Националната лаборатория на Лорънс Ливърмор (LLNL) разработва петавата лазерна технология, базирана на Thulium, която се очаква да замени лазерите на въглероден диоксид, използвани в сегашните екстремни ултравиолетови литографии (EUV) и повишават ефективността на източника на светлина с около десет пъти. Този пробив може да проправи пътя за ново поколение литографски системи „отвъд EUV“ за производство на чипове с по -бърза скорост и с по -ниска консумация на енергия.
Понастоящем консумацията на енергия на литографските системи на EUV привлече много внимание. Приемайки ниска числова бленда (ниска-NA) и високо числена апертура (високо-NA) EUV литография на литографията Като примери, тяхната консумация на енергия е съответно 1170 киловата и 1400 киловата. Тази висока консумация на енергия се дължи главно на принципа на работното място на EUV системите: високоенергийните лазерни импулси изпаряват калаените капчици (500, 000 градуса по Целзий) с честота на десетки хиляди в секунда, за да образуват плазма и да отделят светлина с дължина на вълната от 13,5 нанометра. Този процес изисква не само огромна лазерна инфраструктура и охлаждаща система, но също така трябва да се извърши във вакуумна среда, за да се избегне светлината на EUV, която се абсорбира от въздуха. В допълнение, усъвършенстваните огледала в EUV инструментите могат да отразяват само част от светлината на EUV, така че са необходими по -мощни лазери, за да се увеличи производственият капацитет.
Той отбелязва, че технологията „голям бленда Thulium Laser“ (BAT), водена от LLNL, е проектирана да разреши горните проблеми. За разлика от лазерите с въглероден диоксид с дължина на вълната от около 10 микрона, лазерът на прилепите работи с дължина на вълната от 2 микрона, което може теоретично да подобри ефективността на конверсия на плазмата към EUV светлина, когато калайните капчици взаимодействат с лазерите. В допълнение, системата BAT използва диодно-помпа с твърдо състояние технология, която има по-висока обща електрическа ефективност и по-добри възможности за управление на термично, отколкото лазерите на газовия въглероден диоксид.
Първоначално изследователският екип на LLNL планира да комбинира този компактен и високопоставен прилеп на лазер с система EUV Light Source, за да тества ефекта на взаимодействието си с капчиви капчици при дължина на вълната от 2 микрона. "През последните пет години завършихме теоретични плазмени симулации и експерименти с доказателство за концепцията, за да поставим основата на този проект. Нашата работа вече имаше важно въздействие в областта на литографията на EUV и сега сме развълнувани от The Следващи стъпки ", каза Брендън Рейгън, лазерен физик в LLNL.
Прилагането на технологията на прилепите в производството на полупроводници все още изисква преодоляване на предизвикателството на основната трансформация на инфраструктурата. Настоящите EUV системи отнеха десетилетия, за да узреят, така че действителното приложение на технологията на прилепите може да отнеме много време.
Според фирмата на анализаторите на индустрията Techinsights, до 2030 г. годишното консумация на енергия на полупроводникови производствени предприятия ще достигне 54, 000 Gigawatts (GW), което е повече от годишното потребление на енергия в Сингапур или Гърция. Ако следващото поколение ултра-нумерска бленда (Hyper-na) EUV Lithography Technology навлиза на пазара, проблемът с потреблението на енергия може да бъде допълнително изострен. Следователно търсенето на по-ефективната и енергийно ефективна технология на EUV ще продължи да нараства, а лазерната технология за прилеп на LLNL несъмнено предоставя нови възможности за тази цел.
