桶式爐和半導(dǎo)體制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種桶式爐和半導(dǎo)體制造方法，適用于外延工藝，通過將吊桿的長度設(shè)置為300mm～350mm，并配合可拆卸的墊片一起使用，根據(jù)實(shí)際需要來增減吊桿上墊片的個(gè)數(shù)，可以調(diào)節(jié)基座的豎直方向的上下位置，使得上區(qū)和下區(qū)所承載的襯底在進(jìn)行外延工藝時(shí)處于較佳的控溫區(qū)域，從而進(jìn)行過外延工藝后，襯底上的外延層具有均勻的厚度及電阻率，提高了產(chǎn)品良率。
【專利說明】桶式爐和半導(dǎo)體制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種桶式爐和半導(dǎo)體制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]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(zhì)外延和異質(zhì)外延兩種。同質(zhì)外延就是外延層和襯底材料相同，例如在娃襯底上外延硅。異質(zhì)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(yīng)用在雙極器件、CMOS、硅基BiCMOS、鍺硅BiCMOS和B⑶等器件的制造中。而對(duì)于批量生產(chǎn)這些器件需要解決的核心問題是產(chǎn)品參數(shù)的控制，要求參數(shù)具有穩(wěn)定性、均勻性和可重復(fù)性。其中溫度是外延工藝需要控制的重要參數(shù)之一，這是因?yàn)闇囟仁怯绊懲庋訉拥碾娮杪屎秃穸鹊闹匾蛩兀绻麥囟瓤刂撇缓?，需要多次調(diào)整溫度，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，甚至?xí)斐梢慌a(chǎn)品的報(bào)廢。
[0003]現(xiàn)有的進(jìn)行外延工藝所采用的桶式爐，主要包括腔體和設(shè)置于腔體內(nèi)的基座，其中，基座用于承載襯底，基座上設(shè)置有承載襯底的承載區(qū)；所述承載區(qū)包括沿豎直方向依次劃分的上區(qū)、中區(qū)、及下區(qū)。在進(jìn)行外延工藝后，常常會(huì)出現(xiàn)上區(qū)和下區(qū)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(xiàn)象。
[0004]對(duì)于上述現(xiàn)象，本領(lǐng)域技術(shù)人員通常采用的解決方法有兩種:方法一，只在承載區(qū)的中區(qū)放置有襯底進(jìn)行外延工藝，此時(shí)上區(qū)和下區(qū)不承載襯底，這種方法的缺點(diǎn)是造成產(chǎn)能的極大浪費(fèi)，一次僅能進(jìn)行少量襯底的外延工藝。方法二，通過調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)器或者調(diào)節(jié)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(diǎn)是，無法滿足所有工藝產(chǎn)品的需求，不能徹底避免上述現(xiàn)象的出現(xiàn)。
[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行外延工藝后，上區(qū)和下區(qū)所承載的襯底常常出現(xiàn)外延層的電阻率和厚度不是很均勻的現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)品良率低的問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員一直在尋找解決這一問題的有效方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種桶式爐和半導(dǎo)體制造方法，以解決使用現(xiàn)有技術(shù)中的桶式爐在進(jìn)行外延工藝后，常出現(xiàn)上區(qū)和下區(qū)所承載的襯底常常出現(xiàn)外延層的電阻率和厚度不是很均勻的現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)品良率低的問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種桶式爐，所述桶式爐包括:腔體、設(shè)置于腔體內(nèi)的基座、設(shè)置于所述基座上并與所述腔體連接的吊桿；其中，
[0008]所述吊桿的長度為300mm~350mm，并且其上設(shè)置有可拆卸的墊片。
