2025. gada 5. janvārī Lawrence Livermore Nacionālā laboratorija (LLNL) izstrādā uz thulium balstītu Petavatas klases lāzera tehnoloģiju, kas, domājams, aizstās oglekļa dioksīda lāzerus, ko izmanto pašreizējos ekstrēmos ultravioletās litogrāfijas (EUV) rīkus un palielina avota efektivitāti par desmit. Šis izrāviens varētu bruģēt ceļu jaunai paaudzei "Beyond EUV" litogrāfijas sistēmas, kas ātrāk un ar mazāku enerģiju var izgatavot mikroshēmas.
Pašlaik galvenās bažas rada EUV litogrāfijas sistēmu enerģijas patēriņš. Piemēram, zemas NA un augstas NA EUV litogrāfijas sistēmas patērē attiecīgi 1,170 kW un 1400 kW. Šis lielais enerģijas patēriņš izriet no EUV sistēmas principa: augstas enerģijas lāzera impulsi iztvaiko skārda pilienu (500, 000 grādi pēc Celsija) desmitiem tūkstošu reižu sekundē, veidojot plazmu un izstaro gaismu viļņa garumā 13,5 nanometros. Šim procesam ir nepieciešama ne tikai plaša lāzera infrastruktūras un dzesēšanas sistēma, bet arī jāveic vakuuma vidē, lai novērstu EUV gaismas absorbciju gaisā. Turklāt uzlabotie spoguļi EUV rīkos atspoguļo tikai daļu no EUV gaismas, tāpēc, lai palielinātu caurlaidspēju, nepieciešami jaudīgāki lāzeri.
LLNL vadošā "lielā atvēruma thulium lāzera" (BAT) tehnoloģija ir paredzēta, lai risinātu šos jautājumus. Atšķirībā no oglekļa dioksīda lāzeriem, kuru viļņa garums ir apmēram 10 mikroni, sikspārņu lāzers darbojas ar 2 mikroniem viļņa garumā, kas teorētiski uzlabo skārda pilienu pārveidošanas efektivitāti plazmā līdz EUV, mijiedarbojoties ar lāzeru. Turklāt BAT sistēmā tiek izmantota diodes sūkņa cietvielu tehnoloģija, kas nodrošina augstāku vispārējo elektrisko efektivitāti un labāku termisko pārvaldību nekā gāzes CO2 lāzeri.
Sākotnēji LLNL pētījumu grupa plānoja apvienot kompakto, augstas atkārtošanās ātruma sikspārņu lāzeru ar EUV gaismas avota sistēmu, lai pārbaudītu savu mijiedarbību ar alvas pilieniem 2 mikronu viļņa garumā, "sacīja LLNL lāzera fiziķis Brendan Reigan." Pēdējo piecu gadu laikā mēs esam pabeiguši iepriekšējos gados, kas ir pēdas, kas ir piemērotas plazmas, kas ir vienas un pierādīšanas, kas ir vienas no tām. Projekts. Mūsu darbs jau ir ievērojami ietekmējis EUV litogrāfijas jomu, un tagad mēs ceram uz nākamo soli mūsu pētījumos. "
Tomēr sikspārņu tehnoloģijas pielietošanai pusvadītāju ražošanā joprojām ir jāpārvar galveno infrastruktūras modifikāciju izaicinājumi. Pašreizējās EUV sistēmas gadu desmitiem ir nobriedušas, tāpēc sikspārņu tehnoloģijas praktiska pielietošana var aizņemt ilgāku laiku.
Nozares analītiķu firma Techinsights prognozē, ka līdz 2030. gadam pusvadītāju ražošanas rūpnīcas patērēs 54, 000 Gigawatts (GW) elektrības gadā, vairāk nekā Singapūras vai Grieķijas ikgadējā elektrības lietošana. Enerģijas patēriņa problēmu varētu vēl vairāk saasināt, ja tirgū nonāk nākamās paaudzes hiper-nulles atvēruma (hiper-NA) EUV litogrāfijas tehnoloģija. Tā rezultātā nozares vajadzība pēc efektīvākas, enerģijas taupīšanas EUV mašīnu tehnoloģijas turpinās augt, un LLNL BAT lāzera tehnoloģija noteikti paver jaunas iespējas šim mērķim.
