一种对外延膜厚进行监控的设备及方法与流程

技术特征：
1.一种对外延膜厚进行监控的设备，其特征在于，包括：光学系统，其与外延腔体连接，所述光学系统被配置为通过红外光线测量外延腔体内衬底的外延膜厚；以及多个外延腔体，所述外延腔体被配置为容纳衬底，其中所述外延腔体包括光纤集成板，所述光纤集成板包括：光纤接线柱，其通过光纤与所述光学系统连接，并且所述光纤接线柱被配置为使得红外光线通过固定角度射入和\或射出所述外延腔体。2.根据权利要求1所述的对外延膜厚进行监控的设备，其特征在于，所述外延腔体包括工艺腔体、冷却腔体以及传送腔体。3.根据权利要求要求1所述的对外延膜厚进行监控的设备，其特征在于，所述光学系统包括迈克尔逊干涉仪以及光探测器。4.根据权利要求1所述的对外延膜厚进行监控的设备，其特征在于，还包括红外光源，其被配置为生成用于测量所述外延膜厚的红外光线；或者所述衬底被配置为生成用于测量所述外延膜厚的红外光线。5.根据权利要求3所述的对外膜厚进行监控的设备，其特征在于，包括多个光探测器，其中所述多个光探测器的其中之一与多个所述光纤接线柱的其中之一连接以测量衬底上多个位置的外延膜厚。6.根据权利要求1所述的对外延膜厚进行监控的设备，其特征在于，还包括光开关盒，其将所述光学系统与所述多个外延腔体连接，其中所述光开光盒被配置为在多个所述光线接线柱之间切换光路以测量衬底上多个位置的外延膜厚。7.根据权利要求1所述的对外延膜厚进行监控的设备，其特征在于，所述外延腔体包括：基座，其承载所述衬底：以及机械臂，其被配置为在所述外延腔体中移动所述基座，其中通过所述基座自转和\或所述机械臂旋转以测量衬底上多个位置的外延膜厚。8.根据权利要求7所述的对外延膜厚进行监控的设备，其特征在于，所述基座还包括吸盘，所述吸盘包括真空吸盘或者静电吸盘。9.根据权利要求6所述的对外延膜厚进行监控的设备，其特征在于，其中所述光开关盒包括多个光开关，所述光开关包括第一至第三光通道，其中红外光线从第一光通道进入光开关，并且从第二或者第三光通道离开光开关。10.根据权利要求9所述的对外延膜厚进行监控的设备，其特征在于，所述光开关包括：继电器；以及微镜面，其中由所述继电器驱动所述微镜面偏转以使光束从第二或者第三光通道离开光开关。11.一种对外延膜厚进行监控的方法，其特征在于，利用权利要求1-10之一所述的对外延膜厚进行监控的设备，该方法包括：在工艺腔体、冷却腔体以及传送腔体中测量不同温度下衬底的外延膜厚；根据所述不同温度下衬底的外延膜厚拟合生成室温下的外延膜厚；以及将所述室温下的外延膜厚与目标外延膜厚进行比较以便对所述外延设备的工艺参数
进行调节。12.根据权利要求11所述的对外延膜厚进行监控的方法，其特征在于，测量所述衬底上的多个位置处的外延膜厚，其中根据一维坐标系、笛卡尔坐标系、二维极坐标系或者传送腔极坐标系对所述衬底上的多个位置进行扫描测量。13.根据权利要求12所述的对外延膜厚进行监控的方法，其特征在于，根据所述衬底上的多个位置处的外延膜厚判断衬底上外延生长的均一性以便对所述外延设备的工艺参数进行调节。14.根据权利要求13所述的对外延膜厚进行监控的方法，其特征在于，设置第一温度阈值和第二温度阈值，其中将所述衬底的温度配置为大于等于第一温度阈值并且小于等于第二温度阈值。15.根据权利要求14所述的对外延膜厚进行监控的方法，其特征在于，根据不同温度下衬底的外延膜厚拟合生成室温下的外延膜厚包括：使所述衬底在工艺腔体、传送腔体以及冷却腔体之间移动并且冷却；在冷却过程中对所述衬底的外延膜厚进行多次测量；根据不同温度下所述衬底的外延膜厚以及折射率生成相关曲线；以及根据所述相关曲线拟合生成室温下衬底的外延膜厚。16.根据权利要求15所述的对外延膜厚进行监控的方法，其特征在于，对光纤接线柱进行校准以对所述外延设备的光路进行校准。17.根据权利要求16所述的对外延膜厚进行监控的方法，其特征在于，还包括：进路对外延膜厚进行事中监控过程中的工艺数据；根据所述工艺数据进行数据挖掘以构造决策树；以及根据所述决策树对所述外延设备的工艺参数进行调节。

技术总结
本发明涉及半导体制造技术领域，提出一种对外延膜厚进行监控的设备及监控方法，该设备包括：光学系统，其与外延腔体连接，所述光学系统被配置为通过红外光线测量外延腔体内衬底的外延膜厚；以及多个外延腔体，所述外延腔体被配置为容纳衬底，其中所述外延腔体包括光纤集成板，所述光纤集成板包括：光纤接线柱，其通过光纤与所述光学系统连接，并且所述光纤接线柱被配置为使得红外光线通过固定角度射入和\或射出所述外延腔体。本发明可以在外延设备的多个腔体中实时监控外延膜厚，并且根据监控数据对外延工艺进行实时调整，并且通过在多个腔体上设置光纤集成板，在降低了光程差的同时也大大提高了测量的准确性和稳定性。大大提高了测量的准确性和稳定性。大大提高了测量的准确性和稳定性。


技术研发人员：丁欣 缪燕
受保护的技术使用者：上海埃延半导体有限公司
技术研发日：2022.10.12
技术公布日：2022/12/30