【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于減壓ge及gesi外延，涉及一種校準外延機臺低溫溫場的方法。
技術介紹
1、在目前減壓外延工藝中溫場的準確性及均勻性對純ge及gesi外延生長會產生重大影響，直接影響到相應外延層的厚度均勻性及晶格質量。
2、目前單片減壓外延爐溫控的主要技術路線有兩種：
3、1.asm?epsilon?2000系列外延設備的反應腔中常采用多溫區控溫的方式進行溫場控制，即通過多個熱電偶對反應腔不同點位的溫度進行測量（具體結構如圖1所示），用pid進行反饋控制達到配方設置的不同溫度，可以實現不同溫區間的溫差控制。但由于反應腔腔室結構和tc測量點位的差異，要實現晶圓表面溫度的準確性及均勻性，常常需要對tc測量點位的溫度設定偏移值，并且需要設定其他溫區相對于中心溫度的offset值。現有技術通過對各溫區設置溫度偏移值及offset值，監控各個溫區的不同溫度，來實現晶圓表面的溫場均勻性。
4、2.amat?c5200及naura?e320系列機臺中通常采用pyro控溫模式，通過pid控制上/下?center?pyro量測的溫度及up/lw?inner?ratio進行wafer表面溫度控制，以使得工藝過程中溫度及均一性達到目標水平。
5、當前量產中主要的溫控量測方法有離子注入片表面阻值量測法，tc?wafer測試法等。
6、現有技術中，在低溫外延溫度區間（340℃~400℃）中五溫區tc控溫系統中各個溫區的溫度會相互影響，并采用各溫區獨立的pid控制系統，各個溫區之間的功率存在補償及干
7、由于ge外延層質量低溫區間對溫度極其敏感，且在該溫度范圍內，離子注入溫控片存在對溫度敏感度低甚至失效的情況，無法完成精確的溫度監控；tc?wafer價格高昂，且測溫度數據時需要開腔放置，在減壓情況下，該測溫方式嚴重影響機臺氣密性，無法進行外延層生長時溫度監測，且測試過后需要重新安裝法蘭并進行檢漏，過程繁瑣、影響機時且存在較大安全隱患。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種校準外延機臺低溫溫場的方法，解決了五溫區tc控溫系統存在溫度控制不精確、晶圓表面實際溫度與測量溫度差異大等問題。
2、本專利技術所采用的技術方案是：
3、一種校準外延機臺低溫溫場的方法，具體包括如下步驟：
4、s1：選定所需要校準溫度的ge外延recipe，設定基座不旋轉，且固定monitorwafer?notch朝向位置進行試跑；
5、s2：通過橢偏儀量測wafer上center/front/side/rear對應位置純ge外延層的厚度，進而確定靜止狀態wafer各位置對應溫度，即可得到腔體內各溫區溫度分布；
6、s3：調整front/side/rear對應溫區的offset，進行多次實驗，直到各溫區之間厚度差異滿足：（max?thk-min?thk）/（max?thk+min?thk）≤15%；
7、s4：使用同溫度下ge外延recipe，將基座設定為旋轉，繼續進行試跑；
8、s5：通過橢偏儀測量基座旋轉狀態下ge外延層厚度，并計算厚度均值及均一性，將試驗厚度均值與對應標準溫度下ge外延厚度對比，計算相應偏差；
9、s6：進行front/side/rear對應溫區的offset數值微調，進行多次實驗，直至ge外延層厚度均一性≤2.5%，完成溫場分布均一性調試；
10、s7：根據ge?thk均值與標片差距，調整center/front/side1/side2/rear溫區的tc補償值，直至ge厚度均值達到標片厚度±5%范圍內，即完成腔體絕對溫度的校準。
11、s1中，monitor?wafer?notch朝向位置為notch朝后法蘭方向。
12、s1具體步驟如下：
13、（1）將外延爐反應腔升溫，清除腔體殘留的反應物，從而保證腔體內部環境的清潔；
14、（2）將反應腔溫度冷卻，將b-?blank?wafer裝入反應腔；
15、（3）升溫反應腔，設置各溫區的offset值，降低腔體壓力，去除wafer表面原生氧化層，基座轉速為0?r/min；
16、（4）降低腔體溫度至校準溫度，并通入geh4，進行ge外延層生長。
17、s2具體步驟如下：使用橢偏儀進行wafer表面ge外延層的厚度測量，計算ge厚度均一性，均一性計算方法為（max?thk-min?thk）/（max?thk+min?thk）。
18、s4具體步驟如下：
19、（1）將外延爐反應腔升溫，清除腔體殘留的反應物，從而保證腔體內部環境的清潔；
20、（2）將反應腔溫度冷卻，將b-?blank?wafer裝入反應腔；
21、（3）升溫反應腔，設置各溫區的offset值，offset值根據s3結果確定，降低腔體壓力，去除wafer表面原生氧化層，基座旋轉；
22、（4）降低腔體溫度至校準溫度，并通入geh4，進行ge外延層生長。
23、s6具體步驟如下：
24、（1）將外延爐反應腔升溫，清除腔體殘留的反應物，從而保證腔體內部環境的清潔；
25、（2）將反應腔溫度冷卻，將b-?blank?wafer裝入反應腔；
26、（3）升溫反應腔，設置各溫區的offset值，offset值根據s5結果確定，降低腔體壓力，去除wafer表面原生氧化層，基座旋轉，轉速與s4一致；
27、（4）降低腔體溫度至校準溫度，并通入geh4，進行ge外延層生長。
28、本專利技術的有益效果是：
29、本專利技術公開的校準方法可以依靠最基本的外延設備及耗材，對工藝所需的低溫溫場進行校準，且與現有外延工藝流程完全兼容，不需要增加額外的耗材或溫度監測儀器等成本支出（僅需外延機臺及monitor?wafer），方法精確、快捷、便利，只需要通過觀察ge外延層在wafer上沉積的厚度及均勻性，即可得到目前腔體內實際溫度及各溫區溫度分布的狀況。
30、該校準方式基本適用于任何技術路線的外延機臺，主要效果如下：1.根據ge外延層厚度在340~400℃對溫度敏感的特性來檢測低溫工藝中腔體內的平均溫度；2.根據靜止wafer內ge外延層厚度分布的不同判定腔體溫場各個溫區之間的絕對溫度范圍；3.可根據旋轉wafer內ge外延層厚度均一性及均值模擬腔體工藝過程中溫度的分布狀況。
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1.一種校準外延機臺低溫溫場的方法，其特征在于，具體包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種校準外延機臺低溫溫場的方法，其特征在于，
3.根據權利要求2所述的一種校準外延機臺低溫溫場的方法，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的一種校準外延機臺低溫溫場的方法，其特征在于，
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【技術特征摘要】
1.一種校準外延機臺低溫溫場的方法，其特征在于，具體包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種校準外延機臺低溫溫場的方法，其特征在于，
3.根據權利要求2所述的一種校準外延機臺低溫溫場的方法，其特征在于，
...【專利技術屬性】
技術研發人員：季偉，段智方，
申請(專利權)人：西安龍威半導體有限公司，
類型：發明
國別省市：
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