Источник изображения: Lawrence Livermore National Laboratory
Национальная лаборатория Лоуренса Ливермора (LLNL) работает над созданием мощного тулиевого лазера, который может стать основой для нового поколения литографических систем. Этот лазер, получивший название Big Aperture Thulium (BAT), обещает быть в 10 раз более энергоэффективным, чем CO2-лазеры, используемые в современных EUV-установках. Если проект окажется успешным, пишет Tom's Hardware, BAT может заменить CO2-лазеры в литографии, хотя на это уйдут годы.
Дело в том, что современные EUV-литографические системы, такие как Low-NA и High-NA, потребляют огромное количество энергии — 1170 и 1400 киловатт соответственно. Это связано с необходимостью испарения оловянных капель при температуре 500 000°C для создания плазмы, излучающей свет с длиной волны 13,5 нанометров. Кроме того, вакуумные условия и низкая отражательная способность зеркал EUV-систем требуют ещё больше энергии. BAT-лазер, построенный на основе тулия, легированного фторидом лития-иттрия, работает на длине волны около 2 микрон, что теоретически повышает эффективность преобразования плазмы в EUV-излучение. Кроме того, использование твердотельных технологий вместо газовых CO2-лазеров позволяет улучшить управление теплом и общую энергоэффективность.
Команда LLNL планирует протестировать BAT-лазер в сочетании с системами, генерирующими EUV-свет. Конечной целью является изучение того, как лазерные импульсы с энергией на уровне джоулей взаимодействуют с оловянными каплями. «Мы провели теоретические моделирования плазмы и тестирования лазера за последние пять лет, что заложило основу для этого проекта», — заявил физик-лазерщик LLNL Брендан Рейган (Brendan Reagan).
В свою очередь, аналитическая фирма TechInsights предупреждает, что к 2030 году полупроводниковые фабрики будут потреблять 54 000 гигаватт энергии в год, то есть больше, чем страны вроде Сингапура или Греции. Если на рынок выйдут системы Hyper-NA EUV, энергопотребление может вырасти ещё больше, что делает поиск энергоэффективных технологий, таких как BAT, критически важным для будущего отрасли.
Хотя BAT-лазеры обещают революцию в литографии, их внедрение потребует значительных изменений в инфраструктуре. Современные EUV-системы разрабатывались десятилетиями, и переход на новые технологии займёт время. Тем не менее, успех проекта может открыть путь к созданию более быстрых и энергоэффективных литографических систем, что очень важно в развитии полупроводниковой промышленности.
