Защо вертикалните пещи се превърнаха в основен избор?

Вертикалните пещи са вертикално разположени високотемпературни нагревателни устройства, специално проектирани за топлинна обработка при производството на полупроводници. Цялата вертикална пещна система е съставена от устойчиви на висока температурапещна тръба, нагревателния елемент, системата за контрол на температурата, системата за контрол на газа и поддържащата структура на вафлата. Вертикалните пещи могат да улеснят критичните полупроводникови процеси, включително силициево окисляване, дифузия, отгряване и отлагане на атомен слой (ALD) чрез въвеждане на специални газове (като кислород, водород, азот и др.) при условия на висока температура.

В еволюцията на оборудването за топлинна обработка в производството на полупроводници, вертикалните пещи се превърнаха в основен избор за процеси на топлинна обработка поради техните три основни предимства.

1. От гледна точка на използване на пространството, вертикалните пещи възприемат комбинирания дизайн на вертикални тръби и вертикални вафлени лодки. При същия капацитет за обработка изискването им за подово пространство е само 50%-60% от това на хоризонталните пещи, особено подходящи за повишаване на плътността на производствения капацитет на единица площ на чисти помещения при тенденцията за разширение на пластини от 450 mm. Чрез модулно вертикално подреждане, броят на вафлите, които едно устройство може да обработва, се е увеличил с 40%, а изходната ефективност на единица площ е значително по-добра от тази на хоризонталната пещ.

2. Вертикалните пещи постигат хоризонтални позиции на вафлите чрез триточкови опори за канали. Комбинирана с вертикален въздушен поток, тази конфигурация осигурява по-равномерни температурни градиенти и симетрично разпределение на топлинното напрежение в пещта, намалявайки риска от изкривяване на пластини с повече от 30%. Той е особено подходящ за термично чувствителни процеси, като диелектрично отлагане с високо K и отгряване чрез йонна имплантация. Обратно, вертикалното разположение на хоризонталните пещи е склонно да причини температурни промени в ръбовете на пластините и да увеличи риска от локална концентрация на напрежение.

3. Удобството на автоматизираната обработка на пластини е друго важно предимство на вертикалните пещи. Хоризонталните пещи изискват роботизирани ръце за вдиганевафливъв вертикална ориентация, което изисква строги изисквания за точност на позициониране и контрол на силата на затягане. Те увеличават риска от счупване на пластини поради оперативни несъответствия. Във вертикалната пещ вафлите се поставят хоризонтално. Роботизираната ръка може да постигне безконтактно боравене чрез вакуумна адсорбция. В комбинация със системата за визуално позициониране, точността на работа е подобрена до ±0,1 mm, което значително повишава общото ниво на автоматизация.