GAA装置の新工程はSiGeの選択エッチ｜Appliedの狙える市場は約70億ドルへ

MarketBeat掲載の書き起こしによれば、Applied Materialsは2024年5月の決算説明会で、FinFETからGAA（gate-all-around）への移行により、同社が狙えるトランジスタ工程の市場が月産10万枚あたり約60億ドルから約70億ドルに増える¹と説明した。丸めた2つの値からこの記事で計算すると、増分は約17%になる。imecとLamが挙げるとおり、GAAで新しく加わる工程の中心はSiとSiGeの積層からSiGeだけを抜く選択エッチだ。しかし増える金額はエッチだけに集まらず、エピタキシャル成長、成膜、計測にも分かれる。

選択エッチとは、ある膜だけを削り、隣の膜をほとんど削らないエッチを指す。GAAでこれが要るのは2つの工程だ。積み重ねたシートの間のSiGeを全部抜くチャネル解放と、内側スペーサを埋めるためにSiGeの端を横から数nmだけ掘る工程である。どちらもFinFETにはなかった。GAAで何が良くなり何が重くなるかはGAAでFinFETより良くなる点と重くなる点にまとめている。

新しく加わる工程の中心は、SiGeを横から抜く選択エッチ

チャネル解放と内側スペーサの掘り込みは、求める性能が違う。復旦大学のグループはNF3系のガスでSiGeを削る条件を調べ、内側スペーサ用の約5 nmの掘り込みでは深さの精度を優先して選択比11.1、チャネル解放では選択比41.5²の条件を使い分けた。

装置会社は、この工程向けに専用の装置を出している。Lam Researchは2022年2月、GAAの開発を支える選択エッチ装置としてArgos、Prevos、Selisの3機種³を発表した。Lamの発表によれば、Samsungはこれらを先端ロジックの開発工程の12工程近くで使っている。Samsungの研究所の担当者は、選択エッチの技術が最先端ロジックの製造に欠かせないと述べた。

東京エレクトロンは2025年2月の投資家説明会で、GAAとCFETのトランジスタがガスによる化学エッチ（gas chemical etch）の工程を増やす⁴と説明した。液で溶かすウェットエッチと気相の選択エッチの使い分けはウェットエッチングと犠牲膜の除去で扱っている。

増える金額は、エッチだけでなくエピ、成膜、計測に分かれる

Applied Materialsは同じ説明会で、GAAの工程の流れにはエピ、PVD、ALD、選択除去、エッチ、熱処理、イオン注入、CMP、電子線計測¹が含まれると述べた。同社はトランジスタ工程の装置支出の50%超を取る見通しを示し、GAA世代のノードから2024年に25億ドル超を売り上げる見込みで、2025年にはその2倍超になる可能性があるとした。

GAA向けとして挙がる工程は、選択エッチ（東京エレクトロンはガス化学エッチ）と成膜を中心に、エピ、内側スペーサ、計測まで広がる。

成膜では、コンタクト金属の置き換えが需要を押し上げる。MarketBeat掲載の書き起こしによれば、Lam ResearchのCEOのTim Archerは2025年7月、タングステンをモリブデン（Mo）に置き換える成膜は時間がかかり複雑なので、2 nm未満の先端GAAノードへ移るとLamの金属成膜の市場（SAM）はウェーハ1枚あたり約3倍になる⁵と述べた。Motley Fool掲載の書き起こしによれば、Archerは2025年1月の説明会で、GAAと先端パッケージングはどちらも成膜とエッチを多く使うと述べ、2025年のGAAノードと先端パッケージング向けの出荷は合わせて30億ドルを大きく超える⁶と見込んだ。Moへの置き換えの工程差はMoコンタクトと選択成膜にまとめている。

東京エレクトロンは同じ投資家説明会で、ロジックのGAAと裏面電源の欄に伸びる装置として、ガスによる化学エッチ、導体エッチのほか、CFET・内側スペーサ向けの装置と、膜で埋めるプラズマCVD⁴を挙げた。計測では、Motley Fool掲載の書き起こしによれば、KLAのCEOのRick Wallaceが2022年4月、光学式の計測の市場はEUVとGAAなどの次世代構造に強く連動する⁷と述べた。

Applied Materialsの約10億ドルの増分は、エッチ以外の工程も含む

Applied Materialsが示す約10億ドルの増分は、エッチに限らず同社が手がけるトランジスタ工程全体の値だ。同社の工程の一覧にはエピ、成膜、熱処理、電子線計測が並び、LamのMo成膜の見込みや東京エレクトロンのプラズマCVDも、増分がエッチの外へ広がることを示す。工程別の装置メーカーの顔ぶれはTEL、AMAT、Lamの最新装置と注目技術と工程別の装置シェア、GAA移行の粗利率への影響はGAA立ち上げ期の粗利率の押し下げにある。

関連ページ

• 前工程GAAでFinFETより良くなる点と重くなる点
• 前工程GAA立ち上げ期の粗利率の押し下げ
• 前工程ウェットエッチングと犠牲膜の除去
• 前工程Moコンタクトと選択成膜
• 装置・品質TEL、AMAT、Lamの最新装置と注目技術
• 装置・品質工程別の装置シェア
• 企業研究企業研究：Applied Materials
• 企業研究企業研究：Lam Research

出典

7件を表示

1. 1
   Applied Materials：GAA移行によるトランジスタ工程の市場拡大とGAA売上の見込み（2024年5月決算説明会、MarketBeat書き起こし）marketbeat.com ↩ab
2. 2
   Nanomaterials：NF3系ガスによるSiGe選択エッチとGAAナノシートの試作（2024年5月）doi.org ↩
3. 3
   Lam Research：GAA向け選択エッチ装置Argos・Prevos・Selis（2022年2月）newsroom.lamresearch.com ↩
4. 4
   東京エレクトロン：GAA・裏面電源で伸びる装置（2025年2月IR Day資料）tel.com ↩ab
5. 5
   Lam Research：2 nm未満のGAAノードでのMo成膜市場の拡大（2025年7月決算説明会、MarketBeat書き起こし）marketbeat.com ↩
6. 6
   Lam Research：GAAノードと先端パッケージング向けの出荷見通し（2025年1月決算説明会、Motley Fool書き起こし）fool.com ↩
7. 7
   KLA：光学式計測とGAA（2022年4月決算説明会、Motley Fool書き起こし）fool.com ↩