China cria fonte de luz soberana de estado sólido para litografias EUV — melhor que a ASML

As litografias EUV da ASML usam lasers de gás CO₂ como base para a fonte de luz. Eles são bastante poderosos, mas ao mesmo tempo volumosos e ineficientes quando comparados aos lasers de estado sólido. Os lasers de estado sólido, por sua vez, não se distinguem pela alta potência e não são adequados para instalação em litografias, embora tenham enormes perspectivas nessa área. A China também desenvolveu seus próprios desenvolvimentos nessa área, e eles não são piores que os de outros países.

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Recentemente, uma equipe do Instituto de Óptica e Mecânica Fina de Xangai, da Academia Chinesa de Ciências, liderada por Lin Nan, ex-chefe do departamento de tecnologia de fonte de luz da ASML na Holanda, publicou um artigo no periódico científico chinês Lasers sobre o desenvolvimento de um laser de estado sólido para a fonte de luz litográfica EUV na China. Isso deixa a China mais perto de criar suas próprias litografias EUV para produzir os semicondutores mais avançados, já que os Estados Unidos proíbem a venda desses equipamentos para empresas chinesas.

A eficiência de conversão dos lasers de gás CO₂ é de cerca de 5% (apenas 5% da energia elétrica gasta em sua produção é convertida em luz). Os lasers de estado sólido prometem superar esse número e, se falamos de dimensões, a comparação não é nada favorável aos lasers a gás: trabalhar com gás é uma coisa, e um “LED” compacto é outra. Atualmente, os lasers semicondutores de estado sólido são amplamente utilizados para soldagem e outras operações de metalurgia.

Até o momento, a potência dos lasers de estado sólido comuns é relativamente baixa para fins de produção litográfica – cerca de 1 W, menos frequentemente até 10 W. O laser a gás é capaz de produzir potência de até 250 W. No entanto, os lasers de estado sólido já podem ser usados ​​hoje em litografia EUV – por exemplo, para verificar se há defeitos em máscaras EUV ou para avaliar o impacto da radiação EUV em materiais.

Em seus experimentos, a equipe chinesa alcançou uma eficiência de conversão de 3,42% para um laser de estado sólido de comprimento de onda de 1 μm. Esse número é maior do que o obtido pela equipe do Centro Holandês de Pesquisa Avançada em Nanolitografia, que atingiu 3,2% em 2019, e do que o obtido pelos pesquisadores do Instituto Federal Suíço de Tecnologia de Zurique (ETH Zurich), que atingiram 1,8% em 2021.

Apenas pesquisadores americanos e japoneses permaneceram à frente: um grupo da Universidade da Flórida Central demonstrou em 2007 uma instalação de laser com eficiência de 4,9%, e cientistas da Universidade Japonesa de Utsunomiya com um resultado de 4,7%.

Para efeito de comparação, a eficiência de conversão de fontes de luz de fotolitografia EUV baseadas em laser de CO₂ disponíveis comercialmente é de cerca de 5,5%.