Quartzo de alta pureza: um material indispensável para a indústria de semicondutores

O quartzo de alta pureza possui propriedades físicas e químicas notáveis. Sua estrutura cristalina inerente, forma e variações de rede contribuem para características excepcionais, como resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão, resistência à abrasão, baixo coeficiente de expansão térmica, alto isolamento, efeitos piezoelétricos, efeitos ressonantes e propriedades ópticas exclusivas. Esses atributos o tornam um material fundamental insubstituível para o desenvolvimento de indústrias estratégicas e pilares.

A aplicação de quartzo de alta pureza abrange diversos campos, incluindo semicondutores, energia fotovoltaica, fibras ópticas e fontes de luz elétrica. Entre estes, a indústria de semicondutores detém a maior participação, respondendo por significativos 50% do seu uso.

No centro da fabricação de semicondutores está a fabricação de chips, que representa o segmento de maior valor agregado da indústria. A fabricação de chips compreende principalmente quatro estágios: crescimento de cristal único, processamento e fabricação de wafer, produção de circuito integrado (CI) e embalagem. As etapas mais críticas, complexas e exigentes, especialmente em termos de requisitos de materiais, são a fabricação e o processamento de wafers de silício.

Os materiais de quartzo de alta pureza, com excepcional estabilidade térmica, resistência a ácidos, baixa expansão térmica e excelente transmitância espectral, atendem perfeitamente aos rigorosos requisitos da indústria de semicondutores em relação ao teor de metais alcalinos e metais pesados ​​em materiais transportadores. O processo de produção necessita de um volume considerável de componentes de quartzo de alta qualidade, incluindo wafers, anéis, placas, flanges, barcos gravados, tubos de forno de difusão e tanques de limpeza.

Quartzo de alta pureza usado em vários estágios de preparação de semicondutores

Aplicação na fabricação de wafer de silício

A principal aplicação do vidro de quartzo emfabricação de wafer de silícioreside na produção decadinhos de quartzo, essencial para o processo Czochralski (CZ) usado para cultivar lingotes de silício monocristalino para fabricação de wafer. Além disso, também são utilizados recipientes de limpeza de quartzo.

Semicorex Cadinho de Quartzo Fundido

Aplicação em processamento de wafer

Durante o processamento do wafer, vários tratamentos comooxidação, epitaxia, litografia, ataque químico, difusão, deposição química de vapor (CVD), implantação iônica e polimento são realizados em wafers de silício. O vidro de quartzo de alta pureza, devido à sua pureza, resistência a altas temperaturas, baixa expansão térmica e resistência à corrosão, desempenha um papel crucial nesses processos.

1)Difusão e Oxidação: Tubos de difusão de vidro de quartzosão amplamente utilizados nesses processos, juntamente com os flanges de quartzo que os acompanham. Outros componentes principais incluemtubos de forno de quartzo(para transportarbarcos de quartzodentro e fora do forno), barcos de quartzo (para transportar pastilhas de silício) e suportes para barcos de quartzo. Entre estes,tubos de difusão de vidro de quartzosão fundamentais, com sua pureza, resistência à deformação em alta temperatura e geometria precisa impactando diretamente a qualidade, o custo e a eficiência da produção do IC.

Barcos de quartzoe racks servem como transportadores indispensáveis ​​para pastilhas de silício durante processos de difusão, oxidação, CVD e recozimento. Esses componentes vêm em diversas especificações e tamanhos, normalmente disponíveis em configurações horizontais e verticais. O contato direto com pastilhas de silício em altas temperaturas exige o uso de vidro de quartzo de alta pureza com excelente estabilidade térmica e precisão dimensional para esses componentes.

Componentes de quartzo Semicorex para forno de difusão

2)Gravura e Limpeza:O processo de gravação requer materiais e componentes de vidro de quartzo resistentes à corrosão, levando a uma demanda significativa por anéis de quartzo, câmaras de reação de vidro de quartzo e suportes de wafer. Além disso, as etapas de limpeza ácida e limpeza ultrassônica utilizam cestos de vidro de quartzo e tanques de limpeza, respectivamente, aproveitando a excepcional estabilidade química do material. Os potes de sino de quartzo também são usados ​​durante o crescimento epitaxial do silício.

3)Fotolitografia:O vidro de quartzo de alta pureza serve como material de substrato primário para fotomáscaras, componentes cruciais no processo de fotolitografia. O custo de aquisição destes substratos constitui 90% do custo total da matéria-prima para fotomáscaras, conforme indicado pelos dados do prospecto da Qingyi Photomask. Como ferramentas de alta precisão para transferência de padrões de circuitos durante a fabricação de LCDs, semicondutores e outros dispositivos eletrônicos, as fotomáscaras influenciam diretamente a precisão e a qualidade do produto final. Isso exige o uso de lingotes de vidro de quartzo sintético de altíssima pureza como material de base para substratos de máscara fotográfica.

Concluindo, a combinação única de propriedades exibidas pelo quartzo de alta pureza consolidou sua posição como um material indispensável na indústria de semicondutores. À medida que a tecnologia avança e as exigências de miniaturização e desempenho aumentam, espera-se que a dependência de materiais de quartzo de alta qualidade cresça, solidificando ainda mais o seu papel crucial na definição do futuro da eletrónica.**

A Semicorex, como fabricante e fornecedor experiente, fornece materiais de quartzo de alta pureza para a indústria de semicondutores e fotovoltaica. Se você tiver alguma dúvida ou precisar de detalhes adicionais, não hesite em entrar em contato conosco.

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