CN108630594B - 衬底处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能够阻挡颗粒从衬底的下部部分落到下部衬底的表面的衬底处理设备。根据示范性实施例的衬底处理设备可包含：衬底舟，其包含以多级方式连接到多个棒的多个中空板，其中多个衬底分别加载于多个中空板上；反应管，其具有容纳衬底舟的容纳空间；气体供应部分，其被配置成从反应管的一侧供应处理气体到反应管中；以及排气部分，其被配置成从反应管的另一侧排出反应管中的处理残余物。每个中空板可包含界定竖直通过的中空部分的边缘部分。

Description

衬底处理设备
技术领域
本发明涉及一种衬底处理设备，并且更具体地说，涉及一种能够阻挡颗粒从衬底的下部部分落到下部衬底的表面的衬底处理设备。
背景技术
一般来说，衬底处理设备分类成能够针对一个衬底执行衬底处理过程的单晶片类型设备，以及能够同时针对多个衬底执行衬底处理过程的批量型设备。此单晶片类型衬底处理设备具有结构简单的优点，但产率低。因此，广泛使用能够规模化生产衬底的批量型衬底处理设备。
典型的批量型衬底处理设备通过竖直堆叠多个衬底来执行处理。此处，当衬底加载到衬底舟(substrate boat)或从衬底舟卸载时，从衬底的下部部分产生的颗粒或当在衬底处理过程中加载衬底时产生的颗粒可落到下部衬底上。为了解决此局限性，尝试一种阻挡从衬底的下部部分产生的颗粒通过空间分割板的方法。然而，仍未解决从空间分割板的底部表面产生的颗粒或在加载期间产生的颗粒落在衬底上的局限性。
特定来说，在选择性外延生长(selective epitaxial growth，SEG)过程中重复沉积和蚀刻，其中在半导体衬底的预定区域上形成例如氧化物层和氮化物层的绝缘层，暴露半导体衬底的所述预定区域，并且，仅在半导体的所述暴露的预定区域中，生长具有相同晶体结构的均相或异相半导体层。归因于此，由过程副产物引起的颗粒在沉积过程期间附着到空间分割板的底部表面且由于在蚀刻过程期间从空间分割板的底部表面蚀刻而降落，这引起更严苛的限制。
[现有技术文献]
[专利文献]
韩国专利公开案第10-2013-0069310号
发明内容
本发明提供一种能够阻挡颗粒落在下部衬底的表面上以防止对下部衬底的污染的衬底处理设备。
根据示范性实施例，一种衬底处理设备包含：衬底舟，其包含以多级(multistage)方式连接到多个棒的多个中空板，其中多个衬底分别加载于多个中空板上；反应管，其具有容纳衬底舟的容纳空间；气体供应部分，其被配置成从反应管的一侧供应处理气体到反应管中；以及排气部分，其被配置成从反应管的另一侧排出反应管中的处理残余物。中空板中的每个中空板包含边缘部分，所述边缘部分界定竖直穿过其的中空部分。
在示范性实施例中，中空板可另外包含配置于边缘部分的顶部表面上以支撑衬底的多个支撑销。
在示范性实施例中，中空板可另外包含分别对应于多个支撑销并且安置成与边缘部分的顶部表面上的支撑销相比更靠内的多个阻挡壁。
在示范性实施例中，阻挡壁的高度可小于支撑销的高度。
在示范性实施例中，中空板可另外包含敞开边缘部分的至少一侧的切口部分。
在示范性实施例中，边缘部分可沿着衬底的边缘延伸。
在示范性实施例中，中空部分的表面积可大于边缘部分的与加载的衬底重叠的部分的表面积。
在示范性实施例中，处理气体可包含薄膜沉积原料气体和蚀刻气体。
在示范性实施例中，衬底可为含有第一元素的单晶体，且薄膜沉积原料气体可含有第一元素。
在示范性实施例中，可在多个棒中分别界定多个中空板插入其中的多个槽。
附图说明
可从以下结合附图做出的描述更详细地理解示范性实施例，在附图中：
图1是根据示范性实施例的衬底处理设备的视图；
图2是根据示范性实施例的衬底舟的视图；
图3(a)、图3(b)、图3(c)是用于解释根据示范性实施例的中空板的切口部分的概念图；
图4(a)、图4(b)是用于解释根据示范性实施例的中空板的形状的概念图；以及
图5(a)、图5(b)是说明根据示范性实施例的中空板的变形例的视图。
具体实施方式
