| Beschreibung | Horizontalofen (z.B. M206) | Vertikalofen Produktion (z.B. VF5300) | Vertikalofen F&E (z.B. VF1000) |
|---|---|---|---|
3- oder 4-Rohr Horizontalofen
z. B. Modell M206 |
Vertikalofen für die Produktion
z. B. VF5300 |
Vertikalofen für F&E
z. B. VF1000 |
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| Aufheizrate | langsamer | schneller | schneller |
| Ladezeit Quarzboot | langsamer | schneller | schneller |
| Abkühlgeschwindigkeit | gleich | gleich | gleich |
| Max. Temperatur bei Benutzung des LGO Heizelements | 1100°C | 1250°C | 1250°C |
| Temperaturgleichmäßigkeit | niedriger | höher | höher |
| Gegenseitige Beeinflussung der Rohre | 1 - 2 °C | nein | nein |
| Sauerstoffkonzentration in der Rohrmitte (Ende offen) | 16% | 0,1% | 0,1% |
| Sauerstoffkonzentration am Rohrende (Ende offen) | hoch | 500ppm | 500ppm |
| Sauerstoffkonzentration in der Rohrmitte (Ende zu) | 0,1% | 300ppm | 300ppm |
| Sauerstoffkonzentration am Rohrende (Ende zu) | 10 - 30 ppm | 10ppm | 10ppm |
| Gasdichte Prozeßkammer (atmospherischer Prozeß) | nein | ja | ja |
| HCl Leckfreiheit | nein | ja | ja |
| Gegenseitige Kontamination | möglich | nicht möglich | nicht möglich |
| Prozeßunabhängigkeit | nicht völlig | ja | ja |
| Partikelwerte | schlechter | sehr gut | besser |
| Flexibilität: Unterschiedliche Waferdurchmesser in einem Lauf | möglich | nicht möglich | nicht möglich |
| Flexibilität: Unterschiedliche Waferdurchmesser in verschiedenen Läufen | möglich | nicht möglich | möglich |
| Flexibilität: Mögliche Waferdurchmesser | 3" - 6" (8") | 4" - 300mm | 3" - 300mm |
| Einlagerung von Wafer-Kasetten | nein | ja | nein |
| Automatisierungsniveau | niedriger | sehr hoch | höher |
| Schichtdickengleichmäßigkeit Naßoxidation 10nm, 8" wafer | keine Angaben | ± 0.9 % | ± 0.9 % |
| Schichtdickengleichmäßigkeit trockene Oxidation 20nm, 8" wafer | ± 2.4 % | ± 1.2 % | ± 1.2 % |
| Schichtdickengleichmäßigkeit poly-Silicium 400nm, 8" wafer | ± 2.0 % | ± 1.0 % | ± 1.0 % |
| Schichtdickengleichmäßigkeit Nitrid 100nm, 8" wafer | ± 2.5 % | ± 1.5 % | ± 1.5 % |
| Kapazität | >150 wafer | 100 - 150 wafer | 25 wafer |
| Stromverbrauch | höher | niedriger | sehr niedrig |
| Wartungsunabhängigkeit der Rohre | nein | ja | ja |
| Nötige Wartungsarbeiten | mehr | weniger | sehr wenig |
| Standfläche / Rohr | 2.6 - 3.4 m2 (teils im Reinraum) | 3.0 m2 (Grauraum) | 1.5 m2 (Grauraum) |
| Preis | niedrig | hoch | niedrig |
Vergleich Vertikal- und Horizontalöfen
Wir werden oft nach den Unterschieden zwischen Vertikalöfen und Horizontalöfen sowie nach einer Begründung für den höheren Preis der Vertikalanlagen gefragt. Deshalb haben wir in der folgenden Darstellung die Unterschiede der verschiedenen Anlagentypen herausgearbeitet. Wir hoffen, dass diese Gegenüberstellung, dieser Überblick und der Vergleich von Daten und Fakten Ihnen hilft, Ihre Planung durchzuführen.
