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3D NAND Flash層數增加 於薄膜蒸鍍製程面臨生產效能與沉積層彎曲課題

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DIGITIMES Research觀察,3D NAND Flash自垂直堆疊48層朝64層邁進,除蝕刻通道厚度增加可能需改採乾蝕刻技術外,由於呈氧化物-氮化物-氧化物交替式沉積的薄膜層數增加,面臨生產效能待提升、沉積層易彎曲、缺陷碰撞更嚴重等課題,使得更多層3D NAND Flash在薄膜蒸鍍製程的難度提升。

半導體薄膜生成主要採用化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition;CVD)技術,其運用熱、電漿、光等化學氣相反應形成薄膜,而CVD又涵蓋電漿輔助化學氣相沈積(Plasma-Enhanced CVD;PECVD)、低壓化學氣相沉積(Low-Pressure CVD;LPCVD)及原子層沉積(Atomic Layer Deposition;ALD)等方式,3D NAND Flash於垂直堆疊的薄膜沉積主要採用PECVD。

3D NAND Flash自垂直堆疊48層增至64層,需追加PECVD製程的次數,理論上,薄膜蒸鍍次數自48次增至64次,所需生產時間將增加約33%,在製程步驟數變多的情況下,有必要提升PECVD生產效能。

除生產效能待提升外,因垂直堆疊層數增加,在下方沉積層所承受負重增加的情況下,沉積層彎曲導致波浪狀薄膜層的問題亦將較以往容易發生,且製程中若產生缺陷,將因層數增加而擴大碰撞,此將對生產良率造成負面影響。

DIGITIMES Research觀察,3D NAND Flash朝64層以上垂直堆疊發展,於薄膜蒸鍍製程,除對PECVD設備需求增加外,尚需設備商配合記憶體業者提升製程技術,朝更快速生產、薄膜平坦一致、低缺陷等目標邁進。

3D NAND Flash自垂直堆疊48層朝64層發展在薄膜沉積方面的主要挑戰
資料來源:LAMResearch、南韓NH投資證券,DIGITIMES整理,2016/10

內文目錄

  • 薄膜沉積製程隨3D NAND Flash層數增加將成課題
  • 3D NAND Flash層數增加面臨PECVD生產效能與沉積層彎曲問題
  • 結語

圖表目錄

  • 薄膜沉積為3D NAND Flash垂直堆疊層增加的課題之一
  • 化學與物理氣相沉積主要特性比較
  • 化學氣相沉積製程設備主要構造
  • 6 個圖表

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