Proč se vertikální pece staly hlavní volbou?

Vertikální pece jsou vertikálně umístěná vysokoteplotní topná zařízení speciálně navržená pro tepelné zpracování při výrobě polovodičů. Kompletní vertikální pecní systém je složen z vysokoteplotně odolnýchtrubka pece, topný článek, systém regulace teploty, systém regulace plynu a nosná konstrukce plátku. Vertikální pece mohou usnadnit kritické polovodičové procesy včetně oxidace křemíku, difúze, žíhání a depozice atomové vrstvy (ALD) zavedením speciálních plynů (jako je kyslík, vodík, dusík atd.) za podmínek vysoké teploty.

Ve vývoji zařízení pro tepelné zpracování ve výrobě polovodičů se vertikální pece staly hlavní volbou pro procesy tepelného zpracování díky jejich třem základním výhodám.

1. Z hlediska využití prostoru vertikální pece přijímají kombinovaný design vertikálních trubek a vertikálních plátkových člunů. Při stejné zpracovatelské kapacitě je jejich požadavek na podlahovou plochu pouze 50 % až 60 % požadavku na horizontální pece, což je zvláště vhodné pro zvýšení hustoty výrobní kapacity na jednotku plochy čistých prostor v rámci trendu rozšiřování plátků o 450 mm. Díky modulárnímu vertikálnímu stohování se počet plátků, které může zpracovat jediné zařízení, zvýšil o 40 % a výstupní účinnost na jednotku plochy je výrazně lepší než u horizontální pece.

2. Vertikální pece dosahují horizontální polohy plátků pomocí tříbodových drážkových podpěr. V kombinaci s vertikálním prouděním vzduchu poskytuje tato konfigurace rovnoměrnější teplotní gradienty a symetrické rozložení tepelného napětí v peci, čímž se snižuje riziko deformace plátků o více než 30 %. Je zvláště vhodný pro tepelně citlivé procesy, jako je dielektrická depozice s vysokým K a žíhání iontovou implantací. Naopak vertikální umístění horizontálních pecí je náchylné způsobit změny teploty na okrajích plátků a zvýšit riziko místní koncentrace napětí.

3. Další kritickou výhodou vertikálních pecí je pohodlí automatizované manipulace s plátky. Horizontální pece vyžadují ke zvednutí robotická ramenaoplatkyve vertikální orientaci, což vyžaduje přísné požadavky na přesnost polohování a kontrolu upínací síly. Zvyšují riziko rozbití plátku v důsledku provozních nesrovnalostí. Ve vertikální peci jsou oplatky umístěny vodorovně. Robotické rameno může dosáhnout bezkontaktní manipulace prostřednictvím vakuové adsorpce. V kombinaci s vizuálním polohovacím systémem se přesnost manipulace zlepšila na ±0,1 mm, což výrazně zvyšuje celkovou úroveň automatizace.