Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore làđang làm việcTrên một laser thulium lớp petawatt được cho là hiệu quả gấp 10 lần so với các laser CO2 được sử dụng trong các công cụ EUV và có thể thay thế laser CO2 trong các hệ thống thạch bản nhiều năm.

Sáng kiến ​​LLNL-LED sẽ đánh giáCông nghệ laser khẩu độ lớn của Thulium (Bat)Để tăng cường hiệu quả nguồn EUV khoảng mười lần so với các laser CO2 tiêu chuẩn trong ngành hiện tại.Sự tiến bộ này có thể mở đường cho một thế hệ mới của các hệ thống in thạch bản 'ngoài EUV' sản xuất chip nhanh hơn và ít năng lượng hơn.Tất nhiên, việc thực hiện các công nghệ BAT vào sản xuất chất bán dẫn sẽ đòi hỏi những thay đổi cơ sở hạ tầng đáng kể, do đó vẫn còn phải xem sẽ mất bao lâu để trở thành hiện thực;Các hệ thống EUV hiện tại đã được phát triển trong suốt nhiều thập kỷ.

Một trong những đặc thù của in thạch bản cực tím cực đoan là mức tiêu thụ năng lượng cực cao của các hệ thống EUV cao cấp của Gen-Gen-Gen High-Gen: các công cụ tiêu thụ lần lượt là 1.170 và 1.400 kilowatt.Các công cụ in thạch bản EUV tiêu thụ một lượng năng lượng khổng lồ như vậy vì chúng dựa vào các xung laser năng lượng cao để làm bay hơi các giọt thiếc nhỏ (ở mức 500.000 CC) để tạo thành một plasma phát ra ánh sáng 13,5 nanomet.Tạo ra các xung này ở hàng chục ngàn mỗi thứ hai đòi hỏi cơ sở hạ tầng và hệ thống làm mát lớn.Tạo và thao tác các giọt thiếc cũng đòi hỏi sức mạnh.

Ngoài ra, các yêu cầu chân không để ngăn chặn sự hấp thụ của ánh sáng EUV bằng không khí làm tăng thêm việc sử dụng năng lượng tổng thể.Cuối cùng, vì các gương nâng cao trong các công cụ EUV chỉ phản ánh một phần ánh sáng của EUV, laser phải trở nên mạnh mẽ hơn để tăng công suất sản xuất.

Đội ngũ nghiên cứu của Lawrence Livermore đang thử nghiệm xem các công nghệ đằng sau laser dơi hay không-được xây dựng xung quanh yttrium lithium fluoride pha tạp thulium và có khả năng sản lượng lớp Petawatt-có thể tăng hiệu quả năng lượng của các công cụ EUV hiện tại.Không giống như các laser CO2 hoạt động ở bước sóng khoảng 10 micron, hệ thống này hoạt động ở khoảng 2 micron, theo LLNL.Về mặt lý thuyết, cho phép hiệu quả chuyển đổi plasma sang EUV cao hơn khi tương tác với các giọt thiếc.Ngoài ra, công nghệ trạng thái rắn được bơm diode được sử dụng trong các hệ thống BAT có thể cung cấp hiệu quả điện và quản lý nhiệt tốt hơn so với các thiết lập CO2 dựa trên khí.

Ban đầu, các nhà nghiên cứu nhằm mục đích kết hợp laser BAT tốc độ lặp lại nhỏ gọn (với các loại xung khác nhau) với các hệ thống tạo ra ánh sáng EUV để kiểm tra cách một laser cung cấp các xung cấp joule ở bước sóng 2 micron tương tác với các giọt thiếc bằng thiếc.

Chúng tôi đã thực hiện các mô phỏng plasma lý thuyết và bằng chứng về các cuộc biểu tình laser khái niệm trong năm năm qua đặt nền móng cho dự án này.Công việc của chúng tôi đã có một tác động khá lớn trong cộng đồng in thạch bản EUV, vì vậy bây giờ chúng tôi rất vui mừng được thực hiện bước tiếp theo này.

Việc tiêu thụ năng lượng của các công cụ và FAB EUV hiện đại đã dẫn đầu công ty phân tích ngành công nghiệpTechinsights để nâng cao báo thứcqua mức tiêu thụ năng lượng của Fabs bán dẫn.Những FAB này được dự kiến ​​sẽ tiêu thụ 54.000 Gigawatt (GW) năng lượng mỗi năm vào năm 2030 - nhiều hơn so với Singapore hoặc Hy Lạp tiêu thụ mỗi năm.Nếu in thạch bản EUV Hyper-NA thế hệ tiếp theo xuất hiện, mức tiêu thụ năng lượng có thể thậm chí còn cao hơn.Do đó, chúng ta có thể hy vọng ngành công nghiệp sẽ tiếp tục tìm kiếm các công nghệ tiết kiệm năng lượng hơn để cung cấp năng lượng cho các máy EUV trong tương lai.