TWI682429B - 基底處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種基底處理裝置，並且更具體地說，有關一種能夠阻擋顆粒從基底的下部部分落到下部基底的表面的基底處理裝置。根據示範性實施例的基底處理裝置可包含：基底舟皿，其包含以多級方式連接到多個棒的多個中空板，其中多個基底分別載入於多個中空板上；反應管，其具有容納基底舟皿的容納空間；氣體供應部分，其被配置成從反應管的一側供應處理氣體到反應管中；以及排氣部分，其被配置成從反應管的另一側排出反應管中的處理殘餘物。每個中空板可包含界定垂直通過的中空部分的邊緣部分。

Description

基底處理裝置
本發明是有關於一種基底處理裝置，並且更具體地說，有關一種能夠阻擋顆粒從基底的下部部分落到下部基底的表面的基底處理裝置。
一般來說，基底處理裝置分類成能夠針對一個基底執行基底處理過程的單晶圓類型裝置，以及能夠同時針對多個基底執行基底處理過程的批量型裝置。此單晶圓類型基底處理裝置具有結構簡單的優點，但產率低。因此，廣泛使用能夠規模化生產基底的批量型基底處理裝置。
典型的批量型基底處理裝置通過垂直堆疊多個基底來執行製成。此處，當基底載入到基底舟皿(substrate boat)或從基底舟皿卸載時，從基底的下部部分產生的顆粒或當在基底處理過程中載入基底時產生的顆粒可落到下部基底上。為了解決此局限性，嘗試一種阻擋從基底的下部部分產生的顆粒通過空間分割板的方法。然而，仍未解決從空間分割板的底部表面產生的顆粒或在載入期間產生的顆粒落在基底上的局限性。
特定來說，在選擇性外延生長(selective epitaxial growth，SEG)過程中重複沉積和蝕刻，其中在半導體基底的預定區域上形成例如氧化物層和氮化物層的絕緣層，暴露半導體基底的所述預定區域，並且，僅在半導體的所述暴露的預定區域中，生長具有相同晶體結構的均相或異相半導體層。歸因於此，由過程副產物引起的顆粒在沉積過程期間附著到空間分割板的底部表面且由於在蝕刻過程期間從空間分割板的底部表面蝕刻而降落，這引起更嚴苛的限制。
[現有技術文獻] [專利文獻]
韓國專利公開案第10-2013-0069310號
本發明提供一種能夠阻擋顆粒落在下部基底的表面上以防止對下部基底的污染的基底處理裝置。
根示範性據實施例，一種基底處理裝置包含：基底舟皿，其包含以多級(multistage)方式連接到多個棒的多個中空板，其中多個基底分別載入於多個中空板上；反應管，其具有容納基底舟皿的容納空間；氣體供應部分，其被配置成從反應管的一側供應處理氣體到反應管中；以及排氣部分，其被配置成從反應管的另一側排出反應管中的處理殘餘物。每個中空板包含邊緣部分，所述邊緣部分界定垂直穿過其的中空部分。
在示範性實施例中，中空板可另外包含配置於邊緣部分的頂部表面上以支撐基底的多個支撐銷。
在示範性實施例中，中空板可另外包含分別對應於多個支撐銷並且安置成與邊緣部分的頂部表面上的支撐銷相比更靠內的多個阻擋壁。
在示範性實施例中，阻擋壁的高度可小於支撐銷的高度。
在示範性實施例中，中空板可另外包含敞開邊緣部分的至少一側的切口部分。
在示範性實施例中，邊緣部分可沿著基底的邊緣延伸。
在示範性實施例中，中空部分的表面積可大於邊緣部分的與載入的基底重疊的部分的表面積。
在示範性實施例中，處理氣體可包含薄膜沉積原料氣體和蝕刻氣體。
在示範性實施例中，基底可為含有第一元素的單晶體，且薄膜沉積原料氣體可含有第一元素。
在示範性實施例中，可在多個棒中分別界定多個中空板插入其中的多個槽。
10‧‧‧基底
11‧‧‧臂
100‧‧‧基底舟皿
110‧‧‧棒
120‧‧‧中空板
121‧‧‧邊緣部分
121a‧‧‧中空部分
122‧‧‧支撐銷
123‧‧‧切口部分
124‧‧‧阻擋壁
200‧‧‧基底處理裝置
210‧‧‧反應管
211‧‧‧內部反應管
212‧‧‧外部反應管
220‧‧‧氣體供應部分
221‧‧‧注入噴嘴
230‧‧‧排氣部分
231‧‧‧抽吸孔
240‧‧‧室
241‧‧‧抽入孔
251‧‧‧軸
260‧‧‧支撐板
261‧‧‧密封部件
262‧‧‧軸承部件
270‧‧‧加熱器
300‧‧‧傳送室
310‧‧‧入口
320‧‧‧閘門閥
A‧‧‧表面積
B‧‧‧表面積
C-C'‧‧‧線
W1‧‧‧寬度
W2‧‧‧寬度
