Dlaczego piece pionowe stały się głównym wyborem?

Piece pionowe to umieszczone pionowo, wysokotemperaturowe urządzenia grzewcze, specjalnie zaprojektowane do obróbki cieplnej przy produkcji półprzewodników. Kompletny system pieca pionowego składa się z pieca odpornego na wysokie temperaturyrura pieca, element grzejny, system kontroli temperatury, system kontroli gazu i konstrukcja nośna płytki. Piece pionowe mogą ułatwiać krytyczne procesy półprzewodnikowe, w tym utlenianie krzemu, dyfuzję, wyżarzanie i osadzanie warstwy atomowej (ALD) poprzez wprowadzenie specjalnych gazów (takich jak tlen, wodór, azot itp.) w warunkach wysokiej temperatury.

W procesie ewolucji sprzętu do obróbki cieplnej w produkcji półprzewodników, piece pionowe stały się głównym wyborem w procesach obróbki cieplnej ze względu na ich trzy podstawowe zalety.

1. Z punktu widzenia wykorzystania przestrzeni piece pionowe przyjmują kombinację konstrukcji rur pionowych i pionowych łodzi waflowych. Przy tej samej wydajności przetwarzania ich zapotrzebowanie na powierzchnię wynosi tylko 50% -60% w stosunku do pieców poziomych, co jest szczególnie odpowiednie do zwiększania gęstości mocy produkcyjnej na jednostkę powierzchni pomieszczeń czystych w ramach trendu rozszerzania się płytek o 450 mm. Dzięki modułowemu układaniu pionowemu liczba wafli, które może obsłużyć jedno urządzenie, wzrosła o 40%, a wydajność wyjściowa na jednostkę powierzchni jest znacznie lepsza niż w przypadku pieca poziomego.

2. Piece pionowe osiągają poziome położenie płytek dzięki trzypunktowym podporom rowkowym. W połączeniu z pionowym przepływem powietrza konfiguracja ta zapewnia bardziej równomierne gradienty temperatury i symetryczny rozkład naprężeń termicznych w piecu, zmniejszając ryzyko wypaczenia płytki o ponad 30%. Nadaje się szczególnie do procesów wrażliwych na temperaturę, takich jak osadzanie dielektryczne o wysokiej K i wyżarzanie poprzez implantację jonów. I odwrotnie, pionowe rozmieszczenie pieców poziomych może powodować zmiany temperatury na krawędziach płytek i zwiększać ryzyko lokalnej koncentracji naprężeń.

3. Wygoda zautomatyzowanej obsługi płytek to kolejna istotna zaleta pieców pionowych. Piece poziome wymagają do podnoszenia ramion robotycznychwaflew orientacji pionowej, co wymaga rygorystycznych wymagań dotyczących dokładności pozycjonowania i kontroli siły mocowania. Zwiększają ryzyko pęknięcia płytki z powodu rozbieżności operacyjnych. W piecu pionowym wafle układane są poziomo. Ramię robota może zapewnić bezdotykową obsługę dzięki adsorpcji próżniowej. W połączeniu z wizualnym systemem pozycjonowania dokładność obsługi została zwiększona do ±0,1 mm, co znacznie zwiększa ogólny poziom automatyzacji.