Bakit naging pangunahing pagpipilian ang mga vertical furnace?

Ang mga vertical furnace ay ang patayong inilagay na high-temperature heating device na espesyal na idinisenyo para sa heat treatment ng semiconductor manufacturing. Ang kumpletong vertical furnace system ay binubuo ng mataas na temperatura na lumalabantubo ng pugon, ang heating element, ang temperature control system, ang gas control system at ang wafer support structure. Maaaring mapadali ng mga vertical furnace ang mga kritikal na proseso ng semiconductor kabilang ang silicon oxidation, diffusion, annealing, at atomic layer deposition (ALD) sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga espesyal na gas (gaya ng oxygen, hydrogen, nitrogen, atbp.) sa ilalim ng mataas na temperatura.

Sa ebolusyon ng mga kagamitan sa paggamot sa init sa pagmamanupaktura ng semiconductor, ang mga vertical furnace ay naging pangunahing pagpipilian para sa mga proseso ng paggamot sa init dahil sa kanilang tatlong pangunahing bentahe.

1. Mula sa pananaw ng paggamit ng espasyo, ang mga vertical furnace ay gumagamit ng kumbinasyong disenyo ng mga vertical tube at vertical wafer boat. Sa ilalim ng parehong kapasidad sa pagpoproseso, ang kanilang kinakailangan sa espasyo sa sahig ay 50%-60% lamang kaysa sa mga pahalang na hurno, lalo na angkop para sa pagpapahusay ng density ng kapasidad ng produksyon sa bawat unit area ng mga silid na malinis sa ilalim ng trend ng 450mm wafer expansion. Sa pamamagitan ng modular vertical stacking, ang bilang ng mga wafer na kayang hawakan ng isang device ay tumaas ng 40%, at ang output efficiency sa bawat unit area ay mas mahusay kaysa sa horizontal furnace.

2. Ang mga vertical furnace ay nakakamit ng mga pahalang na posisyon ng wafer sa pamamagitan ng tatlong-puntong mga suporta sa uka. Kasama ng patayong airflow, ang configuration na ito ay naghahatid ng mas pare-parehong temperatura gradients at simetriko thermal stress distribution sa loob ng furnace, na nagbabawas ng wafer warpage na panganib ng higit sa 30%. Ito ay partikular na angkop para sa thermal sensitive na mga proseso, tulad ng high-K dielectric deposition at ion implantation annealing. Sa kabaligtaran, ang patayong paglalagay ng mga pahalang na hurno ay madaling magdulot ng mga pagkakaiba-iba ng temperatura sa mga gilid ng wafer at dagdagan ang panganib ng lokal na konsentrasyon ng stress.

3. Ang kaginhawahan ng awtomatikong paghawak ng wafer ay isa pang kritikal na bentahe ng mga vertical furnace. Ang mga pahalang na hurno ay nangangailangan ng mga robotic arm upang kuninmga ostiyasa isang patayong oryentasyon, na nangangailangan ng mahigpit na mga kinakailangan sa katumpakan ng pagpoposisyon at kontrol ng puwersa ng pag-clamping. Pinapataas nila ang panganib ng pagkasira ng wafer dahil sa mga pagkakaiba sa pagpapatakbo. Sa vertical furnace, ang mga wafer ay inilalagay nang pahalang. Ang robotic arm ay makakamit ang contact-free handling sa pamamagitan ng vacuum adsorption. Kasama ng visual positioning system, ang katumpakan ng paghawak ay pinabuting sa ±0.1mm, na lubos na nagpapahusay sa pangkalahatang antas ng automation.