Miért váltak a függőleges kemencék a főbb választásokká?

A függőleges kemencék a függőlegesen elhelyezett magas hőmérsékletű fűtőberendezések, amelyeket kifejezetten a félvezetőgyártás hőkezelésére terveztek. A teljes függőleges kemencerendszer magas hőmérsékletnek ellenálló anyagból állkemence cső, a fűtőelem, a hőmérséklet-szabályozó rendszer, a gázszabályozó rendszer és az ostyatartó szerkezet. A függőleges kemencék speciális gázok (például oxigén, hidrogén, nitrogén stb.) magas hőmérsékleten történő bevezetésével elősegíthetik a kritikus félvezető folyamatokat, beleértve a szilícium oxidációját, diffúzióját, lágyítását és atomi réteges leválasztását (ALD).

A félvezetőgyártásban a hőkezelő berendezések fejlődése során a függőleges kemencék a hőkezelési folyamatok fő választásává váltak három alapvető előnyük miatt.

1. A helykihasználás szempontjából a függőleges kemencék a függőleges csövek és a függőleges ostyahajók kombinációját alkalmazzák. Ugyanezen feldolgozási kapacitás mellett alapterületigényük mindössze 50-60%-a a vízszintes kemencékének, különösen alkalmas a tisztaterek egységnyi területre eső termelési kapacitássűrűségének növelésére a 450 mm-es ostya-tágulás trendje mellett. A moduláris függőleges egymásra rakás révén 40%-kal nőtt az egyetlen eszközzel kezelhető ostyák száma, és az egységnyi területre jutó kimeneti hatékonyság lényegesen jobb, mint a vízszintes kemencé.

2. A függőleges kemencék vízszintes ostyahelyzeteket érnek el hárompontos hornyos támasztékokon keresztül. A függőleges légáramlással kombinálva ez a konfiguráció egyenletesebb hőmérsékleti gradienst és szimmetrikus hőfeszültség-eloszlást biztosít a kemencében, több mint 30%-kal csökkentve az ostyák vetemedésének kockázatát. Különösen alkalmas hőérzékeny eljárásokhoz, mint például a magas K dielektromos leválasztáshoz és az ionimplantációs hőkezeléshez. Ezzel szemben a vízszintes kemencék függőleges elhelyezése hajlamos arra, hogy hőmérséklet-ingadozásokat okozzon az ostya szélein, és növelje a helyi feszültségkoncentráció kockázatát.

3. A függőleges kemencék másik kritikus előnye az automatizált ostyakezelés kényelme. A vízszintes kemencékhez robotkarokra van szükség a felvételhezostyákfüggőleges helyzetben, ami szigorú követelményeket ír elő a pozicionálási pontosság és a szorítóerő szabályozása tekintetében. Megnövelik az ostyatörés kockázatát a működési eltérések miatt. A függőleges kemencében az ostyákat vízszintesen helyezik el. A robotkar érintésmentes kezelhetőséget érhet el a vákuum-adszorpció révén. A vizuális pozicionáló rendszerrel kombinálva a kezelési pontosság ±0,1 mm-re javul, ami nagymértékben növeli az automatizálás általános szintjét.