CN117604633A - 恢复外延反应炉的方法 - Google Patents
恢复外延反应炉的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117604633A CN117604633A CN202311605236.3A CN202311605236A CN117604633A CN 117604633 A CN117604633 A CN 117604633A CN 202311605236 A CN202311605236 A CN 202311605236A CN 117604633 A CN117604633 A CN 117604633A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reaction chamber
- epitaxial
- temperature
- recovering
- purging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 152
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 71
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 59
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 7
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 39
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 27
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 11
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 10
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000005247 gettering Methods 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B28/00—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure
- C30B28/12—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure directly from the gas state
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
Abstract
本公开涉及恢复外延反应炉的方法，其包括：步骤S1：对外延反应炉的反应腔室进行吹扫；步骤S2：使反应腔室升温至第一温度；步骤S3：在第一温度下向反应腔室通入H2并烘烤预定时间；步骤S4：在第二温度下向反应腔室通入H2和HCL；步骤S5：对反应腔室进行吹扫；步骤S6：在第三温度下向反应腔室通入H2和硅源气体；步骤S7：对反应腔室进行吹扫；步骤S8：在第二温度下向反应腔室通入H2和HCL；步骤S9：对反应腔室进行吹扫；步骤S10：在第三温度下向反应腔室通入H2和硅源气体；步骤S11：对反应腔室进行吹扫，其中，步骤S4至步骤S11被循环执行多次；以及步骤S12：对反应腔室进行降温。通过该方法，能够节省恢复过程中的时间和材料成本。
Description
技术领域
本公开涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及恢复外延反应炉的方法。
背景技术
通常，外延晶圆是利用化学气相沉积等方法在晶圆上沉积一层单晶硅外延层来制备的。在该过程中，需要将晶圆放置在外延反应炉的反应腔室内的基座上，并利用硅源气体于高温下在晶圆表面上生长出外延层。
随着生产次数的增加，反应腔室内的湿度和污染物水平逐渐升高，可能会对外延晶圆的品质造成影响。对此，通常需要对外延反应炉进行停机维护和清洁，以将反应腔室的环境恢复至满足外延工艺要求的干燥且清洁的稳定状态，从而确保后续生长的外延晶圆的品质。
然而，现有的恢复反应腔室的方法的恢复步骤特别复杂，需要执行若干工艺配方，耗时较长，而且恢复过程中还要使用空白晶圆(dummy wafer)进行外延生长工序，造成晶圆的大量消耗，导致了较高的时间和材料成本。
发明内容
本部分提供了本公开的总体概要，而不是对本公开的全部范围或所有特征的全面公开。
