CN107438896A - 基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明包含：具有内部空间的第一管；基板固持器，其中多个基板垂直地堆叠在第一管的内部空间中，基板固持器界定多个处理空间，基板在多个处理空间中个别加工；具有多个主要注入孔的气体供应单元，多个主要注入孔中的每一者经垂直界定以对应于处理空间中的每一者从而将气体供应至第一管中；以及排气单元，其被设置以将第一管中的供应至多个处理空间中的气体排出至外部。所述排气单元包含多个排气孔，多个排气孔面向主要注入孔且垂直地配置成行以对应于处理空间。因此，气体可在基板上顺畅地流动。

Description

基板处理装置
技术领域
本发明内容与基板处理装置有关，且更特定而言，与能够允许基板上的气体顺畅地流动的基板处理装置有关。
背景技术
一般而言，基板处理设备经分类成能够一次加工一个基板的单个晶圆型基板处理设备及能够同时加工多个基板的批量型基板处理设备。单个晶圆型基板处理设备具有简单结构，但具有低生产力。因此，广泛使用能够大量生产基板的批量型基板处理设备。
批量型基板处理设备包含：处理腔室，以多级水平地堆叠的基板容纳于处理腔室中且在其中加工；处理气体供应喷嘴，其用于将处理气体供应至处理腔室中；以及排气管线，处理腔室中的气体是经由排气管线排出。可如下执行使用批量型基板处理设备的基板加工程序。首先，将多个基板载入于处理腔室中。接着，当处理腔室中的气体经由排气管线排出时，经由处理气体供应喷嘴将处理气体供应至处理腔室中。此处，经由排气孔将自处理气体供应喷嘴注入的处理气体引入至排气管线中，处理气体同时在基板之间传递以在基板中的每一者上形成薄膜。
然而，在根据相关技术的基板处理装置中，自供应喷嘴注入的处理气体经引入至排气孔，但非均匀地分布在基板上。意即，经由基板的中心部分传递的处理气体缓慢地流动，且经由基板的外部部分传递的处理气体快速地流动。因此，基板的中心部分上的薄膜与基板的外部部分上的薄膜之间在薄膜厚度上的差异可能出现以使基板或基板上的薄膜的品质劣化。
发明内容
技术问题
本发明内容提供一种基板处理装置，其能够控制气体的流动，使得气体在基板上的整个区域中均匀地流动。
本发明内容也提供一种基板处理装置，其能够在基板上的整个区域中形成具有均匀厚度的薄膜。
解決問题的手段
根据例示性实施例，一种基板处理装置包含：界定内部空间的第一管；基板固持器，其中多个基板垂直地堆叠在所述第一管的所述内部空间中，所述基板固持器分开地界定多个处理空间，所述基板在所述多个处理空间中个别加工；具有多个主要注入孔的气体供应单元，所述多个主要注入孔中的每一者经垂直界定以对应于所述处理空间中的每一者从而将气体供应至所述第一管中；以及排气单元，被设置以将所述第一管中的供应至所述多个处理空间中的所述气体排出至外部，其中所述排气单元包含多个排气孔，所述多个排气孔面向所述主要注入孔且垂直地配置成行以对应于所述处理空间。
在本发明的一实施例中，所述排气孔是以具有在与所述基板的堆叠方向交叉的方向上延伸的缝隙形状的一个孔而提供，或所述排气孔可包含配置在与所述基板的所述堆叠方向交叉的所述方向上的多个孔。
在本发明的一实施例中，所述排气孔在与所述基板的所述堆叠方向交叉的方向上具有相对于所述第一管的垂直的中心轴线成大约35°或小于35°的角的宽度，且所述排气孔可相对于所述中心轴线与所述主要注入孔对称地配置。
在本发明的一实施例中，所述排气单元可还包含安置于所述第一管外部的排气管道，且所述排气管道可包含：本体部分，垂直地延伸以界定所述气体移动通过的通路，所述本体部分安置于对应于所述排气孔的位置处；及连接部分，连接至所述本体部分的下部部分以与所述本体部分连通，所述连接部分具有开放的下部部分。
在本发明的一实施例中，所述排气单元可还包含连接至所述排气管道以吸入所述气体的排气管线，且所述多个排气孔可以如下方式来配置：宽度随着所述排气孔远离所述排气管道连接至所述排气管线所在的部分而在与所述基板的堆叠方向交叉的方向上逐渐增大。
在本发明的一实施例中，所述排气管线可包含：凸缘，连接至所述第一管及所述排气管道中的每一者的下部部分；安置于所述凸缘上的排气口，所述排气口具有与所述排气管道的连接部分连通的一侧；排气管，具有连接至所述排气口的另一侧的一个末端；控制阀，安置于所述排气管中以控制所述气体在所述排气管中的流动速率；以及排气泵，连接至所述排气管的另一末端以吸入所述气体。
在本发明的一实施例中，所述排气管线可还包含：路径切换管，具有在所述控制阀与所述排气泵之间连接至所述排气管的一个末端及连接至所述气体供应单元的另一末端；及路径切换阀，安置于所述路径切换管与所述排气管之间以在所述路径切换管与所述排气管之间切换所述气体移动通过的路径。
在本发明的一实施例中，所述基板处理装置可还包含形成于所述连接部分的底部表面及所述凸缘的顶部表面上的位置判定单元。
在本发明的一实施例中，所述气体供应单元可还包含多个辅助注入孔，所述多个辅助注入孔沿着所述第一管的圆周螺旋地界定以对应于所述处理空间。
在本发明的一实施例中，经由所述辅助注入孔中的每一者注入的气体的量可为经由所述主要注入孔注入的气体的量的大约30％或小于30％。
在本发明的一实施例中，所述排气单元可还包含界定于所述排气孔的侧表面中以对应于所述辅助注入孔的辅助孔。
