JP7185693B2

JP7185693B2 - ウエハの表面の曲率決定システム

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Publication number: JP7185693B2
Application number: JP2020533719A
Authority: JP
Inventors: ピューシェ，ローランド; デグローテ，ステファン; デルルイン，ジョフ
Original assignee: ソイテックベルジャムナムローゼフェンノートシャップ
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2022-12-07
Anticipated expiration: 2038-12-20
Also published as: JP2021507240A; CN111556954B; KR102500123B1; US11287249B2; EP3502615A1; WO2019122137A1; KR20200097788A; US20200393241A1; EP3728992A1; CN111556954A

Description

発明の詳細な説明

〔発明の分野〕
［０１］本発明は、一般的には１つ以上のウエハの表面の曲率のインサイチュ（in-situ）での決定に関する。より具体的には、本発明は、マルチウエハエピタキシャル反応器における１つ以上のエピタキシャルウエハの表面の曲率のインサイチュでの決定に関する。

〔発明の背景〕
［０２］半導体エピタキシャルスタックおよびウエハ上の薄膜のエピタキシャル成長に関連して、例えば、反応チャンバ内の温度および圧力、成長層の厚さ、成長層のドーピング濃度、ウエハの表面の平滑度などといったいくつかのパラメータは、インサイチュで、および／またはリアルタイムで、測定または決定され、それによってエピタキシャル成長をモニターする。

［０３］ウエハの湾曲は、存在する厚さの変動とは無関係に、ウエハ表面の曲率、または変形に対応する。曲率は、エピタキシャルウエハの成長層中の歪みに直接関係するため、エピタキシャルウエハの表面の曲率を正確に測定することは、非常に重要である。成長プロセス中の薄膜中の応力の理解と制御は、所望の光学的、電気的、および機械的性質を達成するために重要である。実際に、応力における望ましくない変化は、製造プロセスのどの段階でも導入することができ、堆積膜の層間剥離またはクラッキングと同様にデバイス性能の低下をもたらす可能性がある。従って、特に、マルチウエハ反応器におけるウエハ上のエピタキシャル薄膜の成長中には、全てのウエハの曲率をできるだけ正確に、できるだけ短い時間で、インサイチュでモニターすることが必要である。これは、半導体デバイスの製造のための高収率エピタキシャルプロセスを容易にするために不可欠である。

［０４］エピタキシャル成長中に回転するサセプタ上にロードされたウエハの曲率を決定するときに問題が生じる可能性がある。これらのウエハは、実際には不均一に曲げることができ、それらの表面の曲率は、サセプタの回転角度によって変化し得る。さらに、エピタキシャルプロセスが適切に制御されていない場合、欠陥が発生し、製造中に半導体ウエハに緩和プロセスが発生する可能性があり、その対称性により、ウエハの回転の非対称性がさらに修正される可能性がある。従って、回転するサセプタ上にロードされたウエハの曲率を決定することは困難である。

［０５］２０１３年１月２４日に発行された米国特許出願ＵＳ２０１３／００２１６１０Ａ１には、マルチウエハエピタキシャル反応器内のウエハの表面の曲率を測定するためのシステムが記載されている。ウエハは、反応器内で回転するサセプタ上にロードされる。ＵＳ２０１３／００２１６１０Ａ１のシステムは、複屈折素子によって２つの平行な部分的ビームに分割された光ビームを発生する半導体レーザを含む。従って、第１の光ビームおよび第２の光ビームが生成され、表面を照射するときにウエハの表面によって反射される。システムは、表面によって反射された第１の光ビームと、表面によって反射された第２の光ビームとにそれぞれ対応する、反射された第１の光ビームと反射された第２の光ビームとを検出する検出器をさらに含む。反応器内の各ウエハについて、ウエハが反応器内で回転しているとき、検出器上の、反射された第１の光ビームの位置および反射された第２の光ビームの位置の少なくとも２つの測定は、サセプタの主回転と同期した後続のサンプリング時間で実行される。次いで、ウエハの表面の曲率は、サセプタの回転中の後続のサンプリング時間における少なくとも２つの測定値によって検出器上の反射された第１の光ビームによって形成されたスポット間の距離と、サセプタの回転中の後続のサンプリング時間における少なくとも２つの測定値によって検出器上の反射された第２の光ビームによって形成されたスポット間の距離と、を平均することによって決定される。

［０６］ＵＳ２０１３／００２１６１０Ａ１に記載されたシステムにおいて、ウエハの表面の曲率は、検出器上の第１の光ビームの反射と、検出器上の第２の光ビームの反射との間の間隔を変化させる。従って、表面の曲率は、時間の経過と共に検出器上の第１の光ビームおよび第２の光ビームの２つのスポットの距離から決定される。さらに、平坦なウエハ上の測定は、サセプタの回転中に後続のサンプリング時間で光ビーム間の仮想的な初期距離を送出する較正として機能するＵＳ２０１３／００２１６１０Ａ１において実行される。従って、ＵＳ２０１３／００２１６１０Ａ１に記載されているシステムおよび方法は、検出器上の測定のサンプリング時間とサセプタ上のウエハの主回転との同期を必要とするので複雑であるため、少なくとも２つの測定が、各ウエハに対して実行される。

［０７］ＵＳ２０１３／００２１６１０Ａ１に記載されているシステムにおいて、光ビームがウエハのエピタキシャルスタックの表面から反射される。これらの光ビームに対する破壊的干渉（destructive interferences）の存在下において、反射光ビームは、検出器上にスポットを形成せず、従って、反射光ビームが欠落している場合、ウエハの表面の曲率を決定することは不可能であり得る。さらに、エピタキシャル成長中およびサセプタの回転下でのこれらの破壊的干渉の出現の予測不可能性は、ＵＳ２０１３／００２１６１０Ａ１のシステムの信頼性を低下させる。実際に、エピタキシャル成長の間、および／またはサセプタの一定の回転の間に、一定の時間で、ウエハの表面の曲率をモニターすることが不可能となり、それによって、エピタキシャルウエハの成長層およびこれらの成長層の組成物における歪みにおける決定的な情報が危うくなる可能性が高い。

［０８］本発明の目的は、既存の解決策における上述の欠点を克服するデバイスを開示することである。より具体的には、単純であり、正確であり、また破壊的干渉に対してロバストであるウエハ表面の曲率をインサイチュで測定するためのシステムを開示することが目的であり、これにより、ウエハの表面の曲率の決定を信頼性のあるものにする。

〔発明の概要〕
［０９］本発明の第１の態様によれば、上述の通り規定された目的は、ウエハ表面の曲率をインサイチュで測定するためのシステムによって実現され、前記システムは、
複数の波長を含む入射光を放射するように適合された、多波長光源モジュールと；
前記入射光を単一ビームに統合する（combine）ように構成され、さらに、前記単一ビームが前記表面上の単一測定スポットで前記表面に当たるように、前記単一ビームをウエハの表面に向けてガイドするように構成された光学装置（setup）と；
前記単一測定スポットで前記表面上において反射されている前記単一ビームに対応する反射光から前記ウエハの前記表面の曲率を決定するように構成された曲率決定部と；を含んでいる。

［１０］本発明に係るシステムは、１つ以上のウエハの表面の曲率をインサイチュで測定するように適合されており、ウエハは、マルチウエハエピタキシャル反応器内で回転するサセプタ上にロードされる。本発明に係るシステムは、複数の波長を含む入射光を放出する多波長光源モジュールを含んでいる。入射光は、１つ以上の入射光ビームを含んでいてもよく、入射光ビームのそれぞれは、複数の波長を含んでおり、複数の波長のうちの少なくとも２つの波長は、少なくとも５ｎｍ互いに離れている。換言すれば、本発明に係る入射光は、少なくとも２つの異なる波長、例えば、３つ、４つ、５つ等の異なる波長を含む。このように、ウエハ内の入射光に対する破壊的干渉が存在する場合、複数の波長のうちの少なくとも１つの波長は、ウエハの表面によって反射され、偏向検出器上の反射スポットとして収集され、それによって、ウエハの表面の曲率の決定が可能になる。換言すれば、複数の波長を含む入射光に依存することによって、ウエハの表面によって反射され、偏向検出器上に反射スポットを形成する入射光の少なくとも１つの波長が常に存在することになる。換言すれば、破壊的干渉を与えるウエハの表面上で成長又はエッチングされる層厚の数値は、入射光が複数の波長を含む場合には入射光が単一の波長を含む場合よりも強く減少し、それによって、ウエハの表面の曲率を決定する可能性が高まる。従って、本発明のシステムは、ウエハ内の破壊的干渉に対してロバストである。

［１１］本発明に係るウエハの表面の曲率は、ウエハの表面の湾曲、換言すれば、ウエハの表面の変形として理解される。ウエハ表面の曲率または湾曲は、フリーの、クランプされていないウエハの中央表面の中心点の、中央表面から基準平面への偏差である。ウエハの表面は、例えば、凹状の表面、すなわち、内側方向に湾曲している、または窪んでいる表面、換言すれば、内側に曲がっている表面を含む。ウエハの表面は、例えば、凸状の表面、すなわち、外側に湾曲している、または外側に向かって伸びている表面、換言すれば、外側に曲がっている表面を含む。

［１２］好ましくは、本発明に係る光学装置は、インサイチュである。例えば、本発明に係る光学装置は、インサイチュでの反応チャンバ、例えば、ウエハがロードされるマルチウエハエピタキシャル反応器である。あるいは、光学装置は、反応チャンバ、例えば、ウエハがロードされたマルチウエハエピタキシャル反応器の外部に配置される。好ましくは、光学装置は、入射光を単一ビームに統合する。多波長光源モジュールが、例えば２つ以上のレーザを含む場合、レーザは、ウエハの表面での反射の前にレーザによって放射される光ビーム間の距離がより好ましくは１ｍｍ未満であるように、光学装置によって重ね合わされる。光学装置は、例えば１つ以上のビームを単一のビームに集束させるために、１つ以上のピンホールを含む。光学装置は、例えば、入射光が複屈折素子を通過するように、多波長光源と複屈折素子との間に配置された複屈折素子と、表面とを含み、複屈折素子の主軸は、入射光が単一ビームに統合されるように、入射光に対して配向される。あるいは、光学装置は、例えば所定の波長までしか反射しないコールドミラーを含む。この特定の波長を超える入射光の全ての波長は、サセプタ上に配置されたウエハの表面に向かって透過されることになる。コールドミラーは、コールドミラーが、例えばレーザのような入射光を単一ビームに重ね合わせるように、多波長光源と表面との間の入射光において４５度の角度下に配置することができる。

