Quartz de haute pureté : un matériau indispensable pour l'industrie des semi-conducteurs

Le quartz de haute pureté possède des propriétés physiques et chimiques remarquables. Sa structure cristalline inhérente, sa forme et ses variations de réseau contribuent à des caractéristiques exceptionnelles telles que la résistance aux températures élevées, la résistance à la corrosion, la résistance à l'abrasion, le faible coefficient de dilatation thermique, l'isolation élevée, les effets piézoélectriques, les effets de résonance et les propriétés optiques uniques. Ces attributs en font un matériau de base irremplaçable pour le développement d’industries stratégiques et piliers.

L'application du quartz de haute pureté couvre divers domaines, notamment les semi-conducteurs, le photovoltaïque, les fibres optiques et les sources de lumière électrique. Parmi ceux-ci, l’industrie des semi-conducteurs détient la plus grande part, représentant 50 % de son utilisation.

Au cœur de la fabrication de semi-conducteurs se trouve la fabrication de puces, qui représente le segment à plus forte valeur ajoutée du secteur. La fabrication de puces comprend principalement quatre étapes : la croissance du monocristal, le traitement et la fabrication des plaquettes, la production de circuits intégrés (CI) et le conditionnement. Les étapes les plus critiques, les plus complexes et les plus exigeantes, notamment en termes de matériaux requis, sont la fabrication et le traitement des plaquettes de silicium.

Les matériaux à base de quartz de haute pureté, avec leur stabilité thermique exceptionnelle, leur résistance aux acides, leur faible dilatation thermique et leur excellente transmission spectrale, répondent parfaitement aux exigences strictes de l'industrie des semi-conducteurs concernant la teneur en métaux alcalins et en métaux lourds dans les matériaux de support. Le processus de production nécessite un volume considérable de composants en quartz de haute qualité, notamment des tranches, des anneaux, des plaques, des brides, des nacelles gravées, des tubes de four à diffusion et des réservoirs de nettoyage.

Quartz de haute pureté utilisé à différentes étapes de préparation des semi-conducteurs

Application à la fabrication de plaquettes de silicium

La principale application du verre de quartz dansfabrication de plaquettes de siliciumréside dans la production decreusets en quartz, essentiel au procédé Czochralski (CZ) utilisé pour produire des lingots de silicium monocristallin destinés à la fabrication de plaquettes. De plus, des récipients de nettoyage en quartz sont également utilisés.

Semicorex Creuset de quartz fondu

Application au traitement des plaquettes

Pendant le traitement des plaquettes, divers traitements commeoxydation, épitaxie, lithographie, gravure, diffusion, dépôt chimique en phase vapeur (CVD), implantation ionique et polissage sont réalisés sur des tranches de silicium. Le verre de quartz de haute pureté, en raison de sa pureté, de sa résistance aux températures élevées, de sa faible dilatation thermique et de sa résistance à la corrosion, joue un rôle crucial dans ces processus.

1)Diffusion et Oxydation : Tubes de diffusion en verre de quartzsont largement utilisés dans ces processus, avec les brides en quartz qui les accompagnent. D'autres composants clés comprennenttubes de four à quartz(pour le transportbateaux en quartzdans et hors du four), des bateaux en quartz (pour transporter des tranches de silicium) et des supports pour bateaux en quartz. Parmi ceux-ci,tubes de diffusion en verre de quartzsont primordiaux, avec leur pureté, leur résistance à la déformation à haute température et leur géométrie précise ayant un impact direct sur la qualité, le coût et l'efficacité de la production des circuits intégrés.

Bateaux en quartzet les racks servent de supports indispensables pour les tranches de silicium pendant les processus de diffusion, d'oxydation, de CVD et de recuit. Ces composants sont disponibles dans différentes spécifications et tailles, généralement disponibles dans des configurations horizontales et verticales. Le contact direct avec des tranches de silicium à haute température nécessite l'utilisation de verre de quartz de haute pureté offrant une excellente stabilité thermique et une excellente précision dimensionnelle pour ces composants.

Composants de quartz Semicorex pour four à diffusion

2)Gravure et nettoyage :Le processus de gravure nécessite des matériaux et des composants en verre de quartz résistant à la corrosion, ce qui entraîne une demande importante d'anneaux de quartz, de chambres de réaction en verre de quartz et de supports de tranches. De plus, les étapes de nettoyage à l’acide et de nettoyage par ultrasons utilisent respectivement des paniers en verre de quartz et des réservoirs de nettoyage, capitalisant sur la stabilité chimique exceptionnelle du matériau. Les cloches en quartz sont également utilisées lors de la croissance épitaxiale du silicium.

3)Photolithographie:Le verre de quartz de haute pureté sert de matériau de substrat principal pour les photomasques, composants cruciaux du processus de photolithographie. Le coût d’approvisionnement de ces substrats représente 90 % du coût total des matières premières des photomasques, comme l’indiquent les données du prospectus de Qingyi Photomask. En tant qu'outils de haute précision pour transférer des modèles de circuits lors de la fabrication d'écrans LCD, de semi-conducteurs et d'autres appareils électroniques, les photomasques influencent directement la précision et la qualité du produit final. Cela nécessite l’utilisation de lingots de verre de quartz synthétique de très haute pureté comme matériau de base pour les substrats des photomasques.

En conclusion, la combinaison unique de propriétés présentées par le quartz de haute pureté a consolidé sa position de matériau indispensable dans l’industrie des semi-conducteurs. À mesure que la technologie progresse et que les exigences en matière de miniaturisation et de performances augmentent, la dépendance à l'égard des matériaux à base de quartz de haute qualité ne fera que croître, renforçant ainsi son rôle crucial dans l'avenir de l'électronique.**

Semicorex, en tant que fabricant et fournisseur expérimenté, fournit des matériaux à quartz de haute pureté pour l'industrie des semi-conducteurs et du photovoltaïque. Si vous avez des questions ou avez besoin de détails supplémentaires, n'hésitez pas à nous contacter.

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