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» 2018年11月16日 09時30分 公開

福田昭のストレージ通信(124) 3D NANDのスケーリング(12):絶縁膜の埋め込みと平坦化が、複雑な形状の加工を支える (2/2)

[福田昭,EE Times Japan]
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平坦化工程を繰り返す3D NANDフラッシュの製造ステップ

 複雑な形状に対して絶縁膜を埋め込んだ後や、複雑な形状を加工する途中で溝や孔などに埋め込んだ薄膜に対して実行するプロセスが、「平坦化(Planarization)」工程である。

 「平坦化」とは文字通り、表面を平らにすることだ。溝や孔、階段などの複雑な形状を埋め込んだ薄膜の表面には、元の複雑な形状に類似した凹凸が存在する。この凹凸のある表面をCMP(Chemical Mechanical Polishing:化学的機械的研磨)技術によって削り、非常に精度の高い(平坦度の高い)フラットな表面を形成する。表面の粗さは1〜2nm以下に過ぎない。

 平坦度の高い表面は、次のステップであるリソグラフィで高い解像度を維持することに大いに役立つ。言い換えると、平坦化技術がリソグラフィの加工精度を左右する。

 3D NANDフラッシュメモリの製造ステップでは、非常に複雑な形状の加工を繰り返す。このため、CMP技術による平坦化工程の数が多い。従来技術であるプレーナー型(2D)NANDフラッシュメモリの製造工程に比べると、3D NANDフラッシュ製造における平坦化工程の挿入数は約3倍に達するとされる。

3D NANDフラッシュメモリの断面構造図と、埋め込んだ絶縁膜に対して「平坦化(Planarization)」工程を実施する部分(橙色の実線で囲んだ部分、上方は拡大図) (クリックで拡大) 出典:Applied Materials
「平坦化(Planarization)」技術の概要と課題、解決策のまとめ (クリックで拡大) 出典:Applied Materials

(次回に続く)

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