下文将参考附图更详细地描述具体实施例。然而，本发明可以不同的形式来体现，且不应解释为限于本文所陈述的实施例。而是，提供这些实施例是为了使得本发明将是透彻并且完整的，并且这些实施例将把本发明的范围充分地传达给所属领域的技术人员。在附图中，为了清楚起见夸大层和区的厚度。附图中相似的参考标记指示相似的元件，且因此将省略其描述。
图1是根据示范性实施例的衬底处理设备的视图。
参考图1，根据示范性实施例的衬底处理设备200可包含：衬底舟100，其包含以多级方式连接到多个棒110的多个中空板120，其中多个衬底10分别加载于多个中空板120上；反应管210，其具有用于将衬底舟100容纳于其中的容纳空间；气体供应部分220，其安置于反应管210的一侧以供应处理气体到反应管210中；以及排气部分230，其安置于反应管210的另一侧以排放反应管210中的处理残余物。
衬底舟100可包含以多级方式连接到多个棒110的多个中空板120，且多个衬底10可分别堆叠在多个中空板120上。也就是说，多个中空板120可分别配置在堆叠于衬底舟100上的多个衬底10下方。此外，衬底舟100可上升以容纳于反应管210的容纳空间中。
此处，多个棒110可彼此间隔开且以竖立状态安装。举例来说，棒110可由石英制成且具有圆形水平横截面，且可配置三个或大于三个棒110以支撑多个中空板120。
此外，多个中空板120可分别以多级方式安置于多个棒110上并且连接到所述棒。多个中空板120可由多个棒110支撑。此处，可焊接中空板120以固定到多个棒110。此外，当焊接多个棒110和中空板120时，中空板120可稳定地固定到多个棒110以改进结构稳定性。此处，中空板120可具有预定厚度的板的形状且由类似于棒110的石英制成。因此，当焊接时，多个棒110和中空板120可彼此稳定连接。
此外，多个中空板120可分别安置于堆叠的多个衬底10下方并且配置于衬底10下方，以阻挡当加载或卸载衬底10时归因于接触痕迹(例如摩擦)从衬底的下部部分产生的颗粒。此外，中空板120可为阻挡颗粒落在安置于其下的衬底10(下文称为“下部衬底”)的表面上的颗粒挡板。
反应管210可容纳衬底舟100并且具有将衬底舟100容纳于其中的容纳空间，并且可在其中执行处理堆叠在衬底舟100上的衬底10的过程。此处，处理过程可包含沉积过程和蚀刻过程。反应管210可具有其中封闭上部部分且敞开下部部分的圆柱形形状。此处，当衬底舟100竖直地移动以安置于反应管210的容纳空间中时，衬底舟100可通过反应管210的开口插入到反应管210的容纳空间中或从所述容纳空间卸载。此外，可配置从反应管210的圆周突出到外部并且连接到室240的突出部分，使得通过连接到室240的内壁支撑反应管210下部部分。同时，反应管210可由涂覆有陶瓷的例如陶瓷、石英或金属的材料制成并且包含内部反应管211和外部反应管212。然而，示范性实施例不限于反应管210的所述结构和形状。举例来说，反应管210可具有多种结构和形状。
气体供应部分220可将处理气体从反应管210的一侧供应到反应管210中，通过注入喷嘴221供应处理气体到反应管210中，以及供应处理气体到衬底10。注入喷嘴221可配置于反应管210的一侧(或侧表面)处。注入喷嘴221可为具有线性形状的一个注入喷嘴或线性地布置的多个注入喷嘴。当注入喷嘴221是线性地布置的多个注入喷嘴时，注入喷嘴221可配置给所述衬底中的每个衬底。
此外，气体供应部分220可通过多个注入喷嘴221供应处理气体到衬底10中的每个衬底。因此，相等量(或浓度)的处理气体可供应到衬底10中的每个衬底以跨衬底10的整个表面均匀地处理衬底。此处，衬底处理可包含薄膜沉积和蚀刻。此处，多个注入喷嘴221可分别安置成与衬底10成对应关系，分别安置于高于衬底的位置的位置上，并且在高于衬底10的位置的位置处注入处理气体。
当注入喷嘴221安置成低于衬底10时，在注入处理气体的情况下，薄膜可沉积于衬底10的底部表面上而非沉积于衬底10的顶部表面上，或处理气体可影响下部衬底10的薄膜沉积。此外，当注入喷嘴221具有与衬底10的位置相同的位置来注入处理气体时，薄膜可沉积于衬底10的顶部表面上。然而，当薄膜沉积于衬底10的底部表面上，并且在中空板120的切口部分123的方向上供应处理气体时，大量的处理气体可向下移动以影响下部衬底的薄膜沉积。因此，注入喷嘴221可安置在高于衬底10的位置中，以将薄膜有效地沉积于衬底10的顶部表面上，并且，通过此，可减小沉积于衬底10的底部表面上或影响下部衬底10的薄膜沉积的处理气体。
