Im präzisen und anspruchsvollen Bereich der Halbleiterexperimente und -herstellung ist die Auswahl jedes Materials von entscheidender Bedeutung. Darunter, JGS2-Quarzglas ist aufgrund seiner unersetzlichen hervorragenden Eigenschaften zu einem unverzichtbaren Grundmaterial in vielen wichtigen Prozesszusammenhängen geworden. Es handelt sich nicht nur um eine Glasart, sondern auch um den technologischen Grundstein für die Hochleistungs-Chipfertigung.

Was ist JGS2-Quarzglas?

JGS2-Quarzglas ist ein synthetisches Quarzglas aus hochreinem Siliziumdioxid (SiO₂), das mit einer Wasserstoff-Sauerstoff-Flamme geschmolzen wird, um hochreines Kristallpulver zu erzeugen. JGS ist der Codename für den chinesischen nationalen Standard, wobei sich JGS2 auf ultraviolettes optisches Quarzglas bezieht. Sein Hauptmerkmal ist die hohe Durchlässigkeit im ultravioletten Band (160 nm bis 300 nm) und es verfügt gleichzeitig über eine Reihe hervorragender physikalischer und chemischer Eigenschaften, die Quarzglas gemeinsam haben.

Im Zusammenhang mit Halbleitern beziehen sich die Bezeichnungen „Quarzglas“ oder „Quarzgeräte“ (z. B. Quarzboote, Quarzröhren, Quarzleitbleche) meist auf JGS2- oder höherwertige Quarzmaterialien.

Die Kernvorteile und Lösungen von JGS2-Quarzglas

Die Vorteile von JGS2-Quarzglas sind vielfältig und gemeinsam lösen sie viele Probleme bei Halbleiterexperimenten und der Halbleiterproduktion.

1. Extrem hohe Reinheit und geringe Verschmutzung – Lösung des Problems der „Verunreinigungsverschmutzung“

Vorteilsbeschreibung: JGS2-Quarzglas hat einen extrem niedrigen Gehalt an Metallverunreinigungen (normalerweise weniger als einige Teile pro Million) und eine extrem hohe chemische Reinheit.

Problem gelöst:

Bei Hochtemperaturprozessen wie Diffusion und Oxidation scheiden gewöhnliche Materialien Metallionen (wie Na ⁺, K ⁺, Fe ⊃2; ⁺ usw.) oder andere Verunreinigungen aus, die Siliziumwafer verunreinigen und die Lebensdauer von Minoritätsträgern drastisch verkürzen können, was zu einer Verschlechterung der Leistung integrierter Schaltkreise, einem erhöhten Leckstrom und sogar einem Geräteausfall führt.

Das stabile Gitter und die ultrahohe Reinheit von JGS2-Quarzglas stellen sicher, dass es auch bei hohen Temperaturen über 1200 °C keine messbaren Verunreinigungen in Siliziumwafer einbringt und so die elektrische Leistung und Ausbeute des Chips gewährleistet.

2. Hervorragende thermische Stabilität – Lösung der Probleme von „thermischer Spannungsbruch“ und „Verformung“

Vorteilsbeschreibung: JGS2-Quarzglas hat einen extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (ca. 5,5 × 10 ⁻⁷/℃), der 1/10 bis 1/20 von gewöhnlichem Glas entspricht. Das bedeutet, dass es eine hohe Toleranz gegenüber schnellen Temperaturschwankungen aufweist.

Problem gelöst:

Halbleiterprozesse erfordern häufiges schnelles Erhitzen und Abkühlen (z. B. schnelles thermisches Ausheilen (RTP)). Gewöhnliche Materialien können aufgrund ungleichmäßiger Wärmeausdehnung und -kontraktion inneren Spannungen ausgesetzt sein, die zu Rissen oder Brüchen führen können.

JGS2-Quarzglas verfügt über eine ausgezeichnete „Wärmeschockstabilität“ und kann drastischen Temperaturschwankungen standhalten, ohne zu reißen, wodurch die Kontinuität und Sicherheit des Produktionsprozesses gewährleistet und die Lebensdauer der Prozesskomponenten verlängert wird.

3. Hervorragende Hochtemperaturbeständigkeit – Lösung des Problems der „Materialerweichung“

Vorteilsbeschreibung: Der Erweichungspunkt von JGS2-Quarzglas liegt bei bis zu 1730 °C und die Langzeitgebrauchstemperatur kann über 1100 °C liegen.

Problem gelöst:

Halbleiterdiffusion, Oxidation und andere Prozesse werden üblicherweise in Hochtemperatur-Ofenröhren im Bereich von 1000 ℃ bis 1250 ℃ durchgeführt. Viele Metalle und gewöhnliches Glas werden bei dieser Temperatur weich, schmelzen oder Gase freisetzen.

JGS2-Quarzglas kann in dieser Hochtemperaturumgebung über lange Zeit eine stabile Form und Festigkeit beibehalten und bietet so eine zuverlässige Stütz- und Reaktionsumgebung für Siliziumwafer. Es ist ein ideales Material für die Herstellung von Hochtemperaturvorrichtungen wie Ofenrohren, Booten und Schaufeln.

