ネットワーク・コンピューティングの発展を支える光ファイバーや液晶画面の技術。そこに欠かせない素材が合成石英です。合成石英は、半導体用の単結晶シリコンや高機能樹脂シリコーンなどと同様ケイ素を元にした素材。信越化学では独自の技術で超精密、高純度の合成石英を世界に送り出しています。
不純物含有量「１０億分の１」の超高純度の「ガラス」。
地殻を構成する主要成分の中で、もっともたくさんあるのが酸素。その次ぎがケイ素。この２つの元素が自然の中で結合してできたのが「石英」で、その結晶は「水晶」です。摂氏２０００度を超える高温で、この水晶を溶かして作り出されたのが高純度の石英ガラスです。信越グループでは、水晶を原料とせずに高純度に精製された原料から人工的に合成して、不純物の含有量を１０億分の１（ｐｐｂ）レベルに抑える技術を確立。超高純度の合成石英を作り出しています。
■特徴
１００ｋｍ先まで光が届く驚異の透明度。
石英ガラスは高純度で、透明性が高く、光の透過性に優れているのが特色。一般の板ガラスでは光が不純物などに乱反射して約２ｍで減衰してしましますが、石英ガラスなら約１００ｋｍまでとどきます。また耐熱性にも優れ、一般のガラスが数百度で溶けるのに比べ、摂氏１０００度を超える熱を加えてもほとんど伸び縮みしません。
■用途
この情報も、「合成石英」の道が届けています。
光ファイバー…石英ガラスの優れた光透過性を生かし、光のデジタル信号を通す通信ケーブルに使われています。光ファイバーは断面の直径が１２５μｍのきわめて細い線で、しかも内部は直径約１０μｍの光の通り道「コア部」とそれを取り巻く「クラッド部」という２重構造になっています。
- 半導体製造用器具…半導体は高い精度が要求されるため、その製造工程で使われる器具にも高い純度と精度が要求されます。このため単結晶シリコンの製造や半導体の基板となるシリコン・ウェーハの焼結（酸化膜形成）工程や拡散工程などでは、さまざまな合成石英製品が利用されています。
- フォトマスク基板…１辺数ｃｍの四角の中に数千〜数十万にのぼる回路を集めた「集積回路」を、正確にシリコン・ウェーハに焼き付けるには、きわめて高い精度が求められます。そのため、集積回路のネガフィルムにあたる「フォトマスク」にも、高精度・高純度が求められます。そのためフォトマスク基板には、熱によるゆがみがほとんどなく、光透過性に優れる合成石英が活躍しています。
- 液晶ディスプレイ…電圧の変化によって光の透過率をコントロールして、精細な階調の表現などに優れた機能を発揮している液晶ディスプレイ。そのディスプレイパネルへの精密な回路の焼き付けに高純度の合成石英が利用されるほか、液晶をはさむガラスにも耐熱性、光透過性に優れる合成石英が利用されています。
■製品資料（PDF）
■コラム ここにも、合成石英
液晶画面の大型化を支える 大きな合成石英の基板づくり。
近年、ディスプレイ市場はブラウン管に代わってフラットパネルが脚光を浴びています。
フラットパネルと言えば、ＰＤＰ、有機ＥＬなどさまざま方式が登場して、注目されてます。その中で、最も中心に考えられているのが液晶パネルです。すでに液晶パネルは、ノートパソコン、モニターにかなり使われており、今後、テレビへの採用拡大が見込まれています。
こうして、液晶パネルが脚光を浴びてきた技術的背景の一つには、合成石英大型フォトマスク基板が全面的に採用されていることがあげられます。フォトマスクは、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）回路への転写とCF（カラーフィルター）への転写に分けられますが、どちらも微細なパターンを描くことが求められており、当社の合成石英は紫外線透過性、低熱膨張係数、化学的安定性などの特長に優れています。また、基板の超均一な平坦度（フラットネス）および超低欠陥の表面など、高度な研磨加工技術が高く評価されています。
現在、主なサイズとして330mm×450mm〜1220mm×1400mmまで対応しており、当社はこの分野で品質、供給力において圧倒的リードを保っています。さらに、次世代用としてサイズの大型化、高品質化に向けてたゆまぬ努力と挑戦を続けています。
■お問い合わせ先
信越化学工業株式会社 精密材料事業部
営業第二部
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