Por que os fornos verticais se tornaram a escolha principal？

Fornos verticais são dispositivos de aquecimento de alta temperatura colocados verticalmente, especialmente projetados para o tratamento térmico na fabricação de semicondutores. O sistema completo do forno vertical é composto pelo resistente a altas temperaturastubo de forno, o elemento de aquecimento, o sistema de controle de temperatura, o sistema de controle de gás e a estrutura de suporte do wafer. Fornos verticais podem facilitar processos críticos de semicondutores, incluindo oxidação, difusão, recozimento e deposição de camada atômica (ALD) de silício por meio da introdução de gases especiais (como oxigênio, hidrogênio, nitrogênio, etc.) sob condições de alta temperatura.

Na evolução dos equipamentos de tratamento térmico na fabricação de semicondutores, os fornos verticais tornaram-se a escolha principal para processos de tratamento térmico devido às suas três vantagens principais.

1. Do ponto de vista da utilização do espaço, os fornos verticais adotam o design combinado de tubos verticais e barcos wafer verticais. Sob a mesma capacidade de processamento, a necessidade de espaço físico é de apenas 50% -60% daquela dos fornos horizontais, especialmente adequada para aumentar a densidade da capacidade de produção por unidade de área de salas limpas sob a tendência de expansão do wafer de 450 mm. Através do empilhamento vertical modular, o número de wafers que um único dispositivo pode manipular aumentou 40% e a eficiência de produção por unidade de área é significativamente melhor do que a do forno horizontal.

2. Os fornos verticais alcançam posições horizontais de wafer através de suportes de ranhura de três pontos. Combinada com o fluxo de ar vertical, esta configuração proporciona gradientes de temperatura mais uniformes e distribuição simétrica da tensão térmica dentro do forno, reduzindo o risco de empenamento do wafer em mais de 30%. É particularmente adequado para processos termicamente sensíveis, como deposição dielétrica de alto K e recozimento por implantação iônica. Por outro lado, a colocação vertical de fornos horizontais tende a causar variações de temperatura nas bordas do wafer e aumentar o risco de concentração de tensão local.

3. A conveniência do manuseio automatizado de wafers é outra vantagem crítica dos fornos verticais. Fornos horizontais requerem braços robóticos para captarbolachasem orientação vertical, o que exige requisitos rigorosos de precisão de posicionamento e controle de força de fixação. Eles aumentam o risco de quebra do wafer devido a discrepâncias operacionais. No forno vertical, os wafers são colocados horizontalmente. O braço robótico pode obter manuseio sem contato por meio de adsorção a vácuo. Combinado com o sistema de posicionamento visual, a precisão de manuseio é melhorada para ±0,1 mm, melhorando consideravelmente o nível geral de automação.