CN111578852A - 一种外延片厚度测量方法及测量*** - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种外延片厚度测量方法及测量***，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***，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。
Description
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***。
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***，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：
所述配方参数包括：中心波峰排除窗口、参考边缘波峰排除窗口和边缘波峰最小高度；其中设定所述中心波峰排除窗口大于所述对照光谱图的中心波峰整个峰的宽度，设定所述参考边缘波峰排除窗口大于所述参考光谱图中的边缘波峰整个峰的宽度，设定所述边缘波峰最小高度的信号强度大于所述对照光谱图中边缘波峰最小高度的信号强度。
示例性的，所述方法中，所述傅里叶红外变换光谱分析仪的扫描方式为：在所述待测外延片上的至少9个采样点进行扫描，每个采样点至少扫描5次。
示例性的，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之前，所述方法还包括：
对所述傅里叶红外变换光谱分析仪进行校正，具体包括：
在不勾选所述傅里叶红外变换光谱分析仪的“校正测试”选项时，采用一校正用参考基准外延片，在所述傅里叶红外变换光谱分析仪设定为所述配方参数条件下，测量所述校正用参考基准外延片的厚度数值；
对照标准参考片认证值，利用线性方程f(x)＝ax+b进行校正，其中a为线性值，b为常数项；
校正完成后，勾选“校正测试”选项，以进行待测外延片厚度测量。
示例性的，所述方法中，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，具体包括：
所述傅里叶红外变换光谱分析仪中预先存储不同厚度的所述参考外延片的参考光谱图数据，并测量所述待测外延片的样品光谱图，根据预先存储的所述参考光谱图数据与所述待测外延片的样品光谱图，得到所述对照光谱图。
示例性的，所述方法还包括：在测量所述待测外延片的厚度之前，更新所述傅里叶红外变换光谱分析仪中预先存储的所述参考外延片的光谱图数据。
示例性的，所述方法还包括，在得到所述外延片的厚度测定结果之后，对所述待测外延片的厚度测定结果进行验证，具体包括：
选取一已知厚度的外延片样片、第一参考外延片和第二参考外延片，所述第一参考外延片的厚度与所述外延片样片的厚度之间满足所述预定关系，所述第二参考外延片的厚度与所述外延片样片的厚度之间不满足所述预定关系；
通过所述傅里叶红外变换光谱分析仪，按照设定好的所述配方参数，测量得到所述第一参考外延片与所述外延片样片的第一对照光谱图，并对所述第一对照光谱图进行分析计算，得到所述外延片样片的第一厚度测定结果；
通过所述傅里叶红外变换光谱分析仪，按照设定好的所述配方参数，测量得到所述第二参考外延片与所述外延片样片的第二对照光谱图，并对所述第二对照光谱图进行分析计算，得到所述外延片样片的第二厚度测定结果；
将所述第一厚度测定结果和所述第二厚度测定结果进行对比分析，以验证所述待测外延片的厚度测定结果的可靠性。
示例性的，所述待测外延片的直径尺寸范围为150～450mm。
本公开实施例还提供一种外延片厚度测量***，包括傅里叶红外变换光谱分析仪，所述傅里叶红外变换光谱分析仪包括：
参考外延片选择单元，用于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；
配方参数设定单元，用于设定配方参数；
测量单元，用于测量得到所述参考外延片的参考光谱图与所述待测外延片的样品光谱图，以获取对照光谱图；
