答被凍結的糟糕科技新聞問題:固態DUV光源
更新于:2025-03-28 04:27:21

2025 年 3 月 26 日,我回答了一個包含不實資訊的糟糕科技新聞類問題:

這個問題後來被知乎凍結了。我當時的回答如下:

全固態 DUV(深紫外線)光源在理論上具有比當前主流 DUV 光刻所用的氣體準分子雷射器更長的使用壽命、更低的維護成本、更緊湊的光源結構,如果能提高輸出功率到適當的水準,就有希望代替準分子雷射器來造光刻機,或是與準分子雷射器配合使用來提高光刻機的效率。

但是,題述新聞用“國產3nm晶片成了!”開頭,搞成了常見的糟糕科技新聞:

做出了波長一樣的光源,就能等同於晶片“成了”嗎?

相關研究描述的固態 DUV 激光器輸出 193 納米波長相幹光的功率約 0.07 瓦,遠低於當前用於 DUV 光刻設備的氟化氬準分子雷射器——輸出功率 100 瓦到 120 瓦。

正如本回答下的評論提到的,DUV 光刻胶的曝光功率门槛通常在 70 瓦及以上,這與當前工業光刻機的雷射功率要求相匹配。

上述功率差異並不是簡單地加大雷射器的尺寸就能解決的。你需要在鐳射增益材料、非線性光學轉換效率、熱管理、光學器件耐久性等多方面取得進步來做出實用的光刻機。

相關論文[1]在摘要里說,這種固態 DUV 光源“可能在混合型氟化氬準分子雷射器中作為種子光源,並在晶圓加工和缺陷檢查方面具有潛力應用”。

  • 當前用於 DUV 光刻設備的氟化氬準分子雷射器是高壓放電激發的,光束相乾性較低、光譜較寬,需要額外的光學濾波和波長漂移穩定技術。適當的種子光源可以提供較好的初始相幹性和穩定性,降低能量消耗。不過,這也需要提高固態 DUV 光源的功率。

在這篇文章的評論里,還有讀者注意到這新聞的更多問題:

你要派 DUV 光刻去把 3 納米晶片解決掉?

  • 目前主流的 3 納米晶片製造主要依賴 EUV(極紫外)光刻技術。DUV 光刻在多重曝光時可用於 5 納米到 7 納米晶片,在 3 納米晶片上大概只能用於非關鍵層,或是引入自對準工藝等蝕刻與沉積技術。只用 DUV 光刻造 3 納米晶片會導致生產成本過高且良率受限。