Hvad er de forskellige anvendelser af kvarts i halvlederfremstilling?

Kvartsmaterialer med høj renhed spiller en afgørende rolle i halvlederindustrien. Deres overlegne højtemperaturbestandighed, korrosionsbestandighed, termiske stabilitet og lystransmissionsegenskaber gør dem til kritiske forbrugsstoffer.Kvarts produkterbruges til komponenter i både højtemperatur- og lavtemperaturzoner af waferproduktion, hvilket sikrer stabiliteten og renheden af ​​fremstillingsprocessen. I takt med at halvlederindustrien udvikler sig, fortsætter efterspørgslen efter højrent kvarts med at vokse, hvilket driver fremskridt inden for produktion og teknologi. Denne artikel giver et dybdegående kig på kerneapplikationerne og markedstendenserne for kvarts i halvlederfremstilling.

Egenskaber af kvarts

• Kvarts (siliciumdioxid, SiO₂) er uerstattelig i halvlederfeltet på grund af dets næsten perfekte fysiske og kemiske egenskaber8:
• Ekstrem renhed: Halvlederkvalitets kvarts kræver typisk en renhed på 99,99% (4N) eller højere, nogle gange når 5N. Dette sikrer, at metalioner (såsom natrium, kalium og jern) ikke migrerer og forurener siliciumskiverne under højtemperaturbehandling.
• Termisk stabilitet: Med et blødgøringspunkt på cirka 1730°C kan kvarts fungere stabilt i lange perioder i højtemperaturmiljøer mellem 1100°C og 1250°C. Dette gør den perfekt til diffusions- og oxidationsprocesser.
• Kemisk inerthed: Kvarts er næsten ikke-reaktiv med nogen syre undtagen flussyre og varm fosforsyre. Den fungerer som en ideel bærer til våd rengøring og ætsningsprocesser.
• Lav termisk udvidelse: Denne egenskab sikrer, at kvartskomponenter ikke let revner under ekstreme termiske cyklusser, hvilket bevarer dimensionsstabiliteten til præcisionsfremstilling.

2. Vigtigste anvendelser af kvartskomponenter i halvlederfremstilling

A. Krystalvækst: Kvartsdigler

I det første trin af wafer-fremstilling - Czochralski (CZ)-metoden - skal polysilicium smeltes inde i en kvartsdigel.

Kernefunktion: Kvartsdigelen kommer i direkte kontakt med det smeltede silicium. Digler af høj kvalitet reducerer overdreven iltfrigivelse og sikrer, at urenhedsniveauet i den monokrystallinske siliciumbarre holdes på et minimum.

B. Termiske processer: Kvartsbåde og ovnrør

I diffusions-, oxidations- og udglødningsprocesser anbringes wafere i partier i kvartsbærere for at komme ind i diffusionsovnen.

Kernefunktion: Quartz Wafer Boat er ansvarlig for præcist at bære waflerne, mens Quartz Furnace Tube giver et rent, kontrolleret højtemperatur reaktionsmiljø.

C. Tyndfilmsafsætning: Kvartsbrusehoveder og kammerdele

Under CVD (Chemical Vapor Deposition) og ALD (Atomic Layer Deposition) processer bruges kvartsdele til at lede og fordele reaktionsgasser.

Kernefunktion: Quartz-brusehovedet sikrer, at gas sprøjtes ensartet på waferoverfladen, hvilket er afgørende for at forbedre ensartetheden af ​​tynde film i nanometerskala.

D. Vådrensning: Kvartsbade

Under rengøringsstadier før og efter fotolitografi skal wafere nedsænkes i forskellige kemiske reagenser.

Kernefunktion: Kvartsbade er modstandsdygtige over for stærk syrekorrosion og producerer ikke partikelforurening, hvilket gør dem til en standard i RCA-rensningsprocesser.

3. Markedsanalyse af halvlederkvartskomponenter

Ifølge de seneste industridata oplever det globale halvlederkvartsmarked hurtig vækst:

4. Industritendenser

Halvlederprocesgentagelser stiller høje krav til materialets renhed. Drevet af 7nm og mere avancerede processer erstatter Synthetic Fused Silica hurtigt traditionel naturlig kvarts i ætsnings- og litografiprocesser på grund af dets ekstremt lave metalurenheder og fremragende plasmaresistens. Samtidig er industrien på vej mod integreret præcisionsbearbejdning. Producenter med ultrapræcisions CNC-egenskaber og integration af råmaterialer med høj renhed vil holde højdepunktet i fremtidig konkurrence.

Desuden er grønne initiativer og genbrug ved at blive nøgleveje for fabrikker til at reducere omkostninger og øge effektiviteten. Efterhånden som ESG-standarder tager til i forsyningskæden for halvledere, vil præcisionsrenovering og genbrug af high-end kvartskomponenter blive en almindelig forretningsmodel. Dette hjælper virksomheder med at sænke produktionsomkostningerne og er et nødvendigt valg for at opfylde globale CO2-neutralitetsmål. I denne proces vil kvartsvirksomheder med avancerede renseteknologier og flammebearbejdningsreparationskapaciteter stå over for betydelige markedsmuligheder.

Som en førende leverandør af halvledermaterialer leverer VeTek Semiconductor et komplet udvalg af løsninger fra kvartsdigler til præcisionskvartsbåde. Vores produkter bruges i vid udstrækning af store globale OEM'er og waferfabrikker, dedikeret til at hjælpe kunder med at forbedre processtabilitet og udbytte gennem overlegne materialer og håndværk.