サイクルタイムの改善が競争力の源泉

[2007年08月号]

By Jun Takahashi

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　エルピーダメモリは、2006年12月に70nmプロセスによる量産を開始した。現在の生産量は月300mmウェーハ2万枚強、年末には6万5000枚を前倒しで実現する。エルピーダメモリ執行役員兼広島エルピーダメモリ取締役執行役員工場長山本二郎氏は、同工場の強みの一つとして、開発から量産までの時間の短縮を挙げる。同工場では、量産ラインでプロセス開発を並行して行っている。これにより、「やっとDRAM製造で競合他社に先んじて70nmの先端プロセスの導入ができた」（山本氏）。70nmの立ち上げ期間は、90nmや130nmよりさらに短い習熟期間を記録し、また、歩留まりも一番高く維持しているという。量産ラインで開発を行うことでレシピの完成にかかる時間も短くなった。継続して次世代プロセスの開発を行っているため、90nmプロセス量産時には、すでに70nmの一部工程が完成次第、90nmに導入し検証を行っている。特に技術世代にあまり影響を与えない成膜工程においては、DRAM容量膜の検証を先んじて前世代で済ました。山本氏は「どんなに繁忙期においても量産ラインでは、一定数のウェーハを開発用に確保し、開発速度を落とさないことを開発チームに約束している」という。

広島エルピーダメモリのクリーンルーム内
（提供：エルピーダメモリ）

プロセス時間の短縮は限界、サイクルタイムの短縮に注力

　サイクルタイムの短縮は生産性に直結する。製造ラインで費やされる時間は、実際のプロセス時間、搬送時間、待ち時間に分けられる。プロセス時間は実際にはすでにかなり短かく、また、工程も短くしているので、大幅な短縮の余地はない。一方でウェーハが装置前やストッカ内で待つ時間が長いことが分かった。同社は、サイクルタイムを数段階を経て改善させていった。DRAMの製造プロセスは、数百工程に上る。この間ウェーハは、多くの装置の間を行き来する。この時の仕掛かりの効率化が重要だ。同工場では、全ての装置の前に計算された数量の仕掛かりしか持たないようにした。全ての待ち時間を最小化。これはソフトウェアによるシミュレーションでは実現できない。1000台を超える製造装置を持っているが、いつも予期せぬ故障により装置が突然停止する。これに対応するには人による瞬時の判断が必要だ。これにより、一般的なサイクルタイムからは半減し、ロジックで早い方だとされるマスクトゥマスク（1マスクレイヤーにかかる時間）の1.5～1.8日よりも速くなったとしている。

SiPの事業化も検討

　エルピーダでは、システムインパッケージ（SiP）は秋田エルピーダで対応する。これまではフラッシュメモリーメーカーやMPUメーカーにDRAMを販売し、ユーザーがSiP化を行う形態をとっていたが、今後はもっと薄厚のメモリーを多段に積む需要が増えていく。山本氏は、NAND型フラッシュメモリーの方が価格が安い状況になったときには、同社がDRAMをコアにSiPを事業としてやっていくべきと考えている。さらに、秋田エルピーダにおいては、今後マルチチップパッケージ（MCP）やパッケージオンパッケージ（PoP）を製品化していく。