新一代BAT激光器：颠覆EUV光刻，效率提升10倍！ | OE NEWS
科技
2025-01-09 17:20
上海
近期，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL）正在研发铥元素的拍瓦（petawatt）级激光器。其效率比EUV设备中使用的二氧化碳激光器高10倍，并且有望在未来许多年内取代光刻系统中的二氧化碳激光器。 这一进步可能为新一代“超越EUV”光刻系统铺平道路，该系统可以更快地生产芯片，并且功耗更低。当然，将大孔径铥 (BAT) 技术应用于半导体生产需要进行重大的基础设施变革，因此需要多长时间才能实现还有待观察。而目前的EUV系统是经过数十年开发出来的。EUV极紫外光刻系统的能耗问题备受关注。以一般数值孔径（Low-NA）和高数值孔径（High-NA）EUV极紫外光刻系统为例，二者功耗分别高达1170 kW和1400 kW。EUV光刻工具之所以消耗如此巨大的功率，是因为它们依靠高能激光脉冲蒸发微小的锡球（温度为50万ºC），形成发出13.5 nm光的等离子体。以每秒数万次的速度产生这些脉冲需要庞大的激光基础设施和冷却系统。产生和操纵锡液滴也需要电力。LLNL主导的“大口径铥激光（BAT）”目标为解决以上问题。与波长约为10 μm的二氧化碳激光不同，BAT波长为2 μm，理论上能提高锡球与激光相互作用时等离子体到EUV光的转换效率。此外，BAT系统采用二极管泵浦固态，相较气体二氧化碳激光器，有更高整体电能效率和更佳热管理。数据显示，到2030年，半导体制造厂的年耗电量将达到54000 GW，超过新加坡或希腊年用电量。如果下代超数值孔径（Hyper-NA）EUV投入市场，能耗问题可能加剧。产业对更高效、更节能的EUV需求持续成长，而LLNL BAT无疑提供了新的可行性。本公众号长期征稿![]()
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