Cymer每秒向激光器馈入5万个锡液滴，以产生用于印制3nm芯片的光

到2000年代，业界已经用尽了可用波长：为了让摩尔定律按计划推进，芯片制造商需要13.5 nm的光刻技术，而这种光既没有现成的激光器可以产生，也没有任何透镜能够透射。这种光必须来自温度高到足以将锡原子剥离到Sn IX至Sn XIV电荷态（其发射谱线集中在13.5 nm）的等离子体——每秒产生5万次，持续多年，在真空腔内完成，而且不能损坏收集辉光的光学元件。

显而易见的尝试都失败了。燃烧固体锡靶会使收集镜沾满碎屑，而放电方案则让会侵蚀的电极处于低功率下的轰击区。Cymer这家总部位于圣迭戈、此前已为大多数芯片扫描仪制造深紫外光源的公司，花费多年时间和资金攻克了液滴馈入的答案：一个发生器以70 m/s的速度发射约25微米的熔融锡滴，一个预脉冲将每个液滴膨胀成低密度薄饼，再用一个10.6微米的CO2主脉冲将其电离成等离子体，以5–6%的转换效率在13.5 nm处发射——约250瓦的可用光。

ASML是EUV领域唯一仍在坚持的光刻系统制造商，它认定光源过于关键，不能交到别人手中。2012年10月17日，它同意以19.5亿欧元的现金加股票收购Cymer——每股20.00美元加1.1502股ASML股票，溢价61%——明确表示此举“是为了加速EUV的发展”。当时，ASML的预生产型NXE:3100扫描仪已在客户现场曝光了超过23,000片晶圆。

该交易于2013年5月30日完成，金额约为37亿美元，高于最初公布的数字，因为ASML的股价已接近翻倍。Cymer继续作为ASML位于美国的光源部门运营，仍以独立方式服务于竞争对手扫描仪制造商。

馈入等离子体液滴；让靶材自我更新

锡是13.5 nm处唯一实用的发射体，因此真正的设计难题不是等离子体本身，而是如何在等离子体中存活——液滴通过让靶材成为一次性消耗品解决了这个问题。

双脉冲方案在燃烧靶材之前先对其进行整形：预脉冲形成的薄饼让CO2脉冲能够高效耦合，将转换效率提升到制造所需的5–6%。

氢气将沉积的锡转化为可被抽走的气态锡烷，因此收集镜可以在原位自我清洁，而不必停机。

ASML收购了光源制造商，而不是把其EUV项目押在供应商谈判上——垂直整合从供应链中去掉了风险最高的单一组件。

当一个组件不断被自身的工作所摧毁时，不要一味加固它——让它成为一次性消耗品并持续馈入。可自我更新的耗材胜过铠甲。

如今每一座领先的芯片晶圆厂都运行在这种架构上：ASML是唯一销售EUV光刻系统的公司，其当前代光源在中间焦点处提供约250 W的带内功率，高数值孔径系统则以500 W为目标。收集镜仍会侵蚀——每十亿次脉冲约损失0.1–0.3%的反射率——因此大约每年更换一次，而锡液滴发生器仍然是这台机器的核心。由13.5 nm光刻图案化的芯片，几乎存在于每一部现代智能手机和数据中心处理器之中。