザ変位計を用いる方法、および、レーザドップラ速度計を用いる方法が一般的である。レーザ変位計は、レーザを用いて三角測量することにより、基板103との距離を測定する。一方、レーザドップラ速度計は、基板103にレーザ光線を照射し、ドップラ効果を利用して速度を計測し、速度を積分することにより変位量を算出する。
このような方法により、基板103の温度および基板103の反りを測定するためには、反応室102および反応室102内の隔壁110に、レーザ等の光を透過する窓(光透過部;図示せず)を形成する必要がある。しかし、反応室102内には、原料ガス112および反応生成物が対流する。このため、反応室102および隔壁110に形成された窓に、反応生成物が付着する場合が多い。特に、隔壁110に形成された窓は、反応生成物の付着を防ぐために、単純な穴として形成される。しかし、それでも、反応生成物がその穴の周囲に付着して、穴を塞いでしまう状態になることが度々あった。
このように、反応室102および隔壁110に形成された窓に、原料ガス112または反応生成物が付着すると、基板103の温度および基板103の反りを測定することはできなくなる。また、MOCVD装置は密閉容器内で成膜処理が行われるため、基板103の温度および基板103の反りの測定結果が、正確に測定された結果かどうかを判断することはできない。このため、その判断をするためには、これまでの経験によるしかなかった。
ところで、特許文献1には、半導体製造装置において、チャンバ内に光照射し、反射光を分光したり、反射光の光量を測定したりして、チャンバ内の状態(反応生成物の有無,堆積物の形成状況)を判定することが記載されている。
しかし、特許文献1に記載の方法をMOCVD装置に適用した場合、被測定物の測定状態を正確に判別することができないという問題がある。
具体的には、特許文献1に記載の方法をMOCVD装置100に適用して、基板103の状態を測定するとする。この場合、上述したレーザ変位計を用いて基板103の反りを測定する場合と同様に、反応室102内の基板103に光を照射するために、反応室102および隔壁110に光透過部(窓または穴)を形成する必要がある。このため、反応生成物がその光透過部の周囲に付着して、光透過部が塞がれてしまう。その結果、基板103の状態を測定することはできず、実際には反応生成物に光が照射されたデータが測定されることになる。このように、光透過部が塞がれてもデータは測定され続けるため、測定結果には、基板103の測定データと、反応生成物の測定データとが混在する。従って、測定結果が、基板103の測定結果であることを正確に判別することはできない。このため、基板103の温度や基板103の反りを測定しようとしても、測定結果の中でどのデータが、基板103の状態が測定できない状況で測定されたデータであるのかを判断することもできない。
また、MOCVD装置100では、成膜中に基板103を自転および公転させることにより、成長する膜の均一性が高められている。このため、特許文献1のように、反応室102内に光照射すると、基板103以外の部分で反射した光も測定される。つまり、基板103で反射した反射光と、基板103以外で反射した反射光とでは、光量が変化する。このため、特許文献1のように、反応生成物の有無を単純に判断することができない。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光照射によって被測定物の測定状態を正確に判別することのできる測定状態判定装置を提供することにある。
本発明に係る測定状態判定装置は、上記の課題を解決するために、光透過部が形成された容器と、上記容器内に設けられ、回転軸を中心に回転する回転台と、上記回転台上における上記回転軸を中心とする円周上に沿って所定間隔を空けて複数設けられ、それぞれに被測定物が載置される載置プレートと、上記容器の外部から上記光透過部を介して、上記回転台の回転によって上記被測定物が描く軌跡上に光を照射する光照射部と、上記光照射部から照射された光の反射光を、上記光透過部を通して上記容器の外部で測定する反射光測定部と、上記反射光測定部の測定値に基づいて、上記被測定物の測定状態を判定する演算処理を行う演算処理部とを備え、上記演算処理部は、所定期間内に測定された反射光測定部の測定値の最大値と最小値との差を、上記光透過部に存在する遮蔽物の有無を判定する閾値と比較することを特徴としている。
上記の構成によれば、光照射部は、回転台の回転によって被測定物が描く軌跡上に光を照射する。被測定物が載置される載置プレートは、回転台上に、所定間隔を空けて設けられている。このため、光照射部から照射された光は、主に、被測定物または回転台で連続的に反射する。反射光測定部は、回転台の回転中の所定期間内に、被測定物で反射された反射光と、回転台で反射された反射光とを連続的に測定する。
ここで、被測定物で反射された反射光と、回転台で反射された反射光とでは、反射光測定部の測定値が異なる。通常、被測定物で反射された反射光は、反射光測定部の測定値の最大値を示し、回転台で反射された反射光は、反射光測定部の測定値の最小値を示す。さらに、光透過部に遮蔽物(付着物や曇りなど)が存在する場合、反射光測定部の測定値に影響を及ぼすため、その測定値の最大値および最小値が変化する。つまり、光透過部に遮蔽物が存在する場合、反射光測定部の測定値の最大値と最小値の差も変化する。
演算処理部は、このような光透過部に存在する遮蔽物による反射光測定部の測定値の変化に基づいて、被測定物の測定状態を判定する演算処理を行う。すなわち、演算処理部は、所定期間内の測定値の最大値と最小値との差と、上記光透過部に遮蔽物が存在しない状態を示す閾値と比較する演算処理を行う。具体的には、反射光測定部の最大値と最小値との差が、閾値以上であれば、光透過部に遮蔽物が存在しないと判定することができる。つまり、反射光測定部の測定値が、光透過部に遮蔽物がない状態(正常な状態)で測定された正常値であると判定することができる。一方、反射光測定部の最大値と最小値との差が、閾値未満であれば、光透過部に遮蔽物が存在すると判定することができる。つまり、反射光測定部の測定値が、光透過部に遮蔽物がない状態で測定された正常値ではないと判定することができる。従って、光照射によって被測定物の測定状態を正確に判別することができる。
