[发明专利]外延基座、外延生长设备及半导体器件的制造方法

说明书

本发明提供一种外延基座、外延生长设备及半导体器件的制造方法，所述外延基座包括所述外延基座包括承载部，所述承载部上设置有多个用于安装顶升销的顶升销孔，每个所述顶升销孔周围设置有至少一个贯穿所述承载部的辅助通孔。通过在外延基座的承载部上的顶升销孔周围设置多个不同大小和/或不同分布方式贯穿所述外延基座的辅助通孔，使得顶升销孔附近的物理特性与周围辅助打孔区域物理特性接近，从而改善或消除顶升销孔处晶圆的外延层膜厚异常的问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种外延基座、外延生长设备及半导体器件的制造方法。

背景技术

硅外延生长是半导体制造中的一个重要工艺，包括真空外延、气相外延、液相外延等，其中应用最广泛的是气相硅外延，其反应机理是在高温下使挥发性强的硅源，比如TCS(Trichlorosilane三氯硅烷)，与氢气发生反应或热解，生成的硅原子淀积在晶圆上长成外延层。

外延层的厚度均匀性和电阻率均匀性是影响半导体器件性能的重要参数，外延层的均匀性越好，器件良率与性能也越高。在外延生长过程中，外延层的厚度均匀性和电阻率均匀性在一定范围内可以通过工艺参数的调整进行优化，比如调节气流、功率、温度分布等。但外延层的厚度和电阻率的某些分布特征是受硬件结构制约的，如气流方向、气流分布比例、进出气口的位置等，会造成某些固定的分布特征。

晶圆外延或其它高温外延工艺过程中，晶圆一般放在基座上进行升温、外延生长、降温等过程，但晶圆从基座上取片或者放片时，需要顶升销孔(Lift-Pin)将晶圆从基座上顶起来或放下去，从而基座上的顶升销孔的尺寸就会造成晶圆局部的温度分布差异，导致该区域晶圆外延层的厚度异常，顶升销孔处的晶圆的外延层的膜厚异常会呈现出色差，也即印迹，造成晶圆的外观异常和电性能异常。

目前，解决顶升销孔区域的晶圆外延层厚度异常的常规做法是通过调节基座和晶圆表面的温度或功率分布，来减弱该影响。但温度或功率的调节范围有限，而且温度和功率跟外延层的沉积速率、外延层厚度分布的相关性很强，很难达到平衡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外延基座、外延生长设备及半导体器件的制造方法，以解决顶升销孔处的晶圆的外延层厚度异常时，调节温度或功率很难达到平衡的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种外延基座，所述外延基座包括所述外延基座包括承载部，所述承载部上设置有多个用于安装顶升销的顶升销孔，每个所述顶升销孔周围设置有至少一个贯穿所述承载部的辅助通孔。

可选的，每个所述顶升销孔周围设置有多个所述辅助通孔，所述辅助通孔从所述顶升销孔的中心到外围的分布密度依次递减。

可选的，每个所述顶升销孔周围均匀分布有多个所述辅助通孔。

可选的，所述辅助通孔在所述顶升销孔周围分布的形状为三角形、四边形、蜂窝六边形或者六角密排中的一种。

可选的，所述辅助通孔分布于距离所述顶升销孔的中心6mm～15mm的区域内。

可选的，所述辅助通孔为圆形。

可选的，所述辅助通孔的直径为0.5mm～2mm。

可选的，相邻所述辅助通孔的间距为1mm～6mm。

基于同一发明构思，本发明还提供一种外延生长设备，包括上述任一项所述的外延基座。

基于同一发明构思，本发明还提供一种半导体器件的制造方法，采用上述所述的外延生长设备，在晶圆上生长外延层。

在本发明提供的外延基座、外延生长设备及半导体器件的制造方法中，通过在外延基座的承载部上的顶升销孔周围设置至少一个贯穿所述承载部的辅助通孔，使得顶升销孔附近的物理特性与周围辅助打孔区域物理特性接近，从而改善或消除顶升销孔处晶圆的外延层膜厚异常的问题。

附图说明