インタビュー
Yi Zou, シニアディレクター・エンジニアリング, ASML Silicon Valley – インタビュー・シリーズ
Yi Zouは、ASML Silicon Valleyにおける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は、より小さいノードで遭遇する複雑さに対処するために、洗練されたソフトウェアとメトロロジー・ソリューションを開発しています。
あなたが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が強く、ものごとがどのように機能するかを理解しようとしました。これにより、私は高校で科学のような科目に惹かれましたが、すぐにエンジニアが現実の問題に対処し、世界にポジティブな影響を与える解決策を設計し、構築する人であることを理解しました。
大学では、私はエンジニアリングの学位が物理学と数学の基礎だけでなく、多くの異なるキャリアで転移可能な重要なスキルを開発することに焦点を当てていることを評価しました。エンジニアは、強力な分析的思考と批判的問題解決スキルを身に付け、創造的な概念からシステム設計まで、アイデアを実現するために必要な詳細に焦点を当てることができます。
あなたがASMLのシニアディレクター・エンジニアリングになった経緯を共有してください。
2014年、私はグローバルファウンドリーズからASMLに参加しました。ASML Silicon ValleyのAdvanced Technology Developmentチームのメンバーとして、私はチップの製造プロセスを改善するためのリソグラフィ技術の評価とプロトタイピングに焦点を当てた複数の研究プロジェクトを主導しました。
同期間中に、私はマシンラーニングを専門とする技術チームを構築しました。私たちは、複数の重要なアプリケーションにディープラーニングを適用することが可能であることを実証し、新しい製品ファミリーの開発につながりました。また、私は高容量製造ファブ（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するために、リーディングチップメーカー会社と密接に協力しました。これにより、ASMLのために複数の新しい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い顧客市場に拡大して続けています。
ASMLは半導体業界のイノベーションリーダーであり、チップメーカーにシリコン上にパターンを大量生産するために必要なハードウェア、ソフトウェア、サービスをすべて提供しています。コンピュータチップを設計する際のリソグラフィとは何ですか？
ASMLが行っている作業は、チップをより強力に、より安価に、よりエネルギー効率が高く、より普及させるための重要な要素です。これは、基本的に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、超紫外線を使用してシリコン上に数十億の微小な構造を作成します。
光は、印刷されるパターン（「レチクル」または「マスク」と呼ばれる）のブループリントに投影されます。光学系は、光をシリコンウェハーに焦点を当て、ウェハーは事前に光敏化学物質でコーティングされています。露光されていない部分がエッチングされると、3次元パターンが露呈されます。このプロセスは、ステップ・アンド・スキャン・システムで繰り返され、測定と露光が並行して行われます。
これらのチップは、回路の「マルチストーリー・シティ」を形成し、ウェハー薄い層に数十億の微小な接続があります。これらの構造がチップメーカーがチップに詰め込むことができるほど多くなるにつれて、チップはより高速でより強力になります。
ASMLには2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・システムについて説明してください。
EUVは、初期以来のリソグラフィの最大の進歩を表します。EUV光は、空気を含むすべてのものによって吸収されるため、扱いが難しいです。
EUVリソグラフィ・システムには、光がウェハーに到達するまでに十分に移動できる大きな真空チャンバーがあります。光は、超反射ミラーのシリーズ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て、1秒あたり50,000回移動する微小な錫の液滴に発射し、プラズマを生成してEUV光を発生させ、ビームに焦点を当てます。
DUVリソグラフィ・システムとEUVリソグラフィ・システムの違いを説明してください。
私たちのDUVリソグラフィ・システムは、業界の主力製品であり、幅広い半導体ノードとテクノロジーを製造するために使用されます。EUVは、DUVシステムとともに、最も高度なノードと重要な層で使用され、スケーリングを促進するために使用されます。
ASMLは古いシステム such as ‘クラシック’ PAS 5500とTWINSCANリソグラフィ・システムをリファビッシュしています。これらのシステムは現在何のためにリファビッシュされていますか？