本発明の測定状態判定装置では、上記演算処理部は、上記回転台の回転中にのみ、所定期間内に測定された反射光測定部の測定値の最大値と最小値との差を、上記光透過部に存在する遮蔽物の有無を判定する閾値と比較してもよい。
上記の構成によれば、回転台が回転しているときにのみ、光透過部に存在する遮蔽物の有無および被測定物の測定状態が判定される。このため、回転台が回転しておらず、それらを判定する必要のないときに、測定異常と判定されることはない。従って、判定が不要なときに測定異常と判定される誤作動を防ぎ、判定が必要なときにのみ光透過部に存在する遮蔽物の有無および被測定物の測定状態を判定することができる。
本発明の測定状態判定装置では、上記被測定物の位置を検出する被測定物検出部を備え、上記演算処理部は、上記被測定物が上記光照射部から光が照射される位置にあることを示す上記被測定物検出部の検出結果と同期した上記反射光測定部の測定値を、上記反射光測定部の測定値の最大値として選択してもよい。
上記の構成によれば、被測定物検出部が、被測定物の位置を検出するため、被測定物が光照射部によって光照射されている位置にあることを判断することができる。演算処理部は、被測定物が光照射されている位置にあるときの被測定物検出部の検出結果と同期した測定値を、反射光測定部の測定値の最大値として選択する。これにより、反射光測定部の測定値の最大値として、被測定物からの反射光に基づく測定値が確実に選択される。従って、光透過部に遮蔽物があるなどの測定異常を、確実かつ迅速に把握することができる。
本発明の測定状態判定装置では、上記演算処理部は、上記最大値として、上記被測定物検出部で検出された上記反射光測定部が被測定物を測定する期間中の任意の測定値、平均値、または最小値を選択し、上記最小値として、上記被測定物検出部で検出された上記反射光測定部が被測定物以外を測定する期間中の任意の測定値または平均値を選択してもよい。
上記の構成によれば、演算処理部は、被測定物に光が照射されている期間中の反射光測定部の測定値を最大値として選択し、被測定物以外に光が照射されている期間中の反射光測定部の測定値を最小値として選択する。従って、測定異常を迅速に把握すると共に、被測定物の測定状態をより一層正確に判別することができる。
本発明の測定状態判定装置では、上記被測定物の状態を測定する被測定物測定部を備え、上記演算処理部は、上記反射光測定部の測定値の最大値と最小値との差を上記光透過部に存在する遮蔽物の有無を判定する閾値と比較した結果を、上記被測定物測定部の測定結果に対応付けると共に、上記光透過部に遮蔽物が有ると判定したときに対応する上記被測定物測定部の測定結果を、上記被測定物を測定中に上記光透過部に存在する遮蔽物がないと判定されたときに対応する被測定物測定部の測定結果を用いて補間してもよい。
上記の構成によれば、演算処理部による比較結果が、被測定物測定部の測定結果(例えば、被測定物の表面温度または被測定物の反り)に対応付けられる。さらに、演算処理部によって、光透過部に遮蔽物が有ると判定されたときに対応する被測定物測定部の測定結果(信頼性の低い測定結果)が、光透過部に遮蔽物がないと判定されたときに対応する被測定物測定部の測定結果(信頼性の高い測定結果)を用いて補間される。つまり、測定異常と判定されたときに測定された被測定物測定部の測定結果が、正常な被測定物測定部の測定結果を用いて補間される。従って、被測定物測定部の測定誤差を低減することができる。
以上のように、本発明に係る測定状態判定装置は、上記演算処理部は、所定期間内に測定された反射光測定部の測定値の最大値と最小値との差を、上記光透過部に存在する遮蔽物の有無を判定する閾値と比較する構成である。それゆえ、光照射によって被測定物の測定状態を正確に判別することができるという効果を奏する。
〔実施の形態1〕
以下、図1〜図3に基づいて、本発明の実施の形態に係るMOCVD装置(測定状態判定装置)について説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係るMOCVD装置1の構成を示す概略図である。
以下、図1〜図3に基づいて、本発明の実施の形態に係るMOCVD装置(測定状態判定装置)について説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係るMOCVD装置1の構成を示す概略図である。
(MOCVD装置1の構成)
図1のように、MOCVD装置1は、円筒形の反応室(チャンバ)2を有しており、反応室2内で、複数の基板3に対して成膜処理を施す。反応室2の内部には、回転台4と、載置プレート5と、回転軸6と、ヒータ7と、隔壁8とを備えている。さらに、MOCVD装置1は、反応室2の外部に、モータ9と、ガス供給器10と、光照射部11と、反射光測定部12と、放射温度計13と、演算処理部14とを備えている。
図1のように、MOCVD装置1は、円筒形の反応室(チャンバ)2を有しており、反応室2内で、複数の基板3に対して成膜処理を施す。反応室2の内部には、回転台4と、載置プレート5と、回転軸6と、ヒータ7と、隔壁8とを備えている。さらに、MOCVD装置1は、反応室2の外部に、モータ9と、ガス供給器10と、光照射部11と、反射光測定部12と、放射温度計13と、演算処理部14とを備えている。
回転台4は、回転台4上に設けられた、被処理基板(被測定物)である基板3および載置プレート5を回転させる。載置プレート5は、回転台4上に、複数の基板3の各々に対応して設けられている。つまり、基板3と載置プレート5とは、同数である。載置プレート5上には、基板3が載置される。なお、図1では、載置プレート5上に直接基板3が設置されている。しかし、載置プレート5上に石英または窒化ホウ素製等の基板ホルダを設け、その基板ホルダ上に基板3を設置してもよい。基板3は、例えば、GaAsやInP、GaN、またはサファイアなどからなる。回転台4の下側には、基板3を加熱する加熱手段として、ヒータ7が配置されている。
回転台4は、回転台4の下面の中央部に接続された回転軸6によって支持されている。回転軸6の下端は、反応室2の外部に設けられ、回転台4を駆動するモータ9に接続されている。これにより、回転軸6がモータ9によって回転することによって、回転台4も回転する。すなわち、回転台4が、回転軸6を中心に回転する。さらに、各載置プレート5は、自転するように構成されている。これにより、結晶成長中は、回転台4の回転および載置プレート5の自転によって、基板3が自転および公転する。従って、成長する膜(結晶成長膜)の均一性を高めることができる。
