เกี่ยวกับองค์ประกอบความร้อนเซมิคอนดักเตอร์

การอบชุบด้วยความร้อนเป็นหนึ่งในกระบวนการที่จำเป็นและสำคัญในกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ กระบวนการทางความร้อนเป็นกระบวนการของการใช้พลังงานความร้อนกับเวเฟอร์โดยวางไว้ในสภาพแวดล้อมที่เต็มไปด้วยก๊าซเฉพาะ ซึ่งรวมถึงการออกซิเดชัน/การแพร่กระจาย/การหลอม ฯลฯ

อุปกรณ์บำบัดความร้อนส่วนใหญ่จะใช้ในกระบวนการออกซิเดชัน การแพร่กระจาย การหลอม และโลหะผสมสี่ประเภท

ออกซิเดชันถูกวางไว้ในเวเฟอร์ซิลิคอนในบรรยากาศของออกซิเจนหรือไอน้ำและสารออกซิแดนท์อื่น ๆ สำหรับการรักษาความร้อนที่อุณหภูมิสูง ปฏิกิริยาทางเคมีบนพื้นผิวของเวเฟอร์เพื่อสร้างกระบวนการฟิล์มออกไซด์ ซึ่งเป็นหนึ่งในกระบวนการพื้นฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการวงจรรวมของกระบวนการพื้นฐาน ฟิล์มออกซิเดชันมีการใช้งานที่หลากหลาย สามารถใช้เป็นชั้นปิดกั้นสำหรับชั้นฉีดไอออนและชั้นเจาะฉีด (ชั้นบัฟเฟอร์ความเสียหาย), พื้นผิวทู่, วัสดุประตูฉนวน และชั้นป้องกันอุปกรณ์, ชั้นแยก, โครงสร้างอุปกรณ์ของชั้นอิเล็กทริกและอื่น ๆ

การแพร่กระจายอยู่ในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง การใช้หลักการแพร่กระจายความร้อนขององค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ตามความต้องการของกระบวนการเจือลงในพื้นผิวซิลิกอน เพื่อให้มีการกระจายความเข้มข้นเฉพาะ เพื่อเปลี่ยนลักษณะทางไฟฟ้าของวัสดุ การก่อตัวของโครงสร้างอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ในกระบวนการวงจรรวมของซิลิกอน กระบวนการแพร่จะใช้เพื่อทำให้จุดเชื่อมต่อ PN หรือสร้างวงจรรวมในตัวต้านทาน ความจุ สายไฟเชื่อมต่อระหว่างกัน ไดโอดและทรานซิสเตอร์ และอุปกรณ์อื่นๆ

แอนนีลหรือที่เรียกว่าการหลอมด้วยความร้อน กระบวนการวงจรรวม ทั้งหมดในไนโตรเจนและบรรยากาศที่ไม่ใช้งานอื่น ๆ ในกระบวนการบำบัดความร้อนสามารถเรียกว่าการหลอม บทบาทของมันคือส่วนใหญ่เพื่อกำจัดข้อบกพร่องของตาข่ายและกำจัดความเสียหายของตาข่ายต่อโครงสร้างซิลิกอน

ล้อแม็กคือการอบชุบด้วยความร้อนที่อุณหภูมิต่ำ ซึ่งปกติแล้วจะต้องวางแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนในบรรยากาศก๊าซเฉื่อยหรืออาร์กอน เพื่อสร้างฐานที่ดีสำหรับโลหะ (Al และ Cu) และพื้นผิวซิลิกอน รวมทั้งทำให้โครงสร้างผลึกของสายไฟ Cu เสถียรและเพื่อขจัดสิ่งเจือปน ซึ่งจะเป็นการปรับปรุงความน่าเชื่อถือของการเดินสาย

ตามรูปแบบอุปกรณ์ อุปกรณ์บำบัดความร้อนสามารถแบ่งออกเป็นเตาแนวตั้ง เตาแนวนอน และเตาแปรรูปความร้อนอย่างรวดเร็ว (Rapid Thermal Processing, RTP)

