Высокая прозрачность Сплавленный стеклянный стеклянный диск для стеклянного окна для Сингапура

Обзор проекта

• Клиент: Производитель компонентов вакуумного оборудования для полупроводниковой промышленности из Сингапура

• Продукт: Диски смотровых окон из высокочистого плавленого кварца (круглые оптические компоненты иллюминаторов)

• Поставщик: Lianyungang Shengfan Quartz Products Co., Ltd.

• Материал: Высокочистый плавленый кварц (чистота SiO₂ ≥ 99,99%, низкое содержание гидроксилов)

• Применение: Смотровые окна для вакуумных камер в оборудовании для плазменного травления и осаждения тонких пленок в полупроводниковой промышленности, используемые для визуального мониторинга процессов в реальном времени и оптической инспекции

• Основные процессы: Прецизионная резка кварцевых дисков, двусторонняя шлифовка и полировка оптического качества, снятие фаски с кромок, контроль размеров.

Первоначальные проблемы клиента

1. Недостаточная пропускающая способность стандартных стеклянных иллюминаторов, влияющая на точность мониторинга процессов

Ранее клиент использовал стандартное закаленное стекло с низким содержанием железа в качестве смотровых окон для вакуумных камер. Пропускающая способность света резко падала в диапазоне от глубокого ультрафиолета до ближнего инфракрасного спектра (особенно ниже 300 нм). Это препятствовало точной визуализации состояния плазмы и условий на поверхности пластин во время обработки, снижая своевременность и точность корректировки параметров процесса.

2. Несоответствие коэффициентов теплового расширения, приводящее к отказу при высоких температурах

Процессы травления и осаждения в полупроводниковой промышленности включают частые циклы изменения температуры камеры. Стандартные стеклянные окна имеют относительно высокие коэффициенты теплового расширения, которые не соответствуют коэффициентам металлических фланцев. При повторных термических циклах возникали трещины от напряжений, со средним сроком службы менее 6 месяцев. Частая замена увеличивала затраты и приводила к простоям производственной линии.

3. Недостаточная чистота поверхности, влияющая на точность оптической инспекции

Клиент установил оборудование для оптической инспекции (спектрометры, лазерные интерферометры) вне камеры, что требовало чрезвычайно низкой шероховатости поверхности и высокой точности формы поверхности. Продукция предыдущего поставщика соответствовала только общепромышленным стандартам качества поверхности (S/D 80/50), со значительными потерями на рассеяние, что ухудшало соотношение сигнал/шум при оптическом детектировании.

Наши целевые решения и преимущества

1. Высокочистый плавленый кварц с широкополосной высокой пропускающей способностью

Мы выбрали высокочистый плавленый кварц (SiO₂ ≥ 99,99%) с широкополосной высокой пропускающей способностью от глубокого ультрафиолета (185 нм) до ближнего инфракрасного диапазона (2500 нм). По сравнению со стандартными стеклянными окнами, пропускающая способность в УФ-диапазоне значительно улучшена, что обеспечивает точность и надежность при мониторинге процессов и оптической инспекции.

2. Низкий коэффициент теплового расширения с отличной стабильностью при термических циклах

Коэффициент теплового расширения плавленого кварца составляет всего 5,4×10⁻⁷/℃, что значительно ниже, чем у стандартного стекла. При повторных термических циклах в вакуумных камерах полупроводникового оборудования изменения размеров минимальны, обеспечивая отличное термическое согласование с металлическими фланцами и устраняя риск растрескивания от напряжений. Срок службы увеличивается в 3-5 раз по сравнению со стандартными стеклянными окнами.

3. Высокая чистота, низкое содержание примесей, обеспечивающее чистоту вакуумной среды

Выбран материал плавленного кварца с низким содержанием гидроксилов и содержанием металлических примесей на уровне ppb. Отсутствует газовыделение или загрязнение в условиях высоких температур и вакуума, что полностью соответствует строгим требованиям к чистоте камеры в процессах травления и осаждения полупроводников.

Результаты сотрудничества и отзывы клиента

1. Точность мониторинга процессов значительно повышена

После установки окон из высокочистого плавленого кварца клиент может четко наблюдать распределение плазмы и состояние поверхности пластин внутри камеры во время процессов плазменного травления. Своевременность корректировки параметров процесса улучшилась примерно на 25%, а выход годных пластин увеличился примерно на 3%.

2. Срок службы окон значительно продлен

Окна из плавленого кварца непрерывно работают в вакуумных камерах полупроводникового оборудования более 18 месяцев без трещин от напряжений или снижения пропускающей способности — более чем в 3 раза дольше, чем стандартные стеклянные окна. Затраты на техническое обслуживание и простои производственной линии были значительно сокращены.

3. Оптимизировано качество сигнала оптической инспекции

Поверхностная отделка оптического качества (Ra < 1 нм, S/D 40/20) значительно снижает потери на рассеяние света. Соотношение сигнал/шум для спектрометров и лазерных интерферометров улучшилось примерно на 40%, обеспечивая более точную поддержку данных в реальном времени для управления процессами.4. Стабильные повторяющиеся оптовые заказы

После успешного пробного заказа из 200 штук клиент подписал годовое рамочное соглашение со средними ежемесячными заказами от 200 до 300 штук. Смотровые окна из плавленого кварца были включены в каталог стандартных комплектующих клиента.