?據(jù)國際光電工程學(xué)會報道，中國科學(xué)院研究人員成功研發(fā)突破性的固態(tài)深紫外（DUV）激光，能發(fā)射 193 納米的相干光（Coherent Light），該波長目前被用于半導(dǎo)體曝光技術(shù)。

據(jù)報道而這項技術(shù)已在中國實驗室中實現(xiàn)。如果光源技術(shù)能夠擴(kuò)展，此裝置就可以用來制造曝光設(shè)備，但至于固態(tài)激光是否能成功擴(kuò)展應(yīng)用，仍存在未知數(shù)。

以傳統(tǒng)技術(shù)來看，ASML、Canon和Nikon的DUV光刻機利用氟化氬（ArF）準(zhǔn)分子激光產(chǎn)生193nm光源。激光腔內(nèi)包含氬氣與氟的混合物，以及氖氣作為緩沖氣體。當(dāng)施加高壓電脈沖時，氬原子與氟原子被激發(fā)，短暫形成不穩(wěn)定分子ArF（或準(zhǔn)分子），此分子迅速返回基態(tài)，釋放出波長為193納米的光子。由于激光以短而高能量的脈沖方式發(fā)射這些光子，輸出功率高達(dá) 100W-120W、頻率在 8~9 kHz，然后這束 193 納米光束透過光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行整形、引導(dǎo)與穩(wěn)定后，當(dāng)光線進(jìn)入曝光掃描機時，會透過光罩（photomask）將芯片電路圖案曝光至晶圓上。

中國科學(xué)院開發(fā)的測試裝置采用全固態(tài)方法產(chǎn)生193nm的光，完全避免使用氣體的準(zhǔn)分子激光。它先使用自制的Yb：YAG晶體放大器，產(chǎn)生1,030納米的激光光束，隨后該光束被分成兩條光路，每條光路都經(jīng)過不同的光學(xué)制程，以產(chǎn)生193納米所需的組件。

在第一條路徑中，1,030納米光束透過四倍頻產(chǎn)生（FHG，F(xiàn)ourth-Harmonic Generation）轉(zhuǎn)換成258納米的光束。「四倍頻生成」是種非線性光學(xué)制程，可將激光光束轉(zhuǎn)換成原始波長的四分之一。在第二條路徑中，1,030納米光束的另一半被用于泵浦光學(xué)參數(shù)放大器，產(chǎn)生功率為700 mW的1,553納米光束。這兩個光束（258納米和1,553納米）之后在串聯(lián)的三硼酸鋰（LBO）晶體中結(jié)合，產(chǎn)生波長為193納米的相干光，平均功率為70 mW，工作頻率為6 kHz。中國科學(xué)院表示，測試系統(tǒng)的線寬窄于880 MHz，其光譜純度性能可媲美目前使用的商用系統(tǒng)。

中國科學(xué)院系統(tǒng)使用全固態(tài)激光產(chǎn)生193nm的光，具備70 mW的平均功率和6 kHz的運作頻率，并實現(xiàn)小于880 MHz的窄線寬。然而，這一測試系統(tǒng)的輸出功率相比ASML ArF準(zhǔn)分子激光系統(tǒng)仍存在數(shù)個數(shù)量級的差距，后者可提供100~120W的功率，且運作頻率達(dá)9 kHz。雖然中國科學(xué)院的初步技術(shù)展示了可行性，但目前的低功率輸出使其還無法滿足商業(yè)化半導(dǎo)體制造的需求，因為芯片生產(chǎn)高度依賴高通量與穩(wěn)定的制程，因此若要使這項技術(shù)成為可行的微影光源，可能還需經(jīng)歷多代技術(shù)開發(fā)與提升。