フォトマスク(レチクル)は半導体露光で回路パターンをウェハに転写する石英ガラス製の版下。EUVマスクは反射型(Mo/Si多層膜)でDUVと構造が根本的に異なる。Nuflare電子線描画(世界80%)・OPC補正・ペリクル・大日本印刷・凸版印刷の技術をわかりやすく解説。
フォトマスク(Photomask)は、半導体製造のリソグラフィ工程において、ICの回路パターンを光学的にウェハ上のフォトレジストに転写するための「版下」となる基板です。石英ガラスやフッ化カルシウム(CaF₂)の透明基板上に、クロム(Cr)などの遮光膜で回路パターンを描画したものが一般的で、その精度が最終的なチップのパターン精度を直接決定します。
マスクの種類として、1:1転写に使うコンタクトマスク(古い技術)、縮小投影を前提とした4倍〜5倍サイズで描かれるレチクル(Reticle)、EUV露光用に反射型で使われるEUVマスク(吸収体にTaBN、反射多層膜にMo/Siを使用)があります。現代の半導体製造では4倍縮小レチクルが主流で、露光装置のレンズで1/4に縮小してウェハに転写します。
マスクの精製プロセスは、EB(電子ビーム)描画装置でガラス基板上のクロム膜に回路パターンを描き込み、現像・エッチング・検査・修正(欠陥修正)を経て完成します。線幅の精度はApc(Advanced Pattern Control)で管理され、1nm以下のCDU(Critical Dimension Uniformity)が要求される先端マスクでは、描画に数時間〜数十時間を要します。
マスク欠陥は転写されたチップパターンの欠陥に直結するため、マスク検査・ペリクル(防塵膜)装着・クリーニングが欠かせません。EUV用マスクはペリクルの透過率問題(EUV光の吸収)があり、EUVペリクルの材料開発(polysilicon薄膜やCNT材料)が業界の重要課題となっています。
フォトマスクは一般的にチップメーカーが設計し、マスク専業メーカー(Photronics、大日本印刷(DNP)、凸版印刷、Hoya)に製造を委託します。1枚の先端マスク(EUVレチクル)の製造コストは数百万〜1000万円以上に達し、1チップの製造に使われるマスク枚数は先端ロジックで100枚以上になります。