外延生长方法及外延晶圆技术

本发明专利技术提供了一种外延生长方法及外延晶圆，属于半导体制造技术领域。外延生长方法，应用于外延生长设备，所述外延生长设备包括装载端口、负载锁定单元、用以传送晶圆的传输腔室和与所述传输腔室连通的工艺反应腔室，所述外延生长方法包括：在将所述晶圆从所述装载端口传输至所述负载锁定单元时，控制所述负载锁定单元进行抽真空并回填氮气，且所述负载锁定单元的快速排气口限流阀与慢速排气口限流阀的压力保持一致；在将所述晶圆从所述传输腔室传送至所述工艺反应腔室的过程中，控制所述传输腔室的压力大于所述工艺反应腔室的压力。本发明专利技术的技术方案能够减少外延晶圆表面的颗粒。明的技术方案能够减少外延晶圆表面的颗粒。明的技术方案能够减少外延晶圆表面的颗粒。

【技术实现步骤摘要】
外延生长方法及外延晶圆


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种外延生长方法及外延晶圆。

技术介绍

[0002]外延生长是指在单晶硅衬底上，通过外延(Epitaxy)技术生长一层单晶薄膜(晶向与衬底晶向一致)的工艺过程。外延片的整个生产流程包括长晶(多晶硅料拉制硅晶棒)
→
成型(切片研磨)
→
抛光(双面抛光)
→
清洗(去除表面微粒、金属离子和有机物)
→
外延(气相沉积)五大工序，其中外延作为最后一道重要工序，可以改善晶圆的晶体性质、原生缺陷、电阻率以及平坦度等。
[0003]随着半导体行业的高速发展，对外延晶圆表面的颗粒品质要求也越来越高，相关技术中，外延晶圆表面颗粒比较多，会导致外延缺陷，影响产品良率。