［１３］光学装置は、例えば半透明鏡を含む。あるいは、光学装置は、例えばビームスプリッタキューブを含む。光学装置は、単一ビームをウエハの表面上にガイドし、光学装置は、反射光を乱すことなく、反射光の大部分を直接偏向検出器上に透過させる。

［１４］単一ビームは、ウエハの表面上において単一の測定スポットでウエハの表面に当たる。換言すれば、単一ビームがウエハの表面に当たると、ウエハの表面上に１つの測定スポットのみが形成される。本発明に係るシステムでは、表面の曲率を決定するために、ウエハの表面上において２つの測定スポットを必要としない。多波長光源モジュールが白色光源または広帯域光源を含む場合、ウエハの表面上に形成される単一の測定スポットは、好ましくは、数ミリメートル、好ましくは５ｍｍ未満の直径を有する。多波長光源モジュールが２つ以上のレーザを含む場合、２つ以上のレーザは、ウエハの表面での反射の前に単一ビームでレーザによって放出される光ビーム間の距離が好ましくは１ｍｍ未満であるように、光学装置によって重ね合わされる。２つ以上のレーザによって生成された単一のビームがウエハの表面に当たる場合、ウエハの表面上に形成された単一の測定スポットは、好ましくは、数ミリメートル、好ましくは５ｍｍ未満の直径を有する。

［１５］本発明の任意の態様によれば、ウエハの表面は、時間の関数として変化する反射率を含む。

［１６］本発明に係るウエハの表面は、時間の関数として変化する反射率を含む。実際、例えばＣＶＤまたはエピタキシャル成長中に、ウエハの頂部に層を成長または堆積させる。あるいは、例えば、例えばＩＣＰまたはＣＶＤエッチングなどのエッチング中に、ウエハから層がエッチングされる。２つの層を含んでいるスタックを考えてみましょう。第１の層は反射率ｎ_２を含み、第２の層は第１の層の頂部に成長または堆積され、第２の層は反射率ｎ_１を含み、第２の層の頂部の媒体は反射率ｎ_０を含む。第２の層を照らす垂直入射光の場合、例えば空気などの媒体と第２の層との間の界面で反射する入射光の第１の光線と、第２の層と第１の層との間の界面で反射する入射光の第２の光線との間の光路長の差は、第１の層の頂部に成長または堆積されている第２の層の厚さｄの２倍に等しい。屈折率ｎ_１を有する層内を伝搬する波長λを有する光の破壊的干渉を有するために、光路の差は、１８０°の位相シフトに対して、

と等しい必要があり、その後、再度、連続する

毎に生じる。従って、破壊的干渉は、

に等しい第２の層の厚さｄに対して生じる。ここで、ｍは正の整数である。

［１７］本発明の任意の態様によれば、前記システムは、単一の測定スポットで表面上において反射されている前記単一ビームに対応する反射光を収集するように適合された、偏向検出器をさらに含んでおり、前記曲率判定部は、前記単一のビームがウエハの表面上の単一測定スポットで反射する場合に、前記偏向検出器上に前記反射光によって形成される単一反射スポットの位置を決定し、それから前記ウエハの前記表面の前記曲率を決定するようにさらに構成される。

［１８］本発明の任意の態様によれば、曲率決定部は、単一ビームが平坦な較正面上で反射する場合に、偏向検出器上の単一ビームによって形成される較正スポットのゼロ位置を決定するようにさらに構成される。

［１９］本発明では、偏向検出器上の１つの単一反射スポットの位置に形成された単一ビームの、ゼロ位置に対する偏向のみから、ウエハの表面の曲率を決定することが可能である。ゼロ位置は、単一ビームが平坦な較正面上で反射し、偏向検出器の較正スポット形成する場合に、システムの較正中に測定される。例えば、平坦な較正表面は、反応器内においてインサイチュで位置決めされた較正ウエハの表面に対応する。較正ウエハは、例えば２００μｍから１ｍｍの間で構成される厚さを証明するウエハであり、このウエハの表面は、例えばこの表面のレリーフが、ウエハの厚さの２％未満の互いに離れた２つの平行な平面の間に構成される場合、平坦な較正表面である。例えば、ウエハの典型的な湾曲値または曲率値は、５０μｍ凹～２００μｍ凸の間の範囲である。本発明に係るシステムは、１０μｍの湾曲または曲率を分離するように適合される。較正ウエハは、例えば少なくとも＋／－５μｍの範囲内で平坦であるべきである。

［２０］本発明の意味では、較正スポットのゼロ位置および単一反射スポットの位置がスポットの中心の位置として理解され、単一ビームは、それぞれ、平坦な較正面によって反射されている場合に、およびウエハの表面によって反射されている場合に、偏向検出器に当たる。好ましくは、平坦な較正面は較正ウエハの表面である。較正ウエハは、例えば２インチウエハ、または４インチウエハ、または６インチウエハ、または８インチウエハ、または１２インチウエハである。同様に、ウエハの表面は、２インチウエハ、または４インチウエハ、または６インチウエハ、または８インチウエハ、または１２インチウエハの表面に対応する。あるいは、各ウエハは、５０～２００ｍｍの範囲の直径を有する円の形状を有する。本発明の文脈では、用語「光」は、可視光だけでなく、任意の周波数の電磁放射を含み、従って、用語「赤外線レーザ」、「紫外線レーザ」などを含む。光は、初期に偏光、または部分的に偏光、または非偏光されてもよい。偏向検出器は、ウエハの表面を照射する光ビームにウエハの表面によって与えられる角度偏向を、検出偏向器上の位置で反射光ビームの少なくとも一部を検出することによって決定し、その検出偏向器の経路との関係は平坦な較正表面上で反射されたそのような反射光ビームが辿ることになり、それによって反射光ビームの角度偏向を特徴付ける。

［２１］反射光は、検出器上の単一反射スポットで検出器に当たる。換言すれば、単一ビームがウエハの表面に当たると、検出器上に１つの反射スポットのみが形成される。本発明に係るシステムでは、表面の曲率を決定するために検出器上の２つの反射スポットを必要としない。多波長光源モジュールが白色光源または広帯域光源を含む場合、検出器上に形成される単一反射スポットは、好ましくは、数ミリメートル、好ましくは５ｍｍ未満の直径を有する。多波長光源モジュールが２つ以上のレーザを含む場合、２つ以上のレーザは、ウエハの表面での反射の前に単一ビームでレーザによって放出される光ビーム間の距離がより好ましくは１ｍｍ未満であるように、光学装置によって重ね合わされる。２つ以上のレーザによって生成された単一ビームがウエハの表面に当たる場合、検出器上に形成された単一反射スポットは、好ましくは、数ミリメートル、好ましくは５ｍｍ未満の直径を有する。

［２２］本発明の任意の態様によれば、前記多波長光源モジュールは、以下の（ｉ）～（ｉｉｉ）、
（ｉ）少なくとも２つの前記波長が少なくとも５ｎｍ互いに離れている、２つ以上のレーザ源；
（ｉｉ）白色光源；
（ｉｉｉ）広帯域光源；
のうちの１つ以上を含んでいる。

［２３］多波長光源モジュールは、２つ以上のレーザ源を含み、レーザのそれぞれは、他のレーザの全ての他の波長とは異なる波長で放射する。本発明の文脈におけるレーザ源は、電磁放射の誘導放出に基づく光増幅のプロセスを通して光を放射する装置として理解される。例えば、レーザ源は赤色レーザである。あるいは、レーザ源は赤外レーザ源である。複数の波長は、例えば、２つの異なるレーザの波長が、波長スペクトルで、少なくとも５ｎｍ、または好ましくは少なくとも１０ｎｍ、または好ましくは少なくとも２０ｎｍ、より好ましくは少なくとも５０ｎｍ、さらにより好ましくは少なくとも１００ｎｍ、互いに離れているように、２つ以上のレーザ源を含む。例えば、電気的にポンピングされた半導体レーザダイオードは、３７５ｎｍ～３５００ｎｍの間で構成される波長で放射する。例えば、レーザの出力電力は、数ミリワットまたは数ワットである。レーザ源の選択は、反応器内で成長されたエピタキシャル層による入射光の１つ以上の波長の吸収が最小化されるように、ウエハの表面を照射する波長の特定の選択を可能にする。コヒーレント光源の選択は、偏向検出器上の光が集まった反射スポットの検出を確実にする。このようにして、ウエハ内の入射光に対する破壊的干渉が存在する場合、複数の波長のうちの少なくとも１つの波長は、ウエハの表面によって反射され、偏向検出器上に反射スポットを形成し、それによって、ウエハの表面の曲率の決定が可能になる。

［２４］あるいは、多波長光源モジュールは白色光源を含む。白色光源は、例えば１００ｎｍ以上の広い光学帯域幅を有する光源であり、例えば４００ｎｍ～７８０ｎｍの間に含まれる波長を含む白色光を放出する。白色光源は、例えば白熱ランプ（例えばタングステン－ハロゲンランプ）を含み、滑らかで非常に広い光学スペクトルを有し、空間コヒーレンスが低い光を放射する。

［２５］あるいは、多波長光源モジュールは、可視スペクトル領域で必ずしも放出しない広帯域光源を含む。このような光源は、スーパールミネッセンス光源（例えばＳＬＥＤとも呼ばれるスーパールミネッセンスダイオード）であってもよく、典型的には、高い空間コヒーレンスを示し、出力を緊密に集め易くし、または、例えば、シングルモードファイバであっても、光ファイバを通じて送達し易くなる。あるいは、多波長光源モジュールがフォトニック結晶ファイバを含む。

