En el campo preciso y exigente de experimentación y fabricación de semiconductores, la selección de cada material es crucial. Entre ellos, El vidrio de cuarzo JGS2 se ha convertido en un material básico indispensable en muchos enlaces de proceso clave debido a su serie de características excelentes insustituibles. No es solo un tipo de vidrio, sino también la piedra angular tecnológica para lograr la fabricación de chips de alto rendimiento.

¿Qué es el vidrio de cuarzo JGS2?

El vidrio de cuarzo JGS2 es un vidrio de cuarzo sintético hecho de dióxido de silicio de alta pureza (SIO ₂), que se derrite con una llama de oxígeno de hidrógeno para producir polvo de cristal de alta pureza. JGS 'es el nombre en código del estándar nacional chino, donde JGS2 se refiere al vidrio de cuarzo óptico ultravioleta. Su característica central es una alta transmitancia en la banda ultravioleta (160 nm-300 nm), al tiempo que posee una serie de excelentes propiedades físicas y químicas comunes al vidrio de cuarzo.

En el contexto de los semiconductores, lo que generalmente nos referimos como 'vidrio de cuarzo ' o 'dispositivos de cuarzo ' (como barcos de cuarzo, tubos de cuarzo, deflectores de cuarzo) se refieren principalmente a JGS2 o materiales de cuarzo de mayor calidad.

Las ventajas y soluciones centrales del vidrio de cuarzo JGS2

Las ventajas del vidrio de cuarzo JGS2 son multifacéticos, y juntas resuelven muchos puntos débiles en experimentos y producción de semiconductores.

1. Pureza extremadamente alta y baja contaminación: resolviendo el problema de 'contaminación de la impureza'

Descripción de la ventaja: El vidrio de cuarzo JGS2 tiene un contenido de impureza metálico extremadamente bajo (generalmente menos de unas pocas partes por millón) y una pureza química extremadamente alta.

Problema resuelto:

En procesos de alta temperatura, como la difusión y la oxidación, los materiales ordinarios precipitarán los iones metálicos (como Na ⁺, K ⁺, Fe ⊃2; ⁺, etc.) u otras impurezas, que pueden contaminar las obleas de silicio y reducir drásticamente la vida de los portadores de minorías, lo que conduce a la deterioro del rendimiento integrado del circuito, aumenta la corriente de fugas, e incluso la falla del dispositivo.

La red estable y la ultra alta pureza del vidrio de cuarzo JGS2 aseguran que no introduzca impurezas medibles en obleas de silicio incluso a altas temperaturas superiores a 1200 ℃, asegurando así el rendimiento eléctrico y el rendimiento del chip.

2. Excelente estabilidad térmica: resolver los problemas de 'ruptura del estrés térmico ' y 'deformación '

Descripción de la ventaja: El vidrio de cuarzo JGS2 tiene un coeficiente extremadamente bajo de expansión térmica (aproximadamente 5.5 × 10 ⁻⁷/℃), equivalente a 1/10 ~ 1/20 de vidrio ordinario. Esto significa que tiene una fuerte tolerancia a los rápidos cambios de temperatura.

Problema resuelto:

Los procesos semiconductores implican calentamiento y enfriamiento rápidos frecuentes (como RTP de recocido térmico rápido). Los materiales ordinarios pueden experimentar estrés interno debido a la expansión y contracción térmica desiguales, lo que lleva a grietas o roturas.

El vidrio de cuarzo JGS2 tiene una excelente 'estabilidad de choque térmico' y puede soportar cambios de temperatura drástica sin grietas, asegurando la continuidad y la seguridad del proceso de producción y extendiendo la vida útil de los componentes del proceso.

3. Excelente resistencia a la temperatura alta: resolviendo el problema de 'ablandamiento del material '

Descripción de la ventaja: El punto de ablandamiento del vidrio de cuarzo JGS2 es tan alto como 1730 ℃, y la temperatura de uso a largo plazo puede alcanzar más de 1100 ℃.

Problema resuelto:

La difusión semiconductora, la oxidación y otros procesos generalmente se llevan a cabo en tubos de horno de alta temperatura que van desde 1000 ℃ a 1250 ℃. Muchos metales y vidrio ordinario se suavizarán, derretirán o liberarán gases a esta temperatura.

