Лазер BAT обеспечит литографию нового типа
Национальная лаборатория имени Лоуренса в Ливерморе работает над созданием тулиевого лазера петаваттного класса, который, как утверждается, в 10 раз эффективнее CO2-лазеров, используемых в EUV-инструментах, и может со временем заменить CO2-лазеры в литографических системах.
Инициатива под руководством LLNL оценит технологию лазера Big Aperture Thulium (BAT) для повышения эффективности источника EUV примерно в десять раз по сравнению с текущими стандартными лазерами CO2. Это достижение может проложить путь для нового поколения литографических систем «за пределами EUV», которые производят чипы быстрее и с меньшей мощностью. Конечно, внедрение технологий BAT в производство полупроводников потребует значительных изменений в инфраструктуре, поэтому еще предстоит увидеть, сколько времени потребуется, чтобы это принесло плоды; текущие системы EUV разрабатывались в течение десятилетий.
Одной из особенностей экстремальной ультрафиолетовой литографии является экстремальное энергопотребление литографических систем Low-NA EUV текущего поколения и High-NA EUV следующего поколения: инструменты потребляют 1170 и 1400 киловатт соответственно. Инструменты EUV-литографии потребляют такое огромное количество энергии, поскольку они используют высокоэнергетические лазерные импульсы для испарения крошечных капель олова (при 500 000ºC) для образования плазмы, которая излучает свет длиной 13,5 нанометров. Генерация этих импульсов со скоростью десятков тысяч в секунду требует массивной лазерной инфраструктуры и систем охлаждения. Генерация и манипулирование каплями олова также требует энергии.
Норма энергопотребления (промышленных предприятий) — научно обоснованное количество энергоресурсов, необходимое и достаточное для обеспечения технологического процесса при заданных параметрах производства и окружающей среды. Википедия
Команда исследователей Лоуренса Ливермора проверяет, могут ли технологии, лежащие в основе лазера BAT, созданного на основе фторида иттрия лития, легированного тулием и способного выдавать мощность петаваттного класса, повысить энергоэффективность современных EUV-инструментов. В отличие от CO2-лазеров, работающих на длине волны около 10 микрон, эта система работает на длине волны около 2 микрон, согласно LLNL. Это теоретически обеспечивает более высокую эффективность преобразования плазмы в EUV при взаимодействии с каплями олова. Кроме того, твердотельная технология с диодной накачкой, используемая в системах BAT, может обеспечить лучшую общую электрическую эффективность и управление теплом по сравнению с газовыми установками CO2.
Изображение: Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса
Первоначально исследователи намерены объединить компактный высокочастотный BAT-лазер (с различными типами импульсов) с системами, генерирующими EUV-свет, чтобы проверить, как лазер, излучающий импульсы джоулевого уровня на длине волны 2 микрона, взаимодействует с каплями олова.
«За последние пять лет мы провели теоретическое моделирование плазмы и концептуальные демонстрации лазеров, которые заложили основу этого проекта», — сказал лазерный физик LLNL Брендан Рейган. «Наша работа уже оказала значительное влияние на сообщество EUV-литографии, поэтому теперь мы рады сделать следующий шаг».
Потребление энергии современными инструментами и фабриками EUV заставило аналитическую фирму TechInsights поднять тревогу по поводу энергопотребления полупроводниковых фабрик. По прогнозам, к 2030 году эти фабрики будут потреблять 54 000 гигаватт (ГВт) электроэнергии в год — больше, чем потребляют Сингапур или Греция в год. Если на рынок выйдет следующее поколение литографии Hyper-NA EUV, потребление энергии может быть еще выше. Таким образом, мы можем ожидать, что отрасль продолжит поиск более энергоэффективных технологий для питания будущих машин EUV.
Источник: Tomshardware.com
0 комментариев