及，处理器，用于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。
本公开实施例所带来的有益效果如下：
本公开实施例所提供的外延片厚度测量方法及测量***，根据待测外延片的厚度范围值，来选择相应的参考外延片，并通过设定傅里叶红外变换光谱分析仪的配方参数，选择对照光谱图的特征波段，从而根据参考外延片与待测外延片的对照光谱图进行分析计算，以确定待测外延片的厚度。这种测量方法，测量方法快速便捷，且测量结果精确，克服了现有技术中对外延片的厚度，尤其是厚度很薄(例如厚度为0.3-2微米)的外延片厚度测量不准确的缺点，测量结果可靠，有助于高效生产，利于企业节省生产成本，增加利润；且本公开实施例所提供的测量方法及测量***，可以应用于各种尺寸外延片的厚度，尤其是，可适用于大尺寸外延片(例如直径尺寸为300mm或300mm以上的外延片)的厚度测量，解决了现有技术中无法对大尺寸外延片厚度测量的技术难题。
附图说明
图1表示本公开实施例中提供的外延片厚度测量方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在对本公开实施例提供的外延片测量方法及测量***进行详细说明之前，有必要对于相关技术进行以下说明：
在相关技术中，目前已知的外延片厚度测量方法中对外延片的厚度测量结果不准确，尤其是针对厚度很薄、大尺寸的外延片。例如，目前有一种外延片厚度测量方法是，通过使用傅里叶变换红外分光光度计的反射干涉解析来测定外延片厚度，该方法具备如下步骤：准备半导体基板；在半导体基板上层叠外延片，该外延片作为测定对象，使用所述傅里叶变换红外分光光度计，测量出测定对象的干涉图、并测量出半导体基板的干涉图而得到参考的干涉图；通过分别对测定对象的干涉图、参考的干涉图实施傅里叶变换，来计算出测定对象的样品光谱以及半导体基板的参考光谱；通过对样品光谱及参考光谱分析，而得到测定对象的厚度。这种测量方法，采用半导体基板的光谱作为参考光谱，随着外延片越来越薄，样品光谱图上的中心波峰(centerburst)和边缘波峰(sideburst)会越来越接近，这就会使得薄层厚度测量结果不准确。因此，改善现有技术方法的缺点，顺应市场趋势，重点解决外延薄层的厚度测量方法。此外，在相关技术中，对于大尺寸外延片，例如，直径尺寸为300mm的外延片厚度的测试方法目前尚没有记载，因此，如何提高外延片厚度测量结果准确性以及如何对大尺寸外延片厚度进行测量是目前急需解决的技术问题。
为了解决上述技术问题，本公开实施例中提供了一种外延片厚度测量方法及外延片测量***，能够提高外延片厚度测量准确性，且可适用于大尺寸外延片厚度测量。
本公开实施例所提供的外延片厚度测量方法，通过傅里叶红外变换光谱分析仪(FTIR，Fourier Transform Infrared Spectrometer，)来测定待测外延片的厚度。
所述傅里叶红外变换光谱分析仪主要由红外光源、分束器、干涉仪、样品池、探测器、计算机数据处理***、记录***等组成，是干涉型红外光谱仪的典型代表，不同于色散型红外仪的工作原理，它没有单色器和狭缝，利用迈克尔逊干涉仪获得入射光的干涉图，然后通过傅里叶数学变换，把时间域函数干涉图变换为频率域函数图(红外光谱图)。傅里叶变换红外光谱仪主要由迈克尔逊干涉仪和计算机组成。迈克尔逊干涉仪的主要功能是使光源发出的光分为两束后形成一定的光程差，再使之复合以产生干涉，所得到的干涉图函数包含了光源的全部频率和强度信息。用计算机将干涉图函数进行傅里叶变换，就可计算出原来光源的强度按频率的分布。它克服了色散型光谱仪分辨能力低、光能量输出小、光谱范围窄、测量时间长等缺点。它不仅可以测量各种气体、固体、液体样品的吸收、反射光谱等，而且可用于短时间化学反应测量。目前，红外光谱仪在电子、化工、医学等领域均有着广泛的应用。
(1)光源：傅里叶变换红外光谱分析仪为测定不同范围的光谱而设置有多个光源。通常用的是钨丝灯或碘钨灯(近红外)、硅碳棒(中红外)、高压汞灯及氧化钍灯(远红外)。在本公开实施例所提供的外延片厚度测量方法中所采用的傅里叶变换红外光谱分析仪，所采用的光源为红外陶瓷光源。
