本發(fā)明涉及一種襯底處理裝置，且更具體而言，涉及一種能夠改善襯底的整個表面上的工藝均勻性的襯底處理裝置。

背景技術(shù)：

大體而言，襯底處理裝置被分類成能夠處理一個襯底的單晶片型處理裝置及能夠同時處理多個襯底的批次型襯底處理裝置。這種單晶片型襯底處理裝置具有簡單的結(jié)構(gòu)，但生產(chǎn)率低。因此，能夠大量生產(chǎn)襯底的批次型襯底處理裝置被廣泛地使用。

襯底處理裝置可在升高的溫度下對一個或多個襯底執(zhí)行襯底處理工藝。在其中分多個級裝載多個襯底的批次型襯底處理裝置中，需要對垂直堆疊的襯底進行均勻加熱以使所述處理工藝在所有襯底上均勻地執(zhí)行。由于加熱單元對典型襯底處理裝置中的反應(yīng)管外部的整個區(qū)進行均勻加熱，因此，由于上部部分及下部部分與環(huán)繞部分之間的溫度差異而導(dǎo)致上部部分及下部部分中的每一個可具有比中間部分的溫度低的溫度。

為解決這種限制，正使用其中可將加熱單元劃分成多個級以單獨地控制每一級的方法。

盡管上述方法能夠解決襯底的不均勻性，然而可能難以改善所述襯底中的每一個的整個表面上的均勻性。為改善襯底的整個表面上的均勻性，控制加熱單元的溫度至關(guān)重要。然而，典型襯底處理裝置使用其中加熱單元對反應(yīng)管的圓周進行均勻加熱的方法。在這種方法中，由于工藝氣體溫度的影響，噴射噴嘴區(qū)中的溫度可不同于其它區(qū)中的溫度，從而造成處理工藝中的不均勻性。當(dāng)反應(yīng)管在其整個內(nèi)部區(qū)中具有均勻的溫度時，噴射噴嘴區(qū)中的氣體分壓可相對高，從而造成以下限制：襯底的靠近噴射噴嘴的一部分比襯底的其它部分受到更大程度的處理(例如，生長于襯底的靠近噴射噴嘴的部分上的層具有相對厚的厚度)。

[現(xiàn)有技術(shù)文獻]

[專利文獻]

韓國專利公開案第10-2014-0099210號

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種襯底處理裝置，在所述襯底處理裝置中多個垂直加熱部件被獨立地控制以改善襯底的整個表面上的工藝均勻性。

根據(jù)示例性實施例，一種襯底處理裝置包括：襯底舟，襯底裝載于所述襯底舟中；反應(yīng)管，在所述反應(yīng)管中對裝載于所述襯底舟中的所述襯底執(zhí)行處理工藝；氣體供應(yīng)單元，用以經(jīng)由安置于所述反應(yīng)管的一側(cè)上的噴射噴嘴將工藝氣體供應(yīng)至所述反應(yīng)管中；加熱單元，包括多個垂直加熱部件，所述多個垂直加熱部件在所述反應(yīng)管外部沿所述反應(yīng)管的圓周安置且用以將所述反應(yīng)管的所述圓周劃分成多個部分，以對所述反應(yīng)管的所劃分的所述多個部分中的每一個進行獨立加熱；以及控制單元，用以控制所述加熱單元。

多個垂直加熱部件可包括：第一垂直加熱部件，安置于與所述噴射噴嘴對應(yīng)的位置；以及第二垂直加熱部件，自所述第一垂直加熱部件沿所述反應(yīng)管的所述圓周延伸，且安置于所述反應(yīng)管的所述圓周的至少一部分上。

第一垂直加熱部件的水平橫截面積可小于所述第二垂直加熱部件的水平橫截面積。

第一垂直加熱部件的加熱溫度可對應(yīng)于所述第二垂直加熱部件的加熱溫度的90％至110％的范圍。

控制單元可包括：第一控制部件，連接至所述第一垂直加熱部件；以及第二控制部件，連接至所述第二垂直加熱部件，其中所述第一垂直加熱部件與所述第二垂直加熱部件可被獨立地控制。

第一控制部件可包括用以測量所述第一垂直加熱部件的溫度的第一溫度測量構(gòu)件，且所述第二控制部件可包括用以測量所述第二垂直加熱部件的溫度的第二溫度測量構(gòu)件以及用以測量所述反應(yīng)管的內(nèi)部溫度的第三溫度測量構(gòu)件。

第一控制部件可利用所述第一溫度測量構(gòu)件的測量值來控制所述第一垂直加熱部件，且所述第二控制部件可利用通過所述第二溫度測量構(gòu)件的測量值及所述第三溫度測量構(gòu)件的測量值而計算出的值來控制所述第二垂直加熱部件。

多個垂直加熱部件可通過堆疊多個被獨立控制的水平加熱元件而形成。

襯底處理裝置可進一步包括用以旋轉(zhuǎn)所述襯底舟的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元。

襯底處理裝置可進一步包括排放單元，所述排放單元通過安置于所述反應(yīng)管的與所述噴射噴嘴對稱的另一側(cè)上來排放所述反應(yīng)管內(nèi)的殘留氣體，其中所述多個垂直加熱部件可進一步包括第三垂直加熱部件，所述第三垂直加熱部件與所述第一垂直加熱部件對稱地安置于與所述排放單元對應(yīng)的位置處。

附圖說明

結(jié)合附圖閱讀以下說明，可更詳細(xì)地理解示例性實施例，其中：

圖1是根據(jù)示例性實施例的襯底處理裝置的剖視圖；

圖2a及圖2b是由根據(jù)示例性實施例的多個垂直加熱部件構(gòu)成的加熱單元的圖式；

圖3a及圖3b是解釋根據(jù)示例性實施例的多個垂直加熱部件與控制單元之間的連接的概念圖；

圖4是根據(jù)經(jīng)修改實施例的多個垂直加熱部件的平面圖。

附圖標(biāo)號說明

10：襯底；

11：溫度輸出部件；

12：第一輸入部件；

13：溫度控制部件；

21：第三輸入部件；

22：第二輸入部件；

23：計算控制部件；

100：襯底處理裝置；

110：襯底舟；

120：反應(yīng)管；

130：氣體供應(yīng)單元；

131：噴射噴嘴；

140：加熱單元；

141：垂直加熱部件/第一垂直加熱部件；

141a、141b、141c、141d、142a、142b、142c、142d：水平加熱元件；

142：垂直加熱部件/第二垂直加熱部件；

143：垂直加熱部件/第三垂直加熱部件；

150：控制單元；

151：第一控制部件；

152：第二控制部件；

153：第三控制部件；

154：第一溫度測量構(gòu)件；

155：第二溫度測量構(gòu)件；

156：第三溫度測量構(gòu)件；

160：旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元；

170：排放單元；

171：抽吸孔；

180：腔室；

181：上部腔室；

182：下部腔室；

183：插入孔；

191：升降驅(qū)動單元；

192：蓋板；

192a：密封構(gòu)件；

200：傳送腔室；

210：流入孔；

220：門閥。

具體實施方式

以下，將參照附圖更詳細(xì)地闡述具體實施例。然而，本發(fā)明可以不同的形式實施，而不應(yīng)被視為僅限于本文中所述的實施例。確切而言，提供這些實施例是為了使本發(fā)明透徹及完整，并向所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員充分傳達本發(fā)明的范圍。在本說明中，相同的元件由相同的參考編號加以指示。在圖中，為說明清晰起見，夸大了各層及各區(qū)的尺寸。通篇中相同的參考編號指代相同的元件。

圖1是根據(jù)示例性實施例的襯底處理裝置的剖視圖。

參照圖1，根據(jù)示例性實施例的襯底處理裝置100可包括：襯底舟110，在襯底舟110上裝載襯底10；反應(yīng)管120，在反應(yīng)管120中對裝載至襯底舟110中的襯底10執(zhí)行處理工藝；氣體供應(yīng)單元130，經(jīng)由設(shè)置于反應(yīng)管120的一側(cè)中的噴射噴嘴131將工藝氣體供應(yīng)至反應(yīng)管120中；加熱單元140，由在反應(yīng)管120外部沿反應(yīng)管120的圓周設(shè)置的多個垂直加熱部件141、142構(gòu)成以對反應(yīng)管120的圓周進行劃分，且因此對反應(yīng)管120的所劃分的部分進行獨立加熱；以及控制單元150，控制加熱單元140。

