KR101247695B1 - 실리콘 선반 타워 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수직 퍼니스에서 실리콘 웨이퍼(46)의 배치 열처리를 위한 실리콘 선반 타워(10)에 관한 것이다. 타워는 수직으로 배열된 슬롯(22)을 가지며 베이스에 결합된 적어도 3개의 실리콘 다리(16, 18, 20)를 포함한다. 실리콘 선반(24)은 후방 다리의 슬롯으로 그리고 측부 다리의 슬롯을 통해 이들을 슬라이딩 함에 의해 분리 가능하게 로드된다. 상호고정 기구는 후방 다리에 선반을 분리 가능하게 고착시키고, 두 측부 다리에서의 슬롯은 측방향으로 선반을 속박한다. 선반에서의 원형 홀(32, 34)은 응력을 경감시키고 웨이퍼 고정을 막는다. 바람직하게 선반은 임의적으로 배향된 다결정 실리콘(ROPSi)으로 형성된다. 대안적으로 선반 및 타워는 석영 및 실리콘 카바이드와 같은 다른 물질로 만들어질 수 있다.

Description

실리콘 선반 타워 {SILICON SHELF TOWERS}
* 관련 출원
이 출원은 2005년 5월 3일 출원된 가출원 제 60/677,391호의 우선권 주장 출원이다.
일반적으로 본 발명은 실리콘 웨이퍼와 같은 기판의 열적 처리에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 수직 퍼니스 내에서 다수의 기판을 지지하는 타워 및 그 안에서 이용되는 보조 지지 구조에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼의 배치 처리는 중요한 상업적 공정의 연속이다. 일반적으로, 보트라고 불리는 웨이퍼 타워는 수직 퍼니스 내에 놓이고, 퍼니스 내에서 웨이퍼의 열적 처리를 위한 개별적인 웨이퍼의 주요면의 수평 방향으로 수직 스택에서 다수의 실리콘을 지지한다. 열처리는 퍼니스로 전구체 가스와 같은 처리 가스를 유동시키는 단계를 포함할 수 있고, 이에 의해 화학 기상 증착(CVD)에 의해 웨이퍼 상에 예를 들면 실란으로 된 층을 증착시키며, 이로써 실리콘 질화물층을 형성하기 위해 폴리실리콘 및 추가적인 질소로 된 층을 형성한다. 산소 또는 질소는 웨이퍼 를 열적으로 산화시키거나 또는 질화시키기 위해 유입될 수 있다. 수소는 고온 어닐링을 위해 환원제로서 이용될 수 있다. 웨이퍼의 비반응성 어닐링을 포함하는 다른 응용에서, 퍼니스는 비활성 가스로 채워질 수 있다. 비활성 환경에서 고온 어닐링은 주입 어닐링(implant anneal)으로서 작용할 수 있고, 이에 의해 주입된 이온을 활성화시키거나 또는 실리콘 웨이퍼를 일반적으로 어닐링한다. 한편, CVD는 저온에서 일반적으로 수행된다.
석영 타워는 이러한 퍼니스에서 오래 이용되어 왔다. 그러나, 처리 온도가 계속 올라감에 따라, 현재 처리 온도는 1000℃를 넘었고 심지어는 1250℃, 석영은 고온에서 이롭지 못하게 휘어짐을 나타내고 또한 진보된 직접 회로에 필요한 증가하는 순도 레벨의 견지에서 다소 오염된 물질로 고려된다. 실리콘 카바이드 타워는 고온 처리를 위해 증가적으로 이용되어 왔다. 그러나, 소결된 실리콘 카바이드도 오염 물질이고 CVD 실리콘 카바이드는 벌크 물질로서 값비싸며 소결된 실리콘 카바이드 위로 표면 코팅으로서 완전히 효과적이지 않다.
최근에 실리콘 사다리 타워가 실리콘 웨이퍼를 지지하기 위해 소개되었고, 이는 여기서 참조로 인용된 보일 등의 미국 특허 6,450,346호에서 개시되어 있다. 사다리 타워에 의해 각각의 웨이퍼는 두 타워 베이스 사이에서 지지된 타워의 세 개 또는 네 개의 다리 상에서 일체화되어 형성된 개별적인 톱니 상에서 직접 지지된다. 적어도 이러한 타워의 다리는 엘리멘탈 실리콘으로 이루어진 구조 부재를 포함하고, 즉 구조 부재에서 전체 실리콘 원자의 거의 50% 이상 또는 심지어는 90% 이상이 다른 실리콘 원자에 결합되고 다른 성분에는 결합되지 않는다. 높은 실리콘 함유량은 실리콘 함유 물질이 금속성 또는 반도성이 되게 한다. 엘리멘탈 실리콘은 99원자 퍼센트(at%) 초과의 순도 레벨을 갖는 형태에서 쉽게 이용 가능하다. 반도체 산업에 사용하기 위한 실리콘은 99.99at% 이상의 순도를 가지는 매우 순수한 형태로 구입 가능하다. 대안적으로, 실리콘 부재는 실리콘으로 이루어지도록 한정될 수 있고, 다른 성분은 10at% 미만이 되도록 한정될 수 있다. 따라서, 지지 고착물에서 구조적 부재를 위해 이용되는 실리콘은 석영 및 실리콘 카바이드를 넘는 장점을 가지는데, 이 장점은 지지되는 실리콘 웨이퍼에 비해 열팽창 계수 차이가 없고 매우 높은 순도를 갖는다는 것이다.
진보된 직접 회로를 위한 실리콘 웨이퍼가 고온 처리에 관한 주요 문제는 슬립 결함과 같은 전위(dislocation)의 생성이다. 실리콘 타워는 결함이 거의 만들지 않거나 만들지 아니하도록 관찰되어 왔다. 그러나, 많은 종래의 석영 또는 실리콘 카바이드 타워에 이용되는 대안적인 접근은 타워 다리에 의해 지지되는 석영 또는 실리콘 카바이드로 이루어진 웨이퍼 링을 이용하고, 이 링은 차례로 웨이퍼의 실질적인 주변부를 따라 웨이퍼를 지지한다. 웨이퍼 지지 링과 함께 링 보트, 보트 링, 또는 타워로 일컬어지는 다수의 구성이 있다. 때때로, 링은 타워에 용접되거나 또는 다른 방법으로 고정된다. 그러나, 폐쇄-링 구조는 링으로 및 링으로부터 웨이퍼를 로딩 및 언로딩하는 어려움의 문제를 갖는다. 또한, 링에서 이용될 때 석영 및 실리콘 카바이드는 확대되고 계속하여 열팽창의 차이 및 불순물과 관련된 많은 문제를 내놓는다. 실리콘에 대한 열팽창 계수는 석영보다 100배 더 크고 실리콘은 실질적으로 더 나은 열 전도도를 나타낸다. 대부분의 종래 기술의 링은 복잡한 단면을 가지고, 이 단면은 그 제작 비용을 크게 증가시킨다.