在本发明的一实施例中，所述基板处理装置可还包含第二管，所述第二管具有内部空间以容纳所述第一管，其中所述排气管道可安置于所述第一管与所述第二管之间。
在本发明的一实施例中，所述排气管道可由石英形成且与所述第一管整合。
發明的效果
根据例示性实施例，可控制引入至基板在其中加工的处理空间中的气体的流动。意即，可控制气体的流动，使得在气体流动缓慢的情况下，气体在基板的中心部分的上部侧处快速地流动，且在气体流动快速的情况下，气体在基板的外部部分的上部侧处缓慢地流动。因此，由于气体在基板上的整个区域中均匀地流动，因此气体可均匀地分布在基板上的整个区域中。因此，以薄膜以均匀厚度在基板上的整个区域中生长的方式制造的基板或基板上的薄膜在品质上可得到改良。
又，根据例示性实施例，可提供排气管道以防止设备被气体污染。意即，由于污染设备的气体的移动路径限制于排气管道的内部，因此可防止设备的其他部件被气体污染的现象。因此，设备的维护可为容易的。
附图说明
图1为根据例示性实施例的基板处理设备的示意图。
图2为说明根据例示性实施例的基板处理装置的结构的视图。
图3为根据例示性实施例的排气管线及气体供应管线的示意图。
图4为说明根据例示性实施例的排气孔的结构的视图。
图5为说明根据另一例示性实施例的排气孔的结构的视图。
图6为说明根据又一例示性实施例的排气孔的结构的视图。
图7为说明根据例示性实施例的气体在处理空间中的流动的视图。
图8为说明根据例示性实施例的第一管及排气管道的结构的视图。
图9为说明根据例示性实施例的排气管线的部分的透视图。
具体实施方式
在下文中，将参看随附附图详细地描述特定实施例。然而，可以不同形式体现本发明，且不应将本发明解释为限于本文中所阐述的实施例。确切而言，提供此等实施例以使得本发明内容将为透彻且完整的，且将向熟习此项技术者充分传达本发明的范畴。在诸图中，出于说明清楚起见而夸大了层及区的尺寸。类似参考数字贯穿全文指类似组件。
图1为根据例示性实施例的基板处理设备的示意图，图2为说明根据例示性实施例的基板处理装置的结构的视图，图3为根据例示性实施例的排气管线及气体供应管线的示意图，图4为说明根据例示性实施例的排气孔的结构的视图，图5为说明根据另一例示性实施例的排气孔的结构的视图，图6为说明根据又一例示性实施例的排气孔的结构的视图，图7为说明根据例示性实施例的气体在处理空间中的流动的视图，图8为说明根据例示性实施例的第一管及排气管道的结构的视图，且图9为说明根据例示性实施例的排气管线的部分的透视图。
根据例示性实施例的基板处理装置包含：界定内部空间的第一管(120)；基板固持器(130)，其中多个基板(S)垂直地堆叠在第一管(120)的内部空间中，及多个处理空间，基板(S)在所述多个处理空间中个别加工；具有多个主要注入孔(141)的气体供应单元(140)，所述多个主要注入孔(141)中的每一者经垂直界定以对应于所述处理空间中的每一者从而将气体供应至第一管中；以及排气单元(150)，其将第一管(120)中的供应至所述多个处理空间中的气体排出至外部。
首先，将例示性地描述根据例示性实施例的基板处理设备以理解本发明内容。
参看图1，基板处理设备(1000)包含转移元件(200)、负载锁定元件(300)、清洁元件(500a，500b)、缓冲元件(400)以及磊晶元件(100a，100b，100c)。此处，根据例示性实施例的基板处理装置可为磊晶元件(100a，100b，100c)。
转移元件(200)在平面图中具有多边形形状。负载锁定元件(300)、清洁元件(500a，500b)、缓冲元件(400)以及磊晶元件(100a，100b，100c)安置于转移元件(200)的侧表面上。
负载锁定元件(300)安置于转移元件(200)的侧部分上。基板暂时保持在负载锁定元件(300)中且通过转移元件(200)装载于清洁元件(500a，500b)、缓冲元件(400)以及磊晶元件(100a，100b，100c)上。在程序完成之后，通过转移元件(200)卸载基板且暂时将基板保持在负载锁定元件(300)中。
转移元件(200)、清洁元件(500a，500b)、缓冲元件(400)以及磊晶元件(100a，100b，100c)中的每一者维持在真空状态下。负载锁定元件(300)在真空状态与大气压状态之间的条件下切换。负载锁定元件(300)可防止外部污染物被引入至转移元件(200)、清洁元件(500a，500b)、缓冲元件(400)以及磊晶元件(100a，100b，100c)中。又，当转移基板时，基板不曝露于空气，且因此可防止氧化物膜在基板上生长的现象。
闸阀(未示出)安置于负载锁定元件(300)与转移元件(200)之间。当基板(S)在安置于设备的前侧的末端模组(50，60，70)与负载锁定元件(300)之间移动时，安置于负载锁定元件(300)与转移元件(200)之间的闸阀关闭。
基板处置器(210)安置于转移元件(200)上。基板处置器(210)可在负载锁定元件(300)、清洁元件(500a，500b)、缓冲元件(400)以及磊晶元件(100a，100b，100c)之间转移基板。当基板移动时，转移元件(200)被密封以维持在真空状态下。因此，可防止基板曝露于污染物的现象。
