光刻机革新！新部件或全面重塑：光源效率或将飙升10倍

光刻机技术再进化！全新光源部件或引领行业革新，效率预测或将翻倍

　　 《科创板日报》1月7日讯，尽管当前最尖端的光刻机已能够制造2nm芯片，科学家们依然在不断研究，力求进一步提升光刻机的整体性能。而用于产生光源的激光器或许将成为下一个关键突破点。

　　 近日，据报道，美国实验室正在研发一款拍瓦级别的大孔径铥（BAT）激光器。该激光器有可能将极紫外光刻（EUV）光源的效率提升大约十倍，这可能会使它成为现有EUV设备中所采用的二氧化碳激光器的有力竞争者。 这款新型激光器的研发无疑为半导体制造领域带来了新的希望。在芯片制程不断缩小的趋势下，对于更高效率、更稳定光源的需求日益增加。BAT激光器若能实现其宣称的效能提升，不仅有助于推动先进制程技术的发展，还可能降低生产成本，增强产品的市场竞争力。当然，新技术的应用往往伴随着挑战，比如成本控制、技术成熟度以及实际应用中的稳定性等问题。不过，考虑到目前的技术瓶颈，这种创新无疑是朝着正确方向迈出的重要一步。

　　 图源：LLNL

　　 事实上，该信息最早可追溯至上个月。当时，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）在一份声明中表示，他们领导的研究团队致力于为极紫外（EUV）光刻技术的下一步发展打下基础，而这一目标的关键在于一种名为BAT激光器的驱动系统。

　　 LLNL作为美国著名的国家实验室之一，自1952年成立以来，一直隶属于美国能源部的国家核安全局（NNSA）。多年来，它在尖端激光、光学和等离子体物理学方面的研究，对半导体行业制造先进处理器的基础科学起到了关键性的作用。 这种跨领域的科研成果不仅体现了基础科学研究的重要性，也展示了科技创新对于推动整个工业领域发展的巨大潜力。尤其在当前科技日新月异的时代背景下，LLNL的研究工作更是为未来的科技进步奠定了坚实的基础。

　　 关于这款正在研发的新型BAT激光器，LLNL方面表示，它能够以更低的能源消耗来制造芯片，并且有望推动下一代“超越EUV”的光刻技术的发展。借助这一系统制造的芯片将会更加小巧且性能更强。

　　 BAT激光器的强大性能可能得益于其采用掺铥元素的氟化钇锂作为增益介质。这种材料的应用能够显著提升激光束的功率与强度。在我看来，这一技术突破不仅展示了在激光技术领域的重大进展，也预示着未来在工业制造、医疗手术乃至军事应用方面拥有巨大的潜力。随着科研人员对这一材料特性的进一步探索，相信未来能带来更多令人瞩目的创新成果。

　　 “我们将在LLNL 建立第一台高功率、高重复率、约2微米的激光器，”LLNL等离子体物理学家杰克逊·威廉姆斯表示：“BAT 激光器所实现的功能还将对高能量密度物理和惯性聚变能领域产生重大影响。”

　　 自诞生以来，半导体行业一直竞相将尽可能多的集成电路和其他功能集成到一块芯片中，使每一代微处理器变得更小但更强大。过去几年，EUV 光刻技术占据了领先地位，其由二氧化碳脉冲激光器驱动EUV光源，从而将小至几纳米的微电路蚀刻到先进芯片和处理器上。

　　 然而，目前LLNL的研究显示，BAT激光器的工作波长能够实现更高的等离子体到EUV的转换效率。此外，与采用气体的二氧化碳激光装置相比，BAT系统所使用的二极管泵浦固态技术能提供更佳的整体电能效率和热管理性能。这表明，在半导体制造过程中应用BAT技术有望大幅降低能源消耗。

　　 据Tom'sHardware援引市场调研机构TechInsights的数据显示，预计到2030年，半导体晶圆厂每年将消耗54000吉瓦（GW）的电力，这一数字超过了新加坡或希腊的年耗电量。因此，预计半导体行业将寻求更加节能的技术以支持未来的光刻系统。