国产3nm芯片成了!中科院成功研制全固态DUV光源技能
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国产3nm芯片成了!中科院成功研制全固态DUV光源技能

2025-03-26 行业资讯

  中国科学院近期成功研制了一项突破性的固态DUV(深紫外)激光技能,这种技能能够发射193nm的相干光,与现在干流的DUV曝光波长共同。这一技能的成功,为推进半导体工艺的开展至3nm节点奠定了根底。

  现在,全球抢先的光刻机制作商如ASML、佳能、尼康等,都选用了氟化氙(ArF)准分子激光技能,经过氩气和氟气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。这些光子以高能量短脉冲的方式发射,输出功率到达100-120W,频率为8k-9kHz,并经过光学体系调整后用于光刻设备。

  与现有技能不同,中科院的固态DUV激光体系选用全固态规划,根据克己的Yb:YAG晶体扩大器生成1030nm激光。然后,激光经过两条光学途径进行波长转化。其间,一条途径选用四次谐波转化(FHG)将1030nm激光转为258nm,输出功率为1.2W;另一条途径则经过光学参数扩大(OPA)将其转为1553nm,输出功率为700mW。

  接下来,经过转化后的两路激光经过串级硼酸锂(LBO)晶体混合,终究发生193nm波长的激光光束。该技能终究能轻松的取得平均功率为70mW,频率为6kHz,且其线MHz,半峰全宽(FWHM)小于0.11皮米,光谱纯度与现有商用准分子激光体系适当,因而具有潜力用于3nm工艺节点的制作。

  这种全固态DUV光源技能的长处是,能够大幅度削减光刻体系的复杂度和体积,下降对稀有气体的依靠,并大幅度下降能耗。有关技能细节现已在世界光电工程学会(SPIE)官网上揭露,标志着这一技能的初次露脸。

  虽然该技能在光谱纯度上现已挨近现有商用准分子激光体系,但在输出功率和频率上仍存在距离。与ASML的技能比较,中科院的固态DUV激光输出功率只要0.7%的水平,频率也只要约2/3,因而仍需要继续迭代和提高,以完成更广泛的使用。

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