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    利用通快激光放大器生產芯片

    借助 CO2 高功率激光系統和錫產生 EUV 輻射

    無論是移動終端設備、自動駕駛還是人工智能——伴隨著數字世界的微型化和自動化,對計算機性能的要求逐漸提高。結果:越來越多的晶體管需要嵌入芯片組內部的半導體中。這并不算新鮮事,因為英特爾的創始人之一已經明白:集成電路的晶體管數量每隔 18 個月左右增加一倍。這條著名的“摩爾定律”在今天仍有效。因此已能實現 1 平方毫米裝下 1 億晶體管的集成密度。半導體結構的尺寸越來越接近原子級。制造芯片時通快高功率激光放大器發揮關鍵作用:因為借助它可生成發光等離子體,從而提供極紫外光 (EUV) 曝光晶圓。通快與全球最大的光刻系統制造商 ASML 以及鏡頭制造商蔡司緊密協作,研制出獨一無二的 CO2 激光系統,它每秒可加工 100 多個晶圓。

    納米

    ... 是所生成極紫外 (EUV) 光的波長,實現尺寸低于 10 納米的結構制造。

    每秒錫滴

    ... 是指通快激光放大器擊中次數,以生成曝光晶圓的 EUV 光。

    每平方毫米的晶體管

    ... 甚至更多晶體管可借助 EUV 光刻裝入一塊微芯片中——簡直不敢相信。

    從錫滴到晶圓加工:EUV 光刻工藝

    現代計算機芯片通常以納米級構建,只能借助激光器經由復雜的曝光工藝進行生產。在這方面,采用準分子激光器 UV 激光束的傳統方法越發受限。低于 10 納米范圍的更小結構尺寸無法通過當前使用的工藝制造。這種精細結構需要更短波長的曝光——也就是極紫外光 (EUV) 范圍的光束。

    Prozess der EUV Lithografie mit Lasern von TRUMPF

    EUV 光刻的巨大挑戰在于產生 13.5 納米的最佳波長輻射。解決方案:通過激光照射產生的、發光的等離子體,其可以提供這種波長極短的輻射。但首先如何產生等離子體?發生器使錫液滴落入真空室 (3),接著來自通快的脈沖式高功率激光器 (1) 擊中從旁飛過的錫液滴 (2) ——每秒 50,000 次。錫原子被 電離,產生高強度的等離子體。收集鏡捕獲等離子體向所有方向發出的 EUV 輻射,將其集中起來并最終傳遞至光刻系統 (4) 以曝光晶片 (5)。

    TRUMPF Laser-Amplifier zur EUV-Litographie

    通快研制的 CO2 脈沖式激光系統(通快激光放大器)提供用于等離子體輻射的激光脈沖。這款高功率激光系統基于 CO2 連續波激光器的技術,功率范圍超過 10 千瓦。在五個放大級別中,它可將平均功率為數瓦的 CO2 激光脈沖放大 10,000 多倍,輸出超過數十千瓦的平均脈沖功率。其中脈沖峰值功率達到數百萬瓦。通過激光束生成、放大以及光束傳導和錫滴,通快組件推動光刻流程。極為迅速的批量投產周期以及滿足特殊客戶要求不僅帶來技術難關,促進推出越發獨特和全新的解決方案,還讓研發人員、服務工程師和生產員工鼓起干勁。

    Gesamtsystem zur EUV-Lithografie ASML

    通快與著名合作伙伴緊密協作,研制出全球獨一無二的 CO2 激光系統:全球最大的光刻系統制造商 ASML 作為集成商,提供掃描儀和生成微滴的組件,EUV 鏡頭則來自蔡司。通過該設備可每秒加工 100 多個晶圓——足以實現批量生產。EUV 光刻不僅在技術方面出色,在經濟方面也能為全球芯片制造商帶來輝煌成功。

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