Niestandardowa płyta z wysokoczystego wypolerowanego przezroczystego szkła kwarcowego do przemysłu półprzewodnikowego

Definicja płyty kwarcowej:

Płyty kwarcowe to specjalne materiały przemysłowe wykonane z wysokoczystego dwutlenku krzemu (o czystości ≥ 99,99%). Wytwarza się je poprzez procesy topnienia, cięcia i szlifowania. Mają twardość 7 w skali Mohsa, wytrzymują wysokie temperatury (długoterminowa temperatura użytkowania dochodzi do 1100 ℃), charakteryzują się niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, wysoką stabilnością termiczną oraz doskonałymi właściwościami izolacyjnymi. W stanie normalnym są bezbarwne i przezroczyste, a ich przepuszczalność światła widzialnego wynosi ponad 85%.

Zalety płyty z szkła kwarcowego:

Płyty kwarcowe to specjalne szkło techniczne przemysłowe wykonane z dwutlenku krzemu. Są one bardzo dobrym materiałem podstawowym. Płyty kwarcowe posiadają szereg doskonałych właściwości fizycznych i chemicznych, takich jak:

• Odporność na wysoką temperaturę. Temperatura mięknięcia szkła kwarcowego wynosi około 1730 ℃, a długotrwałe użytkowanie jest możliwe w temperaturze do 1100 ℃. Maksymalna krótkotrwała temperatura użytkowania może sięgać 1450 ℃.
• Odporność na korozję. O ile nie liczyć kwasu fluorowodorowego, szkło kwarcowe praktycznie nie reaguje chemicznie z innymi kwasami. Jego odporność kwasowa jest 30 razy większa niż ceramiki i 150 razy większa niż stali nierdzewnej. Szczególnie pod względem stabilności chemicznej w wysokich temperaturach nie ma sobie równych wśród innych materiałów inżynieryjnych.
• Dobra stabilność termiczna. Ma ono ekstremalnie niski współczynnik rozszerzalności cieplnej szkła i wytrzymuje gwałtowne zmiany temperatury. Jeżeli szkło kwarcowe zostanie nagrzane do około 1100 ℃ a następnie wrzucone do zimnej wody, nie pęknie.
• Dobra przepuszczalność światła. Płyty kwarcowe charakteryzują się doskonałą przepuszczalnością światła w całym zakresie widma świetlnego, z przepuszczalnością światła widzialnego powyżej 93%. Szczególnie w zakresie ultrafioletu maksymalna przepuszczalność może osiągać ponad 80%.

Charakterystyka płyty szkła kwarcowego:

• Wyjątkowa czystość i obojętność chemiczna: Krzemionka wysokiej czystości jest praktycznie obojętna chemicznie. Nie reaguje z większością substancji chemicznych, w tym z agresywnymi kwasami i plazmami stosowanymi w procesach trawienia półprzewodników. Gwarantuje to, że nie zanieczyszcza ona wrażliwych procesów ani materiałów.
• Wysoka stabilność termiczna i niska rozszerzalność cieplna: Kwartc ma jeden z najniższych współczynników rozszerzalności cieplnej spośród wszystkich materiałów komercyjnych. Oznacza to, że ulega minimalnym zmianom wymiarów pod wpływem drastycznych wahao temperatur, co często występuje w procesach takich jak utlenianie termiczne czy osadzanie chemiczne pary w produkcji półprzewodników. Ta stabilność zapobiega wyginaniu, nieprawidłowemu ustawieniu oraz uszkodzeniom spowodowanym naprężeniami.
• Doskonałe właściwości optyczne: Płytki kwarcowe są przezroczyste w bardzo szerokim zakresie widmowym, od głębokiego ultrafioletu (DUV) po bliską podczerwieo (NIR). Przezroczystość, szczególnie dla światła UV o krótkiej długości fali, jest kluczowa dla podłoży fotomasek w litografii, procesie stosowanym do tworzenia struktur układów scalonych. Umożliwia ona wysokorozdzielcze projektowanie wzorów, niezbędne do wytwarzania obecnych tranzystorów na skalę nanometryczną.
• Wysoka izolacyjność elektryczna: Jako doskonały izolator elektryczny, płytki kwarcowe są idealne do stosowania jako nośniki lub dystanse w procesach i urządzeniach elektronicznych, zapobiegając zwartom i zakłóceniom elektrycznym.
• Znaczna sztywność i twardość mechaniczna: Mimo kruchości, kwarc stapiony jest bardzo twardym i sztywnym materiałem, zapewniającym stabilną i trwałą platformę dla delikatnych procesów.

Zastosowanie płytek szklanych kwarcowych:

Płyty kwarcowe są szeroko stosowane w produkcji półprzewodników, instrumentach optycznych, sprzęcie medycznym oraz w ochronie przed wysokimi temperaturami. Posiadają one takie cechy jak odporność na wysokie temperatury, odporność na korozję oraz wysoką przepuszczalność światła.

• Produkcji półprzewodników

Do hodowli krzemu monokrystalicznego oraz przetwarzania płytek (takich jak trawienie, dyfuzja, utlenianie i inne procesy), jako kluczowe materiały eksploatacyjne takie jak tygiele kwarcowe i łódki kwarcowe, wymagana jest wysoka czystość (powyżej 99,99%), aby uniknąć zanieczyszczeń przez domieszki.

• Optyka i dziedzina laserów

Instrumenty optyczne: soczewki, kolorymetry, powłoki ochronne, itp. Przepuszczalność światła widzialnego przekracza 93% i jest przezroczysta w zakresie od ultrafioletu do bliskiej podczerwieni.

Sprzęt laserowy: okno ochronne, okno obserwacyjne do wysokich temperatur, odporność na 1100 ℃ temperaturę oraz niski współczynnik rozszerzalności cieplnej.

• Sprzęt medyczny

Urządzenia do sterylizacji UV: wykorzystują przepuszczalność kwarcu dla promieniowania ultrafioletowego w celu dezynfekcji.

Endoskop: spełnia precyzyjne wymagania dotyczące przesyłania światła.

Wysoka temperatura i środowisko korozyjne

Sprzęt chemiczny: odporny na korozję kwasem fluorowodorowym, odpowiedni do przyrządów chemicznych i reaktorów wysokotemperaturowych.

Lotnictwo i astronautyka: szkło stopione z kwarcu stosowane jako materiał okien przeznaczonych do pracy w wysokich temperaturach.

• Inne zastosowania przemysłowe

Ceramika i materiały budowlane: jako surowce do rdzeni i powłok ceramicznych zwiększają wytrzymałość mechaniczną.

Składniki elektroniczne: płytki kwarcowe piezoelektryczne stosowane w zegarach kwarcowych, czujnikach itp.

Specyfikacje techniczne