CN101542014B - 硅搁架塔 - Google Patents

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Abstract

一种用于在垂直炉中整批热处理硅晶圆(46)的硅搁架塔(10)。该塔包含至少三支连接至基部的硅脚(16，18，20)并具有垂直排列的槽(22)。硅搁架(24)通过侧脚中的槽将其滑动至后脚中的槽以拆卸地装载。联锁装置可拆卸地将搁架定锁至后脚，同时，在两侧脚中的槽横向地约束该搁架。搁架包含切口(38)，以允许机械手叶片进出搁架装卸该晶圆。在搁架中的圆孔(32，34)释放应力并防止晶圆粘粘。优选地，搁架由随机取向的多晶硅(ROPSi)形成。搁架及塔也可以由诸如石英及碳化硅的其它材料形成。

Description

硅搁架塔
本申请要求享有2005年5月3日提交的临时申请案60/677,391的权益。
技术领域
本发明涉及诸如硅晶圆的衬底热处理。更具体地，本发明涉及在垂直炉中，支撑多个衬底的塔，以及其中所用的辅助支撑结构。
背景技术
硅晶圆的整批处理一直为重要的商业工艺。典型地，将通常称为晶舟的晶圆塔放置在垂直炉中并在各个晶圆的主表面的水平方向的垂直堆栈中保持大量的硅晶圆，以用于炉内晶圆的热处理。热处理可以包含将诸如前驱气体的工艺气体流入炉内，以由诸如硅烷的化学气相沉积(CVD)在晶圆上沉积层，以形成一层多晶硅或另外沉积氮以形成一层氮化硅。可以流入氧或氮以热氧化或氮化晶圆。在高温退火中，也可以使用氢作为还原剂。在其他涉及晶圆的非反应退火(non-reactive anneal)的应用中，可以将惰性气体填入炉中。在非反应环境中的高温退火可以作为注入退火以活化注入的离子或退火该硅晶圆。另一方面，通常在低温下执行CVD。
石英塔用于这样的炉中已经很长时间。然而，随着工艺温度的持续上升，通常超过1000℃甚至1250℃，石英在高温下会呈现有害的下垂，并且考虑到在先进的集成电路对高纯度的要求，认为石英为微污染材料。碳化硅塔已逐渐用于高温工艺中。然而，烧结碳化硅也是污染材料，同时，CVD碳化硅作为粉体材料很昂贵，并且在作为烧结碳化硅上方表面涂层并不完全有效。
近年来，引入硅梯式塔以支撑硅晶圆，正如Boyle等人所公开的在美国专利号6,450,346，在此引入其全部内容作为参考。梯式塔表示每一晶圆直接支撑在一体地形成于固定在(held)两塔基部之间的塔的三个或四个脚上的各个齿上。至少这些塔的脚包含由元素硅构成的结构组件，即在此结构组件中元素硅的所有硅原子超过50％或甚至超过90％结合到其它硅原子，而不是其它元素。高硅含量使得含硅材料具有金属或半导体属性。可以立即购得纯度超过99原子百分比(at％)形式的元素硅。可以购得纯度远超过99.99at％的用于半导体工业的硅。可选地，可以定义硅组件由硅组成并且其他元素少于10at％。因此，在支撑设备中用于结构组件的硅在高纯度及相对于所支撑的硅晶圆没有不同的热膨胀方面，超出石英及碳化硅。
对于先进的集成电路而言，硅晶圆的高温工艺所面临的主要问题在于会产生诸如滑动缺陷的错位。已证实硅塔只有少数或没有此类缺陷。然而，使用更传统石英或碳化硅塔的另一方式为使用由支撑在塔脚的石英或碳化硅形成的晶圆环，随后该环基本沿着晶圆的圆周支撑晶圆。其中有多种结构，通常称为环舟、舟环或具有晶圆支撑环的塔。通常，将环焊接到或以其它方式固定到塔上。然而，闭环结构存在难以将晶圆从环上装卸的问题。此外，当石英及碳化硅用于环放大时，连续出现与不同热膨胀以及杂质相关的问题。硅的热膨胀系数为石英及碳化硅膨胀系数的100倍，呈现较佳的热导率。大多数现有技术中的环具有复杂的剖面，显著地增加了制造成本。