襯底舟110中可裝載一個襯底或多個襯底。因此，可提供其中對所述多個襯底執(zhí)行襯底處理工藝的批次型襯底處理裝置。所述多個襯底10可分多個級(或在垂直方向上)裝載至襯底舟110中來以批次型方式執(zhí)行襯底處理工藝。襯底舟110可被升降以裝載襯底或執(zhí)行處理工藝。舉例而言，襯底舟110可分多個級來裝載22片襯底10。在襯底舟110定位于設(shè)置于下部腔室162中的裝載空間中(或裝載部分處)時，襯底10可被裝載至襯底舟110中。更詳細(xì)而言，當(dāng)一個襯底10被裝載于襯底舟110的一個級上時，襯底舟110可上升以使另一襯底10被裝載于在襯底10所裝載的級之下安置的級上。當(dāng)多個襯底10被完全地裝載至襯底舟110中時，襯底舟110可移動至反應(yīng)管120的容納空間(或工藝位置)以在反應(yīng)管120的容納空間中執(zhí)行襯底處理工藝。

另外，襯底舟110可包括多個分隔板，所述多個分隔板對其中裝載襯底10的裝載空間進行分隔。所述多個分隔板可界定其中分別裝載所述多個襯底10的多個各別裝載空間，以在所述裝載空間中的每一個中各別地處理所述多個襯底10。也就是說，襯底舟110可在垂直方向上具有多級裝載空間，且可在所述裝載空間中的每一個中裝載一個襯底10。因此，用于處理襯底10的區(qū)可被各別地界定于襯底舟110的裝載空間中以防止噴射至襯底10的每一個上的工藝氣體對上部襯底及下部襯底產(chǎn)生影響?？墒褂锰沾伞⑹?、合成石英等作為所述分隔板中的每一個的材料。

在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的批次型襯底處理裝置中，所述多個襯底可垂直地堆疊于單個空間中以執(zhí)行襯底處理工藝。如此一來，附著于襯底的底表面的粒子可在所述襯底處理工藝之前的單晶片型工藝或其他工藝中自傳送模塊的末端執(zhí)行器(end-effector)分離，以在載送或取出襯底的同時或在所述工藝期間落于下部襯底的層形成表面上，從而起到使所要生長的層(以下，稱為“生長層”)的品質(zhì)劣化的作用。

然而，在根據(jù)示例性實施例的襯底處理裝置100中，包括多個分隔板的襯底舟110可用以獨立地分離多個襯底10，從而防止附著于襯底10的底表面的粒子落于下部襯底的層形成表面上，且因此防止生長層在品質(zhì)方面發(fā)生劣化。

另外，由于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的批次型襯底處理裝置包括一個工藝氣體供應(yīng)管線，因此只能控制被供應(yīng)至反應(yīng)管中的工藝氣體的量，而供應(yīng)至襯底中的每一個上的工藝氣體的量則無法被各別地控制。也就是說，供應(yīng)至襯底中的每一個上的工藝氣體的濃度未受到控制。如此一來，無法控制形成于襯底上的生長層的厚度，進而形成具有彼此不同的厚度的襯底。另外，為解決這個限制，盡管提供其中設(shè)置有多級氣體供應(yīng)噴嘴及氣體排放孔以向所述襯底中的每一個獨立地供應(yīng)氣體的系統(tǒng)，然而，由于襯底舟在各襯底之間具有開放結(jié)構(gòu)，因此無法對襯底舟內(nèi)的多個襯底執(zhí)行襯底處理。也就是說，即使經(jīng)由與所述襯底中的每一個對應(yīng)的氣體供應(yīng)噴嘴(或噴射噴嘴)供應(yīng)預(yù)定量的工藝氣體，工藝氣體也可對安置于對應(yīng)位置處的襯底及安置于在對應(yīng)位置上所安置的所述襯底的上方及下方的襯底產(chǎn)生影響。因此，無法均勻地處理襯底舟內(nèi)的多個襯底。

然而，在根據(jù)示例性實施例的襯底舟110中，可在各襯底10之間安裝分隔板以獨立地分離多個襯底10，從而防止噴射至襯底10的每一個上的工藝氣體對上部襯底及下部襯底產(chǎn)生影響。

另外，襯底舟110可進一步包括連接桿(connectionbar)，所述連接桿支撐分隔板?？稍O(shè)置多個連接桿。因此，可在所述多個連接桿中界定供多個分隔板插入的多個插入槽。此處，可在多個連接桿中的每一個中垂直地界定多個插入槽，且所述多個分隔板可分別插入至插入槽中并耦合至所述插入槽。在這種情形中，各分隔板之間的距離(或高度)可通過以下簡單的方法來簡單地調(diào)整：將分隔板插入至插入槽或自插入槽抽出。

連接桿可將多個分隔板連接至彼此。在連接桿穩(wěn)定地支撐所述多個分隔板以執(zhí)行襯底處理工藝的同時，連接桿可防止所述多個分隔板傾斜且可防止所述裝載空間中的每一個發(fā)生變形。另外，多個連接桿可成一體地耦合至襯底舟110的組件(例如多個分隔板)。

另外，所述多個連接桿可在襯底10的載送方向(裝載方向)上對稱地安置?？蓪ΨQ地安置所述多個連接桿以穩(wěn)定地支撐多個分隔板及襯底10。當(dāng)連接桿鋪設(shè)于襯底10的載送方向上時，由于會在裝載(載送)襯底10時出現(xiàn)干涉而無法裝載襯底10，因此連接桿可相對于襯底10的載送方向?qū)ΨQ地安置。

此處，彼此對稱的且最靠近腔室180的插入孔183的各連接桿之間的距離可大于襯底10的寬度。即使多個連接桿相對于襯底10的載送方向?qū)ΨQ地安置，若彼此對稱的且最靠近腔室180的插入孔183的各連接桿之間的距離小于襯底10的寬度，則襯底的裝載可能受到干涉，且因此，也可能無法裝載襯底10。因此，彼此對稱的且最靠近腔室180的插入孔183的各連接桿之間的距離可等于襯底10的寬度。若所述各連接桿之間的距離等于襯底10的寬度，則由于可能難以裝載襯底10，因此可稍微增大各連接桿之間的距離。此處，為使彼此對稱的且最靠近腔室180的插入孔183的各連接桿之間的距離進一步增大，則安置于比靠近腔室180的插入孔183的位置遠(yuǎn)的位置處的所述多個連接桿須被偏置地安置。出于這個原因，所述多個連接桿可被偏置地安置于遠(yuǎn)離腔室180的插入孔183的部分。

如上所述，當(dāng)所述多個連接桿彼此對稱地安置，以使彼此對稱的且最靠近腔室180的插入孔183的各連接桿之間的距離大于襯底10的寬度時，在裝載襯底10時可容易地裝載襯底而不發(fā)生干涉。另外，由于所述多個連接桿彼此對稱地安置，因此所述多個分隔板及襯底10可被穩(wěn)定地支撐。此外，當(dāng)在襯底10的裝載方向上供應(yīng)工藝氣體時，由于工藝氣體無干涉地流動至排放單元170，因此工藝氣體可順暢地流動，且因此，層可有效地生長于襯底10上。

另外，經(jīng)分隔板分隔的裝載空間的高度可針對每一裝載空間及工藝條件而變化。此處，分隔板之間的距離可通過界定于連接桿中的多個耦合槽來簡單地調(diào)整。工藝氣體的流量可根據(jù)所述裝載空間中的每一個的高度而變化。另外，所述裝載空間中的每一個的高度可根據(jù)所述裝載空間中的每一個中的工藝氣體的供應(yīng)條件而變化。舉例而言，當(dāng)各噴射噴嘴131具有彼此不同的直徑時，若噴射噴嘴131的直徑逐漸增大，則由于工藝氣體的噴射角度增大，因此可根據(jù)噴射噴嘴131的直徑來調(diào)整裝載空間的高度以防止工藝氣體對相鄰的裝載空間產(chǎn)生影響。此處，裝載空間中的每一個的高度可與噴射噴嘴131的直徑成比例。