可從以下結合附圖做出的描述更詳細地理解示範性實施例，在附圖中：
圖1是根據示範性實施例的基底處理裝置的視圖。
圖2是根據示範性實施例的基底舟皿的視圖。
圖3(a)、圖3(b)、圖3(c)是用於解釋根據示範性實施例的中空板的切口部分的概念圖。
圖4(a)、圖4(b)是用於解釋根據示範性實施例的中空板的形狀的概念圖。
圖5(a)、圖5(b)是說明根據示範性實施例的中空板的變形例的視圖。
下文將參考附圖更詳細地描述具體實施例。然而，本發明可以不同的形式來體現，且不應解釋為限於本文所陳述的實施例。而是，提供這些實施例是為了使得本發明將是透徹並且完整的，並且這些實施例將把本發明的範圍充分地傳達給所屬領域的技術人員。在附圖中，為了清楚起見誇大層和區的厚度。附圖中相似的參考標記指示相似的元件，且因此將省略其描述。
圖1是根據示範性實施例的基底處理裝置的視圖。
參考圖1，根據示範性實施例的基底處理裝置200可包含：基底舟皿100，其包含以多級方式連接到多個棒110的多個中空板120，其中多個基底10分別載入於多個中空板120上；反應管210，其具有用於將基底舟皿100容納於其中的容納空間；氣體供應部分220，其安置於反應管210的一側以供應處理氣體到反應 管210中；以及排氣部分230，其安置於反應管210的另一側以排放反應管210中的處理殘餘物。
基底舟皿100可包含以多級方式連接到多個棒110的多個中空板120，且多個基底10可分別堆疊在多個中空板120上。也就是說，多個中空板120可分別配置在堆疊於基底舟皿100上的多個基底10下方。此外，基底舟皿100可上升以容納於反應管210的容納空間中。
此處，多個棒110可彼此間隔開且以垂立狀態安裝。舉例來說，棒110可由石英製成且具有圓形水平橫截面，且可配置三個或大於三個棒110以支撐多個中空板120。
此外，多個中空板120可分別以多級方式安置於多個棒110上並且連接到所述棒。多個中空板120可由多個棒110支撐。此處，可焊接中空板120以固定到多個棒110。此外，當焊接多個棒110和中空板120時，中空板120可穩定地固定到多個棒110以改進結構穩定性。此處，中空板120可具有預定厚度的板的形狀且由類似於棒110的石英製成。因此，當焊接時，多個棒110和中空板120可彼此穩定連接。
此外，多個中空板120可分別安置於堆疊的多個基底10下方並且配置於基底10下方，以阻擋當載入或卸載基底10時歸因於接觸痕跡(例如摩擦)從基底的下部部分產生的顆粒。此外，中空板120可為阻擋顆粒落在安置於其下的基底10(下文稱為“下部基底”)的表面上的顆粒擋板。
反應管210可容納基底舟皿100並且具有將基底舟皿100容納於其中的容納空間，並且可在其中執行處理堆疊在基底舟皿100上的基底10的過程。此處，處理過程可包含沉積過程和蝕刻過程。反應管210可具有其中封閉上部部分且敞開下部部分的圓柱形形狀。此處，當基底舟皿100垂直地移動以安置於反應管210的容納空間中時，基底舟皿100可通過反應管210的開口插入到反應管210的容納空間中或從所述容納空間卸載。此外，可配置從反應管210的圓周突出到外部並且連接到室240的突出部分，使得通過連接到室240的內壁支撐反應管210下部部分。同時，反應管210可由塗覆有陶瓷的例如陶瓷、石英或金屬的材料製成並且包含內部反應管211和外部反應管212。然而，示範性實施例不限於反應管210的所述結構和形狀。舉例來說，反應管210可具有多種結構和形狀。
氣體供應部分220可將處理氣體從反應管210的一側供應到反應管210中，通過注入噴嘴221供應處理氣體到反應管210中，以及供應處理氣體到基底10。注入噴嘴221可配置於反應管210的一側(或側表面)處。注入噴嘴221可為具有線性形狀的一個注入噴嘴或線性地佈置的多個注入噴嘴。當注入噴嘴221是線性地佈置的多個注入噴嘴時，注入噴嘴221可配置給所述基底中的每個基底。
此外，氣體供應部分220可通過多個注入噴嘴221供應處理氣體到基底10中的每個基底。因此，相等量(或濃度)的處 理氣體可供應到基底10中的每個基底以跨基底10的整個表面均勻地處理基底。此處，基底處理可包含薄膜沉積和蝕刻。此處，多個注入噴嘴221可分別安置成與基底10成對應關係，分別安置於高於基底的位置的位置上，並且在高於基底10的位置的位置處注入處理氣體。
