1月7日訊 盡管目前最先進的光刻機已經可以用于生產2nm芯片，但科學家仍在持續探索以進一步提升光刻機的綜合性能，用于產生光源的激光器或成下一個突破口。

近日，據Tom's Hardware報道，美國實驗室正在開發一種拍瓦（一種功率單位，表示10^15瓦特）級的大孔徑銩（BAT）激光器。據悉，這款激光器擁有將極紫外光刻（EUV）光源效率提高約10倍的能力，或有望取代當前EUV工具中使用的二氧化碳激光器。

圖源：LLNL

事實上，這則消息最早可以追溯至上個月。當時美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）在新聞稿中宣稱，由該機構牽頭的研究組織旨在為極紫外 (EUV) 光刻技術的下一次發展奠定基礎，而其中關鍵即是被稱作BAT激光器的驅動系統。

公開資料顯示，LLNL是美國著名國家實驗室之一，其最初成立于1952年，目前隸屬于美國能源部的國家核安全局（NNSA）。數十年來，其尖端激光、光學和等離子體物理學研究在半導體行業用于制造先進處理器的基礎科學中發揮了關鍵作用。

對于這款尚在開發的新型BAT激光器，LLNL方面表示，其能以更低的能耗制造芯片，并且可能會催生出下一代“超越EUV”的光刻系統，借此系統生產的芯片將會“更小、更強大”。

BAT激光器強大的關鍵或許在于其使用摻銩元素的氟化釔鋰作為增益介質。據悉，通過該介質可以增加激光束的功率和強度。

“我們將在LLNL 建立第一臺高功率、高重復率、約2微米的激光器，”LLNL等離子體物理學家杰克遜·威廉姆斯表示：“BAT 激光器所實現的功能還將對高能量密度物理和慣性聚變能領域產生重大影響。”

自誕生以來，半導體行業一直競相將盡可能多的集成電路和其他功能集成到一塊芯片中，使每一代微處理器變得更小但更強大。過去幾年，EUV 光刻技術占據了領先地位，其由二氧化碳脈沖激光器驅動EUV光源，從而將小至幾納米的微電路蝕刻到先進芯片和處理器上。

但目前LLNL的研究表明，BAT激光器的工作波長可以實現更高的等離子體到EUV轉換效率。此外，與基于氣體的二氧化碳激光裝置相比，BAT系統中使用的二極管泵浦固態技術可以提供更好的整體電氣效率和熱管理。這意味著在半導體生產中實施BAT技術將有望減少大量能耗。

據Tom's Hardware援引市場調研機構 TechInsights的數據顯示，預計到2030年，半導體晶圓廠每年將消耗54000吉瓦（GW）的電力，超過新加坡或希臘的年消耗量。因此，預期半導體行業將尋找更節能的技術來為未來的光刻系統提供動力。

（科創板日報 張真）