编者按：ASML最新的EUV光源采用了1微米预脉冲激光取代上一代的10微米预脉冲激光，成功提升EUV光源功率到600瓦以上，满足下一代EUV光刻机的要求。

上篇我们讨论了ASML的EUV光源发生器的性能提升，并且提到如果需要进一步提升EUV光刻曝光晶圆的效率，就需要进一步提升EUV光源。今天我们看一下ASML的EUV光源功率提升的新进展。

预脉冲技术：LPP EUV光源的核心概念

我们知道，ASML的LPP EUV光源，是通过40千瓦以上的红外激光器激发Sn液滴产生的。因此，EUV光源的功率很显然和红外激光功率、激发转换效率、激发频率等直接相关。在EUV光源功率提升路径上，一个重大的技术革新是采用预脉冲技术（Pre-pulse技术），也就是使用一个小功率激光器预加热Sn液滴，从而大幅增加红外激光的激发转换效率。

预脉冲技术示意图

简单来说，通过优化预脉冲过程，可以很容易将激发转换效率从1%提升到5%，也就是将EUV光源功率增加500%。但是如果是要通过提升红外激光器的功率来提升500%，意味着要将40千瓦的红外激光功率提升到200千瓦，其工程可行性大幅降低。

在预脉冲技术的推动下，EUV光刻光源的功率在过去十年保持了线性增长：从2013年大约100W增加到2022年大约500W，几乎每2年增加100W。

过去十年LPP EUV光源功率在预脉冲技术加持下线性增长

ASML采用第二代1um激光预脉冲技术

在第一代EUV光刻机中，预脉冲采用的是10um的激光，一个很显然的预期是，预脉冲激光的波长、功率对激发转化效率有重要的影响。

第一代EUV10um激光预脉冲构架

这就是ASML进一步提升EUV光源的路径：

采用1um预脉冲激光取代第一代的10um预脉冲激光。

当然，这一取代，基本上沿用了第一代预脉冲技术的主要硬件构架，只需额外部署一个1um激光作为预脉冲即可。

第二代EUV 1um激光预脉冲构架

新的1um激光预脉冲证明LPP光源的技术能力

1um激光预脉冲相对于10um激光预脉冲的优势主要有以下几个方面：

1，在相同的EUV激发频率时，1um激光预脉冲的激发转换效率均高于10um激光预脉冲；尤其是在高频下，1um激光预脉冲的激发转换效率仍能达到10微米激光预脉冲的2倍左右！

因此，仅仅替换预脉冲激光的波长就可以大幅度提升EUV光源功率。

2，1um激光预脉冲可以大幅提升EUV的稳定性。

从EUV光源的脉冲能量分布图，我们可以看到1um激光预脉冲对EUV光源稳定性的提升效果。

不同预脉冲激光波长下EUV光源的脉冲能量分布图

通过采用新的1微米激光预脉冲，ASML已经实现闭环600W，开环700W的创纪录的EUV功率！

因此，整体来看，LPP EUV光源在未来3-5年突破千瓦级大关的可能性是非常大的。

采用第二代 1um激光预脉冲获得EUV功率的新纪录

EUV光源满足EUV光刻机技术的迭代

不仅如此，根据ASML的研发资料来看，除了在工程阶段已经验证了1微米激光预脉冲的能力，而且在实验室预研的2微米激光作为预脉冲的方案也获得一些积极的结果，因此，EUV光源在功率提升环节已经突破了大规模量产的瓶颈。

目前ASML的第一代NXE平台（数值孔径NA0.33）的EUV光刻机已经升级到3600D，搭载了350W功率EUV光源，比5年前的机台采用的200W功率EUV光源已经提升了75%，生产能力也在逐步提升到预期的大规模量产水平。

那么ASML的下一代高数值孔径NA0.55的EXE平台光刻机的光源系统进展如何呢？我们下次聊！

ASML NXE平台的生产效率提升路线图