[發明專利]一種基于實時光譜的外延片多參數原位監測方法和裝置

有效

• 申請號: 201710839795.9
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107611049B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 嚴冬;陳國杰;張莉
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L21/67
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 趙江艷

1.一種基于實時光譜的外延片多參數原位監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過原位監測裝置獲取外延片生長反應腔內的背景噪聲；

S2、通過原位監測裝置同時獲取生成各外延片對應的熱輻射光譜和至少五組反射光譜；

S3、對所述熱輻射光譜和反射光譜信號進行平滑、基線校正的預處理過程；

S4、根據預處理校正后的光譜對外延片信息進行解析，具體為：根據各個外延片對應的輻射光譜中的紅外光譜，計算得到各個外延片的溫度信息，根據各個外延片對應的至少五組反射光譜，計算得到外延片的反射率、厚度、生長率、光學常數、粗糙度、組分及比例；

S5、判斷該外延片的薄膜參數是否滿足工藝要求，若滿足要求，則進行后續工藝流程，并重復步驟S3～S5，不滿足要求，則停止當前工藝，進行相應修改后重復步驟S3～S5；

所述原位監測裝置包括：寬帶光源、光學組件、光譜儀、數據處理單元；所述寬帶光源用于產生寬帶光束；所述光學組件用于使所述寬帶光束經外延片生長反應室上的窗口垂直入射到各外延片上，以及使各外延片表面反射的光入射到所述光譜儀；

所述通過原位監測裝置同時獲取生成各外延片對應的輻射光譜和至少五組反射光譜包括以下步驟：

確定石墨盤每旋轉一周光譜儀采集數據的次數，其中，石墨盤每旋轉一周光譜儀采集數據的次數N1＝M/n，式中M為石墨盤外周上的外延片的數量，n為正整數，且M能被n整除；

根據石墨盤每旋轉一周光譜儀采集數據的次數以及所述石墨盤的旋轉周期T，得到光譜儀采集數據的周期，其中，所述光譜儀采集數據的周期為T1＝T/N1；

以石墨盤每旋轉兩圈為一個數據采集周期，在每個數據采集周期內，當石墨盤旋轉第一圈時，使所述寬帶光源不發光，光譜儀采集對應的各個外延片表面的反射光，記為第一光譜；當石墨盤旋轉第二圈時，使所述寬帶光源發光，光譜儀采集各個外延片表面的反射光，記為第二光譜，將各個外延片對應的第一光譜-背景噪聲，即生成對應外延片的熱輻射光譜，將各個外延片對應的第二光譜-各個外延片對應的第一光譜，即生成對應外延片的反射光譜；

連續改變每個數據周期對應的起始外延片，測量n個周期，使所述光譜儀采集的數據遍歷所有外延片，得到所有外延片的反射光譜和熱輻射光譜；

重復測量，得到所有外延片的至少五組反射光譜。

2.根據權利要求1所述的一種基于實時光譜的外延片多參數原位監測方法，其特征在于，通過原位監測裝置獲取外延片生長反應腔內的背景噪聲的方法為：薄膜生長開始前，在石墨盤上對應位置設置一個晶片，關閉所述寬帶光源，通過光譜儀測量一次數據，保存為背景噪聲。