深紫外波段的光學(xué)材料
需要增透減反技術(shù)可以聯(lián)系我們上海工廠18917106313
上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號(hào)灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國科學(xué)院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。
1 引言
近年來，伴隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的需求驅(qū)動(dòng)，短波光學(xué)得到了迅猛的發(fā)展。然而，在短波區(qū)域，光學(xué)材料的透過率降低是一個(gè)突出的問題，使得光學(xué)設(shè)計(jì)者可選的材料非常有限。以光刻系統(tǒng)為例，在i線(365nm)和g線(436nm)波段，多數(shù)的重火石玻璃透過率已經(jīng)出現(xiàn)下降，并且存在能量吸收現(xiàn)象，使得光刻鏡頭存在較大的熱效應(yīng)，影響了系統(tǒng)的使用性能。在248nm和193nm的深紫外波段，熔石英和氟化鈣（CaF2）是*常用的材料。在157nm波段下，則只有氟化鈣材料的透過率是滿足使用需求的了。在本篇中，我們對(duì)這些用于深紫外波段下的光學(xué)材料做具體的介紹，以加深大家對(duì)該領(lǐng)域的了解。
2 深紫外波段的材料透過率
對(duì)于193nm下的光刻投影系統(tǒng)，分為干法光刻和浸沒式光刻兩種類型。干法光刻是傳統(tǒng)的光刻技術(shù)，在此系統(tǒng)內(nèi)，投影物鏡與光刻膠之間的介質(zhì)是空氣。而浸沒式光刻，則是在投影物鏡與光刻膠之間充入水，水的折射率大于空氣的折射率，因此，浸沒式系統(tǒng)的NA值有了提升，從而提高了光刻鏡頭的分辨率。浸沒層的厚度通常只有幾個(gè)毫米厚，因此，光束能量的損失可以忽略不計(jì)。在下圖中，對(duì)同樣是10mm厚的BK7材料、水、熔石英和氟化鈣材料在深紫外波段的透過率做了對(duì)比，如下所示：
從上圖可以看到，對(duì)于常見的BK7玻璃，在350nm波段時(shí)，透過率出現(xiàn)了明顯的降低，并在300nm前很快衰減到很小的數(shù)值，這個(gè)現(xiàn)象說明它是不能用在紫外波段的，放在這里，僅是為了做對(duì)比。水介質(zhì)在193nm處的透過率尚可，因此可以做為浸沒層使用。熔石英材料（SiO2）可以在193nm處有很好的透過率，但是再向低波段延伸時(shí)，則迅速降低。而氟化鈣材料，則可以在150nm處仍然有92%以上的透過率，做為一種晶體材料，氟化鈣對(duì)光束的吸收特性會(huì)取決于它自身的純度和工藝特性，不同的純度的氟化鈣，或者不同的工藝生長(zhǎng)出來的氟化鈣，它們的吸收特性會(huì)有很大的差異。
3 深紫外波段的材料折射率
在不同的波長(zhǎng)下，材料的折射率是不同的。以熔石英材料為例，當(dāng)波長(zhǎng)變短時(shí)，由于色散的原因，它的折射率會(huì)明顯變大，熔石英材料在深紫外波段的折射率曲線如下圖所示：
我們知道，材料折射率越大，對(duì)光束的偏折能力就越強(qiáng)，因此，熔石英材料在深紫外波段的高折射率有助于校正系統(tǒng)的各類像差。與熔石英相比，氟化鈣材料在深紫外波段的折射率相對(duì)略低，其折射率曲線如下圖所示：
從上圖可以看出，隨著波長(zhǎng)的變短，氟化鈣材料的折射率也有增大的趨勢(shì)，并且，氟化鈣是**可以應(yīng)用在150nm波段的材料。但是，因?yàn)槭蔷w材料，氟化鈣存在雙折射現(xiàn)象，這一現(xiàn)象在193nm波段需要引起注意，但是并不致命，但是到了157nm波段，雙折射現(xiàn)象就非常突出了，從而影響系統(tǒng)的性能，這也是157nm的光刻系統(tǒng)后來沒有成功應(yīng)用的原因之一。通過引入浸沒式光刻，使得系統(tǒng)NA值進(jìn)一步提升，從而將摩爾定律做了進(jìn)一步的延續(xù)。浸沒式液體通常選用水介質(zhì)，水在深紫外波段的折射率曲線如下圖所示：
可以看到，與可見光波段時(shí)相比，水在深紫外波段的折射率明顯增大，從而有助于減少光刻物鏡*后一個(gè)透鏡表面的球差，提升系統(tǒng)性能。在光刻物鏡的焦面區(qū)域，因?yàn)楣饽芰棵芏群芨撸瑹崃考校瑫?huì)對(duì)空氣產(chǎn)生擊穿效應(yīng)，部分空氣分子會(huì)解離成原子，從而干擾光刻的精度。因此，深紫外的光刻物鏡內(nèi)部通常會(huì)充保護(hù)氣體，來避免上述的空氣擊穿效應(yīng)，常用的氣體為氮?dú)饣蚝狻Ｎ覀冎溃ǔ？諝獾恼凵渎蕿?/span>1，當(dāng)在鏡頭中充入保護(hù)氣體后，這些保護(hù)氣體的折射率也是需要考慮的，它們的折射率通常略偏離一些。在下表中，給出了在幾個(gè)主要的紫外波長(zhǎng)下，材料的折射率數(shù)值：
