选择性外延生长装置及集群设备

摘要

本发明提供一种选择性外延生长装置。本发明的选择性外延生长装置包括：工艺管，包括内管和包围所述内管的外管，所述内管收容用于收纳多个基板的基板搭载单元，加热组件，包围所述工艺管，侧部喷嘴部，铅垂设置于所述工艺管的内侧；所述侧部喷嘴部包括第一侧部喷嘴及第二侧部喷嘴，所述第一侧部喷嘴喷射用于选择性外延生长的蚀刻气体，所述第二侧部喷嘴喷射用于选择性外延生长的沉积气体。

权利要求

1.一种选择性外延生长装置，其特征在于，包括：

工艺管，包括内管和包围所述内管的外管，所述内管收容用于收纳多个基板的基板搭载单元，加热组件，包围所述工艺管，

侧部喷嘴部，铅垂设置于所述工艺管的内侧；

所述侧部喷嘴部包括第一侧部喷嘴及第二侧部喷嘴，所述第一侧部喷嘴喷射用于选择性外延生长的蚀刻气体，所述第二侧部喷嘴喷射用于选择性外延生长的沉积气体；

所述工艺管在所述外管的靠近凸缘的一侧设置有排气口，所述排气口为了对内部进行减压而强制吸入内部空气，所述内管形成为上部封闭的圆顶形状，在所述内管的一侧面还包括切开部，该切开部与所述第一侧部喷嘴设置于同一直线上。

2.如权利要求1所述的选择性外延生长装置，其特征在于，所述侧部喷嘴部还包括多个侧帘喷嘴，所述多个侧帘喷嘴隔着所述第一侧部喷嘴并排配置在该第一侧部喷嘴的两侧，并且，所述多个侧帘喷嘴为了提高从所述第一侧部喷嘴喷射出的第一工艺气体的直线前进特性而喷射非活性气体。

3.如权利要求1或2所述的选择性外延生长装置，其特征在于，还包括载板旋转部，该载板旋转部用于使所述基板搭载单元旋转。

4.如权利要求1或2所述的选择性外延生长装置，其特征在于，所述侧部喷嘴部还包括预沉积喷嘴，该预沉积喷嘴用于对所述内管内部进行预涂覆。

5.如权利要求1或2所述的选择性外延生长装置，其特征在于，所述侧部喷嘴部还包括下部清洗喷嘴，在清洗所述内管内部时，所述下部清洗喷嘴清洗所述内管的下端部。

6.如权利要求5所述的选择性外延生长装置，其特征在于，所述下部清洗喷嘴的长度比其他侧部喷嘴的长度短。

7.如权利要求1所述的选择性外延生长装置，其特征在于，所述第一侧部喷嘴和第二侧部喷嘴中的至少一个包括多个区间喷嘴，所述多个区间喷嘴分别对所述基板搭载单元的长度方向上的至少两个区间喷射气体。

8.如权利要求7所述的选择性外延生长装置，其特征在于，就所述多个区间喷嘴而言，为了使喷嘴内部中的气体停滞时间相同，所述多个区间喷嘴中的负责所述基板搭载单元的下侧区间的区间喷嘴具有双重管结构。

9.如权利要求7所述的选择性外延生长装置，其特征在于，就所述多个区间喷嘴而言，为了使喷嘴内部中的气体停滞时间相同，在所述多个区间喷嘴中的负责所述基板搭载单元的下侧区间的区间喷嘴设置有用于抑制气体流动的限制结构体。

10.如权利要求1所述的选择性外延生长装置，其特征在于，所述切开部形成为随着从下端靠近上端而宽度逐渐变宽的倒三角形、随着从下端靠近上端而宽度逐渐变窄的三角形、上下不对称的形状或者分别与所述第一侧部喷嘴的多个喷射孔相向的独立孔形状。