此外，当注入喷嘴221安置于高于衬底10的位置中时，由于处理气体的流量不受衬底10和/或中空板120影响，所以可在衬底10上有效地形成层流，所述层流形成维持水平方向的均等匀流。
排气部分230可从反应管210的另一侧排出反应管210中的处理残余物。也就是说，排气部分230可通过配置于反应管210的抽吸孔231排出反应管210中的处理残余物。此外，所述处理残余物可包含未反应气体和反应副产物。此处，排气部分230可排出处理残余物并在反应管210中形成真空。排气部分230可与注入喷嘴221对称地配置于反应管210，且抽吸孔231可配置为对应于多个注入喷嘴221。此处，抽吸孔231可安置成与注入喷嘴221对称，抽吸孔231的数目或形状可与注入喷嘴221的数目或形状相同。
此外，当注入喷嘴221配置为多个时，抽吸孔231也可配置为多个。当多个抽吸孔231安置成与多个注入喷嘴221成对应关系时，可有效地排出包含未反应气体和反应副产物的处理残余物，且可有效地控制处理气体的流量。也就是说，彼此对称的气体供应部分220的注入喷嘴221和排气部分230的抽吸孔231可形成层流，且可通过形成维持水平方向的均等匀流的层流将处理气体均匀地供应到衬底10的整个表面。因此，可在衬底10的整个表面上执行均匀衬底处理。
处理气体可包含薄膜沉积原料气体和蚀刻气体。也就是说，根据示范性实施例的衬底处理设备200可为选择性外延生长(SEG)设备。此SEG设备将少量蚀刻气体与薄膜沉积原料气体混合并将其供应到衬底10，使得在衬底10上同时伴随沉积反应和蚀刻反应。沉积和蚀刻反应以对于多晶层和外延层相对不同的反应速率同时发生。当典型的多晶层或典型的非晶层在沉积过程期间沉积于至少一个第二层上时，虽然外延层形成于单个结晶表面上，但通常以比外延层的速度更快的速度蚀刻沉积的多晶层。因此，当蚀刻气体的浓度变化时，最终选择性过程可引起外延材料的沉积以及多晶材料的受限制或不受限制沉积。举例来说，SEG设备可在单个结晶硅表面上形成由含硅材料制成的外延层而不在间隔件上剩余沉积材料。
图2是根据示范性实施例的衬底舟设备的视图。
参考图2，中空板可包含边缘部分121，所述边缘部分形成竖直通过的中空部分121a。边缘部分121可沿着衬底10的边缘以预定宽度形成并且具有根据衬底10的形状变化的形状。此处，边缘部分121可为配置于中空部分121a的边缘上的框架、完全围绕中空部分121a的边沿(rim)、以及围绕中空部分121a的一部分的边(brim)。举例来说，当衬底10是圆形晶片时，边缘部分可具有切割掉一侧的环形形状或圆环形状。
此外，边缘部分121可沿着衬底10的边缘延伸。此处，中空部分121a可为至少部分地与衬底10的形状相同的形状。当边缘部分121沿着衬底10的边缘延伸时，边缘部分121可配置于衬底10的边缘下方。此外，当衬底10的边缘受支撑以减少从衬底10的中心部分产生的颗粒时，可阻挡当衬底10受支撑时归因于接触痕迹(例如摩擦)从衬底10的边缘的下部部分产生的颗粒，以便不落到下部衬底10上。
同时，当边缘部分121支撑衬底10时，边缘部分121可配置于衬底10的边缘下方，使得不从衬底10的中心部分产生由接触痕迹(例如摩擦)引起的颗粒，以便稳定地支撑衬底10的边缘。此外，当使用衬底10的整个区域时，中空部分121a可具有与衬底10的形状(或所述形状的一部分)相同的形状以稳定地支撑衬底10，有效地阻挡从衬底10的边缘的下部部分产生的颗粒，并且最小化(或减小)下部衬底10的受从边缘部分121的下部部分产生的颗粒影响的表面积。
此外，边缘部分121可对称地形成。此处，边缘部分121可对于衬底的水平中心轴线(或通过衬底的中心的水平线)对称。在此情况下，处理气体可对于衬底10的水平中心轴线均匀地供应到衬底10的两侧，从而在衬底10上形成层流。因此，可防止薄膜(或生长层)针对衬底10的每个区域具有不同厚度的现象，且可达成跨衬底10的整个表面为均匀的薄膜。同时，当边缘部分121不对称地形成时，处理气体可对于衬底10的水平中心轴线不均匀地供应到衬底10的两侧，使得不在衬底10上形成层流。同时，当边缘部分121支撑衬底10时，衬底10的水平中心轴线的两侧可稳定地支撑衬底10。