值得說明的是，表格里列出的僅是各材料在對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的近似折射率，僅供參考用，一塊材料的實(shí)際折射率，取決于它的純度、工藝和所處的溫度、氣壓等環(huán)境參數(shù)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，材料的折射率需要實(shí)際測(cè)試。
4 結(jié)語
在本文中，我們對(duì)深紫外波段的光學(xué)材料特性做了介紹，在深紫外波段，因?yàn)橥高^率的緣故，可用的材料種類非常有限，文中分別介紹了熔石英、氟化鈣和水介質(zhì)在短波下的透過率和折射率參數(shù)特性，從而有助于對(duì)它們的性能有一個(gè)直觀的了解。當(dāng)前來講，用于深紫外波段的光學(xué)材料仍然被康寧、肖特、尼康等國外公司壟斷，國產(chǎn)光學(xué)材料還需要再接再厲，早日實(shí)現(xiàn)**光學(xué)材料的突破。
關(guān)于我們
上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號(hào)灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國科學(xué)院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。
采用德國薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴(yán)格工藝標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)式流程技術(shù)制備體系，能夠制備各種超高性能光學(xué)薄膜，包括紅外薄膜、增透膜，ARcoating,激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜，應(yīng)用領(lǐng)域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、光學(xué)科研，紅外制導(dǎo)、面部識(shí)別、VR/AR應(yīng)用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫框，工業(yè)燈具照明，廣告機(jī)，點(diǎn)餐機(jī)，電子白板，安防監(jiān)控等。
卷柔新技術(shù)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全自動(dòng)生產(chǎn)線【sol-gel溶膠凝膠法鍍膜線】，這條生產(chǎn)線能夠生產(chǎn)全球先進(jìn)的減反射玻璃。鍍膜版面可達(dá)到2440*3660mm，玻璃厚度從0.3mm到12mm都可以,另外針對(duì)PC,PMMA方面的增透膜也具有量產(chǎn)生產(chǎn)能力。ARcoating減反膜基本接近無色,色彩還原性好，并且可以避免了磁控濺射的缺點(diǎn)，鍍完增透膜后玻璃可以做熱彎處理和鋼化處理以及DIP打印處理。這個(gè)難度和具有很好的應(yīng)用性，新意突出，實(shí)用性突出，濕法鍍膜在價(jià)格方面也均優(yōu)于真空磁控的干法。
卷柔減反射(AR)玻璃的特點(diǎn):高透,膜層無色,膜硬度高,抗老化性強(qiáng)(耐候性強(qiáng)于玻璃),玻璃長(zhǎng)期使用存放不發(fā)霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機(jī)玻璃、節(jié)能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護(hù)玻璃等多行業(yè)。
我們的愿景：卷柔讓光學(xué)更具價(jià)值！
我們的使命：有光的地方就有卷柔新技術(shù)！
我們的目標(biāo)：以高質(zhì)量的產(chǎn)品，優(yōu)惠的價(jià)格,貼心的服務(wù)，為客戶提供優(yōu)良的解決方案。
上海卷柔科技以現(xiàn)代鍍膜技術(shù)為核心驅(qū)動(dòng)力，通過鍍膜設(shè)備、鍍膜加工、光學(xué)鍍膜產(chǎn)品服務(wù)于客戶，努力為客戶創(chuàng)造新的利潤空間和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，為中國的民族制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
