Verschiedene Anwendungen von Quarz in der Halbleiterfertigung

Auf den ersten Blick,Quarzmaterial (SiO2).sieht Glas sehr ähnlich, das Besondere ist jedoch, dass gewöhnliches Glas aus vielen Komponenten besteht (wie Quarzsand, Borax, Borsäure, Schwerspat, Bariumcarbonat, Kalkstein, Feldspat, Soda usw.), während Quarz nur aus SiO2 und seine Mikrostruktur ist ein einfaches Netzwerk aus tetraedrischen Struktureinheiten aus Siliziumdioxid.

Aufgrund der Menge an darin enthaltenen MetallverunreinigungenQuarzQuarz ist sehr klein und hat eine extrem hohe Reinheit. Quarz selbst weist Eigenschaften und Vorteile auf, die andere Gläser nicht aufweisen können, und wird als „Krone“ der Glasmaterialien bezeichnet. Was beispielsweise die Hitzebeständigkeit betrifft, explodiert Quarz nicht, selbst wenn es sofort in Wasser gelegt wird, nachdem es im Feuer rot verbrannt wurde. Weitere spezifische Vorteile sind wie folgt:

1. Hohe Temperaturbeständigkeit. Der Erweichungspunkt von Quarzglas liegt bei etwa 1730℃, und bei 1150℃ kann es lange Zeit verwendet werden, und die maximale Temperatur kann für kurze Zeit 1450℃ erreichen.

2. Korrosionsbeständigkeit. Mit Ausnahme von Flusssäure reagiert hochreiner Quarz nahezu nicht chemisch mit anderen sauren Stoffen. Bei hohen Temperaturen widersteht es der Korrosion durch Schwefelsäure, Salpetersäure, Salzsäure, Königswasser, Neutralsalze, Kohlenstoff und Schwefel. Seine Säurebeständigkeit ist 30-mal höher als die von Keramik und 150-mal höher als die von Edelstahl. Insbesondere seine chemische Stabilität bei hohen Temperaturen wird von keinem anderen technischen Material erreicht.

3. Gute thermische Stabilität. Hochreiner Quarz hat einen sehr kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten und hält drastischen Temperaturschwankungen stand. Wenn hochreiner Quarz auf etwa 1100 °C erhitzt wird, explodiert er nicht, wenn er in Wasser mit Raumtemperatur gegeben wird.

4. Gute Lichtdurchlässigkeit. Hochreiner Quarz hat eine gute Lichtdurchlässigkeit im gesamten Spektrum von Ultraviolett bis Infrarot, und die Durchlässigkeit für sichtbares Licht liegt über 93 %, insbesondere im ultravioletten Spektrumbereich kann die maximale Durchlässigkeit mehr als 80 % erreichen.

5. Gute elektrische Isolationsleistung. Der Widerstandswert von hochreinem Quarz entspricht dem 10.000-fachen des Widerstandswerts von gewöhnlichem Quarzglas. Es ist ein hervorragendes elektrisches Isoliermaterial und weist auch bei hohen Temperaturen gute elektrische Eigenschaften auf.

Dank dieser hervorragenden physikalischen und chemischen Eigenschaften werden hochreine Quarzmaterialien häufig in der modernen elektronischen Technologie, Halbleitern, Kommunikation, elektrischen Lichtquellen, Solarenergie, hochpräzisen Messgeräten für die Landesverteidigung, physikalischen und chemischen Laborinstrumenten, Kernenergie usw. verwendet. Nanoindustrie usw. Insbesondere in der sich schnell entwickelnden Halbleiterindustrie hat die Größe von Siliziumwafern zugenommen, sodass Chiphersteller eine große Nachfrage nach verschiedenen Quarzkomponenten haben. Es ist jedoch auch zu beachten, dass zur Vermeidung von Kontaminationen während des Verarbeitungsprozesses die hohe Reinheit des Quarzmaterials während der Verwendung gewährleistet sein muss.

In der HalbleiterindustrieQuarzist weit verbreitet und hochreine Quarzprodukte sind wichtige Verbrauchsmaterialien in der Waferproduktion. Quarzteile wie Tiegel, Kristallschiffchen und Diffusionsofen-Kernrohre, die zur Herstellung von Silizium-Einkristallen verwendet werden, müssen aus hochreinen Quarzglasprodukten bestehen. Die Hauptzielmarktanwendung von Quarzteilen im Halbleiterbereich ist der Diffusions- und Ätzprozess in der Wafergießerei. Sie können in zwei Kategorien unterteilt werden: Hochtemperaturzonengeräte und Niedertemperaturzonengeräte. Die wichtigsten verwendeten Geräte sind:

1. Hochtemperaturzonengeräte sind hauptsächlich Ofenrohre, Glasboote usw., die bei der Diffusionsoxidation und anderen Verbindungen verwendet werden und in einer Hochtemperaturumgebung direkt oder indirekt mit Siliziumwafern in Kontakt kommen müssen. es handelt sich hauptsächlich um zugekaufte Quarzglasmaterialien, die durch thermische Verarbeitung hergestellt werden;

2. Zu den Niedertemperaturzonengeräten gehören hauptsächlich Quarzringe, die im Ätzprozess verwendet werden, sowie Blumenkörbe und Reinigungstanks, die im Reinigungsprozess verwendet werden. Sie werden hauptsächlich in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen eingesetzt. Sie beziehen hauptsächlich gasraffiniertes Quarzglas und werden durch Kaltverarbeitung hergestellt.

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