Китайские учёные разрабатывают новые лазеры для производства чипов
По данным SPIE, исследователи из Китайской академии наук (CAS) создали твердотельный лазер глубокого ультрафиолета (DUV), излучающий когерентный свет длиной волны 193 нм, используемый для полупроводниковой фотолитографии в лабораторных условиях. Если технологию источника света можно масштабировать, это устройство можно использовать для создания литографических инструментов, которые производят чипы с использованием передовых технологических процессов. Однако перспективы масштабирования твердотельных лазеров неизвестны.
ASML — нидерландская компания, крупнейший производитель литографического оборудования для микроэлектронной промышленности, необходимого в том числе для изготовления СБИС, микросхем памяти, флеш-памяти, микропроцессоров.
Центральный офис — в Велдховене (европейский технологический регион Brainport Eindhoven), там же находятся исследовательские и производственные отделы, в местах установки оборудования действует более 60 центров обслуживания в 16 странах.
Компания, изначально называвшаяся ASM Lithography, была основана в 1984 году как совместное предприятие компаний Advanced Semiconductor Materials International (ASMI) и Philips. Впоследствии у Philips осталась только небольшая часть акций ASML. C рыночной капитализацией в $350 млрд (на осень 2021 года) компания входит в верхнюю часть индекса Nasdaq-100. Википедия
Читайте также:ASML: от «дырявого сарая» до передовых технологийASML и Imec вместе разработают технологии суб-2 нмASML и imec будут вместе развивать полупроводники в ЕвропеКитай разрабатывает отечественный инструмент EUV, монополия ASML в бедеASML: продажи и доход в 2024 году
Canon (яп. キヤノン株式会社 Кянон кабусики-гайся, «Кэ́нон») — японская транснациональная машиностроительная компания со штаб-квартирой в Токио (Япония). Занимается оптико-механическим и электронным производством устройств для фиксации, обработки и печати изображений, медицинского диагностического оборудования, а также разработкой решений в области информационных технологий и телевещания. На конец 2016 года группа компаний Canon включала 367 консолидированное дочернее общество, в ней работают около 198 тысяч человек по всему миру. Википедия
Читайте также:Canon поставляет инструмент для нанолитографии в американский институтShin Megami Tensei V: Vengeance разошлась тиражом более 500 тысяч копий за первые три дня продажНовинка от Canon: фотокамера PowerShot SX620 HS с диапазоном ЭФР 25-625 мм
Традиционный подход
Литографические машины DUV от ASML, Canon и Nikon генерируют свет длиной 193 нм с помощью эксимерного лазера на фториде аргона (ArF). Лазерная камера содержит газовую смесь аргона и фтора, а также буферный газ, например, неон. При подаче высоковольтных электрических импульсов атомы аргона и фтора возбуждаются и на короткое время образуют нестабильную молекулу, называемую ArF (или эксимер), которая быстро возвращается в свое основное состояние, испуская фотон с длиной волны 193 нм.
Лазер испускает эти фотоны в виде коротких, высокоэнергетических импульсов с выходной мощностью до 100 Вт—120 Вт и на частотах от 8 кГц до 9 кГц для современных иммерсионных DUV-инструментов. Затем 193-нм луч направляется через оптическую систему, которая формирует, направляет и стабилизирует свет. Он проходит в литографический сканер, где просвечивает через фотошаблон, содержащий рисунок чипа.
Подход CAS
Тестовое устройство, разработанное Китайской академией наук, генерирует свет 193 нм, используя полностью твердотельный подход, полностью избегая газовых эксимерных лазеров. Он начинается с самодельного кристаллического усилителя Yb:YAG, который производит лазерный луч 1030 нм. Затем этот луч разделяется на два оптических пути, каждый из которых проходит различный оптический процесс для создания компонентов, необходимых для генерации 193 нм.
В первом пути луч длиной 1030 нм преобразуется в луч длиной 258 нм посредством генерации четвертой гармоники (FHG, нелинейного оптического процесса, который преобразует лазерный луч в одну четвертую его исходной длины волны, в данном случае в луч длиной 258 нм). Эта часть обеспечивает выходную мощность 1,2 Вт. Во втором пути другая половина луча длиной 1030 нм используется для накачки оптического параметрического усилителя, в результате чего получается луч длиной 1553 нм мощностью 700 мВт.
Эти два луча — 258 нм и 1553 нм — объединяются в каскадных кристаллах трибората лития (LBO) для генерации когерентного света с длиной волны 193 нм со средней мощностью 70 мВт, работающего на частоте 6 кГц. CAS утверждает, что тестовая система имеет ширину линии уже 880 МГц, что сопоставимо по спектральной чистоте с показателями коммерческих систем, используемых сегодня.
Сравнение?
Система CAS производит свет 193 нм с помощью твердотельного лазера со средней мощностью 70 мВт и частотой 6 кГц, достигая узкой ширины линии ниже 880 МГц. Выходная мощность тестовой системы на порядки ниже, чем у систем производства на основе эксимера ArF компании ASML, которые обеспечивают 100–120 Вт на частоте 9 кГц.
Несмотря на то, что система CAS демонстрирует свои возможности, ее низкая выходная мощность делает ее непригодной для коммерческого производства полупроводников, где важны высокая производительность и стабильность процесса.
Источник: Tomshardware.com
0 комментариев