[發明專利]處理外延片的方法和裝置以及檢測外延片的方法

在審

• 申請號: 202210138588.1
• 申請日: 2022-02-15
• 公開（公告）號: CN116646244A
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 王曉;于源源;溫雅楠;汪軍
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324;H01L21/66
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 黃倩

本申請的實施例提供處理外延片的方法和裝置以及檢測外延片的方法。該外延片包括襯底和外延層。該方法包括：在第一工藝下，對外延片襯底進行退火達第一時間，以控制該襯底的體微缺陷密度。方法還包括：在第二工藝下，使襯底生長外延層，第二工藝的溫度高于第一工藝的溫度。此外，處理外延片的另一種方法包括：在第一時間內對該外延片進行退火，退火的溫度為第一溫度，在第二時間內對該外延片進行退火，退火的溫度為高于該第一溫度的第二溫度，第一溫度、第二溫度、第一時間和第二時間基于調節函數來確定，該調節函數指示退火的該溫度和時間的關聯性。利用本申請的實施例，可以調節體微缺陷密度和均勻性。

技術領域

本申請總體涉及半導體領域，更具體地，本申請涉及一種處理外延片的方法和裝置，以及一種檢測外延片的方法。

背景技術

隨著半導體技術的飛速發展，人們對集成電路中的硅片的質量提出了更高的要求。總體來說，人們期望硅片的晶格缺陷越小越好，從而能夠盡可能地降低雜質含量對半導體器件造成的損害。事實上，硅片中的晶格會產生許多缺陷，體微缺陷(Bulk?MicroDefect，BMD)是一種與硅片中的氧沉淀相關的缺陷。體微缺陷是直拉硅中最重要的缺陷，作為硅片對芯片影響的關鍵參數，體微缺陷將會影響芯片的最終良率。體微缺陷可能是任何缺陷，包括氧沉淀、空隙、夾雜物、滑移線等。體微缺陷具有多重作用。一方面，它具有本征吸雜、增強硅片機械強度的優點；另一方面，如果體微缺陷數量過多、尺寸過大，又會導致硅片的彎曲翹曲。因此，在實際應用中，需要合理地控制好體微缺陷密度。

發明內容

本申請的實施例提供了一種處理外延片的方法和裝置，以及一種檢測外延片的方法，旨在至少部分地能夠克服現有技術中存在的上述和/或其他潛在的問題。

在本申請的第一方面，提供了一種處理外延片的襯底的方法。該方法包括：在第一工藝下，對該襯底進行退火達第一時間，以控制該襯底的體微缺陷密度，以及在第二工藝下，使該襯底生長出外延層，其中該第二工藝的溫度高于該第一工藝的溫度。

利用本申請的實施例，通過低溫退火可以使體微缺陷形核長大，避免小尺寸體微缺陷直接在外延高溫生長過程中被消除，這樣有助于控制體微缺陷密度的均勻性。

在一種實現方式中，該襯底包括晶錠或者硅片。利用這種方式，可以對多種方式的襯底的體微缺陷密度進行改進。

在一種實現方式中，該第一工藝的退火溫度選自700℃至900℃的范圍。利用這種方式，通過在合適的溫度下進行退火，可以使體微缺陷密度達到期望的范圍。

在一種實現方式中，該第一時間選自3小時至8小時的范圍。利用這種方式，可以確保得到期望要求的體微缺陷密度。

在一種實現方式中，該第一工藝的退火在包括純Ar₂、純H₂和純N₂中的一種或多種的環境中進行。利用這種方式，第一工藝可以在成本可控的環境下進行。

在一種實現方式中，該第一工藝的退火在立式退火爐中進行，并且該第二工藝在外延設備中進行。利用這種方式，可以使退火過程中的金屬污染被最大程度地降低。同時，為了避免退火過程中加熱外延片面內溫度不均勻的問題，可以調整外延片的承載基座的升降速率，或增加升降承載基座的過程中溫度穩定的步驟，或者調整退火時升降溫速率，從而避免溫度陡然上升或下降。

在本申請的第二方面，提供了一種處理外延片的方法。該外延片包括襯底和外延層，該方法包括：在第一時間內對該外延片進行退火，該退火的溫度為第一溫度，在第二時間內對該外延片進行退火，該退火的溫度為高于該第一溫度的第二溫度，其中該第一溫度、該第二溫度、該第一時間和該第二時間基于調節函數來確定，該調節函數指示退火的該溫度和時間的關聯性。利用這種方式，通過調節函數，可以使外延片適配不同的工藝過程。