[发明专利]外延装置和外延过程中外延层的测量方法

权利要求书

1.一种外延装置，其特征在于，包括：

反应腔；

设置在所述反应腔之上的观察窗；

设置在所述反应腔内的托盘，所述托盘上承载有晶圆；

光纤式傅里叶红外光谱分析仪，所述光纤式傅里叶红外光谱分析仪具有光纤，所述光纤的一端与所述观察窗对应，所述光纤用于发射红外光线，并通过所述观察窗将所述红外光线照射至所述晶圆，以及通过所述观察窗接收所述晶圆反射的反射光，所述光纤式傅里叶红外光谱分析仪用于根据所述反射光检测所述晶圆的外延层厚度；

与所述光纤式傅里叶红外光谱分析仪通信的上位机，所述上位机具有存储器和显示器，当所述上位机接收到所述光纤式傅里叶红外光谱分析仪发送的所述晶圆的外延层厚度时，将所述晶圆的外延层厚度存储在存储器中，同时在显示器中显示所述晶圆的外延层厚度；

所述上位机，还用于根据所述光纤式傅里叶红外光谱分析仪不同观测时间点采集的所述晶圆的外延层厚度计算所述晶圆的平均生长速率，以将所述晶圆的平均生长速率以及生长速率随时间变化的曲线数据存储在所述存储器中，同时以曲线图形的形式在所述显示器中显示。

2.如权利要求1所述的外延装置，其特征在于，所述光纤还用于将所述傅里叶红外光谱分析仪发射的红外光线进行汇聚以形成光斑，并将所述光斑照射至所述晶圆。

3.如权利要求1所述的外延装置，其特征在于，还包括：

导轨，所述导轨安装于所述观察窗之上，所述光纤的一端安装于所述导轨之上；

驱动装置，所述驱动装置用于在所述上位机的控制下控制所述光纤在所述导轨上滑动，以使所述光纤式傅里叶红外光谱分析仪采集所述晶圆之上多个观测点的外延层厚度，其中，所述上位机还用于控制所述驱动装置，并根据所述多个观测点的外延层厚度计算所述晶圆的厚度均匀性。

4.如权利要求1所述的外延装置，其特征在于，所述上位机还用于根据所述反射光的干涉谱中干涉峰的强度计算所述晶圆的外延层表面的表面平整度，以及表面平整度位置分布信息。

5.如权利要求1-4任一项所述的外延装置，其特征在于，所述上位机还用于根据所述晶圆的所述平均生长速率、厚度均匀性、所述晶圆的外延层表面的表面平整度和表面平整度位置分布信息中的一项或多项对所述外延装置的工艺条件进行调整。

6.一种外延过程中外延层的测量方法，其特征在于，光纤式傅里叶红外光谱分析仪具有光纤，所述光纤的一端与设置在反应腔之上的观察窗对应，所述方法包括：

所述光纤发射红外光线，并通过所述观察窗将所述红外光线照射至设置在所述反应腔内的托盘上承载的晶圆，所述光纤通过所述观察窗接收所述晶圆反射的反射光，以使所述光纤式傅里叶红外光谱分析仪根据所述反射光检测所述晶圆的外延层厚度；

所述光纤式傅里叶红外光谱分析仪将所述晶圆的外延层厚度实时输出给上位机，以使所述上位机将所述晶圆的外延层厚度存储在存储器中，同时在显示器中显示所述晶圆的外延层厚度，并且所述上位机还根据所述光纤式傅里叶红外光谱分析仪不同观测时间点采集的所述晶圆的外延层厚度计算所述晶圆的平均生长速率，以将所述晶圆的平均生长速率以及生长速率随时间变化的曲线数据存储在所述存储器中，同时以曲线图形的形式在所述显示器中显示。

7.如权利要求6所述的外延过程中外延层的测量方法，其特征在于，所述光纤发射红外光线具体包括：

所述光纤将所述傅里叶红外光谱分析仪发射的红外光线进行汇聚以形成光斑，并将所述光斑照射至所述晶圆。

8.如权利要求6所述的外延过程中外延层的测量方法，其特征在于，还包括：

所述光纤式傅里叶红外光谱分析仪采集所述晶圆之上多个观测点的外延层厚度，其中，所述上位机根据所述多个观测点的外延层厚度计算所述晶圆的厚度均匀性。

9.如权利要求6所述的外延过程中外延层的测量方法，其特征在于，还包括：

所述上位机根据所述反射光的干涉谱中干涉峰的强度计算所述晶圆的外延层表面的表面平整度，以及表面平整度位置分布信息。

10.如权利要求6-9任一项所述的外延过程中外延层的测量方法，其特征在于，还包括：

所述上位机根据所述晶圆的所述平均生长速率、厚度均匀性、所述晶圆的外延层表面的表面平整度和表面平整度位置分布信息中的一项或多项对外延装置的工艺条件进行调整。