Koyo Vertikalofen, Vertikalöfen für die Halbleiterindustrie
Koyo Thermo Systems

Koyo Thermo Systems Co., Ltd. wird in Europa vertreten durch:
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Koyo Thermo Systems Vertikalöfen

Koyo Thermo Systems fertigt verschiedene Versionen von Vertikalöfen mit vollautomatischer Beladung oder manueller Handhabung für Anwendungen in der Halbleiterfertigung. Kleine Ausführungen für Pilotlinien und Forschungsinstitute stehen zur Verfügung. Die Anlagen werden oft unterschiedlich bezeichnet: Vertikalofen, Vertikalöfen, Diffusionsofen, Diffusionsöfen, Rohrofen, Rohröfen, Dotierofen, Dotieröfen, Oxidationsofen, Oxidationsöfen, Halbleiterofen, Halbleiteröfen. Sie sind für viele Prozesse in der Halbleiterhestellung wie Diffusion, Oxidation sowie LPCVD Prozesse ( Nitrid, poly-Silicium, TEOS) und zur Dotierung von Solarzellen mit Phosphoroxychlorid POCl3 verfügbar.
Ein Spezialgebiet von Koyo Thermo Systems sind Niedrigtemperaturanwendungen wie beispielsweise Polyimidhärtung, Kupfer-Tempern, low-k, SOG oder Wasserstofftempern.

Wafergröße Minibatch
Manuelle Beladung
Minibatch
Automatische Beladung
Voll-Batch
Automatische Beladung
Voll-Batch
Integrierter Kassettenspeicher
100mm-300mm VF1000 - - -
150mm-200mm - VF3000 VF5100 VF5300
200mm-300mm - VF5700 - VF5900

Heizelemente

LGO Heater Koyo Thermo Systems nutzt in allen Vertikalöfen spezielle Heizelemente mit einer besonders niedrigen thermischen Masse, sogenannte LGO Heizer. Der abgedeckte Temperaturbereich reicht von 140°C bis zu 1250°C.
Koyo entwickelte zusammen mit Materialherstellern eine spezielle Quarzausstattung für spezielle Prozesse. Herausragende Eigenschaften bieten daher insbesondere Koyo's Polyimidaushärte- und Wasserstofftemperöfen.

Quarzausstattung

In Halbleiterrohröfen besteht die Reaktionskammer normalerweise aus Quarzteilen, wie Quarzrohr, Quarzboot, Quarzliner, Podest, Injektor, Thermoelementrohr, usw. Bei Hochtemperaturversionen werden teilweise auch SiC-Rohr bzw. SiC-Boot eingesetzt.
quartz tube
Auf dem linken Bild ist ein Quarzprozessrohr mit oberem Gasinjektionsrohr zu sehen, installiert in einem Vertikalofen mit LGO Heizelement, das eine besonders niedrige thermische Masse aufweist. Andere Quarzrohranordnungen wie Doppelwandausführung oder unterer Gasinjektion sind ebenfalls verfügbar. Auf der rechten Seite ist ein Vertikalofen mit Quarzrohr und SiC-Boot während des Einfahrvorgangs zu sehen.
SiC boat
All diese Quarz- und SiC-Teile bedürfen einer regelmäßigen und sorgfältigen Reinigung. Die Häufigkeit der Reinigung hängt von dem installierten Prozess ab. Heutzutage ist die nasse Sprühreinigung der Stand der Technik für die Quarzausstattung.

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Linie

VF1000. Ein flexibler und kostengünstiger Vertikalofen für Forschung und Entwicklung.


Vertikalofen VF1000

Diese beliebte Ofen ist ein kleiner Vertikalofen der speziell für Pilotlinien und Forschungslabors entwickelt wurde und die gleiche Leistungsfähigkeit wie die entsprechenden Produktionsöfen aufweist. Der Ofen ist auf kleine Chargen von 25 Wafern ausgelegt. Er ist für Wafergrößen von 4" - 300mm verfügbar. Die manuelle Beladung des Bootes ermöglicht einen niedrigen Preis und erlaubt hohe Flexibilität. Die kleinen Abmessungen des Ofens helfen dem Kunden ebenso Kosten zu sparen. Automatischer Bootlift und programmierbare Steuerung werden genutzt um sehr gute Prozessergebnisse zu erzielen. VF1000 Öfen sind für alle Prozesse auslegbar und weisen die gleichen Prozessleistungen wie die großen Modelle der VF5000-Serie auf. Wie die größeren Versionen, ist auch der VF1000 mit den von Koyo Thermo Systems patentierten LGO Heizelementen ausgestattet. 10 dieser Öfen sind im Europäischen Anwendungszentrum in Uppsala installiert.
Das Fraunhofer Insitut IISB in Erlangen erlaubt uns ebenfalls einiger Bilder der dort installierten LPCVD-Öfen vom Typ VF1000 zu zeigen.
Auf unser speziellen Ofenvergleichsseite gehen wir im Detail auf die Daten und Fakten dieses Ofens im Vergleich mit Vertikalöfen für die Massenproduktion und im Vergleich mit Horizontalöfen ein.

