中国科学院近期成功研发了一项突破性的固态DUV（深紫外）激光技术，这种技术能够发射193nm的相干光，与目前主流的DUV曝光波长一致。这一技术的成功，为推动半导体工艺的发展至3nm节点奠定了基础。

目前，全球领先的光刻机制造商如ASML、佳能、尼康等，都采用了氟化氙（ArF）准分子激光技术，通过氩气和氟气混合物在高压电场下生成不稳定分子，释放出193nm波长的光子。这些光子以高能量短脉冲的形式发射，输出功率达到100-120W，频率为8k-9kHz，并通过光学系统调整后用于光刻设备。

与现有技术不同，中科院的固态DUV激光系统采用全固态设计，基于自制的Yb:YAG晶体放大器生成1030nm激光。然后，激光通过两条光学路径进行波长转换。其中，一条路径采用四次谐波转换（FHG）将1030nm激光转为258nm，输出功率为1.2W；另一条路径则通过光学参数放大（OPA）将其转为1553nm，输出功率为700mW。

接下来，经过转换后的两路激光通过串级硼酸锂（LBO）晶体混合，最终产生193nm波长的激光光束。该技术最终能够获得平均功率为70mW，频率为6kHz，且其线宽低于880MHz，半峰全宽（FWHM）小于0.11皮米，光谱纯度与现有商用准分子激光系统相当，因此具有潜力用于3nm工艺节点的制造。

这种全固态DUV光源技术的优势在于，可以大幅度减少光刻系统的复杂度和体积，降低对稀有气体的依赖，并大幅降低能耗。相关技术细节已经在国际光电工程学会（SPIE）官网上公开，标志着这一技术的首次亮相。

尽管该技术在光谱纯度上已经接近现有商用准分子激光系统，但在输出功率和频率上仍存在差距。与ASML的技术相比，中科院的固态DUV激光输出功率只有0.7%的水平，频率也只有约2/3，因此仍需要继续迭代和提升，以实现更广泛的应用。