「超垂直な」メモリホールを高速加工 1000層NANDの実現に向け：Lam Researchの第3世代「Cryo」（1/2 ページ）

Lam Researchは、1000層を超える3D（3次元） NANDフラッシュメモリの加工に向け、極低温絶縁膜エッチング技術の最新世代「Cryo 3.0」を発表した。100：1という高いアスペクト比のメモリホールを、極めて垂直に高速で加工できるという。

[村尾麻悠子，EE Times Japan]

　Lam Research（以下、Lam）は2024年7月、第3世代となる極低温絶縁膜エッチング技術「Lam Cryo（クライオ） 3.0」を発表した。これに伴い、日本法人のラムリサーチは同年8月22日、記者説明会を開催し、同技術の詳細を説明した。Lamのエッチングチャンバー「Vantex」に適用することで、3D（3次元） NAND型フラッシュメモリのメモリホールを高速かつ高精度に加工できるようになる。1000層を超える3D NANDフラッシュの開発が進む中、その実現を支える重要な技術になると、ラムリサーチ Regional Technology Group Managing Directorの西澤孝則氏は強調する。

「深くて真っすぐな穴を掘る」

ラムリサーチの西澤孝則氏

　AI（人工知能）の普及などで最先端メモリ／ストレージの需要が増大していることから、NANDフラッシュでは高密度化によるビットコスト（ビット当たりのコスト）の低減が、以前にも増して求められるようになっている。そのため、特に積層化の競争は激しく、「NANDフラッシュメーカー各社は、1000層の3D NANDフラッシュの開発を視野に入れている」（西澤氏）

　現在、NANDフラッシュでは200層や300層を超える積層数の製品が発表されている。このように積層数が多いNANDフラッシュの製造では、メモリホール（メモリチャネル）をいかに高精度かつ高速に加工できるかが重要になる。「200層を超えるNANDフラッシュでは、メモリホールのアスペクト比は50：1を超える。しかも、1枚の300mmウエハーに1兆個以上のメモリホールを、ほぼ完璧に開けなくてはならない」（西澤氏）

積層数が増えると、メモリホールの加工の難易度が上がる［クリックで拡大］ 出所：Lam Research

　これだけアスペクト比が高い穴を加工するのは難易度が高い。まず、そもそも「垂直に」加工することが難しい。途中でゆがんだり、下層に行くにつれて細くなってしまったりするからだ。メモリホールの垂直性が不十分だとデバイス性能に悪影響を与える。垂直に加工できず、メモリホールの穴径（CD：Critical Dimension））が上層と下層で違い過ぎると、多値メモリのしきい値判別などに支障が出てしまう。「メモリセルの積層数を増やすためには、メモリホールを上から下まで垂直に加工できる技術が必要になる」（西澤氏）

左＝加工の垂直性が低いと、デバイス性能に悪影響を及ぼす／右＝CDが上部と下部で違いすぎると、特に多値メモリのしきい値判別でエラーが起こりやすくなる［クリックで拡大］ 出所：Lam Research

　Lamは、高アスペクト比（HAR：High Aspect Ratio）のメモリホールを高精度に加工するHAR絶縁体エッチングチャンバーや技術を提供してきた。Cryoは、極低温でエッチングすることで、垂直性が高く、かつ真円度が高い（上から見ると真円に近い）メモリホールを加工できる技術だ。2019年に第1世代をリリースし、量産に適用した。現在、LamのHAR絶縁体エッチングチャンバーは7500台以上がNANDフラッシュの製造に使われていて、そのうち約1000台にCryoが適用されているという。西澤氏は「当社の極低温エッチング技術は、安定した性能を量産において実現できていることが最大の強みだ」と強調する。

Lamの「Cryo」エッチング技術を適用すると、メモリホールを新円に近い形で加工できる［クリックで拡大］ 出所：Lam Research