回転台4の上方には、ガス透過性が低い(原料ガス16が透過しにくい)材料から構成され、反応室2の内部の空間を隔てるように略水平な隔壁8が設けられている。反応室2の上側(回転台4における基板3の載置面と対向する側)には、配管15aが接続されている。この配管15aの先端は、回転台4と隔壁8との間に配置され、ガス吹き出し口15bを形成している。配管15aの他端は、結晶膜の原料となる原料ガス16を供給するガス供給器10に接続されている。これにより、ガス供給器10から配管15aを通って原料ガス16が反応室2内に供給される。そして、反応室2内に供給された原料ガス16は、ガス吹き出し口15bから、回転台4の表面に沿って放射状に供給される。原料ガス16は基板3上を通過した後、回転台4の外周に設けられた排気経路17を経由して、反応室2の外部に排気される。
光照射部11,反射光測定部12,および放射温度計13は、いずれも反応室2の外部に設けられている。光照射部11は、基板3に対し光(レーザ光線20)を照射する。反射光測定部12は、レーザ光線20の反射光21を検出する。具体的には、光照射部11および反射光測定部12は、光照射部11が照射するレーザ光線20が反応室2内の基板3に到達し、かつ、反射光21が反射光測定部12に戻りうるように配置されている。また、光照射部11から出射されたレーザ光線20を基板3に到達させ、基板3で反射した反射光22を反射光測定部12に入射させる経路を確保する必要がある。そこで、MOCVD装置1においては、反応室2には、計測用のレーザ光線20および反射光21が透過可能な窓A18が形成されている。同様に、隔壁8にも、計測用のレーザ光線20および反射光21が透過可能な窓B19が形成されている。
一方、放射温度計13は、基板3の温度(基板温度)を測定する。放射温度計13は、レーザ光線20および反射光21の光路(光照射部11−基板3−反射光測定部12の経路)に用いた反応室2の窓A18および隔壁8の窓B19を介して、基板3からの放射光22が透過する位置に設置されている。なお、光照射部11および反射光測定部12における光の周波数は、放射温度計13が測定する周波数とは異なる周波数が選択されている。
反射光測定部12で測定されたデータ(測定値)は、演算処理部14に出力される。そして、演算処理部14は、入力された反射光測定部12の測定データに基づいて、基板3の測定状態を判定する演算処理を行う。演算処理部14のデータ処理については、後述する。
(基板3,回転台4,および載置プレート5)
図2は、MOCVD装置1における回転台4上に設けられた基板3および載置プレート5を示す平面図(上面図)である。本実施形態では、図2のように、回転台4は円板形状をしており、回転台4の上面における特定の半径位置に、6個の円形状の載置プレート5が、一定ピッチで配置されている。すなわち、6個の載置プレート5は、回転台4上における回転軸6を中心とする円周上に沿って、所定の間隔(隙間Sp)を空けて設けられている。そして、各載置プレート5上に、それぞれ基板3が設置されている。従って、回転台4には、6枚の基板3が、隙間Spをそれぞれ挟むようにして一定の円周上に並べられていることになる。これにより、回転台4を回転させると、基板3は、回転台4の中心の周囲を公転する。また、上述のように、載置プレート5は自転する。このように基板3が自転および公転すると、基板3は、回転台4と同心円の軌跡Lpをたどって移動することになる。
図2は、MOCVD装置1における回転台4上に設けられた基板3および載置プレート5を示す平面図(上面図)である。本実施形態では、図2のように、回転台4は円板形状をしており、回転台4の上面における特定の半径位置に、6個の円形状の載置プレート5が、一定ピッチで配置されている。すなわち、6個の載置プレート5は、回転台4上における回転軸6を中心とする円周上に沿って、所定の間隔(隙間Sp)を空けて設けられている。そして、各載置プレート5上に、それぞれ基板3が設置されている。従って、回転台4には、6枚の基板3が、隙間Spをそれぞれ挟むようにして一定の円周上に並べられていることになる。これにより、回転台4を回転させると、基板3は、回転台4の中心の周囲を公転する。また、上述のように、載置プレート5は自転する。このように基板3が自転および公転すると、基板3は、回転台4と同心円の軌跡Lpをたどって移動することになる。
光照射部11は、反応室2に形成された窓A18および隔壁8に形成された窓B19を介して、基板3の軌跡Lp上の一点に、レーザ光線20を照射する。これにより、回転台4を回転させると、レーザ光線20が、複数の基板3のそれぞれに順次照射される。また、レーザ光線20は、基板3以外の部分にも照射される。すなわち、基板3と基板3との間の隙間Sp部分(回転台4上)にも照射される。その結果、各基板3の成膜面で反射された反射光と、基板3と基板3との隙間Spの部分(回転台4の面)から反射された光とが、連続的に反射光21として反射光測定部12で計測される。反射光測定部12で計測されたデータは演算処理部14に出力され、そのデータを用いて演算処理部14が基板3の測定状態を判定する。
(MOCVD装置1のデータ処理)
次に、MOCVD装置1のデータ処理方法、特に、演算処理部14によるデータ処理方法について説明する。
次に、MOCVD装置1のデータ処理方法、特に、演算処理部14によるデータ処理方法について説明する。
光照射部11は、回転台4の回転によって基板3が描く軌跡Lp上に光を照射する。基板3が載置される載置プレート5は、回転台4上に、所定間隔(隙間Sp)を空けて設けられている。このため、光照射部11から照射された光は、主に、基板3または回転台4で連続的に反射する。反射光測定部12は、回転台4の回転中の所定期間内に、反射光21を連続的に測定する。反射光21には、基板3で反射された反射光と、回転台で反射された反射光とが含まれる。
