JPH09126913A - Stress measuring device and semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents

Stress measuring device and semiconductor manufacturing apparatus

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JPH09126913A
JPH09126913A JP28129095A JP28129095A JPH09126913A JP H09126913 A JPH09126913 A JP H09126913A JP 28129095 A JP28129095 A JP 28129095A JP 28129095 A JP28129095 A JP 28129095A JP H09126913 A JPH09126913 A JP H09126913A
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JP
Japan
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thin film
stress
substrate
light
measuring
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Application number
JP28129095A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuji Ikeda
Tetsuo Kumazawa
Asao Nishimura
Hiroyuki Ota
裕之 太田
修二 池田
鉄雄 熊沢
朝雄 西村
Original Assignee
Hitachi Ltd
株式会社日立製作所
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to measure the stress of a thin film accurately in a high-temperature vacuum atmosphere or the atmospheres of various kinds of gases by irradiating the rear surface of the thin-film forming surface of a substrate with light.
SOLUTION: A laser oscillator 12 and a photodetector line 3 are provided outside a vacuum chamber 5. Laser light 2 emitted from the laser oscillator 12 irradiates the rear surface of a substrate 1 that is the surface, where a film is not formed, through a sealing window 6 and a heater 7 and the slit of a susceptor 11. Then, the warping of the rear surface of the substrate, to which a thin film is not attached, that is the stress of the thin film is measured by receiving the reflected light from the substrate 1 with the photodetector line 3. Therefore, even when the thin film, which is hard to reflect the laser light, is formed on the surface of the substrate 1, the stress of the thin film can be measured regardless of the kind of the thin film to be formed and the thickness of the film because the reflected light can be securely obtained. Furthermore, since the sealing window 6 is not located in the flow of the film forming gas, the sealing window 6 is not clouded by the attachment of the thin film and powder-state material.
COPYRIGHT: (C)1997,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、応力の測定装置に関し、特に高温真空雰囲気中もしくは各種ガス雰囲気中で測定する場合において薄膜の応力を測定することが可能な測定装置に関する。 The present invention relates to relates to apparatus for measuring stress, relates to a measurement device capable of measuring the stress of a thin film in the case of particularly measured in or various gas atmosphere in a high temperature vacuum atmosphere.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、薄膜の応力の測定方法として、薄膜を成膜した基板の反りを測定する方法が一般に用いられている。 Conventionally, as a method of measuring a thin film stress, a method of measuring the warp of the substrate was deposited a thin film is generally used. すなわち、基板に薄膜を成膜すると基板が薄膜の応力により曲げ変形を起こす。 That is, when forming a thin film on the substrate the substrate causes a bending deformation by the stress of the thin film. この基板の機械的特性は既知であるから、この弾性変形量から薄膜が持つ応力を測定することができる。 Since this mechanical properties of the substrate are known, it is possible to measure the stress with a thin film from the elastic deformation amount. この弾性変形量の測定方法としては、ニュートンリング(光の干渉)を用いた測定方法,固定電極と基板との電気容量から求める方法等が多数提案されているが、この一つとして、J.Appl.Phys.49 As a measuring method of the elastic deformation amount measurement method using a Newton ring (interference light), a method such as obtained from the capacitance between the fixed electrode and the substrate it has been proposed, as this one, J. Appl.Phys.49
(4),April 1978,pp.2423−2426.に記載されているように、基板表面にほぼ垂直にレーザ光を照射し、基板の数カ所において、その反射光の角度を検知することで基板の曲率を求める方法が知られている。 (4), April 1978, pp.2423-2426. As described in the laser beam is irradiated substantially perpendicularly to the substrate surface, in several places of the substrate, the substrate by detecting the angle of the reflected light method of determining the curvature is known.

【0003】反射角度の検知は、図2に示すように、反射光が平坦面で反射した場合のレーザスポットと反りのある面で反射した場合のレーザスポットとの距離を受光素子で測定することで行われる。 [0003] detection of the reflection angle, as shown in FIG. 2, to measure the distance between the laser spot in the case where the reflected laser spot and a warp surface when the reflected light is reflected by the flat surface at the light-receiving element It is carried out at.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の装置の構造を図3に示す。 [SUMMARY OF THE INVENTION The structure of a conventional device shown in FIG. 従来の方法を応用して前記チャンバ中で成膜ガスを流しながら基板の反りを測定する場合、もしくは前記チャンバを真空雰囲気として測定を行う場合には多くの障害が発生する。 If by applying a conventional method for measuring the warp of the substrate while supplying a deposition gas in said chamber, or the number of fails in the case of measuring the chamber as a vacuum atmosphere. すなわち、従来の方法及び真空チャンバの単なる組み合わせでは薄膜の応力を測定することができなかった。 That is, in the mere combination of the conventional methods and the vacuum chamber was not possible to measure the stress in the thin film. これらの障害を解決して、薄膜の応力を十分な精度で測定することが本発明の課題である。 Resolve these disorders, measuring the stress of a thin film with sufficient precision is an object of the present invention.
以下に障害となる事項と本発明の目的を具体的に挙げる。 Specifically mentioned object of the impediments and the invention below.

【0005】まず、従来では図3に示すように成膜している側の基板表面(成膜面)に向かってレーザを照射している。 [0005] First, in the conventional they are irradiated with laser toward the film formation to have side substrate surface (deposition surface) as shown in FIG. しかし、この方法では成膜される薄膜の種類や膜厚によって、レーザの反射強度が著しく小さくなり、 However, the thin film type and film thickness to be formed in this manner, the reflected intensity of the laser is significantly reduced,
基板の反りが測定できない場合がある。 There is a case in which warpage of the substrate can not be measured.

【0006】本発明の目的は、チャンバ内で成膜ガスを流しながら薄膜の応力を測定する場合に、成膜される薄膜の種類や膜厚によらず、薄膜の応力が測定できることである。 An object of the present invention, when measuring the stress of the thin film while supplying a deposition gas in the chamber, regardless of the type and thickness of the thin film formed is that the stress of the thin film can be measured.

【0007】また、チャンバ内で成膜ガスを流し、同時に基板を加熱しながら基板の反りを測定する場合には、 Further, when the flow of deposition gases in the chamber, for measuring the warp of the substrate while heating the substrate at the same time,
従来は基板の成膜面側に向かってレーザを照射するためにレーザ導入用のシール窓は基板表面側に配置せねばならない。 Conventionally sealing window for laser introduction to irradiate the laser toward the film surface side of the substrate must be disposed on the substrate surface side. このため、シール窓が成膜ガスに直接接するため、シール窓面にも膜状あるいは粉体様の物質が付着してレーザの受光強度が時間の経過とともに低下し、基板の反りが測定不可能となる。 Therefore, since the sealing window in direct contact with the film forming gas, also adhered film-like or powder-like substance on the sealing window surface received light intensity of the laser is reduced over time, the warp of the substrate is not measurable to become.

【0008】本発明の他の目的は、チャンバ内において成膜ガスを流しながら薄膜の応力を測定する場合において、時間の経過によらず、薄膜の応力を測定することにある。 Another object of the present invention, in the case of measuring the stress of a thin film while supplying a deposition gas in the chamber, irrespective of the lapse of time, in measuring the stress of a thin film.

【0009】また、薄膜の種類によっては、成膜ガス中でレーザ光を照射することで、その照射領域に薄膜の堆積を起こすことが知られている。 Further, depending on the type of the thin film by irradiating a laser beam in the film forming gas, it is known to cause deposition of a thin film on the irradiated region. 従来例のように成膜ガス中でレーザを照射しながら基板の反りを測定すると、 When measuring the warpage of the substrate while irradiating the laser in a deposition gas as in the conventional example,
部分的に薄膜が異常に堆積するため、薄膜の応力を測定できなかった。 Since partial thin film is abnormally deposited, it could not be measured stress of the thin film.