當注入噴嘴221安置成低於基底10時，在注入處理氣體的情況下，薄膜可沉積於基底10的底部表面上而非沉積於基底10的頂部表面上，或處理氣體可影響下部基底10的薄膜沉積。此外，當注入噴嘴221具有與基底10的位置相同的位置來注入處理氣體時，薄膜可沉積於基底10的頂部表面上。然而，當薄膜沉積於基底10的底部表面上，並且在中空板120的切口部分123的方向上供應處理氣體時，大量的處理氣體可向下移動以影響下部基底的薄膜沉積。因此，注入噴嘴221可安置在高於基底10的位置中，以將薄膜有效地沉積於基底10的頂部表面上，並且，通過此，可減小沉積於基底10的底部表面上或影響下部基底10的薄膜沉積的處理氣體。
此外，當注入噴嘴221安置於高於基底10的位置中時，由於處理氣體的流量不受基底10和/或中空板120影響，所以可在基底10上有效地形成層流，所述層流形成維持水平方向的均等勻流。
排氣部分230可從反應管210的另一側排出反應管210中的處理殘餘物。也就是說，排氣部分230可通過配置於反應管 210的抽吸孔231排出反應管210中的處理殘餘物。此外，所述處理殘餘物可包含未反應氣體和反應副產物。此處，排氣部分230可排出處理殘餘物並在反應管210中形成真空。排氣部分230可與注入噴嘴221對稱地配置於反應管210，且抽吸孔231可配置為對應於多個注入噴嘴221。此處，抽吸孔231可安置成與注入噴嘴221對稱，抽吸孔231的數目或形狀可與注入噴嘴221的數目或形狀相同。
此外，當注入噴嘴221配置為多個時，抽吸孔231也可配置為多個。當多個抽吸孔231安置成與多個注入噴嘴221成對應關係時，可有效地排出包含未反應氣體和反應副產物的處理殘餘物，且可有效地控制處理氣體的流量。也就是說，彼此對稱的氣體供應部分220的注入噴嘴221和排氣部分230的抽吸孔231可形成層流，且可通過形成維持水平方向的均等勻流的層流將處理氣體均勻地供應到基底10的整個表面。因此，可在基底10的整個表面上執行均勻基底處理。
處理氣體可包含薄膜沉積原料氣體和蝕刻氣體。也就是說，根據示範性實施例的基底處理裝置200可為選擇性外延生長(SEG)裝置。此SEG裝置將少量蝕刻氣體與薄膜沉積原料氣體混合並將其供應到基底10，使得在基底10上同時伴隨沉積反應和蝕刻反應。沉積和蝕刻反應以對於多晶層和外延層相對不同的反應速率同時發生。當典型的多晶層或典型的非晶層在沉積過程期間沉積於至少一個第二層上時，雖然外延層形成於單個結晶表面 上，但通常以比外延層的速度更快的速度蝕刻沉積的多晶層。因此，當蝕刻氣體的濃度變化時，最終選擇性過程可引起外延材料的沉積以及多晶材料的受限制或不受限制沉積。舉例來說，SEG裝置可在單個結晶矽表面上形成由含矽材料製成的外延層而不在間隔件上剩餘沉積材料。
圖2是根據示範性實施例的基底舟皿裝置的視圖。
參考圖2，中空板可包含邊緣部分121，所述邊緣部分形成垂直通過的中空部分121a。邊緣部分121可沿著基底10的邊緣以預定寬度形成並且具有根據基底10的形狀變化的形狀。此處，邊緣部分121可為配置於中空部分121a的邊緣上的框架、完全圍繞中空部分121a的邊沿(rim)、以及圍繞中空部分121a的一部分的邊(brim)。舉例來說，當基底10是圓形晶圓時，邊緣部分可具有切割掉一側的環形形狀或圓環形狀。
此外，邊緣部分121可沿著基底10的邊緣延伸。此處，中空部分121a可為至少部分地與基底10的形狀相同的形狀。當邊緣部分121沿著基底10的邊緣延伸時，邊緣部分121可配置於基底10的邊緣下方。此外，當基底10的邊緣受支撐以減少從基底10的中心部分產生的顆粒時，可阻擋當基底10受支撐時歸因於接觸痕跡(例如摩擦)從基底10的邊緣的下部部分產生的顆粒，以便不落到下部基底10上。
同時，當邊緣部分121支撐基底10時，邊緣部分121可配置於基底10的邊緣下方，使得不從基底10的中心部分產生由 接觸痕跡(例如摩擦)引起的顆粒，以便穩定地支撐基底10的邊緣。此外，當使用基底10的整個區域時，中空部分121a可具有與基底10的形狀(或所述形狀的一部分)相同的形狀以穩定地支撐基底10，有效地阻擋從基底10的邊緣的下部部分產生的顆粒，並且最小化(或減小)下部基底10的受從邊緣部分121的下部部分產生的顆粒影響的表面積。