11.如权利要求3所述的选择性外延生长装置，其特征在于，包括控制部，该控制部用于控制所述载板旋转部的动作，

所述控制部根据所述侧部喷嘴部的各个气体供应阶段的时间，对所述载板旋转部的旋转速度进行控制。

12.一种集群设备，用于处理基板，其特征在于，包括：

设备前端模块，具有多个装载端口，搭载有多个基板的卡匣放置于该多个装载端口；

第一负荷固定舱，通过闸阀与所述设备前端模块相连接，并且，该第一负荷固定舱的内部空间能够在大气压和真空压之间进行选择性转换；

传送室，通过闸阀与所述第一负荷固定舱相连接，并且具有用于搬运基板的搬运装置；

多个第二负荷固定舱，通过闸阀与所述传送室相连接，并且具有用于批量搭载多个基板的基板搭载单元；

多个工艺腔室，分别配置在所述多个第二负荷固定舱的上部，用于对搭载于所述基板搭载单元的多个基板进行工艺处理；

所述工艺腔室包括：

工艺管，具有内管和包围所述内管的外管，所述内管用于收容所述基板搭载单元；

旋转部，用于使所述基板搭载单元旋转；

加热组件，包围所述工艺管；

第一侧部喷嘴及第二侧部喷嘴，铅垂设置于所述工艺管的内侧，所述第一侧部喷嘴喷射用于选择性外延生长的蚀刻气体，所述第二侧部喷嘴喷射用于选择性外延生长的沉积气体；

所述工艺管在所述外管的靠近凸缘的一侧设置有排气口，所述排气口为了对内部进行减压而强制吸入内部空气，所述内管还包括切开部，该切开部与所述第一侧部喷嘴设置于同一直线上。

13.如权利要求12所述的集群设备，其特征在于，还包括多个侧帘喷嘴，所述多个侧帘喷嘴隔着所述第一侧部喷嘴并排配置在该第一侧部喷嘴的两侧，并且，所述多个侧帘喷嘴为了提高从所述第一侧部喷嘴喷射出的第一工艺气体的直线前进特性而喷射非活性气体。

14.如权利要求13所述的集群设备，其特征在于，

还包括：

预沉积喷嘴，铅垂设置于所述工艺管的内侧，用于对所述内管内部进行预涂覆；

下部清洗喷嘴，在清洗所述内管内部时，所述下部清洗喷嘴清洗所述内管的下端部。

15.如权利要求13所述的集群设备，其特征在于，所述传送室、所述第二负荷固定舱及所述工艺腔室维持真空状态。

16.如权利要求15所述的集群设备，其特征在于，所述集群设备还包括真空排气部，所述真空排气部分别与所述传送室、所述第二负荷固定舱以及所述工艺腔室相连接。

17.如权利要求13所述的集群设备，其特征在于，所述设备前端模块还包括：转位室，位于所述多个装载端口和所述第一负荷固定舱之间，并且具有搬运装置，该搬运装置用于在放置于所述装载端口上的卡匣和所述第一负荷固定舱之间搬运基板；

仿真基板储存模块，设置在所述转位室的侧面，并且储存有多个仿真基板。

18.如权利要求13所述的集群设备，其特征在于，所述集群设备的所述传送室还包括仿真基板储存模块，在该仿真基板储存模块中储存有多个仿真基板。

19.如权利要求17所述的集群设备，其特征在于，所述转位室和所述第一负荷固定舱之间、所述第一负荷固定舱和所述传送室之间、所述传送室和所述第二负荷固定舱之间分别通过闸阀相连接，从而能够分别独立地控制各腔室的压力。

20.如权利要求17所述的集群设备，其特征在于，

所述集群设备还包括：

真空排气部，分别与所述第一负荷固定舱、所述传送室、所述第二负荷固定舱以及所述工艺腔室相连接；

非活性气体供应部，为了在所述第一负荷固定舱、所述传送室、所述第二负荷固定舱以及所述工艺腔室之间形成差压，向各腔室供应非活性气体。

21.如权利要求17所述的集群设备，其特征在于，所述集群设备还包括差压形成构件，该差压形成构件用于防止所述传送室、所述第二负荷固定舱以及所述工艺腔室之间发生交叉污染。

22.如权利要求21所述的集群设备，其特征在于，所述差压形成构件包括非活性气体供应部，该非活性气体供应部分别向所述传送室、所述第二负荷固定舱及所述工艺腔室供应非活性气体。

说明书

选择性外延生长装置及集群设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种在基板上使外延薄膜(Epitaxial film)选择性生长的选择性外延生长(Selctive Epitaxial Growth：SEG)装置及集群设备。

