Как се произвеждат тръбите за полупроводникови кварцови пещи?

полупроводниккварцови пещни тръбиса основни компоненти, широко използвани в основните процеси за производство на полупроводници, като дифузия, окисление и отгряване. Той трябва стабилно да поддържа физични и химични свойства, дори когато трябва да бъде изложен продължително на висока температура, интензивно налягане и силна корозия на работната среда. В процеса на производство на полупроводници качеството на тръбата на кварцовата пещ пряко влияе върху производителността и добива на полупроводникови устройства. Поради тази причина процесът на производство на кварцови тръби за пещи е от решаващо значение.

Основните производствени процеси на кварцови пещни тръби

1. Избор на суровина

Тръбите на кварцовите пещи са направени предимно от силициев диоксид с висока чистота, който се предлага както в естествена, така и в синтетична форма. Суровините с висока чистота са от съществено значение за осигуряване на отлични оптични, термични и химически характеристики на кварцовите пещни тръби. Особено в области с висока точност като полупроводници, изискванията за съдържанието на примеси, особено примеси от метални йони (като желязо, алуминий, натрий и др.), в суровините са изключително строги и трябва да се контролират на ниво ppm.

2. Топене и формоване

Избранокварцпрах или бучки се стопяват във високотемпературна пещ при над 2000°C, за да се образува еднородна разтопена кварцова течност. Прецизният контрол на температурата и специфичната атмосферна среда (като вакуум или инертен газ) са от решаващо значение по време на този процес за ефективно предотвратяване на дефекти, предизвикани от окисление и замърсяване. След това разтопената кварцова течност непрекъснато се оформя в тръби с помощта на специализирано оборудване за изтегляне или форми като машини за изтегляне на тръби.

3. Рязане и крайно покритие

Оформените кварцови тръби обикновено се нарязват до необходимата дължина чрез режещо оборудване като диамантени или лазерни ножове. Краищата на тръбата обикновено са грапави, така че е необходимо фино шлайфане, за да се осигури гладкост и плоскост на повърхността. Процесите на механично полиране или химическо полиране обикновено се използват за премахване на неравности и микропукнатини, предизвикани от рязане, което може да позволи на краищата на тръбите да отговарят на високопрецизните стандарти за плоскост и да задоволят изискванията за вакуумно запечатване на полупроводниковите процеси.

4. Заваръчен монтаж

Нарязаните кварцови тръби трябва да бъдат заварени при висока температура с тръбите на сърцевината на пещта, фланците и изпускателните тръби за сглобяване, за да съответстват на персонализираните чертежи на клиента. След заваръчния монтаж, белият оксиден слой на кварцовата тръба трябва да бъде отстранен чрез високотемпературно полиране. Този слой се генерира по време на процеса на охлаждане, след като кварцовата тръба се стопи при високи температури. Въпреки че е безвреден сам по себе си, той влияе върху пропускливостта на светлината, плоскостта и гладкостта на кварцовия продукт. Високотемпературното полиране може ефективно да премахне оксидния слой, което води до прозрачни и чисти тръби.

5. Обработка чрез отгряване

В кварцовите тръби се генерира вътрешно напрежение след процеси на оформяне, рязане, заваряване и полиране, което може да повлияе на тяхната механична якост и термична стабилност. По този начин всички кварцови части, произведени при висока температура, трябва да преминат термична обработка и отгряване, за да се елиминира такова вътрешно напрежение.

6. Проверка на качеството

В целия производствен процес на кварцови пещни тръби е необходимо стриктно многоаспектно тестване, за да се гарантира, че крайният продукт отговаря на стандартите. Проверките включват вътрешно напрежение (проверено чрез поляризирана светлина за очевидни линии на напрежение), точност на размерите (като контрол на толеранса за външен диаметър, дебелина на стената и дължина), качество на повърхността (грапавост, наличие на дефекти и т.н.), механични свойства (якост, твърдост и т.н.) и чистота (свободна вътрешна стена от примеси и мехурчета).