Zakaj so vertikalne peči postale glavna izbira?

Vertikalne peči so navpično nameščene visokotemperaturne grelne naprave, posebej zasnovane za toplotno obdelavo pri proizvodnji polprevodnikov. Celoten navpični sistem peči je sestavljen iz visokotemperaturno odpornegacev za peč, grelni element, sistem za nadzor temperature, sistem za nadzor plina in podporna struktura rezin. Vertikalne peči lahko olajšajo kritične polprevodniške postopke, vključno z oksidacijo silicija, difuzijo, žarjenjem in nanašanjem atomske plasti (ALD) z uvedbo posebnih plinov (kot so kisik, vodik, dušik itd.) v pogojih visoke temperature.

V razvoju opreme za toplotno obdelavo v proizvodnji polprevodnikov so vertikalne peči zaradi svojih treh glavnih prednosti postale glavna izbira za postopke toplotne obdelave.

1. Z vidika izrabe prostora so vertikalne peči kombinirane zasnove navpičnih cevi in ​​navpičnih ladij za rezine. Pri enaki zmogljivosti obdelave je njihova zahteva po tlorisni površini samo 50 %-60 % zahtevana za vodoravne peči, kar je še posebej primerno za povečanje gostote proizvodne zmogljivosti na enoto površine čistih prostorov v skladu s trendom razširitve rezin 450 mm. Z modularnim navpičnim zlaganjem se je število rezin, ki jih lahko obdela ena naprava, povečalo za 40 %, izhodna učinkovitost na enoto površine pa je bistveno boljša kot pri vodoravni peči.

2. Vertikalne peči dosežejo vodoravne položaje rezin s pomočjo tritočkovnih utorov. V kombinaciji z navpičnim pretokom zraka ta konfiguracija zagotavlja bolj enakomerne temperaturne gradiente in simetrično porazdelitev toplotnih napetosti v peči, s čimer zmanjša tveganje za zvijanje rezin za več kot 30 %. Posebej primeren je za toplotno občutljive postopke, kot sta nanašanje dielektrika z visoko K in žarjenje z ionsko implantacijo. Nasprotno pa je navpična postavitev vodoravnih peči nagnjena k povzročitvi temperaturnih nihanj na robovih rezin in povečanju tveganja lokalne koncentracije napetosti.

3. Priročnost avtomatiziranega ravnanja z rezinami je še ena ključna prednost navpičnih peči. Horizontalne peči zahtevajo robotske roke za pobiranjenapolitankev navpični orientaciji, kar zahteva stroge zahteve glede natančnosti pozicioniranja in nadzora vpenjalne sile. Povečajo tveganje za zlom rezin zaradi neskladnosti delovanja. V vertikalni peči so oblati postavljeni vodoravno. Robotska roka lahko z vakuumsko adsorpcijo doseže brezkontaktno rokovanje. V kombinaciji s sistemom vizualnega pozicioniranja je natančnost upravljanja izboljšana na ±0,1 mm, kar močno poveča splošno raven avtomatizacije.