本公开的目的在于提供一种能够节省时间和材料成本的恢复外延反应炉的方法。
为了实现上述目的，提供了一种恢复外延反应炉的方法，该方法包括：
步骤S1：对外延反应炉的反应腔室进行吹扫；
步骤S2：使反应腔室升温至第一温度；
步骤S3：在第一温度下向反应腔室通入H2并烘烤预定时间；
步骤S4：在第二温度下向反应腔室通入H2和HCL，以对反应腔室进行清洁；
步骤S5：对反应腔室进行吹扫；
步骤S6：在第三温度下向反应腔室通入H2和硅源气体，以在反应腔室内部形成硅膜；
步骤S7：对反应腔室进行吹扫；
步骤S8：在第二温度下向反应腔室通入H2和HCL，以对硅膜进行清洁；
步骤S9：对反应腔室进行吹扫；
步骤S10：在第三温度下向反应腔室通入H2和硅源气体，以在反应腔室内部形成硅膜；
步骤S11：对反应腔室进行吹扫，其中，步骤S4至步骤S11被循环执行多次；以及
步骤S12：对反应腔室进行降温。
在上述恢复外延反应炉的方法中，在步骤S12之后，还可以包括步骤S13：在反应腔室中制备外延晶圆，并对外延晶圆进行少数载流子寿命检测，以判断外延反应炉是否恢复，并在判定外延反应炉未恢复时，执行步骤S1至步骤S12。
在上述恢复外延反应炉的方法中，第一温度可以在750℃～1000℃的范围内，并且预定时间可以在1min～1h的范围内。
在上述恢复外延反应炉的方法中，第一温度可以在780℃～880℃的范围内。
在上述恢复外延反应炉的方法中，预定时间可以在20min～1h的范围内。
在上述恢复外延反应炉的方法中，第二温度可以在1100℃～1200℃的范围内。
在上述恢复外延反应炉的方法中，第三温度可以在850℃～1000℃的范围内。
在上述恢复外延反应炉的方法中，步骤S4至步骤S11可以被循环执行30次～100次。
在上述恢复外延反应炉的方法中，硅膜可以为多晶硅膜。
在上述恢复外延反应炉的方法中，在步骤S1、步骤S5、步骤S7、步骤S9和步骤S11中的任一步骤中均可以使用H2进行吹扫。
在本公开的恢复外延反应炉的方法中，通过在该方法提供的单个配方流程中选择性地对会对降低污染物水平起核心作用的一部分步骤进行多次循环，不仅实现了反应腔室内污染物水平的有效降低，而且相比于使用多个配方进行恢复的恢复方法，还缩短了恢复外延反应炉的总耗时，从而节省了时间成本。此外，该方法的恢复过程中没有使用空白晶圆进行外延生长，而是通过在反应腔室内部沉积硅膜并随后将硅膜去除的方式进行污染物的清除，因此，能够避免外延反应炉恢复过程中晶圆的耗费，从而节省了材料成本。
附图说明
通过以下参照附图的描述，本公开的实施方式的特征和优点将变得更加容易理解。附图并非按比例绘制，可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。在附图中：
图1为发明人知晓的一种外延反应炉的示意图。
图2为根据本公开的实施方式的恢复外延反应炉的方法的流程图。
图3以曲线图示出了在恢复外延反应炉的方法的一个示例中工艺参数在恢复流程中的变化。
图4为采用图3中所示的恢复外延反应炉的方法前后获得的外延晶圆的MCLT水平的对比图。
具体实施方式
下面将结合本公开的实施方式中的附图，对本公开的实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如之前提到的，现有的恢复反应腔室的方法耗时且耗材，导致了较高的时间和材料成本。下面对此进行具体说明。
图1示出了发明人知晓的一种外延反应炉1。需要说明的是，该外延反应炉并不必然属于现有技术的范围，这里对外延反应炉1的相关说明仅是为了便于描述和使读者理解现有的恢复反应腔室的方法中存在的问题以及之后将涉及的根据本公开的实施方式的恢复反应腔室的方法。
外延反应炉1包括加热装置10、上钟罩11、下钟罩12、基座13等部件。上钟罩11和基座13等一起形成用于在其中对晶圆生长外延的反应腔室20。基座13用于在外延生长过程中承载晶圆W。加热装置10包括上灯模组和下灯模组，以用于通过热辐射的方式为外延生长提供合适的温度。反应腔室20包括进气口21和出气口22。在外延生长过程中，反应气体从进气口21进入反应腔室20，通过气相沉积在承载在基座13上的晶圆的表面上生长外延层，从而制备出外延晶圆。
在经过多次外延过程之后，反应腔室20内可能因高温气相反应而具有较高湿度并存在污染物，例如金属杂质。在这种情况下，为了确保后续生长的外延晶圆的品质，例如，使外延晶圆的颗粒水平和金属水平得到更好地控制，需要将反应腔室20恢复至满足外延工艺要求的干燥且清洁的稳定状态。
目前，恢复外延反应炉的方法的恢复步骤特别复杂。通常，该方法的恢复流程需要执行若干工艺配方，例如，基座分步烘烤工艺配方、基座清洁沉积工艺配方等。这些配方耗时较长，例如，基座分步烘烤工艺配方需要耗时2～3小时，而基座清洁沉积工艺配方更需要重复执行150～300次，耗时1～2天。
