3纳米可期？国内半导体技术重大突破

中国科学院研发除了突破性的固态DUV（深紫外线）激光，可发射193nm的相干光，与目前主流的DUV曝光波长一致，能将半导体制程推进至3nm。

据悉，ASML、佳能、Nikon的DUV光刻机都采用了氟化氙（ArF）准分子激光技术，通过氩、氟气体混合物在高压电场下生成不稳定分子，释放出193nm波长的光子，然后以高能量的短脉冲形式发射，输出功率100-120W，频率8k-9kHz，再透过光学系统调整，用于曝光设备。

中科院的固态DUV激光技术完全基于固态设计，由自制的Yb：YAG晶体放大器产生1030nm的激光，在通过两条不同的光学路径进行波长转换。 之后，转换后的两路激光通过串级硼酸锂（LBO）晶体混合，产生193nm波长的激光光束。

最后获得的激光平均功率为70mW，频率为6kHz，线宽低于880MHz，半峰全宽（FWHM）小于0.11皮米（千分之一奈米），光谱纯度与现有商用准分子激光系统相当。 基于此，可用于3nm的制程节点。

报道称，这种设计可以大幅降低微影系统的复杂度、体积，减少对于稀有气体的依赖，并大幅降低能耗。

报道指出，这种全固态DUV光源技术虽然在光谱纯度上已经和商用标准相差无几，但是输出功率、频率都还低很多。 对比ASML的技术，频率达到了约三分之二，但输出功率只有0.7%的水平，因此仍然需要继续迭代、提升才能商用。