【0010】本発明の他の目的はチャンバ内で成膜ガスを流しながら薄膜の応力を測定する場合に、レーザ光の照射領域で薄膜の異常堆積を起こさず、薄膜の応力が正しく測定できることにある。 Another object of the present invention in the case of measuring the stress of a thin film while supplying a deposition gas in the chamber, without causing the abnormal deposition of thin films in the region irradiated with the laser beam, that the stress of the thin film can be measured correctly is there.

【0011】また、本方法を用いて、高温真空中もしくは高温の各種ガス中における薄膜の応力を測定する場合には、真空チャンバに真空シールのされた窓を設け、これを通してレーザを照射し、その反射光の角度を検知する必要がある。 Further, using this method, when measuring stress of the thin film during the high temperature vacuum or hot various gases, provided by a window of a vacuum seal in the vacuum chamber, the laser is irradiated with through this, it is necessary to detect the angle of the reflected light. しかし、図4に示すように、真空チャンバのシール窓のガラスによって光路が変えられるため、 However, as shown in FIG. 4, the optical path is changed by a glass seal window of the vacuum chamber,
反射光が平坦面で反射した場合のレーザスポットと反りのある面で反射した場合のレーザスポットとの距離が、 The distance between the laser spot in the case where reflected light is reflected by the laser spot and a warp surface when reflected by the flat surface,
シール窓のガラスの有無によって変化する。 It varies depending on the presence or absence of the glass of the seal window. 図4では、 In Figure 4,
この変化量をAとして表示している。 It is displayed as A the amount of change. また、この変化量、すなわち、測定誤差は、反射光がシール窓のガラス表面に対して直角からずれるほど、ガラスが厚くなるほど、大きくなる。 Further, the amount of change, i.e., measurement error, the reflected light is more deviated from a right angle to the glass surface of the sealing window, the more glass increases, increases.

【0012】基板の反りを測定するには、基板の裏面の複数点を測定する必要があり、また測定範囲が広いほど精度が良くなる。 [0012] To measure the warpage of the substrate, it is necessary to measure a plurality of points of the back surface of the substrate, also the accuracy is improved measurement range as wide. 測定範囲を広く取るためにシール窓の面積を大きくしようとすると、真空に耐え得るためにより厚いガラスを用いることになり、ガラスに由来した大きな誤差が生じることになる。 When the area of ​​the sealing window to take the measurement range widely attempts to increase, it will be used thick glass by order to withstand vacuum, resulting in a large error derived from the glass occurs. よって、従来の方法では薄膜の応力を必要な精度で測定することは不可能であった。 Therefore, in the conventional method it was impossible to measure the stress in the thin film with the required precision.

【0013】本発明の他の目的は、真空チャンバを介した状態で真空もしくは各種ガス雰囲気下での薄膜の応力が正しく測定できることにある。 Another object of the present invention is that it can be stress of the thin film measured correctly under vacuum or various gas atmosphere in a state through the vacuum chamber.

【0014】 [0014]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するためには、レーザ光をチャンバのシール窓,ヒータに設けたスリットに通し、基板裏面に向かって照射することができるようにすればよい。 In order to solve the above object, according to an aspect of the through laser beam into a slit provided sealing windows of the chamber, the heater may be such that it can be irradiated towards the back surface of the substrate . すなわち成膜面でない面でレーザを反射させ、その反射角度を検知すればよい。 That reflects the laser in terms not film-forming surface, may be detected and the reflection angle.

【0015】具体的には以下の手段による。 [0015] Specifically, according to the following means.

【0016】(1)薄膜の付着した基板の反りから薄膜の応力を測定する装置において、薄膜形成面の裏面に光を照射し、その反射角度から前記薄膜の応力を測定する応力測定装置である。 [0016] (1) An apparatus for measuring stress of a thin film from warping of the substrate adhering a thin film, light is irradiated to the rear surface of the thin film forming surface is the stress measuring device for measuring the stress of the thin film from the angle of reflection .

【0017】(2)薄膜の付着した基板の反りから薄膜の応力を測定する装置において、チャンバ内で成膜ガスを流すのと並行して測定を行う際に、薄膜形成面の裏面に光を照射し、その反射角度から前記薄膜の応力を測定することを特徴とする応力測定装置である。 [0017] (2) An apparatus for measuring the film stress from warping of the deposited substrate of the thin film, when performing measurements in parallel with flow the deposition gas in the chamber, the light on the rear surface of the thin film forming surface irradiated, a stress measuring apparatus characterized by measuring the stress of the thin film from the angle of reflection.

【0018】(3)薄膜の付着した基板の反りから薄膜の応力を測定する装置において、基板を加熱するヒータにスリットを設け、前記スリットを通して基板の薄膜形成面の裏面に光を照射し、その反射角度から前記薄膜の応力を測定することを特徴とする応力測定装置である。 [0018] (3) An apparatus for measuring the film stress from warping of the deposited substrate of the thin film, a slit is provided in the heater for heating the substrate, light is irradiated to the rear surface of the thin film forming surface of the substrate through the slit, the a stress measuring apparatus characterized by measuring the stress of the thin film from the angle of reflection.

【0019】(4)薄膜の付着した基板の反りから薄膜の応力を測定する装置において、基板を加熱するヒータにスリットを設けてあり、チャンバ内で成膜ガスを流すのと並行して測定を行う際に、前記スリットを通して基板の薄膜形成面の裏面に光を照射し、その反射角度から前記薄膜の応力を測定することを特徴とする応力測定装置である。 [0019] (4) An apparatus for measuring the film stress from warping of the deposited substrate of the thin film, Yes and the slit is provided to the heater for heating the substrate, the measurement in parallel with flow the deposition gas in the chamber when performing, light is irradiated to the rear surface of the thin film forming surface of the substrate through the slit, a stress measuring apparatus characterized by measuring the stress of the thin film from the angle of reflection.

【0020】(5)薄膜の付着した基板の反りから薄膜の応力を測定する装置において、少なくとも真空排気装置,真空チャンバ,成膜ガス導入装置,スリットを有するヒータ,レーザ発振器,受光素子で構成されることを特徴とする応力測定装置である。 [0020] (5) An apparatus for measuring the film stress from warping of the deposited substrate of a thin film heater having at least evacuation device, the vacuum chamber, the film forming gas introducing apparatus, a slit, a laser oscillator is constituted by the light receiving element a stress measuring apparatus according to claim Rukoto.

【0021】(6)(1)項から(5)項の装置において、前記スリットを、その長手方向が排気中あるいは成膜中のガスの流れに対して直角になるように配置したことを特徴とする応力測定装置である。 [0021] The apparatus of (6) (1) from claim (5) section, characterized in that said slit, a longitudinal direction is at right angles to the flow of gas or during deposition in the exhaust it is a stress measurement device to.

【0022】(7)(1)項から(5)項の装置において、真空チャンバの光導入用窓のガラスが熱線反射コーティングを施されており、前記窓を通して基板の薄膜形成面の裏面に光を照射することを特徴とする応力測定装置である。 [0022] (7) (1) The apparatus of (5) term from the term, glass of the light introducing window of the vacuum chamber has been subjected to heat-reflecting coating, light on the rear surface of the thin film forming surface of the substrate through the window a stress measuring apparatus characterized by irradiating.

【0023】(8)(1)項から(5)項の装置において、真空チャンバ中にミラーが設置され、前記ミラーを経由して基板の薄膜形成面の裏面に光を照射することを特徴とする応力測定装置である。 [0023] (8) (1) The apparatus of (5) term from the term, and wherein the mirror is disposed in a vacuum chamber, via said mirror to irradiate the light to the back surface of the thin film forming surface of the substrate it is a stress measuring device for.

