Huawei löst Schockwellen in der Branche aus, Laserfertigung soll Chip-Entwicklung unterstützen

Am 29. August warf Huawei eine schwere Bombe – das Huawei MATE 60 pro, weniger als eine Stunde nach dem Verkauf war es ausverkauft. Der Grund, warum dieses neue Modell zum Verkauf stand, löste in der Branche Schockwellen aus, vor allem weil Chinas High-Processing-Chip durch den West-Hals die Leistung von Huawei direkt „schockieren“ ließ, und diese Aktion könnte bedeuten, dass Huawei das Problem gelöst hat. Apropos Hochprozesschips, wie der Protagonist der EUV-Lithographie aussehen musste. Die niederländische EUV-Lithographie von Asmay ist derzeit die fortschrittlichste und kann 5-nm-High-End-Chips herstellen, während Chinas völlig unabhängige Lithographie nur den 90-nm-Prozess seufzt. Der Unterschied kann mehr als einen halben Stern betragen. Eines der Kerngeräte der EUV-Lithographie ist der Laser, und das deutsche Unternehmen Trafigura ist der einzige Lieferant dieser Schlüsselkomponente für Asmac. Warum ist der Laser so wichtig? Denn die EUV-Lithographie nutzt als Lichtquelle extrem ultraviolettes Licht mit einer Wellenlänge von 10-14nm. Hier müssen wir verstehen, welche Rolle der Laser in der gesamten EUV-Lithographiemaschine spielt.
In der Anfangsphase der Rolle der EUV-Lithographie erzeugt der erste Generator Zinntropfen in die Vakuumkammer. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt der schnell gepulste Hochleistungslaser eine durchschnittliche Pulsleistung des Laserstrahls von mehr als 30 kW, die Spitze Die Impulsleistung kann sogar mehrere Megawatt erreichen, so dass sie bis zu 50,{3} Mal pro Sekunde von der Tropfenseite des Zinntropfens auftrifft. Die Zinnatome werden ionisiert, wodurch ein hochintensives Plasma entsteht, das EUV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 13,5 nm in alle Richtungen aussendet. Dies ist das eigentliche Wesen der EUV-Lithographie, ihre „Quelle“. Der Prozess, bei dem die Startlichtquelle auf die Zinnflüssigkeit trifft, ist eigentlich in zwei Schritte unterteilt, die zwei Schlüsselimpulse umfassen, die wir Vorimpuls und Hauptimpuls nennen. Der sogenannte Vorimpuls wirkt, wie der Name schon sagt, zunächst auf das flüssige Zinn ein, hauptsächlich um es in die gewünschte Form für den nächsten Schritt zu bringen. Und dann wirkt der Hauptimpuls direkt auf ihn, der ihn in Plasma umwandelt. Dies stellt höchste Anforderungen an den vom Laser abgegebenen Strahl, der die richtigen optischen Eigenschaften aufweisen muss, um sicherzustellen, dass die Zinnflüssigkeit richtig behandelt werden kann, um das Plasma und damit die EUV-Strahlung zu erzeugen. Werden Laser mit höherer Leistung also mehr Verbesserungen bei der Erzeugung von EUV-Strahlung bieten, oder können Laser mit höherer Leistung andere Technologien weglassen und die gesamten technischen Anforderungen der zukünftigen Lithographie prägnanter gestalten? Tatsächlich wurden frühe chinesische Wissenschaftler mit der Studie in Verbindung gebracht.
Im Jahr 2021 stellten die Forschungsgruppe des Professors für Technische Physik der Tsinghua-Universität Tang Chuanxiang und das deutsche Forschungsteam eine neue Teilchengaspedal-Lichtquelle namens „Steady-State Micro-Beam“ (SSMB) fertig, um das Prinzip des Experiments zu überprüfen. Es wird berichtet, dass die Laserwellenlänge von 1064 Nanometern hauptsächlich dazu verwendet wird, den Elektronenstrahl im Berliner MLS-Speicherring so zu manipulieren, dass er einen vollständigen Kreis um den Ring bildet (Umfang 48 Meter), um so ein feines Mikropolymer zu bilden Strahl. Die Mikrocluster-Strahlen strahlen kohärentes Licht mit hoher Intensität und schmaler Bandbreite bei der Laserwellenlänge und ihren höheren Harmonischen aus. Die Experimente bestätigten die Bildung der Mikrocluster-Strahlen durch Untersuchung der Strahlung und zeigten so, dass die optischen Phasen der Elektronen kreisförmig korreliert werden können. Dies ermöglicht ein stabiles Einfangen der Elektronen in den vom Laser gebildeten optischen Potenzialtöpfen und bestätigt so den Funktionsmechanismus des SSMB. Dies impliziert auch, dass künftige SSMB-basierte EUV-Lichtquellen voraussichtlich eine höhere Durchschnittsleistung und möglicherweise kürzere Wellenlängen erreichen werden, was einen großen Einfluss auf die Modernisierung und Anwendungserweiterung der EUV-Lithographie in der Zukunft haben wird.
Die Entwicklung der EUV-Lithographie muss erforscht und akkumuliert werden, und es sollte nur eine Frage der Zeit sein, bis neue Technologien den Chipprozess der EUV-Lithographie verbessern, seinen Energieverbrauch senken und seine Grenzen überwinden können. Vielleicht liegt die Zukunft nicht in einer Wiederholung der EUV-Lithographie, sondern in der Geburt neuer Technologien, die sie ersetzen. Die Leistungsfähigkeit von Lasern ist endlos und ich glaube, dass es noch viele weitere Möglichkeiten gibt, die darauf warten, entdeckt zu werden.