背景技术

[0002] 外延(Epitaxial)生长是指，在半导体基板上使具有与半导体基板相同的晶体结构的薄膜生长的工艺。

[0003] 另外，所谓选择性外延生长(Selctive Epitaxial Growth：SEG)是指，在半导体基板的规定区域形成氧化膜、氮化膜等绝缘膜以暴露半导体基板的规定区域，并仅在暴露的半导体基板上使具有与其相同的晶体结构的同种或异种半导体膜生长的工艺。如果利用选择性外延生长，则具有如下优点，即：使得通过现有的平板技术难以制作的具有三维结构的半导体元件的制作变得简单。在包括这种选择性外延生长(Selective Epitaxial Growth：SEG)的工艺中，基板上的气体供应及气体分布非常重要。

[0004] 然而，在现有的配置类型的选择性单晶生长装置中，从侧面喷嘴喷出的反应气体向内管的上侧、下侧等形成有排气流路之处流动，从而使基板上部的反应气体不能均匀地流动，因此存在成膜后的膜均匀性降低的问题。尤其是，由于在内管内侧和基板的外径之间存在缝隙，因此，向基板喷射的气体的绝大部分未在基板上进行充分的反应而向侧面的缝隙流动，使成膜时间变长，且对膜质平坦度也带来不良影响。

发明内容

[0005] 发明要解决的课题

[0006] 本发明的实施例提供一种用于实现选择性外延生长的均匀的成膜的选择性外延生长装置及集群设备。

[0007] 本发明的实施例提供一种能够提供基板上的均匀的气体流动的选择性外延生长装置及集群设备。

[0008] 本发明的实施例提供一种能够提高生产性的选择性外延生长装置及集群设备。

[0009] 本发明要解决的课题不限于此，本领域技术人员可通过以下记载内容，能够明确地理解未提及的其他课题。

[0010] 用于解决课题的手段

[0011] 根据本发明的一方面，提供一种选择性外延生长装置，其包括：工艺管，包括内管和包围所述内管的外管，所述内管收容用于收纳多个基板的基板搭载单元，加热组件，包围所述工艺管，侧部喷嘴部，铅垂设置于所述工艺管的内侧；所述侧部喷嘴部包括第一侧部喷嘴及第二侧部喷嘴，所述第一侧部喷嘴喷射用于选择性外延生长的蚀刻气体，所述第二侧部喷嘴喷射用于选择性外延生长的沉积气体。

[0012] 另外，所述侧部喷嘴部还可以包括多个侧帘喷嘴，所述多个侧帘喷嘴隔着所述第一侧部喷嘴并排配置在该第一侧部喷嘴的两侧，并且，所述多个侧帘喷嘴为了提高从所述第一侧部喷嘴喷射出的第一工艺气体的直线前进特性而喷射非活性气体。

[0013] 另外，该选择性外延生长装置还可以包括载板旋转部，该载板旋转部用于使所述基板搭载单元旋转。

[0014] 另外，所述侧部喷嘴部还可以包括预沉积喷嘴，该预沉积喷嘴用于对所述内管内部进行预涂覆。

[0015] 另外，所述侧部喷嘴部还可以包括下部清洗喷嘴，在清洗所述内管内部时，所述下部清洗喷嘴清洗所述内管的下端部。

[0016] 另外，所述下部清洗喷嘴与其他侧部喷嘴相比，其长度相对短。

[0017] 另外，所述第一侧部喷嘴和第二侧部喷嘴中的至少一个可以包括多个区间喷嘴，所述多个区间喷嘴分别对所述基板搭载单元的长度方向上的至少两个区间喷射气体。

[0018] 另外，就所述多个区间喷嘴而言，为了使喷嘴内部中的气体停滞时间相同，所述多个区间喷嘴中的负责所述基板搭载单元的下侧区间的区间喷嘴具有双重管结构。

[0019] 另外，就所述多个区间喷嘴而言，为了使喷嘴内部中的气体停滞时间相同，在所述多个区间喷嘴中的负责所述基板搭载单元的下侧区间的区间喷嘴设置有用于抑制气体流动的限制结构体。

[0020] 另外，所述内管还可以包括切开部，该切开部与所述第一侧部喷嘴设置于同一直线上。

[0021] 另外，所述切开部可以形成为随着从下端靠近上端而宽度逐渐变宽的倒三角形、随着从下端靠近上端而宽度逐渐变窄的三角形或者上下不对称的形状。

[0022] 另外，所述切开部可以形成为与所述第一侧部喷嘴的喷射孔相向的独立孔形状。

[0023] 另外，该选择性外延生长装置可以包括控制部，该控制部用于控制所述载板旋转部的动作，所述控制部根据所述侧部喷嘴部的各个气体供应阶段的时间，对所述载板旋转部的旋转速度进行控制。

