半導体産業に欠かせない素材「高純度石英」

高純度の石英は、優れた物理的および化学的特性を備えています。その固有の結晶構造、形状、格子の変化は、高温耐性、耐食性、耐摩耗性、低熱膨張係数、高絶縁性、圧電効果、共振効果、独特の光学特性などの優れた特性に貢献します。これらの特性により、戦略産業や柱産業の発展にとってかけがえのない基盤素材となります。

高純度石英の応用分野は、半導体、太陽光発電、光ファイバー、光源など多岐にわたります。このうち、半導体産業が最大のシェアを占め、その使用量の 50% を占めています。

半導体製造の中心となるのはチップ製造であり、業界内で最も付加価値の高いセグメントです。チップの製造は主に、単結晶成長、ウェーハの処理と製造、集積回路 (IC) の製造、およびパッケージングの 4 つの段階で構成されます。特に材料要件の点で、最も重要かつ複雑で要求の厳しい段階は、シリコン ウェーハの製造とウェーハの処理です。

高純度石英材料は、優れた熱安定性、耐酸性、低熱膨張、優れた分光透過率を備えており、キャリア材料中のアルカリ金属および重金属の含有量に関する半導体産業の厳しい要件に完全に対応します。製造プロセスでは、ウェーハ、リング、プレート、フランジ、エッチングボート、拡散炉管、洗浄タンクなどの高品質の石英部品が大量に必要になります。

半導体製造のさまざまな段階で使用される高純度石英

シリコンウェーハ製造への応用

石英ガラスの主な用途シリコンウェーハの製造の生産にあります石英るつぼ、ウェーハ製造用の単結晶シリコンインゴットを成長させるために使用されるチョクラルスキープロセス（CZ）に不可欠です。さらに、石英洗浄容器も使用されます。

セミコレックス 溶融石英るつぼ

ウェーハ処理への応用

ウェーハプロセスでは、次のようなさまざまな処理が行われます。酸化、エピタキシー、リソグラフィー、エッチング、拡散、化学蒸着 (CVD)、イオン注入、および研磨 シリコンウェーハ上で実行されます。高純度石英ガラスは、その純度、高温耐性、低熱膨張、耐食性により、これらのプロセスで重要な役割を果たします。

1)拡散と酸化: 石英ガラス拡散管これらのプロセスでは、付属の石英フランジとともに広く使用されています。その他の主要なコンポーネントには次のものがあります。石英炉管(輸送用石英ボート炉内外）、石英ボート（シリコンウェーハ搬送用）、石英ボートラック。このうち、石英ガラス拡散管これらは最も重要であり、その純度、高温変形耐性、正確な形状は IC の品質、コスト、生産効率に直接影響します。

石英ボートそしてラックは、拡散、酸化、CVD、アニーリングプロセス中にシリコンウェーハにとって不可欠なキャリアとして機能します。これらのコンポーネントにはさまざまな仕様とサイズがあり、通常は水平構成と垂直構成で入手できます。高温でシリコンウェーハと直接接触するため、これらのコンポーネントには優れた熱安定性と寸法精度を備えた高純度石英ガラスを使用する必要があります。

Semicorex 拡散炉用石英部品

2)エッチングと洗浄:エッチングプロセスには耐食性の石英ガラス材料とコンポーネントが必要であり、石英リング、石英ガラス反応チャンバー、およびウェーハサポートに対する大きな需要につながります。さらに、酸洗浄と超音波洗浄の段階では、それぞれ石英ガラスのバスケットと洗浄タンクが使用され、材料の優れた化学的安定性が活かされています。石英ベルジャーはシリコンのエピタキシャル成長にも使用されます。

3)フォトリソグラフィー:高純度石英ガラスは、フォトリソグラフィープロセスの重要なコンポーネントであるフォトマスクの主な基板材料として機能します。 Qingyi Photomask の目論見書のデータが示すように、これらの基板の調達コストはフォトマスクの総原材料コストの 90% を占めています。フォトマスクは、液晶ディスプレイや半導体などの電子機器の製造において回路パターンを転写する高精度ツールであり、最終製品の精度や品質に直接影響します。そのため、フォトマスク基板の基材として超高純度の合成石英ガラスインゴットを使用する必要があります。

結論として、高純度石英が示す特性のユニークな組み合わせにより、半導体産業において不可欠な材料としての地位が確固たるものになりました。技術が進歩し、小型化と性能への要求が高まるにつれて、高品質の石英材料への依存は高まるばかりであり、エレクトロニクスの未来を形作る上でその重要な役割がさらに強固になることが予想されます。**

Semicorex は、経験豊富なメーカーおよびサプライヤーとして、半導体および太陽光発電産業向けに高純度の石英材料を提供しています。ご質問がある場合、または詳細が必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。

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