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【技术实现步骤摘要】
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装置。
技术介绍
1、在单晶抛光晶圆上生长一层单晶薄膜称为外延晶圆,相比抛光晶圆,外延晶圆具有表面缺陷少、结晶性优异和电阻率可控的特性,被广泛用于高集成化的集成电路(integrated circuit,ic)元件和金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductor,mos)制程。
2、一般通过化学气相沉积法对单晶硅晶圆(wafer)进行外延生长,首先将单晶硅晶圆传送至外延反应腔室承载晶圆的基座(susceptor)上,然后外延反应腔室升温,达到预设的温度后向外延反应腔室送入清洁气体(h2)去除单晶硅晶圆表面的自然氧化物,再送入硅源气体在单晶硅晶圆正面连续均匀的生长硅外延层。
3、电阻率又被称为电阻系数或比电阻,它是表示材料抵抗带有电荷的粒子在电场中发生定向移动能力的一个电学参数,材料的电阻率与电阻之间的关系为:ρ=rs/l,其中,ρ为电阻率,s为横截面积,r为电阻值,l为导电区域长度。电阻率作为衡量外延晶圆电学性能的重要参数,与电导率成反比,其大小主要依赖于温度、压力与掺杂浓度。
4、现有技术中,在进行外延生长时,由于外延反应腔室的温场不稳定且不易调节,导致外延晶圆的电阻率不均匀,影响了外延晶圆的产品良率。
技术实现思路
1、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装置,能够对外延反应腔室的温场进行调节,改善外延晶圆的电阻率均一性。
2、为了达到上述
3、一种外延生长方法,包括:
4、将晶圆送入外延反应腔室,在所述晶圆上生长外延层;
5、获取所述外延层的电阻率信息,所述外延层划分为多个区域,所述电阻率信息包括所述外延层各个区域的电阻率;
6、判断所述电阻率信息是否满足预设的电阻率均一性要求;
7、若不满足,调整所述外延反应腔室的加热模组的位置,直至所述电阻率信息满足预设的电阻率均一性要求。
8、一些实施例中,所述预设的电阻率均一性要求为每一所述区域的电阻率与目标电阻率的电阻率差值不超过预设阈值。
9、一些实施例中,所述加热模组包括位于外延反应腔室中基座上方的上加热模组和位于所述外延反应腔室中基座下方的下加热模组,所述上加热模组包括围绕所述基座设置的至少一圈加热灯泡,所述下加热模组包括围绕所述基座设置的至少一圈加热灯泡,所述调整所述外延反应腔室的加热模组的位置包括:
10、在所述外延层的目标区域的电阻率大于目标电阻率,且与所述目标电阻率的差值大于预设阈值时,控制与所述目标区域对应的所述加热灯泡向靠近所述基座的方向旋转,使得所述加热灯泡从第一位置移动至第二位置,在所述第一位置时所述加热灯泡的轴线与水平方向所成的角度为第一角度,在所述第二位置时所述加热灯泡的轴线与水平方向所成的角度为第二角度,所述第一角度与所述第二角度之间的角度差为第一预设角度;
11、在所述外延层的目标区域的电阻率小于目标电阻率,且与所述目标电阻率的差值大于预设阈值时,控制与所述目标区域对应的所述加热灯泡向远离所述基座的方向旋转,使得所述加热灯泡从第三位置移动至第四位置,在所述第三位置时所述加热灯泡的轴线与水平方向所成的角度为第三角度,在所述第四位置时所述加热灯泡的轴线与水平方向所成的角度为第四角度,所述第三角度与所述第四角度之间的角度差为第二预设角度。
12、一些实施例中,所述加热灯泡包括灯头支架和固定在所述灯头支架上的灯泡本体,所述灯头支架包括旋转灯架体和所述旋转灯架体下方的旋转调节机构,所述灯泡本体通过所述旋转灯架体固定在所述灯头支架上,通过所述旋转调节机构带动所述旋转灯架体旋转能够控制所述灯泡本体在垂直于水平方向的平面上旋转,所述控制所述加热灯泡旋转包括:
13、通过所述旋转调节机构调整所述灯泡本体与水平方向所成的角度。
14、一些实施例中,所述第一预设角度为3-5°,所述第二预设角度为3-5°。
15、本专利技术实施例还提供了一种外延生长装置,包括:
16、生长模块,用于将晶圆送入外延反应腔室,在所述晶圆上生长外延层;
17、信息获取模块,用于获取所述外延层的电阻率信息,所述外延层划分为多个区域,所述电阻率信息包括所述外延层各个区域的电阻率;
18、判断模块,用于判断所述电阻率信息是否满足预设的电阻率均一性要求;
19、调整模块,用于若所述电阻率信息不满足预设的电阻率均一性要求,调整所述外延反应腔室的加热模组的位置,直至所述电阻率信息满足预设的电阻率均一性要求。
20、一些实施例中,所述预设的电阻率均一性要求为每一所述区域的电阻率与目标电阻率的电阻率差值不超过预设阈值。
21、一些实施例中,所述加热模组包括位于外延反应腔室中基座上方的上加热模组和位于所述外延反应腔室中基座下方的下加热模组,所述上加热模组包括围绕所述基座设置的至少一圈加热灯泡,所述下加热模组包括围绕所述基座设置的至少一圈加热灯泡,
22、所述调整模块具体用于在所述外延层的目标区域的电阻率大于目标电阻率,且与所述目标电阻率的差值大于预设阈值时,控制与所述目标区域对应的所述加热灯泡向靠近所述基座的方向旋转,使得所述加热灯泡从第一位置移动至第二位置,在所述第一位置时所述加热灯泡的轴线与水平方向所成的角度为第一角度,在所述第二位置时所述加热灯泡的轴线与水平方向所成的角度为第二角度,所述第一角度与所述第二角度之间的角度差为第一预设角度;