发明内容
在本发明的一个实施例中，搁架，优选为硅，可拆卸地装载到塔的多个层上的支撑齿上。优选地，塔及搁架由硅形成，但也可以由碳化硅、石英或其它材料形成。搁架通常具有平坦的上表面以支撑晶圆，并可以包含用以在晶圆传递时插入晶圆叶片的插件。搁架可任选地包含大量弯曲且优选为圆形的孔洞以释放应力，并且叶片插件具有弯角。一个或多个圆形的孔洞可以用于与一个或更多的凹槽联锁在塔脚中。
优选地，搁架由多晶硅形成。虽然也可以使用铸硅，但优选的硅为切克劳斯基法生长多晶硅(Czochralski grown polysilicon)，更佳地使用一种为随机取向的多晶硅的晶种。该晶种可以直接或间接由CVD生成的高纯度多晶硅(virgin polysilicon)衍生。产生的切克劳斯基法生长硅为随机取向的多晶硅(ROPSi)。
然而，本发明的很多方面可以由诸如石英、碳化硅或浸硅的碳化硅的其它材料形成的搁架或脚加以实施。
搁架也可以包含具有塔的被动(passive)优选地为重力联锁装置。例如，形成于搁架中的孔沿安装到塔的一个或多个脚中(例如，三脚塔的后侧脚)的槽底部形成的凹槽处的搁架的周围留下塔板(strap)。当搁架装载到塔中时，会由于重力落入凹槽中。搁架的侧边可以沿着插入物切平，通过两侧脚中的相应的槽位于中心。另一联锁装置在至少一个切平侧边上形成台阶。该台阶的宽部分靠近该搁架的后面并插入到槽背部的横梁上方。在此操作位置，台阶落入横梁的背面并以重力方式锁定在横梁上。
本发明包含圆形环，不必由硅构成的叶片插件，可以使用硅塔或由诸如SiC或石英的其它材料形成的塔。
附图说明
图1示出了支撑在塔脚上的塔及多个搁架的正投影图；
图2示出了搁架的正投影图；
图3示出了搁架及支撑该搁架的塔的底部的截面图；
图4示出了塔的后脚、由后脚支撑并由该后脚定锁的搁架以及支撑在搁架上的晶圆的正视图；
图5示出了包含基部的图4中的塔结构的正投影图；
图6示出了搁架中的孔的不同分布的平面图；
图7示出了使用侧联锁装置的另一搁架的平面图；
图8示出了图7中使用侧脚联锁的搁架的部分截面图；
图9示出了图8中的侧脚的横截面图；
图10示出了容纳较大晶圆叶片的另一搁架的平面图；
图11示出了用于支撑晶圆的开环的平面图；
图12为示出了闭环的平面图。
具体实施方式
本发明的一个方面包含插入到支撑塔中垂直排列的槽中的搁架，以及每一槽支撑的晶圆或其他衬底。与传统的只在三或四个位置支撑晶圆的塔相比，搁架可以以晶圆面积的相当小的部分来支撑晶圆。从而，减小了在高温处理期间晶圆的下垂，并减小了局部接触负载，因此最小化晶圆中滑移的成因。
如图1中示出的正投影图，支撑塔10包含上基部12与下基部14。将两侧脚16、18及后脚20固定至两基部12、14。每个垂直延伸的脚16、18、20都形成具有水平延伸，沿着脚16、18、20垂直排列的槽22。在塔10中的多套槽22之间形成齿，用于在整批退火炉中支撑相应数目的晶圆。虽然塔10的脚和基部可以由诸如石英、碳化硅及浸硅的碳化硅的传统材料构成，但优选地，由高纯度硅构成。此外，脚16、18、20优选地由电子级硅(EGS)，或称为高纯度多晶硅(未掺杂的聚乙烯)构成。未掺杂的聚乙烯脚的加工在Boyle等人所公开的美国专利号6,455,395中描述。旋涂玻璃粘剂将脚粘结至基部在Boyle等人所公开的美国专利申请号2004/0213955A1中描述。上面所提到的每一个专利都在此引入其全部内容作为参考。Boyle等人描述的梯式塔为从其脚延伸并在其末端支撑晶圆的长倾斜齿上直接支撑晶圆。相反地，示出的塔10的槽22相对浅且具有平底，尽管也可以对槽22的底部提供结构。尤其是硅塔，搁架24也基本上由纯硅构成。
