Τι είναι το χαλαζία;

Το Boat Quartz είναι ένα βασικό συστατικό εδράνου που χρησιμοποιείται στη διαδικασία κατασκευής ημιαγωγών, που χρησιμοποιείται κυρίως για την επεξεργασία υψηλής θερμοκρασίας των πλακιδίων, όπως η διάχυση, η οξείδωση και η ανόπτηση. Η εξαιρετική θερμική σταθερότητα, τα χαμηλά χαρακτηριστικά της ρύπανσης και η αντίσταση στη διάβρωση την καθιστούν απαραίτητο υλικό στη βιομηχανία ημιαγωγών. Αυτό το άρθρο θα επεξεργαστεί τις υλικές, τις φυσικές ιδιότητες, την ταξινόμηση, τα σενάρια εφαρμογής και τις διαφορές μεταξύ του σκάφους Quartz και του PecVD Graphite Boat.

Ⅰ. Υλικό του σκάφους χαλαζία

Το κύριο συστατικό του φορέα χαλαζία είναι το διοξείδιο πυριτίου υψηλής καθαρότητας (Sio₂) και η καθαρότητα συνήθως πρέπει να φτάσει πάνω από 99,99% (βαθμολογία ημιαγωγών). Αυτό το υλικό χαλαζία υψηλής καθαρότητας εξασφαλίζει ότι ο μεταφορέας χαλαζία δεν θα εισάγει ακαθαρσίες κατά τη διάρκεια της διαδικασίας παραγωγής ημιαγωγών για να μειώσει τη μόλυνση των μεταλλικών ακαθαρσιών στο δίσκο.

Σύμφωνα με τη διαδικασία προετοιμασίας, τα υλικά χαλαζία μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες:

● Φυσικό χαλαζία: Κατασκευασμένο από καθαρισμό κρυστάλλου, με υψηλή περιεκτικότητα σε υδροξυλικό κύκλο (περίπου 100-200 ppm), χαμηλό κόστος, αλλά αδύναμη ανοχή σε ξαφνικές αλλαγές υψηλής θερμοκρασίας.

● Συνθετικός χαλαζία: Συντονίζεται με χημική εναπόθεση ατμών (CVD) ή ηλεκτραίο, με χαμηλή περιεκτικότητα σε υδροξυλίου (-OH) (<1 ppm), καλύτερη θερμική σταθερότητα και κατάλληλες για διεργασίες υψηλής θερμοκρασίας (όπως οξείδωση και διάχυση).

Επιπλέον, ορισμένα σκάφη χαλαζία είναι προσωρινά με μέταλλα όπως τιτάνιο (Ti) ή αλουμίνιο (AL) για να βελτιώσουν την αντίσταση παραμόρφωσης ή να προσαρμόσουν τη μετάδοση φωτός για να καλύψουν τις ανάγκες των διεργασιών UV.

Ⅱ. Ποιες είναι οι κύριες φυσικές ιδιότητες των σκάφους χαλαζία;

● Αντίσταση υψηλής θερμοκρασίας: Το σημείο τήξης του χαλαζία είναι τόσο υψηλό όσο 1713 ° C και μπορεί να λειτουργήσει σταθερά στους 1200 ° C για μεγάλο χρονικό διάστημα και να αντέξει 1500 ° C για μικρό χρονικό διάστημα.

● χαμηλός συντελεστής θερμικής διαστολής: Ο συντελεστής θερμικής διαστολής είναι μόνο 0,55 × 10⁻⁶/° C. Αυτή η εξαιρετική απόδοση εξασφαλίζει τη σταθερότητα διαστάσεων σε υψηλές θερμοκρασίες και αποφεύγει τις ρωγμές λόγω θερμικής πίεσης.

● Χημική αδράνεια: Εκτός από το υδροφθορικό οξύ (HF) και το ζεστό φωσφορικό οξύ, το χαλαζία μπορεί να αντισταθεί σε ισχυρά οξέα, ισχυρά αλκάλια και πιο διαβρωτικά αέρια (όπως CL₂, O₂).

● Ηλεκτρική μόνωση: Η αντίσταση είναι τόσο υψηλή όσο 10⁶Ω · cm, αποφεύγοντας την παρεμβολή στην κατανομή του ηλεκτρικού πεδίου της διαδικασίας πλάσματος.

● Μεταδότης φωτός: Εξαιρετική μετάδοση στην υπεριώδη έως υπέρυθρη ζώνη (＞ 90%), κατάλληλη για διαδικασίες με τη βοήθεια φωτός (όπως η υπεριώδη σκλήρυνση).

Iii. Ταξινόμηση των σκαφών χαλαζία

Σύμφωνα με διαφορετικές δομές σχεδιασμού και σενάρια χρήσης, τα σκάφη χαλαζία μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες κατηγορίες:

● Οριζόντια βάρκα χαλαζία

Εφαρμόζεται για τους οριζόντιους κλιβάνους σωλήνα (οριζόντια φούρνος διάχυσης), που χρησιμοποιείται για οξείδωση, διάχυση, ανόπτηση και άλλες διεργασίες.

Χαρακτηριστικά: Μπορούν να μεταφέρουν 100-200 πλακίδια, συνήθως με ανοιχτό ή ημι-κλεισμένο σχέδιο.

● Κατακόρυφη βάρκα χαλαζία

Εφαρμόζεται στους κατακόρυφους φούρνους (κατακόρυφη φούρνος), που χρησιμοποιείται για διαδικασίες LPCVD, διαδικασίες οξείδωσης και ανόπτησης.