此外，中空板120可另外包含配置于边缘部分121的顶部表面上以支撑衬底10的多个支撑销122。多个支撑销122可配置于边缘部分121的顶部表面上，且衬底10可由多个支撑销122支撑。此处，多个支撑销122可包含三个或大于三个支撑销并且根据衬底10的重心适合地布置(或间隔开预定距离)以稳定地支撑衬底10。举例来说，支撑122可具有半球形形状并与衬底10点接触。在此情况下，与衬底10的接触面积可减到最少以最小化由接触痕迹(或摩擦)引起的颗粒产生，所述颗粒从衬底10的下部部分产生。
同时，支撑销122可形成为具有低高度(例如，约1mm)，通过所述高度稳定地支撑衬底10并且不在衬底10的底部表面和边缘部分121的顶部表面之间传送处理气体。当支撑销122具有低高度时，可阻挡(或限制)衬底10下方的处理气体流，从而在衬底10上有效地形成层流，并且可阻挡(或限制)处理气体对下部衬底10的薄膜沉积的影响。此外，因为由处理气体引起的处理残余物不易于附着在衬底10的底部表面和边缘部分121的顶部表面之间，所以可减小产生的颗粒量。此外，当支撑销122具有宽表面积时，可稳定地支撑衬底10并防止其滑动。
此外，支撑销122可接触在外圆周边缘向内凹入预定距离的部分以支撑衬底10，并且因此，稳定地支撑衬底10。此外，因为支撑销122与边缘部分121的内侧间隔开预定距离，所以边缘部分121可有效地阻挡归因于接触支撑销122的痕迹从衬底10的下部部分产生并且落在下部衬底10上的颗粒。此处，边缘部分121具有接近于中空部分121a的内侧和远离中空部分121a的外侧。同时，当支撑销122安置成太接近于边缘部分121的内侧时，边缘部分121可能不阻挡归因于接触支撑销122的痕迹从衬底10的下部部分产生并且落在下部衬底10上的颗粒。
通过上文所描述的中空板120，可能阻挡当加载或卸载衬底10时归因于接触支撑销122的痕迹从衬底10的下部部分产生并且落在下部衬底10上的颗粒，并且因此，可防止归因于颗粒对下部衬底10的污染。
图3(a)、图3(b)、图3(c)是用于解释根据示范性实施例的中空板的切口部分的概念图，图3(a)是说明其中衬底安置于传送设备的臂上的状态的视图，图3(b)是说明其中传送设备的臂移动以将衬底提供到中空板的状态的视图，以及图3(c)是说明其中传送设备的臂允许衬底由中空板支撑并且接着移出的状态的视图。
参考图3(a)、图3(b)、图3(c)，中空板120可另外包含敞开边缘部分121的至少一侧的切口部分123。可形成切口部分123以便敞开边缘部分121的至少一侧。此处，可敞开在边缘部分121中加载(或卸载)衬底10的方向。通过上文所描述的切口部分123，可确保传送设备的臂11竖直移动的空间，且可不产生当传送设备的臂11加载或卸载衬底10时对中空板120的干扰。因此，衬底10可尽可能低地安置(或加载)于中空板120上。此处，中空板120可为蹄板(或蹄形板)。中空板可形成蹄形形状使得具有圆形形状(或椭圆形形状)的中空板120的一侧通过切口部分123敞开。此外，因为通过切口部分123而减小与下部衬底10重叠(或占据所述下部衬底)的中空板120的表面积，所以可减小从中空板120的底部表面落到下部衬底10的表面上的颗粒的降落范围。此处，所述重叠表示两个物体上下竖直重叠(或堆叠)而与这两个物体之间的距离无关。
此外，当在切口部分123的方向上供应处理气体时，在注入处理气体时，中空板120可不受干扰，使得可在衬底10上有效地形成处理气体的层流。同时，虽然切口部分123配置为多个以最小化与下部衬底10重叠的中空板120的表面积，但可期望为一个切口部分123来稳定地支撑衬底10。
图4(a)、图4(b)是用于解释根据示范性实施例的中空板的形状的概念图，图4(a)说明中空部分的宽度和衬底的宽度，以及图4(b)说明中空部分的表面积和边缘部分与衬底重叠的部分的表面积。
参考图4(a)、图4(b)，中空部分121a的表面积A可大于边缘部分121的与衬底10重叠的部分。也就是说，中空部分121a的表面积A可大于其中边缘部分121与下部衬底10重叠的表面积(或其中边缘部分与衬底重合的表面积)。