본 발명의 실시예에서, 선반, 바람직하게 실리콘으로 이루어진 선반은 타워의 다수의 레벨 상의 지지 톱니(teeth) 위에 분리 가능하게 로드된다. 타워 및 선반은 바람직하게 실리콘으로 만들어지나, 가능하게는 실리콘 카바이드, 석영 또는 다른 물질로 만들어진다. 선반은 웨이퍼를 지지하기 위한 거의 평평한 상부면을 가지고 웨이퍼 전달 동안 웨이퍼 패들이 들어오는 것을 가능하게 하는 삽입부를 포함할 수 있다. 선반은 다수의 곡선 형태의, 바람직하게는 원형의 홀을 선택적으로 포함할 수 있고, 이에 의해 응력을 경감시키고 패들 삽입부는 곡선 형태의 코너를 갖는다. 하나 이상의 원형 홀은 타워 다리에서 하나 이상의 노치와 상호고정하도록 이용될 수 있다.
선반은 다결정 실리콘으로 만들어지는 것이 바람직하다. 비록 캐스트 실리콘이 이용될 수 있지만, 바람직한 실리콘은 초크랄스키 성장된 폴리실리콘, 가장 바람직하게는 임의적으로 배향된 다결정 실리콘인 씨드를 이용한다. 이러한 씨드는 CVD에 의해 성장된 순수 폴리실리콘으로부터 직접 또는 간접적으로 유도될 수 있다. 또한, 결과적인 초크랄스키 성장된 실리콘은 임의적으로 배향된 다결정 실리콘(ROPSi)이다.
그러나, 본 발명의 많은 태양은, 석영, 실리콘 카바이드, 또는 실리콘 주입된 실리콘 카바이드와 같은 다른 물질로 만들어진 다리 또는 선반을 구비한 채 실행될 수 있다.
선반은 타워와 함께 수동적인, 바람직하게는 중력 작용의 상호고정 기구를 포함할 수 있다. 예를 들면, 선반에 형성된 홀은 선반 주변부를 따라 스트랩을 남기고, 이는 예를 들면 세 개의 다리의 후방 다리와 같은 타워의 하나 이상의 다리에서 슬롯의 바닥부에 형성된 노치로 끼워진다. 선반이 타워로 로드될 때, 선반은 노치 안으로 중력 작용으로 떨어진다. 선반의 측부는 삽입부를 따라 평평화될 수 있고, 이에 의해 두 측부 다리에서 대응하는 슬롯에 의해 중심화된다. 대안적인 상호고정 기구는 하나 이상의 평평한 측부 상에서 스텝을 형성한다. 스텝의 넓은 부분은 선반의 후방부 가까이에 위치하고 슬롯의 후방부에서 레지 위로 삽입된다. 작동 위치에서, 스텝은 레지의 후방부로 떨어지고 중력 작용으로 이에 고착된다.
본 발명은 원형의 링을 포함하고, 실리콘으로 이루어진 어떠한 패들 삽입물을 반드시 필요로 하지 아니하며, 이는 SiC 또는 석영과 같은 다른 물질로 된 타워 또는 실리콘 타워와 함께 이용된다.
도 1은 타워 다리 상에서 지지되는 다수의 선반 및 타워를 도시하는 정사도(orthographic view)이다.
도 2는 선반의 정사도이다.
도 3은 선반 및 이를 지지하는 타워의 하부의 단면 평면도이다.
도 4는 타워의 후방 다리, 후방 다리와 상호고정하고 이에 의해 지지되는 선반, 및 이 선반 상에서 지지되는 웨이퍼의 정면도이다.
도 5는 베이스를 포함하는 도 4의 타워 구조물의 정사도이다.
도 6은 선반에서 서로 다른 분포의 홀의 평면도이다.
도 7은 측부 로킹 메커니즘을 이용하는 다른 선반의 평면도이다.
도 8은 측부 다리와 상호고정된 도 7의 선반의 부분 단면 평면도이다.
도 9는 도 8의 측부 다리의 단면도이다.
도 10은 큰 웨이퍼 패들(paddle)을 수용하는 또 다른 선반의 평면도이다.
도 11은 웨이퍼를 지지하기 위한 개방 링의 평면도이다.
도 12는 폐쇄 링의 평면도이다.
본 발명의 일 태양은 지지 타워에서 수직으로 배열된 슬롯으로 삽입된 거의 평면 선반을 포함하고, 이들 각각은 웨이퍼 또는 다른 기판을 지지한다. 오직 셋 또는 네 위치에서만 웨이퍼를 지지하는 종래 타워와 반대로, 선반은 웨이퍼 구역의 실질적인 부분에 걸쳐 웨이퍼를 지지할 수 있다. 이에 의해, 고온 처리 동안 웨이퍼의 휘어짐(sagging)이 감소되고 국부적 접촉 하중이 감소되며, 따라서 웨이퍼에서의 미끄럼의 원인을 최소화한다.
도 1의 정사도에서 도시된 것처럼, 지지 타워(10)는 상부 베이스(12) 및 하부 베이스(14)를 포함한다. 두 측부 다리(16, 18) 및 하나의 후방 다리(20)는 두 베이스(12, 14)에 고정되어 있다. 수직으로 연장하는 다리(16, 18, 20)의 각각은, 다리(16, 18, 20)를 따라 수직으로 배열되고 수평으로 연장하는 슬롯(22)을 구비한 채 형성된다. 타워(10)에서 슬롯들(22)의 다수의 세트는, 배치 어닐링 퍼니스(batch annealing furnace)에서 웨이퍼의 상응하는 숫자를 지지하는 치형(teeth)을 지지 슬롯들 사이에서 형성한다. 타워(10)의 베이스 및 다리는 석영, 실리콘 카바이드, 및 실리콘-주입된(silicon-impregnated) 실리콘 카바이드와 같은 종래 물질로 이루어질 수 있지만, 이들은 고순도 실리콘으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 다리(16, 18, 20)는 전자 등급의 실리콘(electronic grade silicon, EGS)으로 이루어지는 것이 바람직하고, 이는 대안적으로 순수한 폴리실리콘(virgin polysilicon)(순수 폴리)으로 알려져 있다. 보일 등은 미국 특허 제 6,455,395호에서 순수한 폴리 다리를 기계가공하는 것을 설명한다. 보일 등은 미국 특허출원 공개공보 US 2004/0213955 A1호에서 스핀-온(spin-on) 유리 접착제로 다리를 베이스에 접합하는 방법을 설명한다. 이 두 문서는 여기서 참조로 인용된다. 보일 등은 말단부 상에서 웨이퍼를 지지하고 다리로부터 연장하는 길고 기울어진 톱니 상에서 웨이퍼를 직접 지지하는 사다리 형태의 타워를 설명한다. 대조적으로, 도시된 타워(10)의 슬롯(22)은 비교적 얕고 평평한 바닥부를 가질 수 있으며, 슬롯(22)의 바닥부에 구조를 제공하는 것이 가능하다. 실리콘 타워에 대해서 특히, 선반(24)도 거의 순수 실리콘으로 이루어진다.
