红外光谱仪测量外延层厚度的校准方法及校准片技术

本发明专利技术提供一种红外光谱仪测量外延层厚度的校准方法及校准片，其中，校准方法包括采用红外光谱仪测定目标标准片的实测外延厚度；基于目标标准片的实测外延厚度、红外光谱仪的预设的拟合线性方程，确定目标标准片的拟合厚度；其中，拟合线性方程为基于多个不同外延厚度的外延标准片的第一外延厚度、以及多个不同外延厚度的外延标准片的第二外延厚度进行拟合得到的，第一外延厚度为采用经过校准的平整度测试仪测试得到的，第二外延厚度为采用红外光谱仪测试得到的；当目标标准片的拟合厚度与目标标准片的第一外延厚度的差值大于第一预设阈值时，则采用目标标准片对红外光谱仪进行校准。本发明专利技术提供了红外光谱仪的校准标准，及用于校准的校准片。用于校准的校准片。用于校准的校准片。

【技术实现步骤摘要】
红外光谱仪测量外延层厚度的校准方法及校准片


[0001]本专利技术涉及半导体测试
，尤其涉及一种红外光谱仪测量外延层厚度的校准方法及校准片。

技术介绍

[0002]衡量外延品质通常有三项重要参数，分别为厚度、电阻率和表面缺陷，其中，厚度和电阻率的测量直接影响后道工艺的电压特性。
[0003]目前，主要通过红外光谱仪测试外延的厚度，红外光谱仪是利用红外光穿透物质时的吸收、反射、干涉等效应实现非接触式测量薄膜类材料的厚度。在进行测试时，需将低掺杂的外延层淀积到高掺杂浓度的衬底晶圆片上，要求高掺杂浓度的衬底层的电阻率应小于0.02Ω
·
cm，这是因为将红外光谱经过迈克耳逊干涉仪后入射到硅外延表面，通过对红外光谱分别在外延表面和衬底表面的反射光形成的干涉图样的分析，从而计算出外延层厚度。
[0004]由于红外光谱仪的内置算法会直接影响所测外延层的厚度，故而外延层厚度的测试值也仅是一个参考值。但是，目前没有外延层厚度的标准片，故而无法得知红外光谱仪所测外延层厚度的准确性。通常外延工厂会根据客户提供的样品进行加工并送样验证，只需保证红外光谱仪的稳定性就可以，而对于外延层厚度值的准确度关注较少。何时需要对红外光谱仪进行校准，如何判断校准的结果，则没有明确的校准标准，因此，亟需一种校准方法可以对红外光谱仪进行及时准确地校准。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种红外光谱仪测量外延层厚度的校准方法及校准片，以解决目前无法确定红外光谱仪是否需要校准的问题。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种红外光谱仪测量外延层厚度的校准方法，包括：
[0007]采用红外光谱仪测定目标标准片的实测外延厚度，其中，目标标准片为多个不同外延厚度的任一外延标准片；
[0008]基于目标标准片的实测外延厚度、红外光谱仪的预设的拟合线性方程，确定目标标准片的拟合厚度；其中，拟合线性方程为基于多个不同外延厚度的外延标准片的第一外延厚度、以及多个不同外延厚度的外延标准片的第二外延厚度进行拟合得到的，第一外延厚度为采用经过校准的平整度测试仪测试得到的，第二外延厚度为采用红外光谱仪测试得到的；
[0009]当目标标准片的拟合厚度与目标标准片的第一外延厚度的差值大于第一预设阈值时，则采用目标标准片对红外光谱仪进行校准。
[0010]在一种可能的实现方式中，每个不同外延厚度的外延标准片均设有一衬底基准片，每个外延标准片在未进行外延制备工艺时与其对应的衬底基准片的中心厚度相等；
[0011]校准方法还包括：
[0012]采用经过校准的平整度测试仪测试目标标准片的厚度，记为第一标准厚度；
[0013]采用经过校准的平整度测试仪测试目标标准片的衬底基准片的厚度，记为第二标准厚度；
[0014]将第一标准厚度和第二标准厚度的差值，记为目标标准片的实测标准厚度；
[0015]当目标标准片的实测标准厚度与目标标准片的第一外延厚度的差值小于第二预设阈值时，则确定目标标准片为正常外延标准片。
[0016]在一种可能的实现方式中，第一外延厚度为第一初始厚度和第二标准厚度的差值；其中，第一初始厚度为当目标标准片的外延制备完成后，第一次采用经过校准的平整度测试仪测试的厚度；
[0017]第二外延厚度为当目标标准片的外延制备完成后，第一次采用红外光谱仪测试的厚度。
[0018]在一种可能的实现方式中，拟合线性方程中的自变量为通过红外光谱仪测试得到的第二外延厚度，拟合线性方程中的因变量为通过校准的平整度测试仪测试得到的第一外延厚度。
[0019]在一种可能的实现方式中，拟合线性方程中的系数和偏差分别为红外光谱仪的测试程序中的线性方程的系数和偏差相同。
[0020]在一种可能的实现方式中，基于目标标准片的实测外延厚度、红外光谱仪的预设的拟合线性方程，确定目标标准片的拟合厚度，包括：
