CN117116814A - 基板处理设备 - Google Patents

基板处理设备 Download PDF

Info

Publication number
CN117116814A
CN117116814A CN202311371176.3A CN202311371176A CN117116814A CN 117116814 A CN117116814 A CN 117116814A CN 202311371176 A CN202311371176 A CN 202311371176A CN 117116814 A CN117116814 A CN 117116814A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction tube
cooling gas
gas
region
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202311371176.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117116814B (zh
Inventor
钟伟峰
王微莉
方弘柱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xinkai Semiconductor Equipment Xuzhou Co ltd
Original Assignee
Xinkai Semiconductor Equipment Xuzhou Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xinkai Semiconductor Equipment Xuzhou Co ltd filed Critical Xinkai Semiconductor Equipment Xuzhou Co ltd
Priority to CN202311371176.3A priority Critical patent/CN117116814B/zh
Publication of CN117116814A publication Critical patent/CN117116814A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117116814B publication Critical patent/CN117116814B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

本发明所提供的一种基板处理设备中，基板由晶舟承载并放置于反应管内执行工艺处理，期间由环绕在反应管外围的加热元件进行供热；完成工艺处理后，由第一气体供给部向反应管的内部供应第一冷却气体，并由第二气体供给部向反应管和加热器之间形成的夹层空间供应第二冷却气体。本发明通过对冷却气体送气和/或排气的控制，可以对反应管进行有效冷却，减小反应管各处的温度偏差，降低管壁上沉积膜龟裂、脱落的风险。

Description

基板处理设备
技术领域
本发明涉及半导体制造的技术领域，特别涉及一种基板处理设备。
背景技术
现有的设备中，在反应管内放置有通过晶舟承载的基板，反应管外设置的加热器，可以在成膜处理过程中使基板的温度上升；为了移送完成成膜处理的基板，需要先冷却晶舟。
通常提供空气或氮气用于冷却反应管，并将反应管内的真空环境转换成大气环境；在晶舟随反应管冷却而降到设定的温度时，可以将晶舟及其承载的基板从反应管取出。
如果对反应管进行自然冷却，需要较长的冷却时间，导致生产效率下降。如果对反应管进行快速冷却，需要通过鼓风机大量排出空气，使反应管得以强制冷却，但成膜处理过程中附着在反应管内壁上的沉积膜就容易发生龟裂，在管内产生飞散的微细颗粒，这些颗粒容易掉落在基板上，影响产品良率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基板处理设备，可以对反应管进行有效冷却，减小反应管各处的温度偏差，降低沉积膜龟裂的风险。
本发明的技术方案是提供一种基板处理设备，包含：
反应管，用于执行基板处理工艺；基板由晶舟承载并放置于反应管内；
加热器，设有环绕在反应管外围的加热元件，用于向反应管内供热；
第一气体供给部，用于向反应管的内部供应第一冷却气体；
第二气体供给部，用于向反应管和加热器之间形成的夹层空间供应第二冷却气体；所述第二气体供给部在反应管外围的周向分布设置有多个喷气口，用于向反应管的管壁所在方向喷射第二冷却气体；
散热排气部，用于将位于夹层空间内的第二冷却气体排出；
所述夹层空间包括多个区域，每个区域设有对应的喷气口；将所有区域中热损失最小的一个区域作为指定区域，A0表示所述指定区域的风道面积；整数i从1到n依次取值，n是各个区域的位置序号；Ai表示第i个区域的风道面积，满足以下的关系式：
A0= m0×S0= Ai= mi×Si
mi表示第i个区域的喷气口的数量，Si表示第i个区域的每个喷气口的截面积；mi的数值是针对每个区域分别设置的设定值，并且热损失越大的区域所对应的喷气口的数量越少，热损失越小的区域所对应的喷气口的数量越多；
第i个区域是指定区域时，mi = m0 且Si = S0 ；m0表示指定区域的喷气口的数量，S0表示指定区域的每个喷气口的截面积；m0和S0的数值是符合指定区域的散热要求的设定值；
第i个区域不是指定区域时，Si的数值是根据所述关系式求得的计算值；
分别控制向各区域实际输送第二冷却气体时的流速，根据流速和风道面积的乘积得到输送第二冷却气体时的风量，使热损失越大的区域，所对应的风量越小，第二冷却气体的供给量越小，热损失越小的区域，所对应的风量越大，第二冷却气体的供给量越大，进而使所有区域均匀冷却。
可选地，所述第二气体供给部，进一步包含：
第二冷却气体的气源和与其连通的第二外部管段；
第二管路接头，其设置在所述加热器的控制部处；所述第二管路接头的一端与第二外部管段连通；
所述控制部设置的输送管路，与所述第二管路接头的另一端连通；
所述输送管路设有若干喷气口，用于将第二冷却气体输送到夹层空间。
可选地，所述第二气体供给部设有第二控制阀，其开启或关闭，用以控制是否向夹层空间供应第二冷却气体；
所述第二控制阀的开度可变，用于调整供应第二冷却气体时的流量。
可选地，所述第二控制阀设置在所述加热器的控制部处；
所述加热器的控制部，还用于控制加热元件是否向反应管内供热；
所述加热器包含多组加热元件，与沿反应管长度方向在夹层空间内划分的多个区域相对应；所述控制部包含多个子控制部，每一组加热元件由与其对应的一个子控制部所控制；每个子控制部还各自设有输送管路，用于向该子控制部所对应的区域输送第二冷却气体；每一路第二冷却气体的输送管路，配置有相应的第二控制阀。
可选地，每个区域配置有对应的温度传感器，用以监控所在区域的温度；
所述基板处理设备设有处理器，用于根据温度传感器采集的数据进行分析，判断反应管对应各区域的不同部位的温度是否相同；
