Γιατί οι κάθετοι φούρνοι έχουν γίνει η κύρια επιλογή;

Οι κάθετοι φούρνοι είναι οι κατακόρυφα τοποθετημένες συσκευές θέρμανσης υψηλής θερμοκρασίας ειδικά σχεδιασμένες για τη θερμική επεξεργασία της κατασκευής ημιαγωγών. Το πλήρες σύστημα κάθετου κλιβάνου αποτελείται από το ανθεκτικό στις υψηλές θερμοκρασίεςσωλήνας κλιβάνου, το θερμαντικό στοιχείο, το σύστημα ελέγχου θερμοκρασίας, το σύστημα ελέγχου αερίου και τη δομή στήριξης γκοφρέτας. Οι κάθετοι φούρνοι μπορούν να διευκολύνουν κρίσιμες διεργασίες ημιαγωγών, συμπεριλαμβανομένης της οξείδωσης του πυριτίου, της διάχυσης, της ανόπτησης και της εναπόθεσης ατομικού στρώματος (ALD) μέσω της εισαγωγής ειδικών αερίων (όπως οξυγόνο, υδρογόνο, άζωτο κ.λπ.) υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας.

Στην εξέλιξη του εξοπλισμού θερμικής επεξεργασίας στην κατασκευή ημιαγωγών, οι κάθετοι φούρνοι έχουν γίνει η κύρια επιλογή για διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας λόγω των τριών βασικών πλεονεκτημάτων τους.

1. Από την άποψη της αξιοποίησης του χώρου, οι κάθετοι φούρνοι υιοθετούν το συνδυασμό σχεδίασης κάθετων σωλήνων και κάθετων σκαφών γκοφρέτας. Με την ίδια ικανότητα επεξεργασίας, η απαίτηση χώρου δαπέδου είναι μόνο 50%-60% εκείνη των οριζόντιων κλιβάνων, ιδιαίτερα κατάλληλη για την ενίσχυση της πυκνότητας παραγωγικής ικανότητας ανά μονάδα επιφάνειας καθαρών αιθουσών υπό την τάση της επέκτασης γκοφρέτας 450 mm. Μέσω της αρθρωτής κατακόρυφης στοίβαξης, ο αριθμός των πλακιδίων που μπορεί να χειριστεί μια μεμονωμένη συσκευή έχει αυξηθεί κατά 40% και η απόδοση εξόδου ανά μονάδα επιφάνειας είναι σημαντικά καλύτερη από αυτή του οριζόντιου κλιβάνου.

2. Οι κάθετοι φούρνοι επιτυγχάνουν οριζόντιες θέσεις πλακιδίων μέσω στηριγμάτων αυλακώσεων τριών σημείων. Σε συνδυασμό με την κατακόρυφη ροή αέρα, αυτή η διαμόρφωση παρέχει πιο ομοιόμορφες κλίσεις θερμοκρασίας και συμμετρική κατανομή θερμικής τάσης εντός του κλίβανου, μειώνοντας τον κίνδυνο παραμόρφωσης του πλακιδίου κατά περισσότερο από 30%. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για θερμοευαίσθητες διεργασίες, όπως εναπόθεση διηλεκτρικού υψηλού K και ανόπτηση εμφύτευσης ιόντων. Αντίθετα, η κατακόρυφη τοποθέτηση των οριζόντιων κλιβάνων είναι επιρρεπής να προκαλέσει διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στις άκρες του πλακιδίου και να αυξήσει τον κίνδυνο συγκέντρωσης τοπικής τάσης.

3. Η ευκολία του αυτοματοποιημένου χειρισμού πλακιδίων είναι ένα άλλο κρίσιμο πλεονέκτημα των κάθετων κλιβάνων. Οι οριζόντιοι φούρνοι απαιτούν ρομποτικούς βραχίονες για να σηκωθούνγκοφρέτεςσε κατακόρυφο προσανατολισμό, που απαιτεί αυστηρές απαιτήσεις σχετικά με την ακρίβεια τοποθέτησης και τον έλεγχο της δύναμης σύσφιξης. Αυξάνουν τον κίνδυνο θραύσης της γκοφρέτας λόγω λειτουργικών αποκλίσεων. Στον κατακόρυφο φούρνο, οι γκοφρέτες τοποθετούνται οριζόντια. Ο ρομποτικός βραχίονας μπορεί να επιτύχει χειρισμό χωρίς επαφή μέσω προσρόφησης κενού. Σε συνδυασμό με το οπτικό σύστημα εντοπισμού θέσης, η ακρίβεια χειρισμού βελτιώνεται στα ±0,1 mm, βελτιώνοντας σημαντικά το συνολικό επίπεδο αυτοματισμού.