Mae Labordy Cenedlaethol Lawrence Livermore (LLNL) yn datblygu technoleg laser petawat yn seiliedig ar thulium y disgwylir iddo ddisodli'r laserau carbon deuocsid a ddefnyddir mewn offer lithograffeg uwchfioled eithafol cyfredol (EUV) a chynyddu effeithlonrwydd y ffynhonnell golau tua deg gwaith. Efallai y bydd y datblygiad arloesol hwn yn paratoi'r ffordd ar gyfer cenhedlaeth newydd o systemau lithograffeg "y tu hwnt i EUV" i gynhyrchu sglodion ar gyflymder cyflymach a chyda defnydd is ynni yn is.
Ar hyn o bryd, mae defnydd ynni systemau lithograffeg EUV wedi denu llawer o sylw. Gan gymryd Agorfa Rhifiadol Isel (Low-NA) ac Agorfa Rhifiadol Uchel (High-NA) Systemau Lithograffeg EUV ag enghreifftiau, mae eu defnydd pŵer mor uchel â 1,170 cilowat a 1,400 cilowat yn y drefn honno. Mae'r defnydd o ynni uchel hwn yn bennaf oherwydd egwyddor weithredol systemau EUV: mae corbys laser ynni uchel tonfedd o 13.5 nanometr. Mae'r broses hon nid yn unig yn gofyn am seilwaith laser enfawr ac system oeri, ond mae hefyd angen ei chyflawni mewn amgylchedd gwactod er mwyn osgoi amsugno golau EUV gan yr awyr. Yn ogystal, dim ond rhan o'r golau EUV y gall y drychau datblygedig mewn offer EUV eu hadlewyrchu, felly mae angen laserau mwy pwerus i gynyddu capasiti cynhyrchu.
Nododd y cartref bod y dechnoleg "Agorfa Mawr Thulium Laser" (BAT) dan arweiniad LLNL wedi'i chynllunio i ddatrys y problemau uchod. Yn wahanol i laserau carbon deuocsid gyda thonfedd o tua 10 micron, mae'r laser ystlumod yn gweithredu ar donfedd o 2 ficron, a all wella effeithlonrwydd trosi plasma i olau EUV pan fydd defnynnau tun yn rhyngweithio â laserau. Yn ogystal, mae'r system ystlumod yn defnyddio technoleg cyflwr solid wedi'i bwmpio â deuod, sydd ag effeithlonrwydd trydanol cyffredinol uwch a galluoedd rheoli thermol gwell na laserau carbon deuocsid nwy.
I ddechrau, roedd tîm ymchwil LLNL yn bwriadu cyfuno'r laser ystlum cyfradd cryno ac ailadrodd uchel hwn â system ffynhonnell golau EUV i brofi ei effaith ryngweithio â defnynnau tun ar donfedd o 2 ficron. "Dros y pum mlynedd diwethaf, rydym wedi cwblhau efelychiadau plasma damcaniaethol ac arbrofion prawf-gysyniad i osod sylfaen ar gyfer y prosiect hwn. Mae ein gwaith eisoes wedi cael effaith bwysig ym maes lithograffeg EUV, ac rydym bellach yn gyffrous am y Y camau nesaf, "meddai Brendan Reagan, ffisegydd laser yn LLNL.
Fodd bynnag, mae cymhwyso technoleg BAT mewn cynhyrchu lled -ddargludyddion yn dal i ofyn am oresgyn her trawsnewid seilwaith mawr. Mae systemau EUV cyfredol wedi cymryd degawdau i aeddfedu, felly gall cymhwyso technoleg ystlumod wirioneddol gymryd amser hir.
Yn ôl y cwmni dadansoddwyr diwydiant Techinsights, erbyn 2030, bydd y defnydd pŵer blynyddol o weithfeydd gweithgynhyrchu lled -ddargludyddion yn cyrraedd 54, 000 gigawat (GW), sy'n fwy na defnydd pŵer blynyddol Singapore neu Wlad Groeg. Os bydd y genhedlaeth nesaf o dechnoleg lithograffeg EUV agorfa ultra-rifiadol (Hyper-NA) yn mynd i mewn i'r farchnad, gellir gwaethygu'r broblem defnydd ynni ymhellach. Felly, bydd galw'r diwydiant am dechnoleg peiriant EUV mwy effeithlon ac ynni-effeithlon yn parhau i dyfu, ac yn ddi-os, mae technoleg laser BAT LLNL yn darparu posibiliadau newydd ar gyfer y nod hwn.