【0024】(9)(1)項から(5)項の装置において、石英もしくはサファイア製の窓を通して基板の薄膜形成面の裏面に光を照射することを特徴とする応力測定装置である。 [0024] The apparatus of (9) (1) from claim (5) section, a stress measuring apparatus characterized by irradiating light to the back surface of the thin film forming surface of the substrate through a quartz or sapphire window.

【0025】(10)(1)項から(5)項の装置において、真空チャンバの光導入用窓が真空に耐えるようにシールされ、前記窓の幅が光のスポットの大きさ以上、5mm以下であることを特徴とする応力測定装置である。 [0025] (10) (1) The apparatus of (5) term from the term, the light introducing window in the vacuum chamber is sealed to withstand a vacuum, the width of the window of the light spot size or larger, 5 mm or less a stress measuring device, characterized in that it.

【0026】(11)(1)項から(5)項の装置において、光路中にハーフミラーが設置され、前記ミラーを透過して基板の薄膜形成面の裏面に光を照射することを特徴とする応力測定装置である。 [0026] (11) (1) The apparatus of (5) term from the term, and wherein the half mirror is disposed in the optical path, passes through the mirror to irradiate the light to the back surface of the thin film forming surface of the substrate it is a stress measuring device for.

【0027】(12)(1)項から(5)項の装置において、真空チャンバへ入射する光と、その反射光である真空チャンバを出る光が、チャンバの異なった壁面に設けた窓を通過することを特徴とする応力測定装置である。 [0027] (12) (1) The apparatus of (5) term from the term, passing the light entering into the vacuum chamber, the light exiting the vacuum chamber which is the reflected light, a window provided on different walls of the chamber a stress measuring device, characterized by.

【0028】(13)(1)項から(12)項にかかる装置を用いて測定を行う場合に、短冊状の基板が測定可能であることを特徴とする応力測定装置である。 [0028] (13) (1) when the measurement is conducted by the (12) according to claim system from claim a stress measuring device, characterized in that the strip-shaped substrate can be measured.

【0029】(14)(1)項から(12)項にかかる装置のチャンバ内で半導体装置の構成要素である薄膜の形成を行うことを特徴とする半導体製造装置である。 [0029] (14) (1) is a semiconductor manufacturing apparatus characterized by performing the formation of a thin film which is a component of a semiconductor device in the section (12) in a chamber of the device according to claim.

【0030】(15)(1)項から(12)項にかかる装置を用いて薄膜ヘッドを構成する薄膜の応力を測定し、機械的な要因によって起こる不良の発生を回避した薄膜ヘッドである。 [0030] (15) (1) from claim using the device according to (12) paragraph measuring the stress of the thin film constituting the thin film head, a thin film head which avoids the occurrence of defects caused by mechanical factors.

【0031】(16)(1)項から(12)項にかかる装置を用いて半導体素子を構成する薄膜の応力を測定し、機械的な要因によって起こる不良の発生を回避した半導体装置である。 [0031] (16) (1) from claim (12) using a device according to claim measured stress of the thin film constituting the semiconductor element is a semiconductor device which avoids the occurrence of defects caused by mechanical factors.

【0032】本発明によれば、薄膜を形成していない基板の裏面に向かってレーザ光を照射できるので、レーザ光を反射しにくい薄膜を基板表面に形成した場合でも、 According to the present invention, it is possible to irradiate the laser beam toward the rear surface of the substrate that does not form a thin film, a thin film is difficult to reflect the laser beam even when formed on the substrate surface,
確実に反射光を得ることができる。 Can be obtained reliably reflected light. あるいは膜厚によって多重反射が起こり、反射光が弱くなる場合に対しても同様に有効である。 Or occur multiple reflection by the film thickness, it is also effective for the case where the reflected light becomes weak. よって、本発明によれば、チャンバ内で成膜ガスを流しながら基板の反りを測定する場合でも、成膜される薄膜の種類や膜厚によらず、薄膜の応力を測定することができる。 Therefore, according to the present invention, even when measuring the warp of the substrate while supplying a deposition gas in the chamber, regardless of the type and thickness of the thin film formed, it is possible to measure the stress in the thin film.

【0033】また、本発明によれば、レーザ光をチャンバのシール窓,ヒータに設けたスリットを通し、基板裏面に向かって照射することができる。 Further, according to the present invention, through a slit having a laser beam-seal window of the chamber, the heater can be irradiated towards the back surface of the substrate. すなわちチャンバ内で成膜ガスを流し、同時に基板を加熱しながら基板の反りを測定する場合でも、シール窓は成膜ガスの流れから離して設置することができる。 That flow of deposition gas in the chamber, even when measuring the warp of the substrate while heating the substrate at the same time, the sealing window may be placed away from the flow of the deposition gas. このため、レーザ光導入用のシール窓が成膜あるいは粉体様の物質の付着によって曇ることがなく、レーザ光の受光強度が時間の経過とともに低下することがない。 Therefore, sealing windows for introducing the laser beam without fogging by attachment of a deposition or powder-like substances have never received light intensity of the laser light is lowered with time. すなわち、チャンバ内において成膜ガスを流しながら薄膜の応力を測定する場合で、時間の経過によらず、薄膜の応力を測定することができる。 That is, in the case of measuring the stress of a thin film while supplying a deposition gas in the chamber, irrespective of the lapse of time, it is possible to measure the stress in the thin film.

【0034】また、本発明によれば、レーザ光は基板裏面のみに照射され、成膜ガスに直接に接することがないので、レーザ光の照射領域に異常な薄膜の堆積が起こることがない。 Further, according to the present invention, the laser beam is irradiated only to the back surface of the substrate, since no direct contact to the film forming gas, never deposition of abnormal thin film to a radiation area of ​​the laser beam occurs. よって、チャンバ中で成膜ガスを流しながら薄膜の応力を測定する場合でも薄膜の応力を正しく測定することができる。 Therefore, it is possible to correctly measure the stress in the thin film even when measuring the stress of a thin film while supplying a deposition gas in the chamber.

【0035】本発明によれば、チャンバのシール窓を細長くすることで、真空時にシール窓にかかる応力を低減できることから、その分だけシール窓のガラスの厚さを薄くすることができる。 According to the present invention, by elongating the seal window of the chamber, because it can reduce the stress on the sealing window at a vacuum, it is possible to reduce the thickness of the glass of the sealing window correspondingly. よって、真空チャンバのシール窓のガラスによって光路が変えられても、レーザ光が平坦面で反射した場合のレーザスポットと反りのある面で反射した場合のレーザスポットとの距離を小さくできるので測定誤差を小さくすることができる。 Therefore, measurement error because even if the light path is changed by a glass seal window of the vacuum chamber can be the distance between the laser spot when the laser light is reflected on the surface with a laser spot and the warp in the case of reflection by the flat surface smaller it can be reduced. よって真空中、あるいは各種ガス中における薄膜の応力を精度よく測定することができる。 Thus, it is possible to accurately measure the stress of the thin film in a vacuum or various gas. また、本発明によれば測定精度を向上させる目的で測定範囲を広くした場合でも、シール窓の長手方向を長くすれば、この場合、シール窓にかかる応力を低く保ち、窓ガラスの破壊を防ぐことができる。 Also, even when a wide measuring range for the purpose of improving the measurement accuracy according to the present invention, if the longitudinal seal windows longer, in this case, keeping such a seal window stress low, preventing the destruction of the glazing be able to. このため、基板の測定範囲にかかわらず、ガラス厚さを薄くできるので、測定範囲を広げた場合でも、シール窓のガラスによる測定精度低下を防ぐことができる。 Therefore, regardless of the measurement range of the substrate, it is possible to reduce the glass thickness, even if the spread measurement range, it is possible to prevent the measurement accuracy reduction due to the glass seal window.
よって真空中、あるいは各種ガス中における薄膜の応力を正しく測定することができる。 Thus, it is possible to correctly measure the stress of the thin film in a vacuum or various gas.