(2)分束器：分束器是迈克尔逊干涉仪的关键元件。其作用是将入射光束分成反射和透射两部分，然后，再使之复合，如果可动镜使两束光造成一定的光程差，则复合光束即可造成相长或相消干涉。
对分束器的要求是：应在波数v处使入射光束透射和反射各半，此时被调制的光束振幅最大。根据使用波段范围不同，在不同介质材料上加相应的表面涂层，即构成分束器。
(3)探测器：傅里叶变换红外光谱仪所用的探测器通常有硫酸三甘钛(TGS)、铌酸钡锶、碲镉汞、锑化铟等。本公开实施例所提供的外延片厚度测量方法中所采用的傅里叶变换红外光谱分析仪，所采用的探测器为DTGS探测器，DTGS探测器是指，利用硫酸三甘肽晶体(简称TGS)极化随温度改变的特性制成的一种红外检测器，经氘化处理后称为DTGS探测器。DTGS探测器包括KRS-5窗片(溴碘化铊红外窗片)和分光仪中的KBr(溴化钾)分光镜。
(4)数据处理***：傅里叶变换红外光谱仪数据处理***的核心是计算机，功能是控制仪器的操作，收集数据和处理数据。
如图所示，本公开实施例所提供的外延片厚度测量方法包括如下步骤：
步骤S01、根据所述待测外延片的厚度范围值，选择参考外延片(ReferenceWafer)，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；
步骤S02、设定所述傅里叶红外变换光谱分析仪的配方参数(Recipe)；
步骤S03、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；
步骤S04、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。
本公开实施例所提供的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量外延片厚度，首先，根据待测外延片的厚度范围值，来按照一定的对应关系选择相应厚度的参考外延片，再通过设定傅里叶红外变换光谱分析仪的配方参数，选择对照光谱图的特征波段，从而根据参考外延片与待测外延片的对照光谱图进行分析计算，以确定待测外延片的厚度。这种测量方法，测量方法快速便捷，且测量结果精确，克服了现有技术中对外延片的厚度，尤其是厚度很薄(例如厚度为0.3-2微米)的外延片厚度测量不准确的缺点，测量结果可靠，有助于高效生产，利于企业节省生产成本，增加利润；此外，本公开实施例所提供的外延片厚度测量方法，可以应用于各种尺寸外延片的厚度，例如直径尺寸为150～450mm的外延片，尤其需要说明的是，本公开实施例提供的外延片厚度测量方法可适用于大尺寸外延片(例如直径尺寸为300mm或300mm以上的大尺寸外延片)的厚度测量，解决了现有技术中无法对大尺寸外延片厚度测量的技术难题。
以下对本公开实施例所提供的外延片厚度测量方法进行更为详细的说明。
在本公开所提供的一种实施例中，所述步骤S01中，是针对不同厚度的待测外延片，选择不同的参考外延片的厚度，具体地，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。
上述方案，在FTIR机台硬件设备及光源设施均没有问题的条件下，影响到厚度测量结果的主要因素是参考外延片的选择，参考外延片作为基准参考的作用，因此，参考外延片的性能参数，例如：电阻率、掺杂浓度、表面性质等，各参数差值小于或等于阈值，也就是说，参考外延片的性能参数应尽可能与待测外延片一致，这样，可排除其他干扰因素对测量厚度结果的影响，提高测量结果的准确性。
此外，在上述方案中，根据不同厚度的待测外延片，来选择不同厚度的参考外延片，与相关技术中，所有厚度的待测样品均通过同一参考光谱图进行分析相比，会极大地提高外延片厚度测量结果准确性。尤其是，对于在0.3～2微米厚度的外延片来说，其测量结果更为精确。
在本公开实施例所提供的外延片测量方法中，所涉及的待测外延片厚度范围可以在0.3-200微米，且所涉及的外延片的直径尺寸可达到300毫米。
在一些实施例中，所述待测外延片的衬底硅片是Double polished Wafer(双面抛光晶片)、厚度约为775um的P+型硅片，待测外延层是在衬底硅片上沉积一层掺杂B的单晶薄膜，沉积温度约为1130℃。当然，以上仅是示例，并不限定外延片的具体结构类型。
