2025-03-26 09:38:51 作者：Y

中國科學院近日宣布在激光技術領域取得重大突破，成功研發出固態深紫外（DUV）激光源。這款創新性的激光源能夠發射出與當前主流DUV曝光技術波長相同的193納米相干光，為半導體工藝提升至3納米節點提供了有力支持。

據了解，目前市場上主流的DUV光刻機，如ASML、佳能和尼康等品牌，均依賴于氟化氙（ArF）準分子激光技術。該技術通過特定的氣體混合物在高壓電場中激發，釋放出193納米波長的光子，并經過高能量短脈沖形式發射，最終通過復雜的光學系統調整應用于光刻設備。

與之相比，中科院研發的固態DUV激光技術則采用了全新的設計理念。該技術基于自制的Yb:YAG晶體放大器，首先生成1030納米的激光。隨后，這些激光被引導至兩條不同的光學路徑進行波長轉換。其中一條路徑通過四次諧波轉換技術，將1030納米激光轉換為258納米，另一條路徑則采用光學參數放大技術，將激光轉換為1553納米。最終，這兩路轉換后的激光在串級硼酸鋰（LBO）晶體中混合，成功生成了193納米波長的激光光束。

經過精確測量，該固態DUV激光源的平均功率達到了70毫瓦，頻率為6千赫茲，線寬低于880兆赫茲，半峰全寬小于0.11皮米（千分之一納米）。其光譜純度與現有的商用準分子激光系統相當，足以滿足高端半導體制造的需求。

值得一提的是，這款固態DUV激光源不僅在光譜純度上表現出色，更在降低光刻系統復雜度、減小體積、減少稀有氣體依賴以及降低能耗方面展現出巨大潛力。然而，盡管其頻率已達到現有技術的約三分之二水平，但輸出功率仍需進一步提升才能達到實際應用的標準。因此，中科院將繼續迭代和優化這項技術，以期早日實現商業化應用。

相關研究成果已在國際光電工程學會（SPIE）的官方平臺上公布，引起了業界的廣泛關注和熱議。未來，隨著固態DUV激光技術的不斷成熟和完善，有望為半導體產業帶來更多的創新和突破。