此外，邊緣部分121可對稱地形成。此處，邊緣部分121可對於基底的水平中心軸線(或通過基底的中心的水平線)對稱。在此情況下，處理氣體可對於基底10的水平中心軸線均勻地供應到基底10的兩側，從而在基底10上形成層流。因此，可防止薄膜(或生長層)針對基底10的每個區域具有不同厚度的現象，且可達成跨基底10的整個表面為均勻的薄膜。同時，當邊緣部分121不對稱地形成時，處理氣體可對於基底10的水平中心軸線不均勻地供應到基底10的兩側，使得不在基底10上形成層流。同時，當邊緣部分121支撐基底10時，基底10的水平中心軸線的兩側可穩定地支撐基底10。
此外，中空板120可另外包含配置於邊緣部分121的頂部表面上以支撐基底10的多個支撐銷122。多個支撐銷122可配置於邊緣部分121的頂部表面上，且基底10可由多個支撐銷122支撐。此處，多個支撐銷122可包含三個或大於三個支撐銷並且根據基底10的重心適合地佈置(或間隔開預定距離)以穩定地支撐基底10。舉例來說，支撐銷122可具有半球形形狀並與基底10 點接觸。在此情況下，與基底10的接觸面積可減到最少以最小化由接觸痕跡(或摩擦)引起的顆粒產生，所述顆粒從基底10的下部部分產生。
同時，支撐銷122可形成為具有低高度(例如，約1mm)，通過所述高度穩定地支撐基底10並且不在基底10的底部表面和邊緣部分121的頂部表面之間傳送處理氣體。當支撐銷122具有低高度時，可阻擋(或限制)基底10下方的處理氣體流，從而在基底10上有效地形成層流，並且可阻擋(或限制)處理氣體對下部基底10的薄膜沉積的影響。此外，因為由處理氣體引起的處理殘餘物不易於附著在基底10的底部表面和邊緣部分121的頂部表面之間，所以可減小產生的顆粒量。此外，當支撐銷122具有寬表面積時，可穩定地支撐基底10並防止其滑動。
此外，支撐銷122可接觸在外圓周邊緣向內凹入預定距離的部分以支撐基底10，並且因此，穩定地支撐基底10。此外，因為支撐銷122與邊緣部分121的內側間隔開預定距離，所以邊緣部分121可有效地阻擋歸因於接觸支撐銷122的痕跡從基底10的下部部分產生並且落在下部基底10上的顆粒。此處，邊緣部分121具有接近於中空部分121a的內側和遠離中空部分121a的外側。同時，當支撐銷122安置成太接近於邊緣部分121的內側時，邊緣部分121可能不阻擋歸因於接觸支撐銷122的痕跡從基底10的下部部分產生並且落在下部基底10上的顆粒。
通過上文所描述的中空板120，可能阻擋當載入或卸載基 底10時歸因於接觸支撐銷122的痕跡從基底10的下部部分產生並且落在下部基底10上的顆粒，並且因此，可防止歸因於顆粒對下部基底10的污染。
圖3(a)、圖3(b)、圖3(c)是用於解釋根據示範性實施例的中空板的切口部分的概念圖，圖3(a)是說明其中基底安置於傳送設備的臂上的狀態的視圖，圖3(b)是說明其中傳送設備的臂移動以將基底提供到中空板的狀態的視圖，以及圖3(c)是說明其中傳送設備的臂允許基底由中空板支撐並且接著移出的狀態的視圖。
參考圖3(a)、圖3(b)、圖3(c)，中空板120可另外包含敞開邊緣部分121的至少一側的切口部分123。可形成切口部分123以便敞開邊緣部分121的至少一側。此處，可敞開在邊緣部分121中載入(或卸載)基底10的方向。通過上文所描述的切口部分123，可確保傳送設備的臂11垂直移動的空間，且可不產生當傳送設備的臂11載入或卸載基底10時對中空板120的干擾。因此，基底10可盡可能低地安置(或載入)於中空板120上。此處，中空板120可為蹄板(或蹄形板)。中空板可形成蹄形形狀使得具有圓形形狀(或橢圓形形狀)的中空板120的一側通過切口部分123敞開。此外，因為通過切口部分123而減小與下部基底10重疊(或佔據所述下部基底)的中空板120的表面積，所以可減小從中空板120的底部表面落到下部基底10的表面上的顆粒的降落範圍。此處，所述重疊表示兩個物體上下垂直重疊(或堆疊) 而與這兩個物體之間的距離無關。
此外，當在切口部分123的方向上供應處理氣體時，在注入處理氣體時，中空板120可不受干擾，使得可在基底10上有效地形成處理氣體的層流。同時，雖然切口部分123配置為多個以最小化與下部基底10重疊的中空板120的表面積，但可期望為一個切口部分123來穩定地支撐基底10。
圖4(a)、圖4(b)是用於解釋根據示範性實施例的中空板的形狀的概念圖，圖4(a)說明中空部分的寬度和基底的寬度，以及圖4(b)說明中空部分的表面積和邊緣部分與基底重疊的部分的表面積。
