ドライエッチングとは プラズマのイオンで膜を削る、極低温で3D NANDの深い穴を2.5倍速く
ドライエッチングは、プラズマの中のイオンを膜に当てて削る方法で、今の半導体の加工の主流です。ラムリサーチは、3D NANDの深さ10マイクロメートルの穴を、極低温の方式で従来の2.5倍の速さで削れるとしています。
- ドライエッチングは、ガスをプラズマにし、イオンと反応性のガスで膜を削る方法です。
- イオンが真下から当たるため、横に広がらず、細く深い穴や溝を作れます。
- ラムリサーチの3D NAND向けの絶縁膜のエッチング装置は7,500室超が量産で使われ、うち約1,000室が極低温の方式です。
- 極低温の方式は、深さ10マイクロメートルの穴を従来の2.5倍の速さで削り、上下の寸法の差を0.1%未満に抑えます。
ドライエッチングは、液体を使わず、ガスをプラズマの状態にして膜を削る方法です。プラズマは、ガスに強い電気のエネルギーを与えて、電気を帯びた粒(イオン)と反応しやすい粒に分けた状態を指します。ラムリサーチの説明では、主な方法はイオンを膜に当てて削る反応性イオンエッチング(RIE)です。
真下に削れる理由
RIEでは、ウエハーに電圧をかけてイオンを真上から引き寄せます。イオンがぶつかる面では、反応性のガスとの化学反応が進み、膜が削れる仕組みです。壁の面にはイオンがあまり当たらないため、横には削れにくくなります。これにより、レジストの模様の幅のまま、真下に深く削れます。薬液で溶かすウエットエッチングとの一番の違いです。
導体と絶縁膜
ラムリサーチは、エッチングの装置を削る相手で分けています。トランジスタなど電気を通す部分の形を作る導体のエッチングには「Kiyo」や「Akara」、絶縁膜のエッチングには「Flex」という製品群です。細く深い穴を削る装置には、極低温の方式を使う「Vantex」もあります。
3D NANDの深い穴
3D NANDは、メモリーの層を縦に何百層も重ね、そこに上から下まで貫く細い穴をあけます。ラムリサーチは2024年7月、極低温の方式の新しい技術「Lam Cryo 3.0」を発表しました。低い温度にすることで、新しい組み合わせのガスを使えるようになり、削る速さが上がり、穴の形もまっすぐになるとしています。
| 項目 | 数字 |
|---|---|
| 削れる穴の深さ | 最大10マイクロメートル |
| 削る速さ(従来の絶縁膜の方式比) | 2.5倍 |
| 穴の上と下の寸法の差 | 0.1%未満 |
| 1枚あたりの電力(同) | 40%減 |
| NANDの量産で使う絶縁膜のエッチングの処理室 | 7,500室超 |
| うち極低温の方式 | 約1,000室 |
極低温の方式を量産に入れたのは2019年。これまでに500万枚のウエハーの製造に使われたとしています。
東京エレクトロンも、2026年4〜9月の決算説明で、3D NANDの穴をあける極低温のエッチング装置の量産の受注が順調だとしています。ラムリサーチは製品のページで、Lam Cryo 3.0を400層以上の3D NAND向けに最適化したと説明しています。
関連する用語
- プラズマ:ガスにエネルギーを与え、イオンなどに分けた状態。
- アスペクト比:穴の深さと幅の比。高いほど細く深い穴です。
- 原子層エッチング(ALE):原子の層を数枚ずつ削る、さらに細かいドライエッチング。
ラムリサーチの2026年10〜12月期の売上高の見通しは86億ドル(上下4億ドル)です。
- Etch(Lam Research、2026年11月時点)
- Cryogenic Etching(Lam Research、2026年11月時点)
- Lam Research Introduces Lam Cryo 3.0 Cryogenic Etch Technology(Lam Research、2024年7月31日)
- 2027年3月期第2四半期 決算説明会資料(東京エレクトロン、2026年10月30日)
- Lam Research Corporation Reports Financial Results for the Quarter Ended September 27, 2026(Lam Research、SEC Form 8-K、2026年10月21日)
この記事は公開資料をもとに作成しています。売買をすすめるものではありません。誤りを見つけたら訂正します(編集方針)。
関連する記事
エッチングとは 回路の形に膜を削る工程、ラムリサーチは7〜9月に売上高82億ドル
エッチングは、レジストで覆われていない部分の膜を削り、回路の形を作る工程です。エッチング装置の大手の米ラムリサーチの2026年7〜9月期の売上高は82億2,000万ドルで、前の四半期比22%増えました。
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)は、原子の層を数枚ずつ削る、最も細かい加工のエッチングです。東京エレクトロンは、ALEを原子の層を積むALDと「逆の関係」にある技術と説明し、2025年の専門の学会でALEを含む10件を発表しました。
ウエットエッチングとは 薬液で膜を溶かす工程、窒化膜には高温のリン酸
ウエットエッチングは、薬液に触れさせて膜を溶かす方法で、洗浄と並ぶ「ウエット」の工程の1つです。芝浦メカトロニクスは、1枚ずつ処理する高温のリン酸のエッチング装置が先端品の量産に使われているとしています。
建設のリードタイムとは TSMC熊本は着工から開所まで約1年10か月、アリゾナは発表から量産まで約4年半
建設のリードタイムとは、工場やデータセンターの着工から稼働までにかかる時間です。TSMCの熊本の第1工場は2022年4月に着工し、2024年2月に開所式を開きました。