【世界シェア9割】フォトレジストは何に使う？日本の技術が世界を支配する理由4選

フォトレジストは、私たちの生活を支えるデジタル社会の基盤において、切っても切り離せない重要な役割を担っています。

スマートフォンやEVや家電といった製品の頭脳である半導体を作る際、回路を描き出すために欠かせないのがフォトレジストの正体です。この液体は光に反応する性質を持ち、極めて微細なパターンを形成します。製造現場では、光が当たった場所が溶けるか残るかというポジ型・ネガ型の違いを巧みに使い分けながら、高度な半導体製造の役割を果たしてきました。

特に近年はAI半導体とHBMの需要が爆発的に伸びており、さらなる微細化を可能にするEUVリソグラフィ技術が注目を集めています。一方で、PFAS規制の影響や、次世代のドライレジスト革命といった大きな変化も訪れています。日本企業のシェアが圧倒的なこの分野では、ラピダスと2nmプロセスの実現に向けた動きも加速しており、その重要性は高まる一方です。

この記事でわかること

フォトレジストが半導体製造で果たす具体的な役割と仕組み
最先端のAI半導体や次世代プロセスを支える革新的な技術動向
日本企業が世界市場で圧倒的なシェアを維持し続けている背景
環境規制や新技術の台頭によって変化する業界の未来予測

フォトレジストは何に使う？仕組みと基本の役割

産業を支えるフォトレジストの正体とは
露光工程における半導体製造の役割
仕組みが異なるポジ型・ネガ型の違い
生活を支えるスマホ・EV・家電への活用
高性能化に欠かせないAI半導体とHBM

産業を支えるフォトレジストの正体とは

フォトレジストは、現代のハイテク産業を根底から支える「感光性樹脂」という特殊な液体です。その名前は、光を意味する「フォト」と、耐性を意味する「レジスト」に由来しています。文字通り、特定の波長の光が当たることによって化学反応を起こし、その後の加工工程で特定の液体やガスに対して耐性を示すという性質を持っています。

この素材は、半導体の表面に薄く均一に塗布して使用されます。例えるならば、写真を現像する際の「フィルム」と、建築現場でコンクリートを流し込む「型枠」の両方の役割を一人でこなす存在です。極めて高い純度が求められるため、わずかな不純物も許されない厳しい管理下で生産されています。2026年現在、デジタル機器のさらなる小型化と高性能化が進む中で、この素材の重要性は以前にも増して高まっています。

露光工程における半導体製造の役割

半導体製造において、フォトレジストは「リソグラフィ（露光）」という最も重要な工程の主役を務めます。半導体はシリコンウェハーと呼ばれる円盤の上に、目には見えないほど細かな電気回路を幾層にも積み重ねて作られます。この回路の設計図をウェハー上に転写する際、フォトレジストがなければ一歩も前に進むことはできません。

具体的な工程としては、まずウェハーにフォトレジストを薄く塗り、その上から回路図が描かれたマスクを通して光を照射します。すると、光が当たった部分だけが化学変化を起こし、現像液で洗うことで特定のパターンだけがウェハー上に残ります。この残ったパターンが保護膜となり、不要な部分を削り取るエッチング工程を経て、ようやく微細な配線が完成します。つまり、フォトレジストは「ナノレベルの彫刻」を可能にするための精密なガイド役を果たしているのです。

仕組みが異なるポジ型・ネガ型の違い

フォトレジストには、光に反応した後の挙動によって「ポジ型」と「ネガ型」という2つの主要なタイプが存在します。これらは用途や回路の複雑さに応じて使い分けられており、製造の効率や精度を左右する重要な選択となります。

ポジ型は、光が当たった部分が柔らかくなり、現像液に溶ける性質を持っています。これに対してネガ型は、光が当たった部分が固まり、現像液に溶けずに残ります。伝統的にポジ型は解像度が高く、より細かな回路を描くのに適しているとされてきました。しかし、最新の2nm世代などの先端プロセスでは、ネガ型の特性を活かした現像技術も進化しており、双方がそれぞれの強みを発揮しています。

以下の表に、それぞれの特徴と主な用途を整理しました。

スクロールできます

特徴	ポジ型レジスト	ネガ型レジスト
反応の仕組み	光が当たった部分が溶ける	光が当たった部分が残る
主なメリット	解像度が高く、微細化に強い	接着性が高く、構造的に強固
2026年の動向	EUV露光の主流として君臨	先端ロジックのトレンチ形成で復権
主な用途	CPU、GPU、DRAMなど	厚膜配線、MEMS、パッケージ基板

生活を支えるスマホ・EV・家電への活用

フォトレジストによって作られた半導体は、私たちの日常生活のあらゆる場面に浸透しています。例えば、手元のスマートフォンには、通信を司るチップや膨大なデータを保存するメモリなど、多種多様な半導体が搭載されています。これらはすべて、異なる波長の光に対応したフォトレジストを用いて製造されています。

また、急速に普及が進む電気自動車（EV）においても、バッテリーの管理やモーターの制御を担うパワー半導体を作るために、この素材が大量に消費されています。EVでは高い電圧に耐える必要があるため、比較的厚い膜を形成できる専用のレジストが活躍します。冷蔵庫や洗濯機といった家電製品も例外ではありません。省エネ性能を追求する中で、より効率的な制御チップが必要となり、フォトレジストの技術が陰ながら私たちの家計を支えているといっても過言ではありません。

