Dans le domaine précis et exigeant de l'expérimentation et de la fabrication de semi-conducteurs, la sélection de chaque matériau est cruciale. Parmi eux, Le verre de quartz JGS2 est devenu un matériau de base indispensable dans de nombreuses liens de processus clés en raison de sa série d'excellentes caractéristiques irremplaçables. Ce n'est pas seulement un type de verre, mais aussi la pierre angulaire technologique pour obtenir une fabrication de puces haute performance.

Qu'est-ce que le verre de quartz JGS2?

Le verre de quartz JGS2 est un verre de quartz synthétique en dioxyde de silicium de haute pureté (SiO ₂), qui est fondu avec une flamme d'oxygène à l'hydrogène pour produire de la poudre de cristal de haute pureté. JGS 'est le nom de code de la norme nationale chinoise, où JGS2 fait référence au verre de quartz optique ultraviolet.

Dans le contexte des semi-conducteurs, ce que nous appelons habituellement 'Quartz Glass ' ou 'Dispositifs de quartz ' (tels que les bateaux en quartz, les tubes en quartz, les chicanes de quartz) se réfèrent principalement aux matériaux de quartz JGS2 ou de qualité supérieure.

Les avantages et les solutions de base du verre de quartz JGS2

Les avantages du verre de quartz JGS2 sont multiformes, et ensemble, ils résolvent de nombreux points de douleur dans les expériences et la production de semi-conducteurs.

1. Pureur extrêmement élevée et faible pollution - résoudre le problème de 'Pollution d'impureté '

Description de l'avantage: le verre de quartz JGS2 a une teneur en impuretés métalliques extrêmement faible (généralement moins de quelques parties par million) et une pureté chimique extrêmement élevée.

Problème résolu:

Dans des processus à haute température tels que la diffusion et l'oxydation, les matériaux ordinaires précipiteront les ions métalliques (tels que Na ⁺, K ⁺, Fe ⊃2; ⁺, etc.) ou d'autres impuretés, qui peuvent contaminer les wafers de silicium et réduire considérablement la durée de vie des opérateurs minoritaires, conduisant à la détérioration des performances du circuit intégré, à un courant de lèvres accru, et même à l'échec des appareils.

Le réseau stable et la pureté ultra-élevée du verre de quartz JGS2 garantissent qu'il n'introduise pas d'impuretés mesurables dans des plaquettes de silicium même à des températures élevées supérieures à 1200 ℃, garantissant ainsi les performances électriques et le rendement de la puce.

2. Excellente stabilité thermique - Résolution des problèmes de 'rupture de contrainte thermique ' et 'déformation '

Description de l'avantage: le verre de quartz JGS2 a un coefficient d'expansion thermique extrêmement faible (environ 5,5 × 10 ⁻⁷ / ℃), équivalent à 1/10 ~ 1/20 de verre ordinaire. Cela signifie qu'il a une forte tolérance pour les changements de température rapides.

Problème résolu:

Les processus de semi-conducteurs impliquent un chauffage et un refroidissement rapides fréquents (comme le RTP à recuit thermique rapide). Les matériaux ordinaires peuvent subir une contrainte interne en raison d'une expansion thermique inégale et d'une contraction, conduisant à la fissuration ou à la rupture.

Le verre de quartz JGS2 a un excellent 'stabilité du choc thermique ' et peut résister à des changements de température drastiques sans se fissurer, assurer la continuité et la sécurité du processus de production et prolonger la durée de vie des composants du processus.

3.

Avantage Description: Le point d'adoucissement du verre de quartz JGS2 est aussi élevé que 1730 ℃, et la température d'utilisation à long terme peut atteindre 1100 ℃.

Problème résolu:

La diffusion des semi-conducteurs, l'oxydation et d'autres processus sont généralement effectuées dans des tubes de four à haute température allant de 1000 ℃ à 1250 ℃. De nombreux métaux et verre ordinaire ramolliront, fondreont ou libèrent des gaz à cette température.

Le verre de quartz JGS2 peut maintenir une forme et une résistance stables pendant longtemps dans cet environnement à haute température, offrant un environnement de support et de réaction fiable pour les plaquettes de silicium. Il s'agit d'un matériau idéal pour fabriquer des luminaires à haute température tels que des tubes de fournaise, des bateaux et des lames.