当在其中多个衬底加载于衬底舟上的状态中执行半导体处理时，可从衬底的下部部分以及用以支撑衬底或划分处理空间的板的底部表面产生颗粒，并且此类颗粒可污染下部衬底的表面。特定来说，由于在SEG过程中重复沉积和蚀刻，当在蚀刻过程期间蚀刻在沉积过程期间附着到板的底部表面的处理残余物时，可能另外产生颗粒。
因此，中空部分121a的表面积A可大于边缘部分121的与衬底10重叠的部分的表面积B。通过此，可减小其中边缘部分121与下部衬底10重叠的表面积，且减少从中空板120的底部表面产生并且落到下部衬底10上的颗粒以限制归因于所述颗粒造成的对下部衬底10的污染。也就是说，因为减小了其中边缘部分121与衬底10重叠的表面积，所以可减小(或消除)引起颗粒落到衬底10上的主要因素，从而防止或限制对衬底10的表面的污染。
此外，中空部分121a的宽度W1可为衬底10的宽度W2的75％到97％。也就是说，其中边缘部分121占据下部衬底10的宽度可小于中空部分121a的宽度W1。当中空部分121a的宽度W1小于衬底10的宽度W2的75％时，因为其中边缘部分121与衬底10重叠的表面积太大，归因于所述颗粒对衬底10的表面造成的污染变得严重，且处理失败率增加。同时，当中空部分121a的宽度W1大于衬底10的宽度W2的97％时，因为衬底10没有受到支撑销122的稳定支撑，且边缘部分121的内侧与支撑销122之间的距离不可避免地减小，所以可能不会有效地阻挡归因于接触支撑销122的痕迹造成的从衬底10的下部部分落到下部衬底10的表面的颗粒。
举例来说，当衬底10的宽度W2是约300mm时，中空部分121a的宽度W1可为约260mm，且边缘部分121可向内占据衬底10的两侧约20mm。在此情况下，可有效地支撑衬底10，可有效地阻挡归因于接触支撑销122的痕迹从衬底10的下部部分产生并且落到下部衬底10的表面上的颗粒，且可减小从边缘部分121的底部表面产生且落到下部衬底10的表面上的颗粒的容许范围。
同时，衬底10可划分成使用区域(或生长区域)，其为中心部分，以及不使用区域(或非生长区域)，其为边缘部分。此处，因为允许边缘部分121仅占据衬底10的不使用区域，所以从边缘部分121的底部表面产生的颗粒可不影响衬底10的使用区域。此处，中空部分121a可具有不同于边缘部分121的外侧的形状的形状。举例来说，边缘部分121的外侧形状可为根据圆形晶片的形状的圆形形状，且中空部分121a可具有内接圆形晶片(即，由圆形晶片形成的圆)的矩形形状。一般来说，当圆形晶片划分成矩形单位芯片时，可扔弃不形成矩形形状的边缘部分。可允许边缘部分121仅占据(或覆盖)所述边缘部分。
此外，衬底10可为含有第一元素的单晶体，且薄膜沉积原料气体可含有所述第一元素。此处，中空板120可由不同于衬底10的材料的材料制成。此处，不同材料可为不同元素、具有例如非晶结构或多晶结构的不同晶体结构的均相元素，以及例如氧化物和氮化物等含有相同元素的复合元素。举例来说，第一元素可包含硅(Si)，且中空板120可由石英(例如，SiO2)制成。
在此情况下，第一元素可良好地沉积为衬底10上的薄膜，以外延方式在衬底10上生长，以及良好地沉积为衬底10的底部表面上的薄膜。因此，可限制或防止使得沉积于衬底10的底部表面上的第一元素的薄膜(或沉积的材料)从衬底10的底部表面落下而产生的颗粒。也就是说，因为在衬底10上(或在衬底10的底部表面上)配置构成晶格的单晶体的晶核位置，所以第一元素可以薄膜的形式沉积于晶核位置上，且第一元素可以相同晶格结构(或晶格常数)生长以稳定地维持衬底10上沉积的第一元素的薄膜(或生长层)。同时，在不同材料的情况下，因为不配置用于沉积第一元素的薄膜的晶核位置，所以第一元素以颗粒或团块形式附着到表面，并且可稳定地维持所述附着。
同时，可在衬底10的底部表面上形成原生氧化物(native oxide)。由于原生氧化物具有数
Figure BDA0001539125810000101
