SK hynixがEUV技術で微細化の限界を克服し次世代メモリ開発を加速

SK hynixは、回折現象による回路形成の限界を克服するため、従来のArF工程より波長が約14倍短い13.5nmのEUV技術を活用している。同社は2021年のDRAMへの導入以降、世界初の10ナノ級第6世代DDR5やLPDDR6の開発において、この超微細パターン技術を適用している。

半導体チップ上に微細な回路を描き出すフォト（Photo）工程の核心は、光を扱う技術にある。AI時代の到来により、膨大なデータを迅速に処理する要求が高まる中、一つのチップにより多くの素子やメモリセルを詰め込む「微細化競争」が半導体業界の焦点となっている。

SK hynixが公開した技術コンテンツ「Invisibles」によると、フォト工程はシリコンウェハー上に光に反応する感光剤（PR）を塗布することから始まる。設計図が描かれたフォトマスクの微細なパターンを通過した光が、レンズを経てウェハー上に縮小されたイメージを形成する。この際、光を受けた領域が除去されるか（ポジティブPR）、あるいは残るか（ネガティブPR）によって、精緻な明暗パターンが作られる。

回折現象がもたらす技術的障壁、短波長のEUVが解決策に

パターンが密になるほど、技術的な難易度は急激に高まる。パターンが微細化するにつれ、光が狭い隙間を通過する際に様々な方向へ曲がる「回折現象」が深刻化するためだ。回折した光が互いに重なり合うことで隣接するパターンの境界がぼやけたり、一部の光がレンズの範囲を外れてウェハーに伝わるパターン情報が減少したりする問題が発生する。結果として、回路が潰れたり、正しく形成されなかったりする限界に直面することになる。

こうした物理的な限界を克服するために導入されたのが、極端紫外線（EUV）工程である。露光工程の解像度（近い2点を識別できる最小距離）は、光の波長が短いほど高くなる。従来のArF（フッ化アルゴン）工程よりも波長が約14倍短い13.5nm波長のEUVを使用すれば、より精密な回路を一度に実現できる。これは、パターンを2回に分けて露光しなければならなかった従来の複雑な「マルチパターニング（Multi Patterning）」への依存度を下げる効果もある。

DRAMからLPDDR6まで、SK hynixの超微細工程の最適化

SK hynixは、EUV工程の最適化を通じてメモリ微細化の限界を突破してきた。2021年にDRAM工程へEUVを初めて導入して以来、2024年には世界で初めて開発した10ナノ級第6世代DDR5を発表した。さらに今年は、世界で初めて認証を完了した10ナノ級LPDDR6に至るまで、次世代メモリ製品群に超微細パターン技術を適用している。

業界の視線は現在、より高い解像度を実現できる「High NA（高開口数）EUV」へと向かっている。光をより精密に集めることができるHigh NA EUV技術は、数ナノメートル（nm）単位の超微細工程を可能にする核心的な動力である。SK hynixは、こうした光学技術の進歩に基づき、より多くのデータを保存・処理できる高集積メモリの実現に注力している。

出典：元の動画（YouTube）