集積回路製造の包括プロセス：フォトリソグラフィ・エッチング・ドーピング・多層配線
集積回路製造の基本概念
集積回路製造（IC製造）は、基板層（通常シリコン）上に半導体材料の極薄表面層を作り、原子レベルで化学変性させ、トランジスタ、コンデンサ、抵抗、ダイオード等各種回路部品機能を創出するプロセスです。個別部品（抵抗、トランジスタ等）を接続ブレッドボードに手作業取り付け複雑回路形成していた従来回路設計からの進歩です。2011年時点で、フォトリソグラフィとエッチングプロセスをマイクロチップ製造施設で用い、数平方センチメートル領域に数十億個部品創出可能です。
ICチップ：単一製造プロセスで全部品相互接続
集積回路（IC）チップは文字通り、全回路部品が単一製造プロセス系列で相互接続された半導体材料層であり、個別部品製造・後工程組立が不要です。最古のマイクロチップICは1959年製造、数十個電子部品の粗雑組立。しかしIC製造洗練度は指数関数的に向上：1960年代に百個、1969年初真マイクロプロセッサ創出時千個、2011年時点では数cm角ICチップに数百万トランジスタ・コンデンサ等搭載。コンピュータシステム用マイクロプロセッサとトランジスタ主体メモリモジュールが2011年時点最高洗練ICチップで、平方センチメートルあたり数十億部品搭載可能です。
フォトリソグラフィ：光露光・フォトレジスト・エッチング
IC製造部品が極微細のため、ウェハー表面光曝露反応を用いた化学エッチングプロセスが唯一効果的創出法です。回路用マスク/パターン作成、フォトレジスト薄層コートウェハー表面に光照射。マスクでウェハーフォトレジストにパターン・エッチング、高温焼成でパターン固化。フォトレジストを溶解液曝露し、照射領域またはマスク領域除去（フォトレジストがポジ/ネガ化学反応剤かにより）。残存するのは使用光波長幅の微細相互接続部品層（紫外線またはX線）。
ドーピング：P/N領域形成とPN接合
マスク後、IC製造はシリコンドーピング、または通常リン/ホウ素原子個別打ち込みを材料表面実施、結晶局所領域に正/負電荷付与。これら帯電領域をP領域/N領域と呼び、接合点で伝達接合形成、万能電気部品PN接合創出。2011年時点でPN接合幅約1000〜100ナノメートル、人間赤血球幅約100ナノメートルと同オーダー。PN接合創出プロセスは化学的に調整され、多様電気的特性発現、トランジスタ/抵抗/コンデンサ/ダイオードとして機能可能。
多層化と品質管理：不良ウェハー全廃棄
IC部品・接続極微細のため、プロセス破綻・不良部品発生時、ウェハー全廃棄必要（修復不能）。現代ICチップは2011年時点、多数IC回路層スタック・相互接続で最終チップ形成・処理能力向上。層間に絶縁・金属相互接続層必須、回路機能・信頼性確保。多数不良チップ生産されるが、電気テスト・顕微鏡検査パスする最終製品価値極高く、プロセス高収益性維持。
現代社会を制御するIC：用途の普遍性
2011年時点で集積回路は、コンピュータ/携帯電話からテレビ/音楽プレーヤー/ゲーム機等家電、自動車/航空機制御システム、デジタル目覚まし時計/環境サーモスタット等ユーザープログラミング可能デジタルデバイスまで、ほぼ全現代電子デバイスを制御しています。
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