ASML シリコンバレー、エンジニアリング担当シニア ディレクター、Yi Zou – インタビュー シリーズ

Yi Zou は、データ サイエンス製品エンジニアリング チームを管理しています。 ASML シリコンバレー。 ASML は、洗練されたソフトウェアと計測ソリューションを開発し、小規模ノードで発生する複雑さの増大に対処します。

エンジニアリングを追求することに興味を持ったのは何ですか?

子供の頃、私はいつも非常に好奇心旺盛で、物事がどのように機能するかを理解することに興味を持っていました。 そのため、私は高校で科学などの科目に惹かれるようになりましたが、実際の問題に対処し、世界にプラスの影響を与えるソリューションを設計および構築するのがエンジニアであることにすぐに気づきました。

大学時代、私は工学の学位が、物理学や数学の基礎を超えて、就職市場でさまざまなキャリアに応用できる他の重要なスキルの開発に重点を置いていることにも感謝しました。 エンジニアは、強力な分析的思考と重要な問題解決スキルを習得するだけでなく、創造的なコンセプトからシステム設計、最終製品に至るまで、アイデアを実現するために必要な全体像の考え方と詳細指向のアプローチの間で移行する能力を習得します。

ASML のエンジニアリング担当シニア ディレクターに就任するまでの経緯を教えていただけますか?

2014 年に、シリコン チップの設計と製造を行う米国の半導体企業 GlobalFoundries から ASML に入社しました。 ASML シリコンバレーの先端技術開発チームのメンバーとして、私はパターン解像度の向上など、チップの製造プロセスを改善するために使用されるリソグラフィー技術の評価とプロトタイピングに焦点を当てたいくつかの研究プロジェクトを主導しました。

同じ期間をかけて、機械学習に特化した技術チームを構築しました。私たちは、ディープラーニングをいくつかの重要なアプリケーションに適用する実現可能性を実証し、それが新しい製品ファミリーの開発につながりました。また、大手チップ製造会社との緊密な連携を主導し、大量生産工場 (チップが製造される工場) 内でのデータ サイエンス アプリケーションを探索しました。これにより、ASML にいくつかの新たな付加価値の機会が生まれました。 2019 年の最新の昇進以来、私はデータ サイエンス技術をより広範な顧客市場に拡大し続けています。

ASML は、リソグラフィーを通じてシリコン上にパターンを大量生産するために必要なものすべて (ハードウェア、ソフトウェア、サービス) をチップメーカーに提供する、半導体業界のイノベーション リーダーです。 コンピューターチップの設計に関してリソグラフィーが何であるかを簡単に要約できますか??

ASML が行う作業は、チップをより強力、より安価、よりエネルギー効率に優れ、よりユビキタスなものにするための重要な要素です。 それは、本質的には投影システムであるリソグラフィ システムから始まります。このシステムは、紫外線を使用してシリコンの薄いスライス上に何十億もの小さな構造を作成します。

光は、印刷されるパターンの青写真 (「レチクル」または「マスク」と呼ばれます) に投影されます。 光学系は、感光性化学物質で事前にコーティングされたシリコン ウェーハ上にパターンの焦点を合わせます。 未露光部分をエッチングで除去すると、立体的なパターンが現れます。 このプロセスは、測定と露光を並行して行うステップ アンド スキャン システムで何度も繰り返されます。

これらのチップは、ウェーハのように薄い層上に何十億もの小さな接続を備えた回路の多層「都市」に相当するものを形成します。 これらの構造が一緒になって集積回路、つまりチップを構成します。 チップメーカーがチップ上に詰め込める構造が増えるほど、チップはより高速かつ強力になります。

ASML には XNUMX つの主なタイプのリソグラフィ システムがあります。 まず、EUVリソグラフィーシステムとは何なのかについて説明していただけますか？

EUV は、リソグラフィーの進歩における初期以来の最大のステップです。 EUV光の厄介な点は、EUV光は空気を含むあらゆるものに吸収されてしまうことです。 生成するのが難しいことでも知られています。

EUV リソグラフィ システムには大きな高真空チャンバーがあり、その中で光はウェハー上に到達するまで十分に遠くまで到達できます。 光は一連の超反射ミラーによって導かれます。 EUV システムは、高エネルギー レーザーを使用します。このレーザーは、溶融錫の微細な液滴 (50,000 秒あたり XNUMX 回移動します) に点火し、それをプラズマにして EUV 光を放射し、集光してビームにします。

DUVリソグラフィーシステムとEUVリソグラフィーシステムの違いについて説明していただけますか?