[0009]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(nèi)設(shè)置有溫度測量
裝直。
[0010]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。[0011]可選的，在所述的桶式爐中，所述第二吊桿的內(nèi)徑等于所述第一吊桿的內(nèi)徑；所述第二吊桿的外徑大于所述第一吊桿的外徑。
[0012]可選的，在所述的桶式爐中，所述第二吊桿的內(nèi)徑為42mm?46mm ;所述第二吊桿的外徑為54?56mm。
[0013]可選的，在所述的桶式爐中，所述吊桿上固定有卡環(huán)。
[0014]可選的，在所述的桶式爐中，所述卡環(huán)的外徑尺寸為76mm?79mm。
[0015]可選的，在所述的桶式爐中，所述墊片的形狀為環(huán)形，并且所述墊片的內(nèi)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(huán)的外徑尺寸；其中，所述墊片的外徑尺寸為 78mm ?114mm。
[0016]可選的，在所述的桶式爐中，所述墊片的厚度為IOmm?15mm。
[0017]可選的，在所述的桶式爐中，所述腔體、吊桿及墊片的材質(zhì)均為石英。
[0018]可選的，在所述的桶式爐中，所述基座為中空的正棱臺(tái)。
[0019]可選的，在所述的桶式爐中，所述基座上設(shè)置有承載襯底的承載區(qū)；所述承載區(qū)包括沿豎直方向依次劃分的上區(qū)、中區(qū)、及下區(qū)。
[0020]本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體制造方法，所述半導(dǎo)體制造方法包括步驟:
[0021]提供如上所述的桶式爐、測試樣品及襯底；
[0022]對(duì)測試樣品進(jìn)行外延工藝，在所述測試樣品表面形成外延層；
[0023]對(duì)測試樣品的外延層進(jìn)行電阻率及厚度的測試；
[0024]根據(jù)所述外延層的電阻率及厚度的分布情況，估計(jì)基座沿豎直方向需要移動(dòng)的距離；
[0025]根據(jù)所估計(jì)的距離調(diào)整吊桿上墊片的數(shù)量；
[0026]將調(diào)整過墊片數(shù)量的吊桿與所述基座組裝；
[0027]在基座上放置所述襯底，對(duì)所述襯底進(jìn)行外延工藝。
[0028]在本發(fā)明所提供的桶式爐和半導(dǎo)體制造方法中，通過將吊桿的長度設(shè)置為300mm?350mm，并配合可拆卸的墊片一起使用，根據(jù)實(shí)際需要來增減吊桿上墊片的個(gè)數(shù)，可以調(diào)節(jié)基座的豎直方向的上下位置，使得上區(qū)和下區(qū)所承載的襯底在進(jìn)行外延工藝時(shí)處于較佳的控溫區(qū)域，從而進(jìn)行過外延工藝后，襯底上的外延層具有均勻的厚度及電阻率，提聞了廣品良率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中桶式爐的主視圖；
[0030]圖2是桶式爐中吊桿上設(shè)置有可拆卸墊片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中半導(dǎo)體制造方法的流程圖。
[0032]其中，圖1-圖2中:
[0033]腔體-10 ;基座_20 ；吊桿-30 ;第一吊桿-301 ;第二吊桿-302 ；卡環(huán)-303 ；塾片-40 ;溫度調(diào)節(jié)器-50。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的桶式爐作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0035]請(qǐng)參考圖1及圖2，其中，圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中桶式爐的主視圖，圖2為桶式爐中吊桿上設(shè)置有可拆卸墊片的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述的適用于外延工藝的桶式爐，包括:腔體10、設(shè)置于腔體10內(nèi)的基座20、設(shè)置于所述基座20上并與所述腔體10連接的吊桿30 ;其中，所述吊桿30的長度為300mm?350mm，并且其上設(shè)置有可拆卸的墊片40。
[0036]進(jìn)一步地，所述吊桿30為中空的桿體，所述桿體內(nèi)設(shè)置有溫度測量裝置。從而可以監(jiān)測腔體10每個(gè)空間位置的溫度，若溫度過高或過低，可以及時(shí)進(jìn)行溫度調(diào)控，有利于外延工藝最終的產(chǎn)品良率。
