GLOSSARY

ドライエッチングとは

Dry Etching
最終更新:2026-08-12エッチング装置ドライエッチング装置

定義・解説

ドライエッチングとは、プラズマや反応性ガスを用いて気相(ドライ)でウェハ表面の材料を除去するエッチング手法の総称です。薬液を使うウェットエッチングとは異なり、真空チャンバー内でプラズマを生成して処理します。現代の半導体製造では微細パターン形成の主力プロセスです。

代表的な方式はRIE(Reactive Ion Etching:反応性イオンエッチング)で、化学的エッチング(ラジカルによる反応)と物理的スパッタリング(イオン衝撃)を組み合わせます。垂直方向への強い異方性を持つため、幅数nm〜数十nmの微細なパターン側壁を垂直に形成でき、回路の高密度化に不可欠です。プラズマ源の方式によりICP(誘導結合プラズマ)やCCP(容量結合プラズマ)などのバリエーションがあります。

ドライエッチングの選択比(エッチングしたい材料と残したい材料のエッチング速度の比)はプロセスガスの組成・圧力・パワーで制御されます。シリコンにはSF₆/Cl₂系、SiO₂にはCxFy系(C₄F₈など)フルオロカーボンガス、SiNにはCHF₃系が代表的です。エッチングガスの組成最適化が最終パターン形状の制御に直結します。

ドライエッチングの主な用途は、ゲート電極の加工、コンタクトホール・ビアホールの形成、サイドウォールスペーサーのエッチバック、トレンチ分離(STI)、3D NANDのチャネルホール形成などです。先端プロセスでは原子層単位の制御が可能なALE(Atomic Layer Etching:原子層エッチング)も台頭しています。

ALE(原子層エッチング)はALDの逆プロセスで、表面を1原子層ずつ精密に除去します。高アスペクト比構造・GAAナノシート形成・精密なSiGe選択除去などに不可欠な最先端技術です。主要装置メーカーはLam Research(Kiyo、Flex系)、東京エレクトロン(Tactras、Certas系)、Applied Materials(Producer、Centura系)です。

図解

ドライエッチング(RIE)プロセス断面図。①レジストマスク形成→②プラズマイオンが垂直入射してエッチング→③垂直な側壁のトレンチ形成の3ステップを示す。
RIEドライエッチングの3ステップ ─ プラズマイオンが垂直に入射するため、側壁は削れず垂直なトレンチが形成される
ドライエッチング(異方性)とウェットエッチング(等方性)の断面形状比較図。ドライは垂直な壁、ウェットはマスク下にアンダーエッチングが発生する様子を示す。
ドライ vs ウェット断面比較 ─ ドライ(左)は垂直壁を維持、ウェット(右)は等方性でアンダーエッチングが生じパターン幅が広がる

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計算ツール圧力・真空度の単位換算ツール(Torr・Pa・mbar)

よくある質問(FAQ)

ドライエッチングとは何ですか?
ドライエッチングとは、プラズマや反応性ガスを用いて気相(ドライ)でウェハ表面の材料を除去するエッチング手法です。薬液を使うウェットエッチングとは異なり、真空チャンバー内でプラズマを生成し処理します。垂直方向に強い異方性を持つため、微細パターン形成に不可欠な技術です。
ドライエッチングとウェットエッチングの違いは何ですか?
ドライエッチングは気相(プラズマ)で異方性(垂直方向)に精密除去します。垂直な側壁を形成でき微細パターン転写に優れます。ウェットエッチングは薬液で等方性(全方向)に除去するため、マスク下にアンダーエッチングが生じ微細加工には不向きです。ただし大量処理・低コスト・犠牲層除去には適しています。
RIE(反応性イオンエッチング)とは何ですか?
RIE(Reactive Ion Etching)は、反応性ガスをプラズマ化し、化学的エッチング(ラジカル反応)と物理的スパッタリング(イオン衝撃)を組み合わせた方式です。イオンがウェハに垂直に入射するため、底面を優先的に削り側壁を残す強い異方性が得られます。現代のドライエッチングの最も代表的な方式です。
ドライエッチングにはどんな種類がありますか?(RIE・ICP・CCP・ALE)
代表的な種類は①RIE(反応性イオンエッチング):最も標準的、化学+物理の複合方式、②ICP(誘導結合プラズマ):高密度プラズマで高選択比・高エッチレート、③CCP(容量結合プラズマ):バイアス制御が容易で酸化膜エッチングに強い、④ALE(原子層エッチング):1原子層単位の超精密除去、2nm世代対応、の4種類が主流です。
ドライエッチングのガスには何が使われますか?
対象材料により使い分けます。シリコン(Si)にはSF₆・Cl₂系、シリコン酸化膜(SiO₂)にはC₄F₈・CF₄などフルオロカーボン系、窒化シリコン(Si₃N₄)にはCHF₃系が代表的です。ガスの組成・圧力・プラズマパワーの最適化が最終パターン形状の垂直性と選択比を決定します。
ドライエッチング装置の主要メーカーはどこですか?
世界3大メーカーはLam Research(米、世界シェア約40%・Kiyo/Flexシリーズ)、Applied Materials(米・CentrisシリーズなどCCP)、Tokyo Electron/東京エレクトロン(日・Tactrasシリーズ)です。3D NANDの超高アスペクト比エッチングはLam Researchが特に強みを持ちます。

設備の製造メーカー

Lam Research米国

エッチング装置の世界的リーダー。約39%の市場シェアを持ち、原子層エッチング(ALE)技術で先端3Dチップアー…

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東京エレクトロン(TEL)日本

世界第3位の半導体製造装置メーカー。塗布現像、成膜、エッチング装置で高いシェアを誇り、先端プロセスに不可欠な技…

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Applied Materials米国

世界最大の半導体製造装置サプライヤー。成膜、除去、改質、分析の包括的な製品ポートフォリオで、ウェーハ製造の全工…

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ドライエッチングとウェットエッチングの違い
ドライエッチングは真空プロセスでイオン・ラジカルを利用し、異方性エッチングがしやすいのが特長です。ウェットエッチングは液相で均一かつ高選択比な除去が可能な場合が
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