成膜処理中、回転台4および載置プレート5は高温に晒される。このため、通常、回転台4および載置プレート5は、耐熱性の高いカーボンまたはSiCなどでコーティングされている。また、基板3と載置プレート5との間に基板ホルダを設ける場合、基板ホルダは耐熱性を有し、薄くても強度が得られる石英などで形成されることが多い。さらに、温度分布をできにくくするため(均一な温度分布とするため)、回転台4、載置プレート5および基板ホルダの各表面は、通常、鏡面になっていない。これに対し、基板3の成膜面(成膜前の表面)は、欠陥なく膜成長させるために鏡面になっている。さらに、正常に膜成長した基板表面(成膜後の表面)も、鏡面となる。従って、基板3にレーザ光線20が照射されたときと、基板3以外(回転台4,載置プレート5,基板ホルダ)にレーザ光線20が照射されたときとでは、反射光21の強度などに違いが生じる。つまり、反射光測定部12で測定されるデータに違いが生じる。
このように、基板3で反射された反射光と、回転台4で反射された反射光とでは、反射光測定部12の測定値が異なる。通常、鏡面になっている基板3で反射された反射光は、反射光測定部12の測定値の最大値を示し、鏡面になっていない回転台4で反射された反射光は、反射光測定部12の測定値の最小値を示す。さらに、光透過部である窓A18および窓B19に遮蔽物(付着物や曇りなど)が存在する場合、反射光測定部12の測定値に影響を及ぼすため、その測定値の最大値および最小値が変化する。つまり、窓A18および窓B19に遮蔽物が存在する場合、反射光測定部12の測定値の最大値と最小値の差も変化する。
図3は、反射光測定部12が測定したデータを模式的に示すグラフである。図3の縦軸は、反射光測定部12で測定された反射光21の信号電圧(反射光信号電圧)(V)を示し、横軸は経過時間(秒)を示している。図3のように、窓A18および窓B19に遮蔽物が存在しない場合、相対的に高い信号電圧レベルの信号と、相対的に低い信号とが、規則的に交互に記録されている。ここで、信号電圧レベルの高い信号は、鏡面である基板3からの反射光に由来する信号である。一方、信号電圧レベルの低い信号は、鏡面でない部分(回転台4,載置プレート5)からの反射光に由来する信号である。
演算処理部14は、反射光信号電圧の値に基づいて、反射信号の由来(反射光21の由来)を特定する。すなわち、反射光21の信号電圧レベルが高いときは「基板3」からの反射光21とみなし、低いときは「基板3以外の回転台4,載置プレート5」からの反射光21とみなす。
このように、窓A18および窓B19に遮蔽物が存在しない場合、相対的に高い信号電圧レベルの信号と、相対的に低い信号とが、規則的に交互に記録される。一方、窓A18および窓B19に遮蔽物が存在する場合、窓A18および窓B19に対して遮蔽物は移動しないため、出力値に規則的な変化がない。
そこで、演算処理部14には、回転台4の回転速度が予め記録されている。さらに、演算処理部14は、回転台4の回転速度と時間とから、1回転中の反射光信号電圧の最大値(Vh)および最小値(Vl)を算出すると共に記録する。そして、最大値(Vh)と最小値(Vl)との電圧差(Vd)を算出する(Vd=Vh−Vl)。
さらに、演算処理部14は、電圧差(Vd)が所定の閾値(Vt)以上(Vd≧Vt)であれば、レーザ光線20および反射光21の光路(光照射部11−基板3−反射光測定部12の経路)に、堆積物などの光路を遮るものはないと判定する。一方、電圧差(Vd)が閾値(Vt)未満(Vd<Vt)であれば、レーザ光線20および反射光21の光路を遮るものがあると判定する。なお、この閾値は、窓A18および窓B19に遮蔽物が存在しない状態を示すことを判定することができれば特に限定されるものではない。例えば、この閾値は、反射光測定部12で予め測定した、基板3からの反射光信号電圧と、基板3以外(回転台4,載置プレート5)からの反射光信号電圧とから設定する。例えば、基板3からの反射光信号電圧が10V、基板3以外からの反射光信号電圧が2Vであれば、電圧差(Vd)は8Vとなるため、閾値を8Vに設定する。
このように、演算処理部14は、このような窓A18および窓B19に存在する遮蔽物による反射光測定部12の測定値の変化に基づいて、基板3の測定状態を判定する演算処理を行う。すなわち、演算処理部14は、所定期間内の測定値の最大値と最小値との差と、窓A18および窓B19に遮蔽物が存在しない状態を示す閾値と比較する演算処理を行う。具体的には、反射光測定部12の最大値と最小値との差が、閾値以上であれば、窓A18および窓B19に遮蔽物が存在しないと判定することができる。つまり、反射光測定部12の測定値が、窓A18および窓B19に遮蔽物がない状態(正常な状態)で測定された正常値であると判定することができる。一方、反射光測定部12の最大値と最小値との差が、閾値未満であれば、窓A18および窓B19に遮蔽物が存在すると判定することができる。つまり、反射光測定部12の測定値が、窓A18および窓B19に遮蔽物がない状態で測定された正常値ではないと判定することができる。従って、MOCVD装置1によれば、光照射によって基板3の測定状態を正確に判別することができる。
さらに、窓A18および窓B19に存在する遮蔽物の有無を正確に判断することができるため、放射温度計13の測定データが、正常な状態で測定されたデータかどうかを、測定中にも測定後にも判断することができる。そして、正常な状態で測定されていない放射温度計13の測定データを、補正すべきデータとして抽出することができる。さらに、窓A18および窓B19に存在する遮蔽物が存在することが原因で、成膜中に正確な測定が困難な状態になっていることが判断できる。従って、成膜中、または成膜後に、窓A18および窓B19を正常な状態に戻すなど、次の適切な措置を迅速に講じることができる。
また、本実施形態では、回転台4が回転しているときにのみ、窓A18および窓B19に存在する遮蔽物の有無および基板3の測定状態が判定される。このため、回転台4が回転しておらず、それらを判定する必要のないときに、測定異常と判定されることはない。従って、判定が不要なときに測定異常と判定される誤作動を防ぎ、判定が必要なときにのみ窓A18および窓B19に存在する遮蔽物の有無および基板3の測定状態を判定することができる。
なお、ここでは、閾値(Vt)を反射光測定部12であらかじめ測定した反射光信号電圧の電圧差(Vd)で設定した。しかし、使用機器や使用状況によっては、反射光測定部12の実測値の電圧差が、あらかじめ測定した電圧差(Vd)と異なることが考えられる。このため、閾値(Vt)は、状況に応じて設定すればよい。