所述处理器还用于根据判断结果发出相应指令，在冷却反应管的过程中，驱使各个区域的子控制部对所在区域的第二冷却气体的供给量进行相应控制。
可选地，所述处理器还用于根据判断结果发出相应指令，在基板处理过程中，驱使各个区域的子控制部对所在区域的加热元件进行相应控制。
可选地，对第二冷却气体的供给量进行控制时，包括在所有控制周期都对供给量进行调整；或者，在其中一些指定的控制周期对供给量不做调整，并在其他的控制周期对供给量进行调整。
可选地，根据规划好的喷气口的数量及截面积，在满足热损失越大的区域的第二冷却气体的供给量越小，热损失越小的区域的第二冷却气体的供给量越大的条件下，为各个区域配置有各自对应的初始流速，并为各个区域的第二控制阀设置了各自对应的初始开度，据此启动各路第二冷却气体的供应；并在实施冷却的过程中，对各区域的温度进行检测并判断各区域是否存在温度偏差；存在温度偏差时，驱使至少一个区域的第二控制阀在其初始开度的基础上调整阀门开度，从而在符合上述条件的基础上调整该区域的第二冷却气体的供给量。
可选地，对加热元件进行控制时，包括在所有控制周期都对加热元件的工作状态进行调整；或者，在其中一些指定的控制周期对加热元件的工作状态不做调整，并在其他的控制周期对加热元件的工作状态进行调整。
可选地，所述夹层空间内、沿反应管长度划分的多个区域中，越靠近反应管中间的区域，喷气口的数量越多；从位于反应管中间的区域到位于反应管端部的区域，喷气口的数量相应减少。
可选地，所述反应管设有一个封闭端和一个开口端；
所述夹层空间内、沿反应管长度划分的多个区域中，与所述封闭端对应的区域的喷气口的数量，大于与所述开口端对应的区域的喷气口的数量；
与所述封闭端对应的区域的喷气口的数量，小于所述反应管中间的区域的喷气口的数量；与所述开口端对应的区域的喷气口的数量，小于所述反应管中间的区域的喷气口的数量。
可选地，所述夹层空间内、沿反应管长度划分的多个区域，各自的第二冷却气体的供给量不同；
越靠近反应管中间的区域，第二冷却气体的供给量越大；从位于反应管中间的区域到位于反应管端部的区域，第二冷却气体的供给量相应减少。
可选地，所述第二冷却气体的供给量，大于所述第一冷却气体的供给量。
可选地，所述第一冷却气体供给部，进一步包含：
第一冷却气体的气源和与其连通的第一外部管段；
反应管处的第一管路接头，其一端与所述第一外部管段连通；
位于反应管内的气体分配管路，与所述第一管路接头的另一端连通；
所述气体分配管路设有若干喷气口，用于将第一冷却气体输送到反应管内的晶舟及基板处。
可选地，所述第一冷却气体供给部设有第一控制阀，其开启或关闭，用于控制是否向反应管内供应第一冷却气体；
所述第一控制阀的开度可变，用于调整第一冷却气体的供气流量。
可选地，所述基板处理设备设有排气系统，用于将第一冷却气体排出反应管；所述基板处理设备的处理器，用于在冷却反应管的过程中发出相应指令；所述指令用于对第一冷却气体的供气流量进行控制，或对第一冷却气体的排气流量进行控制，或对第一冷却气体的供气流量和排气流量进行联合控制。
可选地，在对第一冷却气体的供气流量进行控制时，包括在所有的控制周期都对供气流量进行调整，或者在其中一些指定的控制周期对供气流量不做调整，并在其他的控制周期对供气流量进行调整。
可选地，在对第一冷却气体的排气流量进行控制时，包括在所有的控制周期都对排气流量进行调整，或者在其中一些指定的控制周期对排气流量不做调整，并在其他的控制周期对排气流量进行调整。
可选地，所述散热排气部设有排气管路，其进气口连通所述夹层空间，将第二冷却气体引入到排气管路中；
所述排气管路设置有散热装置，对夹层空间输出的第二冷却气体进行降温；所述散热装置设有与流经的第二冷却气体进行热交换的器件，所述器件与导热管道接触，所述导热管道内流通的冷却介质，用于吸收热量，并将热量带离所述基板处理设备。
可选地，排气管路的进气口是一个圆形开口；所述圆形开口的内部没有遮挡，使夹层空间内的第二冷却气体从反应管的管壁周边汇聚到进气口时形成为一路气流。
可选地，所述散热排气部设有第三控制阀，其开启或关闭，用以控制是否从夹层空间排出第二冷却气体；
所述第三控制阀的开度可变，用于调整第二冷却气体的排气流量。
可选地，所述基板处理设备的处理器，用于发出相应指令，在冷却反应管的过程中，驱使所述第三控制阀对第二冷却气体的排气流量进行控制，包括对排气流量进行调整或不做调整；
所述散热排气部设有对第二冷却气体的排气压力或排气速度进行检测的装置；所述处理器接收所述装置反馈的检测结果进行分析，判断测得的排气压力或排气速度是否与设定值相符，并根据判断结果给出指令。
可选地，所述加热器设有温度传感器，用于对夹层空间的温度进行检测；所述基板处理设备的处理器接收所述温度传感器反馈的检测结果进行分析，判断夹层空间的温度是否与设定值相符，即反应管对应于夹层空间的部位是否达到目标温度，并根据判断结果给出指令，以驱使所述第三控制阀对第二冷却气体的排气流量进行控制。
可选地，所述第一冷却气体是氮气；第二冷却气体是空气。
与现有技术相比，本发明提供的基板处理设备，具有以下的有益效果：
本发明既可以节约反应管本身及管内晶舟和基板的冷却时间，避免因自然冷却导致生产效率下降的问题，又可以避免强制冷却引起管壁上沉积膜应力增大导致其龟裂、脱落的问题。
本发明可以向反应管内部和外部夹层分别供应冷却气体，并灵活地调整供气和/或排气时的参数，对反应管实施快速、有效的冷却。
本发明的示例中，根据反应管不同部位的温度分布特点，可以改进第二冷却气体的喷气口的数量、截面积及分布方式，和/或，通过监控不同部位对应区域的温度，有针对性地调节不同区域供应第二冷却气体时的参数，使反应管的不同部位能够无偏差地均匀降温，从而减少沉积膜上的应力，降低其龟裂、脱落的风险，提高了产品良率。
本发明的示例中，反应管不同部位对应的夹层区域的热损失不同，可以让这些区域各自的第二冷却气体的供给量不同，来平衡由于不同区域热损失不均匀而导致不同区域降温效果不均匀的情况。例如，对每个区域所对应的第二冷却气体的喷气口的数量和/或截面积进行设置，可以控制不同区域的第二冷却气体的供给量，使热损失越大的区域，第二冷却气体的供给越少，热损失越小的区域，第二冷却气体的供给越多。由此，使反应管不同部位所对应区域的温度，可以均匀降低。
本发明的示例中，对应于反应管长度方向的不同部位，在夹层处划分有多个区域；每个区域通过在反应管外围周向分布的多个喷气口，向管壁所在方向喷射第二冷却气体，使得对应该区域输送的一路第二冷却气体分成多股，在对应该区域的一段管壁周围均匀分布，将温度均匀降低。
本发明的示例中，整个夹层内形成一个没有隔断的空间，多个区域直接连通，还共用一个排气管路；排气管路设有一个进气口，大致对着反应管的一个封闭端的中间位置（反应管的另一端是可供晶舟进出的开口端）；管壁周向的多个喷气口朝着管壁喷射的第二冷却气体，在各自沿反应管长度方向流动并汇聚到中间同一个进气口的过程中，形成了可从外部对管壁四周均匀冷却的气流，既改善了降温时反应管不同区域之间的均匀性，又改善了管壁四周不同部位之间的均匀性。
本发明的示例中，对于第二冷却气体不需要外力抽气；第二冷却气体自然地汇聚到排气管路的进气口，再直接通过排气管路的出气口排放出去；这样就不会因为外力抽气，造成排气管路内或进气口附近的排气压力波动，避免对第二冷却气体的排气造成不必要的干扰。可以在排气管路上配置散热装置来帮助降温，示例的散热装置通过不与第二冷却气体直接接触的冷却介质带走热量，不会造成对第二冷却气体的扰动。
