NvidiaがASML、TSMC、Synopsysと組み、���Q機リソで2nmノードを突破へ
プロセスノード2nm以�Tの次世代半導��チップ���]に�Lかせない、���Q機リソグラフィ（Computational Lithography）のエコシステムをTSMCとNvidia、ASML、Synopsysが設立した。3nmノードの実チップ�屬任虜脳��∨，�13nm��までやってきて、�S長13.5nmのEUVリソでもOPC（光�Z接効果����）の導入が�Lかせなくなってきた。���Q機リソはそのための�\術である。
図1 ���Q機リソグラフィ（OPC）がEUVにも使われるようになってくる 出�Z：Nvidia
KrFやArFリソグラフィで使われるレーザー光の�S長は、それぞれ248nm、193nmであるが、これらの�S長よりも微細なパターンを加工するためOPC�\術が使われていた。130nm、90nmプロセスでは日本が世�cの先頭になってOPC�\術を�~使、量��プロセスを確立してきた。OPC�\術は、ArFリソグラフィでも使われてきたが、�S長13.5nmのEUV時代になって再びOPC�\術が使われる��要性が出てきた。実�∨，離僖拭璽鸚�幅が�S長と同じ13nm��まで微細になってきたからだ。
図1に��すように実際の設��パターンをそのまま使って露光しても光の屈折や反�o、�v折などの影�xを�pけて、シリコン�屬任論濕�パターンを忠実に再現できない。このため、最終的にシリコン�屬乃瓩瓩襯僖拭璽鷏喪Xになるように、マスクパターンや位相を�T��するOPCや、光源の形�Xやマスクパターンを最適化して��点深度などのプロセスマージンを改��する��解�偽\術などが��要になる。そこで、シリコン�屬亮揃喪Xから逆�Qしてフォトマスクの形�Xパターンを���Qで見つけておかなくてはならない。これが���Q機リソグラフィと�}ばれる�\術だ。
Nvidiaは、���Q機リソ��のソフトウェアcuLithoと、GPUを�j量に搭載した���Q機Nvidia DGX H100を�eっているが、この���Q機リソでは500��のH100システムを使っている。これまでのCPUベースの���Qでは2週間かかっていた���Q期間を�k晩で済ませるようなスピードにできた。つまりフォトマスクの�U作に週間かかっていた時間を�k晩に�]縮できるようになったという。逆に言えば、cuLithoを使う工場ではフォトマスク、すなわちチップ設��のテンプレートの�攵掚が3〜5倍向�屬掘⊆��Qに��要だった消�J電��が1/9に削��できることになる。500��のH100システムは、4万��のCPUシステムに相当する、とNvidiaは見積もっている。
図2 高NAのEUVシステム 出�Z：Nvidia、ASML
このcuLithoのチームは、��来CPUで行っていた���Q機リソをGPUで���Qするようになったことで、さらなる微細化を進めることができると、TSMC社CEOのC.C. Wei��は期待している。同様にリソグラフィ����を提供するASML社のCEOであるPeter Wennink��は、GPUのサポートを�O社の���Q機リソソフトウエア����に組み込む��画であり、これによって高NAのEUV����（図2）の時代が真実味を帯びてきた、と語っている。また、OPCソフトウェアを提供しているSynopsysのCEOであるAart de Geus��は、「Nvidiaとコラボすることによって、SynopsysのOPCソフトウェアをcuLitho�屬覗�らせられるため、これまで数週間かかっていた作業が数日でできるようになる」と期待している。
この�\術は、Nvidia主��のGTC 2023で発表された。ラピダスは2nmプロセスから量��を始める�疑砲任△襪�ら、この���Qリソグラフィ�\術は�Lかせない。今�vの4社によるコラボレーションを、Nvidia のニュースリリースではファウンデーションという言い�気鬚靴討い襦�参考�@料1）。ラピダスはこのファウンデーションに入れるのか、あるいは�Oら���Qリソのパートナーシップを作るのか、早くも新しい課��が出てきた。
参考�@料
1. "NVIDIA, ASML, TSMC and Synopsys Set Foundation for Next-Generation Chip Manufacturing", Nvidia
(2023/03/21)
