Miksi pystyuuneista on tullut valtavirran valinta?

Pystyuunit ovat pystysuoraan sijoitettuja korkean lämpötilan lämmityslaitteita, jotka on erityisesti suunniteltu puolijohdevalmistuksen lämpökäsittelyyn. Täydellinen pystysuora uunijärjestelmä koostuu korkeita lämpötiloja kestävästä materiaalistauunin putki, lämmityselementti, lämpötilan säätöjärjestelmä, kaasun ohjausjärjestelmä ja kiekkojen tukirakenne. Pystysuuntaiset uunit voivat helpottaa kriittisiä puolijohdeprosesseja, mukaan lukien piin hapetus, diffuusio, hehkutus ja atomikerrospinnoitus (ALD) johtamalla erikoiskaasuja (kuten happea, vetyä, typpeä jne.) korkeissa lämpötiloissa.

Puolijohteiden valmistuksen lämpökäsittelylaitteiden kehityksessä pystyuuneista on tullut yleisin valinta lämpökäsittelyprosesseihin niiden kolmen keskeisen edun vuoksi.

1. Tilankäytön näkökulmasta pystyuuneissa on pystysuorien putkien ja pystysuorien kiekkoveneiden yhdistelmärakenne. Samalla prosessointikapasiteetilla niiden lattiapinta-alatarve on vain 50–60 % vaakauuneista, mikä sopii erityisen hyvin puhdastilojen tuotantokapasiteetin tehostamiseen pinta-alayksikköä kohti 450 mm kiekon laajenemissuuntauksen mukaisesti. Modulaarisen pystypinoamisen ansiosta yhden laitteen käsiteltävien kiekkojen määrä on kasvanut 40 % ja tuotantoteho pinta-alayksikköä kohti on huomattavasti parempi kuin vaakauunin.

2. Pystysuorat uunit saavuttavat vaakasuorat kiekot kolmen pisteen uratukien avulla. Yhdessä pystysuuntaisen ilmavirran kanssa tämä kokoonpano tarjoaa tasaisemmat lämpötilagradientit ja symmetrisen lämpöjännityksen jakautumisen uunissa, mikä vähentää kiekkojen vääntymisriskiä yli 30 %. Se soveltuu erityisen hyvin lämpöherkkiin prosesseihin, kuten korkean K-dielektriseen kerrostukseen ja ioni-implantaatiohehkutukseen. Sitä vastoin vaakasuuntaisten uunien pystysuora sijoitus on altis lämpötilavaihteluille kiekkojen reunoilla ja lisää paikallisen jännityksen keskittymisen riskiä.

3. Automatisoidun kiekkojen käsittelyn mukavuus on toinen pystyuunien kriittinen etu. Vaakasuorat uunit vaativat robottikäsivarsien poimiakseenvohveleitapystysuunnassa, mikä vaatii tiukkoja vaatimuksia paikannustarkkuudelle ja puristusvoiman ohjaukselle. Ne lisäävät kiekkojen rikkoutumisen riskiä toimintahäiriöiden vuoksi. Pystyuunissa kiekot asetetaan vaakasuoraan. Robottikäsivarsi voi saavuttaa kontaktittoman käsittelyn tyhjiöadsorption avulla. Yhdessä visuaalisen paikannusjärjestelmän kanssa käsittelyn tarkkuus on parantunut ±0,1 mm:iin, mikä parantaa huomattavasti automaation yleistä tasoa.