[0024] 根据本发明的另一方面，提供一种集群设备，其包括：设备前端模块，具有多个装载端口，搭载有多个基板的卡匣放置于该多个装载端口；第一负荷固定舱，通过闸阀与所述设备前端模块相连接，并且，该第一负荷固定舱的内部空间能够在大气压和真空压之间进行选择性转换；传送室，通过闸阀与所述第一负荷固定舱相连接，并且具有用于搬运基板的搬运装置；多个第二负荷固定舱，通过闸阀与所述传送室相连接，并且具有用于批量搭载多个基板的基板搭载单元；多个工艺腔室，分别配置在所述多个第二负荷固定舱的上部，用于对搭载于所述基板搭载单元的多个基板进行工艺处理；所述工艺腔室包括：工艺管，具有内管和包围所述内管的外管，所述内管用于收容所述基板搭载单元；旋转部，用于使所述基板搭载单元旋转；加热组件，包围所述工艺管；第一侧部喷嘴及第二侧部喷嘴，铅垂设置于所述工艺管的内侧，所述第一侧部喷嘴喷射用于选择性外延生长的蚀刻气体，所述第二侧部喷嘴喷射用于选择性外延生长的沉积气体。

[0025] 另外，所述集群设备还可以包括多个侧帘喷嘴，所述多个侧帘喷嘴隔着所述第一侧部喷嘴并排配置在该第一侧部喷嘴的两侧，并且，所述多个侧帘喷嘴为了提高从所述第一侧部喷嘴喷射出的第一工艺气体的直线前进特性而喷射非活性气体。

[0026] 另外，所述集群设备还可以包括：预沉积喷嘴，铅垂设置于所述工艺管的内侧，用于对所述内管内部进行预涂覆；下部清洗喷嘴，在清洗所述内管内部时，所述下部清洗喷嘴清洗所述内管的下端部。

[0027] 另外，所述内管还可以包括排气口，该排气口与所述第一侧部喷嘴设置于同一直线上。

[0028] 另外，所述传送室、所述第二负荷固定舱及所述工艺腔室能够维持真空状态。

[0029] 另外，所述集群设备还可以包括真空排气部，所述真空排气部分别与所述传送室、所述第二负荷固定舱以及所述工艺腔室相连接。

[0030] 另外，所述设备前端模块还可以包括：转位室，位于所述多个装载端口和所述第一负荷固定舱之间，并且具有搬运装置，该搬运装置用于在放置于所述装载端口上的卡匣和所述第一负荷固定舱之间搬运基板；仿真基板储存模块，设置在所述转位室的侧面，并且储存有多个仿真基板。

[0031] 另外，所述传送室还可以包括仿真基板储存模块。

[0032] 发明的效果

[0033] 根据本发明的实施例，可提高生产性。

[0034] 另外，根据本发明的实施例，在集群设备中能够批量处理基板，因此，能够减少相对于同一生产量的设备占有面积。

[0035] 根据本发明的实施例，能够实现选择性外延生长的均匀成膜。

[0036] 根据本发明的实施例，能够向基板提供均匀的气体流动，因此可以改善成膜质量。

附图说明

[0037] 图1是根据本发明一个实施例的用于选择性外延生长工艺的集群设备的俯视图。

[0038] 图2是根据本发明一个实施例的用于基板处理的集群设备的侧视图。

[0039] 图3是表示工艺腔室的图。

[0040] 图4是用于说明侧部喷嘴部的工艺管的俯视剖面图。

[0041] 图5是表示侧部喷嘴部的立体图。

[0042] 图6是表示切开部的各种例子的图。

[0043] 图7是表示基板上部的层流的模拟图。

[0044] 图8是表示侧部喷嘴部的其他例子的立体图。

[0045] 图9是使用了图8所示的侧部喷嘴部的工艺管的俯视剖面图。

[0046] 图10及图11是表示图8所示的区间喷嘴的内部的图。

具体实施方式

[0047] 以下，参照附图对本发明一个实施例的选择性外延生长装置及集群设备进行详细说明。在本发明的说明中，当认为对相关的已知结构或功能的具体说明反而会使本发明的主旨模糊时，省略其详细说明。

