这可能是半导体行业最令人兴奋的突破。美国科学家发现,使用固态激光器而不是CO2激光器可以将EUV光刻的功耗降低90%。
美国实验室正在开发一种BAT激光器,可以实现“超越EUV”的光刻LLNL正在研究一种比CO2 EUV激光器效率高10倍的激光器。https://www.tomshardware.com/tech-industry/american-lab-is-developing-a-bat-laser-that-could-enable-beyond-euv-lithography-provide-10x-power-efficiency-boost#
EUV贵得离谱。一台EUV机器和校车一样大,价格为1.8亿美元,是最先进的DUV机器的两倍,可与空中客车A330相媲美。更令人震惊的是他们使用的电量。一台EUV机器消耗1兆瓦,是DUV的10倍,足以为小镇供电。台积电每年支付数十亿美元的电费,其中11%是由于EUV。随着摩尔定律的推进,这个数字将更高。
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众所周知,EUV机器效率低下,因为EUV极难生产。要产生EUV,您需要使用激光脉冲将锡液滴加热到50万度。CO2激光设备提供250千瓦,这反过来又产生了数百瓦的EUV。然后,EUV光束由10面镜子传递,每面镜子消耗30%的光束功率,只留下几瓦特可用给硅晶圆。如果我们能提高这些步骤中的任何一个的效率,它将节省大量的电力。一个有前途的解决方案是用使用钇掺杂钇锂氟化晶体的固态激光器取代CO2驱动激光器。与CO2激光器相比,该设备将更大比例的电力转化为激光功率。更重要的是,它产生的波长(2微米)比二氧化碳激光器的波长(10微米)更容易被锡吸收。综合起来,你只需要10%的电力就能产生相同数量的EUV。虽然这仍然是一个巨大的力量,但它至少与制造过程兼容(无论如何,芯片制造从来都不是容易的)。
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虽然还有其他建议通过重新设计镜面光学或使用同步辐射来减少EUV的功耗,但这种解决方案的优点是,您只需要更换激光模块,而不是重新设计整个机器,这使得行业更容易采用。