また、本実施形態では、基板3の表面温度(基板温度)の測定器の一例として、放射温度計13を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、放射温度計13の代わりに、レーザ変位計など、光の経路がふさがれると測定できない装置を用いることもできる。
また、本実施形態では、1回転相当の時間で測定した反射光の信号電圧を用いて、基板3の測定状態を判定したが、それよりも短い時間またはそれ以上の時間で測定した信号電圧を用いて判定しても良い。また、1回転未満の短時間で連続的に測定したり、間欠的に測定したりして判定しても良い。また、反射光測定部12の測定値(信号出力)として電圧を用いたが、それに限るものではなく、使用機器に応じて電流などの信号を用いて判定してもよい。
〔実施の形態2〕
次に、図4〜図6に基づいて、本発明の実施の形態2に係るMOCVD装置(測定状態判定装置)について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。また、以下では、実施の形態1のMOCVD装置1との相違点を中心に説明する。
次に、図4〜図6に基づいて、本発明の実施の形態2に係るMOCVD装置(測定状態判定装置)について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。また、以下では、実施の形態1のMOCVD装置1との相違点を中心に説明する。
(MOCVD装置1aの構成)
図4は、本発明の実施の形態2に係るMOCVD装置1aの概略構成を示す図である。本実施形態では、基板の位置を検出するために、回転角度計測器が組み込まれた基板検出部(被測定物検出部)、および、レーザ光線によるドップラ効果の原理を用いて基板の成膜面に対して垂直な方向の速度を計測する速度計測部を備えたMOCVD装置について説明する。図4において、MOCVD装置1aは、基板検出部24と、速度測定部(反射光測定部,被測定物測定部)25とを備えており、この点が実施の形態1のMOCVD装置1と異なる。
図4は、本発明の実施の形態2に係るMOCVD装置1aの概略構成を示す図である。本実施形態では、基板の位置を検出するために、回転角度計測器が組み込まれた基板検出部(被測定物検出部)、および、レーザ光線によるドップラ効果の原理を用いて基板の成膜面に対して垂直な方向の速度を計測する速度計測部を備えたMOCVD装置について説明する。図4において、MOCVD装置1aは、基板検出部24と、速度測定部(反射光測定部,被測定物測定部)25とを備えており、この点が実施の形態1のMOCVD装置1と異なる。
基板検出部24は、回転軸6の下端に設けられたモータ9の上に配置されている。基板検出部24には、基板3の回転角度を計測する回転角度計測器(図示せず)が組み込まれている。基板検出部24は、初期設定のときに回転角度計測器の回転角度0設定時における基板3の位置と、レーザ照射位置とを記録している。そして、回転角度情報、回転角度0時の基板3の位置、速度測定部25のレーザ照射位置に対し基板3がレーザ照射位置にあることを演算処理部14に出力する。
速度測定部25は、反応室2の外部に設けられている。速度測定部25は、レーザドップラ速度計から構成されている。また、速度計測部25は、図示しないが、実施の形態1で説明した光照射部11および反射光測定部12を搭載しており、反射光測定部12の測定結果を演算処理部14に出力する。これにより、実施の形態1で説明したように、基板3の測定状態を判定することができる。さらに、速度測定部25は、ドップラ効果を利用して基板3の面に垂直な方向の速度も測定する。具体的には、基板3の成膜面にレーザ光線20を照射し、基板面に垂直な方向の速度を測定する。この速度は、基板3の回転時の面ぶれ速度、および、基板3の変形による面の浮き上がり速度などが合成された速度である。速度計測部25で測定された速度は、演算処理部14に出力される。MOCVD装置1aのその他の構成は、実施の形態1のMOCVD装置1と同様である。
(MOCVD装置1aのデータ処理−1)
次に、MOCVD装置1aのデータ処理について説明する。
次に、MOCVD装置1aのデータ処理について説明する。
回転台4を回転させると、速度測定部25に搭載された光照射部から、回転台4の回転によって基板3が描く軌跡上にレーザ光線20が照射される。光照射部から照射された光は、主に、基板3または回転台4で連続的に反射し、その反射光21が速度測定部25に搭載された反射光測定部で計測される。さらに、速度測定部25は、基板面(基板3の成膜面)に垂直な方向の速度を順次計測する。具体的には、速度測定部25は、基板3に照射されるレーザ光線20のドップラ効果を利用して、速度を測定する。つまり、レーザ光線20の周波数の変化に基づいて、対象物(基板3)が近づいている速度または遠ざかっている速度を測定する。さらに本実施形態の場合、速度測定部25は、上述のように、実施の形態1で説明した光照射部11および反射光測定部12を備えている(図4には示さず)。つまり、速度測定部25は、ドップラ効果を利用した速度測定に加えて、反射光測定部12によって、反射光信号電圧も測定する。この反射光出力電圧は、実施の形態1と同様に、基板3の測定状態の判定に利用される。なお、速度測定部25は、ドップラ効果を利用して(レーザ光線20の周波数の変化に基づいて)速度を測定するため、速度と反射光光信号電圧とは比例しない。
速度測定部25で計測されたこれらのデータは、演算処理部14に出力される。演算処理部14は、基板3の測定状態を判定する演算処理と、基板3の速度データの演算処理との両方を行う。
図5は、MOCVD装置1aの速度測定部25が測定したデータと、基板検出部24が検出した信号とを模式的に示すグラフである。すなわち、図5のグラフは、速度測定部25内の反射光測定部が測定した反射光21の測定データと、基板検出部24で検出された信号とを示している。図5のように、反射光21による信号電圧(反射光信号電圧)のレベルが高くなるときと同期して、基板検出部24の信号が出力されている。信号電圧レベルの高い反射光信号は、鏡面である基板3からの反射光に由来する信号である。一方、信号電圧レベルの低い反射光信号は、鏡面でない基板3以外の部分(回転台4,載置プレート5)からの反射光に由来する信号である。
