談到高制程芯片，作為主角的EUV光刻機(jī)不得不登場(chǎng)。荷蘭阿斯麥的EUV光刻機(jī)是目前最先進(jìn)的，其能制造5nm的高端芯片，而中國(guó)完全自主的光刻機(jī)只有令人嘆息的90nm的制程，差了可不止一星半點(diǎn)。其中激光器是EUV光刻機(jī)最核心的設(shè)備之一，而德國(guó)通快是阿斯麥這一關(guān)鍵部件的唯一供應(yīng)商。為什么說(shuō)激光器很重要?因?yàn)镋UV光刻機(jī)就是以波長(zhǎng)為10-14nm的極紫外光為光源的，那么這個(gè)光是怎么來(lái)的?這里我們就要了解一下激光器在整個(gè)EUV光刻機(jī)力充當(dāng)著什么角色了。

　　在EUV光刻機(jī)作用的最初階段，首先發(fā)生器會(huì)使錫液不斷滴落入真空室，此時(shí)來(lái)自通快的脈沖式高功率激光器會(huì)輸出超過(guò)30kW平均脈沖功率的激光束，其脈沖峰值功率甚至能達(dá)幾兆瓦，以此擊中從旁滴落的錫液，每秒達(dá)5萬(wàn)次。錫原子被電離，產(chǎn)生高強(qiáng)度的等離子體，從而向所有方向釋放波長(zhǎng)為13.5 nm的EUV輻射。而這也是EUV光刻機(jī)的根本，也是它的“本源”。在起始光源擊中錫液的這個(gè)過(guò)程中，其實(shí)是分為兩個(gè)步驟，而這中間涉及到兩個(gè)關(guān)鍵脈沖，我們稱(chēng)為預(yù)脈沖和主脈沖。所謂預(yù)脈沖，顧名思義就是最先作用與錫液，主要是對(duì)其形狀進(jìn)行塑造，令其成為下一步所需的形狀。而后主脈沖直接作用于它，就可以讓它轉(zhuǎn)化為等離子體。這對(duì)激光器釋放的光束要求極高，必須要有正確的光學(xué)特性，才能保證錫液能得到正確處理從而產(chǎn)生等離子體，才會(huì)有EUV輻射。那么更大功率的激光器是否會(huì)對(duì)產(chǎn)生EUV輻射有更多的提升，又或是激光器的功率越大能否省略其他技術(shù)，讓未來(lái)的光刻機(jī)整體技術(shù)要求上更簡(jiǎn)潔呢?其實(shí)早點(diǎn)間中國(guó)科學(xué)家已有相關(guān)的研究。

　　在2021年，清華大學(xué)工程物理系教授唐傳祥研究組與德國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)完成了一種名為“穩(wěn)態(tài)微聚束”(SSMB)的新型粒子加速器光源的原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。據(jù)悉，主要是利用波長(zhǎng)1064納米的激光操控柏林MLS儲(chǔ)存環(huán)內(nèi)的電子束，讓其繞環(huán)一整圈(周長(zhǎng)48米)，從而形成精細(xì)的微聚束。微聚束會(huì)在激光波長(zhǎng)及其高次諧波上輻射出高強(qiáng)度的窄帶寬相干光，實(shí)驗(yàn)通過(guò)探測(cè)該輻射驗(yàn)證微聚束的形成，由此證明了電子的光學(xué)相位能以短于激光波長(zhǎng)的精度逐圈關(guān)聯(lián)起來(lái)，使得電子可被穩(wěn)態(tài)地束縛在激光形成的光學(xué)勢(shì)阱中，從而驗(yàn)證了SSMB的工作機(jī)理。這也意味著未來(lái)基于SSMB的EUV光源有望實(shí)現(xiàn)更大的平均功率，并有可能達(dá)到更短波長(zhǎng)，這對(duì)于未來(lái)EUV光刻機(jī)的升級(jí)和應(yīng)用拓展都有著巨大的影響。

　　EUV光刻機(jī)的發(fā)展需要我們不斷去探索，去積累，未來(lái)新的技術(shù)能否提升EUV光刻機(jī)的芯片制程，減少它的能耗，突破它的極限，應(yīng)該只是時(shí)間的問(wèn)題。也許未來(lái)并不是EUV光刻機(jī)的迭代，而是新技術(shù)的誕生替代了它。激光的力量是無(wú)窮無(wú)盡的，相信還會(huì)有更多的可能性等待著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。