技術コラム/技術情報

紫外線（UV）露光装置とは

露光装置は、作成した回路パターンデータをウエハと呼ばれるシリコンの板に焼き付け、パターニングする装置です。
このパターン生成技術やプロセスをフォトリソグラフィ、あるいはリソグラフィと呼びます。
原版をステージに配置し、紫外線（UV）を照射することで光が投影レンズを通り、半導体基板上に回路パターンが結像されます。
高精度で微細な回路パターンを形成するためには、光源の選択や投影レンズの設計など、フォトリソグラフィにおける各要素の最適化を行うことが重要です。

露光の際には、水銀ランプやKrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EUV光源などの光源が使用されることがあります。

紫外線（UV）露光装置の用途

紫外線（UV）露光装置は先ほど説明したように、光を照射し回路のパターンをウエハに焼き付けることが用途とされます。
この露光が行われることで、、現像液によって不要なフォトレジスト部分を除去する「現象」やフォトレジストで形成されたパターンに沿って酸化膜・薄膜を削り取る「エッチング」といった半導体製造の次工程に移ることができます。

また、露光する際のポイントとして、回路の焼き付け時に微細な回路パターニングを実現するために、短い波長を用いることが重要です。
その理由は回折という光の現象にあります。

露光する際、マスクを通してUV光を照射すると、マスクのパターンがレジスト上に転写されます。そのためマスクの幅を狭めれば、微細化は可能の様に思えますが、UV光も光なので回折が発生します。
この回折が起こることによってマスク幅よりも広い範囲に露光されてしまうため、容易な微細化が難しくなってしまいます。

短波長のUV光は、光の波長が短いために回折がより少なくなることから、パターン形成時に回折による影響を軽減することが可能です。

光源は日々進化していますが最初期の1980年～1990年代は水銀ランプが使われていました。微細化が進むにつれて短波長化していき、g線(436nm)→i線(365nm)→KrF(248nm)→ArF(193nm)と改良されてきました。そして2018年末にはEUV(13.5nm)が量産で採用される様になりました。

紫外線（UV）露光装置のアプリケーション

ここからは、紫外線（UV）露光装置の具体的なアプリケーションについて紹介します。

コーターデベロッパ用紫外線(UV)照射装置

半導体製造装置のコータデベロッパとは、フォトレジストの塗布と現像を行う装置です。シリコンウエハにレジストをスピンコートした際に発生するウエハ周辺部の不要レジストを除去するために、UV（紫外線）照射装置が用いられています。

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