Hogyan gyártják a félvezető kvarc kemence csöveket?

Félvezetőkvarc kemence csövekalapvető összetevői, amelyeket széles körben használnak a fő félvezető-gyártási folyamatokban, mint például a diffúzió, az oxidáció és az izzítás. Stabilan meg kell őriznie fizikai és kémiai tulajdonságait, még akkor is, ha tartósan ki kell téve a működési környezet magas hőmérsékletének, erős nyomásának és erős korróziójának. A félvezető gyártási folyamatban a kvarc kemencecső minősége közvetlenül befolyásolja a félvezető eszközök teljesítményét és hozamát. Emiatt a kvarc kemencecsövek gyártási folyamata döntő fontosságú.

A kvarc kemencecsövek fő gyártási folyamatai

1. Nyersanyag kiválasztása

A kvarc kemencecsövek elsősorban nagy tisztaságú szilícium-dioxidból készülnek, amely természetes és szintetikus formában is elérhető. A nagy tisztaságú nyersanyagok elengedhetetlenek a kvarckemence csövek kiváló optikai, termikus és kémiai teljesítményéhez. Különösen az olyan nagy pontosságú területeken, mint a félvezetők, a nyersanyagok szennyezőanyag-tartalmára, különösen a fémion-szennyeződésekre (például vas, alumínium, nátrium stb.) vonatkozó követelmények rendkívül szigorúak, és ezeket ppm szinten kell ellenőrizni.

2. Olvadás és formázás

Kiválasztottkvarca port vagy csomókat a magas hőmérsékletű kemencében 2000 °C feletti hőmérsékleten megolvasztják, hogy egységes olvadt kvarcfolyadékot képezzenek. A pontos hőmérséklet-szabályozás és a speciális légköri környezet (például vákuum vagy inert gáz) kulcsfontosságú a folyamat során az oxidáció és a szennyeződés okozta hibák hatékony megelőzéséhez. Az olvasztott kvarcfolyadékot ezután folyamatosan csövekké alakítják speciális húzóberendezések vagy formák, például csőhúzó gépek segítségével.

3. Vágás és végfelület kikészítés

Az formázott kvarccsöveket általában vágóberendezésekkel, például gyémántvágókkal vagy lézervágókkal vágják a kívánt hosszúságra. A cső vágott végei általában érdesek, ezért finom csiszolásra van szükség a felület sima és síkságának biztosításához. A mechanikus polírozási vagy kémiai polírozási eljárásokat általában a vágás okozta sorja és mikrorepedések eltávolítására alkalmazzák, ami lehetővé teszi, hogy a csővégek megfeleljenek a nagy pontosságú lapossági szabványoknak, és kielégítsék a félvezető eljárások vákuumtömítési követelményeit.

4. Hegesztőszerelvény

A vágott kvarccsöveket magas hőmérsékleten kell hegeszteni a kemencemagcsövekkel, karimákkal és kipufogócsövekkel az összeszereléshez, hogy megfeleljenek az ügyfél testreszabott rajzainak. A hegesztési összeszerelést követően a kvarccső fehér oxidrétegét magas hőmérsékletű polírozással el kell távolítani. Ez a réteg a hűtési folyamat során keletkezik, miután a kvarccső magas hőmérsékleten megolvad. Bár önmagában ártalmatlan, befolyásolja a kvarctermék fényáteresztő képességét, síkságát és simaságát. A magas hőmérsékletű polírozás hatékonyan eltávolíthatja az oxidréteget, átlátszó és tiszta csöveket eredményezve.

5. Lágyító kezelés

A kvarccsövekben alakítási, vágási, hegesztési összeszerelési és polírozási folyamatok után belső feszültség keletkezik, amely befolyásolhatja a mechanikai szilárdságukat és a hőstabilitásukat. Így minden magas hőmérsékleten gyártott kvarc alkatrészt hőkezelésen és izzításon kell átesni az ilyen belső feszültségek kiküszöbölése érdekében.

6. Minőségellenőrzés

A kvarc kemencecsövek teljes gyártási folyamata során szigorú, több szempontú vizsgálatra van szükség annak biztosítására, hogy a késztermék megfeleljen a szabványoknak. Az ellenőrzések magukban foglalják a belső feszültséget (polarizált fénnyel ellenőrzik a nyilvánvaló feszültségvonalakért), a méretpontosságot (például a külső átmérő, a falvastagság és a hossz tűrésszabályozását), a felület minőségét (érdesség, hibák jelenléte stb.), a mechanikai tulajdonságokat (szilárdság, keménység stb.) és a tisztaságot (szennyeződésektől és buborékoktól mentes belső fal).