［２６］本発明の任意の態様によれば、前記複数の波長のうちの少なくとも２つは、少なくとも５ｎｍ互いに離れている。

［２７］このようにして、ウエハ内の入射光に対する破壊的干渉が存在する場合、複数の波長のうちの少なくとも１つの波長は、ウエハの表面によって反射され、偏向検出器上で単一反射スポットとして収集され、それによって、ウエハの表面の曲率の決定が可能になる。換言すれば、複数の波長を含む単一ビームの形態の入射光に依存することによって、破壊的干渉を与えるウエハの表面上に成長またはエッチングされる層厚の数値が強く減少する。従って、本発明のシステムは、ウエハ内の破壊的干渉に対してロバストである。

［２８］本発明の任意の態様によれば、偏向検出器は、位置検出器を含んでおり、位置検出器は、単一ビームが平坦な較正面で反射するときに、ゼロ位置が位置検出器上にあるように、システム内に配置されている。

［２９］本発明の文脈における位置検出器は、位置感知装置および／または位置感知検出器であり、ＰＳＤとも呼ばれる。位置検出器は、位置光検出器または光学位置センサであり、ＯＰＳとも呼ばれ、センサ表面上の１次元または２次元の光スポットの位置を測定することができる。位置検出器は、例えば等方性センサであり、より具体的には、四象限光検出器である。あるいは、位置検出器がディスクリートセンサである。位置検出器のセンサ表面は感光面であり、数十センチ方形または数百センチ方形である。換言すれば、位置検出器上の反射光によって形成されるスポットの大きさとセンサ表面の領域との間には、少なくともファクター１０が存在する。本発明に係るシステムにおける位置検出器の位置決めは、単一ビームが平坦な較正面上で反射するときに、位置検出器上の較正スポットによってゼロ位置が形成されるようなものである。次いで、このゼロ位置を（ｘ；ｙ）デカルト座標系の原点として使用して、反射スポットの座標を決定し、単一ビームがウエハの表面上で反射するときに位置検出器上に形成される単一反射スポットの位置の決定を可能にし、ここで、方向ｙはサセプタの半径に平行であり、方向ｘはサセプタ上の一定半径線の接線であり、方向ｙに垂直である。好ましくは、位置検出器は、ゼロ位置が位置検出器の中心に位置するように、すなわち、ゼロ位置が位置検出器のセンサ表面の中心にあるように位置決めされる。位置検出器は、単一ビームがウエハ表面上で反射するときに、位置が位置検出器上にあるように、システム内に位置決めされる。

［３０］四象限光検出器は、４つの活性フォトダイオード領域を含むシリコン光検出器である。四象限光検出器は、光ビームの位置の極めて小さな変化を測定することができ、光ビームのセンタリング、無効化（nulling）、ならびに位置変位の検出および測定に使用される。本発明に係るシステムにおける四象限光検出器の位置決めは、単一ビームが平坦な較正面上で反射するときに、四象限光検出器上の較正スポットによってゼロ位置が形成されるようになっている。次いで、このゼロ位置は、単一ビームがウエハの表面上で反射するときに、四象限光検出器上に形成される反射スポットの位置の決定のための（ｘ；ｙ）デカルト座標系の原点として使用され、ここで、方向ｙはサセプタの半径に平行であり、方向ｘはサセプタ上の一定半径線の接線であり、方向ｙに垂直である。好ましくは、四象限光検出器は、ゼロ位置が四象限光検出器の中心に位置するように、すなわち、ゼロ位置が位置検出器の四象限によって形成されるセンサ表面の中心にあるように、すなわち、ゼロ位置が（ｘ；ｙ）デカルト座標の原点になるように位置決めされる。

［３１］本発明の任意の態様によれば、位置検出器は光強度センサを含む。

［３２］光強度センサは、例えば、光検出器またはフォトレジスタである。光強度センサは、単一ビームが平坦な較正面上で反射するときに、ゼロ位置が光上においてセンサにあるように、システム内に配置される。

［３３］ウエハがサセプタ上に同心円状に配置される単一のウエハ構成の場合、偏向検出器によってｙ信号が生成され、当該ｙ信号は、ウエハの表面上で反射されている単一ビームに対応する反射光によって、偏向検出器上に形成されるスポットのｙ位置に比例する。ｙ信号は、偏向検出器の方向ｙにおける偏向に比例する。偏向検出器の方向ｙにおける偏向は、ウエハ半径に対する半径方向の偏向である。半径方向の偏向は、サセプタの回転角度の関数として測定され、次いでサセプタの回転角度の関数としてプロットされる。半径方向の偏向のプロットは、その回転中にサセプタの起こり得る揺れを補正するために、曲率決定部によって正弦でフィッティングされる。正弦フィッティングのオフセットは、半径方向の偏向に比例し、それに伴って、ウエハの表面の曲率に比例する。好ましくは、正弦フィッティングが選択される。あるいは、別のフィッティング、例えば多項式フィッティングを選択することができる。

［３４］本発明の任意の態様によれば、システムは、サセプタと、前記サセプタ上にロードされたウエハとをさらに含んでおり；前記サセプタは、前記サセプタのサセプタ回転軸が前記単一ビームと平行になるように、前記単一ビームに対して垂直な平面で回転する。

［３５］このようにして、単一ビームは、較正ウエハの平坦な較正面を垂直に照射する。単一ビームが平坦な較正面上で輝くとき、サセプタのサセプタ回転軸が単一ビームに平行になるように、サセプタは単一ビームに垂直な平面で回転する。これにより、偏向検出器の較正をより容易にかつより正確に行うことができる。

［３６］もう１つのウエハは、制御された温度にあるサセプタ上に置く。サセプタは、使用される有機金属化合物に耐性のある材料から作られ、例えば、グラファイトが使用されることがある。窒化物および関連材料を成長させるためには、アンモニアまたはＮＨ_３ガスによる腐食を防止するために、グラファイトサセプタ上に特殊な被覆を施す必要がある。ＭＯＣＶＤを行うために使用される反応器の１つのタイプは、冷壁（cold-wall）反応器である。冷壁反応器では、基板はサセプタとしても作用するペデルタルによって支持される。ペデスタル／サセプタは、反応チャンバ内の熱エネルギーの主要源である。サセプタのみが加熱されるため、ガスは熱いウエハ表面に到達する前に反応しない。ペデスタル／サセプタは、炭素のような放射線吸収材料で作られる。

［３７］本発明の任意の態様によれば、光学装置は、単一ビームが前記サセプタ回転軸から所定の半径で前記ウエハの表面上で反射するように、前記単一ビームを前記ウエハの表面に向かってガイドするようにさらに適合される。

［３８］ウエハは、回転するサセプタ上に中央に配置される。単一ビームは、ウエハの中心から所定の半径で、ウエハの表面の上の所定の点で、光学ビューポートを通じて透過される。次いで、単一ビームは、ウエハの表面を横切る円形の経路を横断する。このようにして、本発明に係るシステムは、サセプタ上にロードされた各ウエハにわたる球状湾曲の決定を可能にする。

［３９］本発明の任意の態様によれば、前記曲率決定部は、前記サセプタの回転角度の関数として反射光の偏向を位置検出器にフィッティングさせることによって、前記ウエハの前記表面の前記曲率を決定するようにさらに構成される。

［４０］サセプタの表面は単一ビームに垂直であり、ウエハは一次放物形状に変形するという仮定の下で、偏向は、常に中心からウエハの外側に向かう線に沿った一方向に生じる。ｙ信号は偏向検出器によって生成され、当該ｙ信号は、ウエハの表面上で反射されている単一ビームに対応する反射光によって、偏向検出器上に形成されるスポットのｙ位置に比例する。ｙ信号は、偏向検出器の方向ｙにおける偏向に比例する。偏向検出器の方向ｙにおける偏向は、ウエハ半径に対する半径方向の偏向である。半径方向の偏向はサセプタの回転角度の関数として測定され、次いでサセプタの回転角度の関数としてプロットした。半径方向の偏向のプロットは、サセプタの起こり得る揺れを補正するために、曲率決定部によって正弦でフィッティングされる。実際、正弦フィッティングは、単一ビームがサセプタに対して完全に垂直ではないという事実を補正し、正弦フィッティングはまた、サセプタの回転運動に伴う揺れを補正し、揺れはサセプタの周辺で強調され、結果としてサセプタの揺れはエピタキシャル特性が低下する。正弦のオフセットは、半径方向の偏向に比例し、それに伴って、サセプタの１つの完全な回転にわたって、ウエハの表面の曲率に比例する。好ましくは、正弦フィッティングが選択される。あるいは、別のフィッティング、例えば多項式フィッティングを選択することができる。

［４１］本発明の任意の態様によれば、曲率決定部は、サセプタの回転角度の関数として反射光の偏向のフィッティングのオフセットを決定するようにさらに構成され、これにより、ウエハの表面の曲率を決定する。

［４２］本発明の任意の態様によれば、前記システムは、サセプタと、前記サセプタ上にロードされた複数のウエハとをさらに含んでおり；前記サセプタは、前記サセプタのサセプタ回転軸が前記単一ビームと平行になるように、前記単一ビームに垂直な平面で回転する。

［４３］本発明の任意の態様によれば、前記光学装置は、前記単一ビームが前記サセプタ回転軸から所定の半径で前記複数のウエハの前記表面上で反射するように、前記単一ビームを前記複数のウエハの表面に向かってガイドするようにさらに適合される。

［４４］ウエハは回転するサセプタ上に置かれる。単一ビームは、サセプタの中心から所定の半径でサセプタの上の所定の点で光学ビューポートを通じて透過される。次いで、単一ビームは、ウエハの表面を横切る曲線経路を横断する。ここで、単一ビームは、第１のウエハを横切って、次いでサセプタの一部、次いで第２のウエハ、次いでサセプタの別の部分、次いで第３のウエハ等を横断する。このようにして、本発明に係るシステムは、サセプタ上にロードされた各ウエハにわたる球状湾曲の決定を可能にする。

［４５］本発明の任意の態様によれば、前記曲率決定部は、前記サセプタの回転角度の関数として前記位置検出器上の前記反射光の偏向を導き出すことによって、前記複数のウエハの前記表面のそれぞれの前記曲率を決定するようにさらに構成される。

