用于热处理支撑塔的可卸式边缘环制造技术

本发明专利技术公开一种边缘环（１５２）以被支撑在炉管（１６０）内的垂直塔（１４０）上的晶圆（３０）的批式热处理。边缘环具有大约重迭晶圆周围的宽度，且可卸地在晶圆之间被等间隔地可卸地支撑在该塔上，以减少热边缘效应。所述边缘环可具有内或外凹部以扣住在支撑晶圆塔脚件（１４２、１４４、１４６）的指部上或其附近的结构，或被形成在边缘环侧面上的一个或多个台阶可以滑动且随后落在与支撑指部关联的锁扣突脊下方。较佳者，该塔与所述边缘环及邻近热区的炉管的其它其它构件（１６８、１８０）是由硅所组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及衬底，特别是硅晶圆的批式热处理。尤其，本专利技术涉及用 在晶圆支撑塔中的辅助环。
技术介绍
在炉管中同时地处理多个晶圆的批式热处理一直都被广泛地利用于半导 体工业之中。大部分现代的批式热处理是以垂直炉管为基础，在其中被垂直设 置的支撑塔将许多晶圆固持于一水平方位。这些塔传统上是由石英制成，特别 是用在低于IOO(TC的处理温度；或碳化硅所制成，特别是用在更高处理温度下，但是硅塔正在进入用在所有温度范围的商业上应用。使用这样热处理的一个工艺是为高温氧化(high temperature oxidation, HTO)，其是通过使用SiH4与N20或NO作为前驱物气体的化学气相沉积(CVD) 来成长非常薄的氧化层。典型的CVD温度为在75(TC附近。薄氧化物具有约 2.5纳米或更小的厚度，且可以被用在例如闪存中的一隧道势垒(tunneling barrier)。其它工艺也能生长薄膜层，诸如使用02作为氧化剂。然而，所生长薄膜层的厚度均匀性是个问题。厚度轮廓12A被示意性绘 示在图1中。厚度中的两尖峰14A、 16A是在靠近晶圆周围被观察到的。尖峰 14A、 16A代表相对侧上16%与33%的变动，且因为隧道电流是随着厚度而指 数变化，所以中等厚度变化可以产生隧道电流的大变化，并因此产生闪存纪录 性能的大变化。周围的气体流动不连续性遮蔽的热。一些人士己经试图通过附加辅助环至塔以 解决此问题，其中辅助环是在晶圆边缘上方朝着中心延伸一小段距离。最理想 地，晶圆是被设置在面向其上与下表面的两个相邻边缘环之间。己经显示该些 边缘环若无法消除这些尖峰的话，对于减缓这些尖峰是有效的。典型的设计包括石英塔，以及与塔的三或四个脚件熔接在一起的石英边缘 环。此设计遭遇一些问题。虽然石英相当便宜，但是在如此多位置处进行熔接 甚为费力。若其中一个边缘环在操作中破裂的话，则几乎不可能进行修复。若 不是丢弃该塔与所焊接的边缘环，就是之后不能再使用所破裂边缘环周围的晶 圆位置于生产晶圆。虽然石英大致上是可以被接受用在热支撑固定件，但是先 进的技术质疑其是否具有适当的纯度。因此， 一较佳的设计是被希望用在边缘环与其支撑塔。
技术实现思路
环塔包括指部或其它突出部以支撑在一垂直堆栈中的晶圆与一般呈环状 的边缘环，该些边缘环在所述晶圆之间错置且较佳地是自晶圆周围向外延伸的 径向带上方延伸。较佳地，所述塔与所述边缘环两者是由硅所组成。所述边缘环更佳地是由随机定向多晶硅(randomly oriented polycrystalline silicon, ROPSi)所形成，其可以通过使用多晶硅晶种而以切克劳斯基方法来生长。硅晶种可以由通过CVD 生长的原生多晶硅(virgin polycrystalline silicon)(电子等级硅)或从源自原生多 晶硅晶种的晶种生长的切克劳斯基生长的硅所组成。有益处的是，该些环是通过例如重力而被动地扣住塔。该锁扣可以通过形 成在该些环之内或外周围上的凹部或在其侧面的台阶来达成。附图说明图1为通过高温氧化工艺生长的氧化物厚度轮廓；图2为本专利技术的实施例的正射投影图，其包括塔与多个边缘环；图3为图2的塔与边缘环及晶圆的分解图4为图1与图2的塔的其中一个脚件的分解正射投影图5为本专利技术的一边缘环的平面图；页图6为远离脚件区域中的晶圆与边缘环的分解图7为边缘环的另一实施例的正射投影图8为塔脚件的正射投影图，图7的边缘环可利用其使用；图9为图8的分解图10为图8塔脚件的改造的分解图11为配置用于四脚塔的边缘环的另一实施例的平面图12与图13分别为从图11边缘环与图12塔的侧脚件之间的啮合的前侧和后侧提取的正射投影图14为部分地被装载边缘环的三脚塔的正射投影图，其中该边缘环是图11边缘环的变形；图15为图14的塔与边缘环的部分截面平面视图，其额外地示出了晶圆； 图16为包括有衬垫、注射器与塔的炉管的横截面图。