基本平坦水平延伸的搁架24可以插入到用以支撑三脚16、18、20内侧的晶圆的每一组槽22中。如图2的正投影图所示，每一个搁架24都呈圆形。然而，其外圆周形状优选地具有两平行切平横侧26、28，以通过侧脚16、18的槽22滑动，以及具有平坦的后侧30，以滑入且优选地啮合后脚20的槽22。一旦后侧30啮合并与后槽22联锁，则搁架24的侧边26、28为侧槽22所约束。一串弯曲孔，优选地为包含小内孔32与大外孔34的圆孔可以钻穿中心或穿过搁架24由激光切割。孔32、34的数量、分布与大小在不同设计中可以加以变化。在薄搁架24中，孔32、34有利于释放应力以降低热质量，并允许炉周围环境基本达到晶圆的背侧，从而防止晶圆粘粘至搁架24上。搁架24的平坦形状允许其使用经济的切片材料加工，特别是类似晶圆的硅。除了穿孔之外，至少搁架24的上表面基本平坦，因此晶圆支撑在宽广的面积上。然而，可形成搁架24中的沟槽以减少附着力及促进气体均匀化(equalization)，但是沟槽应构成平坦表面区域的小于50％且优选地小于20％。另外，基本平坦的表面具有浅的条纹特征，举例来说，具有高度为小于0.5mm，且优选地为小于0.2mm的浅条纹。
有利地，一个大孔34对准切平后侧30的中心处的后脚20以形成用于与后脚20联锁的窄搭板36，如后面所述。搁架24也可以形成具有从前方延伸至搁架24中心的切口38，并具有半圆后则以允许机械刀片或叶片设置为支撑晶圆46并将晶圆装载和卸载进出搁架24，同时当叶片向下通过切口38时，塔10支撑搁架24。叶片不仅可垂直通过切口38，也可在晶圆水平传输期间水平通过切口38以减少叶片所需垂直空间(clearance)。如果在机械刀片中使用真空夹盘时，则可以减短刀叶以及降低切口深度以使得刀片未延伸至中心40。
如第3图的截面图所示，侧脚16、18位于塔10的中心40的略微向前处(朝着晶圆及搁架插入方向)，其槽22平行延伸并与搁架24的中位线42等间隔，因此，平行且在它们所支撑的搁架24的切平侧26、28的外侧。优选地，中位42作为搁架24的对称线。搁架切口38的侧边也与中位线42平行并等间隔，尽管根据机械刀片的形成切口38也可能有其他的形状。居中后脚20的槽22并垂直延伸至搁架24的中位线42，即晶圆与搁架的装载轴。形成具有凹槽44的后脚20，该凹槽沿着后脚20向下延伸并沿搁架24的切平的后侧30水平延伸以抓住(capture)搁架24的窄搭板36。未示出的具有通用形状的切口38的机械叶片，但其仍略小地配合入切口38并沿着装载轴42移动，以将晶圆46移进和移出搁架24。在晶圆传输过程中，随着晶圆46在塔外侧及中心位置和搁架中心40之间移动，叶片可水平地通过切口38移动。在水平沿着装载轴42进出移动时，机械叶片将晶圆46固定在搁架24上方。一起升降机械叶片或塔10以影响在叶片和搁架24的上表面之间的实际转移。空的叶片会水平移动，同时垂直设置在搁架24上表面的下方，但不需位于搁架24的底表面之下。