此外，在本公开所提供的外延片厚度测量方法中，所述步骤S02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：
所述配方参数包括：中心波峰排除窗口、参考边缘波峰排除窗口和边缘波峰最小高度；其中设定所述中心波峰排除窗口大于所述对照光谱图的中心波峰整个峰的宽度，设定所述参考边缘波峰排除窗口大于所述参考光谱图中的边缘波峰整个峰的宽度，设定所述边缘波峰最小高度的信号强度大于所述对照光谱图中边缘波峰最小高度的信号强度。
在上述方案中，外延片测量厚度结果主要通过光谱图中的边缘波峰(sideburst)来表征，因此，须保证光谱图中边缘波峰(sideburst)的唯一性，所以，在确定对照光谱图中的特征波段时，也就是，设置中心波峰排除窗口(Center-burst Exclusion Window)、参考边缘波峰排除窗口(Reference sideburst exclusion Window)时，必须保证中心波峰排除窗口大于对照光谱图中的中心波峰整个峰的宽度，参考边缘波峰排除窗口大于参考光谱图中该边缘波峰整个峰的宽度，外延片边缘波峰最小高度(EPI Minimum Sideburst Height)要确保所述边缘波峰最小高度的信号强度大于所述对照光谱图中边缘波峰最小高度的信号强度。其中，若测量数据不是很稳定时，可通过调节傅里叶红外变换光谱分析仪的扫描次数(Number of Scans)来增加数据稳定性。
上述方案，通过精确控制参考外延片的成片品质、FTIR设备的光谱峰值窗口，可实现对外延片厚度的精确测量，且所测量的外延片厚度范围可达0.3-200微米。
此外，在本公开实施例所提供的外延片厚度测量方法中，所述傅里叶红外变换光谱分析仪的扫描方式为：在所述待测外延片上的至少9个采样点进行扫描(即，9point测试pattern)，每个采样点至少扫描5次(即，5scan)。当然可以理解的是，在实际应用中，所述傅里叶红外变换光谱分析仪的扫描方式不仅限于此。
此外，本公开实施例提供的外延片厚度测量方法中，采用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，具体包括：
所述傅里叶红外变换光谱分析仪中预先存储不同厚度的所述参考外延片的参考光谱图数据，并测量所述待测外延片的样品光谱图，根据预先存储的所述参考光谱图数据与所述待测外延片的样品光谱图，得到所述对照光谱图。
上述方案，可在所述傅里叶红外变换光谱分析仪的存储器中预先存储好不同厚度的参考外延片的参考光谱图数据，这样，可在测量时，设定所述待测外延片的厚度范围值，而直接获取相应厚度的参考外延片的参考光谱图数据。
此外，在本公开实施例提供的外延片厚度测量方法中，在测量所述待测外延片的厚度之前，更新所述傅里叶红外变换光谱分析仪中预先存储的所述参考外延片的光谱图数据。其中，数据更新频率可根据实际应用来确定，例如，在生产线上，每天测量前，重新运行1次，对参考片进行测量，以确保存储器中所存储的数据为最新运行的数据结果。
此外，在本公开所提供的外延片厚度测量方法中，针对每一种参考外延片，需进行一次校正，也就是，所述步骤S03之前，还包括：
步骤021、对所述傅里叶红外变换光谱分析仪进行校正(Correlation)。
所述步骤021具体包括：
在不勾选所述傅里叶红外变换光谱分析仪的“校正测试”(“CorrelateMeasurement”)选项时，采用一原厂提供的校正用参考基准外延片，在所述傅里叶红外变换光谱分析仪设定为所述配方参数条件下，测量所述校正用参考基准外延片的厚度数值；
对照标准参考片认证值(QS Standard Reference Certified Values)，利用线性方程f(x)＝ax+b进行校正，其中a为线性值(Linear Term)，b为常数项(Constant Term)；
校正完成后，在下次利用当前参考外延片(Reference)测量时，须勾选“校正测试”(“Correlate Measurement”)选项，以进行待测外延片厚度测量。
