【抜粋記事】東芝メモリら4社連合、ナノインプリントでNANDを19年にも量産へ

日経テクノロジーオンライン
東芝メモリら4社連合、ナノインプリントでNANDを19年にも量産へ

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東芝がNILでマスターテンプレート上に試作したHP 20nmのレジストパターンの断面写真 (写真:東芝)

キヤノン、大日本印刷(DNP)、東芝メモリ(旧東芝)および韓国SK Hynix社の4社は、半導体露光技術の国際会議「SPIE Advanced Lithography 2017(SPIE)」にそれぞれ登壇、ナノインプリントリソグラフィー(NIL)技術がNANDフラッシュメモリーの量産適用に大きく近づいた状況を発表




インプリント(刻印)は、溝などのパターンを彫り込んだ型を、それより柔らかい相手に圧着してパターンを転写する技術



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図1 ハンコを押すようにレジストをパターニング

これまでNILの実用化には課題が山積していた。(1)欠陥密度が非常に多い、(2)パターンのハーフピッチ(HP)が20nm前後と非常に微細で、しかも位置合わせ精度が±3nm以下と非常に高い。その結果、非常に高価な位置合わせ装置が必要になる、(3)「マスターテンプレート」は、電子ビーム(EB)リソグラフィーを用いて作製するため、非常に高価になる、(4)レプリカテンプレートの寿命が短い


今回のSPIEでキヤノンや東芝らは、(1)ウエハー上の欠陥密度が、3次元(3D)NANDフラッシュメモリーの量産に必要な水準の約10倍程度に低減したことを明らかにした



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図2 欠陥密度は10年で100万分の1以下に低減

東芝メモリらは、欠陥密度を、2017年内にさらに数分の1に、2019年には、量産に必要な水準の1/10、現行の約1/100にまで低減する目標を立てている


この目標の根拠の一つは「レプリカテンプレートの製造装置を10年ぶりに刷新する」(東芝メモリ メモリ技術研究所 プロセス技術研究開発センター 技監の東木達彦氏)ことに表れる。これがキヤノンが2017年2月に発表した新しいレプリカテンプレート製造装置の「FPA-1100NR2」である。NIL用テンプレートを製造するDNPは同年3月にこの装置を導入


NILをNANDフラッシュメモリーの製造に導入することのメリットは、「配線パターンやコンタクトホール(CH)のパターニングの製造コストが大きく低減すること」(東木氏)だという



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図3 コンタクトホール形成ではEUVLの1/4のコストに

特にCHについては、装置代にマスクやプロセスのコストを加えたトータルなコスト比較でもコストを約1/4にできるとする


残る主な課題のうち(図4)、(4)のレプリカテンプレートの寿命などは「2018年末までには実用水準に改善できる見通し」(東芝メモリ)だとする



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図4 レプリカテンプレートの寿命を3倍超にする必要

早ければ2019年にも量産プロセスに導入する可能性がありそうだ



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