Хагас дамжуулагч төхөөрөмжид өндөр цэвэршилттэй кварц яагаад зайлшгүй шаардлагатай вэ?

Өндөр цэвэршилттэй кварц: Дэвшилтэт үйлдвэрлэлийн процесс руу шилжих үед чухал хэрэглээний материал

Дэлхийн хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэл илүү боловсронгуй үйлдвэрлэлийн процесс руу шилжихийн хэрээр чип үйлдвэрлэхэд тоног төхөөрөмжийн гүйцэтгэл, цэвэр байдал, процессын тогтвортой байдлын шаардлага улам бүр нэмэгдэж байна. Вафли үйлдвэрлэх гол үе шатууд - диффуз, исэлдэлт, сийлбэрээс эхлээд CVD (Химийн уурын тунадас) тунадасжилт хүртэл - нь өндөр цэвэршилттэй кварц гэсэн чухал суурь материалаас ихээхэн хамаардаг.

Хагас дамжуулагч тоног төхөөрөмжийн хэрэглээний гол бүрэлдэхүүн хэсэг болох өндөр цэвэршилттэй кварц бүтээгдэхүүнийг диффузийн зуухны хоолой, кварц завь, кварц цагираг, кварц цэвэрлэх сав, кварцын хонхны сав зэрэг чухал хэсгүүдэд өргөн ашигладаг; тэдгээрийн гүйцэтгэл нь вафлийн гарц болон үйлдвэрлэлийн үр ашигт шууд нөлөөлдөг.

Яагаад өндөр цэвэршилттэй кварц нь хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн сонгосон материал болсон бэ?

1. Хэт өндөр цэвэршилт нь чип үйлдвэрлэх оновчтой орчныг хангадаг

Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл нь металлын ион болон хольцод маш мэдрэмтгий байдаг. Бага хэмжээний бохирдол ч гэсэн ялтсан хавтангийн согог үүсэх эсвэл бүтээгдэхүүний бүхэл бүтэн багцыг хаягдал болгоход хүргэдэг.

Өндөр цэвэршилттэй кварц материалыг ихэвчлэн өндөр цэвэршилттэй байгалийн кварцын элс эсвэл нийлэг кварцаар үйлдвэрлэдэг. SiO₂-ийн агууламж 99.99%-иас дээш, металлын хольцын түвшин маш бага тул хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлд хэт цэвэр орчинд тавигдах хатуу шаардлагыг хангадаг.

2. Өндөр температурт маш сайн тэсвэртэй

Чип үйлдвэрлэх явцад исэлдэлт, диффузи болон ариутгалын процессын температур ихэвчлэн 1000°C-аас хэтэрдэг.

Өндөр цэвэршилттэй кварцын онцлог шинж чанарууд:

• Ойролцоогоор 1730°C зөөлрөх цэг
• 1100°C-аас дээш тасралтгүй ажиллах температурын хүчин чадал
• Дулааны тэлэлтийн маш бага коэффициент

Энэ нь байнга халаах, хөргөх нөхцөлд ч тогтвортой бүтцийг хадгалж, хэв гажилт эсвэл хагаралд тэсвэртэй байдаг.

3. Зэврэлтээс хамгаалах чадвар өндөр

Хагас дамжуулагчийн процесст азотын хүчил, давсны хүчил, хүхрийн хүчил зэрэг химийн урвалжууд ихэвчлэн ашиглагддаг.

Өндөр цэвэршилттэй кварц нь ихэнх хүчлийн эсрэг зэврэлтэнд маш сайн тэсвэртэй. Энэ нь нойтон цэвэрлэгээний тоног төхөөрөмж болон химийн боловсруулалтын системд удаан хугацаанд ашиглахад тохиромжтой бөгөөд тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг үр дүнтэй уртасгадаг. 4. Маш сайн оптик ба цахилгаан шинж чанарууд

Кварц материалууд нь хэт ягаан туяа (UV) нэвтрүүлэх болон цахилгаан тусгаарлах гайхалтай шинж чанартай байдаг. Эдгээрийг фотолитографи, үзлэг, тусгай технологийн тоног төхөөрөмжид өргөн ашигладаг бөгөөд өндөр нарийвчлалтай үйлдвэрлэлийн найдвартай суурийг бүрдүүлдэг.