本发明的示例中，可以使排气管路的进气口结构尽可能简单，例如形成一个在中心附近没有阻挡的圆形开口，作为进气口；来自管壁周边各个方向的气流，到达该进气口时的距离大致相同，气流汇聚后也可以稳定地通过该进气口进入后方管段，并且到达后方管段、散热装置或排气口的距离也大致相同。本例中，在进气口处汇聚的气流，不会再分成多个不同的气体流层，避免不同流层在进气口附近相互干扰或产生涡流，也避免因为多个流层到达后方管段的距离不同导致其排气压力、流速等产生差异的情况，这些差异会影响到前方、沿管壁周边各个方向输送的气流进入到所述进气口时的均匀性和稳定性，进而导致反应管不同方位的部位在散热时产生一定的温差。而本例的进气口，可以将管壁周边各个方向的气流集中后一起输送，尽可能地消减了多股气流进入后方管段时的距离差异，使得不同方位的气流进入所述进气口时更均匀稳定，反应管处不同方位的部位的散热效果可以保持一致，降温时的均匀性更好。
附图说明
图1是本发明的基板处理设备的整体结构示意图。
图2是所述设备中第一冷却气体的输送路径示意图。
图3是所述设备中第二冷却气体的输送路径示意图。
图4是所述设备中划分的多个区域的示意图。
图5是所述设备中散热装置的工作原理示意图。
图6是所述设备中散热装置的结构示意图。
图7是所述设备中沿反应管外围的周向设置两个喷气口的示意图。
图8是所述设备中沿反应管外围的周向设置四个喷气口的示意图。
图9是所述设备中沿反应管外围的周向设置八个喷气口的示意图。
图10是所述设备中沿反应管外围的周向设置十六个喷气口的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的一种基板处理设备中，设有可以执行基板处理工艺的反应管10，对基板30进行承载的晶舟20，向反应管10内供热的加热器40，向反应管10内部供应第一冷却气体的第一气体供给部（图2），向反应管10和加热器40之间的夹层空间60供应第二冷却气体的第二气体供给部（图3），以及，可以将夹层空间60的第二冷却气体排出的散热排气部50。
所述的反应管10大致为钟罩状，例如由石英制成。基板30可以随着晶舟20被推送到反应管10的内部，执行相应的基板处理工艺，例如是成膜处理；除了第一、第二气体供给部，所述设备还设有气体输送系统，可以向反应管10内部供应基板处理工艺所需的若干工艺气体及辅助气体，使反应管10内可以达到设定的气体压力；与反应管10内部连通的排放系统，可以对反应管10抽真空，还可以将完成处理后的废气、副产物等，排出反应管10。在基板30处理过程中，通过加热器40对反应管10内部进行加热，使基板30的温度上升，达到工艺所需的设定温度。完成处理工艺之后，在第一气体供给部、第二气体供给部和散热排气部50的配合下，使反应管10及其中的晶舟20、基板30得以冷却，再由晶舟20带着基板30从反应管10内取出。图1所示是晶舟20带着基板30进出反应管10时的状态；晶舟20及基板30置于管内的状态，可参见图3或图4所示。另外，图示的反应管10是立式的结构；可以根据应用需要将冷却供给部、散热排气部50等，设置到反应管为卧式结构的方案中。
示例的加热器40，通过设置加热丝、或加热线圈、或加热管等加热元件41，向反应管10内辐射热量；加热元件41由设置在其外围、可以隔热的固定框架42（图2）来承载。这些加热元件41则环绕在反应管10外围，并与反应管10的管壁隔开一定的间隙，本文中将所述间隙称为夹层空间60；如图3所示，在完成工艺处理后，第二气体供给部利用连通到夹层空间60的第二气体供应管路，向其中输送第二冷却气体，使第二冷却气体大致分布在反应管10的上方和周边，从外部对反应管10进行冷却。如图2所示，第一气体供给部利用连通到反应管10内部空间的第一气体供应管路，来输送第一冷却气体，从反应管10内部实施冷却。图1为方便展示夹层空间60的位置，省略了处于纸面向内方位的加热元件41，其在图2~图4中可见。
图2中的箭头示意性地表示了第一冷却气体Gas1的输送路径。对于第一气体供给部而言，第一气体供应管路设有位于反应管10外部的管段（未示出），其一端与第一冷却气体的气源（未示出）连通，另一端与位于该反应管10一侧尾部的管路接头71连通，并通过管路接头71与设置在反应管10内同一侧的气体分配管路72连通，这样将第一冷却气体从外部引入到反应管10的内部；第一冷却气体再经过气体分配管路72开设的多个喷气口，输送到晶舟20及基板30所在的位置，并沿着晶舟20、基板30到达反应管10的另一侧，经过排放系统设置在所述另一侧的排气管路73排出反应管10；在此过程中，第一冷却气体对反应管10内部、晶舟20及基板30进行冷却。具体在图2中，反应管10的左侧底部设置管路接头71、管内左侧设置气体分配管路72，在管内横向流通的第一冷却气体汇聚到管内的右侧之后，通过右侧底部的排气管路73排出；上述作为示例，不是对第一冷却气体输送路径及其相关部件位置的限制。
示例地，可以在涉及第一冷却气体的气源、外部管段或管路接头71等处，设置有第一控制阀a（第一控制阀a的开启或关闭可以控制对第一冷却气体的供给是否开始）；还可以相应设置用来对第一冷却气体的流量、压力等进行监测和控制的元件。图2以设置在管路接头71处的第一控制阀a为例。不同的示例中，例如在反应管10内分配第一冷却气体的气体分配管路72，可以与工艺处理中用于分配工艺气体或辅助气体的管路共用，也可以是为第一冷却气体单独设置的；或者，用以排放第一冷却气体的排放系统及其管路，可以与工艺处理后排放废气的设施共用，也可以是为第一冷却气体单独设置。
图3中的箭头示意性地表示了第二冷却气体Gas2的输送路径。对于第二气体供给部而言，第二气体供应管路设有位于反应管10外部的管段（未示出），其一端与第二冷却气体的气源（未示出）连通，另一端连通到加热器40的控制部所设置的管路接头44上；所述管路接头44处作为第二冷却气体的进气口，与控制部内设置的输送管路连通，输送管路的喷气口连通到夹层空间60，这样将第二冷却气体供应到加热元件41和反应管10的外壁之间。第二冷却气体从反应管10的外部对其实施冷却后，通过散热排气部50设置的排气管路52，将用过的第二冷却气体排出。在排气管路52上可以设置对排气时的压力、速度等参数进行检测和控制的相应元件。
示例地，将排气管路52的进气口51与夹层空间60连通；例如在图3中，是将该进气口51开设在夹层空间60的顶部、反应管10的上方。在排气管路52上设有散热装置53；如图5、图6所示，所述散热装置53设有格栅58，可以增大表面积，当用过的第二冷却气体经过散热装置53所在的管段时，接触到格栅58来进行热交换；散热装置53内还设置了有良好导热性能的管道55，并使其与格栅58接触；格栅58获得的热量，由管道55内流通的冷却介质进行吸收，再利用冷却介质的外部循环等方式带走热量。示例地，供冷却介质流通的管道55是蛇形管道，设有一个入口56和一个出口57，但图示不是对管道形状、开口数量及其位置的限制，可以根据实际情况对相应部件进行调整。或者，也可以将格栅58替换为散热用的翅片。本例中，管道55内流通的冷却介质是工艺冷却水（PCW），也可以换成别的冷却液体或冷却气体。