【0036】 [0036]

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施例を図1、および図5から図10までを用いて説明する。 Figure 1 a first embodiment of the embodiment of the present invention, and will be described with reference to up to 10 from FIG. 図1は本発明における実施例である薄膜の応力測定装置の説明図である。 Figure 1 is an illustration of a stress measuring device of the thin film is an embodiment of the present invention.

【0037】基板の反りを測定する部分として、レーザ発振器12,受光素子列3が真空チャンバ5の外部に置かれ、レーザ発信器12はシール窓6を通して基板1にレーザ光2を照射できる位置に、また受光素子列3が基板からの反射光を受光できるような位置にそれぞれ配置されている。 [0037] As part of measuring the warpage of the substrate, the laser oscillator 12, light receiving element array 3 is placed outside the vacuum chamber 5, the laser oscillator 12 is located can be irradiated with a laser beam 2 to the substrate 1 through the seal window 6 and the light receiving element array 3 are disposed at positions that can receive the reflected light from the substrate. また、基板1からの反射光の光路の中に凹面鏡を入れることが望ましい。 Further, it is desirable to place the concave mirror in the optical path of the reflected light from the substrate 1. これは本測定方法では測定物から受光素子列3までの距離が大きいほど感度が高くできるが、凹面鏡を光路中に入れることにより、基板1から受光素子列3間での距離を実際より長く設定することができ、測定精度を上げることができるためである。 While this may more sensitive the greater the distance from the measuring object to the light receiving element array 3 in the present measuring method, by placing the concave mirror in the optical path, in fact longer than setting the distance between the light receiving element array 3 from the substrate 1 it is because it can be possible to raise the measurement accuracy of. また、実際に基板1の反りを求めるには、基板裏面の複数点の反射角度を測定する必要がある。 Further, the actually determined warping of the substrate 1, it is necessary to measure the reflection angle of the plurality of points of the back surface of the substrate. このためには図5に示すように、複数のレーザ光2を用いて基板裏面の複数点の反射角度を測定しても良いし、図1に示すように一つのレーザ光2を用い、基板裏面をスキャンさせることで基板裏面の複数点の反射角度を測定しても良い。 Thus the As is shown in FIG. 5, even may measure the reflection angle of a plurality of points of the back surface of the substrate using a plurality of laser beams 2, using a single laser beam 2 as shown in FIG. 1, the substrate by scanning the back surface may be measured reflection angle of a plurality of points of the back surface of the substrate.

【0038】真空チャンバ5の壁面には成膜ガスの導入を図るガス導入ポート8,ガスの排出を行うガス排出ポート9、そしてシール窓6とレーザ光を透過するガラス4が配置され、また真空チャンバ5の内部には基板1を設置するサセプタ11および基板1の加熱を行うヒータ7が配置されている。 The gas introduction port 8 promote the introduction of the film forming gas on the wall of the vacuum chamber 5, the gas exhaust port 9 to discharge the gas, and the glass 4 is arranged to transmit sealing window 6 and the laser light and the vacuum susceptor 11 and a heater 7 for heating the substrate 1 inside the chamber 5 is placed a substrate 1 is arranged. シール窓6の開口部は図6に示すように、レーザ光を通す程度の幅を持ち、ガラス4はO Opening of the sealing window 6, as shown in FIG. 6, has a width enough to pass a laser beam, the glass 4 is O
リングでシールされ、真空に耐えるような構造となっている。 Sealed with a ring, it has a structure to withstand vacuum. また、スリット10は入射光17と反射光18が通るような配置とせねばならない。 The slit 10 is disposed with no Senebanara as through the incident light 17 reflected light 18. シール窓6は基板1 Seal window 6 of the substrate 1
の成膜面の裏面にレーザ光2を照射するために、基板1 The back surface of the film-forming surface for irradiating a laser beam 2, the substrate 1
の成膜面の裏面側に配置されている。 It is arranged in the rear surface side of the deposition surface. またヒータ7とサセプタ11には同様にレーザ光2を通すための細長いスリット10が設けられている。 Also it has elongated slit 10 is provided for the passage of the laser beam 2 in the same manner to the heater 7 and the susceptor 11. サセプタ11はそれぞれ2分割されて、その間にスリット10が設けられている図7に示す構造でも良いし、また1枚のサセプタ11にスリット10が設けられている図8に示す構造でも良い。 The susceptor 11 is divided into two parts respectively, it may be a structure shown in FIG. 7, which slit 10 is provided therebetween, or may have a structure shown in FIG. 8 the slit 10 on one susceptor 11 is provided. ヒータ7も同様に図9,図10に示すように2分割されても、1枚のヒータ7にスリット10のあいている構造でも良い。 Heater 7 is likewise 9, be divided into two as shown in FIG. 10, may be a structure in which one of the heater 7 are perforated slit 10. また、スリット10の長手方向は成膜ガスの流れに対して直角である方が望ましい。 Further, the longitudinal direction of the slit 10 is desirable at right angles to the flow of the deposition gas. すなわち、 That is,
これによりスリット10の上部の薄膜が均一に形成されるため、基板1の反りの形状が整い、精度良い薄膜の応力測定が実現できる。 Thus since the thin film of the upper portion of the slit 10 is uniformly formed, you're shape of warpage of substrate 1 can be realized stress measurement of accurate film. また、スリットの両側でそれぞれ別な加熱・温度制御を設けることが望ましい。 It is also desirable to provide separate heating and temperature control, respectively on both sides of the slit. すなわち、成膜ガスの流れにより、成膜ガスの上流側がより低温になる傾向があるが、スリット10の両側でそれぞれ独立に加熱・温度制御機構を設けることでこの傾向を補正でき、基板の温度をより均一にすることができる。 That is, by the flow of the deposition gas, tends to upstream of the film forming gas is cooler, can compensate for this tendency by providing a heating and temperature control mechanism independently on both sides of the slit 10, the substrate temperature it can be made more uniform.

【0039】本実施例の場合には、ヒータ7は基板1の裏面側にのみに存在する。 [0039] In the case of this embodiment, the heater 7 is present only on the back surface side of the substrate 1. ヒータ7が基板1の成膜面側に存在する場合には基板1とヒータ7との距離が近くなるため、その間を流れる成膜ガスの流れが一様とならず、基板1に均一な成膜が不可能となる。 Since the heater 7 is made is close distance between the substrate 1 and the heater 7 when present in the film-forming surface side of the substrate 1, not uniform flow of the deposition gas flowing therebetween, uniform deposition on the substrate 1 film becomes impossible. さらに、ヒータ7の表面では基板1より温度が高くなり、かつ成膜ガスの流路にヒータ7が直接に接するため、ヒータ7の表面に成膜されて加熱効率が低下する。 Furthermore, the temperature becomes higher than the substrate 1 on the surface of the heater 7, and since the heater 7 in the flow path of the deposition gas is in direct contact, is deposited on the surface of the heater 7 heating efficiency is lowered. また、真空の雰囲気での測定に対しても、真空排気効率が落ちるので真空に到達するのに長時間を要することになる。 Also, the measurement in an atmosphere of vacuum, it takes a long time to reach the vacuum so the vacuum exhaust efficiency is lowered. 本実施例の場合には、ヒータ7は基板1の裏面側にのみに存在するので、均一な成膜が可能であり、かつ真空排気効率やヒータ7の熱効率の低下を防止することが可能である。 In the case of this embodiment, the heater 7 so exists only in the back surface side of the substrate 1, it is possible uniform film formation, and is possible to prevent the reduction in the thermal efficiency of the evacuation efficiency and the heater 7 is there.