搁架24通常大于晶圆46。通常，搁架24的外径(除了切口40中的区域)大于晶圆26的直径。尤其是，垂直于中位线42的搁架24的最大尺寸大于晶圆直径。
如图4的横截面图和图5的正投影图所示，在后脚20上形成的每一凹槽44作为从指部50上升的上升钩48的后面的下凹，该指部50由后脚20的垂直杆52向内延伸。相反地，侧脚16、18的槽22可以具有平底。后脚20的凹槽44的底与另两脚16、18的相应槽22的底位于同一平面以在三点支撑中水平地固持住各个搁架24。沿着装载轴42从塔10的前面滑动通过侧脚16、18的槽22装载每一搁架24直到搭板36通过钩48，同时搁架24落入凹槽44通过重力固持在其中，从而基本上以向前和向后的方向固锁搁架24。搁架24由靠着切平搁架侧26、28的侧脚16、18中的槽22侧面以横向方向基本锁定。联锁是被动的且并除了包含在搁架24或脚16、18、20中一体的结构不需要任何其它结构或联锁装置。虽然这不重要，但搁架24的厚度通常与凹槽44的深度对应。
其它联锁装置可以包含在侧脚16、18中。有可能在侧脚16、18上提供联锁装置，但在多数情形下并不需要。
如图6的平面图中示出的搁架60的另一设计，用中位线42隔开的两延长孔62取代位在图3的中位线42上的中间小孔32。该配置减少了沿中位线42的断裂。
图7的平面图中示出的搁架70的另一设计包含不同的重力和被动联锁装置。在搁架70的前切平横向侧74的后面形成向外突出的台阶72。当搁架70安装在塔上时，台阶72设置在两相对侧脚76的后缘上，如8图的部分截面平面图的顶部及图9的横截侧面图所示。侧脚76的每一指部78都包含位于脚杆82的前端的横梁80，在横梁80上具有足够垂直间隙84，并在两侧脚76的脚杆82之间有足够水平空间，以允许搁架70在横梁80上方滑动，然后靠近横梁80的后侧86落下搁架台阶72，以在搁架70的切平后部遇到后脚时，与之联锁。在搁架落入横梁80的后侧后，指部78同时也包含支撑搁架70的外搁架支撑面88。搁架70的前切平侧74对准横梁80的径向内侧。
因为在后脚中并不需要其它联锁，所以不再需要图4和图5的后脚凹槽44，以使后脚的槽可以具有垂直对准侧脚的搁架支撑面88的平底部，从而侧脊部80将搁架70联锁抵靠在后脚的杆部82。另一方面，后脚可以与侧脚76由相同的材料形成，从而将搁架70联锁抵靠在在后脚的横梁80的内侧90。同时，由于弯曲外围可以接触后脚，搁架70的后部不需要切平的侧面。因此可以省去搭板及可以从搁架中位线42移除所有大孔34。然而如果如图7所示，在搁架的后部形成凹陷92以啮合后脚的横梁82的侧面，则可以改善横向和旋转的对准。凹陷92具有与所啮合的后脚部分相符合的形状。后部凹陷92改善了联锁并免除了对切平后侧面的需求。同时，类似的凹陷也可以替代横侧74上的单一台阶72，以啮合侧脚的横梁80的两侧。
在图7中的搁架70中重新排列大外孔34以使没有孔落在装载轴42上。即，搁架70连续沿装载轴42(为搁架70的中位线)由叶片切口42到搁架70的后面。该区域受到施加至搁架上的最高的机械应力，因此，需要特别坚固以抗断裂。
应该理解，在该实施方式以及其它实施方式中，塔可以包含两后脚以及两侧脚。应该理解，联锁装置的侧脚可以只实现一侧脚。