(0.1nm)的厚度，是极其薄的，所以可在原生氧化物的表面上配置晶核位置，且可SEG过程中蚀刻原生氧化物。当晶核位置配置于原生氧化物的表面上时，第一元素可以薄膜形式沉积于配置在衬底10的底部表面的原生氧化物的表面上的晶核位置上。当通过SEG过程的蚀刻来蚀刻原生氧化物时，第一元素可以薄膜形式沉积于通过蚀刻原生氧化物暴露的衬底10的底部表面上。举例来说，原生氧化物可形成于硅晶片的底部表面上。此处，硅可沉积(或生长)于配置晶核位置的原生氧化物的表面上，且硅可沉积于通过归因于SEG过程的蚀刻引起的蚀刻所暴露的硅晶片的底部表面的裸硅(bare silicon)上。
此外，当中空板120由不同于衬底10的材料的材料制成时，由于中空板120由不同元素或非晶材料或多晶材料形成，所以第一元素可不以薄膜形式沉积于中空板120(或中空板的底部表面)上，且作为过程副产物以团块(或颗粒)形式附着到中空板120上，且附着的过程副产物可不稳定地维持于中空板120上。特定来说，附着到中空板120的底部表面的过程副产物可在衬底处理过程期间从中空板120的表面剥离或在SEG过程期间被蚀刻为颗粒。颗粒可落在下部衬底10上，影响下部衬底10的薄膜品质。也就是说，中空板120可不构成其中能够生长第一元素的晶格并且可不配置晶核位置。因此，第一元素可不以薄膜形式沉积于中空板120上，且作为过程副产物附着到中空板120上。由于第一元素作为过程副产物附着到中空板120上，所以第一元素可易于通过SEG过程的蚀刻被蚀刻为颗粒。此外，附着于中空板120的底部表面上的过程副产物可在衬底处理过程期间以颗粒形式从中空板120的表面落下。
也就是说，归因于根据衬底10和中空板120的材料造成的沉积特性(例如，沉积速率)和/或蚀刻特性(例如，蚀刻速率)间的不同，虽然在SEG过程中重复沉积和蚀刻，但在衬底和中空板120当中，可不在衬底10中产生颗粒，且可仅在中空板120中产生颗粒。特定来说，从中空板120的底部表面产生颗粒。
如上文所描述，可不在衬底10中产生由第一元素的薄膜沉积引起的颗粒，且可仅在中空板120中产生由第一元素产生的过程副产物引起的颗粒。因此，衬底10与下部衬底10重叠的表面积可增加，且中空板120与下部衬底10重叠的表面积可减小。也就是说，由于其中边缘部分121与下部衬底10重叠的表面积减小，所以不产生颗粒的衬底10另外与衬底10重叠(或重合)，且产生颗粒的中空板120较少地与下部衬底10重叠以限制归因于落到下部衬底10上的颗粒造成的对下部衬底10的污染。
一般来说，在SEG过程中，通过使用含有与的衬底10的元素相同的元素的薄膜沉积原料气体在由组成元素的单晶体形成的衬底10上沉积(或生长)薄膜。然而，当中空板120如同示范性实施例一样由不同于衬底10的材料的材料制成时，由于薄膜沉积原料气体(或沉积材料)以薄膜形式良好沉积(吸附)于由相同单晶元素形成的衬底10上，且薄膜沉积原料气体不以薄膜形式沉积于为非晶或多晶型或由不同元素形成的中空板120上，所以仅从与下部衬底10较少重叠的中空板120产生颗粒，且从中空板120的底部表面产生较多颗粒。
举例来说，衬底10可为单晶硅晶片，薄膜沉积原料气体可包含硅气体，且硅可在单晶硅晶片(即，上文所描述的衬底)上以外延方式生长。此处，中空板120可由石英制成，呈非晶硅形式的过程副产物可附着到中空板120，且附着的非晶硅易于从中空板120剥离。
此外，可在多个棒110中分别界定多个中空板120插入其中的多个槽111。当多个中空板120插入到多个槽111中并且连接到所述多个槽时，多个中空板120可以简单且稳定方式连接到多个棒110。此外，多个中空板120可从多个棒110拆离，并且，在此情况下，可易于执行对中空板120的维护(例如，清洗)。
此外，多个中空板120的对齐对于达成多个衬底10上的均匀薄膜来说是重要的。多个中空板120可通过多个槽111对齐。举例来说，多个中空板120可通过以下方式对齐：在中空板120的一部分中界定插入狭槽111的突出部分或凹陷部分(或凹槽)，且与所述狭槽成对应关系地配置凹陷部分或突出部分，以便彼此接合。此外，当在中空板120上配置对齐标记，且中空板120插入到与所述对齐标记匹配的狭槽111中时，可对齐多个中空板120。
同时，当在中空板120的一部分中界定连接到多个棒110的凹陷部分，且多个中空板120连接到多个棒110使得多个棒110插入到凹陷部分中时，可对齐多个中空板120。
