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        石英玻璃:看我如何登上“超精密尖端裝備的珠穆朗瑪峰”?


        來源:中國粉體網(wǎng)   平安

        [導讀]  大會報告:面向DUV光刻機應用的熔石英玻璃

        中國粉體網(wǎng)訊  集成電路制造工藝主要是在半導體基底上通過氧化、光刻、擴散、離子注入等一系列工藝流程,制作出晶體管、電容、電阻等元器件,并將它們互相連起來的加工工藝,而在整個集成電路制造過程中,光刻是最核心、最復雜的工藝步驟。

        光刻機,作為集成電路制造中最為核心的高端裝備,在60余年的發(fā)展歷程中不斷挑戰(zhàn)人類超精密制造裝備的極限,推動著摩爾定律的持續(xù)向前和信息時代的飛速發(fā)展,對于科技進步、國民經(jīng)濟、國家安全具有極為重要的戰(zhàn)略意義。

        光刻機也被譽為“超精密尖端裝備的珠穆朗瑪峰”,光學、精密機械、電氣、測控、材料等多個單項技術(shù)在光刻機中都需要被推向極致,才能滿足其分辨率、套刻精度和產(chǎn)率三大指標的嚴苛要求。

        光刻機技術(shù)的發(fā)展是大量基礎(chǔ)研究和科技智慧的結(jié)晶,經(jīng)過千錘百煉的主流技術(shù)值得科技工作者保持信心和耐心去繼續(xù)發(fā)展。在芯片制造技術(shù)體系方面,統(tǒng)籌規(guī)劃并細分任務,對基礎(chǔ)研究工作提供充分支持,不僅僅集中在末端工程項目上,還需要關(guān)注細節(jié)和關(guān)鍵技術(shù),如超精密運動控制、工件臺系統(tǒng)、電機設(shè)計、平面光柵、EUV膜材料、高純度熔石英玻璃、DUV/EUV光刻膠及原料等方面。

        光刻機中的光學系統(tǒng)是其最關(guān)鍵且最復雜的部分之一,包括照明系統(tǒng)和投影物鏡兩大核心組成部分。投影物鏡是光刻機中實現(xiàn)精準成像的關(guān)鍵部件,它的主要作用是將掩模圖形按照一定縮放比例成像到硅片上。投影物鏡的構(gòu)造十分復雜,通常由多枚鏡片組成,如ASML的DUV光刻機鏡頭由29片鏡片組成,旨在最大程度消除像差。



        (圖源:ASML)


        其中,折射式投影物鏡鏡頭的材料大多采用熔融石英。高純度熔石英玻璃具有深紫外透過率高、本征應力雙折射低、抗激光損傷閾值高等性能優(yōu)勢,是DUV光刻機照明系統(tǒng)、物鏡系統(tǒng)及光掩膜版中不可或缺的光學材料。2025年4月23-24日,由中國粉體網(wǎng)、中粉會展主辦的“2025全國半導體行業(yè)用高純石英材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會”將在江蘇南京召開,屆時來自中國科學院上海光學精密機械研究所的副研究員邵沖云,將做題為《面向DUV光刻機應用的熔石英玻璃》的報告。

        該報告將簡要介紹DUV光刻機對熔石英玻璃的性能要求,重點介紹熔石英玻璃在DUV光刻機應用過程中面臨的挑戰(zhàn)及其解決方案,以及深紫外激光輻照下熔石英玻璃的光學性能退化機理。



        邵沖云,男,中國科學院上海光學精密機械研究所副研究員,主要從事稀土摻雜石英玻璃的結(jié)構(gòu)缺陷研究。以第一/通訊作者發(fā)表SCI論文20余篇。獲得授權(quán)專利5項。參與2本專著編寫。擔任多個期刊審稿人。主持先導B課題、XX國防課題、國自然、北斗專項子課題、上海市面上等科研項目。參與國家重點研發(fā)計劃、國自然、xx重大國防項目等科研項目。榮獲2020年上海市超級博士后、2020年上海市揚帆計劃、2022年上海市技術(shù)發(fā)明獎一等獎、2023年尚光青年人才等殊榮。

        參考來源:

        [1]胡楚雄等,集成電路裝備光刻機發(fā)展前沿與未來挑戰(zhàn)

        [2]中國粉體網(wǎng):“芯片之母”,居然也離不開石英材料

        (中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安)

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        作者:平安

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