[发明专利]晶圆的外延生长方法及设备

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆的外延生长方法及设备。

背景技术

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。

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。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明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。

为了达到上述目的，本发明实施例采用的技术方案是：

一种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。

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：

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。

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：

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。

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。

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；

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℃。

本发明实施例还提供了一种晶圆的外延生长设备，包括：

反应腔室，所述反应腔室内部设置有用以承载晶圆的基座；

刻蚀气体供应装置，用以向所述反应腔室内输送刻蚀气体；