A principios de la década de 2000, la industria de los chips afrontaba un atasco crítico: la transición de la litografía con luz de fluoruro de argón (193 nm) a la de fluoruro (157 nm) se había frenado en seco porque las lentes de fluoruro de calcio, previstas para los nuevos equipos, sufrían una birrefringencia doble que superaba las especificaciones de imagen. El roadmap más obvio para seguir miniaturizando transistores parecía bloqueado.
La salida llegó de una idea aparentemente simple: intercalar una capa de agua purificada entre la lente y la oblea. El fenómeno óptico, descrito por primera vez para litografía por IBM en los años ochenta y empleado siglos atrás por pioneros del microscopio como Robert Hooke y Antoni van Leeuwenhoek, permitía usar ópticas, máscaras y resinas ya existentes y, al reducir la longitud de onda efectiva, imprimir rasgos más finos sin cambiar la fuente de luz. Jan Mulkens, investigador de ASML, recogió la idea en una conferencia de diciembre de 2001 en Estados Unidos y, de vuelta en Veldhoven (Países Bajos), reunió un equipo de 20 personas para convertirla en un prototipo. La plataforma TWINSCAN de ASML, con su arquitectura de doble etapa, encajó especialmente bien: una etapa podía medir la oblea mientras la otra ejecutaba la exposición por inmersión, sin penalizar la productividad. ZEISS, socio óptico de la compañía, adaptó lentes convencionales, y Philips Research aportó experiencia previa en óptica por inmersión.
En otoño de 2003, el prototipo TWINSCAN AT:1150i ofreció los primeros resultados de imagen válidos y, en diciembre de ese año, ASML presentó el TWINSCAN XT:1250i, el primer sistema de litografía por inmersión de la industria. El reto siguiente fue industrializar la técnica: había que controlar la formación de burbujas y las gotas que podían escapar del cabezal y contaminar la resina fotosensible, sin ralentizar la etapa de la oblea. La colaboración con el profesor Detlef Lohse, de la Universidad de Twente, permitió modelar la física del fluido y diseñar el llamado 'immersion hood', un anillo alrededor de la última lente que fija y gobierna la gota de agua. La inmersión en agua se convirtió así en la base sobre la que se levantaron los nodos de 65 nm y siguientes, y hoy sigue siendo la columna vertebral de la litografía DUV que produce los chips más avanzados del mundo.