La aplicación de componentes de cuarzo en equipos de semiconductores

Productos de cuarzose utilizan ampliamente en el proceso de fabricación de semiconductores debido a su alta pureza, resistencia a la alta temperatura y una fuerte estabilidad química.

1. Crucible de Cartzo

Aplicación: se utiliza para dibujar varillas de silicio monocristalinas y es un núcleo consumible en la fabricación de obleas de silicio.

Crisoles de cuarzoestán hechos de arena de cuarzo de alta pureza (grado 4N8 y superior) para reducir la contaminación por impurezas de metales. Debe tener estabilidad de alta temperatura (punto de fusión> 1700 ° C) y un bajo coeficiente de expansión térmica. Los crisoles de cuarzo en el campo de semiconductores se utilizan principalmente para la fabricación de cristales individuales de silicio. Son contenedores de cuarzo consumibles para cargar materias primas de silicio policristalino y se pueden dividir en tipos cuadrados y redondos. Los cuadrados se usan para la fundición de lingotes de silicio policristalino, mientras que los redondos se usan para el dibujo de varillas de silicio monocristalinas. Puede soportar altas temperaturas y mantener la estabilidad química, asegurando la pureza y la calidad de los cristales individuales de silicio.

2. Tubos de horno de cuarzo

Tubos de cuarzose utilizan ampliamente en la industria de semiconductores debido a sus características, como la resistencia a la alta temperatura (la temperatura de funcionamiento a largo plazo puede alcanzar más de 1100 ° C), la resistencia a la corrosión química (estable, excepto algunos pocos reactivos como el ácido hidrofluorico), la alta pureza (el contenido de impureza puede ser tan bajo como PPM o incluso el nivel de PPB) y excelentes reguintes (especialmente contra los rayos ultravoletos). Los escenarios centrales se concentran en múltiples enlaces de proceso clave de la fabricación de obleas.

Enlaces de aplicación principales:Difusión, oxidación, CVD (deposición de vapor químico)

Objetivo:

• Tubo de difusión: utilizado en procesos de difusión de alta temperatura, transporta obleas de silicio para el dopaje.
• Tubo de horno: admite barcos de cuarzo en el horno de oxidación para un tratamiento de oxidación a alta temperatura.

Características:

Debe cumplir con los requisitos de alta pureza (ion metálico ≤1ppm) y resistencia a la deformación de alta temperatura (por encima de 1200 ° C).

3. Barco de cristal de cuarzo

Dependiendo de diferentes equipos, se divide en tipos verticales y horizontales. Dependiendo de diferentes líneas de producción FAB, el rango de tamaño es de 4 a 12 pulgadas. En la fabricación de IC de semiconductores,botes de cristal de cuarzose utilizan principalmente en los procesos de transferencia de obleas, limpieza y procesamiento. Como portadores de obleas resistentes a la alta pureza y alta temperatura, juegan un papel indispensable. En el proceso de difusión o oxidación del tubo del horno, se colocan múltiples obleas en barcos de cristal de cuarzo y luego se empujan hacia el tubo del horno para la fabricación de lotes.

Los inyectores en los semiconductores se utilizan principalmente para transportar con precisión los materiales de gas o líquidos y se aplican en múltiples enlaces de proceso clave, como deposición de películas delgadas, grabado y dopaje.

En el proceso de limpieza del transistor de silicio y la producción de circuitos integrados, se utiliza para transportar obleas de silicio y debe ser ácido y álcali resistente para garantizar que las obleas de silicio no estén contaminadas durante el proceso de limpieza.

6. bridas de cuarzo, anillos de cuarzo, anillos de enfoque, etc.

Se utiliza en procesos de grabado de semiconductores, combinados con otros productos de cuarzo para lograr una protección sellada de la cavidad, rodeando de cerca la oblea, evitando varios tipos de contaminación durante el proceso de fabricación de grabado y desempeñando un papel protector.

Frascos de campana de cuarzoson componentes clave comúnmente utilizados en la industria de semiconductores, con resistencia a alta temperatura, resistencia a la corrosión y transmitancia de alta luz. En la producción de polisilicio, el triclorosilano de alta pureza se mezcla con hidrógeno en una determinada proporción y luego se introduce en el horno de reducción equipado con una cubierta de campana de cuarzo, donde ocurre una reacción de reducción en el núcleo de silicio conductor para depositar y formar polisilicón.

8. Tanque de limpieza húmedo de cuarzo

Etapa de aplicación: limpieza húmeda de obleas de silicio

Uso: se usa para lavado ácido (HF, H₂so₄, etc.) y limpieza ultrasónica.

Características: Estabilidad química fuerte y resistencia a una fuerte corrosión ácida.

9. Botella de recolección de líquidos de cuarzo

La botella de recolección de líquidos se usa principalmente para recolectar líquido de desechos o líquido residual en el proceso de limpieza húmeda

Durante el proceso de limpieza húmedo de las obleas (como la limpieza de RCA, la limpieza SC1/SC2), se necesita una gran cantidad de agua ultrapura o reactivos para enjuagar las obleas, y después de enjuagarse, se producirán un líquido residual que contiene impurezas de trazas. Después de algunos procesos de recubrimiento (como el recubrimiento fotorresistente), también habrá líquidos excesivos (como líquido de desechos fotorresistentes) que deben recolectarse.

Las botellas de recolección de líquidos de cuarzo de funciones se utilizan para recolectar de cerca estos líquidos residuales o de desechos, especialmente en el "paso de limpieza de alta precisión" (como la etapa previa al tratamiento de la superficie de la oblea), donde el líquido residual aún puede contener una pequeña cantidad de reactivos o impurezas de alto valor que necesitan un análisis posterior. La baja contaminación de las botellas de cuarzo puede evitar que el líquido residual se vuelva a contaminar, facilitando la recuperación posterior (como la purificación de reactivos) o la detección precisa (como el análisis del contenido de impurezas en el líquido residual).

Además, las máscaras de cuarzo hechas de materiales de cuarzo sintético se aplican en la fotolitografía como los "negativos" de las máquinas de fotolitografía para la transferencia de patrones. Y los osciladores de cristal de cuarzo utilizados en la deposición de la película delgada (PVD, CVD, ALD) para monitorear el grosor de la película delgada y garantizar la uniformidad de la deposición, entre muchos otros aspectos, no se elaboran en este artículo.

En conclusión, los productos de cuarzo están casi presentes durante todo el proceso de fabricación de semiconductores, desde el crecimiento de silicio monocristalino (crisoles de cuarzo) hasta fotolitografía (máscaras de cuarzo), grabado (anillos de cuarzo) y depósito de películas delgadas (osciladores de cristales de cuarzo), que son de sus excelentes propiedades físicas y químicas. Con la evolución de los procesos de semiconductores, los requisitos para la pureza, la resistencia a la temperatura y la precisión dimensional de los materiales de cuarzo se mejorarán aún más.