半導体産業の設備において、石英ガラスは1000℃から1300℃の高温下で頻繁に使用されます。このような条件下では、不純物の付着によりデビトリフィケーション（結晶化）が発生します。デビトリフィケーション部分は石英ガラスの結晶化領域であり、結晶化の転移点は275℃です。石英ガラスが高温からこの転移温度まで冷却されると、表面の結晶化したデビトリフィケーション層は、石英ガラス自体の高温α相および低温β相とは異なる熱膨張係数を示します。これにより、急冷時に不透明で剥離した外観となり、より深刻な場合にはクラックが発生する可能性があります。
石英製品の寿命を延ばすためには、デビトリフィケーションの原因を防止することが重要です。デビトリフィケーションを引き起こす主な汚染物質には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、汗、唾液、油汚れ、埃などがあります。0.1mg/cm²の汚染レベルでさえ、デビトリフィケーションを10倍または100倍に増加させる可能性があります。したがって、これらの汚染物質が石英ガラス表面に付着するのを防ぐために、素手での直接的な取り扱いは避けるべきです。さらに、高温での操作前に、石英ガラスの表面清浄度を確保するために、徹底的な洗浄を行う必要があります。
石英ガラスの一般的な洗浄は、一連の手順に従います。まず、純水で表面をすすぎ、次に酸浴に一定期間浸漬し、取り出し、再び純水ですすぎ、最後に自然乾燥させます。酸溶液の種類は以下のとおりです:
| カテゴリ/項目 | 濃度 | 時間 |
|---|---|---|
| フッ酸（HF） | 47.0% ~ 52.0% | 1 ~ 2分 |
| フッ酸（HF） | 5.0% ~ 10% | 10 ~ 15分 |
| フッ酸 + 硝酸 | 50% + 65% | 10 ~ 15分 |
| フッ酸 + 硫酸 | 50% + 65% | 10 ~ 15分 |