Cymer 每秒向雷射饋入 5 萬顆錫液滴，以產生印製 3nm 晶片的光

到了 2000 年代，業界已經用盡了波長：為了讓摩爾定律如期推進，晶片製造商需要 13.5 nm 的微影技術，而這種光既沒有現成的雷射可以產生，也沒有任何透鏡能夠傳導。這種光必須來自電漿，其溫度高到足以將錫原子剝離至 Sn IX 到 Sn XIV 的電荷態，這些電荷態的發射譜線集中在 13.5 nm——每秒產生 50,000 次，持續多年，在真空腔體內進行，而且不能損壞收集這道輝光的鏡片。

顯而易見的嘗試都失敗了。燃燒固態錫靶會讓碎屑覆蓋收集鏡，而放電式設計則在低功率下將會侵蝕的電極置於爆炸區內。Cymer 這家位於聖地牙哥、當時已為大多數晶片掃描器製造深紫外光源的公司，花了數年時間與資金投入液滴饋入的解答：一台產生器以 70 m/s 的速度發射約 25 微米的熔融錫滴，一道預脈衝將每顆液滴擴展成低密度的薄餅狀，接著一道 10.6 微米的 CO2 主脈衝將其游離成電漿，以 5–6% 的轉換效率在 13.5 nm 發光——約 250 瓦的可用光。

ASML 是 EUV 領域唯一仍屹立的微影系統製造商，它認定光源太過關鍵，不能交到別人手中。2012 年 10 月 17 日，它同意以 19.5 億歐元的現金與股票收購 Cymer——每股 20.00 美元加上 1.1502 股 ASML 股票，溢價 61%——明確表示此舉「是為了加速 EUV 的開發」。當時 ASML 的試產型 NXE:3100 掃描器已在客戶端曝光超過 23,000 片晶圓。

這筆交易於 2013 年 5 月 30 日以約 37 億美元完成，比宣布時更為豐厚，因為 ASML 的股價已近乎翻倍。Cymer 繼續作為 ASML 位於美國的光源部門運作，仍以保持距離的方式服務於競爭對手的掃描器製造商。

饋入電漿液滴；讓靶材自我更新

錫是 13.5 nm 唯一實用的發射體，因此真正的設計問題不在電漿本身，而在於如何承受它——液滴透過讓靶材可拋棄來解決這個問題。

雙脈衝方案在燃燒靶材之前先對其塑形：預脈衝形成的薄餅讓 CO2 脈衝能有效率地耦合，將轉換效率推升至製造所需的 5–6%。

氫氣將沉積的錫轉化為可抽走的錫烷氣體，因此收集鏡能在原位自我清潔，而不必停機。

ASML 收購了光源製造商，而不是把其 EUV 計畫押注在供應商談判上——垂直整合將風險最高的單一元件從供應鏈中移除。

當某個元件不斷被自身的工作所摧毀時，不要再強化它——讓它可拋棄並持續饋入。可自我更新的耗材勝過裝甲。

如今每一座最先進的晶片廠都運行在這套架構上：ASML 是唯一銷售 EUV 微影系統的公司，其當代光源在中間焦點處提供約 250 W 的帶內功率，而高數值孔徑系統則以 500 W 為目標。收集鏡仍會侵蝕——每十億次脈衝約損失 0.1–0.3% 的反射率——因此大約每年更換一次，而錫液滴產生器仍是機器的核心。以 13.5 nm 光圖案化的晶片，幾乎存在於每一部現代智慧型手機與資料中心處理器之中。