Какво представлява кварцовата лодка?

Кварцовата лодка е ключов компонент на лагера, използван в процеса на производство на полупроводници, използван главно за обработка на високи температури на вафли, като дифузия, окисляване и отгряване. Отличната му термична стабилност, ниските характеристики на замърсяването и устойчивостта на корозия го правят незаменим материал в полупроводниковата индустрия. Тази статия ще разгледа материалите, физическите свойства, класификацията, сценариите на приложение и разликите между кварцовата лодка и PECVD графитната лодка.

Ⅰ. Материал на кварцовата лодка

Основният компонент на кварцовия носител е силициев диоксид с висока чистота (SIO₂), а чистотата обикновено трябва да достигне повече от 99,99% (полупроводников клас). Този кварцов материал с висока чистота гарантира, че кварцовият превозвач няма да въвежда примеси по време на процеса на производство на полупроводници, за да намали замърсяването на металните примеси на вафлата.

Според процеса на подготовка кварцовите материали могат да бъдат разделени на две категории:

● Естествен кварц: Направено от кристално пречистване, с високо съдържание на хидроксил (около 100-200 ppm), ниска цена, но слаб толеранс към внезапни промени в високата температура.

● Синтетичен кварц: Синтезирано чрез химическо отлагане на пари (CVD) или електрофузия, със съдържание на ниско хидроксил (-OH) (<1 ppm), по-добра термична стабилност и подходящо за високотемпературни процеси (като окисляване и дифузия).

В допълнение, някои кварцови лодки са легирани с метали като титан (TI) или алуминий (Al) за подобряване на устойчивостта на деформация или коригиране на светлинната предаване, за да отговорят на нуждите на UV процесите.

Ⅱ. Кои са основните физически свойства на кварцовите лодки?

● Високотемпературна съпротивление: Точката на топене на кварца е до 1713 ° C и може да работи стабилно при 1200 ° C за дълго време и да издържа на 1500 ° C за кратко време.

● Нисък коефициент на термично разширяване: Коефициентът на термично разширение е само 0,55 × 10⁻⁶/° C. Това отлично изпълнение гарантира стабилността на размерите при високи температури и избягва напукване поради топлинен стрес.

● Химическа инертност: С изключение на хидрофлуорозна киселина (HF) и гореща фосфорна киселина, кварцът може да устои на силни киселини, силни алкали и повечето корозивни газове (като Cl₂, O₂).

● Електрическа изолация: Съпротивлението е до 10⁶Ω · cm, избягвайки смущения в разпределението на електрическото поле на плазмения процес.

● Светлинна предаване: Отлично предаване в ултравиолетовата до инфрачервена лента (＞ 90%), подходяща за светлинни процеси (като ултравиолетово втвърдяване).

Iii. Класификация на кварцови лодки

Според различни дизайнерски структури и сценарии за използване, кварцовите лодки могат да бъдат разделени на следните категории:

● Хоризонтална кварцова лодка

Приложимо за хоризонтални тръбни пещи (хоризонтална дифузионна пещ), използвана за окисляване, дифузия, отгряване и други процеси.

Характеристики: Може да носи 100-200 вафли, обикновено с отворен или полузатворен дизайн.

● Вертикална кварцова лодка

Приложимо за вертикални пещи (вертикална пещ), използвана за процеси на LPCVD, окисляване и отгряване.

Характеристики: По -компактната структура може да увеличи капацитета за носене на вафли и да намали замърсяването на частиците по време на процеса.

● Персонализирана кварцова лодка

Създаден според различни изисквания на процеса, може да се използва единична поддръжка на вафли или специална структура на затягане за оптимизиране на ефектите за обработка на вафли.

Като водещ производител и доставчик на кварцови лодки в Китай,Veteksemicon може да проектира и произвежда персонализирани продукти на кварцови превозвачи според вашите действителни нужди. За повече подробности за продукта, моля, вижте:

IV. Какви са сценариите на приложение на кварцовата лодка при производството на полупроводници?

Кварцовите лодки се използват широко в много ключови процесорни връзки на производството на полупроводници, включително и следните сценарии на приложение:

4.1 Термично окисляване

● Описание на процеса: Вафлата се нагрява във високотемпературна среда за кислород или водна пара, за да се образува филм за силициев диоксид (SIO₂).

● Характеристики на кварцовата лодка:

1) Висока топлинна устойчивост, може да издържи високите температури от 1000 ~ 1200 ° C.

2) Химическата инертност, кварцовите лодки са устойчиви на силни киселини, силни алкали и повечето корозивни газове, така че може да избегне влиянието на качеството на оксидния филм.

4.2 Процес на дифузия

● Описание на процеса: Примесите (като фосфор и бор) се дифузират в силициевата вафла при условия на висока температура, за да се образува допинг слой.

● Характеристики на кварцовата лодка:

1) Ниско замърсяване, предотвратяване на замърсяването на металите да повлияе на разпределението на концентрацията на допинг.

2) Висока термична стабилност, с коефициент на термично разширение само 0,55 × 10⁻⁶/° C, осигурявайки равномерен процес на дифузия.

4.3 Процес на отгряване

● Описание на процеса: Лечението с висока температура се използва за отстраняване на стреса, подобряване на кристалната структура на материала или активиране на йонния имплантационен слой.

● Характеристики на кварцовата лодка:

1) С точка на топене до 1713 ° C може да издържи бързо отопление и охлаждане, за да се избегне напукване, причинено от термичен стрес.

2) Прецизен контрол на размера, за да се осигури равномерно отопление.

4.4 Химическо отлагане на пари от ниско налягане (LPCVD)

● Описание на процеса: В среда с ниско налягане се образува равномерен тънък филм като силициев нитрид (Si₃n₄) чрез реакция на газова фаза.

● Характеристики на кварцовата лодка:

1) Подходящ за вертикални тръби за пещ, може да оптимизира равномерността на отлагането на филма.

2) Замърсяване с ниско съдържание на частици, подобряване на качеството на филма.

Ⅴ. Какви са разликите между кварцовата лодка и PECVD графитната лодка?

Типични сценарии за разлика:

● PECVD процес: Графитните лодки могат да оптимизират плазмената равномерност поради своята проводимост и не изискват високотемпературна характеристика на кварца в нискотемпературна среда (300-400 ° C).

● пещ за окисляване с висока температура: Veteksemicon Quartz Boats са незаменими за своята висока температурна устойчивост, докато графитът лесно се окислява, за да генерира Co/Co₂ при високи температури в кислородна среда, която замърсява камерата.