[0037]進(jìn)一步地，所述吊桿30包括第一吊桿301、及與所述第一吊桿301連接的第二吊桿302 ;其中，所述第二吊桿302的內(nèi)徑等于所述第一吊桿301的內(nèi)徑；所述第二吊桿302的外徑大于所述第一吊桿301的外徑。將所述第一吊桿301的外徑設(shè)置為小于所述第二吊桿302的外徑，以便后期實(shí)現(xiàn)吊桿與腔體10的連接。
[0038]本實(shí)施例中，所述第二吊桿302的內(nèi)徑為42mm?46mm ;所述第二吊桿302的外徑為 54 ?56mm。
[0039]進(jìn)一步地，所述吊桿上固定有卡環(huán)303 ;所述卡環(huán)303固定在所述第二吊桿302上。本實(shí)施例中，所述卡環(huán)303的外徑尺寸為76mm?79mm。具體的，在吊桿與基座20進(jìn)行裝配連接時(shí)，吊桿上固定的卡環(huán)303可以卡在基座20內(nèi)部，有利于吊桿與基座20的穩(wěn)固連接。
[0040]進(jìn)一步地，所述基座20為中空的正棱臺(tái)。
[0041]進(jìn)一步地，所述基座20上設(shè)置有承載襯底的承載區(qū)；所述承載區(qū)包括沿豎直方向依次劃分的上區(qū)、中區(qū)、及下區(qū)。
[0042]進(jìn)一步地，所述墊片40的形狀為環(huán)形，并且所述墊片40的內(nèi)徑尺寸大于等于所述第二吊桿302的外徑尺寸，并小于所述卡環(huán)303的外徑尺寸。較佳的，本實(shí)施例中的所述墊片40的外徑尺寸為78mm?114mm ;所述墊片40的厚度為IOmm?15mm。
[0043]請(qǐng)參考圖2，其為桶式爐中吊桿上設(shè)置有可拆卸墊片的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，墊片40是套在吊桿上與卡環(huán)303接觸，之后將套接有墊片40的吊桿穿過基座20的中空部分，使得墊片40卡在基座20內(nèi)，從而改變基座20的豎直位置。
[0044]進(jìn)一步地，所述腔體10、吊桿及墊片40的材質(zhì)均為石英。由于受外延工藝的工藝需求，要求桶式爐具有耐高溫，且在工藝進(jìn)行時(shí)不引入設(shè)備上的雜質(zhì)的特性，石英能夠較好的滿足上述要求，被選作本發(fā)明涉及的原材料。
[0045]本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體制造方法，請(qǐng)參照?qǐng)D3，其為本發(fā)明一實(shí)施例中半導(dǎo)體制造方法的流程圖。如圖3所示，具體包括以下步驟:
[0046]首先，執(zhí)行步驟S10，提供如上所述的桶式爐、測試樣品及襯底；
[0047]接著，執(zhí)行步驟S20，對(duì)測試樣品進(jìn)行外延工藝；
[0048]接著，執(zhí)行步驟S30，對(duì)測試樣品的外延層進(jìn)行電阻率及厚度的測試；
[0049]接著，執(zhí)行步驟S40，根據(jù)所述外延層的電阻率及厚度的分布情況，估計(jì)基座20沿豎直方向需要移動(dòng)的距離；
[0050]本實(shí)施例中，通常測試樣品的外延層進(jìn)行電阻率及厚度的測試結(jié)果表現(xiàn)為:承載區(qū)的上區(qū)或下區(qū)所承載的測試樣品的電阻率及厚度分布不均勻。上述現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要是由于腔體10外部的溫度調(diào)節(jié)器50對(duì)于基座20上的上區(qū)或者下區(qū)所承載的襯底給予的溫度不如給中區(qū)的均勻所造成的，因此通過調(diào)整基座的豎直方向位置，將承載區(qū)的上區(qū)或者下區(qū)調(diào)整處于較佳的控溫區(qū)，可以有效的避免上述現(xiàn)象的發(fā)生。
[0051]接著，執(zhí)行步驟S50，根據(jù)所估計(jì)的距離調(diào)整吊桿上墊片的數(shù)量；
[0052]具體的，根據(jù)據(jù)測試樣品的外延層的電阻率及厚度的分布情況，初步估計(jì)需要調(diào)整基座20沿豎直方向需要移動(dòng)的距離；之后根據(jù)所估計(jì)的距離考慮在吊桿上是增加墊片40還是減少墊片40的數(shù)量。例如，當(dāng)承載區(qū)的上區(qū)所承載的測試樣品的電阻率及厚度出現(xiàn)分布不均勻時(shí)，可以考慮減少吊桿上墊片40的數(shù)量，從而使得與吊桿連接的基座20沿豎直方向向下移動(dòng)，使得上區(qū)的位置下移至較佳的控溫區(qū)，使得上區(qū)所承載的襯底能夠獲得符合要求的外延層。同理，對(duì)于承載區(qū)的下區(qū)所承載的測試樣品的電阻率及厚度出現(xiàn)分布不均勻時(shí)，則可考慮增加墊片40的個(gè)數(shù)，來升高基座20的豎直位置，使得下區(qū)的位置上移至較佳的控溫區(qū)，此時(shí)下區(qū)所承載的襯底能夠獲得符合要求的外延層。