所述加热器40的控制部，既有对是否向反应管10内开始供热进行控制的装置（例如设有开关器件来控制外部电源是否向加热元件41供电），又设有对于是否开始向夹层空间60供应第二冷却气体进行控制的装置。例如，在控制部的管路接头44处设有第二控制阀b，所述第二控制阀b的开启和关闭可以开始或停止第二冷却气体的输送。一些示例中，第二控制阀b还可以通过改变阀门的开度，来调节供应第二冷却气体时的流量。
示例地，第一冷却气体可以是氮气；第二冷却气体可以是氮气或空气，且优选使用空气来降低成本。示例地，第一冷却气体与第二冷却气体的供给量不同；优选是使第二冷却气体的供给量大于第一冷却气体的供给量，一方面由于需要通过第二冷却气体冷却的面积较大；另一方面，供应到反应管10内的第一冷却气体，不仅用于冷却，同时还用于将管内的真空环境转换为大气环境以便之后取出晶舟20及基板30，因而会分阶段地调整供应第一冷却气体时的流量和压力，确保反应管10内部的气体压力是逐步转变的，故而在第一冷却气体的流量较小的阶段，大量供应的第二冷却气体（如空气）可以有效地帮助反应管10降低温度。
可以根据实际应用情况，来确定两种冷却气体具体的供给量。示例地，第一冷却气体的供给量大约在5~10 slm（每分钟标准升）之间取值，并以大于该取值的供给量来提供第二冷却气体。示例地，冷却前的反应管10温度为630℃，冷却后的温度为450℃或500℃。以同一个设备执行同一种基板处理工艺后的冷却情况为标准进行比较，仅有第一冷却气体没有第二冷却气体时，反应管10温度下降的情况为4~5℃/min，而同时供给第一冷却气体和第二冷却气体时，反应管10温度下降的情况为8~10℃/min。
配合参见图3、图4所示，本实施例提供的基板处理设备中，沿反应管10的长度方向划分有多个区域，对应了分成多组的加热元件41；加热器40的控制部包括多个子控制部43，各自控制其中的一组加热元件41向一个对应的区域供热；每个子控制部43各自设有第二冷却气体的输送管路及管路接头44，与相应的外部管段相连通；每个子控制部43设有对应的第二控制阀b，可以独立地调整这一路输送管路供应的第二冷却气体的流量。向不同区域输送的多路第二冷却气体，其供给量可以是相同的，也可以是不同的。
例如，在图4中，对应于反应管10的顶部到底部依次设有五个区域，分别标记为81、82、83、84、85；每个区域配置的加热元件41排成若干圈，由一个相应的子控制部43来控制；如图3所示，每一路的第二冷却气体，经过相应一个子控制部43的管路接头44（在第二控制阀b开启时）、输送管路及其喷气口45（图2）后，输送到了夹层空间60；每一个输送管路设有在周向分布的多个喷气口45，这些喷气口45环绕在反应管10的外围，用来向反应管10所在方向喷射第二冷却气体；这些喷气口45也可以被分成若干圈，每一圈喷气口45布置在两圈相邻的加热元件41之间。
夹层空间60内的所有区域相互连通，各区域内的第二冷却气体形成气流，再汇聚到排气管路52位于反应管10上方的同一个进气口51，沿排气管路52输送到最终的出气口54（散热装置53帮助流经的气体降温），最终的出气口54连通到对第二冷却气体进行回收和处理的外部设施，或者连通到外部环境将用过的第二冷却气体直接排放。在排气管路52的出气口54处设有控制排气的装置，例如是一个第三控制阀c，其在开启或关闭时可以开始或停止排放用过的第二冷却气体；第三控制阀c还可以通过调整开度来改变排气时的流量。为保持排气压力的稳定，可以在排气管路52上设置压力计（Manometer）或电容式真空计（BARATRON GAUGE）等检测气体压力的装置，基板处理设备的处理器接收相关检测结果，并将其与设定的排气压力进行比较，发出用以驱使第三控制阀c动作的指令。示例地，排气压力的设定值为500Pa；如果低于该设定值，可以使第三控制阀c的开度增大，来进行排气压力的调节。类似地，也可以设置检测排气速度的装置，向处理器反馈相应的检测结果，处理器将其与排气速度的设定值比较，发出用以驱使第三控制阀c动作的指令。所述的处理器可以在第三控制阀c附近单独设置用于分析排气压力或排气速度的处理单元，也可以是将这些检测结果集中到统一设置的处理器进行分析。
本实施例中，加热器40的每个子控制部43还配置有至少一个对应的温度传感器46，用以监控所在区域的温度，例如，温度传感器46的探头可以穿过所在区域内某两个相邻加热元件41之间的空隙，或者伸入到加热元件41与反应管10的外壁之间，或者直接接触到反应管10的外壁，来进行温度检测。图4中标记的传感器TC5、TC4、TC3、TC2、TC1，用于对应监测区域81、82、83、84、85的温度。
测得的温度被反馈到基板处理设备的处理器进行分析，所述处理器可以是统一设置的、收集所有传感器采集的数据一起分析，也可以是在加热器40的各个子控制部43处设有独立的处理单元，根据所在区域采集的数据进行独立控制。在基板30处理的过程中，所述处理器也可以根据温度传感器46采集到的温度数据，判断各区域的温度是否符合要求，即反应管10对应各区域的不同部位是否达到工艺处理所需的温度，据此确定是否需要对加热元件41的工作状态进行调整；各子控制部43可以根据处理器的指令，对所在区域的加热元件41执行相应的调整操作（可以是按区域的单独调整，也可以是所有区域的整体调整），或者是根据指令来维持所在区域加热元件41的工作状态不变。
而在实施冷却的过程中，处理器可以根据采集到的温度数据，判断各区域的温度是否符合要求，即反应管10对应各区域的不同部位是否降到设定温度，进而确定是否需要调整冷却气体的供给和/或排放，包括但不限于：对第二冷却气体或第一冷却气体的单独调整，或者是对第一、第二冷却气体的联合调整；如果调整的是第二冷却气体的供给，可以是按区域进行单独调整，也可以是对所有区域进行整体调整。例如，控制第一冷却气体供给的第一控制阀a、控制第二冷却气体供给的各个第二控制阀b，控制第二冷却气体排气的第三控制阀c等，都可以根据处理器给出的指令，执行各自相应的调整操作（或是维持原有状态不变）。
示例地，为了冷却反应管10，执行的是一种Ramping Down（逐渐降低）的降温工序：从开始冷却起，会根据规定的时间间隔（如每1分钟）开启对反应管10的温度检测，以判断其是否达到目标温度。如果没有达到目标温度，可以调整一种或两种冷却气体的供给和/或排放时的参数，按照调整后的参数在下一个时间间隔内进行冷却气体的实际供给和/或排放的控制；或者，某些示例中，可以先不做调整，在下一个或几个时间间隔内维持当前的供给和/或排放的状态，等待后续的温度检测结果再来做判断或调整。如果达到目标温度，则可以停止冷却气体的供给。示例的参数，是冷却气体的流量、压力、速度中的至少一种。
其中，第一、第二冷却气体的排放操作，可以在气体供给的同时持续开启，从而在反应管10的内部空间和夹层空间60内分别形成相应气体的气流，帮助反应管10降温。但不排除在某些示例下，冷却气体的排放操作是间歇执行的，这样在没有开启排气时，可以让冷却气体先输送一段时间并在相应的空间内扩散，充分与反应管10接触实施热交换后再将冷却气体排出。
