本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造，尤其涉及一種外延生長方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、晶圓的外延生長工藝是半導(dǎo)體芯片制造的一個重要工藝，外延生長是指在單晶硅襯底上，通過外延(epitaxy)技術(shù)生長一層外延層(晶向與襯底晶向一致)的工藝過程。外延晶圓的整個生產(chǎn)流程包括長晶(多晶硅料拉制硅晶棒)→成型(切片研磨)→拋光(雙面拋光)→清洗(去除表面微粒、金屬離子和有機(jī)物)→外延(氣相沉積)五大工序，其中外延作為最后一道重要工序，可以改善拋光片的晶體性質(zhì)、原生缺陷、電阻率以及平坦度等。

2、外延層的電阻率均一性是表述外延層性能的重要指標(biāo)，外延層的電阻率均一性差會影響器件良率。外延層的電阻率主要與溫度相關(guān)，相關(guān)技術(shù)中，在調(diào)整外延層的電阻率均一性時，是在設(shè)備停產(chǎn)狀態(tài)下人工手動調(diào)整生產(chǎn)設(shè)備，生長樣品，線下測試，最后根據(jù)測試結(jié)果，手動調(diào)整生產(chǎn)設(shè)備再確認(rèn)，效率低下，精準(zhǔn)性差；而且存在耗時、影響正常生產(chǎn)的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種外延生長方法及裝置，能夠高效準(zhǔn)確地對外延反應(yīng)腔室的溫場進(jìn)行調(diào)節(jié)，改善外延晶圓的電阻率均一性。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例采用的技術(shù)方案是：

3、一種外延生長方法，包括：

4、將晶圓送入外延反應(yīng)腔室，在所述晶圓上生長外延層；

5、獲取所述外延層多個預(yù)設(shè)測試點(diǎn)位的電阻率，所述多個預(yù)設(shè)測試點(diǎn)位包括位于所述外延層中心的第一測試點(diǎn)位和其他測試點(diǎn)位；

6、計(jì)算所述外延層的電阻率均一性；

7、在所述外延層的電阻率均一性大于預(yù)設(shè)閾值時，將所述第一測試點(diǎn)位的電阻率與所述其他測試點(diǎn)位的電阻率進(jìn)行比對，并根據(jù)比對結(jié)果對所述外延反應(yīng)腔室的目標(biāo)加熱模組的功率進(jìn)行調(diào)整。

8、一些實(shí)施例中，所述計(jì)算所述外延層的電阻率均一性包括：

9、將所述多個預(yù)設(shè)測試點(diǎn)位中的電阻率最大值記為r_max，電阻率最小值記為r_min；

10、利用以下公式計(jì)算所述外延層的電阻率均一性：(r_max-r_min)/(r_max+r_min)。

11、一些實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)閾值為2-3％。

12、一些實(shí)施例中，所述根據(jù)比對結(jié)果對所述外延反應(yīng)腔室的目標(biāo)加熱模組的功率進(jìn)行調(diào)整包括：

13、確定所述多個預(yù)設(shè)測試點(diǎn)位的電阻率中的最小值；

14、將所述第一測試點(diǎn)位的電阻率與所述最小值進(jìn)行比對；

15、若所述第一測試點(diǎn)位的電阻率大于所述最小值，按照預(yù)設(shè)比例增加所述目標(biāo)加熱模組的功率；若所述第一測試點(diǎn)位的電阻率小于所述最小值，按照預(yù)設(shè)比例降低所述目標(biāo)加熱模組的功率。

16、一些實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)比例為2-4％。

17、一些實(shí)施例中，所述外延反應(yīng)腔室的加熱模組包括外加熱模組和內(nèi)加熱模組，所述內(nèi)加熱模組位于所述外加熱模組靠近所述晶圓的一側(cè)，所述目標(biāo)加熱模組為所述內(nèi)加熱模組。

18、一些實(shí)施例中，所述多個預(yù)設(shè)測試點(diǎn)位包括位于所述外延層中心的第一測試點(diǎn)位，以及位于所述外延層邊緣的四個測試點(diǎn)位：第六測試點(diǎn)位、第七測試點(diǎn)位、第八測試點(diǎn)位和第九測試點(diǎn)位，所述第六測試點(diǎn)位與所述第八測試點(diǎn)位位于所述晶圓的第一直徑上，所述第七測試點(diǎn)位與所述第九測試點(diǎn)位位于所述晶圓的第二直徑上，且所述第一直徑與所述第二直徑垂直；

19、所述多個預(yù)設(shè)測試點(diǎn)位還包括：

20、位于所述第六測試點(diǎn)位與所述第一測試點(diǎn)位連線中心位置處的第二測試點(diǎn)位、位于所述第七測試點(diǎn)位與所述第一測試點(diǎn)位連線中心位置處的第三測試點(diǎn)位、位于所述第八測試點(diǎn)位與所述第一測試點(diǎn)位連線中心位置處的第四測試點(diǎn)位、位于所述第九測試點(diǎn)位與所述第一測試點(diǎn)位連線中心位置處的第五測試點(diǎn)位。

21、本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種外延生長裝置，包括：

22、生長模塊，用于將晶圓送入外延反應(yīng)腔室，在所述晶圓上生長外延層；

23、獲取模塊，用于獲取所述外延層多個預(yù)設(shè)測試點(diǎn)位的電阻率，所述多個預(yù)設(shè)測試點(diǎn)位包括位于所述外延層中心的第一測試點(diǎn)位和其他測試點(diǎn)位；

