ASML en partner Carl Zeiss verwachten dat een opvolger van de High NA EUV-machine over ongeveer tien jaar klaar kan zijn. Dat schrijven engineers van beide bedrijven in een peer-reviewed paper. De zogeheten Hyper NA-machine moet kleinere structuren printen en hergebruikt veel bestaande technologie.
Het paper verschijnt in de oktobereditie van het Journal of Micro/Nanopatterning, Materials and Metrology. Volgens de auteurs kan Hyper NA features printen van slechts 5 nanometer. Dat is meer dan een derde kleiner dan wat de huidige High NA EUV-machine van ASML aankan.
Een productiebesluit is er nog niet. ASML is wel begonnen met de ontwikkeling, maar heeft zich niet vastgelegd op het daadwerkelijk bouwen van de machine. Het Veldhovense bedrijf gaf geen directe reactie. Ook stellen de engineers dat er nog uitdagingen zijn.
SML liet eerder al weten verder te willen kijken dan EUV. Tegelijk werd in eerdere verslaggeving de vraag gesteld of zo’n Hyper NA-stap ooit economisch rendabel wordt, nu de chipindustrie de grenzen van schaalverkleining nadert.
Spiegels zijn er al
De hardware lijkt minder een obstakel dan verwacht. Zeiss kan volgens het paper nu al spiegels maken die precies genoeg zijn voor Hyper NA. En de machine wordt nauwelijks groter dan de High NA-systemen, die al het formaat van een dubbeldekkerbus hebben.
Ook de lichtbron hoeft niet op de schop. De huidige bron van ASML kan volgens de auteurs “ongewijzigd worden hergebruikt” voor Hyper NA. In een voetnoot merken ze op dat een alternatieve techniek met free-electron lasers het ontwerp van het belichtingssysteem niet zou veranderen.
Dat is relevant voor Amerikaanse startups. xLight ontwikkelt lichtbronnen op basis van free-electron lasers, waar Elon Musk mogelijk de voorkeur aan geeft voor zijn Terafab-chipfabriek in Texas. Substrate werkt op zijn beurt aan X-ray lithografie.
Waarom die kleinere features zo belangrijk zijn? Chipmakers verbeteren hun chips steeds vaker met 3D-ontwerpen, maar kleinere structuren blijven bepalend voor snelheid en stroomverbruik. Lithografie is daarbij een beperkende factor.
Na Hyper NA wordt het lastiger. Volgende machines moeten volgens de auteurs waarschijnlijk licht met een kortere golflengte gebruiken. Dat is voorlopig nog een onderwerp van academisch onderzoek.