آزمایشگاه آمریکایی "فراتر از EUV" برای تولید سریعتر نیمه‌هادی‌های قدرتمند را بررسی می‌کند
یک آزمایشگاه واقع در کالیفرنیا، زیرساخت‌های لازم برای پیشرفت بعدی در لیتوگرافی فرا-فرابنفش (EUV) را پایه‌گذاری می‌کند.
پروژه‌ای که به رهبری آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور (LLNL) انجام می‌شود، هدفش پیشرفت بعدی در لیتوگرافی فرا-فرابنفش است و بر اساس سیستم لیزری نامیده شده به لیزر بزرگ دریچه تولیوم (BAT) که در آزمایشگاه توسعه یافته، متمرکز است. پروژه رهبری شده توسط LLNL قابلیت لیزر BAT برای افزایش راندمان منبع EUV به میزان حدود ۱۰ برابر لیزرهای دی‌اکسید کربن (CO2) که استاندارد فعلی صنعتی است را آزموده می‌کند.
LLNL معتقد است که این می‌تواند به سیستم لیتوگرافی نسل بعدی "فراتر از EUV" (BEUV) منجر شود که تراشه‌هایی کوچکتر، قدرتمندتر و سریعتر تولید کند در حالی که برق کمتری مصرف کند.
آزمایشگاه نمایش‌های اثبات مفهوم لیزر را انجام داده است
برندان ریگان، فیزیکدان لیزری LLNL اظهار داشت که آزمایشگاه طی پنج سال گذشته شبیه‌سازی‌های نظری پلاسما و نمایش‌های اثبات مفهوم لیزر انجام داده است که پایه‌های این پروژه را بنا می‌کند. ریگان افزود: "کار ما در جامعه لیتوگرافی فرا-فرابنفش تأثیر زیادی داشته و اکنون ما مشتاقانه به این مرحله بعدی حرکت می‌کنیم". آزمایشگاه ادعا می‌کند که لیتوگرافی EUV شامل لیزرهای قدرتمند است که به ده‌ها هزار قطره قلع در ثانیه شلیک می‌کند. لیزر قطرات را که هرکدام حدود ۳۰ میکرومتر اندازه دارند، تا نیم میلیون درجه سانتیگراد گرم می‌کند تا پلاسمایی ایجاد شود که نور فرابنفش با طول موج ۱۳.۵ نانومتر تولید می‌کند.
راندمان انرژی منابع کنونی لیتوگرافی EUV
آینه‌های چندلایه خاص نور را از طریق صفحات موسوم به ماسک‌ها هدایت می‌کنند که الگوهای پیچیده مدارهای یکپارچه برای ویفرهای نیمه‌هادی را نگه می‌دارند. نور الگو را بر روی لایه فتورزیست که تمیز شده تا مدارهای یکپارچه بر روی تراشه باقی بمانند، پروژه می‌کند. پروژه نیز به بررسی فرض اصلی می‌پردازد که راندمان انرژی منابع کنونی لیتوگرافی EUV برای تولید نیمه‌هادی می‌تواند با فناوری توسعه یافته برای لیزر جدید کلاس پتاولت BAT که از تولیوم دوپ شده با فلوراید لیتیم به عنوان محیط افزایش‌دهنده بهره می‌برد، بهبود یابد. دانشمندان برنامه‌ریزی کرده‌اند که یک نمایش جفت‌کردن لیزر BAT فشرده با نرخ بالا با فناوری‌هایی که منابع نور EUV را با استفاده از پالس‌های نانوثانیه شکل داده شده و پرتوهای ایکس و ذرات با انرژی بالا با استفاده از پالس‌های فوق‌کوتاه زیر پیکوثانیه تولید می‌کنند، انجام دهند.
صنعت نیمه‌هادی بهره‌مند خواهد شد
ویلیامز تاکید کرد که این پروژه اولین لیزر با قدرت بالا و نرخ تکرار بالا حدود ۲ میکرون را در LLNL تاسیس خواهد کرد. انتظار می‌رود این پیشرفت به صنعت نیمه‌هادی سود برساند. ویلیامز تاکید کرد که قابلیت‌های لیزر BAT اثراتی فراتر از تولید EUV خواهد داشت و بر فیزیک تراکم انرژی بالا و انرژی همجوشی اینرسی سنگین اثر خواهد گذاشت.
LLNL همچنین معتقد است که صنعت نیمه‌هادی در یک رقابت مستمر برای ساخت هر نسل از میکروپروسسورها به گونه‌ای که کوچکتر اما قدرتمندتر باشند، درگیر است و هرچه ممکن است مدارهای یکپارچه و ویژگی‌های دیگری را در یک تراشه تجمع خواهد داد. در چندین سال گذشته، لیتوگرافی EUV به جلو آمده است زیرا از نور EUV برای حکاکی مدارهای میکروسکوپیک تا اندازه چند نانومتر بر روی تراشه‌ها و پردازنده‌های پیشرفته استفاده می‌کند.
ریگان نقاط قوت این پیشرفت اخیر را برشمرده و نشان داده که این پروژه در این مسیر موفقیت آمیز خواهد بود.