本发明的一个具体示例中，需要在冷却反应管10的过程中，使所有区域的温度保持在大致相同的设定温度，使反应管10对应不同区域的部位以大致相同的温差均匀降温。在对反应管10进行快速冷却的传统方式下，反应管10的不同部位在降温时有不均匀的温度偏差，由此导致反应管10内壁附着的沉积膜积聚过大的应力而脱落，形成在管内飞散的微细颗粒，对基板30造成污染。本发明中可以使对应于各区域的反应管10的不同部位无偏差地降温，有效避免沉积膜产生龟裂、脱落的风险。
以图4所示的五个区域为例，在以相同的标准向不同区域输送第二冷却气体时，位于最上方的第一区域81和最下方的第五区域85的热损失较大，降温较快；而受其他区域温度的影响，最中间的第三区域83热损失最小，降温最慢；位于第一区域81和第三区域83之间的第二区域82，和位于第三区域83和第五区域85之间的第四区域84，其降温幅度会分别处在相邻两个区域的降温幅度之间，这样就会导致不同区域存在温度偏差。
因此，为了消除上述的温度偏差，本发明对供应到不同区域的第二冷却气体的供给量进行相应控制，使反应管10对应不同区域的部位能均匀降温。其中，最中间的第三区域83的气体供给量最大；对应反应管10两端的第一区域81、第五区域85的气体供给量较小（区域81、85的供给量可以相同，也可以不同）；第一区域81、第二区域82、第三区域83的气体供给量相应增加，以补偿这三个区域的热损失相应减少的影响；同理，热损失相应减少的第五区域85、第四区域84、第三区域83，三者的气体供给量也是相应增加的（区域82、84的供给量可以相同，也可以不同）。
通过控制各个区域所对应的第二控制阀b的开度，可以调整各路第二冷却气体的流量。还可以为不同的区域配置数量不同的喷气口45，来调整各区域的第二冷却气体的流量。图7、图8、图9、图10示出了沿反应管10外围的周向，分别设置有两个、四个、八个、十六个喷气口45的结构；子控制部43的输送管道还设置一个环形的气体流道，每一圈的各个喷气口45均与该气体流道连通。喷气口45数量较多的区域，可以使喷出的第二冷却气体较快地在管壁周围均匀分布；喷气口45数量较少，则喷出的第二冷却气体需要在空间内扩散一段时间后再分布到管壁周围，降温速度稍慢。如果每个喷气口45的流量相同，则某个区域的喷气口45的数量越多，该区域的第二冷却气体的供给量就越大，降温更快。优选地，可以使热损失越大的区域，喷气口45的数量越少，第二冷却气体的供给量越少；热损失越小的区域，喷气口45的数量越多，第二冷却气体的供给量越多。
例如，作为一个示例，可以为处在中间的第三区域83设置最多的喷气口45，而为两端的第一区域81、第五区域85设置较少的喷气口45（区域81、85的气孔数量可以相同，也可以不同）；第一区域81、第二区域82、第三区域83的喷气口45数量可以相应增加，第五区域85、第四区域84、第三区域83的喷气口45数量也可以相应增加（而区域82、84的气孔数量可以相同，也可以不同）。此外，每个区域设有一圈以上的喷气口45时，各圈喷气口45的数量可以相同，也可以不同。例如，可以使某个区域中相邻的两圈之中，更靠近于中间第三区域83的一个圈上的气孔数量多于另一个圈上的气孔数量。又例如，第三区域83中更靠近中心位置的圈的气孔数量也可以多于第三区域83的其他圈。
又例如，一些示例中，在反应管10的顶部和底部的外围，都没有设置加热元件41，分别对应反应管10顶部和底部的第一区域81和第五区域85的温度，都低于对应反应管10中间的第三区域83的温度，则使第一区域81和第五区域85的喷气口45的数量都少于第三区域83的喷气口45的数量。而反应管10底部设有供晶舟20进出的开口端，是非密封的状态，反应管10顶部则为封闭端，故对应于反应管10底部的第五区域85比对应于反应管10顶部的第一区域81的热损失更大，第五区域85冷却前的温度更低，因此，可以为第五区域85设置比第一区域81更少的喷气口45，对输入到这两个区域的第二冷却气体的流量进行调整，消除这两个区域冷却时的温差。
或者说，根据五个区域的热损失情况，第五区域85本身散热最快，第一区域81散热其次快，中间的第三区域83散热最慢，所以为了平衡这种情况，可以为第五区域85布置最少的喷气口45，第一区域81的喷气口45其次少，第三区域83的喷气口45最多，这样供应到第三区域83的第二冷却气体最多，便于加快第三区域83的散热。
另外一些示例中，还可以根据反应管10不同部位的热损失情况不同，为不同的区域配置截面积不同的喷气口45，来调整各区域的第二冷却气体的流量，消除对应不同区域的部位散热时的温差。每个喷气口45的截面积越大，流量越大；则具有更大截面积的喷气口45的区域，对于第二冷却气体的供给量就越大，降温更快。在不同设备的示例中，可以单独对各区域的喷气口45数量进行规划，而使不同区域的喷气口45的截面积相同；或者，可以单独对各区域的喷气口45的截面积进行规划，而使各区域的喷气口45的数量相同；或者，可以对各区域的喷气口45的数量和截面积联合设计，来控制各区域的第二冷却气体的流量。优选地，为实现不同区域均匀降温，可以使热损失越大的区域，单个喷气口45的截面积越小，第二冷却气体的供给量越少；热损失越小的区域，单个喷气口45的截面积越大，第二冷却气体的供给量越多。
例如，喷气口45是圆形的气孔时，气孔的口径越大，截面积越大。可以为处在反应管10中间的第三区域83设置口径较大的喷气口45，而为两端的第一区域81、第五区域85设置口径较小的喷气口45（区域81、85的气孔口径可以相同，也可以不同）；第一区域81、第二区域82、第三区域83的喷气口45口径可以相应增大，第五区域85、第四区域84、第三区域83的喷气口45口径也可以相应增大（而区域82、84的气孔口径可以相同，也可以不同）。
又例如，对应于反应管10底部的第五区域85的气孔口径，小于对应于反应管10顶部的第一区域81的气孔口径；而中间的第三区域83的喷气口45口径最大，使供应到第三区域83的第二冷却气体最多，便于加快第三区域83的散热，使反应管10对应不同区域的部位可以实现均匀降温。
还有一些示例中，各区域之间喷气口45的数量符合热损失越大的区域数量越少，热损失越小的区域数量越多的要求，而各区域的喷气口45的截面积是需要进一步推导得到的，截面积的大小关系与上述示例略有不同。
本例中，可以根据算式：Q=Av，求取每个区域输送第二冷却气体时在喷气口45处的风量，其中，Q表示风量（单位为m3/s）；A表示风道面积（单位为m2）；v表示流速（单位为m/s）；A可以根据各个区域的喷气口45的数量m和单个喷气口45的截面积S来计算：A=mS。
规划时，在所有区域中设定一个指定区域，并优先考虑冷却该指定区域所需的风量、风道面积和流速等参数，再去推导其他区域各自相应的参数。例如，是将热损失最小，本身最难散热的区域作为指定区域。
因此，在规划时，可以假定不同区域的最大风量满足以下关系：
Q = A0v0 = Aivi
整数i从1到n依次取值，n是各个区域的位置序号；A0和v0是指定区域的风道面积和流速；Ai和vi是第i个区域的风道面积和流速，并在规划时假定vi = v0 ，这样可以约去等式两边相等的项，得到以下的关系式：