【0040】また、測定に用いる基板の形状は、円板状もしくは短冊状が望ましい。 Further, the shape of the substrate used for measurement, disc-shaped or strip is desirable. 特に、基板にシリコン単結晶等の弾性異方性の大きなものを用いる場合には、特定の結晶軸を長手方向とする短冊状の基板を用いることにより基板の弾性異方性の影響を受けずにすむので、精度よく薄膜の応力を測定することができる。 In particular, when a large elastic anisotropy of the silicon single crystal or the like on the substrate, without the influence of the elastic anisotropy of the substrate by using a strip-shaped substrate which specific crystal axes to the longitudinal direction since living in, it is possible to accurately measure the film stress. この場合には、短冊状の基板の長手方向をスリット10の長手方向と一致させ、基板裏面で反射されたレーザ光2が再びスリット10とシール窓6を通るように設置することが必要である。 In this case, the longitudinal direction of the strip-shaped substrate to match the longitudinal direction of the slit 10, it is necessary that the laser light 2 reflected by the substrate back surface is placed so again through the slit 10 and the sealing window 6 . さらに、測定に用いる基板1の裏面はレーザ光2の反射を容易にするために、鏡面研磨してあることが望ましい。 Further, the back surface of the substrate 1 to be used for measurement in order to facilitate the reflection of the laser beam 2, it is desirable that are mirror-polished. これにより、測定に用いるレーザ発振器1 Thereby, the laser oscillator 1 used for measurement
2の出力を小さくすることができる。 It is possible to reduce the second output.

【0041】本実施例の装置では、レーザ発振器12から発射されたレーザ光2を、シール窓6およびヒータ7,サセプタ11のスリット10を通し、基板の裏面、 [0041] In apparatus of this embodiment, the laser beam 2 emitted from the laser oscillator 12, the sealing window 6 and heater 7, through the slit 10 of the susceptor 11, the back surface of the substrate,
すなわち成膜されない面に照射することができる。 That can be irradiated to the surface which is not formed. すなわち、薄膜の付着していない基板の裏面の反りを測定することができる。 That is, it is possible to measure the warpage of the rear surface of the substrate not adhered thin film. このため、レーザ光2を反射しにくい薄膜を基板表面に形成した場合でも、確実に反射光を得ることができるため、成膜される薄膜の種類や膜厚によらず、薄膜の応力を測定することができる。 Therefore, since a hard film that reflects the laser beam 2 even when formed on the substrate surface, can be obtained reliably reflected light, regardless of the thin film type and film thickness to be deposited, measuring the stress of a thin film can do.

【0042】また、本実施例の装置ではシール窓6が成膜ガスの流れの中にないため、シール窓6が薄膜や粉体様の物質の付着によって曇ることがなく、長時間の使用でも基板1から反射したレーザ光2が弱まることがない。 Further, since the sealing window 6 is the apparatus of this embodiment is not in the flow of the deposition gas, without sealing the window 6 from fogging by attachment of a thin film or powder-like material, over longer periods of time laser beam 2 is never weakened reflected from the substrate 1. よって、チャンバ中で成膜ガスを流しながら薄膜の応力を測定する場合でも時間の経過によらず、薄膜の応力を測定することができる。 Therefore, regardless of the lapse of time even when measuring the stress of a thin film while supplying a deposition gas in the chamber, it is possible to measure the stress in the thin film.

【0043】また、ヒータにはレーザ光2のレーザスポットが通る程度のスリットが存在するだけなので、基板の温度分布をほぼ均等にすることができる。 [0043] Further, the heater because only the degree of the slit through which the laser spot of the laser beam 2 is present, it is possible to substantially equalize the temperature distribution of the substrate. このため、 For this reason,
基板に熱応力が生じて変形することがなく、基板を加熱した場合でも、正しく薄膜の応力を測定することができる。 Without deformed thermal stress is generated in the substrate, even when the substrate is heated, it is possible to correctly measure the stress of the thin film.

【0044】また、薄膜の種類によっては、成膜ガス中でレーザ光を照射することで、その照射領域に薄膜の堆積を起こすことが知られている。 [0044] Further, depending on the type of the thin film by irradiating a laser beam in the film forming gas, it is known to cause deposition of a thin film on the irradiated region. しかし、本実施例では基板の成膜面にレーザ光2が照射されることがないので、異常な薄膜の堆積が起こらず、薄膜の応力を正しく求めることが可能である。 However, in this embodiment the laser beam 2 on the deposition surface of the substrate is prevented from being irradiated does not occur an abnormal thin film deposition, it is possible to determine the stress of the film correctly.

【0045】また、本実施例の装置では、レーザ発振器12から発射されたレーザ光2を、真空に耐えるようにシールされたシール窓6およびヒータ7,サセプタ11 Further, the apparatus of the present embodiment, the laser oscillator of the laser beam 2 emitted from 12, the sealing window 6 and a heater 7 is sealed to withstand a vacuum, a susceptor 11
のスリット10を通し、基板の裏面、すなわち、成膜されない面に照射することができる。 Through slit 10, the back surface of the substrate, i.e., can be irradiated to the surface which is not formed. 基板の反りを測定するには、基板の裏面の複数点を測定する必要があり、また測定範囲が広いほど精度が良くなる。 To measure the warpage of the substrate, it is necessary to measure a plurality of points of the back surface of the substrate, also the accuracy is improved measurement range as wide. しかし、従来の装置では測定範囲を広く取るためにシール窓の面積を大きくしようとすると、真空に耐え得るためにより厚いガラスを用いることになり、ガラスに由来した大きな誤差が生じることになった。 However, in the conventional apparatus to attempt to increase the area of ​​the sealing window to widen the measuring range, to the use of thick glass by order to withstand the vacuum, it becomes a large error derived from the glass occurs. 例えば、基板の20cmの範囲を測定する場合、チャンバに丸窓を設けると、真空に耐えるためには1.3cm の厚さの石英ガラスが必要であった。 For example, when measuring 20cm range of the substrate, providing a round window in the chamber, in order to withstand the vacuum was required quartz glass having a thickness of 1.3 cm. これに対し、本発明のようにレーザスポットが通るくらいの幅5mm以下,長さ200mm程度の細長いシール窓を用いることにより、その厚さは0.2cm 以下とすることができ、反射光が垂直面に反射して戻った場合のレーザスポットと反りのある場合のレーザスポットとの距離Aのガラスに起因する誤差は1/6以下とすることができる。 In contrast, the width 5mm much through the laser spot as in the invention following, by using the elongated seal windows of about a length 200 mm, its thickness can be less 0.2 cm, the reflected light is perpendicularly errors due to glass distance a between the laser spot when a laser spot and warping when reflected back to the surface can be 1/6 or less. なお、ガラス4にはより強度の大きい石英ガラスやサファイア板などを使用する方がより厚さを薄くできるので望ましい。 Incidentally, desirable because better to use such a more strength greater quartz glass or sapphire plate of the glass 4 can be reduced more in thickness. また、ガラス4の表面には熱線反射コーティングが施されているのが望ましい。 Further, the surface of the glass 4 is heat-reflecting coating is applied is preferable. これによりガラス4の部分でヒータ7からの熱線が遮断されるため、真空チャンバ5の外部が過度に加熱されることが防止できる。 Thus since the heat rays from the heater 7 in the portion of the glass 4 is cut off, it is possible to prevent the outside of the vacuum chamber 5 is heated excessively.

