Komponen dan Aplikasi Kuarsa Semikonduktor Umum

Kuarsa termasuk dalam sistem kristal trigonal, yaitu kristal mineral kerangka tiga dimensi yang tersusun dari silikon dioksida. Biasanya, kuarsa murni tidak berwarna dan transparan, tetapi warnanya berubah-ubah karena adanya ion pigmen jejak, inklusi yang tersebar halus, atau pembentukan pusat warna. Dengan berbagai sifat unggul, kuarsa banyak digunakan dalam berbagai proses pembuatan semikonduktor, dan kinerja serta kualitasnya secara langsung memengaruhi hasil, kinerja, dan biaya perangkat semikonduktor.

1. Wadah Kuarsa

Itucawan lebur kuarsadigunakan untuk menampung bahan baku silikon polikristalin dalam proses pertumbuhan silikon monokristalin suhu tinggi. Untuk memastikan material pendukung stabil, cawan lebur kuarsa harus memiliki stabilitas suhu tinggi yang sangat baik (titik leleh >1700℃) dan koefisien muai panas yang rendah untuk menahan tantangan kondisi pengoperasian suhu tinggi yang keras. Cawan lebur kuarsa untuk aplikasi semikonduktor perlu dibuat dari kuarsa dengan kemurnian tinggi tingkat 4N8 atau lebih tinggi. Pemilihan material yang bijaksana ini dapat secara efektif menurunkan risiko kontaminasi kristal yang disebabkan oleh pengendapan kotoran dari wadah kuarsa karena suhu tinggi.

Tabung tungku kuarsa biasanya berfungsi sebagai ruang reaksi suhu tinggi untuk berbagai proses pembuatan wafer seperti difusi, oksidasi, dan deposisi uap kimia (CVD). Jaditabung tungku kuarsaperlu memiliki ketahanan suhu tinggi yang sangat baik untuk mencegahnya berubah bentuk atau melunak karena lingkungan bersuhu tinggi. Dalam beberapa proses, perlakuan dehidroksilasi bahkan diperlukan untuk mengurangi dampak gugus hidroksil terhadap stabilitas termal. Pembuatan tabung tungku kuarsa juga membutuhkan bahan kuarsa dengan kemurnian tinggi dengan kandungan pengotor logam ≤1 ppm untuk mencegah pengotor mengendap selama proses reaksi dan mempengaruhi hasil pengolahan wafer.

Perahu kuarsa biasanya digunakan bersama dengan tabung tungku kuarsa untuk membawa dan mengangkut lusinan hingga ratusan wafer. Karena itu,perahu kuarsabiasanya harus memiliki ketahanan suhu tinggi yang sangat baik, ketahanan terhadap korosi, dan kinerja yang stabil dan andal dalam hal kekuatan mekanik seperti tabung tungku kuarsa.

Cincin fokus kuarsadirancang khusus untuk proses etsa kering. Mereka biasanya dipasang di sekitar wafer untuk membatasi dan menghomogenisasi plasma, secara efektif memastikan keseragaman laju etsa dan pola pada wafer. Lingkungan pengoperasian ini memerlukan cincin fokus kuarsa untuk memiliki ketahanan yang kuat terhadap korosi plasma, akurasi dimensi yang sangat tinggi, dan permukaan akhir yang halus untuk mencegah pelepasan abnormal atau pembentukan partikel.