4. Gute UV-Durchlässigkeit – Lösung des Problems der „Energieübertragung im Fotolithographieprozess“

Vorteilsbeschreibung: JGS2-Quarzglas weist eine hohe Durchlässigkeit im ultravioletten Spektralbereich auf, insbesondere im tiefen Ultraviolettband (DUV).

Problem gelöst:

Bei der Fotolithographie ist es notwendig, die Muster auf der Maske mithilfe eines Belichtungssystems präzise auf den Siliziumwafer zu projizieren. Moderne Lithographiemaschinen verwenden DUV-Lichtquellen (z. B. KrF 248 nm, ArF 193 nm).

Als Hauptmaterial für Linsen und Maskensubstrate von Lithographiemaschinen gewährleistet JGS2-Quarzglas mit hoher Ultraviolettdurchlässigkeit eine effiziente Übertragung der Lichtquellenenergie, reduziert Energieverluste und gewährleistet so die Auflösung und Genauigkeit von Belichtungsmustern.

5. Hervorragende chemische Stabilität – Lösung des Problems der „Säure-Base-Korrosion“

Vorteilsbeschreibung: Abgesehen von Flusssäure (HF) und heißer Phosphorsäure weist JGS2-Quarzglas eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit gegenüber fast allen Säuren (wie HCl, H₂SO₄, HNO∝) und Basen auf.

Problem gelöst:

Beim Nassätz- und Reinigungsprozess von Halbleitern kommen in großem Umfang verschiedene starke Säure- und Alkalilösungen zum Einsatz. Reaktionstanks, Blumenkörbe, Rohrleitungen usw. erfordern eine langfristige Einwirkung dieser chemischen Reagenzien.

JGS2-Quarzglasgefäße können chemischer Korrosion wirksam widerstehen, wodurch die Einführung neuer Verunreinigungen aufgrund von Behälterkorrosion vermieden wird und gleichzeitig die langfristige Haltbarkeit des Gefäßes selbst gewährleistet wird.

6. Hervorragende optische Gleichmäßigkeit und elektrische Isolierung

Vorteilsbeschreibung: Die innere Struktur ist gleichmäßig und die Konsistenz des Brechungsindex ist extrem hoch; Es ist außerdem ein ausgezeichneter elektrischer Isolator mit extrem hohem elektrischem Widerstand.

Problem gelöst:

Durch die optische Gleichmäßigkeit wird sichergestellt, dass im Strahlengang keine Verzerrungen auftreten, was für die Abbildungsqualität von Lithographieobjektiven von entscheidender Bedeutung ist.

Aufgrund der hohen elektrischen Isolierung eignet es sich für den Einsatz in Plasmaprozessen wie CVD als Beobachtungsfenster und dielektrisches Fenster für Reaktionskammern, mit denen interne Arbeitsbedingungen beobachtet und elektrische Felder effektiv isoliert werden können.

Beispiele für Hauptanwendungsszenarien

Aufgrund der oben genannten Vorteile wird JGS2-Quarzglas häufig in den folgenden Halbleiterexperimenten und Herstellungsprozessen verwendet:

Hochtemperaturprozess: Diffusionsofenrohr, Oxidationsofenrohr, Quarzboot, Quarzpaddel, Prallplatte usw.

Lithographieprozess: Fotomasken-Vorlagensubstrat, optische Systemkomponenten der Lithographiemaschine.

Nassverfahren: Säure-/Laugen-Reinigungstank, Blumenkorb, Ätztank.

CVD-Verfahren: Auskleidungsrohr, Glockendeckel, Gasverteilerplatte innerhalb der Reaktionskammer.

Beobachtung und Messung: verschiedene Beobachtungsfenster, Laserfenster, UV-Lampenschirme.

JGS2-Quarzglas erfüllt mit seiner ultrahohen Reinheit, hervorragenden thermischen Stabilität, hervorragenden optischen Eigenschaften und hervorragenden chemischen Beständigkeit perfekt die Kernanforderungen geringer Verschmutzung, hoher Temperaturbeständigkeit, Thermoschockbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hochpräziser optischer Übertragung bei Halbleiterexperimenten und -herstellung. Es ist nicht nur ein wichtiges Funktionsmaterial in Halbleitergeräten und -prozessen, sondern auch ein wichtiger Garant für die Förderung der kontinuierlichen Entwicklung fortschrittlicher Prozesse. Die Wahl hochwertiger JGS2-Quarzglasprodukte legt eine solide Grundlage für die Stabilität, Zuverlässigkeit und Erfolgsquote der Halbleiterforschung und -produktion.

Luverre Quartz produziert und vertreibt eine breite Palette hochwertiger Quarzgläser, darunter Quarzrohre, Quarzplatten, Quarzstäbe, Quarzfenster, Quarztiegel, Quarzschiffchen, Quarzflansche, Quarzbecher, Quarzglasinstrumente und mehr. Wir können alle Arten von individuellen Anforderungen an Quarzglasprodukte erfüllen.