¿Por qué los hornos verticales se han convertido en la opción principal?

Los hornos verticales son dispositivos de calentamiento de alta temperatura colocados verticalmente especialmente diseñados para el tratamiento térmico de la fabricación de semiconductores. El sistema completo de horno vertical está compuesto por material resistente a altas temperaturas.tubo de horno, el elemento calefactor, el sistema de control de temperatura, el sistema de control de gas y la estructura de soporte de la oblea. Los hornos verticales pueden facilitar procesos críticos de semiconductores, incluida la oxidación, difusión, recocido y deposición de capas atómicas (ALD) del silicio mediante la introducción de gases especiales (como oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, etc.) en condiciones de alta temperatura.

En la evolución de los equipos de tratamiento térmico en la fabricación de semiconductores, los hornos verticales se han convertido en la opción principal para los procesos de tratamiento térmico debido a sus tres ventajas principales.

1. Desde la perspectiva de la utilización del espacio, los hornos verticales adoptan el diseño combinado de tubos verticales y botes de oblea verticales. Con la misma capacidad de procesamiento, su requisito de espacio es solo del 50% al 60% del de los hornos horizontales, especialmente adecuado para mejorar la densidad de capacidad de producción por unidad de área de las salas blancas bajo la tendencia de expansión de obleas de 450 mm. Gracias al apilamiento vertical modular, la cantidad de obleas que un solo dispositivo puede manejar ha aumentado en un 40% y la eficiencia de salida por unidad de área es significativamente mejor que la del horno horizontal.

2. Los hornos verticales logran posiciones horizontales de las obleas a través de soportes de ranura de tres puntos. Combinada con un flujo de aire vertical, esta configuración ofrece gradientes de temperatura más uniformes y una distribución simétrica de la tensión térmica dentro del horno, lo que reduce el riesgo de deformación de las obleas en más de un 30 %. Es particularmente adecuado para procesos termosensibles, como la deposición dieléctrica con alto contenido de K y el recocido por implantación de iones. Por el contrario, la colocación vertical de hornos horizontales tiende a provocar variaciones de temperatura en los bordes de las obleas y aumentar el riesgo de concentración de tensiones locales.

3. La conveniencia del manejo automatizado de obleas es otra ventaja crítica de los hornos verticales. Los hornos horizontales requieren brazos robóticos para recogerobleasen orientación vertical, lo que exige requisitos estrictos en cuanto a precisión de posicionamiento y control de la fuerza de sujeción. Aumentan el riesgo de rotura de la oblea debido a discrepancias operativas. En el horno vertical, las obleas se colocan horizontalmente. El brazo robótico puede lograr un manejo sin contacto mediante adsorción al vacío. Combinado con el sistema de posicionamiento visual, la precisión de manejo se mejora a ±0,1 mm, lo que mejora en gran medida el nivel general de automatización.