图10的平面图中的搁架100的另一设计具有较大的叶片切口102，该切口102通常具有遵循大晶圆叶片104的外形的图案，叶片104安装在切口102中并由传输机械手控制。切口尺寸能够使得叶片104在机械手的控制下能够水平移动穿过切口，且尽管机械手臂可以垂直移动，当塔垂直移动时，叶片104也能够垂直穿过切口移动。参考前面图7到图9该设计也包含联锁装置，并与朝向装载轴42垂直延伸的两侧脚联锁的前切平侧的后面74中包含台阶72。在台阶72的后部形成具有后切平侧104的搁架100，其允许侧脚接近晶圆46，并进一步到晶圆46的前面，能更好地将该支撑件分布在晶圆46的圆周上。搁架100与具有四个支撑脚的晶圆支撑塔一起使用，四支撑脚包含两侧脚及两后脚，径向延伸向中心40，几乎到达叶片切口102。后脚的杆部分地包含在搁架100中的各个压痕108内。
应该理解，一旦搁架可拆卸地装载并定锁到塔上，搁架将留在其中作大量的工艺循环。在每一工艺循环中，将晶圆46传送至基本对中于塔中心40的搁架上，并具有位于塔脚径向向内的晶圆的斜缘54，但对于宽支撑区域而言居中并不重要。在典型商业实践中，塔或者保持水平静止，并且炉罐和相关钟罩反应炉及衬垫下落在塔10上，或是，将塔10上升进入到固定炉罐中。随后，在含有塔10和所支撑的晶圆46的炉中热处理晶圆46。在处理后，分开塔和炉罐并且将晶圆46从搁架24移开，开始新的工艺循环。
搁架的最大直径大于支撑在塔10中的晶圆46的直径。对于多数商用生产，晶圆直径正由200mm转变为300mm，并且预测未来将为450mm，但也可能为其它晶圆直径。如图3所示，有利地，晶圆46的圆周覆盖大外孔34。支撑在搁架上的晶圆46优选地不延伸到塔脚的区域，以使外孔34只有部分位于晶圆46下。然而，在图10的设计中，虽然脚的面积可能包含晶圆的斜缘54，使得晶圆不会直接接触塔，但晶圆46的外圆周部分可以覆盖脚的支撑区域。
可以选择搁架和塔脚的其它形式，以及选用联锁装置的其它形式。脚的数量可以降低至二个，或增加至四个或更多。上述搁架的形式包含延伸到超出晶圆46的基本部分的支撑区域，即更像盘状结构。对于大搁架可选地，如图11的平面图所示，小开口垫片形的环110具有开口112，以降低晶圆叶片的使用，或者如图12的平面图所示的更小闭合垫片形环114在环110、114的平面向内排列的上表面上支撑晶圆46的外下表面，从而降低晶圆46的支撑区域上的应力。优选地，环110、114包含切平侧边28和后侧30。选用孔116可包含在环110、112任意一个环中，并优选地，支撑的晶圆46的外圆周覆盖孔116，以使邻近切平后侧30形成联锁搭板36。
每一环110、114在其大致切平的上表面上支撑晶圆46。随后，多数环110、114支撑在搁架塔10的后脚及前脚上，其中可以有三个或四个脚。在诸如授权给Wada等人的美国专利号6,162,047的现有技术中描述了闭合环114在晶圆传送上所引入的困难。所示的环110、114使用图3至图5的后脚联锁装置，但也可以使用图7至图9的侧脚联锁装置或其它联锁装置替代。环可以认为是具有拘束在晶圆的圆周区域(晶圆半径外部的50％)的开口结构的搁架的特殊形式。另一方面，图3、6及图7的搁架也支撑部分晶圆的内部区域(晶圆半径之内的50％)。图10的设计可以视为搁架与环的中间部分。
搁架(包含环)的厚度可以根据需要加以选择。厚度可以在0.5至4mm的优选范围内，最佳范围为1至2mm。然而，应该理解，至少与现商用晶圆一样的厚度，即，至少为0.775mm。可以认为1mm的厚度为最理想的，但也可以到2mm以增加装置重复使用时的强度及坚固性。大于3mm的厚度提供较大的强度影响了塔10的容量，从而影响工艺产量。