此外，棒110可安置于边缘部分121的外侧处，且多个支撑销122可安置于边缘部分121的外侧和内侧之间的中心部分处或安置成与边缘部分121的外侧相比更靠近内侧。也就是说，衬底10可与棒110间隔开并且由所述棒支撑，使得边缘足够远离棒110。在此情况下，由于衬底10与棒110间隔开，所以防止从棒110产生的颗粒落到衬底10的表面上，且可防止因为棒110造成衬底的每个区域的厚度不同的现象。
换句话说，当从包含狭槽111的棒110产生的颗粒落到衬底的表面上时，由于棒110安置成面向处理气体(例如薄膜沉积原料气体)的注入方向且具有长度(或高度)，所以更多过程副产物可附着到所述棒，且因此，与其它组件(或部分)相比产生更多颗粒。一般来说，棒110由不同于薄膜沉积原料气体的材料的材料(例如，石英)制成。特定来说，在SEG过程中，重复沉积和蚀刻，从棒110产生更多颗粒。因此，由于衬底10与棒110间隔开，所以可防止此类颗粒落到衬底10的表面上。此外，当衬底10安置为邻近于棒110时，所述棒可扰乱处理气体流并且影响所述处理气体流，使得处理气体流对于衬底10的每个区域是不均匀的，且衬底10具有对于每个区域为不同的厚度。在使衬底与棒110间隔开的情况下，可解决此限制。
图5(a)、图5(b)是说明根据示范性实施例的中空板的经修改实例的视图，图5(a)是中空板的平面视图，且图5(b)是沿着线C-C’取得的横截面图。
参考图5(a)、图5(b)，中空板120可另外包含安置成与边缘部分121的顶部表面上的支撑销122相比更靠内且与多个支撑销122成相应的对应关系的多个阻挡壁124。多个阻挡壁124可配置为与多个支撑销122成相应的对应关系且安置成与边缘部分121的顶部表面上的支撑销122相比更靠内。此外，所述阻挡壁124中的每个阻挡壁124可防止归因于与支撑销122的接触痕迹(例如摩擦)造成从衬底10的下部部分产生的颗粒在边缘部分121内部移动，从而防止所述颗粒通过安置于边缘部分121的内侧的中空部分121a落在下部衬底10上。同时，阻挡壁124于周围(或外围部分)当中可仅安置于边缘部分121的内侧，并且，在此情况下，可通过安置于边缘部分121的外侧的排气部分230排放所述颗粒。
此外，阻挡壁124的高度可小于支撑销122的高度。当阻挡壁124的高度大于支撑销122的高度时，衬底10不受支撑销122支撑。当阻挡壁124的高度等于支撑销122的高度时，衬底10也受阻挡壁124支撑，且因此，产生归因于接触阻挡壁124的痕迹造成的颗粒。在此情况下，产生更大量的颗粒，且所述颗粒通过安置于边缘部分121的内侧的中空部分121a落在下部衬底10的表面上，这是因为阻挡壁124安置为邻近于边缘部分121的内侧。为防止此，阻挡壁124的高度可大于支撑销122的高度。
此外，当阻挡壁124的高度小于支撑销122的高度时，阻挡壁124可不完全阻挡水平处理气体流(或流动路径)，且因此，供应到每个衬底10的处理气体可不影响下部衬底10。当阻挡壁124完全阻挡水平处理气体流时，由于衬底10的底部表面阻挡向上部分，所以处理气体向下流动。此外，当维持水平处理气体流时，可通过排气部分230将颗粒排放到边缘部分121的外部。
根据示范性实施例的衬底处理设备200可另外包含容纳反应管210的室240。室240可具有矩形容器或圆筒的形状并且具有内部空间。此外，室240可包含上腔室和下腔室，且上腔室和下腔室可彼此连通。可在室240的下部部分的一侧界定与传送室300连通的插入孔241，并且，通过插入孔241，衬底10可从传送室300加载到室240中。入口310可界定于传送室300的一侧对应于室240的插入孔241，且闸门阀320可配置于入口310和插入孔241之间。因此，传送室300的内部空间与室240的内部空间可通过闸门阀320间隔开。此外，入口310和插入孔241可通过闸门阀320敞开和封闭，并且此处，插入孔241可界定于室的下部部分中。
此外，轴251可连接到衬底舟100的下部部分。轴251可竖直延伸并且具有连接到衬底舟100的下部部分的上端。轴251可用以支撑衬底舟100，且轴251的下部部分可通过室240的下部部分并且连接到外部竖直移动驱动部分(未示出)或旋转驱动部分(未示出)。