【0046】図11に本発明の第二の実施例を示す。 [0046] shows a second embodiment of the present invention in FIG. 11. 本実施例ではレーザ発振器12から発射されたレーザ光2 Laser beam 2 emitted from the laser oscillator 12 in this embodiment
はハーフミラー15、およびシール窓6のガラス4を透過し、ヒータ7,サセプタ11に形成されたスリット1 The transmitted the half mirror 15, and the glass 4 in the sealing window 6, the heater 7, a slit 1 formed in the susceptor 11
0を通り、基板1の裏面、すなわち、薄膜14の形成されない側の面に照射される。 Through 0, the rear surface of the substrate 1, i.e., is irradiated on the side of the surface which is not formed in the thin film 14. 基板1の裏面で反射されたレーザ光2は再びヒータ7,サセプタ11に形成されたスリット10を通過し、シール窓6のガラス4を透過した後にハーフミラー15により反射されて、受光素子列3に入射する。 The laser beam 2 is a heater 7 again reflected on the back surface of the substrate 1, passes through a slit 10 formed in the susceptor 11, is reflected by the half mirror 15 after being transmitted through the glass 4 in the sealing window 6, the light receiving element array 3 incident on.

【0047】本実施例では第一の実施例と同様な効果が得られる。 [0047] In this embodiment the same effects as the first embodiment can be obtained. また本実施例では、ヒータ7の加熱面と受光素子列3とが向かい合っていないため、受光素子列3の温度上昇が抑えられ、受光素子列の劣化を防ぐことができる。 In the present embodiment, since the heating surface of the heater 7 and the light receiving element array 3 is not opposed, the temperature rise of the light receiving element array 3 is suppressed, thereby preventing deterioration of the light receiving element array.

【0048】ハーフミラー15は波長によって反射と透過を選択する機能を有し、レーザ光2の波長より長い波長の光が反射されにくいものが望ましい。 The half mirror 15 has a function of selecting the transmission and reflection by the wavelength, it is desirable that light having a longer wavelength than the wavelength of the laser beam 2 is unlikely to be reflected. これによりさらに受光素子列3の温度上昇を抑えることができる。 This can further suppress the temperature rise of the light receiving element array 3.

【0049】図12に本発明の第三の実施例を示す。 [0049] shows a third embodiment of the present invention in FIG. 12. 本実施例は、ハーフミラー15をチャンバの中に入れた場合である。 This embodiment is a case containing the half mirror 15 into the chamber. レーザ発振器12から発射されたレーザ光2 Laser beam 2 emitted from the laser oscillator 12
はシール窓6のガラス4に続きハーフミラー15を透過し、ヒータ7,サセプタ11に形成されたスリット10 Slit 10 which passes through the half mirror 15 following the glass 4 in the sealing window 6, which is formed in the heater 7, susceptor 11
を通り、基板1の裏面に照射される。 Through, it is irradiated to the back surface of the substrate 1. 基板1の裏面で反射されたレーザ光2は再びヒータ7,サセプタ11に形成されたスリット10を通過し、ハーフミラー15により反射された後、ヒータ7の加熱面と直角に配置された別のシール窓のガラスを透過した後に受光素子列3に入射する。 The heater 7 is again laser light 2 reflected by the back surface of the substrate 1 passes through the slit 10 formed in the susceptor 11, after being reflected by the half mirror 15, another arranged perpendicularly to the heating surface of the heater 7 enters the light receiving element array 3 glass sealing window after passing.

【0050】本実施例では第一の実施例と同様な効果が得られる。 [0050] In this embodiment the same effects as the first embodiment can be obtained. さらに本実施例ではヒータ7の加熱面と受光素子列3とが向かい合っていないため、受光素子列3の温度上昇が抑えられ、受光素子列の劣化を防ぐことができる。 To further in this embodiment is not facing the heating surface of the heater 7 and the light receiving element array 3, the temperature rise of the light receiving element array 3 is suppressed, thereby preventing deterioration of the light receiving element array. 加えて、本実施例ではハーフミラー15の角度を変えることにより、ヒータ7の加熱面と直角に配置された別のシール窓やガラスの設置位置を自由に設定することができる。 In addition, by changing the angle of the half mirror 15 in the present embodiment, the installation position of another sealing windows and glass disposed at right angles to the heating surface of the heater 7 can be freely set.

【0051】図13に本発明の第四の実施例を示す。 [0051] A fourth embodiment of the present invention in FIG. 13. 本実施例ではレーザ発振器12から発射されたレーザ光2 Laser beam 2 emitted from the laser oscillator 12 in this embodiment
はヒータ7の加熱面と直角になるように配置されたシール窓6のガラス4を通り、ミラー13によって反射され、ヒータ7,サセプタ11に形成されたスリット10 Through the glass 4 in the sealing window 6 which is arranged so that the heating surface at right angles with the heater 7 is reflected by the mirror 13, the heater 7, slits 10 formed in the susceptor 11
を通して、基板1の裏面に照射される。 Through, and is irradiated to the back surface of the substrate 1. 基板1の裏面で反射されたレーザ光2はヒータ7,サセプタ11に形成されたスリット10を通過し、ミラー13により再び反射されて、シール窓6のガラス4を通り受光素子列3に入射する。 Laser light 2 reflected by the back surface of the substrate 1 passes through the heater 7, slits 10 formed in the susceptor 11, is reflected again by the mirror 13, and enters the glass 4 in the sealing window 6 as the light receiving element array 3 . 本実施例では第一の実施例と同様な効果が得られる。 In this embodiment the same effects as the first embodiment can be obtained. また本実施例ではその他に、ヒータ7の加熱面とシール窓6,ガラス4,受光素子列3とが向かい合っていないため、シール窓6,ガラス4,受光素子列3の温度上昇が抑えられるという利点がある。 The Other In the present embodiment, the heating surface and the sealing window 6 of the heater 7, the glass 4, not facing the light receiving element array 3, the sealing window 6, the glass 4, that the temperature rise of the light receiving element array 3 is suppressed there is an advantage. さらに、本実施例ではハーフミラー15の角度を変えることにより、 Further, in this embodiment by changing the angle of the half mirror 15,
シール窓6やガラス4を真空チャンバ5内にある程度自由に設定することができる。 The sealing window 6 and glass 4 can to some extent be freely set in the vacuum chamber 5.

【0052】以上、本発明の各実施例を用いることによって、従来不可能であった各種ガス雰囲気中における薄膜の応力を各温度で正確に測定することができる。 [0052] above, by using the respective embodiments of the present invention, it is possible to accurately measure the stress of the thin film in previously impossible in a various gas atmosphere at each temperature. このため、半導体素子や薄膜ヘッドなどの薄膜適用製品の各部位の応力が各種ガス中での挙動を求めることができ、 Therefore, it is possible to each part of the stress of the thin film application products such as semiconductor devices and thin film head seek behavior in various gas,
これらの製品の開発にあたって薄膜の剥離,破壊等のない成膜条件等を最適化し良品を得ることができる。 Peeling of the thin film in development of these products, it is possible to obtain an optimized non-defective without deposition conditions such as the destruction.

【0053】さらに、本発明の各実施例を用いることによって、真空中の薄膜の応力を各温度で測定することができる。 [0053] Further, by using the embodiments of the present invention, it is possible to measure the stress of the thin film in a vacuum at each temperature. よって従来の、酸化をある程度許容した測定では不可能であった、酸化しやすい薄膜や吸湿により応力変動のある薄膜の応力を正しく計測することができる。 Thus the conventional, was not possible with measurements allowed a certain degree oxide, it is possible to correctly measure the stress of a thin film with a stress change by easily oxidized thin films and moisture.
このため、半導体素子や薄膜ヘッドなどの薄膜適用製品の各部位の応力を正しく求めることができ、これらの製品の開発にあたって薄膜の剥離,破壊等のない良品を得ることができる。 Therefore, it is possible to obtain the stress of each part of the thin film application products such as semiconductor devices and thin film heads correctly, peeling of the thin film in development of these products, it is possible to obtain a good product without destruction.

