立式炉、卧式炉系统性能比较

立式炉、卧式炉系统性能比较

在半导体制造过程中，热处理设备是关键的工艺设备之一，其性能直接影响到产品的质量和生产效率。本文将对三种主要的热处理设备——立式炉、卧式炉和快速热处理炉（RTP）的系统性能进行比较分析，帮助读者更好地理解它们的特点和应用场景。

立式炉、卧式炉系统性能比较

研究报告节选:

按照设备形态划分，热处理设备可以分为立式炉、卧式炉以及快速热处理炉（RTP）。

1. 立式炉：主要控制系统分为五部分：炉管、硅片传输系统、气体分配系统、尾气系统、控制系统。炉管是对硅片加热的场所，由垂直的石英钟罩、多区加热电阻丝和加热管套组成。硅片传输系统的主要功能是在炉管中装卸硅片，硅片装卸由自动机械完成，自动机械在片架台、炉台、装片台、冷却台之间运动。气体分配系统将正确的气流传送到炉管，维持炉内的气氛。尾气系统位于炉管一端的通孔，用来彻底清除气体及其副产物。控制系统（微控制器）控制着炉子的所有操作，包括工艺时间和温度控制、工艺步骤的顺序、气体种类、气流速率、升降温的速率、装卸硅片等，每个微控制器都是一台主计算机的接口。与卧式炉相比，立式炉减少占地面积，并可以更好地控制温度和均匀性。

2. 卧式炉：其石英管是水平放置的，用来放置和加热硅片。其主要控制系统和立式炉一样分为 5 个部分。

3. 快速热处理炉（RTP）：一种小型的快速加热系统，利用卤素红外灯作为热源，能迅速将硅片温度升到加工温度，减少工艺稳定需要的时间，工艺结束后快速冷却。相比传统立式炉， RTP 的温度控制更先进，主要差别在于其快速升温原件、特殊的硅片装载装置、强迫空气冷却和更好的温度控制器。其中特殊的硅片装载装置加大了硅片之间的空隙，使得硅片间更均匀地加热或冷却。

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图表内容

表19：立式炉、卧式炉系统性能比较

资料来源：半导体制造技术(Michael Quirk等)》、华金证券研究所