减少外延晶圆缺陷的方法、装置及外延晶圆的制造方法与流程

本公开涉及半导体制造，尤其涉及一种用于减少外延晶圆缺陷的方法、装置及外延晶圆的制造方法。

背景技术：

1、由半导体构成的硅晶圆在半导体器件的制造工序中被广泛地用作基板。常见的有抛光晶圆和外延晶圆。抛光晶圆由对单晶锭进行切片并进行镜面研磨、清洗等流程而制成。在抛光晶圆表面通过化学气相沉积等方式形成单晶硅外延层从而制成外延晶圆。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mos工艺制程。

2、随着半导体工艺的不断发展，对于硅晶圆的品质要求越来越严格。就外延晶圆而言，外延层表面缺陷是影响外延晶圆品质和良率的关键因素。需要降低外延工艺过程中所产生的外延层表面缺陷，提高外延晶圆的出货品质和良率。

技术实现思路

1、本公开提供了一种减少外延晶圆缺陷的方法、装置及外延晶圆的制造方法；能够减少外延晶圆的外延层表面的缺陷，提高外延晶圆的出货品质和良率。

2、本公开的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本公开提供了一种减少外延晶圆缺陷的方法，所述方法包括：

4、获取在传片测试过程中形成在评估晶圆表面的评估缺陷；其中，传片测试过程包括：将所述评估晶圆移至气相沉积的腔室内后，向腔室内仅通入载气并对评估晶圆执行热处理工艺，以及将经热处理工艺的评估晶圆移出所述腔室；

5、检测所述评估缺陷的缺陷类型；

6、根据缺陷类型与部件之间的对应关系，确定产生所述评估缺陷的部件；

7、针对产生所述评估缺陷的部件确定改善手段，以使得通过执行所述改善手段减少在气相沉积过程中产生在外延晶圆表面的缺陷。

8、在一些示例中，检测所述评估缺陷的缺陷类型，包括：

9、根据缺陷的图像特征确定所述评估缺陷的缺陷类型为划痕缺陷或颗粒缺陷；

10、当所述评估缺陷的缺陷类型为颗粒缺陷时，根据缺陷的成分分析结果确定所述评估缺陷的缺陷类型为金属颗粒缺陷或非金属颗粒缺陷。

11、在一些示例中，检测所述评估缺陷的缺陷类型，包括：

12、根据缺陷的成分分析结果确定所述评估缺陷的缺陷类型为划痕缺陷或金属颗粒缺陷或非金属颗粒缺陷。

13、在一些示例中，根据缺陷类型与部件之间的对应关系，确定产生所述评估缺陷的部件，包括：

14、当评估缺陷的缺陷类型为划痕缺陷，确定产生评估缺陷的部件为机械臂，其中，该机械臂用于将晶圆移至腔室内和/或用于将晶圆从腔室内移出；

15、当评估缺陷的缺陷类型为金属颗粒缺陷，确定产生评估缺陷的部件为腔室内的金属运动部件；

16、当评估缺陷的缺陷类型为非金属颗粒缺陷，确定产生评估缺陷的部件为腔室内的反应炉壁。

17、在一些示例中，针对产生评估缺陷的部件确定改善手段，包括：

18、当产生评估缺陷的部件为机械臂时，确定改善手段为校准机械臂的前伸距离，以使晶圆承载于机械臂的托盘中心位置；

19、当产生评估缺陷的部件为腔室内的金属运动部件时，确定改善手段为更换磨损的金属运动部件或清洗金属运动部件；

20、当产生评估缺陷的部件为腔室内的反应炉壁时，确定改善手段为去除反应炉壁残留的外延反应副产物。

21、在一些示例中，获取在传片测试过程中形成在评估晶圆表面的评估缺陷，包括：

22、在传片测试过程前，检测评估晶圆的第一缺陷；

23、在经过传片测试过程后，检测评估晶圆表面的第二缺陷；

24、从第二缺陷中将第一缺陷剔除，得到评估缺陷。

25、第二方面，本公开提供了一种减少外延晶圆缺陷的装置，所述装置包括：获取部、检测部、第一确定部和第二确定部；其中，

26、所述获取部，被配置成获取在传片测试过程中形成在评估晶圆表面的评估缺陷；所述传片测试过程包括：将评估晶圆移至气相沉积的腔室内后，向腔室内仅通入载气并对评估晶圆执行热处理工艺，以及将经热处理工艺的评估晶圆移出腔室；