VF2000. Der VF2000 ist ebenso wie der VF1000 ein manuell beladbarer Ofen für Forschung und Entwicklung. Im Unterschied zum VF1000 kann der VF2000 auf Beladekapazitäten zwischen 25 - 100 Wafer ausgelegt werden. Als Optionen ist eine Stickstoffspülkammer verfügbar. Diese Version eignet sich daher besonders für die Herstellung dünner Oxide oder für höhere Kapazitäten. 

Hauptmerkmale ----------------------------------------

  • Kosten: Hervorragende Kostenrelation.
  • Leistungsfähigkeit: Abgesehen von der Waferbeladung entspricht die Leistungsfähigkeit den großen Produktionsanlagen. Auch LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) Anlagen stehen zur Verfügung.
  • Sehr hohe Flexibilität aufgrund der manuellen Beladung.
  • Systemsteuerung: Zwei verschieden Steuerungen stehen zur Auswahl.
  • Baugröße: Die kleine Standfläche und der geringe Platzbedarf ermöglichen die Installation selbst in kleinen Labors.

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VF3000. Kompakter Vertikalofen mit zahlreichen Funktionen.


Vertikalöfen VF3000

Dieser kompakte Vertikalofen wurde entwickelt ,um die Lücke zwischen dem kleineren, manuell beladbaren VF1000 Ofen und den großen Produktionsanlagen zu schließen. Insbesondere beim Einsatz größerer Wafer werden von den Kunden automatische Beladesysteme auch für Minibatch-Anlagen gewünscht. Der VF3000 ist eine kostenoptimierte Anlage für Pilotproduktionen und Fertigungen mit kleineren Durchsätzen und besitzt eine solche automatische Beladung. Sie kann 26 bzw. 50 Wafer mit einem Durchmesser zwischen 150mm und 200mm prozessieren und für alle gängigen Prozesse eingesetzt werden. Die Kassetten werden vom Bediener direkt auf einen Regalboden gestellt von dem aus die Umhordung in das Quarzboot erfolgt. Ein horizontaler Gasstrom sichert die Sauberkeit der Beladezone. Wie in der anderen Vertikalöfen von Koyo werden auch im VF3000 patentierte LGO Heizelemente eingesetzt.

Hauptmerkmale ----------------------------------------

  • Hohes Kosten-Nutzen-Verhältnis (Preise liegen ca. bei der Hälfte modernen Massenfertigungsanlagen).
  • Kleine Standfläche (70% der Fläche eines großen Ofens)
  • Vollautomatische Waferumhordung (15 Min./batch)
  • Moderne Reinraumtechnik(Atmosphäre im Ofen ist Klasse 1)
  • Hochleistungs-LGO-Heizer werden installiert.

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VF5100. Vertikalofen für mittlere bis große Produktionseinheiten.


Halbleiterofen VF5100

Dieser Typ VF5100 wurde 1990 als erster Vertikalofen von Koyo mit Roboterumhordung der Wafer eingeführt und wurde über die Jahre immer weiterentwickelt. Dieses beliebte Modell wird mittlerweile von vielen Firmen in der ganzen Welt eingesetzt. Die Automatisierung arbeitet sehr zuverlässig und erfordert wenig Wartungsarbeiten. Bis zu 8 Kassetten können auf ein Karussell geladen werden. Dies kann auch automatisch durch ein AGV (Beladeroboter) geschehen. 150 Wafer können in einem Arbeitsgang prozessiert werden. 5 Wafer können gleichzeitig durch den super-sauberen Transfer-Roboter von der Kassette in das Quarzboot geladen werden. Die Umhordung ist effizient und zuverlässig. Die Koyo-spezifischen LGO Heizelemente erfreuen sich großer Beliebtheit bei den Kunden. Eine stickstoffgespülte Beladekammer (loadlock) steht als Option zur Verfügung, um die natürliche Oxidation der Wafer zu verhindern. Eine SMIF-Version dieses Ofens ist auch verfügbar.

