中科院DUV光源新突破！

据国际光电工程学会（SPIE）报道，中国科学院（CAS）研究人员成功研发突破性的固态深紫外（DUV）激光，能发射 193 纳米的相干光（Coherent Light），该波长目前被用于半导体曝光技术。

论文已刊登在spiedigitallibrary.org

据报道而这项技术已在中国实验室中实现。如果光源技术能够扩展，此装置就可以用来制造曝光设备，但至于固态激光是否能成功扩展应用，仍存在未知数。

以传统技术来看，ASML、Canon和Nikon的DUV光刻机利用氟化氩（ArF）准分子激光产生193nm光源。激光腔内包含氩气与氟的混合物，以及氖气作为缓冲气体。当施加高压电脉冲时，氩原子与氟原子被激发，短暂形成不稳定分子ArF（或准分子），此分子迅速返回基态，释放出波长为193纳米的光子。

由于激光以短而高能量的脉冲方式发射这些光子，输出功率高达 100W-120W、频率在 8~9 kHz，然后这束 193 纳米光束透过光学系统进行整形、引导与稳定后，当光线进入曝光扫描机时，会透过光罩（photomask）将芯片电路图案曝光至晶圆上。

中国科学院开发的测试装置采用全固态方法产生193nm的光，完全避免使用气体的准分子激光。它先使用自制的Yb：YAG晶体放大器，产生1,030纳米的激光光束，随后该光束被分成两条光路，每条光路都经过不同的光学制程，以产生193纳米所需的组件。

在第一条路径中，1,030纳米光束透过四倍频产生（FHG，Fourth-Harmonic Generation）转换成258纳米的光束。「四倍频生成」是种非线性光学制程，可将激光光束转换成原始波长的四分之一。

在第二条路径中，1,030纳米光束的另一半被用于泵浦光学参数放大器，产生功率为700 mW的1,553纳米光束。

这两个光束（258纳米和1,553纳米）之后在串联的三硼酸锂（LBO）晶体中结合，产生波长为193纳米的相干光，平均功率为70 mW，工作频率为6 kHz。中国科学院表示，测试系统的线宽窄于880 MHz，其光谱纯度性能可媲美目前使用的商用系统。

中国科学院系统使用全固态激光产生193nm的光，具备70 mW的平均功率和6 kHz的运作频率，并实现小于880 MHz的窄线宽。然而，这一测试系统的输出功率相比ASML ArF准分子激光系统仍存在数个数量级的差距，后者可提供100~120W的功率，且运作频率达9 kHz。

虽然中国科学院的初步技术展示了可行性，但目前的低功率输出使其还无法满足商业化半导体制造的需求，因为芯片生产高度依赖高通量与稳定的制程，因此若要使这项技术成为可行的微影光源，可能还需经历多代技术开发与提升。

来源：EETOP

近年来，中国对高端光掩模的需求快速增长，但技术研发、生产能力及产业

链整合方面仍面临诸多挑战。全球半导体光掩模版市场在2018年至2022年间

从40.4亿美元增长至49亿美元，年复合增长率达4.9%。预计到2025年，该

市场规模将进一步扩大至约55亿美元。亚化咨询研究认为我国2025年第三方

掩模版市场规模占比为70%左右:预计2030年中国掩模版市场规模有望达到

120亿元。

全球光掩模版市场主要由Photronics、日本凸版(Toppan)和大日本印刷(DNP)

三大企业主导，市场占有率超过80%。而在中国市场，路维光电、清溢光电、

冠石科技、龙图光罩等本土企业正在不断提升其市场竞争力，并在国产化替

代方面取得初步突破。

2023年我国半导体制造用光刻胶市场规模为39.6亿元，而国内企业半导体制

造用光刻胶销售收入仅为10.1亿元。预计2024年光刻胶销售收入达到13.1亿元。

在ArF光刻胶领域，国内厂商正在加快研发进程，并取得了核心突破。国内一

些光刻胶龙头企业如上海新阳、南大光电、容大感光、广信材料、晶瑞电材

等，在光刻胶的研发和生产方面取得了显著进展。据亚化咨询最新行业调研，

国内领先的光刻胶新锐企业还包括珠海基石(2022年成立)、国科天骥(2019年

成立)等。

“第2届光掩模与光刻胶产业论坛”将于5月28日召开。本次论坛由亚化咨询主办。此次会议将汇聚光掩模及光刻胶行业的领军企业、机构的技术和市场专家，探讨中国光掩模版产业的技术进展、市场机遇与挑战，以及产业前景展望.

会议主题

1.半导体产业与中国光掩模版市场机遇

2.高端光掩模版的国产化：挑战、技术突破项目投资

3.成熟制程光掩模版的优化：降本增效与工艺创新

4.极紫外光（EUV）掩模版技术

5.光掩模版精密检测与质量控制技术

6.光掩模版的技术与产业升级：从平板显示到集成电路

7.光掩模版生产关键设备：供应链瓶颈与国产替代方案

8.掩膜版的材料创新：新型基板材料、涂覆材料等

9.电子束（E-Beam）光刻技术对光掩模发展的影响

10.电子束光刻胶与其他光掩模版材料

11.光掩模版智能化制造与自动化检测

12.ArF光刻胶的研发现状及中国市场潜力

13.光刻胶在EUV与KrF技术中的应用与发展趋势

14.光刻胶关键材料国产化进程与国际合作

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