A0 = Ai
A0= m0×S0= Ai= mi×Si
m0表示指定区域的喷气口45的数量，S0表示指定区域的每个喷气口45的截面积；mi是第i个区域的喷气口45的数量，Si是第i个区域的每个喷气口45的截面积；m0、S0、mi是数值已知的设定值。
其中，mi的数值，是针对每个区域分别给出的设定值，并且热损失越大的区域所对应的喷气口45数量越少，热损失越小的区域所对应的喷气口45的数量越多。第i个区域是指定区域时，mi= m0 且Si = S0 ，两者的数值是根据指定区域的散热要求给出的设定值。第i个区域不是指定区域时，Si的数值根据上述风道面积的关系式求得的。这样就可以确定每个区域所配置的喷气口45的数量和截面积。
示例地，单个喷气口45为圆形的气孔时，风道面积为A=mS=mπr2，r为单个喷气口45的半径（2r对应于单个喷气口45的口径）；在规划时，各区域的风道面积的关系式为：
A0= m0×π×r0 2 = Ai= mi×π×ri 2
m0和r0分别表示指定区域的喷气口45的数量和单个喷气口45的半径；mi和ri分别是第i个区域的喷气口45的数量和单个喷气口45的半径；m0、r0、mi是数值已知的设定值。
其中，mi的数值，是针对每个区域分别给出的设定值，并且热损失越大的区域所对应的喷气口45数量越少，热损失越小的区域所对应的喷气口45的数量越多。第i个区域是指定区域时，mi= m0 且ri = r0 ，两者的数值是根据指定区域的散热要求给出的设定值。第i个区域不是指定区域时，ri的数值根据上述风道面积的关系式求得的。
例如，在设有五个区域的示例中，由于第三区域83受到上、下方区域的热量影响，散热最慢，作为指定区域，为其设计有16个喷气口45（见图10），并指定每个喷气口45的口径为10mm。本例中，求得经由第三区域83的喷气口45输送第二冷却气体的风量为：
Q=16×π（10÷2×0.001）2×v0
根据求得的第三区域83的风量，按照每个区域的最大风量与该风量相同的原则，去推导其他区域的喷气口45的口径。在推导期间，先假定其他区域的流速均与指定区域的流速相同，即vi = v0 ；对最大风量的算式约去相同的流速项后，列出指定区域和第i个区域的风道面积的关系式A0= Ai，并代入已知的设定值（如第三区域82的喷气口45的数量和口径、第i个区域的喷气口45的数量），使i在1、2、4、5中依次取值（3是指定区域对应的位置序号，可以跳过），依据上述关系式来推导第i个区域的喷气口45的口径的数值。
其中，第二区域82、第四区域84分别设计有8个喷气口45（见图9），第二区域82、第四区域84各自喷气口45处的风道面积需要满足以下的关系：
16×π×（10÷2×0.001）2=8×π×（X÷2×0.001）2
求得第二区域82、第四区域84的喷气口45的口径：X=14.14mm。
对应反应管10底部的第五区域85的热损失最大，为其设计有2个喷气口45（见图7），第五区域85的喷气口45处的风道面积需要满足以下关系：
16×π×（10÷2×0.001）2=2×π×（Y÷2×0.001）2
求得第五区域85的喷气口45的口径：Y=28.28mm。
对应反应管10顶部的第一区域81的热损失其次大，为其设计有4个喷气口45（见图8），第一区域81的喷气口45处的风道面积需要满足以下关系：
16×π×（10÷2×0.001）2=4×π×（Z÷2×0.001）2
求得第一区域81的喷气口45的口径：Z=20mm。
因此，在上述的示例中，第一区域81设有4个喷气口45，每个口径为20mm；第二区域82设有8个喷气口45，每个口径为14.14mm；第三区域83设有16个喷气口45，每个口径为10mm；第四区域84设有8个喷气口45，每个口径为14.14mm；第五区域85设有2个喷气口45，每个口径为28.28mm。
可见，本例在符合热损失相应增大的区域，喷气口45的数量相应减少的条件下，通过风道面积的关系式推导出的截面积（口径），则呈现出热损失相应增大的区域，单个喷气口45的截面积（口径）相应增大的情况；为此，基于本例规划的喷气口45数量和截面积（口径）输送第二冷却气体时，需要通过进一步控制各区域的第二冷却气体的流速，来实现对各区域气体供给量的相应控制。
需要说明的是，上述对于流速相同、最大风量相同的假设是在规划时，为了推导非指定区域的气孔口径而适用的；等到实际施加第二冷却气体进行冷却时，非指定区域的流速、实际风量不一定与指定区域相同。各个区域的风道面积Ai相同，而实际输送时的流速vi可以不同时，会使实际输送时的风量（Ai×vi）不同，即各个区域的第二冷却气体的供给量不同。优选地，是使所有区域中，热损失越大的区域的第二冷却气体的供给量越小，热损失越小的区域的第二冷却气体的供给量越大，实现对所有区域的均匀降温。
由于指定区域是热损失最小的，其他的非指定区域都有更大的热损失；因此，根据指定区域的风量来规划非指定区域的最大风量，这样在实际供气时，只需要控制非指定区域的流速小于指定区域的流速，就可以确保非指定区域的实际风量小于其最大风量，也就是小于指定区域的风量，从而实现非指定区域的第二冷却气体的供给量小于指定区域的要求。
上述仅作为一些示例，不是对各个区域喷气口45的数量、截面积大小或喷气口45具体排布的限制。可以理解到，对于一个设备，喷气口45的数量、截面积、排布等，是在该设备的设计制造时已经规划好的，较难在反应管10冷却时对硬件进行临时调整；因此，配合各个区域的第二控制阀b，可以在反应管10冷却的期间，更灵活、更有针对性地进行气体供给量的调整。
例如，根据规划好的喷气口45的数量和截面积，在满足热损失越大的区域的第二冷却气体的供给量越小，热损失越小的区域的第二冷却气体的供给量越大的条件下，已经为各个区域配置好了各自对应的初始流速，并为各个区域的第二控制阀b设置了各自对应的初始开度，据此启动各路第二冷却气体的供应。在实施冷却的过程中，根据各个区域的温度传感器46采集的温度数据，由处理器判断不同区域在降温时是否有温度偏差，如果有温差，则可以向相应区域的第二控制阀b给出调整阀门开度的指令；收到指令的第二控制阀b在其初始开度的基础上调整阀门开度，来改变后续向相应区域输送第二冷却气体时的供给量，使反应管10对应不同区域的部位可以实现均匀降温。
一些示例中，除了控制气体供给外，处理器还可以向第三控制阀c发出指令，促使其调整阀门开度，来改变第二冷却气体的排气压力或速度，进而改变第二冷却气体在夹层空间60内的流动速度。例如，不同区域的热损失效果不同，使扩散在不同区域的第二冷却气体的升温程度不同，而通过加快流动速度，使升温后的气体可以更快排出，新鲜的低温气体也可以更快地补充到夹层空间60内，减少了第二冷却气体在各区域的滞留时间，有助于消减各区域之间的温差，使反应管10对应不同区域的部位可以实现均匀降温。
综上所述，本发明提供的基板处理设备，可以对反应管10进行有效冷却，还可以减小或消除加热器40不同区域所对应的反应管部位在冷却时的温度偏差，从而降低附着在管壁的沉积膜龟裂、脱落的风险。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (17)

