EUVの次が来た。1台500億円超のHigh-NAは何を変えるのか

最先端チップを支えてきたEUV露光に、ついに次世代版が登場しました。それがHigh-NA EUVです。従来のEUVの仕組みは「1台400億円。最先端チップを生む露光装置とASML」で扱いました。本稿では、その「次」を見ていきます。

High-NA EUVとは何か

High-NA EUVとは、最先端の露光装置EUVを、より細かく焼けるように進化させた次世代版です。「High-NA」は「高い開口数」を意味します。

従来のEUVは、波長13.5nmの光で回路を焼き付ける画期的な装置でした。High-NA EUVは、その光を集めるレンズ（鏡）の性能を大きく高め、さらに微細なパターンを焼けるようにしたものです。これにより、サブ2nmという、従来より一段細かい世代のチップを作れるようになります。供給するのは、EUVと同じくオランダのASMLです（ASML／媒体集計）。

NA（開口数）とは何か

High-NAを理解する鍵が、NA（開口数）です。NAとは、レンズがどれだけ広い角度の光を集められるかを示す数値です。

NAが大きいほど、より細かいものを解像できます。これはカメラと同じです。つまり、明るく高性能なレンズほど、被写体の細部まで鮮明に捉えられます。露光装置も、NAを高めるほど、より微細な回路パターンをウェハーに焼き付けられます。

従来のEUVのNAは0.33でした。High-NA EUVは、これを0.55まで高めています。そして、この差が、作れる回路の細かさを大きく変えます。

なぜHigh-NA EUVが必要なのか

High-NA EUVが必要になったのは、微細化が進み、従来のEUVでは1回で焼ける限界に近づいたためです。

従来のEUVで、限界を超える細かいパターンを作るには、少しずつずらして何度も露光を重ねる「マルチパターニング」という手法が必要でした。しかしこれは工程が増え、コストも、欠陥が入る確率も上がります。High-NA EUVなら、より細かいパターンを一度で焼けるため、この多重露光を減らせます。

つまりHigh-NAは、サブ2nm世代を「効率よく」作るための切り札です。プロセスの細かさが何を意味するかは「「2nm」はもう長さじゃない。プロセスノードの正体」で扱っています。最先端をいち早く採用したのがIntelで、2nm以降の競争で先行を狙う一手としてHigh-NAに賭けています。

High-NA EUVの課題は何か

最大の課題は、1台の価格が約4億ドル（500億円超）と極めて高いことです。従来のEUVの倍近い価格で、導入できるのはTSMC・Samsung・Intelといった、ごく限られた最先端メーカーだけです（CNBC）。

加えて、技術的な課題もあります。レンズが大きくなった分、一度に焼ける範囲（露光領域）が従来の半分に狭まります。そのため、1つのチップを作るのに領域を分けて焼き、つなぎ合わせる工夫が必要になります。さらに、マスクやレジスト（感光剤）など周辺の技術も、High-NAに合わせて整える必要があります。

これだけの巨額投資に見合う性能を引き出せるかが、各社に問われます。最先端のノード競争は、High-NAという巨大装置への投資力の勝負でもあり、参入できる企業はますます絞られていきます。次世代のトランジスタ材料の動向は「シリコンの限界の先で、原子1個分の薄さの膜がトランジスタを救う」で扱っています。

この記事のまとめ

• High-NA EUVは、最先端露光装置EUVをより細かく焼けるよう進化させた次世代版。
• NA（開口数）を0.33から0.55へ高めることで、より微細な回路パターンを焼き付けられる。
• 従来EUVでは多重露光が必要だった微細パターンを一度で焼け、工程を減らせる。
• サブ2nm世代を効率よく作る切り札で、ASMLが供給しIntelが先行採用した。
• 課題は1台約4億ドルという価格と、露光領域が従来の半分に狭まること。