[0048] 本实施例中的基板可以是半导体晶片。但不限于此，玻璃基板等其他种类的基板也可以作为本发明的基板。

[0049] 图1及图2分别是根据本发明一个实施例的用于选择性外延生长工艺的集群设备的俯视图和侧视图。

[0050] 参照图1及图2，用于选择性外延生长工艺的集群设备1包括设备前端模块900、多个第一负荷固定舱(load lock chamber)200、传送室(transfer chamber)300以及多个工艺处理模块400。

[0051] 设备前端模块(Equipment Front End Module：EFEM)900配置在集群设备1的前面上。设备前端模块900具备：装载端口(load port)910，用于装载或卸下卡匣C；转位室(index chamber)920，其具备从卡匣C取出基板的基板搬运机械手930来实现卡匣C和第一负荷固定舱200之间的连接，用于在卡匣C和第一负荷固定舱200之间搬运基板。在此，作为基板搬运机械手930，使用ATM(Atmosphere)机械手。

[0052] 转位室920位于装载端口910和第一负荷固定舱200之间。转位室920具有包括前面面板922、后面面板924及两侧面面板926的长方体的形状，其内部具有用于搬运基板的基板搬运机械手930。虽然未图示，但是为了防止粒子污染物向内部空间侵入，转位室920可以包括多个排出孔(vents)、层流系统(laminar flow system)等用于控制空气流动的空气流动系统。

[0053] 在转位室920的与负荷固定舱200相接的后面面板924，通过闸阀GV1，对在与负荷固定舱200之间搬运晶片的通路进行开闭。

[0054] 多个装载端口910在转位室920的前面面板922上配置成一列。在装载端口204，装载及卸下卡匣C。卡匣C可以是前端开放整合盒(front open unified pod)，具有前方开放的本体和用于开闭本体前方的扇门。

[0055] 在转位室920的两侧面面板926具有仿真基板储存部940。仿真基板储存部940具有用于层叠储存仿真基板DW的仿真基板储存容器942。在工艺处理模块300中缺少基板时，储存在仿真基板储存部940的仿真基板储存容器942中的仿真基板DW将会被使用。

[0056] 虽然未图示，但是仿真基板储存容器942可以不设置于转位室的侧面，而设置于其他腔室。作为一例，仿真基板储存容器942可以设置在传送室300。

[0057] 第一负荷固定舱200通过闸阀GV1与设备前端模块900相连接。第一负荷固定舱200配置在设备前端模块900和传送室300之间。在设备前端模块900和传送室300之间设置有三个第一负荷固定舱200。第一负荷固定舱200的内部空间能够在大气压和真空压之间进行选择性转换。在第一负荷固定舱200设置有用于搭载基板的搭载容器210。

[0058] 传送室300通过闸阀GV2与多个第一负荷固定舱200相连接。传送室300配置在第一负荷固定舱200和工艺处理模块400之间。传送室300具有长方体的盒子形状，其内部设置有用于搬运基板的基板搬运机械手330。基板搬运机械手330用于在第一负荷固定舱200和工艺处理模块400的第二负荷固定舱410所具有的多个基板搭载单元420之间进行基板的搬运。基板搬运机械手330可以包括能够搬送一张基板或五张基板的终端受动器(End Effector)。在此，作为基板搬运机械手330，采用能够在真空环境中搬运基板的真空机械手。

[0059] 在传送室300，能够通过闸阀GV3连接有多个工艺处理模块400。作为一例，在传送室300，可以连接有用作选择性外延生长装置的三个工艺处理模块400，也可以是其他数目。

[0060] 参照图2，集群设备1包括真空排气部500和非活性气体供应部600。真空排气部500包括真空线510，所述真空线510分别连接于第一负荷固定舱200、传送室300、第二负荷固定舱410及工艺腔室100，从而向各腔室提供真空压。非活性气体供应部600包括气体供应线610，为了使第一负荷固定舱200、传送室300、第二负荷固定舱410及工艺腔室100之间形成差压，所述气体供应线610向各腔室供应非活性气体。

[0061] 另外，转位室110和第一负荷固定舱200之间、第一负荷固定舱200和传送室300之间、传送室300和第二负荷固定舱410之间分别通过闸阀GV1、GV2、GV3所连接，从而能够分别独立地控制各个腔室的压力。

