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半導体を作る装置と材料。露光装置とシリコンウエハーは、どの会社が作っているのか

    半導体の工場では、回路を焼き付ける露光装置をはじめ、多くの種類の装置と材料が使われています。

    この記事では、半導体の前工程(ウエハーの上に回路を作り込む工程)で使う主な装置と材料を、工程の順に整理します。あわせて、オランダの ASML、日本のキヤノン・ニコン・東京エレクトロン、材料の信越化学工業・SUMCO・JSR が、それぞれ何を作っているのかを、各社の公式の資料で確かめます。最後に、九州にある装置と材料の拠点も紹介します。

    半導体を作る工程の流れ(フォトマスク、リソグラフィ、洗浄から平坦化までの繰り返し、後工程)は、記事「TSMCとは? ファブレスとファウンドリ、設計と製造を分ける仕組み」で扱いました。

    キオクシア・ローム・ソニー・ラピダスなど、半導体そのものを作る日本の会社は、記事「日本の半導体の会社とTSMC。キオクシア、ローム、ソニー、ラピダスは何を作っているのか」で扱いました。

    本文の[1]のような番号は、押すと出典のページが開きます。

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    この記事で扱うこと。工程と装置、露光装置、EUV と ASML、露光の前後の装置、材料、九州の拠点

    工程と、装置・材料の関係

    前工程の流れ

    経済産業省の中部経済産業局の資料では、ウエハーの表面を純水で洗う洗浄、光で回路の模様を焼き付けるリソグラフィ、いらない部分を取り除くエッチング、表面を平らにする平坦化などの工程が紹介されています。同じ資料によると、洗浄から平坦化までの工程を繰り返して、必要な回路を作り込みます[1]。

    東京エレクトロンの製品の紹介では、装置の分野として、成膜(ウエハーの表面に薄い膜を作る)、リソグラフィ、エッチング、洗浄、テスト(検査)が挙げられ、成膜などは前工程の基幹の工程と説明されています[2]。この記事でも、この順に装置を見ていきます。

    装置と材料を分けて見る

    工程ごとに、使う装置と材料を並べると、次のようになります。

    • 成膜:成膜装置で、絶縁膜や金属膜などの薄い膜を作る

    • リソグラフィ:塗布・現像の装置でフォトレジスト(光に反応する樹脂)を塗り、露光装置でフォトマスク(回路の原版)の模様を焼き付け、現像する

    • エッチング:エッチングの装置で、回路の模様に沿って膜を削る

    • 洗浄:洗浄の装置で、異物を取り除く

    • テスト:プローバという装置で、ウエハーの上のチップを検査する

    材料には、すべての工程の土台になるシリコンウエハー、リソグラフィで使うフォトレジストと、フォトマスクのもとになるマスクブランクスなどがあります。

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    前工程の主な工程と、使う装置・材料。材料のシリコンウエハーの上で、成膜からテストまでの工程が進む

    この記事に出てくる会社

    この記事で取り上げる会社と、各社の資料に載っている主な製品を、先にまとめます。製品の詳しい説明と出典は、それぞれの節で紹介します。

    • ASML:オランダに主な拠点を置く会社。EUV と DUV の露光装置を作る

    • キヤノン:i線と KrF の露光装置、ナノインプリントの半導体製造装置を作る

    • ニコン:ArF(液浸を含む)、KrF、i線の露光装置を作る

    • 東京エレクトロン:1963年に設立され、半導体の製造装置の事業を行う会社[3]。成膜、塗布・現像、エッチング、洗浄、テストの装置を作る。九州には、グループ会社の東京エレクトロン九州(熊本県合志市)がある

    • 信越化学工業:シリコンウエハー、フォトレジスト、マスクブランクスを作る

    • SUMCO:1999年に設立され、半導体用のシリコンウエハーの製造・販売を主な事業とする会社[4]。九州には、佐賀県伊万里市の工場と、グループ会社の SUMCO TECHXIV(長崎県大村市・宮崎市)がある

    • JSR:i線から EUV までの光に対応するフォトレジストを作る

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    この記事に出てくる会社と、主な製品・九州の拠点(各社の資料と報道から)。装置は ASML・キヤノン・ニコン・東京エレクトロン、材料は信越化学工業・SUMCO・JSR

