Co to jest łódź kwarcowa?

Łódź kwarcowa jest kluczowym elementem łożyska stosowanym w procesie produkcji półprzewodników, wykorzystywanych głównie do przetwarzania płytek o wysokiej temperaturze, takich jak dyfuzja, utlenianie i wyżarzanie. Jego doskonała stabilność termiczna, niskie charakterystyka zanieczyszczenia i odporność na korozję sprawiają, że jest to niezbędny materiał w przemyśle półprzewodnikowym. Ten artykuł opracuje materiał, właściwości fizyczne, klasyfikację, scenariusze aplikacji i różnice między łodzią kwarcową a łodzią grafitową PECVD.

Ⅰ. Materiał łodzi kwarcowej

Głównym elementem nośnika kwarcowego jest dwutlenek krzemowy o dużej czystości (SIO₂), a czystość zwykle musi osiągnąć ponad 99,99% (stopień półprzewodnikowy). Ten materiał kwarcowy o wysokiej czystości zapewnia, że ​​nośnik kwarcowy nie wprowadzi zanieczyszczeń podczas procesu produkcji półprzewodników w celu zmniejszenia zanieczyszczenia zanieczyszczeń metali na waflu.

Zgodnie z procesem przygotowania materiały kwarcowe można podzielić na dwie kategorie:

● Naturalny kwarc: Wykonane z oczyszczania kryształów, z wysoką zawartością hydroksylową (około 100-200 ppm), niski koszt, ale słaba tolerancja na nagłe zmiany w wysokiej temperaturze.

● Syntetyczny kwarc: syntetyzowane przez chemiczne osadzanie pary (CVD) lub elektrozawrze, z niską zawartością hydroksyl (-OH) (<1 ppm), lepszą stabilnością termiczną i odpowiednim do procesów o wysokiej temperaturze (takich jak utlenianie i dyfuzja).

Ponadto niektóre łodzie kwarcowe są domieszkowane metaliami, takimi jak tytan (TI) lub aluminium (AL) w celu poprawy odporności deformacji lub dostosowania transmitancji światła w celu zaspokojenia potrzeb procesów UV.

Ⅱ. Jakie są główne właściwości fizyczne łodzi kwarcowych?

● Oporność na wysoką temperaturę: Temperatura topnienia kwarcu jest tak wysoka jak 1713 ° C i może działać stabilnie w temperaturze 1200 ° C przez długi czas i wytrzymywać 1500 ° C przez krótki czas.

● Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej: Współczynnik rozszerzalności cieplnej wynosi tylko 0,55 × 10⁻⁶/° C. Ta doskonała wydajność zapewnia stabilność wymiarową w wysokich temperaturach i pozwala na pękanie z powodu naprężenia termicznego.

● Bezwładność chemiczna: Z wyjątkiem kwasu hydrofluorowego (HF) i gorącego kwasu fosforowego, kwarc może oprzeć się silnym kwasom, silnym alkaliom i większości gazów korozyjnych (takich jak Cl₂, O₂).

● Izolacja elektryczna: rezystywność jest tak wysoka jak 10¹⁶Ω · cm, unikając zakłóceń w rozkład pola elektrycznego procesu plazmatycznego.

● Przekazanie światła: Doskonała transmisja w pasma ultrafioletowym do podczerwieni (＞ 90%), odpowiednia do procesów wspomaganych światłem (takich jak utwardzanie ultrafioletowe).

Iii. Klasyfikacja łodzi kwarcowych

Według różnych struktur projektowych i scenariuszy użytkowania łodzie kwarcowe można podzielić na następujące kategorie:

● Horyzontalna łódź kwarcowa

Mające zastosowanie do pieców rurowych poziomych (poziomy piec dyfuzyjny), stosowany do utleniania, dyfuzji, wyżarzania i innych procesów.

Funkcje: można nosić 100-200 wafli, zwykle z otwartym lub częściowo zamkniętym projektem.

● Pionowa łódź kwarcowa

Mające zastosowanie do pieców pionowych (pieca pionowego), stosowany do procesów LPCVD, procesów utleniania i wyżarzania.

Cechy: Bardziej kompaktowa struktura może zwiększyć pojemność przenoszenia wafla i zmniejszyć zanieczyszczenie cząstek podczas procesu.

● Zamożowa łódź kwarcowa

Zaprojektowane zgodnie z różnymi wymaganiami procesu, można zastosować wsparcie pojedynczego waflowego lub specjalną strukturę zacisków do optymalizacji efektów przetwarzania opłat.

Jako wiodący producent i dostawca łodzi kwarcowych w Chinach,VETEKESEMICON może projektować i produkować dostosowane produkty nośników kwarcowych zgodnie z twoimi rzeczywistymi potrzebami. Więcej informacji na temat produktu można znaleźć w:

Iv. Jakie są scenariusze aplikacji łodzi kwarcowej w produkcji półprzewodnikowej?

Łodzie kwarcowe są szeroko stosowane w wielu kluczowych linkach procesowych produkcji półprzewodników, w tym głównie następujące scenariusze aplikacji:

4.1 Utlenianie termiczne

● Opis procesu: Wafel jest podgrzewany w środowisku pary tlenu o wysokiej temperaturze lub wodę w celu utworzenia filmu dwutlenku krzemu (SiO₂).

● Cechy kwarcowej łodzi:

1) Wysoka odporność na ciepło, może wytrzymać wysokie temperatury 1000 ~ 1200 ° C.

2) Bezwładność chemiczna, łodzie kwarcowe są odporne na silne kwasy, mocne alkalis i większość gapów korozyjnych, dzięki czemu może uniknąć wpływu na jakość folii tlenkowej.

4.2 Proces dyfuzji

● Opis procesu: Zanieczyszczenia (takie jak fosfor i bor) są rozpraszane do wafla krzemowego w warunkach wysokiej temperatury, tworząc warstwę domieszkowaną.

● Funkcje łodzi kwarcowej:

1) Niskie zanieczyszczenie, zapobiegając wpływowi zanieczyszczenia metalu na rozkład stężenia domieszkowania.

2) Wysoka stabilność termiczna, przy współczynniku rozszerzalności cieplnej tylko 0,55 × 10⁻⁶/° C, zapewniając jednolity proces dyfuzji.

4.3 Proces wyżarzania

● Opis procesu: Obróbka wysokiej temperatury służy do usuwania stresu, poprawy struktury krystalicznej materiału lub aktywowania warstwy implantacji jonowej.

● Funkcje łodzi kwarcowej:

1) Przy temperaturze topnienia tak wysokiej jak 1713 ° C może wytrzymać szybkie ogrzewanie i chłodzenie, aby uniknąć pękania spowodowanego naprężeniem termicznym.

2) Dokładna kontrola wielkości, aby zapewnić jednolite ogrzewanie.

4.4 Osadzanie pary chemicznej niskiego ciśnienia (LPCVD)

● Opis procesu: W środowisku niskiego ciśnienia, jednolita cienka warstwa, taka jak azotek krzemu (Si₃n₄) powstaje poprzez reakcję fazy gazowej.

● Cechy kwarcowej łodzi:

1) Nadaje się do pionowych rurek pieca, może zoptymalizować jednolitość osadzania folii.

2) Niskie zanieczyszczenie cząstek poprawia jakość filmu.

Ⅴ. Jakie są różnice między łodzią kwarcową a łodzią grafitową PECVD?

Typowe scenariusze różnicy:

● Proces PECVD: Łodzie grafitowe mogą zoptymalizować jednorodność plazmy ze względu na ich przewodność i nie wymagają wysokiej temperatury wydajności kwarcu w środowiskach niskiej temperatury (300-400 ° C).

● Piec utleniający w wysokiej temperaturze: Łodzie kwarcowe Vetesemicon są niezastąpione ze względu na ich oporność w wysokiej temperaturze, podczas gdy grafit można łatwo utleniać do generowania CO/CO₂ w wysokich temperaturach w środowisku tlenu, które zanieczyszcza komorę.