[发明专利]一种用于锗硅外延生长的反应室、方法及半导体制造设备

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种用于锗硅外延生长的反应室、方法及半导体制造设备。

背景技术

在未来的一段时间内，硅基互补型金属氧化物半导体(CMOS)场效应晶体管技术仍将是集成电路制造的主流技术。当前研究集成电路基础技术的目标在于获得更高的单元集成度、更高的电路速度、更低的单位功能的功耗和单位功能成本。在器件尺寸等比缩小的过程中，更高的集成度与工作频率意味着更大的功耗，减小电源电压VDD是减小电路功耗的一般选择，但VDD的降低会导致器件的驱动能力和速度下降。减小阈值电压、减薄栅介质厚度可提高器件的电流驱动能力，但同时会导致亚阈值漏电流和栅极漏电流的增加，从而增大静态功耗，这就是目前IC面临的“功耗-速度”困境。

提高器件沟道迁移率是解决上述困境的关键。在沟道迁移率大幅度提升的基础上，一方面可以采用较低的VDD和较高的阈值漏电压，同时又可以保证器件有足够的电流驱动能力和速度。对于PMOS晶体管来说，嵌入式锗硅(SiGe)技术能有效提高空穴迁移率，从而提高PMOS晶体管的性能。所谓嵌入式锗硅技术是指在紧邻PMOS晶体管沟道的硅衬底中形成SiGe外延层，SiGe外延层会对沟道产生压应力，从而提高空穴的迁移率。应用嵌入式锗硅技术来增强PMOS的沟道的压应力的技术方案，在45nm及以下工艺节点的半导体器件中，具有更有效的技术效果。

现有技术中，在半导体器件的制程中，进行锗硅外延生长（epi）需要在反应室内进行。现有的用于锗硅外延生长的反应室如图1所示，该反应室100包括反应腔体101，固定于反应腔体101内的支撑平台102，设置于反应腔体101四周的加热器103。其中支撑平台102用于支撑进行锗硅外延生长的晶圆400（晶圆400并非反应室100的组成部分），如图1所示。在现有技术中，支撑平台102是固定于反应腔体101内部的，其位置不能改变。在现有技术中，在反应过程（即进行锗硅外延生长的过程）中，反应腔体101内部各个位置的温度是趋于一致的。然而，在锗硅外延生长的不同反应阶段，比如待机（指反应室的待机阶段，即未进行锗硅外延生长）、前烘（pre-bake，即反应前对晶圆的预烘烤）、种子层（seed layer，具体指形成种子层的阶段）、主体层（bulk layer，具体指形成主体层的阶段）、盖帽层（即最终形成锗硅的盖帽层的阶段），需要的反应温度是不同的，相关的温度关系可以参照图2。因此，现有技术中必须通过不断改变加热器103的温度来改变反应腔体101的内部温度。然而，由于加热器103本身并不能快速改变温度，造成反应腔体101也无法快速改变内部的反应温度，尤其当需要将反应腔体101的内部温度调低的时候，这就导致每一个反应阶段（需要的时间为工艺时间）进行之前，都需要有一个准备时间，如图2所示。用于改变反应腔体101内的反应温度的“准备时间”，实际上占用了整个锗硅外延生长工艺时间的很大一部分，其严重制约了半导体器件的生产效率，影响了单位时间内的半导体器件的产量。

可见，现有技术中用于锗硅外延生长的反应室，由于无法在锗硅外延生成的每个反应阶段快速调节反应温度，制约了半导体器件的生产效率，影响了单位时间内的半导体器件的产量。因此，为解决上述问题，有必要提出一种新的用于锗硅外延生长的反应室。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于锗硅外延生长的反应室、方法及半导体制造设备。

本发明的一个实施例提供一种用于锗硅外延生长的反应室，所述反应室包括：

反应腔体；

设置于所述反应腔体内部的位置可调的支撑平台；

其中，所述反应腔体被分成至少两个不同的反应区域，每个所述反应区域均相应设置有加热器，以保证在进行锗硅外延生长时在不同的所述反应区域形成不同的反应温度；

所述支撑平台用于支撑和固定进行锗硅外延生长的晶圆，其可以被调节至任何一个所述反应区域。

其中，所述反应室还包括用于监测所述反应腔体的反应温度的温度监测装置。

其中，所述温度监测装置为多个，并且每个所述反应区域均相应设置有至少一个所述温度监测装置。

其中，所述温度监测装置可以在不同的所述反应区域之间移动。

其中，所述支撑平台的非支撑面设置有用于监测反应温度的温度监测装置。

其中，所述温度监测装置为带有高温计的感测器。

其中，所述反应室还包括：与所述支撑平台相连的用于调节所述支撑平台在所述反应腔体内的位置的电动马达。