    露光装置:回路の模様を焼き付ける

    露光の仕組み

    キヤノンの技術の紹介では、半導体露光装置は、回路図の原版にあたるレチクルをもとに、ウエハーの上に回路の模様を縮小して投影し、露光すると説明されています[5]。レチクルは、フォトマスクと同じく、回路の模様を描いた板のことです。

    同じ説明によると、露光のあとに現像・エッチングなどを経て回路を作り、この一連の処理を30回以上繰り返して、半導体のチップができます[5]。

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    露光の仕組み(模式図)。レチクルを通った光を、レンズで縮小してウエハーの上のフォトレジストに当てる

    光の波長と、装置の世代

    キヤノンの説明では、露光装置の光源として、波長365ナノメートルの i線、248ナノメートルの KrF(フッ化クリプトン)エキシマレーザー、193ナノメートルの ArF(フッ化アルゴン)エキシマレーザー、13.5ナノメートルの EUV(極端紫外線)が挙げられています[5]。ナノメートルは、1ミリメートルの100万分の1の長さです。

    ASML の2025年の年次報告書では、EUV より前の世代の装置は DUV(深紫外線)の露光装置と呼ばれ、業界の主力として、チップの層の大部分を作っているとされています[6]。ArF の装置には、レンズとウエハーの間に薄い水の層を保つ液浸という方式もあります[6]。

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    露光に使う光の波長(キヤノンの説明から)。i線の365ナノメートルから、EUV の13.5ナノメートルまで

    EUV と ASML

    ASML の年次報告書では、同社は現在、EUV の露光装置を作る世界でただ一つの会社と説明されています[6]。同じ報告書では、同社の主な拠点がオランダにあるとされています[6]。

    ASML の EUV 露光装置のページによると、EUV の光は、空気を含むあらゆるものに吸収されます[7]。そのため、光源からウエハーまでの光の通り道は、すべて高い真空に保たれます[7]。また、EUV の装置では、レンズの代わりに、何層にも膜を重ねた鏡(多層膜の鏡)で光をウエハーまで導き、レチクルの模様を4分の1に縮小します[7]。光を作るときは、高速で飛ぶスズの粒に、二酸化炭素のレーザーを2回に分けて当てます[7]。スズが蒸発して EUV の光が生まれ、この動作を1秒間に最大5万回繰り返します[7]。

    キヤノンの説明でも、EUV の露光装置は、とても細かい回路の模様を描ける一方で、大がかりな真空の装置や冷却の装置が必要になり、巨大で巨額の設備になると説明されています[5]。

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    EUV の露光装置の光の通り道(ASML の説明をもとにした模式図)。スズの粒にレーザーを当てて光を作り、鏡で反射させてウエハーに届ける。光の通り道は真空

    日本の露光装置の会社:キヤノンとニコン

    キヤノンの半導体製造装置のページでは、露光は、回路の模様を描いたレチクルに光を当て、その模様を投影レンズを通してウエハーの上に写す工程とされています[8]。同じページでは、前工程の露光装置として、i線の露光装置、KrF の露光装置、ナノインプリントの半導体製造装置が紹介されています[8]。

    ニコンの半導体露光装置の製品一覧には、ArF の液浸スキャナー、ArF のスキャナー、KrF のスキャナー、i線のステッパーが並んでいます[9]。スキャナーとステッパーは、露光装置の方式の名前です。

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    露光装置の会社と、各社の資料に載っている光源。ASML は EUV と DUV、キヤノンは i線と KrF、ニコンは ArF(液浸を含む)・KrF・i線

    露光の前後で使う装置:東京エレクトロン

    成膜

    東京エレクトロンの製品の紹介によると、成膜は、ウエハーの表面に、素子や配線の材料になる絶縁膜や金属膜などの薄い膜を作る工程です[2]。1〜10ナノメートルの薄さの膜を、むらなく作る技術などが求められます[2]。

    リソグラフィ:塗布と現像

    同じ紹介によると、リソグラフィでは、フォトレジストをむらなく塗り、露光装置でフォトマスクの回路の模様を写したあと、現像液でフォトレジストの一部を溶かして取り除き、回路の模様を作ります[2]。フォトレジストを塗る・露光する・現像する工程は、一連につながった装置で行われることが多いとされています[2]。

    東京エレクトロンがこの工程で作るのは、露光の前後でフォトレジストを塗り、現像する塗布・現像の装置(コータ/デベロッパ)です。同社の製品紹介では、リソグラフィの項目で「TELは90%のシェアに加え、高NA EUV露光用塗布・現像装置ではほぼ100%のシェアを有しています」と説明されています[2]。高NA EUV は、ASML の EUV 露光装置のうち、最も新しい世代のものです[7]。シェアの値は同社自身の説明で、調べた時期や範囲は書かれていません。

