光罩(Photomask)是在半導體製造的微影步驟中,作為將 IC 電路圖形以光學方式轉移到晶圓上光阻之「原版」的基板。一般是在石英玻璃或氟化鈣(CaF₂)的透明基板上,以鉻(Cr)等遮光膜畫出電路圖形,其精度直接決定最終晶片的圖形精度。
光罩的種類有:用於1:1轉移的接觸式光罩(舊技術)、以縮小投影為前提、以4倍~5倍尺寸繪製的倍縮光罩(Reticle),以及用於 EUV 曝光的反射式 EUV 光罩(吸收層使用 TaBN,反射多層膜使用 Mo/Si)。現代半導體製造以4倍縮小倍縮光罩為主流,由曝光機的透鏡縮小為1/4後轉移到晶圓上。
光罩的製作流程是以 EB(電子束)寫入設備在玻璃基板上的鉻膜寫入電路圖形,再經過顯影、蝕刻、檢測、修補(缺陷修補)後完成。線寬精度以 Apc(Advanced Pattern Control)管理,要求1nm 以下 CDU(Critical Dimension Uniformity)的先進光罩,寫入需要數小時~數十小時。
光罩缺陷直接導致轉移後晶片圖形的缺陷,因此光罩檢測、光罩保護膜(防塵膜)安裝與清洗不可或缺。EUV 用光罩有光罩保護膜穿透率的問題(EUV 光的吸收),EUV 光罩保護膜的材料開發(polysilicon 薄膜或 CNT 材料)已成為業界的重要課題。
光罩一般由晶片廠商設計,委託光罩專業廠商(Photronics、大日本印刷(DNP)、凸版(Toppan)、HOYA)製造。1片先進光罩(EUV 倍縮光罩)的製造成本可達數百萬~1000萬日圓以上,先進邏輯製造1顆晶片所使用的光罩片數超過100片。