거의 평면의 수평으로 연장하는 선반(24)은 세 다리(16, 18, 20)의 웨이퍼 내부를 지지하기 위해 슬롯(22)이 각각의 세트로 삽입될 수 있다. 도 2의 정사도에서 추가적으로 도시된 것처럼, 각각의 선반(24)은 다소 원형 형태를 갖는다. 그러나, 그 외부 주변은 두 개의 평행한 평평한 측부(26, 28)를 갖도록 성형되는 것 이 바람직하고, 이에 의해 측부 다리(16, 18)의 슬롯(22)을 통해 슬라이드되고, 평평한 후방부(30)는 후방 다리(20)의 슬롯(22)으로 슬라이드 되어 이와 접촉하는(engage) 것이 바람직하다. 후방부(30)가 후방 슬롯(22)과 접촉하고 상호고정되게 되면, 선반(24)의 측부(26, 28)는 측부 슬롯(22)에 의해 한정된다. 예를 들어 작은 내부 홀(32) 및 큰 외부 홀(34)을 포함하는, 곡선 형태의 바람직하게는 원형인 일련의 홀은 선반(24)을 통해 코어 드릴되거나(core drilled) 또는 레이저 컷(laser cut) 될 수 있다. 홀(32, 34)의 숫자, 분포, 및 크기는 서로 다른 설계에서 변경될 수 있다. 홀(32, 34)은 얇은 선반(24)에서 응력을 완화시키고 열적 질량을 줄이며 퍼니스 대기가 웨이퍼의 후방부의 실질적인 부분에 도달하도록 하는데 유용하고, 이에 의해 웨이퍼가 선반(24)에 고착되는 것을 방지한다. 선반(24)의 평면 형태는 이것이 웨이퍼와 유사하게 특히 실리콘과 같은 물질의 슬라이스(slice)로부터 경제적으로 기계가공되는 것을 가능하게 한다. 적어도 선반(24)의 상부면은 거의 평평하고, 홀을 통해 방출하며, 이에 의해 웨이퍼는 넓은 구역에 걸쳐 지지된다. 그러나, 그루브는 선반(24)에 형성될 수 있고 이에 의해 접착성을 줄이고 가스 균등화를 촉진시키지만, 그루브는 그렇지 아니한 평면인 표면 구역의 50% 미만, 바람직하게는 20% 미만을 구성해야만 한다. 또한, 거의 평면인 표면은 얕은 피쳐(shallow features)로 짜넣어지는데(textured), 이 피쳐는 예를 들면 0.5mm 미만의 바람직게는 0.2mm 미만의 높이를 갖는다.
유리하게, 큰 홀(34) 중 하나는 평평화된 후방부(30)의 중앙에서 후방 다리(20)와 정렬되고 이에 의해 후방 다리(20)와 상호고정하는데 이용되는 좁은 스트 랩(strap)을 형성하며, 이는 후에 설명될 것이다. 또한, 선반(24)은 절취부(cutout, 38)를 가진 채 형성되고, 이 절취부는 전방부로부터 선반(24)의 중심(40) 위치까지 뒤로 연장되고 반원 형태의 후방부를 가지며, 이에 의해 선반(24)으로 및 선반으로부터 웨이퍼를 로드하고 언로드하며 웨이퍼를 지지하도록 구성된 로봇 블레이드 또는 패들(paddle)을 가능하게 하며, 패들이 절취부(38)를 아래 방향으로 통과할 때 선반(24)이 타워(10)에 의해 차례로 지지된다. 패들은 절취부(38)를 수직으로 통과할 수 있고, 수평 웨이퍼 이동 동안에는 절취부(38)를 수평으로 통과할 수 있으며 이에 의해 패들에 필요한 수직 틈새(clearance)를 최소화한다. 진공 처킹(vacuum chucking)이 로봇 블레이드에서 이용되면, 이 블레이드는 짧아질 수 있고 절취부 깊이는 감소되며 이에 의해 절취부 깊이는 중심(40)까지 연장하지 않게 된다.
도 3의 단면 평면도에서 도시된 것처럼, 측부 다리(16, 18)는 타워(10)의 중심(40)에서 약간 앞으로(웨이퍼 및 선반 삽입 방향을 향해) 위치하고, 이는 선반(24)의 중선(42)으로부터 동등하게 이격되어 있고 평행하게 연장하는 슬롯(22)을 구비하며 슬롯은 선반(24)의 평평화된 측부(26, 28)의 평행한 외부를 지지한다. 바람직하게, 중선(42)은 선반(24)에 대해 대칭을 이루는 라인으로 작용한다. 또한, 선반 절취부(38)의 측부는 평행하고 중선(42)으로부터 동등하게 이격되어 있고, 절취부(38)의 다른 형태는 로봇 블레이드의 형태에 따라 가능할 수 있다. 후방 다리(20)의 슬롯(22)은 선반(24)의 중선(42)에 수직한 방향으로 연장하고 중심에 맞춰지고, 이 중선은 웨이퍼 및 선반 로딩 축이다. 후방 다리(20)는 노치(44) 로 형성되고 이 노치는 후방 다리(20)를 따라 아래로 그리고 선반(24)의 평평화된 후방부를 따라 수평으로 연장하고, 이에 의해 선반(24)의 좁은 스트랩(36)을 붙잡는다. 절취부(38)의 일반적 형태를 갖는 도시된 로봇 패들은 약간 작지만 절취부(38) 내에 끼워지고, 로딩 축(42)을 따라 이동하며 이에 의해 선반(24)으로부터 그리고 선반 위로 웨이퍼(46)를 전달한다. 웨이퍼 이동 동안, 패들은 절취부(38)를 통해 수평으로 이동될 수 있고, 웨이퍼(46)는 타워 및 선반 중심(40)에서 중심 위치 및 외부 사이에서 이동된다. 로봇 패들은 로딩 축(42)을 따라 안으로 그리고 밖으로 수평 이동 동안 선반(24) 위에서 웨이퍼(46)를 지지한다. 로봇 패들 또는 타워(10)는 그 전체가 올려지고 내려지며, 이에 의해 선반(24)의 상부면 및 패들 사이에서 실제 전달을 실행한다. 빈 패들은 수평으로 이동되고, 선반(24)의 바닥면 아래에 반드시 있어야할 필요는 없지만 선반의 상부면 아래에 수직으로 배치된다.
선반(24)은 일반적으로 웨이퍼(46)보다 크다. 일반적으로, 절취부(40)의 구역을 제외한 선반(24)의 외부 지름은 웨이퍼(26)의 지름보다 크다. 특히, 중선(42)에 수직한 선반(24)의 최대 치수는 웨이퍼 지름보다 크다.
도 4에의 단면도 및 도 5의 단면 정사도에서 도시된 것처럼, 후방 다리(20) 상의 각각의 노치(44)는 후방 다리(20)의 수직 스템(52)으로부터 안쪽으로 연장하는 핑거(50)로부터 솟아오르는 상승 후크(48)의 뒤에 함몰부로서 형성된다. 이와 대비하여, 측부 다리(16, 18)의 슬롯(22)은 평평한 바닥부를 가질 수 있다. 후방 다리(20)의 노치(44)의 바닥부는 다른 두 다리(16, 18)의 상응하는 슬롯(22)의 바 닥부와 동일 높이이고, 이에 의해 세 지점 지지대에서 수평으로 각각의 선반(24)을 지지한다. 각각의 선반(24)은 스트랩(36)이 후크(48)를 지나갈 때까지 측부 다리(16, 18)의 슬롯(22)을 통해 타워(10)의 전방부로부터 로딩 축(42)을 따라 슬라이딩함에 의해 로드되고, 선반은 노치(44) 안으로 낮춰지며 거기서 중력적으로 지지되고, 이에 의해 전방 및 후방 방향으로 선반(24)을 거의 고정한다. 선반(24)은, 평평화된 선반 측부(26, 28)와 접하는 측부 다리(16, 18)의 슬롯(22)의 측부에 의해 측방향으로 거의 고정된다. 상호고정은 수동적이고, 선반(24) 또는 다리(16, 18, 20)에 일체화되어 포함된 구조 외의 어떠한 추가적인 고정 또는 상호고정 수단을 요구하지 않는다. 이는 중대한 사항은 아니지만, 선반(24)의 두께는 노치(44)의 깊이에 대체로 대응한다.
