تطبيق مكونات الكوارتز في معدات أشباه الموصلات

منتجات الكوارتزتستخدم على نطاق واسع في عملية تصنيع أشباه الموصلات بسبب نقاءها العالي ، ومقاومة درجة الحرارة العالية ، والاستقرار الكيميائي القوي.

1. Quartz Crucible

التطبيق - يتم استخدامه لرسم قضبان السيليكون أحادي البلورة وهو جوهر مستهلك في تصنيع الويفر السيليكون.

كوارتز البوتقةمصنوعة من رمال الكوارتز عالية النقاء (4N8 الدرجة وما فوق) لتقليل التلوث عن طريق الشوائب المعدنية. يجب أن يكون له استقرار ارتفاع درجات الحرارة (نقطة الانصهار> 1700 درجة مئوية) ومعامل منخفض من التمدد الحراري. تستخدم كوارتز في حقل أشباه الموصلات بشكل أساسي لتصنيع بلورات واحدة من السيليكون. فهي حاويات الكوارتز قابلة للاستهلاك لتحميل المواد الخام السيليكون الكريستالي ويمكن تقسيمها إلى أنواع مربعة وجولة. يتم استخدام تلك المربعة لصب سبائك السيليكون متعدد الكريستالات ، بينما يتم استخدام تلك المستديرة لرسم قضبان السيليكون أحادي البلورة. يمكن أن تصمد أمام درجات الحرارة العالية والحفاظ على الاستقرار الكيميائي ، مما يضمن نقاء ونوعية البلورات المفردة من السيليكون.

2. أنابيب فرن الكوارتز

أنابيب الكوارتزتستخدم على نطاق واسع في صناعة أشباه الموصلات بسبب خصائصها مثل المقاومة ذات درجة الحرارة العالية (يمكن أن تصل درجة حرارة التشغيل طويلة الأجل إلى أكثر من 1100 درجة مئوية) ، ومقاومة التآكل الكيميائي (مستقر باستثناء عدد قليل من الكواشف مثل حمض الهيدروفلوريك) ، والطهارة العالية (يمكن أن يكون محتوى الشوائب منخفضًا مثل PPM أو حتى مستوى PPB) ، ومحولات الإضاءة الممتازة بشكل خاص. تتركز السيناريوهات الأساسية في روابط العمليات الرئيسية المتعددة لتصنيع الويفر.

روابط التطبيق الرئيسية:الانتشار ، الأكسدة ، الأمراض القلبية الوعائية (ترسب البخار الكيميائي)

غاية:

• أنبوب الانتشار: يستخدم في عمليات الانتشار عالية درجة الحرارة ، ويحمل رقائق السيليكون للتنشر.
• أنبوب الفرن: يدعم قوارب الكوارتز في فرن الأكسدة لعلاج الأكسدة عالية الحرارة.

سمات:

يجب أن تلبي متطلبات نقاء عالية (أيون المعادن ≤1ppm) ومقاومة تشوه درجة الحرارة العالية (أعلى من 1200 درجة مئوية).

3. قارب الكوارتز الكريستال

اعتمادًا على المعدات المختلفة ، يتم تقسيمه إلى أنواع رأسية وأفقية. اعتمادًا على خطوط إنتاج FAB المختلفة ، يتراوح نطاق الحجم من 4 إلى 12 بوصة. في تصنيع أشباه الموصلات ICS ،كوارتز كريستال القواربتستخدم بشكل أساسي في عمليات نقل الرقاقة والتنظيف والمعالجة. بصفتها ناقلات رقاقة عالية النقاء ومقاومة للدرجات الحرارة ، فإنها تلعب دورًا لا غنى عنه. في عملية الانتشار أو الأكسدة لأنبوب الفرن ، يتم وضع رقائق متعددة على قوارب الكوارتز الكريستالية ثم يتم دفعها إلى أنبوب الفرن لتصنيع الدُفعات.

تستخدم الحقن في أشباه الموصلات بشكل أساسي لنقل الغاز أو المواد السائلة بدقة ويتم تطبيقها في روابط عملية رئيسية متعددة مثل ترسب الأفلام الرفيعة والحفر والمنشر.

في عملية التنظيف لترانزستور السيليكون وإنتاج الدائرة المتكاملة ، يتم استخدامه لحمل رقائق السيليكون ويجب أن يكون مقاومًا للحمض والقلوي لضمان عدم ملوثات السيليكون أثناء عملية التنظيف.

6.

يتم استخدامه في عمليات حفر أشباه الموصلات ، جنبًا إلى جنب مع منتجات الكوارتز الأخرى لتحقيق حماية مختومة للتجويف ، المحيطة بالرقاقة بشكل وثيق ، ومنع أنواع مختلفة من التلوث أثناء عملية تصنيع الحفر ، ولعب دور وقائي.

كوارتز جرس الجرارهي المكونات الرئيسية شائعة الاستخدام في صناعة أشباه الموصلات ، والتي تتميز بمقاومة عالية الحرارة ، ومقاومة التآكل ، ونقل الضوء العالي. غطاء فرن تقليل polysilicon: يستخدم غطاء جرس الكوارتز بشكل رئيسي كغطاء فرن الاختزال لل polysilicon. في إنتاج polysilicon ، يتم خلط الترايكلوروسيلان عالي النقاء بالهيدروجين بنسبة معينة ثم يتم إدخاله في فرن الاختزال المزود بغطاء جرس الكوارتز ، حيث يحدث تفاعل تخفيض على قلب السيليكون الموصل لإيداع البوليسيليكون وتشكيله.

8. خزان التنظيف الرطب الكوارتز

مرحلة التطبيق: التنظيف الرطب من رقائق السيليكون

الاستخدام: يتم استخدامه لغسل الحمض (HF ، H₂so₄ ، إلخ) والتنظيف بالموجات فوق الصوتية.

الميزات: الاستقرار الكيميائي القوي ومقاومة التآكل الحمضي القوي.

9. زجاجة جمع الكوارتز السائل

تستخدم زجاجة التجميع السائل بشكل أساسي لجمع النفايات السائلة أو السائل المتبقي في عملية التنظيف الرطب

أثناء عملية التنظيف الرطبة للرقائق (مثل تنظيف RCA ، تنظيف SC1/SC2) ، هناك حاجة إلى كمية كبيرة من المياه الفائقة أو الكواشف لشطف الرقائق ، وبعد شطف السائل المتبقي الذي يحتوي على شوائب تتبع. بعد بعض عمليات الطلاء (مثل طلاء مقاوم الضوء) ، سيكون هناك أيضًا سوائل زائدة (مثل سائل النفايات المصهر) التي يجب جمعها.

تُستخدم زجاجات جمع السائل الكوارتز للوظيفة لجمع هذه السوائل المتبقية أو النفايات عن كثب ، وخاصة في "خطوة التنظيف عالية الدقة" (مثل مرحلة ما قبل المعالجة لسطح الرقاقة) ، حيث قد لا يزال السائل المتبقي يحتوي على كمية صغيرة من الكواشف عالية القيمة أو الضوور التي تحتاج إلى تحليل لاحق. يمكن للتلوث المنخفض لزجاجات الكوارتز أن يمنع السائل المتبقي من إعادة تلميعه ، مما يسهل الانتعاش اللاحق (مثل تنقية الكاشف) أو الكشف الدقيق (مثل تحليل محتوى الشوائب في السائل المتبقي).

بالإضافة إلى ذلك ، يتم تطبيق أقنعة الكوارتز المصنوعة من مواد الكوارتز الاصطناعية في التصوير الفوتوغرافي كـ "السلبيات" لآلات التصوير الفوتوغرافي الضوئي لنقل الأنماط. ومذبذبات الكوارتز الكريستالية المستخدمة في ترسب الأفلام الرقيقة (PVD ، CVD ، ALD) لمراقبة سمك الفيلم الرقيق وضمان توحيد الترسب ، من بين العديد من الجوانب الأخرى ، في هذه المقالة.

في الختام ، توجد منتجات الكوارتز تقريبًا طوال عملية تصنيع أشباه الموصلات بأكملها ، من نمو السيليكون أحادي البلورة (كوانت كوارتز) إلى التصوير الفوتوغرافي الضوئي (أقنعة الكوارتز) ، وكلها على الحلقات الفيزيائية والكيميائية الممتازة. مع تطور عمليات أشباه الموصلات ، سيتم تعزيز متطلبات النقاء ومقاومة درجة الحرارة ودقة الأبعاد لمواد الكوارتز.