Componenti e applicazioni comuni del quarzo semiconduttore

Il quarzo appartiene al sistema cristallino trigonale, che è un cristallo minerale con struttura tridimensionale composto da biossido di silicio. Tipicamente, il quarzo puro è incolore e trasparente, ma assume una varietà di tonalità a causa di ioni di pigmento in tracce, inclusioni finemente disperse o formazione di centri colorati. Con molteplici proprietà eccellenti, il quarzo è ampiamente utilizzato in vari processi di produzione di semiconduttori e le sue prestazioni e qualità influiscono direttamente sulla resa, sulle prestazioni e sul costo dei dispositivi a semiconduttore.

1. Crogiolo di quarzo

ILcrogioli di quarzosono utilizzati per trattenere le materie prime di silicio policristallino nel processo di crescita del silicio monocristallino ad alta temperatura. Per garantire materiali di supporto stabili, i crogioli al quarzo devono vantare un'eccellente stabilità alle alte temperature (punto di fusione >1700 ℃) e un basso coefficiente di dilatazione termica per resistere alle sfide delle difficili condizioni operative ad alta temperatura. I crogioli al quarzo per applicazioni a semiconduttore devono essere fabbricati con quarzo di elevata purezza di grado 4N8 o superiore. Questa saggia selezione dei materiali può ridurre efficacemente i rischi di contaminazione dei cristalli causati dalla precipitazione di impurità dal crogiolo di quarzo a causa dell'alta temperatura.

I tubi del forno al quarzo solitamente servono come camere di reazione ad alta temperatura per vari processi di produzione di wafer come diffusione, ossidazione e deposizione chimica da fase vapore (CVD). COSÌtubi per forni al quarzodevono presentare un'eccellente resistenza alle alte temperature per evitare che si deformino o si ammorbidiscano causate da ambienti ad alta temperatura. In alcuni processi è addirittura necessario un trattamento di deidrossilazione per ridurre l’impatto dei gruppi idrossilici sulla stabilità termica. La produzione di tubi per forni al quarzo richiede anche materiale di quarzo di elevata purezza con un contenuto di impurità metalliche ≤1 ppm per evitare che le impurità precipitino durante il processo di reazione e influenzino i risultati di lavorazione dei wafer.

Le barche al quarzo vengono generalmente utilizzate insieme ai tubi del forno al quarzo per trasportare e trasportare da dozzine a centinaia di wafer. Perciò,barche al quarzodi solito devono possedere la stessa eccellente resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione e prestazioni stabili e affidabili in termini di resistenza meccanica dei tubi dei forni al quarzo.

Anelli di messa a fuoco al quarzosono appositamente progettati per i processi di incisione a secco. Vengono generalmente installati attorno ai wafer per confinare e omogeneizzare il plasma, garantendo efficacemente l'uniformità della velocità di incisione e del disegno sul wafer. Questo ambiente operativo richiede che gli anelli di messa a fuoco al quarzo possiedano una forte resistenza alla corrosione del plasma, una precisione dimensionale estremamente elevata e una finitura superficiale liscia per prevenire scariche anomale o generazione di particelle.