Hochreiner Quarz: Ein unverzichtbares Material für die Halbleiterindustrie

Hochreiner Quarz besitzt bemerkenswerte physikalische und chemische Eigenschaften. Seine inhärente Kristallstruktur, Form und Gittervariationen tragen zu außergewöhnlichen Eigenschaften wie Hochtemperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Abriebfestigkeit, niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten, hoher Isolierung, piezoelektrischen Effekten, Resonanzeffekten und einzigartigen optischen Eigenschaften bei. Diese Eigenschaften machen es zu einem unersetzlichen Grundmaterial für die Entwicklung strategischer und wichtiger Industrien.

Die Anwendung von hochreinem Quarz erstreckt sich über verschiedene Bereiche, darunter Halbleiter, Photovoltaik, optische Fasern und elektrische Lichtquellen. Darunter hält die Halbleiterindustrie den größten Anteil, auf sie entfallen beachtliche 50 % ihres Verbrauchs.

Das Herzstück der Halbleiterfertigung ist die Chipfertigung, die das Segment mit der höchsten Wertschöpfung innerhalb der Branche darstellt. Die Chipherstellung umfasst hauptsächlich vier Phasen: Einkristallwachstum, Waferverarbeitung und -herstellung, Produktion integrierter Schaltkreise (IC) und Verpackung. Die kritischsten, komplexesten und anspruchsvollsten Phasen, insbesondere im Hinblick auf den Materialbedarf, sind die Herstellung und Verarbeitung von Siliziumwafern.

Hochreine Quarzmaterialien erfüllen mit ihrer außergewöhnlichen thermischen Stabilität, Säurebeständigkeit, geringen thermischen Ausdehnung und hervorragenden spektralen Transmission perfekt die strengen Anforderungen der Halbleiterindustrie hinsichtlich des Alkalimetall- und Schwermetallgehalts in Trägermaterialien. Der Produktionsprozess erfordert eine beträchtliche Menge hochwertiger Quarzkomponenten, darunter Wafer, Ringe, Platten, Flansche, geätzte Schiffchen, Diffusionsofenrohre und Reinigungstanks.

Hochreiner Quarz, der in verschiedenen Phasen der Halbleiterherstellung verwendet wird

Anwendung in der Herstellung von Siliziumwafern

Die Hauptanwendung von Quarzglas istHerstellung von Siliziumwafernliegt in der Herstellung vonQuarztiegel, wesentlich für den Czochralski-Prozess (CZ), der zum Züchten einkristalliner Siliziumbarren für die Waferherstellung verwendet wird. Darüber hinaus kommen auch Quarzreinigungsbehälter zum Einsatz.

Semicorex Schmelztiegel aus Quarzglas

Anwendung in der Waferverarbeitung

Während der Waferverarbeitung werden verschiedene Behandlungen durchgeführt, wie zOxidation, Epitaxie, Lithographie, Ätzen, Diffusion, chemische Gasphasenabscheidung (CVD), Ionenimplantation und Polieren werden auf Siliziumwafern durchgeführt. Dabei spielt hochreines Quarzglas aufgrund seiner Reinheit, Hochtemperaturbeständigkeit, geringen Wärmeausdehnung und Korrosionsbeständigkeit eine entscheidende Rolle.

1)Diffusion und Oxidation: Quarzglas-Diffusionsrohrewerden in diesen Prozessen häufig verwendet, zusammen mit den dazugehörigen Quarzflanschen. Weitere Schlüsselkomponenten sind:Quarzofenrohre(zum TransportierenQuarzbootein und aus dem Ofen), Quarzschiffchen (für den Transport von Siliziumwafern) und Quarzschiffchengestelle. Unter diesen,Quarzglas-Diffusionsrohresind von größter Bedeutung, da ihre Reinheit, ihre Hochtemperatur-Verformungsbeständigkeit und ihre präzise Geometrie direkten Einfluss auf die IC-Qualität, die Kosten und die Produktionseffizienz haben.

Quarzbooteund Gestelle dienen als unverzichtbare Träger für Siliziumwafer bei Diffusions-, Oxidations-, CVD- und Temperprozessen. Diese Komponenten gibt es in verschiedenen Spezifikationen und Größen, typischerweise in horizontaler und vertikaler Konfiguration. Der direkte Kontakt mit Siliziumwafern bei hohen Temperaturen erfordert für diese Bauteile den Einsatz von hochreinem Quarzglas mit hervorragender thermischer Stabilität und Maßhaltigkeit.

Semicorex-Quarzkomponenten für Diffusionsöfen

2)Ätzen und Reinigen:Der Ätzprozess erfordert korrosionsbeständige Quarzglasmaterialien und -komponenten, was zu einem erheblichen Bedarf an Quarzringen, Quarzglas-Reaktionskammern und Waferträgern führt. Darüber hinaus kommen bei der Säurereinigung und der Ultraschallreinigung Quarzglaskörbe bzw. Reinigungstanks zum Einsatz, wodurch die außergewöhnliche chemische Stabilität des Materials genutzt wird. Quarzglocken werden auch beim epitaktischen Wachstum von Silizium verwendet.

3)Fotolithographie:Hochreines Quarzglas dient als primäres Substratmaterial für Fotomasken, entscheidende Komponenten im Fotolithographieprozess. Die Beschaffungskosten dieser Substrate machen beträchtliche 90 % der gesamten Rohstoffkosten für Fotomasken aus, wie aus Daten aus dem Prospekt von Qingyi Photomask hervorgeht. Als hochpräzise Werkzeuge zur Übertragung von Schaltkreismustern bei der Herstellung von LCDs, Halbleitern und anderen elektronischen Geräten beeinflussen Fotomasken direkt die Präzision und Qualität des Endprodukts. Dies erfordert die Verwendung von hochreinen synthetischen Quarzglasblöcken als Basismaterial für Fotomaskensubstrate.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die einzigartige Kombination von Eigenschaften, die hochreiner Quarz aufweist, seine Position als unverzichtbares Material in der Halbleiterindustrie gefestigt hat. Mit fortschreitender Technologie und steigenden Anforderungen an Miniaturisierung und Leistung wird die Abhängigkeit von hochwertigen Quarzmaterialien voraussichtlich nur noch zunehmen und ihre entscheidende Rolle bei der Gestaltung der Zukunft der Elektronik weiter festigen.**

Semicorex beliefert als erfahrener Hersteller und Lieferant hochreine Quarzmaterialien für die Halbleiter- und Photovoltaikindustrie. Wenn Sie Fragen haben oder weitere Informationen benötigen, zögern Sie bitte nicht, mit uns Kontakt aufzunehmen.

Kontaktieren Sie uns unter der Telefonnummer +86-13567891907

E-Mail: sales@semicorex.com