L’ultraviolet extrême à grande ouverture numérique, ou High NA EUV en anglais, amorce son parcours chez Intel. Cette dénomination un brin sibylline désigne le procédé de photolithographie que l’entreprise américaine va adopter pour graver plus finement ses puces à l’horizon 2027. Selon un communiqué daté du 18 avril 2004, l’assemblage de la machine qui la met en œuvre, intitulée Twinscan EXE:5000 High NA EUV, s’est terminé sur le site R&D de Hillsboro (Oregon).
D’après Intel, c’est le premier système du genre à vocation commerciale. A la suite d’un protocole d’accord signé en juin 2023 entre le néerlandais ASML – le fabricant de la machine – et l’Institut de microélectronique et composants (Imec), un prototype et les appareils de métrologie associés avaient déjà été déployés dans une ligne-pilote de l’Imec située à Louvain, en Belgique.
Cette technologie est arrivée à « maturité », d’après l’annonce de l’Imec fin février, qui s’apprêtait à la transférer dans son laboratoire commun avec ASML. Elle doit succéder à la photolithographie par ultraviolet extrême (EUV), devenue le procédé standard depuis la moitié des années 2010 pour la fabrication des puces et des mémoires bénéficiant des technologies de gravure les plus avancées. Un gage d’amélioration des performances et de l’efficacité énergétique, ainsi que de réduction des coûts de production.
Une ouverture numérique qui progresse de 0,33 à 0,55
Entre EUV et High NA EUV, la longueur d’onde de la lumière utilisée pour « imprimer » les circuits demeure à 13,5 nanomètres (nm), dans le domaine de l’ultraviolet extrême donc. ASML, en revanche, a réussi à faire progresser l’ouverture numérique du système optique de 0,33 à 0,55.
Cette grandeur, caractéristique d’un système optique, intervient au dénominateur dans le critère de Rayleigh (la longueur d’onde est au numérateur), qui fixe la dimension critique d’un système, à savoir la plus petite dimension imprimable. Une ouverture plus grande est de facto synonyme d’une résolution de gravure plus élevée, et donc de circuits plus denses.
Un jour avant l’annonce d’Intel, ASML avait dévoilé un record de finesse de gravure, 10 nm, grâce à la technique High NA EUV. Un moyen de graver des circuits logiques avec des transistors de 2 à 3 nm, voire moins. La résolution nominale du système Twinscan EXE:5000 High NA EUV est de 8 nm.
Intel fait aujourd’hui usage de la photolithographie EUV pour ses nœuds technologiques les plus évolués - que l’on compare souvent à la finesse de gravure, bien que les dimensions physiques du circuit ne correspondent plus aux chiffres indiqués –, dont le nœud 18A en 2025. Le leader mondial du microprocesseur envisage d’industrialiser en 2027 le procédé High NA EUV pour ses futures puces appartenant au nœud technologique 14A.
