Литографическое оборудование, которое используют компании ASML, Canon или Nikon, создает луч света с длиной волны 193 нм при помощи эксимерного лазерного газа на основе фторида аргона. Под действием высокого напряжения атомы газа возбуждаются и на короткое время формируют нестабильную молекулу ArF, которая вскоре возвращается в прежнее состояние, выделяя фотон с указанной выше длиной волны.
Лазер испускает эти фотоны в виде коротких, высокоэнергетических импульсов с выходной мощностью до 100-120 Вт и на частотах от 8 до 9 кГц. Затем луч направляется через оптическую систему, которая формирует, направляет и стабилизирует свет. Он попадает в литографический сканер и светит через фотошаблон, на котором нанесен рисунок чипа.
Опытный образец, разработанный в Китае, генерирует свет с частотой волны 193 нм без эксимерного газа. Вместо него имеется кристаллический усилитель из иттрий-алюминиевого граната, легированного ионами иттербия (Yb: YAG), который создает лазерный луч 1030 нм. Затем этот луч разделяется на два оптических пути, каждый из которых проходит свой процесс создания компонентов, необходимых для генерации луча 193 нм.
В случае первого пути луч 1030 нм превращается в луч 258 нм методом генерации излучения 4-й гармоники. И выдает выходную мощность 1,2 Вт. Во втором случае, другая половина луча используется для накачки оптического параметрического усилителя, что приводит к созданию луча 1553 нм с мощностью 700 мВт. Затем два луча — 258 нм и 1553 нм — объединяются в каскадных кристаллах трибората лития (LBO) для генерации когерентного света с длиной волны 193 нм и средней мощностью 70 мВт, работающего на частоте 6 кГц.
Разработчики утверждают, что тестовая система имеет ширину линии менее 880 МГц, что сопоставимо по спектральной чистоте с показателями современных коммерческих литографических установок.
Пока выходная мощность опытной системы на несколько порядков ниже, чем у производственных систем ASML на основе эксимерного газа ArF, подчеркивает Tom’s Hardware. Однако если ее удастся увеличить, технологию можно будет использовать в производстве передовой микроэлектроники.
В прошлом году Китай вышел на первое место по инвестициям в оборудование для производства микросхем в текущем году. Китайские производители полупроводников вложили рекордные $25 млрд в эту отрасль только за первое полугодие 2024 года.