1.一种基板处理设备，其特征在于，包含：
反应管，用于执行基板处理工艺；基板由晶舟承载并放置于反应管内；
加热器，设有环绕在反应管外围的加热元件，用于向反应管内供热；
第一气体供给部，用于向反应管的内部供应第一冷却气体；
第二气体供给部，用于向反应管和加热器之间形成的夹层空间供应第二冷却气体；所述第二气体供给部在反应管外围的周向分布设置有多个喷气口，用于向反应管的管壁所在方向喷射第二冷却气体；
散热排气部，用于将位于夹层空间内的第二冷却气体排出；
所述夹层空间包括多个区域，每个区域设有对应的喷气口；将所有区域中热损失最小的一个区域作为指定区域，A0表示所述指定区域的风道面积；整数i从1到n依次取值，n是各个区域的位置序号；Ai表示第i个区域的风道面积，满足以下的关系式：
A0 = m0×S0= Ai = mi×Si
mi表示第i个区域的喷气口的数量，Si表示第i个区域的每个喷气口的截面积；mi的数值是针对每个区域分别设置的设定值，并且热损失越大的区域所对应的喷气口的数量越少，热损失越小的区域所对应的喷气口的数量越多；
第i个区域是指定区域时，mi = m0 且Si = S0 ；m0表示指定区域的喷气口的数量，S0表示指定区域的每个喷气口的截面积；m0和S0的数值是符合指定区域的散热要求的设定值；
第i个区域不是指定区域时，Si的数值是根据所述关系式求得的计算值；
分别控制向各区域实际输送第二冷却气体时的流速，根据流速和风道面积的乘积得到输送第二冷却气体时的风量，使热损失越大的区域所对应的风量越小，且第二冷却气体的供给量越小，热损失越小的区域所对应的风量越大，且第二冷却气体的供给量越大，进而使所有区域均匀冷却。
2.如权利要求1所述的基板处理设备，其特征在于，
所述夹层空间内、沿反应管长度划分的多个区域中，越靠近反应管中间的区域，喷气口的数量越多；从位于反应管中间的区域到位于反应管端部的区域，喷气口的数量相应减少。
3.如权利要求1所述的基板处理设备，其特征在于，
所述反应管设有一个封闭端和一个开口端；
所述夹层空间内、沿反应管长度划分的多个区域中，与所述封闭端对应的区域的喷气口的数量，大于与所述开口端对应的区域的喷气口的数量；
与所述封闭端对应的区域的喷气口的数量，小于所述反应管中间的区域的喷气口的数量；与所述开口端对应的区域的喷气口的数量，小于所述反应管中间的区域的喷气口的数量。
4.如权利要求1~3中任意一项所述的基板处理设备，其特征在于，
所述夹层空间内、沿反应管长度划分的多个区域中，越靠近反应管中间的区域，第二冷却气体的供给量越大；从位于反应管中间的区域到位于反应管端部的区域，第二冷却气体的供给量相应减少。
5.如权利要求1所述的基板处理设备，其特征在于，
所述第二气体供给部设有第二控制阀，其开启或关闭，用以控制是否向夹层空间供应第二冷却气体；所述第二控制阀的开度可变，用于调整供应第二冷却气体时的流量。
6.如权利要求5所述的基板处理设备，其特征在于，
所述第二控制阀设置在所述加热器的控制部处；
所述加热器的控制部，还用于控制加热元件是否向反应管内供热；
所述加热器包含多组加热元件，与沿反应管长度方向在夹层空间内划分的多个区域相对应；所述控制部包含多个子控制部，每一组加热元件由与其对应的一个子控制部所控制；每个子控制部还各自设有输送管路，用于向该子控制部所对应的区域输送第二冷却气体；每一路第二冷却气体的输送管路，配置有相应的第二控制阀。
7.如权利要求6所述的基板处理设备，其特征在于，
每个区域配置有对应的温度传感器，用以监控所在区域的温度；
所述基板处理设备设有处理器，用于根据温度传感器采集的数据进行分析，判断反应管对应各区域的不同部位的温度是否相同；
在冷却反应管的过程中，所述处理器还用于根据判断结果发出相应指令，驱使各个区域的子控制部对所在区域的第二冷却气体的供给量进行相应控制；
在基板处理过程中，所述处理器还用于根据判断结果发出相应指令，驱使各个区域的子控制部对所在区域的加热元件进行相应控制。
8.如权利要求7所述的基板处理设备，其特征在于，
根据规划好的喷气口的数量及截面积，在满足热损失越大的区域的第二冷却气体的供给量越小，热损失越小的区域的第二冷却气体的供给量越大的条件下，为各个区域配置有各自对应的初始流速，并为各个区域的第二控制阀设置了各自对应的初始开度，据此启动各路第二冷却气体的供应；并在实施冷却的过程中，对各区域的温度进行检测并判断各区域是否存在温度偏差；存在温度偏差时，驱使至少一个区域的第二控制阀在其初始开度的基础上调整阀门开度，从而在符合所述条件的基础上调整该区域的第二冷却气体的供给量。
9.如权利要求1所述的基板处理设备，其特征在于，
所述第一冷却气体供给部设有第一控制阀，其开启或关闭，用于控制是否向反应管内供应第一冷却气体；所述第一控制阀的开度可变，用于调整第一冷却气体的供气流量。
10.如权利要求9所述的基板处理设备，其特征在于，
所述基板处理设备设有排气系统，用于将第一冷却气体排出反应管；所述基板处理设备的处理器，用于在冷却反应管的过程中发出相应指令；
所述指令用于对第一冷却气体的供气流量进行控制、或对第一冷却气体的排气流量进行控制、或对第一冷却气体的供气流量和排气流量进行联合控制。
11.如权利要求1所述的基板处理设备，其特征在于，
所述散热排气部设有排气管路，其进气口连通所述夹层空间，将第二冷却气体引入到排气管路中；
所述排气管路设置有散热装置，对夹层空间输出的第二冷却气体进行降温；所述散热装置设有与流经的第二冷却气体进行热交换的器件，所述器件与导热管道接触，所述导热管道内流通的冷却介质，用于吸收热量，并将热量带离所述基板处理设备。
12.如权利要求11所述的基板处理设备，其特征在于，
所述排气管路的进气口是一个圆形开口。
13.如权利要求11所述的基板处理设备，其特征在于，
所述散热排气部设有第三控制阀，其开启或关闭，用以控制是否从夹层空间排出第二冷却气体；所述第三控制阀的开度可变，用于调整第二冷却气体的排气流量。
14.如权利要求13所述的基板处理设备，其特征在于，
所述基板处理设备的处理器，用于发出相应指令，在冷却反应管的过程中，驱使所述第三控制阀对第二冷却气体的排气流量进行控制；
所述散热排气部设有对第二冷却气体的排气压力或排气速度进行检测的装置；所述处理器接收所述装置反馈的检测结果进行分析，判断测得的排气压力或排气速度是否与设定值相符，并根据判断结果给出指令。
15.如权利要求13或14所述的基板处理设备，其特征在于，
所述加热器设有温度传感器，用于对夹层空间的温度进行检测；所述基板处理设备的处理器接收所述温度传感器反馈的检测结果进行分析，判断夹层空间的温度是否与设定值相符，即反应管对应于夹层空间的部位是否达到目标温度，并根据判断结果给出指令，以驱使所述第三控制阀对第二冷却气体的排气流量进行控制。
16.如权利要求1所述的基板处理设备，其特征在于，
所述第二冷却气体的供给量，大于所述第一冷却气体的供给量。
17.如权利要求1所述的基板处理设备，其特征在于，
所述第一冷却气体是氮气；第二冷却气体是空气。
