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美國勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗室（LLNL）正在開(kāi)展一項具有顛覆性潛力的研究，旨在重塑半導體制造行業(yè)。其核心是一種基于銩元素的拍瓦（petawatt）級激光技術(shù)（BAT），該技術(shù)有望成為極紫外光刻（EUV）技術(shù)中二氧化碳激光器的重要替代方案，并將光源效率提升約十倍。 極紫外光刻技術(shù)是目前最先進(jìn)的芯片制造技術(shù)之一，主要用于制造制程小于7nm的芯片。然而，EUV光刻技術(shù)的高能耗問(wèn)題一直備受關(guān)注�，F有的EUV系統依賴(lài)高能激光脈沖，通過(guò)蒸發(fā)錫滴來(lái)產(chǎn)生等離子體，從而發(fā)射出13.5納米波長(cháng)的光。這一過(guò)程不僅需要大量的冷卻和真空環(huán)境支持，還伴隨著(zhù)極高的功耗，低數值孔徑（Low-NA）和高數值孔徑（High-NA）EUV光刻系統的功耗分別高達1170千瓦和1400千瓦。 為了應對這一挑戰，LLNL的研究團隊提出了BAT技術(shù)。與當前主流的約10微米的二氧化碳激光器不同，BAT激光器的工作波長(cháng)為2微米。這一改變理論上能夠顯著(zhù)提高錫滴與激光的相互作用效率，從而提升等離子體到EUV光的轉換效率。此外，BAT技術(shù)采用了二極管泵浦固態(tài)技術(shù)，相較于傳統的氣體激光器，不僅在電效率上表現更佳，還具備優(yōu)良的熱管理能力。 在過(guò)去五年中，LLNL的研究團隊已經(jīng)在理論模擬和概念驗證方面取得了顯著(zhù)的進(jìn)展�？茖W(xué)家們通過(guò)理論等離子體模擬和實(shí)驗驗證，證明了BAT激光器在實(shí)際應用中的潛力。LLNL激光物理學(xué)家布倫丹·里根表示，這些研究為EUV光刻領(lǐng)域帶來(lái)了新的希望，并將繼續探索這一技術(shù)的可能性。 BAT技術(shù)的出現，為半導體制造行業(yè)帶來(lái)了新的曙光。據LLNL稱(chēng)，該技術(shù)有望促成下一代“超越EUV”（BEUV）光刻系統的生產(chǎn)，從而制造出更小、更強大、制造速度更快且耗電量更少的芯片。這不僅將滿(mǎn)足半導體行業(yè)對更高分辨率光刻機的需求，還將有助于降低先進(jìn)芯片制造成本，打破當前EUV光刻機面臨的成本高昂、工藝復雜等瓶頸。 然而，BAT技術(shù)的實(shí)際應用仍面臨諸多挑戰�，F有的EUV系統經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)達到相對成熟的水平。BAT技術(shù)的成功應用需要長(cháng)時(shí)間的流程改進(jìn)和基礎設施升級。盡管如此，隨著(zhù)半導體制造行業(yè)對更高效、更節能技術(shù)的需求不斷增長(cháng)，BAT技術(shù)無(wú)疑為這一目標提供了新的可能性。 |
