一种晶圆片外延层加工的补液方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116005131A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202310005533.8(22)申请日2023.01.04(71)申请人天津中环领先材料技术有限公司地址300384天津市滨海新区华苑产业区（环外）海泰东路12号申请人中环领先半导体材料有限公司(72)发明人陈渊凌罗晖李果谭永麟孙晨光王彦君(74)专利代理机构天津诺德知识产权代理事务所(特殊普通合伙)12213专利代理师栾志超(51)Int.Cl.C23C16/44(2006.01)H01L21/02(2006.01)C23C16/52(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种晶圆片外延层加工的补液方法(57)摘要一种晶圆片外延层加工的补液方法，包括：生长端，其构置有生长炉；辅助端，其构置有主腔室、次腔室、以及辅腔室；步骤包括：相邻两个晶圆片之间的加工过程中，当上一个晶圆片外延层加工结束时，由生长端持续向主腔室发出补液信号，辅助端判断主腔室是否需要补液；若不需要补液，等待下一个晶圆片外延层加工；若需要补液，向主腔室添加溶液；其中，在不需要补液时，保持生长炉与主腔室贯通、以及主腔室与次腔室贯通。本方法可保证外延晶圆片炉间压力波动由现有的±1.5psi控制在±0.2psi，且使外延晶圆片炉间均匀性由原来的＞1.0％优化至＜0.5％，收敛了外延晶圆片炉间波动性，提高了外延层的成膜质量，炉间成膜效果显著，炉间重复性良好，提高生产效率。CN116005131ACN116005131A权利要求书1/1页1.一种晶圆片外延层加工的补液方法，包括：生长端，用于晶圆片外延层生长，其构置有生长炉；辅助端，用于向生长端提供生长气体，其构置有存储生长气体的主腔室、向主腔室提供氢气的次腔室、以及向主腔室提供TCS的辅腔室；其特征在于，步骤包括：相邻两个晶圆片之间的加工过程中，当上一个晶圆片外延层加工结束时，由生长端持续向主腔室发出补液信号，辅助端判断主腔室是否需要补液；若不需要补液，等待下一个晶圆片外延层加工；若需要补液，向主腔室添加溶液；其中，在不需要补液时，保持生长炉与主腔室贯通、以及主腔室与次腔室贯通。2.根据权利要求1所述的一种晶圆片外延层加工的补液方法，其特征在于，当主腔室中TCS的液面处于高液位时，则不需要补液；当主腔室中TCS的液面处于低液位时，则需要补液。3.根据权利要求1或2所述的一种晶圆片外延层加工的补液方法，其特征在于，当需要补液时，包括：主腔室收到补液信号ON之后，延时0.1‑0.3s，连通辅腔室与主腔室开始补液，并停止在主腔室内鼓泡；补液时，按照预设的补液信号和泄压信号，交替地进行操作，直至主腔室中的TCS液面达到高液位。4.根据权利要求3所述的一种晶圆片外延层加工的补液方法，其特征在于，补液时，交替的补液时间与泄压时间相同。5.根据权利要求4所述的一种晶圆片外延层加工的补液方法，其特征在于，交替的补液时间与泄压时间均为5s。6.根据权利要求1‑2、4‑5任一项所述的一种晶圆片外延层加工的补液方法，其特征在于，向主腔室提供补液信号的控制器通过电信号与次腔室和辅腔室连接。7.根据权利要求6所述的一种晶圆片外延层加工的补液方法，其特征在于，向主腔室提供补液信号的控制器通过电信号与辅助端中所有管道上的气阀连接。8.根据权利要求7所述的一种晶圆片外延层加工的补液方法，其特征在于，向生长炉提供生长信号的控制器通过电信号与向主腔室提供补液信号的控制器连接。9.根据权利要求1‑2、4‑5、7‑8任一项所述的一种晶圆片外延层加工的补液方法，其特征在于，当主腔室收到关闭补液信号或者主腔室内的TCS的液位达到高液位时，停止补液，并控制生长炉与主腔室贯通、以及主腔室与次腔室贯通。10.根据权利要求9所述的一种晶圆片外延层加工的补液方法，其特征在于，当主腔室收到补液信号OFF之后，延时0.1‑0.3s，控制主腔室开始鼓泡，并停止补液；直至下一个晶圆片的外延层加工工艺开始。2CN116005131A说明书1/7页一种晶圆片外延层加工的补液方法技术领域[0001]本发明属于半导体器件生产技术领域，尤其是涉及一种晶圆片外延层加工的补液方法。背景技术[0002]外延工艺是指在单晶衬底上、按衬底晶向生长单晶薄膜的工艺过程，从广义上讲，外延也是一种CVD(化学气相沉积)工艺。新生的单晶层称为外延层，长了外延层的衬底称为外延片。工艺过程就是生长气体进入生长室，通过高温热分解和还原反应，在衬底表面沉积生长一层硅单晶薄膜层，因为原子间的引力，使得生成的硅单晶薄膜附着在衬底上。其中，生长气体为氢气(H2)携带TCS(三氯化硅SiHCl3溶液)所形成的气体。[0003]硅外延材料作为半导体器件的主要材料，支