Dans le domaine précis et exigeant de l’expérimentation et de la fabrication des 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 nombreux maillons clés du processus en raison de sa série d'excellentes caractéristiques irremplaçables. Il ne s’agit pas seulement d’un type de verre, mais également de la pierre angulaire technologique permettant de réaliser 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 composé de dioxyde de silicium de haute pureté (SiO ₂), qui est fondu avec une flamme d'hydrogène et d'oxygène pour produire une 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. Sa principale caractéristique est une transmission élevée dans la bande ultraviolette (160 nm-300 nm), tout en possédant une série d'excellentes propriétés physiques et chimiques communes au verre de quartz.

Dans le contexte des semi-conducteurs, ce que nous appelons habituellement « verre de quartz » ou « dispositifs à quartz » (tels que des bateaux en quartz, des tubes de quartz, des chicanes en quartz) font principalement référence au JGS2 ou à des matériaux à quartz de qualité supérieure.

Les principaux avantages et solutions du verre de quartz JGS2

Les avantages du verre de quartz JGS2 sont multiples et, ensemble, ils résolvent de nombreux problèmes lors des expériences et de la production de semi-conducteurs.

1. Pureté extrêmement élevée et faible pollution – résolvant le problème de la « pollution par les impuretés »

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

Problème résolu :

Dans les processus à haute température tels que la diffusion et l'oxydation, les matériaux ordinaires précipiteront des ions métalliques (tels que Na ⁺, K ⁺, Fe ⊃2; ⁺, etc.) ou d'autres impuretés, qui peuvent contaminer les plaquettes de silicium et réduire considérablement la durée de vie des porteurs minoritaires, entraînant une détérioration des performances du circuit intégré, une augmentation du courant de fuite et même une défaillance du dispositif.

Le réseau stable et l'ultra-haute pureté du verre de quartz JGS2 garantissent qu'il n'introduit pas d'impuretés mesurables dans les tranches de silicium, même à des températures élevées supérieures à 1 200 ℃, garantissant ainsi les performances électriques et le rendement de la puce.

2. Excellente stabilité thermique – résolvant les problèmes de « rupture sous contrainte thermique » et de « déformation »

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

Problème résolu :

Les processus de semi-conducteurs impliquent un chauffage et un refroidissement rapides et fréquents (tels que le recuit thermique rapide RTP). Les matériaux ordinaires peuvent subir des contraintes internes dues à une dilatation et une contraction thermiques inégales, entraînant des fissures ou des cassures.

Le verre de quartz JGS2 présente une excellente « stabilité aux chocs thermiques » et peut résister à des changements de température drastiques sans se fissurer, garantissant ainsi la continuité et la sécurité du processus de production et prolongeant la durée de vie des composants du processus.

3. Excellente résistance aux hautes températures – résolvant le problème du « ramollissement des matériaux »

Description de l'avantage : le point de ramollissement du verre de quartz JGS2 atteint 1 730 ℃ et la température d'utilisation à long terme peut atteindre plus de 1 100 ℃.

Problème résolu :

La diffusion, l'oxydation et d'autres processus de semi-conducteurs sont généralement effectués dans des tubes de four à haute température allant de 1 000 ℃ à 1 250 ℃. De nombreux métaux et verres ordinaires ramolliront, fondront ou libéreront des gaz à cette température.

Le verre de quartz JGS2 peut conserver une forme et une résistance stables pendant longtemps dans cet environnement à haute température, fournissant ainsi un support et un environnement de réaction fiables pour les plaquettes de silicium. C'est un matériau idéal pour fabriquer des accessoires à haute température tels que des tubes de four, des bateaux et des pales.

4. Bonne transmission des UV – résolvant le problème du « transfert d'énergie dans le processus de photolithographie »

Description de l'avantage : le verre de quartz JGS2 a une transmission 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 motifs du masque sur la plaquette de silicium via un système d'exposition. Les machines de lithographie modernes utilisent des sources lumineuses DUV (telles que KrF 248 nm, ArF 193 nm).

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

5. Excellente stabilité chimique - résolvant le problème de la « corrosion acide-base »

Description de l'avantage : Outre l'acide fluorhydrique (HF) et l'acide phosphorique chaud, le verre de quartz JGS2 présente une excellente résistance à la corrosion à presque tous les acides (tels que HCl, H₂ SO₄, HNO ∝) et bases.

Problème résolu :

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

Les cuves en verre de quartz JGS2 peuvent résister efficacement à la corrosion chimique, évitant l'introduction de nouvelles impuretés dues à la corrosion des récipients, tout en garantissant la durabilité à long terme de la cuve elle-même.

6. Excellente uniformité optique et isolation électrique

Description de l'avantage : La structure interne est uniforme et la cohérence de l'indice de réfraction est extrêmement élevée ; C'est également un excellent isolant électrique doté d'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 approprié pour une utilisation dans des processus impliquant du plasma tels que le CVD, 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 principaux scénarios d'application

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

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

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

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

Procédé CVD : tube de revêtement, couvercle 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 son ultra-haute pureté, son excellente stabilité thermique, ses propriétés optiques exceptionnelles et sa résistance chimique exceptionnelle, répond parfaitement aux exigences fondamentales de faible pollution, de résistance aux températures élevées, de résistance aux chocs thermiques, de résistance à la corrosion et de 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 les équipements et processus semi-conducteurs, mais également d'une garantie importante pour promouvoir le développement continu de processus avancés. Le choix des produits en verre de quartz JGS2 de haute qualité constitue une base solide pour la stabilité, la fiabilité et le taux de réussite de la recherche et de la production de semi-conducteurs.

Luverre Quartz fabrique et vend une large gamme de verre de quartz de haute qualité, notamment des tubes de quartz, des plaques de quartz, des tiges de quartz, des fenêtres en quartz, des creusets en quartz, des bateaux en quartz, des brides en quartz, des béchers en quartz, des instruments en verre de quartz, etc. Nous pouvons répondre à toutes sortes d’exigences personnalisées en matière de produits en verre de quartz.