在于磊晶元件(100a，100b，100c)中的每一者中执行关于基板的磊晶程序之前，清洁元件(500a，500b)可清洁基板。为成功地执行磊晶程序，晶体基板上存在的氧化物的量必须减至最少。若基板的表面氧含量过高，则氧原子可中断沉积于基板上的材料的结晶配置。因此，磊晶程序可受到有害影响。因此，可在清洁元件(500a，500b)中执行用于移除形成于基板(S)上的天然氧化物膜(或表面氧化物)的清洁程序。
磊晶元件(或根据例示性实施例的基板处理元件)(100a，100b，100c)中的每一者可在基板上形成磊晶层。此处，磊晶元件(100a，100b，100c)中的每一者可为选择性磊晶元件。在当前例示性实施例中，提供三个磊晶元件(100a，100b，100c)。由于磊晶程序与清洁程序相比耗费大量时间，因此多个磊晶元件可用以改良制造良率。然而，磊晶元件(100a，100b，100c)的数目可不限于此。
在下文中，将详细地描述根据例示性元件的基板处理装置(或磊晶元件)(100)。
参看图2，根据例示性实施例的基板处理装置(100)包含第一管(120)、基板固持器(130)、气体供应单元(140)以及排气单元(150)。又，基板处理装置(100)包含：具有内部空间的腔室(110)；第二管(160)，其安置于腔室(110)中且具有内部空间以容纳第一管(120)；加热单元(170)，其经安置以包围第二管(160)；以及连接至基板固持器(130)的支撑单元(180)。
腔室(110)具有矩形平行六面体或圆柱形的形状及内部空间。又，腔室(110)包含上部腔室(110a)及下部腔室(110b)。上部腔室(110a)与下部腔室(110b)可彼此垂直地连通。与转移元件(200)连通的插入孔界定于下部腔室(110b)的一侧中。因此，基板(S)可经由插入孔自转移元件(200)装载于腔室(110)中。
流入孔(220)界定于转移元件(200)的对应于腔室(110)的插入孔的一侧中。闸阀(230)安置于流入孔(220)与插入孔之间。因此，转移元件(200)的内部空间与腔室(110)的内部空间可通过闸阀(230)彼此隔离。又，流入孔(220)及插入孔可通过闸阀(230)来打开及关闭。此处，插入孔可界定于下部腔室(110b)中。然而，腔室(110)可不限于上述的结构及形状。意即，腔室(110)可具有各种结构及形状。
第二管(160)安置于下部腔室(110b)的具有开放的上部部分的上部侧处或上部腔室(110a)中。第二管(160)具有内部空间，磊晶程序或选择性磊晶程序在所述内部空间中执行。第二管(160)具有开放的下部部分。又，第一管(120)可容纳于第二管(160)中。
第一管(120)可具有圆柱形形状及开放的下部部分。又，气体供应单元(140)的注入孔(141)界定于第一管(120)的圆周表面的一侧中，且排气单元(150)的排气孔(151)界定于第一管(120)的圆周表面的面向注入孔(141)的另一侧中。因此，经由注入孔(141)供应至第一管(120)中的气体可经由排气孔(151)排出至外部。第一管(120)安置于第二管(160)的内部空间中。第一管(120)的下部部分连接至稍后将描述的凸缘(153a)且因此由凸缘(153a)支撑。然而，第一管(120)可不限于上述的结构及形状。意即，第一管(120)可具有各种结构及形状。
加热单元(170)安置于腔室(110)中。加热单元(170)经安置以包围第二管(160)或第一管(120)的侧表面及上部部分。加热单元(170)可将热能提供至第二管(160)或第一管(120)以加热第二管(160)或第一管(120)的内部空间。因此，第二管(160)或第一管(120)的内部空间的温度可调整至磊晶程序能够执行的温度。
基板固持器(130)具有多个基板(S)垂直地堆叠的结构及多个处理空间(多个基板在其中个别加工)。意即，在基板固持器(130)中，垂直地界定多个层，且将一个基板(S)装载于一个层上(或处理空间中)。
基板固持器(130)可包含：多个突起(未示出)，所述突起垂直地形成以允许基板(S)安放于其上；及多个隔离板(Isolation Plate)(未示出)，所述隔离板中的每一者安置于突起中的每一者的上部或下部侧处。因此，隔离板可隔离用于加工基板的处理空间。因此，由于基板(S)的处理空间是独立地界定于基板固持器(130)的多个层中的每一者中，因此可防止处理空间彼此干扰的现象。然而，基板固持器(130)可不限于上述的结构及形状。意即，基板固持器(130)可具有各种结构及形状。
支撑单元(180)包含轴杆(181)、垂直驱动部件(182)、旋转驱动部件(183)以及支撑板(184)。轴杆(181)垂直地延伸且具有连接至基板固持器(130)的下部部分的上部末端。轴杆(181)可支撑基板固持器(130)。轴杆(181)具有下部部分，所述下部部分穿过下部腔室(110b)且连接至安置于下部腔室(110b)的外部的垂直驱动部件(182)及旋转驱动部件(183)。
垂直驱动部件(182)连接至轴杆(181)的下部末端以使轴181垂直地移动。因此，连接至轴杆(181)的上部末端的基板固持器(130)可随着轴杆(181)移动而垂直地移动。举例而言，根据垂直驱动部件(182)的操作，基板固持器(130)可向下移动且安置于下部腔室(110b)中(或装载基板所在的位置处)。因此，在从传送腔室(110)装载至下部腔室(110b)中的基板(S)可装载在安置于下部腔室(110b)中的基板固持器(130)上。
