2025-01-06 17:06:52 科技 89548阅读
美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）研究的大孔径铥（BAT）激光技术，与光刻机上使用的行业标准CO2激光器相比，EUV光源效率提高10倍，是目前最强的紫外（EUV）技术阿斯麦（荷兰）。这一新举措有望为新一代“超越EUV”的光刻机铺平道路，这种光刻机可以更快地生产芯片，并且能耗更少。
LLNL专家测试新的BAT激光技术。照片： LLNL
紫外光刻的特点之一是其功耗极高。例如，当前的 EUV Low-NA 和 EUV High-NA 系统分别消耗 1,170 和 1,400 千瓦的功率。电力主要用于产生高性能激光脉冲，在高达50万摄氏度的温度下蒸发小锡滴，形成发射13.5纳米光的等离子束，使芯片制造的分辨率比人类头发丝高10,000倍。
产生这些脉冲的过程实现了速度为每秒数万个脉冲，需要庞大的激光和冷却系统，加热锡也消耗大量能量。此外，EUV内部的镜子通常只能反射一小部分光，因此激光束需要越来越强大以提高产能。
BAT激光器主要由掺铥钇氟化锂或掺铥制成氟化钇锂（Tm:YLF）是由氟化钇锂（YLF）掺杂其他元素组成的晶体材料。铥元素，用于光学和固态单晶激光棒。这种材料有潜力制造出拍瓦级激光器，从而提高当前 EUV 工具的功率效率。据 LLNL 称，与在约 10 微米波长下工作的 CO2 激光器不同，BAT 可以在约 2 微米波长下工作。理论上，当与锡滴相互作用时，这一优势使得从等离子体到 EUV 的转换效率更高。此外，还使用了二极管泵浦固态技术BAT 系统中的 BAT 激光器可以提供比 CO2 激光器更好的整体电气性能和热管理。
最初，LLNL 的目标是将紧凑型高重复率 BAT 激光器与 EUV 光发生系统在不同的脉冲上耦合，以测试激光器如何发射脉冲与锡滴相互作用时，波长为 2 微米。然而，结果高于预期。
“在为这个项目奠定基础之前，我们在过去的五年里一直在对新型激光器进行理论等离子体模拟和演示，”LLNL 的布伦丹·里根说，物理学家激光说。 “这项工作可能会对 EUV 光刻界产生相当大的影响。”
里根没有提及 BAT 实际应用的时间表。据
Tom's Hardware介绍，在2030年之前EUV机器每年消耗的电力将高达54,000吉瓦，超过新加坡和希腊的消耗量的背景下，BAT等技术可能成为未来能源危机的解决方案。荷兰ASML是目前几乎唯一生产高性能EUV机器的单位。去年年底，美国还建设了价值近数十亿美元的研发中心，打造EUV来对抗。该设施名为 EUV 加速器，位于纽约奥尔巴尼纳米技术综合体，是美国 CHIPS 计划的第一个研发设施，该计划是乔·拜登总统政府于 2022 年颁布的《CHIPS 和科学法案》的一部分，其目标是。鼓励半导体制造业回流美国。
Bao Lam女工程师揭秘“照顾”价值1.7亿美元的芯片制造机器 美国斥资近十亿打造EUV中心对抗ASML
