High-Purity Quartz (US)

詳細簡報

高純石英（HPQ）是精製至微量金屬雜質極低水平的二氧化矽（SiO₂）——通常總雜質低於10ppm，關鍵應用中往往低於1ppm。在這種純度水平下，石英可熔製成具有卓越光學透明度和尺寸穩定性的熔融石英（非晶態SiO₂）玻璃，或拉製成污染風險最低的石英製程管。 北卡羅來納州阿帕拉契山脈的Spruce Pine採礦區擁有全球已知最豐富的光學純熱液石英礦床。兩家公司在此運營：比利時Sibelco和挪法合資企業The Quartz Corp。Spruce Pine石英的地質獨特性——在特定壓力和溫度條件下形成，使鐵、鋁及其他金屬雜質最小化——意味著其供應全球光學級熔融石英坯料需求的約70%。 在半導體製造中，熔融石英有兩個主要應用。首先，ASML EUV和DUV光刻系統中的折射和反射光學元件——包括卡爾蔡司SMT生產的鏡頭元件和光束轉向光學器件——需要具有亞奈米表面質量的熔融石英或特種玻璃陶瓷。任何鐵或金屬污染都會導致深紫外波長處的吸收，降低解析度。其次，石英製程管和坩堝廣泛用於擴散爐、LPCVD系統和矽晶體生長（柴可拉斯基法），其中熱穩定性和純度至關重要。 2008年，颶風費伊造成的洪水損毀了Spruce Pine礦山，導致供應暫時中斷，全球高純石英出現現貨短缺。這一事件凸顯了這一關鍵原料極端地理集中的問題。雖然巴西和挪威存在替代產地，但對於要求最嚴苛的應用，沒有任何產地能與Spruce Pine材料的純度特性相媲美。半導體行業此後致力於建立緩衝庫存，但單一地點依賴仍是公認的系統性風險。