半導体における高透明度光学ボロシリケートガラス基板

半導体における高透明度光学ホウケイ酸ガラス基板

材料:

• 基本組成： 主成分は二酸化ケイ素（SiO₂）と三酸化ホウ素（B₂O₃）で、アルカリ含有量は最小限です。

• 製造： 極めて高い純度と均質性を確保するため、白金ライニングされた炉で連続溶融して製造されます。多くの場合、サブナノメートルレベルの表面粗さに研磨されます。

• 主要添加物： 化学的安定性のために正確に添加された 酸化アルミニウム（Al₂O₃） と、気泡や不純物を除去するための 精製剤。

主な特性:

1. 卓越した光学特性： UVからNIRスペクトル（例：185nm～2μm）にわたる超高光線透過率（>90%）、最小限の自己蛍光。

2. 低熱膨張（CTE）： 非常に低いCTE（∼3.3 × 10⁻⁶/K at 20℃）で、熱サイクル中の応力誘起による破損を防ぐためにシリコンウェーハに適合します。

3. 優れた耐熱性および耐薬品性： 過酷な半導体プロセスに耐えます:

   • 熱的： 最大500℃まで安定; 急加熱/冷却による熱衝撃に耐えます。

   • 化学的： 酸、アルカリ、溶剤（例：フォトレジスト現像液、エッチング剤）に対して不活性です。

4. 高い表面品質： ナノリソグラフィーおよび薄膜堆積に不可欠な、ほぼ原子レベルの平滑性（<0.5nm Ra）。

5. 低イオン汚染： アルカリイオン（Na⁺、K⁺）の移動を最小限に抑え、デバイスの汚染を防ぎます。

6. 機械的安定性： 高いヤング率（∼64 GPa）により、処理中の応力下での寸法的な剛性を確保します。

主な機能:

• 半導体製造プロセスにおける 超安定で不活性なプラットフォーム として機能します。

• 高解像度パターニング（例：EUVフォトマスク）のための 欠陥のない表面 を提供します。

• 過酷な環境下でのセンサーや光学系の 保護窓 として機能します。

• 検査、計測、リソグラフィーシステムのための 正確な光線透過 を可能にします。

半導体における主な用途:

1. フォトマスクブランク： ほぼゼロ欠陥を必要とするEUV/ArFフォトリソグラフィーマスクのベース材料。

2. MEMSおよびセンサーカバー： 圧力センサー、IR検出器、MEMSデバイス用の密閉キャップ。

3. ウェーハハンドリングコンポーネント： ウェーハ処理ツールにおけるキャリアプレート、検査窓、アライメントステージ。

4. 高度なパッケージング： 2.5D/3D IC統合用のインターポーザーおよび基板。

5. プロセス装置光学系： プラズマエッチャー、CVDチャンバー、レーザーツールにおけるレンズ、ビューポート、ミラー。

6. 計測および検査： 高精度アライメントシステムおよび欠陥スキャナーに不可欠です。

本質的に： 高透明度光学ホウケイ酸ガラス基板は、半導体製造に不可欠な超高純度で熱的に安定したエンジニアリング材料です。ほぼ完全な光線透過率、ほぼゼロの熱膨張、化学的慣性、および原子レベルの表面平坦性の独自の組み合わせにより、フォトリソグラフィーにおけるナノメートルスケールの精度を実現し、敏感なコンポーネントを保護し、過酷なプロセス環境における信頼性を確保します。これらの基板は、高度なノード（例：5nm以下）、MEMS製造、および次世代パッケージングにおける歩留まりと性能を直接的にサポートします。