23、在所述外延层的目标区域的电阻率小于目标电阻率,且与所述目标电阻率的差值大于预设阈值时,控制与所述目标区域对应的所述加热灯泡向远离所述基座的方向旋转,使得所述加热灯泡从第三位置移动至第四位置,在所述第三位置时所述加热灯泡的轴线与水平方向所成的角度为第三角度,在所述第四位置时所述加热灯泡的轴线与水平方向所成的角度为第四角度,所述第三角度与所述第四角度之间的角度差为第二预设角度。
24、一些实施例中,所述加热灯泡包括灯头支架和固定在所述灯头支架上的灯泡本体,所述灯头支架包括旋转灯架体和所述旋转灯架体下方的旋转调节机构,所述灯泡本体通过所述旋转灯架体固定在所述灯头支架上,通过所述旋转调节机构带动所述旋转灯架体旋转能够控制所述灯泡本体在垂直于水平方向的平面上旋转,
25、所述调整模块具体用于通过所述旋转调节机构调整所述灯泡本体与水平方向所成的角度。
26、一些实施例中,所述第一预设角度为3-5°,所述第二预设角度为3-5°。
27、本专利技术的有益效果是:
28、本实施例中,在晶圆上外延生长外延层后,获取外延层的电阻率信息,在电阻率信息不满足预设的电阻率均一性要求时,对外延反应腔室的加热模组的位置进行调整,从而对外延反应腔室的温场进行调整,由于外延晶圆的电阻率依赖于温度,因此,对外延反应腔室温场本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种外延生长方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的外延生长方法,其特征在于,所述预设的电阻率均一性要求为每一所述区域的电阻率与目标电阻率的电阻率差值不超过预设阈值。
3.根据权利要求2所述的外延生长方法,其特征在于,所述加热模组包括位于外延反应腔室中基座上方的上加热模组和位于所述外延反应腔室中基座下方的下加热模组,所述上加热模组包括围绕所述基座设置的至少一圈加热灯泡,所述下加热模组包括围绕所述基座设置的至少一圈加热灯泡,所述调整所述外延反应腔室的加热模组的位置包括:
4.根据权利要求3所述的外延生长方法,其特征在于,所述加热灯泡包括灯头支架和固定在所述灯头支架上的灯泡本体,所述灯头支架包括旋转灯架体和所述旋转灯架体下方的旋转调节机构,所述灯泡本体通过所述旋转灯架体固定在所述灯头支架上,通过所述旋转调节机构带动所述旋转灯架体旋转能够控制所述灯泡本体在垂直于水平方向的平面上旋转,所述控制所述加热灯泡旋转包括:
5.根据权利要求3所述的外延生长方法,其特征在于,所述第一预设角度为3-5°,所述第二预设角度为3-5°。
>6.一种外延生长装置,其特征在于,包括:
7.根据权利要求6所述的外延生长装置,其特征在于,所述预设的电阻率均一性要求为每一所述区域的电阻率与目标电阻率的电阻率差值不超过预设阈值。
8.根据权利要求7所述的外延生长装置,其特征在于,所述加热模组包括位于外延反应腔室中基座上方的上加热模组和位于所述外延反应腔室中基座下方的下加热模组,所述上加热模组包括围绕所述基座设置的至少一圈加热灯泡,所述下加热模组包括围绕所述基座设置的至少一圈加热灯泡,
9.根据权利要求8所述的外延生长装置,其特征在于,所述加热灯泡包括灯头支架和固定在所述灯头支架上的灯泡本体,所述灯头支架包括旋转灯架体和所述旋转灯架体下方的旋转调节机构,所述灯泡本体通过所述旋转灯架体固定在所述灯头支架上,通过所述旋转调节机构带动所述旋转灯架体旋转能够控制所述灯泡本体在垂直于水平方向的平面上旋转,
10.根据权利要求8所述的外延生长装置,其特征在于,
...【技术特征摘要】
1.一种外延生长方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的外延生长方法,其特征在于,所述预设的电阻率均一性要求为每一所述区域的电阻率与目标电阻率的电阻率差值不超过预设阈值。
3.根据权利要求2所述的外延生长方法,其特征在于,所述加热模组包括位于外延反应腔室中基座上方的上加热模组和位于所述外延反应腔室中基座下方的下加热模组,所述上加热模组包括围绕所述基座设置的至少一圈加热灯泡,所述下加热模组包括围绕所述基座设置的至少一圈加热灯泡,所述调整所述外延反应腔室的加热模组的位置包括:
4.根据权利要求3所述的外延生长方法,其特征在于,所述加热灯泡包括灯头支架和固定在所述灯头支架上的灯泡本体,所述灯头支架包括旋转灯架体和所述旋转灯架体下方的旋转调节机构,所述灯泡本体通过所述旋转灯架体固定在所述灯头支架上,通过所述旋转调节机构带动所述旋转灯架体旋转能够控制所述灯泡本体在垂直于水平方向的平面上旋转,所述控制所述加热灯泡旋转包括:
5.根据权利要求3所述的外延生长方法,其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员:张海博,
申请(专利权)人:西安奕斯伟材料科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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