[發明專利]一種在線實時檢測外延片溫度的方法

有效

• 申請號: 201310651793.9
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN104697643B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 嚴冬;馬鐵中;王林梓;劉健鵬
• 申請（專利權）人: 北京智朗芯光科技有限公司
• 主分類號: G01J5/06
• 分類號: G01J5/06
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉杰

本發明公開了一種在線實時檢測外延片溫度的方法，屬于半導體檢測技術領域。該方法通過引入鍍膜窗口的反射率衰減因子和熱輻射衰減因子，可以準確測量得到外延片的溫度T。該方法能夠消除反應腔窗口鍍膜對在線實時溫度檢測值造成的影響、提高在線實時溫度檢測值準確度。

技術領域

本發明涉及半導體檢測技術領域，特別涉及一種在線實時檢測外延片溫度的方法。

背景技術

溫度是化學氣相淀積（CVD）、分子束外延（MBE）等外延片工藝過程中的一個關鍵檢測因素。對于嚴格的反應條件，如高真空、高溫、化學性質活潑的環境、高速旋轉的襯底等，對外延片的溫度進行直接檢測技術幾乎是不可能的。因此，為了提高產品性能、減少生產成本、優化工藝控制，現有技術通常是采用一種光學在線檢測系統，采用基于熱輻射的光學測溫技術，實時檢測外延片生長過程中的外延片溫度。

但是，應用這種光學在線檢測系統時，在外延片長膜的同時，反應腔窗口會鍍上一層或多層附加膜，而基于熱輻射的光學測溫技術受窗口鍍膜的影響較大，致使外延片溫度實際值與檢測值之間的偏差可達到10℃。對窗口進行清理或更換可以減小外延片溫度實際值與檢測值之間的偏差，但是，對窗口進行清理或更換會給工藝線帶來巨大的時間成本及物資成本。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種為基于熱輻射的在線實時測溫技術中引入反射率衰減因子和熱輻射衰減因子，從而消除反應腔窗口鍍膜對在線實時溫度檢測值造成的影響、提高在線實時溫度檢測值準確度的在線實時檢測外延片溫度的方法。

本發明提供的在線實時檢測外延片溫度的方法包括以下步驟：

步驟1：根據外延片的熱輻射強度L（λ，T），外延片的反射率R，反應腔窗口鍍膜引起的熱輻射衰減因子ΔT_T和所述反應腔窗口鍍膜引起的反射率衰減因子ΔT_R，計算黑體輻射值P_b（λ，T），

其中，

P_b（λ，T），黑體輻射值，

L（λ，T），外延片的熱輻射強度，

R，外延片的反射率，

ΔT_T，反應腔窗口鍍膜引起的熱輻射衰減因子，

ΔT_R，反應腔窗口鍍膜引起的反射率衰減因子，

ε(R/ΔT_R)

，外延片的熱發射率，

R，外延片的反射率，

ΔT_R，反應腔窗口鍍膜引起的反射率衰減因子；

步驟2：根據所述黑體輻射值P_b（λ，T）與所述外延片溫度T的對應關系，得到所述外延片的溫度T，

其中，

P_b（λ，T），理想黑體輻射值，

h，普朗克常數，

k，玻爾茲曼常數，

c，光速，

λ，波長，

T，溫度。