当多个基板(S)完全装载于基板固持器(130)上时，基板固持器(130)通过垂直驱动部件(182)向上移动且安置于第二管(160)或第一管(120)的内部空间中(或处理位置处)。因此，关于基板(S)的磊晶程序可在第二管(160)或第一管(120)的内部空间中执行。
旋转驱动部件(183)连接至轴杆(181)(其连接至基板固持器(130))的下部末端以使基板固持器(130)旋转。旋转驱动部件(183)可使轴杆(181)相对于轴杆(181)的垂直的中心轴线旋转。因此，连接至轴杆(181)的基板固持器(130)可相对于垂直的中心轴线旋转。当执行基板(S)的加工程序时，供应至第一管(120)的一侧的一或多种气体可通过堆叠于基板固持器(130)上的基板(S)且排出至第一管(120)的另一侧。此处，当基板固持器(130)通过旋转驱动部件(183)的操作而旋转时，通过基板固持器(130)的气体可彼此混合且均匀地分布在基板(S)上的区域上。因此，沉积于基板(S)上的膜在品质上可得到改良。
替代地，旋转驱动部件可连接至基板固持器(130)的下部部分。因此，当旋转驱动部件根据垂直驱动部件(182)的操作与基板固持器(130)一起垂直地移动时，基板固持器(130)可旋转。然而，旋转驱动部件(183)、垂直驱动部件(182)以及基板固持器(130)之间的连接结构可不限于此且可改变。
支撑板(184)安置于轴杆(181)上。支撑板(184)可与基板固持器(130)一起上升以相对于外部密封第二管(160)或第一管(120)中的处理空间。支撑板(184)经安置以与基板固持器(130)的下部部分隔开。又，具有O形环形状的密封构件(184a)可安置于支撑板(184)与第二管(160)之间或支撑板(184)与第一管(120)之间以密封处理空间。承载构件(184b)安置于支撑板(184)与轴杆(181)之间。轴杆(181)在轴杆(181)由承载构件(184b)支撑的状态下可旋转。
参看图3，气体供应单元(140)可连接至第一管(120)以将处理气体供应至第一管(120)中。气体供应单元(140)包含主要注入孔(141)，主要注入孔(141)分别地相对于处理空间在垂直方向上界定于第一管(120)中。又，气体供应单元(140)可还包含多个辅助注入孔(142)，辅助注入孔(142)沿着第一管(120)的圆周以螺旋形状分别相对于处理空间界定。又，气体供应单元(140)可包含主要气体供应管线(143)、主要气体供应源(145)、辅助气体供应管线(144)以及辅助气体供应源(146)。
主要气体供应管线(143)具有连接至主要注入孔(141)的一个末端，及连接至主要气体供应源(145)的另一末端。因此，供应自主要气体供应源(146)的主要气体可经由主要气体供应管线(143)供应至主要注入孔(141)且注入至第一管(120)中的基板(S)。
主要气体可包含一或多种气体。举例而言，主要气体可包含硅气体、蚀刻气体以及运载气体中的至少任一者。可使用主要形成硅薄膜的气体(诸如硅烷(SiH4)及二氯硅烷(DCS))作为硅气体。又，可使用氢氯酸(HCl)作为蚀刻气体，且可使用氢气(H2)作为运载气体。此处，运载气体可稀释硅气体及蚀刻气体的浓度。由于硅气体、蚀刻气体以及运载气体具有彼此不同的分子量，因此当硅气体、蚀刻气体以及运载气体同时供应时，所述气体可容易彼此混合。
主要气体供应源(145)的数量可和主要气体中所包含的气体的种类一样多。举例而言，在当前实施例中，可提供硅气体供应源(145a)、主要蚀刻气体供应源(145b)以及主要运载气体供应源(145c)。能够控制气体的流动速率的主要气体控制阀(147a，147b，147c)分别地安置于供应源(145a，145b，145c)中。又，主要气体供应管线(143)具有划分成多个的另一末端，且经划分的其他末端分别连接至供应源(145a，145b，145c)。意即，分开提供的硅气体、蚀刻气体以及运载气体的移动路径可彼此组合且连接至主要注入孔(141)。
辅助气体供应管线(144)具有经划分以连接至多个辅助注入孔(142)中的每一者的一个末端，及连接至辅助气体供应源(146)的另一末端。因此，供应自辅助气体供应源(146)的辅助气体可经由辅助气体供应管线(144)供应至辅助注入孔(142)且因此注入至第一管(120)中的基板(S)。
辅助气体可包含一或多种气体。举例而言，辅助气体可包含掺杂剂气体、蚀刻气体以及运载气体中的至少任一者。此处，运载气体可稀释掺杂剂气体及蚀刻气体的浓度。由于掺杂剂气体、蚀刻气体以及运载气体可具有彼此不同的分子量，因此当掺杂剂气体、蚀刻气体以及运载气体同时供应时，这些气体可容易地彼此混合。又，辅助气体可控制主要气体的浓度。因此，处理空间中的气体的组份可通过使用辅助气体来调整，且因此可根据基板(S)适当地建立加工环境。
辅助气体供应源(146)的数量和辅助气体中所包含的气体的种类一样多。举例而言，在当前实施例中，辅助气体供应源(146)包含掺杂剂气体供应源(146a)、辅助蚀刻气体供应源(146b)以及辅助运载气体供应源(146c)。能够控制气体的流动速率的辅助气体控制阀(148a，148b，148c)可分别安置于供应源(146a，146b，146c)中。因此，可通过使用辅助气体控制阀(148a，148b，148c)来选择待供应至处理空间的气体。
