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露光光源の波長一覧（g線〜EUV）

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要点

露光の光源は、g線（436nm）・i線（365nm）の水銀ランプから、KrF（248nm）・ArF（193nm）のエキシマレーザー、そして13.5nmのEUVへと短波長化してきました。解像度はR＝k₁×λ／NAで決まり、波長を短くしNAを大きくすることで微細化が進んできました。

露光光源の波長と使われた世代

主な露光光源の波長・光子エネルギー・代表的なNAと、主に使われたプロセスの世代（目安）
光源波長光子エネルギー光源の種類代表的なNA主な世代・用途
g線436nm約2.8eV水銀ランプ〜0.51980年代の1μm前後の世代
i線365nm約3.4eV水銀ランプ〜0.60.35μm前後、現在も成熟プロセス・厚膜
KrF248nm約5.0eVKrFエキシマレーザー〜0.93250〜130nm世代、現在も非クリティカル層
ArF（ドライ）193nm約6.4eVArFエキシマレーザー〜0.9390〜65nm世代
ArF液浸（ArFi）193nm（水中の実効波長は約134nm）約6.4eVArFエキシマレーザー1.3545nm〜7nm世代（マルチパターニング併用）
F₂（実用化せず）157nm約7.9eVF₂エキシマレーザー—ArF液浸の登場で開発中止
EUV13.5nm約92eVスズのレーザー生成プラズマ0.33 / 0.55（High-NA）7nm世代以降の最先端

※ 世代は代表的な目安で、同じ光源でもNAや照明・マスクの技術、マルチパターニングによって到達できる寸法は大きく変わります。

波長とNAで解像度が決まる

露光で作れる最小の寸法は、レイリーの式 R＝k₁×λ／NA で表されます（λは波長、NAは開口数、k₁は工程の難しさを表す係数）。微細化の歴史は、光源の波長を短くし、レンズのNAを大きくし、k₁を小さくする技術を積み重ねてきた歴史です。たとえばArF液浸ではλ＝193nm・NA＝1.35、k₁＝0.3とすると約43nm、EUVではλ＝13.5nm・NA＝0.33で同じk₁なら約12nmになります。

光源は世代ごとに変わってきました。g線・i線は水銀ランプの輝線を使い、KrF・ArFはガスを放電で励起するネオンを含むガスのエキシマレーザー、EUVはスズの微小な液滴にレーザーを当てて作るプラズマの光です。各世代の違いはEUVとDUVの違い、ArFとKrFの違い、解像度の計算は露光解像度計算ツール、波長と光子エネルギーの換算はeV・波長換算ツールで確認できます。

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出典・参考資料

  1. ASML「Light & lasers - Lithography principles」（2026/10/07 確認）
  2. ZEISS SMT「DUV lithography for chip manufacturing」（2026/10/07 確認）
  3. ASML「DUV lithography systems」（2026/10/07 確認）
  4. ギガフォトン「製品情報」（2026/10/10 確認）
  5. The Laser Society of Japan「Latest State of Next Generation UV Laser and Future（The Review of Laser Engineering 29巻10号）」（2026/10/10 確認）
  6. ASML「EUV lithography systems」（2026/10/07 確認）