Χαρακτηριστικά: Περισσότερη συμπαγής δομή, μπορεί να αυξήσει τη χωρητικότητα μεταφοράς των πλακιδίων και να μειώσει τη μόλυνση των σωματιδίων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.

● Προσαρμοσμένη βάρκα χαλαζία

Σχεδιασμένο σύμφωνα με διαφορετικές απαιτήσεις διεργασιών, μπορεί να χρησιμοποιηθεί υποστήριξη με ένα πλακίδιο ή ειδική δομή σύσφιξης για τη βελτιστοποίηση των αποτελεσμάτων επεξεργασίας των πλακιδίων.

Ως κορυφαίος κατασκευαστής και προμηθευτής σκαφών χαλαζία στην Κίνα,Το Veteksemicon μπορεί να σχεδιάσει και να κατασκευάσει προσαρμοσμένα προϊόντα μεταφορέα χαλαζία σύμφωνα με τις πραγματικές σας ανάγκες. Για περισσότερες λεπτομέρειες προϊόντος, ανατρέξτε στο:

Iv. Ποια είναι τα σενάρια εφαρμογής του Boat Quartz στην κατασκευή ημιαγωγών;

Τα σκάφη χαλαζία χρησιμοποιούνται ευρέως σε πολλές βασικές συνδέσεις διεργασιών της κατασκευής ημιαγωγών, συμπεριλαμβανομένων κυρίως των ακόλουθων σεναρίων εφαρμογής:

4.1 Θερμική οξείδωση

● Περιγραφή διαδικασίας: Το δίσκο θερμαίνεται σε ένα περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας οξυγόνου ή υδρατμών για να σχηματίσει μια μεμβράνη διοξειδίου του πυριτίου (Sio₂).

● Χαρακτηριστικά του Boat quartz:

1) Υψηλή αντοχή στη θερμότητα, μπορεί να αντέξει υψηλές θερμοκρασίες 1000 ~ 1200 ° C.

2) Η χημική αδράνεια, τα σκάφη χαλαζία είναι ανθεκτικά σε ισχυρά οξέα, ισχυρά αλκάλια και πιο διαβρωτικά αέρια, ώστε να αποφεύγουν να επηρεάσουν την ποιότητα του μεμβράνης οξειδίου.

4.2 Διαδικασία διάχυσης

● Περιγραφή διαδικασίας: Οι ακαθαρσίες (όπως ο φωσφόρος και το βόριο) διαχέονται στο δίσκο πυρίτιο υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας για να σχηματίσουν ένα στρώμα ντόπινγκ.

● Χαρακτηριστικά σκάφους χαλαζία:

1) Χαμηλή μόλυνση, εμποδίζοντας τη μόλυνση των μετάλλων να επηρεάσει την κατανομή συγκέντρωσης ντόπινγκ.

2) Υψηλή θερμική σταθερότητα, με συντελεστή θερμικής διαστολής μόνο 0,55 × 10 °/° C, εξασφαλίζοντας μια ομοιόμορφη διαδικασία διάχυσης.

4.3 Διαδικασία ανόπτησης

● Περιγραφή διεργασίας: Η επεξεργασία υψηλής θερμοκρασίας χρησιμοποιείται για την απομάκρυνση του στρες, τη βελτίωση της δομής του κρυστάλλου του υλικού ή την ενεργοποίηση του στρώματος εμφύτευσης ιόντων.

● Χαρακτηριστικά σκάφους χαλαζία:

1) Με σημείο τήξης έως και 1713 ° C, μπορεί να αντέξει την ταχεία θέρμανση και ψύξη για να αποφευχθεί η ρωγμή που προκαλείται από θερμική τάση.

2) Ακριβής έλεγχος μεγέθους για να εξασφαλιστεί ομοιόμορφη θέρμανση.

4.4 Χημική εναπόθεση ατμών χαμηλής πίεσης (LPCVD)

● Περιγραφή διαδικασίας: Σε περιβάλλον χαμηλής πίεσης, σχηματίζεται μια ομοιόμορφη λεπτή μεμβράνη όπως το νιτρίδιο πυριτίου (Si₃n₄) μέσω αντίδρασης αερίου.

● Χαρακτηριστικά του Boat quartz:

1) Κατάλληλο για κάθετους σωλήνες κλιβάνου, μπορούν να βελτιστοποιήσουν την ομοιομορφία εναπόθεσης φιλμ.

2) Χαμηλή μόλυνση σωματιδίων, βελτιώστε την ποιότητα του φιλμ.

Ⅴ. Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ του σκάφους χαλαζία και του σκάφους PECVD;

Τυπικά σενάρια διαφοράς:

● Διαδικασία PECVD: Τα σκάφη γραφίτη μπορούν να βελτιστοποιήσουν την ομοιομορφία του πλάσματος λόγω της αγωγιμότητας τους και δεν απαιτούν την απόδοση υψηλής θερμοκρασίας του χαλαζία σε περιβάλλοντα χαμηλής θερμοκρασίας (300-400 ° C).

● Φούρνος οξείδωσης υψηλής θερμοκρασίας: Τα σκάφη χαλαζία Veteksemicon είναι αναντικατάστατα για την αντοχή τους σε υψηλή θερμοκρασία, ενώ ο γραφίτης είναι εύκολα οξειδωμένος για να παράγει Co/Co₂ σε υψηλές θερμοκρασίες σε περιβάλλον οξυγόνου, το οποίο μολύνει το θάλαμο.