本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域，尤其涉及一種減少外延襯底缺陷的形成方法。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)的外延襯底形成方法中，在遠(yuǎn)端和近端生長(zhǎng)的單晶硅錠被切斷從而形成塊狀，接著對(duì)塊狀進(jìn)行外圍打磨，并且形成定位邊或定位v槽，用于起到位置指示的作用；接著，對(duì)塊狀進(jìn)行切片處理，獲得外延襯底；接著，對(duì)外延襯底進(jìn)行倒角處理；接著，進(jìn)行雙面研磨(doubledisksurfacegrinding,ddsg)；接著，再進(jìn)行單面研磨(singledisksurfacegrinding,sdsg)；接著，進(jìn)行雙面拋光處理(doubledisksurfacepolishing)；接著，進(jìn)行單面拋光處理(singledisksurfacepolishing)；最后在形成的外延襯底上形成所需的外延層。

然而，傳統(tǒng)的外延襯底形成的方法中存在以下問(wèn)題：在進(jìn)行機(jī)械加工，例如切片、打磨等工藝，機(jī)械會(huì)不可避免的在外延襯底表面造成刮傷(scratch)，造成的刮傷和缺陷成為起點(diǎn)，會(huì)使后續(xù)形成的外延層產(chǎn)生錯(cuò)位、堆垛缺陷等結(jié)晶缺陷；當(dāng)機(jī)械加工對(duì)外延襯底造成的損傷較大時(shí)，還會(huì)在后續(xù)形成的外延層中產(chǎn)生滑移，導(dǎo)致形成的外延層性能大幅下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種減少外延襯底缺陷的形成方法，使形成的外延襯底表面光滑無(wú)刮傷和缺陷，提高后續(xù)形成的外延層的性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種減少外延襯底缺陷的形成方法，包 括步驟：

提供原始外延襯底；

對(duì)所述初始外延襯底進(jìn)行沉浸式缺陷去除處理；

對(duì)所述原始外延襯底進(jìn)行拋光處理；

檢測(cè)所述原始外延襯底表面形貌，并保存形貌數(shù)據(jù)；

對(duì)所述形貌數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得所述原始外延襯底不同區(qū)域的溫度控制分布圖和刻蝕時(shí)間；

通過(guò)分區(qū)紅外線對(duì)所述原始外延襯底進(jìn)行分區(qū)溫度控制，并采用等離子干法刻蝕對(duì)原始外延襯底進(jìn)行不同區(qū)域的刻蝕，使所述原始外延襯底表面更加平滑；

對(duì)所述原始外延襯底進(jìn)行單面拋光，獲得最終的外延襯底。

進(jìn)一步的，在所述的減少外延襯底缺陷的形成方法中，所述等離子干法刻蝕采用的氣體包括h2、cf4、c2f6、sf6及cl2。

進(jìn)一步的，在所述的減少外延襯底缺陷的形成方法中，所述分區(qū)紅外線采用矩陣排列的紅外激光二極管或紅外led對(duì)所述原始外延襯底進(jìn)行分區(qū)溫度控制。

進(jìn)一步的，在所述的減少外延襯底缺陷的形成方法中，所述分區(qū)紅外線的波長(zhǎng)范圍為700nm～1200nm。

進(jìn)一步的，在所述的減少外延襯底缺陷的形成方法中，單個(gè)所述紅外激光二極管或紅外led的功率范圍為0～20w。

進(jìn)一步的，在所述的減少外延襯底缺陷的形成方法中，所述紅外激光二極管或紅外led直接接觸所述原始外延襯底的背面。

進(jìn)一步的，在所述的減少外延襯底缺陷的形成方法中，所述紅外激光二極管或紅外led位于所述原始外延襯底的正面并保持預(yù)定間距。

進(jìn)一步的，在所述的減少外延襯底缺陷的形成方法中，所述沉浸式缺陷去除處理為采用腐蝕溶液進(jìn)行刻蝕的濕法刻蝕工藝。

進(jìn)一步的，在所述的減少外延襯底缺陷的形成方法中，所述腐蝕溶液包括氫 氟酸、硝酸、磷酸及水，其中，hf:hno3:h3po4:h2o質(zhì)量比為7％：30％：35％：38％。