Hauptmerkmale ----------------------------------------

  • Kassettenspeicher: Der einfache Aufbau des als Drehteller ausgeführten Kassettenspeichers arbeitet sehr zuverlässig und erfordert kaum Wartung.
  • Wafer-Transfer: Die Überführung der Wafer durch ein bewährtes Robotersystem trägt zur Zuverlässigkeit der Anlage bei.
  • Der Ofen besitzt eine lange "flat zone" von 960mm und eine Kapazität von 150 Produktionsscheiben.
  • Temperaturcharakteristik: Der VF-5300 nutzt ein LGO  Heizelement mit unübertroffenen Eigenschaften, insbesondere bei "niedrigen" Temperaturen.
  • N2 load lock: Der VF-5100 war der erste Ofen, der mit einer gasdichten Beladezone ausgestattet wurde, die zur Reduktion der natürlichen Oxidation der Wafer vor der Prozessierung beiträgt.
  • Installation: Mehrere Öfen vom Typ VF5100 können Seite an Seite ohne Zwischenraum installiert werden.

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VF5300. Vertikalofen für die Massenproduktion von Wafern bis 200mm Durchmesser.


Diffusionsofen VF5300

Der VF5300 stellt eine Weiterentwicklung des VF5100 dar und kann durch einen integrierten Stocker insgesamt 20 Kassetten speichern. Optional können damit bis zu 2 Lose vollautomatisch und ohne Bedienereingriff prozessiert werden. Für diesen Ofen stehen alle denkbaren Optionen zur Verfügung, was seine große Verbreitung sowohl in Asien als auch in USA und Europa erklärt. Der Kassettenspeicher besteht aus mehreren über einander montieren Karussells und besticht durch einfachen Aufbau und zuverlässige Arbeitsweise. Die Bedienung ist einfach. Es stehen zwei unabhängige Bootbeladeroboter zur Verfügung und es werden vakuumlose Handhabungsfinger benutzt. Der Durchsatz ist gegenüber dem VF5100 nochmals höher und das System kann direkt an den übergeordneten Firmenrechner angeschlossen werden. Die bewährten LGO Heizer kommen auch in dieser Anlage zum Einsatz. Eine SMIF Version steht zur Verfügung.

Hauptmerkmale ----------------------------------------

  • Kassettenspeicher: Bis zu 20 Kassetten können im Ofen gespeichert werden. Das ermöglicht die kontinuierliche Prozessierung von zwei bis (optional) drei Beladungen ohne Bedienereingriff.
  • Der Ofen besitzt eine lange "flat zone" von 960mm und eine Kapazität von 150 Produktionsscheiben.
  • Temperaturcharakteristik: Der VF5300 nutzt ein LGO  Heizelement mit unübertroffenen Eigenschaften, insbesondere bei "niedrigen" Temperaturen.
  • Ausstattung: Alle für den Ofenbetrieb nötigen Optionen werden angeboten.
  • Wafer Umhordung: Die Quarzbootbeladung ist frei programmierbar.
  • Installation: Mehrere Öfen vom Typ VF5300 können Seite an Seite ohne Zwischenraum installiert werden.

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VF5700. Rapid Ramping Furnace for 300mm wafers.


Vertikaler Rohrofen VF5700

Der Vertikalofen VF5700 ist ein Mini-Batch-Ofen für 200mm und 300mm Wafer, der eine neue Generation LGO-Heizelement nutzt. Die neue Version dieser Heizelemente ermöglicht noch höhere Aufheiz- und Abkühlraten und stellt eine hervorragende Temperaturgleichmäßigkeit sicher. Die Stärken dieser Anlage liegen in der Prozessierung kleiner Lose und den erzielbaren sehr guten Prozessergebnissen. Ein spezieller Roboter stellt niedrige Partikelwerte und hohen Durchsatz sicher. 4 Kassetten können auf einem Karussell gespeichert werden, was für zwei volle Beladungen ausreichend ist. Der Ofen enthält ein speziell entworfenes Quarzboot  für 30 300mm Wafer. Der neue Rechner arbeitet auf Windows NT Basis. Optional sind load lock, Kühlgebläse und Bootrotation erhältlich.

Jetzt ist auch eine FOUP-Version verfügbar. In diesem Fall werden die Wafer direkt von einem Roboter aus der geöffneten WaferKassette in das Quarzboot umgehordet. Auf diese Art und Weise können geringe Standfläche, hohe Performance und niedriger Preis miteinander kombiniert werden.

Hauptmerkmale ----------------------------------------

  • Wafer Kapazität von 26 oder 50 Wafern
  • Schnelle Aufheizung und Abkühlung: Der doppelwandige LGO Heizer ermöglicht max. Aufheizraten von 60°C/Min und max. Abkühlraten von  50°C/Min.
  • Mini-batch Bearbeitung: Ideal für die Prozessierung kleiner Lose und F&E.
  • Beladesystem: Einfacher Aufbau bedingt zuverlässigen und wartungsarmen Betrieb.
  • Steuerung: Basiert auf Windows NT.

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VF5900. Herausragender 300mm Vertikalofen für die Massenproduktion.


Vertikalofen VF5900

Der VF5900, der für die Prozessierung von 300mm Wafern entwickelt wurde, kann bis zu 12 FOUPs Kassetten (Front Opening Unified Pods) laden und bis zu zwei Lose mit je 100 Produktionswafern kontinuierlich bearbeiten. Die FOUPs werden von der Übergabestation in eine Regalstation überführt. Nur die wirklich benötigten Kassetten werden zur Übergabestation für das Quarzboot transferiert. Die Umhordung erfolgt über eine Z-Theta Roboter und vakuumlose Pinzetten. Das Quarzboot ist in einer Leiterstruktur ausgeführt um Sliplines zu vermeiden. Der VF5900 nutzt ein Koyo LGO Heizelement und besitzt ein Gebläsekühlsystem zur schnelleren Abkühlung des Rohres nach Prozessende. Eine Stickstoff-Loadlock ist verfügbar. Das System ist mit einer modernen, Windows-kompatiblen und benutzerfreundlichen Steuerung Typ 1400 ausgerüstet, die den SEMI und HSMS Standards entspricht und SECSII und GEM kompatibel ist.

Hauptmerkmale ----------------------------------------

  • Hohe Prozesskapazität: Bis zu je 100 Wafer können kontinuierlich in zwei Losen bearbeitet werden.
  • Neu entwickelte LGO Heizer stehen zur Verfügung.
  • N2 load lock: Die gasdichte Beladestation wurde in Hinsicht auf die Erhöhung des Durchsatzes optimiert.
  • Einfache Bedienung durch den Einsatz der Modell 1400 Steuerung, die industrielle Datenverarbeitung ermöglicht. (HSMS und GEM kompatibel.)
  • Wartungsfreundlichkeit: Der FOUPs Speicher kann vom Hauptofen abgetrennt werden.
  • Standfläche: Nur die Haupteinheit des VF-5900 muss im Reinraum aufgestellt werden. Die Versorgungseinheit kann im Untergeschoss montiert werden und so die notwendige Reinraumfläche reduzieren.

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CVF7000. Ofen-Cluster für thermische Prozesse.


cluster module CVF7000

Halbleiter-Chips werden aufgrund der zunehmenden Miniaturisierung immer komplexer. Das Design wird dreidimensional. Gate-Oxide und dielektische Schichten werden immer dünner und natürlich wachsendes Oxid kann daher nicht länger ignoriert werden. Das Cluster-Modul erlaubt die Anordnung verschiedener Ofenmodule um einen zentralen Handler. So ist der Transfer von Wafern von einem Modul in das nächste möglich, ohne die Wafer an Luft zu bringen. Die Bildung von natürlichem Oxid wird so verhindert und der Aufbau komplexer Strukturen wird ermöglicht.

Hauptmerkmale ----------------------------------------

  • Komplexe Prozessabläufe können mit hoher Präzision durchgeführt werden.
  • Die in den Ofenmodulen eingesetzten LGO Heizelemente ermöglichen die thermische Behandlung von Minibatch Ladungen (25 Wafer) mit großer Genauigkeit und hohem Durchsatz.
  • Alle Kammern sind evakuierbar und können mit Inertgas gespült werden, um die Bildung von natürlichem Oxid zu verhindern.

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Alle Koyo Thermo Systems Öfen sind CE markiert.

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Koyo Thermo Systems und Crystec freuen sich darauf, für sie eine kostengünstige Anlage aufzubauen, die Ihren strengsten Anforderungen entspricht.

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