เรือควอตซ์คืออะไร?

เรือควอตซ์เป็นส่วนประกอบของแบริ่งที่สำคัญที่ใช้ในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการประมวลผลที่อุณหภูมิสูงของเวเฟอร์เช่นการแพร่กระจายออกซิเดชันและการหลอม ความเสถียรทางความร้อนที่ยอดเยี่ยมลักษณะมลพิษต่ำและความต้านทานการกัดกร่อนทำให้เป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ บทความนี้จะอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับวัสดุคุณสมบัติทางกายภาพการจำแนกสถานการณ์การใช้งานและความแตกต่างระหว่างเรือควอตซ์และเรือกราไฟท์ PECVD

Ⅰ- วัสดุของเรือควอตซ์

องค์ประกอบหลักของผู้ให้บริการควอตซ์คือซิลิกอนไดออกไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง (SIO₂) และความบริสุทธิ์มักจะต้องเข้าถึงมากกว่า 99.99% (เกรดเซมิคอนดักเตอร์) วัสดุควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าผู้ให้บริการควอตซ์จะไม่แนะนำสิ่งสกปรกในระหว่างกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์เพื่อลดการปนเปื้อนของสิ่งเจือปนโลหะบนเวเฟอร์

ตามกระบวนการเตรียมการวัสดุควอตซ์สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท:

●ควอตซ์ธรรมชาติ: ทำจากการทำให้บริสุทธิ์ของคริสตัลที่มีปริมาณไฮดรอกซิลสูง (ประมาณ 100-200 ppm), ต้นทุนต่ำ แต่ความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิสูงอย่างฉับพลัน

●ควอตซ์สังเคราะห์: สังเคราะห์โดยการสะสมไอสารเคมี (CVD) หรืออิเล็กโทรฟิวชั่นที่มีปริมาณไฮดรอกซิลต่ำ (-OH) (<1 ppm) ความเสถียรทางความร้อนที่ดีขึ้นและเหมาะสำหรับกระบวนการอุณหภูมิสูง (เช่นออกซิเดชันและการแพร่กระจาย)

นอกจากนี้เรือควอตซ์บางลำจะถูกเจือด้วยโลหะเช่นไทเทเนียม (TI) หรืออลูมิเนียม (AL) เพื่อปรับปรุงความต้านทานการเสียรูปหรือปรับการส่งผ่านแสงเพื่อตอบสนองความต้องการของกระบวนการ UV

Ⅱ- คุณสมบัติทางกายภาพหลักของเรือควอตซ์คืออะไร?

●ความต้านทานอุณหภูมิสูง: จุดหลอมเหลวของควอตซ์สูงถึง 1713 ° C และสามารถทำงานได้อย่างเสถียรที่ 1200 ° C เป็นเวลานานและทนต่อ 1500 ° C ในช่วงเวลาสั้น ๆ

●ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ: ค่าสัมประสิทธิ์การขยายความร้อนเพียง 0.55 ×10⁻⁶/° C ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความมั่นคงของมิติที่อุณหภูมิสูงและหลีกเลี่ยงการแตกร้าวเนื่องจากความเครียดจากความร้อน

●ความเฉื่อยทางเคมี: ยกเว้นกรดไฮโดรฟลูออริก (HF) และกรดฟอสฟอริกร้อนควอตซ์สามารถต้านทานกรดที่แข็งแรงอัลคาลิสที่แข็งแรงและก๊าซกัดกร่อนมากที่สุด (เช่นCl₂, O₂)

●ฉนวนไฟฟ้า: ความต้านทานสูงถึง10⁶Ω·ซม. หลีกเลี่ยงการรบกวนด้วยการกระจายสนามไฟฟ้าของกระบวนการพลาสมา

●การส่งผ่านแสง: การส่งผ่านที่ยอดเยี่ยมในอัลตราไวโอเลตไปยังแถบอินฟราเรด (＞ 90%) เหมาะสำหรับกระบวนการช่วยแสง (เช่นการบ่มอัลตราไวโอเลต)

iii. การจำแนกประเภทของเรือควอตซ์

ตามโครงสร้างการออกแบบที่แตกต่างกันและสถานการณ์การใช้งานเรือควอตซ์สามารถแบ่งออกเป็นหมวดหมู่ต่อไปนี้:

●เรือควอตซ์แนวนอน

ใช้ได้กับเตาเผาหลอดแนวนอน (เตาเผาในแนวนอน) ใช้สำหรับการออกซิเดชั่นการแพร่กระจายการหลอมและกระบวนการอื่น ๆ

คุณสมบัติ: สามารถพกพาเวเฟอร์ 100-200 ครั้งโดยปกติจะมีการออกแบบแบบเปิดหรือกึ่งปิดล้อม

●เรือควอตซ์แนวตั้ง

ใช้ได้กับเตาเผาแนวตั้ง (เตาเผาแนวตั้ง) ใช้สำหรับกระบวนการ LPCVD การออกซิเดชั่นและกระบวนการหลอม

คุณสมบัติ: โครงสร้างขนาดกะทัดรัดมากขึ้นสามารถเพิ่มความสามารถในการรับเวเฟอร์และลดการปนเปื้อนของอนุภาคในระหว่างกระบวนการ

●เรือควอตซ์ที่กำหนดเอง

ออกแบบตามข้อกำหนดของกระบวนการที่แตกต่างกันการสนับสนุนเวเฟอร์เดี่ยวหรือโครงสร้างการยึดพิเศษอาจใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเอฟเฟกต์การประมวลผลเวเฟอร์

ในฐานะผู้ผลิตเรือและซัพพลายเออร์ชั้นนำในประเทศจีนVeteksemicon สามารถออกแบบและผลิตผลิตภัณฑ์ผู้ให้บริการควอตซ์ที่กำหนดเองตามความต้องการที่แท้จริงของคุณ สำหรับรายละเอียดผลิตภัณฑ์เพิ่มเติมโปรดดู:

iv. สถานการณ์แอปพลิเคชันของเรือควอตซ์ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์คืออะไร?

เรือควอตซ์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการเชื่อมโยงกระบวนการสำคัญหลายประการของการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งส่วนใหญ่รวมถึงสถานการณ์แอปพลิเคชันต่อไปนี้:

4.1 ออกซิเดชั่นความร้อน

●คำอธิบายกระบวนการ: เวเฟอร์ถูกทำให้ร้อนในสภาพแวดล้อมออกซิเจนหรือไอน้ำอุณหภูมิสูงเพื่อสร้างฟิล์มซิลิกอนไดออกไซด์ (SIO₂)

●คุณสมบัติของเรือควอตซ์:

1) ความต้านทานความร้อนสูงสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ 1,000 ~ 1200 ° C

2) ความเฉื่อยทางเคมีเรือควอตซ์ทนต่อกรดที่แข็งแรงอัลคาลิสที่แข็งแรงและก๊าซกัดกร่อนส่วนใหญ่จึงสามารถหลีกเลี่ยงการส่งผลกระทบต่อคุณภาพของฟิล์มออกไซด์

4.2 กระบวนการแพร่กระจาย

●คำอธิบายกระบวนการ: สิ่งสกปรก (เช่นฟอสฟอรัสและโบรอน) ถูกกระจายเข้าไปในเวเฟอร์ซิลิคอนภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงเพื่อสร้างชั้นยาสลบ

●คุณสมบัติของเรือควอตซ์:

1) การปนเปื้อนต่ำป้องกันการปนเปื้อนของโลหะจากการกระจายความเข้มข้นของยาสลบ

2) ความเสถียรทางความร้อนสูงโดยมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเพียง 0.55 ×10⁻⁶/° C ทำให้มั่นใจได้ว่ากระบวนการแพร่กระจายสม่ำเสมอ

4.3 กระบวนการหลอม

●คำอธิบายกระบวนการ: การรักษาอุณหภูมิสูงใช้เพื่อกำจัดความเครียดปรับปรุงโครงสร้างผลึกวัสดุหรือเปิดใช้งานชั้นการปลูกถ่ายไอออน

●คุณสมบัติของเรือควอตซ์:

1) ด้วยจุดหลอมเหลวสูงถึง 1713 ° C มันสามารถทนต่อความร้อนและความเย็นอย่างรวดเร็วเพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าวที่เกิดจากความเครียดจากความร้อน

2) การควบคุมขนาดที่แม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าให้ความร้อนสม่ำเสมอ

4.4 การสะสมไอสารเคมีแรงดันต่ำ (LPCVD)

●คำอธิบายกระบวนการ: ในสภาพแวดล้อมที่มีความดันต่ำฟิล์มบาง ๆ ที่เหมือนกันเช่นซิลิกอนไนไตรด์ (Si₃n₄) จะเกิดขึ้นผ่านปฏิกิริยาเฟสก๊าซ

●คุณสมบัติของเรือควอตซ์:

1) เหมาะสำหรับหลอดเตาแนวตั้งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพความสม่ำเสมอของการสะสมของฟิล์มได้

2) การปนเปื้อนของอนุภาคต่ำปรับปรุงคุณภาพของฟิล์ม

Ⅴ- อะไรคือความแตกต่างระหว่างเรือควอตซ์และเรือกราไฟท์ PECVD?

สถานการณ์ความแตกต่างทั่วไป:

●กระบวนการ PECVD: เรือกราไฟท์สามารถเพิ่มประสิทธิภาพความสม่ำเสมอของพลาสม่าเนื่องจากค่าการนำไฟฟ้าและไม่ต้องการประสิทธิภาพอุณหภูมิสูงของควอตซ์ในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำ (300-400 ° C)

●เตาออกซิเดชั่นอุณหภูมิสูง: เรือ Veteksemicon Quartz ไม่สามารถถูกแทนที่ได้สำหรับความต้านทานอุณหภูมิสูงในขณะที่กราไฟท์นั้นถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายเพื่อสร้าง CO/CO₂ที่อุณหภูมิสูงในสภาพแวดล้อมออกซิเจนซึ่งก่อให้เกิดมลพิษในห้อง