举例而言，当仅掺杂剂气体被供应至处理空间时，仅掺杂剂气体供应源(146a)的控制阀(148a)可打开，且辅助蚀刻气体供应源(146b)的控制阀(148b)及辅助运载气体(146c)的控制阀(148c)可关闭。又，当蚀刻气体及运载气体被供应至处理空间时，辅助蚀刻气体供应源(146b)的控制阀(148b)及辅助运载气体供应源(146c)的控制阀(148c)可打开，且掺杂剂气体供应源(146a)的控制阀(148a)可关闭。因此，可经由辅助气体控制阀(148a，148b，148c)来选择一或多个气体以使用选定气体作为第二气体。
又，辅助气体供应管线(144)的另一末端被划分成多个，且多个其他末端分别连接至供应源(146a，146b，146c)。意即，分开提供的硅气体、蚀刻气体以及运载气体的移动路径彼此组合且接着经重新划分以分别连接至多个辅助注入孔(142)。流动速率阀(144a)安置于移动路径中的每一者(辅助气体供应管线)中，所述移动路径经划分且个别地连接至多个注入孔(141)中的每一者。因此，供应至处理空间中的每一者的第二气体的量可通过使用流动速率阀(144a)独立地加以控制。
此处，辅助注入孔(142)的气体注入量为主要注入孔(141)的气体注入量的约30％或小于30％。排气单元(150)的排气孔(151)经界定以面向且对应于主要注入孔(141)，而非对应于螺旋地界定的辅助注入孔(142)。因此，自辅助注入孔(142)(其相对于第一管(120)的垂直的中心轴线与排气孔(151)不对称)注入的气体可被引入至排气孔(151)中，而非均匀地分布在处理空间中的基板(S)上。因此，当自辅助注入孔(141)注入的气体的量比自主要注入孔(141)注入的气体的量多约30％时，气体在基板(S)的整个区域中可能不会均匀地分布。因此，形成于基板(S)上的薄膜在品质上可能会劣化。
又，自辅助注入孔(142)注入的气体可能会干扰自主要注入孔(141)注入的气体的流动，从而破坏气体均匀地供应至基板(S)上。因此，当自辅助注入孔(142)注入的气体的量比自主要注入孔(141)注入的气体的量多约30％时，处理空间中的气体可能不会均匀地流动，且因此，可能不会在基板(S)上形成具有均匀厚度的薄膜。
因此，为了在稳定地维持气体在处理空间中的流动同时将气体均匀地分布在基板(S)上，自辅助注入孔(142)注入的气体的量必须小于自主要注入孔(141)注入的气体的量。然而，气体供应单元(140)的结构及供应自气体供应单元(140)的气体的种类可不限于此。意即，气体供应单元(140)可具有各种结构，且各种类型的气体可供应自气体供应单元(140)。也可省略辅助注入孔(142)及辅助气体供应管线(144)。
参看图4至图8，排气单元(150)可将自气体供应单元(140)注入至第一管(120)中的处理空间的气体排出至外部。排气单元(150)包含界定成行的多个排气孔(151)以对应于处理空间从而面向主要注入孔(141)。又，排气单元(150)可包含排气管道(152)(其具有气体在其中移动通过且安置在第一管(120)外部的路径)，及连接至排气管道(152)以吸收气体的排气管线(153)。
排气孔(151)界定于第一管(120)中以连通第一管(120)中的处理空间与排气管道的内部。又，多个排气孔(151)垂直地界定成行以面向且对应于主要注入孔(141)。举例而言，排气孔(151)与主要注入孔(141)相对于第一管(120)的垂直的中心轴线对称地界定。排气孔(151)可在与基板(S)堆叠的方向交叉的方向上延伸。举例而言，排气孔(151)可具有如图4中所示的缝隙形状。替代地，排气孔(151)可界定为在与基板(S)的堆叠方向交叉的方向上配置成行的多个孔(未示出)。
由于排气孔(151)经界定以分别对应于处理空间，因此处理空间可彼此隔离且独立产生用于处理基板(S)的环境。因此，处理空间中的环境可视基板(S)的薄膜的条件而个别地控制，且因此，薄膜在品质上可得到改良。
又，由于多个排气孔(151)经界定成行，因此可容易提供用于覆盖多个排气孔(151)的排气管道(152)。意即，当多个排气孔(151)未界定成行时，排气管道(152)是沿着弯曲地界定的排气孔(151)的配置提供，且因此排气管道(152)在结构上可能复杂。然而，由于排气孔(151)经界定成行，因此排气管道(152)在结构上可简化且容易安装。
尽管多个排气孔(151)将多个处理空间彼此隔离，但多个排气孔(151)与一个排气管道(152)连通，且因此，当与分别为多个排气孔(151)提供多个排气吸入线的情况相比时，设备可在结构上简化。因此，设备可在空间效率上得到改良，且设备的维护可为容易的。
此处，排气孔(151)可以如下方式垂直地配置：宽度相对于第一管(120)的垂直的中心轴线成约10°至约35°的角向上逐渐增大。替代地，排气孔(151)界定所在的多个孔可以如下方式垂直地配置：宽度在与基板(S)的堆叠方向交叉的方向上成约10°至约35°的角向上逐渐增大。
当排气孔(151)以宽度成约10°或小于10°的角向上逐渐增大的方式垂直地配置时，排气孔(151)中的每一者的宽度狭窄，且因此气体可在基板(S)的中心部分上快速地流动且在基板(S)的外部部分上缓慢地流动。因此，由于气体被顺畅地供应至基板(S)的中心部分，但并非顺畅地供应至基板(S)的外部部分，因此薄膜可能不会均匀地形成于基板(S)的中心部分及外部部分上。因此，薄膜在品质上可能劣化。
