Создали твердотельный лазер, который генерирует свет в глубоком ультрафиолетовом диапазоне

Если удастся масштабировать эту технологию, она может быть использована для разработки литографического оборудования для производства микросхем с применением передовых технологических процессов. Однако перспективы масштабирования данного типа лазеров остаются неопределенными.

Перед тем как рассмотреть метод, разработанный китайскими учеными, полезно коротко описать стандартный подход, который используется в отрасли для создания света с длиной волны 193 нм, применяемый в литографических системах от ASML, Canon и Nikon. Также стоит помнить, что система CAS на данный момент находится на стадии тестирования.

Современные DUV-литографические машины от ASML, Canon и Nikon используют эксимерные лазеры на фториде аргона (ArF) для генерации света с длиной волны 193 нм. В лазерной камере содержится газовая смесь аргона и фтора, а также буферный газ, например, неон. Когда на эту смесь подаются высоковольтные импульсы, атомы аргона и фтора возбуждаются и образуют нестабильную молекулу ArF, которая быстро распадается, испуская фотон с длиной волны 193 нм. Эти фотоны излучаются в виде коротких импульсов с высокой энергией, с мощностью до 100–120 Вт и частотой 8–9 кГц для современных погружных литографических систем. Затем этот свет проходит через оптическую систему, стабилизируя и направляя его в литографический сканер, где луч проходит через фотошаблон с рисунком микросхемы.

В отличие от эксимерных лазеров, система CAS использует полностью твердотельный подход для генерации света с длиной волны 193 нм, исключая газовые лазеры. В качестве исходного элемента используется самодельный кристаллический усилитель Yb:YAG, который генерирует лазерный луч с длиной волны 1030 нм. Этот луч разделяется на два оптических пути, каждый из которых проходит через отдельный процесс для создания необходимого света.

В первом процессе, луч с длиной волны 1030 нм преобразуется в луч с длиной волны 258 нм с помощью генерации четвёртой гармоники (FHG). Этот процесс обеспечивает выходную мощность 1,2 Вт. Во втором процессе оставшаяся часть луча используется для накачки оптического параметрического усилителя, что приводит к генерации луча с длиной волны 1553 нм и мощностью 700 мВт.

Затем оба луча — 258 нм и 1553 нм — объединяются в кристаллах трибората лития (LBO), где происходит генерация когерентного света с длиной волны 193 нм и средней мощностью 70 мВт при частоте 6 кГц. По данным CAS, тестовая система имеет ширину линии менее 880 МГц, что соответствует спектральной чистоте, аналогичной коммерческим эксимерным системам.

Несмотря на то, что мощность тестовой системы значительно ниже, чем у лазеров на основе эксимерного газа (100–120 Вт), система CAS представляет собой перспективную технологию для создания источников света в литографии с точностью и узкой спектральной линией.

С уважением, ООО "Компания "База Электроники"

Вернуться на главную