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リソグラフィプロセス

フォトリソグラフィの概要

フォトリソグラフィ工程の概要を説明します。ひと言で言うならばフォトリソグラフィは写真印刷技術の一種です。以下の説明に登場するマスク（レティクル）が原板またはネガフィルム、レジストが塗布されたウェーハが印画紙に相当すると考えると分りやすいかも知れません。マスクに描かれた電子回路のパターンをレジスト膜に転写するのがフォトリソグラフィの目的です。

ウェーハ準備

 新しいウェーハまたは他の工程（酸化、拡散、CVDその他）を経たウェーハがフォトリソグラフィ工程に投入され、所定の洗浄が行なわれます。

脱水ベーク

洗浄などにより付着/吸着した水を除去します。ポジ型レジストでは、脱水ベークに続けて疎水化処理（HMDS処理）も必要です。

レジスト塗布

 レジストは感光性を持つ有機材料で、通常は樹脂を主成分として感光性物質とこれらを溶かす溶媒から成る液体です。この工程では、ウェーハ表面にレジストを塗布します。塗布されたレジストの膜の厚さは、転写すべき回路パターンの寸法に応じて数十µmから数十nm程度の範囲にあります。通常は、スピン・コータと呼ばれる装置を使って、ウェーハにレジストを滴下した後にウェーハを高速回転し、全面に均一な厚さのレジスト膜を形成します。
フォトリソグラフィ工程が終った段階のウェーハ表面には、主に樹脂から成る回路パターンが残り、以降の工程においてエッチングなどに対する保護材になります。

プリベーク

 塗布されたレジスト膜から溶媒を除去するために行なう熱処理です。温度は、感光性材料が熱分解しない程度に設定します。

露光

 マスク（またはレティクル）に描かれた電子回路のパターンを、露光装置を使ってウェーハ上のレジスト膜に転写します。露光装置には、大別して密着露光装置と投影露光装置があり、投影露光装置はさらに等倍露光装置（プロジェクション・アライナ）と縮小露光装置（ステッパやスキャナ）とに分けられ、必要な解像性能やスループットに応じて選択されます。

露光後ベーク
（PEB）

 化学増幅レジストの場合、感光反応を完結させるために適切な温度でベークを行なう必要があります。また、化学増幅型ではない従来型レジストの場合でも、露光の際にレジスト膜内に生じた定在波効果を低減するためにこのPEB処理を行なうことがあります。

現像

 レジスト膜を現像液に接触させ、感光した領域を溶解除去（ポジ型レジストの場合）あるいは未感光領域を溶解除去（ネガ型レジストの場合）します。

ポストベーク

 フォトリソグラフィ工程終了後に行なわれるエッチングやイオン打込みに対する耐性を上げること、またウェーハ表面との接着性を高めることを目的として行なわれる熱処理です。レジスト像の形が崩れない範囲でできるだけ高い温度で行なわれることが多いようです。