[0062] 图3是表示工艺腔室的图。

[0063] 参照图1至图3，作为选择性外延生长装置的工艺处理模块400包括第二负荷固定舱410和工艺腔室100。

[0064] 第二负荷固定舱410通过闸阀GV3与传送室300连接。在第二负荷固定舱410设置有升降构件430，其用于将批量(batch)搭载多个基板的基板搭载单元130向工艺腔室100的工艺管110的内部空间装载或从工艺腔室100的工艺管110的内部空间卸下基板搭载单元130。作为一例，基板搭载单元130可以包括载板(boat)，所述载板具有多个槽以能够一次搭载二十五张、五十张基板。在第二负荷固定舱410的上部配置有工艺腔室100。

[0065] 工艺腔室100可以包括用于选择性外延生长(Selctive Epitaxial Growth：SEG)的装置结构。作为一例，工艺腔室100包括工艺管110、加热组件120、基板搭载单元130、侧部喷嘴部140、载板旋转部160、控制部170以及供应部190。

[0066] 工艺管110包括用于收容基板搭载单元130的内管112和包围内管112的外管114。工艺管110提供一种搭载有基板的基板搭载单元130被装载后在这些基板上进行选择性外延生长工艺的内部空间。工艺管110可以用耐高温的材质制作，例如石英。内管112和外管
114具有上部封闭的圆筒管形状。尤其，在内管112的一侧，沿着长度方向(铅垂的方向)形成有切开部113。切开部113呈槽形状。切开部113与第一侧部喷嘴142形成在同一直线上。

[0067] 图6是表示切开部的各种例子的图。

[0068] 如图6所示，切开部113可以是像左侧第一图和左侧第二图那样的随着从下端靠近上端而其宽度逐渐变宽的倒三角形或随着从下端靠近上端而其宽度逐渐变窄的三角形等上下不对称的形状。另外，切开部113还可以是像左侧第三图那样与第一侧部喷嘴142的喷射孔相向的独立孔形状。另外，切开部113可以是右侧第一图那样同一宽度的形状。

[0069] 再次参照图1至图3，工艺管110在凸缘118的一侧设置有：排气口119，为了对内部进行减压而强制吸入内部空气，并进行排气；喷嘴端口118，其位于排气口119的相反侧，用于安装向工艺管110内部注入工艺气体的侧部喷嘴部140。排气口119用于在进行工艺时将工艺管110内的空气向外部排出。排气口119与真空排气装置(未图示)相连接，通过排气口119将供应至工艺管110的工艺气体进行排气及对内部进行减压。加热组件120以包围工艺管110的方式设置。

[0070] 基板搭载单元130具备插入多个(作为一例，五十张)基板的多个槽。基板搭载单元130安装在密封盖180上，密封盖180通过作为升降机装置的升降构件430向工艺管110内装载或向工艺管110外卸下。当基板搭载单元130装载于工艺管110时，密封盖180与工艺管110的凸缘111结合。另一方面，在工艺管110的凸缘111和密封盖180接触的部分，设置有用于密封(sealing)的O型环(O-ring)等密封构件，以防止工艺气体从工艺管110和密封盖180之间泄漏。

[0071] 另一方面，载板旋转部160提供用于使基板搭载单元130旋转的旋转力。载板旋转部160可以使用电机。载板旋转部160设置于密封盖180上。载板旋转部160可以具备用于检测基板搭载单元130的旋转速度的传感器。用传感器检测出的基板搭载单元130的旋转速度能够提供至控制部170。

[0072] 控制部170控制载板旋转部160的动作。根据通过侧部喷嘴部140的喷嘴供应的气体的各个供应阶段的时间，控制部170对载板旋转部160的旋转速度进行控制。

[0073] 图4是用于说明侧部喷嘴部的工艺管的俯视剖面图，图5是表示侧部喷嘴部的立体图。

[0074] 参照图3至图5，侧部喷嘴部140铅垂设置于工艺管110的内侧。侧部喷嘴部140可以包括多个喷嘴，多个喷嘴向工艺管110供应有助于基板表面的选择性外延生长的气体。作为一例，侧部喷嘴部140包括第一侧部喷嘴142、第二侧部喷嘴144、一对侧帘(side curtain)喷嘴152、预沉积(pre-depo)喷嘴154以及下部清洗喷嘴156。