演算処理部14は、基板検出部24から出力された信号によって、基板3が速度測定部25の測定位置(レーザ照射位置)にあるかどうかを判断することができる。このため、図5のように基板検出部24の信号と、速度測定部25で測定された反射光信号電圧の高い信号とが同期していれば、レーザ光線20が基板3に到達しており、基板3の速度が測定されていると考えられる。
演算処理部14は、基板検出部24から出力された2つの信号間における、反射光信号電圧の最大値(Vh)と最小値(Vl)を抽出すると共に記録する。そして、最大値(Vh)と最小値(Vl)との電圧差(Vd)を算出する(Vd=Vh−Vl)。
そして、演算処理部14は、電圧差(Vd)が所定の閾値(Vt)以上(Vd≧Vt)であれば、レーザ光線20および反射光21の光路(光照射部11‐基板3‐反射光測定部12の経路)に、堆積物などの光路を遮るものはないと判定する。一方、電圧差(Vd)が閾値(Vt)未満(Vd<Vt)であれば、レーザ光線20および反射光21の光路を遮るものがあると判定する。
ところで、反射光測定部によってレーザ光線20の反射光21を測定する場合、反射光測定部の機器に応じて、反射光測定部が測定可能な最低限の光量を確保しなければならない。そこで、演算処理部14は、反射光信号電圧が最低限の光量以上であるかどうかも判定することが好ましい。具体的には、図5の場合、基板検出部24から信号が出力されると同時に、速度測定部25の位置を基板3が通過し始める。つまり、基板検出部24の信号が検出されてから、一定時間、基板3からの反射光が反射光測定部で測定されることになる。成膜過程において基板3の成膜表面が多少乱れている場合、速度測定部25の反射光測定部で測定される反射光信号電圧も低下する。そこで、速度測定部25の位置を基板3が通過している間、反射光21の信号電圧を連続的に測定する。そして、演算処理部14は、測定された反射光信号電圧が、反射光測定部の測定限界値以下になった場合、測定異常(正常に反射光21を測定できない)と判定する。測定異常と判定された反射光信号と同期した基板3の速度データは信頼性が低いため、その速度データの測定値に印をつける。演算処理部14は、印をつけた速度データの測定値を、その測定値の前後の測定値から直線補間し、修正した測定値を出力する。つまり、演算処理部14は、測定異常と判定されたときに測定された速度測定部25(反射光測定部)の測定結果を、正常に測定された速度測定部25(反射光測定部)の測定結果を用いて補間される。なお、速度測定部25の測定位置に基板3がない場合、演算処理部14は、反射光信号電圧が測定限界値以下であるかどうかを判定しない。
このように、上記の例では、基板検出部24が、基板3の位置を検出するため、基板3が光照射部11によって光照射されている位置にあることを判断することができる。演算処理部14は、基板3が光照射されている位置にあるときの基板検出部24の検出結果と同期した測定値を、反射光測定部12の測定値の最大値として選択する。これにより、反射光測定部12の測定値の最大値として、基板3からの反射光に基づく測定値が確実に選択される。従って、窓A18および窓B19に遮蔽物があるなどの測定異常を、確実かつ迅速に把握することができる。
なお、上記の例では、速度測定部25によって反射光21を測定したが、光照射により反射光21を測定するものであれば、これに限定されるものではない。また、基板検出部24として回転角度計測器を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、基板検出部24による基板3の検出は、基板3にマーカをつけてそれを計測したり、画像で基板3を抽出したりするなど、他の方法によっても検出することができる。また、上記の例では、図5のように、基板検出部24に同期した信号を用いて、基板3の測定状態を判定した。しかし、判定方法はこれに限定されるものではなく、基板3以外の部分に同期した信号など、基板3に由来する信号と基板3以外に由来する信号とが分離できれば、同様に判定することができる。また、本実施形態では、速度データの測定値を直線補間によって補間したが、別の補間方法を用いても良い。
また、本実施形態では、データの補間の例として、反射光21を利用したレーザドップラを用いた速度測定部25の測定データの補間について説明した。しかし、反射光21を用いた測定センサのデータ補間に限定されるものではなく、実施の形態1における放射温度計13など反射光を測定していない測定センサのデータ補間にも適用することが可能である。つまり、測定した物体(基板3等)の温度や速度などを測定するセンサが、本発明における被測定物測定部に対応する。
(MOCVD装置1aのデータ処理−2)
次に、MOCVD装置1aの別のデータ処理について説明する。以下のデータ処理でも、速度測定部25の測定データを用いて、基板3の測定状態判定処理と基板3の速度測定処理を行う。図6は、図5のグラフの一部を拡大したグラフである。すなわち、図6は、図5に示す、速度測定部25内の反射光測定部が反射光21を測定したデータと、基板検出部24で検出された信号とを示すグラフの一部を拡大した図である。信号電圧レベルの高い反射光信号は、鏡面である基板3からの反射光に由来する信号である。一方、信号電圧レベルの低い反射光信号は、鏡面でない基板3以外の部分(回転台4,載置プレート5)からの反射光に由来する信号である。
次に、MOCVD装置1aの別のデータ処理について説明する。以下のデータ処理でも、速度測定部25の測定データを用いて、基板3の測定状態判定処理と基板3の速度測定処理を行う。図6は、図5のグラフの一部を拡大したグラフである。すなわち、図6は、図5に示す、速度測定部25内の反射光測定部が反射光21を測定したデータと、基板検出部24で検出された信号とを示すグラフの一部を拡大した図である。信号電圧レベルの高い反射光信号は、鏡面である基板3からの反射光に由来する信号である。一方、信号電圧レベルの低い反射光信号は、鏡面でない基板3以外の部分(回転台4,載置プレート5)からの反射光に由来する信号である。
