石英-----光刻機(jī)的隱形天花板
粉體材料是光刻機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵制約因素之一,可被視為“隱形天花板”,這主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
? 投影物鏡鏡頭材料:光刻機(jī)的投影物鏡是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)成像的關(guān)鍵部件,其鏡頭材料大多采用熔融石英。
能穩(wěn)定供應(yīng)滿足193nm光刻等級熔融石英的廠家僅有德國Heraeus公司、Schott公司、美國Corning公司、
德國蔡司公司等極少數(shù)幾家。隨著集成電路向微型化發(fā)展,對熔融石英的光學(xué)三維均勻性、應(yīng)力雙折射現(xiàn)
象等性能要求極高,而這些性能的優(yōu)化與粉體材料的質(zhì)量和制備工藝密切相關(guān)。
? 低熱膨脹材料:在光刻機(jī)的超精密工件臺上,方鏡的精確度直接關(guān)系到光刻機(jī)的分辨率和生產(chǎn)效率,其熱
膨脹系數(shù)必須接近零。堇青石陶瓷是制造方鏡部件的理想材料,但其制備過程中,高純度、細(xì)粒徑、比例精
確、分布均勻的堇青石粉末的制備是關(guān)鍵,現(xiàn)有制備方法如固相燒結(jié)法、溶膠-凝膠法、熔融玻璃法等都存在
一定的局限性,難以完全滿足光刻機(jī)器件對材料的要求。
? 散熱材料:光刻機(jī)工作時溫度能飆到三百度以上,需要導(dǎo)熱性強(qiáng)的材料來散熱。人造金剛石微粉導(dǎo)熱性比銀
還高五倍,比硅高二十倍,是EUV光刻機(jī)里理想的散熱材料。中國在高純度人造金剛石微粉的生產(chǎn)上具有優(yōu)勢,
歐美難以達(dá)到中國的純度水平,這也使得粉體材料成為影響光刻機(jī)發(fā)展的重要因素。