フォトリソグラフィとは？――光で回路パターンをウェハへ写す

レジスト塗布、露光、現像、解像度、Overlay、EUVまで、半導体のパターン形成工程を体系的に解説する。

客観的事実この記事のタイプ：事実・解説

公開 2026/9/1 確認 2026/9/1 読了 8分中級執筆: 知識図書館編集部

まず結論

フォトリソグラフィは、ウェハ上のどこを加工し、どこを残すかという微細な地図を作る工程です。

露光機がシリコンを直接削るのではありません。光に反応するPhotoresistへPattern情報を与え、そのResist Patternを後のEtching、Ion Implantation、Deposition等のMaskとして利用します。

製品やResistによって工程は変わります。

Positive Resistは露光された部分が現像で除去される方式が代表的です。Negative Resistでは露光部が残る方式があります。

重要なのは、光の像を最終材料へ直接転写しているのではなく、まず化学的な溶解性差へ変換している点です。

小さいPatternを形成するには波長、光学系のNA、Process条件が重要です。古典的にはRayleighの関係で解像度を考えます。

微細化は短波長化だけではなく、Immersion、Multiple Patterning、Computational Lithography、EUVなど多数の技術で進んできました。

多層構造では、新しいPatternを既存Patternへ正確に重ねる必要があります。線幅が小さくても位置がずれれば回路は成立しません。

したがってLithographyではResolutionと同時にOverlayが重要です。

EUV Lithographyは約13.5 nmの極端紫外線を利用します。EUVは空気や通常のLensを通しにくいため、真空環境、多層膜Mirror、特殊Light Source、Maskなど巨大な技術体系が必要です。

大型GlassやPanelでは、半導体Waferとは面積、要求解像度、露光方式、Panel変形など条件が違います。FOPLPではDie ShiftやMolding変形に合わせたAlignmentも重要なテーマになります。