硅复合物外延生长厚度的检测方法及硅复合物的制作方法技术

一种硅复合物外延生长厚度的检测方法，包括：将外延生长反应腔降至常温，在该反应腔内进行检测，或在保护气体保护下将生长硅复合物外延层的基片从外延生长反应腔移入另外的常温腔室内进行检测，所述检测包括：使用傅氏转换红外线光谱仪检测所述硅复合物中的成分及各元素的含量，使用椭圆偏光法检测所述生长的硅复合物的厚度；其中，如果所述厚度满足需求，则停止生长；如果所述厚度不满足需求，在所述外延生长反应腔内进行检测时，升温继续使硅复合物生长，在所述另外的常温腔室内进行检测时，在所述保护气体的保护下重新移入所述反应腔内，继续使硅复合物生长。采用本发明专利技术的技术方案，可以实现在线检测。

Method for detecting epitaxial growth thickness of silicon composite and method for manufacturing silicon composite

Including a silicon compound epitaxial thickness detection method: epitaxial growth chamber to room temperature, were detected in the reaction chamber, or under the protection of protective gas to growth of silicon compound epitaxial layer from the substrate epitaxial growth chamber into another chamber at room temperature were detected, including the detection. The content of each element and using Fourier transform infrared spectrometer to detect the silicon compound components in a silicon compound, using ellipsometry to detect the growth of the thickness; among them, if the thickness to meet the demand, then stop the growth; if the thickness does not meet the demand in the epitaxial growth reaction cavity when the temperature detection, continue to make silicon compound growth, in the other chamber at room temperature were detected when re moved into the reaction chamber in the protection of the protective gas under Inside, continue to make the silicon compound grow. By adopting the technical proposal of the invention, on-line detection can be realized.