［４６］マルチウエハ構成の場合、およびサセプタの表面が単一ビームに垂直であり、ウエハが１次放物形状に変形するという仮定の下では、変更はｘおよびｙ方向に生じ、方向ｙはサセプタ半径の方向に平行であり、方向ｘは方向ｙに垂直である。位置検出器上の方向ｘに沿った反射光の偏向のｘ信号は、回転角度の関数として偏向検出器によって生成される。次いで、曲率決定部は、サセプタの回転角度の関数としてｘ信号の微分係数を決定し、それにより、サセプタ上で遭遇するウエハのそれぞれに対するサセプタの回転角度の関数として接線方向の偏向を決定する。次いで、ウエハがサセプタ上で入射光に遭遇する角度範囲のｘ信号の傾きを使用して、この特定のウエハの表面の曲率を計算する。あるいは、微分係数は、サセプタの回転角度の関数として計算され、時間の経過と共に平均化され、それによって、サセプタ上の全てのウエハに対する表面の平均曲率を決定する。

［４７］本発明の任意の態様によれば、曲率決定部は、複数のウエハの表面のそれぞれについて、サセプタの回転角度の関数として、位置検出器上の反射光の偏向の傾きを決定し、時間の経過と共に傾きを平均化するようにさらに構成され、それによって、複数のウエハの表面のそれぞれの曲率を決定するように構成される。

［４８］本発明の任意の態様によれば、前記システムは、複数の多波長光源モジュールをさらに含んでおり、前記多波長光源モジュールのそれぞれは、１つ以上の入射光ビームを放射するように適合され、前記１つ以上の入射光ビームのそれぞれは、複数の波長を含んでいる。

［４９］本発明の任意の態様によれば、システムは、複数の多波長光源モジュールをさらに含んでおり、多波長光源モジュールのそれぞれは、１つ以上の入射光ビームを放射するように適合され、１つ以上の入射光ビームのそれぞれは、複数の波長を含んでおり、光学装置は、単一ビームが表面上の単一測定スポットでウエハの表面に当たるように、１つ以上の入射光ビームを単一ビームに統合するようにさらに構成される。

［５０］本発明の第２の態様によれば、ウエハの表面の曲率をインサイチュで測定する方法が提供され、前記方法は、
多波長光源モジュールを設けるステップと；
前記多波長光源モジュールが、複数の波長を含んでいる入射光を放射することを可能にするステップと；
前記入射光を単一ビームに統合するステップと；
前記単一ビームが前記表面上において単一測定スポットで表面に当たるように、前記単一ビームをウエハの表面に向かってガイドするステップと；
前記単一測定スポットで前記表面上において反射されている前記単一ビームに対応する反射光から前記ウエハの前記表面の曲率を決定するステップと；を含んでいる。

［５１］本発明に係る方法は、１つ以上のウエハの表面の曲率のインサイチュでの決定を可能にし、ウエハは、マルチウエハエピタキシャル反応器内で回転するサセプタ上にロードされる。本発明に係る方法は、複数の波長を含む入射光を放出する多波長光源モジュールを設けることを含む。入射光は、１つ以上の入射光ビームを含んでいてもよく、入射光ビームのそれぞれは、複数の波長を含み、複数の波長のうちの少なくとも２つの波長は、少なくとも５ｎｍ互いに離れている。換言すれば、本発明に係る入射光は、少なくとも２つの異なる波長、例えば、３つ、４つ、５つ等の異なる波長を含む。このように、ウエハ内の入射光に対する破壊的干渉が存在する場合、複数の波長のうちの少なくとも１つの波長は、ウエハの表面によって反射され、偏向検出器上の反射スポットとして収集され、それによって、ウエハの表面の曲率の決定が可能になる。換言すれば、破壊的干渉を与えるウエハの表面上で成長またはエッチングされる層厚の数値は、入射光が複数の波長を含む場合には入射光が単一の波長を含む場合よりも強く減少し、それによって、ウエハの表面の曲率を決定する可能性が高まる。従って、本発明の方法は、ウエハ内の破壊的干渉に対してロバストである。

［５２］入射光は単一ビームに統合される。多波長光源モジュールが、例えば２つ以上のレーザを含む場合、レーザは、ウエハの表面での反射の前にレーザによって放射される光ビーム間の距離がより好ましくは１ｍｍ未満であるように、重ね合わされる。例えば、複屈折素子は、入射光が複屈折素子を通過するように、多波長光源と表面との間に配置され、複屈折素子の主軸は、入射光が単一ビームに統合されるように、入射光に対して配向される。あるいは、所定の波長までしか反射しないコールドミラーが設けられている。この所定の波長を超える入射光の全ての波長は、サセプタ上に配置されたウエハの表面に向かって透過されることになる。コールドミラーは、コールドミラーが、例えばレーザのような入射光を単一ビームに重ね合わせるように、多波長光源と表面との間の入射光において４５度の角度下に配置することができる。

［５３］単一ビームは、ウエハの表面上において単一の測定スポットでウエハの表面に当たる。換言すれば、単一ビームがウエハの表面に当たると、ウエハの表面上に１つの測定スポットのみが形成される。本発明に係る方法では、表面の曲率を決定するためにウエハの表面上において２つの測定スポットを必要としない。多波長光源モジュールが白色光源または広帯域光源を含む場合、ウエハ表面上に形成される単一の測定スポットは、好ましくは５ｍｍ未満、より好ましくは１ｍｍ未満の直径を有する。多波長光源モジュールが２つ以上のレーザを含む場合、２つ以上のレーザは、ウエハの表面での反射の前に単一ビームでレーザによって放出される光ビーム間の距離がより好ましくは１ｍｍ未満であるように、光学装置によって重ね合わされる。２つ以上のレーザによって生成された単一のビームがウエハの表面に当たる場合、ウエハの表面上に形成された単一測定スポットは、好ましくは、５ｍｍ未満、より好ましくは１ｍｍ未満の直径を有する。

［５４］本発明の任意の態様によれば、前記方法は、
偏向検出器を設けるステップと；
表面上で反射されている前記単一ビームに対応する前記反射光を前記偏向検出器で収集するステップと；
前記単一ビームが平坦な較正面上で反射するときに、前記偏向検出器上の前記反射光によって形成される較正スポットのゼロ位置を決定するステップと；
前記ゼロ位置に対して、前記単一ビームがウエハの表面上で反射するときに、前記偏向検出器上の前記反射光によって形成される反射スポットの位置を決定し、それによって、前記ウエハの前記表面の前記曲率を決定するステップと；をさらに含んでいる。

［５５］本発明により、ゼロ位置に対して、偏向検出器上の１つの反射スポットの位置のみから、ウエハの表面の曲率を決定することができる。ゼロ位置は、入射光が平坦な較正面で反射し、偏向検出器の較正スポット形成するとき、システムの較正中に測定される。例えば、平坦な較正表面は、反応器内でインサイチュで位置決めされた較正ウエハの表面に対応する。較正ウエハは、例えば２００μｍ～１ｍｍの間で構成される厚さを証明するウエハであり、このウエハの表面は、例えばこの表面のレリーフが、ウエハの厚さの２％未満の互いに離れた２つの平行な平面の間に構成される場合、平坦な較正表面である。例えば、ウエハの典型的な湾曲値または曲率値は、５０μｍ凹～２００μｍ凸面の間の範囲である。本発明に係る方法は、１０μｍの湾曲または曲率を解明するように適合される。較正ウエハは、例えば少なくとも＋／－５μｍの範囲内で平坦であるべきである。

〔図面の簡単な説明〕
［５６］図１Ａ～図１Ｃは、システムの較正中の本発明に係るシステムの一実施形態を概略的に示す。

［５７］図２Ａ～図２Ｃは、本発明に係るシステムの一実施形態を概略的に示す。

［５８］図３Ａ～図３Ｃは、本発明に係るシステムの一実施形態を概略的に示し、多波長光源モジュールは３つのレーザ源を含む。

［５９］図４Ａ～図４Ｃは、本発明に係るシステムの一実施形態を概略的に示し、システムは、１つ以上の入射光ビームを放射するようにそれぞれ適合された複数の多波長光源モジュールをさらに含む。

［６０］図５Ａは、偏向検出器の位置検出器の一実施形態を概略的に示す。図５Ｂは、単一のウエハ構成の一実施形態を概略的に示す。図５Ｃは、単一のウエハ構成におけるサセプタの回転角度の関数として、位置検出器上の反射光の正規化された偏向の一実施形態を概略的に示す。図５Ｄは、マルチウエハ構成の一実施形態を概略的に示す。図５Ｅは、マルチウエハ構成におけるサセプタの回転角度の関数としての反射光の強度の一実施形態を概略的に示す。

［６１］図６は、マルチウエハ構成に対するサセプタの回転角度の関数として、位置検出器上の反射光の正規化された偏向を概略的に示す。

［６２］図７は、時間の関数としてのウエハの表面の曲率の決定を概略的に示す。

［６３］図８は、単一波長を含んでいる入射光に対応する反射光の測定された強度と、２つの波長を含んでいる入射光に対応する反射光の測定された強度と、の両方を時間の関数として示す。

［６４］図９は、単一波長を含んでいる入射光に対応する反射光の測定された強度を、ウエハの表面上に成長されている層の厚さの関数として概略的に示す。

［６５］図１０は、単一波長を含んでいる入射光に対応する反射光の測定された強度と、２つの波長を含んでいる入射光に対応する反射光の測定された強度と、の両方をウエハの表面上に成長されている層の厚さの関数として、概略的に示す。