4. Bonne transmittance UV - Résolution du problème de 'Transfert d'énergie dans le processus de photolithographie '

Avantage Description: le verre de quartz JGS2 a une transmittance élevée dans la région spectrale ultraviolette, en particulier dans la bande ultraviolette profonde (DUV).

Problème résolu:

En photolithographie, il est nécessaire de projeter avec précision les modèles sur le masque sur la tranche de silicium via un système d'exposition. Les machines de lithographie modernes utilisent des sources de lumière DUV (comme KRF 248NM, ARF 193NM).

En tant que matériau principal pour les lentilles de la lithographie et les substrats de masque, le verre de quartz JGS2 avec une transmittance ultraviolette élevée garantit une transmission efficace de l'énergie de la source de lumière, réduit la perte d'énergie et assure ainsi la résolution et la précision des modèles d'exposition.

5. Excellente stabilité chimique - Résolution du problème de 'Corrosion acide-base ' '

Avantage Description: Outre l'acide hydrofluorique (HF) et l'acide phosphorique chaud, le verre de quartz JGS2 présente une excellente résistance à la corrosion à presque tous les acides (comme HCL, H ₂ SO ₄, HNO ∝) et les bases.

Problème résolu:

Le processus de gravure et de nettoyage humide des semi-conducteurs utilise largement diverses solutions d'acide et alcalines fortes. Les réservoirs de réaction, les paniers de fleurs, les pipelines, etc. nécessitent une exposition à long terme à ces réactifs chimiques.

Les vaisseaux en verre de quartz JGS2 peuvent résister efficacement à la corrosion chimique, en évitant l'introduction de nouvelles impuretés en raison de la corrosion des conteneurs, tout en assurant la durabilité à long terme du vaisseau lui-même.

6. Excellente uniformité optique et isolation électrique

Avantage Description: La structure interne est uniforme et la cohérence de l'indice de réfraction est extrêmement élevée; Il s'agit également d'un excellent isolant électrique avec une résistivité électrique extrêmement élevée.

Problème résolu:

L'uniformité optique garantit qu'aucune distorsion ne se produit dans le chemin optique, ce qui est crucial pour la qualité d'imagerie des lentilles de lithographie.

L'isolation électrique élevée le rend adapté à une utilisation dans les processus impliquant du plasma tel que les MCV, comme fenêtre d'observation et fenêtre diélectrique pour les chambres de réaction, qui peuvent observer les conditions de travail internes et isoler efficacement les champs électriques.

Exemples de scénarios d'application principaux

Sur la base des avantages ci-dessus, le verre de quartz JGS2 est largement utilisé dans les expériences de semi-conducteur suivantes et les processus de fabrication:

Processus à haute température: tube de four à diffusion, tube de four à oxydation, bateau en quartz, palette de quartz, chicane, etc.

Processus de lithographie: substrat de modèle de photomasque, composants du système optique de la machine à lithographie.

Processus humide: réservoir de nettoyage acide / alcali, panier de fleurs, réservoir de gravure.

Processus de MCV: tube de doublure, couverture de cloche, plaque de distribution de gaz à l'intérieur de la chambre de réaction.

Observation et mesure: diverses fenêtres d'observation, fenêtres laser, abat-jour UV.

Le verre de quartz JGS2, avec sa pureté ultra-élevée, son excellente stabilité thermique, ses propriétés optiques exceptionnelles et sa résistance chimique exceptionnelle, résout parfaitement les exigences centrales de la faible pollution, de la résistance à haute température, de la résistance aux chocs thermiques, de la résistance à la corrosion et de la transmission optique de haute précision dans les expériences et la fabrication de semi-conducteurs. Il s'agit non seulement d'un matériau fonctionnel clé dans l'équipement et les processus semi-conducteurs, mais aussi une garantie importante pour promouvoir le développement continu de processus avancés. Le choix des produits en verre de quartz JGS2 de haute qualité jette une base solide pour la stabilité, la fiabilité et le taux de réussite de la recherche et de la production de semi-conducteurs.

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