晶圆的外延生长方法及设备技术

本发明专利技术提供了一种晶圆的外延生长方法及设备，属于半导体制造技术领域。晶圆的外延生长方法，包括：将晶圆放置在外延生长设备的反应腔室内部的基座上；向所述反应腔室内通入硅源气体，在所述晶圆的表面生长第一外延层；判断所述第一外延层的生长是否中断；如果所述第一外延层的生长中断，在第一温度下向所述反应腔室内通入刻蚀气体，对所述晶圆表面生长的第一外延层进行刻蚀；在对所述第一外延层的刻蚀深度达到设定值后，向所述反应腔室内通入硅源气体，在所述晶圆的表面生长第二外延层。本发明专利技术的技术方案能够解决意外中断的外延晶圆的处理问题，避免资源的浪费，并提高外延晶圆的产能。产能。产能。

【技术实现步骤摘要】
晶圆的外延生长方法及设备


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种晶圆的外延生长方法及设备。

技术介绍

[0002]晶圆的外延生长工艺是半导体芯片制造过程中的一个重要工艺，该工艺是指在一定条件下，在经抛光的晶圆上再生长一层具有相同晶体取向的单晶硅薄膜，即外延层，从而获得外延晶圆。外延晶圆因为其良好的晶体结构、更低的缺陷密度和优秀的导电性能，广泛应用于高性能半导体器件的生产制造。晶圆的外延生长主要包括真空外延沉积、气相外延沉积以及液相外延沉积等生长方法，其中以气相外延沉积的应用最为广泛。
[0003]在外延晶圆的生产过程中，会因为机台硬件的问题而造成生产中断，从而产生大量的未生长完成的外延晶圆，造成资源浪费的同时也对环境产生了污染。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种晶圆的外延生长方法及设备，能够解决意外中断的外延晶圆的处理问题，避免资源的浪费，并提高外延晶圆的产能。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案是：
[0006]一种晶圆的外延生长方法，包括：
[0007]将晶圆放置在外延生长设备的反应腔室内部的基座上；
[0008]向所述反应腔室内通入硅源气体，在所述晶圆的表面生长第一外延层；
[0009]判断所述第一外延层的生长是否中断；
[0010]如果所述第一外延层的生长中断，在第一温度下向所述反应腔室内通入刻蚀气体，对所述晶圆表面生长的第一外延层进行刻蚀；
[0011]在对所述第一外延层的刻蚀深度达到设定值后，向所述反应腔室内通入硅源气体，在所述晶圆的表面生长第二外延层。
[0012]一些实施例中，判断所述第一外延层的生长是否中断包括以下任一项：
[0013]在到达预设的生长时间后，测量所述第一外延层的厚度，判断所述第一外延层的厚度是否达到目标厚度，如果未达到，判断所述第一外延层的生长中断；
[0014]接收到外延生长设备的中断信号，判断所述第一外延层的生长中断，所述中断信号指示晶圆的外延生长过程中断。
[0015]一些实施例中，还包括确定所述设定值的步骤，确定所述设定值包括：
[0016]测量所述第一外延层的实际厚度，根据所述实际厚度确定所述设定值，所述设定值小于所述实际厚度，且与所述实际厚度的差值为1
‑
2μm。
[0017]一些实施例中，所述第二外延层的目标厚度k为h
‑
(x
‑
r)，其中，h为所述第一外延层的目标厚度，x为所述第一外延层的实际厚度，r为所述设定值。
[0018]一些实施例中，向所述反应腔室内通入刻蚀气体的时长为10s～120s；
[0019]向所述反应腔室内通入刻蚀气体的流量为500sccm～2000sccm；
[0020]所述第一温度为1115℃～1130℃。
[0021]本专利技术实施例还提供了一种晶圆的外延生长设备，包括：
[0022]反应腔室，所述反应腔室内部设置有用以承载晶圆的基座；
[0023]刻蚀气体供应装置，用以向所述反应腔室内输送刻蚀气体；
[0024]硅源气体供应装置，用以向所述反应腔室内输送硅源气体；
[0025]控制装置，用于控制所述硅源气体供应装置向所述反应腔室内通入硅源气体，在所述晶圆的表面生长第一外延层；判断所述第一外延层的生长是否中断；如果所述第一外延层的生长中断，控制所述刻蚀气体供应装置在第一温度下向所述反应腔室内通入刻蚀气体，对所述晶圆表面生长的第一外延层进行刻蚀；在对所述第一外延层的刻蚀深度达到设定值后，控制所述硅源气体供应装置向所述反应腔室内通入硅源气体，在所述晶圆的表面生长第二外延层。
[0026]一些实施例中，所述控制装置具体用于在到达预设的生长时间后，测量所述第一外延层的厚度，判断所述第一外延层的厚度是否达到目标厚度，如果未达到，判断所述第一外延层的生长中断；或
