Miks on vertikaalsetest ahjudest saanud peamine valik?

Vertikaalsed ahjud on vertikaalselt paigutatud kõrge temperatuuriga kütteseadmed, mis on spetsiaalselt ette nähtud pooljuhtide tootmise kuumtöötlemiseks. Täielik vertikaalne ahjusüsteem koosneb kõrge temperatuurikindlast materjalistahju toru, kütteelement, temperatuuri reguleerimise süsteem, gaasi juhtimissüsteem ja vahvli tugistruktuur. Vertikaalsed ahjud võivad hõlbustada kriitilisi pooljuhtprotsesse, sealhulgas räni oksüdatsiooni, difusiooni, lõõmutamist ja aatomkihtsadestumist (ALD) spetsiaalsete gaaside (nagu hapnik, vesinik, lämmastik jne) sisestamise kaudu kõrge temperatuuri tingimustes.

Kuumtöötlemisseadmete arengus pooljuhtide tootmises on vertikaalahjud muutunud kuumtöötlusprotsesside peamiseks valikuks nende kolme peamise eelise tõttu.

1. Ruumikasutuse seisukohast kasutavad vertikaalsed ahjud vertikaalsete torude ja vertikaalsete vahvlipaatide kombinatsiooni. Sama töötlemisvõimsuse korral on nende põrandapinna vajadus ainult 50–60% horisontaalahjude omast, mis sobib eriti hästi puhaste ruumide tootmisvõimsuse tiheduse suurendamiseks pinnaühiku kohta 450 mm vahvli laienemise trendi korral. Modulaarse vertikaalse virnastamise tõttu on vahvlite arv, mida üks seade suudab töödelda, kasvanud 40% ja väljundefektiivsus pinnaühiku kohta on oluliselt parem kui horisontaalahjul.

2. Vertikaalsed ahjud saavutavad horisontaalsed vahvliasendid kolmepunktiliste soontugede kaudu. Koos vertikaalse õhuvooluga tagab see konfiguratsioon ühtlasema temperatuurigradiendi ja sümmeetrilise termilise pinge jaotuse ahjus, vähendades vahvlite väändumise ohtu rohkem kui 30%. See sobib eriti hästi termiliselt tundlike protsesside jaoks, nagu kõrge K-sisaldusega dielektriline sadestamine ja ioonimplantatsiooni lõõmutamine. Vastupidi, horisontaalsete ahjude vertikaalne paigutus võib põhjustada temperatuurikõikumisi vahvli servades ja suurendab kohaliku pinge kontsentratsiooni ohtu.

3. Vertikaalsete ahjude teine ​​kriitiline eelis on vahvlite automatiseeritud käsitsemise mugavus. Horisontaalsed ahjud nõuavad ülesvõtmiseks robotkäsivahvlidvertikaalses asendis, mis nõuab rangeid nõudeid positsioneerimise täpsusele ja kinnitusjõu juhtimisele. Need suurendavad töölahknevuste tõttu vahvli purunemise ohtu. Vertikaalses ahjus asetatakse vahvlid horisontaalselt. Robotkäsi saab saavutada kontaktivaba käsitsemise vaakum-adsorptsiooni kaudu. Koos visuaalse positsioneerimissüsteemiga on käsitsemise täpsus paranenud ±0,1 mm-ni, mis suurendab oluliselt üldist automatiseerimise taset.