先给结论:HOYA 光掩膜基板(Photomask Blank)的核心制造难点,不只是“玻璃镀膜”,而是在
① 超高纯度低缺陷石英玻璃本体 + ② 原子级均匀、低应力、多层镀膜 + ③ 缺陷控制与检测体系的系统工程。
下面我从半导体工艺角度把 HOYA 的技术难点拆开说明。
一、先厘清:HOYA 做的“光掩膜基板”是什么?
HOYA 提供的是 Photomask Blank,不是最终掩膜。
典型结构(以 EUV / ArF 为例):
超高纯度合成石英玻璃基板
│
├─(可选)缓冲层
├─ 遮光层(Cr / MoSi / Ta-based)
├─(EUV 还有 40~50 层 Mo/Si 多层反射镜)
这类产品用于 先进制程(28nm → 3nm / EUV)。
二、难点①:真正的“护城河”在石英玻璃本体,不是镀膜
1、HOYA 最强的是“合成石英玻璃(Synthetic Fused Silica)”
关键指标包括:
| 指标 | 要求 |
|---|---|
| 金属杂质 | ppb 甚至 ppt |
| 气泡 / 包裹物 | < 0.1 μm |
| 折射率均匀性 | Δn < 1×10⁻⁶ |
| 热膨胀系数 | 极低且均匀 |
| 光吸收(193nm / 13.5nm) | 极低 |
问题在于:
掩膜基板任何不均匀,都会被 4x / 8x 投影放大到晶圆上
玻璃体本身的缺陷是不可逆的
镀膜再好,也救不了基板内的缺陷
HOYA 与 Corning、AGC 的差距,首先就在玻璃母材工艺积累
三、难点②:镀膜本身极难,但不是“普通镀膜”
你问到的重点:是不是难在玻璃镀膜?
答案是:镀膜是难点之一,但难的是“光掩膜级镀膜”,不是工艺难度本身。
2、光掩膜镀膜 vs 普通半导体镀膜
| 项目 | 普通薄膜 | 光掩膜薄膜 |
|---|---|---|
| 厚度均匀性 | ±1~2% | ±0.1% 甚至更严 |
| 应力控制 | 一般 | 极低应力,且全板一致 |
| 缺陷容忍 | 可 repair | 0 缺陷容忍 |
| 膜层粗糙度 | nm 级 | Å(埃)级 |
| 尺寸 | 12 inch wafer | 6 inch / 9 inch mask(更大面积) |
HOYA 的难点在于:
大面积原子级一致性
膜应力不能引起基板弯曲(< 数十 nm)
长期稳定性(多年不漂移)
四、EUV 掩膜:HOYA 的真正技术巅峰
如果谈 EUV(13.5nm),那难度指数级上升。
3、EUV Mask Blank 的极限难点
40~50 层 Mo/Si 多层反射膜
单层厚度 ≈ ~3 nm
层间界面粗糙度 < 0.2 nm
总反射率 > 65%
任何问题都会导致:
反射率下降
相位误差 → 线宽失控
随机缺陷(目前 EUV 最大瓶颈)
HOYA、AGC、Zeiss 是全球唯三能稳定量产 EUV Mask Blank 的厂商
这不是简单镀膜,而是 原子级材料工程 + 缺陷物理
五、真正卡人的不是“会不会镀”,而是“缺陷与检测体系”
4、光掩膜行业的终极门槛:缺陷控制
允许缺陷密度:接近 0
检测精度:~20 nm 以下
EUV 缺陷:“埋藏缺陷”无法修复
这要求:
原材料 → 熔融 → 成型 → 抛光 → 镀膜 → 清洗
全流程无缺陷控制
检测设备(e-beam / actinic inspection)
很多公司不是做不出膜,而是:不知道缺陷从哪来,更消不掉
六、总结一句话回答你的问题
❌ HOYA 光掩膜基板的制造难点,不只是玻璃镀膜
✅ 真正难的是:1️⃣ 超高均匀、低缺陷的合成石英玻璃
2️⃣ 原子级一致性、低应力的大面积功能镀膜
3️⃣ 接近“零缺陷”的材料与制程控制体系
4️⃣ EUV 时代的多层反射镜工程能力
欢迎加入行业交流群,备注岗位+公司,请联系老虎说芯(加V:tigerchip)
274