27、所述检测部，被配置成检测评估缺陷的缺陷类型；

28、所述第一确定部，被配置成根据缺陷类型与部件之间的对应关系，确定产生评估缺陷的部件；

29、所述第二确定部，被配置成针对产生评估缺陷的部件确定改善手段，以使得通过执行改善手段减少在气相沉积过程中产生在外延晶圆表面的缺陷。

30、在一些示例中，所述检测部，被配置成：

31、根据缺陷的图像特征确定评估缺陷的缺陷类型为划痕缺陷或颗粒缺陷；

32、当评估缺陷的缺陷类型为颗粒缺陷时，根据缺陷的成分分析结果确定评估缺陷的缺陷类型为金属颗粒缺陷或非金属颗粒缺陷。

33、在一些示例中，所述检测部，被配置成：

34、根据缺陷的成分分析结果确定评估缺陷的缺陷类型为划痕缺陷或金属颗粒缺陷或非金属颗粒缺陷。

35、在一些示例中，所述第一确定部，被配置成：

36、当评估缺陷的缺陷类型为划痕缺陷时，确定产生评估缺陷的部件为机械臂，其中，该机械臂用于将晶圆移至腔室内和/或用于将晶圆从腔室内移出；

37、当评估缺陷的缺陷类型为金属颗粒缺陷时，确定产生评估缺陷的部件为腔室内的金属运动部件；

38、当评估缺陷的缺陷类型为非金属颗粒缺陷时，确定产生评估缺陷的部件为腔室内的反应炉壁。

39、在一些示例中，所述第二确定部，被配置成：

40、当产生评估缺陷的部件为机械臂时，确定改善手段为校准机械臂的前伸距离，以使晶圆承载于机械臂的托盘中心位置；其中，机械臂用于将晶圆移至腔室内和/或用于将晶圆从腔室内移出；

41、当产生评估缺陷的部件为腔室内的金属运动部件时，确定改善手段为更换磨损的金属运动部件或清洗金属运动部件；

42、当产生评估缺陷的部件为腔室内的反应炉壁时，确定改善手段为去除反应炉壁残留的外延反应副产物。

43、在一些示例中，所述获取部，被配置成：

44、在传片测试过程前，检测评估晶圆的第一缺陷；

45、在经过传片测试过程后，检测评估晶圆表面的第二缺陷；

46、从第二缺陷中将第一缺陷剔除，得到评估缺陷。

47、第三方面，本公开提供了一种计算设备，所述计算设备包括：处理器和存储器；所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以实现如第一方面或者第一方面中的任一示例所述的减少外延晶圆缺陷的方法。

48、第四方面，本公开提供了一种计算机存储介质，所述存储介质存储有至少一条指令，所述至少一条指令用于被处理器执行以实现如第一方面或者第一方面中的任一示例所述的减少外延晶圆缺陷的方法。

49、第五方面，本公开提供了一种外延晶圆的制造方法，所述外延晶圆的制造方法包括：

50、通过采用如第一方面或者第一方面中的任一示例所述的减少外延晶圆缺陷的方法，获取改善手段；

51、在执行所述改善手段后，将抛光晶圆移至气相沉积的腔室的内部进行气相沉积，以在抛光晶圆表面形成外延层并获得外延晶圆。

52、本公开提供了一种减少外延晶圆缺陷的方法、装置及外延晶圆的制造方法；通过针对评估晶圆执行仅通入氢气进行热处理工艺的传入测试过程，获得产生评估缺陷的部件。针对部件进行改善后执行气相沉积过程，从而减少因部件引入的缺陷从而形成esf缺陷的现象，进而减少外延晶圆的外延层表面的缺陷，提高外延晶圆的出货品质和良率。