リソグラフィ（塗布・露光・現像）

この工程の要点

ウェーハに感光材を塗り、露光と現像で回路のパターンを写す工程。

段階：前工程

解説

リソグラフィは、回路の設計パターンをウェーハ上に写し取る工程である。シリコンウェーハの表面に感光性の膜を作り、光を当てて、パターンの形に膜を残す。成膜のあとに行い、残した膜を型にして、エッチングやイオン注入を行う。回路は層を重ねて作るため、この工程は層ごとに繰り返す。

工程は、塗布、露光、現像の三段階に分かれる。塗布では、ウェーハを回転させ、フォトレジスト（感光性の樹脂）を薄く均一に広げる。そのあと加熱して、溶剤を飛ばす。

露光では、フォトマスク（回路パターンを描いた原版）を通して光を当て、レジストの性質を部分的に変える。多くの場合、マスクのパターンを縮小してウェーハに投影する。下の層のパターンとの位置合わせも、この段階で行う。

現像では、現像液を使い、レジストの不要な部分を溶かし去る。光が当たった部分が溶けるものをポジ型、光が当たらなかった部分が溶けるものをネガ型という。現像が終わると、ウェーハ上にレジストのパターンができる。

装置は、塗布と現像にコータ・デベロッパ、露光に露光装置を使う。光源には紫外線を使う方式があり、波長の短いEUV（Extreme Ultraviolet、極端紫外線）露光もある。回路の線幅を細くするには、短い波長の光や正確な位置合わせが必要になり、プロセスノード（微細化）の進み方と結びつく。材料は、フォトレジスト、現像液、フォトマスクである。

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関係する用語

• CMP：ウェーハ表面を、化学的な作用と機械的な研磨を組み合わせて削り、平らにする加工である。
• コータ・デベロッパ：ウェーハにフォトレジストを塗布し、露光後のレジストを現像してパターンを形づくる装置。
• EUV露光：極端紫外線を光源に用い、フォトマスクの回路パターンをウェーハ上に転写する露光方式。
• 露光装置：フォトマスクの回路パターンを、光でウェーハ上のフォトレジストに転写する装置。
• ファウンドリ：他社が設計した半導体を、受託して製造する事業者、またはその事業形態。
• IDM(垂直統合型)：設計、製造、組立、検査などを自社内で一貫して行う半導体メーカーの形態。
• フォトマスク：半導体の回路パターンを描いた原版で、露光時に光を通してウェーハ上のレジストへパターンを転写するために使う。
• フォトレジスト：光や電子線を当てると現像液への溶けやすさが変わる感光性の材料。ウェーハ上に回路パターンを写し取るために塗る。
• プロセスノード(微細化)：半導体の製造技術の世代を表す呼び方と、回路のパターンを小さくしていく微細化の取り組みを指す用語。
• シリコンウェーハ：高純度のシリコン単結晶を薄い円板状に切り出し、表面を鏡のように磨いた基板。半導体チップの回路を作り込む土台となる。
• 歩留まり：製造した製品のうち、規格を満たす良品が占める割合。半導体では、ウェーハ上のチップのうち検査に合格したものの割合を指すことが多い。

前後の工程

• 前の工程：フォトマスクの製造
• 前の工程：成膜（CVD、PVD、ALD）
• 次の工程：エッチング