半導体、フォトニクス光学用途向け高純度溶融石英ウエハー 2″4″6″8″12″

簡単な説明:

フューズドクォーツ—別名フューズドシリカ溶融石英は、二酸化ケイ素(SiO₂)の非結晶性(アモルファス)ガラスです。ホウケイ酸ガラスやその他の工業用ガラスとは異なり、溶融石英にはドーパントや添加剤が含まれておらず、化学的に純粋なSiO₂組成となっています。溶融石英は、紫外線(UV)と赤外線(IR)の両方のスペクトルにおいて、従来のガラス素材を凌駕する優れた光透過率で知られています。


特徴

石英ガラスの概要

石英ウエハーは、今日のデジタル世界を支える無数の最新デバイスのバックボーンを形成しています。スマートフォンのナビゲーションから5G基地局のバックボーンまで、石英は高性能エレクトロニクスとフォトニクスに求められる安定性、純度、そして精度を静かに実現しています。フレキシブル回路のサポート、MEMSセンサーの実現、量子コンピューティングの基盤形成など、石英の独自の特性は、あらゆる産業に不可欠な存在となっています。

「フューズドシリカ」または「フューズドクォーツ」は、石英(SiO2)の非晶質相です。ホウケイ酸ガラスとは異なり、フューズドシリカには添加物がないため、純粋なSiO2として存在します。フューズドシリカは、通常のガラスと比較して、赤外線および紫外線スペクトルの透過率が高くなります。フューズドシリカは、超高純度SiO2を溶融・再固化させることで製造されます。一方、合成フューズドシリカは、SiCl4などのシリコンを豊富に含む化学前駆体をガス化し、H2 + O2雰囲気下で酸化させることで製造されます。この際に生成されるSiO2の粉末は、基板上でシリカに融合されます。フューズドシリカブロックはウェーハ状に切断され、最終的にウェーハは研磨されます。

石英ガラスウエハの主な特徴と利点

  • 超高純度(SiO2 99.99%以上)
    材料汚染を最小限に抑える必要がある超クリーンな半導体およびフォトニクスプロセスに最適です。

  • 広い熱動作範囲
    極低温から 1100°C を超える温度まで、反りや劣化なく構造の完全性を維持します。

  • 優れたUVおよびIR透過率
    深紫外線 (DUV) から近赤外線 (NIR) まで優れた光学的透明度を実現し、精密な光学アプリケーションをサポートします。

  • 低熱膨張係数
    温度変動下での寸法安定性を高め、ストレスを軽減し、プロセスの信頼性を向上させます。

  • 優れた耐薬品性
    ほとんどの酸、アルカリ、溶剤に対して不活性なので、化学的に攻撃的な環境に適しています。

  • 表面仕上げの柔軟性
    フォトニクスおよび MEMS の要件に適合した、超滑らかな片面または両面研磨仕上げが利用可能です。

石英ガラスウエハの製造工程

溶融石英ウェハーは、一連の制御された正確な手順を経て製造されます。

  1. 原材料の選択
    高純度の天然石英または合成 SiO₂ 源の選択。

  2. 溶融と融合
    石英は、介在物や気泡を除去するために、制御された雰囲気下で電気炉内で約 2000°C で溶解されます。

  3. ブロック形成
    溶融シリカは冷却されて固体のブロックまたはインゴットになります。

  4. ウェーハスライス
    インゴットをウェーハブランクに切断するために、精密ダイヤモンドソーまたはワイヤーソーが使用されます。

  5. ラッピングと研磨
    両方の表面は、正確な光学、厚さ、および粗さの仕様を満たすように平坦化され、研磨されています。

  6. 清掃と検査
    ウェハは ISO クラス 100/1000 クリーンルームで洗浄され、欠陥や寸法の適合性について厳密な検査を受けます。

石英ガラスウエハの特性

スペック ユニット 4" 6" 8" 10インチ 12インチ
直径 / サイズ(または正方形) mm 100 150 200 250 300
許容範囲(±) mm 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
厚さ mm 0.10以上 0.30以上 0.40以上 0.50以上 0.50以上
プライマリリファレンスフラット mm 32.5 57.5 セミノッチ セミノッチ セミノッチ
LTV(5mm×5mm) μm 0.5未満 0.5未満 0.5未満 0.5未満 0.5未満
TTV μm < 2 3歳未満 3歳未満 5歳未満 5歳未満
μm ±20 ±30 ±40 ±40 ±40
ワープ μm ≤ 30 ≤ 40 ≤ 50 ≤ 50 ≤ 50
PLTV (5mm×5mm) < 0.4μm % ≥95% ≥95% ≥95% ≥95% ≥95%
エッジの丸め mm SEMI M1.2規格に準拠 / IEC62276参照
表面タイプ 片面研磨 / 両面研磨
研磨面Ra nm ≤1 ≤1 ≤1 ≤1 ≤1
裏面基準 μm 一般的な0.2~0.7またはカスタマイズ

クォーツと他の透明素材の比較

財産 石英ガラス ホウケイ酸ガラス サファイア 標準ガラス
最大動作温度 約1100℃ 約500℃ 約2000℃ 約200℃
紫外線透過率 優秀(JGS1) 貧しい 良い 非常に貧しい
耐薬品性 素晴らしい 適度 素晴らしい 貧しい
純度 非常に高い 低~中程度 高い 低い
熱膨張 非常に低い 適度 低い 高い
料金 中程度から高い 低い 高い 非常に低い

石英ガラスウエハに関するFAQ

Q1: 溶融石英と溶融シリカの違いは何ですか?
どちらもSiO₂の非晶質ですが、溶融石英は通常天然石英から得られるのに対し、溶融シリカは合成で製造されます。機能的には同様の性能を発揮しますが、溶融シリカの方が純度と均質性が若干高い場合があります。

Q2: 溶融石英ウェハーは高真空環境で使用できますか?
はい。石英ガラスウエハーは、ガス放出が少なく耐熱性に優れているため、真空システムや航空宇宙用途に最適です。

Q3: これらのウェーハは深紫外線レーザー用途に適していますか?
はい、その通りです。溶融石英は185nmまで高い透過率を誇るため、DUV光学系、リソグラフィーマスク、エキシマレーザーシステムに最適です。

Q4: カスタム ウェーハ製造をサポートしていますか?
はい。お客様の特定のアプリケーション要件に基づいて、直径、厚さ、表面品質、フラット/ノッチ、レーザーパターンなど、完全なカスタマイズを提供します。

私たちについて

XKHは、特殊光学ガラスおよび新結晶材料のハイテク開発、生産、販売を専門としています。当社の製品は、光エレクトロニクス、コンシューマーエレクトロニクス、軍事用途に使用されています。サファイア光学部品、携帯電話レンズカバー、セラミック、LT、シリコンカーバイド(SiC)、石英、半導体結晶ウェハなどを提供しています。熟練した専門知識と最先端の設備を駆使し、非標準製品の加工にも卓越した技術力を発揮し、光電子材料のハイテク企業として世界をリードすることを目指しています。

 

サファイアウエハーブランク 高純度加工用生サファイア基板 5


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