知名實驗室開發新技術 EUV有望擺脫「吃電怪獸」臭名

美國知名的勞倫斯利佛摩國家實驗室（LLNL）正在研發一種拍瓦（千兆瓦）級的銩雷射（Thulium laser），據稱效率比目前用於半導體極紫外光（EUV）設備裡的二氧化碳雷射高上十倍，可望在多年後取代二氧化碳雷射。

科技新聞網站Tom's Hardware報導，LLNL領導的專案正在評估使用所謂的「大孔徑銩（Big Aperture Thulium，BAT）」雷射技術，來強化EUV的能源效率。這個進展可望為新一代的「超EUV」光刻系統鋪路，未來生產晶片速度會更快，但耗電量卻能減少。

和現有的二氧化碳雷射技術相比，BAT雷射技術可達到拍瓦級的輸出，因此能提高能源效率；而且雷射波長也較短，因此理論上也能提升極紫外光的轉化率；同時，BAT系統使用的二極體激發式固態雷射技術，也能提供整體更好的用電效率和熱能管理。

不過，由於要把BAT技術導入到半導體製造中，將需大幅改變基建設備，因此還需觀察需要多久時間才能獲得成果；目前的EUV系統花了數十年時間研發。

目前的低數值孔徑極紫外光（Low-NA EUV）和下一代的高數值孔徑極紫外光（High-NA EUV）的特點之一，就是都極度耗電，耗電功率分別高達1,170瓩（KW）和1,400瓩。

有鑑於此，半導體業分析公司TechInsights對半導體廠耗電量發出警訊。該公司預期，全球半導體廠用電量將在2030年達到每年54,000百萬瓩（GW），超越新加坡或希臘一國的耗電量。下一代的High-NA EUV光刻設備進入市場後，耗電量只增不減。因此，尋找更具耗電效率的技術驅動EUV設備，勢必是半導體業的未來趨勢。