原子層エッチング（ALE）とは　表面を変えてから剥がす2段の繰り返しで、原子の層を数枚ずつ削る

原子層エッチング（ALE、Atomic Layer Etching）は、膜を原子の層の単位で少しずつ削る技術です。ラムリサーチは、ALEを、数枚の原子の層ずつ材料を取り除く先端のエッチングと説明しています。普通のドライエッチングがプラズマで一気に削るのに対し、ALEは小さな段階を何度も繰り返して削ります。

2段の繰り返し

ALEの1回の手順は、2つの段階でできています。1つ目は、ガスやプラズマを当てて、膜のいちばん上の層だけを、取り除きやすい状態に変える段階です。2つ目は、イオンや熱などで、変えた層だけを剥がす段階です。この2つを1組として、決まった回数だけ繰り返します。

それぞれの段階は、表面の反応が終わると、それ以上は進みません。これを自己制限と呼びます。削る量は、繰り返しの回数でほぼ決まる仕組みです。削った後の表面も荒れにくくなります。

普通のドライエッチングとALE

項目	普通のドライエッチング（RIE）	原子層エッチング（ALE）
削り方	プラズマで連続して削る	表面を変える段階と剥がす段階を繰り返す
削る量の決まり方	時間と条件	繰り返しの回数
得意なこと	速く、深く削る	ごく薄い膜を、ばらつきなく削る
苦手なこと	原子の層の単位の制御	削る速さが遅い

ALDと対になる技術

東京エレクトロンは、ALEをALD（原子層堆積）と逆の関係にあると説明しています。ALDは、原料のガスを交互に流し、原子の層を1枚ずつ積むように膜を付ける成膜の方法です。どちらも表面の反応が自然に止まる性質を使います。ALDの装置では、KOKUSAI ELECTRICが、3D NANDの200層以下の世代で50%だった少量のバッチ式のALD装置の比率が、400層以上では80%に上がると見ています。

各社の取り組み

ラムリサーチは、絶縁膜のエッチングの装置「Flex」で、ALE、極低温のエッチング、RIEを使い分けます。別の装置群では、ほかの膜をほとんど削らずに狙った膜だけを、オングストローム（0.1ナノメートル）の精度で取り除くとしています。同社の2026年7〜9月期の売上高は82億2,000万ドルでした。

東京エレクトロンは、2025年6月22〜25日に韓国の済州島で開かれた学会「ALD/ALE 2025」で、共著を含め10件を発表しました。ALE関連では、極低温で二酸化ケイ素を削るALE、薬液を使うタングステンのALEで表面の荒れを抑える研究、温暖化への影響が小さいガスを使うALEの比較などがありました。

関連する用語

• ALD（原子層堆積）：原子の層を1枚ずつ積む成膜の方法。ALEの逆です。
• 自己制限：表面の反応が終わると、それ以上は進まない性質。
• ドライエッチング：プラズマを使って膜を削る方法。