[0075] 侧部喷嘴部140通过供应部190接收有助于基板表面的选择性外延生长的气体。供应部190能够选择性地向侧部喷嘴部140供应沉积气体、蚀刻气体、清洗用气体以及非活性气体(吹扫气体(purge gas))。作为一例，DCS、SiH4、Si2H6等气体可被用作沉积气体，Cl2、HCL等气体可被用作蚀刻气体，在以杂质掺杂为目的时可使用B2H6、PH3等掺杂气体。

[0076] 第一侧部喷嘴142是喷射用于选择性外延生长的蚀刻气体的喷嘴，其与设置于内管112的切开部113位于同一直线上，从而与切开部113相向。一对侧帘喷嘴152隔着第一侧部喷嘴142而并排配置于两侧。侧帘喷嘴152喷射非活性气体，以使从第一侧部喷嘴142喷射的蚀刻气体向内管112的切开部113直线前进。作为一例，非活性气体包括N2气体、Ar气体、H2气体。

[0077] 图7是表示基板上部的层流的模拟图。在图7中的模拟结果中，除了第一侧部喷嘴和侧帘喷嘴之外，其他喷嘴均被省略。

[0078] 参照图7，本发明中，从第一侧部喷嘴142喷射出的蚀刻气体的直线前进特性通过从侧帘喷嘴152喷射出的非活性气体而得到提高，从而在基板的上部沿着水平的方向形成层流，由此能够进一步提高基板的均匀度。

[0079] 第二侧部喷嘴144是用于喷射有助于选择性外延生长的沉积气体的喷嘴，设置在侧帘喷嘴152的一侧。第二侧部喷嘴144以与排气口113错开一定角度的方式配置。

[0080] 预沉积喷嘴154为了在原位清洗(in-situ clean)后对工艺管110内部进行预涂覆而喷射沉积气体，预先使工艺管110内部环境具备能够进行基板成膜的条件。当然，使用第二侧部喷嘴144进行预涂覆也无妨，但是通过另设预沉积喷嘴154而进行使用，能够期待如下特殊的效果，即，减小第二侧部喷嘴144的使用频率，从而使第二侧部喷嘴144的寿命变长以及抑制喷嘴内部形成薄膜，由此延长原位清洗周期。

[0081] 下部清洗喷嘴156用于在原位清洗时对内管112的下端部进行清洗。如图3及图5所示，下部清洗喷嘴156的长度比其他喷嘴要短，向基板搭载单元130和密封盖180之间的载板支撑部138周边喷射用于清洗的气体(作为一例，ClF3、F2)。作为参考，在进行原位清洗时，从第二侧部喷嘴144也喷射用于清洗的气体，而下部清洗喷嘴156向不在第二侧部喷嘴144的喷射范围内的不易喷射范围即载板支撑部138附近喷射用于清洗的气体。通过下部清洗喷嘴156能够缩短原位清洗时间。

[0082] 以下，简单说明利用上述的工艺腔室100实施的选择性外延生长方法。

[0083] 首先，当多张基板搭载于基板搭载单元130时，基板搭载单元130通过升降装置430的升降动作而搬入至工艺管110内部。此时，工艺管110的下端通过密封盖180被密封。其次，真空排气装置(未图示)被反馈(feedback)控制，以使工艺管110内部达到所需要的压力(真空度)。另外，工艺管110内部被加热组件120加热至适合于选择性外延生长的所期望的温度。在工艺管110内部被加热组件120加热时，为了使工艺管110内部达到所需要的温度分布，根据温度传感器所检测出的温度信息，对加热组件120的通电状态进行反馈控制。接着，通过载板旋转部160使基板搭载单元130进行旋转，从而使多个基板旋转。

[0084] 侧部喷嘴部140的各喷嘴通过供应部在规定时间内接收沉积气体、蚀刻气体、非活性气体等工艺气体，并进行喷射。喷射至内管的气体通过基板后，从内管的切开部排出。

[0085] 另一方面，侧部喷嘴部的各喷嘴可以用多种方式喷射气体。在第一方法中，同时供应沉积气体和蚀刻气体；在第二方法中，反复进行如下的过程：同时供应沉积气体和蚀刻气体而成膜后(作为一例，20min)–>仅供应蚀刻气体来进一步除去杂质(3min)，再次将沉积气体供应规定时间(15min)–>仅供应蚀刻气体来除去杂质；在第三方法中，反复进行如下的过程：仅供应沉积气体(40sec)–>供应用于除去残留物的吹扫气体(30sec)–>供应蚀刻气体(15sec)–>供应用于除去残留物的吹扫气体(40sec)。通过这种过程，能够在基板上形成更高品质的选择性外延薄膜。

