لماذا أصبحت الأفران العمودية هي الخيار السائد？

الأفران العمودية هي أجهزة تسخين ذات درجة حرارة عالية موضوعة رأسيًا ومصممة خصيصًا للمعالجة الحرارية لتصنيع أشباه الموصلات. يتكون نظام الفرن العمودي الكامل من مقاومة درجات الحرارة العاليةأنبوب الفرنوعنصر التسخين ونظام التحكم في درجة الحرارة ونظام التحكم في الغاز وهيكل دعم الرقاقة. يمكن للأفران العمودية أن تسهل عمليات أشباه الموصلات الحرجة بما في ذلك أكسدة السيليكون، والانتشار، والتليين، وترسيب الطبقة الذرية (ALD) من خلال إدخال الغازات المتخصصة (مثل الأكسجين والهيدروجين والنيتروجين وما إلى ذلك) في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة.

في تطور معدات المعالجة الحرارية في تصنيع أشباه الموصلات، أصبحت الأفران العمودية هي الاختيار السائد لعمليات المعالجة الحرارية بسبب مزاياها الأساسية الثلاثة.

1. من منظور استغلال المساحة، تعتمد الأفران العمودية التصميم المركب للأنابيب العمودية وقوارب الويفر العمودية. في ظل نفس قدرة المعالجة، فإن متطلبات المساحة الأرضية الخاصة بها هي فقط 50%-60% من الأفران الأفقية، وهي مناسبة بشكل خاص لتعزيز كثافة قدرة الإنتاج لكل وحدة مساحة من غرف الأبحاث في ظل اتجاه توسيع الرقاقة بمقدار 450 مم. من خلال التكديس العمودي المعياري، زاد عدد الرقاقات التي يمكن لجهاز واحد التعامل معها بنسبة 40%، وكفاءة الإنتاج لكل وحدة مساحة أفضل بكثير من الفرن الأفقي.

2. تحقق الأفران العمودية مواضع الرقاقة الأفقية من خلال دعامات الأخدود ثلاثية النقاط. بالاشتراك مع تدفق الهواء العمودي، يوفر هذا التكوين تدرجات درجة حرارة أكثر اتساقًا وتوزيعًا متماثلًا للضغط الحراري داخل الفرن، مما يقلل من خطر التواء الرقاقة بنسبة تزيد عن 30%. إنها مناسبة بشكل خاص للعمليات الحساسة للحرارة، مثل ترسيب العزل الكهربائي عالي البوتاسيوم والتليين بزرع الأيونات. على العكس من ذلك، فإن الوضع الرأسي للأفران الأفقية يكون عرضة للتسبب في تغيرات في درجات الحرارة عند حواف الرقاقة ويزيد من خطر تركيز الإجهاد المحلي.

3. تعتبر سهولة التعامل الآلي مع الرقاقات ميزة هامة أخرى للأفران العمودية. تتطلب الأفران الأفقية أذرعًا آلية لالتقاطهارقائقفي الاتجاه الرأسي، الأمر الذي يتطلب متطلبات صارمة بشأن دقة تحديد المواقع والتحكم في قوة التثبيت. أنها تزيد من خطر كسر الرقاقة بسبب التناقضات التشغيلية. في الفرن العمودي، يتم وضع الرقائق أفقياً. يمكن للذراع الآلي تحقيق معالجة خالية من التلامس من خلال الامتزاز الفراغي. بالاشتراك مع نظام تحديد المواقع البصري، تم تحسين دقة المعالجة إلى ±0.1 مم، مما يعزز بشكل كبير المستوى الإجمالي للأتمتة.