高性能化に欠かせないAI半導体とHBM

2026年の半導体市場において、最も熱い視線が注がれているのがAI（人工知能）専用の半導体です。ChatGPTなどの大規模言語モデルを動かすためには、膨大な計算を瞬時に処理できる高性能なプロセッサが不可欠です。このAI半導体の製造には、世界最高レベルの解像度を持つフォトレジストが投入されています。

さらに、AIの処理能力を支える「HBM（高帯域幅メモリ）」の製造においても、フォトレジストは重要な役割を担っています。HBMはメモリチップを垂直に積み上げる構造をしており、チップ同士を繋ぐための微細な穴（TSV）やバンプを形成するために、特殊なレジスト技術が使われます。このように、フォトレジストは単なる「平面の回路描き」から、AI時代の「立体的な構造物作り」へと、その活用の幅を大きく広げています。

フォトレジストを何に使うか最新技術から紐解く

超微細化を実現するEUVリソグラフィ
最先端を目指すラピダスと2nm世代の挑戦
製造プロセスを変えるドライレジスト革命
世界を圧倒する日本企業のシェアと強み
持続可能性を問うPFAS規制の影響と対策
まとめ｜フォトレジストを何に使うか徹底解説

超微細化を実現するEUVリソグラフィ

半導体の微細化競争が極限に達する中、現在最も注目されている技術が「EUV（極端紫外線）リソグラフィ」です。EUV光は波長が13.5ナノメートルと非常に短く、これまでの技術では不可能だった極めて細い回路を一本の線として描き出すことができます。この革新的な露光装置に命を吹き込むのが、専用に開発されたEUV用フォトレジストです。

EUVプロセスでは、光のエネルギーが非常に強いため、従来の材料では「光のムラ」が発生し、回路が途切れるなどの欠陥が生じやすいという課題がありました。2026年現在は、この問題を解決するために「メタルオキサイドレジスト（MOR）」と呼ばれる新しい材料の導入が進んでいます。金属原子を含むこのレジストは、光を効率よく吸収し、よりシャープなパターンを形成することが可能です。この材料の進化こそが、次世代コンピュータの性能を決定づける鍵を握っています。

最先端を目指すラピダスと2nm世代の挑戦

日本国内における半導体産業の大きな転換点となっているのが、北海道千歳市に拠点を置く「ラピダス」のプロジェクトです。ラピダスは、世界でまだ誰も量産化に成功していない2nm（ナノメートル）世代のロジック半導体を、2027年以降に日本で製造することを目指しています。この壮大な目標を達成するためには、最新鋭のEUV露光装置と、それに最適化された最高品質のフォトレジストが不可欠です。

ラピダスは、IBMやimecといった世界の有力機関と連携しながら、開発のピッチを上げています。現在、千歳市の工場ではパイロットラインが稼働しており、日本国内のフォトレジストメーカーも現地に拠点を設けて密接な協力体制を敷いています。海外勢に遅れをとっていた先端半導体分野において、日本の素材技術と製造装置が再び一丸となり、世界にその実力を示そうとしているのです。

製造プロセスを変えるドライレジスト革命

従来のフォトレジストは、液体をウェハー上に垂らして回転させながら広げる「スピンコート法」が一般的でした。しかし、最新の「ドライレジスト」技術はこの常識を根底から変えようとしています。ドライレジストは、液体ではなく「ガス」を真空中で反応させて、ウェハー上に直接レジストの膜を積もらせる手法です。

この技術の最大のメリットは、材料の無駄を劇的に削減できる点にあります。液体レジストの場合、回転によって9割以上の材料が振り落とされて廃棄されてしまいますが、ドライレジストであれば必要な分だけを付着させることが可能です。また、膜の厚みを分子レベルで均一に制御できるため、微細化の限界を突破する手段としても期待されています。米国の装置大手であるラムリサーチが主導し、日本のJSRなどが協力する形で、量産ラインへの導入が2025年ごろから本格化しています。

世界を圧倒する日本企業のシェアと強み

フォトレジストの世界市場において、日本企業は他の追随を許さない圧倒的な地位を築いています。先端プロセスに使用されるレジストの約9割近くが、JSR、東京応化工業、信越化学工業、住友化学、富士フイルムといった日本メーカーによって供給されています。なぜこれほどまでに特定の国の企業が強いのでしょうか。

その背景には、長年培われてきた高度な化学合成技術と、顧客である半導体メーカーとの極めて緻密な「すり合わせ」があります。

世界を支配する理由

【理由①】ナノレベルの不純物をも排除する極限の純度管理技術
【理由②】露光装置メーカーと開発段階から連携する強固なパートナーシップ
【理由③】顧客の製造ラインごとに材料を最適化するきめ細やかなサポート体制
【理由④】不況時でも研究開発投資を惜しまない長期的な経営視点

前述の通り、日本企業はJIC（産業革新投資機構）によるJSRの買収など、国を挙げた構造改革も進めており、経済安全保障の観点からもその存在感は増すばかりです。