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外延生长方法及外延晶圆，能够减少外延晶圆表面的颗粒。
[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]一种外延生长方法，应用于外延生长设备，所述外延生长设备包括装载端口、负载锁定单元、用以传送晶圆的传输腔室和与所述传输腔室连通的工艺反应腔室，所述外延生长方法包括：
[0007]在将所述晶圆从所述装载端口传输至所述负载锁定单元时，控制所述负载锁定单元进行抽真空并回填氮气，且所述负载锁定单元的快速排气口限流阀与慢速排气口限流阀的压力保持一致；
[0008]在将所述晶圆从所述传输腔室传送至所述工艺反应腔室的过程中，控制所述传输腔室的压力大于所述工艺反应腔室的压力。
[0009]一些实施例中，所述传输腔室的压力比所述工艺反应腔室的压力大2
‑
3Torr。
[0010]一些实施例中，在所述晶圆进入所述传输腔室之前，所述方法还包括：
[0011]对所述晶圆进行清洗；
[0012]对所述晶圆进行清洗后，在5小时内将所述晶圆传送至所述传输腔室。
[0013]一些实施例中，所述方法还包括：
[0014]在所述晶圆进入所述工艺反应腔室之前，向所述工艺反应腔室通入化学气相刻蚀气体以对所述工艺反应腔室进行清洁。
[0015]一些实施例中，所述方法还包括：
[0016]在所述晶圆进入所述工艺反应腔室之后，向所述工艺反应腔室吹扫载气。
[0017]一些实施例中，向所述工艺反应腔室吹扫载气之后，所述方法还包括：
[0018]对所述工艺反应腔室进行升温，升温速率不小于3℃/s。
[0019]一些实施例中，对所述工艺反应腔室进行升温之后，所述方法还包括：
[0020]对所述晶圆进行烘烤，温度不低于1125摄氏度。
[0021]一些实施例中，对所述晶圆进行烘烤之后，所述方法还包括：
[0022]向所述工艺反应腔室通入化学气相刻蚀气体以去除所述晶圆表面附着的颗粒物；
[0023]在所述晶圆表面进行化学气相沉积反应，生成外延晶圆。
[0024]一些实施例中，向所述工艺反应腔室通入化学气相刻蚀气体的时间为10s
‑
30s，气体流量为2
‑
3slm。
[0025]一些实施例中，所述负载锁定单元的快速排气口限流阀与慢速排气口限流阀的压力为30psi。
[0026]本专利技术实施例还提供了一种外延晶圆，所述外延晶圆由上述的外延生长方法制备而得。
[0027]本专利技术的有益效果是：
[0028]本实施例中，在将所述晶圆从所述装载端口传输至所述负载锁定单元时，控制所述负载锁定单元进行抽真空并回填氮气，且所述负载锁定单元的快速排气口限流阀与慢速排气口限流阀的压力保持一致，这样可以在快速排气口限流阀打开时，减少压力波动，进而减少晶圆振动，减少晶圆表面的颗粒；在将所述晶圆从所述传输腔室传送至所述工艺反应腔室的过程中，控制所述传输腔室的压力大于所述工艺反应腔室的压力，这样可以减少尾气端杂质的反灌，从而能够减少外延晶圆表面的颗粒。
附图说明
[0029]图1表示本专利技术实施例外延生长方法的流程示意图；
[0030]图2表示本专利技术实施例外延生长设备的结构示意图；
[0031]图3表示本专利技术实施例负载锁定单元的工艺步骤示意图；
[0032]图4表示本实施例氮气通风管路的示意图；
[0033]图5表示本专利技术实施例工艺反应腔室的结构示意图；
[0034]图6表示相关技术制备的外延晶圆表面颗粒的示意图；
[0035]图7表示本专利技术实施例制备的外延晶圆表面颗粒的示意图。
[0036]附图标记
[0037]1 上部石英钟罩
[0038]2 下部石英钟罩
[0039]3 卤素灯
[0040]4 基座支撑杆
[0041]5 销钉
[0042]6 销钉支撑杆
[0043]7 安装部件
[0044]8 基座
[0045]9 预热环
[0046]10工艺反应腔室
[0047]11传输腔室
[0048]12负载锁定单元
[0049]13前端模块
[0050]14装载端口
具体实施方式
[0051]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。
[0052]外延层中各种缺陷不但与衬底质量、衬底表面情况有关，也与外延生长过程本身有着密切的关系。外延晶圆表面颗粒物(particle)来源包括：
①
晶圆从清洗工艺进入外延工艺期间，由于等待时间过长导致晶圆表面附着particle和发生氧化。
②
在晶圆传输过程中，尾气端杂质反灌，在晶圆表面产生particle。
③
外延炉工艺反应腔室上部石英钟罩表面沉积的外延生长副产物，在外延生长中会产生particle。外延晶圆表面的particle会导致外延缺陷，影响产品良率，因此，需要改善外延晶圆表面的particle问题。
④
在将晶圆从装载端口传输至负载锁定单元时，负载锁定单元进行抽真空并回填氮气，抽真空结束之后，负载锁定单元的慢速排气口限流阀先打开，当压力≥300T，负载锁定单元的快速排气口限流阀会打开，压力波动剧烈，导致晶圆振动，晶圆与负载锁定单元的引脚摩擦产生颗粒，这些颗粒会附着在晶圆表面，严重影响晶圆的产品品质。
[0053]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种外延生长方法及外延晶圆，能够减少外延晶圆表面的颗粒。
[0054]本专利技术实施例提供一种外延生长方法，应用于外延生长设备，所述外延生长设备包括装载端口、负载锁定单元、用以传送晶圆的传输腔室和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外延生长方法，其特征在于，应用于外延生长设备，所述外延生长设备包括装载端口、负载锁定单元、用以传送晶圆的传输腔室和与所述传输腔室连通的工艺反应腔室，所述外延生长方法包括：在将所述晶圆从所述装载端口传输至所述负载锁定单元时，控制所述负载锁定单元进行抽真空并回填氮气，且所述负载锁定单元的快速排气口限流阀与慢速排气口限流阀的压力保持一致；在将所述晶圆从所述传输腔室传送至所述工艺反应腔室的过程中，控制所述传输腔室的压力大于所述工艺反应腔室的压力。2.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述传输腔室的压力比所述工艺反应腔室的压力大2
‑
3Torr。3.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，在所述晶圆进入所述传输腔室之前，所述方法还包括：对所述晶圆进行清洗；对所述晶圆进行清洗后，在5小时内将所述晶圆传送至所述传输腔室。4.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述晶圆进入所述工艺反应腔室之前，向所述工艺反应腔室通入化学气相刻蚀气体以对所述工艺反应腔室进行清洁。5.根据权利要求4所述的外延生长方法，其特征在于，所述方法还...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁鹏欢，
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：