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半導体製造装置の中でも、フォトリソグラフィは特に重要なプロセスです。本記事では、初心者向けにその用語や使い方を詳しく解説します。

フォトリソグラフィの基本概念

フォトリソグラフィは、半導体製造プロセスの中で非常に重要な技術です。このプロセスは、光を使って半導体ウエハ上に微細なパターンを形成することを目的としています。これにより、トランジスタや回路が作成され、最終的にはさまざまな電子機器に組み込まれます。

フォトリソグラフィのプロセス

フォトリソグラフィは、以下の主要なステップで構成されています。

まず、シリコンウエハを準備します。ウエハは、薄く平らなシリコンの円盤で、半導体デバイスの基盤となります。ウエハは、化学的に清浄化され、表面が滑らかになるように処理されます。

次に、ウエハの表面にフォトレジストと呼ばれる感光性の材料を均一に塗布します。レジストは、光に反応して化学的性質が変わるため、パターン形成に必要不可欠です。

ウエハがレジストで覆われたら、光源を使ってウエハにパターンを露光します。一般的には、紫外線（UV）光が使用され、マスクと呼ばれるパターンを持つ透明なフィルムを通して光が当たります。この段階で、レジストの一部が光に反応し、化学的な変化が起こります。

露光が終わったら、ウエハを現像液で処理します。このプロセスによって、光にさらされた部分とそうでない部分が分かれ、パターンが形成されます。現像液は、レジストの化学的性質に応じて選ばれます。

現像後、ウエハはエッチングプロセスに進みます。ここでは、露出したシリコン部分が化学薬品やプラズマを用いて削られ、最終的なパターンがシリコンウエハに刻まれます。

最後に、残ったレジストを除去します。これにより、シリコンウエハ上に形成されたパターンが露出し、次の工程に進むことができます。

フォトリソグラフィを理解するためには、いくつかの専門用語を知っておくことが重要です。

フォトレジストは、光に反応する感光性材料です。露光後の現像によって、パターンを形成する役割を果たします。

マスクは、フォトリソグラフィの露光プロセスで使用されるパターンを持つ透明なフィルムです。これにより、ウエハに特定のデザインを転写します。

エッチングは、ウエハ上に形成されたパターンに基づいて、不要な部分を削除するプロセスです。これにより、最終的なデバイスの形状が決まります。

現像液は、露光後のレジストを処理するために使用される化学薬品です。これにより、光に反応した部分とそうでない部分が分かれます。