プラズマ

電気でガスをばらす

物は温度を上げると固体から液体、液体から気体になる。気体にさらに強いエネルギーを与えると、原子や分子から電子がはがれ、プラスの電気を帯びたイオンとマイナスの電子が飛び回る状態になる。これを固体・液体・気体に次ぐ四つ目の状態としてプラズマと呼ぶ。

工場でよく使うのは、真空に近い部屋に薄いガスを入れ、高い周波数の電気をかけて作るプラズマだ。軽い電子だけが電気で速く走り、ガスの分子にぶつかって壊し、イオンや、電気は帯びていないがとても反応しやすいかけら（ラジカル）を作る。ガス全体は熱くならないので、熱に弱い物の表面でも加工できる。

半導体の工場では、このしくみでフッ素などを含むガスからラジカルを作り、ウエハーの膜と反応させて削る（エッチング）。イオンは電気の力で上から真っすぐ引き寄せられるので、横に広がらず縦に深い溝を掘れる。逆に、膜の材料になるガスを分解して表面に積めば、膜を作る方法（プラズマCVD）になる。

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何に使われ、どこが難しいか

半導体の回路を削る・膜を積む工程のほか、樹脂やゴムの表面をなじみやすくする処理、金属を溶かして切る切断機、空気中に電気を帯びた粒を出す空気清浄の機器にも使われる。金属を切る方では、ガスを細く絞って高い温度のプラズマの流れにし、その熱で金属を溶かして吹き飛ばす。

難しいのは、目に見えない粒の量と向きをそろえることだ。ウエハーの真ん中と端でプラズマの濃さが違えば、削れる深さも変わる。削りたい膜だけを削り、下の層やマスクは傷めないように、ガスの種類・圧力・電気の強さを細かく合わせる。プラズマは部屋の壁も少しずつ削るので、部屋の部品を傷みにくい膜で守る必要もある。

食品の「プラズマ乳酸菌」や免疫の「プラズマサイトイド樹状細胞」の「プラズマ」は、細胞の名前から来た言葉で、ここでいう電気でばらけたガスとは別物だ。

日本の会社が担う所

東京エレクトロンは、エッチングなどのプラズマプロセス装置に不可欠なプラズマ技術を開発している。アルバックはプラズマエッチング技術を開発し、ダイヘンは薄膜形成（CVD）装置で付きすぎた膜を洗って取り除くためのプラズマ源を開発している。

セントラル硝子は、3D-NANDフラッシュ向けに、マスクを傷めず狙った膜だけを真っすぐ削るプラズマエッチングガスを開発した。トーカロはプラズマエッチング装置の部品を守るコーティングを、小池酸素工業は金属の切断技術を開発している。

