Kodėl vertikalios krosnys tapo pagrindiniu pasirinkimu?

Vertikalios krosnys yra vertikaliai išdėstyti aukštos temperatūros šildymo prietaisai, specialiai sukurti puslaidininkių gamybos terminiam apdorojimui. Visa vertikalios krosnies sistema yra sudaryta iš atsparių aukštai temperatūraikrosnies vamzdis, šildymo elementas, temperatūros valdymo sistema, dujų valdymo sistema ir plokštelių atraminė konstrukcija. Vertikalios krosnys gali palengvinti svarbiausius puslaidininkių procesus, įskaitant silicio oksidaciją, difuziją, atkaitinimą ir nusodinimą atominiu sluoksniu (ALD), aukštos temperatūros sąlygomis įvedant specialias dujas (pvz., deguonį, vandenilį, azotą ir kt.).

Plėtojant terminio apdorojimo įrangą puslaidininkių gamyboje, vertikalios krosnys tapo pagrindiniu terminio apdorojimo procesų pasirinkimu dėl trijų pagrindinių pranašumų.

1. Atsižvelgiant į erdvės panaudojimą, vertikalios krosnys derina vertikalius vamzdžius ir vertikalias plokšteles. Esant tiems patiems perdirbimo pajėgumams, jų grindų ploto poreikis yra tik 50–60% horizontalių krosnių, ypač tinkamas padidinti gamybos pajėgumų tankį švarių patalpų ploto vienetui, atsižvelgiant į 450 mm plokštelių plėtimosi tendenciją. Dėl modulinės vertikalios krosnies plokščių, kurias gali apdoroti vienas įrenginys, skaičius padidėjo 40%, o išėjimo efektyvumas ploto vienetui yra žymiai geresnis nei horizontalios krosnies.

2. Vertikalios krosnys pasiekia horizontalias plokštelių padėtis per trijų taškų griovelių atramas. Kartu su vertikaliu oro srautu ši konfigūracija užtikrina tolygesnius temperatūros gradientus ir simetrišką šiluminio įtempio pasiskirstymą krosnyje, sumažindama plokštelių deformacijos riziką daugiau nei 30%. Jis ypač tinka termiškai jautriems procesams, pvz., didelio K dielektrinio nusodinimo ir jonų implantavimo atkaitinimui. Ir atvirkščiai, vertikaliai išdėstytos horizontalios krosnys gali sukelti temperatūros svyravimus plokštelių kraštuose ir padidinti vietinės įtampos koncentracijos riziką.

3. Automatizuoto plokštelių tvarkymo patogumas yra dar vienas esminis vertikalių krosnių pranašumas. Horizontalioms krosnims pakelti reikia robotų rankųvafliaivertikalioje padėtyje, o tai reikalauja griežtų padėties nustatymo tikslumo ir suspaudimo jėgos valdymo reikalavimų. Jie padidina plokštelių lūžimo riziką dėl veikimo neatitikimų. Vertikalioje krosnyje vafliai dedami horizontaliai. Naudojant vakuuminę adsorbciją, roboto ranka gali būti valdoma be kontaktų. Kartu su vaizdine padėties nustatymo sistema valdymo tikslumas pagerinamas iki ±0,1 mm, o tai labai padidina bendrą automatizavimo lygį.