此外，本公开实施例所提供的外延片厚度测量方法中，还包括，
步骤S05、在得到所述外延片的厚度测定结果之后，对所述待测外延片的厚度测定结果进行验证。
所述步骤S05具体包括：
选取一已知厚度的外延片样片、第一参考外延片和第二参考外延片，所述第一参考外延片的厚度与所述外延片样片的厚度之间满足所述预定关系，所述第二参考外延片的厚度与所述外延片样片的厚度之间不满足所述预定关系；
通过所述傅里叶红外变换光谱分析仪，按照设定好的所述配方参数，测量得到所述第一参考外延片与所述外延片样片的第一对照光谱图，并对所述第一对照光谱图进行分析计算，得到所述外延片样片的第一厚度测定结果；
通过所述傅里叶红外变换光谱分析仪，按照设定好的所述配方参数，测量得到所述第二参考外延片与所述外延片样片的第二对照光谱图，并对所述第二对照光谱图进行分析计算，得到所述外延片样片的第二厚度测定结果；
将所述第一厚度测定结果和所述第二厚度测定结果进行对比分析，以验证所述待测外延片的厚度测定结果的可靠性。
以下举例说明一种具体的验证过程：
根据设定好的配方参数，以2种厚度不同的第一参考外延片和第二参考外延片为例，对同一待测外延片分别进行厚度测量。所述傅里叶红外变换光谱分析仪的扫描方式为：9个采样点(9Point)测试，每个采样点扫描5次，每次数据扫描8个scan。
第一参考外延片的厚度为0，测量厚度为1.254um的待测外延片；第二参考外延片的厚度为20，测量厚度为1.254um的待测外延片。
采用以上第一参考外延片和第二参考外延片对待测外延片厚度进行测量后的两组结果如下表1所示：
表1
| 参数 | 第一参考外延片 | 第二参考外延片 |
| 测量结果厚度最大值(MAX) | 1.291 | 1.265 |
| 测量结果厚度最大值(MIN) | 1.268 | 1.255 |
| 平均值(AVERAGE) | 1.274 | 1.260 |
| 标准偏差(STDEV) | 0.006 | 0.002 |
| 极差(RANGE) | 0.023 | 0.010 |
| 重复性(Repeatability) | 0.48％ | 0.17％ |
| 再现性(Reproducibility) | 1.81％ | 0.82％ |
根据以上两组结果可知：
当参考外延片厚度为0时，待测外延片的厚度为1.254um的测量结果比较差，重复性和再现性太高，超出了测量要求的规格；当参考外延片厚度为20时，待测外延片的厚度为1.254um的测量结果明显变好，重复性和再现性有明显降低，重复性和再现性结果均小于1％，可靠性及稳定性非常好。
由此可知，本公开实施例所提供的外延片厚度测量方法，通过精确控制参考外延片的厚度及材料、以及对FTIR设备的光谱峰值窗口的精确调控，可提高测量的外延片厚度结果准确性，且外延片厚度侧量范围可达0.3-200um，且适用于大尺寸外延片，例如直径尺寸达到300mm的外延片厚度测量。
本公开实施例还提供一种外延片厚度测量***，包括傅里叶红外变换光谱分析仪，所述傅里叶红外变换光谱分析仪包括：
参考外延片选择单元，用于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；
配方参数设定单元，用于设定配方参数；
测量单元，用于测量得到所述参考外延片的参考光谱图与所述待测外延片的样品光谱图，以获取对照光谱图；
及，处理器，用于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。
所述外延片厚度测量***还包括存储器，用于存储参考外延片的参考光谱数据。
有以下几点需要说明：
(1)本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”或者可以存在中间元件。
(3)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种外延片厚度测量方法，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述的外延片厚度测量方法，其特征在于，
