最後更新:2026年10月8日設備零組件・耗材電漿腔體零組件・耗材中國大陸:石英部件

石英零組件(石英玻璃部件)是什麼

Quartz Parts / Fused Silica Components

石英零組件是以高純度石英玻璃加工而成的設備內部零件,例如擴散爐的爐管與晶舟、蝕刻設備的視窗與環件等。1,200℃級的耐熱性、極小的熱膨脹與ppb等級的低金屬污染,這樣的組合難以取代,支撐著前段製程的高溫、高潔淨製程。長時間使用後會失透(白濁)而成為微粒來源,因此也是需要定期更換與再生的耗材。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

石英零組件是以高純度石英玻璃(合成石英、熔融石英)加工而成之設備內部零件的總稱。廣泛用於擴散爐的爐管、承載晶圓的晶舟、蝕刻設備的視窗與環件、清洗槽等,需要在高溫、腐蝕性環境中避免金屬污染的部位。

選用石英的理由在於下列特性的組合:①耐受1,200℃左右的高溫;②熱膨脹率極小,耐急熱急冷;③金屬雜質可降至ppb等級;④耐受氫氟酸以外的多數藥液。特別是在矽元件的前段製程中,鐵、銅等金屬污染會導致接面漏電與閘極絕緣膜劣化,因此高純度石英是難以被其他材料取代的部件。

石英分為將天然石英熔融而成的熔融石英,以及以SiCl₄等為原料經氣相合成的合成石英。合成石英的金屬雜質少了好幾個數量級,OH基濃度也可控制,因此用於擴散爐爐管與要求高純度的部件。依用途也會選擇刻意降低OH基的低OH材料,或經過延緩失透(結晶化)處理的材料。

石英零組件也是耗材。在高溫下長時間使用,表面會失透(方矽石化)而白濁,剝落的碎片成為微粒來源,因此需要定期更換或再生(研磨、蝕刻清洗)。在電漿環境中會被氟自由基逐漸蝕刻,尺寸變化會影響製程。

供應端由信越石英、東曹(Tosoh)、HOYA等材料廠商,以及負責加工的石英加工業者形成分層結構。這是需求隨半導體投資週期大幅波動的部件,與擴散爐和磊晶設備的運轉台數密切連動。

石英零組件(石英玻璃部件)的常見問題

為什麼半導體設備大量使用石英?
因為石英能同時滿足以下條件:1,200℃左右的耐熱性、極小熱膨脹率帶來的耐熱衝擊性、可降至ppb等級的金屬雜質,以及對多數藥液的耐受性。鐵與銅的污染會導致接面漏電與閘極絕緣膜劣化,因此高純度石英難以取代。
合成石英與熔融石英有什麼不同?
熔融石英是將天然石英粉熔融製成,合成石英則以SiCl₄等為原料經氣相合成。合成石英的金屬雜質少了好幾個數量級,OH基濃度也可控制,因此用於擴散爐爐管等要求高純度的部件。
石英零組件為什麼需要更換?
因為在高溫下長時間使用,表面會失透(方矽石化)而白濁,剝落的碎片成為微粒來源。在電漿環境中也會被氟自由基逐漸蝕刻而改變尺寸。也會以研磨或蝕刻清洗進行再生。

相關設備・材料

相關企業

比較文章

所屬主題