从左至右：德鲁·威拉德、布兰登·里根和伊萨·塔默正在大口径铥（BAT）激光系统上使命。（像片：杰森·劳雷亚/LLNL）

数十年来，好意思国劳伦斯利弗莫尔国度履行室（LLNL）在激光、光学和等离子体物理学范畴的顶端商榷，在半导体行业用于制造先进微处理器的基础科学中发扬了枢纽作用。这些考虑机芯片鼓吹了面前东说念主工智能、高性能超等考虑机和智高手机范畴的惊东说念主改进。

如今，由LLNL指挥的一个新的商榷诱惑伙伴关连旨在为下一代极紫外（EUV）光刻本事奠定基础，该本事围绕履行室征战的开动系统——大口径铥（BAT）激光系统伸开。这一结巴可能为新一代“卓绝 EUV”的光刻系统铺平说念路，从而以更快的速率和更低的能耗制造芯片。

该团队将参与极紫外光刻与材料改进中心（ELMIC），这是好意思国动力部（DOE）科学办公室继承的微电子科学商榷中心（MSRC）之一。动力部文牍为这三个MSRC提供1.79亿好意思元的资金，这些中心是凭证2022年两党通过的《芯片和科学法案》授权建造的。

ELMIC旨在鼓吹将新材料和新工艺集成到畴昔微电子系统中的基础科学越过。LLNL指挥的该技俩是ELMIC中心内一项为期四年、耗资1200万好意思元的商榷，挑升旨在扩张围绕EUV产生和基于等离子体的粒子源的基础科学。ELMIC的其他技俩将侧重于枢纽商榷范畴，如基于等离子体的纳米制造、二维材料系统和极大限制存储。

LLNL指挥的技俩将测试BAT激光系统在提升EUV光源效劳方面的智力，与刻下的行业尺度——二氧化碳（CO2）激光器比较，效劳可提升约10倍。这可能会引颈下一代“卓绝EUV”的光刻系统，坐褥出更小、更雄伟、制造速率更快且耗电量更少的芯片。

在全球经济的波动中，货币政策如同一场无声的战争，决定着每一笔资本的流向和每一项资产的价值。中国的货币宽松，仿佛打开了放水的大门；与此同时，美国连续降息的步伐，也让市场充满了预期。

“在已往的五年里，咱们也曾完成了表面等离子体模拟和成见考据激光演示，为这个技俩奠定了基础，”LLNL激光物理学家布兰登·里根说。“咱们的使命也曾在EUV光刻界产生了特地大的影响，是以咱们现在很昂然迈出这一步。”

里根和LLNL等离子体物理学家杰克逊·威廉姆斯是该项探究聚首首席商榷员。该技俩包括来自SLAC国度加快器履行室、ASML圣地亚哥分公司以及荷兰的先进纳米光刻商榷中心（ARCNL）的科学家。

EUV光刻触及高功率激光器以每秒数万滴的速率映照锡滴。激光将每滴约30微米（百万分之一米）的锡滴加热到50万摄氏度，产生等离子体，从而生成波长为13.5纳米的紫外光。

出奇的多层镜子指引光芒穿过称为掩模的板，这些板上刻有半导体晶片的集成电路复杂图案。光芒将图案投射到光刻胶层上，该层被蚀刻掉，从而在芯片上留住集成电路。

LLNL指挥的技俩将商榷一个主要假定，即不错通过为新式拍瓦（petawatt）BAT激光系统征战的本事来提升用于半导体坐褥的现存EUV光刻光源的能量效劳。BAT激光系统使用掺铥钇锂氟化物动作增益介质，通过该介质加多激光束的功率和强度。

掺铥钇锂氟化物的私有中心波长约为2微米，不同于通盘其他在1微米或以下或10微米操作的强激光。该技俩将是对2微米处焦耳级激光-靶耦合的初度探索。

这项使命建立在LLNL履行室定向商榷和征战探究的里面投资，以及动力部科学办公室高能物理加快器处置探究和外部国防高档商榷探究局的维持所赢得的效果之上。

商榷东说念主员探究展示将紧凑型高叠加率BAT激光系统与使用整形纳秒脉冲产生EUV光源的本事，迪士尼彩乐园以及使用超短亚皮秒脉冲产生高能X射线和粒子的本事相结合。

“这个技俩将在LLNL建立第一个高功率、高叠加率、约2微米的激光器，”威廉姆斯说。“BAT激光器所具备的智力也将对高能量密度物理和惯性聚变动力范畴产生要紧影响。”

好多履行将在LLNL的“木星激光纪律”（Jupiter Laser Facility (JLF) ）进行。JLF是一个中型用户纪律，刚刚完成了为期四年的翻修，况且是LaserNetUS的成员，后者是动力部科学办公室聚变动力科学在北好意思的高功率激光纪律集聚。

该图清晰了高叠加率激光脉冲参加LLNL JLF激光纪律的泰坦靶区（中心），在那处，大口径铥激光束击中两种靶竖立：短脉冲映照液流片以产生高能粒子（左），长脉冲映照液滴以产生极紫外光并进行其他履行（右）。

自设立以来，半导体行业就一直在不停竞赛，通过尽可能多地将集成电路和其他特质集成到一个芯片上，使每一代微处理器变得更小但更雄伟。在已往几年里，EUV光刻本事一直占据前沿地位，因为它使用EUV光在先进芯片和处理器上蚀刻出仅有几纳米大小的微不雅电路。

里根指出，履行室恒久以来一直在始创EUV光刻本事的发展，包括早期的光谱商榷，这些商榷为基于等离子体的EUV光源奠定了基础。

1997年，一项触及LLNL、桑迪亚国度履行室和劳伦斯伯克利国度履行室的诱惑商榷技俩导致了工程测试台的征战，这是第一个原型EUV曝光器具。

此外，履行室还征战了高效的多层光学元件，这些元件在传输和运送用于光刻的EUV光方面发扬了枢纽作用。此前，LLNL曾与ASML诱惑，愚弄履行室平凡的等离子体模拟智力来优化光源效劳。

多年来，LLNL的多学科商榷为多层涂层科学和本事、光学计量学、光源、激光器、高性能考虑，以及值得在意的是，2022年12月在国度焚烧纪律（NIF）终了的历史性聚变焚烧成就，作念出了紧迫孝敬。

ASML是最大买卖芯片坐褥商所使用的EUV光刻机的制造商，该公司使用CO2脉冲激光器来开动EUV光源。但LLNL已往十年的商榷标明，较新的二极管开动的固态激光本事为终了EUV光刻系统更高的功率和全体效劳提供了一条有但愿的路线。

除了里根和威廉姆斯外，LLNL多学科团队的枢纽成员还包括费利西·阿尔伯特、莱莉·基亚尼、艾米丽·林克、托马斯·斯平卡、伊萨·塔默和斯科特·威尔克斯。

该技俩还包括SLAC高能量密度分部主任、前LLNL等离子体物理组组长西格弗里德·格伦泽迪士尼彩乐园安全吗，ASML首席EUV光源商榷本事巨匠迈克尔·珀维斯，以及ARCNL光源部门认真东说念主奥斯卡·韦尔索拉托。

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