演算処理部14は、基板検出部24から出力された信号によって、基板3が速度測定部25の測定位置(レーザ照射位置)にあるかどうかを判断することができる。また、演算処理部14は、演算処理部14に記録された基板3の大きさと回転台4の回転速度とから、基板3が速度測定部25を通過する時間、基板3以外の部分が速度測定部25を通過する時間を算出することができる。このため、演算処理部14には、基板検出部24の信号に基づいて、基板3が速度測定部25を通過しているであろう時間と、基板3以外の部分が通過しているであろう時間とがあらかじめ設定されている。
具体的には、図6の期間Taは、基板検出部24の信号発信時刻からの経過時間T1からT2までの間の時間を示し、期間Tbは、基板検出部24の信号発信時刻からの経過時間T3からT4のまでの間の時間を示す。期間Taの間は、基板3が速度測定部25を通過しており、期間Tbの間は、基板3以外(回転台4,載置プレート5)が速度測定部25を通過している。演算処理部14は、期間Taの間に速度測定部25の反射光測定部で測定された反射光21の測定値(Va)と、期間Tbの間に速度測定部25の反射光測定部で測定された反射光21の測定値(Vb)とを抽出する。そして、測定値(Va)と測定値(Vb)との電圧差(Vd=Va−Vb)を算出する。
そして、演算処理部14は、電圧差(Vd)が所定の閾値(Vt)以上(Vd≧Vt)であれば、レーザ光線20および反射光21の光路(光照射部11−基板3−反射光測定部12の経路)に、堆積物などの光路を遮るものはないと判定する。一方、電圧差(Vd)が閾値(Vt)未満(Vd<Vt)であれば、レーザ光線20および反射光21の光路を遮るものがあると判定する。
なお、この例では、期間Taの間に測定された任意の測定値(Va)と、期間Tbの間に測定された任意の測定値(Vb)とを用いて判定したが、これに限定されるものではない。例えば、期間Taにおける測定値の平均値と、期間Tbにおける測定値の平均値とを用いる場合、または、期間Taにおける測定の最小値と、期間Tbにおける測定値の平均値とを用いる場合であっても、同様に判定することができる。
このように、上記の例では、演算処理部14は、基板3に光が照射されている期間(Ta)中の反射光測定部12の測定値を最大値として選択し、基板3以外に光が照射されている期間(Tb)中の反射光測定部12の測定値を最小値として選択する。従って、測定異常を迅速に把握すると共に、基板3の測定状態をより一層正確に判別することができる。
なお、本発明は、以下のように表現することもできる。
〔1〕本発明の測定状態判定装置は、容器と、容器に備えられた光通過部と、前記容器内で被測定物を一定の範囲内で連続して移動させる移動台と、被測定物が移動台の移動によって描く軌跡上で、前記光通過部を通して被測定物の表面に光を照射する光照射手段と、前記光照射手段からの光の反射強度を、前記光通過部を通して測定する反射光測定手段と、前記反射光測定手段から得られた値を用いて演算処理する演算処理手段を備えた測定状態判定装置であって、前記演算処理手段は、ある時間の間に測定した前記反射光測定手段の信号の最大値と最小値の差が閾値以上かどうかを判定し、信号を出力することを特徴とするものであってもよい。
この特徴によって、移動台が回転している、ある時間の間で、光が通過する窓がふさがれているかどうかが分かる。
〔2〕本発明の測定状態判定装置は、容器と、容器に備えられた光通過部と、前記容器内で被測定物を一定の範囲内で連続して移動させる移動台と、前記移動台の位置を測定する移動台計測手段と、被測定物が移動台の移動によって描く軌跡上で、前記光通過部を通して被測定物の表面に光を照射する光照射手段と、前記光照射手段からの光の反射強度を、前記光通過部を通して測定する反射光測定手段と、前記反射光測定手段から得られた値を用いて演算処理する演算処理手段を備えた測定状態判定方法であって、前記演算処理手段は、前記移動台計測手段の出力信号間に、前記反射光測定手段の信号の最大値と最小値の差が閾値以上かどうかを判定し、信号を出力することを特徴とするものであってもよい。
この特徴によって、本発明の測定状態判定方法によれば、移動台が移動していないときに異常と判定する誤動作を防いで、光が通過する窓がふさがれたかどうかが分かる。
〔3〕本発明の測定状態判定装置は、容器と、容器に備えられた光通過部と、前記容器内で被測定物を連続して回転させる回転台と、前記移動台の回転を測定する回転計測手段と、被測定物が回転台の回転によって描く軌跡上で、前記光通過部を通して被測定物の表面に光を照射する光照射手段と、前記光照射手段からの光の反射強度を、前記光通過部を通して測定する反射光測定手段と、前記反射光測定手段から得られた値を用いて演算処理する演算処理手段を備えた測定状態判定方法であって、前記演算処理手段は、前記回転計測手段の1回転計測の間に、前記反射光測定手段の信号の最大値と最小値の差が閾値以上かどうかを判定し、信号を出力することを特徴とする。
この特徴によって、移動台が回転していないときに異常と判定する誤動作を防ぐことができ、移動台が何回転したときに、光が通過する窓がふさがれたかどうかが分かる。
〔4〕本発明の測定状態判定装置は、容器と、容器に備えられた光通過部と、前記容器内で被測定物を一定の範囲内で連続して移動させる移動台と、被測定物の位置を検知する被測定物検出手段と、被測定物が移動台の移動によって描く軌跡上で、前記光通過部を通して前記被測定物の表面に光を照射する光照射手段と、前記光照射手段からの光の反射強度を、前記光通過部を通して測定する反射光測定手段と、前記反射光測定手段から得られた値を用いて演算処理する演算処理手段を備えた測定状態判定方法であって、前記演算処理手段は、前記被測定物検出手段の信号に同期した前記反射光測定手段の信号から、反射光測定手段の信号の最大値と最小値の差が閾値以上かどうかを判定し、信号出力することを特徴とするものであってもよい。
この特徴によって、被測定物検出手段の信号と同期した反射光測定手段の信号を元に光が通過する窓がふさがれているかどうかを判断するため、被測定物が複数ある場合でも、どの被測定物が通過したときか、いつから異常が発生したかを把握することができる。
〔5〕本発明の測定状態判定装置において、前記演算処理手段は、前記移動台計測手段、または前記回転計測手段、または前記被測定物検出手段の信号に同期した前記反射光測定手段の信号から、反射光測定手段の信号の2つの決まった時間間隔での平均値の差が閾値以上かどうかを判定し、信号出力してもよい。