此外，在该恢复过程中，还需使用空白晶圆进行外延生长工序。这里，空白晶圆是相对于产品晶圆而言的，实际上，一般是仍具有价值的降级的晶圆。通常，恢复过程需要使用约100～500张晶圆来进行外延生长，耗时1～2天。而且，由于该恢复过程中获得的外延晶圆中有一部分外延晶圆的品质达不到要求，还会造成晶圆的浪费，通常约有100～200张。
有鉴于此，根据本公开的实施方式，提出了一种恢复外延反应炉的方法，如图2所示，其包括以下步骤：
步骤S1：对外延反应炉的反应腔室进行吹扫；
步骤S2：使反应腔室升温至第一温度；
步骤S3：在第一温度下向反应腔室通入H2并烘烤预定时间；
步骤S4：在第二温度下向反应腔室通入H2和HCL，以对反应腔室进行清洁；
步骤S5：对反应腔室进行吹扫；
步骤S6：在第三温度下向反应腔室通入H2和硅源气体，以在反应腔室内部形成硅膜；
步骤S7：对反应腔室进行吹扫；
步骤S8：在第二温度下向反应腔室通入H2和HCL，以对硅膜进行清洁；
步骤S9：对反应腔室进行吹扫；
步骤S10：在第三温度下向反应腔室通入H2和硅源气体，以在反应腔室内部形成硅膜；
步骤S11：对反应腔室进行吹扫，其中，步骤S4至步骤S11被循环执行多次；以及
步骤S12：对反应腔室进行降温。
下面结合图1中的示例性的外延反应炉1对该恢复外延反应炉的方法的上述步骤进行详细描述。
在步骤S1中，向外延反应炉1的反应腔室20内通入吹扫气体，以形成穿过进气口21、反应腔室20内部以及出气口22的气流。借助于不断流动的气流，将存在于反应腔室20内的杂质、空气及其他气体带离反应腔室20，以使反应腔室20内形成单一气体环境。
在本公开的实施方式中，吹扫气体为H2。可以设想的是，吹扫气体也可以为其他气体比如惰性气体，例如N2。下文均以H2为示例进行说明。
在步骤S2中，使反应腔室20升温至第一温度，随后，在步骤S3中，在该第一温度下向反应腔室20通入H2并烘烤预定时间。
通过在一定温度在H2环境对反应腔室20内部进行预定时间的烘烤，能够去除反应腔室20内的水分，以使反应腔室20恢复至期望的干燥水平。
在步骤S4中，利用HCL气体，能够对反应腔室20的内部进行清洁。例如，通过HCL气体对反应腔室20的内部部件包括基座13、上钟罩11的表面进行轻微腐蚀，以去除表面上的污染物。此外，在反应腔室20的内部先前已形成有硅膜的情况下，也可以通过HCL对该硅膜进行腐蚀去除。H2可以用于输送HCL气体并将反应产物以及其他表面污染带离反应腔室20。
在步骤S5中，进一步通入H2对反应腔室进行吹扫，以使步骤S4中的反应产物等完全排出，以便展开后续步骤。
在步骤S6中，在第三温度下向反应腔室20通入H2和硅源气体，H2和硅源气体在高温下流经反应腔室20内部的各部件的表面，包括上钟罩11的表面和基座13的表面，从而在这些表面发生气相沉积反应而形成硅膜。
在上述气相沉积过程中，所形成的硅膜会包裹住反应腔室20内部的一些杂质，例如金属杂质，起到对反应腔室20内部的吸杂作用。
在步骤S7中，通入H2对反应腔室进行吹扫，以排出步骤S6中的反应产物和残余的硅源气体。
在步骤S8中，在第二温度下向反应腔室20通入H2和HCL，利用HCL气体，能够对步骤S6中形成在反应腔室20内部例如上钟罩11和基座13的表面上的硅膜以及硅膜内包裹的杂质进行轻微腐蚀，从而在去除该硅膜的同时除去其内部包裹的杂质。
在步骤S9中，通入H2对反应腔室20进行吹扫，以将步骤S8中形成的反应产物和残余的HCL气体排出。
在步骤S10中，再次在第三温度下向反应腔室通入H2和硅源气体，以再次在反应腔室20内部部件的表面形成硅膜，并且随后在步骤S11中，对反应腔室20进行吹扫，以排出步骤S10中的反应产物和残余的硅源气体。在该恢复外延反应炉的方法的恢复流程中，步骤S4至步骤S11能够被循环执行多次，即，以从步骤S4执行至步骤S11又从步骤S11回到步骤S4继续逐步执行的方式循环进行多次。在这种情况下，步骤S4作为前后两次循环的衔接步骤，可以实现对在前次循环的步骤S11中生长的硅膜以及硅膜所包裹的杂质的清洁。
通过多次循环执行步骤S4至步骤S11，使得能够形成“生长硅膜-清洁硅膜-生长硅膜-清洁硅膜”的污染物循环清除模式。需要说明的是，该循环是在从步骤S1至步骤S12的单个配方内进行的。通过这种模式，反应腔室20内的污染物水平能够逐渐降低，并且，通过设定合适的循环次数，能够使反应腔室20恢复至满足外延工艺要求的干燥且清洁的稳定状态。之后，在步骤S12中，可以对反应腔室20进行降温以结束恢复过程。