工藝氣體可根據(jù)裝載空間(或處理位置等)而在原材料氣體、蝕刻氣體、載氣、及摻雜劑氣體的比率(或濃度)方面發(fā)生變化。當(dāng)原材料氣體、蝕刻氣體、載氣、及摻雜劑氣體的比率發(fā)生變化時，由于工藝氣體的流量變化，因此可根據(jù)原材料氣體、蝕刻氣體、載氣、及摻雜劑氣體的比率來調(diào)整由分隔板121分隔的裝載空間中的每一個的高度以調(diào)整工藝氣體的流量。因此，多個裝載空間可在高度方面彼此不同。

可在反應(yīng)管120中界定在其中容納襯底舟110的容納空間，以對裝載于襯底舟110中的襯底10執(zhí)行處理工藝。反應(yīng)管120可具有圓柱形狀。另外，反應(yīng)管120可在其中上部部分閉合的狀態(tài)下具有開放的下部部分。在這種情形中，當(dāng)襯底舟110被容納于反應(yīng)管120的容納空間中或垂直地升降以脫離反應(yīng)管120的容納空間時，襯底舟110可通過反應(yīng)管120的開口而插入至反應(yīng)管120的容納空間或自反應(yīng)管120的容納空間抽出。另外，反應(yīng)管120的下部部分可包括自反應(yīng)管120的圓周向外突出并連接至外部管(未示出)或腔室180的突出部，以使反應(yīng)管120連接至外部管(未示出)的內(nèi)壁或腔室180且由外部管(未示出)的內(nèi)壁或腔室180支撐。

另外，反應(yīng)管120可提供在其中執(zhí)行襯底處理工藝的襯底處理區(qū)。當(dāng)襯底舟改變位置至工藝位置時，襯底舟110可安置于襯底處理區(qū)中，且所述襯底處理區(qū)的體積可減小。在這種情形中，工藝氣體的使用量可被最小化，且另外，工藝氣體可集中至裝載于襯底舟110中的襯底10上。

反應(yīng)管120可由陶瓷、石英、或金屬上涂布有陶瓷的材料形成。另外，反應(yīng)管120可在反應(yīng)管120的側(cè)壁的圓周中具有通孔以對應(yīng)于噴射噴嘴131及排放單元170。此處，噴射噴嘴131可被插入至通孔中以從中穿過。

另外，反應(yīng)管120可包括內(nèi)部管及外部管。內(nèi)部管及外部管中的每一個可具有圓柱形狀且可安置于下部腔室182上方或上部腔室181中。外部管可安置于上部腔室181與內(nèi)部管之間。內(nèi)部管可具有容納襯底舟110的內(nèi)部空間以執(zhí)行襯底處理工藝。外部管可具有容納內(nèi)部管的內(nèi)部空間以執(zhí)行襯底處理工藝。另外，內(nèi)部管及外部管中的每一個可具有開放的下部部分。此處，外部管的內(nèi)壁及內(nèi)部管的外壁可彼此間隔開以在外部管與內(nèi)部管之間形成空間。然而，外部管的結(jié)構(gòu)及形狀并非僅限于此，且因此可作出各種變化。

氣體供應(yīng)單元130可經(jīng)由噴射噴嘴131將工藝氣體供應(yīng)至反應(yīng)管120中。此處，氣體供應(yīng)單元130可供應(yīng)含有原材料氣體及蝕刻氣體的工藝氣體。噴射噴嘴131可安置于反應(yīng)管120的一側(cè)(或側(cè)表面)上。噴射噴嘴131可為一個線性噴射噴嘴或線性安置的多個噴射噴嘴。在多個噴射噴嘴131為線性安置的情形中，可為其中分別裝載有襯底10的每一裝載空間提供噴射噴嘴131。

另外，可垂直地安置經(jīng)線性安置的所述多個噴射噴嘴131。另外，多個噴射噴嘴131的直徑可在遠(yuǎn)離氣體供應(yīng)源(未示出)的方向上逐漸增大。舉例而言，當(dāng)工藝氣體經(jīng)由單個氣體供應(yīng)管線自較低的一側(cè)向上供應(yīng)時，上部噴射噴嘴131a的直徑可大于下部噴射噴嘴131b的直徑。

詳細(xì)而言，在接近氣體供應(yīng)源的噴射噴嘴131b的情形中，工藝氣體可自相鄰的位置供應(yīng)且因此其易于被引入。另一方面，在遠(yuǎn)離氣體供應(yīng)源的噴射噴嘴131a的情形中，工藝氣體可自較遠(yuǎn)的位置供應(yīng)，且因此，相比于相鄰的噴射噴嘴131b，可能難以供應(yīng)工藝氣體。因此，當(dāng)工藝氣體經(jīng)由單個氣體供應(yīng)管線供應(yīng)且接著由多個噴射噴嘴131分配時，自接近氣體供應(yīng)源的下部噴射噴嘴131b噴射的工藝氣體的量及自遠(yuǎn)離氣體供應(yīng)源的上部噴射噴嘴131a噴射的工藝氣體的量可彼此不同。因此，可減小接近氣體供應(yīng)源的噴射噴嘴131b的直徑以減少所要噴射的工藝氣體的量。另外，可增大遠(yuǎn)離氣體供應(yīng)源的噴射噴嘴131a的直徑以增加所要噴射的工藝氣體的量。也就是說，可調(diào)整噴射噴嘴131的直徑以經(jīng)由接近氣體供應(yīng)源安置的噴射噴嘴131b及遠(yuǎn)離氣體供應(yīng)源的噴射噴嘴131a來供應(yīng)均勻量的工藝氣體。因此，均勻量的工藝氣體可被供應(yīng)至襯底10中的每一個以改善工藝效率。

另外，氣體供應(yīng)單元130可對工藝氣體進行加熱。在此種情形中，可解決由于工藝氣體的溫度低而造成噴射噴嘴131的區(qū)的溫度低于其它區(qū)的溫度的限制。詳細(xì)而言，需要通過加熱單元140對反應(yīng)管120進行加熱以調(diào)整襯底處理空間中的工藝條件。

根據(jù)示例性實施例的襯底處理裝置100可為選擇性外延生長(selectiveepitaxialgrowth，seg)設(shè)備。在選擇性外延生長設(shè)備中，可將少量的蝕刻氣體與原材料氣體混合，且接著可供應(yīng)上述混合物。因此，在襯底上可涉及與沉積反應(yīng)一起進行的蝕刻反應(yīng)。沉積反應(yīng)及蝕刻反應(yīng)可在多晶層(polycrystallinelayer)及外延層上以相對不同的反應(yīng)速率同時發(fā)生。在沉積工藝期間，盡管在現(xiàn)有多晶層或非晶層(amorphouslayer)沉積于至少一個第二層上的同時在單晶表面上形成外延層，然而所沉積的多晶層一般而言可以比外延層處大的速率受到蝕刻。因此，當(dāng)蝕刻劑氣體的濃度變化時，凈選擇性工藝(netselectiveprocess)可引起外延材料的沉積以及多晶材料的受限沉積或不受限沉積。舉例而言，在選擇性外延生長設(shè)備中，由含硅材料形成的外延層可在不使所沉積的材料保留在間隔壁上的情況下形成于單晶硅表面上。

在根據(jù)示例性實施例的襯底處理裝置100中，可在襯底10上形成外延層。一般而言，可在襯底處理設(shè)備中執(zhí)行傳送工藝、清潔工藝、及外延工藝。由于執(zhí)行外延工藝比執(zhí)行清潔工藝花費更多時間，因此可通過多個襯底處理裝置100來改善制造產(chǎn)率。襯底處理裝置100可執(zhí)行外延工藝。當(dāng)執(zhí)行外延工藝時，可向所有處理空間中供應(yīng)工藝氣體。工藝氣體可包括原材料氣體(例如硅氣體)、蝕刻氣體、摻雜劑氣體、及載氣中的至少一個。各種氣體可以各種比率混合，且接著可供應(yīng)所述混合物以控制欲生長于襯底10上的層的厚度。由于各種氣體具有彼此不同的分子量，因此工藝氣體的流量可根據(jù)所述各種氣體的配給量而變化。因此，在外延工藝中，工藝氣體的流量可為確定欲生長于襯底10上的層的厚度及組成的重要因素。