搁架可以由含有石英、碳化硅、及浸硅的碳化硅的传统塔材料形成，并可以与这些传统塔材料的塔一起使用，并仍提供搁架结构及本发明的操作的很多优点。然而，因为硅具有高纯度及相对于其所支撑的硅晶圆没有差别性的热膨胀，所以优选地，硅作为搁架材料。由于单结晶切克劳斯基法生长硅用于硅晶圆中从而得到广泛使用。然而，单结晶硅有很多缺点。在处理300mm晶圆所需的较大直径中，即，大于300mm的直径，并不容易获得。并且，在重复使用后，在沿着劈裂面会有缺口及破裂。并且相对地较昂贵。另一方面，多晶硅不昂贵而且不易有缺口及破裂。铸硅形成多晶材料，能够抵抗力缺口，但其纯度不理想。使用多晶晶种(polycrystalline seed)在切克劳斯基法(CZ)工艺中生成的纯多晶硅，在CZ工艺中，多晶晶种以快于所允许的单晶成长的速度从晶棒的末端拉出。然而，晶种和所得到的CZ晶棒都具有半—单多结晶结构，其中优选地结晶对准垂直拉出方向，通常在20度范围内。因此，半—单晶硅也易于沿着对准的结晶侧面破裂和劈裂，由于相似原因其强度也降低。高纯度多晶硅甚至为更好的材料，但通常无法取得较大直径。
优选地用于搁架的硅材料为随机取向的多晶硅(ROPSi)。Boyle等人在2006年1月9日提交的美国专利申请号10/328,438中，描述了随机取向多晶硅的大直径晶棒的生成，在此引入其全部内容作为参考。该随机取向晶棒通过切克劳斯基法将多晶晶种从熔融硅拉出来生成。为了得到随机取向的多结晶性，晶种本身为随机取向多晶硅。此晶种可以由化学气相沉积(CVD)，由纯硅烷、氯硅甲烷或类似前驱物生成的初生多晶硅片形成。可选地，晶种可以由随机取向切克劳斯基法生长多晶硅所形成。例如，晶种可以经由一代或多代的切克劳斯基法生长而追踪至高纯度的多晶硅或CVD晶种。也可以使用其它的多晶晶种。相反地，如果以高速从硅熔融中拉出单晶种，则底部的晶棒为半—单结晶，即多结晶，优选地晶轴具有约±15或20度的优选方位，其也可能关于该轴的随机取向。相反地，ROPSi为所有方向中的随机取向，没有优选的晶轴。切克劳斯基法生长的ROPSi具有可与生产晶圆相比较的纯度以及所需的随机取向。
ROPSi硅由于其强度及对破裂的抵抗性特别有利于用于重复生产中的搁架的复杂结构。此强度甚至更为图11及图12的小圆周环110、114所需。
搁架的支撑面可以保持基本平坦，以将负载分布于晶圆的大部分，例如，大于25％的部分，甚至当在搁架中形成孔的时候。然而，搁架主表面的镜面研磨可以用于搁架制造中，以用于次表面损坏、坑及破裂，从而提高沉积材料的厚层的粘着性。此外，有利于在诸如硝酸和醋酸或过氧化氢的混合酸蚀剂中蚀刻搁架，以释放应力并移除多结晶材料中的机械损坏。诸如用于硅晶圆的其它清洗程序也可以应用到硅搁架。然而，随后优选地使用喷珠法以避免在支撑面上可能造成处理后的晶圆的凡得瓦尔(Van der Waal’s)粘结问题的镜光。
