[发明专利]半导体晶圆片用的竖直支架

说明书

技术背景

诸如集成电路(IC)一类半导体器件的制造通常需要在有反应气体的情况下，热处理硅晶园片。在该工艺处理期间，由于器件常含有对工艺处理环境微小变化敏感的尺寸小于1μm的电路元件，所以必须仔细地控制器件暴露在其中的温度和气体浓度。

半导体制造工业通常或以水平或以竖直载体对晶园片进行工艺处理。通常称为“舟”的水平载体具有三个或四个水平放置的设计成半圆形的棒条，而在每一棒条中以有规则的间距设置有面向内的凹槽。每一组凹槽限定携带竖直放置的晶园片用的竖直空间。

通常被称为“竖直支架”的竖直载体具有三个或四个竖直放置的设计成半圆形的柱杆，而在每根柱杆中以有规则的间距设置有狭槽，以限定携带水平放置的晶园片用空间。传统的竖直支架如图1所示。该支架典型地具有顶盘、底盘和三个或四个用于把顶盘固定到底盘上的柱杆。每个狭槽之间被称为“牙齿”的柱杆部分是等距离隔开的以便支撑从底盘开始以有规则的间距并与底盘平行的晶园片。然后，将整个支架放置在工艺处理晶园片用的竖直炉内。由于在竖直支架上处理的晶园片在在其表面上经受较小的温度梯度，故半导体制造商正日益转向竖直炉。然而，竖直炉也有缺点。正如图1现有技术中所示，位于传统竖直支架上的晶园片仅在其外部边缘受到支撑。照此，搁在这些牙齿上的晶园片区域承受比晶园片的其余部分更高的应力。当炉中的温度超过大约1000℃时，这些应力常常变得很大，而且响应于那种应力，单晶园片的部分沿着结晶板(crystallographicplate)彼此发生相对移动。这种被称为“滑移”的现象明显地破坏位于晶园片上发生滑移区域中半导体器件的价值。

美国专利第5,492,229号揭示了具有近中心支撑的竖直支架设计。然而，该设计的第一实施例必须或者通过加入石英成分(它们对高温敏感)或者运用水注形成内部缝隙(这不方便)来进行。该设计的第二实施例，可通过只运用较方便的钻石锯来进行，但要求弯曲的竖直支撑物，它们投射巨大的阴影于晶园片上。

因此，需要一种竖直支架设计，它减轻滑移、抗高温、能够用钻石锯进行制作、且不将巨大的阴影投射在晶园片上。

发明概述

根据本发明，提供一种竖直支架用于支撑多个彼此隔开的、基本上水平且平行的半导体晶园片，所述竖直支架包括：

a)竖直支撑装置，它包括：

    i)至少一根竖直柱杆，每根柱杆具有上端和下端，

    ii)顶盘，和

    iii)底盘，

    将至少一根柱杆的上端固定在顶盘上，而将至少一根柱杆的下端固定在底盘上，和

b)多个竖直隔开的晶园片支撑装置，它们基本上水平地从竖直支撑装置延伸出来以限定多个支撑晶园片用的支撑层，

其中，晶园片支撑装置是诸突出部分，每个突出部分由端接在晶园片平台中的臂构成，俾使每个支撑层中至少一个晶园片平台和其所支撑的晶园片之间最深的接触处在晶园片半径的20％和80％(从晶园片边缘算起)之间的区域，而

其中的臂则连续向上的倾斜突出，并端接在晶园片平台中。

同样根据本发明，提供一种竖直支架，用于支撑多个彼此隔开的基本上水平且平行的半导体晶园片，所述竖直支架包括：

a)竖直支撑装置，它包括：

    i)至少一根竖直柱杆，每根柱杆具有上端和下端，

    ii)顶盘，和

    iii)底盘，

    将至少一根柱杆的上端固定在顶盘上，而将至少一根柱杆的下端固定在底盘上，以及

b)多个竖直隔开的晶园片支撑装置，它们基本上水平地从竖直支撑装置延伸出来以限定多个支撑所述晶园片用的支撑层，

其中，晶园片支撑装置是诸突出部分，它们水平地突出以便从晶园片边缘起与晶园片连续接触，俾使每个支撑中的至少一个臂和其支撑的晶园片之间最深的接触是处在晶园片半径的20％和80％(从晶园片的边缘算起)之间的区域。

在一些实施例，将每根柱杆固定在底盘的周边附近，并具有多个突出部分，它们从底盘等距离隔开以限定多个水平支撑晶园片用的支撑层，

其中，在每个支撑层中的至少一个突出部分和其所支撑晶园片之间最深的接触是处在晶园片半径的20％和80％(从晶园片的边缘算起)之间的区域。