具体实施例方式本专利技术的第一实施例，在图2的正射投影图中和图3的分解图中示出，其 包括支撑塔10，该支撑塔10包括两侧脚件12、 14与后脚件16,该脚件的底 端固定至底基座18且其顶端固定至类似地未示出的顶基座。脚件12、 14、 16， 其还在图4的正射投影图中示出，被类似地配置且包括指部22，指部22—般 自轴向延伸脚杆24向内突出。在该三个脚件12、 14、 16的对应轴向位置的指 部22支撑在径向向外的与下方的环支撑表面28上的边缘环26。指部22也支 撑在径向向内的且上方的晶圆支撑表面32上的晶圆30，该些表面32 —般为 平坦及水平的，并且被突起定义在突脊34其内侧。突脊34邻近于被支撑在晶 圆支撑表面32上的圆形晶圆30的外部设置，从而将塔10上的该些晶圆30 对齐。一个边缘环26，如图5的平面图所示，通常为环状的垫圈形状主体，其 一般围绕中心40圆形地对称，该中心40重合塔10的中心与晶圆30的中心。 然而，边缘环26被制成包括一般类似形状的两侧凹部42、 44与后凹部46， 以分别地啮合在该两侧脚件12、 14与后脚件16上的边缘环26。凹部42、 44、 46后方的薄区段48支撑在塔10的脚件12、 14、 16上的边缘环26。区段48 的外面，尤其在侧面上，可以被平坦化而使侧面平坦化平行于插入方向以允许更大的外部直径。凹部42、 44、 46通过一角度被设置在环26后方周围的围绕 中心40而圆周地延伸的位置处，其中该角度比180。度大得多而使在类似角度 间隔的脚件12、 14、 16可以稳固地支撑住边缘环，但是该角度足够小而使侧 脚件12、 14不会干扰经过侧脚件12、 14的边缘环26(与晶圆30)的插入。例 如，侧凹部42、 44放置在环中心40的稍微靠前处。边缘环26的内径可以约为晶圆直径或稍大，例如高达4至10毫米大，6 毫米大。稍微延伸边缘环26在晶圆直径内部是可行的，例如对于200或300 毫米晶圆延伸小于IO毫米。通常， 一致直径的异常不应该显著地超过塔中晶 圆30之间的节距，使得围绕晶圆边缘的立体角的大部分将晶圆30或边缘环 26视为相同温度。以不同地方式陈述，晶圆30的边缘不应该视察炉管壁或衬 垫，除了经由两相邻边缘环26之间的间隙之外，其呈现衬垫的相当小的视角。 同样地，边缘环26的环宽应该大于晶圆30之间的节距。边缘环26的外径应 该显著地大于晶圆直径，以向外地延伸均匀温度。额外的直径可以对应至来自 没有边缘环的晶圆外围的图1中尖峰14A、 16A的位置。因此，在极大程度上， 晶圆30仅会视察其它晶圆30或边缘环26，其全部会平衡至约相同温度。最 大的温度偏离发生在边缘环26的外缘，而不是晶圆30的外缘。边缘环26应 该移动非均匀的沉积尖峰14A、 16A至晶圆30区域的外面，且至边缘环26上。 然而，过宽的边缘环会冲击设计与烤箱的使用。示例性的外径大于晶圆直径 20至40毫米，例如28毫米。边缘环26的厚度应该足够厚以提供足够刚性至 该似环结构，但是足够薄以使其与晶圆不会有明显不同的热容量。通常，边缘 环厚度较佳是从约晶圆厚度至约两倍晶圆厚度变化。目前的设计使用1至1.5 毫米的厚度。较佳地，边缘环26是由使用随机定向硅禾中(例如原生硅(virgi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塔组件，其包含一塔，该塔包括两个基座与固定至所述基座的多个脚件，所述脚件用以可卸地且直接地支撑在一垂直的平行配置中的多个晶圆以及用以可卸地且直接地支撑位在相邻晶圆之间且径向向外延伸超过所述晶圆直径的多个边缘环。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤姆L卡德韦尔，拉阿南柴海威，迈克尔斯凯拉，
申请(专利权)人：统合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]