外延工藝可通過化學(xué)氣相沉積來執(zhí)行?？蓤?zhí)行外延工藝以在外延表面上形成外延層。舉例而言，襯底10上的外延表面可暴露于包含硅氣體(例如sicl4、sihcl3、sih2cl2、sih3cl、si2h6或sih4)及載氣(例如n2及/或h2)的工藝氣體。另外，當(dāng)外延層76需要含有摻雜劑時，硅氣體可進一步包含摻雜劑氣體(例如ash3、ph3或b2h6)。

氣體供應(yīng)單元130可經(jīng)由噴射噴嘴131將含有原材料氣體及蝕刻氣體的工藝氣體供應(yīng)至多個襯底10上。工藝氣體可包括原材料氣體(例如硅氣體(例如sicl4、sihcl3、sih2cl2、sih3cl、si2h6及sih4))及蝕刻氣體。可使用甲硅烷(sih4)及二氯硅烷(dcs：sih2cl2)作為原材料氣體，且可使用氯化氫(hydrogenchloride，hcl)作為蝕刻氣體。工藝氣體可進一步包括載氣。載氣可稀釋原材料氣體或蝕刻氣體的濃度。另外，可使用氮氣(n2)及氫氣(h2)中的至少一個作為載氣。因此，可控制欲被供應(yīng)的載氣的量以控制原材料氣體或蝕刻氣體的濃度。原材料氣體、蝕刻氣體及載氣可易于彼此混合是因原材料氣體、蝕刻氣體及載氣具有彼此不同的分子量。然而，工藝氣體并非僅限于此。舉例而言，工藝氣體可進一步包括例如摻雜劑氣體等各種氣體。選擇性外延生長工藝涉及沉積反應(yīng)及蝕刻反應(yīng)。若外延層需要包括摻雜劑，則可含有摻雜劑氣體(例如ash3、ph3或b2h6)?？蓪然瘹?hcl)的蝕刻氣體用于清潔以及用于蝕刻。

氣體供應(yīng)單元130可進一步包括分別針對襯底裝載空間中的每一個設(shè)置的多個輔助噴嘴(未示出)。所述多個輔助噴嘴(未示出)可在襯底處理工藝中將輔助氣體供應(yīng)至襯底10中的每一個。此處，所述多個輔助噴嘴可供應(yīng)不同于工藝氣體的氣體。所述多個輔助噴嘴可供應(yīng)摻雜劑氣體、載氣及蝕刻氣體中的至少一個。摻雜劑氣體可與原材料氣體(例如硅氣體)混合以在襯底10上沉積生長層，且載氣可稀釋原材料氣體或蝕刻氣體的濃度。如此一來，當(dāng)在處理襯底10的各裝載空間中的每一個內(nèi)的摻雜劑氣體的濃度受到控制時，可各別地控制生長層(例如硅薄膜)的摻雜濃度。另外，當(dāng)被供應(yīng)至裝載空間中的每一個中的載氣的供應(yīng)量受到控制時，可針對每一裝載空間而各別地控制原材料氣體或蝕刻氣體的濃度。因此，經(jīng)由所述多個輔助噴嘴可選擇性地使用摻雜劑氣體、載氣及蝕刻氣體以針對每一裝載空間選擇襯底處理工藝。也就是說，當(dāng)經(jīng)由所述多個輔助噴嘴僅供應(yīng)蝕刻氣體時，裝載空間內(nèi)的蝕刻氣體的混合比率可增大以執(zhí)行蝕刻工藝，從而在襯底10上實現(xiàn)選擇性外延生長。另外，當(dāng)僅供應(yīng)摻雜劑氣體時，裝載空間內(nèi)的摻雜劑氣體的混合比率可增大，且因此，原材料氣體及摻雜劑氣體可彼此混合以在襯底10上形成生長層。另外，以不同的比率(這是由于相對于氣體供應(yīng)源的距離的差異而導(dǎo)致的)供應(yīng)至裝載空間中的工藝氣體可被控制成以相同的組分及分子量被供應(yīng)至裝載空間。

在針對選擇性外延生長的詳細(xì)說明中，當(dāng)僅供應(yīng)蝕刻氣體或僅供應(yīng)蝕刻氣體及載氣時，工藝氣體及經(jīng)由所述多個輔助噴嘴供應(yīng)的氣體可彼此混合，且因此，裝載空間內(nèi)的蝕刻氣體的比率可增加。因此，在生長出生長層之前，可在生長層緩慢生長的部分處通過蝕刻氣體移除生長層。另一方面，可在通過蝕刻氣體移除生長層之前對層進行沉積以在生長層快速生長的部分處形成生長層。如上所述，可通過所述多個輔助噴嘴來控制蝕刻氣體的濃度以執(zhí)行選擇性外延工藝。

此處，當(dāng)停止經(jīng)由所述多個輔助噴嘴供應(yīng)氣體時，可通過噴射噴嘴131供應(yīng)工藝氣體以在裝載空間內(nèi)的襯底10上形成生長層(例如硅薄膜)。另外，可經(jīng)由彼此不同的氣體供應(yīng)管線將氣體供應(yīng)至輔助噴嘴中的每一個中。因此，可針對裝載空間中的每一個選擇性地供應(yīng)摻雜劑氣體、載氣、及蝕刻氣體。另外，所述多個輔助噴嘴可彼此安置于不同的高度以將氣體單獨地供應(yīng)至襯底舟110的裝載空間中的每一個中。舉例而言，與下部裝載空間接觸的輔助噴嘴可安置于相對低的高度，且與上部裝載空間接觸的輔助噴嘴可安置于相對高的高度。多個輔助噴嘴可沿反應(yīng)管120的圓周呈螺旋形地安置。在這種情形中，所述多個輔助噴嘴可自安置于最高高度的輔助噴嘴至安置于最低高度的輔助噴嘴相繼地安置。因此，當(dāng)與其中多個輔助噴嘴以彼此不同的高度不規(guī)則地安置的結(jié)構(gòu)相比時，空間效率可得到改善。

在批次型襯底處理裝置中，可垂直地裝載多個襯底以執(zhí)行工藝。此處，多個襯底處理工藝可在升高的溫度下執(zhí)行。在這種情形中，需要對垂直堆疊的襯底進行均勻加熱以在所有襯底上執(zhí)行均勻的處理工藝。此外，由于工藝氣體在襯底中的每一個的側(cè)向上被噴射，因此需要提供一種改善襯底的整個表面上的均勻性的方法。由于在典型的襯底處理裝置中，加熱單元對反應(yīng)管外部的整個區(qū)進行均勻加熱，因此由于上部部分及下部部分與環(huán)繞部分之間的溫度差異而使得上部部分及下部部分中的每一個的溫度可低于中間部分的溫度。因此，可能難以執(zhí)行均勻的處理工藝。另外，由于反應(yīng)管的圓周被均勻地加熱，因此襯底中的每一個上的氣體分壓可相對高，從而造成受到工藝氣體的溫度影響的噴射噴嘴區(qū)與其他區(qū)之間存在襯底處理差異。

加熱單元140可在反應(yīng)管120的外部沿反應(yīng)管120的圓周設(shè)置于腔室180中，以環(huán)繞反應(yīng)管120的側(cè)表面及上部部分的圓周。加熱單元140可向反應(yīng)管120提供熱能以對反應(yīng)管120的內(nèi)部空間進行加熱。加熱單元140可包括電阻加熱器且可將反應(yīng)管120的內(nèi)部空間的溫度調(diào)整至能夠?qū)崿F(xiàn)外延工藝的溫度。

