SK hynix sta esaminando le nuove apparecchiature di incisione criogenica di Tokyo Electron (TEL), capaci di operare a temperature di -70°C per abilitare lo sviluppo di nuove generazioni di NAND 3D con oltre 400 strati. Gli strumenti di incisione criogenica possono operare tre volte più velocemente rispetto agli strumenti convenzionali, una capacità che risulterà fondamentale per i moduli NAND 3D con più di 400 strati attivi.
SK hynix sta adottando un approccio pionieristico nella valutazione di questa tecnologia, inviando wafers di test ai laboratori di Tokyo Electron in Giappone, anziché importare direttamente le apparecchiature in Corea del Sud. Questo metodo consente al produttore di NAND 3D di valutare efficacemente il potenziale della tecnologia senza dover installare fisicamente gli strumenti nei propri impianti. L'apparecchiatura di incisione opera a una temperatura gelida di -70°C, offrendo un marcato contrasto rispetto alla gamma di 0°C a 30°C dei processi di incisione attuali.
La macchina di incisione di nuova generazione di TEL può realizzare un'incisione profonda 10 µm con un elevato rapporto di aspetto in soli 33 minuti, più di tre volte più veloce degli strumenti esistenti. Questo risultato rappresenta non solo un importante avanzamento tecnico ma anche un significativo incremento dell'efficienza nella produzione di NAND 3D, che potrebbe ridefinire le tempistiche di produzione e la qualità dell'output dei dispositivi 3D NAND.
La produzione di 3D NAND, nonostante l'apparente semplicità nel 'forare buchi verticali', presenta in realtà notevoli sfide. Ottenere fori profondi per i canali di memoria con buona uniformità è una sfida importante, motivo per cui l'industria ha adottato strategie come la doppia e persino la tripla sovrapposizione (costruendo due o tre pile separate invece di una con un foro del canale 'profondo') per i NAND 3D.
I prodotti NAND 3D a 321 strati di SK hynix impiegano attualmente una struttura a triplo stacking. La decisione se i futuri prodotti con più di 400 strati passeranno a un stacking singolo o doppio dipenderà dalla affidabilità della prestazione dello strumento e dalla sua capacità di riprodurre coerentemente i suoi risultati.
Un vantaggio ambientale significativo delle apparecchiature di TEL è l'utilizzo del gas di fluoro di idrogeno (HF), che ha un potenziale di riscaldamento globale (GWP) inferiore a 1. Questo è una drastica riduzione rispetto ai perfluorocarburi tradizionalmente usati, come tetrafluoruro di carbonio (CF4) e octafluoropropano (C4F8), i quali presentano GWP di 6030 e 9540 rispettivamente. Di conseguenza, la potenziale adozione delle nuove attrezzature di TEL riflette un trend crescente nell'industria verso pratiche di produzione più ecosostenibili.
Mentre SK hynix sta testando lo strumento di incisione inviando wafers a Tokyo Electron, anche Samsung Electronics sta valutando la stessa tecnologia, importando una versione dimostrativa dello strumento. I risultati di questi test determineranno l'adozione futura e la potenziale standardizzazione delle tecnologie di incisione criogenica nella produzione di semiconduttori in generale.