เตาแนวตั้ง:ระบบควบคุมหลักของเตาแนวตั้งแบ่งออกเป็นห้าส่วน: ท่อเตา, ระบบถ่ายเทเวเฟอร์, ระบบจ่ายก๊าซ, ระบบไอเสีย, ระบบควบคุม ท่อเตาเป็นสถานที่สำหรับทำความร้อนเวเฟอร์ซิลิคอน ซึ่งประกอบด้วยเครื่องเป่าลมควอทซ์แนวตั้ง ลวดตัวต้านทานความร้อนแบบหลายโซน และปลอกท่อทำความร้อน หน้าที่หลักของระบบถ่ายโอนเวเฟอร์คือการโหลดและยกเลิกการโหลดเวเฟอร์ในท่อเตา การขนถ่ายเวเฟอร์ทำได้โดยเครื่องจักรอัตโนมัติ ซึ่งเคลื่อนที่ระหว่างโต๊ะชั้นวางเวเฟอร์ โต๊ะเตาหลอม โต๊ะโหลดเวเฟอร์ และโต๊ะทำความเย็น ระบบการจ่ายก๊าซจะส่งการไหลของก๊าซที่ถูกต้องไปยังท่อของเตาเผา และรักษาบรรยากาศภายในเตา ระบบแก๊สส่วนท้ายอยู่ในรูทะลุที่ปลายด้านหนึ่งของท่อเตาเผา และใช้เพื่อกำจัดแก๊สและผลพลอยได้ทั้งหมด ระบบควบคุม (ไมโครคอนโทรลเลอร์) ควบคุมการทำงานของเตาเผาทั้งหมด รวมถึงเวลาในกระบวนการและการควบคุมอุณหภูมิ ลำดับขั้นตอนของกระบวนการ ชนิดของก๊าซ อัตราการไหลของก๊าซ อัตราการเพิ่มและลดลงของอุณหภูมิ การขนถ่ายเวเฟอร์ ฯลฯ ไมโครคอนโทรลเลอร์แต่ละตัวจะเชื่อมต่อกับโฮสต์คอมพิวเตอร์ เมื่อเปรียบเทียบกับเตาเผาแนวนอน เตาเผาแนวตั้งช่วยลดรอยเท้าและช่วยให้สามารถควบคุมอุณหภูมิและความสม่ำเสมอได้ดีกว่า

เตาเผาแนวนอน:หลอดควอทซ์วางในแนวนอนเพื่อวางและให้ความร้อนแก่เวเฟอร์ซิลิคอน ระบบควบคุมหลักแบ่งออกเป็น 5 ส่วนเหมือนเตาแนวตั้ง

เตาหลอมความร้อนอย่างรวดเร็ว (RTP): Rapid Temperature Rising Furnace (RTP) เป็นระบบทำความร้อนแบบเร็วขนาดเล็กที่ใช้หลอดอินฟราเรดฮาโลเจนเป็นแหล่งความร้อนเพื่อเพิ่มอุณหภูมิเวเฟอร์ให้เท่ากับอุณหภูมิการประมวลผลอย่างรวดเร็ว ลดเวลาที่ต้องใช้ในการทำให้กระบวนการเสถียรและทำให้เวเฟอร์เย็นลงอย่างรวดเร็วเมื่อสิ้นสุดกระบวนการ เมื่อเปรียบเทียบกับเตาเผาแนวตั้งแบบดั้งเดิม RTP นั้นล้ำหน้ากว่าในการควบคุมอุณหภูมิ โดยมีความแตกต่างหลักคือส่วนประกอบที่ทำให้ร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว อุปกรณ์โหลดเวเฟอร์แบบพิเศษ การระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับ และตัวควบคุมอุณหภูมิที่ดีกว่า อุปกรณ์โหลดเวเฟอร์แบบพิเศษจะเพิ่มช่องว่างระหว่างเวเฟอร์ ทำให้สามารถทำความร้อนหรือทำความเย็นที่สม่ำเสมอระหว่างเวเฟอร์ได้ ในขณะที่เตาเผาแนวตั้งทั่วไปใช้เทอร์โมคัปเปิลในการวัดและควบคุมอุณหภูมิ เวเฟอร์มากกว่าการควบคุมบรรยากาศภายในเตา นอกจากนี้ ยังมีการแลกเปลี่ยนระหว่างปริมาณเวเฟอร์สูง (เวเฟอร์ 150-200 ชิ้น) และอัตราการเพิ่มความเร็ว และ RTP เหมาะสำหรับแบทช์ขนาดเล็ก (เวเฟอร์ 50-100 ชิ้น) เพื่อเพิ่มอัตราการเพิ่มความเร็วเนื่องจากมีการประมวลผลเวเฟอร์น้อยลงในเวลาเดียวกัน และขนาดแบทช์ที่เล็กลงนี้ยังช่วยเพิ่มการไหลเวียนของอากาศภายในกระบวนการอีกด้วย

Semicorex มีความเชี่ยวชาญในชิ้นส่วน SiC ที่มีการเคลือบ CVD SiCสำหรับกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ เช่น tube, cantilever paddles, wafer boat, wafer holder และอื่นๆ หากคุณมีคำถามใดๆ หรือต้องการข้อมูลเพิ่มเติม โปรดติดต่อเรา

โทรศัพท์ติดต่อ #+86-13567891907

อีเมล:sales@semicorex.com