태양 에너지용 맞춤형 투명 융용 실리카 석영 유리 보트

석영 보트 소개

웨이퍼 보트 또는 공정 보트로도 알려진 석영 보트(Quartz Boat)는 고순도 융용 석영으로 제작된 반도체 산업용 정밀 부품입니다. 이는 고온 제조 공정 중에 실리콘 웨이퍼를 지지하고 운반하기 위해 설계되었습니다.

주요 기능은 캐리어 또는 랙 역할을 하여 여러 개의 웨이퍼가 수직으로 정확한 간격을 유지하며 안전하게 고정되도록 하며, 동시에 가열로 및 반응 챔버 내부에서 처리될 수 있도록 하는 것입니다.

주요 특징

1). 뛰어난 내고열성:
융용 석영은 확산 및 산화와 같은 공정에 필수적인 1100°C 이상의 온도에서도 연화나 변형 없이 견딜 수 있습니다.

2). 초고순도:
고순도 합성 석영으로 만들어져 금속 불순물이 거의 없으며, 이는 민감한 실리콘 웨이퍼의 오염을 방지하여 높은 제품 수율과 성능을 확보하는 데 중요합니다.

3). 우수한 열 안정성:
석영은 열팽창 계수가 매우 낮아 급격한 가열 및 냉각 사이클(열충격)에도 균열 없이 견딜 수 있습니다.

4). 뛰어난 화학적 불활성:
반도체 제조 공정에서 사용되는 대부분의 산, 할로젠 및 기타 부식성 공정 가스에 대해 높은 내식성을 갖습니다.

5). 정밀 엔지니어링:
웨이퍼를 안정적으로 고정하면서 응력을 유발하거나 입자를 발생시키지 않도록 정밀하게 설계된 홈이나 슬롯이 있으며, 공정 가스와 열에 대한 균일한 노출을 보장합니다.

6) 높은 기계적 강도 및 안정성
고온에서 무거운 하중 조건에서도 구조적 무결성과 치수 안정성을 유지하여 웨이퍼의 휨을 방지합니다.
석영 보트는 높은 내열성과 초고순도 특성 덕분에 반도체 제조에 필수적이며, 오염을 방지합니다. 우수한 열충격 저항성과 뛰어난 화학적 불활성은 혹독한 공정 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있게 해줍니다. 또한 정밀한 설계를 통해 웨이퍼가 균일하게 처리되며 손상 없이 가공될 수 있습니다.

석영 보트의 장점

1) 높은 내열성:
석영 유리의 연화점 온도는 약 1730℃이며, 장기간 1200℃에서 사용할 수 있습니다. 단시간 사용 온도는 최대 1450℃까지 가능합니다.

2) 우수한 열 안정성: 석영 유리의 열팽창 계수가 작아 급격한 온도 변화에도 견딜 수 있으며, 석영 유리를 약 1200℃까지 가열한 후 상온의 물에 넣어도 파손되지 않습니다.

3) 내식성: 불화수소산을 제외하고는 석영 유리는 거의 모든 다른 산과 화학 반응을 하지 않으며, 그 내산성은 세라믹의 30배, 스테인리스강의 150배에 달합니다.

4) 우수한 절연성: 석영 유리의 저항값은 일반 유리의 10,000배에 해당하여 매우 우수한 전기 절연 재료이며 상온에서 좋은 절연 성능을 갖습니다.

5) 뛰어난 광투과율: 자외선에서부터 적외선 영역까지 전체 스펙트럼에서 우수한 빛 투과성을 가지며, 가시광선 투과율은 자외선 영역에서 93% 이상, 적외선 영역에서 80% 이상입니다.

일반적 응용

고온 공정용 웨이퍼 캐리어: 주요 기능은 용광로 및 반응 챔버 내에서 실리콘 웨이퍼를 고정하고 운반하는 것입니다.
도핑 및 확산 공정에 필수적: 실리콘 웨이퍼에 불순물을 도입하여 트랜지스터와 회로를 형성할 수 있도록 합니다.
열산화에 필수적: 웨이퍼에 절연성 산화막을 성장시키는 데 사용됩니다.
박막 증착(CVD) 지원: 코팅 공정 중 웨이퍼를 고정하는 데 사용됩니다.
태양전지 제조의 기반: 포토볼타이크셀에서 p-n 접합을 제조하는 데 사용됩니다.

결론적으로, 실리콘 웨이퍼 또는 유사한 기판을 초정밀 및 고온에서 처리해야 하는 모든 곳에서 석영 보트는 없어서는 안 될 도구입니다.
1). 반도체 제조(주요 응용 분야)
열산화: 고온로 내에서 실리콘 웨이퍼를 운반하여 웨이퍼 표면에 얇고 균일한 이산화실리콘(SiO₂) 층을 형성하는 데 사용됩니다.
확산: 실리콘의 전기적 특성을 변화시키기 위해 웨이퍼를 고온에서 도펀트 가스에 노출시키는 도핑 공정에 사용됩니다.
화학 기상 증착(CVD): 다양한 물질의 박막을 증착하는 공정 중 웨이퍼를 지지하는 역할을 합니다.
어닐링: 웨이퍼의 결정 손상을 수리하거나 도펀트를 활성화하기 위해 가열한 후 서서히 냉각하는 열처리 공정으로, 소결로에서 사용된다.

2). 태양광(PV) 산업
태양 전지의 핵심인 p-n 접합을 형성하기 위한 확산 공정에 사용된다.
실리콘 태양광 웨이퍼 제조 시 다른 고온 처리 공정에도 활용된다.

3). LED 및 MEMS 제조
발광 다이오드(LED)와 마이크로전자기계시스템(MEMS) 제조 시 필요한 고온 처리 공정에 필수적이다.
석영 시험관은 고순도 융합 실리카로 제작된 필수적인 고효율 실험실 및 산업용 부품으로, 일반적으로 99.9% 이상의 실리카 함량을 자랑하며, 프리미엄 제품의 경우 최대 99.99% SiO₂ 순도에 이릅니다. 제조 공정은 자연산 석영 결정을 약 2000°C의 초고온에서 녹인 후, 신축 및 성형과 같은 정밀 가공 기술을 통해 균일한 두께와 구조적 완전성을 보장합니다. 이러한 튜브는 일반 유리 및 붕규산 유리 대체재와 달리 뛰어난 열적, 화학적, 광학적 및 기계적 특성의 조합을 제공하여 다수의 고성능 요구 환경에서 대체할 수 없는 존재입니다.

  
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