Varför har vertikala ugnar blivit det vanliga valet?

Vertikala ugnar är vertikalt placerade högtemperaturuppvärmningsanordningar speciellt utformade för värmebehandling av halvledartillverkning. Det kompletta vertikala ugnssystemet består av högtemperaturbeständigaugnsrör, värmeelementet, temperaturkontrollsystemet, gaskontrollsystemet och waferstödstrukturen. Vertikala ugnar kan underlätta kritiska halvledarprocesser inklusive kiseloxidation, diffusion, glödgning och atomskiktsavsättning (ALD) genom införande av specialgaser (som syre, väte, kväve, etc.) under höga temperaturer.

I utvecklingen av värmebehandlingsutrustning inom halvledartillverkning har vertikala ugnar blivit det vanliga valet för värmebehandlingsprocesser på grund av deras tre kärnfördelar.

1. Ur utrymmesutnyttjandets perspektiv antar vertikala ugnar kombinationsdesignen av vertikala rör och vertikala waferbåtar. Under samma bearbetningskapacitet är deras krav på golvyta endast 50-60 % av horisontella ugnar, särskilt lämpligt för att öka produktionskapacitetens densitet per ytenhet i renrum under trenden med 450 mm waferexpansion. Genom modulär vertikal stapling har antalet wafers som en enda enhet kan hantera ökat med 40 %, och uteffekten per ytenhet är betydligt bättre än den för den horisontella ugnen.

2. Vertikala ugnar uppnår horisontella skivpositioner genom trepunktsspårstöd. Kombinerat med vertikalt luftflöde ger denna konfiguration mer enhetliga temperaturgradienter och symmetrisk termisk spänningsfördelning i ugnen, vilket minskar risken för varpning av skivor med mer än 30 %. Den är särskilt lämplig för termiskt känsliga processer, såsom dielektrisk avsättning med hög K och jonimplantationsglödgning. Omvänt är den vertikala placeringen av horisontella ugnar benägen att orsaka temperaturvariationer vid skivans kanter och öka risken för lokal spänningskoncentration.

3. Bekvämligheten med automatiserad waferhantering är en annan kritisk fördel med vertikala ugnar. Horisontella ugnar kräver robotarmar för att plocka uppoblati vertikal orientering, vilket ställer höga krav på positioneringsnoggrannhet och spännkraftskontroll. De ökar risken för att wafer går sönder på grund av driftsavvikelser. I den vertikala ugnen placeras skivorna horisontellt. Robotarmen kan uppnå kontaktfri hantering genom vakuumadsorption. I kombination med det visuella positioneringssystemet förbättras hanteringsnoggrannheten till ±0,1 mm, vilket avsevärt förbättrar den övergripande automatiseringsnivån.