نافذة مراقبة من السيليكا المنصهرة عالية الشفافية، قرص زجاج كوارتز لسنغافورة لأشباه الموصلات - ميا

نظرة عامة على المشروع

• العميل: شركة تصنيع مكونات معدات التفريغ لأشباه الموصلات مقرها سنغافورة

• المنتج: أقراص نوافذ مراقبة من السيليكا المنصهرة عالية النقاء (مكونات بصرية دائرية للنوافذ)

• المورد: شركة Lianyungang Shengfan Quartz Products Co., Ltd.

• المادة: سيليكا منصهرة عالية النقاء (نقاوة SiO₂ ≥ 99.99%، محتوى هيدروكسيل منخفض)

• التطبيق: نوافذ مراقبة لغرف التفريغ في معدات النقش بالبلازما لأشباه الموصلات وترسيب الأغشية الرقيقة، تستخدم للمراقبة المرئية للعمليات في الوقت الفعلي والفحص البصري

• العمليات الأساسية: قطع أقراص الكوارتز بدقة، تجليخ وتلميع بصري مزدوج الجوانب، شطف الحواف، فحص الأبعاد.

نقاط الألم الأصلية للعميل

1. عدم كفاية نفاذية نوافذ الزجاج القياسية تؤثر على دقة مراقبة العمليات

استخدم العميل سابقًا زجاجًا مقسّى قياسيًا منخفض الحديد كنوافذ مراقبة لغرف التفريغ. انخفضت نفاذية الضوء بشكل حاد في الطيف من الأشعة فوق البنفسجية العميقة إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة (خاصة أقل من 300 نانومتر). منع هذا المراقبة الدقيقة لحالات البلازما وظروف سطح الرقاقة أثناء المعالجة، مما أثر على توقيت ودقة تعديلات معلمات العملية.

2. فشل الخدمة في درجات الحرارة العالية بسبب عدم تطابق التمدد الحراري

تتضمن عمليات النقش والترسيب لأشباه الموصلات دورات متكررة لدرجة حرارة الغرفة. تتمتع نوافذ الزجاج القياسية بمعاملات تمدد حراري عالية نسبيًا، والتي لا تتطابق مع شفة المعدن. تحت دورات الحرارة المتكررة، تطورت شقوق الإجهاد، بمتوسط عمر خدمة أقل من 6 أشهر. أدت عمليات الاستبدال المتكررة إلى زيادة التكاليف وتسببت في توقف خط الإنتاج.

3. عدم كفاية تشطيب السطح يؤثر على دقة الفحص البصري

قام العميل بتركيب معدات فحص بصري (مطياف، مقاييس تداخل ليزر) خارج الغرفة، مما يتطلب خشونة سطح منخفضة للغاية ودقة شكل سطح عالية. منتجات المورد السابق تلبي فقط جودة السطح الصناعية العامة (S/D 80/50)، مع خسائر تشتت كبيرة أدت إلى تدهور نسب الإشارة إلى الضوضاء في الكشف البصري.

حلولنا المستهدفة ومزاياها

1. مادة السيليكا المنصهرة عالية النقاء مع نفاذية عالية واسعة النطاق

اخترنا مادة السيليكا المنصهرة عالية النقاء (SiO₂ ≥ 99.99%) تتميز بنفاذية عالية واسعة النطاق من الأشعة فوق البنفسجية العميقة (185 نانومتر) إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة (2500 نانومتر). مقارنة بنوافذ الزجاج القياسية، تم تحسين النفاذية في منطقة الأشعة فوق البنفسجية العميقة بشكل كبير، مما يضمن الدقة والموثوقية في مراقبة العمليات والفحص البصري.

2. معامل تمدد حراري منخفض مع استقرار ممتاز لدورات الحرارة

معامل التمدد الحراري للسيليكا المنصهرة هو 5.4×10⁻⁷/℃ فقط، وهو أقل بكثير من الزجاج القياسي. أثناء دورات الحرارة المتكررة في غرف تفريغ أشباه الموصلات، تكون التغيرات الأبعاد ضئيلة، مما يوفر تطابقًا حراريًا ممتازًا مع شفة المعدن ويقضي على مخاطر شقوق الإجهاد. يمتد عمر الخدمة إلى 3-5 أضعاف عمر نوافذ الزجاج القياسية.

3. نقاوة عالية، محتوى شوائب منخفض يضمن نظافة بيئة التفريغ

اختر مادة سيليكا منصهرة منخفضة الهيدروكسيل مع التحكم في محتوى الشوائب المعدنية عند مستويات جزء في المليار (ppb). لا يحدث أي انبعاث غازي أو تلوث في ظل ظروف التفريغ ذات درجات الحرارة العالية، مما يلبي تمامًا متطلبات نظافة الغرفة الصارمة لعمليات النقش والترسيب لأشباه الموصلات.

نتائج التعاون وملاحظات العميل

1. تحسين كبير في دقة مراقبة العمليات

بعد اعتماد نوافذ السيليكا المنصهرة عالية النقاء، يمكن للعميل مراقبة توزيع البلازما وظروف سطح الرقاقة داخل الغرفة بوضوح أثناء عمليات النقش بالبلازما. تحسنت دقة تعديل معلمات العملية بحوالي 25%، مع زيادة إنتاجية الرقاقة بحوالي 3%.

2. إطالة كبيرة في عمر خدمة النوافذ

تعمل نوافذ السيليكا المنصهرة بشكل مستمر في غرف تفريغ أشباه الموصلات لأكثر من 18 شهرًا دون شقوق إجهاد أو تدهور في النفاذية - أكثر من 3 أضعاف عمر خدمة نوافذ الزجاج القياسية. تم تقليل تكاليف الصيانة وتوقف خط الإنتاج بشكل كبير.

3. تحسين جودة إشارة الفحص البصري

تشطيب السطح من الدرجة البصرية (Ra < 1 نانومتر، S/D 40/20) يقلل بشكل كبير من خسائر تشتت الضوء. تحسنت نسب الإشارة إلى الضوضاء للمطياف ومقاييس التداخل الليزري بحوالي 40%، مما يوفر دعمًا أكثر دقة للبيانات في الوقت الفعلي للتحكم في العمليات.4. طلبات متكررة بكميات كبيرة ومستقرة

بعد طلب تجريبي ناجح لـ 200 قطعة، وقع العميل اتفاقية إطارية سنوية بمتوسط طلبات شهرية تتراوح بين 200-300 قطعة. تم دمج نوافذ المراقبة المصنوعة من السيليكا المنصهرة في كتالوج مشتريات المكونات القياسية للعميل.