다른 상호고정 기구는 측부 다리(16, 18) 상에 포함될 수 있다. 측부 다리(16, 18) 상에 상호고정 기구를 제공하는 것이 가능하지만, 이는 모든 경우에서 필요한 것은 아니다.
도 6의 평면도에서 도시된 선반(60)의 대안적인 설계는, 중선(42) 상에 위치하는 도 3의 중선 작은 홀(32) 대신에 중선(42)으로부터 이격된 두 개의 신장된 홀(62)을 가지고 있다. 이 구성은 중선(42)을 따라 일어나는 파손을 줄인다.
도 7의 평면도에서 도시된 선반(70)의 또 다른 대안적인 설계는, 서로 다른 중력의 및 수동적인 상호고정 기구를 포함한다. 바깥쪽으로 돌출된 스텝(step, 72)은 선반(70)의 전방 평평화된 측부(74)의 뒤에 형성된다. 선반(70)이 타워 상에 장착될 때, 스텝(72)은 두 대향하는 측부 다리(76)의 후방 에지에 위치하고, 이 는 도 8의 부분 단면 평면도 및 도 9의 단면 측면도에서 도시된다. 측부 다리(76)의 각각의 핑거(78)는 다리 스템(82)의 전방에 레지(ledge, 80)를 포함하고, 이 레지(80) 위에 충분한 수직 갭(84)을 가지며 두 측부 다리(76)의 다리 스템(82) 사이에 충분한 수평 공간을 가지고, 이에 의해 선반(70)이 레지(80)를 넘어 슬라이드 되게 하고 이후 레지(80)의 후방부(86)에 가까이 인접한 선반 스텝(72)에 이르고 그와 함께 상호고정되며, 선반(70)의 평평한 후방부는 후방 다리와 마주한다. 또한, 핑거(78)는 외부 선반 지지면(88)을 포함하고, 이 지지면은 선반이 레지(80)의 뒤로 떨어진 이후 선반(70)을 지지한다. 선반(70)의 전방 평평화된 측부(74)은 레지(80)의 방사상 내측부와 정렬된다.
추가적인 상호고정이 후방 다리에서 필요하지 않기 때문에, 도 4 및 도 5의 후방 다리 노치(44)는 더 이상 필요하지 않고, 이에 의해 후방 다리의 슬롯은 평평한 바닥부를 가질 수 있으며 이 평평한 바닥부는 측부 다리의 선반 지지면(88)과 수직적으로 정렬되고, 이에 의해 선반(70)은 후방 다리의 스템(82)에 대해 측부 리지(ridge, 80)에 의해 상호고정된다. 한편, 후방 다리는 측부 다리(76)와 동일하게 만들어질 수 있고, 이에 의해 선반(70)은 후방 다리의 레지(80)의 내측부(90)에 대해 상호고정된다. 또한, 곡선 형태의 주변부는 후방 다리와 접촉할 수 있기 때문에 선반(70)의 후방부는 평평화된 측부를 필요로 하지 않는다. 따라서, 스트랩(36)은 제거될 수 있고 모든 큰 홀(34)은 선반 중선(42)으로부터 멀리 이동될 수 있다. 그러나, 도 7에서 도시된 것처럼, 리세스(92)가 후방 다리의 레지(80)의 측부와 접촉하도록 선반의 후방에서 형성되면, 측방향 및 회전 정렬이 향상된다. 리 세스(92)는 이것이 접하는 후방 다리의 일부와 합치하는 형태를 갖는다. 후방 리세스(92)는 상호고정을 향상시키고 그렇지 아니한 평평화된 후방부에 대한 필요를 제거한다. 또한, 측부(74) 상에서 단일 단계(72)를 대체할 수 있는 유사한 리세스는 측부 다리의 레지(80)의 양 측부와 접촉한다.
더 큰 외부 홀(34)은 도 7의 선반(70)에서 재정렬되고, 이에 의해 홀은 로딩 축(42) 상에 위치하지 않는다. 즉, 선반(70)은 패들 절취부(42)의 후방부로부터 선반(70)의 후방부까지 로딩 축(42)(선반(70)의 중선)을 따라 연속적이다. 이 영역에 선반 상에 부과되는 최고의 기계적 응력의 일부가 가해지고 따라서 파손을 견디도록 특히 강할 필요가 있다.
이 실시예 및 다른 실시예에서, 타워는 두 개의 후방 다리 및 두 개의 측부 다리를 포함할 수도 있다. 또한, 측부 다리 고정 메커니즘은 측부 다리 중 오직 하나에서만 수행될 수 있다.
도 10의 평면도에서 도시된 선반(100)의 또 다른 설계는 패턴을 갖는 더 큰 패들 절취부(102)를 갖고, 더 큰 웨이퍼 패들(104)의 윤곽을 대체로 따르고, 이 웨이퍼 패들은 절취부(102) 내에 꼭 맞고 전달 로봇에 의해 제어된다. 절취부 크기는 이러한 패들(104)이 로봇의 제어 하에서 절취부를 통해 수평으로 그리고 이를 통해 수직으로 이동할 수 있고 이는 일반적으로 타워가 수직으로 이동할 때이며 수직으로 이동하는 로봇이 가능한 경우에도 그러하다. 또한, 이 설계는 도 7-9와 관련하여 이미 설명되고 전방의 평평화된 측부(74)의 뒤에 있는 스텝(72)을 포함하는 상호고정 기구를 포함하고, 이는 로딩 축(42)을 향해 수직으로 연장하는 두 개의 측부 다리와 상호고정한다. 선반(100)은 스텝(72)의 뒤에 있는 후방 평평화된 측부(106)로 형성되고, 이는 측부 다리가 웨이퍼(46)에 또한 웨이퍼(46)의 전방부에 더 가까이 오도록 하며, 따라서 웨이퍼(46)의 주변부 주위로 지지대를 더 뛰어나게 분포시킨다. 선반(100)은 네 개의 지지 다리를 갖는 웨이퍼 지지 타워에 이용되기 위함이고, 이 네 개의 다리는 거의 패들 절취부(102)까지 중심(40)을 향해 방사상으로 연장하는 두 개의 측부 다리 및 두 개의 후방 다리를 포함한다. 후방 다리의 스템은 선반(100)에서 개별적인 만입부(108) 내에 부분적으로 수용된다.