当排气孔(151)以宽度在与基板(S)的堆叠方向交叉的方向上成超过约35°的角向上逐渐增大的方式垂直地配置时，主要气体及辅助气体可经由加宽的排气孔(151)直接排出，无需在处理空间中充分地分布在基板(S)上。因此，气体可被顺畅地供应至基板(S)的外部部分，但并非顺畅地供应至基板(S)的中心部分，且因此基板(S)的中心部分上的薄膜可具有小于基板(S)的外部部分上的薄膜的厚度的厚度。因此，基板的中心部分上的薄膜与基板的外部部分上的薄膜之间在薄膜厚度上的差异可能出现以使薄膜的品质劣化。
因此，如图7中所示，当排气孔(151)的宽度以约10°至约35°形成时，移动通过基板(S)上的中心部分的气体的流动速率可与移动通过基板(S)上的外部部分的气体的流动速率相同。意即，气体的流动速率在基板(S)上的整个区域中可维持均匀。因此，气体可均匀地分布在基板(S)上以在基板(S)的整个区域中形成均匀的薄膜厚度。因此，薄膜在品质上可得到改良。
又，排气孔(151)可根据高度配置。排气孔(151)的高度可随排气孔(151)的宽度增大而减小且可随排气孔(151)的宽度减小而增大。意即，排气孔(151)的高度及宽度可彼此成反比。当排气孔(151)的宽度减小过多时，排气孔(151)在面积上可减小，且因此经由排气孔(151)引入的气体的流动速率可降低。因此，第一管(120)中的气体可能不会顺畅地排出至外部。因此，若排气孔(151)具有相对较小宽度，则排气孔(151)的高度可增大以将排气孔(151)的面积减小减至最小。
相反，当排气孔(151)的宽度增大过多时，第一管(120)中的气体可以非均匀地分布在基板(S)上的方式引入至排气孔(151)中，且因此基板加工程序可能不会顺畅地执行。因此，排气孔(151)的高度可减小以降低经由排气孔(151)引入的气体的流动速率。因此，可考虑第一管()中的容积及气体的流动速率来判定排气孔(151)的宽度及高度。然而，排气孔(151)可不限于上述的结构及形状。意即，排气孔(151)可具有各种结构及形状。
排气孔可具有各种结构。意即，如图5中所说明，多个排气孔(151′)可以如下方式配置：宽度随着排气孔(151′)远离排气管道(152)连接至排气管线(153)所在的部分而在与基板(S)的堆叠方向交叉的方向上逐渐增大。举例而言，当排气管线(153)连接至排气管道(152)的下部部分(152a)以在排气管道(152)中自上部侧向下吸入气体时，界定于上部侧处的排气孔的大小大于界定于下部侧处的排气孔的大小。
意即，邻近于排气管线(153)界定的排气孔可具有相对大的吸力。另一方面，远离排气管线(153)的排气孔可具有相对弱的吸力。因此，排气孔的大小可经调整以将处理腔室中的气体的吸力的差异视排气孔与排气管线(153)之间的距离变化而出现的现象减至最少。
又，如图6中所说明，排气单元(150)可还包含界定于排气孔(151)的侧表面中的至少一个辅助孔(155)以对应于辅助注入孔(142)。意即，当自辅助注入孔(142)注入的气体的量比自主要辅助孔(141)注入的气体的量多约30％时，可提供对应于辅助注入孔(142)的辅助孔(155)，使得气体均匀地分布在基板(S)上。辅助孔(155)可允许处理空间与排气管道(152)连通。意即，可提供辅助孔(155)以改良经由辅助注入孔(142)供应的辅助气体的流动，使得辅助气体均匀地分布在基板(S)上。
参看图8，排气管道(152)安置于第一管(120)的外壁上。排气管道(152)安置于第一管(120)与第二管(160)之间。排气管道(152)包含：本体部分(152a)，垂直地延伸以界定气体在其中移动通过且经安置以对应于排气孔(151)的通路；及连接部分(152b)，连接至本体部分(152a)的下部部分以与本体部分连通。连接部分(152b)具有开放的下部部分。
本体部分(152a)可具有具内部空间的矩形平行六面体。本体部分(152a)经安置以包围排气孔(151)或排气孔(151)及辅助孔(155)。又，本体部分(152a)具有开放的下部部分(152a)。因此，经由排气孔(151)自处理空间引入的气体沿着排气管道(152)的本体部分(152a)向下移动。
在与基板(S)的堆叠方向交叉的方向上，连接部分(152b)的宽度大于本体部分(152a)的宽度。又，连接部分(152b)的开放的下部部分可与稍后将描述的排气管线(153)的排气口(153b)的上部部分连通。连接部分(152b)具有对应于排气口(153b)的上部部分的形状的形状。意即，排气管线(153)可具有能够易于将吸力提供至排气管道(152)中的形状。因此，被引入至排气管道(152)的本体部分(152a)中的气体可通过连接部分(152b)且吸入至排气口(153b)中。此处，排气管道(152)的连接部分(152b)的宽度可大于本体部分(152a)的宽度，以允许排气管线(153)易于在排气口(153b)中吸入气体。
又，排气管道(152)可由石英(Quartz)形成且与第一管(120)整合。由于有可能引入至排气管道(152)中的气体污染基板处理装置(100)的内部，因此排气管道(152)可阻止气体在第一管(120)与第二管(160)之间的空间中扩散且引导气体以使得气体被吸入至排气管线(153)中。
