로렌스 리버모어 국립 연구소(LLNL)는 빅 아퍼처 튤리움(BAT) 레이저로 알려진 페타와트급 튤리움 레이저를 개발하고 있으며, 이는 현재 극자외선(EUV) 리소그래피에 사용되는 CO2 레이저보다 10배 더 효율적일 것으로 기대됩니다. 이 발전은 반도체 칩을 더 빠르고 전력 소비를 크게 줄이면서 생산할 수 있는 새로운 세대의 리소그래피 시스템으로 이어질 수 있습니다.
현재 EUV 리소그래피 도구는 상당한 전력을 소모하며, 저 NA 및 고 NA 시스템은 각각 1,170킬로와트와 1,400킬로와트를 소모합니다. 이러한 높은 에너지 요구량은 극한 온도에서 주석 방울을 증발시키기 위해 고에너지 레이저 펄스를 생성해야 하는 필요성과 공기 중의 빛 흡수를 방지하기 위한 진공 조건에서 비롯됩니다. 산업 분석가들은 반도체 제조 시설이 2030년까지 연간 54,000기가와트의 전력을 소비할 수 있다고 예측하며, 더 효율적인 기술의 긴급한 필요성을 강조하고 있습니다.
BAT 레이저는 약 2마이크론의 파장에서 작동하며, 이는 CO2 레이저의 10마이크론에 비해 플라즈마-대-EUV 변환 효율을 향상시킬 수 있습니다. BAT 시스템에서 사용되는 다이오드 펌프 고체 상태 기술은 전기 효율성과 열 관리를 개선할 것으로 기대됩니다. 초기 테스트는 BAT 레이저의 줄(Joule) 수준 펄스가 주석 방울과 상호작용하여 EUV 빛을 생성하는 방식에 초점을 맞출 것입니다. LLNL은 지난 5년 동안 이 혁신적인 프로젝트의 기초를 다지기 위해 이론적 시뮬레이션과 개념 증명 시연을 수행해왔습니다.
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