当社の DUV リソグラフィ システムは、幅広い半導体ノードおよびテクノロジの製造に使用される業界の主力製品です。 EUV は、手頃な価格のスケーリングを推進するために、最先端のノードおよび重要なレイヤーで DUV システムと並行して使用されます。

ASML の本当に印象的な側面の 5500 つは、同社が「クラシック」PAS XNUMX や TWINSCAN リソグラフィ システムなどの古いシステムをどのように改修しているかです。 現在、何のために改修されているのでしょうか？

ムーアの法則とモア・ザン・ムーアの両方により、当社の費用対効果の高いソリューションに対する需要が高まっており、新設の TWINSCAN 浸漬システムおよび乾式システム、ならびに改修済みの PAS 5500 および TWINSCAN ステッパーおよびスキャナの両方の売上が増加しています。

ASML が使用できる現在のナノメートル波長は何ですか?

ASML の最も先進的な EUV リソグラフィ システムは、13.5 nm の波長の EUV 光を提供します。

ムーアの法則は数十年にわたり一貫していますが、ムーアの法則は終わりに近づいていると思いますか、それともさらに延長される可能性があると思いますか?

ムーアの法則の拡張はますます困難になり、コストがかかるようになってきていますが、死んだわけではありません。 私たちは、一部の人が信じているほど物理学の基本的な限界に近づいていません。 次世代のチップ設計には、より珍しい材料、新しいパッケージング技術、より複雑な 3D 設計が含まれることになります。 これらの新しい設計は、高度な人工知能や 5G による高速接続などの次の大きなイノベーションの波を可能にするだけでなく、私たちがまだ思いついていない消費者向け製品も生み出すでしょう。

私は個人的に ASML のアプリケーション ビジネスで働いており、チップメーカーがシリコン上でより小さなパターンを大量生産するために使用するハードウェアのパフォーマンス機能を拡張するソフトウェア ソリューションの開発に重点を置いています。 当社が開発するソフトウェアがなければ、当社のリソグラフィ システムでますます小さな寸法のチップを製造することは不可能です。

当社のエンジニア チームは、パターニング プロセスに影響を与える物理的効果の理解とモデル化に常に取り組んでいます。これにより、設計パターンがシリコン ウェーハ上にどのようにプリントされるかを予測し、その形状を最適化して希望のイメージを生成できるようになります。

これは反復的で計算量の多いプロセスであり、大規模な分散型高性能コンピューティング アーキテクチャを効率的かつ正確に利用する必要があります。 今日の高度なチップには数十億個のトランジスタが搭載されており、これは、何十億ものパターンのイメージングをシミュレーションして最適化する必要があることを意味します。 これを 24 時間以内に極めて高い精度で達成するには、精度と実行時間の観点からモデルのパフォーマンスを向上し続ける賢い方法を見つける必要があります。

ムーアの法則を拡張するためにこれらのチップのレイアウトはより複雑になるため、機械学習はシミュレーションと製造プロセスの重要な部分を劇的に高速化できます。 ASML シリコンバレーのチーム内では、データ サイエンティストが、物理モデルでは未知の複雑な物理を理解するのに役立つ新しいニューラル ネットワークを設計し、そのニューラル ネットワークを使用して物理モデリング アプローチを強化する方法を研究しています。

厳密な物理モデルと機械学習モデルの開発に使用される方法論は非常に似ています。 どちらも予測を形作るために多くの実験結果とデータが必要ですが、機械学習は精度を向上させながら、時間と労力を大幅に節約します。 また、製造環境で生成される大量のデータをより完全に活用して、プロセス制御を強化する機会も提供します。

これは、業界全体にわたるより広範なテーマを説明するためのほんの一例にすぎません。ムーアの法則を拡張するという使命を帯びた技術者が存在する限り、新しい革新的なソリューションは、さまざまな創造的な手段を通じてスケーリングの問題に対処することになります。

ASML について他に共有したいことはありますか?

シリコンバレーの ASML は、物理モデリングと数値アルゴリズムにおける独自の専門知識を活用して、ムーアの法則の拡張に特化した高度に専門化されたソフトウェア大手を採用しています。

これにより、私たちは会社にとって次のような重要な責務に重点を置くことになります。

• 増大し続ける計算能力を活用して、ムーアの法則を拡張するリソグラフィープロセスのシミュレーションに重点を置いた機械学習アプリケーションをさらに進化させます。
• 当社の計算能力と計測能力を統合してモデルの精度をさらに向上させるとともに、大量の高品質の画像データを生成して有効活用してパターニング最適化技術を向上させます。
• ムーアの法則の継続をサポートするために、次世代 EUV リソグラフィ ロードマップ向けの計算ソリューションをサポートおよび拡張します。

これらは異なる製品ロードマップですが、チップメーカーの積極的な拡張努力をさらに維持するには、それぞれの並行パスが重要です。 そして、機械学習は、それぞれのパスで使用される実現テクノロジーです。 当社のイノベーションは、消費者向けテクノロジー業界全体を前進させるだけでなく、ますます増大する計算能力を獲得することで、当社製品内でもさらなるイノベーションを推進します。

すべての質問にお答えいただきありがとうございます。 さらに詳しく知りたい読者は、次のサイトにアクセスしてください。 ASML シリコンバレー