舉例而言，若溫度過高，則沉積材料可能不會良好地吸收至襯底10。另一方面，若溫度過低，則工藝氣體的反應(yīng)可能不會良好地發(fā)生，且因此，生長層可能無法生長于襯底10上。因此，反應(yīng)管120的內(nèi)部空間的溫度可被調(diào)整至能夠?qū)崿F(xiàn)外延工藝的溫度。另外，生長速率可根據(jù)溫度而提高。當(dāng)溫度升高時，沉積材料的沉積速率可升高以提高生長速率。因此，可調(diào)整襯底10的處理溫度以調(diào)整生長速率。此處，當(dāng)襯底10的各部分(或各區(qū)域)的溫度彼此不同時，生長層的生長速率可在襯底10的各部分中的每一部分處均不同，且因此，欲生長于襯底10上的層可不均勻地生長。另外，當(dāng)襯底10的各部分的溫度彼此不同時，可在對另一襯底10進行的處理工藝中發(fā)生襯底處理的不均勻性。

另外，加熱單元140可包括多個垂直加熱部件，所述多個垂直加熱部件對反應(yīng)管120的圓周進行劃分以對反應(yīng)管120的所劃分的部分中的每一個進行獨立加熱。當(dāng)加熱單元140包括多個垂直加熱部件141、142時，反應(yīng)管120可由多個垂直加熱部件141、142沿反應(yīng)管120的圓周劃分，且因此，可對反應(yīng)管120的所劃分的部分進行獨立加熱以調(diào)整襯底10的每一部分的工藝溫度(或工藝速率)，從而改善襯底10的整個表面上的工藝均勻性。此處，多個垂直加熱部件141、142可沿垂直高度執(zhí)行均勻加熱。

圖2a及圖2b是由根據(jù)示例性實施例所述的多個垂直加熱部件構(gòu)成的加熱單元的圖式，圖2a是由多個垂直加熱部件構(gòu)成的加熱單元的透視圖，且圖2b是由多個垂直加熱部件構(gòu)成的加熱單元的平面圖及側(cè)面剖視圖。

參照圖1、圖2a及圖2b，多個垂直加熱部件141、142可包括：第一垂直加熱部件141，安置于與噴射噴嘴131對應(yīng)的位置；以及第二垂直加熱部件142，自第一垂直加熱部件141沿反應(yīng)管120的圓周延伸，且安置于反應(yīng)管120的圓周的至少一部分上。

第一垂直加熱部件141可構(gòu)成反應(yīng)管120的圓周的一部分且可被安置于噴射噴嘴131(或與噴射噴嘴對應(yīng)的位置)的區(qū)中。由于噴射噴嘴131的區(qū)相對高于其它區(qū)，因此若噴射噴嘴131的區(qū)在與其它區(qū)相同的條件下被加熱，則與其它部分相比，可在相鄰于噴射噴嘴131的部分處進一步執(zhí)行襯底10的處理。當(dāng)噴射噴嘴131的區(qū)的加熱溫度低于其它區(qū)的加熱溫度時，襯底10的整個表面可被均勻地處理。另外，所供應(yīng)的工藝氣體的溫度使得噴射噴嘴131的區(qū)的溫度與其它區(qū)相比可降低或升高。此處，由于升高或降低加熱溫度以匹配噴射噴嘴131的區(qū)的溫度，因此反應(yīng)管120的內(nèi)部溫度可在整個區(qū)中被均勻地控制，且襯底10的整個表面上的均勻性可得到改善。

第二垂直加熱部件142可自第一垂直加熱部件141沿反應(yīng)管120的圓周延伸，可構(gòu)成反應(yīng)管120的圓周的一部分，且可安置于與第一垂直加熱部件141的位置不同的位置處。此處，第二垂直加熱部件142可自第一垂直加熱部件141的一側(cè)延伸且可連接至第一垂直加熱部件141的另一側(cè)以形成閉合曲線(例如圓柱形狀)。作為另外一種選擇，第二垂直加熱部件142可與其它垂直加熱部件(例如第三垂直加熱部件)以及第一垂直加熱部件141一起形成閉合曲線。第二垂直加熱部件142可對除第一垂直加熱部件141之外的其他區(qū)進行加熱。因此，除噴射噴嘴131的區(qū)之外的其它區(qū)可具有均勻的溫度。

第一垂直加熱部件141的水平橫截面積可小于第二垂直加熱部件142的水平橫截面積。由于第一垂直加熱部件141僅設(shè)置于噴射噴嘴131的區(qū)中，因此第一垂直加熱部件141的水平橫截面積可小于第二垂直加熱部件142的水平橫截面積。噴射噴嘴131可占據(jù)小的面積，因為噴射噴嘴131須與排放單元170一起形成層流，且第二垂直加熱部件142可安置于除噴射噴嘴131的區(qū)之外的其它區(qū)中。因此，第二垂直加熱部件142可充當(dāng)主加熱器以控制反應(yīng)管120的內(nèi)部的總體溫度，且第一垂直加熱部件141可充當(dāng)輔助加熱器以局部地控制噴射噴嘴131的區(qū)的溫度。此處，層流可為維持于水平方向上的平均的均勻流動。在批次型襯底處理裝置中，由于工藝氣體被供應(yīng)至襯底10的側(cè)方向，因此層流可用于在襯底10的整個表面上對襯底進行均勻處理。

另外，第一垂直加熱部件141的加熱溫度可對應(yīng)于第二垂直加熱部件142的加熱溫度的90％至110％的范圍。加熱單元140可使用第二垂直加熱部件142作為主加熱器且也可被用作輔助加熱器來對第一垂直加熱部件141的溫度進行精細(xì)的及局部的調(diào)整(或微調(diào))。因此，反應(yīng)管120的內(nèi)部空間的溫度可通過第二垂直加熱部件142被調(diào)整至能夠?qū)崿F(xiàn)外延工藝的溫度，且因此，反應(yīng)管120的內(nèi)部溫度可通過第一垂直加熱部件141在整個區(qū)上被均勻地及精細(xì)地調(diào)整。此處，由于第二垂直加熱部件142充當(dāng)主加熱器來對反應(yīng)管120的內(nèi)部空間的總體溫度進行調(diào)整，因此第一垂直加熱部件141的溫度可基于第二垂直加熱部件142的溫度(100％)來調(diào)整。

第一垂直加熱部件141的溫度可被調(diào)整至與第二垂直加熱部件142的加熱溫度的90％至110％的范圍對應(yīng)的加熱溫度。當(dāng)?shù)谝淮怪奔訜岵考?41與第二垂直加熱部件142之間的溫度差超過10％(或±10％)時，由于第一垂直加熱部件141與第二垂直加熱部件142之間的溫度差而導(dǎo)致反應(yīng)管120無法被均勻加熱，從而造成反應(yīng)管120的溫度差，進而對反應(yīng)管120造成損壞或變形。舉例而言，當(dāng)反應(yīng)管120由石英形成時，反應(yīng)管120可破裂。

多個垂直加熱部件141、142可通過堆疊被獨立控制的多個水平加熱元件141a、142a而形成。在批次型襯底處理裝置中，當(dāng)垂直加熱部件141或垂直加熱部件142以相同的溫度對反應(yīng)管120的垂直高度進行加熱時，由于上部部分及下部部分與環(huán)繞部分之間的溫度差而導(dǎo)致上部部分及下部部分中的每一個的溫度低于中間部分的溫度。因此，可能難以對襯底10均勻地執(zhí)行處理工藝。另外，需要根據(jù)高度來控制每一位置的溫度以針對襯底10的每一處理空間來調(diào)整工藝條件。因此，在示例性實施例中，被獨立控制的多個水平加熱元件141a、142a可堆疊以形成垂直加熱部件141或垂直加熱部件142，且因此以不同于其它部分的溫度(例如較高的溫度)對上端及下端(此處可產(chǎn)生相對于周圍環(huán)境的溫度差)進行加熱，從而根據(jù)垂直高度對反應(yīng)管120進行均勻加熱。因此，反應(yīng)管120的內(nèi)部溫度可在整個區(qū)中為均勻的，且襯底10的每一處理空間的工藝條件可根據(jù)處理空間的高度而針對每一位置進行調(diào)整。

控制單元150可控制加熱單元140。此處，控制單元150可連接至加熱單元140以獨立控制多個垂直加熱部件141、142。因此，由于多個垂直加熱部件141、142是由控制單元150獨立控制，因此多個垂直加熱部件141、142可對反應(yīng)管120的圓周進行劃分以對反應(yīng)管120的所劃分的部分進行獨立加熱。