[0086] 另一方面，在基板上使外延层生长的各工艺中，吹扫气体可以与沉积气体及蚀刻气体一起同时供应，也可以在供应沉积气体或蚀刻气体之前或之后供应，还可以在供应沉积气体或蚀刻气体之前供应，并且在供应这些气体的期间继续供应。

[0087] 如上所述，根据本发明一个实施例的工艺腔室100，侧部喷嘴部140沿着铅垂的方向配置在内管，从而能够沿着水平方向供应工艺气体，尤其，第一侧部喷嘴142的左右侧配置有侧帘喷嘴152以促进蚀刻气体的直线前进特性，从而改善基板上的气体的流动，提高成膜质量。

[0088] 图8是表示侧部喷嘴部的其他例子的立体图，图9是使用了图8所示的侧部喷嘴部的工艺管的俯视剖面图。

[0089] 参照图8及图9，第一侧部喷嘴142可以包括多个区间喷嘴，这些多个区间喷嘴分别向基板搭载单元130的长度方向上的多个区间喷射气体。作为一例，第一侧部喷嘴1420包括分别向两个区间喷射气体的第一区间喷嘴142-1、第二区间喷嘴142-2。第一区间喷嘴142-1向基板搭载单元130的上部区间喷射气体，第二区间喷嘴142-2向基板搭载单元130的下部区间喷射气体。第一区间喷嘴142-1和第二区间喷嘴142-2互相邻接，并与设置在内管112的切开部113配置在同一直线上，从而与切开部113相向。

[0090] 第二侧部喷嘴144可以包括多个区间喷嘴，这些多个区间喷嘴分别向基板搭载单元130的长度方向上的多个区间喷射气体。作为一例，第二侧部喷嘴144包括第一区间喷嘴144-1、第二区间喷嘴144-2。第一区间喷嘴144-1向基板搭载单元130的上部区间喷射气体，第二区间喷嘴144-2向基板搭载单元130的下部区间喷射气体。

[0091] 第一区间喷嘴142-1、144-1和第二区间喷嘴142-2、144-2的长度不相同，因此喷射气体时喷嘴内部的气体停滞时间(气体滞留时间)也不同。作为一例，第二区间喷嘴142-2的气体喷射比第一区间喷嘴142-1的气体喷射更快。由此，会使位于基板搭载单元130的上部的基板的薄膜厚度和位于基板搭载单元130下部的基板的薄膜厚度之间存在差异。

[0092] 图10及图11是表示图8所示的区间喷嘴的内部的图。

[0093] 参照图10，根据一例，第二区间喷嘴142-2可以是双重管结构，以使第二区间喷嘴142-2的气体停滞时间与第一区间喷嘴142-1的气体停滞时间(气体滞留时间)相同。即，第二区间喷嘴142-2包括外部管10和内部管20，在外部管10和内部管20分别形成有喷射口12、
22，而内部管的喷射口22和外部管的喷射口12的喷射方向不同。这样，第二区间喷嘴142-2的气体停滞时间可以得到延长。

[0094] 参照图11，根据另一例，第二区间喷嘴142-2可以包括抑制气体的流动以使第二区间喷嘴142-2的气体停滞时间与第一区域喷嘴142-1的气体停滞时间相同的限制(confinement)结构体40。限制结构体40包括多个隔板42，由于多个隔板42存在，气体的流动变慢，从而第二区间喷嘴142-2中的气体停滞时间(气体滞留时间)得到延长。

[0095] 包括这种多个区间喷嘴的侧部喷嘴部不仅适用于外延生长工艺，还可以适用于其他蒸镀工艺的热处理装置。

[0096] 以上的说明只不过是用于说明本发明的技术思想的例子，只要是本发明所属的技术领域的技术人员，均可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行多种修改和变形。因此，本发明中公开的实施例是用于说明本发明的技术思想的，而不是用来限定本发明的技术思想的，本发明的技术思想范围不会限定于这种实施例。本发明的保护范围应通过权利要求书得到解释，并且等同范围内的所有技术思想均包括在本发明的权利范围内。