根据相关技术，气体通过第一管(120)与第二管(160)之间的全部空间且被吸入至排气管线(153)中。因此，第一管(120)与第二管(160)之间的空间容易被通过其中的气体污染。详言之，当执行选择性磊晶程序时，由于蚀刻气体包含于气体中，因此设备可被蚀刻气体污染且被破坏。因此，排气管道(152)允许区域(自第一管(120)与第二管(160)之间的空间吸入至排气管线(153)的气体在所述区域中移动)减小，藉此减小被气体污染的面积。意即，仅排气管道(152)的内部空间可被气体污染，而非第一管(120)与第二管(160)之间的全部空间被污染。因此，当设备被气体污染或破坏时，仅需要修补排气管道(152)，且因此设备的维护可为容易的。
由于排气管道(152)的内部容易被污染，因此排气管道(152)可由石英形成以将排气管道(152)的污染减至最少。排气管道(152)及第一管(120)可分开提供。因此，当排气管道(152)被污染或破坏时，可仅将排气管道(152)与第一管(120)分离且替换。然而，排气管道(152)可不限于上述形状及材料且具有各种形状及材料。
参看图3及图9，排气管线(153)包含：凸缘(153a)，其连接至第一管(120)及排气管道(152)的下部部分；排气口(153b)，其安置于凸缘(153a)上且具有与排气管道(152)的连接部分(152b)连通的一侧；排气管(153c)，其具有连接至排气口(153b)的另一侧的一个末端；控制阀(153d)，其安置于排气管(153c)中以控制排气管(153c)中的气体的流动速率；以及排气泵(153e)，其连接至排气管53c的另一末端以吸入气体。又，排气管线(153)包含：路径切换管(153f)，其具有在控制阀(153d)与排气泵(153e)之间连接至排气管(153c)的一个末端及连接至气体供应单元(140)的另一末端；及路径切换阀(153g)，其安置于路径切换管(153f)与排气管(153c)之间以切换气体的移动路径。
凸缘(153a)的形状对应于第一管(120)的形状。举例而言，凸缘(153a)可具有甜甜圈(donut)形状且连接至第一管(120)的下部部分。因此，凸缘(153a)可支撑第一管(120)。
排气口(153b)安置于凸缘(153a)上以与排气管道(152)的下部部分连通。举例而言，排气口(153b)可具有“L”形状且穿过凸缘(153a)的侧表面及上部部分。排气口(153b)具有开放的上部部分及开放的侧表面。因此，自与排气管道(152)连通的排气口(153b)的上部部分引入的气体可沿着排气口(153b)在侧表面方向上移动。
排气管(153c)界定气体移动通过的路径。排气管(153c)具有连接至排气口(153b)的开放的侧表面的一个末端。因此，移动通过排气口(153b)的气体可被引入至排气管(153c)中。
排气泵(153e)可连接至排气管(153c)的另一末端且提供气体的吸力。因此，第一管(120)中的气体可通过排气管道(152)、排气口(153b)以及排气管(153c)且通过排气泵(153e)排出。
控制阀(153d)可安置于排气管(153c)中以控制移动至排气泵(153e)的气体的流动速率。因此，当控制阀(153d)打开时，排气单元(150)可将第一管(120)中的气体排出至外部，且当控制阀(153d)关闭时，排气单元(150)可停止将第一管(120)中的气体排出至外部。又，当针对可打开程度调整控制阀(153d)时，可控制吸入第一管(120)中的气体的量。
路径切换管(153f)界定气体移动通过的路径。路径切换管(153f)具有在控制阀(153d)与排气泵(153e)之间连接至排气管(153c)的一个末端，及路径切换管(153f)的另一末端连接至主要气体供应管线(143)的另一末端及辅助气体供应管线(144)的另一末端。因此，移动通过排气管(153c)的气体可经由路径切换管(153f)朝着气体供应单元(140)供应且因此被再注入至第一管(120)中。
又，供应阀(153h)可分别安置于路径切换管(153f)与主要气体供应管线(143)的连接部分及路径切换管(153f)与辅助气体供应管线(144)的连接部分中。因此，供应阀(153h)可个别地控制经由路径切换管(153f)供应至主要气体供应管线(143)及辅助气体供应管线(144)的气体的流动速率。
路径切换阀(153g)可安置于排气管(153c)与路径切换管(153f)的连接部分中以切换朝着排气泵(153e)及朝着气体供应单元(140)的气体的流动。因此，在初始基板加工程序中，路径切换阀(153g)可朝着气体供应单元(140)发送自排气管道引入的气体。当基板加工程序稳定时，路径切换阀(153g)可朝着排气泵(153e)发送自排气管道引入的气体。如此，可执行排气操作。然而，排气管线(153)可不限于上述结构。意即，排气管线(153)可具有各种结构。
位置判定单元(未示出)可安置于排气管道(152)的连接部分(152b)的底部表面及凸缘(153a)的顶部表面上。举例而言，突起可自凸缘(153a)的顶部表面向上突出，且突起插入至其中的凹槽可界定于连接部分(152b)的底部表面中。替代地，突起可自连接部分(152b)的底部表面向下突出，且突起插入至其中的凹槽可界定于凸缘(153a)的顶部表面中。因此，排气管道(152)可通过突起及凹槽耦接及固定至凸缘(153a)。
