伝説的なインテルのCTO兼CEOであるパット・ゲルシンガー氏は現在、極端紫外線（EUV）リソグラフィーシステムの光源として自由電子レーザー（FEL）技術を開発しているスタートアップ企業xLightの取締役会長を務めている。
粒子加速器を使用してリソグラフィ機用の光を生成することは以前にも議論されていましたが、xLight 社は、既存のツールとの互換性を維持しながら、2028 年までにそのような光源を生成できると主張しています。
「Playground Globalでの新しい役割の一環として、xLightの取締役会会長に就任しました」とゲルシンガー氏はLinkedInの投稿で述べた。「ニコラス・ケレズ氏とチームと緊密に協力し、粒子加速器技術を活用した世界最強の自由電子レーザー（FEL）の開発に取り組んでいきます。」
EUVリソグラフィは、半導体製造において用いられる高度な技術であり、波長13.5nmのEUV光を用いてシリコンウエハ上に極めて微細な回路パターン（高開口数EUVでは8nm、低開口数EUVでは約13nmの解像度）を形成するために使用されます。現在、EUVリソグラフィシステムを製造できるのはASMLのみであり、このシステムは13.5nmの波長の光を生成する複雑な方法を用いています。
8nm～13.5nmの解像度を持つチップを製造するために、極めて短い波長の光を生成する方法は複数あります。その一つは、粒子加速器をレーザー生成プラズマ（LPP）光源として用いることです。
ゲルシンガー氏の投稿によると、xLight社は現在入手可能な最先端システムの4倍のパワーを発揮するLPP光源を開発しました。ASMLのTwinscan NXE:3600Dは250WのLPP光源を搭載していますが、NXE:3800Eは約300Wの光源を搭載しています。
ASMLは研究環境で500Wを超えるEUV光源出力を実証しましたが、商用システムではまだこれほどの高出力は実現していません。しかし、ASMLはEUV光源出力の増大に向けて継続的に取り組んでおり、出力を600Wに倍増させる計画に加え、1,000Wを超えるロードマップも策定しています。
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どうやら、xLight 社と Gelsinger 社は、同社が現在 1,000W を超える LPP ソースを所有しており、2028 年までに商用アプリケーションに使用できるようになると主張しているようです。
ゲルシンガー氏は、xLight社の技術によりウェーハ1枚あたりのコストが約50%削減され、資本経費と運用経費はそれぞれ3分の1にまで削減されると主張しており、これは製造効率の飛躍的な向上につながる。ASMLのTwinscan NXE:3800Eのおおよその価格（約2億4,000万ドル～2億5,000万ドル）は分かっているものの、光源単体の価格を正確に推測することは不可能だ。
一方、新しい LPP ソースによって資本支出と運用コストを 3 分の 1 に削減できるという主張は、ASML の現在のマシンと比較して、FEL ベースのリソツール コストが大幅に削減されることを意味する可能性があります。
ASMLについて言えば、xLightはASMLのEUVリソグラフィツールの置き換えを目指しているのではなく、「2028年までにASMLのスキャナに接続され、ウェーハを駆動する」LPP光源を製造していることに注目すべきです。これは、xLightのLPP光源が既存のASMLツールと互換性があることを意味する可能性がありますが、次世代の高NA EUVツールと互換性があるかどうかは不明です（既存の低NA EUVツールと同じLPP光源を使用しているため、互換性がある可能性が高いです）。また、xLightのLPP光源がファブ環境のTwinScanマシンに接続できるかどうかもまだ不明です。
ファブは特定の装置に合わせて設計されていることを覚えておいてください。低NA EUVシステムの場合、光源は装置本体の真下に配置されますが、高NA EUV装置の場合はLPP光源が装置本体と同じ高さに配置されます。そのため、「サードパーティ製」のLPP光源を使用する場合は、これらの事実を考慮する必要があります。現時点では、粒子加速器は既存のファブにとってかなり大きいため、FELは効率性が証明されれば、次世代のファブにも適用できる可能性があります。
xLight社は、FEL技術が長期的に数十億ドル規模のビジネスチャンスをもたらすと考えている一方で、短期的には他の主要分野でも収益機会を創出している点が注目に値します。同社は、自社のシステムが高出力計測・検査ツールに適していると考えています。おそらく半導体分野にとどまらず、国家安全保障やバイオテクノロジー分野、例えばポイントディフェンスや宇宙ゴミ制御から医療画像診断や科学研究に至るまで、様々な課題への対応が可能となるでしょう。
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。
