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。