일단 선반이 분리 가능하게 로드되고 타워 위에서 고정되면, 선반이 다수의 처리 사이클 동안 거기에 유지되는 것이 기대된다. 각각의 처리 사이클에서, 웨이퍼(46)는 타워 다리로부터 내부로 방사상으로 위치하는 웨이퍼의 경사진(beveled) 에지(54)와 함께 그리고 타워 중심(40) 주위로 대체로 중심화된 선반 위로 이동되고, 이 중심화는 넓은 지지 구역의 관점에서는 그리 중요하지 않다. 일반적인 상업적인 경우에, 타워는 수평으로 정지한 채 유지되고 퍼니스 캐니스터 및 관련된 벨 자르(bell jar) 및 라이너는 타워(10)를 넘어 낮아지며, 타워(10)는 정지한 퍼니스 캐니스터로 높아진다. 이후 웨이퍼(46)는 타워(10) 및 지지된 웨이퍼(46)를 함유한 퍼니스에서 열적으로 처리된다. 처리 이후, 타워 및 오븐 캐니스터는 분리되고, 웨이퍼(46)는 선반(24)으로부터 제거되며 새로운 처리 사이클이 시작된다.
선반의 최대 지름은 타워(10)에서 지지되는 웨이퍼(46)의 지름보다 크다. 웨이퍼 지름은 대부분의 상업적 생산에 이용되는 경우 현재 200mm 내지 300mm이고, 미래에는 450mm가 예상되나, 다른 웨이퍼 지름도 가능하다. 유리하게, 도 3에서 도시된 것처럼, 웨이퍼(46)의 주변부는 큰 외부 홀(34) 위에 놓인다(overlie). 선반에서 지지되는 웨이퍼(46)는 타워의 구역으로 연장하지 않는 것이 바람직하고, 이에 의해 외부 홀(34)은 오직 웨이퍼(46)와 부분적으로만 밑에 놓인다. 그러나, 도 10의 설계에서, 웨이퍼(46)의 외부 주변부의 일부는 다리의 지지 구역 위에 놓일 수 있고, 이 구역은 웨이퍼의 경사진 에지(54)를 포함할 수 있으며, 이로써 타워와 직접 접촉하는 웨이퍼는 없다.
선반 및 타워 다리 그리고 이들의 선택적인 상호고정 기구의 다른 형태가 선택될 수 있다. 다리의 숫자는 2개로 감소될 수 있거나 또는 4개 또는 4개 초과로 증가될 수 있다. 설명된 선반들의 형태는 웨이퍼(46)의 실질적인 부분을 넘어 연장하는 지지 구역을 포함하고, 이는 즉 트레이 같은(tray-like) 구조이다. 큰 선반에 대해 대안적으로, 도 11의 평면도에서 도시되고 웨이퍼 패들이 낮아지는 것을 가능하게 하는 개구(112)를 갖는 더 작은 개방 워셔-형태의 링(washer-shaped ring, 110) 또는 도 12의 평면도에서 도시된 더 작은 폐쇄 워셔-형태의 링(114)은 링(110, 114)의 대체로 평면인 내부를 향해 배치된 상부면 상에 웨이퍼(46)의 외부 하부면을 지지하고, 이에 의해 웨이퍼(46)의 지지 구역 상에 응력을 감소시킨다. 바람직하게, 링(110, 114)은 평평화된 측부(28) 및 후방부(30)를 포함한다. 선택적인 홀(116)은 링(110, 112) 중 어느 것에나 포함될 수 있고, 바람직하게 지지 웨이퍼(46)의 외부 주변부는 홀(116) 위에 놓이고 이에 의해 상호고정 스트랩(36)이 평평화된 후방부(30)에 인접하여 형성된다.
각각의 링(110, 114)은 거의 평평한 상부면 상에서 웨이퍼(46)를 지지한다. 다수의 링(110, 114)은 차례로 선반 타워(10)의 후방 및 측부 다리 상에서 지지되고, 다리는 세 개 또는 네 개일 수 있다. 폐쇄 링(114)은 와다 등의 미국 특허 제 6,162,047호와 같은 종래 기술에서 언급된 기판 전달에 있어서의 어려움을 나타낸다. 도시된 링(110, 114)은 도 3-5의 후방 다리 상호고정 기구를 이용하지만, 도 7-9의 측부 다리 상호고정 기구 또는 다른 상호고정 기구는 대체될 수 있다. 링은 웨이퍼의 주변 구역(웨이퍼 반경의 외부 50%)에 한정된 더욱 개방 구조를 갖는 선반의 특별한 형태로 생각될 수 있다. 한편, 도 3, 6 및 7의 선반도 웨이퍼의 내부 구역의 일부(웨이퍼 반경의 내부 50%)를 지지한다. 도 10의 설계는 선반 및 링의 매개물로서 고려될 수 있다.
선반(링을 포함한)의 두께는 필요에 따라 선택될 수 있다. 두께는 0.5 내지 4mm의 바람직한 범위 내에 놓일 수 있고, 더욱 바람직하게는 1 내지 2mm의 범위에 놓일 수 있다. 그러나, 선반들은 적어도 현재 상업적 웨이퍼만큼의 두께를 가질 것으로 기대되고, 이는 적어도 0.775mm이다. 1mm의 두께가 가장 바람직하지만, 2mm에 이르는 두께가 반복된 사용에서의 증가된 기계적 강도 및 강건함에 대해 필요할 수 있다. 3mm보다 큰 두께는 더 큰 강도를 제공하지만 타워(10)의 용량에 영향에 영향을 미치고 따라서 처리량에 영향을 미친다.
선반은 석영, 실리콘 카바이드, 및 실리콘 주입된 실리콘 카바이드를 포함하는 종래의 타워 물질로 형성될 수 있고, 이러한 종래의 타워 물질로 된 타워와 함께 이용될 수 있으며 본 발명의 선반 구조 및 작동의 많은 장점을 제공한다. 그러나, 실리콘은 높은 순도 레벨 및 지지하는 실리콘 웨이퍼에 비해 열팽창 계수의 차 이가 없기 때문에 선반 물질로서 바람직하다. 단결정 초크랄스키-성장된 실리콘은 실리콘 웨이퍼에서의 이용 때문에 널리 이용된다. 그러나, 단결정 실리콘은 일정한 단점을 가진다. 이는 300mm 웨이퍼를 처리하는데 필요한 더 큰 지름, 즉 300mm 보다 큰 지름에서 일반적으로 이용가능하지 않다. 반복된 이용 하에서 쪼개짐을 따라 파손(fracture) 및 조각화(chipping)가 일어날 수 있다. 이는 상대적으로 비싸다. 한편, 다결정 실리콘은 덜 비싸고 조각화 및 파손이 덜 일어난다. 캐스트 실리콘은 다결정 물질로서 형성되고, 이는 그 순도가 원하는 것 미만이지만 조각화에 더욱 저항성을 갖는다. 순수한 다결정 실리콘은 초크랄스키(CZ) 공정에서 성장될 수 있고, 이 공정은 단결정 성장을 가능하게 하는 것보다 빠른 CZ 공정에서 뽑아진 잉고트(ingot)의 단부로부터 추출된 다결정 씨드를 이용한다. 그러나, 씨드 및 결과적인 CZ 잉고트는 모두 세미-싱글 다결정 구조를 가지고, 여기서 결정자(crystallite)는 일반적으로 20°범위 내에서 추출 방향에 수직하게 정렬되는 것이 우선적이다. 결과적으로, 세미-싱글 실리콘은 정렬된 결정자 측부를 따라 크랙이 생기고 쪼개지는(cleave) 경향이 있으며, 그 강도는 유사한 이유로 감소된다. 순수 폴리실리콘은 훨씬 더 뛰어난 물질일 것이지만 이는 일반적으로 큰 지름에서는 이용되지 않는다.
선반을 위한 바람직한 실리콘 물질은 임의적으로 배향된 다결정 실리콘(ROPSi)이다. 보일 등은 여기서 참조로 인용된 2006년 1월 9일 출원된 미국 특허 출원 10/328,438호의 임의적으로 배향된 다결정 실리콘의 큰 지름 잉고트의 성장을 설명한다. 임의적으로 배향된 잉고트는 실리콘 멜트(melt)로부터 다결정 씨 드를 추출함에 의해 초크랄스키 방법으로 성장된다. 임의적으로 배향된 다결정도를 얻기 위해, 씨드는 그 자체가 임의적으로 배향된 다결정 실리콘이다. 이러한 씨드는, 순수 실란, 크롤로실란, 또는 유사한 전구체로부터 화학 기상 증착(CVD)에 의해 성장된 순수 폴리실리콘의 조각으로부터 형성될 수 있다. 대안적으로, 이러한 씨드는 임의적으로 배향된 초크랄스키-성장된 다결정 실리콘으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 씨드는 순수 폴리실리콘 또는 CVD 씨드까지 초크랄스키 성장의 하나 이상의 세대를 통해 추적 가능하다. 다른 다결정 씨드가 이용될 수 있다. 이와 대조적으로, 단결정 씨드는 멜트로부터 빠른 속도로 당겨진다면, 잉고트는 그 바닥부에서 세미-싱글 결정이고, 즉 그 축 주위로 임의적일 수 있지만 바람직한 결정학적 축 주위로 ±15 또는 20° 내의 바람직한 배향을 가진 다결정이다. 이와 대조적으로, ROPSi는 바람직하지 않은 결정학적 축의 모든 방향으로 임의적으로 배향된다. 초크랄스키-성장된 ROPSi는 생산 웨이퍼 및 원하는 임의 배향에 대해 필적하는 순도를 갖는다.
ROPSi 실리콘은 그 강도 및 파손에 대한 저항에 의해 생산에서 반복적으로 이용된 선반의 복잡한 구조에 대해 특히 장점을 가진다. 이러한 강도는 도 11 및 12의 작은 주변 링(110, 114)에 대해 더욱 바람직하다.
선반의 지지면은 거의 평면으로 남겨질 수 있고, 이에 의해 웨이퍼의 넓은 부분 위에 로드를 분배하게 되는데, 즉 홀이 선반에서 형성될 때에도 25% 더 큰 넓은 부분에 가능하다. 그러나, 선반 주요면의 블란차드 그라인딩(Blanchard grinding)이 선반 제작에서 이용될 수 있고, 이에 의해 하위면 손상 및 핏들(pits) 및 크랙들을 제공하고, 이는 증착된 물질의 두꺼운 층에 대한 접착을 향상시킨다. 또한, 예를 들어 질산 및 아세트산 또는 수소 페록사이드와 같은 혼합된 산 에치(etch)에서 선반을 에치하는 것이 유리할 수 있고, 이에 의해 응력을 경감시키고 다결정 물질에서의 기계 가공 손상을 제거한다. 예를 들면, 실리콘 웨이퍼를 위해 개발된 다른 세정 공정들이 실리콘 선반에 가해질 수 있다. 그러나, 이후의 비드 블라스팅(bead blasting)은 지지면 상에서 거울 피니쉬(mirror finish)를 피하는데 바람직할 수 있고, 이는 처리된 웨이퍼에서 반 데르 발스 결합 문제를 만들 수 있다.
접착제, 융합(fusing) 또는 다른 수단에 의해 타워에 선반을 고착시키는 것이 가능하다. 고착된 보트 링은 잘 알려져 있고, 이는 웨이퍼 전달에 대해 단단한 구조를 제공한다. 그러나 분리 가능한 선반은 다수의 장점을 제공한다. 어떠한 경우에, 질화물 또는 폴리실리콘의 수 사이클의 증착 이후, 선반은 이들 사이의 갭을 브리지하는 증착된 물질에 의해 타워 다리에 고정되기 쉽다. 결국, 증착된 물질은 수용 가능하지 않은 두께까지 형성되기 쉽고, 이를 넘어서 박편 및 입자가 생산량을 감소시키기 시작한다. 선반 타워 또는 링 보트는 석영 또는 실리콘 카바이드에서 수행될 때 조차도 비교적 비싸다. 증착된 물질을 에칭함에 의해 지지 고정물을 다시 가는(refurbish) 것이 바람직하다. 그러나, 단단하게 부착된 선반들 중 하나가 세정 동안 부서진다면, 적어도 그 원래 용량으로 타워를 수리하는 것은 거의 불가능하다. 한편, 증착된 물질을 에칭한 이후 선반이 분리 가능하다면, 세정 동안 부서진 어떠한 선반도 새로운 선반에 의해 대체될 수 있고, 손상되지 않은 채 로 남아 있는 것들은 다시 이용될 수 있다. 고장난 로봇에 의해서와 같이 이용 동안 분리 가능한 선반이 부서진다면, 교체의 동일한 형태가 가능하다. 또한, 타워가 어떠한 이유로 부서진다면, 손상되지 않은 선반의 다수가 구출될 수 있다.
실리콘 선반 및 실리콘 타워의 조합은 세정을 크게 촉진한다. 선반이 타워에 일시적으로 결합된다면, 전체 어셈블리는 묽은 HF에 담궈질 수 있고, 이는 어떠한 산화물 또는 질화물을 제거하며 실리콘 지지 정착물을 거의 에칭 없이 선반을 깨끗하게 한다(free). 한편, 묽은 HF는 석영 타워를 에치할 것이다.
실리콘 선반의 이용은 열팽창 차이 없이 그리고 웨이퍼와 접촉하는 고순도 물질이라는 직접적인 장점을 제공한다. 또한, 실리콘은 석영보다 높은 열 전도도를 제공한다. 또한, 실리콘은 수백 미크론을 넘는(out to several hundred microns) 파장까지 투명하고, 석영은 수 미크론에서 불투명하게 되며, 실리콘 카바이드는 일반적으로 적외선 복사에 불투명하다. 따라서, 실리콘은 열적 마스크를 제공하지 않는다. 석영의 적외선 투과성 및 향상된 열적 전도도는 퍼니스 내에서 열적 평형을 향상시킨다. 이러한 장점은 실리콘 선반에 특히 적용되지만, 이는 실리콘 타워로도 확장된다.
타워 및 그 다리는 웨이퍼와 더 이상 직접 접촉하지 않기 때문에, 실리콘 선반 및 값싼 석영 또는 카바이드 타워를 유리하게 이용할 수 있다. 그러나, 일반적으로 더 오염된 석영 및 카바이드 타워 및 다리는 여전히 동일한 챔버에 존재하고, 따라서 다리 및 선반 사이에서 열팽창 차이 및 오염 문제가 존재한다. 실리콘 선반은 열 퍼니스 내에서 모든 실리콘 핫 존(all-silicon hot zone)을 가능하게 한 다. 타워, 선반, 가스 주입기 및 퍼니스 라이너는 모두 실리콘으로 이루어질 수 있다. 이용된다면, 배플 웨이퍼(baffle wafer)도 ROPSi 실리콘으로 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명은 선반 타워에서의 다양한 유용한 진보를 제공한다. 원한다면, 선반은 기판이 지지되는 것과 동일한 물질로 이루어질 수 있고, 따라서 열 효과의 차이를 최소화한다. 선반은 타워 위로 분리 가능하게 로드될 수 있고 그와 함께 분리 가능하게 상호고정될 수 있으며, 이에 의해 세정을 간단하게 하고 장기적인 비용을 줄인다. 타워 및 선반은 모두 실리콘으로, 특히 임의적으로 배향된 다결정 실리콘으로 이루어지는 것이 바람직하지만, 본 발명의 많은 태양은 다른 물질을 적용한다.

Claims (29)

  1. 지지 타워에서 분리 가능하게 지지되는 선반으로서,
    상기 지지 타워는 복수의 수직-연장 다리들을 가지며, 열처리 동안 상부에서 기판을 지지하는 복수의 선반들을 지지할 수 있고,
    상기 선반은,
    외부 주변부를 가지는 평평한 수평-연장 선반 바디; 및
    하나 이상의 수동식 상호고정 기구로서,
    (ⅰ) 상기 외부 주변부 상의 평평화된 후면에 근접한 관통-홀로서, 상기 관통-홀은 상기 관통-홀과 상기 평평화된 후면 사이의 스트랩을 형성하며, 상기 스트랩은 상기 복수의 수직-연장 다리들 중 하나 내의 수평-연장 슬롯 내에 형성된 노치(notch)와 상호고정되는, 관통-홀, 및 (ⅱ) 상기 선반 바디의 외부 주변부 상의 하나 이상의 평평한 측면 및 상기 평평한 측면의 후방에 형성되는 외부로 돌출하는 스텝
    으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 하나 이상의 수동식 상호고정 기구를 포함하며,
    상기 선반 바디는 다결정(polycrystalline) 실리콘, 세미-싱글 초크랄스키 실리콘(semi-single Czochralski silicon), 및 캐스트 실리콘(cast silicon)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 실리콘을 필수 구성으로 포함하는,
    선반.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 선반이 상부에서 지지될 기판보다 큰 지름을 갖는,
    선반.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 선반이 기판 반경의 내부 50% 내에 배치되는, 원형 기판의 내부 구역의 일부만을 지지하는,
    선반.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 선반이 기판 반경의 외부 50% 내에 배치되는, 원형 기판의 외부 구역의 일부만을 지지하는,
    선반.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리콘이 임의적으로 배향된 다결정 실리콘을 포함하는,
    선반.
  7. 제 1 항에 있어서,
    방사 방향 절취부(radial cutout)를 더 포함하고,
    상기 절취부가 상기 선반으로 그리고 상기 선반으로부터 기판을 전달하는 패들을 상기 절취부를 통해 수직으로 그리고 수평으로 이동하게끔 하는,
    선반.
  8. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    제 1 축을 따라 연장하는 두 개의 평평한 측면, 상기 제 1 축에 수직인 제 2 축을 따라 연장하는 평평화된 후면, 및 상기 제 1 및 제 2 축을 따라 연장하는 상기 선반 바디를 더 포함하는,
    선반.
  9. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 선반의 주요면에 수직하게 연장하며, 상기 선반을 관통하여 형성된 원형 홀들을 더 포함하는,
    선반.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 홀들 중 하나가 상기 평평화된 후면 상에서 중심에 위치하고 상기 평평화된 후면에 인접하는,
    선반.
  11. 삭제
  12. 두 개의 실리콘 베이스 사이에서 연장하는 실리콘 다리들을 갖는 타워와, 상기 실리콘 다리들에 의해 지지되며, 열처리 될 각각 수직으로 분리된 기판들을 지지하도록 구성되는 복수의 선반들의 결합체로서,
    타워로서,
    두 개의 실리콘 베이스;
    각각이 상기 두 개의 실리콘 베이스 사이에서 연장하는 수직 다리 스템을 갖는 복수의 실리콘 다리들;
    각각의 수직 다리 스템으로부터 안쪽으로 연장하는 복수의 핑거들; 및
    하나 이상의 타워 고정 기구로서, (ⅰ) 상기 복수의 실리콘 다리들 중 후방 다리의 복수의 핑거들 중 하나로부터 솟아오르는 상승 후크의 후방에서 함몰부로서 형성되는 노치, 및 (ⅱ) 상기 복수의 실리콘 다리들 중 하나 이상의 측부 다리 상의 복수의 핑거들 중 하나에 배치되는 레지로서, 상기 레지는 상기 수직 다리 스템의 전방에서 상기 레지 위에 수직 갭을 가지면서 위치되며, 상기 복수의 핑거들 중 하나는 또한 상기 레지의 전방 아래에 위치되는 외부 선반 지지면을 갖는, 레지로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 하나 이상의 타워 고정 기구
    를 포함하는, 타워, 및
    하나 이상의 실리콘 선반으로서,
    외부 주변부를 갖는 평평한 수평-연장 선반 바디; 및
    상기 타워 고정 기구와 수동적으로 상호고정되는 선반 고정 기구로서, 상기 선반 고정 기구는 (1) 상기 외부 주변부 상의 평평화된 후면에 근접한 관통-홀로서, 상기 관통-홀은 상기 관통-홀과 상기 평평화된 후면 사이의 스트랩을 형성하며, 상기 스트랩은 상기 노치와 상호고정되는, 관통-홀, 또는 (2) 상기 선반의 외부 주변부 상의 하나 이상의 평평한 측면 및 상기 하나 이상의 평평한 측면의 후방에 형성되는 외부로 돌출하는 스텝으로서, 상기 하나 이상의 실리콘 선반은 상기 레지 위에서 슬라이드 동작하고, 이후 상기 외부로 돌출하는 스텝이 상기 레지의 후면에 이르러서 상기 하나 이상의 실리콘 선반이 상기 레지와 상호고정되도록 구성되는, 하나 이상의 평평한 측면 및 외부로 돌출하는 스텝을 포함하는, 선반 고정 기구
    를 포함하는, 하나 이상의 실리콘 선반
    을 포함하는,
    결합체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 실리콘 선반은 다결정 실리콘을 포함하는,
    결합체.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 실리콘은 임의적으로 배향된 다결정 실리콘인,
    선반.
  15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 실리콘 선반과 상기 타워 사이의 분리 가능한 상호고정 기구 각각은 상기 하나 이상의 타워 고정 기구 및 상기 선반 고정 기구로 구성되는,
    결합체.
  16. 선반 타워로서,
    두 개의 실리콘 베이스;
    복수의 실리콘 다리들로서, 상기 복수의 실리콘 다리들 각각은 상기 두 개의 베이스 사이에서 연장하며 상기 두 개의 베이스에 고정되는 수직 다리 스템을 가지며, 각각의 상기 수직 다리 스템은 상기 수직 다리 스템으로부터 안쪽으로 연장하는 복수의 핑거들을 갖는, 복수의 실리콘 다리들;
    상기 복수의 실리콘 다리들 상의 하나 이상의 타워 고정 기구로서,
    (ⅰ) 상기 복수의 실리콘 다리들 중 후방 다리의 복수의 핑거들 중 하나로부터 솟아오르는 상승 후크의 후방에서 함몰부로서 형성되는 노치, 및 (ⅱ) 상기 복수의 실리콘 다리들 중 하나 이상의 측부 다리 상의 복수의 핑거들 중 하나 상에 배치되며 상기 수직 다리 스템의 전방에 위치되는 레지, 상기 레지 위에 있는 수직 갭, 및 상기 레지의 전방 아래에 위치되는 외부 선반 지지면
    으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 하나 이상의 타워 고정 기구;
    외부 주변부를 가지며, 각각이 복수의 핑거들 각각으로 분리 가능하게 상호고정될 수 있는, 복수의 평평한 수평-연장 실리콘 선반들; 및
    각각의 상기 복수의 실리콘 선반들 상의 하나 이상의 수동식 상호고정 기구로서,
    (ⅰ) 상기 외부 주변부 상의 평평화된 후면에 근접한 관통-홀로서, 상기 관통-홀은 상기 관통-홀과 상기 평평화된 후면 사이의 스트랩을 형성하며, 상기 스트랩은 복수의 수직-연장 다리들 중 하나 내의 수평-연장 슬롯 내에 형성된 노치(notch)와 상호고정되는, 관통-홀, 및 (ⅱ) 상기 외부 주변부 상의 하나 이상의 평평한 측면, 및 상기 하나 이상의 평평한 측면의 후방에 형성되며 상기 레지의 후면과 상호고정되는 외부로 돌출하는 스텝
    으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 하나 이상의 수동식 상호고정 기구
    를 포함하는,
    선반 타워.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수의 평평한 수평-연장 실리콘 선반들 각각은, 석영, 실리콘 카바이드, 및 실리콘-주입된(silicon impregnated) 실리콘 카바이드로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는,
    선반 타워.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수의 평평한 수평-연장 실리콘 선반들 각각은, 엘리멘탈 실리콘(elemental silicon)을 포함하는,
    선반 타워.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 엘리멘탈 실리콘이 임의적으로 배향된 다결정 실리콘을 포함하는,
    선반 타워.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 실리콘 다리들이 엘리멘탈 실리콘을 포함하는,
    선반 타워.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 평평한 수평-연장 실리콘 선반들 각각이, 수평으로 연장하는 절취부를 더 포함하고,
    상기 절취부가 상기 선반들로 그리고 상기 선반들로부터 기판을 전달하는 패들을 상기 절취부를 통해 수평으로 이동하게끔 하는,
    선반 타워.
  22. 실리콘 웨이퍼를 처리하는 방법으로서,
    수직으로 배열된 타워 상에 복수의 선반들을 장착하는 단계로서, 상기 타워는 복수의 실리콘 다리들을 가지며, 상기 복수의 실리콘 다리들 각각은 두 개의 실리콘 베이스 사이에서 연장하며 상기 두 개의 실리콘 베이스에 고정되는 수직 다리 스템을 가지며, 각각의 상기 수직 다리 스템은 상기 수직 다리 스템으로부터 안쪽으로 연장하는 복수의 핑거들을 가지고, 상기 수직으로 배열된 타워는 하나 이상의 타워 고정 기구로서,
    (ⅰ) 상기 복수의 실리콘 다리들 중 후방의 다리의 복수의 핑거들 중 하나로부터 솟아오르는 상승 후크의 후방에서 함몰부로서 형성되는 노치, 및
    (ⅱ) 상기 복수의 실리콘 다리들 중 하나 이상의 측부 다리 상의 복수의 핑거들 중 하나 상에 배치되며 수직 다리 스템의 전방에 위치되는 레지, 상기 레지 상부의 수직 갭, 및 상기 레지의 전방 아래에 위치되는 외부 선반 지지면
    으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 하나 이상의 타워 고정 기구를 갖는, 수직으로 배열된 타워 상에 다수의 선반들을 장착하는 단계;
    상기 수직으로 배열된 타워와 상기 복수의 선반들을 상호고정시키는 단계로서, 상기 복수의 선반들 각각은, (1) 외부 주변부 상의 평평화된 후면에 근접한 관통-홀을 갖는 수동식 상호고정 기구로서, 상기 관통-홀은 상기 관통-홀과 상기 평평화된 후면 사이의 스트랩을 형성하며, 상기 스트랩은 상기 노치와 상호고정되는, 수동식 상호고정 기구, 또는 (2) 상기 외부 주변부 상의 하나 이상의 평평한 측면 및 상기 하나 이상의 평평한 측면의 후방에 형성되는 외부로 돌출하는 스텝을 포함하는 수동식 상호고정 기구로서, 상기 복수의 선반들 각각은 상기 레지 위에서 슬라이드 동작하고, 이후 상기 외부로 돌출하는 스텝이 상기 레지의 후면에 이르러서 상기 복수의 선반들 각각이 상기 레지와 상호고정되는, 수동식 상호고정 기구를 갖는, 상기 수직으로 배열된 타워와 상기 복수의 선반들을 상호고정시키는 단계;
    상기 수직으로 배열된 타워에 장착된 동안 상기 복수의 선반들 각각 위에 복수의 실리콘 웨이퍼들을 위치시키는 단계; 및
    상승 온도에서 상기 선반들 위에 위치한 상기 실리콘 웨이퍼들을 처리하는 단계
    를 포함하는,
    실리콘 웨이퍼를 처리하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 선반들로부터 처리된 상기 실리콘 웨이퍼들을 제거하는 단계를 추가로 포함하는,
    실리콘 웨이퍼를 처리하는 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 선반들 각각이 다결정 실리콘을 포함하는,
    실리콘 웨이퍼를 처리하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 복수의 실리콘 다리들 각각이 90 at% 이상의 실리콘으로 이루어지는,
    실리콘 웨이퍼를 처리하는 방법.
  26. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장착 단계가 상기 하나 이상의 타워 고정 기구 및 상기 수동식 상호고정 기구로 이루어지는 구조로 상기 복수의 선반들 및 상기 타워의 상기 복수의 실리콘 다리들을 상호고정시키는 단계를 포함하고,
    손상되지 않은 상태(intact state)에서 상기 타워로부터 상기 선반들의 일부 또는 전부를 제거하는 후속 단계를 더 포함하는,
    실리콘 웨이퍼를 처리하는 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 처리 단계가 일어나는 오븐에 상기 수직으로 배열된 타워, 상기 복수의 선반들 및 상기 복수의 실리콘 웨이퍼들을 배치하는 단계를 더 포함하는,
    실리콘 웨이퍼를 처리하는 방법.
  28. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치시키는 단계가 상기 복수의 선반들의 각각에 있는 절취부를 통해 수직으로 상기 복수의 실리콘 웨이퍼들 중 하나를 지탱하는 패들을 이동시키는 단계를 포함하는,
    실리콘 웨이퍼를 처리하는 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 위치시키는 단계가 상기 절취부를 통해 수평으로 상기 패들을 이동시키는 단계를 더 포함하는,
    실리콘 웨이퍼를 처리하는 방법.
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