[0021]将目标标准片的外延厚度输入至拟合线性方程中，得到目标标准片的拟合厚度。
[0022]在一种可能的实现方式中，多个不同外延厚度的外延标准片包括多个外延厚度渐变的外延片。
[0023]在一种可能的实现方式中，多个不同外延厚度的外延标准片包括红外光谱仪能测量的最小厚度的外延标准片，同时还包括红外光谱仪能测量的最大厚度的外延标准片。
[0024]第二方面，本专利技术实施例提供了一种用于校准红外光谱仪测量外延层厚度的校准片，包括多组标准片，
[0025]每组标准片至少包括两个中心厚度完全相同的衬底，其中一个衬底作为衬底基准片，另一个衬底用于在该衬底上制备预设厚度的外延，作为外延标准片；且每组标准片中的外延标准片的外延厚度不同。
[0026]在一种可能的实现方式中，多组标准片包括红外光谱仪能测量的最小厚度的外延标准片，同时还包括红外光谱仪能测量的最大厚度的外延标准片。
[0027]本专利技术实施例提供一种红外光谱仪测量外延层厚度的校准方法及校准片，首先，采用红外光谱仪测定目标标准片的实测外延厚度，然后，基于目标标准片的实测外延厚度、红外光谱仪的预设的拟合线性方程，确定目标标准片的拟合厚度。最后，当目标标准片的拟合厚度与目标标准片的第一外延厚度的差值大于第一预设阈值时，则采用目标标准片对红外光谱仪进行校准。通过采用红外光谱仪的预设的拟合线性方程拟合得到的目标标准片的拟合厚度与目标标准片的第一外延厚度的比较，即可确定该红外光谱仪是否需要校准，如大于预设阈值时，则采用目标标准片对红外光谱仪进行校准。从而可以有效地解决目前的红外光谱仪没有明确的校准标准的问题。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1是红外光谱仪的测试原理示意图；
[0030]图2是本专利技术实施例提供的红外光谱仪测量外延层厚度的校准方法的实现流程图；
[0031]图3是本专利技术实施例提供的测试数据与拟合线性方程的示意图。
具体实施方式
[0032]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。
[0033]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
[0034]正如
技术介绍
中所描述的，衡量外延品质有三项重要参数，分别是厚度、电阻率和表面缺陷，其中厚度和电阻率则直接影响后道工艺的电压特性。目前行业内还没有一种用于校正红外光谱仪的标准片，都是基于自家的红外光谱仪的测试结果进行赋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外光谱仪测量外延层厚度的校准方法，其特征在于，包括：采用红外光谱仪测定目标标准片的实测外延厚度，其中，所述目标标准片为多个不同外延厚度的任一外延标准片；基于所述目标标准片的实测外延厚度、所述红外光谱仪的预设的拟合线性方程，确定所述目标标准片的拟合厚度；其中，所述拟合线性方程为基于多个不同外延厚度的外延标准片的第一外延厚度、以及所述多个不同外延厚度的外延标准片的第二外延厚度进行拟合得到的，所述第一外延厚度为采用经过校准的平整度测试仪测试得到的，所述第二外延厚度为采用所述红外光谱仪测试得到的；当所述目标标准片的拟合厚度与所述目标标准片的第一外延厚度的差值大于第一预设阈值时，则采用所述目标标准片对所述红外光谱仪进行校准。2.如权利要求1所述的校准方法，其特征在于，每个不同外延厚度的外延标准片均设有一衬底基准片，每个外延标准片在未进行外延制备工艺时与其对应的衬底基准片的中心厚度相等；所述校准方法还包括：采用经过校准的平整度测试仪测试所述目标标准片的厚度，记为第一标准厚度；采用经过校准的平整度测试仪测试所述目标标准片的衬底基准片的厚度，记为第二标准厚度；将所述第一标准厚度和所述第二标准厚度的差值，记为所述目标标准片的实测标准厚度；当所述目标标准片的实测标准厚度与所述目标标准片的第一外延厚度的差值小于第二预设阈值时，则确定所述目标标准片为正常外延标准片。3.如权利要求2所述的校准方法，其特征在于，所述第一外延厚度为第一初始厚度和所述第二标准厚度的差值；其中，所述第一初始厚度为当所述目标标准片的外延制备完成后，第一次采用经过校准的平整度测试仪测试的厚度；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佳磊，杜国杰，任丽翠，薛宏伟，张志勤，
申请(专利权)人：河北普兴电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：