電子材料事業のご紹介
JSRの電子材料事業
JSRは、先端半導体デバイスに不可欠な高機能材料を通じ、次世代デバイスの開発加速、歩留まり向上、安定生産を支えます。
日々進化するエレクトロニクス産業を支える電子材料の多くは、JSRの先端技術によって生み出されています。幅広い材料ラインアップをワンストップで提供できる強みを活かし、豊かな社会の実現に向けて、絶え間ない技術革新に挑み続けています。
半導体って何？
私たちの生活を支えるさまざまな電化製品。その内部で重要な役割を果たしているのが半導体チップです。半導体は、電気をよく通す「導体」と、ほとんど通さない「絶縁体」の中間の性質を持つ材料です。条件に応じて電気の通り方を変化させ、電流の精密な制御を行っています。この特性は、電気信号のオン・オフ（スイッチ）や増幅、計算、記憶といった、電子機器に欠かせない機能の土台となっています。
冷蔵庫や洗濯機などの家電をはじめ、自動車、PC、スマートフォン、そして近年目覚ましい進展を遂げているAI技術。 通信チップやセンサーの性能向上により、インターネットにつながるスマート家電が登場し、遠隔操作や見守りが可能になりました。自動車では運転支援技術が高度化し、工場ではロボット化・自動化によって安全性と生産効率が向上しています。また、PCやスマートフォンにおいても処理速度が向上し、高精度な翻訳や画像補正が瞬時に行えるようになりました。 私たちの生活を支えるテクノロジーは、日々目まぐるしい進化を遂げています。その進化に伴い、社会全体で扱うデータ容量や処理速度も増え続けています。そのため、これらを支える「より高性能な半導体チップ」が強く求められています。
半導体の高性能化には、優れたアーキテクチャ設計（半導体の頭脳となる構造や処理の仕組みを設計すること）、回路の微細化（電気の通り道を細かく描くこと）、高密度実装（半導体を効率よくチップの形にすること）などが重要です。これらによるチップの小型化や処理速度の高速化、そして省エネルギー化を実現するために、JSRは様々な材料を提供しています。
半導体ができるまで
先端の半導体チップは、1,000以上の工程を経て製造されています。JSRは、この製造プロセスの各所で使われる材料を提供しています。
01. ウエハ切り出し
「円盤を切り出す」
半導体チップは、高純度なシリコンの塊（シリコンインゴット）から作られます。これを薄くスライスして、円盤状の「シリコンウエハ」に加工します。
- この工程で使われるJSRの製品
- なし
02. 成膜
「膜を作る」
ウエハ上に、ALD（原子層堆積）やCVD（化学気相成長）という方法で、必要な材料を薄く積み重ねて膜を作ります（成膜）。
- この工程で使われるJSRの製品
- ALD/CVDプリカーサー、ドーパント
ALD/CVDプリカーサー
回路上の必要な部分に形成する、薄い膜のもととなる材料です。
ドーパント
電子の数や電気抵抗などを変化させるために添加する物質です。
03. レジスト塗布
「回路を描く」
ウエハを回転させながら、フォトレジストを均一に塗布します。
- この工程で使われるJSRの製品
- フォトレジスト、多層材
フォトレジスト
半導体の微細な回路配線を可能にする感光性の液体、”フォトレジスト”。光が当たった部分のみアルカリ（現像液）で除去できるポジ型と、光の当たったところだけ硬化するネガ型があります。JSRではEUV（MOR）、EUV（CAR）、ArF、KrF、i線、g線といった各光源に対応した豊富なラインナップを揃えています。
多層材料
リソグラフィー工程では、露光精度やエッチング耐性を向上させるために、下地やトップコートなどを塗り、層を重ねることで微細な回路を描きます。JSRではこれらを総称して多層材料と呼び、用途に応じた様々な化学品を提供しています。
04. 露光
「回路を描く」
次に、回路パターンが描かれた「フォトマスク」を通して光を照射し、レジストを化学反応させます。続いて、現像液で処理をして不要な部分を洗い流すことで、精密なパターンを描き出します。この一連の工程を「リソグラフィー」と呼びます。
- この工程で使われるJSRの製品
- フォトレジスト、多層材
フォトレジスト
半導体の微細な回路配線を可能にする感光性の液体、”フォトレジスト”。光が当たった部分のみアルカリ（現像液）で除去できるポジ型と、光の当たったところだけ硬化するネガ型があります。JSRではEUV（MOR）、EUV（CAR）、ArF、KrF、i線、g線といった各光源に対応した豊富なラインナップを揃えています。