圖3a及圖3b是解釋根據(jù)示例性實施例所述的多個垂直加熱部件與控制單元之間的連接的概念圖。圖3a是說明多個垂直加熱部件與控制單元之間的連接關(guān)系的圖式，且圖3b是說明多個垂直加熱部件及控制單元的排列位置的圖式。

參照圖1、圖3a及圖3b，控制單元150可包括連接至第一垂直加熱部件141的第一控制部件151以及連接至第二垂直加熱部件142的第二控制部件152，以獨立地控制第一垂直加熱部件141及第二垂直加熱部件142。

第一控制部件151可連接至第一垂直加熱部件141以控制第一垂直加熱部件141的加熱。當(dāng)?shù)谝淮怪奔訜岵考?41包括多個水平加熱元件141a、141b、141c、141d時，第一垂直加熱部件141可連接至多個水平加熱元件141a、141b、141c、141d中的每一個以控制第一垂直加熱部件141。

另外，第一控制部件151可包括測量第一垂直加熱部件141的溫度的第一溫度測量構(gòu)件154。第一溫度測量構(gòu)件154可連接至第一垂直加熱部件141以測量第一垂直加熱部件141的溫度。第一溫度測量構(gòu)件154可為釘型熱電偶(spikethermocouple)。在這種情形中，第一溫度測量構(gòu)件154可接觸第一垂直加熱部件141或安置于第一垂直加熱部件141與反應(yīng)管120之間，以在第一垂直加熱部件141周圍測量反應(yīng)管120的外部溫度(或大氣溫度)。

舉例而言，可通過第一溫度測量構(gòu)件154來測量第一垂直部件141與反應(yīng)管120之間的溫度，以判斷第一垂直加熱部件141的熱量是否良好地傳遞至反應(yīng)管120的內(nèi)部。若第一垂直加熱部件141的熱量不會良好地傳遞至反應(yīng)管120中(即噴射噴嘴的區(qū)中)(或若第一垂直加熱部件與反應(yīng)管之間的溫度小于參考溫度)，則第一垂直加熱部件141的加熱溫度可升高。另外，若第一垂直加熱部件141的熱量被良好地傳遞至反應(yīng)管120中(或若第一垂直加熱部件與反應(yīng)管之間的溫度大于參考溫度)，則第一垂直加熱部件141的加熱溫度可降低。

此處，釘型熱電偶可穿過界定于垂直加熱部件141或垂直加熱部件142中的孔且可被安裝成自反應(yīng)管120(例如外部管)間隔開預(yù)定距離。舉例而言，可在預(yù)定的高度以預(yù)定的距離界定多個孔以根據(jù)高度來確認(rèn)(或檢測)反應(yīng)管120的外部溫度，且可將多個釘型熱電偶分別安裝于所述孔中。釘型熱電偶可包括熱電偶導(dǎo)線。熱電偶導(dǎo)線可穿過所述孔并相鄰于反應(yīng)管120插入。另外，由于熱電偶導(dǎo)線是通過將彼此不同的兩個金屬導(dǎo)線的兩端連接至彼此來制造，因此當(dāng)在兩端的接觸部分處產(chǎn)生溫度差時，可在閉合電路中產(chǎn)生熱電動勢(thermalelectromotiveforce)以使電流流經(jīng)電路。由于熱電動勢的強度及極性是由兩個金屬導(dǎo)線的兩端及其組合的溫度來確定，因此強度及極性可不受金屬導(dǎo)線中的每一個的粗細(xì)及長度的影響。因此，由于根據(jù)特定熱電偶的溫度的熱電動勢是事先已知的，因此可通過釘型熱電偶來測量溫度。

一種用于測量溫度的熱觸點可包括前端暴露型觸點、接地型觸點及非接地型觸點。前端暴露型觸點可具有熱電偶導(dǎo)線被暴露以裝設(shè)熱觸點的形狀，且因此具有快的響應(yīng)速率且對微小的溫度變化敏感。接地型觸點可具有將熱電偶導(dǎo)線接地以裝設(shè)熱觸點的形狀，且因此具有快的響應(yīng)速率且足以在高溫、高壓條件下測量溫度。非接地型觸點可具有熱電偶導(dǎo)線被絕緣以裝設(shè)熱觸點的形狀，且因此熱電動勢具有輕微的變化，可使用相對長的時間，且使用時可不影響噪聲及電壓。

第二控制部件152可連接至第二垂直加熱部件142以控制對第二垂直加熱部件142的加熱。當(dāng)?shù)诙怪奔訜岵考?42包括多個水平加熱元件142a、142b、142c、142d時，第二垂直加熱部件142可連接至多個水平加熱元件142a、142b、142c、142d中的每一個以控制第二垂直加熱部件142。

另外，第二控制部件152可包括測量第二垂直加熱部件142的溫度的第二溫度測量構(gòu)件155及測量反應(yīng)管120的內(nèi)部溫度的第三溫度測量構(gòu)件156。第二溫度測量構(gòu)件155可連接至第二垂直加熱部件142以測量第二垂直加熱部件142的溫度。第二溫度測量構(gòu)件155可為釘型熱電偶。在這種情形中，第二溫度測量構(gòu)件155可接觸第二垂直加熱部件142或被安置于第二垂直加熱部件142與反應(yīng)管120之間，以在第二垂直加熱部件142周圍測量反應(yīng)管120的外部溫度(或大氣溫度)。

第三溫度測量構(gòu)件156可測量反應(yīng)管120的內(nèi)部溫度。此處，第三溫度測量構(gòu)件156可鄰近反應(yīng)管120安置以測量內(nèi)部溫度，且由第三溫度測量構(gòu)件156測量的值可為接近襯底10的周圍溫度，且能夠確認(rèn)襯底10的溫度處于此溫度。另外，第三溫度測量構(gòu)件156可為輪廓熱電偶(profilethermocouple)。在這種情形中，第三溫度測量構(gòu)件156可被安置于除噴射噴嘴131的區(qū)之外的區(qū)中以測量處于真空狀態(tài)的反應(yīng)管120(例如外部管)的內(nèi)部溫度，從而確認(rèn)在反應(yīng)管120中執(zhí)行的工藝是否是在正常溫度條件下執(zhí)行。

此處，輪廓熱電偶可安置于反應(yīng)管120的內(nèi)部管與反應(yīng)管120的外部管之間。另外，輪廓熱電偶可安置于反應(yīng)管120中以測量在反應(yīng)管120中執(zhí)行工藝的實際溫度。

另外，第一控制部件151可利用由第一溫度測量構(gòu)件154測量的值來控制第一垂直加熱部件141，且第二控制部件152可利用由第二溫度測量構(gòu)件155的測量值及第三溫度測量構(gòu)件156的測量值所計算的值來控制第二垂直加熱部件142。

第一控制部件151可包括：第一輸入部件12，接收第一溫度測量構(gòu)件154的測量值；及溫度控制部件13，根據(jù)第一溫度測量構(gòu)件154的測量值來控制第一垂直加熱部件141的加熱溫度。第一輸入部件12可連接至第一溫度測量構(gòu)件154以接收第一溫度測量構(gòu)件154的測量值。另外，第一輸入部件12可將自第一溫度測量構(gòu)件154接收的測量值傳輸至溫度控制部件13。

溫度控制部件13可根據(jù)自第一輸入部件12接收的第一溫度測量構(gòu)件154的測量值來控制第一垂直加熱部件141的加熱溫度。此處，當(dāng)?shù)谝粶囟葴y量構(gòu)件154的測量值小于用于執(zhí)行工藝的正常溫度條件時，第一垂直加熱部件141的加熱溫度可升高。另外，當(dāng)?shù)谝粶囟葴y量構(gòu)件154的測量值大于用于執(zhí)行工藝的正常溫度條件時，第一垂直加熱部件141的加熱溫度可降低。

第一控制部件151可進一步包括溫度輸出部件11，溫度輸出部件11連接至用于測量反應(yīng)管120的內(nèi)部溫度的溫度測量構(gòu)件(例如第三溫度測量構(gòu)件156)以接收并輸出測量值。此處，溫度輸出部件11的輸出值可用作簡單參考值，但不可用作用于控制第一垂直加熱部件141的數(shù)據(jù)。另外，溫度輸出部件11可連接至第三溫度測量構(gòu)件156。作為另外一種選擇，溫度輸出部件11可連接至與第三溫度測量構(gòu)件156為相同類型的單獨的溫度測量構(gòu)件(未示出)。