進(jìn)一步的，在所述的減少外延襯底缺陷的形成方法中，所述原始外延襯底的形成步驟包括：

提供單晶硅錠；

對(duì)所述單晶硅錠進(jìn)行磨削滾圓處理；

在所述單晶硅錠上形成定位邊或定位v槽；

對(duì)所述單晶硅錠進(jìn)行切片、倒角處理；

分別進(jìn)行雙面研磨和單面研磨，獲得所述原始外延襯底。

進(jìn)一步的，在所述的減少外延襯底缺陷的形成方法中，最終形成的外延襯底表面形貌差異小于25nm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：先對(duì)原始外延襯底進(jìn)行沉浸式缺陷去除處理，去除原始外延襯底較多的刮傷和缺陷，接著，進(jìn)行拋光處理，接著，通過(guò)檢測(cè)收集原始外延襯底表面形貌數(shù)據(jù)，并對(duì)形貌數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得原始外延襯底不同區(qū)域的溫度控制分布圖和刻蝕時(shí)間，并通過(guò)分區(qū)紅外線對(duì)原始外延襯底進(jìn)行分區(qū)溫度控制，并采用等離子干法刻蝕對(duì)原始外延襯底進(jìn)行不同區(qū)域的刻蝕，有針對(duì)性的刻蝕去除原始外延襯底不同區(qū)域的待刻蝕量，從而去除原始外延襯底表面的缺陷及刮傷，形成表面平滑的外延襯底，進(jìn)而使后續(xù)形成的外延層性能得到提高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中減少外延襯底缺陷的形成方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中由多個(gè)紅外激光二極管或紅外led矩陣排列的俯視圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中對(duì)原始外延襯底進(jìn)行不同區(qū)域的刻蝕時(shí)反應(yīng)腔室內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的減少外延襯底缺陷的形成方法進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。

在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

請(qǐng)參考圖1，在本實(shí)施例中，提出了一種減少外延襯底缺陷的形成方法，包括步驟：

s100：提供原始外延襯底；

s200：對(duì)所述初始外延襯底進(jìn)行沉浸式缺陷去除處理；

s300：對(duì)所述原始外延襯底進(jìn)行拋光處理；

s400：檢測(cè)所述原始外延襯底表面形貌，并保存形貌數(shù)據(jù)；

s500：對(duì)所述形貌數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得所述原始外延襯底不同區(qū)域的溫度控制分布圖和刻蝕時(shí)間；

s600：通過(guò)分區(qū)紅外線對(duì)所述原始外延襯底進(jìn)行分區(qū)溫度控制，并采用等離子干法刻蝕對(duì)原始外延襯底進(jìn)行不同區(qū)域的刻蝕，使所述原始外延襯底表面更加平滑；

s700：對(duì)所述原始外延襯底進(jìn)行單面拋光，獲得最終的外延襯底。

具體的，在本實(shí)施例中，所述原始外延襯底的形成步驟包括：

提供單晶硅錠；

對(duì)所述單晶硅錠進(jìn)行磨削滾圓處理；

在所述單晶硅錠上形成定位邊或定位v槽；

對(duì)所述單晶硅錠進(jìn)行切片、倒角處理；

分別進(jìn)行雙面研磨和單面研磨，獲得所述原始外延襯底。

在形成原始外延襯底時(shí)，進(jìn)行的磨削滾圓、切片、倒角以及雙面研磨和單面研磨均會(huì)在原始外延襯底表面形成不同程度的刮傷或者造成缺陷，后續(xù)繼續(xù)拋光也無(wú)法去除全部的缺陷。

在本實(shí)施例中，形成了原始外延襯底之后，先采用沉浸式缺陷去除處理，將原始外延襯底浸泡在腐蝕溶液中，以去除部分較大的刮傷或者缺陷。其中，所述腐蝕溶液為氫氟酸、硝酸、磷酸及水的混合物，其中，hf:hno3:h3po4:h2o質(zhì)量比為7％：30％：35％：38％，具體的浸泡時(shí)間可以根據(jù)不同的要求進(jìn)行選擇。