多層材料
リソグラフィー工程では、露光精度やエッチング耐性を向上させるために、下地やトップコートなどを塗り、層を重ねることで微細な回路を描きます。JSRではこれらを総称して多層材料と呼び、用途に応じた様々な化学品を提供しています。
05. エッチング
「削り取る」
露光工程で形成されたレジストパターンをガイドにして、不要な部分の膜を削り取ります（エッチング）
- この工程で使われるJSRの製品
- 機能性洗浄剤
機能性洗浄剤
化学反応を用いて、回路を形成するうえで不要な部分だけを取り除くための洗浄剤です。
06. CMP
「平らにする」
化学的機械的研磨（CMP：Chemical Mechanical Planarization）という方法で、ウエハ上に堆積した膜の表面を平坦にします。特に先端半導体では製造にかかる工程数や回路の積層数が増えるため、この平らにする工程が重要視されています。
- この工程で使われるJSRの製品
- CMPスラリー
CMPスラリー
ウエハをナノレベルで平坦化するための液体、CMPスラリー。研磨砥粒が含まれており、磨き粉のような役割を果たすことで、ウエハ上の凸凹をなだらかに整えます。
07. 洗浄
「洗う」
製造の途中では、目に見えないゴミ（残渣）や薬品がウエハに付着することがあります。これを取り除くために、超純水（不純物をほとんど含まない水）や特殊な洗浄液で丁寧に洗います。きれいに保つことで、チップの不良を防ぎます。
- この工程で使われるJSRの製品
- CMP後洗浄剤
CMP洗浄剤
磨く工程の途中で、ウエハ上に細かい残留物が発生します。それらを除去するために使われる洗浄剤です。
08. 多層配線
「層を重ねる」
チップの中には、信号を伝えるための「金属の道（配線）」がたくさん必要です。これまでの工程（成膜、露光、エッチング、CMP、洗浄など）を繰り返し、絶縁膜をはさみながら金属配線を何層にも積み重ねていきます。これにより、無数のトランジスタや回路が電気的につながり、情報を正しくやりとりできるようになります。
- ※02～07の工程を繰り返します。
09. 絶縁膜塗布・配線形成
「配線を作る」
ウエハの表面に絶縁膜を塗ります。その上に細い金属線を引くように配線を作り、電気信号や電力が通るルートを整えます。ここでの精度が、チップ全体の性能を左右します。
- この工程で使われるJSRの製品
- 感光性絶縁材料、めっき用厚膜レジスト
感光性絶縁材料
回路上に配線を作るために、電気を通したくない部分を絶縁するための材料です。
めっき用厚膜レジスト
めっき配線を作るための高性能塗布型感光性材料です。
10. ダイシング
「切る」
ウエハの上には、たくさんのチップが並んでいます。これをダイヤモンドブレードやレーザーで小さく切り分け、1つずつのチップにします。こうして、完成したチップをパッケージング工程へと送ります。
- この工程で使われるJSRの製品
- なし
11. パッケージング
「基板に繋げる」
切り分けたチップを保護するために、樹脂や金属フレームに封入します。外部と電気的につなぐ端子もここで取り付けます。放熱性や耐久性を高めることで、スマートフォンや家電などに組み込める最終製品となります。近年の急速なテクノロジー進化に伴い世の中で必要とされるエネルギー量が年々上がっていく中、熱マネジメントやデータ転送の効率性をアップするために、パッケージング工程の重要性が高まっています。
- この工程で使われるJSRの製品
- めっき用厚膜レジスト
めっき用厚膜レジスト
チップと基板を接続する方法として、これまでは金属のワイヤーで繋ぐワイヤーボンディングが一般的でした。しかし、AI向けを含む高性能な半導体では、チップ上に小さな金属の突起（バンプ）を作り、これを介してチップと基板を直接接続するフリップチップ実装方式が用いられています。 この方式により、小型かつ高密度なパッケージングが可能となり電気の流れる距離が物理的に短くなることや、接続端子が増えることから、膨大なデータを転送する際のエネルギーロス軽減につながります。JSRでは、このバンプ形成に適した厚膜レジストを製造しています。
グローバルな事業体制
JSRはグローバルに事業体制を整え、お客様と一緒に最先端の技術開発に取り組んでいます。
