EUV 光源：粒子加速器是未来吗？
作为 英特尔、三星、台积电、 以及日本即将建成的先进晶圆代工厂 快速地尽管各家公司都各自准备将越来越多的晶体管塞进每平方毫米的硅片中，但它们都有一个共同点，那就是它们所依赖的极紫外 (EUV) 光刻技术极其复杂、极其昂贵，而且操作成本极高。主要原因是，该系统的 13.5 纳米光的来源是使用地球上最强大的商用激光器喷射飞散的熔融锡滴的精确且昂贵的过程。 “FEL 光束的极高功率、窄光谱宽度和其他特性使其适合用于未来的光刻技术。” KEK 先进光源研究员 Norio Nakamura，在参观该设施时告诉我。 直线加速器与激光等离子体 当今的 EUV 系统均由一家制造商生产， 阿斯麦， 总部位于荷兰费尔德霍芬。当 ASML 于 2016 年推出第一代这种价值 1 亿美元以上的精密机器时，业界对它们的需求非常迫切。芯片制造商一直在尝试各种变通方法，以应对当时最先进的系统，即使用 193 纳米光的光刻技术。转向更短的 13.5 纳米波长是一场革命，它将减少芯片制造所需的步骤数量，并使摩尔定律在下一个十年继续有效。 这 持续延误的主要原因 光源太暗了。最终能够提供足够明亮的 EUV 光源的技术被称为 激光等离子体，又称 EUV-LPP。它采用二氧化碳激光器每秒数千次将熔融的锡滴喷射成等离子体。等离子体发射出光子能量光谱，然后专用光学器件从光谱中捕获必要的 13.5 纳米波长，并将其引导通过一系列镜子。随后，EUV 光从图案化掩模上反射，然后投射到硅晶片上。 KEK 的实验性紧凑型能量回收直线加速器利用返回途中电子的大部分能量来加速新一组电子。韩国核能公司 所有这些加起来就是一个高度复杂的过程。尽管它从耗电量高达千瓦的激光器开始，但反射到晶圆上的 EUV 光量只有几瓦。光线越暗，在硅片上可靠地曝光图案所需的时间就越长。如果没有足够的光子携带图案，EUV 的速度会不经济。而过分追求速度可能会导致代价高昂的错误。 机器刚推出时，功率水平足以每小时处理约 100 片晶圆。从那时起，ASML 已成功将当前系列机器的产量稳步提高到每小时约 200 片晶圆。 ASML 目前的光源额定功率为 500 […]