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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。

ポイント
  • 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。

ラムリサーチの極低温エッチング(2024年7月の発表から)
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。

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)。

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