Как производятся полупроводниковые кварцевые печи?

Полупроводниккварцевые печи печиявляются важными компонентами, широко используемыми в основных процессах производства полупроводников, таких как диффузия, окисление и отжиг. Он должен стабильно сохранять физические и химические свойства даже в тех случаях, когда он должен подвергаться длительному воздействию высокой температуры, сильного давления и сильной коррозии в рабочей среде. В процессе производства полупроводников качество кварцевой печи напрямую влияет на производительность и выход полупроводниковых устройств. По этой причине процесс производства кварцевых трубок имеет решающее значение.

Основные процессы изготовления кварцевых печных трубок

1. Выбор сырья

Кварцевые печные трубы в основном изготавливаются из диоксида кремния высокой чистоты, который доступен как в природной, так и в синтетической форме. Сырье высокой чистоты необходимо для обеспечения отличных оптических, термических и химических характеристик кварцевых печных труб. Особенно в высокоточных областях, таких как полупроводники, требования к содержанию примесей, особенно примесей ионов металлов (таких как железо, алюминий, натрий и т. д.), в сырье чрезвычайно строгие и должны контролироваться на уровне ppm.

2. Плавка и формование.

Выбранокварцпорошок или куски плавят в высокотемпературной печи при температуре выше 2000°С с образованием однородной плавленой кварцевой жидкости. Точный контроль температуры и определенная атмосферная среда (например, вакуум или инертный газ) имеют решающее значение в этом процессе для эффективного предотвращения дефектов, вызванных окислением и загрязнением. Затем из расплавленного кварца непрерывно формуют трубы с помощью специального волочильного оборудования или форм, таких как машины для волочения труб.

3. Раскрой и обработка торца.

Профилированные кварцевые трубки обычно обрезаются до необходимой длины с помощью режущего оборудования, такого как алмазные или лазерные резаки. Концы обрезанных труб обычно бывают шероховатыми, поэтому необходима тонкая шлифовка, чтобы обеспечить гладкость и плоскостность поверхности. Процессы механической или химической полировки обычно применяются для удаления заусенцев и микротрещин, возникших в результате резки, что может позволить концам трубок соответствовать высокоточным стандартам плоскостности и удовлетворить требованиям вакуумной герметизации полупроводниковых процессов.

4. Сварочная сборка

Разрезанные кварцевые трубки необходимо сваривать при высокой температуре с трубками активной зоны печи, фланцами и выхлопными трубами для сборки в соответствии с индивидуальными чертежами заказчика. После сварки белый оксидный слой кварцевой трубки необходимо удалить путем высокотемпературной полировки. Этот слой образуется в процессе охлаждения после плавления кварцевой трубки при высоких температурах. Хотя сам по себе он безвреден, он влияет на светопропускание, плоскостность и гладкость кварцевого изделия. Высокотемпературная полировка позволяет эффективно удалить оксидный слой, в результате чего трубы становятся прозрачными и чистыми.

5. Обработка отжигом

Внутренние напряжения возникают в кварцевых трубках после формования, резки, сварки и полировки, что может повлиять на их механическую прочность и термическую стабильность. Таким образом, все кварцевые детали, изготовленные при высоких температурах, должны пройти термическую обработку и отжиг для устранения такого внутреннего напряжения.

6. Проверка качества

На протяжении всего процесса производства кварцевых трубок требуются строгие многоаспектные испытания, чтобы гарантировать соответствие готового продукта стандартам. Проверки включают внутреннее напряжение (проверка поляризованным светом на наличие видимых линий напряжения), точность размеров (например, контроль допусков по наружному диаметру, толщине стенки и длине), качество поверхности (шероховатость, наличие дефектов и т. д.), механические свойства (прочность, твердость и т. д.) и чистоту (свободная внутренняя стенка от примесей и пузырьков).