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3月25日，中國(guó)科學(xué)院（CAS）宣布了一項(xiàng)重大科研突破：研究人員成功研發(fā)出能夠發(fā)射193納米相干光的固態(tài)深紫外（DUV）激光技術(shù)。這一波長(zhǎng)與當(dāng)前被廣泛采用的DUV曝光技術(shù)的光源波長(zhǎng)完全一致，標(biāo)志著我國(guó)在半導(dǎo)體光刻領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。 據(jù)中科院研究人員介紹，這項(xiàng)突破性技術(shù)通過復(fù)雜的諧波產(chǎn)生和光學(xué)參量放大技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在6千赫茲重復(fù)頻率下生成平均功率為70毫瓦的193納米激光。這一成果不僅填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在固態(tài)深紫外激光技術(shù)領(lǐng)域的空白，也為半導(dǎo)體光刻技術(shù)提供了新的可能性。 深紫外相干光，尤其是193納米波長(zhǎng)的光，在半導(dǎo)體制造中扮演著至關(guān)重要的角色。它能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的光刻過程，是制造先進(jìn)半導(dǎo)體芯片不可或缺的技術(shù)。然而，傳統(tǒng)的DUV光刻機(jī)主要采用氟化氬（ArF）準(zhǔn)分子激光技術(shù)，這種技術(shù)存在氣體消耗量大、系統(tǒng)復(fù)雜、維護(hù)成本高等缺陷。 相比之下，中科院研發(fā)的固態(tài)DUV激光技術(shù)完全基于固態(tài)設(shè)計(jì)，無需使用稀有氣體，有望大幅縮小系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度和體積，并降低能耗。該技術(shù)通過自制的Yb:YAG晶體放大器生成1030納米激光，并經(jīng)過四次諧波轉(zhuǎn)換和光學(xué)參量放大等過程，最終生成193納米的相干光。 值得一提的是，中科院團(tuán)隊(duì)還在實(shí)驗(yàn)中首次實(shí)現(xiàn)了固態(tài)激光產(chǎn)生193納米渦旋光束。這種渦旋光束攜帶軌道角動(dòng)量，具有獨(dú)特的物理特性，在微納結(jié)構(gòu)檢測(cè)、量子芯片制造等領(lǐng)域具備潛在的應(yīng)用價(jià)值。 盡管目前中科院研發(fā)的固態(tài)DUV激光技術(shù)在輸出功率和頻率上仍與現(xiàn)有的商用準(zhǔn)分子激光系統(tǒng)存在一定差距，但該技術(shù)已經(jīng)展示了其巨大的潛力和應(yīng)用前景。中科院研究人員表示，他們將繼續(xù)優(yōu)化該技術(shù)，提高其輸出功率和頻率，以滿足商業(yè)化半導(dǎo)體制造的需求。 |