如此，可控制引入至基板(S)在其中加工的处理空间中的气体的流动速率，使得在气体缓慢流动的情况下，气体在基板(S)的中心部分的上部侧处快速地流动，且在气体快速流动的情况下，气体在基板(S)的外部部分的上部侧处缓慢流动。因此，由于气体在基板(S)上的整个区域中均匀地流动，因此气体可均匀地分布在基板(S)上的整个区域中。因此，当薄膜通过使用气体沉积于基板(S)上时，以薄膜以均匀厚度在基板(S)上的整个区域中生长的方式制造的基板(S)或基板(S)上的薄膜在品质上可得到改良。
又，可提供排气管道(152)以防止设备被气体污染。意即，由于污染设备的气体的移动路径限制于排气管道(152)的内部，因此可防止设备的其他部件被气体污染的现象。因此，设备的维护可为容易的。
尽管已参考具体实施例描述了基板处理装置，但基板处理装置不限于此。因此，熟习此项技术者将容易理解，在不脱离通过权利要求界定的本发明的精神及范畴的情况下，可对其进行各种修改及改变。

Claims (13)

1.一种基板处理装置，其特征在于包括：
第一管，界定内部空间；
基板固持器，其中多个基板垂直地堆叠在所述第一管的所述内部空间中，所述基板固持器分开地界定多个处理空间，所述基板在所述多个处理空间中个别加工；
气体供应单元，具有多个主要注入孔，所述多个主要注入孔中的每一者经垂直界定以对应于所述处理空间中的每一者从而将气体供应至所述第一管中；以及
排气单元，被设置以将所述第一管中的供应至所述多个处理空间中的所述气体排出至外部，
其中所述排气单元包括多个排气孔，所述多个排气孔面向所述主要注入孔且垂直地配置成行以对应于所述处理空间。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中所述排气孔是以具有在与所述基板的堆叠方向交叉的方向上延伸的缝隙形状的一个孔而提供，或
所述排气孔包括配置在与所述基板的所述堆叠方向交叉的所述方向上的多个孔。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中所述排气孔在与所述基板的堆叠方向交叉的方向上具有相对于所述第一管的垂直的中心轴线成等于35°或小于35°的角的宽度，且
所述排气孔相对于所述中心轴线与所述主要注入孔对称地配置。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中所述排气单元还包括安置于所述第一管外部的排气管道，且
所述排气管道包括：
本体部分，垂直地延伸以界定所述气体移动通过的通路，所述本体部分安置于对应于所述排气孔的位置处；以及
连接部分，连接至所述本体部分的下部部分以与所述本体部分连通，所述连接部分具有开放的下部部分。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其中所述排气单元还包括连接至所述排气管道以吸入所述气体的排气管线，且
所述多个排气孔以如下方式来配置：宽度随着所述排气孔远离所述排气管道连接至所述排气管线所在的部分而在与所述基板的堆叠方向交叉的方向上逐渐增大。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置，其中所述排气管线包括：
凸缘，连接至所述第一管及所述排气管道中的每一者的下部部分；
排气口，安置于所述凸缘上，所述排气口具有与所述排气管道的所述连接部分连通的一侧；
排气管，具有连接至所述排气口的另一侧的一个末端；
控制阀，安置于所述排气管中以控制所述气体在所述排气管中的流动速率；以及
排气泵，连接至所述排气管的另一末端以吸入所述气体。
7.根据权利要求6所述的基板处理装置，其中所述排气管线还包括：
路径切换管，具有在所述控制阀与所述排气泵之间连接至所述排气管的一个末端及连接至所述气体供应单元的另一末端；以及
路径切换阀，安置于所述路径切换管与所述排气管之间以在所述路径切换管与所述排气管之间切换所述气体移动通过的路径。
8.根据权利要求6所述的基板处理装置，还包括形成于所述连接部分的底部表面及所述凸缘的顶部表面上的位置判定单元。
9.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中所述气体供应单元还包括多个辅助注入孔，所述多个辅助注入孔沿着所述第一管的圆周螺旋地界定以对应于所述处理空间。
10.根据权利要求9所述的基板处理装置，其中经由所述辅助注入孔中的每一者注入的气体的量为经由所述主要注入孔注入的气体的量的等于30％或小于30％。
11.根据权利要求9所述的基板处理装置，其中所述排气单元还包括界定于所述排气孔的侧表面中以对应于所述辅助注入孔的辅助孔。
12.根据权利要求4所述的基板处理装置，还包括第二管，所述第二管具有内部空间以容纳所述第一管，
其中所述排气管道安置于所述第一管与所述第二管之间。
13.根据权利要求4所述的基板处理装置，其中所述排气管道是由石英(Quartz)形成且与所述第一管整合。
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