Tấm kính thạch anh trong suốt độ tinh khiết cao đánh bóng tùy chỉnh dùng cho ngành bán dẫn

Định nghĩa về tấm thạch anh:

Các tấm thạch anh là vật liệu công nghiệp đặc biệt được làm từ silicon dioxide độ tinh khiết cao (độ tinh khiết ≥ 99,99%). Chúng được sản xuất thông qua các quá trình nóng chảy, cắt và mài. Chúng có độ cứng Mohs là 7, chịu được nhiệt độ cao (nhiệt độ sử dụng lâu dài đạt tới 1100 ℃), có độ giãn nở nhiệt thấp, tính ổn định nhiệt cao và tính cách điện tuyệt vời. Ở trạng thái bình thường, chúng không màu và trong suốt, với độ truyền sáng nhìn thấy trên 85%.

Ưu điểm của tấm kính thạch anh:

Tấm thạch anh là loại kính kỹ thuật công nghiệp đặc biệt được làm từ silicon dioxide. Chúng là một vật liệu cơ bản rất xuất sắc. Tấm thạch anh sở hữu một loạt các tính chất vật lý và hóa học vượt trội, ví dụ như:

• Chịu nhiệt độ cao. Nhiệt độ điểm hóa mềm của kính thạch anh vào khoảng 1730 ℃, và có thể sử dụng lâu dài ở 1100 ℃. Nhiệt độ sử dụng ngắn hạn tối đa có thể đạt tới 1450 ℃.
• Chống ăn mòn. Ngoài axit hydrofluoric, kính thạch anh hầu như không xảy ra phản ứng hóa học với các chất axit khác. Khả năng chịu axit của nó gấp 30 lần gốm sứ và gấp 150 lần thép không gỉ. Đặc biệt về mặt ổn định hóa học ở nhiệt độ cao, không một vật liệu kỹ thuật nào khác sánh kịp.
• Ổn định nhiệt tốt. Hệ số giãn nở nhiệt cực nhỏ của thủy tinh, có khả năng chịu được sự thay đổi nhiệt độ đột ngột. Nếu kính thạch anh được đun nóng đến khoảng 1100 ℃ rồi đặt vào nước lạnh, nó sẽ không bị nứt.
• Hiệu suất truyền ánh sáng tốt. Tấm thạch anh có hiệu suất truyền ánh sáng xuất sắc trên toàn dải phổ ánh sáng, với độ truyền ánh sáng nhìn thấy được trên 93%. Đặc biệt trong vùng phổ ánh sáng tử ngoại, độ truyền tối đa có thể đạt trên 80%.

Đặc điểm của tấm kính thạch anh:

• Độ tinh khiết vượt trội và trơ về hóa học: Các đĩa thạch anh độ tinh khiết cao gần như trơ hoàn toàn. Chúng không phản ứng với hầu hết các hóa chất, kể cả các axit mạnh và plasma được sử dụng trong các quá trình ăn mòn bán dẫn. Điều này đảm bảo chúng không gây nhiễm bẩn cho các quá trình hoặc vật liệu nhạy cảm.
• Độ ổn định nhiệt cao và độ giãn nở nhiệt thấp: Thạch anh có một trong những hệ số giãn nở nhiệt thấp nhất trong số các vật liệu thương mại. Điều này có nghĩa là nó trải qua sự thay đổi kích thước tối thiểu khi chịu sự dao động nhiệt độ khắc nghiệt, một hiện tượng phổ biến trong các quá trình như oxy hóa nhiệt và lắng đọng hơi hóa học trong sản xuất bán dẫn. Độ ổn định này ngăn ngừa cong vênh, lệch vị trí và hư hỏng do ứng suất.
• Tính chất quang học vượt trội: Các tấm thạch anh trong suốt trên dải phổ rất rộng, từ tử ngoại sâu (DUV) đến cận hồng ngoại (NIR). Tính trong suốt này, đặc biệt đối với ánh sáng tử ngoại bước sóng ngắn, là yếu tố then chốt đối với các nền tảng mặt nạ quang trong quang khắc, quy trình được sử dụng để tạo mẫu các mạch tích hợp. Nó cho phép tạo mẫu độ phân giải cao, cần thiết để chế tạo các transistor kích thước nano ngày nay.
• Cách điện cao: Là một chất cách điện tuyệt vời, các tấm wafer thạch anh rất lý tưởng để sử dụng làm vật mang hoặc miếng đệm trong các quá trình và thiết bị điện tử, ngăn ngừa hiện tượng chập mạch và nhiễu điện.
• Độ cứng cơ học và độ bền vững cao: Mặc dù giòn, thạch anh nóng chảy là một vật liệu rất cứng và chắc, cung cấp một nền tảng ổn định và bền vững cho các quá trình nhạy cảm.

Ứng dụng của tấm thủy tinh thạch anh:

Các tấm thạch anh được sử dụng rộng rãi trong sản xuất bán dẫn, thiết bị quang học, thiết bị y tế và bảo vệ môi trường nhiệt độ cao, cùng nhiều lĩnh vực khác. Chúng sở hữu các đặc tính như chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn và độ truyền sáng cao.

• Sản xuất chất bán dẫn

Đối với quá trình nuôi tinh thể silicon đơn, và xử lý các wafer (như ăn mòn, khuếch tán, oxy hóa và các quy trình khác), với tư cách là các vật tư tiêu hao chính như bình nung thạch anh và thuyền thạch anh, yêu cầu độ tinh khiết cao (trên 99,99%) để tránh nhiễm tạp chất.

• Lĩnh vực quang học và laser

Thiết bị quang học: Thấu kính, máy đo màu, màng bảo vệ phủ, v.v. Độ truyền sáng nhìn thấy trên 93%, và trong suốt trong dải bước sóng từ tử ngoại đến cận hồng ngoại.

Thiết bị laser: Cửa sổ bảo vệ, cửa sổ quan sát nhiệt độ cao, có khả năng chịu được 1100 ℃ nhiệt độ và có hệ số giãn nở nhiệt thấp.

• Thiết bị Y tế

Thiết bị tiệt trùng tia cực tím: Tận dụng khả năng truyền tia cực tím của thạch anh để khử trùng.

Nội soi: Đáp ứng các yêu cầu truyền ánh sáng chính xác.

Môi trường nhiệt độ cao và ăn mòn

Thiết bị hóa chất: Chống ăn mòn bởi axit hydrofluoric, phù hợp cho dụng cụ hóa học và lò phản ứng nhiệt độ cao.

Hàng không vũ trụ: Thủy tinh thạch anh nóng chảy được sử dụng làm vật liệu cửa sổ chịu nhiệt độ cao.

• Các ứng dụng công nghiệp khác

Gốm sứ và vật liệu xây dựng: Làm nguyên liệu cho lõi và vỏ gốm, tăng cường độ bền cơ học.

Linh kiện điện tử: Các tấm thạch anh áp điện được sử dụng trong đồng hồ thạch anh, cảm biến, v.v.

Thông số kỹ thuật