24、計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述外延層的電阻率均一性；

25、處理模塊，用于在所述外延層的電阻率均一性大于預(yù)設(shè)閾值時，將所述第一測試點(diǎn)位的電阻率與所述其他測試點(diǎn)位的電阻率進(jìn)行比對，并根據(jù)比對結(jié)果對所述外延反應(yīng)腔室的目標(biāo)加熱模組的功率進(jìn)行調(diào)整。

26、一些實(shí)施例中，所述計(jì)算模塊具體用于將所述多個預(yù)設(shè)測試點(diǎn)位中的電阻率最大值記為r_max，電阻率最小值記為r_min；利用以下公式計(jì)算所述外延層的電阻率均一性：(r_max-r_min)/(r_max+r_min)。

27、一些實(shí)施例中，所述處理模塊具體用于確定所述多個預(yù)設(shè)測試點(diǎn)位的電阻率中的最小值；將所述第一測試點(diǎn)位的電阻率與所述最小值進(jìn)行比對；若所述第一測試點(diǎn)位的電阻率大于所述最小值，按照預(yù)設(shè)比例增加所述目標(biāo)加熱模組的功率；若所述第一測試點(diǎn)位的電阻率小于所述最小值，按照預(yù)設(shè)比例降低所述目標(biāo)加熱模組的功率。

28、本發(fā)明的有益效果是：

29、本實(shí)施例中，在生長外延層后，獲取多個預(yù)設(shè)測試點(diǎn)位的電阻率，計(jì)算外延層的電阻率均一性，在外延層的電阻率均一性不滿足要求時，根據(jù)多個預(yù)設(shè)測試點(diǎn)位的電阻率的比對結(jié)果對目標(biāo)加熱模組的功率進(jìn)行調(diào)整，從而可以高效準(zhǔn)確地對外延反應(yīng)腔室的溫場進(jìn)行調(diào)節(jié)，改善外延晶圓的電阻率均一性。

技術(shù)特征：

1.一種外延生長方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延生長方法，其特征在于，所述計(jì)算所述外延層的電阻率均一性包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延生長方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)閾值為2-3％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延生長方法，其特征在于，所述根據(jù)比對結(jié)果對所述外延反應(yīng)腔室的目標(biāo)加熱模組的功率進(jìn)行調(diào)整包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的外延生長方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)比例為2-4％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延生長方法，其特征在于，所述外延反應(yīng)腔室的加熱模組包括外加熱模組和內(nèi)加熱模組，所述內(nèi)加熱模組位于所述外加熱模組靠近所述晶圓的一側(cè)，所述目標(biāo)加熱模組為所述內(nèi)加熱模組。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延生長方法，其特征在于，所述多個預(yù)設(shè)測試點(diǎn)位包括位于所述外延層中心的第一測試點(diǎn)位，以及位于所述外延層邊緣的四個測試點(diǎn)位：第六測試點(diǎn)位、第七測試點(diǎn)位、第八測試點(diǎn)位和第九測試點(diǎn)位，所述第六測試點(diǎn)位與所述第八測試點(diǎn)位位于所述晶圓的第一直徑上，所述第七測試點(diǎn)位與所述第九測試點(diǎn)位位于所述晶圓的第二直徑上，且所述第一直徑與所述第二直徑垂直；

8.一種外延生長裝置，其特征在于，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的外延生長裝置，其特征在于，所述計(jì)算模塊具體用于將所述多個預(yù)設(shè)測試點(diǎn)位中的電阻率最大值記為r_max，電阻率最小值記為r_min；利用以下公式計(jì)算所述外延層的電阻率均一性：(r_max-r_min)/(r_max+r_min)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的外延生長裝置，其特征在于，所述處理模塊具體用于確定所述多個預(yù)設(shè)測試點(diǎn)位的電阻率中的最小值；將所述第一測試點(diǎn)位的電阻率與所述最小值進(jìn)行比對；若所述第一測試點(diǎn)位的電阻率大于所述最小值，按照預(yù)設(shè)比例增加所述目標(biāo)加熱模組的功率；若所述第一測試點(diǎn)位的電阻率小于所述最小值，按照預(yù)設(shè)比例降低所述目標(biāo)加熱模組的功率。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種外延生長方法及裝置，屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域。外延生長方法，包括：將晶圓送入外延反應(yīng)腔室，在所述晶圓上生長外延層；獲取所述外延層多個預(yù)設(shè)測試點(diǎn)位的電阻率，所述多個預(yù)設(shè)測試點(diǎn)位包括位于所述外延層中心的第一測試點(diǎn)位和其他測試點(diǎn)位；計(jì)算所述外延層的電阻率均一性；在所述外延層的電阻率均一性大于預(yù)設(shè)閾值時，將所述第一測試點(diǎn)位的電阻率與所述其他測試點(diǎn)位的電阻率進(jìn)行比對，并根據(jù)比對結(jié)果對所述外延反應(yīng)腔室的目標(biāo)加熱模組的功率進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明能夠高效準(zhǔn)確地對外延反應(yīng)腔室的溫場進(jìn)行調(diào)節(jié)，改善外延晶圓的電阻率均一性。

技術(shù)研發(fā)人員：梁鵬歡
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安奕斯偉材料科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10