在進(jìn)行沉浸式缺陷去除處理之后，對(duì)所述原始外延襯底進(jìn)行拋光處理，其中，拋光處理包括雙面拋光及邊緣拋光處理。

在拋光處理之后，首先，檢測(cè)所述原始外延襯底表面形貌，并保存形貌數(shù)據(jù)；其中，形貌數(shù)據(jù)包括原始外延襯底的均勻度以及每個(gè)區(qū)域中厚度值、凹凸?fàn)顩r等等，在收集到形貌數(shù)據(jù)之后，對(duì)所述形貌數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得所述原始外延襯底不同區(qū)域的溫度控制分布圖和刻蝕時(shí)間，根據(jù)形貌數(shù)據(jù)可以判定出每個(gè)區(qū)域需要刻蝕的待刻蝕量，從而可以對(duì)部分區(qū)域進(jìn)行刻蝕，使形成的外延襯底整體平滑。

在本實(shí)施例中，采用采用等離子干法刻蝕對(duì)原始外延襯底進(jìn)行不同區(qū)域的刻蝕。所述等離子干法刻蝕采用的氣體包括h2、cf4、c2f6、sf6及cl2。所述反應(yīng)參數(shù)包括反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間，其中，反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間能夠很好的控制不同的刻蝕量。

為了能夠控制不同區(qū)域的反應(yīng)溫度，在本實(shí)施例中，采用分區(qū)紅外線控制不同區(qū)域的溫度，所述分區(qū)紅外線采用矩陣排列的紅外激光二極管或紅外led對(duì)所述原始外延襯底進(jìn)行分區(qū)溫度控制。具體的，請(qǐng)參考圖2，所述紅外激光二極管或紅外led11安裝在吸盤10上，并且呈矩陣排列，其個(gè)數(shù)、排列方式均可以根據(jù)不同需要進(jìn)行選擇，在此不做限定；所述分區(qū)紅外線的波長(zhǎng)范圍為 700nm～1200nm，例如1000nm；每一個(gè)紅外激光二極管或紅外led11的能量等可以單獨(dú)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)原始外延襯底不同區(qū)域的反應(yīng)溫度的控制。

在本實(shí)施例中，所述紅外激光二極管或紅外led11可以固定在吸盤10上，直接接觸所述原始外延襯底20的背面，如圖3所示；單個(gè)所述紅外激光二極管或紅外led11的功率可調(diào)范圍為0～20w，最佳的，所述吸盤10能夠覆蓋原始外延襯底。此外，除了將紅外激光二極管或紅外led11固定在吸盤10上，還可以將所述紅外激光二極管或紅外led11安裝在所述原始外延襯底20的正面并保持預(yù)定間距，以直接從正面進(jìn)行溫度的分區(qū)控制。

其中，原始外延襯底20在反應(yīng)時(shí)，放置在所述吸盤10上，所述吸盤10用于對(duì)其進(jìn)行加熱，吸盤10底部連接一轉(zhuǎn)軸30，用于帶動(dòng)吸盤10和原始外延襯底20轉(zhuǎn)動(dòng)。

在對(duì)原始外延襯底進(jìn)行區(qū)域刻蝕之后，原始外延襯底表面的刮傷以及缺陷等均被去除，確保最終形成的外延襯底表面形貌差異小于25nm；接著，再對(duì)其進(jìn)行表面的單面拋光處理，獲得最終表面平滑的外延襯底，適合后續(xù)外延層的生長(zhǎng)，并且能夠保證后續(xù)外延層生長(zhǎng)的性能。

綜上，在本發(fā)明實(shí)施例提供的減少外延襯底缺陷的形成方法中，先對(duì)原始外延襯底進(jìn)行沉浸式缺陷去除處理，去除原始外延襯底較多的刮傷和缺陷，接著，進(jìn)行拋光處理，接著，通過(guò)檢測(cè)收集原始外延襯底表面形貌數(shù)據(jù)，并對(duì)形貌數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得原始外延襯底不同區(qū)域的溫度控制分布圖和刻蝕時(shí)間，并通過(guò)分區(qū)紅外線對(duì)原始外延襯底進(jìn)行分區(qū)溫度控制，并采用等離子干法刻蝕對(duì)原始外延襯底進(jìn)行不同區(qū)域的刻蝕，有針對(duì)性的刻蝕去除原始外延襯底不同區(qū)域的待刻蝕量，從而去除原始外延襯底表面的缺陷及刮傷，形成表面平滑的外延襯底，進(jìn)而使后續(xù)形成的外延層性能得到提高。

上述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不對(duì)本發(fā)明起到任何限制作用。任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明揭露的技術(shù)方案和技術(shù)內(nèi)容做任何形式的等同替換或修改等變動(dòng)，均屬未脫離 本發(fā)明的技術(shù)方案的內(nèi)容，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。