モアの法則とモア・ザン・モアは、コスト効率の高いソリューションに対する需要を促進し、新しく構築されたTWINSCAN浸透および乾燥システム、およびリファビッシュされたPAS 5500とTWINSCANステッパーおよびスキャナーの販売を促進しています。
ASMLが現在対応できるナノメートル波長は何ですか？
ASMLの最も高度なEUVリソグラフィ・システムは、13.5 nmのEUV光の波長を提供します。
モアの法則は数十年間一貫して続いていますが、モアの法則が近く終わりを迎えるのか、それともさらに伸ばすことができるのかについてどう思いますか？
モアの法則を拡張することは、ますます困難で高コストになりますが、まだ終わりではありません。私たちは物理学の基本的な限界に近づいていると思われているほどではありません。次世代のチップ設計には、よりエキゾチックな材料、新しいパッケージ技術、およびより複雑な3D設計が含まれます。これらの新しい設計により、次の大きなイノベーションの波、例えば高度な人工知能や5Gによる高速接続、およびまだ考えられていない消費者製品が可能になります。
私はASMLのアプリケーション事業部門内で働いており、ハードウェアのパフォーマンス能力を拡張するソフトウェア・ソリューションを開発しています。このソフトウェアは、チップメーカーがシリコン上に小さなパターンを大量生産するために使用されます。私たちのリソグラフィ・システムが小さな寸法でチップを製造することは、開発するソフトウェアがなければ不可能です。
私たちのエンジニアチームは、パターン形成プロセスに影響を与える物理的影響を理解し、モデル化するために不断に努力しています。つまり、設計パターンがシリコンウェハーに印刷される方法を予測し、イメージを生成するためにその形状を最適化する必要があります。
これは、繰り返し、計算機的に集中したプロセスであり、大規模な分散型ハイパフォーマンス・コンピューティング・アーキテクチャの効率的かつ正確な利用を必要とします。今日の高度なチップには数十億のトランジスタがあります。つまり、24時間以内に極めて高い精度で数十億のパターンのイメージングをシミュレートおよび最適化する必要があります。モデルのパフォーマンスを、精度と実行時間の点で継続的に改善する方法を見つける必要があります。
チップレイアウトがモアの法則を拡張するにつれてより複雑になるにつれて、マシンラーニングはシミュレーションと製造プロセスの重要な部分を大幅に高速化できます。ASML Silicon Valley内のチームでは、データサイエンティストは、物理モデルに不明な複雑な物理学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する方法を研究しています。次に、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補完します。
厳格な物理モデルとマシンラーニング・モデルを開発するための方法論は非常に似ています。両方とも、予測を形成するために多くの実験結果とデータが必要です。しかし、マシンラーニングは多くの時間と労力を節約し、精度を向上させます。また、製造環境で生成される大量のデータをより充分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、私たちの業界を横切るより広いテーマを示す一例です。モアの法則を拡張するという使命を与えられたテクノロジストがいる限り、新しいイノベーションソリューションがスケーリング問題に対処するために多くの異なる創造的なアプローチを提供します。
ASMLについてさらに共有したいことはありますか？
シリコンバレーでは、ASMLはモアの法則を拡張するために独自の物理モデリングと数値アルゴリズムの専門知識を活用するソフトウェアのパワーハウスを雇用しています。
これにより、会社のいくつかの重要な課題に焦点を当てることができます。具体的には：
- 計算能力の増大を利用して、モアの法則を拡張するためにリソグラフィプロセスをシミュレートするマシンラーニング・アプリケーションをさらに進化させること、
- 計算およびメトロロジーの専門知識を統合して、モデル精度を向上させ、さらに高品質な画像データを生成および活用してパターン形成最適化技術を改善すること、そして
- 次世代EUVリソグラフィ・ロードマップをサポートするために計算ソリューションを拡張することです。
これらの異なる製品ロードマップはそれぞれ、チップメーカーの積極的なスケーリング努力を維持する上で重要です。マシンラーニングは、各パスで使用される有効な技術です。私たちのイノベーションは、消費者テクノロジー業界全体を前進させただけでなく、私たちが増加する計算能力を得るにつれて、私たちの製品内でのさらなるイノベーションも推進します。
すべての質問に答えてくださりありがとうございます。さらに詳しく知りたい読者は、ASML Silicon Valleyを訪問してください