El vidrio de cuarzo JGS2 puede mantener una forma y resistencia estables durante mucho tiempo en este entorno de alta temperatura, proporcionando apoyo confiable y entorno de reacción para las obleas de silicio. Es un material ideal para fabricar accesorios de alta temperatura, como tubos de horno, barcos y cuchillas.

4. Buena transmitancia UV: resolviendo el problema de 'Transferencia de energía en el proceso de fotolitografía '

Descripción de la ventaja: El vidrio de cuarzo JGS2 tiene una alta transmitancia en la región espectral ultravioleta, especialmente en la banda ultravioleta profunda (DUV).

Problema resuelto:

En la fotolitografía, es necesario proyectar con precisión los patrones en la máscara sobre la oblea de silicio a través de un sistema de exposición. Las máquinas de litografía modernas utilizan fuentes de luz DUV (como KRF 248NM, ARF 193NM).

Como el material principal para las lentes de litografía y los sustratos de máscaras, el vidrio de cuarzo JGS2 con alta transmitancia ultravioleta garantiza la transmisión eficiente de la energía de la fuente de luz, reduce la pérdida de energía y, por lo tanto, garantiza la resolución y precisión de los patrones de exposición.

5. Excelente estabilidad química: resolver el problema de 'corrosión ácida -base'

Descripción de la ventaja: Además del ácido hidrofluorico (HF) y el ácido fosfórico caliente, el vidrio de cuarzo JGS2 exhibe una excelente resistencia a la corrosión a casi todos los ácidos (como HCl, H ₂ SO ₄, HNO ∝) y bases.

Problema resuelto:

El proceso de grabado y limpieza húmedo de semiconductores utiliza ampliamente varias soluciones de ácido y álcali fuertes. Los tanques de reacción, las cestas de flores, las tuberías, etc. requieren una exposición a largo plazo a estos reactivos químicos.

Los vasos de vidrio de cuarzo JGS2 pueden resistir efectivamente la corrosión química, evitando la introducción de nuevas impurezas debido a la corrosión del contenedor, al tiempo que garantiza la durabilidad a largo plazo del recipiente en sí.

6. Excelente uniformidad óptica y aislamiento eléctrico

Descripción de la ventaja: La estructura interna es uniforme y la consistencia del índice de refracción es extremadamente alta; También es un excelente aislante eléctrico con resistividad eléctrica extremadamente alta.

Problema resuelto:

La uniformidad óptica asegura que no se produzca distorsión en la ruta óptica, lo cual es crucial para la calidad de las imágenes de las lentes litografía.

El alto aislamiento eléctrico lo hace adecuado para su uso en procesos que involucran plasma como CVD, como una ventana de observación y una ventana dieléctrica para las cámaras de reacción, que pueden observar condiciones de trabajo internas y aislar efectivamente los campos eléctricos.

Ejemplos de escenarios de aplicación principal

Según las ventajas anteriores, el vidrio de cuarzo JGS2 se usa ampliamente en los siguientes experimentos de semiconductores y procesos de fabricación:

Proceso de alta temperatura: tubo de horno de difusión, tubo de horno de oxidación, bote de cuarzo, paleta de cuarzo, deflector, etc.

Proceso de litografía: sustrato de plantilla de fotomástica, componentes del sistema óptico de la máquina de litografía.

Proceso húmedo: tanque de limpieza ácido/alcalino, canasta de flores, tanque de grabado.

Proceso de CVD: tubo de revestimiento, cubierta de campana, placa de distribución de gas dentro de la cámara de reacción.

Observación y medición: diversas ventanas de observación, ventanas láser, pantallas de lámparas UV.

El vidrio de cuarzo JGS2, con su pureza ultra alta, excelente estabilidad térmica, propiedades ópticas sobresalientes y una resistencia química sobresaliente, resuelve perfectamente los requisitos centrales de baja contaminación, resistencia a la alta temperatura, resistencia al choque térmico, resistencia a la corrosión y transmisión óptica de alta precisión en experimentos semiconductores y fabricación. No es solo un material funcional clave en equipos y procesos de semiconductores, sino también una garantía importante para promover el desarrollo continuo de procesos avanzados. Elegir productos de vidrio JGS2 de cuarzo JGS2 de alta calidad establece una base sólida para la estabilidad, la confiabilidad y la tasa de éxito de la investigación y producción de semiconductores.

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