Para que é usado o quartzo em semicondutores?

No campo da fabricação de semicondutores, nas etapas do crescimento do cristal de silício à difusão da oxidação, da gravação à limpeza, os componentes estruturais do quartzo estão envolvidos em todo o processo. Com o desenvolvimento de processos avançados, a tolerância à contaminação por impurezas e partículas metálicas está se tornando cada vez mais baixa a cada etapa.

Oquartzo de síntesetem números como alta pureza, sem bolhas, sem partículas de inclusão, alta transmitância UV, etc. Isso faz com que substitua gradualmente os materiais tradicionais de quartzo natural em processos de fabricação avançados, o que pode melhorar significativamente o rendimento e prolongar a vida útil.

01 Anel de Gravura

Sob o bombardeio de plasma (contendo gases altamente reativos à base de flúor e cloro), os materiais exigem inércia química e resistência à corrosão extremamente altas. Simultaneamente, os materiais de quartzo precisam possuir pureza extremamente alta para evitar a contaminação por partículas causadas pela corrosão. Os anéis de gravação são componentes consumíveis; atualmente, a maioria dos equipamentos utiliza quartzo natural. No entanto, alguns processos avançados (2nm, 5nm e outros processos abaixo de 28nm) os substituíram por anéis de gravação de quartzo sintético devido ao controle rigoroso sobre partículas e íons metálicos.

02 Cúpula de Quartzo

Uma janela de observação transparente em forma de cúpula instalada no topo da câmara de reação em equipamentos de gravação e deposição de filme fino (como CVD). Ele não só precisa de pureza extremamente alta para evitar que impurezas contaminem a câmara do processo, mas também requer certas propriedades ópticas para permitir a passagem de sinais de luz do sistema de detecção para monitoramento em tempo real do processo. O quartzo sintético, com sua transmitância extremamente alta e alta pureza, é amplamente utilizado em DOME (Oxidação por Difusão).

03 Tubo do Forno

Em fornos de oxidação/difusão de alta temperatura, ele serve como recipiente tubular central que contém o wafer e realiza a reação do processo. É necessária uma resistência ao calor extremamente elevada, permitindo um funcionamento a longo prazo a temperaturas acima de 1200°C sem amolecimento ou deformação. O quartzo natural, devido ao seu alto teor de Al e baixo teor de hidroxila, atinge alta resistência ao calor e é amplamente utilizado em tubos de fornos. No entanto, à medida que os processos avançados impõem controles cada vez mais rigorosos sobre os íons de impurezas metálicas na câmara, os materiais de quartzo sintético altamente resistentes ao calor estão gradualmente substituindo os tubos de forno de quartzo natural.

04 Tanque de Limpeza

Usado para reter soluções de limpeza altamente corrosivas e de alta pureza (como SC1, SC2, ácido fluorídrico, ácido sulfúrico, etc.) para limpeza úmida de wafers. Os materiais de quartzo têm excelente resistência à corrosão ácida e alcalina: eles podem resistir à erosão de quase todos os ácidos fortes (exceto ácido fluorídrico e ácido fosfórico quente), garantindo que o tanque permaneça sem corrosão para uso a longo prazo. Porém, com o uso prolongado, os íons metálicos no tanque de quartzo são liberados gradativamente, causando facilmente contaminação. O quartzo sintético de grau PPB reduz efetivamente a contaminação por íons de impurezas metálicas e sua natureza livre de bolhas o torna mais adequado para o processamento de superfícies lisas e densas, reduzindo a adesão de contaminantes.

05. Janela de cura UV

Instalado em equipamentos de cura UV, serve como janela para transmissão de luz UV. Entre todos os materiais ópticos, o quartzo sintético tem a maior transmitância nas bandas ultravioleta profunda (DUV) a ultravioleta (UV) (até 185 nm). Sua alta resistência e resistência à radiação também garantem que seu desempenho não se degrade ou descolora sob irradiação UV prolongada.

06. Transportador de embalagens avançado

Em processos de embalagem avançados (como Fan-Out, 2.5D/3D IC), wafers transportadores de quartzo sintético podem ser usados ​​como placas transportadoras para suporte temporário, fixação, transporte e processamento de wafers ultrafinos ou reconstrução de wafers. O material de quartzo sintético pode ser processado para obter excelente planicidade e rigidez, fornecendo suporte sólido para cavacos ultrafinos e garantindo a precisão do processo.

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