【0054】 [0054]

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が実現できる。 According to the present invention, the following effects can be achieved. まず、本発明によれば、薄膜を形成していない基板の裏面に向かってレーザ光を照射できるので、レーザ光を反射しにくい薄膜を基板表面に形成した場合でも、確実に反射光を得ることができるため、成膜される薄膜の種類や膜厚によらず、薄膜の応力を測定することができる。 First, according to the present invention, since a thin film can be irradiated with a towards the back surface of the substrate is not formed laser beam, even when a thin film is difficult to reflect the laser beam is formed on the substrate surface, to obtain a reliably reflected light since it is, regardless of the type and thickness of the thin film formed, it is possible to measure the stress in the thin film.

【0055】また、本発明によれば、レーザ光をチャンバのシール窓,ヒータに設けたスリットを通り、基板裏面に向かって照射することができるので、レーザ光導入用のシール窓が成膜あるいは粉体様の物質の付着によって曇ることがなく、レーザ光の受光強度が時間の経過とともに低下することがない。 Further, according to the present invention, the sealing windows of the laser beam chamber, through a slit provided in the heater, can be irradiated towards the back surface of the substrate, or the sealing window for introducing laser beam deposition without fog by attachment of the powder-like material, it has never received light intensity of the laser light is lowered with time. すなわち、チャンバ中で成膜ガスを流しながら薄膜の応力を測定する場合、時間の経過によらず、薄膜の応力を測定することができる。 That is, when measuring the stress of a thin film while supplying a deposition gas in the chamber, irrespective of the lapse of time, it is possible to measure the stress in the thin film.

【0056】また、本発明によれば、レーザ光が成膜ガスに接することがないので、レーザ光の照射部に薄膜の異常堆積が起こらない。 [0056] Further, according to the present invention, the laser beam is not in contact with the film forming gas, the abnormal deposition of thin films does not occur in the irradiation portion of the laser beam. よって薄膜の応力を正しく測定することができる。 Accordingly, it is possible to correctly measure the stress of the thin film.

【0057】また、本発明によれば、真空チャンバのシール窓のガラス厚さを薄くすることができるので、ガラスの存在に由来する測定誤差を小さくでき、基板の反りを正しく測定することができる。 Furthermore, according to the present invention, it is possible to reduce the glass thickness of the sealing window of the vacuum chamber, can reduce the measurement error resulting from the presence of the glass, it is possible to correctly measure the warpage of the substrate . よって、真空・各種ガス雰囲気中でも、薄膜の応力を正しく測定することができる。 Accordingly, even in a vacuum, and various gas atmosphere, it is possible to correctly measure the stress of the thin film. また、この薄膜の測定方法は、基板裏面のレーザの反射角度をより広範囲に計測することで精度向上を図ることができるが、本発明によればこの広範囲の測定を行っても、レーザの反射角度を精度よく計測することができる。 The measurement method of the thin film, which can improve the accuracy by more extensive measures the reflection angle of the laser back surface of the substrate, according to the present invention be subjected to this wide range of measurement, reflection of the laser it is possible to measure the angle precisely. よって、真空・各種ガス雰囲気中でも、薄膜の応力を精度よく測定することができる。 Accordingly, even in a vacuum, and various gas atmosphere, it is possible to measure the stress of the thin film accurately.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明における第一の実施例の説明図。 Illustration of the first embodiment in the present invention; FIG.

【図2】薄膜の応力の測定原理の説明図。 FIG. 2 is an explanatory diagram of the measurement principle of the stress of the thin film.

【図3】薄膜の応力測定装置と真空チャンバを接続した従来の装置の断面図。 3 is a cross-sectional view of a conventional apparatus connected stress measurement device and a vacuum chamber of a thin film.

【図4】ガラスの存在によって生じる誤差の原理を説明するための断面図。 Figure 4 is a cross-sectional view for explaining the principle of error caused by the presence of glass.

【図5】本発明における第一の実施例のうち、複数のレーザ光を用いた場合の断面図。 [5] Among the first embodiment of the present invention, cross-sectional view of a case of using a plurality of laser beams.

【図6】本発明における実施例のうち、シール窓の部分を拡大して表した平面図。 [6] Among the embodiments of the present invention, a plan view showing an enlarged portion of the seal window.

【図7】本発明における実施例のうち、サセプタの部分を拡大して表した平面図。 [7] Among the embodiments of the present invention, a plan view showing an enlarged portion of the susceptor.

【図8】本発明における実施例のうち、サセプタの部分を拡大して表した他の平面図。 [8] Among the embodiments of the present invention, another plan view showing an enlarged portion of the susceptor.

【図9】本発明における実施例のうち、ヒータの部分を拡大して表した斜視図。 [9] Among the embodiments of the present invention, a perspective view showing an enlarged portion of the heater.

【図10】本発明における実施例のうち、ヒータの部分を拡大して表した斜視図。 [10] Among the embodiments of the present invention, a perspective view showing an enlarged portion of the heater.

【図11】本発明における第二の実施例の断面図。 Figure 11 is a cross-sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図12】本発明における第三の実施例の断面図。 Sectional view of a third embodiment of the present invention; FIG.

【図13】本発明における第四の実施例の断面図。 Figure 13 is a cross-sectional view of a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…基板、2…レーザ光、3…受光素子列、4…ガラス、5…真空チャンバ、6…シール窓、7…ヒータ、8 1 ... substrate, 2 ... laser light, 3 ... light receiving element array, 4 ... glass, 5 ... vacuum chamber, 6 ... sealing windows, 7 ... heater, 8
…ガス導入ポート、9…ガス排出ポート、11…サセプタ、12…レーザ発振器、14…薄膜。 ... gas introducing port, 9 ... gas discharge port, 11 ... susceptor, 12 ... laser oscillator, 14 ... film.

フロントページの続き (72)発明者 池田 修二 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 Of the front page Continued (72) inventor Shuji Ikeda Tokyo Kodaira Josuihon-cho, Chome No. 20 No. 1 Co., Ltd. Hitachi semiconductor business unit

