Wat is een kwartsboot?

Quartz-boot is een belangrijke lagercomponent die wordt gebruikt in het productieproces van halfgeleiders, voornamelijk gebruikt voor het verwerken van wafels op hoge temperatuur, zoals diffusie, oxidatie en gloeien. De uitstekende thermische stabiliteit, lage vervuilingskenmerken en corrosieweerstand maken het een onmisbaar materiaal in de halfgeleiderindustrie. Dit artikel gaat uit op het materiaal, fysieke eigenschappen, classificatie, toepassingsscenario's en verschillen tussen Quartz -boot en PECVD -grafietboot.

Ⅰ. Materiaal van kwartsboot

De belangrijkste component van Quartz-drager is hoge zuivere siliciumdioxide (SIO₂), en de zuiverheid moet meestal meer dan 99,99% bereiken (halfgeleiderkwaliteit). Dit krachtige kwartsmateriaal zorgt ervoor dat de kwartsdrager tijdens het productieproces van de halfgeleider geen onzuiverheden zal introduceren om de besmetting van metaalonzuiverheden op de wafel te verminderen.

Volgens het voorbereidingsproces kunnen kwartsmaterialen worden onderverdeeld in twee categorieën:

● Natuurlijke kwarts: Gemaakt van kristalzuivering, met een hoog hydroxylgehalte (ongeveer 100-200 ppm), lage kosten, maar zwakke tolerantie voor plotselinge veranderingen op hoge temperatuur.

● Synthetisch kwarts: gesynthetiseerd door chemische dampafzetting (CVD) of elektrofusie, met een laag hydroxyl (-OH) gehalte (<1 ppm), betere thermische stabiliteit en geschikt voor processen op hoge temperatuur (zoals oxidatie en diffusie).

Bovendien zijn sommige kwartsboten gedoteerd met metalen zoals titanium (Ti) of aluminium (AL) om de vervormingsweerstand te verbeteren of lichtverzending aan te passen om aan de behoeften van UV -processen te voldoen.

Ⅱ. Wat zijn de belangrijkste fysieke eigenschappen van kwartsboten?

● Weerstand op hoge temperatuur: Het smeltpunt van kwarts is zo hoog als 1713 ° C, en het kan lange tijd stabiel werken bij 1200 ° C en voor een korte tijd tegen 1500 ° C.

● Lage thermische expansiecoëfficiënt: De thermische expansiecoëfficiënt is slechts 0,55 x 10⁻⁶/° C. Deze uitstekende prestaties zorgt voor dimensionale stabiliteit bij hoge temperaturen en voorkomt barsten als gevolg van thermische stress.

● Chemische inertie: Behalve voor hydrofluorzuur (HF) en heet fosforzuur, kan kwarts sterke zuren, sterke alkaliërs en de meeste corrosieve gassen (zoals CL₂, O₂) weerstaan.

● Elektrische isolatie: Weerstand is zo hoog als 10¹⁶Ω · cm, waardoor interferentie met de elektrische veldverdeling van het plasmaproces wordt vermeden.

● Lichtverzending: Uitstekende transmissie in de ultraviolet tot infraroodband (＞ 90%), geschikt voor door licht geassisteerde processen (zoals ultraviolet uitharding).

Iii. Classificatie van kwartsboten

Volgens verschillende ontwerpstructuren en gebruiksscenario's kunnen kwartsboten worden onderverdeeld in de volgende categorieën:

● Horizontale kwartsboot

Toepasselijk op horizontale buisovens (horizontale diffusie -oven), gebruikt voor oxidatie, diffusie, gloeien en andere processen.

Kenmerken: kan 100-200 wafels dragen, meestal met een open of semi-ingesloten ontwerp.

● Verticale kwartsboot

Toepasselijk op verticale ovens (verticale oven), gebruikt voor LPCVD -processen, oxidatie- en gloeiprocessen.

Kenmerken: meer compacte structuur, kan de waferscapaciteit verhogen en deeltjesverontreiniging tijdens het proces verminderen.

● Aangepaste kwartsboot

Ontworpen volgens verschillende procesvereisten, kunnen enkele wafelondersteuning of speciale klemstructuur worden gebruikt om de verwerkingseffecten van de wafer te optimaliseren.

Als toonaangevende kwartsbootfabrikant en leverancier in China,Veteksemicon kan op maat gemaakte kwartsdragerproducten ontwerpen en produceren volgens uw werkelijke behoeften. Raadpleeg voor meer productdetails:

IV. Wat zijn de toepassingsscenario's van Quartz Boat in Semiconductor Manufacturing?

Quartz -boten worden veel gebruikt in veel belangrijke proceskoppelingen van de productie van halfgeleiders, voornamelijk inclusief de volgende toepassingsscenario's:

4.1 Thermische oxidatie

● Procesbeschrijving: de wafel wordt verwarmd in een zuurstof- of waterdampomgeving op hoge temperatuur om een ​​siliciumdioxide (SIO₂) -film te vormen.

● Kenmerken van Quartz Boat:

1) Hoge hittebestendigheid, kan hoge temperaturen van 1000 ~ 1200 ° C weerstaan.

2) Chemische inertie, kwartsboten zijn resistent tegen sterke zuren, sterke alkalis en de meeste corrosieve gassen, zodat het kan voorkomen dat de kwaliteit van de oxidefilm wordt beïnvloed.

4.2 Diffusieproces

● Procesbeschrijving: onzuiverheden (zoals fosfor en boor) worden gediffuuseerd in de siliciumwafer onder hoge temperatuuromstandigheden om een ​​doteringslaag te vormen.

● Quartz -bootfuncties:

1) Lage besmetting, waardoor metaalverontreiniging wordt voorkomen dat de dopingconcentratieverdeling beïnvloedt.

2) Hoge thermische stabiliteit, met een thermische expansiecoëfficiënt van slechts 0,55 x 10⁻⁶/° C, die een uniform diffusieproces waarborgen.

4.3 Verlichtingsproces

● Procesbeschrijving: behandeling met hoge temperatuur wordt gebruikt om spanning te verwijderen, de materiaalkristalstructuur te verbeteren of de laag van de ionenimplantatie te activeren.

● Quartz -bootfuncties:

1) Met een smeltpunt zo hoog als 1713 ° C, kan het bestand zijn tegen snelle verwarming en koeling om te voorkomen dat barsten veroorzaakt door thermische spanning.

2) Nauwkeurige maatregeling om uniforme verwarming te garanderen.

4.4 Lage drukchemische dampafzetting (LPCVD)

● Procesbeschrijving: In een lage drukomgeving wordt een uniforme dunne film zoals siliciumnitride (Si₃n₄) gevormd door een gasfase -reactie.

● Kenmerken van Quartz Boat:

1) Geschikt voor verticale ovenbuizen, kan de uniformiteit van de filmafzetting optimaliseren.

2) Lage deeltjesbesmetting, de filmkwaliteit verbeteren.

Ⅴ. Wat zijn de verschillen tussen Quartz Boat en PECVD Graphite Boat?

Typische verschilscenario's:

● PECVD -proces: Grafietboten kunnen de plasma-uniformiteit optimaliseren vanwege hun geleidbaarheid en vereisen geen hoge temperatuurprestaties van kwarts in lage temperatuuromgevingen (300-400 ° C).

● Oxidatie van hoge temperatuur: Veteksemicon Quartz -boten zijn onvervangbaar voor hun weerstand op hoge temperatuur, terwijl grafiet gemakkelijk kan worden geoxideerd om Co/Co₂ te genereren bij hoge temperaturen in een zuurstofomgeving, die de kamer vervuilt.