特别是近些年发展 EUV 光刻机方面不断积蓄力量，德州仪器TI发展EUV光刻机方面不断积蓄力量

2024德州仪器TI当制程节点演进到 5nm 时，DUV 和多重曝光技术的组合也难以满足量产需求了，EUV 光刻机就成为前道工序的必需品了，没有它，很难制造出符合应用需求的 5nm 芯片，即使不用 EUV 能制造出一些 5nm 芯片，其整个生产线的良率也非常低，无法形成大规模的商业化生产。随着制程节点不断演进，3nm、2nm 芯片已经或即将问世，行业对 EUV 光刻机的要求越来越高，对其发展前景和发展路径也提出了更多期待。虽然 EUV 光刻系统每一个主要组成部分都需要高精尖技术，但光源的重要性更加凸出，特别是近些年，发展 EUV 光刻机方面不断积蓄力量，光源是重中之重。光源波长越短，光刻机分辨率越高，制程工艺越先进。与 DUV 使用的准分子激光光源不同，EUV 光刻机采用 13.5nm 波长的离子体光源，这种光源是通过二氧化碳激光器轰击雾化的锡（Sn）金属液滴，将它们蒸发成等离子体（激光等离子体，LPP），通过高价锡离子能级间的跃迁获得的。EUV 的未来发展路径目前，3nm 制程芯片已经实现量产，未来 3 年内，2nm 量产几无悬念，而在可预见的未来几年内，1nm，德州仪器TI更先进制程芯片也将陆续量产。在这样的行业背景下，EUV 光刻机的重要性愈加凸出。目前来看，EUV 光刻机必须不断演进，才能跟上制程工艺发展的步伐，而要提升光刻精度，除了提升物镜的数值孔径 NA，人们将主要精力放在了提升光源分辨率上，增加光源功率是一条重要发展路径。目前，最先进的 EUV 光刻机都是由 ASML 生产的，已商用的 EUV 的 NA 最高达到了 0.33，而 NA 值为 0.55 的 EUV 产品也将在 2024 年问世，并有望在 2025 年实现商用。光源方面，要提升功率，有几条发展路径可供选择。传统的 LPP 光源系统，可以在已有基础上，不断增加功率。LPP 光源的好处是转换率高，大厂都希望功率能达到 200W 以上的工业应用标准，这就需要庞大的二氧化碳激光装置。在实际应用中，高水平的 EUV LPP 光源的激光器需要达到 20kW 的功率，而这样的发射功率经过重重反射，达到焦点处的功率只有 350W 左右。更小的功率并不是说不能正常运行，只是对于一台售价上亿美元的光刻机来说，这样的功率还不足以最大化利用率，尤其是到了 3nm 和 2nm 制程节点后，为了最大化扫描速度，3nm 节点需要 1500W 的焦点功率，2nm 节点需要 2800W 的焦点功率。而这样的功率是现有 LPP EUV 达不到的。目前，在这方面较为领先，也在加紧研究的是 ASML 公司。可以采用分时高功率光纤激光器射击液态锡靶技术，用这种方法制造的光源，其光源功率有望超过传统 LPP 数倍。三、使用能量回收型直线加速器（ERL）的 FEL（自由电子激光）方案，这种光源的极限功率也很高，最高可达 10kW。根据日本高能加速器研究机构给出的数据，FEL 可以做到近 LPP 方案七分之一的耗电成本。