この特徴によって、反射光測定手段の信号の2つの決まった時間間隔で測定した値の平均値から、光が通過する窓がふさがれているかどうかを判断するため、瞬時値などによる誤動作がなく、いつから異常が発生したかを把握することができる。
〔6〕本発明の測定状態判定装置において、前記演算処理手段は、前記移動台計測手段、または前記回転計測手段、または前記被測定物検出手段の信号に同期した前記反射光測定手段の信号から、反射光測定手段の信号の2つの決まった時間間隔での任意の値の差が閾値以上かどうかを判定し、信号出力してもよい。
この特徴によって、反射光測定手段の信号の2つの決まった時間間隔で測定した任意の値から、光が通過する窓がふさがれているかどうかを判断するため、いつから異常が発生したかを把握することができる。
〔7〕本発明の測定状態判定装置において、前記演算処理手段は、前記移動台計測手段、または前記回転計測手段、または前記被測定物検出手段の信号に同期した前記反射光測定手段の信号から、反射光測定手段の信号の2つの決まった時間間隔での最大値と最小値の差が閾値以上かどうかを判定し、信号出力してもよい。
この特徴によって、反射光測定手段の信号の2つの決まった時間間隔で測定した値の最大値と最小値から、光が通過する窓がふさがれているかどうかを判断するため、いつから異常が発生したかを把握することができる。
〔8〕本発明の測定状態判定装置において、演算処理手段は、前記反射光測定手段の信号が、一定期間の間、一定値以上かどうかを判定してもよい。
この特徴によって、測定に必要な光量が得られているかが判定でき、光の通過する窓がふさがれているかどうかが判断でき、かつ測定に必要な光量が得られる状態かどうかが判定できる。
〔9〕本発明の測定状態判定装置において、測定状態判定方法の前記演算処理手段の出力と測定器の測定値を対応付けてもよい。この特徴によって、正常な測定データと測定不能なときに測定されたデータが明確になるため、測定の信頼性を確認することができる。
〔10〕本発明の測定状態判定装置において、測定状態判定方法の前記演算処理手段の出力と測定装置の測定値を対応付け、前記演算手段の出力で測定異常と判定した前記測定装置の測定値を前後の測定値で補間してもよい。
この特徴によって、測定データの中から測定不能なときに測定されたデータを抽出し、正常な測定データで補間するため、測定値の誤差が低減できる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、容器内で移動する被測定物の温度や位置、形状などを容器外から測定するときに、測定状態が正常かどうかを判断できるため、CVD装置、真空装置など特殊環境下にある容器内を測定する用途に適用することができる。
1 MOCVD装置(測定状態判定装置)
1a MOCVD装置(測定状態判定装置)
2 反応室(容器)
3 基板(被測定物)
5 載置プレート
6 回転軸
11 光照射部
12 反射光測定部
13 放射温度計
14 演算処理部
18 窓A(光透過部)
20 レーザ光線(光)
21 反射光
24 基板検出部(被測定物検出部)
25 速度測定部(反射光測定部,被測定物測定部)
Lp 軌跡
Sp 隙間(間隔)
1a MOCVD装置(測定状態判定装置)
2 反応室(容器)
3 基板(被測定物)
5 載置プレート
6 回転軸
11 光照射部
12 反射光測定部
13 放射温度計
14 演算処理部
18 窓A(光透過部)
20 レーザ光線(光)
21 反射光
24 基板検出部(被測定物検出部)
25 速度測定部(反射光測定部,被測定物測定部)
Lp 軌跡
Sp 隙間(間隔)
Claims (5)
- 光透過部が形成された容器と、
上記容器内に設けられ、回転軸を中心に回転する回転台と、
上記回転台上における上記回転軸を中心とする円周上に沿って所定間隔を空けて複数設けられ、それぞれに被測定物が載置される載置プレートと、
上記容器の外部から上記光透過部を介して、上記回転台の回転によって上記被測定物が描く軌跡上に光を照射する光照射部と、
上記光照射部から照射された光の反射光を、上記光透過部を通して上記容器の外部で測定する反射光測定部と、
上記反射光測定部の測定値に基づいて、上記被測定物の測定状態を判定する演算処理を行う演算処理部とを備え、
上記演算処理部は、所定期間内に測定された反射光測定部の測定値の最大値と最小値との差を、上記光透過部に存在する遮蔽物の有無を判定する閾値と比較することを特徴とする測定状態判定装置。 - 上記演算処理部は、上記回転台の回転中にのみ、所定期間内に測定された反射光測定部の測定値の最大値と最小値との差を、上記光透過部に存在する遮蔽物の有無を判定する閾値と比較することを特徴とする請求項1に記載の測定状態判定装置。
- 上記被測定物の位置を検出する被測定物検出部を備え、
上記演算処理部は、上記被測定物が上記光照射部から光が照射される位置にあることを示す上記被測定物検出部の検出結果と同期した上記反射光測定部の測定値を、上記反射光測定部の測定値の最大値として選択することを特徴とする請求項1または2に記載の測定状態判定装置。 - 上記演算処理部は、上記最大値として、上記被測定物検出部で検出された上記反射光測定部が被測定物を測定する期間中の任意の測定値、平均値、または最小値を選択し、上記最小値として、上記被測定物検出部で検出された上記反射光測定部が被測定物以外を測定する期間中の任意の測定値または平均値を選択することを特徴とする請求項3に記載の測定状態判定装置。
- 上記被測定物の状態を測定する被測定物測定部を備え、
上記演算処理部は、上記反射光測定部の測定値の最大値と最小値との差を上記光透過部に存在する遮蔽物の有無を判定する閾値と比較した結果を、上記被測定物測定部の測定結果に対応付けると共に、上記光透過部に遮蔽物が有ると判定したときに対応する上記被測定物測定部の測定結果を、上記被測定物を測定中に上記光透過部に存在する遮蔽物がないと判定されたときに対応する被測定物測定部の測定結果を用いて補間することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の測定状態判定装置。
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