Thuyền thạch anh là gì?

Thuyền thạch anh là một thành phần ổ trục chính được sử dụng trong quy trình sản xuất chất bán dẫn, chủ yếu được sử dụng để xử lý các tấm vải nhiệt độ cao, như khuếch tán, oxy hóa và ủ. Sự ổn định nhiệt tuyệt vời của nó, đặc điểm ô nhiễm thấp và khả năng chống ăn mòn làm cho nó trở thành một vật liệu không thể thiếu trong ngành công nghiệp bán dẫn. Bài viết này sẽ giải thích về vật liệu, tính chất vật lý, phân loại, kịch bản ứng dụng và sự khác biệt giữa Thuyền Quartz và Thuyền Graphite Pecvd.

Ⅰ. Vật liệu của Thuyền Quartz

Thành phần chính của chất mang thạch anh là silicon dioxide (SIO₂) độ tinh khiết cao và độ tinh khiết thường cần phải đạt hơn 99,99% (loại bán dẫn). Vật liệu thạch anh có độ tinh khiết cao này đảm bảo rằng người vận chuyển thạch anh sẽ không đưa ra các tạp chất trong quá trình sản xuất chất bán dẫn để giảm ô nhiễm tạp chất kim loại trên wafer.

Theo quy trình chuẩn bị, vật liệu thạch anh có thể được chia thành hai loại:

● Thạch anh tự nhiên: Được làm từ tinh chế tinh thể, với hàm lượng hydroxyl cao (khoảng 100-200 ppm), chi phí thấp, nhưng dung sai yếu đối với những thay đổi đột ngột ở nhiệt độ cao.

● Quartz tổng hợp: Tổng hợp bằng lắng đọng hơi hóa học (CVD) hoặc điện cực, có hàm lượng hydroxyl (-OH) thấp (<1 ppm), ổn định nhiệt tốt hơn và phù hợp cho các quá trình nhiệt độ cao (như oxy hóa và khuếch tán).

Ngoài ra, một số thuyền thạch anh được pha tạp với các kim loại như titan (Ti) hoặc nhôm (AL) để cải thiện khả năng chống biến dạng hoặc điều chỉnh độ truyền ánh sáng để đáp ứng nhu cầu của các quá trình UV.

Ⅱ. Các tính chất vật lý chính của thuyền thạch anh là gì?

● Điện trở nhiệt độ cao: Điểm nóng chảy của thạch anh cao tới 1713 ° C và nó có thể hoạt động ổn định ở 1200 ° C trong một thời gian dài và chịu được 1500 ° C trong một thời gian ngắn.

● Hệ số giãn nở nhiệt thấp: Hệ số giãn nở nhiệt chỉ là 0,55 × 10⁻⁶/° C. Hiệu suất tuyệt vời này đảm bảo sự ổn định kích thước ở nhiệt độ cao và tránh bị nứt do ứng suất nhiệt.

● Hòa nhập hóa học: Ngoại trừ axit hydrofluoric (HF) và axit photphoric nóng, thạch anh có thể chống lại các axit mạnh, kiềm mạnh và hầu hết các loại khí ăn mòn (như Cl₂, O₂).

● Cách điện điện: Điện trở suất cao tới 10⁶Ω · cm, tránh nhiễu với sự phân bố điện trường của quá trình plasma.

● Truyền ánh sáng: Độ truyền xuất tuyệt vời trong dải cực tím đến dải hồng ngoại (＞ 90%), phù hợp cho các quá trình hỗ trợ ánh sáng (như bảo dưỡng tia cực tím).

Iii. Phân loại thuyền thạch anh

Theo các cấu trúc thiết kế và kịch bản sử dụng khác nhau, thuyền thạch anh có thể được chia thành các loại sau:

● Thuyền thạch anh ngang

Áp dụng cho các lò ống ngang (lò khuếch tán ngang), được sử dụng để oxy hóa, khuếch tán, ủ và các quá trình khác.

Các tính năng: Có thể mang theo 100-200 tấm vải, thường là với thiết kế mở hoặc bán.

● Thuyền thạch anh thẳng đứng

Áp dụng cho các lò dọc (lò dọc), được sử dụng cho các quy trình LPCVD, quá trình oxy hóa và ủ.

Các tính năng: Cấu trúc nhỏ gọn hơn, có thể tăng khả năng mang wafer và giảm ô nhiễm hạt trong quá trình.

● Thuyền thạch anh tùy chỉnh

Được thiết kế theo các yêu cầu quy trình khác nhau, hỗ trợ wafer đơn hoặc cấu trúc kẹp đặc biệt có thể được sử dụng để tối ưu hóa các hiệu ứng xử lý wafer.

Là một nhà sản xuất và nhà cung cấp thuyền thạch anh hàng đầu ở Trung Quốc,Veteksemonon có thể thiết kế và sản xuất các sản phẩm vận chuyển thạch anh tùy chỉnh theo nhu cầu thực tế của bạn. Để biết thêm chi tiết sản phẩm, vui lòng tham khảo:

Iv. Các kịch bản ứng dụng của Thuyền Quartz trong sản xuất chất bán dẫn là gì?

Thuyền thạch anh được sử dụng rộng rãi trong nhiều liên kết quy trình chính của sản xuất chất bán dẫn, chủ yếu bao gồm các kịch bản ứng dụng sau:

4.1 Quá trình oxy hóa nhiệt

● Mô tả quá trình: Wafer được làm nóng trong môi trường oxy hoặc hơi nước ở nhiệt độ cao để tạo thành màng silicon dioxide (SIO₂).

● Các tính năng của Thuyền Quartz:

1) Điện trở nhiệt cao, có thể chịu được nhiệt độ cao 1000 ~ 1200 ° C.

2) Hợp chất hóa học, thuyền thạch anh có khả năng chống lại các axit mạnh, kiềm mạnh và hầu hết các loại khí ăn mòn, vì vậy nó có thể tránh ảnh hưởng đến chất lượng của màng oxit.

4.2 Quá trình khuếch tán

● Mô tả quá trình: tạp chất (như phốt pho và boron) được khuếch tán vào wafer silicon trong điều kiện nhiệt độ cao để tạo thành một lớp pha tạp.

● Các tính năng của Thuyền Quartz:

1) Ô nhiễm thấp, ngăn ngừa ô nhiễm kim loại ảnh hưởng đến sự phân bố nồng độ pha tạp.

2) Độ ổn định nhiệt cao, với hệ số giãn nở nhiệt chỉ 0,55 × 10⁻⁶/° C, đảm bảo quá trình khuếch tán đồng nhất.

4.3 Quá trình ủ

● Mô tả quá trình: xử lý nhiệt độ cao được sử dụng để loại bỏ ứng suất, cải thiện cấu trúc tinh thể vật liệu hoặc kích hoạt lớp cấy ion.

● Các tính năng của Thuyền Quartz:

1) Với một điểm nóng chảy cao tới 1713 ° C, nó có thể chịu được sự gia nhiệt và làm mát nhanh chóng để tránh bị nứt do ứng suất nhiệt.

2) Kiểm soát kích thước chính xác để đảm bảo sưởi ấm đồng đều.

4,4 Lấy diện tích hơi hóa học áp suất thấp (LPCVD)

● Mô tả quá trình: Trong môi trường áp suất thấp, một màng mỏng đồng nhất như silicon nitride (SI₃N₄) được hình thành thông qua phản ứng pha khí.

● Các tính năng của Thuyền Quartz:

1) Thích hợp cho các ống lò dọc, có thể tối ưu hóa tính đồng nhất lắng đọng phim.

2) Ô nhiễm hạt thấp, cải thiện chất lượng phim.

Ⅴ. Sự khác biệt giữa Thuyền Quartz và Thuyền Graphite Pecvd là gì?

Kịch bản khác biệt điển hình:

● Quá trình PECVD: Thuyền than chì có thể tối ưu hóa tính đồng nhất trong huyết tương do độ dẫn của chúng và không yêu cầu hiệu suất nhiệt độ cao của thạch anh trong môi trường nhiệt độ thấp (300-400 ° C).

● Lò oxy hóa nhiệt độ cao: Thuyền thạch anh veteksemon có thể thay thế cho khả năng chống nhiệt độ cao của chúng, trong khi than chì dễ bị oxy hóa để tạo ra CO/CO₂ ở nhiệt độ cao trong môi trường oxy, làm ô nhiễm buồng.