Hvorfor har vertikale ovner blitt det vanlige valget?

Vertikale ovner er vertikalt plasserte høytemperaturoppvarmingsanordninger spesielt designet for varmebehandling av halvlederproduksjon. Det komplette vertikale ovnssystemet er sammensatt av høytemperaturbestandigovnsrør, varmeelementet, temperaturkontrollsystemet, gasskontrollsystemet og waferstøttestrukturen. Vertikale ovner kan lette kritiske halvlederprosesser inkludert silisiumoksidasjon, diffusjon, gløding og atomlagavsetning (ALD) gjennom innføring av spesialgasser (som oksygen, hydrogen, nitrogen, etc.) under høye temperaturforhold.

I utviklingen av varmebehandlingsutstyr i halvlederproduksjon, har vertikale ovner blitt hovedvalget for varmebehandlingsprosesser på grunn av deres tre kjernefordeler.

1. Fra et perspektiv av plassutnyttelse, bruker vertikale ovner kombinasjonsdesignet til vertikale rør og vertikale waferbåter. Under den samme prosesseringskapasiteten er deres gulvplassbehov bare 50–60 % av horisontale ovner, spesielt egnet for å øke produksjonskapasitetstettheten per arealenhet av renrom under trenden med 450 mm wafer-ekspansjon. Gjennom modulær vertikal stabling har antallet wafere som en enkelt enhet kan håndtere økt med 40 %, og utgangseffektiviteten per arealenhet er betydelig bedre enn den horisontale ovnen.

2. Vertikale ovner oppnår horisontale waferposisjoner gjennom trepunktssporstøtter. Kombinert med vertikal luftstrøm, gir denne konfigurasjonen jevnere temperaturgradienter og symmetrisk termisk spenningsfordeling i ovnen, noe som reduserer risikoen for forvrengning av wafer med mer enn 30 %. Den er spesielt egnet for termisk sensitive prosesser, som høy-K dielektrisk avsetning og ioneimplantasjonsgløding. Motsatt er den vertikale plasseringen av horisontale ovner utsatt for å forårsake temperaturvariasjoner ved waferkantene og øke risikoen for lokal spenningskonsentrasjon.

3. Bekvemmeligheten med automatisert waferhåndtering er en annen kritisk fordel med vertikale ovner. Horisontale ovner krever robotarmer for å plukke oppoblateri vertikal orientering, noe som krever strenge krav til posisjoneringsnøyaktighet og klemkraftkontroll. De øker risikoen for brudd på wafer på grunn av driftsavvik. I den vertikale ovnen er skivene plassert horisontalt. Robotarmen kan oppnå kontaktfri håndtering gjennom vakuumadsorpsjon. Kombinert med det visuelle posisjoneringssystemet er håndteringsnøyaktigheten forbedret til ±0,1 mm, noe som forbedrer det generelle automatiseringsnivået betraktelig.