Quarzo ad elevata purezza: un materiale indispensabile per l'industria dei semiconduttori

Il quarzo di elevata purezza possiede notevoli proprietà fisiche e chimiche. La sua struttura cristallina intrinseca, la forma e le variazioni reticolari contribuiscono a caratteristiche eccezionali come resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione, resistenza all'abrasione, basso coefficiente di dilatazione termica, elevato isolamento, effetti piezoelettrici, effetti di risonanza e proprietà ottiche uniche. Questi attributi lo rendono un materiale fondamentale insostituibile per lo sviluppo di industrie strategiche e pilastro.

L'applicazione del quarzo ad elevata purezza abbraccia diversi campi tra cui semiconduttori, fotovoltaico, fibre ottiche e fonti di luce elettrica. Tra questi, l’industria dei semiconduttori detiene la quota maggiore, rappresentando un significativo 50% del suo utilizzo.

Al centro della produzione di semiconduttori c’è la fabbricazione di chip, che rappresenta il segmento a più alto valore aggiunto del settore. La produzione di chip comprende principalmente quattro fasi: crescita del singolo cristallo, lavorazione e fabbricazione dei wafer, produzione di circuiti integrati (IC) e confezionamento. Le fasi più critiche, complesse ed impegnative, soprattutto in termini di requisiti di materiale, sono la produzione e la lavorazione dei wafer di silicio.

I materiali al quarzo di elevata purezza, con la loro eccezionale stabilità termica, resistenza agli acidi, bassa dilatazione termica ed eccellente trasmittanza spettrale, soddisfano perfettamente i severi requisiti dell'industria dei semiconduttori relativi al contenuto di metalli alcalini e metalli pesanti nei materiali di supporto. Il processo di produzione richiede un volume considerevole di componenti in quarzo di alta qualità, tra cui wafer, anelli, piastre, flange, barchette incise, tubi di forni a diffusione e serbatoi di pulizia.

Quarzo di elevata purezza utilizzato in varie fasi della preparazione dei semiconduttori

Applicazione nella produzione di wafer di silicio

L'applicazione principale del vetro al quarzo inproduzione di wafer di siliciosta nella produzione dicrogioli di quarzo, essenziale per il processo Czochralski (CZ) utilizzato per coltivare lingotti di silicio monocristallino per la fabbricazione di wafer. Inoltre vengono utilizzati anche contenitori per la pulizia al quarzo.

Semicorex Crogiolo di quarzo fuso

Applicazione nella lavorazione dei wafer

Durante la lavorazione dei wafer vengono eseguiti vari trattamenti comeossidazione, epitassia, litografia, incisione, diffusione, deposizione chimica in fase vapore (CVD), impianto ionico e lucidatura vengono eseguiti su wafer di silicio. Il vetro al quarzo di elevata purezza, grazie alla sua purezza, resistenza alle alte temperature, bassa dilatazione termica e resistenza alla corrosione, svolge un ruolo cruciale in questi processi.

1)Diffusione e ossidazione: Tubi di diffusione in vetro al quarzosono ampiamente utilizzati in questi processi, insieme alle relative flange in quarzo. Altri componenti chiave includonotubi per forni al quarzo(per il trasportobarche al quarzodentro e fuori dal forno), barchette per quarzo (per il trasporto di wafer di silicio) e rastrelliere per barchette per quarzo. Tra questi,tubi di diffusione in vetro di quarzosono fondamentali, poiché la loro purezza, resistenza alla deformazione alle alte temperature e geometria precisa influiscono direttamente sulla qualità, sui costi e sull'efficienza produttiva dei circuiti integrati.

Barche al quarzoe i rack fungono da supporti indispensabili per i wafer di silicio durante i processi di diffusione, ossidazione, CVD e ricottura. Questi componenti sono disponibili in varie specifiche e dimensioni, generalmente disponibili in configurazioni orizzontali e verticali. Il contatto diretto con wafer di silicio ad alte temperature richiede l'uso di vetro al quarzo di elevata purezza con eccellente stabilità termica e precisione dimensionale per questi componenti.

Componenti al quarzo Semicorex per forni a diffusione

2)Incisione e pulitura:Il processo di incisione richiede materiali e componenti in vetro di quarzo resistenti alla corrosione, il che porta a una domanda significativa di anelli di quarzo, camere di reazione in vetro di quarzo e supporti per wafer. Inoltre, le fasi di pulizia con acido e pulizia ad ultrasuoni utilizzano rispettivamente cestelli di vetro al quarzo e vasche di pulizia, sfruttando l’eccezionale stabilità chimica del materiale. Le campane di quarzo vengono utilizzate anche durante la crescita epitassiale del silicio.

3)Fotolitografia:Il vetro al quarzo ad elevata purezza funge da materiale di substrato primario per le fotomaschere, componenti cruciali nel processo di fotolitografia. Il costo di approvvigionamento di questi substrati costituisce un significativo 90% del costo totale della materia prima per le fotomaschere, come indicato dai dati del prospetto di Qingyi Photomask. Essendo strumenti ad alta precisione per il trasferimento di schemi circuitali durante la produzione di LCD, semiconduttori e altri dispositivi elettronici, le fotomaschere influenzano direttamente la precisione e la qualità del prodotto finale. Ciò richiede l'uso di lingotti di vetro di quarzo sintetico ad altissima purezza come materiale di base per i substrati delle fotomaschere.

In conclusione, la combinazione unica di proprietà esibite dal quarzo ad elevata purezza ha consolidato la sua posizione come materiale indispensabile nell'industria dei semiconduttori. Con l’avanzamento della tecnologia e l’aumento della richiesta di miniaturizzazione e prestazioni, si prevede che la dipendenza dai materiali al quarzo di alta qualità non potrà che aumentare, consolidando ulteriormente il suo ruolo cruciale nel plasmare il futuro dell’elettronica.**

Semicorex, in qualità di produttore e fornitore esperto, fornisce materiali al quarzo di elevata purezza per l'industria dei semiconduttori e del fotovoltaico. Se hai domande o hai bisogno di ulteriori dettagli, non esitare a contattarci.

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