［６６］図１１は、本発明に係る方法のステップの一実施形態を概略的に示す。

〔実施形態の詳細な説明〕
［６７］図１に示す一実施形態によれば、本発明に係るシステム１は、サセプタ１０５上にロードされた平坦な較正面２１を用いて較正されている。サセプタ１０５は、単一ビーム５に対して垂直な平面でインサイチュで回転してもよい。システム１は、ウエハの表面の曲率をインサイチュでの測定に適している。例えば、システム１は、サセプタ１０５上にロードされたウエハの表面の曲率を、例えばＰＥＣＶＤプロセス、ＣＶＤプロセス、ＭＯＣＶＤプロセス、ＭＢＥプロセスなどで成長中にインサイチュで決定するのに適している。システム１はまた、エッチングプロセスの間、例えばＩＣＰプロセス、ＣＶＤプロセスなどの間、サセプタ１０５上にロードされたウエハの表面の曲率をインサイチュで決定するのに適している。システム１は、３つの波長３０１；３０２；３０３を含む入射光３を放射する多波長光源モジュール１０１を含む。別の実施形態によれば、多波長光源モジュール１０１は、２つより多い波長３０１；３０２；３０３、例えば２つ、３つ、４つ、５つ、６つの波長などを含む入射光３を放射する。多波長光源モジュール１０１は、例えば２つ以上のレーザ源、例えば２つ、３つ、４つ、５つのレーザ源などを含む。多波長光源モジュール１０１は、例えば白色光源を含む。多波長光源モジュール１０１は、例えば広帯域光源を含む。波長３０１；３０２；３０３のうちの少なくとも２つは、少なくとも５ｎｍ互いに離れている。システム１の光学装置１０４は、入射光３を単一ビーム５に統合する。光学装置１０４は、例えば、単一ビーム５を平坦な較正面２１に向かってガイドするビームスプリッタキューブ４３８を含む。別の実施形態によれば、システム１の光学装置１０４は、例えば、単一ビーム５を平坦な較正面２１に向かってガイドする半透明鏡４３８を含む。別の実施形態によれば、システム１の光学装置１０４は、入射光３を単一ビーム５に統合するためのピンホールをさらに含む。システム１は、単一測定スポット２０２で平坦な較正面２１上で反射されている入射光３に対応する反射光４を収集する偏向検出器１０２をさらに含む。偏向検出器１０２は、図１Ｂ上の拡大図で見えるように、単一測定スポット２０２で、光学装置１０４から、平坦な較正面２１上の単一ビーム５の反射を収集する。単一測定スポット２０２は、較正面２１上に数ミリメートル、好ましくは較正面２１上に５ミリメートル未満の直径を有する。システム１は、単一測定スポット２０２で平坦な較正面２１上に反射されている単一ビームに対応する反射光４からウエハの表面の曲率を決定する曲率決定部１０３をさらに含む。曲率決定部１０３は、単一測定スポット２０２で、単一ビーム５が平坦な較正面２１上で反射するときに、偏向検出器１０２上の反射光４によって形成される単一較正スポット３１０のゼロ位置３０を決定する。偏向検出器１０２上の単一較正スポット３１０は、図１Ｃ上の拡大図で見えるように、数ミリメートル、好ましくは５ミリメートル未満の直径を有する。偏向検出器１０２は、実際に、単一ビーム５が単一測定スポット２０２で平坦な較正面２１上で反射するときに、位置検出器１２０上のゼロ位置３０となるようにシステム１内に配置される位置検出器１２０を含む。このようにして、システム１は、平坦な較正面２１の曲率の決定によって較正され、システム１によるウエハの表面の曲率の以下の決定は、平坦な較正面２１の曲率に関して行われる。曲率決定部１０３は、動作上、偏向検出器１０２に結合される。偏向検出器１０２は、曲率決定部１０３を含む。別の実施形態によれば、曲率決定部１０３は、本発明に係るシステム１の遠隔ユニットであり、偏向検出器１０２と、遠隔で、例えばイーサネットを介して、無線で、または偏向検出器１０２に直接接続されることによって通信する。

［６８］図２Ａに示す一実施形態によれば、本発明に係るシステム１は、サセプタ１０５上にロードされているウエハ２の表面２０の曲率２００を決定するために使用される。サセプタ１０５は、単一ビーム５がサセプタ回転軸１５１から所定の半径でウエハ２の表面２０上で反射するように、単一ビーム５に対して垂直な平面１５０内でインサイチュで回転する。例えば、システム１は、サセプタ１０５上にロードされたウエハ２の表面２０の曲率２００を、例えば、ＰＥＣＶＤプロセス、ＣＶＤプロセス、ＭＯＣＶＤプロセス、ＭＢＥプロセスなどにおける成長中に、インサイチュで決定するのに適している。システム１はまた、エッチングプロセス、例えばＩＣＰプロセス、ＣＶＤプロセスなどの間、サセプタ１０５上にロードされたウエハ２の表面２０の曲率２００をインサイチュで決定するのに適している。システム１は、３つの波長３０１；３０２；３０３を含む入射光３を放射する多波長光源モジュール１０１を含む。別の実施形態によれば、多波長光源モジュール１０１は、２つより多い波長３０１；３０２；３０３、例えば２つ、３つ、４つ、５つ、６つの波長などを含む入射光３を放射する。多波長光源モジュール１０１は、例えば白色光源１１４を含む。多波長光源モジュール１０１は、例えば広帯域光源１１５を含む。波長３０１；３０２；３０３のうちの少なくとも２つは、少なくとも５ｎｍ互いに離れている。システム１の光学装置１０４は、入射光３を単一ビーム５に統合する。光学装置１０４は、例えば単一ビーム５をウエハ２の表面２０に向かってガイドするビームスプリッタキューブ４３８を含む。別の実施形態によれば、システム１の光学装置１０４は、例えば単一ビーム５をウエハ２の表面２０に向かってガイドする半透明鏡４３８を含む。別の実施形態によれば、システム１の光学装置１０４は、入射光３を単一ビーム５に統合するためのピンホールをさらに含む。システム１は、図２Ｂの拡大図で見えるように、単一測定スポット２０２で表面２０上に反射されている単一ビーム５に対応する反射光４を収集する偏向検出器１０２をさらに含む。単一測定スポット２０２は、表面２０上で数ミリメートル、好ましくは表面２０上で５ミリメートル未満の直径を有する。偏向検出器１０２は、単一測定スポット２０２で、表面２０上の単一ビーム５の反射を光学装置１０４から収集する。システム１は、単一測定スポット２０２で表面２０において反射されている単一ビーム５に対応する反射光４からウエハ２の表面２０の曲率２００を決定する曲率決定部１０３をさらに含む。図１Ａに記載されているような較正中、曲率決定部１０３は、単一ビーム５が単一測定スポット２０２で平坦な較正面２１上において反射するとき、偏向検出器１０２上の反射光４によって形成される単一較正スポット３１０のゼロ位置３０を決定した。曲率決定部１０３は、図２Ｃの拡大図で見えるように、単一ビーム５が単一測定スポット２０２でウエハ２の表面２０上において反射するとき、偏向検出器１０２上の反射光４によって形成される単一反射スポット３１１の位置３１を決定する。偏向検出器１０２上の単一反射スポット３１１は、数ミリメートル、好ましくは５ミリメートル未満の直径を有する。次いで、曲率決定部１０３は、偏向検出器１０２上、より具体的には、前記サセプタ１０５の回転角度の関数としての位置検出器１２０上の反射光４の偏向をフィッティングすることによって、ウエハ２の表面２０の曲率２００を決定する。曲率決定部１０３は、動作上、偏向検出器１０２に結合される。偏向検出器１０２は、曲率決定部１０３を含む。別の実施形態によれば、曲率決定部１０３は、本発明に係るシステム１の遠隔ユニットであり、偏向検出器１０２と、遠隔で、例えばイーサネットを介して、無線で、または偏向検出器１０２に直接接続されることによって通信する。

［６９］図３Ａに示す一実施形態によれば、本発明に係るシステム１は、サセプタ１０５上にロードされているウエハ２の表面２０の曲率２００を決定するために使用される。サセプタ１０５は、単一ビーム５がサセプタ回転軸１５１から所定の半径でウエハ２の表面２０上において反射するように、単一ビーム５に対して垂直な平面１５０内で、インサイチュで回転する。例えば、システム１は、サセプタ１０５上にロードされたウエハ２の表面２０の曲率２００を、例えばＰＥＣＶＤプロセス、ＣＶＤプロセス、ＭＯＣＶＤプロセス、ＭＢＥプロセスなどにおける成長中に、インサイチュで決定するのに適している。システム１はまた、エッチングプロセス、例えばＩＣＰプロセス、ＣＶＤプロセスなどの間、サセプタ１０５上にロードされたウエハ２の表面２０の曲率２００をインサイチュで決定するのに適している。システム１は、３つの波長３０１；３０２；３０３を含む入射光３を放射する多波長光源モジュール１０１を含む。別の実施形態によれば、多波長光源モジュール１０１は、２つより多い波長３０１；３０２；３０３、例えば２つ、３つ、４つ、５つ、６つの波長などを含む入射光３を放射する。多波長光源モジュール１０１は、例えば２つ以上のレーザ源１１１；１１２；１１３、例えば２つ、３つ、４つ、５つのレーザ源などを含む。波長３０１；３０２；３０３のうちの少なくとも２つは、少なくとも５ｎｍ互いに離れている。システム１は、光学装置１０４をさらに含む。光学装置は、入射光３を単一ビーム５に統合する。別の実施形態によれば、システム１の光学装置１０４は、入射光３を単一ビーム５に統合するためのピンホールをさらに含む。光学装置１０４は、例えば、３つのレーザ源１１１；１１２；１１３から来る入射光３を単一ビーム５に統合する１つ以上の複屈折素子４３９および／または１つ以上のコールドミラー４３９を含む。光学装置１０４は、例えば、単一ビーム５をウエハ２の表面２０に向かってガイドするビームスプリッタキューブ４３８をさらに。別の実施形態によれば、システム１の光学装置１０４は、例えば、単一ビーム５をウエハ２の表面２０に向かってガイドする半透明鏡４３８を含む。システム１は、表面２０上において反射されている入射光３に対応する反射光４を収集する偏向検出器１０２をさらに含む。偏向検出器１０２は、光学装置１０４から、表面２０上の単一ビーム５の反射を収集する。システム１は、図３Ｂの拡大図で見えるように、単一測定スポット２０２で表面２０上において反射されている単一ビーム５に対応する反射光４からウエハ２の表面２０の曲率２００を決定する曲率決定部１０３をさらに含む。単一測定スポット２０２は、表面２０上で数ミリメートル、好ましくは表面２０上で５ミリメートル未満の直径を有する。図１Ａに記載されているような較正中、曲率決定部１０３は、単一ビーム５が単一測定スポット２０２で平坦な較正面２１上において反射するとき、偏向検出器１０２上の反射光４によって形成される単一較正スポット３１０のゼロ位置３０を決定した。曲率決定部１０３は、図３Ｃの拡大図で見えるように、単一ビーム５が単一測定スポット２０２でウエハ２の表面２０上において反射するとき、偏向検出器１０２上の反射光４によって形成される単一反射スポット３１１の位置３１を決定する。偏向検出器１０２上の単一反射スポット３１１は、数ミリメートル、好ましくは５ミリメートル未満の直径を有する。次いで、曲率決定部１０３は、偏向検出器１０２の上に、より具体的には前記サセプタ１０５の回転角度の関数としての位置検出器１２０上の反射光４の偏向をフィッティングすることによって、ウエハ２の表面２０の曲率２００を決定する。曲率決定部１０３は、動作上、偏向検出器１０２に結合される。偏向検出器１０２は、曲率決定部１０３を含む。別の実施形態によれば、曲率決定部１０３は、本発明に係るシステム１の遠隔ユニットであり、偏向検出器１０２と、遠隔で、例えばイーサネットを介して、無線で、または偏向検出器１０２に直接接続されることによって通信する。

