Технологию производства сверхчистого стекла разработали в Беларуси. Для чего используют материал?
Белорусские ученые научились производить сверхчистое кварцевое стекло. Оно пропускает пучки ультрафиолета, что позволяет печатать современные микросхемы. Корреспондент «МИР 24» Андрей Зражевский оценил отечественный продукт.
Стекло не варят привычным образом из песка и соды, а выращивают, по атомам собирая на матрице абсолютно чистый материал. Именно такая кристальная чистота отличает оптику для сложнейшей аппаратуры от обычного окна.
В сверхмощную горелку подают кремниевое газообразное сырье, и начинается высокотемпературная химия. В пламени вещество распадается, а кремниевый диоксид по атомам, слой за слоем оседает на подложку. Так за несколько суток появляется стекломасса весом до трех килограммов.
«Сложность технологии в том, что непосредственно в высокотемпературной камере, в тигле, нужно удерживать температуру выше 1800 градусов Цельсия», — отметил младший научный сотрудник Института тепло- и массообмена Национальной академии наук Беларуси Дмитрий Нестерович.
Нужно не просто получить прозрачный кусок кварца, а убрать из него то, что глазу вообще не видно. Микропримеси металлов, дефекты структуры и влагу. Они беспощадны к свету. Особенно ультрафиолету. Часть излучения поглощают, часть рассеивают. А значит, до мишени дойдет уже не тот луч, который сформировал лазер.
«Если бы было большое количество металлических примесей, то все ультрафиолетовое излучение поглощалось бы нашим стеклом, и так как ультрафиолетовое излучение несет большую энергию, сильно бы нагревалось, искажалась геометрия линзы, была бы расфокусировка системы, и такое стекло не использовали бы в микроэлектронике».
Из кварцевого стекла делают сложную оптику. Пластины, линзы, элементы фотолитографического оборудования. Здесь начинается территория микроэлектроники. Чтобы получить микросхему, мало иметь кремниевую пластину. На ней необходимо спроецировать и выжечь сложнейший многослойный рисунок будущих транзисторов.
Свет проходит через сверхчистую линзу и переносит изображение на поверхность материала. Физика процесса бескомпромиссна: чем короче длина волны и чем точнее оптика, тем мельче детали можно сформировать.
«Экономический потенциал очень большой. Такую продукцию потенциально выпускает не очень большое количество стран в мире. Соединенные Штаты, Япония, Германия, Китай пытается делать изделия подобного качества. Оно очень востребовано в различных областях. В частности, микроэлектронная промышленность, некоторые военные, лазерные технологии, оптические волокна».
Раньше подобные материалы для отечественных заводов покупали за рубежом. Очередная волна санкций разрушила прежние логистические цепочки и одновременно открыла новые возможности. Теперь критически важное производство можно реализовать в Беларуси. А еще — торговать с соседями.