[0027]接收到外延生长设备的中断信号，判断所述第一外延层的生长中断，所述中断信号指示晶圆的外延生长过程中断。
[0028]一些实施例中，所述控制装置还用于测量所述第一外延层的实际厚度，根据所述实际厚度确定所述设定值，所述设定值小于所述实际厚度，且与所述实际厚度的差值为1
‑
2μm。
[0029]一些实施例中，所述第二外延层的目标厚度k为h
‑
(x
‑
r)，其中，h为所述第一外延层的目标厚度，x为所述第一外延层的实际厚度，r为所述设定值。
[0030]一些实施例中，所述控制装置具体用于控制所述刻蚀气体供应装置向所述反应腔室内通入刻蚀气体的时长为10s～120s，向所述反应腔室内通入刻蚀气体的流量为500sccm～2000sccm。
[0031]本专利技术的有益效果是：
[0032]本实施例中，如果晶圆的第一外延层的生长中断，则对第一外延层表面进行刻蚀，去除中断时生长的缺陷层，之后再在第一外延层的表面生长第二外延层，这样可以对由于不可抗力而中断生长的外延晶圆进行补救，解决意外中断的外延晶圆的处理问题，避免了资源的浪费，并且可以继续利用第一外延层的剩余部分，能够提高外延晶圆的产能。
附图说明
[0033]图1表示本专利技术实施例晶圆的外延生长方法的流程示意图；
[0034]图2表示本专利技术实施例在晶圆上再次进行外延生长的示意图；
[0035]图3本专利技术实施例对外延层进行刻蚀时的温度和时间关系曲线示意图；
[0036]图4表示表示本专利技术实施例再次进行外延生长时的温度和时间关系曲线示意图。
[0037]附图标记
[0038]01 晶圆
[0039]02 第一外延层
[0040]03 刻蚀后的第一外延层
[0041]04第二外延层
具体实施方式
[0042]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术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专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0043]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0044]本专利技术提供一种晶圆的外延生长方法及设备，能够解决意外中断的外延晶圆的处理问题，避免资源的浪费，并提高外延晶圆的产能。
[0045]本专利技术实施例提供一种晶圆的外延生长方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆的外延生长方法，其特征在于，包括：将晶圆放置在外延生长设备的反应腔室内部的基座上；向所述反应腔室内通入硅源气体，在所述晶圆的表面生长第一外延层；判断所述第一外延层的生长是否中断；如果所述第一外延层的生长中断，在第一温度下向所述反应腔室内通入刻蚀气体，对所述晶圆表面生长的第一外延层进行刻蚀；在对所述第一外延层的刻蚀深度达到设定值后，向所述反应腔室内通入硅源气体，在所述晶圆的表面生长第二外延层。2.根据权利要求1所述的晶圆的外延生长方法，其特征在于，判断所述第一外延层的生长是否中断包括以下任一项：在到达预设的生长时间后，测量所述第一外延层的厚度，判断所述第一外延层的厚度是否达到目标厚度，如果未达到，判断所述第一外延层的生长中断；接收到外延生长设备的中断信号，判断所述第一外延层的生长中断，所述中断信号指示晶圆的外延生长过程中断。3.根据权利要求1所述的晶圆的外延生长方法，其特征在于，还包括确定所述设定值的步骤，确定所述设定值包括：测量所述第一外延层的实际厚度，根据所述实际厚度确定所述设定值，所述设定值小于所述实际厚度，且与所述实际厚度的差值为1
‑
2μm。4.根据权利要求1所述的晶圆的外延生长方法，其特征在于，所述第二外延层的目标厚度k为h
‑
(x
‑
r)，其中，h为所述第一外延层的目标厚度，x为所述第一外延层的实际厚度，r为所述设定值。5.根据权利要求1所述的晶圆的外延生长方法，其特征在于，向所述反应腔室内通入刻蚀气体的时长为10s～120s；向所述反应腔室内通入刻蚀气体的流量为500sccm～2000sccm；所述第一温度为1115℃～1130℃。6.一种晶圆的外延生长设备，其特征在于，包括：反应腔室，所述反应腔室内部设置有用以承载...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛帆，王力，刘宝阳，王雄，
申请(专利权)人：西安奕斯伟硅片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：