江南-美国开发新一代BAT激光器：远超现有EUV光刻 效率提升10倍！

[导读]1月6日动静，美国劳伦斯利弗莫尔国度尝试室(LLNL)正在研究一种效力比传统CO2 EUV激光器高10倍的激光器，这将为下一代EUV光刻手艺成长奠基根本。 1月6日动静，美国劳伦斯利弗莫尔国度尝试室(LLNL)正在研究一种效力比传统CO2 EUV激光器高10倍的激光器，这将为下一代EUV光刻手艺成长奠基根本。 据报导，LLNL正在研发的是一种拍瓦级(petawatt-class)铥激光器(thulium laser)，采取年夜孔径铥 (BAT：Big Aperture Thulium ) 激光手艺，与当前行业尺度二氧化碳 (CO2) 激光器比拟可将EUV光源效力提高约10 倍，将来有望取而代之。 ps.Petawatt(PW)是一个很是年夜的功率单元，暗示10^15瓦特，经常使用在描写高能激光器的输出功率。 LLNL认为，这一前进可能为新一代“超出EUV”的光刻系统摊平道路，从而出产出更小、更壮大、制造速度更快、同时耗电量更少的芯片。 当前，EUV光刻系统的能耗是一年夜问题。不管是低数值孔径(Low-NA)仍是高数值孔径(High-NA)EUV光刻系统功耗都极高，别离高达1,170千瓦和 1,400 千瓦。 如斯高的能耗首要是源在EUV光刻系统的工作道理，高能激光脉以每秒数万次的频率蒸发细小的锡液滴(温度为 500,000?C)，以构成发出13.5纳米波长光光的等离子体。这一进程需要重大的激光根本举措措施和冷却系统，同时还要包管真空情况，避免EUV光被空气接收，进一步增添了整体能耗。 不但如斯，EUV东西中的进步前辈反射镜只能反射部门EUV光，是以必需提高激光器的功率以提高产能。 LLNL今朝正在测试BAT(年夜孔径铥)这类新型激光器手艺，采取掺铥氟化钇锂(Tm：YLF)作为激光增益介质，理论上可以高效地输出拍瓦级、超短激光脉冲，远远跨越今朝同类激光器的程度。 据LLNL称，与在约10微米波长下工作的CO2激光器分歧，该系统在年夜约2微米的波长下工作。从理论上讲，当与锡液滴彼此感化时，这可以提高档离子体到EUV的转换效力。另外，与基在气体的CO2激光器，BAT系统中利用的二极管泵浦固态手艺可以供给更好的整体电气效力和热治理能力。 “据我们所知，这些脉冲能量是世界上任何波长接近2微米的激光架构所陈述的最高脉冲能量的25倍以上，”LLNL物理学家 Issa Tamer说道。 “在曩昔的五年里，我们进行了理论等离子体摹拟和概念验证激光演示，为这一项目奠基了根本，”LLNL激光物理学家 Brendan Reagan 说。“我们的工作已对EUV光刻范畴发生了相当年夜的影响，所以此刻我们很兴奋能迈出下一步。” 不外，将BAT手艺利用在半导体出产需要降服重年夜根本举措措施革新带来的挑战，是以需要多长时候才能获得功效还待不雅察。今朝的EUV极紫外光刻系统，也颠末几十年才开辟才得以成熟。 行业阐发公司TechInsights曾发出正告，估计到2030年，半导体晶圆厂每一年小号的电力将到达54,000 吉瓦 (GW)，跨越新加坡或希腊的年用电量。 假如下一代超数值孔径(Hyper-NA EUV)光刻手艺上市，功耗可能会更高。是以，我们可以预期该行业将继续寻觅更节能的手艺来为将来的EUV光刻机供给动力，而LLNL的 BAT激光手艺无疑为这一方针供给了新的可能性。

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