一种在线实时检测外延片温度的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体检测技术领域，特别涉及一种在线实时检测外延片温度的方 法。
【背景技术】
[0002] 温度是化学气相淀积（CVD)、分子束外延（MBE)等外延片工艺过程中的一个关键 检测因素。对于严格的反应条件，如高真空、高温、化学性质活泼的环境、高速旋转的衬底 等，对外延片的温度进行直接检测技术几乎是不可能的。因此，为了提高产品性能、减少生 产成本、优化工艺控制，现有技术通常是采用一种光学在线检测系统，采用基于热辐射的光 学测温技术，实时检测外延片生长过程中的外延片温度。
[0003] 但是，应用这种光学在线检测系统时，在外延片长膜的同时，反应腔窗口会镀上一 层或多层附加膜，而基于热辐射的光学测温技术受窗口镀膜的影响较大，致使外延片温度 实际值与检测值之间的偏差可达到l〇°C。对窗口进行清理或更换可以减小外延片温度实际 值与检测值之间的偏差，但是，对窗口进行清理或更换会给工艺线带来巨大的时间成本及 物资成本。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述问题，本发明提出了一种为基于热辐射的在线实时测温技术中引入 反射率衰减因子和热辐射衰减因子，从而消除反应腔窗口镀膜对在线实时温度检测值造成 的影响、提高在线实时温度检测值准确度的在线实时检测外延片温度的方法。
[0005] 本发明提供的在线实时检测外延片温度的方法包括以下步骤：
[0006] 步骤1 :根据外延片的热辐射强度L (入，T)，外延片的反射率R，反应腔窗口镀膜 引起的热辐射衰减因子ATt和所述反应腔窗口镀膜引起的反射率衰减因子AT K，计算黑体 辐射值Pb U，T)，
[0007]
【主权项】
1. 一种在线实时检测外延片温度的方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤1:根据外延片的热辐射强度L(A，T)，外延片的反射率R，反应腔窗口镀膜引起 的热辐射衰减因子ATt和所述反应腔窗口镀膜引起的反射率衰减因子ATK，计算黑体辐射 值PbU，T)，
(4) 其中， PbU，T)，黑体辐射值， L(A，T)，外延片的热辐射强度， R，外延片的反射率， ATt，反应腔窗口镀膜引起的热辐射衰减因子， ATK，反应腔窗口镀膜引起的反射率衰减因子，e(R/ATe), 外延片的热发射率， R，外延片的反射率， ATK，反应腔窗口镀膜引起的反射率衰减因子； 步骤2:根据所述黑体辐射值Pb (A，T)与所述外延片温度T的对应关系，得到所述外 延片的温度T， (5) 其中，
Pb (入，T)，理想黑体辐射值，h，普朗克常数， k，玻尔兹曼常数， c，光速， 入，波长， T，温度。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述反应腔窗口镀膜为理想不透明、光 滑、平整的表面时， 所述e(r/atk)=i-r/atk 其中， R，外延片的反射率， ATK，反应腔窗口镀膜引起的反射率衰减因子，e(R/ATe), 外延片的热发射率。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述反应腔窗口镀膜为透明、单面衬底 抛光， 所述 e(R/ATe) =ecarr(l-R/ATE)(l-Rdiff){l+R/ATE*Rdiff+(l-ecarr)[(Rdiff+R/ATE(1-Rdiff)2)]} 其中，e(R/ATe) ，外延片的热发射率， R，外延片的反射率， ATK，反应腔窗口镀膜引起的反射率衰减因子， Rdiff，不平滑衬底的散射率，e，石墨基座的热发射率， ATK，反应腔窗口镀膜引起的反射率衰减因子。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述外延片的反射率R的计算方法如下：
(1) 其中， R，外延片的反射率， m，参考光与入射光的光强比率， I&，外延片的反射光强度，
1#，外延片的参考光强度。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述m的值根！ 至IJ， 其中， Rgp具有标准反射率的外延片的反射率，m，参考光与入射光的光强比率， I&，外延片的反射光强度， 1#，外延片的参考光强度。
6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述反应腔窗口镀膜引起的反射率衰减 因子A1；的计算方法如下：
(2) 其中， ATK，反应腔窗口镀膜引起的反射率衰减因子， R，外延片的反射率， R。，外延片的理想反射率。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述反应腔窗口镀膜引起的热辐射衰减 因子八1\的计算方法如下： 其中， ATt，反应腔窗口镀膜引起的热辐射衰减因子， (3)
【专利摘要】本发明公开了一种在线实时检测外延片温度的方法，属于半导体检测技术领域。该方法通过引入镀膜窗口的反射率衰减因子和热辐射衰减因子，可以准确测量得到外延片的温度T。该方法能够消除反应腔窗口镀膜对在线实时温度检测值造成的影响、提高在线实时温度检测值准确度。
【IPC分类】G01J5-06
【公开号】CN104697643
【申请号】CN201310651793
【发明人】严冬, 李成敏, 叶龙茂, 王林梓, 刘健鹏
【申请人】北京智朗芯光科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月5日