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近日(8月29日)，華為扔出一個重磅——華為MATE 60 pro，開售不到一小時售罄。之所以此次新機型開售掀起業(yè)界驚濤駭浪，主要是因為當初中國高制程芯片被西方國家卡脖子，直接讓華為業(yè)績“震蕩”，而此次動作有可能意味著華為解決了這個問題。談到高制程芯片，作為主角的EUV光刻機不得不登場。荷蘭阿斯麥的EUV光刻機是目前最先進的，其能制造5nm的高端芯片，而中國完全自主的光刻機只有令人嘆息的90nm的制程，差了可不止一星半點。其中激光器是EUV光刻機最核心的設備之一，而德國通快是阿斯麥這一關鍵部件的唯一供應商。為什么說激光器很重要？因為EUV光刻機就是以波長為10-14nm的極紫外光為光源的，那么這個光是怎么來的？這里我們就要了解一下激光器在整個EUV光刻機力充當著什么角色了。
在EUV光刻機作用的最初階段，首先發(fā)生器會使錫液不斷滴落入真空室，此時來自通快的脈沖式高功率激光器會輸出超過30kW平均脈沖功率的激光束，其脈沖峰值功率甚至能達幾兆瓦，以此擊中從旁滴落的錫液，每秒達5萬次。錫原子被電離，產生高強度的等離子體，從而向所有方向釋放波長為13.5 nm的EUV輻射。而這也是EUV光刻機的根本，也是它的“本源”。在起始光源擊中錫液的這個過程中，其實是分為兩個步驟，而這中間涉及到兩個關鍵脈沖，我們稱為預脈沖和主脈沖。所謂預脈沖，顧名思義就是最先作用與錫液，主要是對其形狀進行塑造，令其成為下一步所需的形狀。而后主脈沖直接作用于它，就可以讓它轉化為等離子體。這對激光器釋放的光束要求極高，必須要有正確的光學特性，才能保證錫液能得到正確處理從而產生等離子體，才會有EUV輻射。那么更大功率的激光器是否會對產生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，讓未來的光刻機整體技術要求上更簡潔呢？其實早點間中國科學家已有相關的研究。
在2021年，清華大學工程物理系教授唐傳祥研究組與德國的研究團隊完成了一種名為“穩(wěn)態(tài)微聚束”(SSMB)的新型粒子加速器光源的原理驗證實驗。據(jù)悉，主要是利用波長1064納米的激光操控柏林MLS儲存環(huán)內的電子束，讓其繞環(huán)一整圈(周長48米)，從而形成精細的微聚束。微聚束會在激光波長及其高次諧波上輻射出高強度的窄帶寬相干光，實驗通過探測該輻射驗證微聚束的形成，由此證明了電子的光學相位能以短于激光波長的精度逐圈關聯(lián)起來，使得電子可被穩(wěn)態(tài)地束縛在激光形成的光學勢阱中，從而驗證了SSMB的工作機理。這也意味著未來基于SSMB的EUV光源有望實現(xiàn)更大的平均功率，并有可能達到更短波長，這對于未來EUV光刻機的升級和應用拓展都有著巨大的影響。
EUV光刻機的發(fā)展需要我們不斷去探索，去積累，未來新的技術能否提升EUV光刻機的芯片制程，減少它的能耗，突破它的極限，應該只是時間的問題。也許未來并不是EUV光刻機的迭代，而是新技術的誕生替代了它。激光的力量是無窮無盡的，相信還會有更多的可能性等待著我們去發(fā)現(xiàn)。
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