Китайские ученые разработали компоненты для EUV-литографов

Ученые из Шанхайского института оптики и точной механики под руководством Линя Наня, который ранее возглавлявшего отдел технологии источников света в ASML, создали твердотельные лазеры для источников света EUV-литографа. Это значительно приблизит Китай к созданию собственного оборудования для производства передовых техпроцессов. Сообщается, что новые твердотельные лазеры превосходят газовые лазеры компании ASMC — ведущего производителя EUV-литографов. 

EUV-литографы, которые поставляет нидерландская компания ASML, используют газовые лазеры с углекислым газом для создания источника света литографа. Такие лазеры имеют большой показатель мощности, однако, они очень крупногабаритны, а их использование не экономично. Твердотельные лазеры являются полной противоположностью газовых — они менее мощные, но занимают гораздо меньше пространства и более энергоэффективны, однако, пока что они не оптимизированы для установки в EUV-литографы, хоть перспективы их использования колоссальны

Коэффициент эффективности газовых лазеров, при которой энергия превращается в свет, составляет всего 5%, то есть 95% энергии просто рассеивается. В свою очередь, твердотельные лазеры теоретически могут в разы превзойти эффективность газовых лазеров. Касательно габаритов, твердотельные лазеры представляют из себя компактный светодиод, что не идет в какие-либо сравнения с огромными газовыми лазерами. Однако, в данный момент спектр применения твердотельных лазеров не выходит за рамки металлургической промышленности и производства сварочных аппаратов. Это обуславливается их низкой мощностью — от 1 до 10 Вт, тогда как газовые лазеры обеспечивают до 250 Вт мощности. Но если в качестве источников света для литографов твердотельные лазеры пока непригодны, то в сфере производства кристаллов их можно использовать уже сейчас для проверки EUV-масок на наличие дефектов или для оценки воздействия EUV-излучения на материалы.

Китайские ученые смогли разработать твердотельные лазеры с коэффициентом эффективности в 3,42% для волн длиной 1 мкм, что превосходит результаты нидерландских ученых в области нанолитографии — в 2019 году им удалось добиться показателя в 3,2 %. В свою очередь, в 2007 году ученые из Университета Центральной Флориды  создали лазерную установку на базе твердотельных компонентов с эффективностью в 4,9%, что делает их лидерами в этом направлении. При этом, даже показатели американской разработки не доходят до уровня источников света для EUV-фотолитографии на основе газовых лазеров — их эффективность доходит до 5,5%. 

Несмотря на то, что твердотельные лазеры китайских ученых открывают массу возможностей для КНР и при дальнейшей работе в этой области уже в скором времени страна может впервые создать собственные EUV-фотолитографы, тем самым нивелировав запрет на поставку современного оборудования для производства кристаллов. Впоследствии с помощью EUV-фотолитографов такие компании, как Huawei, Loongson и другие крупнейшие чипмейкеры из КНР смогут получить чипы на наиболее передовых техпроцессах, значительно увеличивающих производительность процессоров.