#雷射器
光刻機"卡脖子"3大件突破 傳聞量產計畫已出
01 光刻機進展眾所周知,在EUV光刻機當中,有著三大核心,分別是雙工作台、投影物鏡系統、極紫外線光源、。國內光刻機在雙工台上已經有了進展,華卓精科在2016年的樣機就通過02專項驗收,成為全球第二家掌握該技術的公司,達到了國際水平。干涉儀是光學干涉測量裝置,其能夠基於光的干涉原理,完成線性尺寸、角度以及幾個特徵的精準測量工作。目前在EUV光刻機當中,雷射干涉儀精準度需要達到0.1奈米等級。EUV光刻物鏡裝調干涉儀,從名字不難看出,主要用於光刻物鏡的精密裝配、校準與性能檢測,屬於光刻物鏡系統的關鍵檢測裝置。是投影物鏡的必要支撐裝置。有圖有真相,文字表述不含糊,應該是有了突破性進展。02 LDP三個核心裡面剩下了,極紫外光源。這項目上,咱們是另外的路線,雷射誘導放電電漿體(Laser-Induced Discharge Plasma, LDP)。LDP技術通過雷射將錫球汽化形成雲狀物,然後通過施加高壓的電極將其轉化為電漿體,電漿體與電子碰撞產生13.5nm的EUV光。與LPP(雷射轟擊液態錫滴)技術相比,省去了複雜的液態錫滴控製造系統,轉而依賴電能直接驅動放電過程。但LDP技術,依然需要非常精密的光源來氣化錫球,而光源的關鍵部件是雷射器,而雷射器的挑戰在於功率和脈衝參數。千瓦級高重頻皮秒雷射是EUV光刻機預脈衝光源的核心技術。03 雷射器眾所周知,通快是當前唯一可以實現千瓦級薄片超快雷射器量產的企業,是ASML的EUV光刻機的光源供應商。記住這個詞“千瓦級、薄片、超快”。2023年12月,深圳技術大學牽頭,有大族雷射參與“針對晶體薄片加工及新一代增益器件製備中……高能量薄片超快雷射技術並實現產業化應用。……在國內率先實現了直徑>20mm Yb:YAG薄片晶體封裝,並設計研製了千瓦級48沖程泵浦系統”2024年7月,英諾雷射聯合主流機構開啟了euv光刻機光源產生的核心:高功率薄片超快雷射器的研發與產業化。公司發佈公告稱“項目處於開發過程中……,德國通快公司掌握了該雷射技術並推出系列化產品……”2024年9月,中國雷射雜誌刊文,大連化物所全鏈條自主研發的72通薄片泵浦模組,實現了薄片皮秒雷射再生放大輸出功率超過300W。哈工大團隊的LDP項目,獲2024年高校創新成果轉化一等獎。綜上所述,雙工台、投影物鏡系統,雷射器,簡單說EUV光刻至少大件已經湊齊了。那圖中的說法,似乎也就不是空穴來風了。2025年三季度試生產,2026年量產,時間也不算長,就等等看唄。2025年的SEMICON China大展馬上到,行業內齊聚一堂,應該會有更多小道消息。 (招商行業觀察)
中國科學家突破:光刻機固態雷射器!
據國際光學與光子學學會(SPIE)報導,中國科學院(CAS)的研究人員在實驗室中成功開發了一種“突破性”的固態深紫外(DUV)雷射器,能夠發射193奈米的相干光,用於半導體光刻。這一成果為晶片製造工具的研發提供了新的可能性,儘管其商業化前景仍需進一步探索。目前,ASML、佳能和尼康生產的DUV光刻機普遍使用氟化氬(ArF)准分子雷射器來產生193奈米的光。這種雷射器通過在雷射室內混合氬氣和氟氣,並施加高壓電脈衝,激發氬和氟原子形成不穩定的ArF分子,從而釋放出波長為193奈米的光子。這些光子以短高能脈衝的形式發射,輸出功率高達100W至120W,頻率在8kHz至9kHz之間,適用於現代浸入式DUV工具。193奈米的光束隨後通過複雜的光學系統進行整形、引導和穩定,並最終用於光刻掃描器中的晶片圖案曝光。中國科學院開發的測試裝置採用全固態方法產生193奈米光,完全避免了基於氣體的准分子雷射。該系統首先使用自制的Yb:YAG晶體放大器產生1030奈米的雷射束。隨後,該光束被分成兩條光路,每條光路都經歷不同的光學過程,以產生生成193奈米光所需的元件。在第一條路徑中,1030奈米的光束通過四次諧波產生(FHG)轉換成258奈米的光束,輸出功率為1.2瓦。在第二條路徑中,1030奈米光束的另一半用於泵浦光參量放大器,產生功率為700毫瓦的1553奈米光束。這兩束258奈米和1553奈米的光束在級聯的三硼酸鋰(LBO)晶體中組合,最終產生波長為193奈米的相干光,平均功率為70毫瓦,工作頻率為6kHz。CAS表示,測試系統的線寬小於880兆赫茲,在頻譜純度方面的性能可與目前使用的商用系統相媲美。儘管CAS系統的平均功率為70毫瓦,頻率為6kHz,其輸出功率比ASML基於ArF的生產系統低幾個數量級,後者在9kHz頻率下提供100至120瓦的輸出。這意味著CAS系統目前的低功率輸出使其不適合商業半導體製造,因為高吞吐量和工藝穩定性是半導體製造中不可或缺的。然而,這一初步成果展示了固態雷射器在半導體光刻領域的潛力,未來可能需要幾代技術的發展才能使其成為可行的晶片製造光源。中國科學院的這一突破性成果不僅為半導體光刻技術的發展提供了新的思路,也為未來晶片製造工具的研發奠定了基礎。隨著技術的不斷進步,固態DUV雷射器有望在提高性能和降低成本方面取得進一步突破,從而在全球半導體產業中發揮重要作用。 (晶片行業)