[发明专利]外延生长装置的调温方法以及外延生长装置

说明书

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种外延生长装置的调温以及外延生长装置。该调温方法包括以下步骤：在衬底上选定离线测温点，在衬底和/或加热基座上选定实时测温点，离线测温点与实时测温点对应；模拟外延生长装置的工作流程，以在衬底空转的情况下获取离线测温点的温度T1以及实时测温点的温度T2；拟合温度T1和温度T2，得到温度T1和温度T2之间的映射关系函数F；获取外延生长装置正常工作流程下的实时测温点的温度T2’；根据映射关系函数F以及温度T2’，计算获得对应的离线测温点的实时温度T1’；根据实时温度T1’调节外延生长装置的加热功率。本申请的优点在于：能够获得衬底表面精确的实时温度T1’，用以精准及时的反馈调节加热功率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种外延生长装置的调温方法以及外延生长装置。

背景技术

外延是半导体工艺当中的一种，所有的半导体器件全都制作于外延层之上，外延层的质量直接制约着器件的性能。随着工业上对外延片的质量要求越来越高，从而对外延生长装置反应腔内衬底表面温度分布均匀性的要求也日益提高。

目前，在生产外延片上的外延层的工艺过程中，通过实时测温手段实时检测外延生长装置反应腔内的温度，如实时检测衬底用于外延沉积的上表面的温度；常规的测温方式为红外远程测温、在加热基座内埋设热电偶进行测温以及离子注入片测温，然而这三种方式得到的反馈温度与衬底表面的实际温度之间存在较大的偏差：具体为：承载衬底的托盘处于旋转之中，热电偶只能设置于托盘下方的基座中，无法测量衬底表面的温度；采用红外测量虽然可以测量到衬底表面的温度，但是整个腔室的长度和高度之比较大，红外光线倾斜着打在衬底表面，造成测得的温度严重失真；而离子注入片的温度测量范围低于硅的熔点，不适用于较高温度的测量，导致温度较高时测量失效。因此上述测温手段均测温不准，导致无法精确的调节衬底表面的温度，影响外延层的生长质量。

发明内容

有鉴于此，针对上述技术问题，有必要提供一种精准调控外延生长装置内的衬底表面实时温度的调温方法以及采用该方法的外延生长装置；

本发明提供的一种外延生长装置的调温方法，所述外延生长装置包括衬底和加热基座，所述加热基座用于加热所述衬底，所述外延生长装置的调温方法包括以下步骤：在衬底上选定离线测温点，在衬底和/或加热基座上选定实时测温点，所述离线测温点与所述实时测温点对应；模拟外延生长装置的工作流程，以在衬底空转的情况下获取离线测温点的温度T1和实时测温点的温度T2；拟合温度T1和温度T2，并得到离线测温点的温度和实时测温点的温度之间的映射关系函数F；获取外延生长装置正常工作流程下的实时测温点的温度T2’；根据映射关系函数F和温度T2’，校准并获得对应的离线测温点的实时温度T1’；根据实时温度T1’调节外延生长装置的加热功率。

在其中一个实施例中，所述离线测温点与所述实时测温点重合；或者，沿着垂直于所述加热基座的方向，所述离线测温点在所述加热基座的投影与所述实时测温点重合。

在其中一个实施例中，所述离线测温点的数量为多个，且多个所述离线测温点的位置不重合。

在其中一个实施例中，所述温度T1通过测温环检测获得，且所述测温环安装于所述衬底用于生长外延层的表面上。

在其中一个实施例中，实时测温点的温度通过热电偶检测获得，且所述热电偶埋设于所述加热基座内；或者，实时测温点的温度通过红外高温计检测获得，所述外延生长装置具有反应腔，所述加热基座安装于所述反应腔内，所述红外高温计位于所述反应腔外。