[0053]接著，執(zhí)行步驟S60，將調(diào)整過墊片數(shù)量的吊桿與所述基座組裝；
[0054]接著，執(zhí)行步驟S70，在基座上放置所述襯底，對(duì)所述襯底進(jìn)行外延工藝。
[0055]綜上，在本發(fā)明所提供的桶式爐和半導(dǎo)體制造方法中，通過將吊桿的長度設(shè)置為300mm?350mm，并配合可拆卸的墊片一起使用，根據(jù)實(shí)際需要來增減吊桿上墊片的個(gè)數(shù)，可以調(diào)節(jié)基座的豎直方向的上下位置，使得上區(qū)和下區(qū)所承載的襯底在進(jìn)行外延工藝時(shí)處于較佳的控溫區(qū)域，從而進(jìn)行過外延工藝后，襯底上的外延層具有均勻的厚度及電阻率，提聞了廣品良率。
[0056]上述描述僅是對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對(duì)本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種桶式爐，適用于外延工藝，其特征在于，包括:腔體、設(shè)置于腔體內(nèi)的基座、設(shè)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(shè)置有可拆卸的墊片。
2.如權(quán)利要求1所述的桶式爐，其特征在于，所述吊桿為中空的桿體，所述桿體內(nèi)設(shè)置有溫度測量裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的桶式爐，其特征在于，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。
4.如權(quán)利要求3所述的桶式爐，其特征在于，所述第二吊桿的內(nèi)徑等于所述第一吊桿的內(nèi)徑；所述第二吊桿的外徑大于所述第一吊桿的外徑。
5.如權(quán)利要求4所述的桶式爐，其特征在于，所述第二吊桿的內(nèi)徑為42mm?46mm;所述第二吊桿的外徑為54?56mm。
6.如權(quán)利要求5所述的桶式爐，其特征在于，所述吊桿上固定有卡環(huán)。
7.如權(quán)利要求6所述的桶式爐，其特征在于，所述卡環(huán)的外徑尺寸為76mm?79mm。
8.如權(quán)利要求7所述的桶式爐，其特征在于，所述墊片的形狀為環(huán)形，并且所述墊片的內(nèi)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(huán)的外徑尺寸；其中，所述墊片的外徑尺寸為78mm?114mm。
9.如權(quán)利要求8所述的桶式爐,其特征在于,所述墊片的厚度為IOmm?15_。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的桶式爐，其特征在于，所述腔體、吊桿及墊片的材質(zhì)均為石英。
11.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的桶式爐，其特征在于，所述基座為中空的正棱臺(tái)。
12.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的桶式爐，其特征在于，所述基座上設(shè)置有承載襯底的承載區(qū)；所述承載區(qū)包括沿豎直方向依次劃分的上區(qū)、中區(qū)、及下區(qū)。
13.一種半導(dǎo)體制造方法，其特征在于，包括步驟: 提供如上所述的桶式爐、測試樣品及襯底； 對(duì)測試樣品進(jìn)行外延工藝，在所述測試樣品表面形成外延層； 對(duì)測試樣品的外延層進(jìn)行電阻率及厚度的測試； 根據(jù)所述外延層的電阻率及厚度的分布情況，估計(jì)基座沿豎直方向需要移動(dòng)的距離； 根據(jù)所估計(jì)的距離調(diào)整吊桿上墊片的數(shù)量； 將調(diào)整過墊片數(shù)量的吊桿與所述基座組裝； 在基座上放置所述襯底，對(duì)所述襯底進(jìn)行外延工藝。
【文檔編號(hào)】H01L21/02GK103985657SQ201410211465
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】蘇建培, 張健, 丁海東 申請(qǐng)人:上海先進(jìn)半導(dǎo)體制造股份有限公司