有可能使用粘着剂、熔接或其它方式将搁架固定到塔上。固定地舟环为已知，并提供坚固结构用于晶圆传送。然而，可拆卸的搁架提供几项优点。在任何情形下，在几次氮化物或多晶硅沉积的循环后，搁架似乎通过桥接在其间的间隙的所沉积的材料所粘着至塔脚。最后，所沉积材料似乎累积到引起薄片和微粒开始降低产量的不可接受的厚度。即使以石英或碳化硅制作，搁架塔或甚至环舟相当昂贵。希望通过蚀刻所沉积的材料来整修支撑器具。然而，如果在清洗时，如果有一个牢固附着的搁架破裂，则几乎不可能修理该塔，至少不能回复到其原始容量。另一方面，如果搁架在蚀刻沉积材料后卸下，则在清洗时，任何破损的搁架可能为新的搁架所替代，只有未受损的才会再次使用。如果可拆卸搁架在使用时破损，例如被故障机械手所破损，则有可以使用相同类型的搁架替换。此外，如果塔由于任何原因而破损，则很多未受损的搁架可以再利用。
硅搁架与硅塔的组合非常便于该清洗。如果搁架临时结合到塔，则整个组件可以浸渍到稀释的HF中，可以移除任何的氧化物或氮化物，并释放搁架而不必基本蚀刻硅支撑器具。另一方面，稀释的HF将蚀刻石英塔。
硅塔的使用提供高纯度材料与晶圆接触以及没有差别热膨胀的优点。硅同时提供比石英为高的导热率。硅同时对几百微米外的波长是透明的，而石英对几微米的波长是不透明，碳化硅对于红外线辐射是不透明的。因此，硅并未呈现热掩膜。石英的改善的导热率及红外线透明性提高了炉内的热平衡。虽然这些优点特别应用到硅搁架，但它们也可延伸至硅塔。
因为塔与其脚不再直接与晶圆接触，所以有可能有利地使用硅搁架及低成本石英或碳化物塔。然而，通常污染的石英和碳化物塔及脚仍在相同腔室中，因此，仍呈现污染现象及在脚与搁架之间的差别热膨胀。硅搁架使得热炉内的全硅热区。塔、搁架、喷气头及炉衬可以都由硅形成。如果使用挡片晶圆，则也可以由ROPSi硅形成。
因此，本发明在搁架塔方面提供各种有用的改进。搁架，如果需要的话，也可以与所支撑的衬底由相同的材料形成，从而最小化了差别热效应。搁架也可以可拆卸地装载到塔中并与其作可拆卸地联锁，从而简化了清洗及降低长期成本。虽然塔与搁架优选地都由硅形成，特别是随机取向的多晶硅形成，但本发明的其它方面也可以应用其它材料。

Claims (20)

1.一种可拆卸地支撑在支撑塔中的搁架，所述支撑塔能支撑多个该类搁架，并且所述支撑塔能支撑热处理的衬底，所述搁架包括：
外圆周；
所述圆周上的平行的两个切平横向侧，所述平行的两个切平横向侧的每个切平横向侧平行于所述搁架的中位线延伸；以及
所述圆周上的切平后侧，所述切平后侧横向于所述平行的两个切平横向侧并且横向于所述搁架的所述中位线，所述切平后侧具有通孔并且所述切平后侧在所述通孔和所述切平后侧之间形成搭板以可拆卸地啮合凹槽，所述凹槽形成在多个直立的支撑塔脚中的一个支撑塔脚内的槽中，其中所述搁架是用选自由多晶硅、半一单切克劳斯基硅、铸硅、石英、碳化硅和浸硅的碳化硅所构成的群组中的材料形成。
2.根据权利要求1所述的搁架，其特征在于，所述搁架基本为平面。
3.根据权利要求1所述的搁架，其特征在于，所述搁架支撑圆形衬底的部分内部区域，且所述部分内部区域设置在衬底半径的内部50％内。
4.根据权利要求1所述的搁架，其特征在于，所述搁架仅支撑圆形衬底的部分外部区域，且所述部分外部区域设置在衬底半径的外部50％内。
5.根据权利要求1所述的搁架，其特征在于，所述搁架由随机取向的多晶硅组成。
6.根据权利要求1所述的搁架，其特征在于，每个平行的切平横向侧具有向外突出的台阶。
7.根据权利要求1所述的搁架，其特征在于，所述搁架具有平坦表面区域，其中所述平坦表面区域具有选自由多个沟槽和高度小于0.5mm的浅条纹组成的群组中的至少一个特征。
8.根据权利要求6所述的搁架，其中所述向外突出的台阶横向于所述平行的切平横向侧延伸。