CN202311371176.3A 2023-10-23 2023-10-23 基板处理设备 Active CN117116814B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311371176.3A CN117116814B (zh) 2023-10-23 2023-10-23 基板处理设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311371176.3A CN117116814B (zh) 2023-10-23 2023-10-23 基板处理设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117116814A true CN117116814A (zh) 2023-11-24
CN117116814B CN117116814B (zh) 2024-04-05

Family

ID=88798712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311371176.3A Active CN117116814B (zh) 2023-10-23 2023-10-23 基板处理设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117116814B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008099449A1 (ja) * 2007-02-09 2008-08-21 Hitachi Kokusai Electric Inc. 断熱構造体、加熱装置、加熱システム、基板処理装置および半導体装置の製造方法
JP2008205426A (ja) * 2007-01-26 2008-09-04 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理方法及び半導体製造装置
CN101764049A (zh) * 2008-12-24 2010-06-30 株式会社日立国际电气 基板处理装置
US20110223693A1 (en) * 2010-03-15 2011-09-15 Hitachi Kokusai Electric Inc. Heat treatment apparatus and method of processing substrate
CN105960701A (zh) * 2014-03-20 2016-09-21 株式会社日立国际电气 衬底处理装置、顶棚部及半导体器件的制造方法
CN109494172A (zh) * 2017-09-12 2019-03-19 株式会社国际电气 冷却单元、绝热结构体、基板处理装置、以及半导体装置的制造方法
CN112095089A (zh) * 2019-06-17 2020-12-18 爱思开海力士有限公司 处理衬底的装置和方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008205426A (ja) * 2007-01-26 2008-09-04 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理方法及び半導体製造装置
WO2008099449A1 (ja) * 2007-02-09 2008-08-21 Hitachi Kokusai Electric Inc. 断熱構造体、加熱装置、加熱システム、基板処理装置および半導体装置の製造方法
CN101764049A (zh) * 2008-12-24 2010-06-30 株式会社日立国际电气 基板处理装置
US20110223693A1 (en) * 2010-03-15 2011-09-15 Hitachi Kokusai Electric Inc. Heat treatment apparatus and method of processing substrate
CN105960701A (zh) * 2014-03-20 2016-09-21 株式会社日立国际电气 衬底处理装置、顶棚部及半导体器件的制造方法
CN109494172A (zh) * 2017-09-12 2019-03-19 株式会社国际电气 冷却单元、绝热结构体、基板处理装置、以及半导体装置的制造方法
CN112095089A (zh) * 2019-06-17 2020-12-18 爱思开海力士有限公司 处理衬底的装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN117116814B (zh) 2024-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11996304B2 (en) Substrate processing device
KR102385547B1 (ko) Ｒｆ-전력공급된, 온도-제어된 가스 확산기
TWI405266B (zh) Heat treatment apparatus, heater and manufacturing method thereof
TW202131392A (zh) 冷卻裝置、氣體供應裝置、基板處理設備、及基板處理方法
JP2714577B2 (ja) 熱処理装置及び熱処理方法
TWI676708B (zh) 具有傳導性控制之化學沉積設備
JP2002348670A (ja) 冷却機構及び処理装置
CN104835758A (zh) 基板处理装置、加热装置、顶壁隔热体及半导体器件的制造方法
CN117116814B (zh) 基板处理设备
TWI392027B (zh) Heat treatment apparatus, heater and heater manufacturing method
TW201716625A (zh) Mocvd氣體噴淋頭預處理方法
CN106032573A (zh) 半导体处理设备
TWI721149B (zh) 用於晶圓釋氣的電漿增強式退火腔室
CN117316824A (zh) 基板处理方法及设备冷却方法
JPH08510438A (ja) ガラスの熱処理
CN202107744U (zh) 退火炉带钢冷却装置
CN110527989A (zh) 用于热处理设备的冷却装置及热处理设备
CN111023841A (zh) 炉体冷却装置及半导体加工设备
KR102255315B1 (ko) 기판 처리장치 및 기판 처리방법
JP2016186998A (ja) 半導体製造装置および半導体製造方法
JP2931641B2 (ja) 熱処理装置
JPWO2004097913A1 (ja) 真空成膜装置及び真空成膜方法並びに太陽電池材料
CN115346894A (zh) 晶圆的热处理装置
KR20120025434A (ko) 종형 열처리 장치 및 그 제어 방법
CN212426165U (zh) 基座温控系统及半导体设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant