TWI409904B

TWI409904B - 矽擱架塔

Info

Publication number: TWI409904B
Application number: TW095113841A
Authority: TW
Inventors: Ranaan Zehavi; Reese Reynolds
Original assignee: Ferrotec Usa Corp
Priority date: 2005-05-03
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2013-09-21
Also published as: CN101542014A; KR20080006007A; TW200644146A; US7713355B2; WO2006118774A3; WO2006118774A2; KR101247695B1; US20060249080A1; CN101542014B

Description

矽擱架塔

本發明係有關於基材，例如矽晶圓之熱處理。更明確地說，本發明係有關於在垂直爐中，支撐多數基材的塔，以及，其中所用之輔助支撐結構。

矽晶圓的整批處理持續為一重要商業程序。典型地，一通常稱為晶舟的晶圓塔被放置於一垂直爐中並以垂直堆疊的方式固持大量的矽晶圓，其中各個晶圓的主表面為水平指向，以在爐內作晶圓的熱處理。熱處理可以包含將例如前驅氣體的處理氣體流入爐內，以藉由化學氣相沈積(CVD)例如矽烷在晶圓上沈積一層，以形成一層多晶矽或另外沈積一氮，以形成一層氮化矽。氧或氮可以被流入，以熱氧化或氮化晶圓。在高溫退火中，也可以使用氫作為還原劑。於涉及晶圓的非反應退火的應用中，爐可以填入惰性氣體。在非反應環境中之高溫退火可以作為佈植退火，以活化被植入離子或大致退火該矽晶圓。另一方面，CVD典型在低溫下被執行。

石英塔已經被用於此等爐中。然而，當處理溫度持續上升，現在經常超出1000℃甚至1250℃，石英在高溫時會展現有害的下垂，且在先進積體電路所需之高純度要求下，已被視為略微髒污之材料。碳化矽塔已經被愈來愈被使用於高溫處理中。然而，燃結碳化矽也是一髒污材料，同時，CVD碳化矽作為單體材料也是昂貴的，並且在作為燒結碳化矽上之表面塗層時也不是完全有效。

近年來，矽梯式塔已經被引入以支撐矽晶圓，如同為Boyle等人於美國專利第6，450，346號所揭示，該案被併入作為參考。梯式塔表示每一晶圓係直接被支撐在各個齒上，該等齒係一體形成在被固持於兩塔基部間之塔的三個或四個腳上。至少這些塔的腳包含由元素矽構成之結構元件，元素矽係在此結構元件中，所有矽原子之超出50%或甚至超出90%均被鍵結至其他矽原子，而不是其他元素。可以立即購得具有純度超出99原子百分比(at%)形式之元素矽。用於半導體工業的矽係可以購得到遠超出99.99at%的很純之純度。因此，作為支撐具中之結構元件的矽具有超出石英及碳化矽的優點，在於其具有很高純度及相對於所支撐的矽晶圓沒有不同的熱膨脹。

對於先進積體電路而言，高溫處理矽晶圓的主要問題在於會形成差排，例如滑動缺陷。矽塔已經被看到產生少數或沒有此等缺陷。然而，應用至更傳統石英或碳化矽塔的另一方式使用由石英或碳化矽作成之晶圓環，其係為塔的腳所支撐，環隨後沿著晶圓的大致圓周支撐晶圓。其中有若干架構，經常稱為環舟、舟環或具有晶圓支撐環的塔。經常，環被焊接或其他方式固定至塔。然而，閉環結構具有困難將晶圓裝卸進出環的問題。當用於環時，石英及碳化矽放大並持續了有關不同熱膨脹與雜質有關的問題。矽的熱膨脹係數為100倍大於石英及碳化矽者，展現了較佳的導熱率。多數先前技藝環具有複雜的剖面，這顯著地增加其製造成本。

於本發明之一實施例中，矽擱架係可拆卸地載入在一塔之多層上之支撐齒上。塔較佳由矽作成，但也可能由碳化矽、石英或其他材料作成。擱架具有大致平坦表面並可以包含一插件，用以在晶圓傳遞時插入晶圓葉片。擱架可選擇性的包含若干彎曲，較佳圓孔，以釋放應力，並且，葉片插件具有彎角。一或更多圓孔可以用以聯鎖在塔腳中之一或更多凹槽。

擱架較佳由多晶矽作成。雖然也可以使用鑄矽，但較佳的矽為柴氏成長之多晶矽，較佳使用一晶種，其係為隨機取向的多晶矽。此一晶種可以直接或間接由CVD所成之初生多晶矽衍生。

然而，本發明的很多態樣可以以由其他材料，例如石英、碳化矽或浸矽之碳化矽作成之擱架或腳加以實施。

擱架也可以包含一與塔聯鎖之被動，較佳為重力聯鎖機制。例如，形成在擱架中之孔沿著擱架周邊留下一搭板，其配合入形成在塔之一或多數腳中之槽的底部中之凹槽中。當擱架載入塔中，它們會因重力落入凹槽中。擱架的側邊可以順著插入而切平，並為兩側腳中之對應槽所對中。另一鎖定機制在至少一切平側邊上形成一步階。該步階的寬部份係位於接近該擱架的後面並被插入在槽背部之橫樑上。於操作位置中，步階落入橫樑的背面並以重力方式定鎖於橫樑上。

本發明包含圓形環，不必由矽構成之葉片插件，可以使用矽塔或其他材料，例如SiC或石英作成之塔。

本發明之一態樣包含多數擱架，被插入在支撐塔中之垂直排列之槽中，每一槽支撐一晶圓。不同於只在三或四個位置支撐晶圓的傳統塔，擱架可以以晶圓面積的相當小部份來支撐晶圓。藉此，降低了高溫處理時晶圓的下垂，及降低了局部接觸負載，藉以最小化晶圓中滑移的成因。

如第1圖之正投影圖所示，一支撐塔10包含一上基部12與一下基部14。兩側腳16、18及一後腳20被固定至兩基部12、14。每一垂直延伸腳16、18、20被形成有水平延伸槽22，垂直沿著腳16、18、20排列。在塔10中之多數槽22組在整批退火爐中，支撐對應數目的晶圓。雖然塔10的腳與基部可以由傳統材料，例如石英、碳化矽及浸矽之碳化矽構成，但較佳地，其可以以高純度矽構成。再者，腳16、18、20較佳由電子級矽(EGS)，或稱為初生多晶矽(初生poly)構成。Boyle等人在美國專利第6，455，395號案中，描述初生poly腳的加工。Boyle等人描述以在美國專利申請公開2004/0213955之旋塗玻璃黏劑，將腳黏結至基部。該兩案被加入作為參考。Boyle等人描述梯式塔，其直接支撐晶圓於長傾斜齒上，該齒由腳延伸並將晶圓支撐於其末端。相反地，所示塔10的槽22係相當淺並具有平底，但也可能對槽22的底部提供結構。

一大致平坦水平延伸之擱架24可以被插入用以支撐晶圓於三腳16、18、20內側的每一組槽22中。如第2圖之正投影圖所示，每一擱架24大致呈圓形。然而，其外圓周形狀較佳係可具有兩平行切平橫側26、28，以滑動通過在側腳16、18中之槽22；以及具有一切平後側30，以滑入(且較佳是)嚙合後腳20之槽22。一旦，後側30嚙合並與後槽22聯鎖，則擱架24的側邊26、28為側槽22所拘束。包含小內孔32與大外孔34的一連串彎曲孔，較佳為圓孔可以被取心鑽穿過擱架24。孔32、34的數量、分佈與大小在不同設計中可以加以變化。孔32、34係有用於釋放在薄擱架24中之應力，以降低熱質量，並允許爐環境到達大部份之晶圓背側，藉以防止晶圓粘黏至擱架24上。擱架24的平面形狀允許其可以符合經濟效益地自材料片加工，特別是類似晶圓的矽。

較佳而言，大孔34之一對準在切平後側30之中心的後腳20，以形成用以如後述將後腳20聯鎖的窄搭板36。擱架24也可以形成有一切口38，其由擱架24的中心40向前延伸至擱架24的中心，並具有半圓後則，以允許機械手臂刀葉在擱架24為塔10所支撐的同時，當葉片向下通過切口38，將晶圓裝卸載進出擱架24。如果真空夾盤被使用於機械手臂刀葉時，則刀葉可以被減短，及切口深度被降低，使得其並未延伸至中心40。

如第3圖之平面圖所示，側腳16、18係略微向前(向晶圓及擱架插入方向)至塔10的中心40，令其槽22平行延伸並等距與擱架24的中位42分隔，因此，平行並就在它們所支撐的擱架24的切平側26、28外側。較佳地，中位42作為用於擱架24的對稱線。擱架切口38的側邊係平行並等距分隔開中位42，但取決於機械手臂刀葉的形式，其他形狀的切口38也是可能。後腳20的槽22被對中並垂直延伸於擱架24的中位42，即晶圓與擱架裝載軸。後腳20被形成有一凹槽44，其沿著後腳20向下延伸並沿著擱架24的切口後側30作水平延伸，以捕捉住擱架24的窄搭板36。一未示出的機械手臂葉片配合入切口38並沿著裝載軸42移動，以將晶圓46移動進出擱架24。在水平沿著裝載軸42進出移動時，機械手臂葉片將晶圓46固定於擱架24上。機械手臂或塔10被一起上升及下降，以在葉片與擱架24的頂面間進行實際轉移。空的葉片會水平移動，同時垂直安置在擱架24的頂面以下。

如第4圖的剖面圖與第5圖之正投影圖所示，在後腳20的每一凹槽44上形成有一下凹，其係在由指部50上升的上升鈎48的後面，該指部50係由後腳20的垂直桿52向內延伸。相反地，側腳16，18的槽22可以具有平底。後腳20之凹槽44的底係與另兩腳16、18的對應槽槽22的底同一平面，以在三點支撐中，水平固持住各個擱架24。每一擱架24藉由將其沿著裝載軸42由塔10的前面滑動通過側腳16，18之槽槽22，一直到搭板36通過鈎48，並落入凹槽44並被重力固持於其中，藉以將擱架24固鎖於前與後向。擱架24被側腳16，18中之槽22的側所橫向固定，側腳靠著切平擱架側26，28。聯鎖被被動並不需要其他固定機構。雖然並不重要，但擱架24的厚度大致對應於凹槽44的深度。

其他聯鎖機制可以包含在側腳16、18中。有可能在側腳16、18上提供聯鎖機制，但在多數情形下並不需要。

例示於第6圖之平面圖中之擱架60的另一設計用中位42分隔開之兩長型孔62來取代位在第3圖之中位42的中間小孔32。

第7圖平面圖所示之擱架70的另一設計包含一不同重力與被動聯鎖機制。向外突出之步階72被形成在擱架70的前切平橫向側74的後面。當擱架70被安裝在塔上時，步階74被安置在兩相對側腳76的後緣上，如第8圖之俯視部份平面圖，及第9圖之剖面側視圖。側腳76的每一指部78包含一橫樑80在腳桿82的前端，在橫樑80上具有足夠垂直間隙84，並在兩側腳76的腳桿82之間，有足夠水平空間，以允許擱架70滑動於橫樑80上，然後，使擱架步階72落下靠近橫樑80的後側86，以在擱架70的切平後部遭遇後腳時，與之聯鎖。指部78同時也包含外擱架支撐面88，其在擱架落入橫樑80的後側後，支撐擱架70。擱架70的前切平側74被對率橫樑80的徑向內側。

因為在後腳中並不需要其他聯鎖，所以第4及5圖之後腳凹槽44即不再需要，使得後腳的槽可以具有平底部，其係垂直對準側腳的擱架支撐面88，使得擱架70為側脊部80所聯鎖靠在後腳的桿部82。另一方面，後腳可以與側腳76相同材料作成，使得擱架70被聯鎖在後腳的橫樑80的內側90。同時，擱架70的後部並不需要切平，因為彎曲週邊可以接觸後腳。因此，可以省去搭板及所有大孔34可以自擱架中位42移除。然而，如果，如第7圖所示，在擱架的後部形成凹陷92，以嚙合後的橫樑82的側邊，則橫向與旋轉對準可以改良。凹陷92具有配合其所嚙合之後部份的形狀。後凹陷92改良了聯鎖並免除了切平後側的需求。同時，類似之凹陷也可以替代在橫側上之單一步階，以嚙合側腳的橫樑80之兩側。

大外孔34被重新排列於第7圖之擱架70中，使得在裝載軸42上沒有孔。即，擱架70沿著裝載軸42(其係為擱架70的中位)連續由葉片切口42到擱架70的後面。此區域受到施加至擱架的部份最高的機械應力，因此，需要特別堅固以抗破裂。

可以了解的是，在此實施例與其他實施例中，塔可以包含兩後腳與兩側腳。可以了解的是，側腳定鎖機制可以只實施一側腳。

例示於第10圖之平面圖之擱架100的另一設計具有較大的葉片切口102，具有大致遵循大晶圓葉片的圖案。也包含有參考第7至9圖所述之聯鎖機制，並在前切平側74中，包含有步階72，與垂直延伸向裝載軸42的兩側腳聯鎖。擱架100係在步階72的後部形成有後切平側104，其允許側腳予以更接近晶圓46，並進一步到晶圓46的前面，更能分佈該支撐件在晶圓46的圓周上。擱架100被與具有四支撐腳的晶圓支撐塔一起使用，四支撐腳包含兩側腳及兩後腳，徑向延伸向中心40，幾乎到達葉片切口102。後腳的桿部份被容納在擱架100中之各個壓痕106內。

應可理解的是，一旦擱架被可拆卸地裝載並定鎖至塔上，擱架被保留在其中作大量的處理循環。於每一處理循環中，晶圓46被傳送至大致對中於塔中心40的擱架上，使晶圓的斜緣54位在由塔腳徑向向內處，但對中在寬支撐區看來並不重要。在典型商用實務中，塔不是保持水平不動，以及一爐罐及相關鐘罩反應爐及襯墊被下降在塔10上，就是，塔10被上升進入固定爐罐中。晶圓46然後在包含有塔10與所支撐的晶圓46的爐中被熱處理。在處理後，塔與爐罐被分離及晶圓46被由擱架24移開，開始一新處理循環。

擱架的最大直徑大於被支撐在塔10中之晶圓46的直徑。對於多數商用生產，晶圓直徑現正由200mm變成300mm，並且未來則預測有450mm，但也可能有其他晶圓直徑。如第3圖所示，較佳而言晶圓46的圓周重疊大外孔34。被支撐在擱架上之晶圓46較佳未被延伸入塔腳的區域中，使得外孔34只部份在晶圓46下。然而，在第10圖之設計中，雖然腳的面積可能包含晶圓的斜緣54，使得晶圓不會直接接觸塔，但晶圓46的外圓周的部份可以覆蓋腳的支撐區域。

擱架與塔腳的其他形式，以及，其選用聯鎖機制的其他形式也可以加以選擇。腳的數量可以降低至二，或增加至三或更多。上述擱架的形式包含支撐區域超出晶圓46的實際小部份，即更像一盤狀結構。或者，對於大擱架，如第11圖的平面圖所示之一小開放墊片形環110，其具有一開口112，以供欲降低之晶圓葉片使用，或者，如第12圖之平面圖所示之更小閉合墊片形環114，其支撐晶圓46的外下表面於環110、114的大致平面向內排列之上表面上，因而，降低在晶圓46的支撐區域上的應力。較佳地，環110、114包含切平側邊28與後側30。選用孔116可以被包含在環110，112中，並較佳地，被支撐的晶圓46之外圓周重疊孔116，使得聯鎖搭板36被形成鄰近切平後側30。

每一環110，114在其大致切平上表面，支撐晶圓46。隨後，多數環110、114被支撐在擱架塔10的後腳及前腳上，塔中也可以有三個或四個腳。閉合環114引入在先前技藝中所提及之晶圓傳送上之困難。所示之環110、114使用第3至5圖之後腳聯鎖機制，但也可以以第7至9圖之側腳聯鎖機制或其他聯鎖機制加以替代。一環可以被認為是擱架的一特殊形式，其具有被拘束至晶圓的圓周區域(晶圓半徑的外部50%)的更開放結構。另一方面，第3，6及7圖之擱架也支撐晶圓的內部區域的部份(晶圓半徑之內50%)。第10圖的設計可以被視為擱架與環的中間。

擱架(包含環)的厚度可以依據所需加以選擇。厚度可以在0.5至4mm的較佳範圍內，更好範圍為1至2mm。然而，應可理解的是至少為現行商用晶圓一樣的厚度，即，至少0.775mm。可以了解到1mm的厚度為最想要的，但也可以到達2mm，以增加機制強度及重覆使用時之堅固性。大於3mm的厚度提供較大之強度，但衝擊了塔10的容量，以及，處理的產量。

擱架可以由傳統塔材料，包含石英、碳化矽、及浸矽的碳化矽所形成，並可以與這些傳統塔材料的塔一起使用，並仍提供擱架結構及本案之操作的很多優點。然而，矽因為其高純度及相對於矽晶圓沒有熱膨脹，所以矽作為擱架材料為較佳的。單結晶柴氏成長矽被大量使用，因為該方法係用於矽晶圓中。然而，單結晶矽有若干缺點。其並不容易取得處理300mm晶圓所需的大直徑，即，大於300mm的直徑。並且，在重覆使用後，在沿著劈裂面會有缺口及破裂。其相當昂貴。另一方面，多晶矽係較便宜並且較不會有缺口及破裂。鑄矽形成多晶材料，其對造成缺口有較強的抵抗力，但其純度係較不想要的。純多晶矽使用一多晶晶種(polycrystalline seed)在柴氏(CZ)製程中成長，在CZ製程中，多晶晶種被允許比單晶成長為快的速度由晶棒的末端拉出。然而，晶種與所得之CZ晶棒具有半單多結晶結構，其中結晶較喜好對準垂直拉出方向，典型在20度內之範圍。結果，半單晶矽也傾向於破裂並沿著對準之結晶側劈裂，其強度也降低。初生多晶矽將是更好的材料，但其仍無法取得大尺寸。

擱架的較佳矽材料為隨機取向的多晶矽(ROPSi)。Boyle等人在2006年一月1日申請之美國專利申請第10/328，438號案中，描述隨機取向多晶矽的大直徑晶棒的長晶，該案被併入作為參考。該隨機取向晶棒係藉由將一多晶晶種自熔融矽拉出之柴氏法加以成長。為了完成隨機取向多結晶性，晶種本身為隨機取向多晶矽。此晶種可以由化學氣相沈積(CVD)，由純矽烷、氯矽甲烷或類似前驅物成長的初生多晶矽片所形成。或者，晶種可以由隨機取向柴氏成長多晶矽所形成。例如，晶種可以經由一或多代的柴氏成長而追蹤至一初生多晶矽或CVD晶種。也可以使用其他之多晶晶種。相反地，如果由矽熔融由高速拉出單晶種，則在底部的晶棒為半單結晶，即多結晶，具有相對較佳晶軸約±15或20度的較佳取向，其也可能對該軸為隨機。相反地，ROPSi係在所有方向中為隨機取向，沒有較佳的晶軸。柴氏成長之ROPSi具有可與生產晶圓比較的純度與想要的隨機取向。

ROPSi矽特別有利於重覆用於生產中之擱架的複雜結構，因為其強度與對破裂的抵抗性之故。此強度甚至對於第11及12圖之小圓周環110、114係更想要的。

擱架的支撐面可以作成實質平坦，以將負載分佈於晶圓的大部份上，例如，大於25%的部份，甚至當孔被形成在擱架中。然而，擱架主表面的鏡面研磨可以用於擱架製程中，以提供次表面損壞及坑與破裂，這對沈積材料的厚層提高了黏著性。再者，較佳地，在例如硝酸與醋酸的混合酸蝕劑或過氧化氫蝕刻擱架，以釋放應力並移除多結晶材料中之加工損壞。例如用於矽晶圓所開發之其他清洗程序也可以應用至矽擱架。然而，後續較佳使用噴珠法，以避免在支撐面上之鏡光，這可能造成處理晶圓的Van der Waal’s黏結問題。

有可能藉由黏著劑、熔接或其他方式，以將擱架固定至塔。固定之舟環為已知的並提供有堅固結構，以作晶圓傳送。然而，可拆卸擱架提供幾項優點。於很多情形下，在幾循環之氮化物或多晶矽沈積後，擱架似乎為橋接於其間之間隙的所沈積之材料所黏著至塔腳。最後，所沈積材料似乎累積到達了超出剝離及微粒開始降低良率之不可接受的厚度。即使以石英或碳化矽製作，擱架塔或其至環舟為相當昂貴。吾人想要藉由蝕刻所沈積之材料，來整修支撐器具。然而，如果在清洗時，如果有附著之擱架之一破裂，則幾乎不可能修理該塔，至少回復到原始容量。另一方面，如果擱架在蝕刻沈積材料後卸下，則於清洗時的擱架破損可能為新擱架所替代，只有未受損的才會被再次使用。如果可拆卸擱架於使用時破損，例如為一故障機械手臂所破損，則有可能進行相同類型之替換。如果塔為了任何理由而破損，則很多未受損的擱架可以被再利用。

矽擱架與矽塔的組合顯著地促成了該清洗。如果擱架暫時結合至塔，則整個組件可以浸漬於稀釋HF中，其可以移除任何之氧化物或氮化物，並釋放擱架而不必實際蝕刻矽支撐器具。另一方面，稀釋之HF將蝕刻石英塔。

矽塔的使用提供高純度材料與晶圓接觸以及沒有差別熱膨脹的優點。矽同時提供較石英為高的導熱率。矽同時對幾百微米的波長為透通的，而石英對幾微米的波長為不透通，碳化矽對於紅外線輻射為不透通的。因此，矽並未呈現一熱罩。石英的改良導熱率及紅外線透通性提升了在爐內之熱平衡。雖然這些優點特別應用至矽擱架，但它們也延伸至矽塔。

因為塔與其腳不再直接與晶圓接觸，所以有可能較佳使用矽擱架及低成本石英或碳化物塔。然而，通常較髒的石英與碳化物塔與腳仍在相同室中，因此，仍呈現一污染事項及在腳與擱架間之差別熱膨脹。矽擱架完成了在熱爐內之全矽熱區。塔、擱架、噴氣頭及爐襯可以都由矽作成。如果有的話，擋片晶圓也可以由ROPSi矽作成。

因此，本發明提供各種有用的先進擱架塔。如果想要的話，擱架也可以由與予以支撐之基材相同的材料作成，因此，最小化了差別熱效應。擱架也可以可拆卸地載入塔中並與之作可拆卸聯鎖，藉以簡化了清洗及降低長期成本。雖然塔與擱架較佳都油矽作成，特別是隨機取向的多晶矽作成，但本發明的其他態樣也可以應用其他材料。

10．．．支撐塔

12．．．上基部

14．．．下基部

16．．．側腳

18．．．側腳

20．．．後腳

22．．．槽

24．．．擱架

26．．．側邊

28．．．側邊

30．．．後側

32．．．內孔

34．．．外孔

36．．．搭板

38．．．切口

40．．．中心

42．．．中位

44．．．凹槽

46．．．晶圓

48．．．鈎部

50．．．指部

52．．．垂直桿

54．．．斜緣

60．．．擱架

62．．．長型孔

70．．．擱架

72．．．擱架步階

74．．．橫向側

74．．．切平側

76．．．側腳

78．．．指部

80．．．橫樑

82．．．桿

84．．．垂直間隙

86．．．後側

88．．．支撐面

90．．．內側

92．．．凹陷

100．．．擱架

102．．．切口

104．．．切平側

106．．．凹痕

110．．．環

112．．．開口

114．．．環

116．．．孔

第1圖例示一塔及被支撐在塔腳上多數擱架的正投影圖；第2圖為一擱架的正投影圖；第3圖為一擱架與支撐該擱架的塔的下部份的剖面圖；第4圖為塔的後腳、為後腳所支撐與定鎖的擱架及被支撐在擱架上之晶圓的示意圖；第5圖為包含基部的第4圖的塔結構的正投影圖；第6圖擱架中之孔的不同分佈圖；第7圖為使用一側定鎖機制的另一擱架的平面圖；第8圖為第7圖之擱架聯鎖一側腳的部份平面圖；第9圖為第8圖之側腳的剖面圖；第10圖為容納較大晶圓葉片之另一擱架的平面圖；第11圖為支撐一晶圓之開放環的平面圖；及第12圖為一閉合環的平面圖。

10．．．擱架塔

12．．．基部

14．．．基部

16．．．腳

18．．．腳

20．．．後腳

22．．．槽

24．．．擱架

Claims

一種可拆卸支撐於一支撐塔中之擱架，該支撐塔具有複數個垂直延伸腳，該支撐塔可支撐複數個擱架，該等擱架用以於熱處理期間支撐該等擱架上的一基材，該擱架包含：一平坦水平延伸擱架主體，該擱架主體具有一外部周圍；以及至少一被動聯鎖機制，係由以下所構成的群組中選出：一通孔，該通孔鄰近於該外部周圍上的一切平後側，且該通孔界定位於該通孔與該切平後側之間的一搭板，該搭板用於與形成於該等複數個垂直延伸腳中的一水平延伸槽中的一凹槽聯鎖，及至少一平坦側邊於該擱架主體之該外部周圍上，及形成於該平坦側邊後面的一向外突出步階；及其中該擱架主體實質上由矽組成，該矽係由多晶矽、半單柴氏矽(semi-single Czochralski silicon)及鑄矽構成的群組中選出。
如申請專利範圍第1項所述之擱架，其中該擱架支撐一圓形基材的內面積中被安置在基材半徑的內50%的部份。
如申請專利範圍第1項所述之擱架，其中該擱架支撐一圓形基材的外面積中被安置在基材半徑的外50%的部份。
如申請專利範圍第1項所述之擱架，其中該矽為隨機取向(randomly oriented)多晶矽。
如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之擱架，其中該至少一平坦側邊包含：沿著一第一軸延伸的兩平坦側邊、沿著垂直於該第一軸的一第二軸延伸的一切平後側及其中該平坦水平延伸擱架主體沿著該第一軸與該第二軸延伸。
如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之擱架，更包含穿通該擱架的圓形孔，該等圓形孔垂直於該擱架的主表面而延伸。
如申請專利範圍第6項所述之擱架，其中該等孔之一者被對中於該切平後側並鄰近該切平後側。
一種塔與複數個擱架之組合物，該塔具有延伸於兩矽基部間之矽腳，該等複數個擱架係由該等矽腳所支撐並經配置以支撐欲作熱處理的垂直分隔的各個基材，該組合物包含：一塔，該塔包含：兩矽基部；複數個矽腳，各矽腳具有延伸於該等兩矽基部之間的一垂直腳桿；複數個指部，該等指部從各垂直腳桿向內延伸；及至少一塔定鎖機制，係由以下所構成的群組中選出：一凹槽，該凹槽係形成為一上升鈎的後面的一下凹，該上升鉤係從該等複數個矽腳之一後者之該等複數個指部之一者上升，及一橫樑，該橫樑在該等複數個矽腳之至少一側腳上的該等複數個指部之一者上，該橫樑設置於該垂直腳桿的前方且於該橫樑上方具有一垂直間隙，該等複數個指部之該者亦具有一外擱架支撐面，該外擱架支撐面設置於該橫樑下且於該橫樑前方；以及至少一矽擱架，該矽擱架包含：一大致平坦水平延伸擱架主體，該擱架主體具有一外部周圍；及一擱架定鎖機制，用於與該塔定鎖機制被動地聯鎖；其中該擱架定鎖機制包含：一通孔，該通孔鄰近於該外部周圍上的一切平後側，且該通孔界定位於該通孔與該切平後側之間的一搭板，其中該搭板與該凹槽聯鎖，或至少一平坦側邊於該擱架之該外部周圍上，及形成於該至少一平坦側邊後面的一向外突出步階，該至少一矽擱架經配置以滑動於該橫樑上且隨鄰近該橫樑之一後側的該向外突出步階落下而與該橫樑聯鎖。
如申請專利範圍第8項所述之組合物，其中該至少一矽擱架包含多晶矽。
如申請專利範圍第8項所述之組合物，其中該至少一矽擱架包含隨機取向多晶矽。
一種擱架塔，包含：兩矽基部；複數個矽腳，各矽腳具有延伸於該等兩矽基部之間且固定至該等兩矽基部的一垂直腳桿，各垂直腳桿具有從各垂直腳桿向內延伸的複數個指部；於該等複數個矽腳上的至少一塔定鎖機制，係由以下所構成的群組中選出：一凹槽，該凹槽係形成為一上升鈎的後面的一下凹，該上升鉤係從該等複數個矽腳之一後者之該等複數個指部之一者上升，及一橫樑，該橫樑在該等複數個矽腳之至少一側腳上的該等複數個指部之一者上，該橫樑設置於該垂直腳桿的前方，於該橫樑上方具有一垂直間隙，及一外擱架支撐面設置於該橫樑下且於該橫樑前方；複數個平坦水平延伸矽擱架，該等平坦水平延伸矽擱架具有一擱架主體，該擱架主體具有一外部周圍，該擱架主體經配置以支撐各個基材，該等矽擱架可以與於該等複數個矽腳上的該至少一塔定鎖機制可拆卸地聯鎖；於該等複數個矽擱架之各者上的至少一被動聯鎖機制，係由以下所構成的群組中選出：一通孔，該通孔鄰近於該外部周圍上的一切平後側，且該通孔界定位於該通孔與該切平後側之間的一塔板，該搭板用於與該凹槽聯鎖，該凹槽形成為在該上升鈎的後面的下凹，及至少一平坦側邊於該擱架主體之該外部周圍上，及形成於該平坦側邊後面的一向外突出步階用以與該橫樑的一後側聯鎖。
如申請專利範圍第11項所述之擱架塔，其中該等複數個平坦水平延伸矽擱架各包含由石英、碳化矽、及浸矽的碳化矽之群組所選出之材料。
如申請專利範圍第12項所述之擱架塔，其中該等複數個平坦水平延伸矽擱架各包含元素矽。
如申請專利範圍第13項所述之擱架塔，其中該元素矽包含隨機取向多晶矽。
如申請專利範圍第12項所述之擱架塔，其中該等複數個矽腳包含元素矽。
一種處理矽晶圓的方法，包含以下步驟：將複數個擱架安置在一垂直排列塔上，該塔具有複數個矽腳，各矽腳具有延伸於兩矽基部之間且固定至該等兩矽基部的一垂直腳桿，各垂直腳桿具有從各垂直腳桿向內延伸的複數個指部，其中該垂直排列塔具有至少一塔定鎖機制，係由以下所構成的群組中選出：一凹槽，該凹槽係形成為一上升鈎的後面的一下凹，該一上升鈎係從該等複數個指部之至少一者上升，及一橫樑，該橫樑在該等複數個矽腳之至少一側腳上的該等複數個指部之至少一者上，該橫樑設置於該垂直腳桿的前方，於該橫樑上方具有一垂直間隙，及一外擱架支撐面設置於該橫樑下且於該橫樑前方；將該等複數個擱架之各者與該垂直排列塔聯鎖，其中該等複數個擱架各具有：一被動聯鎖機制，包含一通孔，該通孔鄰近於該外部周圍上的一切平後側，且該通孔界定位於該通孔與該切平後側之間的一搭板，其中該搭板與該凹槽聯鎖，或一被動聯鎖機制，包含至少一平坦側邊於該外部周圍上及形成於該至少一平坦側邊後面的一向外突出步階，其中該等複數個擱架之各者經配置以滑動於該橫樑上且然後隨鄰近該橫樑之一後側的該向外突出步階落下而與該橫樑聯鎖；當安裝於該垂直排列塔中時將複數個矽晶圓放置於該等複數個矽擱架的各個擱架上；以及在升溫時，處理被放置於該等擱架上之該等矽晶圓。
如申請專利範圍第16項所述之方法，其中該等複數個矽腳各者由至少90原子%矽所組成。
如申請專利範圍第16或17項所述之方法，其中該安裝步驟包含將該等複數個矽擱架與該塔之該等複數個矽腳用由該至少一塔定鎖機制與該被動聯鎖機制所組成的結構聯鎖，且該方法更包含後續以無損狀態自該塔移除至少部份擱架的步驟。