5 января 2025 года национальная лаборатория Lawrence Livermore (LLNL) разрабатывает лазерную технологию класса Petawatt на основе Thulium, которая, как ожидается, заменит лазеры углекислого газа, используемую в текущих инструментах экстремальной ультрафиолетовой литографии (EUV) и повышает эффективность источника примерно на десять. Этот прорыв может проложить путь для нового поколения литографических систем «Beyond EUV», которые могут изготавливать чипы быстрее и с меньшей энергией.
В настоящее время энергопотребление литографических систем EUV является серьезной проблемой. Например, литографические системы с низким уровнем и высокой NA потребляют до 1170 кВт и 1400 кВт соответственно. Это высокое потребление энергии связано с принципом системы EUV: лазерные импульсы с высокой энергией испаряют жестяную каплю (500, {{8} градусов Цельсия) десятки тысяч раз в секунду, чтобы сформировать плазму и излучать свет на длине волны 13,5 нанометра. Этот процесс не только требует обширной лазерной инфраструктуры и системы охлаждения, но и необходимо выполнить в вакуумной среде, чтобы предотвратить поглощение света EUV. Кроме того, усовершенствованные зеркала в инструментах EUV отражают только часть света EUV, поэтому для увеличения пропускной способности необходимы более мощные лазеры.
Ведущая технология LLNL «большой апертуальной лазер» (BAT) предназначена для решения этих проблем. В отличие от лазеров углекислого газа, которые имеют длину волны около 10 микрон, лазер BAT работает на длине волны 2 микрон, что теоретически улучшает эффективность преобразования в плазме в э-эв. Кроме того, система BAT использует технологию твердого состояния диодов, которая обеспечивает более высокую общую электрическую эффективность и лучшую тепловую управление, чем газовые лазеры CO2.
Первоначально исследовательская группа LLNL планировала объединить компактный, высококвалифицированный лазер летучей мыши с системой источника света EUV, чтобы проверить его взаимодействие с оловянными капли на длине волны 2 микрон »,-сказал физик LLNL-лазер Брендан Рейган. За последние пять лет мы завершили пластические моделирование и проверку, в течение всего этого, на этаровые годы. Наша работа уже оказала значительное влияние на область литографии EUV, и теперь мы с нетерпением ждем следующего шага в нашем исследовании ».
Тем не менее, применение технологий BAT к полупроводниковым производству по -прежнему требует преодоления проблем основных модификаций инфраструктуры. Нынешние системы EUV заняли десятилетия, чтобы созревать, поэтому практическое применение технологии BAT может занять больше времени.
Промышленная аналитическая фирма Techinsights предсказывает, что к 2030 году заводы из полупроводников будут потреблять 54, 000 гигаватт (ГВ) электроэнергии, больше, чем годовое использование электроэнергии в Сингапуре или Греции. Проблема потребления энергии может быть еще более усугублена, если на рынке появится следующее поколение гипертехнической апертуры (гипер-NA) литографии EUV. В результате потребность отрасли в более эффективной и энергосберегающей технологии EUV Machine будет продолжать расти, и технология LLNL LASER LASER, безусловно, открывает новые возможности для этой цели.