    エッチング・洗浄・テスト

    エッチングは、成膜のあと、リソグラフィでできた回路の模様に沿って膜を削る工程です[2]。洗浄は、各工程の間に必ず必要になる工程で、回路の上の異物などを取り除き、欠陥ができるのを防ぎます[2]。

    テストは、前工程で、各工程が問題なく行われたかを確かめたり、ウエハーの上のチップが良品かを確かめたりする役割を担います[2]。同社は、ウエハーの上のチップを検査する全自動のウエハープローバを作っています[10]。

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    東京エレクトロンの装置が受け持つ工程(同社の製品の紹介から)。成膜、塗布・現像、エッチング、洗浄、テスト。露光そのものは露光装置の会社が受け持つ

    材料:シリコンウエハー、フォトレジスト、マスクブランクス

    シリコンウエハーの作り方

    信越化学工業のシリコンウエハーのページによると、シリコンウエハーは半導体の「基板」となる素材で、スマートフォン、パソコン、自動車などに使われています[11]。

    同じページでは、作り方が次のように説明されています。

    1. 金属のケイ素(シリコン)から、純度99.999999999%の多結晶シリコンを作る[11]

    2. 多結晶シリコンを原料に、原子の並びがそろった、直径約30センチメートル、長さ約1メートルの単結晶を作る[11]

    3. 単結晶の塊(インゴット)を薄く切り、シリコンウエハーにする[11]

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    シリコンウエハーの作り方(信越化学工業の説明から)。高純度の多結晶シリコンから単結晶の塊を作り、薄く切る

    ウエハーを作る会社:信越化学工業と SUMCO

    信越化学工業は、電子材料の事業の中で、シリコンウエハーを作っています[11]。SUMCO は、半導体用のシリコンウエハーの製造・販売を主な事業とする会社です[4]。同社のサイトでは、シリコンウエハーは、日常の生活で目にすることはないものの、半導体の製造に欠かせない材料と説明されています[12]。

    フォトレジスト

    信越化学工業のフォトレジストのページによると、フォトレジストは、回路の模様をシリコンウエハーの上に描く工程で使う、光に反応する樹脂です[13]。同社のフォトレジストは、i線から KrF、ArF、EUV までの光源に対応しています[13]。

    JSR の会社案内(2026年4月現在)では、各波長に対応するフォトレジストをそろえていると説明され、製品として、i線・KrF・ArF・EUV のフォトレジストが挙げられています[14]。

    マスクブランクス

    信越化学工業のマスクブランクスのページによると、マスクブランクスは、合成石英の基板の上に光をさえぎる薄い膜を作った、フォトマスクの材料です[15]。半導体の製造で、シリコンウエハーの上に描く回路の原版として使われます。

    純水と薬液

    中部経済産業局の資料では、洗浄の工程で、ウエハーの表面を純水で洗い流し、細かい不純物や汚れを取り除くとされています[1]。エッチングの工程では、ウエハーの上に残った不純物を、薬液に浸して取り除きます[1]。装置と材料に加えて、水と薬液も前工程で使われます。

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    前工程で使う主な材料と、この記事で取り上げた会社(各社の資料から)。シリコンウエハーは信越化学工業と SUMCO、フォトレジストは信越化学工業と JSR、マスクブランクスは信越化学工業

    九州にある、装置と材料の拠点

    東京エレクトロン九州(熊本県合志市)

    東京エレクトロンのグループ会社の一覧によると、東京エレクトロン九州は、塗布・現像の装置、洗浄の装置、3次元の実装の装置を開発・製造する会社です[16]。熊本日日新聞の報道によると、所在地は熊本県合志市で、2025年10月に敷地の中に新しい開発の建屋が完成しました[17]。

    SUMCO(佐賀県伊万里市)

    経済産業省が認定した SUMCO の計画では、直径300ミリメートルのシリコンウエハーについて、国内の生産能力を強める施設の所在地として、佐賀県伊万里市と山形県米沢市が挙げられています[18]。同じ資料では、伊万里(長浜)工場で、ウエハーを加工する能力を増やし、2031年3月に供給を始める予定とされています[18]。

