Intel、Samsung Foundry、TSMCは、13nmの解像度で半導体を「印刷」できるASMLのEUVリソグラフィー装置を用いて、最新の製造ノードでチップを製造しています。しかし、レーザー生成プラズマ（LPP）EUV光源（小さな錫の液滴にCO2レーザーを照射したもの）を使用するだけが、13.5nmのEUV光を生成してチップを「印刷」する唯一の方法ではありません。Spectrum.IEEE.orgによると、日本の研究者たちは、最先端の微細加工サイズを持つチップを製造するために、粒子加速器からの自由電子レーザー（FEL）の利用を研究しています。
筑波大学高エネルギー加速器研究機構（KEK）は、エネルギー回収型線形加速器（ERL）で生成される自由電子レーザー（FEL）を半導体製造に利用する研究を進めています。KEKによると、エネルギー回収型線形加速器は数十キロワットのEUV光を費用対効果の高い方法で生成し、複数のリソグラフィー装置に同時に電力を供給できるとのことです。一方、ASMLはTwinscan NXE:5800E向けに500WのEUV光源を開発しており、将来的にはEUV光源の出力を1000Wまで向上させることを検討しています。
2021年、世界的なインフレが始まる前の段階で、KEKチームは新しいERLシステムの建設費を2億6,000万ドルと見積もっていました。これはTwinscan NXE:3800Eの価格より5,000万ドルから6,000万ドル高いことになります。ただし、後者は完全に統合された装置であるのに対し、前者は基本的に光源のみです。このシステムは10kWのEUV出力を供給し、複数のリソグラフィー装置（KEKは台数を明らかにしていません）に電力を供給し、年間運用コストは約2,567万5,000ドルと予測されていました。
「私たちの設備における露光ツール1台あたりの推定コストは、今日のレーザー生成プラズマ源の推定コストと比較すると比較的低いままです」と中村氏はSpectrum.IEEE.orgに語った。
FELとERLには、いくつか小さな問題があります。まず、他の粒子加速器と同様に、エネルギー回収線形加速器は巨大です。次に、10kWのEUV光を大きな電力損失なく複数のリソグラフィ装置に導くには、極めて複雑なミラーセットが必要ですが、そのようなミラーセットはまだ発明されていません（コストも不明です）。
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最後に、10kWのEUV光を10台のリソグラフィ装置に導くことができる複雑なミラーセットがあると仮定した場合、そのような強力な光源に適合するレジストやペリクルは存在しません。しかし、これは問題になりません。なぜなら、現時点では実験的なERLが20マイクロメートルの赤外光をバースト状に生成できるからです。これは13.5nmのEUV光とは大きく異なります。
アントン・シロフはTom's Hardwareの寄稿ライターです。過去数十年にわたり、CPUやGPUからスーパーコンピュータ、最新のプロセス技術や最新の製造ツールからハイテク業界のトレンドまで、あらゆる分野をカバーしてきました。
