[發明專利]桶式爐和半導體制造方法

無效

• 申請號: 201410211465.1
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN103985657A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 蘇建培;張健;丁海東
• 申請（專利權）人: 上海先進半導體制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/02
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種桶式爐和半導體制造方法。

背景技術

外延工藝是指在單晶襯底上生長一層單晶層，新生長的這一層稱為外延層。外延工藝分為同質外延和異質外延兩種。同質外延就是外延層和襯底材料相同，例如在硅襯底上外延硅。異質外延就是外延層和襯底材料不一致，例如在硅襯底上外延氧化鋁。外延工藝廣泛應用在雙極器件、CMOS、硅基BiCMOS、鍺硅BiCMOS和BCD等器件的制造中。而對于批量生產這些器件需要解決的核心問題是產品參數的控制，要求參數具有穩定性、均勻性和可重復性。其中溫度是外延工藝需要控制的重要參數之一，這是因為溫度是影響外延層的電阻率和厚度的重要因素，如果溫度控制不好，需要多次調整溫度，導致生產成本增加，甚至會造成一批產品的報廢。

現有的進行外延工藝所采用的桶式爐，主要包括腔體和設置于腔體內的基座，其中，基座用于承載襯底，基座上設置有承載襯底的承載區；所述承載區包括沿豎直方向依次劃分的上區、中區、及下區。在進行外延工藝后，常常會出現上區和下區上所承載的襯底的外延層的電阻率和厚度不是很均勻的現象。

對于上述現象，本領域技術人員通常采用的解決方法有兩種：方法一，只在承載區的中區放置有襯底進行外延工藝，此時上區和下區不承載襯底，這種方法的缺點是造成產能的極大浪費，一次僅能進行少量襯底的外延工藝。方法二，通過調節溫度調節器或者調節腔體中氣體噴嘴的角度來改善外延層的電阻率和厚度，但是這種方法的缺點是，無法滿足所有工藝產品的需求，不能徹底避免上述現象的出現。

為了解決現有技術中進行外延工藝后，上區和下區所承載的襯底常常出現外延層的電阻率和厚度不是很均勻的現象，導致產品良率低的問題，本領域技術人員一直在尋找解決這一問題的有效方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種桶式爐和半導體制造方法，以解決使用現有技術中的桶式爐在進行外延工藝后，常出現上區和下區所承載的襯底常常出現外延層的電阻率和厚度不是很均勻的現象，導致產品良率低的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種桶式爐，所述桶式爐包括：腔體、設置于腔體內的基座、設置于所述基座上并與所述腔體連接的吊桿；其中，

所述吊桿的長度為300mm～350mm，并且其上設置有可拆卸的墊片。

可選的，在所述的桶式爐中，所述吊桿為中空的桿體，所述桿體內設置有溫度測量裝置。

可選的，在所述的桶式爐中，所述吊桿包括第一吊桿、及與所述第一吊桿連接的第二吊桿。

可選的，在所述的桶式爐中，所述第二吊桿的內徑等于所述第一吊桿的內徑；所述第二吊桿的外徑大于所述第一吊桿的外徑。

可選的，在所述的桶式爐中，所述第二吊桿的內徑為42mm～46mm；所述第二吊桿的外徑為54～56mm。

可選的，在所述的桶式爐中，所述吊桿上固定有卡環。

可選的，在所述的桶式爐中，所述卡環的外徑尺寸為76mm～79mm。

可選的，在所述的桶式爐中，所述墊片的形狀為環形，并且所述墊片的內徑尺寸大于等于所述第二吊桿的外徑尺寸，并小于所述卡環的外徑尺寸；其中，所述墊片的外徑尺寸為78mm～114mm。

可選的，在所述的桶式爐中，所述墊片的厚度為10mm～15mm。

可選的，在所述的桶式爐中，所述腔體、吊桿及墊片的材質均為石英。

可選的，在所述的桶式爐中，所述基座為中空的正棱臺。

可選的，在所述的桶式爐中，所述基座上設置有承載襯底的承載區；所述承載區包括沿豎直方向依次劃分的上區、中區、及下區。

本發明還提供一種半導體制造方法，所述半導體制造方法包括步驟：

提供如上所述的桶式爐、測試樣品及襯底；

對測試樣品進行外延工藝，在所述測試樣品表面形成外延層；

對測試樣品的外延層進行電阻率及厚度的測試；

根據所述外延層的電阻率及厚度的分布情況，估計基座沿豎直方向需要移動的距離；

根據所估計的距離調整吊桿上墊片的數量；

將調整過墊片數量的吊桿與所述基座組裝；

在基座上放置所述襯底，對所述襯底進行外延工藝。