Hellma氟化鈣（CaF）是半導體微光刻（尤其是193nm與248nm準分子激光光刻）的核心光學材料，主要用于投影物鏡、照明系統與光束傳輸元件，憑借寬深紫外透射、低色散、高激光耐久性與大口徑定制能力，支撐7nm及以下先進制程的高分辨率成像，是ASML等主流光刻機的級光學材料。
核心技術壁壘與質量控制
單晶生長：布里奇曼法制備低缺陷、高均勻性單晶，氧/金屬雜質≤1ppm，減少散射與吸收損耗。
精密加工：亞納米級表面粗糙度、無應力拋光，控制雙折射與波前畸變。
激光耐久性：193/248nm準分子激光長期輻照（>109脈沖）無損傷，適配光刻機高產能需求。
定制能力：按NA、波長、接口定制尺寸/取向/鍍膜，匹配高端光刻機設計。
供應鏈與選型要點
供應鏈定位：全球高端光刻級CaF核心供應商，供應ASML等頭部設備商，高端市場占比約35%。
選型建議：
193nmArFi選Lithotec光刻級+增透膜，嚴控雙折射與表面缺陷。
248nm選標準光刻級，平衡成本與性能。
真空窗口選低放氣率+抗輻射級，適配腔體環境。
一、
核心光學特性
高寬帶透射率：Hellma氟化鈣的透光范圍寬，從0.125微米到10微米，具有高寬帶透射率，從深紫外（130nm）到紅外（8μm）波段均可實現高效透射。這一特性使其能夠滿足半導體微光刻中不同波長激光的需求，尤其是193nm準分子激光在光刻過程中的應用。
低折射率與低色散：其折射率（nd）為1.43384，光譜色散（vd）達95.23，顯著減少光學畸變，提升成像精度。在半導體微光刻中，低色散特性對于保證光刻圖案的清晰度和分辨率至關重要。
激光耐久性：在準分子激光光學器件（如157nm、193nm、248nm）中，Hellma氟化鈣表現出出色的激光耐久性，可承受高頻次、高強度激光照射而不發生性能衰減。這一特性使其成為半導體制造中光刻物鏡系統的理想材料。
環境適應性：Hellma氟化鈣晶體直徑可達420mm，甚至有些資料顯示直徑可達440mm，滿足大型光學系統需求。同時，它具備高能粒子和輻射耐受性，可在復雜環境下穩定工作。
二、
在半導體微光刻中的應用
投影和照明光學：Hellma氟化鈣作為投影和照明光學中準分子激光光學器件的行業標準材料，被廣泛應用于半導體制造中的光刻機物鏡系統。其優異的光學性能確保了光刻過程中激光的高效傳輸和精準聚焦，從而實現了納米級芯片圖案的曝光。
深紫外光刻系統：在193nm光刻機中，Hellma氟化鈣用于光刻物鏡，配合193nm準分子激光實現納米級的芯片圖案曝光。其低吸收與高均勻性保障了光刻分辨率，是45nm及以下節點制程的關鍵材料。
DUV激光器：Hellma氟化鈣還用于準分子激光器（如ArF，波長193nm）的輸出窗口，可承受高頻次、高強度激光照射，確保激光器的穩定運行和長壽命。