參考圖4(a)、圖4(b)，中空部分121a的表面積A可大於邊緣部分121的與基底10重疊的部分。也就是說，中空部分121a的表面積A可大於其中邊緣部分121與下部基底10重疊的表面積(或其中邊緣部分與基底重合的表面積)。
當在其中多個基底載入於基底舟皿上的狀態中執行半導體製程時，可從基底的下部部分以及用以支撐基底或劃分製程空間的板的底部表面產生顆粒，並且此類顆粒可污染下部基底的表面。特定來說，由於在SEG過程中重複沉積和蝕刻，當在蝕刻過程期間蝕刻在沉積過程期間附著到板的底部表面的處理殘餘物時，可能另外產生顆粒。
因此，中空部分121a的表面積A可大於邊緣部分121的與基底10重疊的部分的表面積B。通過此，可減小其中邊緣部分 121與下部基底10重疊的表面積，且減少從中空板120的底部表面產生並且落到下部基底10上的顆粒以限制歸因於所述顆粒造成的對下部基底10的污染。也就是說，因為減小了其中邊緣部分121與基底10重疊的表面積，所以可減小(或消除)引起顆粒落到基底10上的主要因素，從而防止或限制對基底10的表面的污染。
此外，中空部分121a的寬度W1可為基底10的寬度W2的75%到97%。也就是說，其中邊緣部分121佔據下部基底10的寬度可小於中空部分121a的寬度W1。當中空部分121a的寬度W1小於基底10的寬度W2的75%時，因為其中邊緣部分121與基底10重疊的表面積太大，歸因於所述顆粒對基底10的表面造成的污染變得嚴重，且制程失敗率增加。同時，當中空部分121a的寬度W1大於基底10的寬度W2的97%時，因為基底10沒有受到支撐銷122的穩定支撐，且邊緣部分121的內側與支撐銷122之間的距離不可避免地減小，所以可能不會有效地阻擋歸因於接觸支撐銷122的痕跡造成的從基底10的下部部分落到下部基底10的表面的顆粒。
舉例來說，當基底10的寬度W2是約300mm時，中空部分121a的寬度W1可為約260mm，且邊緣部分121可向內佔據基底10的兩側約20mm。在此情況下，可有效地支撐基底10，可有效地阻擋歸因於接觸支撐銷122的痕跡從基底10的下部部分產生並且落到下部基底10的表面上的顆粒，且可減小從邊緣部分121的底部表面產生且落到下部基底10的表面上的顆粒的容許範 圍。
同時，基底10可劃分成使用區域(或生長區域)，其為中心部分，以及不使用區域(或非生長區域)，其為邊緣部分。此處，因為允許邊緣部分121僅佔據基底10的不使用區域，所以從邊緣部分121的底部表面產生的顆粒可不影響基底10的使用區域。此處，中空部分121a可具有不同於邊緣部分121的外側的形狀的形狀。舉例來說，邊緣部分121的外側形狀可為根據圓形晶圓的形狀的圓形形狀，且中空部分121a可具有內接圓形晶圓(即，由圓形晶圓形成的圓)的矩形形狀。一般來說，當圓形晶圓劃分成矩形單位晶片時，可扔棄不形成矩形形狀的邊緣部分。可允許邊緣部分121僅佔據(或覆蓋)所述邊緣部分。
此外，基底10可為含有第一元素的單晶體，且薄膜沉積原料氣體可含有所述第一元素。此處，中空板120可由不同於基底10的材料的材料製成。此處，不同材料可為不同元素、具有例如非晶結構或多晶結構的不同晶體結構的均相元素，以及例如氧化物和氮化物等含有相同元素的複合元素。舉例來說，第一元素可包含矽(Si)，且中空板120可由石英(例如，SiO2)製成。
在此情況下，第一元素可良好地沉積為基底10上的薄膜，以外延方式在基底10上生長，以及良好地沉積為基底10的底部表面上的薄膜。因此，可限制或防止使得沉積於基底10的底部表面上的第一元素的薄膜(或沉積的材料)從基底10的底部表面落下而產生的顆粒。也就是說，因為在基底10上(或在基底10 的底部表面上)配置構成晶格的單晶體的晶核位置，所以第一元素可以薄膜的形式沉積於晶核位置上，且第一元素可以相同晶格結構(或晶格常數)生長以穩定地維持基底10上沉積的第一元素的薄膜(或生長層)。同時，在不同材料的情況下，因為不配置用於沉積第一元素的薄膜的晶核位置，所以第一元素以顆粒或團塊形式附著到表面，並且可穩定地維持所述附著。
同時，可在基底10的底部表面上形成原生氧化物(native oxide)。由於原生氧化物具有數Å(0.1nm)的厚度，是極其薄的，所以可在原生氧化物的表面上配置晶核位置，且可SEG過程中蝕刻原生氧化物。當晶核位置配置於原生氧化物的表面上時，第一元素可以薄膜形式沉積於配置在基底10的底部表面的原生氧化物的表面上的晶核位置上。當通過SEG過程的蝕刻來蝕刻原生氧化物時，第一元素可以薄膜形式沉積於通過蝕刻原生氧化物暴露的基底10的底部表面上。舉例來說，原生氧化物可形成於矽晶圓的底部表面上。此處，矽可沉積(或生長)於配置晶核位置的原生氧化物的表面上，且矽可沉積於通過歸因於SEG過程的蝕刻引起的蝕刻所暴露的矽晶圓的底部表面的裸矽(bare silicon)上。