【技术实现步骤摘要】
硅复合物外延生长厚度的检测方法及硅复合物的制作方法
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种硅复合物外延生长厚度的检测方法及硅复合物的制作方法。
技术介绍
MOS器件是集成电路中的基本元件之一。近年来，半导体行业中出现了采用硅复合物，例如硅-锗作为源、漏极提高MOS器件性能。已知，在单轴压缩应变从硅-锗源区和漏区直接施加于晶体管的沟道区时，PMOS晶体管的性能可以得到改进。单轴拉伸应变加于沟道区时，NMOS晶体管的性能可以得到改进。材质为硅复合物的源区和漏区可以通过刻蚀形成，然而，刻蚀会引起缺陷，在源区和漏区中进行离子注入时，为避免浅结或深结中的离子扩散过快，需要对源区与漏区的温度进行控制，因而，刻蚀造成的源区、漏区缺陷也无法经过高温进行修复。为避免上述缺陷，目前一般通过在基片上外延法生长硅复合物。硅复合物在生长后需要检测厚度是否满足需求，常用的检测装置为KLA设备，该设备需要将基片从生长的腔室内拿出放入该设备中，如果检测生长的厚度合格，则该基片进入下一工序，如果不符合要求，则该基片被记为作废基片。这种检测方法会造成大量的作废基片。基于此，本专利技术提出一种新的硅复合物外延生长厚度的检测方法，可以实现在线检测，如果硅复合物外延生长的厚度不满足要求，该基片不会作废，硅复合物可以继续生长。
技术实现思路
本专利技术实现的目的是提供一种新的硅复合物外延生长厚度的检测方法，可以实现在线检测。为实现上述目的，本专利技术提供一种硅复合物外延生长厚度的检测方法，包括：将外延生长反应腔降至常温，在该反应腔内进行检测，或在保护气体保护下将生长硅复合物外延层的基片从外延生长反应腔移入另外的常温腔室内进行检测，所述检测包括：使用傅氏转换红外线光谱仪检测所述硅复合物中的成分及各元素的含量，使用椭圆偏光法检测生长的硅复合物的厚度；其中，如果所述厚度满足需求，则停止生长；如果所述厚度不满足需求，在外延生长反应腔内进行检测时，升温继续使硅复合物生长，在另外的常温腔室内进行检测时，在所述保护气体的保护下重新移入所述反应腔内，继续使硅复合物生长。可选地，在所述外延生长反应腔内进行检测时，所述傅氏转换红外线光谱仪的发射器与接收器安装在所述反应腔内，在所述另外的常温腔室内进行检测时，所述傅氏转换红外线光谱仪的发射器与接收器安装在所述另外的常温腔室内。可选地，所述椭圆偏光法为宽带光谱椭圆偏光法。可选地，所述宽带光谱椭圆偏光法使用的起偏器为洛匈棱镜，所述洛匈棱镜的透射波长最小为200nm。可选地，所述宽带光谱椭圆偏光法使用的检偏器为洛匈棱镜，所述洛匈棱镜材质为MgF2。可选地，所述保护气体为氮气或氢气。可选地，所述升温继续使硅复合物生长步骤中，温度升到500℃-800℃范围内，压强范围为1Torr-100Torr。可选地，所述的硅复合物为SiGe、SiC、SiGeB、SiGeC、SiP中的至少一种。可选地，所述的硅复合物为SiGe，所述继续使硅复合物生长步骤中，通入SiH4与SiH2Cl2中的至少一种，及H2、GeH4、HCl。可选地，还通入B2H6、CH4、CH3Cl、CH2Cl2中的至少一种。可选地，SiH4、GeH4、SiH2Cl2、CH4、CH3Cl、CH2Cl2、B2H6及HCl的流量范围为1sccm-1000sccm，H2的流量范围为0.1slm-50slm。此外，本专利技术还提供一种硅复合物的制作方法，包括：按预设参数外延生长硅复合物；利用上述描述的检测方法对生长的硅复合物检测。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：为避免将生长硅复合物外延层的基片从外延生长反应腔拿出进行检测，本专利技术采用1)将外延生长反应腔降至常温，在该反应腔内进行检测，或2)在保护气体保护下将生长硅复合物外延层的基片从外延生长反应腔移入另外的常温腔室内进行检测，在检测过程中使用傅氏转换红外线光谱仪检测该生长的硅复合物中硅及其它元素的成分及各自的含量，使用椭圆偏光法检测生长的硅复合物的厚度；如果所述厚度满足需求，则停止生长；如果所述厚度不满足需求，对于采用方案1)的情形，即在外延生长反应腔内进行检测时，控制原腔室内升温及通入反应气体，继续使硅复合物生长，对于采用方案2)的情形，即是在所述另外的常温腔室内进行检测时，在所述保护气体的保护下重新移入所述反应腔内，由于硅复合物没有接触外界空气，因而在相应的条件下可以继续生长；其中使用的傅氏转换红外线光谱仪，需要排除外界热源信号，从而得到硅复合物中各分子或原子振动或转动的信号，以确定其中的硅及其它元素的成分及各自的含量，上述方案中在原反应腔内进行检测时，需使该反应腔室温度降至室温，以排除由于其自身高温造成的热源信号，此外，还可以通过将外延生长硅复合物的基片移到常温的腔内进行检测，但该层厚度有可能不满足需求，需要再生长，因而在移动及检测过程中需采用保护气体。附图说明图1是实施例一提供的硅复合物外延生长厚度的检测方法的流程图；图2是实施例二提供的硅复合物外延生长厚度的检测方法的流程图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有技术中对外延生长的硅复合物的厚度一般不是在线检测，而是将其移到另外的设备内检测，如果厚度不符合要求，则该晶片无法继续生长。本专利技术提出使用傅氏转换红外线光谱仪检测硅复合物的各元素及含量信息，该设备需要排除外界热源信号，从而得到硅复合物中分子或原子振动或转动发出的信号，上述方案中在原反应腔内进行检测时，需使该反应腔室温度降至室温，以排除其造成的热源信号，此外，还可以通过将外延生长硅复合物的基片移到常温的腔内进行检测，但该层厚度有可能不满足需求，需要再生长，因而在移动及检测过程中需采用保护气体。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。由于本专利技术重在解释原理，因此，未按比例制图。实施例一图1是本专利技术实施一例提供的硅复合物外延生长厚度的检测方法的流程图。结合图1，以下详细介绍该方法的操作步骤。首先执行步骤S11，将外延生长反应腔降至常温，在该反应腔内进行检测。本步骤中的检测包括：(1)硅复合物中的成分及各元素的含量，(2)生长的硅复合物的厚度。本步骤在执行过程中，硅复合物可以包括SiGe、SiC、SiGeB、SiGeC、SiP中的至少一种，并且每种复合物里的硅及其它元素的含量对硅复合物的性质有很大影响，例如SiGe作为源、漏极以提高MOS器件性能时，Si、Ge的不同含量对应复合物的单轴压缩应变、拉伸应变性质不同，进而使得PMOS晶体管、NMOS晶体管性能的改进程度也会不同。因而，在复合物的外延生长过程中需检测生长的外延层的各成分及各元素的含量，为了准确检测，本实施例一采用傅氏转换红外线光谱仪。该光谱仪的发射器与接收器安装在反应腔内。该光谱仪在使用时，由于信号来自红外线，而复合物的外延生长过程中一般为通入反应气体，加热使其反应，也会产生红外线，该红外线会干扰携带包含元素及含量信息的红外线，造成光谱仪测量不准确。针对上述问题，本专利技术提出先将反应室的温度降到常温，之后再采集红外信号，避免了反应室本身高温造成的信号干扰。此处的常温为室温，例如为25℃。除了检测元素信息外，更重要地，还要检测厚度信息，本实施例一中，该厚度信息采用椭圆偏光法检测，具体原理为一束偏振光照射到不同厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅复合物外延生长厚度的检测方法，其特征在于，包括：将外延生长反应腔降至常温，在该反应腔内进行在线检测，或在保护气体保护下将生长硅复合物外延层的基片从外延生长反应腔移入另外的常温腔室内进行在线检测，所述在线检测包括：使用傅氏转换红外线光谱仪检测所述硅复合物中的成分及各元素的含量，以及使用椭圆偏光法检测生长的硅复合物的厚度；其中，如果所述厚度满足需求，则停止生长；如果所述厚度不满足需求，在外延生长反应腔内进行检测时，升温继续使硅复合物生长，在另外的常温腔室内进行检测时，在所述保护气体的保护下重新移入所述反应腔内，继续使硅复合物生长。

