Anvendelsen af ​​kvartskomponenter i halvlederudstyr

Kvarts produkterer meget udbredt i halvlederfremstillingsprocessen på grund af deres høje renhed, høje temperaturbestandighed og stærke kemiske stabilitet.

1.Kvartsdigel

Anvendelse - Det bruges til at tegne monokrystallinske siliciumstænger og er et kerneforbrugsstof i siliciumwafer-fremstilling.

Kvartsdiglerer lavet af højrent kvartssand (4N8-kvalitet og derover) for at reducere forurening med metalurenheder. Den skal have høj temperaturstabilitet (smeltepunkt >1700°C) og en lav termisk udvidelseskoefficient. Kvartsdigler i halvlederområdet bruges hovedsageligt til fremstilling af siliciumenkeltkrystaller. De er forbrugsbare kvartsbeholdere til læsning af polykrystallinske siliciumråmaterialer og kan opdeles i firkantede og runde typer. Firkantede bruges til støbning af polykrystallinske siliciumstænger, mens runde bruges til at trække monokrystallinske siliciumstænger. Det kan modstå høje temperaturer og opretholde kemisk stabilitet, hvilket sikrer renheden og kvaliteten af ​​siliciumenkeltkrystaller.

2. Kvartsovnsrør

Kvartsrøranvendes i vid udstrækning i halvlederindustrien på grund af deres egenskaber såsom modstandsdygtighed over for høje temperaturer (langvarig driftstemperatur kan nå over 1100°C), kemisk korrosionsbestandighed (stabil bortset fra nogle få reagenser som flussyre), høj renhed (urenhedsindholdet kan være så lavt som ppm eller endda ppb niveau) og fremragende lystransmittans (især mod ultraviolet stråler). Kernescenarierne er koncentreret i flere nøgleprocesled i wafer-fremstilling.

Hovedapplikationslinks:diffusion, oxidation, CVD (Chemical Vapor Deposition)

Formål:

• Diffusionsrør: Brugt i højtemperaturdiffusionsprocesser bærer det siliciumwafers til doping.
• Ovnrør: Understøtter kvartsbåde i oxidationsovnen til højtemperatur oxidationsbehandling.

Funktioner:

Det skal opfylde kravene til høj renhed (metalion ≤1ppm) og modstandsdygtighed over for deformation ved høje temperaturer (over 1200°C).

3. Kvartskrystalbåd

Afhængigt af forskelligt udstyr er det opdelt i lodrette og vandrette typer. Afhængigt af forskellige fab-produktionslinjer er størrelsesområdet 4 til 12 tommer. Ved fremstilling af halvleder-ics,kvarts krystal bådebruges hovedsageligt i processer med waferoverførsel, rengøring og forarbejdning. Som højrenheds- og højtemperaturbestandige waferbærere spiller de en uundværlig rolle. I diffusions- eller oxidationsprocessen af ​​ovnrøret anbringes flere wafere på kvartskrystalbåde og skubbes derefter ind i ovnrøret til batchfremstilling.

Injektorer i halvledere bruges hovedsageligt til præcis transport af gas eller flydende materialer og anvendes i flere nøgleprocesforbindelser såsom tyndfilmaflejring, ætsning og doping.

I rengøringsprocessen for siliciumtransistor- og integreret kredsløbsproduktion bruges den til at bære siliciumwafere og skal være syre- og alkalibestandige for at sikre, at siliciumwaferne ikke forurenes under rengøringsprocessen.

6. Kvartsflanger, kvartsringe, fokusringe osv

Det bruges i halvlederætsningsprocesser, kombineret med andre kvartsprodukter for at opnå en forseglet beskyttelse af hulrummet, tæt omkring waferen, hvilket forhindrer forskellige typer forurening under ætsningens fremstillingsproces og spiller en beskyttende rolle.

Kvartsklokkeglaser nøglekomponenter, der almindeligvis anvendes i halvlederindustrien, med høj temperaturbestandighed, korrosionsbestandighed og høj lystransmission. Polysiliciumreduktionsovndæksel: Kvartsklokkedækslet bruges hovedsageligt som reduktionsovndæksel til polysilicium. Ved fremstilling af polysilicium blandes højrent trichlorsilan med brint i et vist forhold og indføres derefter i reduktionsovnen udstyret med et kvartsklokkedæksel, hvor der sker en reduktionsreaktion på den ledende siliciumkerne til aflejring og dannelse af polysilicium.

8. Kvarts våd rengøringstank

Påføringsstadium: Vådrensning af siliciumskiver

Anvendelse: Den bruges til syrevask (HF, H₂SO₄ osv.) og ultralydsrensning.

Egenskaber: Stærk kemisk stabilitet og modstandsdygtighed over for stærk syrekorrosion.

9. Kvarts væskeopsamlingsflaske

Væskeopsamlingsflasken bruges hovedsageligt til opsamling af spildvæske eller restvæske i vådrensningsprocessen

Under den våde rengøringsproces af wafere (såsom RCA-rengøring, SC1/SC2-rengøring) er der brug for en stor mængde ultrarent vand eller reagenser til at skylle waferne, og efter skylning vil der blive produceret væskerester, der indeholder sporurenheder. Efter nogle belægningsprocesser (såsom fotoresistbelægning) vil der også være overskydende væsker (såsom fotoresistaffaldsvæske), der skal opsamles.

Funktion Quartz-væskeopsamlingsflasker bruges til tæt opsamling af disse rest- eller spildvæsker, især i "højpræcisionsrensningstrinnet" (såsom forbehandlingstrinnet af waferoverfladen), hvor restvæsken stadig kan indeholde en lille mængde højværdireagenser eller urenheder, der skal analyseres efterfølgende. Den lave forurening af kvartsflasker kan forhindre den resterende væske i at blive genkontamineret, hvilket letter efterfølgende genvinding (såsom reagensrensning) eller præcis detektion (såsom analyse af urenhedsindholdet i den resterende væske).

Derudover anvendes kvartsmasker lavet af syntetiske kvartsmaterialer i fotolitografi som "negativerne" af fotolitografimaskiner til mønsteroverførsel. Og kvartskrystaloscillatorerne, der bruges i tyndfilmaflejring (PVD, CVD, ALD) til at overvåge tykkelsen af ​​den tynde film og sikre ensartet aflejring, blandt mange andre aspekter, er ikke uddybet i denne artikel.

Som konklusion er kvartsprodukter næsten til stede gennem hele processen med halvlederfremstilling, fra væksten af ​​monokrystallinsk silicium (kvartsdigler) til fotolitografi (kvartsmasker), ætsning (kvartsringe) og tyndfilmaflejring (kvartskrystaloscillatorer), som alle er afhængige af deres fremragende fysiske og kemiske egenskaber. Med udviklingen af ​​halvlederprocesser vil kravene til renhed, temperaturmodstand og dimensionsnøjagtighed af kvartsmaterialer blive yderligere forbedret.