Ливерморская национальная лаборатория имени Лоуренса протестировала способность лазера BAT повысить эффективность источника экстремального ультрафиолетового излучения примерно в 10 раз по сравнению с лазерами на углекислом газе (CO2), которые в настоящее время являются отраслевым стандартом. Это может привести к созданию системы литографии следующего поколения, которая будет производить микросхемы меньшего размера, более мощные и быстрые в изготовлении, потребляя при этом меньше электроэнергии.
Одной из особенностей экстремально-ультрафиолетовой литографии является высокое энергопотребление современных литографических систем EUV с низкой NA и литографических систем EUV с высокой NA нового поколения: они потребляют 1170 и 1400 киловатт соответственно. Инструменты для экстремально-ультрафиолетовой литографии потребляют такое большое количество энергии, потому что они используют высокоэнергетические лазерные импульсы для испарения крошечных капель олова (при температуре 500 000 °C) для образования плазмы, которая излучает свет с длиной волны 13,5 нанометра. Для создания этих импульсов со скоростью в десятки тысяч в секунду требуется мощная лазерная инфраструктура и системы охлаждения. Для создания капель олова и управления ими также требуется энергия. Кроме того, требования к вакууму для предотвращения поглощения света EUV воздухом увеличивают общее потребление энергии. Наконец, поскольку усовершенствованные зеркала в EUV-инструментах отражают лишь малую часть EUV-света, лазеры должны стать более мощными, чтобы увеличить производственные мощности.
Команда исследователей из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса проверяет, могут ли технологии, лежащие в основе лазера BAT, построенного на основе фторида лития-иттрия, легированного тулием, и способного генерировать мощность в петаваттном диапазоне, повысить энергоэффективность современных инструментов для работы в экстремально-ультрафиолетовом диапазоне. В отличие от CO2-лазеров, работающих на длине волны около 10 микрон, эта система, по данным LLNL, работает на длине волны около 2 микрон. Теоретически это позволяет повысить эффективность преобразования плазмы в экстремально-ультрафиолетовый диапазон при взаимодействии с каплями олова. Кроме того, твердотельная технология с диодной накачкой, используемая в системах BAT, может обеспечить более высокую общую эффективность использования электроэнергии и управления теплом по сравнению с газовыми установками CO2.
Изначально исследователи планируют объединить компактный лазер BAT с высокой частотой повторения импульсов (с различными типами импульсов) с системами, генерирующими экстремально-ультрафиолетовый свет, чтобы проверить, как лазер, генерирующий импульсы мощностью в несколько джоулей на длине волны 2 микрона, взаимодействует с каплями олова.
«За последние пять лет мы провели теоретическое моделирование плазмы и экспериментальные лазерные демонстрации, которые заложили основу для этого проекта, — сказал физик-лазерщик LLNL Брендан Рейган. — Наша работа уже оказала значительное влияние на сообщество специалистов по EUV-литографии, поэтому теперь мы с нетерпением ждём следующего шага».
Сообщение Американские исследователи разработали основы для следующей эволюции экстремально-ультрафиолетовой (EUV) литографии появились сначала на Время электроники.