此外，當中空板120由不同於基底10的材料的材料製成時，由於中空板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積於中空板120(或中空板的底部表面)上，且作為過程副產物以團塊(或顆粒)形式附著到中空板120上，且附著的過程副產物可不穩定地維持於中空板120上。特 定來說，附著到中空板120的底部表面的過程副產物可在基底處理過程期間從中空板120的表面剝離或在SEG過程期間被蝕刻為顆粒。顆粒可落在下部基底10上，影響下部基底10的薄膜品質。也就是說，中空板120可不構成其中能夠生長第一元素的晶格並且可不配置晶核位置。因此，第一元素可不以薄膜形式沉積於中空板120上，且作為過程副產物附著到中空板120上。由於第一元素作為過程副產物附著到中空板120上，所以第一元素可易於通過SEG過程的蝕刻被蝕刻為顆粒。此外，附著於中空板120的底部表面上的過程副產物可在基底處理過程期間以顆粒形式從中空板120的表面落下。
也就是說，歸因於根據基底10和中空板120的材料造成的沉積特性(例如，沉積速率)和/或蝕刻特性(例如，蝕刻速率)間的不同，雖然在SEG過程中重複沉積和蝕刻，但在基底和中空板120當中，可不在基底10中產生顆粒，且可僅在中空板120中產生顆粒。特定來說，從中空板120的底部表面產生顆粒。
如上文所描述，可不在基底10中產生由第一元素的薄膜沉積引起的顆粒，且可僅在中空板120中產生由第一元素產生的過程副產物引起的顆粒。因此，基底10與下部基底10重疊的表面積可增加，且中空板120與下部基底10重疊的表面積可減小。也就是說，由於其中邊緣部分121與下部基底10重疊的表面積減小，所以不產生顆粒的基底10另外與基底10重疊(或重合)，且產生顆粒的中空板120較少地與下部基底10重疊以限制歸因於落 到下部基底10上的顆粒造成的對下部基底10的污染。
一般來說，在SEG過程中，通過使用含有與的基底10的元素相同的元素的薄膜沉積原料氣體在由組成元素的單晶體形成的基底10上沉積(或生長)薄膜。然而，當中空板120如同示範性實施例一樣由不同於基底10的材料的材料製成時，由於薄膜沉積原料氣體(或沉積材料)以薄膜形式良好沉積(吸附)於由相同單晶元素形成的基底10上，且薄膜沉積原料氣體不以薄膜形式沉積於為非晶或多晶型或由不同元素形成的中空板120上，所以僅從與下部基底10較少重疊的中空板120產生顆粒，且從中空板120的底部表面產生較多顆粒。
舉例來說，基底10可為單晶矽晶圓，薄膜沉積原料氣體可包含矽氣體，且矽可在單晶矽晶圓(即，上文所描述的基底)上以外延方式生長。此處，中空板120可由石英製成，呈非晶矽形式的過程副產物可附著到中空板120，且附著的非晶矽易於從中空板120剝離。
此外，可在多個棒110中分別界定多個中空板120插入其中的多個槽111。當多個中空板120插入到多個槽111中並且連接到所述多個槽時，多個中空板120可以簡單且穩定方式連接到多個棒110。此外，多個中空板120可從多個棒110拆離，並且，在此情況下，可易於執行對中空板120的維護(例如，清洗)。
此外，多個中空板120的對齊對於達成多個基底10上的均勻薄膜來說是重要的。多個中空板120可通過多個槽111對齊。 舉例來說，多個中空板120可通過以下方式對齊：在中空板120的一部分中界定插入狹槽111的突出部分或凹陷部分(或凹槽)，且與所述狹槽成對應關係地配置凹陷部分或突出部分，以便彼此接合。此外，當在中空板120上配置對齊標記，且中空板120插入到與所述對齊標記匹配的狹槽111中時，可對齊多個中空板120。
同時，當在中空板120的一部分中界定連接到多個棒110的凹陷部分，且多個中空板120連接到多個棒110使得多個棒110插入到凹陷部分中時，可對齊多個中空板120。
