Componentes e aplicações comuns de quartzo semicondutor

O quartzo pertence ao sistema de cristal trigonal, que é um cristal mineral de estrutura tridimensional composto de dióxido de silício. Normalmente, o quartzo puro é incolor e transparente, mas assume uma variedade de tonalidades como resultado de vestígios de íons de pigmento, inclusões finamente dispersas ou formação de centros de cor. Com múltiplas propriedades excelentes, o quartzo é amplamente utilizado em vários processos de fabricação de semicondutores, e seu desempenho e qualidade afetam diretamente o rendimento, o desempenho e o custo dos dispositivos semicondutores.

1. Cadinho de Quartzo

Ocadinhos de quartzosão usados ​​para reter as matérias-primas de silício policristalino no processo de crescimento de silício monocristalino de alta temperatura. Para garantir materiais de suporte estáveis, os cadinhos de quartzo precisam apresentar excelente estabilidade em altas temperaturas (ponto de fusão >1700°C) e um baixo coeficiente de expansão térmica para suportar os desafios de condições operacionais severas em altas temperaturas. Os cadinhos de quartzo para aplicações de semicondutores precisam ser fabricados a partir de quartzo de alta pureza de grau 4N8 ou superior. Essa seleção sábia de materiais pode efetivamente reduzir os riscos de contaminação do cristal causados ​​pela precipitação de impurezas do cadinho de quartzo devido à alta temperatura.

Os tubos do forno de quartzo geralmente servem como câmaras de reação de alta temperatura para vários processos de fabricação de wafer, como difusão, oxidação e deposição química de vapor (CVD). Entãotubos de forno de quartzoprecisam apresentar excelente resistência a altas temperaturas para evitar que se deformem ou amoleçam causados ​​por ambientes de alta temperatura. Em alguns processos, o tratamento de desidroxilação é ainda necessário para reduzir o impacto dos grupos hidroxila na estabilidade térmica. A fabricação de tubos de forno de quartzo também requer material de quartzo de alta pureza com um teor de impurezas metálicas ≤1 ppm para evitar a precipitação de impurezas durante o processo de reação e afetar os resultados do processamento do wafer.

Os barcos de quartzo são normalmente usados ​​em conjunto com tubos de forno de quartzo para transportar dezenas a centenas de wafers. Portanto,barcos de quartzogeralmente precisam possuir a mesma excelente resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão e desempenho estável e confiável em termos de resistência mecânica que os tubos de forno de quartzo.

Anéis de foco de quartzosão especialmente projetados para processos de gravação a seco. Eles são normalmente instalados em torno de wafers para confinar e homogeneizar o plasma, garantindo efetivamente a uniformidade da taxa de gravação e do padrão no wafer. Este ambiente operacional exige que os anéis de foco de quartzo possuam forte resistência à corrosão do plasma, precisão dimensional extremamente alta e um acabamento superficial liso para evitar descargas anormais ou geração de partículas.