第二控制部件152可包括：第二輸入部件22，接收第二溫度測量構(gòu)件155的測量值；第三輸入部件21，接收第三溫度測量構(gòu)件156的測量值；以及計算控制部件23，通過對自第二輸入部件22接收的第二溫度測量構(gòu)件155的測量值與自第三輸入部件21接收的第三溫度測量構(gòu)件156的測量值執(zhí)行計算來控制第二垂直部件142的加熱溫度。第二輸入部件22可連接至第二溫度測量構(gòu)件155以接收第二溫度測量構(gòu)件155的測量值。另外，第二輸入部件22可將自第二溫度測量構(gòu)件155接收的測量值傳輸至計算控制部件23。

第三輸入部件21可連接至第三溫度測量構(gòu)件156以接收第三溫度測量構(gòu)件156的測量值。另外，第三輸入部件21可將自第三溫度測量構(gòu)件156接收的測量值傳輸至計算控制部件23。

計算控制部件23可通過分別自第二輸入部件22及第三輸入部件21接收第二溫度測量構(gòu)件155的測量值及第三溫度測量構(gòu)件156的測量值來對第二溫度測量構(gòu)件155的測量值與第三溫度測量構(gòu)件156的測量值執(zhí)行計算，并基于計算的結(jié)果來控制第二垂直加熱部件142的加熱溫度。

因此，第二控制部件152可通過將第二輸入部件22、第三輸入部件21及計算控制部件23連接至彼此來串級控制(cascade-control)第二垂直加熱部件142。因此，可使第二控制部件152以通過對第二溫度測量構(gòu)件155的測量值與第三溫度測量構(gòu)件156的測量值執(zhí)行計算，來對第二溫度測量構(gòu)件155測量值數(shù)據(jù)與第三溫度測量構(gòu)件156的測量值數(shù)據(jù)進行合并。出于這個原因，第二控制部件152可更有效地控制第二垂直加熱部件142以維持第二垂直加熱部件142的作為主加熱器的性能并控制反應(yīng)管120內(nèi)的總體溫度。此處，計算值可為第二溫度測量構(gòu)件155的測量值與第三溫度測量構(gòu)件156的測量值之間的中值或平均值，且可為通過將第二溫度測量構(gòu)件155的測量值與第三溫度測量構(gòu)件156的測量值的和除以測量值的數(shù)目(例如2)而獲得的值。

第一控制部件151可僅利用第一垂直加熱部件141的溫度(第一溫度測量構(gòu)件的測量值)來控制第一垂直加熱部件141的加熱溫度。當(dāng)還使用第二垂直加熱部件142的溫度(或者第三溫度測量構(gòu)件的值或單獨的溫度測量構(gòu)件的測量值)時，通過對流而保持穩(wěn)定的反應(yīng)管120的內(nèi)部溫度可得到反映于第一垂直加熱部件141對其中相對于其它區(qū)存在溫度差的局部區(qū)進行加熱時，。因此，第二垂直加熱部件142的加熱效果可被反映至第一垂直加熱部件141的控制中，且因此可能難以控制用于改變局部區(qū)的溫度的第一垂直加熱部件141。也就是說，盡管第一垂直加熱部件141及第二垂直加熱部件142獨立地對反應(yīng)管120進行加熱，然而不論局部區(qū)的溫度如何，第一垂直加熱部件141及第二垂直加熱部件142可被相似地控制至彼此幾乎相似的加熱溫度。

如上所述，控制第一控制部件151來控制第一垂直加熱部件141的方法與控制第二控制部件152來控制第二垂直加熱部件142的方法可彼此不同。因此，可通過對第一垂直加熱部件141及第二垂直加熱部件142進行有效控制以防止由于局部區(qū)中的溫度差而造成襯底處理中的不均勻性，并改善襯底10的整個表面上的工藝均勻性來解決局部區(qū)中的溫度差。

根據(jù)示例性實施例的襯底處理裝置100可進一步包括用于對襯底舟110進行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元160。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元160可安置于襯底舟110之下以對襯底舟110進行旋轉(zhuǎn)。此處，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元160可在襯底舟110的垂直方向上相對于中心軸線對襯底舟110進行旋轉(zhuǎn)。因此，裝載于襯底舟110中的襯底10也可旋轉(zhuǎn)。當(dāng)執(zhí)行襯底處理工藝時，被供應(yīng)至反應(yīng)管120的一側(cè)的工藝氣體可穿過裝載于襯底舟110中的襯底10且接著被泄放至反應(yīng)管120的另一側(cè)。此處，當(dāng)通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元160的操作來旋轉(zhuǎn)襯底舟110時，穿過襯底舟110的氣體可被混合。如此一來，襯底10的與噴射噴嘴131鄰近的一部分可由于由襯底舟110的旋轉(zhuǎn)帶動襯底10旋轉(zhuǎn)而發(fā)生改變。因此，工藝氣體可在襯底10的整個區(qū)域上均勻地分布。

另外，反應(yīng)管120的內(nèi)部溫度可由于對流而在整個區(qū)中保持穩(wěn)定。因此，可以均勻的溫度在襯底10的整個表面上執(zhí)行處理工藝。

因此，工藝氣體可在襯底10的整個區(qū)域上均勻地分布，且另外，可以均勻的溫度在襯底10的整個表面上執(zhí)行處理工藝，以改善工藝均勻性及沉積于襯底10上的生長層的品質(zhì)。

根據(jù)示例性實施例的襯底處理裝置100可進一步包括排放單元170，排放單元170通過安置于反應(yīng)管120的與噴射噴嘴131對稱的另一側(cè)上來排放反應(yīng)管120內(nèi)的殘留氣體。排放單元170可通過界定于反應(yīng)管120中的抽吸孔171來排放反應(yīng)管120內(nèi)的殘留氣體。此處，反應(yīng)管120內(nèi)的工藝殘留物可得以排放以在反應(yīng)管120中形成真空。排放單元170可安置于反應(yīng)管120中且與噴射噴嘴131對稱以使抽吸孔171對應(yīng)于多個噴射噴嘴131中的每一個。此處，抽吸孔171可與噴射噴嘴131對稱地安置且可具有與噴射噴嘴131相同的數(shù)目及形狀。排放單元170可排放反應(yīng)管120內(nèi)的工藝殘留物。此處，工藝殘留物可包括非反應(yīng)氣體及反應(yīng)副產(chǎn)物。當(dāng)設(shè)置多個噴射噴嘴131時，可設(shè)置多個抽吸孔171。當(dāng)與多個噴射噴嘴131對稱地界定多個抽吸孔171時，可有效地排放包括非反應(yīng)氣體及反應(yīng)副產(chǎn)物的工藝殘留物以有效地控制工藝氣體的流動。也就是說，可通過氣體供應(yīng)單元130的噴射噴嘴131及排放單元170的抽吸孔171來產(chǎn)生層流。另外，可通過由層流形成在水平方向上平均地維持的均勻流而將氣體均勻地供應(yīng)至襯底10的整個表面，以在襯底10的整個表面上執(zhí)行均勻的襯底處理。

另外，可調(diào)整排放速率(或排放強度)以控制欲在襯底10上生長的層的生長速率。多個抽吸孔171的高度可被界定于與多個噴射噴嘴131的高度不同，且抽吸孔171中的每一個可具有狹槽型橫截面以實現(xiàn)有效抽吸。

反應(yīng)管129可安置于反應(yīng)管120的圓周上以穩(wěn)定地支撐氣體供應(yīng)管線及排放管線。因此，可在反應(yīng)管129上設(shè)置具有環(huán)形形狀的支撐構(gòu)件(未示出)以支撐氣體供應(yīng)管線及排放管線。然而，示例性實施例并非限制反應(yīng)管120的結(jié)構(gòu)及形狀。舉例而言，反應(yīng)管120可具有各種結(jié)構(gòu)及形狀。