此外，棒110可安置於邊緣部分121的外側處，且多個支撐銷122可安置於邊緣部分121的外側和內側之間的中心部分處或安置成與邊緣部分121的外側相比更靠近內側。也就是說，基底10可與棒110間隔開並且由所述棒支撐，使得邊緣足夠遠離棒110。在此情況下，由於基底10與棒110間隔開，所以防止從棒110產生的顆粒落到基底10的表面上，且可防止因為棒110造成基底的每個區域的厚度不同的現象。
換句話說，當從包含狹槽111的棒110產生的顆粒落到基底的表面上時，由於棒110安置成面向處理氣體(例如薄膜沉積原料氣體)的注入方向且具有長度(或高度)，所以更多過程副產物可附著到所述棒，且因此，與其它元件(或部分)相比產生更多顆粒。一般來說，棒110由不同於薄膜沉積原料氣體的材料的材料(例如，石英)製成。特定來說，在SEG過程中，重複沉積和蝕刻，從棒110產生更多顆粒。因此，由於基底10與棒110 間隔開，所以可防止此類顆粒落到基底10的表面上。此外，當基底10安置為鄰近於棒110時，所述棒可擾亂處理氣體流並且影響所述處理氣體流，使得處理氣體流對於基底10的每個區域是不均勻的，且基底10具有對於每個區域為不同的厚度。在使基底與棒110間隔開的情況下，可解決此限制。
圖5(a)、圖5(b)是說明根據示範性實施例的中空板的經修改實例的視圖，圖5(a)是中空板的平面視圖，且圖5(b)是沿著線C-C'取得的橫截面圖。
參考圖5(a)、圖5(b)，中空板120可另外包含安置成與邊緣部分121的頂部表面上的支撐銷122相比更靠內且與多個支撐銷122成相應的對應關係的多個阻擋壁124。多個阻擋壁124可配置為與多個支撐銷122成相應的對應關係且安置成與邊緣部分121的頂部表面上的支撐銷122相比更靠內。此外，所述阻擋壁124中的每個阻擋壁124可防止歸因於與支撐銷122的接觸痕跡(例如摩擦)造成從基底10的下部部分產生的顆粒在邊緣部分121內部移動，從而防止所述顆粒通過安置於邊緣部分121的內側的中空部分121a落在下部基底10上。同時，阻擋壁124於周圍(或週邊部分)當中可僅安置於邊緣部分121的內側，並且，在此情況下，可通過安置於邊緣部分121的外側的排氣部分230排放所述顆粒。
此外，阻擋壁124的高度可小於支撐銷122的高度。當阻擋壁124的高度大於支撐銷122的高度時，基底10不受支撐銷 122支撐。當阻擋壁124的高度等於支撐銷122的高度時，基底10也受阻擋壁124支撐，且因此，產生歸因於接觸阻擋壁124的痕跡造成的顆粒。在此情況下，產生更大量的顆粒，且所述顆粒通過安置於邊緣部分121的內側的中空部分121a落在下部基底10的表面上，這是因為阻擋壁124安置為鄰近於邊緣部分121的內側。為防止此，阻擋壁124的高度可大於支撐銷122的高度。
此外，當阻擋壁124的高度小於支撐銷122的高度時，阻擋壁124可不完全阻擋水平處理氣體流(或流動路徑)，且因此，供應到每個基底10的處理氣體可不影響下部基底10。當阻擋壁124完全阻擋水平處理氣體流時，由於基底10的底部表面阻擋向上部分，所以處理氣體向下流動。此外，當維持水平處理氣體流時，可通過排氣部分230將顆粒排放到邊緣部分121的外部。
根據示範性實施例的基底處理裝置200可另外包含容納反應管210的室240。室240可具有矩形容器或圓筒的形狀並且具有內部空間。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連通。可在室240的下部部分的一側界定與傳送室300連通的插入孔241，並且，通過插入孔241，基底10可從傳送室300載入到室240中。入口310可界定於傳送室300的一側對應於室240的插入孔241，且閘門閥320可配置於入口310和插入孔241之間。因此，傳送室300的內部空間與室240的內部空間可通過閘門閥320間隔開。此外，入口310和插入孔241可通過閘門閥320敞開和封閉，並且此處，插入孔241可界定於室的下 部部分中。
此外，軸251可連接到基底舟皿100的下部部分。軸251可豎直延伸並且具有連接到基底舟皿100的下部部分的上端。軸251可用以支撐基底舟皿100，且軸251的下部部分可通過室240的下部部分並且連接到外部豎直移動驅動部分(未示出)或旋轉驅動部分(未示出)。
根據示範性實施例的基底處理裝置200可另外包含安裝到軸251的支撐板260。支撐板260可安裝到軸251並且與基底舟皿100一起上升，以使通過內部反應管211或外部反應管212間隔開的處理與外部隔絕。支撐板260可在基底舟皿100下方間隔開。具有O型環形狀的密封部件261可配置於支撐板260和內部反應管211之間或支撐板260和外部反應管212之間以密封處理空間。此外，軸承部件262可配置於支撐板260和軸251之間，且軸251可在由軸承部件262支撐的情況下旋轉。