需要注意的是，在进行最后一次循环时，步骤S10中在反应腔室20的内部形成硅膜主要是为了稳定反应腔室，包括基座，而无需再对该硅膜进行去除。这主要是基于以下考虑：基座通常采用高纯石墨材料，在实际外延生长过程中，高纯石墨制的基座会因腐蚀性气体和金属杂质等的残留而出现腐蚀掉粉的现象，进而影响石墨基座的使用寿命，也会影响外延生长过程的稳定性。
因此，通过在最后一次循环时在步骤S10中使反应腔室内部沉积硅膜并在步骤S10后不再进行硅膜的清洁，能够为反应腔室内部形成一层致密性的保护层，以便在外延反应炉恢复后，反应腔室能够在高温、腐蚀性的工作环境中以稳定的状态开始工作。
结合上文的详细描述，根据本公开的实施方式的恢复外延反应炉的方法提出了一套新的工艺配方，其通过在该单个配方流程中选择性地对会对降低污染物水平起核心作用的一部分步骤进行多次循环，不仅实现了反应腔室内污染物水平的有效降低，而且相比于使用多个配方进行恢复的恢复方法，还缩短了恢复外延反应炉的总耗时，从而节省了时间成本，提高了外延反应炉的稼动率，有利于提高外延生长工艺的总效能。
此外，根据本公开的实施方式的恢复外延反应炉的方法在其恢复过程中没有使用空白晶圆进行外延生长，而是通过在反应腔室内部沉积硅膜并随后将硅膜去除的方式进行污染物的清除。因此，能够避免外延反应炉恢复过程中晶圆的耗费，从而节省了材料成本。
在一些实施方式中，可以在步骤S1至步骤S12被执行完成之后，对当前的恢复效果进行评估，以更准确地判断反应腔室是否恢复至稳定状态。在此方面，可以利用测量在该恢复后的外延反应炉中生长外延的外延晶圆的少数载流子寿命(Minority Carrier LifeTime，MCLT)来确定外延反应炉的恢复程度，反应腔室内污染物杂质越多，则MCLT越低。
基于此，在步骤S12之后，恢复外延反应炉的方法还包括步骤S13：在反应腔室20中制备外延晶圆，并对外延晶圆进行MCLT检测，以判断外延反应炉1是否恢复，并在判定外延反应炉1未恢复时，执行步骤S1至步骤S12。
具体地，可以将步骤S13中检测的外延晶圆的MCLT结果与预先设定的指示外延反应炉已恢复至稳定状态的MCLT预定值进行比较，当MCLT检测值达到该MCLT预定值时，判定外延反应炉完成恢复，而当MCLT检测值未达到该MCLT预定值时，可以再次进行根据本公开的实施方式的恢复外延反应炉的方法，即执行步骤S1至步骤S12。
MCLT预定值可以根据具体的工艺标准进行确定，例如MCLT预定值可以设定为2000us，但对此不做限制。
在一些实施方式中，对反应腔室20进行烘烤的第一温度在750℃～1000℃的范围内，并且烘烤的预定时间在1min～1h的范围内。
发明人通过实验发现，当第一温度大于750℃时，反应腔室20内的水分的析出效果更好，能够有效地起到去除水分以降低湿度的作用；而在第一温度超过1000℃时，水分的析出效果反而开始变差。此外，在1min～1h的烘烤时间内，可以对水分进行更有效地去除。
在一些实施方式中，为了获得更好的水分析出效果，第一温度可以进一步处于780℃～880℃的范围内。
在一些实施方式中，预定时间可以进一步处于20min～1h的范围内。当烘烤时间大于20min时，对反应腔室20内的水分的去除效果更好。
在一些实施方式中，用于步骤S4和步骤S8的第二温度在1100℃～1200℃的范围内，以实现较好的清洁效果。
在一些实施方式中，在反应腔室20内形成硅膜时所处于的第三温度在850℃～1000℃的范围内。
生长硅膜的温度需要高于850℃，以确保反应腔室内能够正常进行硅膜生长反应，而当生长温度超过1000℃时，硅膜的生长速率会趋于平缓，硅膜形成效率降低。
在一些实施方式中，步骤S4至步骤S11被循环执行30次～100次。
通过设置合适的循环执行次数，可以使反应腔室20内部的杂质被充分地清除，以使反应腔室能够恢复至满足外延工艺要求的干燥且清洁的稳定状态。可以理解的是，循环执行的次数可以根据反应腔室的污染程度设定或调整。
在一些实施方式中，硅膜为多晶硅膜。
发明人通过实验发现，相比于单晶硅膜，多晶硅膜能够更好地包裹反应腔室20内的杂质，具有更好的吸杂效果。
在硅膜为多晶硅膜的情况下，硅源气体可以为SiHCL3。然而，可以理解的是，硅源气体也可以采用SiCL4等其他硅源气体。
在一些实施方式中，在步骤S1、步骤S5、步骤S7、步骤S9和步骤S11中的任一步骤中均使用H2进行吹扫。H2吹扫可以直接与烘烤以及硅膜生长及清除步骤中的H2环境衔接，便于进行操作。
为了便于理解该方法，结合图3给出了恢复外延反应炉的方法的一个示例：
步骤S1：使用H2对外延反应炉的反应腔室进行吹扫；
步骤S2：使反应腔室升温至780℃～880℃；
步骤S3：在780℃～880℃下向反应腔室通入H2并烘烤1min～1h；
步骤S4：在1100℃～1200℃下向反应腔室通入H2和HCL，以对反应腔室进行清洁；
步骤S5：使用H2对反应腔室进行吹扫；
步骤S6：在850℃～1000℃下向反应腔室通入H2和SiHCL3，以在反应腔室内部形成多晶硅膜；
步骤S7：使用H2对反应腔室进行吹扫；
步骤S8：在1100℃～1200℃下向反应腔室通入H2和HCL，以对多晶硅膜进行清洁；
步骤S9：使用H2对反应腔室进行吹扫；
步骤S10：在850℃～1000℃下向反应腔室通入H2和SiHCL3，以在反应腔室内部形成多晶硅膜；
步骤S11：使用H2对反应腔室进行吹扫，其中，步骤S4至步骤S11被循环执行30～100次；以及
步骤S12：将反应腔室降温至750℃。
图4为采用上述示例的恢复外延反应炉的方法前后获得的外延晶圆的MCLT水平的对比图。
图4中的A表示采用本方法进行恢复前获得的外延晶圆的MCLT结果，B表示采用本方法进行恢复后获得的外延晶圆的MCLT结果，其中，步骤S4至步骤S11被循环执行50次。由图4可知，对于B，在整个配方实际耗时20h的情况下，MCLT就从1000us提高至2000us，达到了外延晶圆量产所需的MCLT水平。
这表明，采用本公开的方法，能够在较短的时间就使反应腔室恢复到稳定状态，而且恢复过程中无需使用空白晶圆来进行外延生长，节省了时间和材料成本。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种恢复外延反应炉的方法，其特征在于，包括：
步骤S1：对所述外延反应炉的反应腔室进行吹扫；
步骤S2：使所述反应腔室升温至第一温度；
步骤S3：在所述第一温度下向所述反应腔室通入H2并烘烤预定时间；
步骤S4：在第二温度下向所述反应腔室通入H2和HCL，以对所述反应腔室进行清洁；
步骤S5：对所述反应腔室进行吹扫；
步骤S6：在第三温度下向所述反应腔室通入H2和硅源气体，以在所述反应腔室内部形成硅膜；
步骤S7：对所述反应腔室进行吹扫；
步骤S8：在所述第二温度下向所述反应腔室通入H2和HCL，以对所述硅膜进行清洁；
步骤S9：对所述反应腔室进行吹扫；
步骤S10：在所述第三温度下向所述反应腔室通入H2和所述硅源气体，以在所述反应腔室内部形成所述硅膜；
步骤S11：对所述反应腔室进行吹扫，其中，步骤S4至步骤S11被循环执行多次；以及
步骤S12：对所述反应腔室进行降温。
2.根据权利要求1所述的恢复外延反应炉的方法，其特征在于，在步骤S12之后，还包括步骤S13：在所述反应腔室中制备外延晶圆，并对所述外延晶圆进行少数载流子寿命检测，以判断所述外延反应炉是否恢复，并在判定所述外延反应炉未恢复时，执行步骤S1至步骤S12。
3.根据权利要求1所述的恢复外延反应炉的方法，其特征在于，所述第一温度在750℃～1000℃的范围内，并且所述预定时间在1min～1h的范围内。
4.根据权利要求3所述的恢复外延反应炉的方法，其特征在于，所述第一温度在780℃～880℃的范围内。
5.根据权利要求3或4所述的恢复外延反应炉的方法，其特征在于，所述预定时间在20min～1h的范围内。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的恢复外延反应炉的方法，其特征在于，所述第二温度在1100℃～1200℃的范围内。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的恢复外延反应炉的方法，其特征在于，所述第三温度在850℃～1000℃的范围内。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的恢复外延反应炉的方法，其特征在于，步骤S4至步骤S11被循环执行30次～100次。
9.根据权利要求1至4中的任一项所述的恢复外延反应炉的方法，其特征在于，所述硅膜为多晶硅膜。
10.根据权利要求1至4中的任一项所述的恢复外延反应炉的方法，其特征在于，在步骤S1、步骤S5、步骤S7、步骤S9和步骤S11中的任一步骤中均使用H2进行吹扫。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311605236.3A CN117604633A (zh) | 2023-11-28 | 2023-11-28 | 恢复外延反应炉的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311605236.3A CN117604633A (zh) | 2023-11-28 | 2023-11-28 | 恢复外延反应炉的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117604633A true CN117604633A (zh) | 2024-02-27 |
Family
ID=89943870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311605236.3A Pending CN117604633A (zh) | 2023-11-28 | 2023-11-28 | 恢复外延反应炉的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117604633A (zh) |
-
2023
- 2023-11-28 CN CN202311605236.3A patent/CN117604633A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20050081789A1 (en) | Silicon nitride film forming method, silicon nitride film forming system and silicon nitride film forming system precleaning method | |
| JP2003077839A (ja) | 半導体製造装置のパージ方法及び半導体装置の製造方法 | |
| JP2001298010A (ja) | シリコンウエハ表面の低圧高水素流量クリーニング方法 | |
| JP2008218984A (ja) | 半導体装置の製造方法及び基板処理装置 | |
| KR101701629B1 (ko) | 에피택셜 웨이퍼를 제조하기 위한 리액터의 재가동 준비 방법 | |
| EP3614419B1 (en) | Film-forming device and method for cleaning same | |
| JP2011233583A (ja) | 気相成長装置及びシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 | |
| JP5699145B2 (ja) | ベルジャー清浄化方法、多結晶シリコンの製造方法、およびベルジャー用乾燥装置 | |
| JP3324455B2 (ja) | 珪素系半導体基板の清浄化方法 | |
| JP6046269B2 (ja) | 多結晶シリコンを堆積させる方法 | |
| US11557476B2 (en) | Film forming method and film forming apparatus | |
| JP4541739B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、クリーニング方法及び半導体装置の製造装置 | |
| TWI626730B (zh) | 外延晶片的製造方法 | |
| CN117604633A (zh) | 恢复外延反应炉的方法 | |
| CN113913926A (zh) | 外延反应腔室的恢复方法、外延生长装置及外延晶圆 | |
| KR20160077846A (ko) | 에피 성장장치의 크린방법 | |
| KR20160090698A (ko) | 에피택셜 웨이퍼의 성장을 위한 리액터의 재가동 준비 방법 | |
| JP5370209B2 (ja) | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 | |
| TWI837765B (zh) | 基板處理方法、半導體裝置之製造方法、程式及基板處理裝置 | |
| US20230295837A1 (en) | Method of processing substrate, method of manufacturing semiconductor device, recording medium, and substrate processing apparatus | |
| TWI844268B (zh) | 磊晶生長設備重啟方法 | |
| CN115928203A (zh) | 外延晶圆生产设备、外延晶圆生产方法和装置 | |
| CN115747756A (zh) | 外延生长设备重启方法 | |
| KR101856776B1 (ko) | 에피 웨이퍼 제조방법 | |
| JP2021132173A (ja) | サセプタの再生方法および成膜方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |