Wie werden Halbleiter-Quarzofenrohre hergestellt?

HalbleiterQuarzofenrohresind wesentliche Komponenten, die in den wichtigsten Halbleiterherstellungsprozessen wie Diffusion, Oxidation und Tempern weit verbreitet sind. Es muss seine physikalischen und chemischen Eigenschaften stabil beibehalten, selbst wenn es über längere Zeit den hohen Temperaturen, dem starken Druck und der starken Korrosion der Betriebsumgebung ausgesetzt sein muss. Im Halbleiterherstellungsprozess wirkt sich die Qualität des Quarzofenrohrs direkt auf die Leistung und Ausbeute von Halbleiterbauelementen aus. Aus diesem Grund ist der Herstellungsprozess von Quarzofenrohren von entscheidender Bedeutung.

Die wichtigsten Herstellungsprozesse von Quarzofenrohren

1. Rohstoffauswahl

Quarzofenrohre werden hauptsächlich aus hochreinem Siliziumdioxid hergestellt, das sowohl in natürlicher als auch in synthetischer Form erhältlich ist. Hochreine Rohstoffe sind für die hervorragende optische, thermische und chemische Leistung von Quarzofenrohren unerlässlich. Insbesondere in hochpräzisen Bereichen wie der Halbleiterindustrie sind die Anforderungen an den Gehalt an Verunreinigungen, insbesondere Metallionenverunreinigungen (wie Eisen, Aluminium, Natrium usw.), in Rohstoffen äußerst streng und müssen auf ppm-Ebene kontrolliert werden.

2. Schmelzen und Formen

AusgewähltQuarzPulver oder Klumpen werden im Hochtemperaturofen bei über 2000 °C geschmolzen, um eine gleichmäßige Quarzglasflüssigkeit zu bilden. Eine genaue Temperaturkontrolle und eine spezifische atmosphärische Umgebung (z. B. Vakuum oder Inertgas) sind während dieses Prozesses von entscheidender Bedeutung, um durch Oxidation und Kontamination verursachte Defekte wirksam zu verhindern. Die geschmolzene Quarzflüssigkeit wird dann mithilfe spezieller Ziehgeräte oder Formen wie Rohrziehmaschinen kontinuierlich zu Rohren geformt.

3. Schneiden und Endbearbeitung

Geformte Quarzrohre werden normalerweise mit Schneidgeräten wie Diamantschneidern oder Laserschneidern auf die erforderliche Länge geschnitten. Die abgeschnittenen Enden der Rohre neigen dazu, rau zu sein, daher ist ein feines Schleifen erforderlich, um die Glätte und Ebenheit der Oberfläche sicherzustellen. Um durch Schneiden verursachte Grate und Mikrorisse zu entfernen, werden in der Regel mechanische Polier- oder chemische Polierprozesse eingesetzt, wodurch die Rohrenden hochpräzise Ebenheitsstandards erfüllen und die Vakuumabdichtungsanforderungen von Halbleiterprozessen erfüllen können.

4. Schweißmontage

Die geschnittenen Quarzrohre müssen bei hoher Temperatur mit den Ofenkernrohren, Flanschen und Abgasrohren verschweißt werden, damit sie entsprechend den individuellen Zeichnungen des Kunden zusammengebaut werden können. Nach der Schweißmontage muss die weiße Oxidschicht des Quarzrohrs durch Hochtemperaturpolieren entfernt werden. Diese Schicht entsteht beim Abkühlvorgang nach dem Schmelzen des Quarzrohres bei hohen Temperaturen. Obwohl es an sich harmlos ist, beeinträchtigt es die Lichtdurchlässigkeit, Ebenheit und Glätte des Quarzprodukts. Durch Hochtemperaturpolieren kann die Oxidschicht effektiv entfernt werden, was zu transparenten und sauberen Rohren führt.

5. Glühbehandlung

Nach Form-, Schneid-, Schweißmontage- und Polierprozessen entstehen in Quarzrohren innere Spannungen, die sich auf deren mechanische Festigkeit und thermische Stabilität auswirken können. Daher müssen alle bei hohen Temperaturen hergestellten Quarzteile einer Wärmebehandlung und einem Glühen unterzogen werden, um solche inneren Spannungen zu beseitigen.

6. Qualitätsprüfung

Im gesamten Herstellungsprozess von Quarzofenrohren sind strenge Tests in mehreren Aspekten erforderlich, um sicherzustellen, dass das Endprodukt den Standards entspricht. Zu den Inspektionen gehören innere Spannungen (überprüft mit polarisiertem Licht auf offensichtliche Spannungslinien), Maßgenauigkeit (z. B. Toleranzkontrolle für Außendurchmesser, Wandstärke und Länge), Oberflächenqualität (Rauheit, Vorhandensein von Fehlern usw.), mechanische Eigenschaften (Festigkeit, Härte usw.) und Sauberkeit (freie Innenwand von Verunreinigungen und Blasen).