［７０］図４Ａに示される一実施形態によれば、本発明に係るシステム１は、サセプタ１０５上にロードされているウエハ２の表面２０の曲率２００を決定するために使用される。サセプタ１０５は、単一ビーム５がサセプタ回転軸１５１から所定の半径でウエハ２の表面２０上で反射するように、単一ビーム５に対して垂直な平面１５０内でインサイチュで回転する。例えば、システム１は、サセプタ１０５上にロードされたウエハ２の表面２０の曲率２００を、例えばＰＥＣＶＤプロセス、ＣＶＤプロセス、ＭＯＣＶＤプロセス、ＭＢＥプロセスなどにおける成長中に、インサイチュで決定するのに適している。システム１はまた、エッチングプロセス、例えばＩＣＰプロセス、ＣＶＤプロセスなどの間、サセプタ１０５上にロードされたウエハ２の表面２０の曲率２００をインサイチュで決定するのに適している。システム１は、３つの多波長光源モジュール１０１；１０２；１０３を含み、多波長光源モジュール１０１；１０２；１０３の各々は１つの入射光ビーム３を放射し、１つ以上の入射光ビーム３の各々は、３つの波長３０１；３０２；３０３；３１１；３１２；３１３；３２１；３２２；３２３を含む。別の実施形態によれば、システム１は、複数の、例えば２つ、３つ、４つ、５つなどの多波長光源モジュールを含む。さらに別の実施形態によれば、多波長光源モジュール１０１；１０２；１０３の各々は、１つ以上の、例えば１つ、２つ、３つ、４つ、５つなどの入射光ビーム３を放射し、ここで１つ以上の入射光ビーム３の各々は、複数の波長、例えば２つ、３つ、４つ、５つ、６つの波長などを含む。波長３０１；３０２；３０３；３１１；３１２；３１３；３２１；３２２；３２３のうちの少なくとも２つは、少なくとも５ｎｍ互いに離れている。システム１は、光学装置１０４をさらに含む。光学セットアップは、例えば、３つのレーザ源１１１；１１２；１１３から来る入射光３を単一ビーム５に統合する１つ以上の複屈折素子４３９および／または１つ以上のコールドミラー４３９を含む。光学セットアップ１０４は、例えば、単一ビーム５をウエハ２の表面２０に向かってガイドするビームスプリッタキューブ４３８をさらに。別の実施形態によれば、システム１の光学装置１０４は、入射光３を単一ビーム５に統合するためのピンホールをさらに含む。別の実施形態によれば、システム１の光学セットアップ１０４は、例えば、単一ビーム５をウエハ２の表面２０に向かってガイドする半透明鏡４３８を含む。システム１は、図４Ｂの拡大図で見えるように、単一測定スポット２０２で表面２０上において反射されている単一ビーム５に対応する反射光４を収集する偏向検出器１０２をさらに含む。単一測定スポット２０２は、表面２０上で数ミリメートル、好ましくは表面２０上で５ミリメートル未満の直径を有する。偏向検出器１０２は、光学装置１０４から、表面２０上の単一ビーム５の反射を収集する。システム１は、表面２０において反射されている単一ビーム５に対応する反射光４からウエハ２の表面２０の曲率２００を決定する曲率決定部１０３をさらに含む。図１Ａに記載されているような較正中、曲率決定部１０３は、単一ビーム５が平坦な較正面２１上で反射するときに、偏向検出器１０２上の反射光４によって形成される較正スポットのゼロ位置３０を決定した。曲率決定部１０３は、図４Ｃの拡大図で見えるように、単一ビーム５が単一測定スポット２０２でウエハ２の表面２０上において反射するとき、偏向検出器１０２上の反射光４によって形成される単一反射スポット３１１の位置３１を決定する。偏向検出器１０２上の単一反射スポット３１１は、数ミリメートル、好ましくは５ミリメートル未満の直径を有する。次いで、曲率決定部１０３は、偏向検出器１０２上、より具体的には、前記サセプタ１０５の回転角度の関数としての位置検出器１２０上の反射光４の偏向をフィッティングすることによって、ウエハ２の表面２０の曲率２００を決定する。曲率決定部１０３は、動作上、偏向検出器１０２に結合される。偏向検出器１０２は、曲率決定部１０３を含む。別の実施形態によれば、曲率決定部１０３は、本発明に係るシステム１の遠隔ユニットであり、偏向検出器１０２と、遠隔で、例えばイーサネットを介して、無線で、または偏向検出器１０２に直接接続されることによって通信する。

［７１］図５Ａに示される一実施形態によれば、偏向検出器１０２は、位置検出器１２０を含む。図５Ａの位置検出器１２０は、四象限光検出器である。本発明に係るシステム１の位置検出器１２０の位置決めは、単一ビーム５が平坦な較正面２１上で反射するとき、位置検出器１２０上の単一較正スポット３１０によってゼロ位置３０が形成されるといったものである。次いで、このゼロ位置３０は、入射光３が単一測定スポット２０２でウエハ２の表面２０上において反射するとき、位置検出器１２０上に形成される単一反射スポット３１１の位置３１を決定するための（ｘ；ｙ）デカルト座標系４２３；４２４の原点として使用されることが好ましく、方向ｙは、サセプタの半径に平行であり、方向ｘは、サセプタ上の一定の半径線の接線であり、方向ｙに垂直である。好ましくは、位置検出器１２０は、ゼロ位置３０が位置検出器１２０の中心にあるように、すなわち、ゼロ位置３０が位置検出器１２０の４つの象限によって形成されるセンサ表面の中心にあるように、すなわち、ゼロ位置３０が（ｘ；ｙ）デカルト座標４２３；４２４の原点であるように位置決めされる。偏向検出器１０２上の単一反射スポット３１１は、数ミリメートル、好ましくは５ミリメートル未満の直径を有する。偏向検出器１０２上の単一較正スポット３１０は、数ミリメートル、好ましくは５ミリメートル未満の直径を有する。好ましくは、単一反射スポット３１１は、偏向検出器１０２上に位置合わせされ、位置検出器１２０の４つの象限上に重なるように十分に大きい。換言すれば、単一反射スポット３１１は、最大の偏差を示し、４つの象限すべてで重なり合うようにゼロ位置３０をカバーするようなものである。図５Ｂに示される一実施形態によれば、単一のウエハ構成が、ウエハ２の表面２０の曲率を決定するために、概略的に描かれている。単一のウエハ２は、入射光の単一ビーム５がサセプタ回転軸１５１から所定の半径２０１でウエハ２の表面２０上において単一測定スポット２０２で反射するように、入射光の単一ビーム５に対して垂直な平面１５０でインサイチュで回転するサセプタ１０５上にロードされる。次いで、図５Ｃは、図５Ｂの単一のウエハ２の表面上において反射されている入射光に対応する反射光の方向ｙ４０６における偏向を、ウエハ２がロードされる図５Ｂのサセプタ１０５の回転角度４１１の関数として示す。図５Ｂの単一のウエハ２が平坦な較正面を含むとき、反射光の偏向は、サセプタ１０５の回転角度４１１の関数として測定され、図１Ａ～図４Ａの曲率決定部１０３は、正弦関数４２７を有する方向ｙに沿った位置検出器１２０上の反射光の偏向にフィットする。換言すれば、図１Ａ～図４Ａの曲率決定部１０３は、位置検出器１２０上の位置３１での反射光によって形成される方向ｙに沿った単一反射スポット３１１の偏向に、正弦関数４２７を用いるサセプタ１０５の回転角度の関数としてフィットする。正弦関数４２７のオフセット４３０は、サセプタ１０５上にロードされた単一のウエハの表面の曲率に対する較正として使用される。従って、本発明に係るシステム、より具体的には、図１Ａ～図４Ａの曲率決定部１０３は、位置検出器１２０上の反射光の方向ｙにおける偏向が回転中のサセプタ１０５の揺れのために、サセプタ１０５の回転角度４１１の関数として０の周りで振動するように較正される。従って、正弦関数４２７のオフセット４３０は、反射光の方向ｙ４０６における偏向上の０に対応する。図５Ｂの単一のウエハ２が平坦でない較正面である表面２０を含む場合、反射光の偏向は、サセプタ１０５の回転角度４１１の関数として測定され、図１Ａ～図４Ａの曲率決定部１０３は、正弦関数４２６を用いる位置検出器１２０上の反射光の偏向にフィットする。換言すれば、図１Ａ～図４Ａの曲率決定部１０３は、正弦関数４２６を用いるサセプタ１０５の回転角度の関数として、位置検出器１２０上の位置３１における反射光によって形成される単一反射スポット３１１の方向ｙ４０６における偏向にフィットする。正弦関数４２６は、正のオフセット４２９の周りで振動し、正弦関数４２６のオフセット４２９は、サセプタ１０５にロードされた単一のウエハ２の曲率を決定するために使用される。換言すれば、正弦関数４２６のオフセット４２９は、ウエハ２のウエハの湾曲に関する尺度である。正弦関数４２６のオフセット４２９は、正弦関数４２７のオフセット４３０よりも大きい。換言すれば、正弦関数４２６のオフセット４２９は、正である。図５Ｃのウエハ２の表面２０は、凸状である。図５Ｂの単一のウエハ２が、平坦でない較正面である表面２０を含む場合、方向ｙに沿った位置検出器１２０上の反射光の偏向は、サセプタ１０５の回転角度４１１の関数として測定され、図１Ａ～図４Ａの曲率決定部１０３は、正弦関数４２８を用いる方向ｙ４０６に沿った位置検出器１２０上の反射光の偏向にフィットする。換言すれば、図１Ａ～図４Ａの曲率決定部１０３は、位置検出器１２０上の位置３１での反射光によって形成される方向ｙに沿った単一反射スポット３１１の偏向を、正弦関数４２８を用いるサセプタ１０５の回転角度の関数としてフィットする。正弦関数４２８は、負のオフセット４３１の周りで振動し、正弦関数４２８のオフセット４３１は、サセプタ１０５上にロードされた単一のウエハ２の曲率を決定するために使用される。換言すれば、正弦関数４２８のオフセット４３１は、ウエハ２のウエハの湾曲に関する尺度である。正弦関数４２８のオフセット４３１は、正弦関数４２７のオフセット４３０よりも大きい。換言すれば、正弦関数４２８のオフセット４３１は、正である。図５Ｃのウエハ２の表面２０は、凹状である。図５Ｄに示される一実施形態によれば、３つのウエハ４３２；４３３；４３４の３つの表面の曲率を決定するためのマルチウエハ構成は、概略的に示される。３つのウエハ４３２；４３３；４３４は、入射光の単一ビーム５がサセプタ回転軸１５１から所定の半径でウエハ４３２；４３３；４３４の表面上で反射するように、入射光の単一ビーム５に垂直な平面１５０内でインサイチュで回転するサセプタ１０５上に、ロードされる。別の実施形態によれば、２つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、または８つより多いウエハをサセプタ１０５上にロードさせることができる。図１Ａ～図４Ａの曲率決定部１０３は、入射光がウエハ４３２；４３３；４３４の１つの表面上で反射するときに、偏向検出器１０２上の反射光の方向ｘに沿った偏向をサセプタ１０５の回転角度の関数として導出することによって、３つのウエハ４３２；４３３；４３４の各表面の曲率を決定する。換言すれば、図１Ａ～図４Ａの曲率決定部１０３は、入射光がサセプタ１０５上にロードされたウエハの表面に衝突し、サセプタ１０５の回転角度の関数としてウエハの表面において反射するとき、位置検出器１２０上の位置３１の反射光によって形成される単一反射スポット３１１の方向ｘにおける偏向を導出する。図５Ｅは、マルチウエハ構成における、より具体的には３つのウエハ４３２；４３３；４３４に対する、サセプタの回転角度４１１の関数としての反射光の強度４１５を概略的に示す。図５Ｅは、３つのウエハ４３２；４３３；４３４について層の厚さにおける勾配が存在することを示す。

