Prečo sa vertikálne pece stali hlavnou voľbou?

Vertikálne pece sú vertikálne umiestnené vysokoteplotné vykurovacie zariadenia špeciálne navrhnuté na tepelné spracovanie pri výrobe polovodičov. Kompletný systém vertikálnej pece sa skladá z vysokoteplotnej odolnostirúra pece, vykurovací článok, systém regulácie teploty, systém regulácie plynu a nosná konštrukcia plátku. Vertikálne pece môžu uľahčiť kritické polovodičové procesy vrátane oxidácie kremíka, difúzie, žíhania a nanášania atómovej vrstvy (ALD) zavedením špeciálnych plynov (ako je kyslík, vodík, dusík atď.) v podmienkach vysokej teploty.

Vo vývoji zariadení na tepelné spracovanie vo výrobe polovodičov sa vertikálne pece stali hlavnou voľbou pre procesy tepelného spracovania kvôli ich trom hlavným výhodám.

1. Z hľadiska využitia priestoru vertikálne pece prijímajú kombinovaný dizajn vertikálnych rúr a vertikálnych doštičiek. Pri rovnakej spracovateľskej kapacite je ich požiadavka na podlahovú plochu len 50 % - 60 % v prípade horizontálnych pecí, čo je obzvlášť vhodné na zvýšenie hustoty výrobnej kapacity na jednotku plochy čistých priestorov v rámci trendu rozširovania plátkov o 450 mm. Vďaka modulárnemu vertikálnemu stohovaniu sa počet plátkov, ktoré dokáže jedno zariadenie spracovať, zvýšil o 40 % a výstupná účinnosť na jednotku plochy je výrazne lepšia ako pri horizontálnej peci.

2. Vertikálne pece dosahujú horizontálne polohy plátkov pomocou trojbodových drážkových podpier. V kombinácii s vertikálnym prúdením vzduchu táto konfigurácia poskytuje rovnomernejšie teplotné gradienty a symetrické rozloženie tepelného napätia v peci, čím sa znižuje riziko deformácie plátku o viac ako 30 %. Je obzvlášť vhodný pre procesy citlivé na teplo, ako je dielektrická depozícia s vysokým K a žíhanie s implantáciou iónov. Naopak, vertikálne umiestnenie horizontálnych pecí je náchylné spôsobiť zmeny teploty na okrajoch plátku a zvýšiť riziko lokálnej koncentrácie napätia.

3. Pohodlie automatizovanej manipulácie s plátkami je ďalšou kritickou výhodou vertikálnych pecí. Horizontálne pece vyžadujú na naberanie robotické ramenáoblátkyvo vertikálnej orientácii, čo si vyžaduje prísne požiadavky na presnosť polohovania a kontrolu upínacej sily. Zvyšujú riziko zlomenia plátku v dôsledku prevádzkových nezrovnalostí. Vo vertikálnej peci sú oblátky umiestnené horizontálne. Robotické rameno môže dosiahnuť bezkontaktnú manipuláciu prostredníctvom vákuovej adsorpcie. V kombinácii s vizuálnym polohovacím systémom sa presnosť manipulácie zlepšila na ±0,1 mm, čo výrazne zvyšuje celkovú úroveň automatizácie.