Lumatec液芯光纤半导体制造紫外光

ALE/1光源，重塑半导体制造紫外光传输新标准

在半导体制造这一追求精度与可靠性的领域，每一个技术组件的性能都直接影响着最终的良率与产能。Primelite ALE/1 UV-LED光源作为新一代的曝光能量解决方案，已广泛应用于晶圆边缘曝光、光掩膜检测及先进封装光刻等关键工艺。而在这套高性能光源系统的核心，有一条至关重要的“能量动脉”——Lumatec液芯光纤。它并非简单的光传输介质，而是决定整个系统性能上限的关键赋能者。本文将深入探讨Lumatec液芯光纤如何以其革命性的技术，全面释放Primelite ALE/1光源的潜能。

 

一、 挑战：传统光传输方案的瓶颈

在液芯光纤技术成熟之前，高功率紫外光的传输主要依赖熔融石英光纤。然而，在半导体制造的严苛要求下，石英光纤暴露出诸多固有瓶颈：

紫外吸收与衰减：熔融石英材料对紫外光（特别是365nm i-line）有本征吸收，导致传输损耗较大，难以高效输送高功率光能。

热管理难题：高功率紫外光照射会导致石英光纤局部过热，引发暗化效应（Solarization），即光纤透光率随时间永久性衰退，性能不稳定，寿命有限。

光束质量不均：输出光斑常存在干涉条纹或“热点”，能量分布均匀性不佳，影响曝光或检测的均匀性。

脆性与弯曲损耗：石英光纤弯曲半径受限，过弯时易折断或产生显著的传输损耗，在设备空间布局中缺乏灵活性。

这些瓶颈严重制约了高性能UV-LED光源在高端半导体应用中的表现。

二、 解决方案：Lumatec液芯光纤的革命性设计

Lumatec液芯光纤采用了一种颠覆性的设计理念：以高纯度、高透光率的液态光学材料作为纤芯，填充于特制的柔性氟聚合物包层管内。这一结构带来了质的飞跃。

其与传统石英光纤的结构对比如下图所示：

 

 

三、 Lumatec液芯光纤在Primelite光源系统中的核心优势

将Lumatec液芯光纤与Primelite ALE/1光源配对，形成了“强强联合”的协同效应，其优势体现在以下几个方面：

1. 超高功率传输与卓越的散热性能

优势：实现高功率、零衰减的稳定光能传输。

高功率承载：液态纤芯对紫外光的吸收率低，使得Lumatec光纤能够无损地传输Primelite ALE-1产生的30W级以上高功率紫外光，这是石英光纤难以胜任的。

散热：液态核心的高热容和热传导性能将工作中产生的热量迅速吸收并沿轴向扩散，避免局部过热。这不仅保护了光源端的LED芯片免受热反馈影响，更从根本上杜绝了光纤自身因热效应导致的暗化、老化问题，确保输出功率数万小时长期稳定。

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2. 光束质量与均匀性

优势：提供能量分布极度均匀的高质量光斑。

液芯光纤的输出光斑具有“顶部平坦度”（Top-Hat Profile），能量分布非常均匀，无干涉条纹或中心热点。

这对于半导体制造至关重要。在晶圆边缘曝光（WEE） 中，它确保了边缘光刻胶的去除均匀一致，无残留；在掩模检测中，它为整个视场提供了均匀照明，消除了因照明不均导致的误判或漏检，显著提升检测精度和良率。