鉬/硅多層膜(Mo/Si多層膜)是一種由鉬(Mo)和硅(Si)交替堆疊形成的納米級薄膜結構。
Mo/Si多層膜主要用于反射極紫外(EUV)光,膜層經(jīng)厚度優(yōu)化,可以在特定入射角范圍內獲得高反射率。根據(jù)新思界產業(yè)研究中心發(fā)布的《
2025-2030年中國鉬/硅多層膜(Mo/Si多層膜)行業(yè)市場深度調研及發(fā)展前景預測報告》顯示,在13.5nm波長附近,Mo/Si多層膜能夠達到近70%的反射率,在自由電子激光、天文觀測、同步輻射、可控聚變、極紫外光刻等領域具有極大應用價值。
由鉬/硅多層膜堆疊而成的多層膜反射鏡是EUV光刻機的核心光學元件之一,其能夠提供反射、聚焦等功能以引導光束傳輸。EUV光刻機是制造高密集度半導體芯片的核心設備,技術壁壘高,荷蘭阿斯麥(ASML)于2010年代后期實現(xiàn)了極紫外光刻機商業(yè)化,目前仍是全球唯一制造供應商。
Mo/Si多層膜沉積工藝分為磁控濺射、電子束蒸鍍、離子束濺射等。磁控濺射是一種物理氣相沉積(PVD)技術,即在真空腔體中,通過高能離子(如氬離子)轟擊靶材,使靶材原子濺射出來并沉積在基底上,同時在磁場約束下,提高等離子體密度和濺射效率。
Mo/Si多層膜精度要求高、沉積工藝復雜,目前全球能夠實現(xiàn)Mo/Si多層膜商業(yè)化的企業(yè)仍較少,其中德國optiXfab公司于2012年實現(xiàn)了德國弗勞恩霍夫光機所Mo/Si多層膜專利技術商業(yè)化。此外日本GIGAPHOTON株式會社在Mo/Si多層膜上也有研究。
我國Mo/Si多層膜發(fā)展較為落后,市場需求多依賴進口。我國Mo/Si多層膜研制單位包括上海光機所、長春光機所、哈爾濱工業(yè)大學、同濟大學精密光學工程技術研究所等,近年來,我國在Mo/Si多層膜領域取得了顯著進展,部分領域Mo/Si多層膜已可自主承擔制造,如同步輻射反射膜。
在企業(yè)方面,福晶科技通過子公司CASTECH切入極紫外多層膜反射鏡,其Mo/Si多層膜反射率已滿足實驗室驗證需求,達68%。Mo/Si多層膜是EUV光刻機反射鏡中最常見組合,但其對13.5nm EUV波段光的反射率最高也僅在70%,未來仍需開發(fā)更高反射率的反射鏡材料。
新思界
行業(yè)分析人士表示,EUV光刻機主要用于制造高端先進半導體器件,隨著半導體工藝節(jié)點向7nm及以下推進,EUV光刻機重要性將進一步凸顯。國外EUV光刻機對華出口管制,我國亟需實現(xiàn)EUV光刻機國產化突破,Mo/Si多層膜作為EUV光刻機反射鏡核心結構,國產替代空間廣闊。
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