• 会社図鑑東京エレクトロン（8035）
• 会社図鑑アルバック（6728）
• 会社図鑑セントラル硝子（4044）

有報に書いている会社

有価証券報告書の「研究開発活動」または「事業の内容」に、この技術を書いている上場会社の一部。会社名の下は有報の原文の一文。

• 住友電気工業（5802）「ビーム・プラズマ分野では、社会を支える材料・部品・デバイスの進化に資するべく、パワー半導体用や高精細中小型フラットパネルディスプレイ製造用などのイオン注入装置、多様な材料改質に利用される電子線照射装置、ファインコーティング関連の技術研究や製…」研究開発活動
• シャープ（6753）「(1) スマートライフ2027年度を目標とする新省エネ基準を全機種で達成したプラズマクラスターエアコン<Rシリーズ>や、業界最高水準の省エネを実現したプラズマクラスタードラム式洗濯乾燥機<ES-12X1/12P1>など、生成AIサービスに…」研究開発活動
• 東京エレクトロン（8035）「…ッチング技術、熱処理技術、洗浄技術の先行技術開発を進めるとともに、それら装置技術の基礎、基盤となる、プラズマプロセス装置に不可欠なプラズマ技術、熱処理装置で重要な熱制御技術、開発効率を向上させるシミュレーション技術、パーティクルや不純物汚染…」研究開発活動
• フジクラ（5803）「高温超電導線材はフュージョンエネルギー開発に必要なプラズマを強力な磁場で閉じ込め、制御するための高温超電導マグネットに用いられ、当社製品を採用したお客様より高い評価を得ています。」研究開発活動
• 日清製粉グループ本社（2002）「(4) その他事業 日清エンジニアリング(株)では、粉体事業部が各種粉体の粉砕、分級などの機器、及び熱プラズマ法によるナノ粒子製造技術を当社の生産技術研究所と連携して研究開発しております。」研究開発活動
• 日本発條（5991）「また、耐絶縁性、耐プラズマ性に優れたセラミック溶射を金属基材に施すことにより付加価値の高い製品の開発、生産を継続しております。」研究開発活動
• AREホールディングス（5857）「・貴金属分析技術の開発 製品の品質維持およびお客様との取引を正確かつ迅速に行うために、X線や誘導結合プラズマ発光分析(ICP)を用いた分析技術の開発を進めています。」研究開発活動
• アルバック（6728）「…ctronic Components and Technology Conference」にて最新のプラズマエッチング技術を複数発表しました。」研究開発活動
• KOKUSAI ELECTRIC（6525）「一方、後者のトリートメント・キュア技術は、枚葉装置でプラズマ等の活性化技術を駆使し、各種アプリケーションの開発を推進しております。」研究開発活動
• ダイヘン（6622）「…システムの高性能化や半導体製造用の薄膜形成(CVD)装置において過剰に付着した膜を洗浄除去する用途のプラズマ源の開発に取り組みました。」研究開発活動
• セントラル硝子（4044）「CEG® 34Eは高積層化が進む次世代3D-NAND Flash向けに開発されたプラズマエッチングガスであり、マスクやフォトレジストのダメージを抑制しつつ、対象となる膜種のみを選択的、かつ直線的にエッチングする事が可能な特性を有しています。」研究開発活動
• 川田テクノロジーズ（3443）「…機構(NEDO)からの委託を受け、3年間をかけて東海国立大学機構・岐阜大学と共同で「アンモニアおよびプラズマを利用する先導的カーボンリサイクルシステムの研究開発」を実施し、火力発電所などから排出されるCO2を効率的に高付加価値カーボン材料へ…」研究開発活動
• 朝日インテック（7747）「また、循環器領域で次世代CTO貫通デバイスとして長年開発を行っておりましたプラズマワイヤーシステムは、昨年探索的治験を終了して、検証的治験の準備を進めておりましたが、事業的理由により開発を断念いたしました。」研究開発活動
• テクノ菱和（1965）「〇 環境対策分野の開発開発したプラズマ除菌水について、新たな生成方法の確立により、プラズマ除菌水の生成量が飛躍的に向上いたしました。」研究開発活動
• フコク（5185）「表面処理技術の開発ではプラズマ処理を適用したワイパーブレードラバーに関する特許出願が完了しました。」研究開発活動
• OBARA GROUP（6877）「ダウンストリームプラズマによる気相化学エッチング反応を用いた平坦化加工装置について、高精度化の研究開発を鋭意継続しております。」研究開発活動