根据示范性实施例的衬底处理设备200可另外包含安装到轴251的支撑板260。支撑板260可安装到轴251并且与衬底舟100一起上升，以使通过内部反应管211或外部反应管212间隔开的处理与外部隔绝。支撑板260可在衬底舟100下方间隔开。具有O型环形状的密封部件261可配置于支撑板260和内部反应管211之间或支撑板260和外部反应管212之间以密封处理空间。此外，轴承部件262可配置于支撑板260和轴251之间，且轴251可在由轴承部件262支撑的情况下旋转。
根据示范性实施例的衬底处理设备200可另外包含安置于室240中的加热器270。加热器270可配置于室240中并且安置为围绕内部反应管211或外部反应管212的侧圆周和上部部分。加热器270可提供热能到内部反应管211或外部反应管212，以加热内部反应管211或外部反应管212的内部空间并且调整内部反应管211或外部反应管212的内部空间的温度，从而执行外延过程。
根据示范性实施例的衬底处理设备可阻挡当通过中空板加载或卸载衬底时由接触痕迹(例如摩擦)引起的颗粒落在下部衬底的表面上，并且，因此，防止对下部衬底的污染。此外，由于中空板与下部衬底重叠的表面积减到最少，所以可减少从中空板的底部表面落到下部衬底的表面上的颗粒。
此外，由于传送设备的臂可竖直移动通过中空板的切口部分，所以当加载或卸载衬底时可不产生干扰，可通过界定于中空板的顶部表面上的多个支撑销使衬底与棒间隔开来防止从棒产生的颗粒落在衬底的表面上，且可防止由于棒造成衬底的每个区域的厚度不同的现象。同时，当多个支撑销的总支撑表面积扩展时，可稳定地支撑衬底，且可防止衬底滑动。此外，由于支撑销的高度增加，所以过程残余物不容易附着在衬底的下部表面和支撑衬底的边缘部分的顶部表面之间，并且因此，可减小所产生的颗粒量。此外，当棒和中空板被焊接时，可增强结构稳定性。
虽然已描述本发明的示范性实施例，但应了解，本发明不应限于这些示范性实施例，而是所属领域的普通技术人员可在如由所附权利要求要求的本发明的精神和范围内做出各种改变和修改。因此，本发明的实际保护范围将由所附权利要求的技术范围确定。

Claims (5)

1.一种衬底处理设备，其包括：
衬底舟，其包括以多级方式连接到多个棒的多个中空板，其中多个衬底分别加载于所述多个中空板上；
反应管，其具有容纳所述衬底舟的容纳空间；
气体供应部分，其被配置成从所述反应管的一侧供应处理气体到所述反应管中；以及
排气部分，其被配置成从所述反应管的另一侧排出所述反应管中的处理残余物，
其中所述中空板中的每个中空板包括:
边缘部分，所述边缘部分界定竖直通过的中空部分；
多个支撑销,配置于所述边缘部分的顶部表面上以支撑所述衬底；
多个阻挡壁,配置于所述边缘部分的顶部表面上且分别对应于所述多个支撑销，所述多个阻挡壁安置在所述边缘部分的内侧，与所述边缘部分的所述顶部表面上的所述支撑销相比更接近所述中空部分；
所述衬底是含有第一元素的单晶体；
所述中空板由不同于所述衬底的材料所制成；
所述处理气体包括薄膜沉积原料气体和蚀刻气体,所述薄膜沉积原料气体含有所述第一元素；以及
所述中空部分的表面积大于所述边缘部分的与所述加载的衬底重叠的部分的表面积。
2.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其中所述阻挡壁的高度小于所述支撑销的高度。
3.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其中所述中空板另外包括敞开所述边缘部分的至少一侧的切口部分。
4.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其中所述边缘部分沿着所述衬底的边缘延伸。
5.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其中在所述多个棒中分别界定所述多个中空板插入其中的多个槽。
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