    SUMCO のグループ会社の一覧には、長崎県大村市と宮崎県宮崎市に工場を置く SUMCO TECHXIV も載っています[19]。

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    この記事で取り上げた、九州の装置と材料の拠点(各社の資料と報道から)。熊本県合志市の東京エレクトロン九州、佐賀県伊万里市の SUMCO、長崎県大村市と宮崎市の SUMCO TECHXIV

    まとめ

    • 前工程では、成膜、リソグラフィ(塗布・露光・現像)、エッチング、洗浄を繰り返し、テストで確かめる。工程ごとに専用の装置がある

    • 露光装置は、レチクルの模様を縮小してウエハーに焼き付ける。光は i線・KrF・ArF から、13.5ナノメートルの EUV へと短くなってきた

    • EUV の露光装置は、オランダの ASML が作っている。日本では、キヤノンとニコンが、i線・KrF・ArF などの露光装置を作る

    • 東京エレクトロンは、成膜・塗布と現像・エッチング・洗浄・テストの装置を作る。同社の説明では、リソグラフィの項目で90%のシェアを持つ

    • 材料では、シリコンウエハーを信越化学工業と SUMCO が、フォトレジストを信越化学工業と JSR が作っている

    • 九州には、熊本県合志市の東京エレクトロン九州、佐賀県伊万里市の SUMCO の工場などがある

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    この記事のまとめ。工程と装置、露光装置、EUV と ASML、東京エレクトロン、材料、九州の拠点

    半導体のニュースでは、チップを作る会社だけでなく、装置や材料の会社の名前も出てきます。その会社が、どの工程の、どの装置や材料を作っているのかを確かめると、記事の中身をつかみやすくなります。

    免責事項

    この記事は、筆者が個人として調べたことをもとに、執筆時点の内容をまとめたものです。分かりやすさを優先し、工程や装置の細かい条件・例外を省いています。図の装置の構造は模式図で、実際の配置や寸法ではありません。

    この記事で取り上げた会社は、各工程の装置と材料を作る会社の一部です。シェアの値は会社自身の説明で、調べた時期や範囲は資料に書かれていません。製品・工場・計画は、各社と報道機関が発表した内容で、今後変わることがあります。

    この記事は、特定の企業の株式の売買を勧めるものではなく、投資などの判断の助言ではありません。正確な情報は、出典や各社の公式の情報で確認してください。この記事の内容を利用して生じた損害については、責任を負いかねます。

    NDシステムズについて

    NDシステムズは、福岡県久留米市を拠点に、ホームページの制作、業務に合わせた事務のシステムの開発、AI・DX支援を行っています。まずはお気軽に無料相談でご相談ください。

    参考文献

    1. 半導体の製造工程と、身のまわりにある「半導体」(経済産業省 中部経済産業局「セミコンナビCHUBU」、SEMI「イラストで分かる半導体工程」をもとに作成、PDF)

    2. 製品情報(東京エレクトロン)

    3. 会社概要(東京エレクトロン)

    4. 会社概要(SUMCO)

    5. サイエンスラボ 半導体露光装置(キヤノン、技術のご紹介)

    6. 2025 Annual Report, Strategic report(ASML の年次報告書、PDF)(英語)

    7. EUV lithography systems(ASML)(英語)

    8. キヤノングループの半導体製造装置(キヤノン)

    9. Lineup, Semiconductor Lithography Systems(ニコン)(英語)

    10. Prexa™ シリーズ(東京エレクトロン、製品情報)

    11. シリコンウエハー(信越化学工業)

    12. SUMCO(トップページ)

    13. フォトレジスト(信越化学工業)

    14. 会社案内(JSR、2026年4月現在、PDF)

    15. マスクブランクス(信越化学工業)

    16. グループ会社(東京エレクトロン)

    17. 1ナノ半導体の製造装置開発目指す 470億円投資、新開発棟が完成 合志市・東京エレクトロン九州(熊本日日新聞、2025年10月15日)※記事の続きは会員限定です。

    18. 供給確保計画の概要:株式会社SUMCO(経済産業省、2026年3月27日の変更認定、PDF)

    19. 主なグループ会社(SUMCO)

     
     
    福岡県久留米市のNDシステムズです。IT・AI、語学、会計、数学、九州北部の風景などについて、調べて考えたことを書いています。記事は筆者が個人として調べた執筆時点の内容で、専門家の助言ではありません。最新の情報は出典でご確認ください。

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