［７２］図６は、３つのウエハ４３２；４３３；４３４がロードされるサセプタ１０５の回転角度４１１の関数として、方向ｙがサセプタ半径方向に平行で方向ｙに垂直な方向ｘに沿った図１Ａ～図４Ａのシステム１の位置検出器１２０上の反射光４の正規化された偏向４４０を概略的に示す。ウエハ中心角部分における正規化された偏向４４０の傾きは、対応するウエハの表面の曲率を示す情報を含む。ウエハがロードされるサセプタの回転角度４１１の関数としてウエハの表面で反射する反射光の正規化された偏向４４１は０に等しく、従ってウエハの表面の平坦な曲率を示す。ウエハがロードされたサセプタの回転角度４１１の関数としてウエハの表面で反射する反射光の正規化された偏向４４２の傾き４３５は正であり、従って、ウエハの表面の凸の曲率を示す。ウエハがロードされたサセプタの回転角度４１１の関数としてウエハの表面で反射する反射光の正規化された偏向４４３の傾き４３６は負であり、従って、ウエハの表面の凹の曲率を示す。

［７３］図７は、単一のウエハ構成について、時間４０３の関数として、本発明に係るシステム１によるウエハの表面の曲率２００の例を示す。ウエハの表面の曲率２００は、システム１の曲率決定部によって決定される。ウエハの表面の曲率２００が正であるとき、すなわち矢印４０５で示される範囲にあるとき、ウエハの表面は、定義により凸である。ウエハの表面の曲率２００が負であるとき、すなわち矢印４０４で示される範囲にあるとき、ウエハの表面は、定義により凹である。

［７４］図８は、単一のウエハ構成の場合における、時間４０７の関数としての反射光の強度４０６の例を示す。入射光は、強度４０９の場合において、６５８ｎｍで放射する単一レーザにより放射され、入射光は、強度４０８の場合において、互いに異なる２つの波長を含むデュアルレーザにより放射される。強度４０９の曲線上において見られるように、本発明に係るシステム１は、強度４０９が時間的にいくつかの場合にゼロに近いことを決定することを可能にし、それによって、これらの層の厚さについてのウエハ表面の曲率の決定を、この波長についておよびこれらの層の厚さについての破壊的干渉の存在のため、不可能にする。反対に、強度４０８の曲線上に見られるように、本発明に係るシステム１は、強度４０８が時間的にゼロに近いことはめったにないことを決定することを可能にし、それによって、ウエハの表面の曲率を決定する可能性を増加させる。

［７５］図９は、本発明に係るシステム１を用いたウエハの表面の曲率をインサイチュで決定するために、サセプタ上にロードされたウエハの表面の頂部に成長されている層の厚さ４１６の関数としての反射光の反射強度４１５の例を示す。プロット４１７は、ウエハの表面上において反射されている単一ビームとしての入射光に対応する反射光の反射強度に対応し、入射光は、レーザ源によって放射される６５８ｎｍの単一波長を含む。プロット４１８は、ウエハの表面上で反射されている単一ビームとしての入射光に対応する反射光の反射強度に対応し、入射光は、６５８ｎｍで放射するレーザ源とは異なるレーザ源によって放射される８０８ｎｍの単一波長を含む。プロット４１９は、ウエハの表面上で反射されている単一ビームとしての入射光に対応する反射光の反射強度に対応し、入射光は、６５８ｎｍで放射するレーザ源とは異なり、８０８ｎｍで放射するレーザ源とは異なるレーザ源によって放射される９８０ｎｍの単一波長を含む。図９から分かるように、プロット４１７、４１８、および４１９の反射強度４１５がゼロに近いウエハの表面の頂部において成長されている層のいくつかの厚さ４１６が存在し、それによって、これらの波長およびこれらの層の厚さに対する破壊的干渉の存在のために、これらの厚さにおけるウエハの表面の曲率の決定が不可能になる。さらに、反射強度４１５がゼロに近いウエハの表面の頂部において成長されている層の厚さ４１６は、各プロット４１７、４１８、または４１９に対して異なる。各プロット４１７、４１８、または４１９を用いると、これらのプロット４１７、４１８、または４１９に対する破壊的干渉の存在のためにウエハの曲率を決定することができないいくつかの厚さ４１６が存在する。

［７６］図１０は、本発明に係るシステム１によって特徴付けられているウエハ表面上に成長させた厚さ０ｎｍから１０００ｎｍの範囲の図９の拡大図を示す。従って、図１０は、本発明に係るシステム１を用いて、ウエハの表面の曲率のインサイチュでの決定のために、サセプタ上にロードされたウエハの表面の頂部において成長されている層の厚さ４１６の関数として、反射光の反射強度４１５を示す。プロット４１７は、ウエハの表面上で反射されている単一ビームとしての入射光に対応する反射光の反射強度に対応し、入射光は、レーザ源によって放射される６５８ｎｍの単一波長を含む。プロット４１８は、ウエハの表面上で反射されている単一ビームとしての入射光に対応する反射光の反射強度に対応し、入射光は、６５８ｎｍで放射されるレーザ源とは異なるレーザ源によって放射される８０８ｎｍの単一波長を含む。プロット４１０は、ウエハの表面上で反射されている単一ビームとしての入射光に対応する反射光の反射強度に対応し、入射光は、本発明に係る多波長光源モジュールによって放射される、６５８ｎｍおよび８０８ｎｍの両方の波長を含む。本発明に係る偏向検出器の検出限界４２５は、図１０にプロットされている。図１０から分かるように、プロット４１７および４１８の反射強度４１５がゼロに近いウエハの表面の頂部に成長されている層のいくつかの厚さ４１６が存在し、それによって、これらの波長に対する破壊的干渉の存在のために、これらの厚さにおけるウエハの表面の曲率の決定が不可能になる。さらに、反射強度４１５がゼロに近いウエハの表面の頂部において成長されている層の厚さ４１６は、各プロット４１７および４１８について異なる。各プロット４１７または４１８を用いると、いくつかの厚さ４１６が存在し、これらのプロット４１７または４１８に対して破壊的干渉が存在するため、ウエハの曲率を決定することができない。しかし、図１０から分かるように、破壊的干渉を与える層厚４１６の数は６５８ｎｍおよび８０８ｎｍの両方の波長を含む入射光に対応するプロット４１０に対して強く減少し、それによって、ウエハの表面の曲率を決定する可能性が高まる。

［７７］図１１は、ウエハ表面の曲率のインサイチュでの測定のための本発明に係る方法のステップを概略的に示す。ステップ４２０では、多波長光源モジュール１０１が設けられる。次いで、多波長光源モジュール１０１は、ステップ４２１において、複数の波長３０１；３０２；３０３を含む入射光３を放射する。ステップ４２２において、入射光３は、単一ビーム５が表面２０上の単一測定スポット２０２でウエハ２の表面２０に当たるように、単一ビーム５に統合される。次いで、ステップ４２３において、ウエハ２の表面２０の曲率２００は、単一測定スポット２０２でウエハ２の表面２０上で反射されている単一ビーム５に対応する反射光４から決定される。

