Am 16. Juni verkündete ASML, der weltweit führende Hersteller von Lithografiemaschinen, einen bemerkenswerten technologischen Fortschritt. Das Unternehmen hat nicht nur die weltweit erste High NA EUV (Extreme Ultraviolet)-Lithografiemaschine erfolgreich an Intel ausgeliefert, sondern arbeitet auch aktiv an der Entwicklung noch fortschrittlicherer Hyper NA EUV-Maschinen. Diese Technologie soll die Halbleiterprozesse auf ein beispielloses Niveau von bis zu 0.2 nm, entsprechend 2? (Angström), bringen.

Der strategische Schwerpunkt von ASML im Bereich der Lithografie wird durch die Entwicklung von Low NA-, High NA- und möglicherweise künftig Hyper NA EUV-Lithografiemaschinen (Extreme Ultraviolet) klar abgegrenzt.

Erstens umfassen die Low NA EUV-Lithografiemaschinen der NXE-Serie mit einer numerischen Apertur (NA) von 0.33 Modelle wie die 3400B/C, 3600D und 3800E, wobei künftige Modelle wie die 4000F, 4200G und weitere erwartet werden. ASML strebt bis 2 die Volumenproduktion für 2025-nm-Prozesse an und will bis 1.4 mithilfe von Multi-Patterning-Techniken auf 2027 nm vordringen.

ASML hat sein Angebot über die niedrige NA hinaus erweitert und die High NA EUV-Lithografiemaschinen eingeführt, die Teil der EXE-Serie mit einer NA von 0.55 sind. Diese Serie umfasst Modelle wie die 5000 und 5200B, wobei künftige Modelle wie die 5400, 5600 und höher erwartet werden. Die High NA-Lithografie beginnt mit Prozessen unter 2 nm, wobei Intel bereits den 14-nm-Prozess 1.4A übernommen hat. ASML prognostiziert, dass die Volumenproduktion für 1-nm-Prozesse um 2029 erreicht wird, wobei bis 0.5 mit Multi-Patterning möglicherweise auf 0.7 nm oder 2033 nm herunterskaliert werden kann.

Noch weiter in die Zukunft blickend erforscht ASML die Hyper-NA-EUV-Lithografie mit einer möglichen NA von 0.75 oder höher. Die HXE-Serie, die um 2030 erwartet wird, soll Prozesse bis zu 0.2 nm ermöglichen, obwohl die Machbarkeit und die spezifischen Leistungsmerkmale noch verfeinert werden.

Es ist wichtig zu beachten, dass diese Knotengrößen, wie z. B. 0.2 nm, nicht direkt den physischen Transistorabmessungen entsprechen, sondern vielmehr erhebliche Fortschritte bei Leistung und Effizienzverhältnissen darstellen. Beispielsweise kann der Metallabstand für 0.2-nm-Knoten zunächst zwischen 16 und 12 nm liegen und sich dann auf 14 bis 10 nm steigern.

Die Strategie von ASML besteht darin, eine einzige EUV-Plattform für Low-/High-/Hyper-NA-Lithografiemaschinen zu verwenden, um eine kostengünstige Entwicklung, Herstellung und Bereitstellung zu ermöglichen. Dieser Ansatz gewährleistet reibungslose Übergänge und Upgrades zwischen Technologien.

Mit der Annäherung an die technologischen Grenzen werden die Herausforderungen jedoch immer größer. Lithografiemaschinen mit hoher numerischer Apertur kosten bereits rund 350 Millionen Euro pro Stück, und für Hyper-NA-Maschinen werden die Kosten voraussichtlich weiter steigen. Darüber hinaus werden die physikalischen Grenzen der Lithografietechnologie mit abnehmenden Abmessungen immer deutlicher.

Trotz dieser Herausforderungen streben ASML und die Halbleiterindustrie weiterhin nach Durchbrüchen und Innovationen, um zukünftige Chancen und Herausforderungen in der Mikroelektronik zu bewältigen.