技术突破引关注
3月25日，中国科学院发布了一项重大成就。该机构宣布，他们成功研发了一种新型的固态深紫外激光技术。这项技术能够产生193纳米的相干光，其波长与当前广泛应用的DUV曝光技术相匹配。这一技术的突破预计将推动半导体制造工艺提升至3纳米的新水平，并在半导体光刻领域引发广泛的关注。
长期以来，半导体光刻技术的进步相对缓慢。但这一关键进展为行业带来了新的活力，并引发了全球范围内的广泛关注。众多目光集中在中科院的研究团队上。
主流光刻技术状况
ASML、佳能、尼康等公司生产的深紫外光刻设备普遍应用了氟化氙准分子激光技术。该技术通过高压电场将氩和氟气体结合，形成不稳定的分子，进而产生193纳米波长的光子。这些光子以高能量和短脉冲形式释放，功率介于100至120瓦，频率在8千至9千赫兹范围内。之后，这些光子通过光学系统的调整，被用于光刻设备。
这项技术在光刻行业长期保持领先。然而，其系统结构相对复杂。同时，它对稀有气体的依赖性较强，且能源使用量较大。
固态激光新原理
中国科学院研发的固态深紫外激光技术采用了全固态的设计方案。该技术利用国产Yb:YAG晶体放大器，产生波长为1030纳米的激光束。激光束经过两条不同的光学路径，完成了波长的转换过程。
该技术将1030纳米激光转换至258纳米，输出功率为1.2瓦；同时，另一路径通过光学参数放大技术，将1030纳米激光转变为1553纳米，输出功率为700毫瓦。两路转换后的激光通过串级硼酸锂晶体混合，最终生成193纳米波长的激光束。
固态激光参数情况
该固态激光器输出的激光功率平均达到70毫瓦，频率设定为6千赫兹。其线宽小于880兆赫兹，半峰全宽（FWHM）小于0.11皮米。该设备的光谱纯度与市场上商用准分子激光系统相仿，预示着在3纳米工艺节点上的潜在应用价值。
尽管该设备的功率和频率等关键指标与行业标准存在一定差异，然而在光谱纯度这一指标上，其表现却十分卓越。这一发现也揭示了固态深紫外激光技术具备巨大的发展前景。
新技术优势显著
相较于普遍应用的ArF准分子激光技术，中科院研发的固态DUV激光技术在多个方面展现出显著优势。首先，该技术显著简化了光刻系统的结构设计，并大幅减小了其物理尺寸。其次，固态DUV激光技术显著减少了稀有气体的使用量。再者，它显著降低了能源的消耗。
从长远角度考量，该措施有助于减少生产费用。同时，它对环境保护也有积极效应。预计这种技术革新将促进光刻技术向更高效率和更环保的方向演进。
技术待持续提升
中国科学院在固态深紫外激光技术领域取得了重要进展。然而，该技术的输出功率和频率尚未达到预期目标。具体来看，其频率约为荷兰ASML公司技术的三分之二，输出功率仅为ASML的0.7%。为拓宽其应用领域，该技术迫切需要不断优化和升级。
国际光电工程学会（SPIE）官方网站已发布相关技术信息。此举不仅促进了全球同行的交流，也为该领域的发展增添了竞争动力。科研团队需不断努力，以增强技术能力。
业界对中科院在固态深紫外激光技术领域的研究进展持续关注，对其解决现有技术难题和推广应用的成果抱有高度期待。我们诚挚邀请各位在评论区发表您的观点，同时欢迎对本文给予点赞和转发支持。