9.根据权利要求1所述的搁架，还包括选自由多个通孔和从所述搁架的前方延伸至所述搁架的中心后面的点的切口组成的群组中的一个或多个结构。
10.支撑塔和搁架的组合，所述支撑塔和搁架包括：
支撑塔，具有在二个基部之间延伸的多个脚，其中每个所述脚具有多个槽以及所述多个槽中的每个槽具有凹槽；以及
由所述多个脚支撑的多个搁架，其中所述多个搁架中的每个搁架具有外圆周，所述外圆周具有平行的两个切平横向侧以及横向于所述平行的两个切平横向侧的切平后侧，且其中所述切平后侧具有通孔，所述通孔在所述通孔和所述切平后侧之间形成搭板以可拆卸地啮合所述凹槽，所述凹槽形成在所述多个脚中的一个脚内的所述多个槽中的一个槽内；
其中所述多个搁架和所述塔每个用选自由多晶硅、半一单切克劳斯基硅、铸硅、石英、碳化硅和浸硅的碳化硅所构成的群组中的材料形成。
11.根据权利要求10所述的组合，其特征在于，所述支撑塔由随机取向多晶硅制成。
12.根据权利要求10所述的组合，其特征在于，所述多个搁架每个由随机取向多晶硅制成。
13.支撑塔和搁架的组合，所述支撑塔和搁架包括：
支撑塔，具有在二个基部之间延伸的多个脚，所述多个脚包括多个侧脚，其中所述多个脚中的每个脚具有多个槽，所述多个槽限定多个晶片支撑表面以支撑搁架，其中所述多个侧脚的每个侧脚中的所述多个槽的每个槽进一步在所述多个晶片支撑表面的每个晶片支撑表面上方和所述侧脚的脚杆前方限定横梁，所述横梁在所述横梁上方具有垂直间隙；以及
由所述多个晶片支撑表面支撑的多个搁架，其中所述多个搁架的每一个具有向外突出的台阶，所述向外突出的台阶从两个平行的切平横向侧中的每一个切平横向侧延伸，每个台阶配置为与横梁的后侧互锁，所述横梁的位置是与所述多个侧脚的一个侧脚的脚杆毗邻；
其中每个向外突出的台阶定位以允许所述多个搁架的每个搁架滑过所述垂直间隙且落在所述搁架支撑表面上以将每个向外突出的台阶放置紧密毗邻所述横梁的所述后侧；
其中所述多个搁架和所述塔每个用选自由多晶硅、半一单切克劳斯基硅、铸硅、石英、碳化硅和浸硅的碳化硅所构成的群组中的材料形成。
14.根据权利要求13所述的组合，其中所述多个搁架还包括切平后侧，所述切平后侧横向于平行的两个切平横向侧。
15.一种搁架塔，包含：
二基部；
多个脚，所述多个脚在二基部之间垂直延伸并且固定到所述二基部，并且所述多个脚具有沿着所述脚形成的槽；以及
多个指部，所述多个指部从所述多个脚的每一个向内延伸且包括下凹，所述下凹形成在向内上升的钩部的后面，其中所述搁架塔配置为接收多个搁架，所述多个搁架每一个具有外圆周，所述外圆周具有两个切平横向侧和横向的切平后侧，其中选自两个切平横向侧和横向的切平后侧中的至少一侧配置为与所述多个脚的至少一个互锁。
16.根据权利要求15所述的搁架塔，其特征在于，所述多个脚由从硅、石英、碳化硅、及浸硅的碳化硅组成的群组中选出的材料形成。
17.根据权利要求16所述的搁架塔，其特征在于，所述基部由从硅、石英、碳化硅、及浸硅的碳化硅组成的群组中选出的材料形成。
18.根据权利要求16所述的搁架塔，其特征在于，所述硅包含随机取向多晶硅。
19.根据权利要求15所述的搁架塔，其特征在于，所述脚包含含有元素硅的结构组件。
20.根据权利要求10或13所述的组合，其中所述多个搁架中的至少一个还包括选自由多个沟槽和高度小于0.5mm的浅条纹组成的群组中的至少一个特征。
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