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。
3.根据权利要求1所述的外延片厚度测量方法，其特征在于，
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：
所述配方参数包括：中心波峰排除窗口、参考边缘波峰排除窗口和边缘波峰最小高度；其中，设定所述中心波峰排除窗口大于所述对照光谱图的中心波峰整个峰的宽度，设定所述参考边缘波峰排除窗口大于所述参考光谱图中的边缘波峰整个峰的宽度，设定所述边缘波峰最小高度的信号强度大于所述对照光谱图中边缘波峰最小高度的信号强度。
4.根据权利要求1所述的外延片厚度测量方法，其特征在于，
所述方法中，所述傅里叶红外变换光谱分析仪的扫描方式为：在所述待测外延片上的至少9个采样点进行扫描，每个采样点至少扫描5次。
5.根据权利要求1所述的外延片厚度测量方法，其特征在于，
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之前，所述方法还包括：
对所述傅里叶红外变换光谱分析仪进行校正，具体包括：
在不勾选所述傅里叶红外变换光谱分析仪的“校正测试”选项时，采用一校正用参考基准外延片，在所述傅里叶红外变换光谱分析仪设定为所述配方参数条件下，测量所述校正用参考基准外延片的厚度数值；
对照标准参考片认证值，利用线性方程f(x)＝ax+b进行校正，其中a为线性值，b为常数项；
校正完成后，勾选“校正测试”选项，以进行待测外延片厚度测量。
6.根据权利要求1所述的外延片厚度测量方法，其特征在于，
所述方法中，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，具体包括：
所述傅里叶红外变换光谱分析仪中预先存储不同厚度的所述参考外延片的参考光谱图数据，并测量所述待测外延片的样品光谱图，根据预先存储的所述参考光谱图数据与所述待测外延片的样品光谱图，得到所述对照光谱图。
7.根据权利要求6所述的外延片厚度测量方法，其特征在于，
所述方法还包括：在测量所述待测外延片的厚度之前，更新所述傅里叶红外变换光谱分析仪中预先存储的所述参考外延片的光谱图数据。
8.根据权利要求2所述的外延片厚度测量方法，其特征在于，所述方法还包括，在得到所述外延片的厚度测定结果之后，对所述待测外延片的厚度测定结果进行验证，具体包括：
选取一已知厚度的外延片样片、第一参考外延片和第二参考外延片，所述第一参考外延片的厚度与所述外延片样片的厚度之间满足所述预定关系，所述第二参考外延片的厚度与所述外延片样片的厚度之间不满足所述预定关系；
通过所述傅里叶红外变换光谱分析仪，按照设定好的所述配方参数，测量得到所述第一参考外延片与所述外延片样片的第一对照光谱图，并对所述第一对照光谱图进行分析计算，得到所述外延片样片的第一厚度测定结果；
通过所述傅里叶红外变换光谱分析仪，按照设定好的所述配方参数，测量得到所述第二参考外延片与所述外延片样片的第二对照光谱图，并对所述第二对照光谱图进行分析计算，得到所述外延片样片的第二厚度测定结果；
将所述第一厚度测定结果和所述第二厚度测定结果进行对比分析，以验证所述待测外延片的厚度测定结果的可靠性。
9.根据权利要求1至8任一项所述的外延片厚度测量方法，其特征在于，
所述待测外延片的直径尺寸范围为150～450mm。
10.一种外延片厚度测量***，其特征在于，包括傅里叶红外变换光谱分析仪，所述傅里叶红外变换光谱分析仪包括：
参考外延片选择单元，用于根据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；
配方参数设定单元，用于设定配方参数；
测量单元，用于测量得到所述参考外延片的参考光谱图与所述待测外延片的样品光谱图，以获取对照光谱图；
及，处理器，用于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。
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