• 東京計器（7721）「具体的には、半導体製造装置用プラズマ電源、高出力マイクロ波発振器、人工衛星用マイクロ波製品、アンテナ自動指向装置、車載型カメラ防振装置の研究開発を行っております。」研究開発活動
• トーカロ（3433）「特にプラズマエッチング装置部品においては、ナノレベルの配線幅を持つ集積回路の増産にも対応できる高性能なコーティングを実現すべく、皮膜組織の緻密化を目的とした成膜プロセスの開発、部材の温度制御に係る溶射ヒータや測温技術開発、計算科学を用いた皮…」研究開発活動
• 小池酸素工業（6137）「….従来の自社製Kトーチを50kWの高出力に対応させ、コンパクトかつ軽量化したKトーチIIの完成、b.プラズマ切断の2倍の切断速度が得られるエアー切断技術の確立、c.ダウンタイムの削減およびオペレーターの技量やミスに依存しない、ノズルチェンジ…」研究開発活動
• ヒラノテクシード（6245）「…式会社ヒラノK&Eでは、従来の走行式スパッタ成膜実験機に加え、真空蒸着成膜、両面真空成膜及び特殊真空プラズマ表面改質など、昨今の顧客ニーズやトレンド技術を盛り込んだ新型マルチ実験機の導入に向け始動し、多種多様なドライ成膜製品の開発に取り組み…」研究開発活動
• だいわ（6459）「衛生面では、シャープ株式会社のプラズマクラスター技術搭載イオン発生装置のオプションにより、冷蔵庫内の衛生的な環境維持をサポートすることで、食材品質の安定や衛生管理に配慮しております。」研究開発活動
• ソマール（8152）「機能性フィルムに関連した研究開発では、多様化・高度化する市場ニーズに応えるため、コーティングやラミネーション、フィルム表面加工(サンドブラスト・プラズマ処理)技術を駆使し、これまで培った各種関連技術を複合して製品開発を行っております。」研究開発活動
• JCU（4975）「…くため、高品質で高機能な自動車部品用めっき装置や、プリント基板・半導体パッケージ基板向けめっき装置、プラズマ技術を用いたプリント基板のエッチング及び洗浄装置等において、お客様の多様な要求に応えるべく努力を続けております。」研究開発活動
• AIメカテック（6227）「また、パワー半導体向けのUV装置、プラズマ装置の能力向上にも取り組んでおります。」研究開発活動
• アドテックプラズマテクノロジー（6668）「(1)半導体・液晶関連事業 主に半導体・液晶基板製造工程において使用される製造装置に搭載するプラズマ用高周波電源、マッチングユニット及び計測器等を中心とした研究開発を行っております。」研究開発活動
• マナック・ケミカル・パートナーズ（4360）「…管理技術の確立を目指しており、福山工場内に異物管理対策を施した改良設備を立ち上げ、管理棟内に誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP-MS/MS)等の先端機器を備えた金属管理分析ルームを導入したことにより、今後も高付加価値製品の創出を推進してま…」研究開発活動
• ジオマテック（6907）「…発9g.slip®などの高滑落性機能材料の開発10g.blackTMなどの無反射黒色シートの開発11プラズマプロセス技術の開発12高耐久性の超撥水膜・親水膜の開発 これらの開発にあたっては、単なる要素技術の高度化にとどまらず、将来的な自社生…」研究開発活動
• ジェイテックコーポレーション（3446）「本独自の表面ナノ加工技術は、以前より進めている大阪大学の「プラズマ化学気相加工法(PCVM)」、「触媒基準エッチング法(CARE)」、「プラズマ援用研磨法(PAP)」、「電気化学機械研磨法(ECMP)」の4本柱で開発を推進しております。」研究開発活動
• 小松製作所（6301）「…)、コマツNTC(株)、ギガフォトン(株) 他子会社15社(会社総数19社)板金機械レーザー加工機、プラズマ加工機、プレスブレーキ、シヤー工作機械トランスファーマシン、マシニングセンター、クランクシャフトミラー、研削盤、ワイヤーソー防衛関連…」事業の内容
• 日本電子（6951）「…画装置(スポットビーム描画、可変成形ビーム描画)、直進形電子銃・電源、電子ビーム蒸着用電子銃・電源、プラズマ発生用高周波電源、内蔵形プラズマ銃・電源、高周波誘導熱プラズマ装置、電子ビーム金属3Dプリンター当社、日本電子インスツルメンツ(株)…」事業の内容