【技术特征摘要】
1.一种硅复合物外延生长厚度的检测方法，其特征在于，包括：将外延生长反应腔降至常温，在该反应腔内进行在线检测，或在保护气体保护下将生长硅复合物外延层的基片从外延生长反应腔移入另外的常温腔室内进行在线检测，所述在线检测包括：使用傅氏转换红外线光谱仪检测所述硅复合物中的成分及各元素的含量，以及使用椭圆偏光法检测生长的硅复合物的厚度；其中，如果所述厚度满足需求，则停止生长；如果所述厚度不满足需求，在外延生长反应腔内进行检测时，升温继续使硅复合物生长，在另外的常温腔室内进行检测时，在所述保护气体的保护下重新移入所述反应腔内，继续使硅复合物生长。2.如权利要求1所述的硅复合物外延生长厚度的检测方法，其特征在于，在所述外延生长反应腔内进行检测时，所述傅氏转换红外线光谱仪的发射器与接收器安装在所述反应腔内，在所述另外的常温腔室内进行检测时，所述傅氏转换红外线光谱仪的发射器与接收器安装在所述另外的常温腔室内。3.如权利要求1所述的硅复合物外延生长厚度的检测方法，其特征在于，所述椭圆偏光法为宽带光谱椭圆偏光法。4.如权利要求3所述的硅复合物外延生长厚度的检测方法，其特征在于，所述宽带光谱椭圆偏光法使用的起偏器为洛匈棱镜，所述洛匈棱镜的透射波长最小为200nm。5.如权利要求3所述的硅复合物外延生长厚度的检测方法，其特征在于，所述宽带光谱椭圆偏光...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂火金，三重野文健，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31