3納米可期？國內半導體技術(shù)重大突破

中國科學(xué)院研發(fā)除了突破性的固態(tài)DUV（深紫外線(xiàn)）激光，可發(fā)射193nm的相干光，與目前主流的DUV曝光波長(cháng)一致，能將半導體制程推進(jìn)至3nm。

據悉，ASML、佳能、Nikon的DUV光刻機都采用了氟化氙（ArF）準分子激光技術(shù)，通過(guò)氬、氟氣體混合物在高壓電場(chǎng)下生成不穩定分子，釋放出193nm波長(cháng)的光子，然后以高能量的短脈沖形式發(fā)射，輸出功率100-120W，頻率8k-9kHz，再透過(guò)光學(xué)系統調整，用于曝光設備。

中科院的固態(tài)DUV激光技術(shù)完全基于固態(tài)設計，由自制的Yb：YAG晶體放大器產(chǎn)生1030nm的激光，在通過(guò)兩條不同的光學(xué)路徑進(jìn)行波長(cháng)轉換。 之后，轉換后的兩路激光通過(guò)串級硼酸鋰（LBO）晶體混合，產(chǎn)生193nm波長(cháng)的激光光束。

最后獲得的激光平均功率為70mW，頻率為6kHz，線(xiàn)寬低于880MHz，半峰全寬（FWHM）小于0.11皮米（千分之一奈米），光譜純度與現有商用準分子激光系統相當。 基于此，可用于3nm的制程節點(diǎn)。

報道稱(chēng)，這種設計可以大幅降低微影系統的復雜度、體積，減少對于稀有氣體的依賴(lài)，并大幅降低能耗。

報道指出，這種全固態(tài)DUV光源技術(shù)雖然在光譜純度上已經(jīng)和商用標準相差無(wú)幾，但是輸出功率、頻率都還低很多。 對比ASML的技術(shù)，頻率達到了約三分之二，但輸出功率只有0.7%的水平，因此仍然需要繼續迭代、提升才能商用。