［７８］本発明は特定の実施形態を参照して例示されているが、（ｉ）本発明は上述の例示的な実施形態の詳細に限定されず、かつ、（ｉｉ）本発明はその範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正を伴って実施されうることが、当業者には明らかである。従って、本実施形態は、全ての事項において、限定的ではなく例示的であると考慮されるべきである。本発明の範囲は、上述の明細書の記載によってではなく、添付のクレーム（特許請求の範囲）によって示される。従って、クレームの均等性の意味および範囲内に含まれる全ての変更は、本発明の範囲内中に包含されることが意図されている。換言すれば、基本的かつ根本的な原理の範囲内にあり、かつ、その本質的な属性が本特許出願においてクレームされている、任意および全ての修正、変形、または均等物をカバーすることが考慮されている。さらに、（ｉ）「comprising」（備えている，含んでいる，有している）または「comprise」（備える，含む，有する）という文言は他の要素またはステップを除外せず、（ｉｉ）「a」または「an」（ある，１つの）という文言は複数を除外せず、（ｉｉｉ）コンピュータシステム、プロセッサ、または別の統合されたユニット等の単一の要素がクレームに列挙された様々な手段（means）の機能を実現しうることが、本特許出願の読者によって理解されるであろう。クレームにおけるいかなる参照符号も、関連するそれぞれのクレームを限定するものとして解釈されるべきではない。「first」（第１）、「second」（第２）、「third」（第３）、「ａ」、「ｂ」、「ｃ」などの文言は、明細書またクレームにおいて使用される場合、同様の要素またはステップを区別するために導入されており、必ずしも連続的（逐次的）または時系列的な順序を記載している訳ではない。同様に、「top」（トップ，頂部）、「bottom」（ボトム，底部）、「over」（上に）、「under」（下に）などの文言は、説明の目的のために導入されており、必ずしも相対的な位置を示している訳ではない。（ｉ）このように使用されている各文言は、適切な状況下において交換可能であり、かつ、（ｉｉ）本発明の実施形態は、他の順序によって、または上述の説明または図示された実施形態とは異なる向きにおいて、本発明に応じた動作をすることが可能であると理解されるべきである。

図１Ａは、システムの較正中の本発明に係るシステムの一実施形態を概略的に示す。図１Ｂは、システムの較正中の本発明に係るシステムの一実施形態を概略的に示す。図１Ｃは、システムの較正中の本発明に係るシステムの一実施形態を概略的に示す。図２Ａは、本発明に係るシステムの一実施形態を概略的に示す。図２Ｂは、本発明に係るシステムの一実施形態を概略的に示す。図２Ｃは、本発明に係るシステムの一実施形態を概略的に示す。図３Ａは、本発明に係るシステムの一実施形態を概略的に示し、多波長光源モジュールは３つのレーザ源を含む。図３Ｂは、本発明に係るシステムの一実施形態を概略的に示し、多波長光源モジュールは３つのレーザ源を含む。図３Ｃは、本発明に係るシステムの一実施形態を概略的に示し、多波長光源モジュールは３つのレーザ源を含む。図４Ａは、本発明に係るシステムの一実施形態を概略的に示し、システムは、１つ以上の入射光ビームを放射するようにそれぞれ適合された複数の多波長光源モジュールをさらに含む。図４Ｂは、本発明に係るシステムの一実施形態を概略的に示し、システムは、１つ以上の入射光ビームを放射するようにそれぞれ適合された複数の多波長光源モジュールをさらに含む。図４Ｃは、本発明に係るシステムの一実施形態を概略的に示し、システムは、１つ以上の入射光ビームを放射するようにそれぞれ適合された複数の多波長光源モジュールをさらに含む。図５Ａは、偏向検出器の位置検出器の一実施形態を概略的に示す。図５Ｂは、単一のウエハ構成の一実施形態を概略的に示す。図５Ｃは、単一のウエハ構成におけるサセプタの回転角度の関数として、位置検出器上の反射光の正規化された偏向の一実施形態を概略的に示す。図５Ｄは、マルチウエハ構成の一実施形態を概略的に示す。図５Ｅは、マルチウエハ構成におけるサセプタの回転角度の関数としての反射光の強度の一実施形態を概略的に示す。図６は、マルチウエハ構成に対するサセプタの回転角度の関数として、位置検出器上の反射光の正規化された偏向を概略的に示す。図７は、時間の関数としてのウエハの表面の曲率の決定を概略的に示す。図８は、単一波長を含んでいる入射光に対応する反射光の測定された強度と、２つの波長を含んでいる入射光に対応する反射光の測定された強度と、の両方を時間の関数として示す。図９は、単一波長を含んでいる入射光に対応する反射光の測定された強度を、ウエハの表面上に成長されている層の厚さの関数として概略的に示す。図１０は、単一波長を含んでいる入射光に対応する反射光の測定された強度と、２つの波長を含んでいる入射光に対応する反射光の測定された強度と、の両方をウエハの表面上に成長されている層の厚さの関数として、概略的に示す。図１１は、本発明に係る方法のステップの一実施形態を概略的に示す。

Claims

ウエハの表面の曲率をインサイチュで測定するためのシステムであって、前記システムは、
複数の波長を含んでいる入射光を放射するように適合された、多波長光源モジュールと；
前記入射光を単一ビームに統合するように構成され、さらに、前記単一ビームが前記表面上において単一測定スポットで前記表面に当たるように、前記単一ビームをウエハの表面に向けてガイドするように構成された光学装置と；
前記単一測定スポットで前記表面上において反射されている前記単一ビームに対応する反射光から、前記ウエハの前記表面の曲率を決定するように構成された曲率決定部と；
単一測定スポットで表面上において反射されている前記単一ビームに対応する前記反射光を収集するように適合された、位置検出器を含む、偏向検出器と；
サセプタと、前記サセプタ上にロードされた前記ウエハとを含んでおり；
前記サセプタは、前記サセプタのサセプタ回転軸が前記単一ビームに平行になるように、前記単一ビームに垂直な平面で回転し、
前記曲率決定部は、前記単一ビームがウエハの表面上の単一測定スポットで反射する場合に、前記偏向検出器の前記位置検出器上に前記反射光によって形成される単一反射スポットの位置を決定するようにさらに構成され、
前記曲率決定部は、前記サセプタの回転角度の関数として、前記位置検出器上の前記単一反射スポットでの前記反射光の前記位置の偏向を、フィッティングし、回転中の前記サセプタの揺れを示す正弦関数を用いて、前記ウエハの表面を測定したときの正弦関数を評価することによって、前記ウエハの前記表面の前記曲率を決定するようにさらに構成される、システム。
前記多波長光源モジュールは、以下の（ｉ）～（ｉｉｉ）、
（ｉ）少なくとも２つの前記波長が少なくとも５ｎｍ互いに離れている、２つ以上のレーザ源；
（ｉｉ）白色光源；
（ｉｉｉ）広帯域光源；
のうちの１つ以上を含んでいる、請求項１に記載のシステム。
前記複数の波長のうちの少なくとも２つは、少なくとも５ｎｍ互いに離れている、請求項１に記載のシステム。
前記光学装置は、前記単一ビームが前記サセプタ回転軸から所定の半径で前記ウエハの前記表面上で反射するように、前記単一ビームを前記ウエハの表面に向かってガイドするようにさらに適合される、請求項１に記載のシステム。
前記システムは、サセプタと、前記サセプタ上にロードされた複数のウエハとをさらに含んでおり；前記サセプタは、前記サセプタのサセプタ回転軸が前記入射光に平行になるように、前記入射光に垂直な平面で回転する、請求項１に記載のシステム。
前記光学装置は、前記単一ビームが前記サセプタ回転軸から所定の半径で前記複数のウエハの前記表面上で反射するように、前記単一ビームを前記複数のウエハの表面に向かってガイドするようにさらに適合される、請求項５に記載のシステム。
前記曲率決定部は、前記サセプタの回転角度の関数として前記位置検出器上の前記反射光の偏向を導き出すことによって、前記複数のウエハの前記表面のそれぞれの前記曲率を決定するようにさらに構成される、請求項５に記載のシステム。
前記システムは、複数の多波長光源モジュールをさらに含んでおり、前記多波長光源モジュールのそれぞれは、１つ以上の入射光ビームを放射するように適合され、前記１つ以上の入射光ビームのそれぞれは、複数の波長を含んでいる、請求項１に記載のシステム。
ウエハの表面の曲率をインサイチュで測定する方法であって、前記方法は、
多波長光源モジュールを設けるステップと；
前記多波長光源モジュールが、複数の波長を含んでいる入射光を放射することを可能にするステップと；
前記入射光を単一ビームに統合するステップと；
その上にロードされた前記ウエハを含むサセプタを設けるステップであり、前記サセプタは、前記サセプタのサセプタ回転軸が前記単一ビームに平行になるように、前記単一ビームに垂直な平面で回転する、ステップと；
前記単一ビームが前記表面上において単一測定スポットで表面に当たるように、前記単一ビームを前記ウエハの表面に向かってガイドするステップと；
前記単一測定スポットで前記表面上において反射されている前記単一ビームに対応する反射光から前記ウエハの前記表面の曲率を決定するステップと；を含み、
位置検出器を含む偏向検出器上で、前記単一測定スポットで前記表面上において反射されている前記単一ビームに対応する前記反射光を収集するステップ；と、
前記単一ビームが前記ウエハの前記表面上の前記単一測定スポットで反射する場合に、前記偏向検出器の前記位置検出器上に前記反射光によって形成される単一反射スポットの位置を決定するステップ；と、
前記ウエハの前記表面の曲率を決定するステップは、前記サセプタの回転角度の関数として、前記位置検出器上の前記単一反射スポットでの前記反射光の前記位置の偏向を、フィッティングし、回転中の前記サセプタの揺れを示す正弦関数を用いて、前記ウエハの表面を測定したときの正弦関数を評価することによって、決定する、ステップに対応する、方法。