Bei den Vertikalöfen haben wir eine Anlage für die Massenproduktion (VF5300) sowie unseren kleinen Vertikalofen VF1000 aufgenommen, der vor allem für kleinere Firmen und Forschungsinstitute eine gute Alternative zu den Horizontalöfen darstellt.
Vergleich Ofeneigenschaften
Weitere Informationen & Abschluss
Heutzutage findet die Massenproduktion von Halbleiterchips mit 200mm und 300mm Silicium Wafern statt. Es werden nahezu ausschließlich Vertikalöfen eingesetzt. Nur in älteren Fabriken, die noch kleinere Wafer verwenden, sowie für einige wenige Spezialanwendungen finden noch Horizontalöfen Anwendung. Bis zu 6" Waferdurchmesser sind diese meist noch gut genug, um die Ansprüche der Kunden zu erfüllen. Die Vorteile der Vertikalöfen sind jedoch auch bei 6" Wafern unübersehbar.
Diese Situation auf dem Ofenmarkt hat dazu geführt, dass die Weiterentwicklung von Horizontalöfen von allen großen Ofenherstellern eingestellt wurde. Eine Weiterentwicklung findet fast nur noch auf dem Gebiet der Vertikalöfen statt. Dies hat dazu geführt, dass mittlerweile die Vertikalöfen den Horizontalöfen nicht nur durch das physikalische Prinzip überlegen sind, sondern einfach das moderne Produktionsmittel darstellen und daher auch schon aus diesem Grund eine deutlich höhere Leistungsfähigkeit aufweisen.
Für kleinere Firmen, für Pilotlinien, Forschungsinstitute und Universitäten hat diese Entwicklung den Nachteil, dass hohe Performance gekoppelt ist mit hohem Automatisierungsgrad und damit hohem Preis. Aus Budgetgründen bleibt daher oft nur die Beschaffung eines deutlich günstigeren Horizontalofens übrig, obwohl bei dieser Kaufentscheidung deutliche Prozessnachteile akzeptiert werden müssen.
Hier bietet die Fa. JTEKT Thermo Systems (ehemals Koyo Thermo Systems) seit einigen Jahren einen Ausweg. JTEKT entwickelte einen kleinen Vertikalofen namens VF1000 speziell für diese Kundschaft. Der VF1000 ist ein vollwertiger Vertikalofen mit der vollen Prozessleistung. Da bei Forschungskunden die gewünschten Durchsätze oft klein sind, wurde dieser Ofen konsequent als Mini-Batch Ofen ausgeführt. Die Belademenge beträgt 25 Wafer (Standard) oder 50 Wafer (Option). Die Beladung erfolgt manuell, was die Flexibilität des Systems stark erhöht. Alle weiteren Schritte wie das Einfahren des Bootes in den Ofen und die Ausführung der Prozessrezepte erfolgen vollautomatisch wie bei den Produktionssystemen. Der Preis schließlich ist nur wenig höher als bei den alternativ angebotenen Horizontalöfen.
Die benötigte Standfläche für solche kleinen Vertikalöfen ist übrigens kleiner als bei der gleichen Zahl installierter Horizontalrohre! Wir zeigen Ihnen hier als Beispiel die Layouts von 12 Rohren, ausgeführt mit Anlagen VF1000 bzw. Horizontalöfen, Typ 208 (3 Rohre pro Stack).
JTEKT Thermo Systems produziert zahlreiche Versionen von Vertikalöfen und Horizontalöfen mit vollautomatischer und manueller Bedienung. Kleine Versionen für Pilotlinien und Forschungsinstitute stehen zur Verfügung.
JTEKT Thermo Systems und Crystec freuen sich darauf, für Sie eine kostengünstige Anlage aufzubauen, die Ihren strengsten Anforderungen entspricht.