Claims (16)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】薄膜の付着した基板の反りから薄膜の応力を測定する装置において、薄膜形成面の裏面に光を照射し、その反対角度から該薄膜の応力を測定することを特徴とする応力測定装置。 1. A device for measuring the film stress from warping of the deposited substrate of the thin film, light is irradiated to the rear surface of the thin film formation surface, and measuring the stress of the thin film from the opposite angle Stress measuring device.
  2. 【請求項2】薄膜の付着した基板の反りから薄膜の応力を測定する装置において、チャンバ内で成膜ガスを流すのと並行して測定を行う際に、薄膜形成面の裏面に光を照射し、その反射角度から前記薄膜の応力を測定することを特徴とする応力測定装置。 2. A device for measuring the stress of a thin film from warping of the deposited substrate of the thin film, when performing measurements in parallel with flow the deposition gas in the chamber, the light on the rear surface of the thin film forming surface irradiated and the stress measuring device, characterized in that measuring the stress of the thin film from the angle of reflection.
  3. 【請求項3】薄膜の付着した基板の反りから薄膜の応力を測定する装置において、基板を加熱するヒータにスリットを設け、前記スリットを通して基板の薄膜形成面の裏面に光を照射し、その反射角度から前記薄膜の応力を測定することを特徴とする応力測定装置。 3. A device for measuring the film stress from warping of the deposited substrate of the thin film, a slit is provided in the heater for heating the substrate, light is irradiated to the rear surface of the thin film forming surface of the substrate through the slit, the reflected stress measuring apparatus characterized by measuring the stress of the thin film from the angle.
  4. 【請求項4】薄膜の付着した基板の反りから薄膜の応力を測定する装置において、基板を加熱するヒータにスリットを設けてあり、チャンバ内で成膜ガスを流すのと並行して測定を行う際に、前記スリットを通して基板の薄膜形成面の裏面に光を照射し、その反射角度から前記薄膜の応力を測定することを特徴とする応力測定装置。 4. A device for measuring the stress of a thin film from warping of the deposited substrate of the thin film, Yes and the slit is provided to the heater for heating the substrate, performs measurement in parallel with flow the deposition gas in the chamber when, the light is irradiated to the rear surface of the thin film forming surface of the substrate through the slit, a stress measuring apparatus characterized by measuring the stress of the thin film from the angle of reflection.
  5. 【請求項5】薄膜の付着した基板の反りから薄膜の応力を測定する装置において、真空排気装置,真空チャンバ,成膜ガス導入装置,スリットを有するヒータ,レーザ発振器,受光素子を含むことを特徴とする応力測定装置。 5. A device for measuring the stress of a thin film from warping of the deposited substrate of the thin film, characterized in that it comprises evacuation device, the vacuum chamber, the film forming gas introducing apparatus, a heater having a slit, a laser oscillator, a light receiving element stress measurement device to.
  6. 【請求項6】請求項1から5のいずれかにおいて、前記スリットを、その長手方向が排気中あるいは成膜中のガスの流れに対して直角になるように配置した応力測定装置。 6. In any one of claims 1 to 5, the stress measuring device of the slit, the longitudinal direction is at right angles to the flow of gas or during deposition in the exhaust.
  7. 【請求項7】請求項1から5のいずれかにおいて、前記真空チャンバの光導入用窓のガラスが熱線反射コーティングを施されており、前記窓を通して基板の薄膜形成面の裏面に光を照射する応力測定装置。 7. In any one of claims 1 to 5, the glass of the light introducing window of said vacuum chamber has been subjected to heat-reflecting coating, for irradiating light to the back surface of the thin film forming surface of the substrate through the window stress measurement device.
  8. 【請求項8】請求項1から5のいずれかにおいて、真空チャンバ中にミラーが設置され、前記ミラーを経由して基板の薄膜形成面の裏面に光を照射する応力測定装置。 8. In any one of claims 1 to 5, the mirror is placed in a vacuum chamber, a stress measuring device for irradiating light through the mirror on the back surface of the thin film forming surface of the substrate.
  9. 【請求項9】請求項1から5のいずれかにおいて、石英もしくはサファイア製の窓を通して基板の薄膜形成面の裏面に光を照射する応力測定装置。 9. In any one of claims 1 to 5, the stress measuring device for radiating light through a quartz or sapphire window on the back surface of the thin film forming surface of the substrate.
  10. 【請求項10】請求項1から5のいずれかにおいて、前記真空チャンバの光導入用窓が真空に耐えるようにシールされ、前記光導入用窓の幅が光のスポットの大きさ以上、5mm以下である応力測定装置。 10. In any one of claims 1 to 5, wherein the vacuum chamber of the light introducing window is sealed to withstand a vacuum, the width of the light introducing window of the light spot size or larger, 5 mm or less stress measurement device is.
  11. 【請求項11】請求項1から5のいずれかにおいて、前記光路中にハーフミラーが設置され、前記ハーフミラーを透過して基板の薄膜形成面の裏面に光を照射する応力測定装置。 11. In any one of claims 1 to 5, a half mirror is disposed in the optical path, the stress measuring device is transmitted through the half mirror to irradiate the light to the back surface of the thin film forming surface of the substrate.
  12. 【請求項12】請求項1から5のいずれかにおいて、前記真空チャンバへ入射する光と、その反射光である前記真空チャンバを出る光が、チャンバの異なった壁面に設けた窓を通過する応力測定装置。 12. In any one of claims 1 to 5, the light incident on said vacuum chamber, the stress light leaving the vacuum chamber is the reflected light passes through the window provided on different walls of the chamber measuring device.
  13. 【請求項13】請求項1から12のいずれかにおいて、 13. In any one of claims 1 to 12,
    装置を用いて測定を行う場合に、短冊状の基板が測定可能である応力測定装置。 When the measurement is conducted by the device, the stress measuring device strip substrate can be measured.
  14. 【請求項14】請求項1から12のいずれかにおいて、 14. In any one of claims 1 to 12,
    前記装置のチャンバ内で半導体装置の構成要素である薄膜の形成を行う半導体製造装置。 A semiconductor manufacturing apparatus for performing the formation of a thin film which is a component of a semiconductor device in the chamber of the device.
  15. 【請求項15】請求項1から12のいずれかにおいて、 15. In any one of claims 1 to 12,
    前記装置を用いて薄膜ヘッドを構成する薄膜の応力を測定し、機械的な要因によって起こる不良の発生を回避した薄膜ヘッド。 The device measures the stress of the thin film constituting the thin film head using a thin film head which avoids the occurrence of defects caused by mechanical factors.
  16. 【請求項16】請求項1から12のいずれかにおいて、 16. In any one of claims 1 to 12,
    この装置を用いて半導体素子を構成する薄膜の応力を測定し、機械的な要因によって起こる不良の発生を回避した半導体装置。 The stress of the thin film constituting a semiconductor device by using the device measures, the semiconductor device which avoids the occurrence of defects caused by mechanical factors.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6476906B1 (en) 1999-01-19 2002-11-05 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Apparatus for measuring stress in a thin film and method of manufacturing a probe used therefor
JP2011522400A (en) * 2008-05-16 2011-07-28 マトソン テクノロジー カナダ インコーポレイテッド How to prevent destruction of the workpiece and equipment
WO2016016972A1 (en) * 2014-07-30 2016-02-04 有限会社ワイ・システムズ Device for measuring and method for measuring surface shape
CN105789083A (en) * 2016-05-27 2016-07-20 中南大学 Light waveguide wafer surface detecting device
WO2016194931A1 (en) * 2015-06-02 2016-12-08 並木精密宝石株式会社 In-situ observation device of substrate warpage and crystal growth apparatus
US9627244B2 (en) 2002-12-20 2017-04-18 Mattson Technology, Inc. Methods and systems for supporting a workpiece and for heat-treating the workpiece

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6476906B1 (en) 1999-01-19 2002-11-05 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Apparatus for measuring stress in a thin film and method of manufacturing a probe used therefor
WO2004074801A1 (en) * 1999-01-19 2004-09-02 Young-Seok Kim Apparatus for measuring stress in a thin film and method of manufacturing a probe used therefor
US9627244B2 (en) 2002-12-20 2017-04-18 Mattson Technology, Inc. Methods and systems for supporting a workpiece and for heat-treating the workpiece
JP2011522400A (en) * 2008-05-16 2011-07-28 マトソン テクノロジー カナダ インコーポレイテッド How to prevent destruction of the workpiece and equipment
US9070590B2 (en) 2008-05-16 2015-06-30 Mattson Technology, Inc. Workpiece breakage prevention method and apparatus
WO2016016972A1 (en) * 2014-07-30 2016-02-04 有限会社ワイ・システムズ Device for measuring and method for measuring surface shape
CN106716056A (en) * 2014-07-30 2017-05-24 瓦伊系统有限公司 Device for measuring and method for measuring surface shape
JPWO2016016972A1 (en) * 2014-07-30 2017-06-01 有限会社ワイ・システムズ Measuring method and apparatus of the surface shape
WO2016194931A1 (en) * 2015-06-02 2016-12-08 並木精密宝石株式会社 In-situ observation device of substrate warpage and crystal growth apparatus
CN105789083A (en) * 2016-05-27 2016-07-20 中南大学 Light waveguide wafer surface detecting device

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