激光引導著我們進入一個更加智能的未來。沒有激光，電子產業的發展將會停滯。“小”的極限什么時候才能真正意義上達到?如果我們定義的“小”在一個非常小的尺寸內，那么還會有比“小”更小的東西出現嗎?如今，智能手機是一個永無止境的信息源，我們可以用它們來實時地比較價格，與朋友聯絡，了解不熟悉的領域，也可以用它代替數碼相機來方便地拍照。
未來的智能手機會是什么樣子的呢?它可能在你的手腕上，可能在你的鼻梁上，可能在你的耳朵里，甚至可能在你的視網膜上。它將在任何情況下與你的身體緊密連接起來，甚至成為你身體的一部分，你可以通過手勢和語音對它進行控制。這聽起來似乎有點像科幻小說，但這卻已逐漸成為現實。
智能手機的核心芯片必須要變得更加強大。要真正實現對未來的這個愿景，其實并不遙遠。對于市場，智能手機的核心芯片必須要變得更加強大。只有將電路做得更小，才有可能實現這個愿景。高登摩爾的預測經常引用這個內容。
高登摩爾是英特爾的創始人之一，也是全球領先半導體研究的先驅。早在1965年，他就意識到固定表面區域上的晶體管數量將每18個月翻倍一次。這一預測被稱為摩爾定律，推動著產業的發展。它正在發動一場戰役，在每平方納米的芯片上耗資數十億美元。但是，為了在芯片的半導體上封裝更多的晶體管，簡單來說，我們需要的是：更多的光!
一百億個晶體管在一個芯片上一個微芯片在光刻機的光中誕生了。在那里，電路的微型圖像被投射到硅晶片上，露出光刻膠層。阿貝分辨率限制意味著一個光源不能復制比自己波長小的任何結構。但是，這并不意味著這個極限是不可逾越的。
目前，光刻裝置的工作波長為193納米，但卻能產生22納米大小的結構，遠遠超出阿貝分辨率的極限，我們通過各種方法將這個工藝得以實現。一個微芯片在光刻機的光中誕生然而，隨著光源的使用，我們將緩慢但卻必然地接近技術可行性的極限。20年前，為了在各種級別的微芯片上雕刻細微結構，半導體行業的EUV光刻技術應運而生。
該項目的目的是為13.5納米的極端紫外線(EUV)開發一個穩定光源。在這項技術的幫助下，它將有可能生產出小于10納米大小的結構。反言之，這意味著超過一百億個晶體管可以裝在一個微芯片上。
光在真空中閃爍
但是，這一切并非都那么容易。EUV光刻技術面臨的大挑戰是它需要產生13.5納米波長的光。EUV光源必須要達到數百瓦的功率才可以在光學系統內進行進一步加工。等離子源被證明是迄今為止的解決方案。
等離子體由聚焦高強度的激光輻射或高能放電產生，采用錫和氙作為輸入材料。激光產生的等離子體(LLP)已經創造了一個先例。這個過程背后的想法起初聽起來相當簡單。錫滴發生器使錫滴以50千赫的頻率進入真空室，隨著這些滴液迅速通過，激光脈沖會沖擊它們。
因此，激光每秒鐘能打50000個錫滴。錫原子被離子化，并創建了高強度的等離子體。收集器采用多反射結構，捕獲由等離子體發射的EUV光，將它們聚焦并最終轉移到光刻系統，曝光基板。
用于此應用的激光脈沖由脈沖型二氧化碳激光系統——通快激光放大器傳送。該系統基于連續波的二氧化碳激光器技術，并能在超過萬瓦的功率下工作。在五個放大器中，可以將一個只有幾瓦平均功率的二氧化碳激光脈沖提高10000多倍，將平均脈沖功率提高30多千瓦。然而，脈沖峰值功率可以只達到幾個兆瓦。
為了達到園滿的效果，激光脈沖必須在盡可能寬廣的區域中來打錫滴。錫滴直徑僅20微米，比激光的聚焦光斑小。因此，激光不能完整地將30千瓦的功率轉移到錫滴。為了實現這一目標，激光放大器采用了一種巧妙的方式。