根據示範性實施例的基底處理裝置200可另外包含安置於室240中的加熱器270。加熱器270可配置於室240中並且安置為圍繞內部反應管211或外部反應管212的側圓周和上部部分。加熱器270可提供熱能到內部反應管211或外部反應管212，以加熱內部反應管211或外部反應管212的內部空間並且調整內部反應管211或外部反應管212的內部空間的溫度，從而執行外延過程。
根據示範性實施例的基底處理裝置可阻擋當通過中空板 載入或卸載基底時由接觸痕跡(例如摩擦)引起的顆粒落在下部基底的表面上，並且，因此，防止對下部基底的污染。此外，由於中空板與下部基底重疊的表面積減到最少，所以可減少從中空板的底部表面落到下部基底的表面上的顆粒。
此外，由於傳送設備的臂可垂直移動通過中空板的切口部分，所以當載入或卸載基底時可不產生干擾，可通過界定於中空板的頂部表面上的多個支撐銷使基底與棒間隔開來防止從棒產生的顆粒落在基底的表面上，且可防止由於棒造成基底的每個區域的厚度不同的現象。同時，當多個支撐銷的總支撐表面積擴展時，可穩定地支撐基底，且可防止基底滑動。此外，由於支撐銷的高度增加，所以過程殘餘物不容易附著在基底的下部表面和支撐基底的邊緣部分的頂部表面之間，並且因此，可減小所產生的顆粒量。此外，當棒和中空板被焊接時，可增強結構穩定性。
雖然已描述本發明的示範性實施例，但應瞭解，本發明不應限於這些示範性實施例，而是所屬領域的普通技術人員可在如由所附申請專利範圍的本發明的精神和範圍內做出各種改變和修改。因此，本發明的實際保護範圍將由所附申請專利範圍的技術範圍確定。
10‧‧‧基底
100‧‧‧基底舟皿
110‧‧‧棒
120‧‧‧中空板
200‧‧‧基底處理裝置
210‧‧‧反應管
211‧‧‧內部反應管
212‧‧‧外部反應管
220‧‧‧氣體供應部分
221‧‧‧注入噴嘴
230‧‧‧排氣部分
231‧‧‧抽吸孔
240‧‧‧室
241‧‧‧抽入孔
251‧‧‧軸
260‧‧‧支撐板
261‧‧‧密封部件
262‧‧‧軸承部件
270‧‧‧加熱器
300‧‧‧傳送室
310‧‧‧入口
320‧‧‧閘門閥

Claims (5)

  1. 一種基底處理裝置，包括：基底舟皿，其包括以多級方式連接到多個棒的多個中空板，其中多個基底分別載入於所述多個中空板上；反應管，其具有容納所述基底舟皿的容納空間；氣體供應部分，其被配置成從所述反應管的一側供應處理氣體到所述反應管中；以及排氣部分，其被配置成從所述反應管的另一側排出所述反應管中的處理殘餘物，其中所述多個中空板中的每一個包括：邊緣部分，所述邊緣部分界定垂直通過的中空部分；多個支撐銷，配置於所述邊緣部分的頂部表面上以支撐所述基底；多個阻擋壁，配置於所述邊緣部分的所述頂部表面上，分別對應於所述多個支撐銷，且配置在內側，所述多個阻擋壁比配置於所述邊緣部分的所述頂部表面上的所述多個支撐銷更靠近所述中空部分；所述基底是含有第一元素的單晶體；所述中空板由不同於所述基底的材料製成；所述處理氣體包括含有所述第一元素的薄膜沉積原料氣體和蝕刻氣體；所述邊緣部分重疊所述載入的基底的至少一部分；以及 所述中空部分的表面積大於所述邊緣部分與所述載入的基底重疊的部分的表面積。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的基底處理裝置，其中所述阻擋壁的高度小於所述支撐銷的高度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的基底處理裝置，其中所述中空板另外包括敞開所述邊緣部分的至少一側的切口部分。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的基底處理裝置，其中所述邊緣部分沿著所述基底的邊緣延伸。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的基底處理裝置，其中在所述多個棒中分別界定所述多個中空板插入其中的多個槽。
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