Hur tillverkas halvledarkvartsugnsrör?

Halvledarekvarts ugnsrörär väsentliga komponenter som ofta används i de huvudsakliga halvledartillverkningsprocesserna, såsom diffusion, oxidation och glödgning. Det måste stabilt bibehålla fysikaliska och kemiska egenskaper även när det behöver utsättas för den höga temperaturen, det intensiva trycket och den allvarliga korrosionen i arbetsmiljön under lång tid. I halvledartillverkningsprocessen påverkar kvartsugnsrörets kvalitet direkt prestandan och utbytet av halvledarenheter. Av denna anledning är tillverkningsprocessen av kvartsugnsrör avgörande.

De viktigaste tillverkningsprocesserna för kvartsugnsrör

1. Val av råvaror

Kvartsugnsrör är främst gjorda av högren kiseldioxid, som finns i både naturlig och syntetisk form. Råmaterial med hög renhet är avgörande för att leverera utmärkta optiska, termiska och kemiska prestanda hos kvartsugnsrör. Speciellt i högprecisionsområden som halvledare är kraven på innehållet av föroreningar, särskilt metalljonföroreningar (såsom järn, aluminium, natrium, etc.), i råmaterial extremt stränga och måste kontrolleras på ppm-nivå.

2. Smältning och formning

Valdkvartspulver eller klumpar smälts i högtemperaturugnen vid över 2000°C för att bilda en enhetlig smält kvartsvätska. Exakt temperaturkontroll och en specifik atmosfärisk miljö (som ett vakuum eller inert gas) är avgörande under denna process för att effektivt förhindra oxidation och föroreningsinducerade defekter. Den smälta kvartsvätskan formas sedan kontinuerligt till rör med hjälp av specialiserad dragutrustning eller formar som rördragningsmaskiner.

3. Skärning och ytbehandling

Formade kvartsrör skärs vanligtvis till önskad längd via skärutrustning som diamantskärare eller laserskärare. De skurna rörändarna tenderar att vara grova, så finslipning behövs för att säkerställa ytjämnhet och planhet. Mekanisk polering eller kemisk polering används vanligtvis för att ta bort skärinducerade grader och mikrosprickor, vilket kan göra det möjligt för rörändarna att uppfylla högprecisionsstandarder för planhet och uppfylla kraven på vakuumförsegling av halvledarprocesser.

4. Svetsmontering

De skurna kvartsrören måste svetsas vid hög temperatur med ugnskärnrören, flänsarna och avgasrören för montering för att matcha kundens skräddarsydda ritningar. Efter svetsmontering måste det vita oxidskiktet av kvartsröret avlägsnas genom högtemperaturpolering. Detta skikt genereras under kylningsprocessen efter att kvartsröret smälts vid höga temperaturer. Även om det är ofarligt i sig, påverkar det ljustransmittansen, planheten och jämnheten hos kvartsprodukten. Högtemperaturpolering kan effektivt ta bort oxidskiktet, vilket resulterar i transparenta och rena rör.

5. Glödgningsbehandling

Inre spänningar genereras i kvartsrör efter formning, skärning, svetsmontering och poleringsprocesser, vilket kan påverka deras mekaniska styrka och termiska stabilitet. Således måste alla högtemperaturtillverkade kvartsdelar genomgå värmebehandling och glödgning för att eliminera sådan inre spänning.

6. Kvalitetskontroll

I hela tillverkningsprocessen av kvartsugnsrör krävs strikta multiaspekttester för att säkerställa att den färdiga produkten uppfyller standarderna. Inspektioner inkluderar inre spänningar (kontrollerade med polariserat ljus för uppenbara spänningslinjer), dimensionsnoggrannhet (såsom toleranskontroll för ytterdiameter, väggtjocklek och längd), ytkvalitet (råhet, förekomst av defekter, etc.), mekaniska egenskaper (hållfasthet, hårdhet, etc.) och renhet (fri innervägg från föroreningar och bubblor).