[发明专利]一种外延片厚度测量方法及测量系统

说明书

本公开提供了一种外延片厚度测量方法及测量系统，该外延片厚度测量方法通过傅里叶红外变换光谱分析仪来测定待测外延片的厚度，所述方法包括：根据所述待测外延片的厚度范围值，选择参考外延片，参考外延片与待测外延片的性能参数的各参数差值小于或等于阈值，性能参数包括电阻率、掺杂浓度、表面性质；设定傅里叶红外变换光谱分析仪的配方参数；傅里叶红外变换光谱分析仪测量得到参考外延片的参考光谱图及待测外延片的样品光谱图，以获取对照光谱图；根据配方参数确定对照光谱图中的特征波段，进行分析计算，得到待测外延片的厚度测定结果。本公开提供的外延片厚度测量方法及测量系统，能够提高测量结果准确性，可实现对大尺寸外延片厚度测量。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种外延片厚度测量方法及测量系统。

背景技术

外延是在抛光片的单晶衬底上，按照衬底的晶向沉积一层排列有序的单晶硅薄层的技术，新生长的单晶层就是外延层，带有外延层的衬底称为外延片。

外延片相比抛光片，其晶片品质更高，是因为它在抛光片衬底上于真空条件下通过化学沉积生长了一层不含缺陷及杂质的单晶硅薄膜，消除了抛光片在晶体生长和机械加工过程中引入的表面及体缺陷。外延片主要应用于具有精密特性及小尺寸的器件上。因此其晶片质量要求很高，而外延片质量的关键指标就在于外延层厚度及电阻率的均匀性控制。

为了表征外延层的均匀性好坏，简捷、高效的测量得到外延层的厚度是非常重要的。并且，随着芯片产业产品率及利润率的要求不断提高，外延片的尺寸要求也不断增大。因此外延片越来越趋向于大尺寸生产，这样可以提高芯片生产的利用率，进而节省成本，提升利润。

在相关技术中，目前所采用的外延片厚度测量方法存在不同程度的缺点：

1.目前的外延片测量方法随着外延片厚度越来越薄，测量结果不准确；

2.针对大尺寸外延片，尤其是300mm(12英寸)的外延片，目前尚没有其厚度测量方法相关技术。

发明内容

本公开实施例提供了一种外延片厚度测量方法及测量系统，能够提高测量结果准确性，并且可实现对大尺寸外延片厚度测量。

本公开实施例所提供的技术方案如下：

本公开实施例提供了一种外延片厚度测量方法，所述方法是通过傅里叶红外变换光谱分析仪来测定待测外延片的厚度，所述方法包括：

根据所述待测外延片的厚度范围值，选择参考外延片，其中所述参考外延片与所述待测外延片的性能参数的各参数差值小于或等于阈值，所述性能参数包括电阻率、掺杂浓度、表面性质；

设定所述傅里叶红外变换光谱分析仪的配方参数；

所述傅里叶红外变换光谱分析仪测量得到所述参考外延片的参考光谱图及所述待测外延片的样品光谱图，以获取对照光谱图；

根据所述配方参数确定所述对照光谱图中的特征波段，进行分析计算，得到所述待测外延片的厚度测定结果。

示例性的，所述方法中，根据所述待测外延片的厚度范围值，选择参考外延片时，所述待测外延片与参考外延片之间满足以下预定关系：

当所述待测外延层的厚度n为大于或等于0.3μm，小于或等于2μm时，选择所述参考外延片的厚度大于或等于10μm；

当所述待测外延层的厚度n大于2μm时，选择所述参考外延片的厚度Ref为Ref＝n±10μm，或者Ref＝0。

示例性的，所述方法中，设定所述傅里叶红外变换光谱分析仪的配方参数，具体包括：