3納米可期？國內(nèi)半導(dǎo)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）激光，可發(fā)射193nm的相干光，與目前主流的DUV曝光波長一致，能將半導(dǎo)體制程推進(jìn)至3nm。

據(jù)悉，ASML、佳能、Nikon的DUV光刻機(jī)都采用了氟化氙（ArF）準(zhǔn)分子激光技術(shù)，通過氬、氟氣體混合物在高壓電場下生成不穩(wěn)定分子，釋放出193nm波長的光子，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，再透過光學(xué)系統(tǒng)調(diào)整，用于曝光設(shè)備。

中科院的固態(tài)DUV激光技術(shù)完全基于固態(tài)設(shè)計(jì)，由自制的Yb：YAG晶體放大器產(chǎn)生1030nm的激光，在通過兩條不同的光學(xué)路徑進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換。 之后，轉(zhuǎn)換后的兩路激光通過串級硼酸鋰（LBO）晶體混合，產(chǎn)生193nm波長的激光光束。

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

報(bào)道稱，這種設(shè)計(jì)可以大幅降低微影系統(tǒng)的復(fù)雜度、體積，減少對于稀有氣體的依賴，并大幅降低能耗。

報(bào)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(biāo)準(zhǔn)相差無幾，但是輸出功率、頻率都還低很多。 對比ASML的技術(shù)，頻率達(dá)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(xù)迭代、提升才能商用。