استفاده از اجزای کوارتز در تجهیزات نیمه هادی

محصولات کوارتزبه دلیل خلوص زیاد ، مقاومت در برابر درجه حرارت بالا و ثبات شیمیایی قوی ، در فرآیند تولید نیمه هادی مورد استفاده قرار می گیرند.

1.quartz crucible

برنامه - از آن برای ترسیم میله های سیلیکون مونوکریستالی استفاده می شود و هسته ای قابل مصرف در تولید ویفر سیلیکون است.

کوارتز صلیباز ماسه کوارتز با خلوص بالا (درجه 4N8 و بالاتر) ساخته شده اند تا آلودگی توسط ناخالصی های فلزی کاهش یابد. این باید از ثبات درجه حرارت بالا (نقطه ذوب> 1700 درجه سانتیگراد) و ضریب کم انبساط حرارتی برخوردار باشد. صلیب کوارتز در میدان نیمه هادی عمدتاً برای تولید کریستال های تک سیلیکون استفاده می شود. آنها ظروف کوارتز قابل مصرف برای بارگیری مواد اولیه سیلیکون پلی کریستالی هستند و می توانند به انواع مربع و گرد تقسیم شوند. مربع مربع برای ریخته گری شمشهای سیلیکون پلی کریستالی استفاده می شود ، در حالی که از آنهایی که گرد برای نقاشی میله های سیلیکون مونوکریستالی استفاده می شود استفاده می شود. این امر می تواند در برابر درجه حرارت بالا مقاومت کند و ثبات شیمیایی را حفظ کند و از خلوص و کیفیت کریستال های تک سیلیکون اطمینان حاصل کند.

2. لوله های کوره کوارتز

لوله های کوارتزبه دلیل ویژگی های آنها مانند مقاومت در برابر درجه حرارت بالا ، در صنعت نیمه هادی مورد استفاده قرار می گیرد (دمای عملیاتی طولانی مدت می تواند به بیش از 1100 درجه سانتیگراد برسد) ، مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی (به جز چند معرف مانند اسید هیدروفلوئوریک) ، خلوص بالا (محتوای ناخالصی می تواند به اندازه PPM یا حتی در مورد سطح PPB) و سونوگرافی عالی باشد. سناریوهای اصلی در پیوندهای فرآیند کلیدی تولید ویفر متمرکز شده اند.

پیوندهای اصلی برنامه:انتشار ، اکسیداسیون ، CVD (رسوب بخار شیمیایی)

هدف:

• لوله انتشار: در فرآیندهای انتشار درجه حرارت بالا استفاده می شود ، ویفرهای سیلیکونی را برای دوپینگ حمل می کند.
• لوله کوره: از قایق های کوارتز در کوره اکسیداسیون برای درمان اکسیداسیون درجه حرارت بالا پشتیبانی می کند.

ویژگی ها

این باید الزامات خلوص بالا (یون فلزی ≤1ppm) و مقاومت در برابر تغییر شکل درجه حرارت بالا (بالاتر از 1200 درجه سانتیگراد) را برآورده کند.

3 قایق کریستالی کوارتز

بسته به تجهیزات مختلف ، به انواع عمودی و افقی تقسیم می شود. بسته به خطوط مختلف تولید FAB ، دامنه اندازه 4 تا 12 اینچ است. در ساخت IC های نیمه هادی ،قایق های کریستالی کوارتزعمدتا در فرآیندهای انتقال ویفر ، تمیز کردن و پردازش استفاده می شود. آنها به عنوان حامل های ویفر مقاوم در برابر درجه حرارت بالا و با درجه بالا ، آنها نقش ضروری را ایفا می کنند. در فرآیند انتشار یا اکسیداسیون لوله کوره ، چندین ویفر روی قایق های کریستالی کوارتز قرار می گیرند و سپس برای تولید دسته ای به داخل لوله کوره هل می شوند.

انژکتورها در نیمه هادی ها عمدتاً برای حمل دقیق گاز یا مواد مایع مورد استفاده قرار می گیرند و در پیوندهای فرآیند کلیدی مانند رسوب فیلم نازک ، اچ و دوپینگ استفاده می شوند.

در فرآیند نظافت ترانزیستور سیلیکون و تولید مدار یکپارچه ، از آن برای حمل ویفرهای سیلیکونی استفاده می شود و برای اطمینان از اینکه ویفرهای سیلیکون در طی فرآیند تمیز کردن آلوده نمی شوند ، نیاز به اسید و قلیایی دارند.

6. فلنج کوارتز ، حلقه های کوارتز ، حلقه های متمرکز و غیره

این ماده در فرآیندهای اچ کننده نیمه هادی ، همراه با سایر محصولات کوارتز برای دستیابی به محافظت از آب از حفره ، از نزدیک اطراف ویفر ، جلوگیری از انواع مختلف آلودگی در طی فرآیند تولید اچی و نقش محافظتی استفاده می شود.

شیشه های کوارتزاجزای کلیدی که معمولاً در صنعت نیمه هادی مورد استفاده قرار می گیرند ، دارای مقاومت در برابر دمای بالا ، مقاومت در برابر خوردگی و انتقال نور زیاد هستند. پوشش کوره کاهش Polysilicon: پوشش زنگ کوارتز عمدتاً به عنوان پوشش کوره کاهش برای Polysilicon استفاده می شود. در تولید Polysilicon ، Trichlorosilane با خلوص بالا با هیدروژن به نسبت خاصی مخلوط می شود و سپس به کوره کاهش مجهز به پوشش زنگ کوارتز وارد می شود ، جایی که یک واکنش کاهش در هسته سیلیکون رسانا برای رسوب و تشکیل Polysilicon رخ می دهد.

8. مخزن تمیز کردن مرطوب کوارتز

مرحله کاربرد: تمیز کردن مرطوب ویفرهای سیلیکونی

استفاده: از آن برای شستشوی اسید (HF ، H₂SO₄ و غیره) و تمیز کردن اولتراسونیک استفاده می شود.

ویژگی ها: پایداری قوی شیمیایی و مقاومت در برابر خوردگی اسید قوی.

9. بطری جمع آوری مایع کوارتز

بطری جمع آوری مایع به طور عمده برای جمع آوری مایع زباله یا مایع باقیمانده در فرآیند تمیز کردن مرطوب استفاده می شود

در طی فرآیند تمیز کردن مرطوب ویفرها (مانند تمیز کردن RCA ، تمیز کردن SC1/SC2) ، برای شستشوی ویفرها به مقدار زیادی آب فوق العاده یا معرفها نیاز است و پس از شستشو ، مایع باقیمانده حاوی ناخالصی های کمیاب تولید می شود. پس از برخی فرآیندهای پوشش (مانند پوشش فوتوریستی) ، مایعات اضافی نیز وجود خواهد داشت (مانند مایع زباله های عکسبرداری) که باید جمع آوری شوند.

از بطری های جمع آوری مایع کوارتز برای جمع آوری نزدیک این مایعات باقیمانده یا زباله استفاده می شود ، به خصوص در "مرحله تمیز کردن با دقت بالا" (مانند مرحله قبل از درمان سطح ویفر) ، جایی که مایع باقیمانده هنوز هم ممکن است حاوی مقدار کمی معرفهای با ارزش بالا یا ناخالصی باشد که نیاز به تجزیه و تحلیل بعدی دارند. آلودگی کم بطری های کوارتز می تواند از آلودگی مجدد مایع باقیمانده جلوگیری کند ، تسهیل بهبودی بعدی (مانند تصفیه معرف) یا تشخیص دقیق (مانند تجزیه و تحلیل محتوای ناخالصی در مایع باقیمانده).

علاوه بر این ، ماسک های کوارتز ساخته شده از مواد کوارتز مصنوعی در فوتولیتوگرافی به عنوان "منفی" دستگاه های فوتولیتوگرافی برای انتقال الگوی استفاده می شوند. و نوسان سازهای کریستالی کوارتز که در رسوب فیلم نازک (PVD ، CVD ، ALD) برای نظارت بر ضخامت فیلم نازک و اطمینان از یکنواختی رسوب ، از جمله بسیاری از جنبه های دیگر ، در این مقاله توضیح داده نشده است.

در نتیجه ، محصولات کوارتز تقریباً در کل فرآیند تولید نیمه هادی وجود دارد ، از رشد سیلیکون مونوکریستالی (کوارتز کوارتز) تا فوتولیتوگرافی (ماسک های کوارتز) ، اچ (حلقه های کوارتز) و رسوب فیلم نازک (کریستال کوارتز) ، که همه آنها از نظر فیزیکی عالی و شیمیایی آنها بسیار خوب است. با تکامل فرآیندهای نیمه هادی ، الزامات مربوط به خلوص ، مقاومت دما و دقت بعدی مواد کوارتز بیشتر افزایش می یابد.