Хагас дамжуулагч тоног төхөөрөмжийн нийтлэг кварцын бүтээгдэхүүнүүд

Дэвшилтэт сав баглаа боодол, хиймэл оюун ухааны чип, цахилгаан хагас дамжуулагчийн эрэлт хэрэгцээ өсөн нэмэгдэж байгаатай холбогдуулан хагас дамжуулагч тоног төхөөрөмжид кварцын бүтээгдэхүүний хэрэглээ өргөжин тэлсээр байна.

Гол бүтээгдэхүүнүүд нь:

• Кварц зуухны хоолойнууд

Диффузийн зуух, исэлдэлтийн зуух болон LPCVD тоног төхөөрөмжид ашигладаг; эдгээр нь өндөр температурын процессын гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

• Кварц завь

Вафлиг зөөвөрлөх, тээвэрлэхэд ашигладаг; тэдгээр нь өндөр хэмжээст нарийвчлал, маш сайн цэвэр байдал шаарддаг.

• Кварцын цагираг

Битүүмжлэх, хамгаалах зорилгоор сийлбэр болон тунадасжуулах тоног төхөөрөмжид өргөн хэрэглэгддэг.

• Кварцын савнууд

Вафлины нойтон цэвэрлэгээ болон химийн боловсруулалтад ашигладаг.

• Кварцын хонхны савнууд

Тогтвортой боловсруулах орчинг бүрдүүлэхийн тулд вакуум болон плазмын тоног төхөөрөмжид ашигладаг.

Хиймэл оюун ухаан болон дэвшилтэт процессын зангилаанууд нь кварцын эрэлтийн тасралтгүй өсөлтийг бий болгож байна

Сүүлийн жилүүдэд хиймэл оюун ухаан (AI), өндөр хүчин чадалтай тооцоолол (HPC), шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгсэл, дата төвийн барилгын хурдацтай хөгжил нь дэлхийн хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн тэлэлтийг түлхэц болсон.

Үүний зэрэгцээ, процессын зангилаанууд 14нм-ээс 7нм, 5нм ба түүнээс цааш хувьсан өөрчлөгдсөн нь өндөр цэвэршилттэй кварцын бүтээгдэхүүнд илүү өндөр шаардлага тавьсан:

* Илүү өндөр цэвэршилттэй

* Илүү хатуу хэмжээст хүлцэл

* Үйлчилгээний хугацаа уртсах

* Дулааны цохилтод тэсвэртэй байдал өндөр

Салбарын шинжээчид хагас дамжуулагч тоног төхөөрөмжид дэлхийн хэмжээнд хөрөнгө оруулалт ирэх жилүүдэд өндөр хэвээр байх бөгөөд энэ нь өндөр цэвэршилттэй кварц материалын зах зээлийн эрэлт хэрэгцээг үргэлжлүүлэн нэмэгдүүлэхэд хүргэнэ гэж таамаглаж байна.

Дүгнэлт

Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийн зайлшгүй хэрэглээний материал болох өндөр цэвэршилттэй кварц материалууд нь хэт өндөр цэвэршилт, өндөр температурт тэсвэртэй байдал, зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал, маш сайн тогтвортой байдлын ачаар дэвшилтэт процессын зангилааны хөгжлийг дэмжих чухал суурь материал болсон.

Дэлхийн чип үйлдвэрлэл тасралтгүй шинэчлэгдэж байгаа тул өндөр зэрэглэлийн кварц бүтээгдэхүүнүүд хагас дамжуулагч тоног төхөөрөмжийн нутагшуулалт болон дэлхийн хангамжийн сүлжээг хөгжүүлэхэд улам бүр чухал үүрэг гүйцэтгэх болно. Кварц бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэгчдийн хувьд материалын цэвэр байдал, машин механизмын нарийвчлал, технологийн шинэчлэлийн чадавхийг тасралтгүй сайжруулах нь ирээдүйн зах зээлд өрсөлдөх давуу талыг бий болгох гол түлхүүр байх болно.