ガラスウエハースとは何ですか?

半導体や光技術の発展により、ガラスウェーハ新しいタイプのガラス製品として、徐々にシリコンウェーハを補完するものとなりつつあり、ハイテク分野で大きな可能性を示しています。ガラスウエハとは何ですか？ガラス ウェーハは高性能の円形の薄いスライスで、通常は石英ガラス、無アルカリ ガラス、またはガラスとシリコンの複合材料で作られています。優れた物理的および化学的特性により、半導体製造、光学、MEMS、家庭用電化製品、生物医学、実験研究などの最先端の製造分野でかけがえのない役割を果たしています。

ガラスウェーハの主流素材

1.遠紫外石英ガラス

遠紫外線石英ガラスは化学蒸着プロセスによって製造されます。このプロセスでは、ガス状の四塩化ケイ素が酸水素炎中で気相反応を起こしてアモルファス二酸化ケイ素が生成され、その後石英基板上に堆積されて徐々に成長し形成されます。この物質には大量のヒドロキシル基 (950 ～ 1400 ppm) が含まれており、金属不純物の総量は 0.2 ppm 未満です。遠紫外石英ガラスは、耐放射線性、光学均一性、高い紫外透過率（特に遠紫外領域）などの優れた特性により、遠紫外光学分野で広く応用されています。

しかし、遠紫外石英ガラスの大規模用途は、製造工程で縞欠陥が発生しやすいこと、大型で複雑な形状の製品の成形が難しいこと、製造コストが比較的高いことなどの理由により、ある程度制限されている。

2.紫外光学石英ガラス:

火炎溶融法による紫外光学用石英ガラスは、天然水晶を酸水素炎で溶かし、溶融石英ガラスターゲットの表面に蒸着させることで製造されます。ヒドロキシル含有量が 150 ～ 400 ppm の紫外線光学石英ガラスは、高い紫外線透過率、強い化学的安定性、優れた熱安定性、高い機械的強度などの優れた利点を備えています。紫外光学石英ガラスは、成熟した製造プロセスと高い費用対効果の利点を活かし、エレクトロニクスおよび半導体産業で広く使用されています。

しかし、紫外光学用石英ガラスは光学的均一性が悪く、脈理や微小気泡などの微細な欠陥が含まれる場合があり、光学結像品質やレーザー透過安定性に影響を与える可能性があります。

3.赤外線光学石英ガラス:

赤外光学用石英ガラスは、真空電融法を用いて結晶粉末を溶かして製造されます。この材料はヒドロキシル含有量が低い (<5ppm) ため、優れた赤外線透過率を示します。赤外線光学石英ガラスは、その優れた赤外線透過率、優れた化学的特性、高い機械的強度と成熟した製造技術のおかげで、赤外線光学用途に広く使用されています。

ただし、赤外線光学石英ガラスには金属不純物が多く含まれており、レーザー損傷閾値が比較的低いため、高エネルギー密度レーザーの用途や、極めて高い遠紫外光透過率が必要なシナリオには適していません。