Vad är en kvartsbåt?

Kvartsbåt är en nyckelbärskomponent som används i halvledartillverkningsprocessen, främst används för hög temperaturbearbetning av skivor, såsom diffusion, oxidation och glödgning. Dess utmärkta termiska stabilitet, låga föroreningsegenskaper och korrosionsbeständighet gör det till ett oundgängligt material i halvledarindustrin. Den här artikeln kommer att utarbeta material, fysiska egenskaper, klassificering, applikationsscenarier och skillnader mellan kvartsbåt och PECVD -grafitbåt.

Ⅰ. Kvartsbåt

Huvudkomponenten i kvartsbäraren är kiseldioxid med hög renhet (SIO₂), och renheten måste vanligtvis nå mer än 99,99% (halvledargrad). Detta högenhetskvartmaterial säkerställer att kvartsbäraren inte kommer att införa föroreningar under halvledartillverkningsprocessen för att minska föroreningen av metallföroreningar på skivan.

Enligt beredningsprocessen kan kvartsmaterial delas upp i två kategorier:

● Naturlig kvarts: Tillverkad av kristallrening, med ett högt hydroxylinnehåll (cirka 100-200 ppm), låg kostnad, men svag tolerans mot plötsliga förändringar med hög temperatur.

● Syntetisk kvarts: syntetiserad av kemisk ångavsättning (CVD) eller elektrofusion, med låg hydroxyl (-OH) innehåll (<1 ppm), bättre termisk stabilitet och lämplig för hög temperaturprocesser (såsom oxidation och diffusion).

Dessutom dopas vissa kvartsbåtar med metaller såsom titan (Ti) eller aluminium (AL) för att förbättra deformationsresistensen, eller justera ljusöverföring för att tillgodose behoven hos UV -processer.

Ⅱ. Vilka är de viktigaste fysiska egenskaperna hos kvartsbåtar?

● Hög temperaturmotstånd: Smältpunkten för kvartset är så hög som 1713 ° C, och den kan fungera stabilt vid 1200 ° C under lång tid och tål 1500 ° C under en kort tid.

● Låg värmeutvidgningskoefficient: Den termiska expansionskoefficienten är endast 0,55 × 10⁻⁶/° C. Denna utmärkta prestanda säkerställer dimensionell stabilitet vid höga temperaturer och undviker sprickor på grund av termisk stress.

● Kemisk inerthet: Med undantag för hydrofluorinsyra (HF) och varm fosforsyra, kan kvarts motstå starka syror, starka alkalier och de flesta frätande gaser (såsom Cl₂, O₂).

● Elektrisk isolering: resistivitet är så hög som 10⁶Ω · cm, och undviker störningar i den elektriska fältfördelningen av plasmaprocessen.

● Ljusöverföring: Utmärkt överföring i det ultravioletta till infraröd band (＞ 90%), lämplig för ljusassisterade processer (såsom ultraviolett härdning).

Iii. Klassificering av kvartsbåtar

Enligt olika designstrukturer och användningsscenarier kan kvartsbåtar delas in i följande kategorier:

● Horisontell kvartsbåt

Tillämpligt på horisontella rörugnar (horisontell diffusionsugn), som används för oxidation, diffusion, glödgning och andra processer.

Funktioner: Kan ha 100-200 skivor, vanligtvis med en öppen eller halvt inbyggd design.

● Vertikal kvartsbåt

Tillämpligt på vertikala ugnar (vertikal ugn), som används för LPCVD -processer, oxidation och glödgningsprocesser.

Funktioner: Mer kompakt struktur, kan öka kapaciteten för skivbärande och minska partikelföroreningar under processen.

● Anpassad kvartsbåt

Utformad enligt olika processkrav kan enstaka skivstöd eller speciell klämstruktur användas för att optimera skivbehandlingseffekter.

Som en ledande kvartsbåttillverkare och leverantör i Kina,Veteksemicon kan designa och tillverka anpassade kvartsbärarprodukter enligt dina faktiska behov. För mer produktinformation, se:

Iv. Vilka är applikationsscenarierna för kvartsbåten i halvledartillverkning?

Kvartsbåtar används ofta i många viktiga processlänkar för halvledartillverkning, främst inklusive följande applikationsscenarier:

4.1 Termisk oxidation

● Processbeskrivning: Skivan värms upp i en högtemperatur syre- eller vattenånga-miljö för att bilda en kiseldioxidfilm (SIO₂).

● Funktioner i kvartsbåten:

1) Hög värmebeständighet, tål höga temperaturer på 1000 ~ 1200 ° C.

2) Kemisk inerthet, kvartsbåtar är resistenta mot starka syror, starka alkalier och de flesta frätande gaser, så det kan undvika att påverka kvaliteten på oxidfilmen.

4.2 Diffusionsprocess

● Processbeskrivning: Föroreningar (såsom fosfor och bor) sprids till kiselskivan under höga temperaturförhållanden för att bilda ett dopande skikt.

● Kvartsbåtfunktioner:

1) Låg förorening, förhindrar att metallföroreningar påverkar dopingkoncentrationsfördelningen.

2) Hög termisk stabilitet, med en termisk expansionskoefficient på endast 0,55 × 10⁻⁶/° C, vilket säkerställer en enhetlig diffusionsprocess.

4.3 Glödgningsprocess

● Processbeskrivning: Hög temperaturbehandling används för att ta bort stress, förbättra materialets kristallstruktur eller aktivera jonimplantationslagret.

● Kvartsbåtfunktioner:

1) Med en smältpunkt så hög som 1713 ° C kan den tåla snabb uppvärmning och kylning för att undvika sprickor orsakade av termisk stress.

2) Exakt storlekskontroll för att säkerställa enhetlig uppvärmning.

4.4 Kemisk ångavsättning med låg tryck (LPCVD)

● Processbeskrivning: I en lågtrycksmiljö bildas en enhetlig tunn film såsom kiselnitrid (Si₃n₄) genom en gasfasreaktion.

● Funktioner i kvartsbåten:

1) Lämplig för vertikala ugnsrör, kan optimera filmavlagringens enhetlighet.

2) Låga partikelföroreningar, förbättra filmkvaliteten.

Ⅴ. Vilka är skillnaderna mellan kvartsbåt och PECVD -grafitbåt?

Typiska skillnadsscenarier:

● PECVD -process: Grafitbåtar kan optimera plasma-enhetlighet på grund av deras konduktivitet och kräver inte hög temperaturprestanda för kvarts i miljöer med låg temperatur (300-400 ° C).

● Oxidationsugn med hög temperatur: Vetekemicon Quartz -båtar är ersättningsbara för deras höga temperaturmotstånd, medan grafit lätt oxideras för att generera CO/CO₂ vid höga temperaturer i en syremiljö, vilket förorenar kammaren.