圖4是根據(jù)經(jīng)修改實施例所述的多個垂直加熱部件的平面圖。

參照圖4，多個垂直加熱部件141、142、143可進一步包括在對應(yīng)于排放單元170的位置處與第一垂直加熱部件141對稱安置的第三垂直加熱部件143。第三垂直加熱部件143可在反應(yīng)管120的周圍安置于排放單元170的區(qū)中。此處，第三垂直加熱部件143可與第一垂直加熱部件141對稱并連接至第三控制部件153且因此由第三控制部件153來控制?？稍谂欧艈卧?70的區(qū)與其它區(qū)(例如噴射噴嘴131的區(qū))之間產(chǎn)生氣體分壓。當(dāng)排放單元170具有低的抽吸力時，排放單元170的區(qū)中的氣體分壓可相對低于其它區(qū)的氣體分壓。因此，第三垂直加熱部件143的加熱溫度可升高。另外，當(dāng)排放單元170具有高的抽吸力時，排放單元170的區(qū)中的氣體分壓可相對高于其它區(qū)的氣體分壓。因此，第三垂直加熱部件143的加熱溫度可降低。

另外，由于排放單元170與噴射噴嘴131對稱，因而第三垂直加熱部件143與第一垂直加熱部件141對稱安置。此處，由于噴射噴嘴131與排放單元170的抽吸孔171具有相同的形狀及數(shù)目，因此第一垂直加熱部件141與第三垂直加熱部件143可具有相同的形狀。

反應(yīng)管120的圓周的除第一垂直加熱部件141及第三垂直加熱部件143之外的其余部分可為第二垂直加熱部件142。此處，第二垂直加熱部件142可被劃分成彼此對稱的兩個或更多個部分。所劃分的部分可由第二控制部件152一起(或等同地)控制。

如上所述，根據(jù)示例性實施例的襯底處理裝置100可以局部溫度來控制排放單元170的區(qū)，以進一步改善襯底10的整個表面上的工藝均勻性。

根據(jù)示例性實施例的襯底處理裝置100可進一步包括容納反應(yīng)管120的腔室180。腔室180可具有矩形盒形狀或圓柱形狀并具有內(nèi)部空間。另外，腔室180可包括上部腔室181及下部腔室182。此處，上部腔室181與下部腔室182可彼此連通。與傳送腔室200連通的插入孔183可界定于下部腔室182的一側(cè)中。因此，襯底10可自傳送腔室200裝載至腔室180。流入孔210可界定于傳送腔室200的與腔室180的插入孔183對應(yīng)的一側(cè)中。門閥220可安置于流入孔210與插入孔183之間。因此，傳送腔室200的內(nèi)部空間與腔室180的內(nèi)部空間可通過門閥220而彼此隔離。另外，流入孔210及插入孔183可通過門閥220來打開或關(guān)閉。此處，插入孔183可界定于下部腔室182中。

根據(jù)示例性實施例的襯底處理裝置100可進一步包括用于升降襯底舟110的升降驅(qū)動單元191。升降驅(qū)動單元191可安置于下部腔室182之下。升降驅(qū)動單元191可利用垂直延伸的軸連接至襯底舟110的下部部分以垂直地升降襯底舟110。所述軸可支撐襯底舟110。舉例而言，襯底舟110可通過升降驅(qū)動單元191的操作而向下移動且接著安置于下部腔室182中(或裝載位置處)。自傳送腔室200裝載至下部腔室182的襯底10可裝載至安置于下部腔室182中的襯底舟110中。接著，當(dāng)多個襯底完全裝載至襯底舟110中時，襯底舟110可通過升降驅(qū)動單元191向上移動以移動至上部腔室181(工藝位置)。因此，可對反應(yīng)管120的容納空間中的襯底10執(zhí)行外延工藝。

根據(jù)示例性實施例的襯底處理裝置100可進一步包括蓋板192，蓋板192安置于襯底舟110之下以通過襯底舟110的上升來阻擋上部腔室181與下部腔室182之間的空間，從而將上部腔室181自下部腔室182分隔開。蓋板192可具有圓形板形狀且蓋板192的直徑可大于襯底舟110的直徑。蓋板192可安置于襯底舟110之下以通過襯底舟110的上升來對上部腔室181進行密封。也就是說，當(dāng)執(zhí)行襯底處理工藝時，反應(yīng)管120的開放的下部部分或外部管(未示出)可關(guān)閉。另外，具有o形環(huán)形狀的密封構(gòu)件192a可安置于蓋板192與外部管(未示出)之間或蓋板192與反應(yīng)管120之間。因此，當(dāng)執(zhí)行襯底處理工藝時，反應(yīng)管120的內(nèi)部可與下部腔室182隔離以防止上部腔室181內(nèi)的工藝氣體被引入至下部腔室182中或防止下部腔室182內(nèi)的異物被引入至上部腔室181中。然而，示例性實施例并非限制蓋板192的結(jié)構(gòu)及形狀。舉例而言，蓋板192可具有各種結(jié)構(gòu)及形狀。

盡管以上主要闡述了批次型襯底處理裝置，然而單晶圓型襯底處理裝置也可等同地應(yīng)用至在襯底10的側(cè)向上供應(yīng)工藝氣體的襯底處理裝置。

如上所述，根據(jù)示例性實施例，加熱部件可由多個垂直加熱部件構(gòu)成，且反應(yīng)管的圓周可由所述多個垂直加熱部件進行劃分以對所劃分的部分進行獨立加熱，從而改善襯底的整個表面上的工藝均勻性。另外，由于氣體分壓相對高且受到工藝氣體溫度影響的噴射噴嘴區(qū)相對于其它區(qū)被獨立地控制，因此襯底的靠近噴射噴嘴的部分會比襯底的其它部分受到更大程度處理的這一限制可得到解決，以改善襯底的整個表面上的工藝均勻性。此外，由于通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元來旋轉(zhuǎn)襯底，因此工藝氣體可在襯底的整個表面上均勻地分布，且可進一步改善襯底的整個表面上的工藝均勻性。另外，設(shè)置于噴射噴嘴區(qū)中的第一垂直加熱部件可僅測量及控制第一垂直加熱部件的溫度，且設(shè)置于其它區(qū)中的第二垂直加熱部件可交互地計算第二垂直加熱部件的溫度及反應(yīng)管的內(nèi)部溫度以控制所計算的溫度，從而有效地控制襯底的每一區(qū)域的工藝速率及溫度。因此，可進一步改善襯底的整個表面上的工藝均勻性。

在根據(jù)示例性實施例的襯底處理裝置中，加熱單元可由多個垂直加熱部件構(gòu)成，且反應(yīng)管的圓周可由所述多個垂直加熱部件進行劃分以對所劃分的部分進行獨立加熱，從而改善襯底的整個表面上的工藝均勻性。另外，由于氣體分壓相對高且受到工藝氣體溫度影響的噴射噴嘴相對于其它區(qū)而被獨立地控制，因此襯底的靠近噴射噴嘴的部分會比襯底的其它部分受到更大程度處理的限制可得到解決，以改善襯底的整個表面上的工藝均勻性。

此外，由于通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元來旋轉(zhuǎn)襯底，因此工藝氣體可在襯底的整個表面上均勻地分布，且可改善在襯底的整個表面上的溫度均勻性以進一步改善襯底的整個表面上的工藝均勻性。

另外，設(shè)置于噴射噴嘴區(qū)中的第一垂直加熱部件可僅測量及控制第一垂直加熱部件的溫度，且設(shè)置于其它區(qū)中的第二垂直加熱部件可交互地計算第二垂直加熱部件的溫度及反應(yīng)管的內(nèi)部溫度以控制所計算的溫度，從而有效地控制襯底的每一部分的工藝速率及溫度。因此，可進一步改善襯底的整個表面上的工藝均勻性。

盡管已參照本發(fā)明的多個說明性實施例闡述了本發(fā)明，然而本發(fā)明并非僅限于上述實施例，且因此應(yīng)理解，所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員可設(shè)想出落于本發(fā)明原理的精神及范圍內(nèi)的諸多其它修改及實施例。由此，本發(fā)明的真正保護范圍應(yīng)由隨附權(quán)利要求的技術(shù)范圍來確定。